JP2007305821A - Projection optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

【課題】 境界光学素子の固有複屈折の影響を抑えて、大きな像側開口数および良好な結像性能を確保することのできる液浸型の投影光学系。
【解決手段】 第１面（Ｒ）の像を第２面（Ｗ）に形成する本発明の投影光学系では、第２面との間の光路が液体（Ｌｍ）で満たされている。本発明の投影光学系は、第２面側の面が液体に接し且つ第１面側の面が気体に接し、立方晶系の結晶材料により形成されて、光軸が結晶方位［１００］またはこれと光学的に等価な結晶方位とほぼ平行になるように配置された境界光学素子（Ｌ３１５；Ｌｂ）と、投影光学系の瞳位置またはその近傍の位置に配置されて、投影光学系の光軸に関して回転非対称な形状の開口部を有する開口絞り（ＡＳ）とを備えている。
【選択図】 図７PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an immersion type projection optical system capable of ensuring a large image-side numerical aperture and good imaging performance while suppressing the influence of intrinsic birefringence of a boundary optical element.
In the projection optical system of the present invention that forms an image of a first surface (R) on a second surface (W), the optical path between the second surface and the liquid (Lm) is filled. In the projection optical system of the present invention, the second surface side is in contact with the liquid and the first surface side is in contact with the gas, and is formed of a cubic crystal material, and the optical axis is the crystal orientation [100] or The boundary optical element (L315; Lb) disposed so as to be substantially parallel to the optically equivalent crystal orientation, and the light of the projection optical system disposed at or near the pupil position of the projection optical system And an aperture stop (AS) having an opening having a rotationally asymmetric shape with respect to the axis.
[Selection] Figure 7

Description

Translated fromJapanese

本発明は、投影光学系、露光装置、およびデバイス製造方法に関し、特に半導体素子や液晶表示素子などの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。  The present invention relates to a projection optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method, and more particularly to a projection optical system suitable for an exposure apparatus used when manufacturing a device such as a semiconductor element or a liquid crystal display element in a photolithography process. is there.

半導体素子等を製造するためのフォトリソグラフィ工程において、マスク（またはレチクル）のパターン像を、投影光学系を介して、感光性基板（フォトレジストが塗布されたウェハ、ガラスプレート等）上に投影露光する露光装置が使用されている。露光装置では、半導体素子等の集積度が向上するにつれて、投影光学系に要求される解像力（解像度）が益々高まっている。  In a photolithography process for manufacturing semiconductor elements, etc., a mask (or reticle) pattern image is projected and exposed on a photosensitive substrate (a wafer coated with a photoresist, a glass plate, etc.) via a projection optical system. An exposure apparatus is used. In the exposure apparatus, as the degree of integration of semiconductor elements and the like is improved, the resolving power (resolution) required for the projection optical system is increasing.

投影光学系の解像力に対する要求を満足するには、照明光（露光光）の波長λを短くするとともに、投影光学系の像側開口数ＮＡを大きくする必要がある。具体的には、投影光学系の解像度は、ｋ・λ／ＮＡ（ｋはプロセス係数）で表される。また、像側開口数ＮＡは、投影光学系と感光性基板との間の媒質（通常は空気などの気体）の屈折率をｎとし、感光性基板への最大入射角をθとすると、ｎ・sinθで表される。  In order to satisfy the requirement for the resolution of the projection optical system, it is necessary to shorten the wavelength λ of the illumination light (exposure light) and increase the image-side numerical aperture NA of the projection optical system. Specifically, the resolution of the projection optical system is represented by k · λ / NA (k is a process coefficient). The image-side numerical aperture NA is n, where n is the refractive index of the medium (usually a gas such as air) between the projection optical system and the photosensitive substrate, and θ is the maximum incident angle on the photosensitive substrate.・ It is expressed by sinθ.

この場合、最大入射角θを大きくすることにより像側開口数の増大を図ろうとすると、感光性基板への入射角および投影光学系からの射出角が大きくなり、光学面での反射損失が増大して、大きな実効的な像側開口数を確保することはできない。そこで、投影光学系と感光性基板との間の光路中に屈折率の高い液体のような媒質を満たすことにより像側開口数の増大を図る液浸技術が知られている（たとえば特許文献１）。  In this case, if the maximum incident angle θ is increased to increase the image-side numerical aperture, the incident angle to the photosensitive substrate and the exit angle from the projection optical system increase, and the reflection loss on the optical surface increases. Thus, a large effective image-side numerical aperture cannot be ensured. Therefore, an immersion technique is known in which an image-side numerical aperture is increased by filling a medium such as a liquid having a high refractive index in the optical path between the projection optical system and the photosensitive substrate (for example, Patent Document 1). ).

国際公開第ＷＯ２００４／０１９１２８号パンフレットInternational Publication No. WO2004 / 019128 Pamphlet

特許文献１に開示された従来の液浸型の投影光学系では、浸液として純水を用い、物体側の面が気体に接し且つ像側の面が純水に接する境界レンズとして石英レンズを用いている。この従来の構成では、例えばＡｒＦエキシマレーザ光を用いる場合、浸液としての純水の屈折率が１．５程度であるため、１．３程度の像側開口数を確保するのが限界であった。  In the conventional immersion type projection optical system disclosed in Patent Document 1, pure water is used as the immersion liquid, and a quartz lens is used as a boundary lens in which the object side surface is in contact with gas and the image side surface is in contact with pure water. Used. In this conventional configuration, for example, when ArF excimer laser light is used, since the refractive index of pure water as immersion liquid is about 1.5, it is the limit to secure an image-side numerical aperture of about 1.3. It was.

そこで、液浸型の投影光学系において像側開口数の増大を図るために、浸液として純水よりも屈折率の高い液体を用いることが考えられる。しかしながら、浸液としての液体の屈折率だけを単に大きく設定すると、境界レンズの物体側の凸面の曲率が大きくなり過ぎて、レンズ設計が不可能になるだけでなく、像面上において十分に大きな有効結像領域（露光装置の場合には有効な静止露光領域）を確保することが困難になる。  Therefore, in order to increase the image-side numerical aperture in an immersion type projection optical system, it is conceivable to use a liquid having a refractive index higher than that of pure water as the immersion liquid. However, if only the refractive index of the liquid as the immersion liquid is set to a large value, the curvature of the convex surface on the object side of the boundary lens becomes too large, which not only makes the lens design impossible, but also sufficiently large on the image plane. It is difficult to ensure an effective image formation region (an effective still exposure region in the case of an exposure apparatus).

そのため、液浸型の投影光学系において像側開口数の増大を図るには、浸液として純水よりも屈折率の高い液体を用い、石英よりも屈折率の高い結晶材料を用いて境界レンズを形成することが考えられる。ただし、ＡｒＦエキシマレーザ光のような２００ｎｍ以下の波長域の光を用いる場合、異方性結晶材料のみならず立方晶系（等軸晶系）の結晶材料であっても固有複屈折（真性複屈折）を呈する。この場合、境界レンズ（境界光学素子）の固有複屈折の影響により、投影光学系の結像性能が低下する恐れがある。  Therefore, in order to increase the image-side numerical aperture in an immersion type projection optical system, a boundary lens using a liquid having a higher refractive index than pure water and a crystal material having a higher refractive index than quartz is used as the immersion liquid. Can be considered. However, in the case of using light having a wavelength range of 200 nm or less, such as ArF excimer laser light, intrinsic birefringence (intrinsic birefringence) is obtained not only for anisotropic crystal materials but also for cubic (equal axis) crystal materials. Refraction). In this case, the imaging performance of the projection optical system may deteriorate due to the influence of intrinsic birefringence of the boundary lens (boundary optical element).

