JP2003309059A - 投影光学系、その製造方法、露光装置および露光方法 - Google Patents
投影光学系、その製造方法、露光装置および露光方法Info
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 たとえば蛍石レンズの光軸と所定の結晶軸と
の角度ずれを所定の許容量以下に抑えて、蛍石の複屈折
の影響を実質的に受けることなく良好な光学性能を確保
することのできる投影光学系。 【解決手段】 第１面（Ｒ）の像を第２面（Ｗ）上に形
成する投影光学系。立方晶系に属する結晶材料で形成さ
れた少なくとも２つの結晶透過部材を備えている。少な
くとも２つの結晶透過部材は、結晶軸［１１１］、結晶
軸［１００］および結晶軸［１１０］のうちのいずれか
１つの結晶軸と光軸との間の角度ずれが１度以下に設定
されている。
の角度ずれを所定の許容量以下に抑えて、蛍石の複屈折
の影響を実質的に受けることなく良好な光学性能を確保
することのできる投影光学系。 【解決手段】 第１面（Ｒ）の像を第２面（Ｗ）上に形
成する投影光学系。立方晶系に属する結晶材料で形成さ
れた少なくとも２つの結晶透過部材を備えている。少な
くとも２つの結晶透過部材は、結晶軸［１１１］、結晶
軸［１００］および結晶軸［１１０］のうちのいずれか
１つの結晶軸と光軸との間の角度ずれが１度以下に設定
されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、投影光学系、その
製造方法、露光装置および露光方法に関し、特に半導体
素子などのマイクロデバイスをフォトリソグラフィ工程
で製造する際に使用される露光装置に好適な反射屈折型
の投影光学系に関するものである。
製造方法、露光装置および露光方法に関し、特に半導体
素子などのマイクロデバイスをフォトリソグラフィ工程
で製造する際に使用される露光装置に好適な反射屈折型
の投影光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の製造や半導体チップ
実装基板の製造では、微細化がますます進んでおり、パ
ターンを焼き付ける露光装置ではより解像力の高い投影
光学系が要求されてきている。この高解像の要求を満足
するには、露光光を短波長化するとともに、ＮＡ（投影
光学系の開口数）を大きくしなければならない。しかし
ながら、露光光の波長が短くなると、光の吸収のため実
用に耐える光学材料の種類が限られてくる。
実装基板の製造では、微細化がますます進んでおり、パ
ターンを焼き付ける露光装置ではより解像力の高い投影
光学系が要求されてきている。この高解像の要求を満足
するには、露光光を短波長化するとともに、ＮＡ（投影
光学系の開口数）を大きくしなければならない。しかし
ながら、露光光の波長が短くなると、光の吸収のため実
用に耐える光学材料の種類が限られてくる。
【０００３】たとえば波長が２００ｎｍ以下の真空紫外
域の光、特にＦ2レーザー光（波長１５７ｎｍ）を露光
光として用いる場合、投影光学系を構成する光透過性光
学材料としては、フッ化カルシウム（蛍石：ＣａＦ2）
やフッ化バリウム（ＢａＦ2）等のフッ化物結晶を多用
せざるを得ない。実際には、露光光としてＦ2レーザー
光を用いる露光装置では、基本的に蛍石だけで投影光学
系を形成する設計が想定されている。蛍石は、立方晶系
（等軸晶系）に属する結晶であり、光学的には等方的
で、複屈折が実質的にないと思われていた。また、従来
の可視光域の実験では、蛍石について小さい複屈折（内
部応力起因のランダムなもの）しか観測されていなかっ
た。
域の光、特にＦ2レーザー光（波長１５７ｎｍ）を露光
光として用いる場合、投影光学系を構成する光透過性光
学材料としては、フッ化カルシウム（蛍石：ＣａＦ2）
やフッ化バリウム（ＢａＦ2）等のフッ化物結晶を多用
せざるを得ない。実際には、露光光としてＦ2レーザー
光を用いる露光装置では、基本的に蛍石だけで投影光学
系を形成する設計が想定されている。蛍石は、立方晶系
（等軸晶系）に属する結晶であり、光学的には等方的
で、複屈折が実質的にないと思われていた。また、従来
の可視光域の実験では、蛍石について小さい複屈折（内
部応力起因のランダムなもの）しか観測されていなかっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２００
１年５月１５日に開かれたリソグラフィに関するシンポ
ジュウム（2nd International Symposium on 157nm Lit
hography）において、米国ＮＩＳＴのJohn H. Burnett
らにより、蛍石には固有複屈折（intrinsic birefringe
nce）が存在することを実験および理論の両面から確認
したことが発表された。
１年５月１５日に開かれたリソグラフィに関するシンポ
ジュウム（2nd International Symposium on 157nm Lit
hography）において、米国ＮＩＳＴのJohn H. Burnett
らにより、蛍石には固有複屈折（intrinsic birefringe
nce）が存在することを実験および理論の両面から確認
したことが発表された。
【０００５】この発表によれば、蛍石の複屈折は、結晶
軸［１１１］方向およびこれと等価な結晶軸［−１１
１］，［１−１１］，［１１−１］方向、並びに結晶軸
［１００］方向およびこれと等価な結晶軸［０１０］，
［００１］方向ではほぼ零であるが、その他の方向では
実質的に零でない値を有する。特に、結晶軸［１１
０］，［−１１０］，［１０１］，［‐１０１］，［０
１１］，［０１−１］の６方向では、波長１５７ｎｍの
光に対して最大で１１．２ｎｍ／ｃｍ、波長１９３ｎｍ
の光に対して最大で３．４ｎｍ／ｃｍの複屈折の値を有
する。
軸［１１１］方向およびこれと等価な結晶軸［−１１
１］，［１−１１］，［１１−１］方向、並びに結晶軸
［１００］方向およびこれと等価な結晶軸［０１０］，
［００１］方向ではほぼ零であるが、その他の方向では
実質的に零でない値を有する。特に、結晶軸［１１
０］，［−１１０］，［１０１］，［‐１０１］，［０
１１］，［０１−１］の６方向では、波長１５７ｎｍの
光に対して最大で１１．２ｎｍ／ｃｍ、波長１９３ｎｍ
の光に対して最大で３．４ｎｍ／ｃｍの複屈折の値を有
する。
【０００６】このように、固有複屈折を有する蛍石で形
成されたレンズ（一般的には透過部材）を投影光学系に
用いる場合、蛍石の複屈折の結像性能への影響は大き
く、特に面内線幅誤差（ΔＣＤ：critical dimension）
に顕著に表れる。そこで、Burnettらは、上述の発表に
おいて、一対の蛍石レンズ（蛍石で形成されたレンズ）
の光軸と結晶軸［１１１］とを一致させ且つ光軸を中心
として一対の蛍石レンズを約６０度だけ相対的に回転さ
せることにより複屈折の影響を低減する手法を提案して
いる。
成されたレンズ（一般的には透過部材）を投影光学系に
用いる場合、蛍石の複屈折の結像性能への影響は大き
く、特に面内線幅誤差（ΔＣＤ：critical dimension）
に顕著に表れる。そこで、Burnettらは、上述の発表に
おいて、一対の蛍石レンズ（蛍石で形成されたレンズ）
の光軸と結晶軸［１１１］とを一致させ且つ光軸を中心
として一対の蛍石レンズを約６０度だけ相対的に回転さ
せることにより複屈折の影響を低減する手法を提案して
いる。
【０００７】一般的には、蛍石レンズの光軸と結晶軸
［１１１］とが精度良く一致するように投影光学系に組
み込むことは容易ではない。また、一対の蛍石レンズが
光軸廻りに所定角度だけ相対的に回転した状態で投影光
学系に精度良く組み込むことも容易ではない。しかしな
がら、投影光学系において、複屈折の影響を実質的に受
けることなく良好な光学性能を確保するには、蛍石レン
ズの光軸と結晶軸［１１１］との角度ずれ、および一対
の蛍石レンズの光軸廻りの相対的な回転角度ずれを所定
の許容量以下に抑えることが重要である。
［１１１］とが精度良く一致するように投影光学系に組
み込むことは容易ではない。また、一対の蛍石レンズが
光軸廻りに所定角度だけ相対的に回転した状態で投影光
学系に精度良く組み込むことも容易ではない。しかしな
がら、投影光学系において、複屈折の影響を実質的に受
けることなく良好な光学性能を確保するには、蛍石レン
ズの光軸と結晶軸［１１１］との角度ずれ、および一対
の蛍石レンズの光軸廻りの相対的な回転角度ずれを所定
の許容量以下に抑えることが重要である。
【０００８】また、蛍石結晶において、異端的に結晶軸
方位のずれがある領域が局部的に存在する可能性がある
ことが明らかになった（いわゆるグレインバウンダリ
ー）。所望の光学性能を確保するには結晶軸方位のずれ
がある領域が存在する蛍石結晶（以下、「異端蛍石結
晶」という）を用いないことが好ましいが、生産性やコ
ストの観点から異端蛍石結晶であっても用いざるを得な
いのが現実である。この場合、投影光学系において、複
屈折の影響を実質的に受けることなく良好な光学性能を
確保するには、結晶軸方位の相対角度ずれを所定の許容
量以下に抑えることが重要である。
方位のずれがある領域が局部的に存在する可能性がある
ことが明らかになった（いわゆるグレインバウンダリ
ー）。所望の光学性能を確保するには結晶軸方位のずれ
がある領域が存在する蛍石結晶（以下、「異端蛍石結
晶」という）を用いないことが好ましいが、生産性やコ
ストの観点から異端蛍石結晶であっても用いざるを得な
いのが現実である。この場合、投影光学系において、複
屈折の影響を実質的に受けることなく良好な光学性能を
確保するには、結晶軸方位の相対角度ずれを所定の許容
量以下に抑えることが重要である。
【０００９】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、たとえば蛍石レンズの光軸と所定の結晶軸と
の角度ずれ、または一対の蛍石レンズの光軸廻りの相対
的な回転角度ずれを所定の許容量以下に抑えて、蛍石の
複屈折の影響を実質的に受けることなく良好な光学性能
を確保することのできる投影光学系およびその製造方法
を提供することを目的とする。
のであり、たとえば蛍石レンズの光軸と所定の結晶軸と
の角度ずれ、または一対の蛍石レンズの光軸廻りの相対
的な回転角度ずれを所定の許容量以下に抑えて、蛍石の
複屈折の影響を実質的に受けることなく良好な光学性能
を確保することのできる投影光学系およびその製造方法
を提供することを目的とする。
【００１０】また、本発明は、たとえば蛍石レンズを形
成するのに用いられる異端蛍石結晶における結晶軸方位
の相対角度ずれを所定の許容量以下に抑えて、蛍石の複
屈折の影響を実質的に受けることなく良好な光学性能を
確保することのできる投影光学系を提供することを目的
とする。
成するのに用いられる異端蛍石結晶における結晶軸方位
の相対角度ずれを所定の許容量以下に抑えて、蛍石の複
屈折の影響を実質的に受けることなく良好な光学性能を
確保することのできる投影光学系を提供することを目的
とする。
【００１１】さらに、本発明は、複屈折の影響を実質的
に受けることなく良好な光学性能を有する投影光学系を
用いて、高解像で高精度な投影露光を行うことのできる
露光装置および露光方法を提供することを目的とする。
に受けることなく良好な光学性能を有する投影光学系を
用いて、高解像で高精度な投影露光を行うことのできる
露光装置および露光方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第１発明では、第１面の像を第２面上に形
成する投影光学系において、立方晶系に属する結晶材料
で形成された少なくとも２つの結晶透過部材を備え、前
記少なくとも２つの結晶透過部材は、結晶軸［１１
１］、結晶軸［１００］および結晶軸［１１０］のうち
のいずれか１つの結晶軸と光軸との間の角度ずれと、前
記少なくとも２つの結晶透過部材における所定の結晶軸
同士の光軸廻りの相対的な回転角度の所定値からの角度
ずれとの少なくとも一方の角度ずれが１度以下に設定さ
れていることを特徴とする投影光学系を提供する。
に、本発明の第１発明では、第１面の像を第２面上に形
成する投影光学系において、立方晶系に属する結晶材料
で形成された少なくとも２つの結晶透過部材を備え、前
記少なくとも２つの結晶透過部材は、結晶軸［１１
１］、結晶軸［１００］および結晶軸［１１０］のうち
のいずれか１つの結晶軸と光軸との間の角度ずれと、前
記少なくとも２つの結晶透過部材における所定の結晶軸
同士の光軸廻りの相対的な回転角度の所定値からの角度
ずれとの少なくとも一方の角度ずれが１度以下に設定さ
れていることを特徴とする投影光学系を提供する。
【００１３】第１発明の好ましい態様によれば、前記少
なくとも２つの結晶透過部材は、結晶軸［１１１］、結
晶軸［１００］および結晶軸［１１０］のうちのいずれ
か１つの結晶軸と光軸との間の角度ずれが１度以下に設
定されている。この場合、前記第２面に最も近く配置さ
れた結晶透過部材を備え、前記第２面に最も近く配置さ
れた前記結晶透過部材は、結晶軸［１１１］、結晶軸
［１００］および結晶軸［１１０］のうちのいずれか１
つの結晶軸と光軸との間の角度ずれが１度以下に設定さ
れていることが好ましい。
なくとも２つの結晶透過部材は、結晶軸［１１１］、結
晶軸［１００］および結晶軸［１１０］のうちのいずれ
か１つの結晶軸と光軸との間の角度ずれが１度以下に設
定されている。この場合、前記第２面に最も近く配置さ
れた結晶透過部材を備え、前記第２面に最も近く配置さ
れた前記結晶透過部材は、結晶軸［１１１］、結晶軸
［１００］および結晶軸［１１０］のうちのいずれか１
つの結晶軸と光軸との間の角度ずれが１度以下に設定さ
れていることが好ましい。
【００１４】また、第１発明の好ましい態様によれば、
凹面反射鏡と、該凹面反射鏡の近傍に配置された結晶透
過部材を備え、前記凹面反射鏡の近傍に配置された前記
結晶透過部材は、結晶軸［１１１］、結晶軸［１００］
および結晶軸［１１０］のうちのいずれか１つの結晶軸
と光軸との間の角度ずれが１度以下に設定されている。
前記投影光学系は、前記第１面と前記第２面との間の光
路中に前記第１面の中間像を形成する反射屈折型の再結
像光学系であることが好ましい。
凹面反射鏡と、該凹面反射鏡の近傍に配置された結晶透
過部材を備え、前記凹面反射鏡の近傍に配置された前記
結晶透過部材は、結晶軸［１１１］、結晶軸［１００］
および結晶軸［１１０］のうちのいずれか１つの結晶軸
と光軸との間の角度ずれが１度以下に設定されている。
前記投影光学系は、前記第１面と前記第２面との間の光
路中に前記第１面の中間像を形成する反射屈折型の再結
像光学系であることが好ましい。
【００１５】さらに、第１発明の好ましい態様によれ
ば、前記第１面の第１中間像を形成するための第１結像
光学系と、少なくとも１つの凹面反射鏡と結晶透過部材
とを有し前記第１中間像からの光束に基づいて第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
からの光束に基づいて最終像を前記第２面上に形成する
ための第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結像光学系と間の光路中
に配置された第２偏向鏡とを備え、前記第１結像光学系
の光軸と前記第３結像光学系の光軸とがほぼ一致するよ
うに設定され、前記第２結像光学系の光路中に配置され
た前記結晶透過部材は、結晶軸［１１１］、結晶軸［１
００］および結晶軸［１１０］のうちのいずれか１つの
結晶軸と光軸との間の角度ずれが１度以下に設定されて
いる。
ば、前記第１面の第１中間像を形成するための第１結像
光学系と、少なくとも１つの凹面反射鏡と結晶透過部材
とを有し前記第１中間像からの光束に基づいて第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
からの光束に基づいて最終像を前記第２面上に形成する
ための第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結像光学系と間の光路中
に配置された第２偏向鏡とを備え、前記第１結像光学系
の光軸と前記第３結像光学系の光軸とがほぼ一致するよ
うに設定され、前記第２結像光学系の光路中に配置され
た前記結晶透過部材は、結晶軸［１１１］、結晶軸［１
００］および結晶軸［１１０］のうちのいずれか１つの
結晶軸と光軸との間の角度ずれが１度以下に設定されて
いる。
【００１６】また、第１発明の好ましい態様によれば、
前記投影光学系に含まれるすべての結晶透過部材のうち
の１５％以上の数の結晶透過部材は、結晶軸［１１
１］、結晶軸［１００］および結晶軸［１１０］のうち
のいずれか１つの結晶軸と光軸との間の角度ずれが１度
以下に設定されている。また、前記投影光学系に含まれ
るすべての結晶透過部材は、結晶軸［１１１］、結晶軸
［１００］および結晶軸［１１０］のうちのいずれか１
つの結晶軸と光軸との間の角度ずれが２度以下に設定さ
れていることが好ましい。
前記投影光学系に含まれるすべての結晶透過部材のうち
の１５％以上の数の結晶透過部材は、結晶軸［１１
１］、結晶軸［１００］および結晶軸［１１０］のうち
のいずれか１つの結晶軸と光軸との間の角度ずれが１度
以下に設定されている。また、前記投影光学系に含まれ
るすべての結晶透過部材は、結晶軸［１１１］、結晶軸
［１００］および結晶軸［１１０］のうちのいずれか１
つの結晶軸と光軸との間の角度ずれが２度以下に設定さ
れていることが好ましい。
【００１７】本発明の第２発明では、第１面の像を第２
面上に形成する投影光学系において、立方晶系に属する
結晶材料で形成された少なくとも２つの結晶透過部材を
備え、前記少なくとも２つの結晶透過部材において、結
晶軸方位のずれがある領域が存在する場合、その相対角
度ずれが２度以下であることを特徴とする投影光学系を
提供する。
面上に形成する投影光学系において、立方晶系に属する
結晶材料で形成された少なくとも２つの結晶透過部材を
備え、前記少なくとも２つの結晶透過部材において、結
晶軸方位のずれがある領域が存在する場合、その相対角
度ずれが２度以下であることを特徴とする投影光学系を
提供する。
【００１８】第２発明の好ましい態様によれば、前記第
２面に最も近く配置された結晶透過部材を備え、前記第
２面に最も近く配置された前記結晶透過部材において、
結晶軸方位のずれがある領域が存在する場合、その相対
角度ずれが２度以下である。また、凹面反射鏡と、該凹
面反射鏡の近傍に配置された結晶透過部材を備え、前記
凹面反射鏡の近傍に配置された前記結晶透過部材におい
て、結晶軸方位のずれがある領域が存在する場合、その
相対角度ずれが２度以下であることが好ましい。この場
合、前記投影光学系は、前記第１面と前記第２面との間
の光路中に前記第１面の中間像を形成する反射屈折型の
再結像光学系であることが好ましい。
２面に最も近く配置された結晶透過部材を備え、前記第
２面に最も近く配置された前記結晶透過部材において、
結晶軸方位のずれがある領域が存在する場合、その相対
角度ずれが２度以下である。また、凹面反射鏡と、該凹
面反射鏡の近傍に配置された結晶透過部材を備え、前記
凹面反射鏡の近傍に配置された前記結晶透過部材におい
て、結晶軸方位のずれがある領域が存在する場合、その
相対角度ずれが２度以下であることが好ましい。この場
合、前記投影光学系は、前記第１面と前記第２面との間
の光路中に前記第１面の中間像を形成する反射屈折型の
再結像光学系であることが好ましい。
【００１９】また、第２発明の好ましい態様によれば、
前記第１面の第１中間像を形成するための第１結像光学
系と、少なくとも１つの凹面反射鏡と結晶透過部材とを
有し前記第１中間像からの光束に基づいて第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
の光束に基づいて最終像を前記第２面上に形成するため
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結像光学系と間の光路中に配
置された第２偏向鏡とを備え、前記第１結像光学系の光
軸と前記第３結像光学系の光軸とがほぼ一致するように
設定され、前記第２結像光学系の光路中に配置された前
記結晶透過部材において、結晶軸方位のずれがある領域
が存在する場合、その相対角度ずれが２度以下である。
前記第１面の第１中間像を形成するための第１結像光学
系と、少なくとも１つの凹面反射鏡と結晶透過部材とを
有し前記第１中間像からの光束に基づいて第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
の光束に基づいて最終像を前記第２面上に形成するため
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結像光学系と間の光路中に配
置された第２偏向鏡とを備え、前記第１結像光学系の光
軸と前記第３結像光学系の光軸とがほぼ一致するように
設定され、前記第２結像光学系の光路中に配置された前
記結晶透過部材において、結晶軸方位のずれがある領域
が存在する場合、その相対角度ずれが２度以下である。
【００２０】さらに、第２発明の好ましい態様によれ
ば、前記投影光学系に含まれるすべての結晶透過部材に
おいて、結晶軸方位のずれがある領域が存在する場合、
その相対角度ずれが２度以下である。なお、第１発明お
よび第２発明においては、前記立方晶系に属する結晶材
料は、フッ化カルシウムまたはフッ化バリウムであるこ
とが好ましい。
ば、前記投影光学系に含まれるすべての結晶透過部材に
おいて、結晶軸方位のずれがある領域が存在する場合、
その相対角度ずれが２度以下である。なお、第１発明お
よび第２発明においては、前記立方晶系に属する結晶材
料は、フッ化カルシウムまたはフッ化バリウムであるこ
とが好ましい。
【００２１】本発明の第３発明では、前記第１面に設定
された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面に設定された感光
