(57)【要約】【課題】  ｊ線（３１３ｎｍ）の光を含む波長域の光に対しても色収差が良好に補正された結像光学系を提供する。【解決手段】  第１面Ｍの像を第２面Ｐ上に結像させる結像光学系Ｋ１，Ｋ２において、フッ化物により構成される第１透過光学部材Ｇ１，Ｇ３，Ｇ７と、該第１透過光学部材Ｇ１，Ｇ３，Ｇ７に隣接して設けられた前記第１透過光学部材Ｇ１，Ｇ３，Ｇ７とは異なる分散を有する第２透過光学部材Ｇ２，Ｇ４，Ｇ８との組み合わせを少なくとも３つ備える。【選択図】  図４
2006184709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面の像を第２面上に結像させる結像光学系において、
フッ化物により構成される第１透過光学部材と、該第１透過光学部材に隣接して設けられた前記第１透過光学部材とは異なる分散を有する第２透過光学部材との組み合わせを少なくとも３つ備えることを特徴とする結像光学系。
【請求項２】
前記第２透過光学部材は、石英により構成されることを特徴とする請求項１記載の結像光学系。
【請求項３】
マスクのパターンを照明光を用いて照明する照明光学系と、
前記マスクのパターンを感光性基板に投影する投影光学系とを備える露光装置において、
前記投影光学系は、請求項１または請求項２記載の結像光学系を備え、
前記結像光学系は、前記第１面に設定された前記マスクのパターン像を前記第２面に設定された前記感光性基板に投影することを特徴とする露光装置。
【請求項４】
前記投影光学系の色収差の補正範囲を変更する変更手段を備え、
前記変更手段は、前記第１面と前記第２面との間の光路中に挿脱可能に配置されることを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
第１面に配置されたマスクのパターンを、照明光の波長の切替えを行なう切替手段により切替えられた波長の照明光を用いて照明する照明光学系と、
前記マスクのパターンの像を第２面に配置された感光性基板に投影する投影光学系とを備える露光装置において、
前記投影光学系の色収差の補正範囲を変更する変更手段を備え、
前記変更手段は、前記切替手段による前記照明光の波長の切替えに応じて、前記第１面と前記第２面との間の光路中において挿脱可能に構成されることを特徴とする露光装置。
【請求項６】
前記切替手段による前記照明光の波長の切替により、パワー重視の露光を行なうパワーモードまたは高解像重視の露光を行なう高解像モードにより露光を行なうことを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項７】
マスクのパターンを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感光性基板を現像する現像工程とを含むマイクロデバイスの製造方法であって、
前記露光工程は、請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の露光装置を用いることを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項８】
投影光学系を用いてマスクのパターンを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感光性基板を現像する現像工程とを含むマイクロデバイスの製造方法であって、
前記露光工程は、
照明光の波長の切替えを行なう切替工程と、
前記切替工程による照明光の波長の切替えに応じて前記投影光学系の色収差の補正範囲を変更する変更工程と、
前記マスクのパターンを照明光を用いて照明する照明工程と、
前記マスクのパターンを感光性基板上に投影する投影工程と、
を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項９】
前記露光工程は、前記切替工程による前記照明光の波長の切替により、パワー重視の露光を行なうパワーモードまたは高解像重視の露光を行なう高解像モードにより露光を行なうことを特徴とする請求項８記載のマイクロデバイスの製造方法。
【請求項１０】
マスクのパターンを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感光性基板を現像する現像工程とを含むマイクロデバイスの製造方法において、
前記露光工程は、照明光の波長の切替えを行なうことによりパワー重視の露光を行うパワー露光工程と、照明光の波長の切替えを行なうことにより高解像重視の露光を行なう高解像露光工程とを含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記パワー露光工程及び前記高解像露光工程のうちの一方は、前記現像工程を実行する前に実行し、前記パワー露光工程及び前記高解像露光工程のうちの他方は、前記現像工程を実行した後に実行することを特徴とする請求項１０記載のマイクロデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１面のパターンの像を第２面上に形成するための結像光学系、マスクのパターンの像を該結像光学系を介してガラス基板上に投影露光する露光装置、該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコンやテレビ等の表示素子として、液晶表示パネルが多用されている。液晶表示パネルは、ガラス基板上に透明薄膜電極をフォトリソグラフィの手法で所望の形状にパターニングして製造される。このフォトリソグラフィのための装置として、マスク上に形成された原画パターンを投影光学系を介してガラス基板上のフォトレジスト層に露光する投影露光装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
投影露光装置に備えられている投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短くなるほど、また投影光学系の開口数が大きくなるほど高くなる。そのため、露光パターンの微細化に伴い、投影露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３７４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、投影露光装置の光源として用いられている水銀ランプ又は超高圧水銀ランプから射出される照明光には、ｇ線（４３５ｎｍ）の光、ｈ線（４０４ｎｍ）の光、ｉ線（３６５ｎｍ）の光、及びｊ線（３１３ｎｍ）の光が含まれており、従来はｇ線の光、ｈ線の光、ｉ線の光を用いて露光を行っていた。
【０００６】
しかしながら、露光パターンの微細化に伴い、水銀ランプから射出されるｊ線の波長域の光の利用が提案されているが、ｊ線の波長域の光のパワーはｇ線、ｈ線、ｉ線の波長域の光のパワーと比較して小さいため、ｊ線の波長域の光のみを用いて露光を行う場合にはスループットが低下する。従って、高解像度を必要とする超微細パターンを露光する場合にはｊ線の波長域を含む光を使用し、ある程度の解像度でよいややラフなパターンを露光する場合にはｊ線の波長域を含まない光を使用できるように、波長切り替えを行うことが望ましい。
【０００７】
本発明の課題は、ｊ線（３１３ｎｍ）の光を含む波長域の光に対しても色収差が良好に補正された結像光学系、該結像光学系を備えた露光装置、該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の結像光学系は、第１面の像を第２面上に結像させる結像光学系において、フッ化物により構成される第１透過光学部材と、該第１透過光学部材に隣接して設けられた前記第１透過光学部材とは異なる分散を有する第２透過光学部材との組み合わせを少なくとも３つ備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明の結像光学系によれば、フッ化物により構成される第１透過光学部材と、フッ化物と異なる分散を持つ、例えば石英により構成される第２透過光学部材との組み合わせを少なくとも３つ備えているため、ｊ線（３１３ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）及びｈ線（４０４ｎｍ）の波長域の光による倍率色収差及び軸上色収差を良好に補正することができる。
【００１０】
また、この発明の露光装置は、マスクのパターンを照明光を用いて照明する照明光学系と、前記マスクのパターンを感光性基板に投影する投影光学系とを備える露光装置において、前記投影光学系は、この発明の結像光学系を備え、前記結像光学系は、前記第１面に設定された前記マスクのパターン像を前記第２面に設定された前記感光性基板に投影することを特徴とする。
