JP2004086128A - 投影光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】両側にほぼテレセントリックで、十分に大きな開口数および十分に広い結像領域を確保しつつ、ディストーションを含む諸収差が良好に補正された、コンパクトで高性能な投影光学系。
【解決手段】第１物体（Ｒ）のパターン像を第２物体（Ｗ）上に形成する投影光学系。投影光学系は、１．６以下の屈折率を有する光学材料で形成され、第１物体側および第２物体側の双方に実質的にテレセントリックである。また、光の波長をλとし、第１物体と第２物体との距離をＬとし、第２物体側の開口数をＮＡとし、第２物体上における最大像高をＹ_０としたとき、（λ×Ｌ）／（ＮＡ×Ｙ_０ ^２）＜１．５×１０^−３の条件を満たしている。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投影光学系、露光装置、およびデバイス製造方法に関し、特に半導体素子や液晶表示素子などのマイクロデバイスをフォトリソグラフィ工程で製造する際に使用される露光装置に好適な投影光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子等を製造する際に、マスクとしてのレチクルのパターン像を、投影光学系を介して、レジストの塗布されたウェハ（またはガラスプレート等）上に転写する露光装置が使用されている。この種の露光装置では、半導体集積回路等のパターンの微細化が進むに従って、投影光学系に対する解像力の向上が望まれている。投影光学系の解像力を向上させるには、露光光の波長をより短くするか、あるいは開口数をより大きくすることが考えられる。
【０００３】
近年、露光光については、水銀ランプのｇ線（４３６ｎｍ）やｉ線（３６５ｎｍ）から、より短波長のＫｒＦエキシマレーザ光（２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザ光（１９３ｎｍ）へ移行しつつある。しかしながら、投影光学系の解像力を向上させるために露光光の短波長化を図ると、投影光学系を構成する光学部材に使用可能な所定の透過率を有する光学材料の種類は限られたものとなり、投影光学系の設計が困難になる。具体的には、ＫｒＦエキシマレーザ光やＡｒＦエキシマレーザ光を用いる投影光学系では、使用可能な光学材料が実質的には石英や螢石などに限定される。
【０００４】
また、投影光学系においては、解像力の向上と共に、像歪の低減に対する要求も一段と厳しくなってきている。ここで、像歪とは、投影光学系のディストーション（歪曲収差）に起因する像歪だけではなく、投影光学系の像面に設定されてレチクルパターンが焼き付けられるウェハの反り等に起因する像歪や、投影光学系の物体面に設定されて回路パターン等が描かれているレチクルの反りに起因する像歪がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来技術では、転写パターンの微細化に伴って、像歪の低減要求も一段と厳しくなってきている。そこで、ウェハの反りの像歪への影響を少なくするために、投影光学系の射出瞳を像面から遠くに位置させる、いわゆる像側にテレセントリックな投影光学系が提案されている。また、レチクルの反りに起因する像歪を軽減するために、投影光学系の入射瞳を物体面から比較的遠くに位置させる提案もなされている。
【０００６】
しかしながら、従来技術では、高解像力を有する投影光学系について種々の提案がなされているが、十分に広い実効露光領域（イメージフィールド：結像領域）が確保されていない。このため、レチクルとウェハとを投影光学系に対して相対移動させつつウェハの各露光領域にレチクルパターンを走査露光する、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式の投影露光を行っており、十分に高いスループットを実現することができなかった。このように、高スループットな露光装置を実現するために、ウェハ上においてより広いイメージフィールドを確保すること、すなわち広フィールド化が望まれている。
【０００７】
また、上述したように、解像力を向上させるために露光光の短波長化を図ると、投影光学系を構成する光学材料の透過率低下が問題となり、高透過率を確保するために使用可能な光学材料の種類も限られたものになる。さらに、透過率の低下は単に光量損失を起こすだけでなく、損失光の一部は光学部材によって吸収され、吸収された光が熱に換わることにより光学部材の屈折率の変化や光学面（レンズ面）の変形を引き起こすため、結果的に投影光学系の結像性能を低下させる要因となる。
【０００８】
また、広フィールド化および高解像力化を図るには収差の補正が必要であるが、限られた種類の光学材料を用いて広い露光領域の全体に亘って収差を補正することは極めて困難である。
【０００９】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、両側にほぼテレセントリックで、十分に大きな開口数および十分に広い結像領域を確保しつつ、ディストーションを含む諸収差が良好に補正された、コンパクトで高性能な投影光学系を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、コンパクトで高性能な投影光学系を用いて、高いスループットおよび高い解像力で良好な投影露光を行うことのできる露光装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、高いスループットおよび高い解像力で良好な投影露光を行うことのできる露光装置を用いて、良好なマイクロデバイスを製造することのできるデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【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形態では、第１物体のパターン像を第２物体上に形成する投影光学系において、
前記投影光学系は、１．６以下の屈折率を有する光学材料で形成され、前記第１物体側および前記第２物体側の双方に実質的にテレセントリックであり、
光の波長をλとし、前記第１物体と前記第２物体との距離をＬとし、前記第２物体側の開口数をＮＡとし、前記第２物体上における最大像高をＹ_０としたとき、
（λ×Ｌ）／（ＮＡ×Ｙ_０ ^２）＜１．５×１０^−３
の条件を満たしていることを特徴とする投影光学系を提供する。
【００１２】
第１形態の好ましい態様によれば、前記投影光学系の射出瞳と前記第２物体との距離をＥとし、前記第１物体と前記第２物体との距離をＬとしたとき、Ｅ／Ｌ＞１．２の条件を満たしている。また、前記投影光学系を構成するすべての光学部材が単一種の光学材料で形成されていることが好ましい。さらに、少なくとも１つの光学面が非球面形状に形成されていることが好ましい。
【００１３】
本発明の第２形態では、第１物体のパターン像を第２物体上に形成する投影光学系において、
