(57)【要約】【課題】  蛍石の固有複屈折や石英のコンパクションなどの影響を良好に抑えつつ、大きな像側開口数を有し且つ諸収差の良好に補正された結像性能の高い投影光学系。【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。投影光学系は、少なくとも１つの蛍石により形成された蛍石光学部材を含み、各光学部材の有効径よりも１０ｍｍだけ大きい直径を有し且つ各光学部材の光学面に外接する円柱の体積を各光学部材のディスク体積と定義し、投影光学系中のすべての光学部材のディスク体積の和をＶａとし、投影光学系中のすべての蛍石光学部材のディスク体積の和をＶｃとするとき、０％＜Ｖｃ／Ｖａ＜３．５％の条件を満足する。【選択図】  図２
2005114881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【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、
前記投影光学系は、少なくとも１つの蛍石により形成された蛍石光学部材を含み、
各光学部材の有効径よりも１０ｍｍだけ大きい直径を有し且つ各光学部材の光学面に外接する円柱の体積を各光学部材のディスク体積と定義し、前記投影光学系中のすべての光学部材のディスク体積の和をＶａとし、前記投影光学系中のすべての蛍石光学部材のディスク体積の和をＶｃとするとき、
０％＜Ｖｃ／Ｖａ＜３．５％
の条件を満足することを特徴とする投影光学系。
【請求項２】
前記第２面側から順に第１番目のレンズ成分乃至第５番目のレンズ成分には、少なくとも２つの非球面形状に形成された光学面が含ま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】
前記投影光学系中のすべての光学部材の有効径のうち最も大きい有効径を最大有効径と定義するとき、
前記最大有効径の６０％以下の有効径を有する負レンズと、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有する正レンズと、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有する負レンズとが連続的に配置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。
【請求項４】
前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
前記第３レンズ群および前記第４レンズ群において５０度以上の最大入射角で光が入射する光学面には、１．３以下の屈折率を有する弗化物層を含む光学薄膜が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。
【請求項５】
前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
前記第３レンズ群は、少なくとも３つの非球面形状に形成された光学面を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の投影光学系。
【請求項６】
前記第３レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含む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】
第１面の像を第２面上に形成する投影光学系において、
前記投影光学系中のすべての光学部材の有効径のうち最も大きい有効径を最大有効径と定義するとき、
前記最大有効径の６０％以下の有効径を有する正レンズと、
前記正レンズの前記第１面側に隣接して配置されて、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有するとともに前記正レンズ側に向けた凹面を有する第１負レンズと、
前記正レンズの前記第２面側に隣接して配置されて、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有するとともに前記正レンズ側に向けた凹面を有する第２負レンズとを備えていることを特徴とする投影光学系。
【請求項８】
前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
前記第３レンズ群および前記第４レンズ群において５０度以上の最大入射角で光が入射する光学面には、１．３以下の屈折率を有する弗化物層を含む光学薄膜が形成されてい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】
前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
前記第３レンズ群は、少なくとも３つの非球面形状に形成された光学面を有することを特徴とする請求項７または８に記載の投影光学系。
【請求項１０】
前記第３レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含む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】
第１面の像を第２面上に形成する投影光学系において、
前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
前記第３レンズ群および前記第４レンズ群において５０度以上の最大入射角で光が入射する光学面には、１．３以下の屈折率を有する弗化物層を含む光学薄膜が形成されていることを特徴とする投影光学系。
【請求項１２】
前記第３レンズ群は、少なくとも３つの非球面形状に形成された光学面を有す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３レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含むことを特徴とする請求項１２に記載の投影光学系。
【請求項１４】
第１面の像を第２面上に形成する投影光学系において、
前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
前記第３レンズ群は、少なくとも３つの非球面形状に形成された光学面を有することを特徴とする投影光学系。
【請求項１５】
前記第３レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含むことを特徴とする請求項１４に記載の投影光学系。
【請求項１６】
前記第１面に配置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面に配置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面に配置されたマスクを照明し、前記マスクに形成されたパターンを請求項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第２面に配置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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影光学系、露光装置、および露光方法に関し、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。
【背景技術】
【０００２】
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とともに、像側開口数をより大きくすることが考えられる。近年、露光光の短波長化のために、たとえばＡｒＦエキシマレーザー光源（１９３ｎｍ）が用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、投影光学系の解像力の向上のために像側開口数を大きく確保しようとすると、レンズの有効径や光学系の全長がある程度限られた条件下では、光線のレンズへの入射角が増大する。その結果、レンズの透過率が減少するという不都合や、収差の良好な補正が困難になるという不都合が発生する。
【０００４】
また、石英レンズでは、ＡｒＦエキシマレーザー光の影響により、体積収縮による局所的屈折率変化すなわちコンパクションや体積増大による局所的屈折率変化すなわちレアファクションが起こると考えられている。換言すれば、光エネルギーの比較的大きい位置に石英レンズを配置すると、コンパクションやレアファクションが起こり易く、投影光学系の結像性能が低下する可能性がある。そこで、光エネルギーの比較的大きい位置には、コンパクションやレアファクションの起こらない蛍石レンズを用いることが効果的である。
【０００５】