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、境界光学素子の固有複屈折の影響を抑えて、大きな像側開口数および良好な結像性能を確保することのできる液浸型の投影光学系を提供することを目的とする。また、本発明は、大きな像側開口数および良好な結像性能を有する高解像な投影光学系を用いて、微細なパターンを高精度に投影露光することのできる露光装置を提供することを目的とする。  The present invention has been made in view of the above-described problems, and is an immersion type that can suppress the influence of the intrinsic birefringence of the boundary optical element and ensure a large image-side numerical aperture and good imaging performance. An object is to provide a projection optical system. The present invention also provides an exposure apparatus capable of projecting and exposing a fine pattern with high accuracy using a high-resolution projection optical system having a large image-side numerical aperture and good imaging performance. Objective.

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面に形成する投影光学系において、
前記投影光学系と前記第２面との間の光路は１．１よりも大きい屈折率を有する液体で満たされ、
前記第２面側の面が前記液体に接し且つ前記第１面側の面が気体に接し、立方晶系の結晶材料により形成されて、光軸が結晶方位［１００］またはこれと光学的に等価な結晶方位とほぼ平行になるように配置された境界光学素子と、
前記境界光学素子の固有複屈折が前記第２面上での結像に及ぼす影響を低減するために、前記投影光学系の瞳位置またはその近傍の位置において光束を部分的に減衰させるための減衰部材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。In order to solve the above problems, in the first embodiment of the present invention, in the projection optical system for forming the image of the first surface on the second surface,
The optical path between the projection optical system and the second surface is filled with a liquid having a refractive index greater than 1.1;
The surface on the second surface side is in contact with the liquid and the surface on the first surface side is in contact with a gas and is formed of a cubic crystal material, and the optical axis is the crystal orientation [100] or optically with this. A boundary optical element disposed so as to be substantially parallel to the equivalent crystal orientation;
Attenuation for partially attenuating the light beam at or near the pupil position of the projection optical system in order to reduce the influence of the intrinsic birefringence of the boundary optical element on the image formation on the second surface A projection optical system comprising a member is provided.

本発明の第２形態では、第１面の像を第２面に形成する投影光学系において、
前記投影光学系と前記第２面との間の光路は１．１よりも大きい屈折率を有する液体で満たされ、
前記第２面側の面が前記液体に接し且つ前記第１面側の面が気体に接し、立方晶系の結晶材料により形成されて、光軸が結晶方位［１００］またはこれと光学的に等価な結晶方位とほぼ平行になるように配置された境界光学素子と、
前記投影光学系の瞳位置またはその近傍の位置に配置されて、前記投影光学系の光軸に関して回転非対称な形状の開口部を有する開口絞り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。In the second aspect of the present invention, in the projection optical system for forming the image of the first surface on the second surface,
The optical path between the projection optical system and the second surface is filled with a liquid having a refractive index greater than 1.1;
The surface on the second surface side is in contact with the liquid and the surface on the first surface side is in contact with a gas and is formed of a cubic crystal material, and the optical axis is the crystal orientation [100] or optically with this. A boundary optical element disposed so as to be substantially parallel to the equivalent crystal orientation;
A projection optical system comprising: an aperture stop that is disposed at or near a pupil position of the projection optical system and has an aperture having a rotationally asymmetric shape with respect to the optical axis of the projection optical system. provide.

本発明の第３形態では、前記第１面に設定された所定のパターンからの光に基づいて、前記パターンの像を前記第２面に設定された感光性基板上に投影するための第１形態または第２形態の投影光学系を備えていることを特徴とする露光装置を提供する。  In a third aspect of the present invention, a first image for projecting an image of the pattern onto a photosensitive substrate set on the second surface based on light from a predetermined pattern set on the first surface. An exposure apparatus comprising the projection optical system according to the first or second aspect is provided.

本発明の第４形態では、第３形態の露光装置を用いて前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、前記露光工程を経た前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするデバイスの製造方法を提供する。  The fourth aspect of the present invention includes an exposure step of exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate using the exposure apparatus of the third aspect, and a development step of developing the photosensitive substrate that has undergone the exposure step. A device manufacturing method is provided.

本発明の液浸型の投影光学系では、境界光学素子の光軸が結晶方位［１００］またはこれと光学的に等価な結晶方位とほぼ平行になるように配置されているので、境界光学素子の固有複屈折が結像に与える影響を比較的小さく抑えることができる。また、境界光学素子の固有複屈折に起因して発生するリターデーションの比較的小さい領域に対応して、投影光学系の光軸に関して回転非対称な形状の開口部を有する開口絞りを備えているので、投影光学系の瞳位置またはその近傍の位置において結像に有害な光束（リターデーションの影響を比較的大きく受ける光束）を遮ることができる。  In the immersion type projection optical system of the present invention, the boundary optical element is arranged so that the optical axis of the boundary optical element is substantially parallel to the crystal orientation [100] or a crystal orientation optically equivalent thereto. The effect of intrinsic birefringence on the image formation can be kept relatively small. In addition, an aperture stop having an opening having a rotationally asymmetric shape with respect to the optical axis of the projection optical system is provided corresponding to a relatively small retardation region caused by the intrinsic birefringence of the boundary optical element. It is possible to block a light beam harmful to image formation (a light beam that is relatively affected by retardation) at the pupil position of the projection optical system or a position in the vicinity thereof.

その結果、境界光学素子の固有複屈折が結像に及ぼす影響を低減して、投影光学系の良好な結像性能を確保することができる。すなわち、本発明では、境界光学素子の固有複屈折の影響を抑えて、大きな像側開口数および良好な結像性能を確保することのできる液浸型の投影光学系を実現することができる。また、本発明の露光装置では、大きな像側開口数および良好な結像性能を有する高解像な投影光学系を用いて、微細なパターンを高精度に投影露光することができ、ひいては良好なデバイスを高精度に製造することができる。  As a result, it is possible to reduce the influence of the intrinsic birefringence of the boundary optical element on the imaging, and to ensure good imaging performance of the projection optical system. That is, according to the present invention, it is possible to realize an immersion type projection optical system capable of suppressing the influence of the intrinsic birefringence of the boundary optical element and ensuring a large image-side numerical aperture and good imaging performance. In the exposure apparatus of the present invention, a fine pattern can be projected and exposed with high accuracy by using a high-resolution projection optical system having a large image-side numerical aperture and good imaging performance. Devices can be manufactured with high accuracy.

本発明の投影光学系は、いわゆる液浸型の光学系であって、像側（第２面側）の面が液体（浸液）に接し且つ物体側（第１面側）の面が気体に接する境界光学素子（境界レンズ）が、立方晶系の結晶材料により形成されている。そして、境界光学素子の固有複屈折が像面（第２面）上での結像に与える影響を比較的小さく抑えるために、境界光学素子の光軸が結晶方位［１００］またはこれと光学的に等価な結晶方位とほぼ平行になるように配置されている。  The projection optical system of the present invention is a so-called immersion type optical system, in which the image side (second surface side) surface is in contact with the liquid (immersion) and the object side (first surface side) surface is a gas. The boundary optical element (boundary lens) in contact with is formed of a cubic crystal material. In order to suppress the influence of the intrinsic birefringence of the boundary optical element on the image formation on the image surface (second surface) to be relatively small, the optical axis of the boundary optical element is the crystal orientation [100] or optically Are arranged so as to be substantially parallel to the crystal orientation equivalent to.

