(57)【要約】【課題】  結晶構造起因の複屈折を有する硝材をボトムレンズ群に用いても、その複屈折性による光学性能への悪影響が低減され、かつ像高間の複屈折均一性及び解像力が優れた投影光学系を提供する。【解決手段】  本発明は、複数のレンズ群を含み、第１物体の像を第２物体の上に投影する投影光学系である。複数のレンズ群の中で第２物体に最も近い位置に配置されるボトムレンズ群は、屈折率が１.６以上の等方性結晶硝材で構成され正の焦点距離を持つ。ボトムレンズ群の第１物体側の面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）及び中心肉厚ｄ（ｍｍ）は、３．０＞Ｒ／ｄ＞１．２及びｄ＜６０の関係を満たす。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズ群を含み、第１物体の像を第２物体の上に投影する投影光学系であって、
前記複数のレンズ群の中で前記第２物体に最も近い位置に配置されるボトムレンズ群は、屈折率が１．６以上の等方性結晶硝材で構成され正の焦点距離を持ち、
前記ボトムレンズ群の第１物体側の面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）及び中心肉厚ｄ（ｍｍ）は、３．０＞Ｒ／ｄ＞１．２、及び、ｄ＜６０を満たすことを特徴とする投影光学系。
【請求項２】
前記Ｒ及びｄは、３．０＞Ｒ／ｄ＞１．６をさらに満たすことを特徴とする投影光学系。
【請求項３】
前記等方性結晶硝材の屈折率が２．０以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の投影光学系。
【請求項４】
前記ボトムレンズ群は、前記等方性結晶硝材で構成されたレンズが４枚以上接合された接合レンズであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の投影光学系。
【請求項５】
前記接合レンズを構成するレンズのうち、少なくとも２枚のレンズは等方性結晶硝材の＜１，１，１＞結晶軸を光軸方向に配向させ、少なくとも２枚のレンズは等方性結晶硝材の＜１，０，０＞結晶軸を光軸方向に配向させてい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】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の投影光学系と、前記第１物体としての原版と、前記第２物体としての基板とを備え、前記原版及び前記投影光学系を介して前記基板を露光する露光装置。
【請求項７】
前記ボトムレンズ群と基板との間が液体で満たされていることを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記露光された基板を現像する工程と、を備えることを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子製造工程のリソグラフィ工程において投影露光装置が用いられる。リソグラフィ工程とは、半導体素子の回路パターンを半導体素子となる基板(シリコン基板、ガラス基板、ウエハ等と呼ばれる)上に投影転写する工程である。近年、半導体素子の微細化が進んでおり、０.１５μｍ以下の線幅を転写するようになっている。半導体素子の微細化が進むことにより、半導体素子の集積度が向上し、低電力かつ高性能な素子が製造できる。更なる半導体素子の微細化への要求が高く、それに伴い投影露光装置に対する解像力向上への要求も高くなっている。
【０００３】
レイリーの式によると解像力ＲＰと露光波長λ、投影露光装置のＮＡの間には以下の関係式が成り立つ。今後特にことわりがない場合、ＮＡは投影光学系の開口数のことを表す。
ＲＰ＝ｋ１・λ／ＮＡ
ただしｋ１：比例定数
レイリーの式が示すように、投影露光装置の解像力を向上させる方法としては、投影光学系の高ＮＡ化と露光波長の短波長化がある。投影光学系の高ＮＡ化と露光波長の短波長化の動きは近年ますます加速している。露光波長の短波長化の動きとして、例えば、ＫｒＦエキシマレーザ(波長;２４８nm)を用いた露光のみならず、クリティカルレイヤとしてＡｒＦエキシマレーザ(波長;１９３nm)を光源に用いるようになった。
【０００４】
ＮＡが大きくなると照明光学系に偏光を用いることが必須とされている。偏光照明の詳しい構成は特許文献１、特許文献２等に開示されている。
【０００５】