性基板上に形成するための第１発明または第２発明の投
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。
された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面に設定された感光
性基板上に形成するための第１発明または第２発明の投
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。
【００２２】本発明の第４発明では、前記第１面に設定
されたマスクを照明し、第１発明または第２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こ
とを特徴とする露光方法を提供する。
されたマスクを照明し、第１発明または第２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こ
とを特徴とする露光方法を提供する。
【００２３】本発明の第５発明では、立方晶系に属する
結晶材料で形成された少なくとも２つの結晶透過部材を
備え、第１面の像を第２面上に形成する投影光学系の製
造方法において、前記少なくとも２つの結晶透過部材の
光軸が、結晶軸［１１１］、結晶軸［１００］および結
晶軸［１１０］のうちのいずれか１つの所定結晶軸と一
致するように設計する設計工程と、前記所定結晶軸と前
記光軸との間の角度ずれが１度以下になるように前記少
なくとも２つの結晶透過部材を製造する製造工程とを含
むことを特徴とする製造方法を提供する。
結晶材料で形成された少なくとも２つの結晶透過部材を
備え、第１面の像を第２面上に形成する投影光学系の製
造方法において、前記少なくとも２つの結晶透過部材の
光軸が、結晶軸［１１１］、結晶軸［１００］および結
晶軸［１１０］のうちのいずれか１つの所定結晶軸と一
致するように設計する設計工程と、前記所定結晶軸と前
記光軸との間の角度ずれが１度以下になるように前記少
なくとも２つの結晶透過部材を製造する製造工程とを含
むことを特徴とする製造方法を提供する。
【００２４】第５発明の好ましい態様によれば、前記製
造工程は、単結晶インゴットからのディスク材の切り出
しを調整する工程と、前記ディスク材の研磨を調整する
工程とを含む。また、前記少なくとも２つの結晶透過部
材は、第１の結晶透過部材と第２の結晶透過部材とを備
え、前記製造工程は、前記第１の結晶透過部材の所定の
結晶軸と前記第２の結晶透過部材の前記所定の結晶軸と
の光軸廻りの相対的な回転角度を所定の設計値に対して
角度ずれが５度以下になるように設定する設定工程を含
むことが好ましい。
造工程は、単結晶インゴットからのディスク材の切り出
しを調整する工程と、前記ディスク材の研磨を調整する
工程とを含む。また、前記少なくとも２つの結晶透過部
材は、第１の結晶透過部材と第２の結晶透過部材とを備
え、前記製造工程は、前記第１の結晶透過部材の所定の
結晶軸と前記第２の結晶透過部材の前記所定の結晶軸と
の光軸廻りの相対的な回転角度を所定の設計値に対して
角度ずれが５度以下になるように設定する設定工程を含
むことが好ましい。
【００２５】本発明の第６発明では、前記第１面に設定
された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面に設定された感光
性基板上に形成するための第５発明の製造方法により製
造された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。
された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面に設定された感光
性基板上に形成するための第５発明の製造方法により製
造された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。
【００２６】本発明の第７発明では、前記第１面に設定
されたマスクを照明し、第５発明の製造方法により製造
された投影光学系を介して前記マスクに形成されたパタ
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
露光することを特徴とする露光方法を提供する。
されたマスクを照明し、第５発明の製造方法により製造
された投影光学系を介して前記マスクに形成されたパタ
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
露光することを特徴とする露光方法を提供する。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１は、蛍石の結晶軸方位につい
て説明する図である。図１を参照すると、蛍石の結晶軸
は、立方晶系のＸＹＺ座標系に基づいて規定される。す
なわち、＋Ｘ軸に沿って結晶軸［１００］が、＋Ｙ軸に
沿って結晶軸［０１０］が、＋Ｚ軸に沿って結晶軸［０
０１］がそれぞれ規定される。
て説明する図である。図１を参照すると、蛍石の結晶軸
は、立方晶系のＸＹＺ座標系に基づいて規定される。す
なわち、＋Ｘ軸に沿って結晶軸［１００］が、＋Ｙ軸に
沿って結晶軸［０１０］が、＋Ｚ軸に沿って結晶軸［０
０１］がそれぞれ規定される。
【００２８】また、ＸＺ平面において結晶軸［１００］
および結晶軸［００１］と４５度をなす方向に結晶軸
［１０１］が、ＸＹ平面において結晶軸［１００］およ
び結晶軸［０１０］と４５度をなす方向に結晶軸［１１
０］が、ＹＺ平面において結晶軸［０１０］および結晶
軸［００１］と４５度をなす方向に結晶軸［０１１］が
それぞれ規定される。さらに、＋Ｘ軸、＋Ｙ軸および＋
Ｚ軸に対して等しい鋭角をなす方向に結晶軸［１１１］
が規定される。
および結晶軸［００１］と４５度をなす方向に結晶軸
［１０１］が、ＸＹ平面において結晶軸［１００］およ
び結晶軸［０１０］と４５度をなす方向に結晶軸［１１
０］が、ＹＺ平面において結晶軸［０１０］および結晶
軸［００１］と４５度をなす方向に結晶軸［０１１］が
それぞれ規定される。さらに、＋Ｘ軸、＋Ｙ軸および＋
Ｚ軸に対して等しい鋭角をなす方向に結晶軸［１１１］
が規定される。
【００２９】なお、図１では、＋Ｘ軸、＋Ｙ軸および＋
Ｚ軸で規定される空間における結晶軸のみを図示してい
るが、他の空間においても同様に結晶軸が規定される。
蛍石では、図１中実線で示す結晶軸［１１１］方向、お
よびこれと等価な不図示の結晶軸［−１１１］，［１−
１１］，［１１−１］方向では、複屈折がほぼ零（最
小）である。同様に、図１中実線で示す結晶軸［１０
０］，［０１０］，［００１］方向においても、複屈折
がほぼ零（最小）である。一方、図１中破線で示す結晶
軸［１１０］，［１０１］，［０１１］，およびこれと
等価な不図示の結晶軸［−１１０］，［−１０１］，
［０１−１］方向では、複屈折が最大である。
Ｚ軸で規定される空間における結晶軸のみを図示してい
るが、他の空間においても同様に結晶軸が規定される。
蛍石では、図１中実線で示す結晶軸［１１１］方向、お
よびこれと等価な不図示の結晶軸［−１１１］，［１−
１１］，［１１−１］方向では、複屈折がほぼ零（最
小）である。同様に、図１中実線で示す結晶軸［１０
０］，［０１０］，［００１］方向においても、複屈折
がほぼ零（最小）である。一方、図１中破線で示す結晶
軸［１１０］，［１０１］，［０１１］，およびこれと
等価な不図示の結晶軸［−１１０］，［−１０１］，
［０１−１］方向では、複屈折が最大である。
【００３０】Burnettらは、前述の発表において、複屈
折の影響を低減する手法を開示している。図２は、Burn
ettらの手法を説明する図であって、光線の入射角（光
線と光軸とのなす角度）に対する複屈折率の分布を示し
ている。図２では、図中破線で示す５つの同心円が１目
盛り１０度を表している。したがって、最も内側の円が
光軸に対して入射角１０度の領域を、最も外側の円が光
軸に対して入射角５０度の領域を表している。
折の影響を低減する手法を開示している。図２は、Burn
ettらの手法を説明する図であって、光線の入射角（光
線と光軸とのなす角度）に対する複屈折率の分布を示し
ている。図２では、図中破線で示す５つの同心円が１目
盛り１０度を表している。したがって、最も内側の円が
光軸に対して入射角１０度の領域を、最も外側の円が光
軸に対して入射角５０度の領域を表している。
【００３１】また、黒丸は比較的大きな屈折率を有する
複屈折のない領域を、白丸は比較的小さな屈折率を有す
る複屈折のない領域を表している。一方、太い円および
長い両矢印は複屈折のある領域における比較的大きな屈
折率の方向を、細い円および短い両矢印は複屈折のある
領域における比較的小さな屈折率の方向を表している。
以降の図３においても、上述の表記は同様である。
複屈折のない領域を、白丸は比較的小さな屈折率を有す
る複屈折のない領域を表している。一方、太い円および
長い両矢印は複屈折のある領域における比較的大きな屈
折率の方向を、細い円および短い両矢印は複屈折のある
領域における比較的小さな屈折率の方向を表している。
以降の図３においても、上述の表記は同様である。
【００３２】Burnettらの手法では、一対の蛍石レンズ
（蛍石で形成されたレンズ）の光軸と結晶軸［１１１］
（または該結晶軸［１１１］と光学的に等価な結晶軸）
とを一致させ、且つ光軸を中心として一対の蛍石レンズ
を６０度だけ相対的に回転させる。したがって、一方の
蛍石レンズにおける複屈折率の分布は図２（ａ）に示す
ようになり、他方の蛍石レンズにおける複屈折率の分布
は図２（ｂ）に示すようになる。その結果、一対の蛍石
レンズ全体における複屈折率の分布は、図２（ｃ）に示
すようになる。
（蛍石で形成されたレンズ）の光軸と結晶軸［１１１］
（または該結晶軸［１１１］と光学的に等価な結晶軸）
とを一致させ、且つ光軸を中心として一対の蛍石レンズ
を６０度だけ相対的に回転させる。したがって、一方の
蛍石レンズにおける複屈折率の分布は図２（ａ）に示す
ようになり、他方の蛍石レンズにおける複屈折率の分布
は図２（ｂ）に示すようになる。その結果、一対の蛍石
レンズ全体における複屈折率の分布は、図２（ｃ）に示
すようになる。
【００３３】この場合、図２（ａ）および（ｂ）を参照
すると、光軸と一致している結晶軸［１１１］に対応す
る領域は、比較的小さな屈折率を有する複屈折のない領
域となる。また、結晶軸［１００］，［０１０］，［０
０１］に対応する領域は、比較的大きな屈折率を有する
複屈折のない領域となる。さらに、結晶軸［１１０］，
［１０１］，［０１１］に対応する領域は、周方向の偏
光に対する屈折率が比較的小さく径方向の偏光に対する
屈折率が比較的大きい複屈折領域となる。このように、
個々の蛍石レンズでは、光軸から３５．２６度（結晶軸
［１１１］と結晶軸［１１０］とのなす角度）の領域に
おいて、複屈折の影響を最大に受けることがわかる。
すると、光軸と一致している結晶軸［１１１］に対応す
る領域は、比較的小さな屈折率を有する複屈折のない領
域となる。また、結晶軸［１００］，［０１０］，［０
０１］に対応する領域は、比較的大きな屈折率を有する
複屈折のない領域となる。さらに、結晶軸［１１０］，
［１０１］，［０１１］に対応する領域は、周方向の偏
光に対する屈折率が比較的小さく径方向の偏光に対する
屈折率が比較的大きい複屈折領域となる。このように、
個々の蛍石レンズでは、光軸から３５．２６度（結晶軸
［１１１］と結晶軸［１１０］とのなす角度）の領域に
おいて、複屈折の影響を最大に受けることがわかる。
【００３４】一方、図２（ｃ）を参照すると、一対の蛍
石レンズを６０度だけ相対的に回転させることにより、
一対の蛍石レンズ全体では、複屈折が最大である結晶軸
［１１０］，［１０１］，［０１１］の影響が薄められ
ることがわかる。そして、光軸から３５．２６度の領域
において、径方向の偏光に対する屈折率よりも周方向の
偏光に対する屈折率が小さい複屈折領域が残ることにな
る。換言すれば、Burnettらの手法を用いることによ
り、光軸に関して回転対称な分布が残るが、複屈折の影
響をかなり低減することができる。
石レンズを６０度だけ相対的に回転させることにより、
一対の蛍石レンズ全体では、複屈折が最大である結晶軸
［１１０］，［１０１］，［０１１］の影響が薄められ
ることがわかる。そして、光軸から３５．２６度の領域
において、径方向の偏光に対する屈折率よりも周方向の
偏光に対する屈折率が小さい複屈折領域が残ることにな
る。換言すれば、Burnettらの手法を用いることによ
り、光軸に関して回転対称な分布が残るが、複屈折の影
響をかなり低減することができる。
【００３５】また、本発明において提案する第１手法で
は、一対の蛍石レンズ（一般には蛍石で形成された透過
部材）の光軸と結晶軸［１００］（または該結晶軸［１
００］と光学的に等価な結晶軸）とを一致させ、且つ光
軸を中心として一対の蛍石レンズを約４５度だけ相対的
に回転させる。ここで、結晶軸［１００］と光学的に等
価な結晶軸とは、結晶軸［０１０］，［００１］であ
る。
は、一対の蛍石レンズ（一般には蛍石で形成された透過
部材）の光軸と結晶軸［１００］（または該結晶軸［１
００］と光学的に等価な結晶軸）とを一致させ、且つ光
軸を中心として一対の蛍石レンズを約４５度だけ相対的
に回転させる。ここで、結晶軸［１００］と光学的に等
価な結晶軸とは、結晶軸［０１０］，［００１］であ
る。
【００３６】図３は、本発明において提案する第１手法
を説明する図であって、光線の入射角（光線と光軸との
なす角度）に対する複屈折率の分布を示している。本発
明において提案する第１手法では、一方の蛍石レンズに
おける複屈折率の分布は図３（ａ）に示すようになり、
他方の蛍石レンズにおける複屈折率の分布は図３（ｂ）
に示すようになる。その結果、一対の蛍石レンズ全体に
おける複屈折率の分布は、図３（ｃ）に示すようにな
る。
を説明する図であって、光線の入射角（光線と光軸との
なす角度）に対する複屈折率の分布を示している。本発
明において提案する第１手法では、一方の蛍石レンズに
おける複屈折率の分布は図３（ａ）に示すようになり、
他方の蛍石レンズにおける複屈折率の分布は図３（ｂ）
に示すようになる。その結果、一対の蛍石レンズ全体に
おける複屈折率の分布は、図３（ｃ）に示すようにな
る。
【００３７】図３（ａ）および（ｂ）を参照すると、本
発明において提案する第１手法では、光軸と一致してい
る結晶軸［１００］に対応する領域は、比較的大きな屈
折率を有する複屈折のない領域となる。また、結晶軸
［１１１］，［１−１１］，［−１１−１］，［１１−
１］に対応する領域は、比較的小さな屈折率を有する複
屈折のない領域となる。さらに、結晶軸［１０１］，
［１０−１］，［１１０］，［１−１０］に対応する領
域は、周方向の偏光に対する屈折率が比較的大きく径方
向の偏光に対する屈折率が比較的小さい複屈折領域とな
る。このように、個々の蛍石レンズでは、光軸から４５
度（結晶軸［１００］と結晶軸［１０１］とのなす角
度）の領域において、複屈折率の影響を最大に受けるこ
とがわかる。
発明において提案する第１手法では、光軸と一致してい
る結晶軸［１００］に対応する領域は、比較的大きな屈
折率を有する複屈折のない領域となる。また、結晶軸
［１１１］，［１−１１］，［−１１−１］，［１１−
１］に対応する領域は、比較的小さな屈折率を有する複
屈折のない領域となる。さらに、結晶軸［１０１］，
［１０−１］，［１１０］，［１−１０］に対応する領
域は、周方向の偏光に対する屈折率が比較的大きく径方
向の偏光に対する屈折率が比較的小さい複屈折領域とな
る。このように、個々の蛍石レンズでは、光軸から４５
度（結晶軸［１００］と結晶軸［１０１］とのなす角
度）の領域において、複屈折率の影響を最大に受けるこ
とがわかる。
【００３８】一方、図３（ｃ）を参照すると、一対の蛍
石レンズを４５度だけ相対的に回転させることにより、
一対の蛍石レンズ全体では、複屈折が最大である結晶軸
［１０１］，［１０−１］，［１１０］，［１−１０］
の影響がかなり薄められ、光軸から４５度の領域におい
て径方向の偏光に対する屈折率よりも周方向の偏光に対
する屈折率が大きい複屈折領域が残ることになる。換言
すれば、本発明において提案する第１手法を用いること
により、光軸に関して回転対称な分布が残るが、複屈折
の影響をかなり低減することができる。
石レンズを４５度だけ相対的に回転させることにより、
一対の蛍石レンズ全体では、複屈折が最大である結晶軸
［１０１］，［１０−１］，［１１０］，［１−１０］
の影響がかなり薄められ、光軸から４５度の領域におい
て径方向の偏光に対する屈折率よりも周方向の偏光に対
する屈折率が大きい複屈折領域が残ることになる。換言
すれば、本発明において提案する第１手法を用いること
により、光軸に関して回転対称な分布が残るが、複屈折
の影響をかなり低減することができる。
【００３９】なお、本発明において提案する第１手法に
おいて、一方の蛍石レンズと他方の蛍石レンズとを光軸
を中心として約４５度だけ相対的に回転させるとは、一
方の蛍石レンズおよび他方の蛍石レンズにおける光軸と
は異なる方向に向けられる所定の結晶軸（たとえば結晶
軸［０１０］，［００１］，［０１１］または［０１−
１］）同士の光軸を中心とした相対的な角度が約４５度
であることを意味する。具体的には、たとえば一方の蛍
石レンズにおける結晶軸［０１０］と、他方の蛍石レン
ズにおける結晶軸［０１０］との光軸を中心とした相対
的な角度が約４５度であることを意味する。
おいて、一方の蛍石レンズと他方の蛍石レンズとを光軸
を中心として約４５度だけ相対的に回転させるとは、一
方の蛍石レンズおよび他方の蛍石レンズにおける光軸と
は異なる方向に向けられる所定の結晶軸（たとえば結晶
軸［０１０］，［００１］，［０１１］または［０１−
１］）同士の光軸を中心とした相対的な角度が約４５度
であることを意味する。具体的には、たとえば一方の蛍
石レンズにおける結晶軸［０１０］と、他方の蛍石レン
ズにおける結晶軸［０１０］との光軸を中心とした相対
的な角度が約４５度であることを意味する。
【００４０】また、図３（ａ）および図３（ｂ）からも
明らかな通り、結晶軸［１００］を光軸とする場合に
は、光軸を中心とした複屈折の影響の回転非対称性が９
０度の周期で現れる。したがって、本発明において提案
する第１手法において、光軸を中心として約４５度だけ
相対的に回転させるということは、光軸を中心として約
４５度＋（ｎ×９０度）だけ相対的に回転させること、
すなわち４５度、１３５度、２２５度、または３１５度
・・・だけ相対的に回転させることと同じ意味である
（ここで、ｎは整数である）。
明らかな通り、結晶軸［１００］を光軸とする場合に
は、光軸を中心とした複屈折の影響の回転非対称性が９
０度の周期で現れる。したがって、本発明において提案
する第１手法において、光軸を中心として約４５度だけ
相対的に回転させるということは、光軸を中心として約
４５度＋（ｎ×９０度）だけ相対的に回転させること、
すなわち４５度、１３５度、２２５度、または３１５度
・・・だけ相対的に回転させることと同じ意味である
（ここで、ｎは整数である）。
【００４１】一方、Burnettらの手法において、一方の
蛍石レンズと他方の蛍石レンズとを光軸を中心として約
６０度だけ相対的に回転させるとは、一方の蛍石レンズ
および他方の蛍石レンズにおける光軸とは異なる方向に
向けられる所定の結晶軸（たとえば結晶軸［−１１
１］、［１１−１］、または［１−１１］）同士の光軸
を中心とした相対的な角度が約６０度であることを意味
する。具体的には、たとえば一方の蛍石レンズにおける
結晶軸［−１１１］と、他方の蛍石レンズにおける結晶
軸［−１１１］との光軸を中心とした相対的な角度が約
６０度であることを意味する。
蛍石レンズと他方の蛍石レンズとを光軸を中心として約
６０度だけ相対的に回転させるとは、一方の蛍石レンズ
および他方の蛍石レンズにおける光軸とは異なる方向に
向けられる所定の結晶軸（たとえば結晶軸［−１１
１］、［１１−１］、または［１−１１］）同士の光軸
を中心とした相対的な角度が約６０度であることを意味
する。具体的には、たとえば一方の蛍石レンズにおける
結晶軸［−１１１］と、他方の蛍石レンズにおける結晶
軸［−１１１］との光軸を中心とした相対的な角度が約
６０度であることを意味する。
【００４２】また、図２（ａ）および図２（ｂ）からも
明らかな通り、結晶軸［１１１］を光軸とする場合に
は、光軸を中心とした複屈折の影響の回転非対称性が１
２０度の周期で現れる。したがって、Burnettらの手法
において、光軸を中心として約６０度だけ相対的に回転
させるということは、光軸を中心として約６０度＋（ｎ
×１２０度）だけ相対的に回転させること、すなわち６
０度、１８０度、または３００度・・・だけ相対的に回
転させることと同じ意味である（ここで、ｎは整数であ
る）。
明らかな通り、結晶軸［１１１］を光軸とする場合に
は、光軸を中心とした複屈折の影響の回転非対称性が１
２０度の周期で現れる。したがって、Burnettらの手法
において、光軸を中心として約６０度だけ相対的に回転
させるということは、光軸を中心として約６０度＋（ｎ
×１２０度）だけ相対的に回転させること、すなわち６
０度、１８０度、または３００度・・・だけ相対的に回
転させることと同じ意味である（ここで、ｎは整数であ
る）。
【００４３】また、本発明において提案する第２手法で
は、一対の蛍石レンズ（一般には蛍石で形成された透過
部材）の光軸と結晶軸［１１０］（または該結晶軸［１
１０］と光学的に等価な結晶軸）とを一致させ、且つ光
軸を中心として一対の蛍石レンズを約９０度だけ相対的
に回転させる。ここで、結晶軸［１１０］と光学的に等
価な結晶軸とは、結晶軸［−１１０］，［１０１］，
［‐１０１］，［０１１］，［０１−１］である。
は、一対の蛍石レンズ（一般には蛍石で形成された透過
部材）の光軸と結晶軸［１１０］（または該結晶軸［１
１０］と光学的に等価な結晶軸）とを一致させ、且つ光
