(57)【要約】      （修正有）【課題】結像性能を向上させること【解決手段】  本発明にかかる投影光学系は、波長４００ｎｍ以下の照明光で照明された物体の像を形成する投影光学系であって、前記投影光学系は所定形状の波面収差を有し、該所定形状の波面収差は、前記所定形状の波面収差を所定の関数でフィッティングした後に残存する残渣成分の形状が所与の範囲内であることを特徴とする。【選択図】図１
2006078984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長４００ｎｍ以下の照明光で照明された物体の像を形成する投影光学系において、
前記投影光学系は所定形状の波面収差を有し、
該所定形状の波面収差は、前記所定形状の波面収差を所定の関数でフィッティングした後に残存する残渣成分の形状が所与の範囲内であることを特徴とする投影光学系。
【請求項２】
前記残渣成分の形状は、突起形状およびスジ形状のうちの少なくとも１つを有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。
【請求項３】
前記突起形状および前記スジ形状の波面収差の発生原因となる光学部材の面形状加工誤差、並びに前記突起形状および前記スジ形状の波面収差の発生原因となる前記光学部材の内部に存在する製造誤差を所定の範囲内に制限す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】
前記突起形状は、前記所定形状の波面収差の波面のＮＡに対する前記突起形状の底辺の大きさの比を縦方向についてＤViとし、前記所定形状の波面収差の波面のＮＡに対する前記突起形状の底辺の大きさの比を横方向についてＤHiとするとき、
（１）    １／１００ ≦ ＤVi ≦ １／１０，および
（２）    １／１００ ≦ ＤHi ≦ １／１０
を満足し、且つ前記照明光の波長をλとし、前記突起形状の高さをＴiとするとき、
（３）    λ／１００ ≦ Ｔi
を満足す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】
前記突起形状は、前記波面のＮＡに対する前記突起形状の底面の外接円の直径の比をＤiとするとき、
（４）    [Σ｛ Ｔi × Ｄi2 ｝2]1/2＜ ０．０００３５λ
を満足す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】
前記突起形状の波面収差の発生原因となる光学部材の面形状加工誤差並びに前記光学部材の内部に存在する屈折率不均一性を、前記条件式（４）を満足するように制限することを特徴とする請求項５に記載の投影光学系。
【請求項７】
前記スジ形状は、前記所定形状の波面収差の波面のＮＡに対する前記スジ形状の底辺のうちの短手方向の長さの比をＷjとするとき、
（５）    １／１００ ≦ Ｗj ≦ １／１０
を満足し、且つ前記照明光の波長をλとし、前記スジ形状の深さをＨjとするとき、
（６）    λ／１００ ≦ Ｈj
を満足することを特徴とする請求項２乃至６の何れか一項に記載の投影光学系。
【請求項８】
前記スジ形状は、前記所定形状の波面収差の波面のＮＡに対する前記スジ形状の底辺のうちの長手方向の長さの比をＬjとするとき、
（７）    [Σ｛２×Ｈj×Ｗj×Ｌj｝2]1/2 ＜ ０．０００３５λ
を満足することを特徴とする請求項７に記載の投影光学系。
【請求項９】
前記スジ形状の波面収差の発生原因となる光学部材の面形状加工誤差並びに前記光学部材の内部に存在する屈折率不均一性を、前記条件式（７）を満足するように制限することを特徴とする請求項８に記載の投影光学系。
【請求項１０】
前記突起形状および前記スジ形状は、前記波面のＮＡに対する前記突起形状の底面の外接円の直径の比をＤiとし、前記突起形状の高さをＴiとし、前記所定形状の波面収差の波面のＮＡに対する前記スジ形状の底辺のうちの長手方向の長さの比をＬjとし、前記所定形状の波面収差の波面のＮＡに対する前記スジ形状の底辺のうちの短手方向の長さの比をＷjとし、前記スジ形状の深さをＨjとし、前記照明光の波長をλとするとき、
（５）    １／１００ ≦ Ｗj ≦ １／１０
（６）    λ／１００ ≦ Ｈj
（８）    [Σ｛Ｔi×Ｄi2｝2]1/2＋[Σ｛２×Ｈj×Ｗj×Ｌj｝2]1/2 ＜0.00035λ
を満足することを特徴とする請求項４乃至９の何れか一項に記載の投影光学系。
【請求項１１】
前記突起形状および前記スジ形状の波面収差の発生原因となる光学部材の面形状加工誤差並びに前記光学部材の内部に存在する屈折率不均一性を、前記条件式（８）を満足するように制限することを特徴とする請求項１０に記載の投影光学系。
【請求項１２】
前記投影光学系は複数の光学部材を備え、
各々の光学部材における１以上の光学面についての設計値からの誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状が
（９）    [Σ｛ Ｔk ×（ Ｄk ／ ＰＳ ）2 ｝2]1/2 ＜ 0.00035λ
を満足することを特徴とする請求項３乃至１１の何れか一項に記載の投影光学系。
但し、Ｔkは前記突起形状の高さ、Ｄkは前記突起形状の底面の外接円の直径、ＰＳは前記物体上の所定の１点からの光束が前記光学部材に到達する際の領域の大きさ、λは前記照明光の波長であり、
前記突起形状は、前記突起形状の底辺の大きさの比を縦方向についてＤVkとし、横方向についてＤHkとするとき、
（１０）    ＰＳ／１００ ≦ ＤVk ≦ ＰＳ／１０
（１１）    ＰＳ／１００ ≦ ＤHk ≦ ＰＳ／１０，および
（１２）    λ／１００ ≦ Ｔk
を満足する。
【請求項１３】
前記投影光学系は複数の光学部材を備え、
各々の光学部材における１以上の光学面についての設計値からの誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在するスジ形状が
（１３）    [Σ｛２×Ｈl×Ｗl×Ｌl ／ＰＳ2 ｝2]1/2＜0.00035λ
を満足することを特徴とする請求項３乃至１２の何れか一項に記載の投影光学系。
但し、Ｈlはスジ形状の高さ、Ｗlはスジ形状の底面の幅、Ｌlはスジ形状の底面の長さ、ＰＳは前記物体上の所定の１点からの光束が前記光学部材に到達する際の領域の大きさ、λは前記照明光の波長であり、
前記スジ形状は、
（１４）    ＰＳ／１００ ≦ Ｗl ≦ ＰＳ／１０，および
（１５）    λ／１００ ≦ Ｈl
を満足する。
【請求項１４】
前記投影光学系は複数の光学部材を備え、
各々の光学部材における１以上の光学面についての設計値からの誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状およびスジ形状が