レーザの波長が３００nm以下の高エネルギー露光波長帯において、投影光学系に用いられる硝材はＳｉＯ２(以下、石英)やＣａＦ２(以下、蛍石)に限定されてきた。
【０００６】
また、高ＮＡ化に対しては、投影レンズの硝材に石英を用い、投影系のボトムレンズ群とウエハ間を屈折率が空気よりも高い液体で浸す、液浸露光技術によりＮＡ１.０以上が実現される。液浸媒体として現在用いられようとしているのは屈折率１.４４の純水である。液浸媒体として純水を用いた場合、机上の計算で投影系のＮＡは１.４４まで、構成上のＮＡとしては１.３程度まで可能になる。
【０００７】
そこでさらに高ＮＡ化を望むべく、液浸媒体に屈折率が純水よりも高い液体を用いたり、屈折率が石英よりも高い硝材を投影光学系のボトムレンズ群に用いたりするという提案がなされている。液浸媒体に屈折率が純水よりも高い液体を用いることで構成上のＮＡが１.４程度、屈折率が石英よりも高い硝材を投影光学系のボトムレンズ群に用いることでＮＡが１.６５程度まで期待されている。屈折率が純水よりも高い液体として屈折率１.８程度の媒質が考えられているが、その組成や屈折率以外の物性など詳細については明らかにされていない。
【０００８】
特許文献３には、照明条件をtangential偏光に限定し、石英よりも高い硝材としてＡｌ２Ｏ３などの一軸性の結晶を用いた例が示されている。しかし、一軸性結晶の実用化が期待できないことや、照明条件が限定されることなど実用的ではない。
【０００９】
石英よりも高い硝材として、今日脚光を浴びているのは屈折率が２.１４のＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２(以下、ＬｕＡＧ)である。
【００１０】
ＡｒＦエキシマレーザを用いた投影光学系の硝材に通常採用される石英は、その構造に方向性を持たない。そのため結晶構造起因の固有複屈折は観測されず、複屈折は加工時の応力複屈折や、製造過程中のアニール温度分布などで発生する残留応力による複屈折のみである。これらの大きさはレンズ一枚あたり、ｐｖ値で１ｎｍ／ｃｍ以下程度であり、製造上及び加工上の工夫により減少傾向にある。これに対して、結晶硝材の蛍石やＬｕＡＧには結晶構造起因の複屈折が存在し、その大きさは蛍石で最大３.４ｎｍ／ｃｍ、ＬｕＡＧで最大約３０ｎｍ／ｃｍとされている。
【００１１】
図１に平板の等方結晶硝材が示す結晶構造起因の＜１,１,１＞結晶軸が紙面に垂直な方向に向いた際の複屈折分布及び＜１,０,０＞結晶軸が紙面に垂直な方向に向いた際の複屈折分布を示す。図１において光線通過角度は動径方向で、光線通過位置は偏角で表現される。図中の短線の長さは相対的な複屈折量、方向は複屈折が進む軸の方向を表す。
【００１２】
図１より＜１,１,１＞結晶軸方向及び＜１,０,０＞結晶軸方向で０、＜１,１,０＞結晶軸方向で最大値を示す。この結晶構造起因の複屈折を解決することが露光装置の課題となっている。前述したように、これらの結晶硝材は構成上、しばしば投影レンズのボトムレンズ群に適用される。また、一般的に、液体を制御しやすくするためにボトムレンズ群のＲ２面(ウエハ面側)は平面又は曲率の大きな仕様になっている。
【００１３】
図２に投影光学系の一部を端的に表した。１００は投影光学系のボトムレンズ群、液浸液を通過した光がウエハ面上に結像する様子を表している。１１０はボトムレンズ群、１２０は液浸液、１３０はウエハ面である。また、ＯＡは光学軸を示し、ＯはＯＡが１３０と交わる点であり、ＰはＯからＸｉだけ離れたウエハ面上の点である。光線１０,１１,１２はＯに達する光線を表す、ただし、１１は主光線を表し、１０,１２は入射角度θでウエハ面のＯに達する光線を表している。光線２０,２１,２２はＰに達する光線を表す、ただし、２１は主光線を表し、２０,２２は入射角度θでウエハ面のＰに達する光線を表している。
【００１４】
θはＮＡと液浸液の屈折率Ｎｉを用いて以下の関係式で表現される。
ＮＡ＝Ｎｉｓｉｎθ
したがって、図１より＜１,１,１＞及び＜１,０,０＞結晶軸を光学軸に配向させたとき、ＮＡが大きくなると結晶構造起因による複屈折の影響が大きくなるといえる。
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００４/０５１７１７号パンフレット
【特許文献２】特開平０５-１０９６０１号公報
【特許文献３】米国公開２００６/０１９８０２９号公報
【特許文献４】特開２００６−１１３５３３号公報