前記投影光学系は、１．６以下の屈折率を有する光学材料で形成され、前記第１物体側および前記第２物体側の双方に実質的にテレセントリックであり、
少なくとも１つの光学面が非球面形状に形成され、
光の波長をλとし、前記第１物体と前記第２物体との距離をＬとし、前記第２物体側の開口数をＮＡとし、前記第２物体上における最大像高をＹ_０としたとき、
（λ×Ｌ）／（ＮＡ×Ｙ_０ ^２）＜１．０×１０^−３
λ＜２００ｎｍ
の条件を満たしていることを特徴とする投影光学系を提供する。
【００１４】
本発明の第３形態では、第１物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群とを備え、前記第１物体のパターン像を第２物体上に形成する投影光学系において、
前記第２物体上における最大像高をＹ_０とし、前記第１物体と前記第２物体との距離をＬとしたとき、
０．０１４＜Ｙ_０／Ｌ＜０．０３０
の条件を満たしていることを特徴とする投影光学系を提供する。
【００１５】
第３形態の好ましい態様によれば、前記第１物体上における最大物体高をＨ_０とするとき、前記第１レンズ群を構成する光学面の総数の８０％以上の数の光学面が前記最大物体高Ｈ_０の１．１倍よりも大きな有効半径を有し、前記第２レンズ群を構成する光学面の総数の８０％以上の数の光学面が前記最大物体高Ｈ_０の１．１倍よりも小さな有効半径を有し、前記第３レンズ群を構成する光学面の総数の７０％以上の数の光学面が前記最大物体高Ｈ_０の１．１倍よりも大きな有効半径を有する。また、前記第１レンズ群は、前記投影光学系に属するレンズ群のうちで最も前記第１物体側に配置され、前記第３レンズ群は、前記投影光学系に属するレンズ群のうちで最も前記第２物体側に配置されていることが好ましい。
【００１６】
本発明の第４形態では、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第１形態〜第３形態の投影光学系とを備えていることを特徴とする露光装置を提供する。この場合、前記投影光学系の光軸を横切る方向に関して前記マスクと前記感光性基板とを相対的に静止させた状態で露光を行うことが好ましい。
【００１７】
本発明の第５形態では、前記第１物体としてのマスクを照明する照明工程と、第１形態〜第３形態の投影光学系を介して、前記照明工程により照明された前記マスクのパターンを前記第２物体としての感光性基板上に露光する露光工程と、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デバイス製造方法を提供する。この場合、前記露光工程では、前記投影光学系の光軸を横切る方向に関して前記マスクと前記感光性基板とを相対的に静止させた状態で露光を行うことが好ましい。
【００１８】
本発明の第６形態では、マスク上のパターンを感光性基板上に投影露光する露光装置であって、前記マスクを照明するための照明系と、前記マスク上の前記パターンの縮小像を前記感光性基板上に形成するための投影光学系とを備え、前記投影光学系は、１．６以下の屈折率を有する光学材料で形成され、前記マスク側および前記感光性基板側の双方に実質的にテレセントリックであり、前記照明系からの光の波長をλとし、前記マスクと前記マスクの像との距離をＬとし、前記感光性基板側の開口数をＮＡとし、前記感光性基板上における最大像高をＹ_０としたとき、
（λ×Ｌ）／（ＮＡ×Ｙ_０ ^２）＜１．５×１０^−３
の条件を満足することを特徴とする露光装置を提供する。
【００１９】
本発明の第７形態では、マスク上のパターンを感光性基板上に投影露光する露光方法であって、照明系を用いて前記マスクを照明する照明工程と、投影光学系を用いて前記マスク上の前記パターンの縮小像を前記感光性基板上に形成する投影工程とを備え、前記投影光学系は、１．６以下の屈折率を有する光学材料で形成され、前記マスク側および前記感光性基板側の双方に実質的にテレセントリックであり、前記照明系からの光の波長をλとし、前記マスクと前記マスクの像との距離をＬとし、前記感光性基板側の開口数をＮＡとし、前記感光性基板上における最大像高をＹ_０としたとき、
（λ×Ｌ）／（ＮＡ×Ｙ_０ ^２）＜１．５×１０^−３
の条件を満足することを特徴とする露光装置を提供する。
【００２０】
本発明の第８形態では、マスク上のパターンを感光性基板上に投影露光する露光装置であって、前記マスクを照明するための照明系と、前記マスク上の前記パターンの縮小像を前記感光性基板上に形成するための投影光学系とを備え、前記投影光学系は、１．６以下の屈折率を有する光学材料で形成され、前記マスク側および前記感光性基板側の双方に実質的にテレセントリックであり、少なくとも１つの光学面が非球面形状に形成され、前記照明系からの光の波長をλとし、前記マスクと前記マスクの像との距離をＬとし、前記感光性基板側の開口数をＮＡとし、前記感光性基板上における最大像高をＹ_０としたとき、
（λ×Ｌ）／（ＮＡ×Ｙ_０ ^２）＜１．０×１０^−３
λ＜２００ｎｍ
の条件を満足することを特徴とする露光装置を提供する。
【００２１】
本発明の第９形態では、マスク上のパターンを感光性基板上に投影露光する露光方法であって、照明系を用いて前記マスクを照明する照明工程と、投影光学系を用いて前記マスク上の前記パターンの縮小像を前記感光性基板上に形成する投影工程とを備え、前記投影光学系は、１．６以下の屈折率を有する光学材料で形成され、前記マスク側および前記感光性基板側の双方に実質的にテレセントリックであり、少なくとも１つの光学面が非球面形状に形成され、前記照明系からの光の波長をλとし、前記マスクと前記マスクの像との距離をＬとし、前記感光性基板側の開口数をＮＡとし、前記感光性基板上における最大像高をＹ_０としたとき、
（λ×Ｌ）／（ＮＡ×Ｙ_０ ^２）＜１．０×１０^−３
λ＜２００ｎｍ
の条件を満足することを特徴とする露光装置を提供する。
【００２２】
本発明の第１０形態では、マスク上のパターンを感光性基板上に投影露光する露光装置であって、第１面上に位置決めされた前記マスクを照明するための照明系と、前記マスク上の前記パターンの縮小像を第２面上に位置決めされた前記感光性基板上に形成するための投影光学系とを備え、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配置されて正の屈折力を有する第１レンズ群と、前記第１レンズ群と前記第２面との間の光路中に配置されて負の屈折力を有する第２レンズ群と、前記第２レンズ群と前記第２面との間の光路中に配置されて正の屈折力を有する第３レンズ群とを備え、前記感光性基板上における最大像高をＹ_０とし、前記マスクと前記感光性基板との距離をＬとしたとき、
０．０１４＜Ｙ_０／Ｌ＜０．０３０
の条件を満足することを特徴とする露光装置を提供する。
【００２３】