(16)  [Σ｛Tk×（Dk／PS）2｝2]1/2＋[Σ｛2×Hl×Wl×Ll／PS2｝2]1/2＜0.00035λ
を満足することを特徴とする請求項３乃至１３の何れか一項に記載の投影光学系。
但し、Ｔkは前記突起形状の高さ、Dkは前記突起形状の底面の外接円の直径、ＰＳは前記物体上の所定の１点からの光束が前記光学部材に到達する際の領域の大きさ、Ｈlはスジ形状の高さ、Ｗlはスジ形状の底面の幅、Ｌlはスジ形状の底面の長さ、ＰＳは前記物体上の所定の１点からの光束が前記光学部材に到達する際の領域の大きさ、λは前記照明光の波長であり、
前記突起形状は、前記突起形状の底辺の大きさの比を縦方向についてＤVkとし、横方向についてＤHkとするとき、
（１０）    ＰＳ／１００ ≦ ＤVk ≦ ＰＳ／１０
（１１）    ＰＳ／１００ ≦ ＤHk ≦ ＰＳ／１０，および
（１２）    λ／１００ ≦ Ｔk
を満足し、前記スジ形状は、
（１４）    ＰＳ／１００ ≦ Ｗl ≦ ＰＳ／１０，および
（１５）    λ／１００ ≦ Ｈl
を満足する。
【請求項１５】
前記投影光学系は複数の光学部材を備え、
各々の光学部材を形成する光透過材料における透過波面についての誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状が
（１７）  [Σ｛Ｔm×（Ｄm ／ ＰＤ ）2｝2]1/2 ＜ ０．０２６
を満足することを特徴とする請求項３乃至１４の何れか一項に記載の投影光学系。
但し、Ｔmは突起形状の高さ（nm）、Ｄmは突起形状の底面の外接円の直径、ＰＤは前記物体上の所定の１点からの光束が前記光学部材に到達する際の領域の大きさのうちの小さい方の大きさであり、
前記突起形状は、前記突起形状の底辺の大きさの比を縦方向についてＤVmとし、横方向についてＤHmとし、前記照明光の波長をλとするとき、
（１８）    ＰＤ／１００ ≦ ＤVm ≦ ＰＤ／１０
（１９）    ＰＤ／１００ ≦ ＤHm ≦ ＰＤ／１０，および
（２０）    λ／１００ ≦ Ｔm
を満足する。
【請求項１６】
前記投影光学系は複数の光学部材を備え、
各々の光学部材を形成する光透過材料における透過波面についての誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在するスジ形状が
（２１）    [Σ｛２×Ｈn×Ｗn×Ｌn ／ＰＤ2 ｝2]1/2 ＜ ０．０２６
を満足することを特徴とする請求項３乃至１５の何れか一項に記載の投影光学系。
但し、Ｈnはスジ形状の高さ（nm）、Ｗnはスジ形状の底面の幅、Ｌnはスジ形状の底面の長さ、ＰＤは前記物体上の所定の１点からの光束が前記光学部材に到達する際の領域の大きさのうちの小さい方の大きさであり、前記スジ形状は、
（２２）    ＰＤ／１００ ≦ Ｗn ≦ ＰＤ／１０
（２３）    λ／１００ ≦ Ｈn
を満足する。
【請求項１７】
前記投影光学系は複数の光学部材を備え、
各々の光学部材を形成する光透過材料における透過波面についての誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状およびスジ形状が
(24)  [Σ｛Ｔm×（Ｄm／ＰＤ）2｝2]1/2＋[Σ｛2×Ｈn×Ｗn×Ｌn／ＰＤ2｝2]1/2＜0.026
を満足することを特徴とする請求項３乃至１６の何れか一項に記載の投影光学系。
但し、Ｔmは突起形状の高さ（nm）、Ｄmは突起形状の底面の外接円の直径、Ｈnはスジ形状の高さ（nm）、Ｗnはスジ形状の底面の幅、Ｌnはスジ形状の底面の長さ、ＰＤは前記物体上の所定の１点からの光束が前記光学部材に到達する際の領域の大きさであり、
前記突起形状は、前記突起形状の底辺の大きさの比を縦方向についてＤVmとし、横方向についてＤHmとし、前記照明光の波長をλとするとき、
（１８）    ＰＤ／１００ ≦ ＤVm ≦ ＰＤ／１０
（１９）    ＰＤ／１００ ≦ ＤHm ≦ ＰＤ／１０，および
（２０）    λ／１００ ≦ Ｔm
を満足し、前記スジ形状は、
（２２）    ＰＤ／１００ ≦ Ｗn ≦ ＰＤ／１０，および
（２３）    λ／１００ ≦ Ｈn
を満足する。
【請求項１８】
前記所定の関数はツェルニケ関数であることを特徴とする請求項１乃至１７の何れか一項に記載の投影光学系。
【請求項１９】
所定のパターンを感光性基板上に投影する投影露光装置において、
請求項１乃至１８の何れか一項に記載の投影光学系を備えることを特徴とする投影露光装置。
【請求項２０】
所定のパターンを感光性基板上に投影する投影露光方法において、
請求項１乃至１８の何れか一項に記載の投影光学系を用いて前記所定のパターンを感光性基板上に投影することを特徴とする投影露光方法。
【請求項２１】
４００ｎｍ以下の波長の光で使用されるリソグラフィ用の光学部材において、
前記光学部材は１以上の光学面を備え、
前記光学面の設計値からの誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状が
（２５）    [Σ｛ Ｔk ×（ Ｄk ／ ３００ ）2 ｝2]1/2 ＜ ０．０００３５λ
を満足することを特徴とする光学部材。
但し、Ｔkは前記突起形状の高さ、Dkは前記突起形状の底面の外接円の直径、λは前記光の波長であり、
前記突起形状は、前記突起形状の底辺の大きさの比を縦方向についてＤVkとし、横方向についてＤHkとするとき、
（２６）    ３ ≦ ＤVk ≦ ３０
（２７）    ３ ≦ ＤHk ≦ ３０，および
（２８）    λ／１００ ≦ Ｔk
を満足する。
【請求項２２】
４００ｎｍ以下の波長の光で使用されるリソグラフィ用の光学部材において、
前記光学部材は１以上の光学面を備え、
前記光学面の設計値からの誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在するスジ形状が
（２９）    [Σ｛２×Ｈl×Ｗl×Ｌl ／３００2 ｝2]1/2＜０．０００３５λ
を満足することを特徴とする光学部材。
但し、Ｈlはスジ形状の高さ、Ｗlはスジ形状の底面の幅、Ｌlはスジ形状の底面の長さ、λは前記光の波長であり、
前記スジ形状は、
（３０）    ３ ≦ Ｗl ≦ ３０
（３１）    λ／１００ ≦ Ｈl，および
を満足する。
【請求項２３】
４００ｎｍ以下の波長の光で使用されるリソグラフィ用の光学部材において、
前記光学部材は１以上の光学面を備え、
前記光学面の設計値からの誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状およびスジ形状が
（３２）  [Σ｛Tk×（Dk／300）2｝2]1/2＋[Σ｛２×Hl×Wl×Ll/3002｝2]1/2＜0.00035λ
を満足することを特徴とする光学部材。
但し、Ｔkは前記突起形状の高さ、Dkは前記突起形状の底面の外接円の直径、Ｈlはスジ形状の高さ、Ｗlはスジ形状の底面の幅、Ｌlはスジ形状の底面の長さ、λは前記光の波長であり、