図１は、立方晶系の結晶材料の結晶方位について説明する図である。図１を参照すると、立方晶系の結晶材料の結晶方位は、立方晶系の結晶軸ａ₁ａ₂ａ₃に基づいて規定される。すなわち、結晶軸＋ａ₁に沿って結晶方位［１００］が、結晶軸＋ａ₂に沿って結晶方位［０１０］が、結晶軸＋ａ₃に沿って結晶方位［００１］がそれぞれ規定される。また、ａ₁ａ₃平面において結晶方位［１００］および結晶方位［００１］と４５度をなす方向に結晶方位［１０１］が、ａ₁ａ₂平面において結晶方位［１００］および結晶方位［０１０］と４５度をなす方向に結晶方位［１１０］が、ａ₂ａ₃平面において結晶方位［０１０］および結晶方位［００１］と４５度をなす方向に結晶方位［０１１］がそれぞれ規定される。FIG. 1 is a diagram for explaining the crystal orientation of a cubic crystal material. Referring to FIG. 1, the crystal orientation of a cubic crystal material is defined based on a cubic crystal axis a₁ a₂ a₃ . That is, the crystal orientation along the crystal axis + a₁ [100] is, the crystal orientation along the crystal axis + a₂ [010] is, the crystal orientation [001] is defined respectively along the crystal axis + a_3. The crystal orientation in a₁ a₃ a plane [100] and crystal orientation [001] crystal orientation in the direction forming 45 degrees [101] is, the crystal orientation in a₁ a₂ a plane [100] and crystal orientation [010] The crystal orientation [110] is defined in the direction of 45 degrees and 45 degrees, and the crystal orientation [010] and the crystal orientation [001] in the direction of 45 degrees are defined in the a₂ a₃ plane.

さらに、結晶軸＋ａ₁、結晶軸＋ａ₂および結晶軸＋ａ₃に対して等しい鋭角をなす方向に結晶方位［１１１］が規定される。図１では、結晶軸＋ａ₁、結晶軸＋ａ₂および結晶軸＋ａ₃で規定される空間における結晶方位のみを図示しているが、他の空間においても同様に結晶方位が規定される。本願明細書中において、「ある結晶方位と光学的に（結晶構造上）等価な結晶方位」とは、ある結晶方位に対して、当該結晶方位の指数の順序を入れ替えた結晶方位、さらにそれらの各指数の少なくとも一部についての符号を反転した結晶方位である。Furthermore, the crystal orientation [111] is defined in a direction that makes an equal acute angle with respect to the crystal axis + a₁ , the crystal axis + a_2, and the crystal axis + a₃ . In FIG. 1, only the crystal orientation in the space defined by the crystal axis + a₁ , the crystal axis + a_2, and the crystal axis + a₃ is illustrated, but the crystal orientation is similarly defined in other spaces. In this specification, “a crystal orientation that is optically (in terms of crystal structure) equivalent to a certain crystal orientation” means a crystal orientation in which the order of indices of the crystal orientation is changed with respect to a certain crystal orientation, and further The crystal orientation is obtained by inverting the sign for at least a part of each index.

本発明では、境界光学素子の光軸が結晶方位［１００］またはこれと光学的に等価な結晶方位とほぼ平行になるように配置されているので、境界光学素子の固有複屈折の影響は比較的小さく抑えられるが、投影光学系の光軸に関してほぼ４回回転対称な複屈折分布が発生する。この場合、後述するように、例えば石英レンズに故意に内部歪を残し、この内部歪に起因して発生する複屈折の影響により、境界光学素子の固有複屈折の影響を低減（補償）することが好ましい。  In the present invention, since the optical axis of the boundary optical element is arranged so as to be substantially parallel to the crystal orientation [100] or an optically equivalent crystal orientation, the influence of the intrinsic birefringence of the boundary optical element is compared. However, a birefringence distribution that is approximately four-fold rotationally symmetric with respect to the optical axis of the projection optical system is generated. In this case, as will be described later, for example, an internal distortion is intentionally left in the quartz lens, and the influence of the intrinsic birefringence of the boundary optical element is reduced (compensated) due to the influence of the birefringence caused by the internal distortion. Is preferred.

しかしながら、石英レンズの内部歪に起因して発生する複屈折の影響により境界光学素子の固有複屈折の影響を低減しても、レンズ開口上（投影光学系の瞳上）には、図２に示すような進相固有ベクトルを持つリターデーション（偏光収差）が残存する。図２において、線の方向が進相軸の方向を示し、線の長さが複屈折量を示している。  However, even if the influence of the intrinsic birefringence of the boundary optical element is reduced due to the influence of birefringence caused by the internal distortion of the quartz lens, it is shown in FIG. 2 on the lens aperture (on the pupil of the projection optical system). Retardation (polarization aberration) having a phase advance eigenvector as shown remains. In FIG. 2, the direction of the line indicates the direction of the fast axis, and the length of the line indicates the amount of birefringence.

本発明では、境界光学素子の固有複屈折が像面上での結像に及ぼす影響を低減するために、投影光学系の瞳位置またはその近傍の位置において光束を部分的に遮るための遮光部材を備えている。換言すれば、本発明では、投影光学系の瞳位置またはその近傍の位置に配置されて、境界光学素子の固有複屈折に起因して発生するリターデーションの比較的小さい領域に対応する形状（一般には投影光学系の光軸に関して回転非対称な形状）の開口部（光透過部）を有する開口絞りを備えている。ここで、回転非対称な形状とは、無限回回転対称でない形状を指す。  In the present invention, in order to reduce the influence of the intrinsic birefringence of the boundary optical element on the image formation on the image plane, the light shielding member for partially blocking the light beam at the pupil position of the projection optical system or a position near it. It has. In other words, in the present invention, a shape (generally, a region corresponding to a relatively small region of retardation generated due to the intrinsic birefringence of the boundary optical element is disposed at or near the pupil position of the projection optical system. Is provided with an aperture stop having an aperture (light transmission portion) having a rotationally asymmetric shape with respect to the optical axis of the projection optical system. Here, the rotationally asymmetric shape refers to a shape that is not infinitely rotationally symmetric.

具体的には、図３（ａ）に示すように、リターデーションの比較的小さい十字状の領域に対応して十字状の形状の開口部ＡＳａを有する開口絞りＡＳを備えている。なお、十字状の開口部に限定されることなく、例えば図３（ｂ）に示すような変形十字状の形状の開口部ＡＳｂを有する開口絞りＡＳを用いることもできる。このように、開口絞りＡＳの開口部の形状については様々な変形例が可能であるが、リターデーションの比較的小さい領域の形状に対応して、光軸に関してほぼ４回回転対称な形状であることが好ましい。  Specifically, as shown in FIG. 3A, an aperture stop AS having a cross-shaped opening portion Asa corresponding to a cross-shaped region having a relatively small retardation is provided. Note that the aperture stop AS is not limited to a cross-shaped opening, and an aperture stop AS having a modified cross-shaped opening ASb as shown in FIG. As described above, various modifications can be made to the shape of the aperture of the aperture stop AS. However, the shape is approximately four-fold rotationally symmetric with respect to the optical axis, corresponding to the shape of the relatively small area of retardation. It is preferable.