しかしながら、蛍石は、固有複屈折性を有し、また均質性の良いレンズを製造することが難しく、さらにフレアなどの原因になる可能性があるとされている。したがって、投影光学系において蛍石レンズを無制限に用いることは好ましくない。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、石英レンズと蛍石レンズとの適切な組み合わせにより蛍石の固有複屈折や石英のコンパクションなどの影響を良好に抑えつつ、大きな像側開口数を有し且つ諸収差の良好に補正された結像性能の高い投影光学系を提供することを目的とする。また、本発明は、たとえばＡｒＦエキシマレーザー光に対して高い結像性能を有する投影光学系を用いて、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および露光方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、第１面の像を第２面上に形成する投影光学系において、
前記投影光学系は、少なくとも１つの蛍石により形成された蛍石光学部材を含み、
各光学部材の有効径よりも１０ｍｍだけ大きい直径を有し且つ各光学部材の光学面に外接する円柱の体積を各光学部材のディスク体積と定義し、前記投影光学系中のすべての光学部材のディスク体積の和をＶａとし、前記投影光学系中のすべての蛍石光学部材のディスク体積の和をＶｃとするとき、
０％＜Ｖｃ／Ｖａ＜３．５％
の条件を満足することを特徴とする投影光学系を提供する。
【０００８】
第１形態の好ましい態様によれば、前記第２面側から順に第１番目のレンズ成分乃至第５番目のレンズ成分には、少なくとも２つの非球面形状に形成された光学面が含まれている。また、前記投影光学系中のすべての光学部材の有効径のうち最も大きい有効径を最大有効径と定義するとき、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有する負レンズと、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有する正レンズと、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有する負レンズとが連続的に配置されていることが好ましい。この場合、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有する前記負レンズの各々は、前記正レンズに向けた凹面を有することが好ましい。また、前記正レンズおよび前記負レンズは、少なくとも２つの非球面形状に形成された光学面を有することが好ましい。
【０００９】
また、第１形態の好ましい態様によれば、前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群において５０度以上の最大入射角で光が入射する光学面には、１．３以下の屈折率を有する弗化物層を含む光学薄膜が形成されている。また、前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、前記第３レンズ群は、少なくとも３つの非球面形状に形成された光学面を有することが好ましい。この場合、前記第３レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含むことが好ましい。また、この場合、前記第４レンズ群は、開口絞りと、前記第３レンズ群と前記開口絞りとの間の光路中に配置された少なくとも３つの正レンズを備えていることが好ましい。
【００１０】
本発明の第２形態では、第１面の像を第２面上に形成する投影光学系において、
前記投影光学系中のすべての光学部材の有効径のうち最も大きい有効径を最大有効径と定義するとき、
前記最大有効径の６０％以下の有効径を有する正レンズと、
前記正レンズの前記第１面側に隣接して配置されて、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有するとともに前記正レンズ側に向けた凹面を有する第１負レンズと、
前記正レンズの前記第２面側に隣接して配置されて、前記最大有効径の６０％以下の有効径を有するとともに前記正レンズ側に向けた凹面を有する第２負レンズとを備えていることを特徴とする投影光学系を提供する。この場合、前記正レンズ、前記第１負レンズおよび前記第２負レンズは、少なくとも２つの非球面形状に形成された光学面を有することが好ましい。
【００１１】
第２形態の好ましい態様によれば、前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群において５０度以上の最大入射角で光が入射する光学面には、１．３以下の屈折率を有する弗化物層を含む光学薄膜が形成されている。また、前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、前記第３レンズ群は、少なくとも３つの非球面形状に形成された光学面を有することが好ましい。この場合、前記第３レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含むことが好ましい。また、この場合、前記第４レンズ群は、開口絞りと、前記第３レンズ群と前記開口絞りとの間の光路中に配置された少なくとも３つの正レンズを備えていることが好ましい。
【００１２】
本発明の第３形態では、第１面の像を第２面上に形成する投影光学系において、
前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
前記第３レンズ群および前記第４レンズ群において５０度以上の最大入射角で光が入射する光学面には、１．３以下の屈折率を有する弗化物層を含む光学薄膜が形成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３形態の好ましい態様によれば、前記第３レンズ群は、少なくとも３つの非球面形状に形成された光学面を有する。この場合、前記第３レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含むことが好ましい。また、第３形態の好ましい態様によれば、前記第４レンズ群は、開口絞りと、前記第３レンズ群と前記開口絞りとの間の光路中に配置された少なくとも３つの正レンズを備えている。
【００１４】
本発明の第４形態では、第１面の像を第２面上に形成する投影光学系において、
前記第１面側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、
前記第３レンズ群は、少なくとも３つの非球面形状に形成された光学面を有することを特徴とする投影光学系を提供する。この場合、前記第３レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含むことが好ましい。また、第４形態の好ましい態様によれば、前記第４レンズ群は、開口絞りと、前記第３レンズ群と前記開口絞りとの間の光路中に配置された少なくとも３つの正レンズを備えている。
【００１５】
本発明の第５形態では、前記第１面に配置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面に配置された感光性基板上に形成するための第１形態〜第４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。
【００１６】
本発明の第６形態では、前記第１面に配置されたマスクを照明し、前記マスクに形成されたパターンを第１形態〜第４形態の投影光学系を介して前記第２面に配置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。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、石英レンズと蛍石レンズとの適切な組み合わせにより蛍石の固有複屈折や石英のコンパクションなどの影響を良好に抑えつつ、大きな像側開口数を有し且つ諸収差の良好に補正された結像性能の高い投影光学系を実現することができる。したがって、本発明の露光装置および露光方法では、たとえばＡｒＦエキシマレーザー光に対して高い結像性能を有する投影光学系を用いて、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
前述したように、たとえばＡｒＦエキシマレーザー光を用いる投影光学系において、蛍石には、石英において発生し易いコンパクションが起こらないという長所があるものの、固有複屈折性を有し、製造が困難で、且つフレアの原因になる可能性が高いという短所がある。したがって、投影光学系において蛍石光学部材（蛍石により形成されたレンズや平行平面板のような光学部材）の使用を適切な範囲に抑える必要がある。
【００１９】