【００１１】
この発明の露光装置によれば、投影光学系がこの発明の結像光学系、即ちｊ線、ｉ線及びｈ線の波長域の光に対する倍率色収差及び軸上色収差が良好に補正された結像光学系を備えているため、高解像度を重視した露光及び高スループットを重視した露光の双方を良好に行うことができる。
【００１２】
また、この発明の露光装置は、第１面に配置されたマスクのパターンを、照明光の波長の切替えを行なう切替手段により切替えられた波長の照明光を用いて照明する照明光学系と、前記マスクのパターンの像を第２面に配置された感光性基板に投影する投影光学系とを備える露光装置において、前記投影光学系の色収差の補正範囲を変更する変更手段を備え、前記変更手段は、前記切替手段による前記照明光の波長の切替えに応じて、前記第１面と前記第２面との間の光路中において挿脱可能に構成されることを特徴とする。
【００１３】
この発明の露光装置によれば、投影光学系が色収差の補正範囲を変更する変更手段を備えているため、異なる露光波長域の光に対する倍率色収差及び軸上色収差を良好に補正することができる。従って、照明光の波長の切替え（例えば、ｊ線＋ｉ線からｉ線＋ｈ線やｉ線＋ｈ線からｊ線＋ｉ線）に対応して、例えばｊ線とｉ線の波長域の照明光を用いる高解像度を重視した露光、及び例えばｈ線とｉ線の波長域の照明光を用いる高スループットを重視した露光の双方を良好に行うことができる。
【００１４】
また、この発明のマイクロデバイスの製造方法は、マスクのパターンを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感光性基板を現像する現像工程とを含むマイクロデバイスの製造方法であって、前記露光工程は、この発明の露光装置を用いることを特徴とする。
【００１５】
この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、この発明の露光装置を用いて露光を行うため、異なる露光波長域の光または広い波長域の光に対する倍率色収差及び軸上色収差を良好に補正された状態で露光を行うことができる。従って、高解像度を重視した露光及び高スループットを重視した露光の双方を良好に行うことができ、良好なマイクロデバイスを得ることができる。
【００１６】
また、この発明のマイクロデバイスの製造方法は、投影光学系を用いてマスクのパターンを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感光性基板を現像する現像工程とを含むマイクロデバイスの製造方法であって、前記露光工程は、照明光の波長の切替えを行なう切替工程と、前記切替工程による照明光の波長の切替えに応じて前記投影光学系の色収差の補正範囲を変更する変更工程と、前記マスクのパターンを照明光を用いて照明する照明工程と、前記マスクのパターンを感光性基板上に投影する投影工程とを含むことを特徴とする。
【００１７】
この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、投影光学系の色収差の補正範囲を変更することができるため、照明光の波長の切替え（例えば、ｊ線＋ｉ線からｉ線＋ｈ線やｉ線＋ｈ線からｊ線＋ｉ線）に対応して、色収差の補正が行われた状態で高解像度を重視した露光、または高スループットを重視した露光の双方を良好に行うことができ、良好なマイクロデバイスを得ることができる。
【００１８】
また、この発明のマイクロデバイスの製造方法は、マスクのパターンを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感光性基板を現像する現像工程とを含むマイクロデバイスの製造方法において、前記露光工程は、照明光の波長の切替えを行なうことによりパワー重視の露光を行うパワー露光工程と、照明光の波長の切替えを行なうことにより高解像重視の露光を行なう高解像露光工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、照明光の波長の切替えを行なうことによりパワー重視の露光を行うパワー露光を行うことができるため、高スループットで露光を行うことができ、良好なマイクロデバイスを得ることができる。また、照明光の波長の切替えを行なうことにより高解像重視の露光を行なう高解像露光も行うことができるため、微細なパターンを高解像度で露光することができ、良好なマイクロデバイスを得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明の結像光学系によれば、フッ化物により構成される第１透過光学部材と、フッ化物と異なる分散を持つ第２透過光学部材との組み合わせを少なくとも３つ備えているため、例えば、ｊ線（３１３ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）及びｈ線（４０４ｎｍ）の波長域の光による倍率色収差及び軸上色収差を良好に補正することができる。
【００２１】
この発明の露光装置によれば、投影光学系が色収差の補正範囲を変更する変更手段を備えているため、異なる露光波長域の光に対する倍率色収差及び軸上色収差を良好に補正することができる。従って、照明光の波長の切替えに対応して、高解像度を重視した露光及び高スループットを重視した露光の双方を良好に行うことができる。
【００２２】
この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、投影光学系の色収差の補正範囲を変更することができるため、異なる露光波長域の光による倍率色収差及び軸上色収差を適宜良好に補正することができる。従って、照明光の波長の切替えに対応して、色収差の補正が行われた状態で高解像度を重視した露光または高スループットを重視した露光の双方を良好に行うことができ、良好なマイクロデバイスを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る露光装置について詳細に説明する。図１は、第１の実施の形態に係る露光装置の全体の概要構成を示す斜視図である。第１の実施の形態においては、複数の反射屈折型の投影光学ユニットＰＬ１，ＰＬ３〜ＰＬ５及び図示しない投影光学ユニット（以下、投影光学ユニットＰＬ２という。）からなる投影光学系ＰＬに対してマスク（第１面）Ｍと感光性基板としてのプレート（第２面）Ｐとを相対的に移動させつつマスクＭに形成された液晶表示素子のパターンＤＰ（図２参照）の像をプレートＰ上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明する。
【００２４】
なお、以下の説明においては、各図中に示したＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がプレートＰに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がプレートＰに対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。また、本実施の形態ではマスクＭ及びプレートＰを移動させる方向(走査方向)をＸ軸方向に設定している。
【００２５】
本実施の形態の露光装置は、マスクステージＭＳ（図２参照）上においてマスクホルダ(不図示)を介してＸＹ平面に平行に支持されたマスクＭを均一に照明するための照明光学系ＩＬを備えている。図２は、照明光学系ＩＬの構成を示す図であり、図１に示した部材と同一の部材には同一の符号を付している。図１及び図２に示すように、照明光学系ＩＬは、例えば水銀ランプ又は超高圧水銀ランプからなる光源１を備えている。光源１は楕円鏡２の第１焦点位置に配置されているため、光源１から射出された照明光束は、ダイクロイックミラー３を介して、楕円鏡２の第２焦点位置に光源像を形成する。
【００２６】
なお、本実施の形態では、光源１から射出された光が楕円鏡２の内面に形成された反射膜及びダイクロイックミラー３で反射されることにより、図３のグラフに示すように、ｇ線(４３５ｎｍ)の光、ｈ線(４０４ｎｍ)の光、ｉ線(３６５ｎｍ)の光、及びｊ線（３１３ｎｍ）の光を含む３００ｎｍ以上の波長域の光による光源像が楕円鏡２の第２焦点位置に形成される。つまり、ｇ線、ｈ線、ｉ線、及びｊ線を含む波長域以外の露光する上で不必要となる成分は楕円鏡２及びダイクロイックミラー３で反射される際に除去される。
【００２７】
楕円鏡２の第２焦点位置にはシャッタ４が配置されている。シャッタ４は、光軸ＡＸ１に対して斜めに配置された開口板４ａ（図２参照）と開口板４ａに形成された開口を遮蔽又は開放する遮蔽板４ｂ（図２参照）とから構成される。シャッタ４を楕円鏡２の第２焦点位置に配置するのは、光源１から射出された照明光束が集束されているため遮蔽板４ｂの少ない移動量で開口板４ａに形成された開口を遮蔽することができるとともに、開口を通過する照明光束の光量を急激に可変させてることによりパルス状の照明光束を得るためである。