本発明の第１１形態では、マスク上のパターンを感光性基板上に投影露光する露光方法であって、第１面上に前記マスクを位置決めする工程と、第２面上に前記感光性基板を位置決めする工程と、前記マスクを照明する照明工程と、投影光学系を用いて前記マスク上の前記パターンの縮小像を前記感光性基板上に形成する投影工程とを備え、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配置されて正の屈折力を有する第１レンズ群と、前記第１レンズ群と前記第２面との間の光路中に配置されて負の屈折力を有する第２レンズ群と、前記第２レンズ群と前記第２面との間の光路中に配置されて正の屈折力を有する第３レンズ群とを備え、前記感光性基板上における最大像高をＹ_０とし、前記マスクと前記感光性基板との距離をＬとしたとき、
０．０１４＜Ｙ_０／Ｌ＜０．０３０
の条件を満足することを特徴とする露光方法を提供する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の投影光学系は、１．６以下の屈折率を有する光学材料、すなわち比較的低い屈折率を有する光学材料で形成されているので、短波長の光に対しても高い透過率を確保することができる。また、本発明の投影光学系は、物体側（第１物体側）および像側（第２物体側）の双方に対してほぼテレセントリックな光学系として構成されているので、第１物体側の像歪への影響（露光装置に適用した場合にレチクルの反り等に起因する像歪）や、第２物体側の像歪への影響（露光装置に適用した場合にウェハの反り等に起因する像歪）を小さく抑えることができる。
【００２５】
本発明の投影光学系では、以下の条件式（１）を満足する。条件式（１）において、λは光の波長であり、Ｌは第１物体と第２物体との距離である。また、ＮＡは第２物体側の開口数であり、Ｙ_０は第２物体上における最大像高である。
（λ×Ｌ）／（ＮＡ×Ｙ_０ ^２）＜１．５×１０^−３　　（１）
【００２６】
条件式（１）を満足することにより、高い解像力と広い結像領域（収差が所要の状態に補正されている像面上の領域：露光装置に適用した場合には広い露光領域）を確保しながら、コンパクトで高性能な投影光学系を実現することができ、露光装置に搭載することによりスループットの高い投影露光を実現することができる。一方、条件式（１）の上限値を上回ると、解像力や結像領域が不足するか、あるいは実現が困難な巨大な光学系になってしまう。なお、さらに本発明の効果を良好に発揮するには、条件式（１）の上限値を１．３×１０^−３に設定することが好ましい。
【００２７】
また、本発明の投影光学系においては、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。条件式（２）において、Ｅは投影光学系の射出瞳と第２物体との距離である。
Ｅ／Ｌ＞１．２　　（２）
【００２８】
条件式（２）は、コンパクト性および第２物体側のテレセントリシティを規定する条件式である。ここで、第２物体側のテレセントリシティは、露光装置に搭載された場合には、第１物体側（レチクル側）のテレセントリシティよりも重要である。条件式（２）を満足することにより、コンパクトな光学系でありながら、第２物体側の像歪への影響（露光装置に適用した場合にウェハの反り等に起因する像歪）を実質的に抑えることができる。一方、条件式（２）の下限値を下回ると、第２物体側の像歪への影響が大きくなるか、あるいは実現が困難な巨大な光学系になるため好ましくない。
【００２９】
また、本発明の投影光学系では、すべての光学部材が単一種の光学材料で形成されていることが好ましい。この構成により、光学部材の製造コストや製造にかかる負荷を低減することができる。また、すべての光学部材が単一種の光学材料で形成されている投影光学系では、たとえば特開平７−２２０９８８号公報に開示されているように、投影光学系の雰囲気の気圧が変動した際に、気圧変化による雰囲気の屈折率の変化を、ひいては気圧変化による収差変動を、光の波長をシフト（変化）させることにより補正することができる。特に、この技術は、特開平１１−３５２０１２号公報や特開２０００−７５４９３号公報に開示されているように、装置を設置する場所が高地である場合等、調整時と使用時とで環境が異なる場合に、単に波長をシフトすることにより収差変動を補正することができるという効果を有する。
【００３０】
さらに、本発明の投影光学系では、少なくとも１つの光学面が非球面形状に形成されていることが好ましい。このように、光学系に非球面を導入することにより、広い結像領域（露光装置の場合には露光領域）の全体に亘って良好な収差補正を実現することができる。
【００３１】
以上のように、本発明では、両側にほぼテレセントリックで、十分に大きな開口数および十分に広い結像領域を確保しつつ、ディストーションを含む諸収差が良好に補正された、コンパクトで高性能な投影光学系を実現することができる。したがって、本発明の投影光学系を搭載した露光装置では、高いスループットおよび高い解像力で良好な投影露光を行うことができ、ひいては高いスループットおよび高い解像力で良好なマイクロデバイスを製造することができる。
【００３２】
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ＰＬ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、光軸ＡＸに垂直な面内において図１の紙面に垂直にＸ軸を設定している。
【００３３】
図１に示す露光装置は、照明光を供給するための光源ＬＳとして、たとえばＫｒＦエキシマレーザ光源（波長２４８．４ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光源（波長１９３．３ｎｍ）またはＦ_２レーザ光源（波長１５７．６ｎｍ）を備えている。光源ＬＳ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投影原版としてのレチクル（マスク）Ｒを照明する。照明光学系ＩＬは、露光光の照度分布を均一化するためのフライアイレンズ、照明開口絞り、可変視野絞り（レチクルブラインド）、コンデンサレンズ系等から構成されている。
【００３４】
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。レチクルＲに形成されたパターンからの光は、投影光学系ＰＬを介して、フォトレジストの塗布されたウェハＷ（感光性基板）上にレチクルパターン像を形成する。
【００３５】
投影光学系ＰＬは、その瞳位置の近傍に配置された可変の開口絞りＡＳ（図１では不図示）を有し、レチクルＲ側およびウェハＷ側の双方において実質的にテレセントリックに構成されている。そして、投影光学系ＰＬの瞳位置には照明光学系の照明瞳面における二次光源の像が形成され、投影光学系ＰＬを介した光によってウェハＷがケーラー照明される。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。
【００３６】
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。こうして、本実施形態では、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと直交する平面内においてウェハＷを二次元的に駆動制御しながら各露光領域に対してレチクルＲのパターンを一括的に露光する動作を繰り返すことにより、すなわちステップ・アンド・リピート方式により、ウェハＷの各露光領域にはレチクルＲのパターンが逐次露光される。