【特許文献５】特開２００４−４５６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ＬｕＡＧ等の屈折率が２.０以上の硝材を、投影光学系のボトムレンズ群に用いた場合の課題は、硝材の結晶性起因による複屈折(以下真性複屈折もしくはＩＢＲ)の補正である。複屈折を補正する手法は特許文献４、５に示されている。
【００１６】
特許文献４では、ボトムレンズ群とそれに隣接するレンズ群に酸化カルシウムや酸化マグネシウムを用い、硝材間で結晶構造起因により発生する複屈折の符号が逆であるという物性を利用し複屈折の補正を行っている。しかし、透過率が小さいことや、酸化カルシウムのＩＢＲの大きさが３００ｎｍ／ｃｍ以上なので補正残差が大きくなることから、実用的ではない。
【００１７】
また、特許文献４及び特許文献５には、＜１,０,０＞結晶軸及び＜１,１,１＞結晶軸を投影光学系の光学軸に配向させる方法について示されている。
【００１８】
本発明は、結晶構造起因の複屈折を有する硝材をボトムレンズ群に用いても、その複屈折性による光学性能への悪影響が低減され、かつ像高間の複屈折均一性及び解像力が優れた投影光学系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】
【００１９】
本発明は、複数のレンズ群を含み、第１物体の像を第２物体の上に投影する投影光学系であって、複数のレンズ群の中で第２物体に最も近い位置に配置されるボトムレンズ群は、屈折率が１.６以上の等方性結晶硝材で構成され正の焦点距離を持ち、ボトムレンズ群の第１物体側の面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）及び中心肉厚ｄ（ｍｍ）は、３．０＞Ｒ／ｄ＞１．２及びｄ＜６０の関係を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、結晶構造起因の複屈折を有する硝材をボトムレンズ群に用いても、その複屈折性による光学性能への悪影響が低減され、かつ像高間の複屈折均一性及び解像力が優れた投影光学系を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［投影光学系の実施形態］
図２を用いて本発明の原理について説明する。点Ｏに結像する光線１０，１１，１２と点Ｐに結像する光線２０，２１，２２を比較する。点Ｏに結像する光の主光線１１がボトムレンズ群１１０を通過する距離をＣ１とすると、Ｃ１はt１１とs１１を結ぶ線分の長さで表される。ボトムレンズ群１１０は、第１物体の像を第２物体の上に投影する投影光学系に含まれる複数のレンズ群の中で第２物体に最も近い位置に配置されるレンズ群である。この実施形態では、第１物体は原版としてのレチクルであり、第２物体は基板としてのウエハである。
【００２２】
点Ｏに結像する光のマージナル光線１０，１２がボトムレンズ群１１０を通過する距離をＬ１,Ｒ１とすると、Ｌ１はt１０とs１０を結ぶ線分の長さ、Ｒ１はt１２とs１２を結ぶ線分の長さで表される。点Ｐに結像する光の主光線２１がボトムレンズ群１１０を通過する距離をＣ２とするとＣ２はt２１とs２１を結ぶ線分の長さで表される。また点Ｐに結像する光のマージナル光線２０，２２がボトムレンズ群１１０を通過する距離をＬ２,Ｒ２とするとＬ２はt２０とs２０を結ぶ線分の長さ、Ｒ２はt２２とs２２を結ぶ線分の長さで表される。
【００２３】
Ｃ１,Ｌ１,Ｒ１あるいはＣ２,Ｌ２,Ｒ２の長さが異なることから、ある１つの像高内で瞳内複屈折は分布をもってしまう。ボトムレンズ群１１０が３mm程度の十分に薄い凸レンズであったときはＣ１,Ｌ１,Ｒ１で発生する複屈折はＬｕＡＧで３nm以下であり、露光波長を１９３.３nmとすると５０mλ以下相当となり、十分小さいといえる。
【００２４】
実際に使用するボトムレンズ群の形状はボトムレンズ群のＲ１面(レチクル側)での全反射条件や他の形状制約を踏まえると厚みが２０mm以上であることが想定される。ボトムレンズ群の厚みが６０mm以下程度なら、ボトムレンズ群に複数枚のレンズが接合された接合レンズを用いる方法をとることによりある１つの像高内で瞳内複屈折の補正は可能である。
【００２５】
（参考例）
例えば表１にその形状を図３にその断面図を示す４枚のレンズが接合された接合レンズであるボトムレンズ群３００を考える。ボトムレンズ群３００のトータル中心厚は４７.４mmである。図中に表示のようにボトムレンズ群３００は右手座標系に配置させた。
【００２６】
【表１】
2009086038.tif 000003
【００２７】