【００２８】
楕円鏡２の第２焦点位置に形成された光源像からの発散光束は、コリメートレンズ５によってほぼ平行光束に変換されて、波長選択フィルタ（切替手段）６ａまたは波長選択フィルタ６ｂに入射する。波長選択フィルタ６ａはｉ線及びｊ線を含む波長域の光束のみを透過させるものであり、波長選択フィルタ６ｂはｈ線及びｉ線を含む波長域の光束のみを透過させるものである。波長選択フィルタ６ａ，６ｂは、光源１とマスクＭとの間の光路中に挿脱可能に構成されている。即ち、波長選択フィルタ６ａまたは波長選択フィルタ６ｂの光源１とマスクＭとの間の光路中への挿脱は、図２中の主制御系２０が駆動装置２１を制御することによって行われる。
【００２９】
波長選択フィルタ６ａまたは波長選択フィルタ６ｂを通過した光はリレーレンズ８を介して再び結像する。この結像位置の近傍にはライトガイド９の入射端９ａが配置されている。ライトガイド９は、例えば多数のファイバ素線をランダムに束ねて構成されたランダムライトガイドファイバであって、光源１の数(図１では１つ)と同じ数の入射端９ａと、投影光学系ＰＬを構成する投影光学ユニット（ＰＬ１〜ＰＬ５）の数(図１では５つ)と同じ数の射出端、即ち射出端９ｂ及び他の４つの射出端(図２では射出端９ｂだけを示す)とを備えている。こうして、ライトガイド９の入射端９ａへ入射した光は、その内部を伝播した後、射出端９ｂ及び他の４つの射出端から分割されて射出される。なお、１つの光源１のみでは光量が不足する場合には、複数の光源を設けるとともに、各光源に対して、設けられた複数の入射端を有し、各々の入射端から入射した光をほぼ同じ光量に分割して各射出端から射出するライトガイドを設けることが好ましい。
【００３０】
図２に示すように、ライトガイド９の入射端９ａには、連続的に位置を可変することができるように構成されたブレード１０が配置されている。このブレード１０は、ライトガイド９の入射端９ａの一部を遮光することによって、ライトガイド９の射出端９ｂ及び他の４つの射出端の各々から射出される光の強度を連続的に可変するためのものである。ブレード１０のライトガイド９の入射端９ａに対する遮光量の制御は、図２中の主制御系２０が駆動装置１９を制御することによって行われる。
【００３１】
ライトガイド９の射出端９ｂとマスクＭとの間には、コリメートレンズ１１ｂ、フライアイ・インテグレータ１２ｂ、開口絞り１３ｂ(図１では図示省略)、ビームスプリッタ１４ｂ(図１では図示省略)、及びコンデンサレンズ系１５ｂが順に配置されている。同様に、ライトガイド９の他の４つの射出端とマスクＭとの間には、コリメートレンズ、フライアイ・インテグレ一夕、開口絞り、ビームスプリッタ、及びコンデンサレンズ系がそれぞれ順に配置されている。
【００３２】
なお、ここでは、説明の簡単化のために、ライトガイド９の各射出端とマスクＭとの間に設けられる光学部材の構成を、ライトガイド９の射出端９ｂとマスクＭとの間に設けられたコリメートレンズ１１ｂ、フライアイ・インテグレータ１２ｂ、開口絞り１３ｂ、ビームスプリッタ１４ｂ、及びコンデンサレンズ系１５ｂに代表させて説明する。
【００３３】
ライトガイド９の射出端９ｂから射出された発散光束は、コリメートレンズ１１ｂによりほぼ平行な光束に変換された後、フライアイ・インテグレータ１２ｂに入射する。フライアイ・インテグレータ１２ｂは、多数の正レンズエレメントをその中心軸線が光軸ＡＸ２に沿って延びるように縦横に且つ稠密に配列することによって構成されている。従って、フライアイ・インテグレータ１２ｂに入射した光束は、多数のレンズエレメントにより波面分割され、その後側焦点面(即ち、射出面の近傍)にレンズエレメントの数と同数の光源像からなる二次光源を形成する。即ち、フライアイ・インテグレータ１２ｂの後側焦点面には、実質的な面光源が形成される。
【００３４】
フライアイ・インテグレータ１２ｂの後側焦点面に形成された多数の二次光源からの光束は、フライアイ・インテグレータ１２ｂの後側焦点面の近傍に配置された開口絞り１３ｂにより制限された後、ビームスプリッタ１４ｂを介して、コンデンサレンズ系１５ｂに入射する。なお、開口絞り１３ｂは、対応する投影光学ユニットＰＬ１の瞳面と光学的にほぼ共役な位置に配置され、照明に寄与する二次光源の範囲を規定するための可変開口部を有する。開口絞り１３ｂは、この可変開口部の開口径を変化させることにより、照明条件を決定するσ値(投影光学系ＰＬを構成する投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の瞳面の開口径に対するその瞳面上での二次光源像の開口径の比)を所望の値に設定する。
【００３５】
コンデンサレンズ系１５ｂを介した光束は、パターンＤＰが形成されたマスクＭを重量的に照明する。なお、ライトガイド９の他の４つの射出端から射出された発散光束も同様に、コリメートレンズ、フライアイ・インテグレータ、開口絞り、ビームスプリッタ、及びコンデンサレンズ系を順に介してマスクＭを重畳的にそれぞれ照射する。即ち、照明光学系ＩＬは、マスクＭ上においてＹ軸方向に並んだ複数(図１では合計で５つ)の台形状の領域（照明視野）を照明する。なお、照明光学系ＩＬが備える光源としては、紫外線放射タイプのＬＥＤやＬＤであってもよい。
【００３６】
一方、照明光学系ＩＬに設けられる上記ビームスプリッタ１４ｂを介した光は、図２に示すように、集光レンズ１６ｂを介して光電変換素子よりなるインテグレータセンサ１７ｂで受光される。このインテグレ一夕センサ１７ｂの光電変換信号が、不図示のピークホールド回路及びＡ/Ｄ変換器を介して主制御系２０に供給される。インテグレータセンサ１７ｂの出力と、プレートＰの表面上に照射される光の単位面積当たりのエネルギ(露光量)との相関係数は予め求められて主制御系２０内に記憶されている。
【００３７】
主制御系２０は、プレートＰが載置されるプレートステージ及びマスクＭが載置されるマスクステージＭＳを制御する不図示のステージコントローラからのステージ系の動作情報に同期してシャッタ４の開閉動作を制御するとともに、インテグレータセン１７ｂから出力される光電変換信号に応じて駆動装置１９に対して制御信号を出力し、マスクＭに照明光学系ＩＬからの照明光を照射するタイミング及び照明光の強度を制御する。
【００３８】
マスクＭ上の各照明領域からの光は、各照明領域に対応するようにＹ軸方向に沿って配列された複数(図１では合計で５つ)の投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５からなる投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬを介した光は、図示しないプレートステージ上において、図示しないプレートホルダを介してＸＹ平面に平行に支持されたプレートＰ上にパターンＤＰの像を形成する。即ち、上述したように、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５は、等倍正立系として構成されているので、プレートＰ上において各照明領域に対応するようにＹ軸方向に並んだ台形状の露光領域には、パターンＤＰの等倍正立像が形成される。
【００３９】
図１に戻り、前述したマスクステージＭＳには、マスクステージＭＳを走査方向であるＸ軸方向に沿って移動させるための長いストロークを有する走査駆動系（不図示）が設けられている。また、マスクステージＭＳを走査直行方向であるＹ軸方向に沿って微小量だけ移動させるとともにＺ軸廻りに微小量がけ回転させるための一対のアライメント駆動系（不図示）が設けられている。そして、マスクステージＭＳの位置座標が移動鏡２５を用いたレーザ干渉計（不図示）によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。更に、マスクステージＭＳは、Ｚ方向の位置が可変に構成されている。
【００４０】
同様の駆動系が、プレートステージにも設けられている。即ち、プレートステージを走査方向であるＸ軸方向に沿って移動させるための長いストロークを有する走査駆動系（不図示）、プレートステージを走査直交方向であるＹ軸方向に沿って微小量だけ移動させるとともにＺ軸廻りに微小量がけ回転させるための一対のアライメント駆動系（不図示）が設けられている。そして、プレートステージの位置座標が移動鏡２６を用いたレーザ干渉計（不図示）によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。プレートステージもマスクステージＭＳと同様にＺ方向に移動可能に構成されている。マスクステージＭＳ及びプレートステージのＺ方向の位置は、主制御系２０によって制御される。