本発明では、境界光学素子と第２面（投影光学系の像面；露光装置の場合には感光性基板）との間の光路中に充填される液体として、例えば純水や、純水よりも屈折率の高い様々な高屈折率液体を用いることができる。純水よりも屈折率の高い高屈折率液体として、例えばグリセノール（ＣＨ₂［ＯＨ］ＣＨ［ＯＨ］ＣＨ₂［ＯＨ］）、ヘプタン（Ｃ₇Ｈ₁₆）、Ｈ⁺、Ｃｓ^-、Ｋ⁺、Ｃｌ^-、ＳＯ₄^2-、ＰＯ₄^2-を入れた水、アルミニウム酸化物の微粒子を混ぜた水、イソプロパノール、ヘキサン、ヘプタン、デカン、三井化学株式会社によるデルファイ（環状炭化水素骨格を基本とする化合物）、ＪＳＲ株式会社によるＨＩＦ−００１、イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニーによるＩＦ１３１、ＩＦ１３２、ＩＦ１７５などを用いることができる。In the present invention, as the liquid filled in the optical path between the boundary optical element and the second surface (image surface of the projection optical system; photosensitive substrate in the case of an exposure apparatus), for example, pure water or pure water is used. Also, various high refractive index liquids having a high refractive index can be used. As a high refractive index liquid having a higher refractive index than pure water, for example, glycenol (CH₂ [OH] CH [OH] CH₂ [OH]), heptane (C₇ H₁₆ ), H⁺ , Cs⁻ , K⁺ , Water containing Cl⁻ , SO₄²⁻ , PO₄²⁻ , water mixed with fine particles of aluminum oxide, isopropanol, hexane, heptane, decane, Delphi by Mitsui Chemicals (based on cyclic hydrocarbon skeleton) Compound), HIF-001 by JSR Corporation, IF131, IF132, IF175, etc. by EI Dupont de Nemours & Company.

純水よりも屈折率の高い高屈折率液体を用いて像側開口数の増大を図る場合、例えば石英よりも屈折率の高い立方晶系の結晶材料を用いて境界光学素子を形成することにより、境界光学素子の設計が可能になり、像面上において十分に大きな有効結像領域を確保することが可能になる。例えば石英よりも屈折率の高い立方晶系の結晶材料として、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、バリウム・リチウム・フローライド（ＢａＬｉＦ₃）、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット（[Lutetium Aluminum Garnet]ＬｕＡＧ）、スピネル（[crystalline magnesium aluminum spinel] ＭｇＡｌ₂Ｏ₄）などの結晶材料、あるいはこれらを主成分とする混晶を用いることができる。When increasing the image-side numerical aperture by using a high refractive index liquid having a higher refractive index than pure water, for example, by forming a boundary optical element using a cubic crystal material having a higher refractive index than quartz. The boundary optical element can be designed, and a sufficiently large effective imaging area can be secured on the image plane. For example, as a cubic crystal material having a higher refractive index than quartz, calcium oxide, magnesium oxide, barium fluoride, strontium oxide, barium oxide, barium fluoride, barium lithium flowride (BaLiF₃ ), lutetium aluminum Crystal materials such as garnet ([Lutetium Aluminum Garnet] LuAG), spinel ([crystalline magnesium aluminum spinel] MgAl₂ O₄ ), or mixed crystals containing these as main components can be used.

以上のように、本発明では、境界光学素子の光軸が結晶方位［１００］またはこれと光学的に等価な結晶方位とほぼ平行になるように配置されているので、境界光学素子の固有複屈折が結像に与える影響を比較的小さく抑えることができる。また、境界光学素子の固有複屈折に起因して発生するリターデーションの比較的小さい領域に対応して、例えば投影光学系の光軸に関してほぼ４回回転対称な形状の開口部を有する開口絞りを備えているので、投影光学系の瞳位置またはその近傍の位置において結像に有害な光束（リターデーションの影響を比較的大きく受ける光束）を遮ることができる。その結果、境界光学素子の固有複屈折が結像に及ぼす影響を低減して、投影光学系の良好な結像性能を確保することができる。すなわち、本発明の液浸型の投影光学系では、境界光学素子の固有複屈折の影響を抑えて、大きな像側開口数および良好な結像性能を確保することができる。  As described above, according to the present invention, the optical axis of the boundary optical element is arranged so as to be substantially parallel to the crystal orientation [100] or a crystal orientation optically equivalent thereto. The influence of refraction on image formation can be kept relatively small. Further, for example, an aperture stop having an opening having a shape that is rotationally symmetric about four times with respect to the optical axis of the projection optical system, corresponding to a region having a relatively small retardation caused by the intrinsic birefringence of the boundary optical element. Since it is provided, it is possible to block a light beam that is harmful to image formation (a light beam that is relatively affected by retardation) at the pupil position of the projection optical system or a position in the vicinity thereof. As a result, it is possible to reduce the influence of the intrinsic birefringence of the boundary optical element on the imaging, and to ensure good imaging performance of the projection optical system. That is, in the immersion type projection optical system of the present invention, the influence of the intrinsic birefringence of the boundary optical element can be suppressed, and a large image-side numerical aperture and good imaging performance can be ensured.

なお、本発明では、結晶方位［１００］またはこれと光学的に等価な結晶方位が矩形状の有効結像領域（露光装置の露光領域に対応）を規定する２つの隣り合う辺のうちの一辺とほぼ平行になるように配置することが好ましい。すなわち、走査型の露光装置の場合には、結晶方位［１００］またはこれと光学的に等価な結晶方位が、走査方向またはこれと直交する走査直交方向とほぼ平行になるように配置することが好ましい。この場合、いわゆる横方向に細長く延びるＨ線の結像に対する固有複屈折の影響と縦方向に細長く延びるＶ線の結像に対する固有複屈折の影響とが互いにほぼ等しくなり、主としてＨ線とＶ線とを含むパターンの投影露光を良好に行うことができる。  In the present invention, the crystal orientation [100] or an optically equivalent crystal orientation is one side of two adjacent sides that define a rectangular effective imaging region (corresponding to the exposure region of the exposure apparatus). It is preferable to arrange so as to be substantially parallel to each other. That is, in the case of a scanning exposure apparatus, the crystal orientation [100] or a crystal orientation optically equivalent thereto may be arranged so as to be substantially parallel to the scanning direction or the scanning orthogonal direction perpendicular thereto. preferable. In this case, the influence of intrinsic birefringence on the so-called image formation of the H-line extending in the lateral direction and the effect of intrinsic birefringence on the image formation of the V-line extending in the vertical direction are substantially equal to each other. Can be satisfactorily carried out.

あるいは、本発明では、結晶方位［１１１］またはこれと光学的に等価な結晶方位の像面（第２面）への射影が、矩形状の有効結像領域を規定する２つの隣り合う辺に対して約４５度の角度をなすように配置することが好ましい。すなわち、走査型の露光装置の場合には、結晶方位［１１１］またはこれと光学的に等価な結晶方位の像面への射影が、走査方向に対して約４５度の角度をなすように配置することが好ましい。この場合、Ｈ線の結像に対する固有複屈折の影響とＶ線の結像とに対する固有複屈折の影響とが互いにほぼ等しくなり、主としてＨ線とＶ線とを含むパターンの投影露光を、上述の結晶方位の配置例よりもさらに良好に行うことができる。  Alternatively, in the present invention, the projection onto the image plane (second plane) having the crystal orientation [111] or an optically equivalent crystal orientation is applied to two adjacent sides that define the rectangular effective imaging region. It is preferable to arrange them at an angle of about 45 degrees. That is, in the case of a scanning type exposure apparatus, the projection onto the image plane having the crystal orientation [111] or an optically equivalent crystal orientation is arranged at an angle of about 45 degrees with respect to the scanning direction. It is preferable to do. In this case, the influence of intrinsic birefringence on the image formation of H-line and the influence of intrinsic birefringence on the image formation of V-line are substantially equal to each other, and projection exposure of a pattern mainly including H-line and V-line is performed as described above. This is even better than the arrangement example of the crystal orientation.