そこで、本発明の投影光学系は、以下の条件式（１）を満足する。条件式（１）において、Ｖａは投影光学系中のすべての光学部材のディスク体積の和であり、Ｖｃは投影光学系中のすべての蛍石光学部材のディスク体積の和である。なお、「ディスク体積」は、各光学部材の有効径よりも１０ｍｍ（レンズ保持用のマージン）だけ大きい直径を有し且つ各光学部材の光学面に外接する円柱の体積として定義される。
０％＜Ｖｃ／Ｖａ＜３．５％    （１）
【００２０】
こうして、条件式（１）にしたがって蛍石光学部材の使用を制限することにより、石英レンズと蛍石レンズとの適切な組み合わせにより蛍石の固有複屈折や石英のコンパクションなどの影響を良好に抑えつつ、大きな像側開口数を確保するとともに諸収差を良好に補正することができる。なお、蛍石光学部材をより効果的に使用するには、条件式（１）の下限値を１％に設定することが好ましい。
【００２１】
また、以下の各実施例に示すような０．９２程度の非常に大きな像側開口数を有する縮小投影光学系では、必然的に像面付近（露光装置に適用する場合にはウェハ付近）のレンズ（光学部材）の入射角が非常に大きくなり、結果として高次の球面収差やコマ収差などが発生し易くなる。そこで、本発明では、上述した高次の球面収差やコマ収差などを含む諸収差を良好に補正するために、像面側から順に第１番目のレンズ成分〜第５番目のレンズ成分までの５つのレンズ成分中に少なくとも２つの非球面を導入することが好ましい。
【００２２】
また、たとえば０．９２程度の非常に大きな像側開口数を有する投影光学系においてペッツバール和をほぼ０に抑えて像面を平坦に維持するには、光束が細くくびれたウエスト部すなわち光学部材の有効径が小さくなっている位置に、屈折力の強い負レンズ群を配置する必要がある。たとえば本発明の投影光学系を、物体面側（露光装置に適用する場合にはレチクル側）から順に、負屈折力の第１レンズ群と正屈折力の第２レンズ群と負屈折力の第３レンズ群と正屈折力の第４レンズ群とにより構成すると、第３レンズ群が上述の「屈折力の強い負レンズ群」に相当する。
【００２３】
この場合、第３レンズ群が強い負屈折力を有するため、第３レンズ群中の負レンズによる収差が大きく発生する。そこで、本発明では、第３レンズ群中に正レンズを配置して負レンズによる収差の影響を緩和することによって、十分に良好な収差補正を達成している。更に、強い負屈折力を有する第３レンズ群中のレンズに非球面を用いることが収差補正上効果的であり、本発明では少なくとも３つの非球面を導入することにより、高次収差を含む諸収差を良好に補正することができる。
【００２４】
また、上述したように、本発明では、光束が細くくびれたウエスト部、たとえば最大有効径の６０％以下の有効径を有する位置に、負レンズと正レンズと負レンズとを連続的に配置することにより、像面湾曲を良好に補正することができる。この場合、ペッツバール和を効率良く補正するために、２つの負レンズの各々が正レンズに凹面を向けるように構成することが好ましい。また、諸収差をさらに良好に補正するために、上述の正レンズおよび２つの負レンズに少なくとも２つの非球面を導入することが好ましい。
【００２５】
また、たとえば０．９２程度の非常に大きな像側開口数を有する投影光学系において、レンズの有効径がある程度限られた条件下では、最大入射角が６０度を超えるような高入射角面を発生させないような設計は非常に困難である。この場合、通常の反射防止膜のみでは、光の入射角が例えば５０度を超えると反射率が急激に大きくなり、透過率ムラやフレアなどが大きく発生してしまう。
【００２６】
そこで、本発明では、上述した負・正・負・正の屈折力配置を有する４群構成の投影光学系中の第３レンズ群および第４レンズ群において、５０度以上の最大入射角で光が入射する光学面に、１．３以下の屈折率を有する弗化物層を含む光学薄膜（以下、単に「ナノ膜」という）を形成する。この構成により、光学面における反射率の急激な上昇を抑えて、透過率ムラやフレアなどの発生による悪影響を実質的に回避することができる。なお、「ナノ膜」の詳細については、特開２００２−２９６４０３号公報、ＷＯ０１／２３９１４号公報、ＷＯ０２／１８９８２号公報などを参照することができる。
【００２７】
以上のように、本発明では、石英レンズと蛍石レンズとの適切な組み合わせにより蛍石の固有複屈折や石英のコンパクションなどの影響を良好に抑えつつ、大きな像側開口数を有し且つ諸収差の良好に補正された結像性能の高い投影光学系を実現することができる。したがって、本発明の露光装置および露光方法では、たとえばＡｒＦエキシマレーザー光に対して高い結像性能を有する投影光学系を用いて、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。
【００２８】
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と平行に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。
【００２９】
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、ＡｒＦエキシマレーザー光源（波長１９３．３ｎｍ）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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。各実施例において、投影光学系ＰＬを構成する光学部材（レンズ成分および平行平面板）は石英（ＳｉＯ2）または蛍石（ＣａＦ2）で形成されている。また、光源ＬＳから供給されるＡｒＦエキシマレーザー光の中心波長は１９３．３０６ｎｍであり、この中心波長に対する蛍石の屈折率は１．５０１４５５であり、石英の屈折率は１．５６０３２６である。
【００３４】
また、各実施例において、投影光学系ＰＬは、レチクル側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とにより構成されている。
【００３５】
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。後述の表（１）〜表（３）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。
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋κ）・ｙ2／ｒ2｝1/2］
＋Ｃ4・ｙ4＋Ｃ6・ｙ6＋Ｃ8・ｙ8＋Ｃ10・ｙ10＋・・・    （ａ）
【００３６】
［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において、第１レンズ群Ｇ１は、レチクル側から順に、平行平面板Ｐ１と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた平凹レンズＬ１１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２とにより構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、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Ｌ２１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Ｌ２２と、両凸レンズＬ２３と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズ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、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２６とにより構成されている。
【００３７】
第３レンズ群Ｇ３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Ｌ３１と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ３２と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ３４と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズ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とにより構成されている。
【００３８】