【００３７】
以下、具体的な数値例に基づいて、本実施形態の投影光学系ＰＬの各実施例を説明する。第１実施例〜第４実施例において、投影光学系ＰＬを構成するすべてのレンズ成分は石英（ＳｉＯ_２）で形成されている。第５実施例において、投影光学系ＰＬを構成するレンズ成分は石英または蛍石（ＣａＦ_２）で形成されている。第６実施例において、投影光学系ＰＬを構成するすべてのレンズ成分は蛍石で形成されている。第１実施例〜第３実施例では、光源ＬＳとしてのＫｒＦエキシマレーザ光源から供給されるレーザ光の中心波長は２４８．４ｎｍであり、この中心波長に対する石英ガラスの屈折率は１．５０８３９である。第４実施例および第５実施例では、光源ＬＳとしてのＡｒＦエキシマレーザ光源から供給されるレーザ光の中心波長は１９３．３ｎｍであり、この中心波長に対する石英ガラスの屈折率は１．５６０３２６であり、蛍石の屈折率は１．５０１４５５である。第６実施例では、光源ＬＳとしてのＦ_２レーザ光源から供給されるレーザ光の中心波長は１５７．６ｎｍであり、この中心波長に対する蛍石の屈折率は１．５５９３０７である。
【００３８】
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Ｃ_ｎとしたとき、以下の数式（ａ）で表される。後述の表（１）〜（６）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。
【００３９】
【数１】

【００４０】
［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を参照すると、第１実施例の投影光学系ＰＬは、レチクル側から順に、両凸レンズＬ１と、両凸レンズＬ２と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３と、両凹レンズＬ４と、両凹レンズＬ５と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ６と、両凸レンズＬ７と、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズＬ８と、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズＬ９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Ｌ１０と、両凹レンズＬ１１と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ１２と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と、開口絞りＡＳと、両凸レンズＬ１５と、両凸レンズＬ１６と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１７と、両凸レンズ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、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２０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Ｌ２１と、両凹レンズＬ２２と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とから構成されている。
【００４１】
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は露光光の中心波長を、βは投影倍率を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、Ｙ_０は最大像高（イメージフィールド半径）をそれぞれ表している。また、表（１）の光学部材諸元において、面番号はレチクル側からの面の順序を、ｒは各面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径：ｍｍ）を、ｄは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を、ｎは露光光の中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。上述の表記は、以降の表（２）〜（６）においても同様である。
【００４２】
【表１】

【００４３】
図３は、第１実施例における球面収差、非点収差および歪曲収差を示す図である。また、図４は、第１実施例における横収差を示す図である。各収差図において、ＮＡは像側の開口数を、Ｙは像高（ｍｍ）をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。上述の表記は、以降の図６、図７、図９、図１０、図１２、図１３、図１５、図１６、および図１８においても同様である。各収差図から明らかなように、第１実施例では、ＮＡ＝０．６３という大きな開口数およびＹ_０＝２１．１ｍｍという大きな最大像高（ひいては大きなイメージフィールド）を確保しつつ、歪曲収差を含む諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００４４】
［第２実施例］
図５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５を参照すると、第２実施例の投影光学系ＰＬは、レチクル側から順に、両凸レンズＬ１と、両凸レンズＬ２と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３と、両凹レンズＬ４と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ５と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ６と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ７と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、両凸レンズＬ９と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１０と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ１１と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ１２と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１３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Ｌ１４と、開口絞りＡＳと、両凸レンズＬ１５と、両凸レンズＬ１６と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１７と、レチクル側に凸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、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２０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Ｌ２１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とから構成されている。