前記突起形状は、前記突起形状の底辺の大きさの比を縦方向についてＤVkとし、横方向についてＤHkとするとき、
（２６）    ３ ≦ ＤVk ≦ ３０
（２７）    ３ ≦ ＤHk ≦ ３０，および
（２８）    λ／１００ ≦ Ｔk
を満足し、前記スジ形状は、
（３０）    ３ ≦ Ｗl ≦ ３０，および
（３１）    λ／１００ ≦ Ｈl
を満足する。
【請求項２４】
４００ｎｍ以下の波長の光で使用されるリソグラフィ用の光学部材において、
前記光学部材を形成する光透過材料における透過波面についての誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状が
（３３）  [Σ｛Ｔm×（Ｄm ／ ３００ ）2｝2]1/2 ＜ ０．０２６
を満足することを特徴とする光学部材。
但し、Ｔmは突起形状の高さ（nm）、Ｄmは突起形状の底面の外接円の直径であり、
前記突起形状は、前記突起形状の底辺の大きさの比を縦方向についてＤVmとし、横方向についてＤHmとし、前記光の波長をλとするとき、
（３４）    ３ ≦ ＤVm ≦ ３０
（３５）    ３ ≦ ＤHm ≦ ３０，および
（３６）    λ／１００ ≦ Ｔm
を満足する。
【請求項２５】
４００ｎｍ以下の波長の光で使用されるリソグラフィ用の光学部材において、
前記光学部材を形成する光透過材料における透過波面についての誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在するスジ形状が
（３７）    [Σ｛２×Ｈn×Ｗn×Ｌn ／３００2 ｝2]1/2 ＜ ０．０２６
を満足することを特徴とする光学部材。
但し、Ｈnはスジ形状の高さ（nm）、Ｗnはスジ形状の底面の幅、Ｌnはスジ形状の底面の長さであり、前記スジ形状は、
（３８）    ３ ≦ Ｗn ≦ ３０
（３９）    λ／１００ ≦ Ｈn
を満足する。
【請求項２６】
４００ｎｍ以下の波長の光で使用されるリソグラフィ用の光学部材において、
前記光学部材を形成する光透過材料における透過波面についての誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状およびスジ形状が
（４０）  [Σ｛Ｔm×（Ｄm／300）2｝2]1/2＋[Σ｛２×Ｈn×Ｗn×Ｌn／3002｝2]1/2＜0.026
を満足することを特徴とする光学部材。
但し、Ｔmは突起形状の高さ（nm）、Ｄmは突起形状の底面の外接円の直径、Ｈnはスジ形状の高さ（nm）、Ｗnはスジ形状の底面の幅、Ｌnはスジ形状の底面の長さであり、
前記突起形状は、前記突起形状の底辺の大きさの比を縦方向についてＤVmとし、横方向についてＤHmとするとき、
（３４）    ３ ≦ ＤVm ≦ ３０
（３５）    ３ ≦ ＤHm ≦ ３０，および
（３６）    λ／１００ ≦ Ｔm
を満足し、前記スジ形状は、
（３８）    ３ ≦ Ｗn ≦ ３０，および
（３９）    λ／１００ ≦ Ｈn
を満足する。
【請求項２７】
波長４００ｎｍ以下の照明光で照明された物体の像を形成する投影光学系において、
請求項２１乃至２６の何れか一項に記載の光学部材を備えていることを特徴とする投影光学系。
【請求項２８】
所定のパターンを感光性基板上に投影する投影露光装置において、
請求項２７に記載の投影光学系を備えることを特徴とする投影露光装置。
【請求項２９】
所定のパターンを感光性基板上に投影する投影露光方法において、
請求項２７に記載の投影光学系を用いて前記所定のパターンを感光性基板上に投影することを特徴とする投影露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の像を形成する投影光学系、当該投影光学系に含まれる光学部材、当該投影光学系を備えた投影露光装置、並びに当該投影光学系を用いた投影露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の投影露光装置の投影光学系では、その波面収差を用いて結像性能の評価が行われており、典型的には波面収差をツェルニケ(Zernike)関数でフィッティングし、ツェルニケ関数の各項の係数を評価手法としていた。
【０００３】
また、投影光学系の結像性能を向上させるために、投影光学系に用いられている光学部材には、その光学面（屈折面・反射面）の面形状誤差の低減や、光学部材内部の均質性向上が求められている。ここで、面形状誤差の評価に際しては、面形状をツェルニケ(Zernike)関数でフィッティングし、ツェルニケ関数の各項の係数を評価手法としていた。また、光学部材内部の均質性の評価に際しては、光学部材の透過波面の形状をツェルニケ(Zernike)関数でフィッティングし、ツェルニケ関数の各項の係数を評価手法としていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような結像性能の評価においては、波面収差をツェルニケ関数などフィッティングした後に残存するフィッテング残渣成分が結像性能に与える影響が不明瞭であったために、このフィッテング残渣成分に関してはPK-PK値やｒｍｓ値の低減することを目指すのみであった。従って、結像性能の評価を投影光学系の製造にフィードバックし難いという問題点があった。
【０００５】
同様に、面形状誤差の評価や光学部材内部の均質性の評価においても、面形状や光学部材の透過波面の形状をツェルニケ関数などフィッティングした後に残存するフィッテング残渣成分が結像性能に与える影響が不明瞭であったであったために、このフィッテング残渣成分に関してはPK-PK値やｒｍｓ値の低減することを目指すのみであった。従って、光学部材の面形状誤差の評価や光学部材内部の均質性の評価を光学部材の製造にフィードバックし難いという問題点があり、ひいては投影光学系の製造にフィードバックし難いという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明は、投影光学系の結像性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために本発明の第１の態様にかかる投影光学系は、波長４００ｎｍ以下の照明光で照明された物体の像を形成する投影光学系であって、前記投影光学系は所定形状の波面収差を有し、該所定形状の波面収差は、前記所定形状の波面収差を所定の関数でフィッティングした後に残存する残渣成分の形状が所与の範囲内であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の第２の態様にかかる投影露光装置は所定のパターンを感光性基板上に投影する投影露光装置であって、第１の態様にかかる投影光学系を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の第３の態様にかかる投影露光方法は、所定のパターンを感光性基板上に投影する投影露光方法であって、第１の態様にかかる投影光学系を用いて前記所定のパターンを感光性基板上に投影することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の第４の態様にかかる光学部材は、４００ｎｍ以下の波長の光で使用されるリソグラフィ用の光学部材であって、前記光学部材は１以上の光学面を備え、前記光学面の設計値からの誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状が