第４レンズ群Ｇ４は、レチクル側から順に、両凸レンズＬ４１と、両凸レンズＬ４２と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４３と、開口絞りＡＳと、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４４と、両凸レンズＬ４５と、両凸レンズＬ４６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Ｌ４７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Ｌ４８と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４９と、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズＬ４１０と、平行平面板Ｐ２とにより構成されている。
【００３９】
第１実施例では、投影光学系ＰＬを構成する２６個の光学部材のうち、２つのレンズＬ４９およびＬ４１０だけが蛍石で形成され、その他の２３個のレンズＬ１１〜Ｌ４８および２つの平行平面板Ｐ１およびＰ２は石英で形成されている。
【００４０】
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、Ｙ0は最大像高（イメージフィールド半径）を、ＴＬは全長（レチクルＲとウェハＷとの距離）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、φｍは各面に入射する光の最大入射角（度）を、膜適用は各面にナノ膜が適用（形成）されているか否か（形成されている場合にのみ○印が付されている）をそれぞれ示している。上述の表記は、以降の表（２）および表（３）においても同様である。
【００４１】
表（１）
（主要諸元）
λ＝１９３．３０６ｎｍ
β＝−１／４
ＮＡ＝０．９２
Ｙ0＝１３．８５ｍｍ
ＴＬ＝１２５０ｍｍ
（光学部材諸元）
面番号     ｒ         ｄ           ｎ        φｍ    膜適用
（レチクル面）  50
1        ∞         8           1.560326     13.3             （Ｐ１）
2        ∞         5                        13.3
3        ∞        14           1.560326     13.3             （Ｌ１１）
4*    199.6841     42.372947                 33.1
5    -111.15945    34.847053    1.560326     25.7             （Ｌ１２）
6   -1078.43932     1                        37.9
7   -1244.78598    44.720571    1.560326     38.6             （Ｌ２１）
8    -240.89499     1                        11.1
9*  -2000          36.421443    1.560326     20.7             （Ｌ２２）
10   -296.34141     1                        12.6
11   3612.75892    50           1.560326     18.9             （Ｌ２３）
12   -322.16331     1                        28.4
13    250          41.255618    1.560326     35.0             （Ｌ２４）
14    327.59433     1                        17.3
15    201.54333    50           1.560326     34.8             （Ｌ２５）
16    549.20855     1                        12.2
17    206.7791     40.342313    1.560326     12.1             （Ｌ２６）
18    370.08695     1                        18.8
19    272.89199    30           1.560326     13.9             （Ｌ３１）
20    145.42964    48.870612                 15.0
21*  -233.66136    14           1.560326     45.5             （Ｌ３２）
22    114.26206    27.705554                 45.4
23    170.83121    26.806797    1.560326     33.8             （Ｌ３３）
24   1465.55722    27.559416                 18.6
25   -127.18426    14           1.560326     40.2             （Ｌ３４）
26*   246.18419    29.981953                 46.9
27   -612.68172    15           1.560326     30.5             （Ｌ３５）
28*   366.7332      8.372435                 65.9       ○
29    535.57445    28.444407    1.560326     63.9       ○    （Ｌ３６）
30*  1187.81658    11.264387                 66.2       ○
31   1761.90599    43.010256    1.560326     60.0       ○    （Ｌ４１）
32   -316.68456     1                        12.3
33    891.74755    54           1.560326     43.9             （Ｌ４２）
34   -440.82267     1                         9.8
35 -11985.56498    41.754944    1.560326     14.7             （Ｌ４３）
36   -436.99653    21.576467                 23.3
37       ∞         2.378637                                  （ＡＳ）
38    569.28944    33.652247    1.560326     20.4             （Ｌ４４）
39    250          22.689351                 65.9       ○
40    365.01759    61           1.560326     52.4       ○    （Ｌ４５）
41  -1203.5382      1                        12.0
42    391.91064    59.361072    1.560326     27.2             （Ｌ４６）
43  -1171.10168     1                        29.7
44    194.91323    49.748559    1.560326     29.2             （Ｌ４７）
45*   543.75132     1                        19.1
46    187.62273    53           1.560326      7.8             （Ｌ４８）
47*   521.50812     1                        44.5
48    399.65111    47.122631    1.501455     41.3             （Ｌ４９）
49   1240.66692     7.218467                 60.1       ○
50    746.19765    30           1.501455     59.7       ○    （Ｌ４１０）