軸を中心として一対の蛍石レンズを約９０度だけ相対的
に回転させる。ここで、結晶軸［１１０］と光学的に等
価な結晶軸とは、結晶軸［−１１０］，［１０１］，
［‐１０１］，［０１１］，［０１−１］である。
【００４４】図４は、本発明において提案する第２手法
を説明する図であって、光線の入射角に対する複屈折率
の分布を示している。本発明において提案する第２手法
では、一方の蛍石レンズにおける複屈折率の分布は図４
（ａ）に示すようになり、他方の蛍石レンズにおける複
屈折率の分布は図４（ｂ）に示すようになる。その結
果、一対の蛍石レンズ全体における複屈折率の分布は、
図４（ｃ）に示すようになる。
を説明する図であって、光線の入射角に対する複屈折率
の分布を示している。本発明において提案する第２手法
では、一方の蛍石レンズにおける複屈折率の分布は図４
（ａ）に示すようになり、他方の蛍石レンズにおける複
屈折率の分布は図４（ｂ）に示すようになる。その結
果、一対の蛍石レンズ全体における複屈折率の分布は、
図４（ｃ）に示すようになる。
【００４５】図４（ａ）および（ｂ）を参照すると、本
発明において提案する第２手法では、光軸と一致してい
る結晶軸［１１０］に対応する領域は、一方の方向の偏
光に対する屈折率が比較的大きく他方の方向（一方の方
向に直交する方向）の偏光に対する屈折率が比較的小さ
い複屈折領域となる。結晶軸［１００］，［０１０］に
対応する領域は、比較的大きな屈折率を有する複屈折の
ない領域となる。さらに、結晶軸［１１１］，［１１−
１］に対応する領域は、比較的小さな屈折率を有する複
屈折のない領域となる。
発明において提案する第２手法では、光軸と一致してい
る結晶軸［１１０］に対応する領域は、一方の方向の偏
光に対する屈折率が比較的大きく他方の方向（一方の方
向に直交する方向）の偏光に対する屈折率が比較的小さ
い複屈折領域となる。結晶軸［１００］，［０１０］に
対応する領域は、比較的大きな屈折率を有する複屈折の
ない領域となる。さらに、結晶軸［１１１］，［１１−
１］に対応する領域は、比較的小さな屈折率を有する複
屈折のない領域となる。
【００４６】一方、図４（ｃ）を参照すると、一対の蛍
石レンズを９０度だけ相対的に回転させることにより、
一対の蛍石レンズ全体では、複屈折が最大である結晶軸
［１１０］の影響がほとんどなく、光軸付近は中間的な
屈折率を有する複屈折のない領域となる。すなわち、本
発明において提案する第２手法を用いることにより、複
屈折の影響を実質的に受けることなく、良好な結像性能
を確保することができる。
石レンズを９０度だけ相対的に回転させることにより、
一対の蛍石レンズ全体では、複屈折が最大である結晶軸
［１１０］の影響がほとんどなく、光軸付近は中間的な
屈折率を有する複屈折のない領域となる。すなわち、本
発明において提案する第２手法を用いることにより、複
屈折の影響を実質的に受けることなく、良好な結像性能
を確保することができる。
【００４７】なお、本発明において提案する第２手法に
おいて、一方の蛍石レンズと他方の蛍石レンズとを光軸
を中心として約９０度だけ相対的に回転させるとは、一
方の蛍石レンズおよび他方の蛍石レンズにおける光軸と
は異なる方向に向けられる所定の結晶軸（たとえば結晶
軸［００１］、［−１１１］、［−１１０］、または
［１−１１］）同士の光軸を中心とした相対的な角度が
約９０度であることを意味する。具体的には、たとえば
一方の蛍石レンズにおける結晶軸［００１］と、他方の
蛍石レンズにおける結晶軸［００１］との光軸を中心と
した相対的な角度が約９０度であることを意味する。
おいて、一方の蛍石レンズと他方の蛍石レンズとを光軸
を中心として約９０度だけ相対的に回転させるとは、一
方の蛍石レンズおよび他方の蛍石レンズにおける光軸と
は異なる方向に向けられる所定の結晶軸（たとえば結晶
軸［００１］、［−１１１］、［−１１０］、または
［１−１１］）同士の光軸を中心とした相対的な角度が
約９０度であることを意味する。具体的には、たとえば
一方の蛍石レンズにおける結晶軸［００１］と、他方の
蛍石レンズにおける結晶軸［００１］との光軸を中心と
した相対的な角度が約９０度であることを意味する。
【００４８】また、図４（ａ）および図４（ｂ）からも
明らかな通り、結晶軸［１１０］を光軸とする場合に
は、光軸を中心とした複屈折の影響の回転非対称性が１
８０度の周期で現れる。したがって、本発明において提
案する第２手法において、光軸を中心として約９０度だ
け相対的に回転させるということは、光軸を中心として
ほぼ９０度＋（ｎ×１８０度）だけ相対的に回転させる
こと、すなわち９０度、２７０度・・・だけ相対的に回
転させることと同じ意味である（ここで、ｎは整数であ
る）。
明らかな通り、結晶軸［１１０］を光軸とする場合に
は、光軸を中心とした複屈折の影響の回転非対称性が１
８０度の周期で現れる。したがって、本発明において提
案する第２手法において、光軸を中心として約９０度だ
け相対的に回転させるということは、光軸を中心として
ほぼ９０度＋（ｎ×１８０度）だけ相対的に回転させる
こと、すなわち９０度、２７０度・・・だけ相対的に回
転させることと同じ意味である（ここで、ｎは整数であ
る）。
【００４９】上述の説明の通り、一対の蛍石レンズの光
軸と結晶軸［１１１］とを一致させ、且つ光軸を中心と
して一対の蛍石レンズを６０度だけ相対的に回転させる
ことにより、あるいは一対の蛍石レンズの光軸と結晶軸
［１００］とを一致させ、且つ光軸を中心として一対の
蛍石レンズを４５度だけ相対的に回転させることによ
り、あるいは一対の蛍石レンズの光軸と結晶軸［１１
０］とを一致させ、且つ光軸を中心として一対の蛍石レ
ンズを９０度だけ相対的に回転させることにより、複屈
折の影響をかなり低減することができる。
軸と結晶軸［１１１］とを一致させ、且つ光軸を中心と
して一対の蛍石レンズを６０度だけ相対的に回転させる
ことにより、あるいは一対の蛍石レンズの光軸と結晶軸
［１００］とを一致させ、且つ光軸を中心として一対の
蛍石レンズを４５度だけ相対的に回転させることによ
り、あるいは一対の蛍石レンズの光軸と結晶軸［１１
０］とを一致させ、且つ光軸を中心として一対の蛍石レ
ンズを９０度だけ相対的に回転させることにより、複屈
折の影響をかなり低減することができる。
【００５０】前述したように、投影光学系において、蛍
石の複屈折の影響を実質的に受けることなく良好な光学
性能を確保するには、蛍石レンズの光軸と所定の結晶軸
（結晶軸［１１１］，結晶軸［１００］または結晶軸
［１１０］）との角度ずれを所定の許容量以下に抑える
ことが重要である。そこで、本発明では、蛍石のように
立方晶系に属する結晶材料で形成された結晶透過部材に
おいて、結晶軸［１１１］、結晶軸［１００］または結
晶軸［１１０］のような所定の結晶軸と光軸との間の角
度ずれを１度以下に設定する。
石の複屈折の影響を実質的に受けることなく良好な光学
性能を確保するには、蛍石レンズの光軸と所定の結晶軸
（結晶軸［１１１］，結晶軸［１００］または結晶軸
［１１０］）との角度ずれを所定の許容量以下に抑える
ことが重要である。そこで、本発明では、蛍石のように
立方晶系に属する結晶材料で形成された結晶透過部材に
おいて、結晶軸［１１１］、結晶軸［１００］または結
晶軸［１１０］のような所定の結晶軸と光軸との間の角
度ずれを１度以下に設定する。
【００５１】その結果、後述の各実施例において数値的
に検証されているように、結晶透過部材としての蛍石レ
ンズの光軸と所定の結晶軸との角度ずれを１度以下に設
定することにより、蛍石の複屈折の影響を実質的に受け
ることなく良好な光学性能を確保することができる。な
お、蛍石の複屈折の影響を実質的に受けることなく良好
な光学性能を確保するには、投影光学系に含まれる少な
くとも２つの結晶透過部材において角度ずれが１度以下
に設定されている必要があり、投影光学系に含まれるす
べての結晶透過部材において角度ずれが２度以下に設定
されていることが好ましい。
に検証されているように、結晶透過部材としての蛍石レ
ンズの光軸と所定の結晶軸との角度ずれを１度以下に設
定することにより、蛍石の複屈折の影響を実質的に受け
ることなく良好な光学性能を確保することができる。な
お、蛍石の複屈折の影響を実質的に受けることなく良好
な光学性能を確保するには、投影光学系に含まれる少な
くとも２つの結晶透過部材において角度ずれが１度以下
に設定されている必要があり、投影光学系に含まれるす
べての結晶透過部材において角度ずれが２度以下に設定
されていることが好ましい。
【００５２】また、後述の各実施例において数値的に検
証されているように、開口数の比較的大きな投影光学系
では、その像面の近傍に配置されたレンズ成分を透過す
る光線のレンズ内における角度差が大きく、光軸と一致
すべき所定の結晶軸として例え複屈折の小さい結晶軸
［１１１］や結晶軸［１００］を選択しても、透過光束
中には複屈折の影響を大きく受ける光線が存在するた
め、像面の近傍に配置されたレンズ成分においては特に
所定の結晶軸を設計通りにレンズ光軸と一致させること
が重要となる。換言すれば、複屈折の影響を効率的に低
減するには、特に像面（第２面）に最も近く配置された
結晶透過部材において所定の結晶軸と光軸との角度ずれ
を１度以下に設定することが好ましい。
証されているように、開口数の比較的大きな投影光学系
では、その像面の近傍に配置されたレンズ成分を透過す
る光線のレンズ内における角度差が大きく、光軸と一致
すべき所定の結晶軸として例え複屈折の小さい結晶軸
［１１１］や結晶軸［１００］を選択しても、透過光束
中には複屈折の影響を大きく受ける光線が存在するた
め、像面の近傍に配置されたレンズ成分においては特に
所定の結晶軸を設計通りにレンズ光軸と一致させること
が重要となる。換言すれば、複屈折の影響を効率的に低
減するには、特に像面（第２面）に最も近く配置された
結晶透過部材において所定の結晶軸と光軸との角度ずれ
を１度以下に設定することが好ましい。
【００５３】また、反射屈折型の投影光学系の場合、色
収差および像面湾曲の補正のために凹面反射鏡の近傍に
レンズ成分が配置されるのが通常であるが、このレンズ
成分を透過する光線のレンズ内における角度差が大き
く、透過光束中には複屈折の影響を大きく受ける光線が
存在するため、また凹面反射鏡が形成する往復光路をこ
れらの光線が往復するため、凹面反射鏡が形成する往復
光路中に配置されたレンズ成分においては特に所定の結
晶軸を設計通りにレンズ光軸と一致させることが重要と
なる。換言すれば、複屈折の影響を効率的に低減するに
は、特に凹面反射鏡の近傍に配置された結晶透過部材に
おいて所定の結晶軸と光軸との角度ずれを１度以下に設
定することが好ましい。
収差および像面湾曲の補正のために凹面反射鏡の近傍に
レンズ成分が配置されるのが通常であるが、このレンズ
成分を透過する光線のレンズ内における角度差が大き
く、透過光束中には複屈折の影響を大きく受ける光線が
存在するため、また凹面反射鏡が形成する往復光路をこ
れらの光線が往復するため、凹面反射鏡が形成する往復
光路中に配置されたレンズ成分においては特に所定の結
晶軸を設計通りにレンズ光軸と一致させることが重要と
なる。換言すれば、複屈折の影響を効率的に低減するに
は、特に凹面反射鏡の近傍に配置された結晶透過部材に
おいて所定の結晶軸と光軸との角度ずれを１度以下に設
定することが好ましい。
【００５４】さらに、物体面と像面との間に中間像を形
成する反射屈折型で且つ再結像型の投影光学系の場合に
は、凹面反射鏡のパワーが強くなることに起因して、凹
面反射鏡の近傍に配置されたレンズ成分を透過する光線
のレンズ内における角度差が顕著になり、透過光束中に
は複屈折の影響を大きく受ける光線が存在するため、凹
面反射鏡の近傍に配置されたレンズ成分においては特に
所定の結晶軸を設計通りにレンズ光軸と一致させること
が重要となる。換言すれば、反射屈折型で且つ再結像型
の投影光学系の場合には、凹面反射鏡の近傍に配置され
た結晶透過部材において、所定の結晶軸と光軸との角度
ずれを１度以下に設定することが好ましい。
成する反射屈折型で且つ再結像型の投影光学系の場合に
は、凹面反射鏡のパワーが強くなることに起因して、凹
面反射鏡の近傍に配置されたレンズ成分を透過する光線
のレンズ内における角度差が顕著になり、透過光束中に
は複屈折の影響を大きく受ける光線が存在するため、凹
面反射鏡の近傍に配置されたレンズ成分においては特に
所定の結晶軸を設計通りにレンズ光軸と一致させること
が重要となる。換言すれば、反射屈折型で且つ再結像型
の投影光学系の場合には、凹面反射鏡の近傍に配置され
た結晶透過部材において、所定の結晶軸と光軸との角度
ずれを１度以下に設定することが好ましい。
【００５５】また、物体面と像面との間に２つの中間像
を形成する反射屈折型で且つ３回結像型の投影光学系の
場合においても同様に、凹面反射鏡が配置される第２結
像光学系の光路中に配置された結晶透過部材において複
屈折の影響を特に受け易いので、所定の結晶軸と光軸と
の角度ずれを１度以下に設定することが好ましい。ま
た、たとえば投影光学系を構成するすべてのレンズ成分
が蛍石で形成されることを想定すると、約１５％程度の
レンズ成分が面内線幅誤差ΔＣＤへの影響が顕著な成分
といえる。したがって、投影光学系に含まれるすべての
結晶透過部材のうちの１５％以上の数の結晶透過部材に
おいて、所定の結晶軸と光軸との角度ずれを１度以下に
設定することが好ましい。
を形成する反射屈折型で且つ３回結像型の投影光学系の
場合においても同様に、凹面反射鏡が配置される第２結
像光学系の光路中に配置された結晶透過部材において複
屈折の影響を特に受け易いので、所定の結晶軸と光軸と
の角度ずれを１度以下に設定することが好ましい。ま
た、たとえば投影光学系を構成するすべてのレンズ成分
が蛍石で形成されることを想定すると、約１５％程度の
レンズ成分が面内線幅誤差ΔＣＤへの影響が顕著な成分
といえる。したがって、投影光学系に含まれるすべての
結晶透過部材のうちの１５％以上の数の結晶透過部材に
おいて、所定の結晶軸と光軸との角度ずれを１度以下に
設定することが好ましい。
【００５６】また、前述したように、投影光学系におい
て、複屈折の影響を実質的に受けることなく良好な光学
性能を確保するには、一対の蛍石レンズの光軸廻りの相
対的な回転角度ずれを所定の許容量以下に抑えることが
重要である。そこで、本発明では、一対の結晶透過部材
における所定の結晶軸（結晶軸［１１１］，結晶軸［１
００］または結晶軸［１１０］と直交する結晶軸）同士
の光軸廻りの相対的な回転角度の所定値（６０度、４５
度または９０度）からの角度ずれを１度以下に設定す
る。その結果、一対の蛍石レンズの光軸廻りの相対的な
回転角度ずれを１度以下に設定することにより、蛍石の
複屈折の影響を実質的に受けることなく良好な光学性能
を確保することができる。
て、複屈折の影響を実質的に受けることなく良好な光学
性能を確保するには、一対の蛍石レンズの光軸廻りの相
対的な回転角度ずれを所定の許容量以下に抑えることが
重要である。そこで、本発明では、一対の結晶透過部材
における所定の結晶軸（結晶軸［１１１］，結晶軸［１
００］または結晶軸［１１０］と直交する結晶軸）同士
の光軸廻りの相対的な回転角度の所定値（６０度、４５
度または９０度）からの角度ずれを１度以下に設定す
る。その結果、一対の蛍石レンズの光軸廻りの相対的な
回転角度ずれを１度以下に設定することにより、蛍石の
複屈折の影響を実質的に受けることなく良好な光学性能
を確保することができる。
【００５７】さらに、前述したように、蛍石結晶におい
て異端的に結晶軸方位のずれがある領域が局部的に存在
する可能性がある。したがって、投影光学系では、複屈
折の影響を実質的に受けることなく良好な光学性能を確
保するために、異端蛍石結晶において結晶軸方位の相対
角度ずれを所定の許容量以下に抑えることが重要であ
る。そこで、本発明では、蛍石のように立方晶系に属す
る結晶材料で形成された少なくとも２つの結晶透過部材
において、結晶軸方位のずれがある領域が存在する場
合、その相対角度ずれが２度以下に設定されている。
て異端的に結晶軸方位のずれがある領域が局部的に存在
する可能性がある。したがって、投影光学系では、複屈
折の影響を実質的に受けることなく良好な光学性能を確
保するために、異端蛍石結晶において結晶軸方位の相対
角度ずれを所定の許容量以下に抑えることが重要であ
る。そこで、本発明では、蛍石のように立方晶系に属す
る結晶材料で形成された少なくとも２つの結晶透過部材
において、結晶軸方位のずれがある領域が存在する場
合、その相対角度ずれが２度以下に設定されている。
【００５８】その結果、たとえば結晶透過部材としての
蛍石レンズを形成するのに用いられる異端蛍石結晶にお
ける結晶軸方位の相対角度ずれを２度以下に抑えること
により、蛍石の複屈折の影響を実質的に受けることなく
良好な光学性能を確保することができる。結晶軸方位の
相対角度ずれの場合においても、所定の結晶軸と光軸と
の角度ずれの場合と同様に、複屈折の影響を効率的に低
減するには、特に像面（第２面）に最も近く配置された
結晶透過部材、および凹面反射鏡の近傍に配置された結
晶透過部材において結晶軸方位の相対角度ずれを２度以
下に設定することが好ましい。
蛍石レンズを形成するのに用いられる異端蛍石結晶にお
ける結晶軸方位の相対角度ずれを２度以下に抑えること
により、蛍石の複屈折の影響を実質的に受けることなく
良好な光学性能を確保することができる。結晶軸方位の
相対角度ずれの場合においても、所定の結晶軸と光軸と
の角度ずれの場合と同様に、複屈折の影響を効率的に低
減するには、特に像面（第２面）に最も近く配置された
結晶透過部材、および凹面反射鏡の近傍に配置された結
晶透過部材において結晶軸方位の相対角度ずれを２度以
下に設定することが好ましい。
【００５９】同様に、反射屈折型で且つ再結像型の投影
光学系の場合に、複屈折の影響を効率的に低減するに
は、凹面反射鏡の近傍に配置された結晶透過部材におい
て、結晶軸方位の相対角度ずれを２度以下に設定するこ
とが好ましい。また、物体面と像面との間に２つの中間
像を形成する反射屈折型で且つ３回結像型の投影光学系
の場合に、複屈折の影響を効率的に低減するには、凹面
反射鏡が配置される第２結像光学系の光路中に配置され
た結晶透過部材において、結晶軸方位の相対角度ずれを
２度以下に設定することが好ましい。さらに、複屈折の
影響を効率的に低減するには、投影光学系に含まれるす
べての結晶透過部材において、結晶軸方位の相対角度ず
れを２度以下に設定することが好ましい。
光学系の場合に、複屈折の影響を効率的に低減するに
は、凹面反射鏡の近傍に配置された結晶透過部材におい
て、結晶軸方位の相対角度ずれを２度以下に設定するこ
とが好ましい。また、物体面と像面との間に２つの中間
像を形成する反射屈折型で且つ３回結像型の投影光学系
の場合に、複屈折の影響を効率的に低減するには、凹面
反射鏡が配置される第２結像光学系の光路中に配置され
た結晶透過部材において、結晶軸方位の相対角度ずれを
２度以下に設定することが好ましい。さらに、複屈折の
影響を効率的に低減するには、投影光学系に含まれるす
べての結晶透過部材において、結晶軸方位の相対角度ず
れを２度以下に設定することが好ましい。
【００６０】なお、本発明では、結晶透過部材における
所定の結晶軸と光軸との角度ずれに関する許容値、一対
の結晶透過部材における所定の結晶軸同士の光軸廻りの
相対的な回転角度の所定値からの角度ずれに関する許容
値、および結晶透過部材における結晶軸方位の相対角度
ずれに関する許容値の決定に際して、現在最も複屈折の
影響が顕著である位相シフトレチクルを用いてゲートパ
ターン等の細い線を投影露光した場合の面内線幅誤差Δ
ＣＤを指標としている。本発明における上述の許容値を
満足することにより、線幅誤差を解像線幅の２％以下に
抑えることができる。超解像技術の更なる進歩と投影光
学系の大ＮＡ化とを想定すると、各許容値は７０％程度
に小さくなることが望ましい。
所定の結晶軸と光軸との角度ずれに関する許容値、一対
の結晶透過部材における所定の結晶軸同士の光軸廻りの
相対的な回転角度の所定値からの角度ずれに関する許容
値、および結晶透過部材における結晶軸方位の相対角度
ずれに関する許容値の決定に際して、現在最も複屈折の
影響が顕著である位相シフトレチクルを用いてゲートパ
ターン等の細い線を投影露光した場合の面内線幅誤差Δ
ＣＤを指標としている。本発明における上述の許容値を
満足することにより、線幅誤差を解像線幅の２％以下に
抑えることができる。超解像技術の更なる進歩と投影光
学系の大ＮＡ化とを想定すると、各許容値は７０％程度
に小さくなることが望ましい。
【００６１】本発明の実施形態を、添付図面に基づいて
説明する。図５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５において、投影光学系ＰＬの基準光軸ＡＸに平
行にＺ軸を、基準光軸ＡＸに垂直な面内において図５の
紙面に平行にＹ軸を、図５の紙面に垂直にＸ軸をそれぞ
れ設定している。
説明する。図５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５において、投影光学系ＰＬの基準光軸ＡＸに平
行にＺ軸を、基準光軸ＡＸに垂直な面内において図５の
紙面に平行にＹ軸を、図５の紙面に垂直にＸ軸をそれぞ
れ設定している。
【００６２】図示の露光装置は、紫外領域の照明光を供
給するための光源１００として、たとえばＦ2レーザー
光源（発振中心波長１５７．６２４４ｎｍ）を備えてい
る。光源１００から射出された光は、照明光学系ＩＬを
介して、所定のパターンが形成されたレチクルＲを均一
に照明する。なお、光源１００と照明光学系ＩＬとの間
の光路はケーシング（不図示）で密封されており、光源
１００から照明光学系ＩＬ中の最もレチクル側の光学部
材までの空間は、露光光の吸収率が低い気体であるヘリ
ウムガスや窒素などの不活性ガスで置換されているか、
あるいはほぼ真空状態に保持されている。