【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。
【００４６】
【表２】

【００４７】
図６は、第２実施例における球面収差、非点収差および歪曲収差を示す図である。また、図７は、第２実施例における横収差を示す図である。各収差図から明らかなように、第２実施例では、ＮＡ＝０．６５という大きな開口数およびＹ_０＝２１．１ｍｍという大きな最大像高（ひいては大きなイメージフィールド）を確保しつつ、歪曲収差を含む諸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８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８を参照すると、第３実施例の投影光学系ＰＬは、レチクル側から順に、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ２と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５と、両凸レンズＬ６と、両凸レンズＬ７と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ８と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ１０と、両凹レンズＬ１１と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、両凸レンズＬ１４と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１５と、開口絞りＡＳと、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１６と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズ１７と、レチクル側に凸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平凹レンズＬ２０と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、レチクル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】
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。なお、表（３）の主要諸元においてＨ_０は最大物体高であり、表（３）の光学部材諸元においてφは各面の有効半径（ｍｍ）である。
【００５０】
【表３】

【００５１】
図９は、第３実施例における球面収差、非点収差および歪曲収差を示す図である。また、図１０は、第３実施例における横収差を示す図である。各収差図から明らかなように、第３実施例では、ＮＡ＝０．６８という大きな開口数およびＹ_０＝２１．１ｍｍという大きな最大像高（ひいては大きなイメージフィールド）を確保しつつ、歪曲収差を含む諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００５２】
以上のように、第１実施例〜第３実施例にかかる投影光学系ＰＬは、１．６以下の屈折率を有する光学材料で形成され、物体側および像側の双方に実質的にテレセントリックであり、（λ×Ｌ）／（ＮＡ×Ｙ_０ ^２）＜１．５×１０^−３の条件を満たしているので、十分に大きな開口数および十分に広い結像領域を確保しつつ、ディストーションを含む諸収差が良好に補正され、コンパクトで高性能な光学系になっている。
【００５３】
［第４実施例］
図１１は、第４実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を示す図である。図１１を参照すると、第４実施例の投影光学系ＰＬは、レチクル側から順に、両凸レンズＬ１と、両凸レンズＬ２と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、両凹レンズＬ５と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ６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Ｌ７と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ９と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１０と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ１３と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ１４と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１５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Ｌ１６と、開口絞りＡＳと、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１７と、両凸レンズＬ１８と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１９と、両凸レンズＬ２０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Ｌ２１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Ｌ２２と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２３と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２５とから構成されている。
【００５４】
第４実施例では、すべてのレンズが石英で形成されている。次の表（４）に、第４実施例にかかる投影光学系の諸元の値を掲げる。
【００５５】
【表４】

【００５６】