ＩＭＧは第２物体面(ウエハ面)であり、それぞれＬＥ１〜ＬＥ４のレンズは表１に示す形状をしている。ＩＭＧと第１面との間は屈折率１．８を持つ液体Ａで満たされており、１８.２mm〜６５.７５mmまでの物高に対応している。第１列の面番号はＩＭＧより本来の光の進行方向とは逆向きに沿っており、第２列は面番号に対応する曲率半径であり、第３列は面間隔(軸上間隔)であり、第４，５列は材料及び硝材の光軸方向(Ｚ軸)に向いた結晶軸方位を示す。
【００２８】
ＬＥ１〜ＬＥ４は結晶硝材のＬＵＡＧ(屈折率２.１４)であり、それぞれのレンズは後述のようにクロッキング操作によってボトムレンズ群３００内の複屈折が低減することを図っている。ＬＥ１,ＬＥ３は結晶軸＜１,１,１＞が共にＺ軸方向に向いているが、結晶軸＜１,０,０＞軸は図４のように光軸に対して垂直な面における結晶軸＜１,０,０＞軸の射影線が相対角度６０°を成すように構成されている。同様にしてＬＥ２,ＬＥ４は結晶軸＜１,０,０＞が共にＺ軸方向に向いているが、結晶軸＜１,１,１＞軸は、光軸に対して垂直な面における結晶軸＜１,１,１＞軸の射影線が相対角度４５°を成すように構成されている。
【００２９】
ボトムレンズ群３００で発生するリタデ―ション分布は図５のようになる。図５−Ａはスリット中心(ＩＭＧ上で４.５５mmに相当)の瞳内リターデーション分布である。図５−Ｂはスリット端(ＩＭＧ上で１６.４３７５mmに相当)の瞳内リターデーション分布である。スリット中心で、瞳内リターデーションＲＭＳは４５.１mλ、スリット端で、瞳内リターデーションＲＭＳは３２.６mλに補正されている。
【００３０】
このようにボトムレンズ群のトータル肉厚が６０mm以下程度なら１つの像高内での複屈折を補正することは可能である。しかし、図５-Ａ、図５-Ｂをみると像高間でリタデ―ション分布の傾向が大きく異なっていることが分かる。スリット中心とスリット端において瞳上の各点の差分をとったＲＭＳで、像高間でのリターデーション均一性をみると、２２.３mλであった。
【００３１】
像高間におけるリターデーション均一性が低いと露光装置のＣＤ均一性能が悪化する。像高間におけるリターデーション均一性は１０mλ以下、好ましくは５mλ以下にするのが望ましい。そこで、本発明では、図２のＣ１とＣ２、Ｌ１とＬ２、Ｒ１とＲ２の長さの差が起因で発生するリタデーションの差を出来るだけ小さくし、像高間におけるリターデーション均一性を向上させた。
【００３２】
以下、本発明に係る投影光学系に使用しうるボトムレンズ群の具体例を説明する。
【００３３】
（実施例１）
図６、図７を用いてボトムレンズ群の実施例１を紹介する。図６は等方性結晶硝材で構成された４枚のレンズが接合されたボトムレンズ群４００の断面図であり、右手座標系に配置されている。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
それぞれＬＥ５〜ＬＥ８のレンズは表２に示す形状をしている。またＩＭＧと第１面は屈折率１.８を持つ液体Ａで満たされており、１８.２mm〜６５.７５mmまでの物高に対応している。ＬＥ５〜ＬＥ８は結晶硝材のＬｕＡＧ(屈折率２.１４)であり、それぞれのレンズは後述のようにクロッキング操作によって４００内の複屈折の低減を図っている。ＬＥ５,ＬＥ７は結晶軸＜１,１,１＞が共にＺ軸方向に向いているが、結晶軸＜１,０,０＞軸は図４のように光軸に対して垂直な面における結晶軸＜１,０,０＞軸の射影線が相対角度６０°を成すように構成されている。同様にしてＬＥ６,ＬＥ８は結晶軸＜１,０,０＞が共にＺ軸方向に向いているが、結晶軸＜１,１,１＞軸は、光軸に対して垂直な面における結晶軸＜１,１,１＞軸の射影線が相対角度４５°を成すように構成されている。
【００３６】
ボトムレンズ群４００で発生するリタデ―ション分布は図７のようになる。図７-Ａはスリット中心(ＩＭＧ上で４.５５mmに相当)の瞳内リターデーション分布である。図７-Ｂはスリット端(ＩＭＧ上で１６.４３７５mmに相当)の瞳内リターデーション分布である。
【００３７】
スリット中心で、瞳内リターデーションＲＭＳは８８.２mλ、スリット端で、瞳内リターデーションＲＭＳは７９.３mλに補正されている。この様に構成されると、例えば特開平７-１４２３３８に示されている投影光学系の瞳付近に複屈折をコントロールする部材を挿入するという技術により、像高内の瞳内リターデーションを低減し、結像性能を所望のレベルに到達させることができる。
【００３８】