また、本発明では、例えば石英のような非晶質材料により形成されて光軸に関してほぼ回転対称な内部歪を有する屈折光学素子を備え、この内部歪に起因して発生する複屈折の影響により境界光学素子の固有複屈折の影響を補償することが好ましい。ちなみに、光軸に関してほぼ回転対称な内部歪を有する石英レンズの製造方法については、特開２００３−１６１８８２号、国際公開第ＷＯ０３／００７０４５号パンフレットなどを参照することができる。  The present invention also includes a refractive optical element that is formed of an amorphous material such as quartz and has an internal strain that is substantially rotationally symmetric with respect to the optical axis, and is affected by the influence of birefringence generated due to the internal strain. It is preferable to compensate for the effect of the intrinsic birefringence of the boundary optical element. Incidentally, as for a method for producing a quartz lens having an internal strain that is substantially rotationally symmetric with respect to the optical axis, reference can be made to JP-A No. 2003-161882, WO 03/007045 pamphlet and the like.

また、本発明では、投影光学系の開口数を規定する（開口数を変化させる）ために、投影光学系の瞳位置またはその近傍の位置に配置されて、投影光学系の光軸に関してほぼ回転対称な形状の可変開口部を有する可変開口絞りを備えていることが好ましい。投影光学系が物体面と像面との間に中間像を形成する再結像光学系である場合、結像に有害な光束を遮る開口絞りと投影光学系の開口数を規定する可変開口絞りとは、中間像の形成位置を挟んで配置されていることが好ましい。この構成により、他の光学部材と機械的に干渉することなく、開口絞りおよび可変開口絞りを容易に配置することができる。  In the present invention, in order to define the numerical aperture of the projection optical system (change the numerical aperture), the projection optical system is arranged at the pupil position of the projection optical system or a position in the vicinity thereof, and is substantially rotated with respect to the optical axis of the projection optical system. It is preferable to provide a variable aperture stop having a symmetrical variable aperture. When the projection optical system is a re-imaging optical system that forms an intermediate image between the object plane and the image plane, an aperture stop that blocks light beams harmful to image formation and a variable aperture stop that defines the numerical aperture of the projection optical system Is preferably arranged with the intermediate image formation position in between. With this configuration, the aperture stop and the variable aperture stop can be easily arranged without mechanically interfering with other optical members.

また、本発明の投影光学系は、屈折型の第１結像系と、凹面反射鏡を含む反射屈折型の第２結像系と、屈折型の第３結像系とを備えていることが好ましい。この反射屈折型の構成は、像側開口数の増大を図るのに有利である。また、本発明では、あらゆる微細パターンへの対応力の観点から、有効視野および有効結像領域が光軸を含まない軸外視野型の構成を採用することが望ましい。  The projection optical system of the present invention includes a refractive first imaging system, a catadioptric second imaging system including a concave reflecting mirror, and a refractive third imaging system. Is preferred. This catadioptric configuration is advantageous for increasing the image-side numerical aperture. In the present invention, it is desirable to adopt an off-axis visual field configuration in which the effective visual field and the effective imaging region do not include the optical axis, from the viewpoint of the ability to cope with any fine pattern.

本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図４は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。図４では、Ｘ軸およびＹ軸がウェハＷに対して平行な方向に設定され、Ｚ軸がウェハＷに対して直交する方向に設定されている。さらに具体的には、ＸＹ平面が水平面に平行に設定され、＋Ｚ軸が鉛直方向に沿って上向きに設定されている。  Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 4 is a drawing schematically showing a configuration of the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention. In FIG. 4, the X axis and the Y axis are set in a direction parallel to the wafer W, and the Z axis is set in a direction orthogonal to the wafer W. More specifically, the XY plane is set parallel to the horizontal plane, and the + Z axis is set upward along the vertical direction.

本実施形態の露光装置は、図４に示すように、たとえば露光光源であるＡｒＦエキシマレーザ光源を含み、オプティカル・インテグレータ（ホモジナイザー）、視野絞り、コンデンサレンズ等から構成される照明光学系１を備えている。光源から射出された波長１９３ｎｍの紫外パルス光からなる露光光（露光ビーム）ＩＬは、照明光学系１を通過し、レチクル（マスク）Ｒを照明する。レチクルＲには転写すべきパターンが形成されており、パターン領域全体のうちＸ方向に沿って長辺を有し且つＹ方向に沿って短辺を有する矩形状（スリット状）のパターン領域が照明される。  As shown in FIG. 4, the exposure apparatus of this embodiment includes, for example, an ArF excimer laser light source as an exposure light source, and includes an illumination optical system 1 including an optical integrator (homogenizer), a field stop, a condenser lens, and the like. ing. Exposure light (exposure beam) IL composed of ultraviolet pulsed light having a wavelength of 193 nm emitted from the light source passes through the illumination optical system 1 and illuminates the reticle (mask) R. A pattern to be transferred is formed on the reticle R, and a rectangular (slit-like) pattern region having a long side along the X direction and a short side along the Y direction is illuminated in the entire pattern region. Is done.

レチクルＲを通過した光は、液浸型で反射屈折型の投影光学系ＰＬを介して、フォトレジストが塗布されたウェハ（感光性基板）Ｗ上の露光領域に所定の投影倍率でレチクルパターンを形成する。すなわち、レチクルＲ上での矩形状の照明領域に光学的に対応するように、ウェハＷ上ではＸ方向に沿って長辺を有し且つＹ方向に沿って短辺を有する矩形状の静止露光領域（実効露光領域；有効結像領域）にパターン像が形成される。  The light that has passed through the reticle R forms a reticle pattern at a predetermined projection magnification on an exposure area on a wafer (photosensitive substrate) W coated with a photoresist via an immersion-type catadioptric projection optical system PL. Form. That is, a rectangular still exposure having a long side along the X direction and a short side along the Y direction on the wafer W so as to optically correspond to the rectangular illumination region on the reticle R. A pattern image is formed in an area (effective exposure area; effective imaging area).

図５は、本実施形態においてウェハ上に形成される矩形状の静止露光領域と基準光軸との位置関係を示す図である。本実施形態では、図５に示すように、基準光軸ＡＸを中心とした半径Ｂを有する円形状の領域（イメージサークル）ＩＦ内において、基準光軸ＡＸからＹ方向に軸外し量Ａだけ離れた位置に所望の大きさを有する矩形状の静止露光領域ＥＲが設定される。ここで、静止露光領域ＥＲのＸ方向の長さはＬＸであり、そのＹ方向の長さはＬＹである。したがって、図示を省略したが、レチクルＲ上では、矩形状の静止露光領域ＥＲに対応して、基準光軸ＡＸからＹ方向に軸外し量Ａに対応する距離だけ離れた位置に静止露光領域ＥＲに対応した大きさおよび形状を有する矩形状の照明領域が形成される。  FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between a rectangular still exposure region formed on the wafer and the reference optical axis in the present embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, within the circular area (image circle) IF having a radius B centered on the reference optical axis AX, the reference optical axis AX is separated by an off-axis amount A in the Y direction. A rectangular still exposure region ER having a desired size is set at the position. Here, the length in the X direction of the still exposure region ER is LX, and the length in the Y direction is LY. Therefore, although not shown in the figure, on the reticle R, the static exposure region ER is located at a position away from the reference optical axis AX in the Y direction by a distance corresponding to the off-axis amount A, corresponding to the rectangular static exposure region ER. A rectangular illumination area having a size and a shape corresponding to is formed.