図１２は、第４実施例における球面収差、非点収差および歪曲収差を示す図である。また、図１３は、第４実施例における横収差を示す図である。各収差図から明らかなように、第４実施例では、ＮＡ＝０．７０という大きな開口数およびＹ_０＝２１．１ｍｍという大きな最大像高（ひいては大きなイメージフィールド）を確保しつつ、歪曲収差を含む諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００５７】
［第５実施例］
図１４は、第５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１４を参照すると、第５実施例の投影光学系ＰＬは、レチクル側から順に、両凸レンズＬ１と、両凸レンズＬ２と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、両凹レンズＬ５と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ６と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた負メニスカスレンズＬ７と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ９と、両凸レンズＬ１０と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ１３と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ１４と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１５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Ｌ１６と、開口絞りＡＳと、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１７と、両凸レンズＬ１８と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１９と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２０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Ｌ２１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Ｌ２２と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２３と、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２５とから構成されている。
【００５８】
第５実施例では、レンズＬ１１，Ｌ１６，Ｌ２４およびＬ２５が蛍石で形成され、他のレンズは石英で形成されている。次の表（５）に、第５実施例にかかる投影光学系の諸元の値を掲げる。
【００５９】
【表５】

【００６０】
図１５は、第５実施例における球面収差、非点収差および歪曲収差を示す図である。また、図１６は、第５実施例における横収差を示す図である。各収差図から明らかなように、第５実施例では、ＮＡ＝０．７０という大きな開口数およびＹ_０＝２１．１ｍｍという大きな最大像高（ひいては大きなイメージフィールド）を確保しつつ、歪曲収差を含む諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００６１】
以上のように、第４実施例および第５実施例にかかる投影光学系ＰＬは、１．６以下の屈折率を有する光学材料で形成され、物体側および像側の双方に実質的にテレセントリックであり、７つの光学面が非球面形状に形成され、
（λ×Ｌ）／（ＮＡ×Ｙ_０ ^２）＜１．０×１０^−３　　（３）
λ＜２００ｎｍ　　（４）
の条件を満たしている。
【００６２】
第４実施例および第５実施例では、条件式（３）を満足することにより、高い解像力および広い視野を確保しつつ（十分に大きな開口数および十分に広い結像領域を確保しつつ）、コンパクトな光学系を得ることができ、露光装置に用いた場合に高いスループットを実現することができる。具体的には、条件式（３）の上限値を上回ると、解像力、結像領域（露光領域）、および光学系の大きさのうち少なくとも１つの点について十分に好ましい構成を得ることができなくなる。なお、さらに本発明の効果を良好に発揮するには、条件式（３）の上限値を０．９×１０^−３に設定することが好ましい。また、条件式（４）を満足することにより、投影光学系ＰＬの解像力を向上させることができる。
【００６３】
［第６実施例］
図１７は、第６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１７を参照すると、第６実施例の投影光学系ＰＬは、レチクル側から順に、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とにより構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、レチクル側から順に、レチクル側に非球面形状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、両凹レンズＬ１２と、両凸レンズＬ１３と、両凸レンズＬ１４と、両凸レンズＬ１５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Ｌ１６とにより構成されている。
【００６４】
第２レンズ群Ｇ２は、レチクル側から順に、両凹レンズＬ２１と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ２２と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２３と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２４とにより構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、レチクル側から順に、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Ｌ３１と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３２と、両凸レンズＬ３３と、両凸レンズ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、両凹レンズＬ３６と、開口絞りＡＳと、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３７と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３８と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３９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、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１２とにより構成されている。