図７-Ａ、図７-Ｂより、像高間のリタデ―ション分布の傾向が同じであることが分かる。前記定義での像高間均一性でみても、８.２mλと本発明の効果が如実に現れている。
【００３９】
本実施例では屈折率が１.８を持つ液体及び構成されるレンズの等方性結晶硝材としてＬｕＡＧを紹介した。しかし、本発明は液浸液の種類に限定されず、等方性結晶硝材もＬｕＡＧに限定されず、他の結晶等方性硝材においても同様の効果が期待できる。
【００４０】
（実施例２）
図８、図９を用いてボトムレンズ群の実施例２を紹介する。
【００４１】
【表３】
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【００４２】
図８はボトムレンズ群５００の断面図であり、右手座標系に配置されている。それぞれＬＥ９〜ＬＥ１２のレンズは表３に示す形状をしている。またＩＭＧと第１面は屈折率１.８を持つ液体Aで満たされており、１８.２mm〜６５.７５mmまでの物高に対応している。ＬＥ５〜ＬＥ８は結晶硝材のＬｕＡＧ(屈折率２.１４)であり、それぞれのレンズは後述のようにクロッキング操作によって４００内の複屈折低減を図っている。
【００４３】
ＬＥ９,ＬＥ１１は結晶軸＜１,１,１＞が共にＺ軸方向に向いておいるが、結晶軸＜１,０,０＞軸は図４のように光軸に対して垂直な面における結晶軸＜１,０,０＞軸の射影線が相対角度６０°を成すように構成されている。また、同様にしてＬＥ１０,ＬＥ１２は結晶軸＜１,０,０＞が共にＺ軸方向に向いておいるが、結晶軸＜１,１,１＞軸は、光軸に対して垂直な面における結晶軸＜１,１,１＞軸の射影線が相対角度４５°を成すように構成されている。
【００４４】
ボトムレンズ群４００で発生するリタデ―ション分布は図９のようになる。図９-Ａはスリット中心(ＩＭＧ上で４.５５mmに相当)の瞳内リターデーション分布である。図９-Ｂはスリット端(ＩＭＧ上で１６.４３７５mmに相当)の瞳内リターデーション分布である。スリット中心で、瞳内リターデーションＲＭＳは２３.７mλ、スリット端で、瞳内リターデーションＲＭＳは２４.８mλに補正されている。
【００４５】
図９-Ａ、図９-Ｂより、像高間のリタデ―ション分布の傾向が同じであることが分かる。前記定義での像高間均一性でみても、３.８mλと本発明の効果が現れている。
【００４６】
（実施例３）
図１０〜図１１を用いてボトムレンズ群の実施例３を紹介する。図１０はボトムレンズ群６００の断面図であり、右手座標系に配置されている。
【００４７】
【表４】
2009086038.tif 000006
【００４８】
それぞれＬＥ１３〜ＬＥ１６のレンズは表３に示す形状をしている。またIMGと第１面は屈折率１.８を持つ液体Ａで満たされており、１８.２mm〜６５.７５mmまでの物高に対応している。ＬＥ１３〜ＬＥ１６は結晶硝材のＬＵＡＧ(屈折率２.１４)であり、それぞれのレンズは後述のようにクロッキング操作によって６００内の複屈折低減を図っている。
【００４９】
ＬＥ１３,ＬＥ１５は結晶軸＜１,１,１＞が共にＺ軸方向に向いているが、結晶軸＜１,０,０＞軸は図４のように光軸に対して垂直な面における結晶軸＜１,０,０＞軸の射影線が相対角度６０°を成すように構成されている。また、同様にしてＬＥ１４,ＬＥ１６は結晶軸＜１,０,０＞が共にＺ軸方向に向いておいるが、結晶軸＜１,１,１＞軸は、光軸に対して垂直な面における結晶軸＜１,１,１＞軸の射影線が相対角度４５°を成すように構成されている。
【００５０】
ボトムレンズ群６００で発生するリタデ―ション分布は図１１のようになる。図１１−Ａはスリット中心(ＩＭＧ上で４.５５mmに相当)の瞳内リターデーション分布である。図１１−Ｂはスリット端(ＩＭＧ上で１６.４３７５mmに相当)の瞳内リターデーション分布である。スリット中心で、瞳内リターデーションＲＭＳは３７.２mλ、スリット端で、瞳内リターデーションＲＭＳは３８.６mλに補正されている。図１１−Ａ、図１１−Ｂより、像高間のリタデ―ション分布の傾向が同じであることが分かる。前記定義での像高間均一性は、３.３mλに補正されている。
【００５１】
我々の検討によると、ボトムレンズ群の第１物体側の面であるＲ１面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）と中心肉厚ｄ（ｍｍ）との比であるＲ／ｄが１.２を超えていると像高間でのリターデーション均一性を１０mλ以下に補正できる。Ｒ/ｄが大きくなりすぎると投影系のレンズ径が巨大化しすぎるため、Ｒ/ｄ＜３.０が望ましい。すなわち、Ｒ／ｄは、３．０＞Ｒ／ｄ＞１．２を満たす。より好ましい補正を求めるならば、ボトムレンズ群のＲ１面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）と中心肉厚ｄ（ｍｍ）との比Ｒ／ｄが１.６を超えるなら像高間でのリターデーション均一性を５mλ以下に補正できる。