【００４１】
上述の投影光学ユニットＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５は、走査方向と直交する方向に所定間隔をもって第１列として配置されている。また、投影光学ユニットＰＬ２、ＰＬ４も同様に走査方向と直交する方向に所定間隔をもって第２列として配置されている。第１列の投影光学ユニットと第２列の投影光学ユニットとの間には、プレートＰの位置合わせを行うためのオフアクシスのアライメント系５２、及びマスクＭやプレートＰのフォーカスを合わせるためのオートフォーカス系５４が配置されている。
【００４２】
また、プレートステージ上に投影光学系ＰＬを介してプレートＰ上に照射される光の照度を測定するための照度測定部２９が設けられており、またプレートＰ上に照射される光（像）の空間分布を計測するための空間像計測装置２４が設けられている。
【００４３】
図４は、本発明の実施の形態にかかる投影光学ユニットＰＬ１の構成を示す図である。なお、投影光学ユニットＰＬ２〜ＰＬ５の構成は投影光学ユニットＰＬ１の構成と同一である。図示の投影光学ユニットＰＬ１は、マスクＭからの光に基づいてマスクパターンの一次像を形成する第１結像光学系Ｋ１と、この一次像からの光に基づいてマスクパターンの正立正像をプレート（ガラス基板）Ｐ上に形成する第２結像光学系Ｋ２とを有する。なお、第２結像光学系Ｋ２の構成は第１結像光学系Ｋ１の構成と同一である。
【００４４】
第１結像光学系Ｋ１は、図４に示すように、後述する平行平面板４０から射出されたマスクＭから−Ｚ方向に沿って入射する光を＋Ｘ方向に反射するようにマスク面（ＸＹ平面）に対して４５°の角度で斜設された第１反射面Ｐ１ｒを備えている。また、第１結像光学系Ｋ１は、第１反射面Ｐ１ｒ側から順に、蛍石（フッ化物）により構成された両凸レンズ（第１透過光学部材）Ｇ１、石英（第１透過光学部材とは異なる分散を有する）により構成された両凹レンズ（第２透過光学部材）Ｇ２、蛍石により構成され両凸レンズ（第１透過光学部材）Ｇ３、石英により構成され第１反射面Ｐｌｒ側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（第２透過光学部材）Ｇ４、蛍石により構成された両凸レンズＧ５、蛍石により構成された第１反射面Ｐｌｒ側に凹面を向けた正メニスカスレンズＧ６、蛍石により構成され第１反射面Ｐｌｒ側に凹面を向けた正メニスカスレンズ（第１透過光学部材）Ｇ７、石英により構成され第１反射面Ｐｌｒ側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（第２透過光学部材）Ｇ８、第１反射面Ｐｌｒ側に凸面を向けた第１凸面反射鏡Ｍ１を備えている。さらに、第１結像光学系Ｋ１は、両凸レンズＧ１から−Ｘ方向に沿って入射する光を−Ｚ方向に反射するようにマスクＭ面（ＸＹ平面）に対して４５°の角度で斜設された第２反射面Ｐ２ｒを備えている。
【００４５】
第１結像光学系Ｋ１を構成する両凸レンズＧ１（蛍石）と両凸レンズＧ１に隣接して設けられた両凹レンズＧ２（石英）との組み合わせ、両凸レンズＧ３（蛍石）と両凸レンズＧ３に隣接して設けられた負メニスカスレンズＧ４（石英）との組み合わせ、正メニスカスレンズＧ７（蛍石）と正メニスカスレンズＧ７に隣接して設けられた負メニスカスレンズＧ８（石英）との組み合わせは、投影光学ユニットＰＬ１の色収差の補正に寄与している。両凸レンズＧ１と両凹レンズＧ２との組み合わせ、及び両凸レンズＧ３と負メニスカスレンズＧ４との組み合わせは主に投影光学ユニットＰＬ１の倍率色収差の補正に寄与し、パターン像の像高が低い部分から高い部分にしたがって両凸レンズＧ１、両凹レンズＧ２、両凸レンズＧ３、負メニスカスレンズＧ４による投影光学ユニットＰＬ１の色収差の補正のされ方が大きくなる。正メニスカスレンズＧ７と負メニスカスレンズＧ８との組み合わせは主に投影光学ユニットＰＬ１の軸上色収差の補正に寄与し、パターン像のすべての像高に対して一様に投影光学ユニットＰＬ１の色収差の補正を行う。
【００４６】
また、マスクパターンの一次像の形成位置の近傍には、プレートＰ上における投影光学ユニットＰＬ１の投影領域（露光領域）を規定する視野絞りＦＳが設けられている。また、投影光学ユニットＰＬ１は、マスクＭと第１結像光学系Ｋ１との間に平行平面板（変更手段）４０、第１結像光学系Ｋ１と視野絞りＦＳとの間に平行平面板（変更手段）４２、視野絞りＦＳと第２結像光学系Ｋ２との間に平行平面板（変更手段）４４、第２結像光学系Ｋ２とプレートＰとの間に平行平面板４６を備えている。
【００４７】
平行平面板４０，４２，４４，４６は、マスクＭとプレートＰとの間の光路中に挿脱可能に配置されている。平行平面板４０，４２，４４，４６をマスクＭとプレートＰとの間の光路中に配置することにより、ｊ線（３１３ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）の波長域を含む光による投影光学ユニットＰＬ１の色収差（倍率色収差、軸上色収差）が良好に補正された状態になる。また、平行平面板４０，４２，４４，４６をマスクＭとプレートＰとの間の光路中から退避させることにより、ｉ線及びｈ線（４０４ｎｍ）の波長域を含む光による投影光学ユニットＰＬ１の色収差が良好に補正された状態になる。
【００４８】
マスクＭ上の投影光学ユニットＰＬ１に対応した照明領域からの光は、平行平面板４０を通過して、第１反射面Ｐ１ｒに−Ｚ方向に沿って入射し、＋Ｘ方向に反射されて、両凸レンズＧ１、両凹レンズＧ２、両凸レンズＧ３、負メニスカスレンズＧ４、両凸レンズＧ５、正メニスカスレンズＧ６、正メニスカスレンズＧ７、負メニスカスレンズＧ８を順次通過する。負メニスカスレンズＧ８を通過した光は、第１凸面反射鏡Ｍ１により反射され、−Ｘ方向に沿って進行し、負メニスカスレンズＧ８、正メニスカスレンズＧ７、正メニスカスレンズＧ６、両凸レンズＧ５、負メニスカスレンズＧ４、両凸レンズＧ３、両凹レンズＧ２、両凸レンズＧ１を順次通過する。両凸レンズＧ１を通過した光は、第２反射面Ｐ２ｒにより反射され平行平面板４２を通過する。
【００４９】
平行平面板４２を通過した光は、視野絞りＦＳの近傍にマスクパターンの一次像を形成し、平行平面板４４を通過し、第１結像光学系Ｋ１と同様の構成を有する第２結像光学系Ｋ２を通過する。第２結像光学系Ｋ２を通過し、−Ｚ方向に沿って進行する光は、平行平面板４６を通過し、プレートＰ上において対応する露光領域にマスクパターンの二次像を形成する。ここで、二次像のＸ方向における横倍率およびＹ方向における横倍率はともに＋１倍である。すなわち、投影光学ユニットＰＬ１を介してプレートＰ上に形成されるマスクパターン像は等倍の正立正像であり、投影光学系ＰＬは等倍正立系を構成している。
【００５０】
図５は、投影光学ユニットＰＬ１のシステム構成図である。なお、投影光学ユニットＰＬ２〜ＰＬ５のシステム構成はＰＬ１のシステム構成と同一である。主制御系２０は、図５に示すように、第１駆動部３０を制御して平行平面板４０をマスクＭとプレートＰとの間の光路外から光路中に挿入し、または光路中から光路外に退避させる。また、第２駆動部３２、第３駆動部３４，第４駆動部３６のそれぞれを制御して、平行平面板４２、４４，４６のそれぞれをマスクＭとプレートＰとの間の光路外から光路中に挿入し、または光路中から光路外に退避させる。平行平面板４０，４２，４４，４６をマスクＭとプレートＰとの間の光路中に対して挿脱させることにより、投影光学ユニットＰＬ１の色収差の補正範囲を変更することができる。
【００５１】
主制御系２０は、パワー重視（高スループット重視）の露光、即ち高解像度を必要としないパターンの露光を行うパワーモードにより露光を行う際に、ｊ線よりも長波長ではあるが高いパワーを有するｈ線，ｉ線の波長域の光（図３参照）により露光を行うように駆動装置２１に対して制御信号を出力する。駆動装置２１は、主制御系２０からの制御信号に基づいて、ｈ線，ｉ線の波長域を含む光のみを通過させる波長選択フィルタ６ｂを光源１とマスクＭとの間の光路中に配置する。また、主制御系２０は第１駆動部３０，第２駆動部３２、第３駆動部３４，第４駆動部３６に対して制御信号を出力する。第１駆動部３０、第２駆動部３２、第３駆動部３４，第４駆動部３６のそれぞれは、主制御系２０からの制御信号に基づいて、平行平面板４０，４２，４４，４６のそれぞれをマスクＭとプレートＰとの間の光路外に退避させる。
【００５２】