【００６５】
第６実施例では、すべてのレンズが蛍石で形成されている。次の表（６）に、第６実施例にかかる投影光学系の諸元の値を掲げる。なお、表（６）の主要諸元においてＨ_０は最大物体高であり、表（６）の光学部材諸元においてφは各面の有効半径（ｍｍ）である。
【００６６】
【表６】

【００６７】
図１８は、第６実施例における横収差を示す図である。各収差図から明らかなように、第６実施例では、ＮＡ＝０．７０という大きな開口数およびＹ_０＝２１．１ｍｍという大きな最大像高（ひいては大きなイメージフィールド）を確保しつつ、歪曲収差を含む諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００６８】
以上のように、第６実施例にかかる投影光学系ＰＬは、レチクル側から順に、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とにより構成され、
０．０１４＜Ｙ_０／Ｌ＜０．０３０　　（５）
の条件を満たしている。
【００６９】
従来、ステップ・アンド・スキャン方式に用いられる、条件式（５）を満足するような広い露光領域（結像領域）を有する投影光学系は、正負正負正の屈折力配置を有する５群構成を採用していた。しかしながら、第６実施例では、正負正の屈折力配置を有する３群構成を採用することにより、構成要素数を大幅に削減し、製造コストを削減するとともに、要素単体の誤差による結像性能の劣化を防ぐことができる。条件式（５）の上限値を上回ると結像領域の全体に亘って収差補正を良好に行うことが困難になり、下限値を下回ると投影光学系が大型化して製造が困難になってしまう。なお、さらに本発明の効果を良好に発揮するには、条件式（５）の上限値を０．０２５に設定し、下限値を０．０１５に設定することが好ましい。
【００７０】
また、第６実施例では、第１レンズ群Ｇ１を構成するすべての光学面の総数（＝１２）の８０％以上の数（１２：１００％）の光学面が最大物体高Ｈ_０の１．１倍よりも大きな有効半径を有し、第２レンズ群Ｇ２を構成する光学面の総数（＝８）の８０％以上の数（７：８７．５％）の光学面が最大物体高Ｈ_０の１．１倍よりも小さな有効半径を有し、第３レンズ群Ｇ３を構成する光学面の総数（＝２４）の７０％以上の数（２０：８３．３％）の光学面が最大物体高Ｈ_０の１．１倍よりも大きな有効半径を有する。この構成により、第６実施例では、３群構成でありながらペッツバール和を０に近づけて像面湾曲を良好に補正することができる。
【００７１】
ところで、前述の第３実施例においても、レンズＬ１〜Ｌ７が正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１を構成し、レンズＬ８〜Ｌ１１が負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を構成し、レンズＬ１２〜Ｌ２２が正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３を構成している。また、第３実施例では、Ｙ_０／Ｌ＝２１．１／１２４９．９８５６＝０．０１６８８であり、条件式（５）を満足している。
【００７２】
また、第３実施例では、第１レンズ群Ｇ１を構成するすべての光学面の総数（＝１４）の８０％以上の数（１４：１００％）の光学面が最大物体高Ｈ_０の１．１倍よりも大きな有効半径を有し、第２レンズ群Ｇ２を構成する光学面の総数（＝８）の８０％以上の数（７：８７．５％）の光学面が最大物体高Ｈ_０の１．１倍よりも小さな有効半径を有し、第３レンズ群Ｇ３を構成する光学面の総数（＝２２）の７０％以上の数（１７：７７．３％）の光学面が最大物体高Ｈ_０の１．１倍よりも大きな有効半径を有する。こうして、第３実施例においても、第６実施例の上述の効果を得ることができる。
【００７３】
上述の実施形態の露光装置では、照明系によってレチクル（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１９のフローチャートを参照して説明する。
【００７４】
先ず、図１９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、本実施形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップ３０４において、その１ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ３０５において、その１ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。
【００７５】
その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。なお、ステップ３０１〜ステップ３０５では、ウェハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウェハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。
【００７６】
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２０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２０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。
【００７７】
次に、カラーフィルター形成工程４０２では、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程４０２の後に、セル組み立て工程４０３が実行される。セル組み立て工程４０３では、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程４０３では、例えば、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
【００７８】
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。
【００７９】
なお、上述の実施形態では、ウェハＷの各露光領域に対してレチクルＲのパターンを一括的に露光するステップ・アンド・リピート方式の露光装置に本発明を適用しているが、これに限定されることなく、ウェハＷとレチクルＲとを投影光学系ＰＬに対して相対移動させつつウェハＷの各露光領域に対してレチクルＲのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に本発明を適用することもできる。
【００８０】
また、上述の実施形態では、２４８．４ｎｍの波長光を供給するＫｒＦエキシマレーザ光源、１９３．３ｎｍの波長光を供給するＡｒＦエキシマレーザ光源、または１５７．６ｎｍの波長光を供給するＦ_２レーザ光源を用いているが、これに限定されることなく、他の適当な光源に対して本発明を適用することもできる。
【００８１】