給するための光源１００として、たとえばＦ2レーザー
光源（発振中心波長１５７．６２４４ｎｍ）を備えてい
る。光源１００から射出された光は、照明光学系ＩＬを
介して、所定のパターンが形成されたレチクルＲを均一
に照明する。なお、光源１００と照明光学系ＩＬとの間
の光路はケーシング（不図示）で密封されており、光源
１００から照明光学系ＩＬ中の最もレチクル側の光学部
材までの空間は、露光光の吸収率が低い気体であるヘリ
ウムガスや窒素などの不活性ガスで置換されているか、
あるいはほぼ真空状態に保持されている。
【００６３】レチクルＲは、レチクルホルダＲＨを介し
て、レチクルステージＲＳ上においてＸＹ平面に平行に
保持されている。レチクルＲには転写すべきパターンが
形成されており、パターン領域全体のうちＸ方向に沿っ
て長辺を有し且つＹ方向に沿って短辺を有する矩形状
（スリット状）のパターン領域が照明される。レチクル
ステージＲＳは、図示を省略した駆動系の作用により、
レチクル面（すなわちＸＹ平面）に沿って二次元的に移
動可能であり、その位置座標はレチクル移動鏡ＲＭを用
いた干渉計ＲＩＦ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。
て、レチクルステージＲＳ上においてＸＹ平面に平行に
保持されている。レチクルＲには転写すべきパターンが
形成されており、パターン領域全体のうちＸ方向に沿っ
て長辺を有し且つＹ方向に沿って短辺を有する矩形状
（スリット状）のパターン領域が照明される。レチクル
ステージＲＳは、図示を省略した駆動系の作用により、
レチクル面（すなわちＸＹ平面）に沿って二次元的に移
動可能であり、その位置座標はレチクル移動鏡ＲＭを用
いた干渉計ＲＩＦ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。
【００６４】レチクルＲに形成されたパターンからの光
は、反射屈折型の投影光学系ＰＬを介して、感光性基板
であるウェハＷ上にレチクルパターン像を形成する。ウ
ェハＷは、ウェハテーブル（ウェハホルダ）ＷＴを介し
て、ウェハステージＷＳ上においてＸＹ平面に平行に保
持されている。そして、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
形状の露光領域にパターン像が形成される。ウェハステ
ージＷＳ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）に沿って二次元的に移動可能で
あり、その位置座標はウェハ移動鏡ＷＭを用いた干渉計
ＷＩＦ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。
は、反射屈折型の投影光学系ＰＬを介して、感光性基板
であるウェハＷ上にレチクルパターン像を形成する。ウ
ェハＷは、ウェハテーブル（ウェハホルダ）ＷＴを介し
て、ウェハステージＷＳ上においてＸＹ平面に平行に保
持されている。そして、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
形状の露光領域にパターン像が形成される。ウェハステ
ージＷＳ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）に沿って二次元的に移動可能で
あり、その位置座標はウェハ移動鏡ＷＭを用いた干渉計
ＷＩＦ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。
【００６５】図６は、ウェハ上に形成される矩形状の露
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。本実施形態の各実施例では、図６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（イメージサークル）ＩＦ内において、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。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。
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。本実施形態の各実施例では、図６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（イメージサークル）ＩＦ内において、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。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。
【００６６】換言すると、各実施例では、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、基準
光軸ＡＸを中心として実効露光領域ＥＲを包括するよう
に円形状のイメージサークルＩＦの半径Ｂが規定されて
いる。したがって、図示を省略したが、これに対応し
て、レチクルＲ上では、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。
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、基準
光軸ＡＸを中心として実効露光領域ＥＲを包括するよう
に円形状のイメージサークルＩＦの半径Ｂが規定されて
いる。したがって、図示を省略したが、これに対応し
て、レチクルＲ上では、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。
【００６７】また、図示の露光装置では、投影光学系Ｐ
Ｌを構成する光学部材のうち最もレチクル側に配置され
た光学部材（各実施例ではレンズＬ１１）と最もウェハ
側に配置された光学部材（各実施例ではレンズＬ３１
３）との間で投影光学系ＰＬの内部が気密状態を保つよ
うに構成され、投影光学系ＰＬの内部の気体はヘリウム
ガスや窒素などの不活性ガスで置換されているか、ある
いはほぼ真空状態に保持されている。
Ｌを構成する光学部材のうち最もレチクル側に配置され
た光学部材（各実施例ではレンズＬ１１）と最もウェハ
側に配置された光学部材（各実施例ではレンズＬ３１
３）との間で投影光学系ＰＬの内部が気密状態を保つよ
うに構成され、投影光学系ＰＬの内部の気体はヘリウム
ガスや窒素などの不活性ガスで置換されているか、ある
いはほぼ真空状態に保持されている。
【００６８】さらに、照明光学系ＩＬと投影光学系ＰＬ
との間の狭い光路には、レチクルＲおよびレチクルステ
ージＲＳなどが配置されているが、レチクルＲおよびレ
チクルステージＲＳなどを密封包囲するケーシング（不
図示）の内部に窒素やヘリウムガスなどの不活性ガスが
充填されているか、あるいはほぼ真空状態に保持されて
いる。
との間の狭い光路には、レチクルＲおよびレチクルステ
ージＲＳなどが配置されているが、レチクルＲおよびレ
チクルステージＲＳなどを密封包囲するケーシング（不
図示）の内部に窒素やヘリウムガスなどの不活性ガスが
充填されているか、あるいはほぼ真空状態に保持されて
いる。
【００６９】また、投影光学系ＰＬとウェハＷとの間の
狭い光路には、ウェハＷおよびウェハステージＷＳなど
が配置されているが、ウェハＷおよびウェハステージＷ
Ｓなどを密封包囲するケーシング（不図示）の内部に窒
素やヘリウムガスなどの不活性ガスが充填されている
か、あるいはほぼ真空状態に保持されている。このよう
に、光源１００からウェハＷまでの光路の全体に亘っ
て、露光光がほとんど吸収されることのない雰囲気が形
成されている。
狭い光路には、ウェハＷおよびウェハステージＷＳなど
が配置されているが、ウェハＷおよびウェハステージＷ
Ｓなどを密封包囲するケーシング（不図示）の内部に窒
素やヘリウムガスなどの不活性ガスが充填されている
か、あるいはほぼ真空状態に保持されている。このよう
に、光源１００からウェハＷまでの光路の全体に亘っ
て、露光光がほとんど吸収されることのない雰囲気が形
成されている。
【００７０】上述したように、投影光学系ＰＬによって
規定されるレチクルＲ上の照明領域およびウェハＷ上の
露光領域（すなわち実効露光領域ＥＲ）は、Ｙ方向に沿
って短辺を有する矩形状である。したがって、駆動系お
よび干渉計（ＲＩＦ、ＷＩＦ）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、矩形状の露光
領域および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ＲＳとウェハステージＷＳとを、ひい
てはレチクルＲとウェハＷとを同じ方向へ（すなわち同
じ向きへ）同期的に移動（走査）させることにより、ウ
ェハＷ上には露光領域の長辺に等しい幅を有し且つウェ
ハＷの走査量（移動量）に応じた長さを有する領域に対
してレチクルパターンが走査露光される。
規定されるレチクルＲ上の照明領域およびウェハＷ上の
露光領域（すなわち実効露光領域ＥＲ）は、Ｙ方向に沿
って短辺を有する矩形状である。したがって、駆動系お
よび干渉計（ＲＩＦ、ＷＩＦ）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、矩形状の露光
領域および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ＲＳとウェハステージＷＳとを、ひい
てはレチクルＲとウェハＷとを同じ方向へ（すなわち同
じ向きへ）同期的に移動（走査）させることにより、ウ
ェハＷ上には露光領域の長辺に等しい幅を有し且つウェ
ハＷの走査量（移動量）に応じた長さを有する領域に対
してレチクルパターンが走査露光される。
【００７１】本実施形態の各実施例において、投影光学
系ＰＬは、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屈折型の第１結像光学系Ｇ
１と、凹面反射鏡ＣＭと２つの負レンズとから構成され
て第１中間像とほぼ等倍の第２中間像（第１中間像のほ
ぼ等倍像であっ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中間像からの光に
基づいて第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
ための屈折型の第３結像光学系Ｇ３とを備えている。
系ＰＬは、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屈折型の第１結像光学系Ｇ
１と、凹面反射鏡ＣＭと２つの負レンズとから構成され
て第１中間像とほぼ等倍の第２中間像（第１中間像のほ
ぼ等倍像であっ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中間像からの光に
基づいて第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
ための屈折型の第３結像光学系Ｇ３とを備えている。
【００７２】なお、各実施例において、第１結像光学系
Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中において第１
中間像の形成位置の近傍には、第１結像光学系Ｇ１から
の光を第２結像光学系Ｇ２に向かって偏向するための第
１光路折り曲げ鏡Ｍ１が配置されている。また、第２結
像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中にお
いて第２中間像の形成位置の近傍には、第２結像光学系
Ｇ２からの光を第３結像光学系Ｇ３に向かって偏向する
ための第２光路折り曲げ鏡Ｍ２が配置されている。
Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中において第１
中間像の形成位置の近傍には、第１結像光学系Ｇ１から
の光を第２結像光学系Ｇ２に向かって偏向するための第
１光路折り曲げ鏡Ｍ１が配置されている。また、第２結
像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中にお
いて第２中間像の形成位置の近傍には、第２結像光学系
Ｇ２からの光を第３結像光学系Ｇ３に向かって偏向する
ための第２光路折り曲げ鏡Ｍ２が配置されている。
【００７３】また、各実施例において、第１結像光学系
Ｇ１は直線状に延びた光軸ＡＸ１を有し、第３結像光学
系Ｇ３は直線状に延びた光軸ＡＸ３を有し、光軸ＡＸ１
と光軸ＡＸ３とは共通の単一光軸である基準光軸ＡＸと
一致するように設定されている。なお、基準光軸ＡＸ
は、重力方向（すなわち鉛直方向）に沿って位置決めさ
れている。その結果、レチクルＲおよびウェハＷ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。加えて、第１結像光学系Ｇ１を構成
するすべてのレンズおよび第３結像光学系Ｇ３を構成す
るすべてのレンズも、基準光軸ＡＸ上において水平面に
沿って配置されている。
Ｇ１は直線状に延びた光軸ＡＸ１を有し、第３結像光学
系Ｇ３は直線状に延びた光軸ＡＸ３を有し、光軸ＡＸ１
と光軸ＡＸ３とは共通の単一光軸である基準光軸ＡＸと
一致するように設定されている。なお、基準光軸ＡＸ
は、重力方向（すなわち鉛直方向）に沿って位置決めさ
れている。その結果、レチクルＲおよびウェハＷ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。加えて、第１結像光学系Ｇ１を構成
するすべてのレンズおよび第３結像光学系Ｇ３を構成す
るすべてのレンズも、基準光軸ＡＸ上において水平面に
沿って配置されている。
【００７４】一方、第２結像光学系Ｇ２も直線状に延び
た光軸ＡＸ２を有し、この光軸ＡＸ２は基準光軸ＡＸと
直交するように設定されている。さらに、第１光路折り
曲げ鏡Ｍ１および第２光路折り曲げ鏡Ｍ２はともに平面
状の反射面を有し、２つの反射面を有する１つの光学部
材（１つの光路折り曲げ鏡）として一体的に構成されて
いる。この２つの反射面の交線（厳密にはその仮想延長
面の交線）が第１結像光学系Ｇ１のＡＸ１、第２結像光
学系Ｇ２のＡＸ２、および第３結像光学系Ｇ３のＡＸ３
と一点で交わるように設定されている。各実施例では第
１光路折り曲げ鏡Ｍ１および第２光路折り曲げ鏡Ｍ２が
ともに表面反射鏡として構成されている。
た光軸ＡＸ２を有し、この光軸ＡＸ２は基準光軸ＡＸと
直交するように設定されている。さらに、第１光路折り
曲げ鏡Ｍ１および第２光路折り曲げ鏡Ｍ２はともに平面
状の反射面を有し、２つの反射面を有する１つの光学部
材（１つの光路折り曲げ鏡）として一体的に構成されて
いる。この２つの反射面の交線（厳密にはその仮想延長
面の交線）が第１結像光学系Ｇ１のＡＸ１、第２結像光
学系Ｇ２のＡＸ２、および第３結像光学系Ｇ３のＡＸ３
と一点で交わるように設定されている。各実施例では第
１光路折り曲げ鏡Ｍ１および第２光路折り曲げ鏡Ｍ２が
ともに表面反射鏡として構成されている。
【００７５】各実施例において、投影光学系ＰＬを構成
するすべての屈折光学部材（レンズ成分）には蛍石（Ｃ
ａＦ2結晶）を使用している。また、露光光であるＦ2
レーザー光の発振中心波長は１５７．６２４４ｎｍであ
り、１５７．６２４４ｎｍ付近においてＣａＦ2の屈折
率は、＋１ｐｍの波長変化あたり−２．６×１０-6の割
合で変化し、−１ｐｍの波長変化あたり＋２．６×１０
-6の割合で変化する。換言すると、１５７．６２４４ｎ
ｍ付近において、ＣａＦ2の屈折率の分散（ｄｎ／ｄ
λ）は、２．６×１０-6／ｐｍである。
するすべての屈折光学部材（レンズ成分）には蛍石（Ｃ
ａＦ2結晶）を使用している。また、露光光であるＦ2
レーザー光の発振中心波長は１５７．６２４４ｎｍであ
り、１５７．６２４４ｎｍ付近においてＣａＦ2の屈折
率は、＋１ｐｍの波長変化あたり−２．６×１０-6の割
合で変化し、−１ｐｍの波長変化あたり＋２．６×１０
-6の割合で変化する。換言すると、１５７．６２４４ｎ
ｍ付近において、ＣａＦ2の屈折率の分散（ｄｎ／ｄ
λ）は、２．６×１０-6／ｐｍである。
【００７６】したがって、各実施例において、中心波長
１５７．６２４４ｎｍに対するＣａＦ2の屈折率は１．
５５９３０６６６であり、１５７．６２４４ｎｍ＋１ｐ
ｍ＝１５７．６２５４ｎｍに対するＣａＦ2の屈折率は
１．５５９３０４０６であり、１５７．６２４４ｎｍ−
１ｐｍ＝１５７．６２３４ｎｍに対するＣａＦ2の屈折
率は１．５５９３０９２６である。
１５７．６２４４ｎｍに対するＣａＦ2の屈折率は１．
５５９３０６６６であり、１５７．６２４４ｎｍ＋１ｐ
ｍ＝１５７．６２５４ｎｍに対するＣａＦ2の屈折率は
１．５５９３０４０６であり、１５７．６２４４ｎｍ−
１ｐｍ＝１５７．６２３４ｎｍに対するＣａＦ2の屈折
率は１．５５９３０９２６である。
【００７７】また、各実施例において、非球面は、光軸
に垂直な方向の高さをｙとし、非球面の頂点における接
平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿
った距離（サグ量）をｚとし、頂点曲率半径をｒとし、
円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係数をＣnとしたと
き、以下の数式（ａ）で表される。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。
に垂直な方向の高さをｙとし、非球面の頂点における接
平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿
った距離（サグ量）をｚとし、頂点曲率半径をｒとし、
円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係数をＣnとしたと
き、以下の数式（ａ）で表される。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。
【００７８】
【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 （ａ）
【００７９】［第１実施例］図７は、本実施形態の第１
実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を示す図であ
る。図７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Ｇ１は、レチクル側から順
に、両凸レンズＬ１１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Ｌ１２と、レチクル側に凸
面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、レチクル側に
凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と、レチクル側
に凹面を向けた負メニスカスレンズ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
ル側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ
１７と、レチクル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、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Ｌ１１０とから構成
されている。
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Ｇ１は、レチクル側から順
に、両凸レンズＬ１１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Ｌ１２と、レチクル側に凸
面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、レチクル側に
凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と、レチクル側
に凹面を向けた負メニスカスレンズ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
ル側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ
１７と、レチクル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、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Ｌ１１０とから構成
されている。
【００８０】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
チクル側に非球面形状の凸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、凹面反射鏡ＣＭとから構成されている。
路に沿ってレチクル側（すなわち入射側）から順に、レ
チクル側に非球面形状の凸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、凹面反射鏡ＣＭとから構成されている。
【００８１】さらに、第３結像光学系Ｇ３は、光の進行
方向に沿ってレチクル側から順に、レチクル側に凹面を
向けた正メニスカスレンズＬ３１と、両凸レンズＬ３２
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Ｌ３３と、両凹レンズＬ３４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Ｌ３５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Ｌ３６と、開口絞りＡＳと、両凸レンズＬ３７と、レ
チクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３８と、
両凸レンズＬ３９と、レチクル側に凸面を向けた正メニ
スカスレンズＬ３１０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Ｌ３１１と、レチクル側に
凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１２と、ウェハ側
に平面を向けた平凸レンズＬ３１３とから構成されてい
る。
方向に沿ってレチクル側から順に、レチクル側に凹面を
向けた正メニスカスレンズＬ３１と、両凸レンズＬ３２
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Ｌ３３と、両凹レンズＬ３４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Ｌ３５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Ｌ３６と、開口絞りＡＳと、両凸レンズＬ３７と、レ
チクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３８と、
両凸レンズＬ３９と、レチクル側に凸面を向けた正メニ
スカスレンズＬ３１０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Ｌ３１１と、レチクル側に
凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１２と、ウェハ側
に平面を向けた平凸レンズＬ３１３とから構成されてい
る。
【００８２】次の表（１）に、第１実施例にかかる投影
光学系ＰＬの諸元の値を掲げる。表（１）において、λ
は露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍
率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、Ｂはウェハ
Ｗ上でのイメージサークルＩＦの半径を、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。
光学系ＰＬの諸元の値を掲げる。表（１）において、λ
は露光光の中心波長を、βは投影倍率（全系の結像倍
率）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、Ｂはウェハ
Ｗ上でのイメージサークルＩＦの半径を、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。
【００８３】また、面番号は物体面（第１面）であるレ
チクル面から像面（第２面）であるウェハ面への光線の
進行する方向に沿ったレチクル側からの面の順序を、ｒ
は各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍ
ｍ）を、ｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）
を、（Ｃ・Ｄ）は各蛍石レンズにおいてその光軸と一致
する結晶軸Ｃおよびその他の特定結晶軸の角度位置Ｄ
を、ＥＤは各面の有効直径（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。
チクル面から像面（第２面）であるウェハ面への光線の
進行する方向に沿ったレチクル側からの面の順序を、ｒ
は各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍ
ｍ）を、ｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）
を、（Ｃ・Ｄ）は各蛍石レンズにおいてその光軸と一致
する結晶軸Ｃおよびその他の特定結晶軸の角度位置Ｄ
を、ＥＤは各面の有効直径（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。
【００８４】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光路折り曲げ鏡Ｍ１の反射面から凹面反射鏡Ｃ
Ｍまでの光路中および第２光路折り曲げ鏡Ｍ２の反射面
から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。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、凹面の曲率
半径を負としている。一方、第３結像光学系Ｇ３では、
レチクル側に向かって凹面の曲率半径を正とし、凸面の
曲率半径を負としている。さらに、第２結像光学系Ｇ２
では、光の進行往路に沿ってレチクル側（すなわち入射
側）に向かって凹面の曲率半径を正とし、凸面の曲率半
径を負としている。
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光路折り曲げ鏡Ｍ１の反射面から凹面反射鏡Ｃ
Ｍまでの光路中および第２光路折り曲げ鏡Ｍ２の反射面
から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。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、凹面の曲率
半径を負としている。一方、第３結像光学系Ｇ３では、
レチクル側に向かって凹面の曲率半径を正とし、凸面の
曲率半径を負としている。さらに、第２結像光学系Ｇ２
では、光の進行往路に沿ってレチクル側（すなわち入射
側）に向かって凹面の曲率半径を正とし、凸面の曲率半
径を負としている。
【００８５】また、角度位置Ｄは、結晶軸Ｃが結晶軸
［１１１］であるとき、たとえば結晶軸［−１１１］の
基準方位に対する角度であり、結晶軸Ｃが結晶軸［１０
０］であるとき、たとえば結晶軸［０１０］の基準方位
に対する角度である。ここで、基準方位とは、たとえば
レチクル面において光軸ＡＸ１を通るように任意に設定
された方位に対して光学的に対応するように定義される
ものである。具体的には、レチクル面において＋Ｙ方向
に基準方位を設定した場合、第１結像光学系Ｇ１におけ
る基準方位は＋Ｙ方向であり、第２結像光学系Ｇ２にお
ける基準方位は＋Ｚ方向（レチクル面における＋Ｙ方向
に光学的に対応する方向）であり、第３結像光学系Ｇ３
における基準方位は−Ｙ方向（レチクル面における＋Ｙ
方向に光学的に対応する方向）である。
［１１１］であるとき、たとえば結晶軸［−１１１］の
基準方位に対する角度であり、結晶軸Ｃが結晶軸［１０
０］であるとき、たとえば結晶軸［０１０］の基準方位
に対する角度である。ここで、基準方位とは、たとえば
レチクル面において光軸ＡＸ１を通るように任意に設定
された方位に対して光学的に対応するように定義される
ものである。具体的には、レチクル面において＋Ｙ方向
に基準方位を設定した場合、第１結像光学系Ｇ１におけ
る基準方位は＋Ｙ方向であり、第２結像光学系Ｇ２にお
ける基準方位は＋Ｚ方向（レチクル面における＋Ｙ方向
に光学的に対応する方向）であり、第３結像光学系Ｇ３
における基準方位は−Ｙ方向（レチクル面における＋Ｙ
方向に光学的に対応する方向）である。
【００８６】したがって、たとえば（Ｃ・Ｄ）＝（１０
０・０）は、光軸と結晶軸［１００］とが一致する蛍石
レンズにおいて、その結晶軸［０１０］が基準方位に沿
って配置されていることを意味する。また、（Ｃ・Ｄ）
＝（１００・４５）は、光軸と結晶軸［１００］とが一
致する蛍石レンズにおいて、その結晶軸［０１０］が基
準方位に対して４５度をなすように配置されていること
を意味する。すなわち、（Ｃ・Ｄ）＝（１００・０）の
蛍石レンズと（Ｃ・Ｄ）＝（１００・４５）の蛍石レン
ズとは、結晶軸［１００］のレンズペアを構成している
ことになる。
０・０）は、光軸と結晶軸［１００］とが一致する蛍石
レンズにおいて、その結晶軸［０１０］が基準方位に沿
って配置されていることを意味する。また、（Ｃ・Ｄ）
＝（１００・４５）は、光軸と結晶軸［１００］とが一
致する蛍石レンズにおいて、その結晶軸［０１０］が基
準方位に対して４５度をなすように配置されていること
を意味する。すなわち、（Ｃ・Ｄ）＝（１００・０）の
蛍石レンズと（Ｃ・Ｄ）＝（１００・４５）の蛍石レン
ズとは、結晶軸［１００］のレンズペアを構成している
ことになる。
【００８７】また、たとえば（Ｃ・Ｄ）＝（１１１・
０）は、光軸と結晶軸［１１１］とが一致する蛍石レン
ズにおいて、その結晶軸［−１１１］が基準方位に沿っ
て配置されていることを意味する。また、（Ｃ・Ｄ）＝
（１１１・６０）は、光軸と結晶軸［１１１］とが一致
する蛍石レンズにおいて、その結晶軸［−１１１］が基
準方位に対して６０度をなすように配置されていること
を意味する。すなわち、（Ｃ・Ｄ）＝（１１１・０）の
蛍石レンズと（Ｃ・Ｄ）＝（１１１・６０）の蛍石レン
ズとは、結晶軸［１１１］のレンズペアを構成している
ことになる。
０）は、光軸と結晶軸［１１１］とが一致する蛍石レン
ズにおいて、その結晶軸［−１１１］が基準方位に沿っ
て配置されていることを意味する。また、（Ｃ・Ｄ）＝
（１１１・６０）は、光軸と結晶軸［１１１］とが一致
する蛍石レンズにおいて、その結晶軸［−１１１］が基
準方位に対して６０度をなすように配置されていること
を意味する。すなわち、（Ｃ・Ｄ）＝（１１１・０）の
蛍石レンズと（Ｃ・Ｄ）＝（１１１・６０）の蛍石レン
ズとは、結晶軸［１１１］のレンズペアを構成している
ことになる。
【００８８】なお、上述の角度位置Ｄの説明において、
基準方位の設定はすべてのレンズに対して共通である必
要はなく、たとえば各レンズペアの単位で共通であれば
よい。また、基準方位に対する角度計測の対象となる特
定結晶軸は、結晶軸［１００］のレンズペアの場合に結
晶軸［０１０］に限定されることなく、結晶軸［１１
１］のレンズペアの場合に結晶軸［−１１１］に限定さ
れることなく、たとえば各レンズペアの単位で適当に設
定可能である。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。
基準方位の設定はすべてのレンズに対して共通である必
要はなく、たとえば各レンズペアの単位で共通であれば
よい。また、基準方位に対する角度計測の対象となる特
定結晶軸は、結晶軸［１００］のレンズペアの場合に結
晶軸［０１０］に限定されることなく、結晶軸［１１
１］のレンズペアの場合に結晶軸［−１１１］に限定さ
れることなく、たとえば各レンズペアの単位で適当に設
定可能である。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。
【００８９】
【表１】
（主要諸元）
λ＝１５７．６２４４ｎｍ
β＝−０．２５
ＮＡ＝０．８５
Ｂ＝１４．４ｍｍ
Ａ＝３ｍｍ
ＬＸ＝２５ｍｍ
ＬＹ＝４ｍｍ
（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ （Ｃ・Ｄ） ＥＤ ｎ
（レチクル面） 103.3533
1 374.9539 27.7555 (100・45) 163.8 1.559307 （Ｌ１１）
2 -511.3218 2.0000 165.0
3 129.8511 41.0924 (100・0) 164.3 1.559307 （Ｌ１２）
4* 611.8828 20.1917 154.3
5 93.6033 29.7405 (100・45) 128.2 1.559307 （Ｌ１３）
6 121.8341 16.0140 110.0
7 83.6739 21.7064 (111・0) 92.3 1.559307 （Ｌ１４）
8 86.7924 42.9146 73.8
9 -112.0225 15.4381 (100・0) 71.1 1.559307 （Ｌ１５）
10 -183.1783 9.7278 86.8
11 -103.9725 24.6160 (111・0) 92.2 1.559307 （Ｌ１６）
12 -79.4102 26.3046 108.7
13* -166.4447 35.1025 (111・60) 137.8 1.559307 （Ｌ１７）
14 -112.7568 1.0007 154.4
15 -230.1701 28.4723 (111・60) 161.5 1.559307 （Ｌ１８）
16 -132.8952 1.0000 168.4
17 268.5193 29.4927 (100・45) 167.1 1.559307 （Ｌ１９）
18 -678.1883 1.0000 164.3
19 155.2435 26.5993 (100・45) 150.3 1.559307 （Ｌ１１０）
20* 454.2151 61.5885 139.9
21 ∞ -238.9300 （Ｍ１）
22* 140.0521 -22.7399 (111・60) 124.5 1.559307 （Ｌ２１）
23 760.9298 -44.1777 146.1
24 109.3587 -16.0831 (111・0) 159.6 1.559307 （Ｌ２２）
25 269.5002 -22.7995 207.8
26 159.8269 22.7995 213.7 （ＣＭ）
27 269.5002 16.0831 (111・0) 209.4 1.559307 （Ｌ２２）
28 109.3587 44.1777 168.2
29 760.9298 22.7399 (111・60) 162.0 1.559307 （Ｌ２１）
30* 140.0521 238.9300 143.2
31 ∞ -67.1481 （Ｍ２）
32 2064.4076 -20.4539 (100・0) 154.9 1.559307 （Ｌ３１）
33 264.1465 -1.1114 160.0
34 -236.9696 -36.6315 (111・0) 174.4 1.559307 （Ｌ３２）
35 548.0272 -14.7708 174.4
36 -261.5738 -23.7365 (111・60) 167.9 1.559307 （Ｌ３３）
37* -844.5946 -108.7700 162.5
38 192.9421 -16.1495 (111・0) 127.7 1.559307 （Ｌ３４）
39 -139.0423 -71.8678 128.7
40* 1250.0000 -43.1622 (100・45) 165.7 1.559307 （Ｌ３５）
41 185.8787 -1.0000 180.1
42 -206.0962 -27.6761 (111・0) 195.0 1.559307 （Ｌ３６）
43* -429.3688 -30.3562 191.8
44 ∞ -4.0000 196.8 （ＡＳ）
45 -1246.9477 -40.5346 (111・60) 199.6 1.559307 （Ｌ３７）
46 229.5046 -19.2328 202.5
47 153.1781 -18.0000 (100・0) 201.4 1.559307 （Ｌ３８）
48 200.0000 -1.0000 213.1
49 -1605.7826 -25.8430 (111・0) 215.0 1.559307 （Ｌ３９）
50 497.7325 -1.0000 214.9
51 -232.1186 -31.8757 (111・0) 204.9 1.559307 （Ｌ３１０）
52 -993.7015 -1.0000 198.1
53 -142.9632 -44.5398 (100・45) 178.7 1.559307 （Ｌ３１１）
54* -3039.5137 -3.0947 162.7
55 -139.2455 -27.2564 (111・60) 134.5 1.559307 （Ｌ３１２）
56 -553.1425 -4.2798 116.2
57 -1957.7823 -37.0461 (100・0) 110.3 1.559307 （Ｌ３１３）
58 ∞ -11.0000 63.6
（ウェハ面）
（非球面データ）
４面
κ＝０
Ｃ4＝４．２１６６６×１０-8 Ｃ6＝−１．０１８８８×１０-12
Ｃ8＝５．２９０７２×１０-17 Ｃ10＝−３．３９５７０×１０-21
Ｃ12＝１．３２１３４×１０-26 Ｃ14＝７．９３７８０×１０-30
１３面
κ＝０
Ｃ4＝４．１８４２０×１０-8 Ｃ6＝−４．００７９５×１０-12
Ｃ8＝−２．４７０５５×１０-16 Ｃ10＝４．９０９７６×１０-20
Ｃ12＝−３．５１０４６×１０-24 Ｃ14＝１．０２９６８×１０-28
２０面
κ＝０
Ｃ4＝６．３７２１２×１０-8 Ｃ6＝−１．２２３４３×１０-12
Ｃ8＝３．９００７７×１０-17 Ｃ10＝２．０４６１８×１０-21
Ｃ12＝−５．１１３３５×１０-25 Ｃ14＝３．７６８８４×１０-29
２２面および３０面（同一面）
κ＝０
Ｃ4＝−６．６９４２３×１０-8 Ｃ6＝−１．７７１３４×１０-14
Ｃ8＝２．８５９０６×１０-17 Ｃ10＝８．８６０６８×１０-21
Ｃ12＝１．４２１９１×１０-26 Ｃ14＝６．３５２４２×１０-29
３７面
κ＝０
Ｃ4＝−２．３４８５４×１０-8 Ｃ6＝−３．６０５４２×１０-13
Ｃ8＝−１．４５７５２×１０-17 Ｃ10＝−１．３３６９９×１０-21
Ｃ12＝１．９４３５０×１０-26 Ｃ14＝−１．２１６９０×１０-29
４０面
κ＝０
Ｃ4＝５．３９３０２×１０-8 Ｃ6＝−７．５８４６８×１０-13
Ｃ8＝−１．４７１９６×１０-17 Ｃ10＝−１．３２０１７×１０-21
Ｃ12＝０ Ｃ14＝０
４３面
κ＝０
Ｃ4＝−２．３６６５９×１０-8 Ｃ6＝−４．３４７０５×１０-13
Ｃ8＝２．１６３１８×１０-18 Ｃ10＝９．１１３２６×１０-22
Ｃ12＝−１．９５０２０×１０-26 Ｃ14＝０
５４面
κ＝０
Ｃ4＝−３．７８０６６×１０-8 Ｃ6＝−３．０３０３８×１０-13
Ｃ8＝３．３８９３６×１０-17 Ｃ10＝−６．４１４９４×１０-21
Ｃ12＝４．１４１０１×１０-25 Ｃ14＝−１．４０１２９×１０-29
【００９０】図８は、第１実施例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１５７．６２４４ｎｍを、破線は１５７．６２４４ｎ
ｍ＋１ｐｍ＝１５７．６２５４ｎｍを、一点鎖線は１５
７．６２４４ｎｍ−１ｐｍ＝１５７．６２３４ｎｍをそ
れぞれ示している。なお、図８における表記は、以降の
図１０においても同様である。図８の収差図から明らか
なように、第１実施例では、比較的大きな像側開口数
（ＮＡ＝０．８５）および投影視野（有効直径＝２８．
８ｍｍ）を確保しているにもかかわらず、波長幅が１５
７．６２４４ｎｍ±１ｐｍの露光光に対して色収差が良
好に補正されていることがわかる。
図である。収差図において、Ｙは像高を、実線は中心波
長１５７．６２４４ｎｍを、破線は１５７．６２４４ｎ
ｍ＋１ｐｍ＝１５７．６２５４ｎｍを、一点鎖線は１５
７．６２４４ｎｍ−１ｐｍ＝１５７．６２３４ｎｍをそ
れぞれ示している。なお、図８における表記は、以降の
図１０においても同様である。図８の収差図から明らか
なように、第１実施例では、比較的大きな像側開口数
（ＮＡ＝０．８５）および投影視野（有効直径＝２８．
８ｍｍ）を確保しているにもかかわらず、波長幅が１５
７．６２４４ｎｍ±１ｐｍの露光光に対して色収差が良
好に補正されていることがわかる。
【００９１】［第２実施例］図９は、本実施形態の第２
実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を示す図であ
る。図９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Ｇ１は、レチクル側から順
に、両凸レンズＬ１１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Ｌ１２と、レチクル側に凸
面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、レチクル側に
凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と、レチクル側
に凹面を向けた負メニスカスレンズ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
ル側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ
１７と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ１８と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズＬ１９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Ｌ１１０とから構成されている。
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９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Ｇ１は、レチクル側から順
に、両凸レンズＬ１１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Ｌ１２と、レチクル側に凸
面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、レチクル側に
凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と、レチクル側
に凹面を向けた負メニスカスレンズ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
ル側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ
１７と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ１８と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズＬ１９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Ｌ１１０とから構成されている。
【００９２】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、ウ
ェハ側（すなわち射出側）に非球面形状の凸面を向けた
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、凹面反射鏡ＣＭとから
構成されている。
路に沿ってレチクル側（すなわち入射側）から順に、ウ
ェハ側（すなわち射出側）に非球面形状の凸面を向けた
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、凹面反射鏡ＣＭとから
構成されている。
【００９３】さらに、第３結像光学系Ｇ３は、光の進行
方向に沿ってレチクル側から順に、レチクル側に凹面を
向けた正メニスカスレンズＬ３１と、レチクル側に凸面
を向けた正メニスカスレンズＬ３２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Ｌ３３と、両
凹レンズＬ３４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Ｌ３５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Ｌ３６と、開口絞
りＡＳと、両凸レンズＬ３７と、レチクル側に凹面を向
けた負メニスカスレンズＬ３８と、レチクル側に平面を
向けた平凸レンズＬ３９と、両凸レンズＬ３１０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
Ｌ３１１と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズＬ３１２と、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズＬ
３１３とから構成されている。
方向に沿ってレチクル側から順に、レチクル側に凹面を
向けた正メニスカスレンズＬ３１と、レチクル側に凸面
を向けた正メニスカスレンズＬ３２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Ｌ３３と、両
凹レンズＬ３４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Ｌ３５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Ｌ３６と、開口絞
りＡＳと、両凸レンズＬ３７と、レチクル側に凹面を向
けた負メニスカスレンズＬ３８と、レチクル側に平面を
向けた平凸レンズＬ３９と、両凸レンズＬ３１０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
Ｌ３１１と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレ
ンズＬ３１２と、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズＬ
３１３とから構成されている。
【００９４】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。
光学系ＰＬの諸元の値を掲げる。
【００９５】
【表２】
（主要諸元）
λ＝１５７．６２４４ｎｍ
β＝−０．２５
ＮＡ＝０．８５
Ｂ＝１４．４ｍｍ
Ａ＝３ｍｍ
ＬＸ＝２５ｍｍ
ＬＹ＝４ｍｍ
（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ （Ｃ・Ｄ） ＥＤ ｎ
（レチクル面） 64.8428
1 183.9939 26.4947 (100・45) 150.2 1.559307 （Ｌ１１）
2 -3090.3604 74.3108 149.6
3 168.6161 21.2848 (100・45) 138.4 1.559307 （Ｌ１２）
4* 630.6761 41.2206 134.6
5 78.6721 17.8201 (100・45) 104.9 1.559307 （Ｌ１３）
6 104.6154 6.3217 96.2
7 61.9289 28.1473 (111・0) 86.0 1.559307 （Ｌ１４）
8 71.5027 31.3308 64.2
9 -62.9418 14.1300 (111・60) 60.6 1.559307 （Ｌ１５）
10 -108.5396 4.2959 74.5
11 -87.0095 32.7581 (100・0) 76.6 1.559307 （Ｌ１６）
12 -74.4464 51.3253 99.3
13* -187.4766 24.0651 (111・60) 136.3 1.559307 （Ｌ１７）
14 -108.3982 1.0000 142.6
15 -377.3605 23.5413 (111・60) 145.7 1.559307 （Ｌ１８）
16 -140.1956 1.0164 148.0
17 160.9494 18.0355 (100・45) 135.5 1.559307 （Ｌ１９）
18 331.3044 1.0260 130.4
19 201.2009 17.3139 (111・60) 127.3 1.559307 （Ｌ１１０）
20* 1155.1346 61.5885 121.3
21 ∞ -240.7562 （Ｍ１）
22 116.6324 -19.2385 (111・60) 137.5 1.559307 （Ｌ２１）
23* 765.4623 -38.0668 169.7
24 116.0112 -16.0000 (111・0) 174.7 1.559307 （Ｌ２２）
25 208.8611 -16.2875 217.3
26 159.0966 16.2875 221.6 （ＣＭ）
27 208.8611 16.0000 (111・0) 218.2 1.559307 （Ｌ２２）
28 116.0112 38.0668 178.5
29* 765.4623 19.2385 (111・60) 176.3 1.559307 （Ｌ２１）
30 116.6324 240.7562 146.6
31 ∞ -73.9823 （Ｍ２）
32 15952.4351 -21.9279 (100・90) 141.9 1.559307 （Ｌ３１）
33 221.6147 -1.6265 146.7
34 -170.0000 -28.2387 (111・60) 160.5 1.559307 （Ｌ３２）
35 -2153.8066 -1.1124 159.1
36 -160.8559 -28.5266 (111・0) 155.6 1.559307 （Ｌ３３）
37* -834.7245 -45.2078 148.5
38 1304.0831 -14.2927 (111・0) 128.0 1.559307 （Ｌ３４）
39 -93.4135 -146.1958 117.0
40* 175.1344 -22.0000 (100・45) 165.4 1.559307 （Ｌ３５）
41 145.1494 -1.0000 174.1
42 -232.7162 -21.0326 (100・45) 186.2 1.559307 （Ｌ３６）
43* -962.4639 -32.8327 184.5
44 ∞ -4.0000 192.0 （ＡＳ）
45 -293.0118 -42.6744 (100・0) 202.2 1.559307 （Ｌ３７）
46 344.3350 -21.8736 202.3
47 162.4390 -17.9036 (111・60) 201.6 1.559307 （Ｌ３８）
48 206.7120 -1.0000 210.1
49 ∞ -23.2771 (100・45) 207.3 1.559307 （Ｌ３９）
50 394.6389 -1.0000 206.7
51 -364.5931 -25.4575 (100・0) 195.0 1.559307 （Ｌ３１０）
52 1695.8753 -1.0000 190.6
53 -151.9499 -29.0060 (111・60) 166.5 1.559307 （Ｌ３１１）
54* -800.0000 -1.0000 157.0
55 -101.8836 -29.0009 (100・45) 129.3 1.559307 （Ｌ３１２）
56 -220.0926 -6.7987 109.7
57 -637.4367 -33.9854 (100・0) 104.6 1.559307 （Ｌ３１３）
58 ∞ -11.0000 63.6
（ウェハ面）
（非球面データ）
４面
κ＝０
Ｃ4＝−５．８２１２７×１０-8 Ｃ6＝７．４３３２４×１０-12
Ｃ8＝１．６６６８３×１０-16 Ｃ10＝−６．９２３１３×１０-20
Ｃ12＝７．５９５５３×１０-24 Ｃ14＝−２．９０１３０×１０-28
１３面
κ＝０
Ｃ4＝４．６１１１９×１０-8 Ｃ6＝−２．９４１２３×１０-12
Ｃ8＝−３．０８９７１×１０-16 Ｃ10＝３．４００６２×１０-20
Ｃ12＝−７．９２８７９×１０-25 Ｃ14＝−３．７３６５５×１０-29
２０面
κ＝０
Ｃ4＝７．７４７３２×１０-8 Ｃ6＝−１．８７２６４×１０-12
Ｃ8＝５．２５８７０×１０-18 Ｃ10＝７．６４４９５×１０-21
Ｃ12＝−１．５４６０８×１０-24 Ｃ14＝１．１６４２９×１０-28
２３面および２９面（同一面）
κ＝０
Ｃ4＝１．７１７８７×１０-8 Ｃ6＝−１．００８３１×１０-12
Ｃ8＝６．８１６６８×１０-17 Ｃ10＝−４．５４２７４×１０-21
Ｃ12＝２．１４９５１×１０-25 Ｃ14＝−５．２７６５５×１０-30
３７面
κ＝０
Ｃ4＝−８．５５９９０×１０-8 Ｃ6＝２．０３１６４×１０-12
Ｃ8＝−１．０１０６８×１０-16 Ｃ10＝４．３７３４２×１０-21
Ｃ12＝−５．２０８５１×１０-25 Ｃ14＝３．５２２９４×１０-29
４０面
κ＝０
Ｃ4＝−２．６５０８７×１０-8 Ｃ6＝３．０８５８８×１０-12
Ｃ8＝−１．６０００２×１０-16 Ｃ10＝４．２８４４２×１０-21
Ｃ12＝−１．４９４７１×１０-25 Ｃ14＝１．５２８３８×１０-29
４３面
κ＝０
Ｃ4＝−８．１３８２７×１０-8 Ｃ6＝２．９３５６６×１０-12
Ｃ8＝−１．８７６４８×１０-16 Ｃ10＝１．１６９８９×１０-20
Ｃ12＝−３．９２００８×１０-25 Ｃ14＝１．１０４７０×１０-29
５４面
κ＝０
Ｃ4＝−３．３１８１２×１０-8 Ｃ6＝−１．４１３６０×１０-12
Ｃ8＝１．５００７６×１０-16 Ｃ10＝−１．６０５０９×１０-20
Ｃ12＝８．２０１１９×１０-25 Ｃ14＝−２．１８０５３×１０-29
【００９６】図１０は、第２実施例における横収差を示
す図である。第２実施例においても第１実施例と同様
に、比較的大きな像側開口数（ＮＡ＝０．８５）および
投影視野（有効直径＝２８．８ｍｍ）を確保しているに
もかかわらず、波長幅が１５７．６２４４ｎｍ±１ｐｍ
の露光光に対して色収差が良好に補正されていることが
わかる。
す図である。第２実施例においても第１実施例と同様
に、比較的大きな像側開口数（ＮＡ＝０．８５）および
投影視野（有効直径＝２８．８ｍｍ）を確保しているに
もかかわらず、波長幅が１５７．６２４４ｎｍ±１ｐｍ
の露光光に対して色収差が良好に補正されていることが
わかる。
【００９７】以上のように、各実施例では、中心波長が
１５７．６２４４ｎｍのＦ2レーザー光に対して、０．
８５の像側ＮＡを確保するとともに、ウェハＷ上におい
て色収差をはじめとする諸収差が十分に補正された有効
直径が２８．８ｍｍのイメージサークルを確保すること
ができる。したがって、２５ｍｍ×４ｍｍと十分に大き
な矩形状の実効露光領域を確保した上で、０．１μｍ以
下の高解像を達成することができる。
１５７．６２４４ｎｍのＦ2レーザー光に対して、０．
８５の像側ＮＡを確保するとともに、ウェハＷ上におい
て色収差をはじめとする諸収差が十分に補正された有効
直径が２８．８ｍｍのイメージサークルを確保すること
ができる。したがって、２５ｍｍ×４ｍｍと十分に大き
な矩形状の実効露光領域を確保した上で、０．１μｍ以
下の高解像を達成することができる。
【００９８】図１１は、第１実施例において各蛍石レン
ズの結晶軸と光軸との間に１度の角度ずれが発生したと
きの面内線幅の変化量を示す図である。また、図１２
は、第２実施例において各蛍石レンズの結晶軸と光軸と
の間に１度の角度ずれが発生したときの面内線幅の変化
量を示す図である。図１１および図１２において、横軸
は、投影光学系ＰＬを構成する各蛍石レンズの参照符号
を示している。また、縦軸は、光軸と一致すべき各蛍石
レンズの結晶軸Ｃと光軸との間に１度の角度ずれが発生
したときの面内線幅変化量を、全系の線幅変化量許容値
を１として規格化して示している。
ズの結晶軸と光軸との間に１度の角度ずれが発生したと
きの面内線幅の変化量を示す図である。また、図１２
は、第２実施例において各蛍石レンズの結晶軸と光軸と
の間に１度の角度ずれが発生したときの面内線幅の変化
量を示す図である。図１１および図１２において、横軸
は、投影光学系ＰＬを構成する各蛍石レンズの参照符号
を示している。また、縦軸は、光軸と一致すべき各蛍石
レンズの結晶軸Ｃと光軸との間に１度の角度ずれが発生
したときの面内線幅変化量を、全系の線幅変化量許容値
を１として規格化して示している。
【００９９】図１１および図１２を参照すると、各実施
例では、特にウェハＷが設置された像面（第２面）の近
傍に配置されたＬ３１３およびＬ３１２において結晶軸
Ｃと光軸との角度ずれが発生すると、複屈折の影響によ
り面内線幅が変化し易いことがわかる。また、凹面反射
鏡ＣＭが形成する往復光路中に配置されたＬ２１および
Ｌ２２においても、結晶軸Ｃと光軸との角度ずれが発生
すると、複屈折の影響により面内線幅が変化し易いこと
がわかる。
例では、特にウェハＷが設置された像面（第２面）の近
傍に配置されたＬ３１３およびＬ３１２において結晶軸
Ｃと光軸との角度ずれが発生すると、複屈折の影響によ
り面内線幅が変化し易いことがわかる。また、凹面反射
鏡ＣＭが形成する往復光路中に配置されたＬ２１および
Ｌ２２においても、結晶軸Ｃと光軸との角度ずれが発生
すると、複屈折の影響により面内線幅が変化し易いこと
がわかる。
【０１００】なお、上述のシミュレーションの結果、投
影光学系ＰＬを構成するすべての蛍石レンズにおいて結
晶軸Ｃと光軸との角度ずれを１度以内に抑えると、面内
線幅の変化量を許容値の約６５％以内に抑えることが可
能であり、良好な結像性能が得られることが確認され
た。以上のように、各実施例では、投影光学系ＰＬに含
まれる少なくとも２つの蛍石レンズにおいてその光軸と
結晶軸Ｃとの角度ずれを１度以下に設定することによ
り、好ましくは投影光学系ＰＬに含まれるすべての蛍石
レンズにおいてその光軸と結晶軸Ｃとの角度ずれを２度
以下に設定することにより、蛍石の複屈折の影響を実質
的に受けることなく良好な光学性能を確保することがで
きる。
影光学系ＰＬを構成するすべての蛍石レンズにおいて結
晶軸Ｃと光軸との角度ずれを１度以内に抑えると、面内
線幅の変化量を許容値の約６５％以内に抑えることが可
能であり、良好な結像性能が得られることが確認され
た。以上のように、各実施例では、投影光学系ＰＬに含
まれる少なくとも２つの蛍石レンズにおいてその光軸と
結晶軸Ｃとの角度ずれを１度以下に設定することによ
り、好ましくは投影光学系ＰＬに含まれるすべての蛍石
レンズにおいてその光軸と結晶軸Ｃとの角度ずれを２度
以下に設定することにより、蛍石の複屈折の影響を実質
的に受けることなく良好な光学性能を確保することがで
きる。
【０１０１】図１３は、本発明の実施形態にかかる投影
光学系の製造方法を概略的に示すフローチャートであ
る。図１３に示すように、本実施形態の製造方法は、設
計工程Ｓ１と、結晶材料準備工程Ｓ２と、結晶軸測定工
程Ｓ３と、屈折部材形成工程Ｓ４と、組上工程Ｓ５とを
有する。設計工程Ｓ１では、光線追跡ソフトを用いて投
影光学系の設計を行う際に、複数の偏光成分の光線を用
いて投影光学系の光線追跡を行い、それぞれの偏光成分
のもとでの収差、好ましくは偏光成分毎の波面収差を算
出する。
光学系の製造方法を概略的に示すフローチャートであ
る。図１３に示すように、本実施形態の製造方法は、設
計工程Ｓ１と、結晶材料準備工程Ｓ２と、結晶軸測定工
程Ｓ３と、屈折部材形成工程Ｓ４と、組上工程Ｓ５とを
有する。設計工程Ｓ１では、光線追跡ソフトを用いて投
影光学系の設計を行う際に、複数の偏光成分の光線を用
いて投影光学系の光線追跡を行い、それぞれの偏光成分
のもとでの収差、好ましくは偏光成分毎の波面収差を算
出する。
【０１０２】そして、複数の偏光成分毎の収差および複
数の偏光成分収差の合成のスカラー成分であるスカラー
収差に関して投影光学系の評価を行いつつ、投影光学系
を構成する複数の光学部材（屈折部材、反射部材、回折
部材等々）のパラメータを最適化して、これらのパラメ
ータからなる設計データを得る。このパラメータとして
は、光学部材の面形状、光学部材の面間隔、光学部材の
屈折率等の従来のパラメータに加えて、光学部材が結晶
材料である場合にはその結晶軸方位をパラメータとして
用いる。
数の偏光成分収差の合成のスカラー成分であるスカラー
収差に関して投影光学系の評価を行いつつ、投影光学系
を構成する複数の光学部材（屈折部材、反射部材、回折
部材等々）のパラメータを最適化して、これらのパラメ
ータからなる設計データを得る。このパラメータとして
は、光学部材の面形状、光学部材の面間隔、光学部材の
屈折率等の従来のパラメータに加えて、光学部材が結晶
材料である場合にはその結晶軸方位をパラメータとして
用いる。
【０１０３】結晶材料準備工程Ｓ２では、投影光学系が
使用される波長（本実施形態では露光光）に対して光透
過性を有する等軸晶系（結晶軸の単位長さが互いに等し
く、それぞれの結晶軸の交点における各結晶軸がなす角
度が全て９０度である晶系）の結晶材料（本実施形態で
は蛍石）を準備する。結晶軸測定工程Ｓ３では、結晶材
料準備工程Ｓ２で準備された結晶材料の結晶軸の測定を
行う。このとき、例えばラウエ（Ｌａｕｅ）測定を行い
結晶軸の方位を直接的に測定する手法か、結晶材料の複
屈折を測定し、既知の結晶軸方位と複屈折量との関係に
基づいて、測定された複屈折から結晶軸方位を定める手
法を適用することができる。
使用される波長（本実施形態では露光光）に対して光透
過性を有する等軸晶系（結晶軸の単位長さが互いに等し
く、それぞれの結晶軸の交点における各結晶軸がなす角
度が全て９０度である晶系）の結晶材料（本実施形態で
は蛍石）を準備する。結晶軸測定工程Ｓ３では、結晶材
料準備工程Ｓ２で準備された結晶材料の結晶軸の測定を
行う。このとき、例えばラウエ（Ｌａｕｅ）測定を行い
結晶軸の方位を直接的に測定する手法か、結晶材料の複
屈折を測定し、既知の結晶軸方位と複屈折量との関係に
基づいて、測定された複屈折から結晶軸方位を定める手
法を適用することができる。
【０１０４】屈折部材形成工程Ｓ４では、屈折部材が設
計工程で得られたパラメータ（設計データ）を有するよ
うに、結晶材料準備工程Ｓ２で準備された結晶材料の加
工（研磨）を行う。なお、本実施形態では、結晶軸測定
工程Ｓ３と屈折部材形成工程Ｓ４との順番はどちらが先
でも良く、例えば屈折部材形成工程Ｓ４を先に実施する
場合には、屈折部材の形状に加工された結晶材料の結晶
軸を測定すれば良く、結晶軸測定工程Ｓ３を先に実施す
る場合には、屈折部材形成後に測定された結晶軸がわか
るように、屈折部材に、或いは当該屈折部材を保持する
保持部材に結晶軸方位の情報を持たせれば良い。
計工程で得られたパラメータ（設計データ）を有するよ
うに、結晶材料準備工程Ｓ２で準備された結晶材料の加
工（研磨）を行う。なお、本実施形態では、結晶軸測定
工程Ｓ３と屈折部材形成工程Ｓ４との順番はどちらが先
でも良く、例えば屈折部材形成工程Ｓ４を先に実施する
場合には、屈折部材の形状に加工された結晶材料の結晶
軸を測定すれば良く、結晶軸測定工程Ｓ３を先に実施す
る場合には、屈折部材形成後に測定された結晶軸がわか
るように、屈折部材に、或いは当該屈折部材を保持する
保持部材に結晶軸方位の情報を持たせれば良い。
【０１０５】組上工程Ｓ５では、加工された屈折部材
を、設計工程で得られた設計データに従って、投影光学
系の鏡筒内に組み込む。このとき、等軸晶系の結晶材料
からなる屈折部材の結晶軸を、設計工程で得られた設計
データ中の結晶軸方位となるように位置決めする。
を、設計工程で得られた設計データに従って、投影光学
系の鏡筒内に組み込む。このとき、等軸晶系の結晶材料
からなる屈折部材の結晶軸を、設計工程で得られた設計
データ中の結晶軸方位となるように位置決めする。
【０１０６】図１４は、投影光学系が使用される波長に
対して光透過性を有する等軸晶系の結晶材料を準備する
結晶材料準備工程の詳細を示すフローチャートである。
なお、このような等軸晶系の結晶材料としては、蛍石
（フッ化カルシウム、ＣａＦ2）やフッ化バリウム（Ｂ
ａＦ2）が挙げられる。以下の説明では、等軸晶系の結
晶材料として蛍石を適用した場合を例にとって説明す
る。
対して光透過性を有する等軸晶系の結晶材料を準備する
結晶材料準備工程の詳細を示すフローチャートである。
なお、このような等軸晶系の結晶材料としては、蛍石
（フッ化カルシウム、ＣａＦ2）やフッ化バリウム（Ｂ
ａＦ2）が挙げられる。以下の説明では、等軸晶系の結
晶材料として蛍石を適用した場合を例にとって説明す
る。
【０１０７】図１４を参照すると、結晶材料準備工程Ｓ
２のステップＳ２１では、粉末原料を脱酸素化反応させ
る前処理を行う。紫外域または真空紫外域で使用される
蛍石単結晶をブリッジマン法により育成する場合には、