（２５）    [Σ｛ Ｔk ×（ Ｄk ／ ３００ ）2 ｝2]1/2 ＜ ０．０００３５λ
を満足することを特徴とする。
【００１１】
但し、Ｔkは前記突起形状の高さ、Dkは前記突起形状の底面の外接円の直径、λは前記光の波長であり、
前記突起形状は、前記突起形状の底辺の大きさの比を縦方向についてＤVkとし、横方向についてＤHkとするとき、
（２６）    ３ ≦ ＤVk ≦ ３０
（２７）    ３ ≦ ＤHk ≦ ３０，および
（２８）    λ／１００ ≦ Ｔk
を満足する。
【００１２】
また、本発明の第５の態様にかかる光学部材は、４００ｎｍ以下の波長の光で使用されるリソグラフィ用の光学部材であって、前記光学部材は１以上の光学面を備え、前記光学面の設計値からの誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在するスジ形状が
（２９）    [Σ｛２×Ｈl×Ｗl×Ｌl ／３００2 ｝2]1/2＜０．０００３５λ
を満足することを特徴とする。
【００１３】
但し、Ｈlはスジ形状の高さ、Ｗlはスジ形状の底面の幅、Ｌlはスジ形状の底面の長さ、λは前記光の波長であり、
前記スジ形状は、
（３０）    ３ ≦ Ｗl ≦ ３０
（３１）    λ／１００ ≦ Ｈl，および
を満足する。
【００１４】
また、本発明の第６の態様にかかる光学部材は、４００ｎｍ以下の波長の光で使用されるリソグラフィ用の光学部材であって、前記光学部材は１以上の光学面を備え、前記光学面の設計値からの誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状およびスジ形状が
（３２）  [Σ｛Tk×（Dk／300）2｝2]1/2＋[Σ｛２×Hl×Wl×Ll/3002｝2]1/2＜0.00035λ
を満足することを特徴とする。
但し、Ｔkは前記突起形状の高さ、Dkは前記突起形状の底面の外接円の直径、Ｈlはスジ形状の高さ、Ｗlはスジ形状の底面の幅、Ｌlはスジ形状の底面の長さ、λは前記光の波長であり、
前記突起形状は、前記突起形状の底辺の大きさの比を縦方向についてＤVkとし、横方向についてＤHkとするとき、
（２６）    ３ ≦ ＤVk ≦ ３０
（２７）    ３ ≦ ＤHk ≦ ３０，および
（２８）    λ／１００ ≦ Ｔk
を満足し、前記スジ形状は、
（３０）    ３ ≦ Ｗl ≦ ３０，および
（３１）    λ／１００ ≦ Ｈl
を満足する。
【００１５】
また、本発明の第７の態様にかかる光学部材は、４００ｎｍ以下の波長の光で使用されるリソグラフィ用の光学部材であって、前記光学部材を形成する光透過材料における透過波面についての誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状が
（３３）  [Σ｛Ｔm×（Ｄm ／ ３００ ）2｝2]1/2 ＜ ０．０２６
を満足することを特徴とする。
但し、Ｔmは突起形状の高さ（nm）、Ｄmは突起形状の底面の外接円の直径であり、
前記突起形状は、前記突起形状の底辺の大きさの比を縦方向についてＤVmとし、横方向についてＤHmとし、前記光の波長をλとするとき、
（３４）    ３ ≦ ＤVm ≦ ３０
（３５）    ３ ≦ ＤHm ≦ ３０，および
（３６）    λ／１００ ≦ Ｔm
を満足する。
【００１６】
また、本発明の第８の態様にかかる光学部材は、４００ｎｍ以下の波長の光で使用されるリソグラフィ用の光学部材であって、前記光学部材を形成する光透過材料における透過波面についての誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在するスジ形状が
（３７）    [Σ｛２×Ｈn×Ｗn×Ｌn ／３００2 ｝2]1/2 ＜ ０．０２６
を満足することを特徴とする。
但し、Ｈnはスジ形状の高さ（nm）、Ｗnはスジ形状の底面の幅、Ｌnはスジ形状の底面の長さであり、前記スジ形状は、
（３８）    ３ ≦ Ｗn ≦ ３０
（３９）    λ／１００ ≦ Ｈn
を満足する。
【００１７】
また、本発明の第９の態様にかかる光学部材は、４００ｎｍ以下の波長の光で使用されるリソグラフィ用の光学部材であって、前記光学部材を形成する光透過材料における透過波面についての誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状およびスジ形状が
（４０）  [Σ｛Ｔm×（Ｄm／300）2｝2]1/2＋[Σ｛２×Ｈn×Ｗn×Ｌn／3002｝2]1/2＜0.026
を満足することを特徴とする。
但し、Ｔmは突起形状の高さ（nm）、Ｄmは突起形状の底面の外接円の直径、Ｈnはスジ形状の高さ（nm）、Ｗnはスジ形状の底面の幅、Ｌnはスジ形状の底面の長さであり、
前記突起形状は、前記突起形状の底辺の大きさの比を縦方向についてＤVmとし、横方向についてＤHmとするとき、
（３４）    ３ ≦ ＤVm ≦ ３０
（３５）    ３ ≦ ＤHm ≦ ３０，および
（３６）    λ／１００ ≦ Ｔm
を満足し、前記スジ形状は、
（３８）    ３ ≦ Ｗn ≦ ３０，および
（３９）    λ／１００ ≦ Ｈn
を満足する。
【発明の効果】
【００１８】
上述のごとく本発明によれば、投影光学系の波面収差のフィッテング残渣成分についての評価が可能となるので、これを投影光学系の製造にフィードバックすることが容易となり、投影光学系の結像性能の向上を果たすことができる。
【００１９】
また、本発明によれば、光学部材の面形状や光学部材の透過波面の形状のフィッテング残渣成分についての評価が可能となるので、これを光学部材の製造、ひいては投影光学系の製造にフィードバックすることが容易となり、投影光学系の結像性能の向上を果たすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
まず、本願発明者らは、光学系が発生する波面収差からフリンジ・ツェルニケ(Fringe-Zernike)関数にて３７項までフィッティングした後に残存するフィッティング残渣成分に関して、どのような成分が多く残存しているかを調査した。
【００２１】