51       ∞         0.9                      66.9       ○
52       ∞         4           1.560326     66.9       ○    （Ｐ２）
53       ∞         9                        66.9       ○
（ウェハ面）
（非球面データ）
４面
κ＝０
Ｃ4＝−１．５２２８２×１０-7    Ｃ6＝５．７３８１３×１０-12
Ｃ8＝−３．０３０５６×１０-16    Ｃ10＝２．４７４６×１０-20
Ｃ12＝−１．１３９０８×１０-24    Ｃ14＝６．９１９０４×１０-29
９面
κ＝０
Ｃ4＝−１．０４６６×１０-8    Ｃ6＝１．２１７７１×１０-13
Ｃ8＝−４．９０６８２×１０-19    Ｃ10＝６．２０４３５×１０-23
Ｃ12＝−２．５９１２４×１０-28    Ｃ14＝１．２６４９５×１０-33
２１面
κ＝０
Ｃ4＝２．６３５２５×１０-8    Ｃ6＝１．１１３１９×１０-13
Ｃ8＝１．０２２９６×１０-16    Ｃ10＝−６．６４１６１×１０-23
Ｃ12＝−７．２２１８４×１０-25    Ｃ14＝２．６３５０４×１０-29
２６面
κ＝０
Ｃ4＝２．２７６８４×１０-8    Ｃ6＝−５．７６９３６×１０-12
Ｃ8＝３．０４２２×１０-16    Ｃ10＝−４．６９４０９×１０-21
Ｃ12＝−１．１１０７６×１０-25    Ｃ14＝−３．２７３６１×１０-29
２８面
κ＝０
Ｃ4＝−１．０２４８３×１０-8    Ｃ6＝１．３８１０１×１０-12
Ｃ8＝−１．１３６９９×１０-16    Ｃ10＝−３．３０９４８×１０-22
Ｃ12＝１．４０８０２×１０-25    Ｃ14＝３．１５２０２×１０-30
３０面
κ＝０
Ｃ4＝３．３１２１２×１０-8    Ｃ6＝−９．１１０４５×１０-13
Ｃ8＝８．７１８７１×１０-18    Ｃ10＝１．９２４３２×１０-21
Ｃ12＝−８．９００５６×１０-26    Ｃ14＝８．３２４０７×１０-31
４５面
κ＝０
Ｃ4＝１．４１６１８×１０-8    Ｃ6＝１．３９１６２×１０-14
Ｃ8＝−４．０８８８２×１０-19    Ｃ10＝−２．８２４５８×１０-23
Ｃ12＝−２．３９６０４×１０-27    Ｃ14＝−６．９０８６８×１０-32
４７面
κ＝０
Ｃ4＝−２．１５４２×１０-8    Ｃ6＝１．９４９１３×１０-12
Ｃ8＝−８．３６３０９×１０-17    Ｃ10＝３．０１３１２×１０-21
Ｃ12＝−４．２４６１４×１０-26    Ｃ14＝−１．１９８２×１０-31
（条件式対応値）
Ｖｃ＝２１７５ｃｍ3
Ｖａ＝７１６９７ｃｍ3
（１）Ｖｃ／Ｖａ＝３．０３％
【００４２】
図３は、第１実施例における横収差を示す図である。また、図４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。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および図１０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、０．９２という大きな開口数および１３．８５ｍｍという大きな最大像高を確保しているにもかかわらず、波長が１９３．３０６ｎｍの露光光に対して諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００４３】
［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において、第１レンズ群Ｇ１は、レチクル側から順に、平行平面板Ｐ１と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた平凹レンズＬ１１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２とにより構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、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Ｌ２１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Ｌ２２と、両凸レンズＬ２３と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズ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、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２６とにより構成されている。
【００４４】
第３レンズ群Ｇ３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Ｌ３１と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ３２と、両凸レンズＬ３３と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ３４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Ｌ３５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Ｌ３６とにより構成されている。
【００４５】
第４レンズ群Ｇ４は、レチクル側から順に、レチクル側に凸面を向けた両凸レンズＬ４１と、両凸レンズＬ４２と、両凸レンズＬ４３と、開口絞りＡＳと、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４４と、両凸レンズＬ４５と、両凸レンズＬ４６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Ｌ４７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Ｌ４８と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４９と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４１０と、平行平面板Ｐ２とにより構成されている。
【００４６】
第２実施例においても第１実施例と同様に、投影光学系ＰＬを構成する２６個の光学部材のうち、２つのレンズＬ４９およびＬ４１０だけが蛍石で形成され、その他の２３個のレンズＬ１１〜Ｌ４８および２つの平行平面板Ｐ１およびＰ２は石英で形成されている。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。
【００４７】
表（２）
（主要諸元）
λ＝１９３．３０６ｎｍ
β＝−１／４
ＮＡ＝０．９２
Ｙ0＝１３．８５ｍｍ
ＴＬ＝１２５０ｍｍ
（光学部材諸元）
面番号     ｒ         ｄ           ｎ        φｍ    膜適用
（レチクル面）  50
1        ∞         8           1.560326     13.3             （Ｐ１）
2        ∞         5                        13.3
3        ∞        14           1.560326     13.3             （Ｌ１１）
4*    192.87797    44.008385                 34.6
5    -109.04136    35           1.560326     25.8             （Ｌ１２）
6   -1516.88879     1                        42.3
7  -23785.95343    45           1.560326     46.1             （Ｌ２１）
8    -228.54484     1                        12.1
9*  -1779.31516    36.291314    1.560326     16.7             （Ｌ２２）
10   -293.85453     1                        13.2
11 105599.9042     45.416144    1.560326     14.9             （Ｌ２３）
12   -347.21829     1                        25.2