人工合成の高純度原料を使用することが一般的である。
さらに、原料のみを融解して結晶化すると白濁して失透
する傾向を示すため、スカベンジャーを添加して加熱す
ることにより、白濁を防止する処置を施している。蛍石
単結晶の前処理や育成において使用される代表的なスカ
ベンジャーとしては、フッ化鉛（ＰｂＦ2）が挙げられ
る。
２のステップＳ２１では、粉末原料を脱酸素化反応させ
る前処理を行う。紫外域または真空紫外域で使用される
蛍石単結晶をブリッジマン法により育成する場合には、
人工合成の高純度原料を使用することが一般的である。
さらに、原料のみを融解して結晶化すると白濁して失透
する傾向を示すため、スカベンジャーを添加して加熱す
ることにより、白濁を防止する処置を施している。蛍石
単結晶の前処理や育成において使用される代表的なスカ
ベンジャーとしては、フッ化鉛（ＰｂＦ2）が挙げられ
る。
【０１０８】なお、原料中に含有される不純物と化学反
応し、これを取り除く作用をする添加物質のことを一般
にスカベンジャーという。本実施形態における前処理で
は、まず、高純度な粉未原料にスカベンジャーを添加し
て良く混合させる。その後、スカベンジヤーの融点以上
で、蛍石の融点未満の温度まで加熱昇温させることによ
り脱酸素化反応を進める。その後、そのまま室温まで降
温して焼結体としても良いし、或いはさらに温度を上昇
させて一旦原料を融解させた後、室温まで降温して多結
晶体としても良い。以上のようにして脱酸素化がなされ
た焼結体や多結晶体を前処理品という。
応し、これを取り除く作用をする添加物質のことを一般
にスカベンジャーという。本実施形態における前処理で
は、まず、高純度な粉未原料にスカベンジャーを添加し
て良く混合させる。その後、スカベンジヤーの融点以上
で、蛍石の融点未満の温度まで加熱昇温させることによ
り脱酸素化反応を進める。その後、そのまま室温まで降
温して焼結体としても良いし、或いはさらに温度を上昇
させて一旦原料を融解させた後、室温まで降温して多結
晶体としても良い。以上のようにして脱酸素化がなされ
た焼結体や多結晶体を前処理品という。
【０１０９】次に、ステップＳ２２では、この前処理品
を用いてさらに結晶成長させることにより単結晶インゴ
ットを得る。結晶成長の方法は、融液の固化、溶液から
の析出、気体からの析出、固体粒子の成長に大別できる
ことが広く知られているが、本実施形態においては垂直
ブリッジマン法により結晶成長させる。まず、前処理品
を容器に収納し、垂直ブリッジマン装置（結晶成長炉）
の所定位置に設置する。その後、容器内に収納された前
処理品を加熱して融解させる。前処理品の融点に到達し
た後は、所定時間を経過させた後に結晶化を開始する。
融液のすべてが結晶化したら、室温まで徐冷してインゴ
ットとして取り出す。
を用いてさらに結晶成長させることにより単結晶インゴ
ットを得る。結晶成長の方法は、融液の固化、溶液から
の析出、気体からの析出、固体粒子の成長に大別できる
ことが広く知られているが、本実施形態においては垂直
ブリッジマン法により結晶成長させる。まず、前処理品
を容器に収納し、垂直ブリッジマン装置（結晶成長炉）
の所定位置に設置する。その後、容器内に収納された前
処理品を加熱して融解させる。前処理品の融点に到達し
た後は、所定時間を経過させた後に結晶化を開始する。
融液のすべてが結晶化したら、室温まで徐冷してインゴ
ットとして取り出す。
【０１１０】ステップＳ２３では、インゴットを切断し
て、後述の屈折部材形成工程Ｓ４で得ようとする光学部
材の大きさ・形状と同程度なディスク材を得る。ここ
で、屈折部材形成工程Ｓ４で得ようとする光学部材がレ
ンズである場合には、ディスク材の形伏を薄い円柱形状
とすることが好ましく、円柱形伏のディスク材の口径お
よび厚さは、レンズの有効径（外径）および光軸方向の
厚さに合わせて定められることが望ましい。ステップＳ
２４では、蛍石単結晶インゴットより切り出されたディ
スク材に対してアニール処理を行う。これらのステップ
Ｓ２１〜Ｓ２４を実行することにより、蛍石単結晶から
なる結晶材料が得られる。
て、後述の屈折部材形成工程Ｓ４で得ようとする光学部
材の大きさ・形状と同程度なディスク材を得る。ここ
で、屈折部材形成工程Ｓ４で得ようとする光学部材がレ
ンズである場合には、ディスク材の形伏を薄い円柱形状
とすることが好ましく、円柱形伏のディスク材の口径お
よび厚さは、レンズの有効径（外径）および光軸方向の
厚さに合わせて定められることが望ましい。ステップＳ
２４では、蛍石単結晶インゴットより切り出されたディ
スク材に対してアニール処理を行う。これらのステップ
Ｓ２１〜Ｓ２４を実行することにより、蛍石単結晶から
なる結晶材料が得られる。
【０１１１】次に、結晶軸測定工程Ｓ３について説明す
る。結晶軸測定工程Ｓ３では、結晶材料準備工程Ｓ２で
準備された結晶材料の結晶軸の測定を行う。このとき、
結晶軸の方位を直接的に測定する第１の測定手法と、結
晶材料の複屈折を測定して間接的に結晶軸方位を定める
第２の測定手法とが考えられる。まず、結晶軸の方位を
直接的に測定する第１の測定手法について説明する。第
１の測定手法では、Ｘ線結晶解析の手法を用いて、結晶
材料の結晶構造を、ひいては結晶軸を直接的に測定す
る。このような測定手法としては、例えばラウエ（Ｌａ
ｕｅ）法が知られている。
る。結晶軸測定工程Ｓ３では、結晶材料準備工程Ｓ２で
準備された結晶材料の結晶軸の測定を行う。このとき、
結晶軸の方位を直接的に測定する第１の測定手法と、結
晶材料の複屈折を測定して間接的に結晶軸方位を定める
第２の測定手法とが考えられる。まず、結晶軸の方位を
直接的に測定する第１の測定手法について説明する。第
１の測定手法では、Ｘ線結晶解析の手法を用いて、結晶
材料の結晶構造を、ひいては結晶軸を直接的に測定す
る。このような測定手法としては、例えばラウエ（Ｌａ
ｕｅ）法が知られている。
【０１１２】以下、第１の測定手法としてラウエ法を適
用した場合について図１５を参照して簡単に説明する。
図１５は、ラウエカメラを概略的に示す図である。図１
５に示す通り、ラウエ法による結晶軸測定を実現するた
めのラウエカメラは、Ｘ線源１００と、このＸ線源１０
０からのＸ線１０１を試料としての結晶材料１０３へ導
くためのコリメータ１０２と、結晶材料１０３から回折
される回折Ｘ線１０４により露光されるＸ線感光部材１
０５とを備えている。なお、図１５では不図示である
が、Ｘ線感光部材１０５を貫通しているコリメータ１０
２の内部には、対向する一対のスリットが設けられてい
る。
用した場合について図１５を参照して簡単に説明する。
図１５は、ラウエカメラを概略的に示す図である。図１
５に示す通り、ラウエ法による結晶軸測定を実現するた
めのラウエカメラは、Ｘ線源１００と、このＸ線源１０
０からのＸ線１０１を試料としての結晶材料１０３へ導
くためのコリメータ１０２と、結晶材料１０３から回折
される回折Ｘ線１０４により露光されるＸ線感光部材１
０５とを備えている。なお、図１５では不図示である
が、Ｘ線感光部材１０５を貫通しているコリメータ１０
２の内部には、対向する一対のスリットが設けられてい
る。
【０１１３】第１の測定手法においては、まず、結晶材
料準備工程Ｓ２で準備された結晶材料１０３にＸ線１０
１を照射して、この結晶材料１０３から回折Ｘ線１０４
を発生させる。そして、この回折Ｘ線１０４で、結晶材
料１０３のＸ線入射側に配置されたＸ線フィルムやイメ
ージングプレート等のＸ線感光部材１０５を露光し、こ
のＸ線感光部材１０５上に結晶構造に対応した模様の可
視像（回折像）を形成する。この回折像（ラウエ図形）
は、結晶材料が単結晶のときには斑点状となり、この斑
点はラウエ斑点と呼ばれる。本実施形態で用いている結
晶材料は蛍石でありその結晶構造は既知であるため、こ
のラウエ斑点を解析することにより、結晶軸方位が明ら
かになる。
料準備工程Ｓ２で準備された結晶材料１０３にＸ線１０
１を照射して、この結晶材料１０３から回折Ｘ線１０４
を発生させる。そして、この回折Ｘ線１０４で、結晶材
料１０３のＸ線入射側に配置されたＸ線フィルムやイメ
ージングプレート等のＸ線感光部材１０５を露光し、こ
のＸ線感光部材１０５上に結晶構造に対応した模様の可
視像（回折像）を形成する。この回折像（ラウエ図形）
は、結晶材料が単結晶のときには斑点状となり、この斑
点はラウエ斑点と呼ばれる。本実施形態で用いている結
晶材料は蛍石でありその結晶構造は既知であるため、こ
のラウエ斑点を解析することにより、結晶軸方位が明ら
かになる。
【０１１４】なお、結晶軸を直接測定する第１の測定手
法としては、ラウエ法に限定されることなく、結晶を回
転又は振動させながらＸ線を照射する回転法又は振動
法、ワイセンベルグ法、ブリセッション法などのような
他のＸ線結晶解析の手法や、結晶材料の劈開性を利用し
た方法、結晶材料の塑性変形を与えることにより結晶材
料表面に現れる特有の形状を持つ圧像（或いは打像）を
観察する方法等の機械的な手法などを用いても良い。
法としては、ラウエ法に限定されることなく、結晶を回
転又は振動させながらＸ線を照射する回転法又は振動
法、ワイセンベルグ法、ブリセッション法などのような
他のＸ線結晶解析の手法や、結晶材料の劈開性を利用し
た方法、結晶材料の塑性変形を与えることにより結晶材
料表面に現れる特有の形状を持つ圧像（或いは打像）を
観察する方法等の機械的な手法などを用いても良い。
【０１１５】次に、結晶材料の複屈折を測定して間接的
に結晶軸方位を定める第２の測定手法について簡単に説
明する。第２の測定手法では、まず結晶材料の結晶軸方
位とその方位における複屈折量との対応づけを行う。こ
のとき、上述の第１の測定手法を用いて結晶材料のサン
プルの結晶軸方位を測定する。そして、結晶材料サンプ
ルの複数の結晶軸毎に複屈折の測定を行う。
に結晶軸方位を定める第２の測定手法について簡単に説
明する。第２の測定手法では、まず結晶材料の結晶軸方
位とその方位における複屈折量との対応づけを行う。こ
のとき、上述の第１の測定手法を用いて結晶材料のサン
プルの結晶軸方位を測定する。そして、結晶材料サンプ
ルの複数の結晶軸毎に複屈折の測定を行う。
【０１１６】図１６は、複屈折測定機の概略的な構成を
示す図である。図１６において、光源１１０からの光
は、偏光子１１１により水平方向（Ｘ方向）からπ／４
だけ傾いた振動面を有する直線偏光に変換される。そし
て、この直線偏光は、光弾性変調器１１２により位相変
調を受けて、結晶材料サンプル１１３に照射される。す
なわち、位相の変化する直線偏光が結晶材料サンプル１
１３に入射する。結晶材料サンプル１１３を透過した光
は検光子１１４に導かれ、水平方向（Ｘ方向）に振動面
を有する偏光のみが検光子１１４を透過して光検出器１
１５で検出される。
示す図である。図１６において、光源１１０からの光
は、偏光子１１１により水平方向（Ｘ方向）からπ／４
だけ傾いた振動面を有する直線偏光に変換される。そし
て、この直線偏光は、光弾性変調器１１２により位相変
調を受けて、結晶材料サンプル１１３に照射される。す
なわち、位相の変化する直線偏光が結晶材料サンプル１
１３に入射する。結晶材料サンプル１１３を透過した光
は検光子１１４に導かれ、水平方向（Ｘ方向）に振動面
を有する偏光のみが検光子１１４を透過して光検出器１
１５で検出される。
【０１１７】光弾性変調器１１２により発生する所定の
位相遅れのときに、どれだけの光量が光検出器１１５で
検出されるのかを、位相遅れの量を変えなから測定する
ことにより、遅相軸の方向とその屈折率、および進相軸
における屈折率を求めることができる。なお、試料に複
屈折が存在する場含、屈折率の差により、当該試料を通
過する振動面（偏光面）が直交した２つの直線偏光の光
の位相が変化する。すなわち、一方の偏光に対して他方
の偏光の位相が進んだり遅れたりすることになるが、位
相が進む方の偏光方向を進相軸と呼び、位相が遅れる方
の偏光方向を遅相軸と呼ぶ。
位相遅れのときに、どれだけの光量が光検出器１１５で
検出されるのかを、位相遅れの量を変えなから測定する
ことにより、遅相軸の方向とその屈折率、および進相軸
における屈折率を求めることができる。なお、試料に複
屈折が存在する場含、屈折率の差により、当該試料を通
過する振動面（偏光面）が直交した２つの直線偏光の光
の位相が変化する。すなわち、一方の偏光に対して他方
の偏光の位相が進んだり遅れたりすることになるが、位
相が進む方の偏光方向を進相軸と呼び、位相が遅れる方
の偏光方向を遅相軸と呼ぶ。
【０１１８】本実施形態では、上記第１の測定手法によ
り結晶軸方位が既知となった結晶材料サンプルの結晶軸
毎の複屈折測定を行い、結晶材料の結晶軸方位とその方
位における複屈折量との対応づけを行う。このとき、測
定する結晶材料の結晶軸として、［１００］，［１１
０］および［１１１］という代表的な結晶軸の他に、
［１１２］，［２１０］および［２１１］などの結晶軸
を用いても良い。なお、結晶軸［０１０］，［００１］
は上記結晶軸［１００］と等価な結晶軸であり、結晶軸
［０１１］，［１０１］は上記結晶軸［１１０］と等価
な結晶軸である。また、測定された結晶軸の中間の結晶
軸に関しては、所定の補間演算式を用いて補間しても良
い。
り結晶軸方位が既知となった結晶材料サンプルの結晶軸
毎の複屈折測定を行い、結晶材料の結晶軸方位とその方
位における複屈折量との対応づけを行う。このとき、測
定する結晶材料の結晶軸として、［１００］，［１１
０］および［１１１］という代表的な結晶軸の他に、
［１１２］，［２１０］および［２１１］などの結晶軸
を用いても良い。なお、結晶軸［０１０］，［００１］
は上記結晶軸［１００］と等価な結晶軸であり、結晶軸
［０１１］，［１０１］は上記結晶軸［１１０］と等価
な結晶軸である。また、測定された結晶軸の中間の結晶
軸に関しては、所定の補間演算式を用いて補間しても良
い。
【０１１９】第２の測定手法が適用された結晶軸測定工
程Ｓ３では、図１６に示した複屈折測定機を用いて、結
晶材料準備工程Ｓ２で準備された結晶材料の複屈折の測
定を行う。そして、結晶軸方位と複屈折との対応関係が
予め求められているため、この対応関係を用いて、測定
された複屈折から結晶軸方位を算出する。このように、
第２の測定手法によれば、直接的に結晶軸方位を測定し
なくとも結晶材料の結晶軸方位を求めることかできる。
程Ｓ３では、図１６に示した複屈折測定機を用いて、結
晶材料準備工程Ｓ２で準備された結晶材料の複屈折の測
定を行う。そして、結晶軸方位と複屈折との対応関係が
予め求められているため、この対応関係を用いて、測定
された複屈折から結晶軸方位を算出する。このように、
第２の測定手法によれば、直接的に結晶軸方位を測定し
なくとも結晶材料の結晶軸方位を求めることかできる。
【０１２０】次に、屈折部材形成工程Ｓ４について説明
する。屈折部材形成工程Ｓ４では、結晶材料準備工程Ｓ
２で準備された結晶材料を加工して所定形状の光学部材
（レンズ等）を形成する。このとき、結晶軸測定工程Ｓ
３と屈折部材形成工程Ｓ４との順番はどちらが先でも良
く、例えば、結晶軸測定工程Ｓ３の後に屈折部材形成工
程Ｓ４を行う第１の部材形成手法、屈折部材形成工程Ｓ
４の後に結晶軸測定工程を行う第２の部材形成手法、お
よび結晶軸測定工程Ｓ３と結晶軸測定工程Ｓ４とを同時
に行う第３の部材形成手法が考えられる。
する。屈折部材形成工程Ｓ４では、結晶材料準備工程Ｓ
２で準備された結晶材料を加工して所定形状の光学部材
（レンズ等）を形成する。このとき、結晶軸測定工程Ｓ
３と屈折部材形成工程Ｓ４との順番はどちらが先でも良
く、例えば、結晶軸測定工程Ｓ３の後に屈折部材形成工
程Ｓ４を行う第１の部材形成手法、屈折部材形成工程Ｓ
４の後に結晶軸測定工程を行う第２の部材形成手法、お
よび結晶軸測定工程Ｓ３と結晶軸測定工程Ｓ４とを同時
に行う第３の部材形成手法が考えられる。
【０１２１】まず、第１の部材形成手法について説明す
る。第１の部材形成手法では、光学部材が設計工程Ｓ１
で得られた結晶軸方位に関するパラメータを含む設計デ
ータとなるように、結晶材料準備工程Ｓ２で準備された
ディスク材に対して、研削、研磨等の加工を行う。この
とき、加工された光学部材に、その光学部材の結晶軸方
位がわかるように所定マーク等を設ける。具体的には、
結晶材料準備工程Ｓ２において結晶軸方位が測定された
結晶材料（典型的にはディスク材）から必要に応じて研
削された材料を用いて、投影光学系を構成する屈折部材
を製造する。
る。第１の部材形成手法では、光学部材が設計工程Ｓ１
で得られた結晶軸方位に関するパラメータを含む設計デ
ータとなるように、結晶材料準備工程Ｓ２で準備された
ディスク材に対して、研削、研磨等の加工を行う。この
とき、加工された光学部材に、その光学部材の結晶軸方
位がわかるように所定マーク等を設ける。具体的には、
結晶材料準備工程Ｓ２において結晶軸方位が測定された
結晶材料（典型的にはディスク材）から必要に応じて研
削された材料を用いて、投影光学系を構成する屈折部材
を製造する。
【０１２２】すなわち、周知の研磨工程にしたがって、
設計データ中の面形状、面間隔を目標として各レンズの
表面を研磨加工して、所定形状のレンズ面を有する屈折
部材を製造する。このとき、各レンズの面形状の誤差を
干渉計で計測しながら研磨を繰り返し、各レンズの面形
状を目標面形状（ベストフィット球面形状）に近づけ
る。こうして、各レンズの面形状誤差が所定の範囲に入
ると、各レンズの面形伏の誤差を、たとえば周知の精密
な干渉計装置を用いて計測する。
設計データ中の面形状、面間隔を目標として各レンズの
表面を研磨加工して、所定形状のレンズ面を有する屈折
部材を製造する。このとき、各レンズの面形状の誤差を
干渉計で計測しながら研磨を繰り返し、各レンズの面形
状を目標面形状（ベストフィット球面形状）に近づけ
る。こうして、各レンズの面形状誤差が所定の範囲に入
ると、各レンズの面形伏の誤差を、たとえば周知の精密
な干渉計装置を用いて計測する。
【０１２３】以上、本実施形態にかかる投影光学系の製
造方法について、基本的事項を説明した。本実施形態で
は、設計工程Ｓ１において、結晶透過部材としての蛍石
レンズの光軸が、結晶軸［１１１］、結晶軸［１００］
または結晶軸［１１０］のような所定結晶軸と一致する
ように設計する。そして、製造工程（Ｓ２〜Ｓ４）にお
いて、光軸と一致すべき所定結晶軸と光軸との間の角度
ずれが１度以下になるように蛍石レンズを製造する。
造方法について、基本的事項を説明した。本実施形態で
は、設計工程Ｓ１において、結晶透過部材としての蛍石
レンズの光軸が、結晶軸［１１１］、結晶軸［１００］
または結晶軸［１１０］のような所定結晶軸と一致する
ように設計する。そして、製造工程（Ｓ２〜Ｓ４）にお
いて、光軸と一致すべき所定結晶軸と光軸との間の角度
ずれが１度以下になるように蛍石レンズを製造する。
【０１２４】なお、製造工程（Ｓ２〜Ｓ４）では、単結
晶インゴットからのディスク材の切り出しにおいて所定
結晶軸と光軸とが一致するように調整するとともに、デ
ィスク材の研磨において所定結晶軸と光軸とが一致する
ように調整することが好ましい。また、たとえば蛍石の
複屈折の影響をさらに低減するには、たとえば結晶軸
［１１１］のレンズペア、結晶軸［１００］のレンズペ
アまたは結晶軸［１１１］のレンズペアを構成する一対
の蛍石レンズにおいて、光軸廻りの相対的な回転角度の
所定の設計値（６０度、４５度または９０度）に対する
角度ずれを１度以下に設定することが好ましい。
晶インゴットからのディスク材の切り出しにおいて所定
結晶軸と光軸とが一致するように調整するとともに、デ
ィスク材の研磨において所定結晶軸と光軸とが一致する
ように調整することが好ましい。また、たとえば蛍石の
複屈折の影響をさらに低減するには、たとえば結晶軸
［１１１］のレンズペア、結晶軸［１００］のレンズペ
アまたは結晶軸［１１１］のレンズペアを構成する一対
の蛍石レンズにおいて、光軸廻りの相対的な回転角度の
所定の設計値（６０度、４５度または９０度）に対する
角度ずれを１度以下に設定することが好ましい。
【０１２５】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１７のフローチャートを参照して説明す
る。
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１７のフローチャートを参照して説明す
る。
【０１２６】先ず、図１７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３０
３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３
０５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。
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３０
３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３
０５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。
【０１２７】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３０
１〜ステップ３０５では、ウェハ上に金属を蒸着し、そ
の金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッ
チングの各工程を行っているが、これらの工程に先立っ
て、ウェハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコ
ンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エ
ッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもな
い。
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３０