この調査より、光学系の波面収差を３次元的に示した図１のように、いわゆる突起のような形状やスジのような形状が多く含まれることが判明した。
なお、光学系の波面収差をツェルニケ関数でフィッテングした成分（ツェルニケ関数の各項の係数）が、結像収差に与える影響は明らかにされてきている。
【００２２】
例えばツェルニケ線形結合などの諸計算により、ツェルニケ関数フィッティング成分と結像収差の関係から、ツェルニケ関数フィッティング成分に許容される数値は周知の通りである。
【００２３】
しかしツェルニケ関数などの関数フィッティングでは表わせない、いわゆる突起のような形状やスジのような形状が、結像性能にどのような影響を与えるかのかが、これまで明確になっていなかった。
【００２４】
本願発明者らが波面収差に発生する突起形状やスジ形状が結像性能に与える影響を見積もったところ、特に照明条件間差による像倍率やディストーションの変化量に最も影響することが判明した。
【００２５】
そこで、本発明の１つの態様では、投影光学系で発生する波面収差をツェルニケ関数などの所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッティング残渣形状に関して、その残渣波面収差形状に制限を持たせることにより、良好な結像性能を得ている。
【００２６】
特にフィッティング残渣成分の形状が突起形状およびスジ形状のうちの少なくとも１つを有している場合において、その突起形状やスジ形状に制限を持たせることによって、照明条件間差による像倍率やディストーションの変化量を極めて小さい値に抑えることができる。
【００２７】
なお、突起のような形状やスジのような形状の波面収差は、投影光学系を構成するレンズやミラー等の姿勢の変更には起因せず、投影光学系を構成している光学部材の面形状加工誤差や、当該光学部材の材料内部に存在する不均質性（例えば屈折率ムラ）のような各光学部材で発生する誤差に起因することが判明した。
【００２８】
そこで、突起形状およびスジ形状の波面収差の発生原因となる光学部材の面形状加工誤差、並びに突起形状およびスジ形状の波面収差の発生原因となる光学部材の内部に存在する製造誤差を所定の範囲内に制限することによって、投影光学系の結像性能の向上を図ることができる。
【００２９】
図２を参照して、本実施形態における突起形状について説明する。図２は突起形状を３次元的に示す概略図である。本実施形態では、投影光学系の最大開口数のときの波面収差のＮＡ（開口数）の大きさで突起形状の底辺の大きさを規格化しており、波面収差の波面のＮＡに対する前記突起形状の底辺の大きさの比を縦方向についてＤViとし、波面収差の波面のＮＡに対する前記突起形状の底辺の大きさの比を横方向についてＤHiとするとき、
（１）    １／１００ ≦ ＤVi ≦ １／１０，および
（２）    １／１００ ≦ ＤHi ≦ １／１０
を満足し、且つ投影光学系が使用される光の波長をλとし、突起形状の高さをＴiとするとき、
（３）    λ／１００ ≦ Ｔi
を満足する形状のものを突起形状としている。
【００３０】
ここで、突起形状は、波面のＮＡに対する前記突起形状の底面の外接円の直径の比をＤiとするとき、
（４）    [Σ｛ Ｔi × Ｄi2 ｝2]1/2＜ ０．０００３５λ
を満足することが好ましい。
【００３１】
上記条件（４）を満足しない場合には、投影光学系の波面収差のなかの突起成分が多くなり過ぎ、この突起成分に起因して照明条件を変更した際の像倍率の変化量やディストーションの変化量が許容できなくなるため好ましくない。
【００３２】
そして、投影光学系を構成する光学部材の面形状加工誤差および前記光学部材の内部に存在する屈折率不均一性を、上記条件式（４）を満足するように制限することによって、照明条件を変更した際の像倍率の変化量やディストーションの変化量を極めて小さく抑えることができる。
【００３３】
次に、図３を参照して、本実施形態におけるスジ形状について説明する。図３はスジ形状を３次元的に示す概略図である。本実施形態では、投影光学系の最大開口数のときの波面収差のＮＡ（開口数）の大きさでスジ形状の底辺のうちの短手方向の大きさを規格化しており、波面収差の波面のＮＡに対するスジ形状の底辺のうちの短手方向の長さの比をＷjとするとき、
（５）    １／１００ ≦ Ｗj ≦ １／１０
を満足し、且つ投影光学系が使用される光の波長をλとし、スジ形状の高さをＨjとするとき、
（６）    λ／１００ ≦ Ｈj
を満足するものをスジ形状としている。
【００３４】
ここで、スジ形状は、波面収差の波面のＮＡに対する前記スジ形状の底辺のうちの長手方向の長さの比をＬjとするとき、
（７）    [Σ｛２×Ｈj×Ｗj×Ｌj｝2]1/2 ＜ ０．０００３５λ
を満足することが好ましい。
【００３５】
上記条件（７）を満足しない場合には、投影光学系の波面収差のなかのスジ成分が多くなり過ぎ、このスジ成分に起因して照明条件を変更した際の像倍率の変化量やディストーションの変化量が許容できなくなるため好ましくない。
【００３６】
そして、投影光学系を構成する光学部材の面形状加工誤差および前記光学部材の内部に存在する屈折率不均一性を、上記条件式（７）を満足するように制限することによって、照明条件を変更した際の像倍率の変化量やディストーションの変化量を極めて小さく抑えることができる。
【００３７】
また、投影光学系の波面収差のなかに突起形状およびスジ形状の双方が含まれる場合には、
（８）    [Σ｛Ｔi×Ｄi2｝2]1/2＋[Σ｛２×Ｈj×Ｗj×Ｌj｝2]1/2 ＜0.00035λ
を満足することが好ましい。
【００３８】
上記条件（８）を満足しない場合には、投影光学系の波面収差のなかの突起成分とスジ成分とが多くなり過ぎ、これらの突起成分およびスジ成分に起因して、照明条件を変更した際の像倍率の変化量やディストーションの変化量が許容できなくなるため好ましくない。
【００３９】
そして、投影光学系を構成する光学部材の面形状加工誤差および前記光学部材の内部に存在する屈折率不均一性を、上記条件式（８）を満足するように制限することによって、照明条件を変更した際の像倍率の変化量やディストーションの変化量を極めて小さく抑えることができる。
【００４０】
図４は、波面収差のなかの突起成分とスジ成分との体積とディストーションの照明条件間差との関係を示すグラフであって、このグラフより、波面収差のなかの突起成分とスジ成分との体積を小さく抑えることにより、ディストーションの照明条件間差を実用上問題のない値にすることができることが理解される。上記条件（４）、（７）または（８）を満足することにより、投影光学系で発生する波面収差をツェルニケ関数などの所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッティング残渣形状のなかの突起成分および／またはスジ成分の体積を小さくすることができ、これにより、ディストーションの照明条件間差を小さく抑えることができる。