一方、主制御系２０は、高解像重視の露光、即ち高パワー（高スループット）よりも高解像度を必要とする超微細パターンの露光を行う高解像モードにより露光を行う際に、ｉ線と、ｈ線よりも低いパワーではあるが短波長であるｊ線の波長域の光（図３参照）により露光を行うように駆動装置２１に対して制御信号を出力する。駆動装置２１は、主制御系２０からの制御信号に基づいて、ｉ線，ｊ線の波長域を含む光のみを通過させる波長選択フィルタ６ａを光源１とマスクＭとの間の光路中に配置する。また、主制御系２０は第１駆動部３０，第２駆動部３２、第３駆動部３４，第４駆動部３６に対して制御信号を出力し、第１駆動部３０、第２駆動部３２、第３駆動部３４，第４駆動部３６のそれぞれは、主制御系２０からの制御信号に基づいて、平行平面板４０，４２，４４，４６のそれぞれをマスクＭとプレートＰとの間の光路中に配置する。
【００５３】
次に、図６に示すフローチャートを参照して、この第１の実施の形態にかかる投影露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法について説明する。なお、この第１の実施の形態にかかるマイクロデバイスの製造方法においては、プレート（ガラス基板）Ｐ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製造する方法について説明を行なう。また、この第１の実施の形態にかかるマイクロデバイスの製造方法においては、下のレイヤのパターンをプレートＰ上に形成し、下のレイヤのパターンが形成されたプレートＰ上に上のレイヤのパターンを重ねて形成する重ね合わせ露光を行なう。即ち、高解像度を必要としないややラフなパターンの露光（下のレイヤの露光）を行なった後に、高解像を必要とする超微細なパターンの露光（上のレイヤの露光）を行なう。
【００５４】
まず、高スループットで露光を行うために、露光光のパワーを重視したパワーモードにより露光を行う。主制御系２０は、ｊ線よりも長波長ではあるが高いパワーを有するｈ線，ｉ線の波長域の光（図３参照）により露光を行うように駆動装置２１に対して制御信号を出力し、駆動装置２１を駆動させることによりｈ線，ｉ線の波長域を含む光のみを通過させる波長選択フィルタ６ｂを光源１とマスクＭとの間の光路中に配置させる。また、主制御系２０は、各投影光学ユニット（ＰＬ１〜ＰＬ５）における第１駆動部３０，第２駆動部３２、第３駆動部３４，及び第４駆動部３６に対して制御信号を出力し、第１駆動部３０、第２駆動部３２、第３駆動部３４，及び第４駆動部３６のそれぞれを駆動させることにより平行平面板４０，４２，４４，４６（投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５のそれぞれが備える４つの平行平面板）のそれぞれをマスクＭとプレートＰとの間の光路外に退避させる（ステップＳ１０）。
【００５５】
これにより、マスクＭのややラフなパターンがｈ線，ｉ線の波長域を含む光である照明光により照明され（ステップＳ１１、照明工程）、マスクＭのややラフなパターンの像がプレートＰ上に投影され（ステップＳ１２、投影工程）、プレートＰ上に露光される（ステップＳ１３、パワー露光工程）。
【００５６】
次に、ステップＳ１３においてマスクＭのパターンが露光されたプレートＰの現像を行うためにプレートＰを現像装置に搬送し、現像装置においてプレートＰの現像が行われる（ステップＳ１４、現像工程）。その後、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りプレートＰ上に下のレイヤのパターンが形成される。次に、下のレイヤのパターンが形成されたプレートＰを塗布装置に搬送し、塗布装置において新たなレジストが塗布され、新たなレジストが塗布されたたプレートＰを塗布装置からこの実施の形態にかかる投影露光装置に搬送する。
【００５７】
次に、高解像度を必要とする超微細なパターンの露光を行う。この場合には、高解像度で露光を行うために、露光光のパワーを重視しない高解像モードにより露光を行う。従って、主制御系２０は、照明光の波長の切替えを行う（ステップＳ１５）。即ち、主制御系２０は、ｉ線と、ｈ線よりも相対的に低いパワーではあるが短波長であるｊ線の波長域を含む光（図３参照）により露光を行うように駆動装置２１に対して制御信号を出力し、駆動装置２１を駆動させることにより波長選択フィルタ６ｂを光源１とマスクＭとの間の光路中から光路外に退避させ、ｉ線，ｊ線の波長域を含む光のみを通過させる波長選択フィルタ６ａを光源１とマスクＭとの間の光路中に挿入する（切替工程）。
【００５８】
次に、主制御系２０は、ステップＳ１５において切替えられた照明光の波長（ｉ線，ｊ線）に応じて投影光学系ＰＬ（投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５）の色収差の補正範囲を変更する（ステップＳ１６）。即ち、主制御系２０は、各投影光学ユニット（ＰＬ１〜ＰＬ５）における第１駆動部３０，第２駆動部３２、第３駆動部３４，及び第４駆動部３６のそれぞれを駆動させることにより４つの平行平面板４０，４２，４４，４６のそれぞれをマスクＭとプレートＰとの間の光路外から光路中に移動させる（変更工程）。この変更工程が行われる前ではｉ線及びｈ線の波長域を含む光に対する投影光学系ＰＬ（投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５）の色収差が補正された状態であったが、この変更工程が行われることによりｊ線及びｉ線の波長域を含む光に対する投影光学系ＰＬ（投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５）の色収差（倍率色収差、軸上色収差）が良好に補正された状態となる。
【００５９】
これにより、マスクＭの超微細なパターンがｉ線，ｊ線の波長域を含む光である照明光により照明され（ステップＳ１７、照明工程）、マスクＭの超微細なパターンの像がプレートＰ上に投影され（ステップＳ１８、投影工程）、プレートＰ上に露光される（ステップＳ１９、高解像露光工程）。次に、ステップＳ１９においてマスクＭのパターンが露光されたプレートＰの現像を行うためにプレートＰを現像装置に搬送し、現像装置においてプレートＰの現像が行われる（ステップＳ２０、現像工程）。その後、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りプレートＰ上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程へ移行する。
【００６０】
即ち、カラーフィルタ形成工程では、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を形成する。そして、カラーフィルタ形成工程の後に、セル組み立て工程が実行される。セル組み立て工程では、この実施の形態にかかる投影露光装置により露光されたパターンを有するプレートＰ、およびカラーフィルタ形成工程にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程では、例えば、所定のパターンを有するプレートＰとカラーフィルタ形成工程にて得られたカラーフィルタ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。
【００６１】
その後、モジュール組み立て工程が実行される。モジュール組み立て工程では、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を形成する。上述のマイクロデバイス（液晶表示素子）の製造方法によれば、投影光学系の色収差が良好に補正されている状態で高解像度を重視した露光及び高スループットを重視した露光の双方を行うことができ、良好な液晶表示素子を得ることができる。
【００６２】
なお、ステップＳ１４における現像工程は、高解像を重視した高解像モードによる露光の前に行われているが、パワーモードによる露光及び高解像モードによる露光が行われた後に行われるようにしてもよい。即ち、ステップＳ１４における現像工程を省略してもよい。
【００６３】
この第１の実施の形態にかかる投影光学系（結像光学系）によれば、蛍石（フッ化物）により構成される光学部材と石英（フッ化物と異なる分散を持つ）により構成される光学部材とが隣接して設けられている組み合わせを３つ備える第１結像光学系及び第２結像光学系を備えているため、異なる露光波長域（例えば、ｊ線とｉ線とを含む第１露光波長域とｉ線とｈ線とを含む第２露光波長域）の光に対する倍率色収差及び軸上色収差を４つの平行平面板等の挿脱（変更手段）による切り換えによって良好に補正することができる。
【００６４】