13    256.89832    50           1.560326     35.2             （Ｌ２４）
14    595.99869     1.211792                  9.5
15    204.26622    49.081764    1.560326     28.1             （Ｌ２５）
16    597.46266     1                        17.8
17    267.32059    41.107906    1.560326     11.6             （Ｌ２６）
18    347.10321     1                        18.1
19    272.02343    30           1.560326     14.5             （Ｌ３１）
20    127.63004    46.002344                 17.7
21*  -206.02271    14           1.560326     47.2             （Ｌ３２）
22    125.43697    38.4247                   45.4
23    396.65231    33           1.560326     27.7             （Ｌ３３）
24   -251.44882    23.42883                  23.3
25   -126.18974    14           1.560326     42.2             （Ｌ３４）
26*   185.82887    24.882847                 52.8       ○
27   8607.09531    15           1.560326     39.4             （Ｌ３５）
28*   417.95321    10.465457                 65.2       ○
29    842.54365    18           1.560326     59.0       ○    （Ｌ３６）
30*   583.84203     9.721933                 67.1       ○
31   2428.93942    37.61612     1.560326     60.9       ○    （Ｌ４１）
32   -345.76882     1                        19.5
33    771.93433    58           1.560326     49.2             （Ｌ４２）
34   -400.90979     1                        10.3
35   1948.28502    43.896028    1.560326     21.5             （Ｌ４３）
36   -516.96516     8.847731                 19.6
37        ∞       12.310386                                  （ＡＳ）
38    562.74377    33.699492    1.560326     20.8             （Ｌ４４）
39    250          21.402072                 66.1       ○
40    354.54777    61           1.560326     53.4       ○    （Ｌ４５）
41  -1347.09101     1                        11.1
42    335.75466    59.529735    1.560326     31.6             （Ｌ４６）
43  -2804.16305     1                        25.2
44    192.57764    51.853535    1.560326     30.1             （Ｌ４７）
45*   515.16342     1                        19.0
46    172.98138    53           1.560326     10.0             （Ｌ４８）
47*  1334.35509     1.834581                 55.0       ○
48   1169.01574    42.034446    1.501455     55.4       ○    （Ｌ４９）
49   1409.65294     8.832321                 59.9       ○
50    656.79524    30           1.501455     58.9       ○    （Ｌ４１０）
51   7800.05842     1.099637                 66.8       ○
52        ∞        4           1.560326     66.9       ○    （Ｐ２）
53        ∞        9                        66.9       ○
（ウェハ面）
（非球面データ）
４面
κ＝０
Ｃ4＝−１．４８８０６×１０-7    Ｃ6＝５．１６６０８×１０-12
Ｃ8＝−２．６２８３３×１０-16    Ｃ10＝１．６５７０４×１０-20
Ｃ12＝−３．３３５９３×１０-25    Ｃ14＝１．８７６５８×１０-29
９面
κ＝０
Ｃ4＝−１．０６９６８×１０-8    Ｃ6＝７．１２４５４×１０-14
Ｃ8＝−４．４０９８６×１０-19    Ｃ10＝２．８７２２９×１０-23
Ｃ12＝５．３７１７１×１０-28    Ｃ14＝−７．１７２５８×１０-33
２１面
κ＝０
Ｃ4＝−２．１６２４６×１０-8    Ｃ6＝４．６６９６×１０-12
Ｃ8＝−１．４０７７２×１０-16    Ｃ10＝１．２３４７×１０-20
Ｃ12＝−１．２３２８５×１０-24    Ｃ14＝３．３３６１９×１０-29
２６面
κ＝０
Ｃ4＝−８．１１２９３×１０-8    Ｃ6＝１．３２４６３×１０-12
Ｃ8＝−９．１９８８７×１０-17    Ｃ10＝１．３９０３７×１０-20
Ｃ12＝−１．２１３９３×１０-24    Ｃ14＝２．６１１×１０-29
２８面
κ＝０
Ｃ4＝２．６７９７７×１０-8    Ｃ6＝−９．２０４６７×１０-13
Ｃ8＝−５．６８４５９×１０-17    Ｃ10＝−１．５７５７８×１０-21
Ｃ12＝３．３５１４６×１０-25    Ｃ14＝−６．６３３２５×１０-30
３０面
κ＝０
Ｃ4＝−８．１８５９５×１０-9    Ｃ6＝５．０８１３５×１０-15
Ｃ8＝２．４９３３×１０-17    Ｃ10＝−８．３９６４４×１０-23
Ｃ12＝−４．８９４９６×１０-27    Ｃ14＝−２．４３０７４×１０-31
４５面
κ＝０
Ｃ4＝１．３３１６７×１０-8    Ｃ6＝８．９０６０７×１０-15
Ｃ8＝−１．７０１１８×１０-18    Ｃ10＝−２．４３０５４×１０-23
Ｃ12＝−１．２８８３４×１０-27    Ｃ14＝−２．０５４９１×１０-31
４７面
κ＝０
Ｃ4＝−４．０３３６６×１０-9    Ｃ6＝１．３９６８７×１０-12
Ｃ8＝−９．０６０８３×１０-17    Ｃ10＝４．９５０８１×１０-21
Ｃ12＝−１．５０７８４×１０-25    Ｃ14＝２．４５７７８×１０-30
（条件式対応値）
Ｖｃ＝２１６０ｃｍ3
Ｖａ＝７０２０１ｃｍ3
（１）Ｖｃ／Ｖａ＝３．０８％
【００４８】
図６は、第２実施例における横収差を示す図である。また、図７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。各収差図から明らかなように、第２実施例においても第１実施例と同様に、０．９２という大きな開口数および１３．８５ｍｍという大きな最大像高を確保しているにもかかわらず、波長が１９３．３０６ｎｍの露光光に対して諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００４９】