【００４１】
図５は本実施形態の投影光学系４０を備えた投影露光装置の概略的な構成を示す図である。図５において、光源１０から供給される所定波長λ（典型的にはＡｒＦエキシマレーザの193nmや、ＫｒＦエキシマレーザの248nm、水銀ランプのｉ線(365nm)、Ｆ2レーザの157nm、ＥＵＶの13nmなど）の照明光に基づいて、照明光学系２０は、回路パターン等の所定パターンが形成されたマスク（レチクル）３０を照明する。このとき、照明光学系２０は、マスク３０に対する照明条件、典型的には照明光学系の照明瞳（投影レンズの開口絞りと光学的に共役な位置）における光強度分布（例えば２極、３極、４極、５極、６極、８極等の多極や輪帯）を変更可能に構成されている。
【００４２】
物体としてのマスク３０と感光性基板としてのウェハ５０との間の光路中に配置された投影光学系４０は、マスク３０上の所定パターンの像をウェハステージ６０上のウェハ５０上に形成する。このとき、投影光学系４０の倍率は縮小倍率であっても拡大倍率であっても等倍であっても良い。投影光学系４０は、光軸Ａｘに沿って配置された複数の光学部材としてのレンズ４１〜４７を備えている。なお、図５では図面の簡略化のために７つのレンズを有する投影光学系４０を示したが、レンズの枚数はもっと多くても良い。また、本実施形態では屈折型の投影光学系としたが、投影光学系としては、レンズおよびミラーを備える反射屈折型の投影光学系、ミラーのみを備える反射型の投影光学系であっても良い。
【００４３】
さて、本実施形態において、複数のレンズ４１〜４７は、それぞれの１以上の光学面（レンズ面）についての設計値からの誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状が
（９）    [Σ｛ Ｔk ×（ Ｄk ／ ＰＳ ）2 ｝2]1/2 ＜ 0.00035λ
を満足していることが好ましい。
【００４４】
但し、Ｔkは突起形状の高さ、Ｄkは突起形状の底面の外接円の直径、ＰＳは物体上の所定の１点からの光束が前記光学部材に到達する際の領域の大きさ、λは照明光の波長である。そして、突起形状の底辺の大きさの比を縦方向についてＤVkとし、横方向についてＤHkとするとき、
（１０）    ＰＳ／１００ ≦ ＤVk ≦ ＰＳ／１０
（１１）    ＰＳ／１００ ≦ ＤHk ≦ ＰＳ／１０，および
（１２）    λ／１００ ≦ Ｔk
を満足するものを突起形状とする。
【００４５】
ここで、１以上の光学面（レンズ面）についての設計値からの誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状が上記条件（９）を満足するとは、フィッテング残渣形状を上記ＰＳの大きさを持つ領域で切り出したときに、どのような切り出し方であっても上記条件（９）を満足する場合を指す。
【００４６】
上記条件（９）を満足しない場合には、光学部材としてのレンズ４１〜４７のレンズ面形状誤差中の突起成分に起因して、投影光学系の波面収差のなかの突起成分が多くなり過ぎ、図４に示したように照明条件を変更した際の像倍率の変化量やディストーションの変化量が許容できなくなるため好ましくない。
【００４７】
なお、投影光学系が反射面を有している場合には、反射面についての設計値からの誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状が上記条件（９）を満足していることが好ましい。
【００４８】
また、本実施形態において、複数のレンズ４１〜４７は、それぞれの１以上の光学面（レンズ面）についての設計値からの誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在するスジ形状が
（１３）    [Σ｛２×Ｈl×Ｗl×Ｌl ／ＰＳ2 ｝2]1/2＜0.00035λ
を満足することが好ましい。
【００４９】
但し、Ｈlはスジ形状の高さ、Ｗlはスジ形状の底面の幅、Ｌlはスジ形状の底面の長さ、ＰＳは前記物体上の所定の１点からの光束が前記光学部材に到達する際の領域の大きさ、λは前記照明光の波長である。そして、
（１４）    ＰＳ／１００ ≦ Ｗl ≦ ＰＳ／１０，および
（１５）    λ／１００ ≦ Ｈl
を満足するものをスジ形状とする。
【００５０】
ここで、１以上の光学面（レンズ面）についての設計値からの誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在するスジ形状が上記条件（１３）を満足するとは、フィッテング残渣形状を上記ＰＳの大きさを持つ領域で切り出したときに、どのような切り出し方であっても上記条件（１３）を満足する場合を指す。
【００５１】
上記条件（１３）を満足しない場合には、光学部材としてのレンズ４１〜４７のレンズ面形状誤差中のスジ成分に起因して、投影光学系の波面収差のなかのスジ成分が多くなり過ぎ、図４に示したように照明条件を変更した際の像倍率の変化量やディストーションの変化量が許容できなくなるため好ましくない。
【００５２】
なお、投影光学系が反射面を有している場合には、反射面についての設計値からの誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状が上記条件（１３）を満足していることが好ましい。
【００５３】
また、本実施形態において、複数のレンズ４１〜４７は、それぞれの１以上の光学面（レンズ面）についての設計値からの誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状およびスジ形状が
（１６）  [Σ｛Tk×（Dk／PS）2｝2]1/2＋[Σ｛2×Hl×Wl×Ll／PS2｝2]1/2＜0.00035λ
を満足することが好ましい。
【００５４】
但し、Ｔkは前記突起形状の高さ、Ｄkは前記突起形状の底面の外接円の直径、ＰＳは前記物体上の所定の１点からの光束が前記光学部材に到達する際の領域の大きさ、Ｈlはスジ形状の高さ、Ｗlはスジ形状の底面の幅、Ｌlはスジ形状の底面の長さ、ＰＳは前記物体上の所定の１点からの光束が前記光学部材に到達する際の領域の大きさ、λは前記照明光の波長である。
【００５５】
ここで、上記条件（１０）〜（１２）を満足するものを突起形状とし、上記条件（１４）及び（１５）を満足するものをスジ形状とする。
ここで、１以上の光学面（レンズ面）についての設計値からの誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状およびスジ形状が上記条件（１６）を満足するとは、フィッテング残渣形状を上記ＰＳの大きさを持つ領域で切り出したときに、どのような切り出し方であっても上記条件（１６）を満足する場合を指す。
【００５６】