また、この第１の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、異なる露光波長域を含む光に対する倍率色収差及び軸上色収差を交換手段による切り換えにより良好に補正できる投影光学系を備えているため、波長選択フィルタを切替えることによる照明光の波長の切替えに対応して、例えばｊ線及びｉ線の波長域を含む照明光を用いた高解像度を重視した露光、及びｈ線及びｉ線の波長域を含む照明光を用いた高スループットを重視した露光の双方を良好に行うことができる。
【００６５】
なお、この第１の実施の形態においては、投影光学系ＰＬ内の５つの投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５を構成する２つの結像光学系Ｋ１，Ｋ２は、第１透過光学部材としての蛍石で構成されるレンズと、この第１透過光学部材に隣接して配置された第２透過光学部材としての石英で構成されるレンズとの組み合わせをそれぞれ３組備えているが、４組以上備える構成とすることも可能である。この場合、投影光学系ＰＬ内の各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５を構成する２つの結像光学系Ｋ１，Ｋ２の色収差を補正できる波長域より一層広い波長域の色収差を補正することができる。
【００６６】
また、本発明では、第１透過光学部材を蛍石で構成することに限らず、フッ化物で構成しても良い。また、本発明では、第２透過光学部材を石英で構成することに限らず、フッ化物とは異なる分散を持つ光学部材で構成しても良い。
【００６７】
このように、本発明では、投影光学系または結像光学系において、フッ化物で構成される第１透過光学部材と、この第１透過光学部材に隣接して配置された第１透過光学部材とは異なる分散を有する第２透過光学部材を３組備える構成とすることに限らず、４組以上備える構成とすることが可能である。
【００６８】
また、この第１の実施の形態においては、変更手段として平行平面板を備えているが、平行平面板以外のレンズ等の光学部材を備えるようにしてもよい。
【００６９】
また、この第１の実施の形態においては、変更手段として４つの平行平面板を備えているが、少なくとも１つの平行平面板を備えるようにすればよい。１つの平行平面板を備える場合には、この実施の形態にかかる４つの平行平面板の厚さを足し合わせた厚さの平行平面板を、マスクと第１結像光学系との間、第１結像光学系と視野絞りとの間、視野絞りと第２結像光学系との間、第２結像光学系とプレートとの間のいずれかに配置する。２つの平行平面板を備える場合には、２つの平行平面板の厚さを足し合わせた厚さが、この実施の形態にかかる４つの平行平面板の厚さを足し合わせた厚さと同一となる２つの平行平面板を、マスクと第１結像光学系との間、第１結像光学系と視野絞りとの間、視野絞りと第２結像光学系との間、第２結像光学系とプレートとの間の空間のいずれか１箇所にまとめて配置、またはこれら４つの空間のいずれか２箇所に分けて配置する。また、３つの平行平面板を備える場合には、３つの平行平面板の厚さを足し合わせた厚さが、この実施の形態にかかる４つの平行平面板の厚さを足し合わせた厚さと同一となる３つの平行平面板を、マスクと第１結像光学系との間、第１結像光学系と視野絞りとの間、視野絞りと第２結像光学系との間、第２結像光学系とプレートとの間の空間の１箇所にまとめて配置しても良く、あるいはこれら４つの空間の２箇所の一方に２つの平行平面板を配置し、他方に１つの平行平面板を配置しても良い。さらには、これら４つの空間の３箇所に平行平面板をそれぞれ配置しても良い。
【００７０】
なお、以上の複数の平行平面板を互いに等しい厚さとする必要はない。即ち、平行平面板全体として、色収差を補正し得る所定の光学的厚さを有していれば、互いに異なる厚さを持つ平行平面板の組み合わせとすることも可能であり、さらには、平行平面板の屈折率を互いに異ならせしめることも可能である。
【００７１】
次に、図面を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。なお、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置は、第１の実施の形態にかかる投影露光装置を構成する投影光学系ＰＬ（投影光学ユニットＰＬ１，ＰＬ３〜ＰＬ５及び図示しない投影光学ユニットＰＬ２）に代えて、図７に示す投影光学ユニットを５つ備えた投影光学系により構成されている。従って、第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。なお、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置の説明においては、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成には第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。
【００７２】
図７は、この第２の実施の形態にかかる投影光学系が備える１つの投影光学ユニット（以下、投影光学ユニットＰＬ１という。）の構成を示す図である。なお、投影光学系が備える他の４つの投影光学ユニット（以下、投影光学ユニットＰＬ２〜ＰＬ５という。）の構成は、図７に示す投影光学ユニットの構成と同一である。図示の投影光学ユニットは、マスクＭからの光に基づいてマスクパターンの一次像を形成する第１結像光学系Ｋ３と、この一次像からの光に基づいてマスクパターンの正立正像をプレート（ガラス基板）Ｐ上に形成する第２結像光学系Ｋ４とを有する。なお、第２結像光学系Ｋ４の構成は第１結像光学系Ｋ３の構成と同一である。
【００７３】
第１結像光学系Ｋ３は、図７に示すように、後述する平行平面板４０から射出されたマスクＭから−Ｚ方向に沿って入射する光を＋Ｘ方向に反射するようにマスク面（ＸＹ平面）に対して４５°の角度で斜設された第１反射面Ｐ３ｒを備えている。また、第１結像光学系Ｋ３は、第１反射面Ｐ３ｒ側から順に、蛍石（フッ化物）により構成された両凸レンズ（第１透過光学部材）Ｇ１１、石英（第１透過光学部材とは異なる分散を有する）により構成された両凹レンズ（第２透過光学部材）Ｇ１２、蛍石により構成された両凸レンズ（第１透過光学部材）Ｇ１３、石英により構成され第１反射面Ｐ３ｒ側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（第２透過光学部材）Ｇ１４、蛍石により構成された両凸レンズＧ１５、蛍石により構成され第１反射面Ｐ３ｒ側に凹面を向けた正メニスカスレンズ（第１透過光学部材）Ｇ１６、石英により構成され第１反射面Ｐ３ｒ側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（第２透過光学部材）Ｇ１７、石英により構成され第１反射面Ｐ３ｒ側に凹面を向けた正メニスカスレンズ（第２透過光学部材）Ｇ１８、蛍石により構成された両凹レンズ（第１透過光学部材）Ｇ１９、第１反射面Ｐ３ｒ側に凸面を向けた第１凸面反射鏡Ｍ２を備えている。さらに、第１結像光学系Ｋ３は、両凸レンズＧ１１から−Ｘ方向に沿って入射する光を−Ｚ方向に反射するようにマスクＭ面（ＸＹ平面）に対して４５°の角度で斜設された第２反射面Ｐ４ｒを備えている。
【００７４】
第１結像光学系Ｋ３を構成する両凸レンズＧ１１（蛍石）と両凸レンズＧ１１に隣接して設けられた両凹レンズＧ１２（石英）との組み合わせ、両凸レンズＧ１３（蛍石）と両凸レンズＧ１３に隣接して設けられた負メニスカスレンズＧ１４（石英）との組み合わせ、正メニスカスレンズＧ１６（蛍石）と正メニスカスレンズＧ１６に隣接して設けられた負メニスカスレンズＧ１７（石英）との組み合わせ、正メニスカスレンズＧ１８（石英）と正メニスカスレンズＧ１８に隣接して設けられた両凹レンズＧ１９（蛍石）との組み合わせは、投影光学ユニットの色収差の補正に寄与している。両凸レンズＧ１１と両凹レンズＧ１２との組み合わせ、両凸レンズＧ１３と負メニスカスレンズＧ１４との組み合わせ、正メニスカスレンズＧ１６と負メニスカスレンズＧ１７との組み合わせは主に投影光学ユニットの倍率色収差の補正に寄与し、パターン像の像高が低い部分から高い部分にしたがって両凸レンズＧ１１、両凹レンズＧ１２、両凸レンズＧ１３、負メニスカスレンズＧ１４、正メニスカスレンズＧ１６、負メニスカスレンズＧ１７による投影光学ユニットの色収差の補正のされ方が大きくなる。正メニスカスレンズＧ１８と両凹レンズＧ１９との組み合わせは主に投影光学ユニットの軸上色収差の補正に寄与し、パターン像のすべての像高に対して一様に投影光学ユニットＰＬ１の色収差の補正を行う。即ち、ｊ線（３１３ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）及びｈ線（４０４ｎｍ）の波長域の光に対する投影光学ユニットの色収差（倍率色収差、軸上色収差）が良好に補正される。