レチクルＲはレチクルステージＲＳＴ上においてＸＹ平面に平行に保持され、レチクルステージＲＳＴにはレチクルＲをＸ方向、Ｙ方向および回転方向に微動させる機構が組み込まれている。レチクルステージＲＳＴは、レチクルレーザ干渉計（不図示）によってＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置がリアルタイムに計測され、且つ制御される。ウェハＷは、ウェハホルダ（不図示）を介してＺステージ９上においてＸＹ平面に平行に固定されている。  The reticle R is held parallel to the XY plane on the reticle stage RST, and a mechanism for finely moving the reticle R in the X direction, the Y direction, and the rotation direction is incorporated in the reticle stage RST. In reticle stage RST, positions in the X direction, Y direction, and rotational direction are measured and controlled in real time by a reticle laser interferometer (not shown). The wafer W is fixed parallel to the XY plane on theZ stage 9 via a wafer holder (not shown).

また、Ｚステージ９は、投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行なＸＹ平面に沿って移動するＸＹステージ１０上に固定されており、ウェハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）および傾斜角を制御する。Ｚステージ９は、Ｚステージ９上に設けられた移動鏡１２を用いるウェハレーザ干渉計１３によってＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置がリアルタイムに計測され、且つ制御される。また、ＸＹステージ１０は、ベース１１上に載置されており、ウェハＷのＸ方向、Ｙ方向および回転方向を制御する。  TheZ stage 9 is fixed on anXY stage 10 that moves along an XY plane substantially parallel to the image plane of the projection optical system PL, and the focus position (position in the Z direction) and tilt of the wafer W are fixed. Control the corners. TheZ stage 9 is measured and controlled in real time by thewafer laser interferometer 13 using the movingmirror 12 provided on theZ stage 9 in the X direction, the Y direction, and the rotational direction. TheXY stage 10 is placed on thebase 11 and controls the X direction, Y direction, and rotation direction of the wafer W.

一方、本実施形態の露光装置に設けられた主制御系１４は、レチクルレーザ干渉計により計測された計測値に基づいてレチクルＲのＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置の調整を行う。即ち、主制御系１４は、レチクルステージＲＳＴに組み込まれている機構に制御信号を送信し、レチクルステージＲＳＴを微動させることによりレチクルＲの位置調整を行う。また、主制御系１４は、オートフォーカス方式及びオートレベリング方式によりウェハＷ上の表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むため、ウェハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）および傾斜角の調整を行う。  On the other hand, themain control system 14 provided in the exposure apparatus of the present embodiment adjusts the position of the reticle R in the X direction, the Y direction, and the rotational direction based on the measurement values measured by the reticle laser interferometer. That is, themain control system 14 adjusts the position of the reticle R by transmitting a control signal to a mechanism incorporated in the reticle stage RST and finely moving the reticle stage RST. Themain control system 14 adjusts the focus position (position in the Z direction) and the tilt angle of the wafer W in order to adjust the surface on the wafer W to the image plane of the projection optical system PL by the auto focus method and the auto leveling method. I do.

即ち、主制御系１４は、ウェハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウェハステージ駆動系１５によりＺステージ９を駆動させることによりウェハＷのフォーカス位置および傾斜角の調整を行う。更に、主制御系１４は、ウェハレーザ干渉計１３により計測された計測値に基づいてウェハＷのＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置の調整を行う。即ち、主制御系１４は、ウェハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウェハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりウェハＷのＸ方向、Ｙ方向および回転方向の位置調整を行う。  That is, themain control system 14 transmits a control signal to the waferstage drive system 15 and drives theZ stage 9 by the waferstage drive system 15 to adjust the focus position and tilt angle of the wafer W. Further, themain control system 14 adjusts the position of the wafer W in the X direction, the Y direction, and the rotation direction based on the measurement values measured by thewafer laser interferometer 13. That is, themain control system 14 transmits a control signal to the waferstage drive system 15 and drives theXY stage 10 by the waferstage drive system 15 to adjust the position of the wafer W in the X direction, the Y direction, and the rotation direction. .

露光時には、主制御系１４は、レチクルステージＲＳＴに組み込まれている機構に制御信号を送信すると共に、ウェハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、投影光学系ＰＬの投影倍率に応じた速度比でレチクルステージＲＳＴおよびＸＹステージ１０を駆動させつつ、レチクルＲのパターン像をウェハＷ上の所定のショット領域内に投影露光する。その後、主制御系１４は、ウェハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウェハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりウェハＷ上の別のショット領域を露光位置にステップ移動させる。  At the time of exposure, themain control system 14 transmits a control signal to a mechanism incorporated in the reticle stage RST and also transmits a control signal to the waferstage drive system 15, and a speed ratio corresponding to the projection magnification of the projection optical system PL. Then, the reticle stage RST and theXY stage 10 are driven to project and expose the pattern image of the reticle R into a predetermined shot area on the wafer W. Thereafter, themain control system 14 transmits a control signal to the waferstage drive system 15, and drives theXY stage 10 by the waferstage drive system 15, thereby step-moving another shot area on the wafer W to the exposure position.

このように、ステップ・アンド・スキャン方式によりレチクルＲのパターン像をウェハＷ上に走査露光する動作を繰り返す。すなわち、本実施形態では、ウェハステージ駆動系１５およびウェハレーザ干渉計１３などを用いてレチクルＲおよびウェハＷの位置制御を行いながら、矩形状の静止露光領域および静止照明領域の短辺方向すなわちＹ方向に沿ってレチクルステージＲＳＴとＸＹステージ１０とを、ひいてはレチクルＲとウェハＷとを同期的に移動（走査）させることにより、ウェハＷ上には静止露光領域の長辺ＬＸに等しい幅を有し且つウェハＷの走査量（移動量）に応じた長さを有する領域に対してレチクルパターンが走査露光される。  In this way, the operation of scanning and exposing the pattern image of the reticle R on the wafer W by the step-and-scan method is repeated. That is, in the present embodiment, the position of the reticle R and the wafer W is controlled using the waferstage drive system 15 and thewafer laser interferometer 13, and the short side direction of the rectangular stationary exposure region and the stationary illumination region, that is, the Y direction. The wafer stage W has a width equal to the long side LX of the stationary exposure region by moving (scanning) the reticle stage RST and theXY stage 10 along with the reticle R and the wafer W synchronously. In addition, the reticle pattern is scanned and exposed to an area having a length corresponding to the scanning amount (movement amount) of the wafer W.