［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において、第１レンズ群Ｇ１は、レチクル側から順に、平行平面板Ｐ１と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた平凹レンズＬ１１と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２とにより構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、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Ｌ２１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Ｌ２２と、両凸レンズＬ２３と、両凸レンズ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、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２６とにより構成されている。
【００５０】
第３レンズ群Ｇ３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Ｌ３１と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ３２と、両凸レンズＬ３３と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ３４と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ３５と、両凸レンズＬ３６と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた平凹レンズＬ３７とにより構成されている。
【００５１】
第４レンズ群Ｇ４は、レチクル側から順に、両凸レンズＬ４１と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４２と、両凸レンズＬ４３と、開口絞りＡＳと、レチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４４と、両凸レンズＬ４５と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４６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Ｌ４７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Ｌ４８と、  ウェハ側に凹面を向けた平凹レンズＬ４９と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４１０と、平行平面板Ｐ２とにより構成されている。
【００５２】
第３実施例では、投影光学系ＰＬを構成する２７個の光学部材のうち、２つのレンズＬ４９およびＬ４１０だけが蛍石で形成され、その他の２４個のレンズＬ１１〜Ｌ４８および２つの平行平面板Ｐ１およびＰ２は石英で形成されている。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。
【００５３】
表（３）
（主要諸元）
λ＝１９３．３０６ｎｍ
β＝−１／４
ＮＡ＝０．９２
Ｙ0＝１３．８５ｍｍ
ＴＬ＝１２５０ｍｍ
（光学部材諸元）
面番号     ｒ         ｄ           ｎ        φｍ    膜適用
（レチクル面）  50
1        ∞         8           1.560326     13.4             （Ｐ１）
2        ∞         5                        13.4
3        ∞        14           1.560326     13.4             （Ｌ１１）
4*    201.47276    42.039006                 33.6
5    -113.47518    32.758258    1.560326     24.0             （Ｌ１２）
6    -644.04877     1                        30.7
7    -755.76055    34.080017    1.560326     31.9             （Ｌ２１）
8    -291.70054     1                         9.5
9*   -600.01909    36.99607     1.560326     16.9             （Ｌ２２）
10   -248.10161     1                        12.3
11   2956.39873    48.944646    1.560326     23.5             （Ｌ２３）
12   -339.00025     1                        20.0
13    522.3846     39.485406    1.560326     21.1             （Ｌ２４）
14  -2006.75285     1.000268                 11.1
15    209.86776    47.597575    1.560326     34.4             （Ｌ２５）
16    445.92789     1.033476                 10.6
17    210.95052    44.986856    1.560326     14.5             （Ｌ２６）
18    743.06149     1                        28.6
19    324.23725    35.394112    1.560326     18.0             （Ｌ３１）
20    134.68714    48.123631                 16.0
21*  -203.24959    14.320515    1.560326     45.6             （Ｌ３２）
22    117.82       17.186477                 47.4
23    177.15999    34.975328    1.560326     34.5             （Ｌ３３）
24  -1555.26146    35.701877                 15.5
25   -129.34212    14.042609    1.560326     38.9             （Ｌ３４）
26*   208.66305    34.793374                 48.2
27   -377.04311    15.982945    1.560326     26.7             （Ｌ３５）
28*   625.64567    11.55357                  67.4       ○
29   1410.63127    28.803086    1.560326     60.7       ○    （Ｌ３６）
30   -449.34889     1.004591                 28.4
31       ∞        20.997973    1.560326     41.0             （Ｌ３７）
32*  1608.63705     1.00027                  51.3       ○
33    941.72565    46.641828    1.560326     53.8       ○    （Ｌ４１）
34   -435.62561     1                         9.0
35  -2961.03705    39.490371    1.560326     24.0             （Ｌ４２）
36   -382.9774      1                        13.2
37   1309.23937    40.095271    1.560326     22.2             （Ｌ４３）
38   -705.85355     7.056201                 14.6
39       ∞        26.10241                                   （ＡＳ）
40    490.84533    25.044938    1.560326     23.3             （Ｌ４４）