【００７５】
また、マスクパターンの一次像の形成位置の近傍には、プレートＰ上における投影光学ユニットの投影領域（露光領域）を規定する視野絞りＦＳ２が設けられている。
【００７６】
また、投影光学ユニットＰＬ１は、マスクＭと第１結像光学系Ｋ３との間に平行平面板５０、第１結像光学系Ｋ３と視野絞りＦＳ２との間に平行平面板５２、視野絞りＦＳ２と第２結像光学系Ｋ４との間に平行平面板５４、第２結像光学系Ｋ４とプレートＰとの間に平行平面板５６を備えている。
【００７７】
ここで、上記４つの平行平面板（５０，５２，５４，５６）は、図４にて前述した第１の実施の形態とは異なり、後述する各露光モードへの切り替え時においても固設されているが、投影光学ユニットＰＬ１の光学調整をするように構成されても良い。例えば、国際特許公開ＷＯ／２０００／１９２６１にて開示されているように、上記４つの平行平面板（５０，５２，５４，５６）の少なくとも１つを一対の楔プリズムで構成し、この一対の楔プリズムを可動として平行平面全体の光学的厚さを変化させて可変投影光学ユニットのフォーカス補正（像面位置補正）を行ったり、あるいは、特開２００３−３０９０５３にて開示されているように、この一対の楔プリズムの少なくとも一方を回転させて、像面傾斜補正を行っても良い。さらに、上記４つの平行平面板（５０，５２，５４，５６）の少なくとも１つを結像光路を横切る面内に回転軸をもつように平行平面板を回転させて、像のシフト調整を行っても良く、さらには上記平行平面板の少なくとも１つに基板の伸縮等を補正する倍率調整機能を持たせることも可能である。この倍率を調整する場合には、例えば、平凹レンズと、この凹面とほぼ同一の曲率半径を持つ平凸レンズを有すると共に、平凹レンズの凹面と平凸レンズの凸面とを対向させて全体としてパワーを零とした構成として、平凹レンズと平凸レンズとの相対的間隔を変化させて倍率を調整することが可能である。
【００７８】
以上の４種の調整機構を複数組み合わせることは可能であり、図４を参照して前述した第１の実施の形態においても、上記の４種の調整機構の少なくとも１つを追加して、所望の光学調整を行うことができることは言うまでもない。
【００７９】
マスクＭ上の投影光学ユニットＰＬ１に対応した照明領域からの光は、平行平面板５０を通過して、第１反射面Ｐ３ｒに−Ｚ方向に沿って入射し、＋Ｘ方向に反射されて、両凸レンズＧ１１、両凹レンズＧ１２、両凸レンズＧ１３、負メニスカスレンズＧ１４、両凸レンズＧ１５、正メニスカスレンズＧ１６、負メニスカスレンズＧ１７、正メニスカスレンズＧ１８、両凹レンズＧ１９を順次通過する。両凹レンズＧ１９を通過した光は、第１凸面反射鏡Ｍ２により反射され、−Ｘ方向に沿って進行し両凹レンズＧ１９、正メニスカスレンズＧ１８、負メニスカスレンズＧ１７、正メニスカスレンズＧ１６、両凸レンズＧ１５、負メニスカスレンズＧ１４、両凸レンズＧ１３、両凹レンズＧ１２、両凸レンズＧ１１を順次通過する。両凸レンズＧ１１を通過した光は、第２反射面Ｐ４ｒにより反射され平行平面板５２を通過する。
【００８０】
平行平面板５２を通過した光は、視野絞りＦＳ２の近傍にマスクパターンの一次像を形成し、平行平面板５４を通過し、第１結像光学系Ｋ３と同様の構成を有する第２結像光学系Ｋ４を通過する。第２結像光学系Ｋ４を通過し、−Ｚ方向に沿って進行する光は、平行平面板５６を通過し、プレートＰ上において対応する露光領域にマスクパターンの二次像を形成する。ここで、二次像のＸ方向における横倍率およびＹ方向における横倍率はともに＋１倍である。すなわち、投影光学ユニットＰＬ１を介してプレートＰ上に形成されるマスクパターン像は等倍の正立正像であり、投影光学系ＰＬは等倍正立系を構成している。
【００８１】
主制御系２０は、パワー重視（高スループット重視）の露光、即ち高解像度を必要としないパターンの露光を行うパワーモードにより露光を行なう際に、ｊ線よりも長波長ではあるが高いパワーを有するｈ線，ｉ線の波長域の光（図３参照）により露光を行うように駆動装置２１に対して制御信号を出力する。駆動装置２１は、主制御系２０からの制御信号に基づいて、ｈ線，ｉ線の波長域を含む光のみを通過させる波長選択フィルタ６ｂを光源１とマスクＭとの間の光路中に配置する。また、主制御系２０は、高解像重視の露光、即ち高パワー（高スループット）よりも高解像度を必要とする超微細パターンの露光を行う高解像モードにより露光を行う際に、ｉ線と、ｈ線よりも低いパワーではあるが短波長であるｊ線の波長域の光（図３参照）により露光を行うように駆動装置２１に対して制御信号を出力する。駆動装置２１は、主制御系２０からの制御信号に基づいて、ｉ線，ｊ線の波長域を含む光のみを通過させる波長選択フィルタ６ａを光源１とマスクＭとの間の光路中に配置する。
【００８２】
次に、図８に示すフローチャートを参照して、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法について説明する。なお、この第２の実施の形態にかかるマイクロデバイスの製造方法においては、プレート（ガラス基板）Ｐ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製造する方法について説明を行なう。また、この第２の実施の形態にかかるマイクロデバイスの製造方法においては、下のレイヤのパターンをプレートＰ上に形成し、下のレイヤのパターンが形成されたプレートＰ上に上のレイヤのパターンを重ねて形成する重ね合わせ露光を行なう。即ち、高解像度を必要としないややラフなパターンの露光（下のレイヤの露光）を行なった後に、高解像を必要とする超微細なパターンの露光（上のレイヤの露光）を行なう。
【００８３】
まず、高スループットで露光を行うために、露光光のパワーを重視したパワーモードにより露光を行う。主制御系２０は、ｈ線，ｉ線の波長域の光により露光を行うように駆動装置２１に対して制御信号を出力し、駆動装置２１を駆動させることにより波長選択フィルタ６ｂを光源１とマスクＭとの間の光路中に配置させる（ステップＳ３０）。これにより、マスクＭのパターンが照明光により照明され（ステップＳ３１、照明工程）、マスクＭのパターンの像がプレートＰ上に投影され（ステップＳ３２、投影工程）、プレートＰ上に露光される（ステップＳ３３、パワー露光工程）。
【００８４】
次に、マスクＭのパターンが露光されたプレートＰの現像を行うためにプレートＰを現像装置に搬送し、現像装置においてプレートＰの現像が行われる（ステップＳ３４、現像工程）。その後、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りプレートＰ上に下のレイヤのパターンが形成される。次に、下のレイヤのパターンが形成されたプレートＰを塗布装置に搬送し、塗布装置において新たなレジストが塗布され、新たなレジストが塗布されたたプレートＰを塗布装置から投影露光装置に搬送する。
【００８５】
次に、露光光のパワーを重視しない高解像モードにより、高解像度を必要とする超微細なパターンの露光を行う。主制御系２０は、照明光の波長の切替えを行う（ステップＳ３５）。即ち、主制御系２０は、ｉ線とｊ線の波長域の光により露光を行うように駆動装置２１に対して制御信号を出力し、駆動装置２１を駆動させることにより波長選択フィルタ６ｂを光源１とマスクＭとの間の光路中から光路外に退避させ、波長選択フィルタ６ａを光源１とマスクＭとの間の光路中に挿入する（切替工程）。
【００８６】
これにより、マスクＭのパターンが照明光により照明され（ステップＳ３６、照明工程）、マスクＭのパターンの像がプレートＰ上に投影され（ステップＳ３７、投影工程）、プレートＰ上に露光される（ステップＳ３８、高解像露光工程）。次に、ステップＳ３８においてマスクＭのパターンが露光されたプレートＰの現像を行うためにプレートＰを現像装置に搬送し、現像装置においてプレートＰの現像が行われる（ステップＳ３９、現像工程）。その後、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りプレートＰ上に所定のパターンが形成される。そして、カラーフィルタ形成工程、セル組み立て工程、モジュール組み立て工程へ移行する。なお、カラーフィルタ形成工程、セル組み立て工程、モジュール組み立て工程は第１の実施の形態にかかるマイクロデバイスの製造方法におけるカラーフィルタ形成工程、セル組み立て工程、モジュール組み立て工程と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００８７】