図６は、本実施形態の各実施例における境界レンズとウェハとの間の構成を模式的に示す図である。本実施形態では、図６に示すように、境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路が、純水よりも高い屈折率を有する液体Ｌｍで満たされている。境界レンズＬｂは、レチクルＲ側に凸面を向け且つウェハＷ側に平面を向けた正レンズである。本実施形態では、図４に示すように、給排水機構２１を用いて、境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路中において液体Ｌｍを循環させている。  FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a configuration between the boundary lens and the wafer in each example of the present embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the optical path between the boundary lens Lb and the wafer W is filled with a liquid Lm having a refractive index higher than that of pure water. The boundary lens Lb is a positive lens having a convex surface facing the reticle R and a flat surface facing the wafer W. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the liquid Lm is circulated in the optical path between the boundary lens Lb and the wafer W using the water supply /drainage mechanism 21.

投影光学系ＰＬに対してウェハＷを相対移動させつつ走査露光を行うステップ・アンド・スキャン方式の露光装置において、走査露光の開始から終了まで投影光学系ＰＬの境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路中に液体Ｌｍを満たし続けるには、たとえば国際公開番号ＷＯ９９／４９５０４号公報に開示された技術や、特開平１０−３０３１１４号公報に開示された技術などを用いることができる。国際公開番号ＷＯ９９／４９５０４号公報に開示された技術では、液体供給装置から供給管および排出ノズルを介して所定の温度に調整された液体を境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路を満たすように供給し、液体供給装置により回収管および流入ノズルを介してウェハＷ上から液体を回収する。  In a step-and-scan type exposure apparatus that performs scanning exposure while moving the wafer W relative to the projection optical system PL, between the boundary lens Lb of the projection optical system PL and the wafer W from the start to the end of the scanning exposure. For example, the technique disclosed in International Publication No. WO99 / 49504, the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-303114, or the like can be used to keep the liquid Lm in the optical path. In the technique disclosed in International Publication No. WO99 / 49504, the liquid adjusted to a predetermined temperature from the liquid supply device via the supply pipe and the discharge nozzle is filled with the optical path between the boundary lens Lb and the wafer W. The liquid is recovered from the wafer W via the recovery pipe and the inflow nozzle by the liquid supply device.

一方、特開平１０−３０３１１４号公報に開示された技術では、液体を収容することができるようにウェハホルダテーブルを容器状に構成し、その内底部の中央において（液体中において）ウェハＷを真空吸着により位置決め保持する。また、投影光学系ＰＬの鏡筒先端部が液体中に達し、ひいては境界レンズＬｂのウェハ側の光学面が液体中に達するように構成する。このように、浸液としての液体を微小流量で循環させることにより、防腐、防カビ等の効果により液体の変質を防ぐことができる。また、露光光の熱吸収による収差変動を防ぐことができる。  On the other hand, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-303114, the wafer holder table is configured in a container shape so that the liquid can be accommodated, and the wafer W is evacuated at the center of the inner bottom (in the liquid). It is positioned and held by suction. Further, the lens barrel tip of the projection optical system PL reaches the liquid, and the optical surface on the wafer side of the boundary lens Lb reaches the liquid. In this way, by circulating the liquid as the immersion liquid at a minute flow rate, it is possible to prevent the liquid from being altered by the effects of antiseptic and mildewproofing. In addition, it is possible to prevent aberration fluctuations due to heat absorption of exposure light.

本実施形態の各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（サグ量）をｚとし、頂点曲率半径をｒとし、円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係数をＣ_nとしたとき、以下の数式（ａ）で表される。後述の表（１）および（２）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。In each example of the present embodiment, the aspherical surface is along the optical axis from the tangential plane at the apex of the aspherical surface to the position on the aspherical surface at the height y, where y is the height in the direction perpendicular to the optical axis. When the distance (sag amount) is z, the apex radius of curvature is r, the cone coefficient is κ, and the n-th aspherical coefficient is C_n , the following equation (a) is expressed. In Tables (1) and (2), which will be described later, an aspherical lens surface is marked with an asterisk (*) on the right side of the surface number.

ｚ＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−（１＋κ）・ｙ²／ｒ²｝^1/2］＋Ｃ₄・ｙ⁴＋Ｃ₆・ｙ⁶
＋Ｃ₈・ｙ⁸＋Ｃ₁₀・ｙ¹⁰＋Ｃ₁₂・ｙ¹²＋Ｃ₁₄・ｙ¹⁴＋Ｃ₁₆・ｙ¹⁶ （ａ）z = (y² / r) / [1+ {1− (1 + κ) · y² / r² }^1/2 ] + C₄ · y⁴ + C₆ · y⁶
+ C₈ · y⁸ + C₁₀ · y¹⁰ + C₁₂ · y¹² + C₁₄ · y¹⁴ + C₁₆ · y¹⁶ (a)

また、本実施形態の各実施例において、投影光学系ＰＬは、物体面（第１面）に配置されたレチクルＲのパターンの第１中間像を形成するための第１結像系Ｇ１と、第１中間像からの光に基づいてレチクルパターンの第２中間像（第１中間像の像であってレチクルパターンの二次像）を形成するための第２結像系Ｇ２と、第２中間像からの光に基づいて像面（第２面）に配置されたウェハＷ上にレチクルパターンの最終像（レチクルパターンの縮小像）を形成するための第３結像系Ｇ３とを備えている。ここで、第１結像系Ｇ１および第３結像系Ｇ３はともに屈折光学系であり、第２結像系Ｇ２は凹面反射鏡ＣＭを含む反射屈折光学系である。  In each example of the present embodiment, the projection optical system PL includes a first imaging system G1 for forming a first intermediate image of the pattern of the reticle R arranged on the object plane (first surface); A second imaging system G2 for forming a second intermediate image of the reticle pattern based on light from the first intermediate image (second intermediate image of the first intermediate image and reticle pattern); A third imaging system G3 for forming a final image of the reticle pattern (a reduced image of the reticle pattern) on the wafer W arranged on the image plane (second surface) based on the light from the image; . Here, both the first imaging system G1 and the third imaging system G3 are refractive optical systems, and the second imaging system G2 is a catadioptric optical system including a concave reflecting mirror CM.

第１結像系Ｇ１と第２結像系Ｇ２との間の光路中には第１平面反射鏡（第１偏向鏡）Ｍ１が配置され、第２結像系Ｇ２と第３結像系Ｇ３との間の光路中には第２平面反射鏡（第２偏向鏡）Ｍ２が配置されている。こうして、各実施例の投影光学系ＰＬでは、レチクルＲからの光が、第１結像系Ｇ１を介して、第１平面反射鏡Ｍ１と第２結像系Ｇ２との間の光路中において第１平面反射鏡Ｍ１の近傍にレチクルパターンの第１中間像を形成する。第１中間像からの光は、第２結像系Ｇ２を介して、第２平面反射鏡Ｍ２と第２結像系Ｇ２との間の光路中において第２平面反射鏡Ｍ２の近傍にレチクルパターンの第２中間像を形成する。第２中間像からの光は、第３結像系Ｇ３を介して、レチクルパターンの最終像をウェハＷ上に形成する。  A first planar reflecting mirror (first deflecting mirror) M1 is disposed in the optical path between the first imaging system G1 and the second imaging system G2, and the second imaging system G2 and the third imaging system G3. A second planar reflecting mirror (second deflecting mirror) M2 is disposed in the optical path between the two. Thus, in the projection optical system PL of each embodiment, the light from the reticle R passes through the first imaging system G1 in the optical path between the first planar reflecting mirror M1 and the second imaging system G2. A first intermediate image of a reticle pattern is formed in the vicinity of the one-plane reflecting mirror M1. The light from the first intermediate image passes through the second imaging system G2 in the vicinity of the second planar reflecting mirror M2 in the optical path between the second planar reflecting mirror M2 and the second imaging system G2. The second intermediate image is formed. The light from the second intermediate image forms a final image of the reticle pattern on the wafer W via the third imaging system G3.