41    245.59019    19.967847                 65.2       ○
42    333.21243    61.688255    1.560326     53.6       ○    （Ｌ４５）
43  -1843.61375     1.2878                   10.6
44    275.73897    60.880111    1.560326     36.6             （Ｌ４６）
45   2984.20155     1.045262                 20.8
46    193.62129    52.066853    1.560326     26.5             （Ｌ４７）
47*   533.0201      1.070139                 21.9
48    164.04299    58.168522    1.560326      8.2             （Ｌ４８）
49*  1622.71217     5.095113                 61.2       ○
50       ∞        24.968471    1.501455     64.6       ○    （Ｌ４９）
51   1398.92503     8.237496                 59.1       ○
52    528.10795    29.926428    1.501455     57.3       ○    （Ｌ４１０）
53   2219.77622     1.364843                 66.6       ○
54       ∞         4           1.560326     66.9       ○    （Ｐ２）
55       ∞         9                        66.9       ○
（ウェハ面）
（非球面データ）
４面
κ＝０
Ｃ4＝−１．３８３０３×１０-7    Ｃ6＝４．５４６５３×１０-12
Ｃ8＝−２．０１８６０×１０-16    Ｃ10＝１．５５５３６×１０-20
Ｃ12＝−５．３７７２７×１０-25    Ｃ14＝４．８５７８８×１０-29
９面
κ＝０
Ｃ4＝−８．２２６９８×１０-9    Ｃ6＝４．２１６２４×１０-14
Ｃ8＝１．１９４６９×１０-18    Ｃ10＝７．２９０４９×１０-23
Ｃ12＝１．１０２６９×１０-27    Ｃ14＝６．５７７９４×１０-32
２１面
κ＝０
Ｃ4＝４．６３５００×１０-8    Ｃ6＝−７．２８２５６×１０-13
Ｃ8＝１．６０６１０×１０-16    Ｃ10＝−７．５００８２×１０-21
Ｃ12＝−１．５２９３６×１０-25    Ｃ14＝１．３７０９７×１０-29
２６面
κ＝０
Ｃ4＝−２．１３３５２×１０-9    Ｃ6＝−５．４０９３９×１０-12
Ｃ8＝３．１５１１１×１０-16    Ｃ10＝−１．０２３３６×１０-20
Ｃ12＝２．１６５１４×１０-25    Ｃ14＝−２．６４１９９×１０-29
２８面
κ＝０
Ｃ4＝３．８３４８３×１０-8    Ｃ6＝−７．０７２４３×１０-13
Ｃ8＝−４．３９１２０×１０-17    Ｃ10＝−１．３０５９０×１０-22
Ｃ12＝１．０８７１７×１０-25    Ｃ14＝０
３２面
κ＝０
Ｃ4＝１．４８５５１×１０-11    Ｃ6＝１．２００３６×１０-14
Ｃ8＝４．４５０９４×１０-18    Ｃ10＝１．３７３０６×１０-23
Ｃ12＝−３．９９４２７×１０-28    Ｃ14＝−３．７９８８６×１０-32
４７面
κ＝０
Ｃ4＝１．３４５８１×１０-8    Ｃ6＝−２．０５４４２×１０-14
Ｃ8＝−４．８００８２×１０-18    Ｃ10＝１．０１８８４×１０-22
Ｃ12＝−８．７４３４８×１０-27    Ｃ14＝０
４９面
κ＝０
Ｃ4＝−１．１８６６３×１０-9    Ｃ6＝１．２９７９８×１０-12
Ｃ8＝−１．０８５５２×１０-16    Ｃ10＝６．９９１１８×１０-21
Ｃ12＝−２．５５０５３×１０-25    Ｃ14＝４．３７４６１×１０-30
（条件式対応値）
Ｖｃ＝１３１９ｃｍ3
Ｖａ＝６９３８５ｃｍ3
（１）Ｖｃ／Ｖａ＝１．９０％
【００５４】
図９は、第３実施例における横収差を示す図である。また、図１０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。各収差図から明らかなように、第３実施例においても第１実施例および第２実施例と同様に、０．９２という大きな開口数および１３．８５ｍｍという大きな最大像高を確保しているにもかかわらず、波長が１９３．３０６ｎｍの露光光に対して諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００５５】
なお、上述の第１実施例において、両凹レンズＬ３２およびＬ３４が最大有効径の６０％以下の有効径を有する負レンズに対応し、正メニスカスレンズＬ３３が最大有効径の６０％以下の有効径を有する負レンズに対応している。また、上述の第２実施例および第３実施例において、両凹レンズＬ３２およびＬ３４が最大有効径の６０％以下の有効径を有する負レンズに対応し、両凸レンズＬ３３が最大有効径の６０％以下の有効径を有する正レンズに対応している。
【００５６】
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１１のフローチャートを参照して説明する。
【００５７】
先ず、図１１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。
【００５８】
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。
【００５９】
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１２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１２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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。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。
【００６２】
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。
【００６３】
また、上述の実施形態では、１９３ｎｍの波長光を供給するＡｒＦエキシマレーザー光源を用いているが、これに限定されることなく、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。また、上述の実施形態では、露光装置に搭載される投影光学系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。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【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実施例における横収差を示す図である。
【図４】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実施例における横収差を示す図である。
【図７】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実施例における横収差を示す図である。
【図１０】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１１】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１２】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】
【００６５】
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
Ｇ１  第１レンズ群
Ｇ２  第２レンズ群
Ｇ３  第３レンズ群
Ｇ４  第４レンズ群
Ｌｉ  レンズ成分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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