カラーフィルタ形成工程、セル組み立て工程、モジュール組み立て工程を経ることにより液晶表示素子が形成される。上述のマイクロデバイス（液晶表示素子）の製造方法によれば、投影光学系の色収差が良好に補正されている状態で高解像度を重視した露光及び高スループットを重視した露光の双方を行うことができ、良好な液晶表示素子を得ることができる。
【００８８】
なお、ステップＳ３４における現像工程は、高解像を重視した高解像モードによる露光の前に行われているが、パワーモードによる露光及び高解像モードによる露光が行われた後に行われるようにしてもよい。即ち、ステップＳ３４における現像工程を省略してもよい。
【００８９】
この第２の実施の形態にかかる投影光学系（結像光学系）によれば、蛍石（フッ化物）により構成される光学部材と石英（フッ化物と異なる分散を持つ）により構成される光学部材とが隣接して設けられている組み合わせを４つ備える第１結像光学系及び第２結像光学系を備えているため、ｊ線、ｉ線及びｈ線の波長域の光による倍率色収差及び軸上色収差を良好に補正することができる。
【００９０】
また、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、投影光学系が第１結像光学系及び第２結像光学系を備えているため、ｊ線、ｉ線及びｈ線の波長域の光による倍率色収差及び軸上色収差が良好に補正された状態で露光を行うことができる。即ち、ｊ線及びｉ線の波長域を含む照明光を用いた高解像度を重視した露光、及びｈ線及びｉ線の波長域を含む照明光を用いた高スループットを重視した露光の双方を良好に行うことができる。
【００９１】
なお、この第２の実施の形態においては、第１結像光学系及び第２結像光学系が第１透過光学部材と、第１透過光学部材に隣接して設けられた第２透過光学部材との組み合わせを４つ備えているが、少なくとも３つ備えていればよい。また、第１透過光学部材が蛍石により構成されているが、蛍石以外のフッ化物により構成されるようにしてもよく、第２透過光学部材が石英により構成されているが、石英以外のフッ化物とは異なる分散を有する部材により構成されるようにしてもよい。
【００９２】
また、上述の各実施の形態にかかる投影露光装置においては、複数の反射屈折型投影光学ユニットを備えたステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置を用いているが、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置または直筒型投影光学ユニットを備えたステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置を用いてもよい。
【００９３】
また、上述の各実施の形態にかかる投影露光装置においては、露光光として使用する波長域の切替を波長選択フィルタを切り替えることにより行っているが、露光光として使用する波長域の光を射出する光源を複数備え、波長域の切替を光源を切り替えることにより行ってもよい。
【００９４】
また、上述の各実施の形態にかかるマイクロデバイスの製造方法においては、パワーモードによるパワー露光を行った後に高解像モードによる高解像露光を行っているが、高解像モードによる高解像露光を行った後にパワーモードによりパワー露光を行うようにしてもよい。
【００９５】
また、上述の各実施の形態にかかる投影露光装置においては、所望のパターンが形成されているマスクを使用しているが、ＤＭＤ（デジタル・マイクロデバイス）や液晶表示素子の表示装置をマスクとして使用し、表示装置にて表示させた所望のパターンを感光性基板としてのプレートに露光してもよいことは言うまでもない。
【実施例１】
【００９６】
実施例１にかかる結像光学系のレンズ構成は、図４に示す第１の実施の形態にかかる第１結像光学系Ｋ１のレンズ構成と同一であるため、実施例１にかかる結像光学系の説明には、第１の実施の形態にかかる第１結像光学系Ｋ１の説明で用いた符号を用いる。
【００９７】
実施例１では、露光波長として、ｊ線（λ＝３１３ｎｍ）、ｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、ｈ線（λ＝４０４ｎｍ）を使用している。〔表１〕に、実施例１の投影光学ユニットＰＬ１の諸元の値を掲げる。〔表１〕においては、第１カラムは面番号を示し、面番号は物体面（第１面）であるマスクＭ面から像面（第２面）であるプレートＰ面に向かって光線の進行する方向に沿ったマスクＭ側からの面の順序を示している。第２カラムは各面の曲率半径（ｍｍ）、第３カラムは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を示している。第４カラムはｊ線の光に対する屈折率、ｉ線の光に対する屈折率、ｈ線の光に対する屈折率を示している。第５カラムは有効径、第６カラムは光学部材の硝材を示している。なお、〔表１〕においては、光線の入射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。
【００９８】
【表１】
2006184709.tif 000003
【００９９】
この実施例１にかかる結像光学系よれば、ｊ線とｉ線との第１露光波長域の光による色収差とｉ線とｈ線との第２露光波長域の光による色収差とが４つの平行平面板の切り換えを行うことにより良好に補正されている。
【実施例２】
【０１００】
実施例２にかかる結像光学系のレンズ構成は、図７に示す第２の実施の形態にかかる第１結像光学系Ｋ３のレンズ構成と同一であるため、実施例２にかかる結像光学系の説明には、第２の実施の形態にかかる第１結像光学系Ｋ３の説明で用いた符号を用いる。
【０１０１】
実施例２では、露光波長として、ｊ線（λ＝３１３ｎｍ）、ｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、ｈ線（λ＝４０４ｎｍ）を使用している。〔表２〕に、実施例２の投影光学ユニットの諸元の値を掲げる。〔表２〕においては、第１カラムは面番号を示し、面番号は物体面（第１面）であるマスクＭ面から像面（第２面）であるプレートＰ面に向かって光線の進行する方向に沿ったマスクＭ側からの面の順序を示している。第２カラムは各面の曲率半径（ｍｍ）、第３カラムは各面の軸上間隔すなわち面間隔（ｍｍ）を示している。第４カラムは、ｊ線の光に対する屈折率、ｉ線の光に対する屈折率、ｈ線の光に対する屈折率を示している。第５カラムは有効径、第６カラムは光学部材の硝材を示している。なお、〔表２〕においては、光線の入射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。
【０１０２】
【表２】
2006184709.tif 000004
【０１０３】
この実施例２にかかる結像光学系よれば、ｊ線、ｉ線及びｈ線の波長域の光による色収差が良好に補正されている。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】第１の実施の形態にかかる投影露光装置の全体の概略構成を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる照明光学系の構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる光源から射出される光の波長における光強度を示すグラフである。
【図４】第１の実施の形態にかかる投影光学ユニットの構成を示す図である。
【図５】第１の実施の形態にかかる投影光学ユニットのシステム構成を示す図である。
【図６】第１の実施の形態にかかるマイクロデバイスの製造方法について説明するためのフローチャートである。
【図７】第２の実施の形態にかかる投影光学ユニットの構成を示す図である。
【図８】第２の実施の形態にかかるマイクロデバイスの製造方法について説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０５】
Ｍ…マスク、ＭＳ…マスクステージ、Ｐ…プレート、２０…主制御系、１９，２１…駆動装置、４０、４２，４４，４６，５０，５２，５４，５６…平行平面板、ＰＬ…投影光学系、ＰＬ１，ＰＬ３〜ＰＬ５…投影光学ユニット、Ｋ１，Ｋ３…第１結像光学系、Ｋ２，Ｋ４…第２結像光学系、ＦＳ，ＦＳ２…視野絞り。
【図１】
2006184709.tif 000005
【図２】
2006184709.tif 000006
【図３】
2006184709.tif 000007
【図４】
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【図５】
2006184709.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【図８】
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