さらに、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。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、両側にほぼテレセントリックで、十分に大きな開口数および十分に広い結像領域を確保しつつ、ディストーションを含む諸収差が良好に補正された、コンパクトで高性能な投影光学系を実現することができる。したがって、本発明の投影光学系を搭載した露光装置では、レチクルやウェハの反り等に起因する像歪を抑えて、高いスループットおよび高い解像力で良好な投影露光を行うことができ、ひいては高いスループットおよび高い解像力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実施例における球面収差、非点収差および歪曲収差を示す図である。
【図４】第１実施例における横収差を示す図である。
【図５】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６】第２実施例における球面収差、非点収差および歪曲収差を示す図である。
【図７】第２実施例における横収差を示す図である。
【図８】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９】第３実施例における球面収差、非点収差および歪曲収差を示す図である。
【図１０】第３実施例における横収差を示す図である。
【図１１】第４実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を示す図である。
【図１２】第４実施例における球面収差、非点収差および歪曲収差を示す図である。
【図１３】第４実施例における横収差を示す図である。
【図１４】第５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１５】第５実施例における球面収差、非点収差および歪曲収差を示す図である。
【図１６】第５実施例における横収差を示す図である。
【図１７】第６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１８】第６実施例における横収差を示す図である。
【図１９】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２０】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】
ＬＳ　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
ＡＳ　開口絞り
Ｌｉ　レンズ成分

Claims (12)

1. 第１物体のパターン像を第２物体上に形成する投影光学系において、
   前記投影光学系は、１．６以下の屈折率を有する光学材料で形成され、前記第１物体側および前記第２物体側の双方に実質的にテレセントリックであり、
   光の波長をλとし、前記第１物体と前記第２物体との距離をＬとし、前記第２物体側の開口数をＮＡとし、前記第２物体上における最大像高をＹ_０としたとき、
   （λ×Ｌ）／（ＮＡ×Ｙ_０ ^２）＜１．５×１０^−３
   の条件を満たしていることを特徴とする投影光学系。
2. 前記投影光学系の射出瞳と前記第２物体との距離をＥとし、前記第１物体と前記第２物体との距離をＬとしたとき、
   Ｅ／Ｌ＞１．２
   の条件を満たしていることを特徴とする請求項１に記載の投影光学系。
3. 前記投影光学系を構成するすべての光学部材が単一種の光学材料で形成されてい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. 少なくとも１つの光学面が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３のいずれか１項に記載の投影光学系。
5. 第１物体のパターン像を第２物体上に形成する投影光学系において、
   前記投影光学系は、１．６以下の屈折率を有する光学材料で形成され、前記第１物体側および前記第２物体側の双方に実質的にテレセントリックであり、
   少なくとも１つの光学面が非球面形状に形成され、
   光の波長をλとし、前記第１物体と前記第２物体との距離をＬとし、前記第２物体側の開口数をＮＡとし、前記第２物体上における最大像高をＹ_０としたとき、
   （λ×Ｌ）／（ＮＡ×Ｙ_０ ^２）＜１．０×１０^−３
   λ＜２００ｎｍ
   の条件を満たしていることを特徴とする投影光学系。
6. 第１物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群とを備え、前記第１物体のパターン像を第２物体上に形成する投影光学系において、
   前記第２物体上における最大像高をＹ_０とし、前記第１物体と前記第２物体との距離をＬとしたとき、
   ０．０１４＜Ｙ_０／Ｌ＜０．０３０
   の条件を満たしていることを特徴とする投影光学系。
7. 前記第１物体上における最大物体高をＨ_０とするとき、
   前記第１レンズ群を構成する光学面の総数の８０％以上の数の光学面が前記最大物体高Ｈ_０の１．１倍よりも大きな有効半径を有し、
   前記第２レンズ群を構成する光学面の総数の８０％以上の数の光学面が前記最大物体高Ｈ_０の１．１倍よりも小さな有効半径を有し、
   前記第３レンズ群を構成する光学面の総数の７０％以上の数の光学面が前記最大物体高Ｈ_０の１．１倍よりも大きな有効半径を有することを特徴とする請求項６に記載の投影光学系。
8. 前記第１レンズ群は、前記投影光学系に属するレンズ群のうちで最も前記第１物体側に配置され、
   前記第３レンズ群は、前記投影光学系に属するレンズ群のうちで最も前記第２物体側に配置されていることを特徴とする請求項６または７に記載の投影光学系。
9. 前記第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８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。
10. 前記投影光学系の光軸を横切る方向に関して前記マスクと前記感光性基板とを相対的に静止させた状態で露光を行うことを特徴とする請求項９に記載の露光装置。
11. 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８のいずれか１項に記載の投影光学系を介して、前記照明工程により照明された前記マスクのパターンを前記第２物体としての感光性基板上に露光する露光工程と、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デバイス製造方法。
12. 前記露光工程では、前記投影光学系の光軸を横切る方向に関して前記マスクと前記感光性基板とを相対的に静止させた状態で露光を行うことを特徴とする請求項１１に記載のデバイス製造方法。

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