【００５２】
実施例では、ボトムレンズ群を構成するレンズとして屈折率が２．１のＬＵＡＧを用いた。しかし、ボトムレンズ群は、屈折率が１．６以上の等方性結晶硝材で構成され正の焦点距離を持つものであれば、この発明の効果は期待できる。投影光学系のＮＡを大きくするためには、等方性結晶硝材の屈折率が、２．０以上であることが好ましい。本実施形態では一種類の硝材を用いるが、複数の硝種を用いた場合でも、本発明の効果は褪せない。本実施形態では、ボトムレンズ群として屈折率が１．６以上の等方性結晶硝材で構成されたレンズが複数枚接合された接合レンズを使用している。しかし、ボトムレンズ群は、屈折率が１．６以上の等方性結晶硝材で構成された単一のレンズであっても構わない。
【００５３】
実施例１〜３では、ボトムレンズ群は等方性結晶硝材で構成されたレンズが４枚接合された接合レンズである。しかし、ボトムレンズ群は等方性結晶硝材で構成されたレンズが４枚以上接合された接合レンズで構わない。その場合、少なくとも２枚のレンズは硝材の＜１，１，１＞結晶軸を光軸方向に配向させ、少なくとも２枚のレンズは硝材の＜１，０，０＞結晶軸を光軸方向に配向させてることが好ましい。
【００５４】
［露光装置の実施形態］
以下、本発明の投影光学系が適用される例示的な露光装置を説明する。露光装置は図１２に示すように、照明装置１、原版としてのレチクルを搭載したレチクルステージ２、投影光学系３、基板としてのウエハを搭載したウエハステージ４とを有する。露光装置は、レチクルに形成された回路パターンをウエハに投影露光するものであり、ステップアンドリピート投影露光方式またはステップアンドスキャン投影露光方式であってもよい。
【００５５】
照明装置１は回路パターンが形成されたレチクルを照明し、光源部と照明光学系とを有する。光源部は、例えば、光源としてレーザを使用する。レーザは、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ、波長約１５３ｎｍのＦ２エキシマレーザなどを使用することができる。しかし、レーザの種類はエキシマレーザに限定されず、例えば、YAGレーザを使用してもよいし、そのレーザの個数も限定されない。光源にレーザが使用される場合、レーザ光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザ光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部に使用可能な光源はレーザに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
【００５６】
照明光学系は原版を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、ライトインテグレーター、絞り等を含む。投影光学系３は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、カタディオプトリック光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。
【００５７】
レチクルステージ２およびウエハステージ４は、たとえばリニアモータによって移動可能である。ステップアンドスキャン投影露光方式の場合には、それぞれのステージは同期して移動する。また、レチクルのパターンをウエハ上に位置合わせするためにウエハステージおよびレチクルステージの少なくともいずれかに別途アクチュエータを備える。
【００５８】
このような露光装置は、半導体集積回路等の半導体デバイスや、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド等の微細なパターンが形成されたデバイスの製造に利用されうる。
【００５９】
［デバイス製造の実施形態］