１〜ステップ３０５では、ウェハ上に金属を蒸着し、そ
の金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッ
チングの各工程を行っているが、これらの工程に先立っ
て、ウェハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコ
ンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エ
ッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもな
い。
【０１２８】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１８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１８において、パターン形
成工程４０１では、本実施形態の露光装置を用いてマス
クのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラ
ス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が
実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光
性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成さ
れる。その後、露光された基板は、現像工程、エッチン
グ工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによっ
て、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフ
ィルター形成工程４０２へ移行する。
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１８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１８において、パターン形
成工程４０１では、本実施形態の露光装置を用いてマス
クのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラ
ス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が
実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光
性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成さ
れる。その後、露光された基板は、現像工程、エッチン
グ工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによっ
て、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフ
ィルター形成工程４０２へ移行する。
【０１２９】次に、カラーフィルター形成工程４０２で
は、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３
つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、
またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルターの組
を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィル
ターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程４
０２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４
０１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。
は、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３
つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、
またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルターの組
を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィル
ターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程４
０２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４
０１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。
【０１３０】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。
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。
【０１３１】なお、上述の実施形態では、露光装置に搭
載される投影光学系に対して本発明を適用しているが、
これに限定されることなく、他の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、Ｆ2 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２００ｎｍ以下の波長光
を供給する他の適当な光源を用いることもできる。
載される投影光学系に対して本発明を適用しているが、
これに限定されることなく、他の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、Ｆ2 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２００ｎｍ以下の波長光
を供給する他の適当な光源を用いることもできる。
【０１３２】また、上述の実施形態では、マスクおよび
基板を投影光学系に対して相対移動させながら基板の各
露光領域に対してマスクパターンをスキャン露光するス
テップ・アンド・スキャン方式の露光装置に対して本発
明を適用している。しかしながら、これに限定されるこ
となく、マスクと基板とを静止させた状態でマスクのパ
ターンを基板へ一括的に転写し、基板を順次ステップ移
動させて各露光領域にマスクパターンを逐次露光するス
テップ・アンド・リピート方式の露光装置に対して本発
明を適用することもできる。
基板を投影光学系に対して相対移動させながら基板の各
露光領域に対してマスクパターンをスキャン露光するス
テップ・アンド・スキャン方式の露光装置に対して本発
明を適用している。しかしながら、これに限定されるこ
となく、マスクと基板とを静止させた状態でマスクのパ
ターンを基板へ一括的に転写し、基板を順次ステップ移
動させて各露光領域にマスクパターンを逐次露光するス
テップ・アンド・リピート方式の露光装置に対して本発
明を適用することもできる。
【０１３３】さらに、上述の実施形態では、第３結像光
学系中に開口絞りを配置しているが、開口絞りを第１結
像光学系中に配置してもよい。また、第１結像光学系と
第２結像光学系との間の中間像位置および第２結像光学
系と第３結像光学系との間の中間像位置の少なくとも一
方に視野絞りを配置してもよい。
学系中に開口絞りを配置しているが、開口絞りを第１結
像光学系中に配置してもよい。また、第１結像光学系と
第２結像光学系との間の中間像位置および第２結像光学
系と第３結像光学系との間の中間像位置の少なくとも一
方に視野絞りを配置してもよい。
【０１３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の投影光学
系では、たとえば結晶透過部材としての蛍石レンズの光
軸と所定の結晶軸との角度ずれを１度以下に設定するこ
とにより、蛍石の複屈折の影響を実質的に受けることな
く良好な光学性能を確保することができる。また、本発
明の投影光学系では、たとえば結晶透過部材としての蛍
石レンズを形成するのに用いられる異端蛍石結晶におけ
る結晶軸方位の相対角度ずれを２度以下に抑えることに
より、蛍石の複屈折の影響を実質的に受けることなく良
好な光学性能を確保することができる。
系では、たとえば結晶透過部材としての蛍石レンズの光
軸と所定の結晶軸との角度ずれを１度以下に設定するこ
とにより、蛍石の複屈折の影響を実質的に受けることな
く良好な光学性能を確保することができる。また、本発
明の投影光学系では、たとえば結晶透過部材としての蛍
石レンズを形成するのに用いられる異端蛍石結晶におけ
る結晶軸方位の相対角度ずれを２度以下に抑えることに
より、蛍石の複屈折の影響を実質的に受けることなく良
好な光学性能を確保することができる。
【０１３５】したがって、蛍石の複屈折の影響を実質的
に受けることなく良好な光学性能を有する本発明の投影
光学系を用いた露光装置および露光方法では、高解像で
高精度な投影露光を行うことができる。また、本発明の
投影光学系を搭載した露光装置を用いて、高解像な投影
光学系を介した高精度な投影露光により、良好なマイク
ロデバイスを製造することができる。
に受けることなく良好な光学性能を有する本発明の投影
光学系を用いた露光装置および露光方法では、高解像で
高精度な投影露光を行うことができる。また、本発明の
投影光学系を搭載した露光装置を用いて、高解像な投影
光学系を介した高精度な投影露光により、良好なマイク
ロデバイスを製造することができる。
【図１】蛍石の結晶軸方位について説明する図である。
【図２】Burnettらの手法を説明する図であって、光線
の入射角に対する複屈折率の分布を示している。
の入射角に対する複屈折率の分布を示している。
【図３】本発明において提案する第１手法を説明する図
であって、光線の入射角に対する複屈折率の分布を示し
ている。
であって、光線の入射角に対する複屈折率の分布を示し
ている。
【図４】本発明において提案する第２手法を説明する図
であって、光線の入射角に対する複屈折率の分布を示し
ている。
であって、光線の入射角に対する複屈折率の分布を示し
ている。
【図５】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。
露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図６】ウェハ上に形成される矩形状の露光領域（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。
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。
【図７】本実施形態の第１実施例にかかる投影光学系の
レンズ構成を示す図である。
レンズ構成を示す図である。
【図８】第１実施例における横収差を示す図である。
【図９】本実施形態の第２実施例にかかる投影光学系の
レンズ構成を示す図である。
レンズ構成を示す図である。
【図１０】第２実施例における横収差を示す図である。
【図１１】第１実施例において各蛍石レンズの結晶軸と
光軸との間に１度の角度ずれが発生したときの面内線幅
の変化量を示す図である。
光軸との間に１度の角度ずれが発生したときの面内線幅
の変化量を示す図である。
【図１２】第２実施例において各蛍石レンズの結晶軸と
光軸との間に１度の角度ずれが発生したときの面内線幅
の変化量を示す図である。
光軸との間に１度の角度ずれが発生したときの面内線幅
の変化量を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態にかかる投影光学系の製造
方法を概略的に示すフローチャートである。
方法を概略的に示すフローチャートである。
【図１４】投影光学系が使用される波長に対して光透過
性を有する等軸晶系の結晶材料を準備する結晶材料準備
工程の詳細を示すフローチャートである。
性を有する等軸晶系の結晶材料を準備する結晶材料準備
工程の詳細を示すフローチャートである。
【図１５】ラウエカメラを概略的に示す図である。
【図１６】複屈折測定機の概略的な構成を示す図であ
る。
る。
【図１７】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。
得る際の手法のフローチャートである。
【図１８】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。
る際の手法のフローチャートである。
Ｇ１ 第１結像光学系
Ｇ２ 第２結像光学系
Ｇ３ 第３結像光学系
ＣＭ 凹面反射鏡
Ｍ１ 第１光路折り曲げ鏡
Ｍ２ 第２光路折り曲げ鏡
１００ レーザー光源
ＩＬ 照明光学系
Ｒ レチクル
ＲＳ レチクルステージ
ＰＬ 投影光学系
Ｗ ウェハ
ＷＳ ウェハステージ
Claims (22)
- 【請求項１】 第１面の像を第２面上に形成する投影光
学系において、 立方晶系に属する結晶材料で形成された少なくとも２つ
の結晶透過部材を備え、 前記少なくとも２つの結晶透過部材は、結晶軸［１１
１］、結晶軸［１００］および結晶軸［１１０］のうち
のいずれか１つの結晶軸と光軸との間の角度ずれと、前
記少なくとも２つの結晶透過部材における所定の結晶軸
同士の光軸廻りの相対的な回転角度の所定値からの角度
ずれとの少なくとも一方の角度ずれが１度以下に設定さ
れていることを特徴とする投影光学系。 - 【請求項２】 前記少なくとも２つの結晶透過部材は、
結晶軸［１１１］、結晶軸［１００］および結晶軸［１
１０］のうちのいずれか１つの結晶軸と光軸との間の角
度ずれが１度以下に設定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。 - 【請求項３】 前記第２面に最も近く配置された結晶透
過部材を備え、 前記第２面に最も近く配置された前記結晶透過部材は、
結晶軸［１１１］、結晶軸［１００］および結晶軸［１
１０］のうちのいずれか１つの結晶軸と光軸との間の角
度ずれが１度以下に設定されていることを特徴とする請
求項２に記載の投影光学系。 - 【請求項４】 凹面反射鏡と、該凹面反射鏡の近傍に配
置された結晶透過部材を備え、 前記凹面反射鏡の近傍に配置された前記結晶透過部材
は、結晶軸［１１１］、結晶軸［１００］および結晶軸
［１１０］のうちのいずれか１つの結晶軸と光軸との間
の角度ずれが１度以下に設定されていることを特徴とす
る請求項２または３に記載の投影光学系。 - 【請求項５】 前記投影光学系は、前記第１面と前記第
２面との間の光路中に前記第１面の中間像を形成する反
射屈折型の再結像光学系であることを特徴とする請求項
４に記載の投影光学系。 - 【請求項６】 前記第１面の第１中間像を形成するため
の第１結像光学系と、少なくとも１つの凹面反射鏡と結
晶透過部材とを有し前記第１中間像からの光束に基づい
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中間像からの光束に基づいて最終像を前記第２面上
に形成するための第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
間の光路中に配置された第２偏向鏡とを備え、 前記第１結像光学系の光軸と前記第３結像光学系の光軸
とがほぼ一致するように設定され、 前記第２結像光学系の光路中に配置された前記結晶透過
部材は、結晶軸［１１１］、結晶軸［１００］および結
晶軸［１１０］のうちのいずれか１つの結晶軸と光軸と
の間の角度ずれが１度以下に設定されていることを特徴
とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の投影光学
系。 - 【請求項７】 前記投影光学系に含まれるすべての結晶
透過部材のうちの１５％以上の数の結晶透過部材は、結
晶軸［１１１］、結晶軸［１００］および結晶軸［１１
０］のうちのいずれか１つの結晶軸と光軸との間の角度
ずれが１度以下に設定されていることを特徴とする請求
項２乃至６のいずれか１項に記載の投影光学系。 - 【請求項８】 前記投影光学系に含まれるすべての結晶
透過部材は、結晶軸［１１１］、結晶軸［１００］およ
び結晶軸［１１０］のうちのいずれか１つの結晶軸と光
軸との間の角度ずれが２度以下に設定されていることを
特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の投影
光学系。 - 【請求項９】 第１面の像を第２面上に形成する投影光
学系において、 立方晶系に属する結晶材料で形成された少なくとも２つ
の結晶透過部材を備え、 前記少なくとも２つの結晶透過部材において、結晶軸方
位のずれがある領域が存在する場合、その相対角度ずれ
が２度以下であることを特徴とする投影光学系。 - 【請求項１０】 前記第２面に最も近く配置された結晶
透過部材を備え、 前記第２面に最も近く配置された前記結晶透過部材にお
いて、結晶軸方位のずれがある領域が存在する場合、そ
の相対角度ずれが２度以下であることを特徴とする請求
項９に記載の投影光学系。 - 【請求項１１】 凹面反射鏡と、該凹面反射鏡の近傍に
配置された結晶透過部材を備え、 前記凹面反射鏡の近傍に配置された前記結晶透過部材に
おいて、結晶軸方位のずれがある領域が存在する場合、
その相対角度ずれが２度以下であることを特徴とする請
求項９または１０に記載の投影光学系。 - 【請求項１２】 前記投影光学系は、前記第１面と前記
第２面との間の光路中に前記第１面の中間像を形成する
反射屈折型の再結像光学系であることを特徴とする請求
項１１に記載の投影光学系。 - 【請求項１３】 前記第１面の第１中間像を形成するた
めの第１結像光学系と、少なくとも１つの凹面反射鏡と
結晶透過部材とを有し前記第１中間像からの光束に基づ
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中間像からの光束に基づいて最終像を前記第２面
上に形成するための第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
と間の光路中に配置された第２偏向鏡とを備え、 前記第１結像光学系の光軸と前記第３結像光学系の光軸
とがほぼ一致するように設定され、 前記第２結像光学系の光路中に配置された前記結晶透過
部材において、結晶軸方位のずれがある領域が存在する
場合、その相対角度ずれが２度以下であることを特徴と
する請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の投影光学
系。 - 【請求項１４】 前記投影光学系に含まれるすべての結
晶透過部材において、結晶軸方位のずれがある領域が存
在する場合、その相対角度ずれが２度以下であることを
特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の投
影光学系。 - 【請求項１５】 前記立方晶系に属する結晶材料は、フ
ッ化カルシウムまたはフッ化バリウムであることを特徴
とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の投影光
学系。 - 【請求項１６】 前記第１面に設定されたマスクを照明
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面に設定された感光性基板上に形成する
ための請求項１乃至１５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。 - 【請求項１７】 前記第１面に設定されたマスクを照明
し、請求項１乃至１５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ことを
特徴とする露光方法。 - 【請求項１８】 立方晶系に属する結晶材料で形成され
た少なくとも２つの結晶透過部材を備え、第１面の像を
第２面上に形成する投影光学系の製造方法において、 前記少なくとも２つの結晶透過部材の光軸が、結晶軸
［１１１］、結晶軸［１００］および結晶軸［１１０］
のうちのいずれか１つの所定結晶軸と一致するように設
計する設計工程と、 前記所定結晶軸と前記光軸との間の角度ずれが１度以下
になるように前記少なくとも２つの結晶透過部材を製造
する製造工程とを含むことを特徴とする製造方法。 - 【請求項１９】 前記製造工程は、単結晶インゴットか
らのディスク材の切り出しを調整する工程と、前記ディ
スク材の研磨を調整する工程とを含むことを特徴とする
請求項１８に記載の製造方法。 - 【請求項２０】 前記少なくとも２つの結晶透過部材
は、第１の結晶透過部材と第２の結晶透過部材とを備
え、 前記製造工程は、前記第１の結晶透過部材の所定の結晶
軸と前記第２の結晶透過部材の前記所定の結晶軸との光
軸廻りの相対的な回転角度を所定の設計値に対して角度
ずれが５度以下になるように設定する設定工程を含むこ
とを特徴とする請求項１８または１９に記載の製造方
法。 - 【請求項２１】 前記第１面に設定されたマスクを照明
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面に設定された感光性基板上に形成する
ための請求項１８乃至２０のいずれか１項に記載の製造
方法により製造された投影光学系とを備えていることを
特徴とする露光装置。 - 【請求項２２】 前記第１面に設定されたマスクを照明
し、請求項１８乃至２０のいずれか１項に記載の製造方
法により製造された投影光学系を介して前記マスクに形
成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ことを特徴とする露光方法。
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