上記条件（１６）を満足しない場合には、光学部材としてのレンズ４１〜４７のレンズ面形状誤差中の突起成分およびスジ成分に起因して、投影光学系の波面収差のなかの突起成分およびスジ成分が多くなり過ぎ、図４に示したように照明条件を変更した際の像倍率の変化量やディストーションの変化量が許容できなくなるため好ましくない。
【００５７】
なお、投影光学系が反射面を有している場合には、反射面についての設計値からの誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状が上記条件（１６）を満足していることが好ましい。
【００５８】
また、本実施形態において、複数のレンズ４１〜４７は、各々のレンズを形成している光透過材料（例えば石英ガラス、蛍石などの結晶材料、紫外線透過ガラスなど）の透過波面についての誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状が
（１７）  [Σ｛Ｔm×（Ｄm ／ ＰＤ ）2｝2]1/2 ＜ ０．０２６
を満足することが好ましい。
【００５９】
但し、Ｔmは突起形状の高さ（nm）、Ｄmは突起形状の底面の外接円の直径、ＰＤは物体上の所定の１点からの光束が光学部材に到達する際の領域の大きさのうちの小さい方の大きさである。なお、レンズや平行平面板等の光学部材では、物体上の所定の１点からの光束が光学部材に到達する際の領域の大きさを考えるときに、入射側の光学面（レンズ面）と射出側の光学面（レンズ面）との双方を考える必要があるが、条件（１７）の場合、双方での領域の大きさのうちの小さい方について着目する。
【００６０】
そして、突起形状の底辺の大きさの比を縦方向についてＤVmとし、横方向についてＤHmとし、照明光の波長をλとするとき、
（１８）    ＰＤ／１００ ≦ ＤVm ≦ ＰＤ／１０
（１９）    ＰＤ／１００ ≦ ＤHm ≦ ＰＤ／１０，および
（２０）    λ／１００ ≦ Ｔm
を満足するもの突起形状とする。
【００６１】
ここで、各々のレンズ（光学部材）を形成している光透過材料の透過波面についての誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状が上記条件（１７）を満足するとは、光透過材料の透過波面を周知の干渉計等を用いて計測し、計測された透過波面と理想的な透過波面との波面の差分形状（誤差波面）を例えばツェルニケ関数等の所定の関数でフィッテングし、そのフィッティングされなかった残渣成分（残渣形状）を上記ＰＤの大きさを持つ領域で切り出したときに、どのような切り出し方であっても上記条件（１７）を満足する場合を指す。
【００６２】
上記条件（１７）を満足しない場合には、光学部材としてのレンズ４１〜４７のレンズの屈折率等の内部不均質性に起因して、投影光学系の波面収差のなかの突起成分が多くなり過ぎ、図４に示したように照明条件を変更した際の像倍率の変化量やディストーションの変化量が許容できなくなるため好ましくない。
【００６３】
また、本実施形態において、複数のレンズ４１〜４７は、各々のレンズを形成している光透過材料（例えば石英ガラス、蛍石などの結晶材料、紫外線透過ガラスなど）の透過波面についての誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在するスジ形状が
（２１）    [Σ｛２×Ｈn×Ｗn×Ｌn ／ＰＤ2 ｝2]1/2 ＜ ０．０２６
を満足することが好ましい。
【００６４】
但し、Ｈnはスジ形状の高さ（nm）、Ｗnはスジ形状の底面の幅、Ｌnはスジ形状の底面の長さ、ＰＤは前記物体上の所定の１点からの光束が前記光学部材に到達する際の領域の大きさのうちの小さい方の大きさである。なお、レンズや平行平面板等の光学部材では、物体上の所定の１点からの光束が光学部材に到達する際の領域の大きさを考えるときに、入射側の光学面（レンズ面）と射出側の光学面（レンズ面）との双方を考える必要があるが、条件（２１）の場合、双方での領域の大きさのうちの小さい方について着目する。
【００６５】
そして、
（２２）    ＰＤ／１００ ≦ Ｗn ≦ ＰＤ／１０
（２３）    λ／１００ ≦ Ｈn
を満足するものをスジ形状とする。
【００６６】
ここで、各々のレンズ（光学部材）を形成している光透過材料の透過波面についての誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在するスジ形状が上記条件（２１）を満足するとは、光透過材料の透過波面を周知の干渉計等を用いて計測し、計測された透過波面と理想的な透過波面との波面の差分形状（誤差波面）を例えばツェルニケ関数等の所定の関数でフィッテングし、そのフィッティングされなかった残渣成分（残渣形状）を上記ＰＤの大きさを持つ領域で切り出したときに、どのような切り出し方であっても上記条件（２１）を満足する場合を指す。
【００６７】
上記条件（２１）を満足しない場合には、光学部材としてのレンズ４１〜４７のレンズの屈折率等の内部不均質性に起因して、投影光学系の波面収差のなかのスジ成分が多くなり過ぎ、図４に示したように照明条件を変更した際の像倍率の変化量やディストーションの変化量が許容できなくなるため好ましくない。
【００６８】
また、本実施形態において、複数のレンズ４１〜４７は、各々のレンズを形成している光透過材料（例えば石英ガラス、蛍石などの結晶材料、紫外線透過ガラスなど）の透過波面についての誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状及びスジ形状が、
（２４）  [Σ｛Ｔm×（Ｄm／ＰＤ）2｝2]1/2＋[Σ｛2×Ｈn×Ｗn×Ｌn／ＰＤ2｝2]1/2＜0.026
を満足することが好ましい。
【００６９】
但し、Ｔmは突起形状の高さ（nm）、Ｄmは突起形状の底面の外接円の直径、Ｈnはスジ形状の高さ（nm）、Ｗnはスジ形状の底面の幅、Ｌnはスジ形状の底面の長さ、ＰＤは物体上の所定の１点からの光束が前記光学部材に到達する際の領域の大きさである。なお、レンズや平行平面板等の光学部材では、物体上の所定の１点からの光束が光学部材に到達する際の領域の大きさを考えるときに、入射側の光学面（レンズ面）と射出側の光学面（レンズ面）との双方を考える必要があるが、条件（２４）の場合、双方での領域の大きさのうちの小さい方について着目する。そして、上記条件（１８）〜（２０）を満足するものを突起形状とし、上記条件（２２）および（２３）を満足するものをスジ形状としている。
【００７０】
ここで、各々のレンズ（光学部材）を形成している光透過材料の透過波面についての誤差形状を所定の関数でフィッティングした後に残存するフィッテング残渣形状のなかに存在する突起形状及びスジ形状が上記条件（２４）を満足するとは、光透過材料の透過波面を周知の干渉計等を用いて計測し、計測された透過波面と理想的な透過波面との波面の差分形状（誤差波面）を例えばツェルニケ関数等の所定の関数でフィッテングし、そのフィッティングされなかった残渣成分（残渣形状）を上記ＰＤの大きさを持つ領域で切り出したときに、どのような切り出し方であっても上記条件（２４）を満足する場合を指す。