図１３及び図１４を参照して、実施例１の露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施形態を説明する。図１３は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（基板製造）では、シリコンなどの材料を用いて基板を製造する。ステップ４（基板プロセス）は前工程と呼ばれ、マスクと基板を用いてリソグラフィ技術によって基板上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成された基板を用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００６０】
図１４は、ステップ４の基板プロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、基板の表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、基板の表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、基板上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、基板にイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、基板に感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、実施例１の露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光した基板を現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによって基板上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
【００６１】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本実施形態の投影光学系は、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置（「ステッパー」と呼ばれる）に適用することもでき、その場合はレチクルとプレートを静止させた状態で露光が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】平板の等方結晶硝材が示す結晶構造起因の複屈折分布を示す図
【図２】投影光学系の一部を示す図
【図３】投影光学系のボトムレンズ群の断面図
【図４】ボトムレンズ群の第１、第３レンズの複屈折分布を示す図
【図５】ボトムレンズ群で発生する瞳内リターデーション分布を示す図
【図６】実施例１におけるボトムレンズの断面図
【図７】実施例１におけるボトムレンズで発生する瞳内リターデーション分布を示す図
【図８】実施例２におけるボトムレンズの断面図
【図９】実施例２におけるボトムレンズで発生する瞳内リターデーション分布を示す図
【図１０】実施例３におけるボトムレンズの断面図
【図１１】実施例３におけるボトムレンズで発生する瞳内リターデーション分布を示す図
【図１２】露光装置を説明するための図
【図１３】露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのフローチャート
【図１４】図１３に示すフローチャートにおけるステップ４の基板プロセスの詳細なフローチャート
【符号の説明】
【００６３】
１：照明系ユニット、２：レチクルステージ、３：投影光学系、４：基板ステージ、５：露光装置本体、１１，２１：主光線、１０，１２，２０，２２：マージナル光線、１００，３００，４００，５００：ボトムレンズ群、１２０：液浸液、１３０：ウエハ面、ＬＥ１〜１６：レンズ
【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６】
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【図８】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図５】
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【図７】
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【図９】
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【図１１】
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