【００７１】
上記条件（２４）を満足しない場合には、光学部材としてのレンズ４１〜４７のレンズの屈折率等の内部不均質性に起因して、投影光学系の波面収差のなかの突起成分やスジ成分が多くなり過ぎ、図４に示したように照明条件を変更した際の像倍率の変化量やディストーションの変化量が許容できなくなるため好ましくない。
【００７２】
さて、上述の実施形態では、波面収差をフィッティングする際の所定の関数として、フリンジ・ツェルニケ関数を用いているが、本発明においては、フリンジ・ツェルニケ関数には限定されずどのような関数を用いても良いが、直交性の高い関数を用いることが好ましい。
【００７３】
次に、上述の条件（９）〜（２３）について別の観点から説明する。
上記条件（９）〜（１１）については、以下の条件（２５）〜（２７）のように書き換えることができる。
（２５）    [Σ｛ Ｔk ×（ Ｄk ／ ３００ ）2 ｝2]1/2 ＜ ０．０００３５λ
（２６）    ３ ≦ ＤVk ≦ ３０
（２７）    ３ ≦ ＤHk ≦ ３０
また、上記条件（１３）〜（１５）については、以下の条件（２９）〜（３１）のように書き換えることができる。
（２９）    [Σ｛２×Ｈl×Ｗl×Ｌl ／３００2 ｝2]1/2＜０．０００３５λ
（３０）    ３ ≦ Ｗl ≦ ３０
（３１）    λ／１００ ≦ Ｈl
また、上記条件（１６）については、以下の条件（３２）のように書き換えることができる。
（３２）  [Σ｛Tk×（Dk／300）2｝2]1/2＋[Σ｛２×Hl×Wl×Ll/3002｝2]1/2＜0.00035λ
また、上記条件（１７）〜（１９）については、以下の条件（３３）〜（３５）のように書き換えることができる。
（３３）  [Σ｛Ｔm×（Ｄm ／ ３００ ）2｝2]1/2 ＜ ０．０２６
（３４）    ３ ≦ ＤVm ≦ ３０
（３５）    ３ ≦ ＤHm ≦ ３０
また、上記条件（２１）〜（２３）については、以下の条件（３７）〜（３９）のように書き換えることができる。
（３７）    [Σ｛２×Ｈn×Ｗn×Ｌn ／３００2 ｝2]1/2 ＜ ０．０２６
（３８）    ３ ≦ Ｗn ≦ ３０
（３９）    λ／１００ ≦ Ｈn
また、上記条件（２４）については、以下の条件（４０）のように書き換えることができる。
（４０）  [Σ｛Ｔm×（Ｄm／300）2｝2]1/2＋[Σ｛２×Ｈn×Ｗn×Ｌn／3002｝2]1/2＜0.026
なお、光学部材が投影光学系の物体面の近傍や像面の近傍に配置される場合には、上記条件（２５）〜（２７）に換えて、
（４１）    [Σ｛ Ｔk ×（ Ｄk ／ ５０ ）2 ｝2]1/2 ＜ ０．０００３５λ
（４２）    ０．５ ≦ ＤVk ≦ ５
（４３）    ０．５ ≦ ＤHk ≦ ５
を満足することが好ましい。
【００７４】
なお、光学部材が投影光学系の物体面の近傍や像面の近傍に配置される場合には、上記条件（２９）〜（３１）に換えて、
（４４）    [Σ｛２×Ｈl×Ｗl×Ｌl ／５０2 ｝2]1/2＜０．０００３５λ
（４５）    ０．５ ≦ Ｗl ≦ ５
を満足することが好ましい。
【００７５】
なお、光学部材が投影光学系の物体面の近傍や像面の近傍に配置される場合には、上記条件（３２）に換えて、
（４６）  [Σ｛Tk×（Dk／50）2｝2]1/2＋[Σ｛２×Hl×Wl×Ll/502｝2]1/2＜0.00035λ
を満足することが好ましい。
【００７６】
なお、光学部材が投影光学系の物体面の近傍や像面の近傍に配置される場合には、上記条件（３３）〜（３５）に換えて、
（４７）  [Σ｛Ｔm×（Ｄm ／ ５０ ）2｝2]1/2 ＜ ０．０２６
（４８）    ０．５ ≦ ＤVm ≦ ５
（４９）    ０．５ ≦ ＤHm ≦ ５
を満足することが好ましい。
【００７７】
なお、光学部材が投影光学系の物体面の近傍や像面の近傍に配置される場合には、上記条件（３７）〜（３９）に換えて、
（５０）    [Σ｛２×Ｈn×Ｗn×Ｌn ／５０2 ｝2]1/2 ＜ ０．０２６
（５１）    ０．５ ≦ Ｗn ≦ ５
を満足することが好ましい。
【００７８】
なお、光学部材が投影光学系の物体面の近傍や像面の近傍に配置される場合には、上記条件（４０）に換えて、
（５２）  [Σ｛Ｔm×（Ｄm／50）2｝2]1/2＋[Σ｛２×Ｈn×Ｗn×Ｌn／502｝2]1/2＜0.026
を満足することが好ましい。
【００７９】
上述の条件（４１）〜（５２）のうちの少なくとも１つの条件、または少なくとも１組の条件を満足することにより、光学部材の面形状誤差の突起成分やスジ成分の影響や、光学部材の内部不均質性の突起成分やスジ成分の影響を受けやすい物体面・像面近傍の光学部材であっても、像倍率の変化量やディストーションの変化量を極めて小さく抑えることが可能となる。
【００８０】
なお、投影光学系を構成する複数のパワーを持つ光学部材のうちで最も像面側に配置される光学部材と感光性基板との間を液体で満たしつつ露光を行う液浸型の投影露光装置における、液体に接する光学部材では、当該光学部材が像面の近傍に配置される場合であっても、光学部材と液体の屈折率差が小さくなるため、上記条件（２５）〜（２７）、上記条件（２９）〜（３１）、および／または上記条件（３２）を満足することが好ましい。
【００８１】
また、上述の実施形態では、マスクパターン像を縮小倍率、拡大倍率又は等倍で感光性基板に形成する投影光学系について説明したが、本発明は例えば物体の拡大像を形成するための観察装置の対物光学系や、望遠鏡の対物光学系にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】光学系の波面収差を３次元的に示した図である。
【図２】突起形状を３次元的に示す概略図である。
【図３】スジ形状を３次元的に示す概略図である。
【図４】波面収差のなかの突起成分とスジ成分との体積とディストーションの照明条件間差との関係を示すグラフである。
【図５】投影露光装置の一例を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０：光源、２０：照明光学系、３０：マスク、４０：投影光学系、５０：ウェハ、６０：ウェハステージ
【図１】
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【図２】
2006078984.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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