また、各実施例の投影光学系ＰＬでは、第１結像系Ｇ１および第３結像系Ｇ３が鉛直方向に沿って直線状に延びる光軸ＡＸ１および光軸ＡＸ３を有し、光軸ＡＸ１および光軸ＡＸ３は基準光軸ＡＸと一致している。一方、第２結像系Ｇ２は水平方向に沿って直線状に延びる（基準光軸ＡＸに垂直な）光軸ＡＸ２を有する。こうして、レチクルＲ、ウェハＷ、第１結像系Ｇ１を構成するすべての光学部材および第３結像系Ｇ３を構成するすべての光学部材は、重力方向と直交する面すなわち水平面に沿って互いに平行に配置されている。さらに、第１平面反射鏡Ｍ１および第２平面反射鏡Ｍ２は、レチクル面に対して４５度の角度をなすように設定された反射面をそれぞれ有し、第１平面反射鏡Ｍ１と第２平面反射鏡Ｍ２とは１つの光学部材として一体的に構成されている。また、各実施例において、投影光学系ＰＬは、物体側および像側の双方にほぼテレセントリックに構成されている。  In the projection optical system PL of each embodiment, the first imaging system G1 and the third imaging system G3 have an optical axis AX1 and an optical axis AX3 extending linearly along the vertical direction, and the optical axis AX1 and The optical axis AX3 coincides with the reference optical axis AX. On the other hand, the second imaging system G2 has an optical axis AX2 that extends linearly along the horizontal direction (perpendicular to the reference optical axis AX). Thus, the reticle R, the wafer W, all the optical members constituting the first imaging system G1, and all the optical members constituting the third imaging system G3 are parallel to each other along a plane orthogonal to the direction of gravity, that is, a horizontal plane. Is arranged. Further, the first planar reflecting mirror M1 and the second planar reflecting mirror M2 each have a reflecting surface set so as to form an angle of 45 degrees with respect to the reticle surface. The reflecting mirror M2 is integrally configured as one optical member. In each embodiment, the projection optical system PL is substantially telecentric on both the object side and the image side.

［第１実施例］
図７は、本実施形態の第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７を参照すると、第１実施例にかかる投影光学系ＰＬにおいて第１結像系Ｇ１は、レチクル側から順に、平行平面板Ｐ１と、両凸レンズＬ１１と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、レチクル側に非球面形状の凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１５と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１６と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１７と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１８と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１９と、両凸レンズＬ１１０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Ｌ１１１とにより構成されている。[First embodiment]
FIG. 7 is a diagram showing a lens configuration of the projection optical system according to the first example of the present embodiment. Referring to FIG. 7, in the projection optical system PL according to the first example, the first imaging system G1 includes, in order from the reticle side, a plane parallel plate P1, a biconvex lens L11, and a positive meniscus with a convex surface facing the reticle side. A lens L12, a positive meniscus lens L13 having a convex surface facing the reticle, a positive meniscus lens L14 having an aspherical convex surface facing the reticle, a positive meniscus lens L15 having a convex surface facing the reticle, and a reticle side A positive meniscus lens L16 having a concave surface, a negative meniscus lens L17 having a concave surface facing the reticle side, a positive meniscus lens L18 having an aspheric concave surface facing the reticle side, and a positive meniscus lens having a concave surface facing the reticle side L19, a biconvex lens L110, and a positive meniscus lens L111 having an aspheric concave surface facing the wafer side. It is.

また、第２結像系Ｇ２は、光の進行往路に沿って光の入射側から順に、入射側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、入射側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、入射側に凹面を向けた凹面反射鏡ＣＭとにより構成されている。また、第３結像系Ｇ３は、レチクル側（すなわち光の入射側）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Ｌ３１と、両凸レンズ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正メニスカスレンズＬ３４と、両凹レンズＬ３５と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ３６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Ｌ３７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Ｌ３８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Ｌ３９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Ｌ３１０と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１１と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１２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Ｌ３１３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Ｌ３１４と、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズＬ３１５（境界レンズＬｂ）とにより構成されている。  The second imaging system G2 includes, in order from the light incident side along the light traveling path, a negative meniscus lens L21 having a concave surface on the incident side, a negative meniscus lens L22 having a concave surface on the incident side, It is constituted by a concave reflecting mirror CM having a concave surface facing the incident side. The third imaging system G3 includes a positive meniscus lens L31 having a concave surface facing the reticle side, a biconvex lens L32, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the reticle in order from the reticle side (that is, the light incident side). L33, a positive meniscus lens L34 having an aspherical concave surface facing the wafer side, a biconcave lens L35, a biconcave lens L36 having an aspherical concave surface facing the wafer side, and an aspherical concave surface on the reticle side A positive meniscus lens L37 directed to the surface, a positive meniscus lens L38 having an aspherical concave surface facing the wafer side, a negative meniscus lens L39 having an aspherical concave surface facing the wafer side, and an aspherical concave surface facing the reticle side Positive meniscus lens L310 with a concave surface, positive meniscus lens L311 with a concave surface on the reticle side, and positive meniscus with a convex surface on the reticle side A lens L312; a positive meniscus lens L313 with an aspherical concave surface facing the wafer; a positive meniscus lens L314 with an aspherical concave surface facing the wafer; and a plano-convex lens L315 with a flat surface facing the wafer (boundary Lens Lb).

第１実施例では、境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路に、使用光（露光光）であるＡｒＦエキシマレーザ光（中心波長λ＝１９３．３０６ｎｍ）に対して１．６４の屈折率を有する高屈折率液体が満たされている。境界レンズＬｂは、使用光の中心波長に対して１．６４の屈折率を有するバリウム・リチウム・フローライド（ＢａＬｉＦ₃）により形成されている。第２結像系Ｇ２中の負メニスカスレンズＬ２１およびＬ２２は、使用光の中心波長に対して１．５０１４５４８の屈折率を有する蛍石（ＣａＦ₂）により形成されている。境界レンズＬｂ、およびレンズＬ２１，Ｌ２２以外の光透過部材（平行平面板Ｐ１、レンズＬ１１〜Ｌ１１１，レンズＬ３１〜Ｌ３１４）は、使用光の中心波長に対して１．５６０３２６１の屈折率を有する非晶質材料の石英（ＳｉＯ₂）により形成されている。In the first embodiment, the refractive index of 1.64 is used for the ArF excimer laser light (center wavelength λ = 193.306 nm) as the used light (exposure light) in the optical path between the boundary lens Lb and the wafer W. Having a high refractive index liquid. The boundary lens Lb is formed of barium lithium flowride (BaLiF₃ ) having a refractive index of 1.64 with respect to the center wavelength of the used light. The negative meniscus lenses L21 and L22 in the second imaging system G2 are made of fluorite (CaF₂ ) having a refractive index of 1.5014548 with respect to the center wavelength of the used light. The boundary lens Lb and light transmissive members other than the lenses L21 and L22 (parallel plane plate P1, lenses L11 to L111, lenses L31 to L314) are amorphous having a refractive index of 1.5603261 with respect to the center wavelength of the used light. It is made of a quartz material (SiO₂ ).

境界レンズＬｂは、その光軸（ひいては基準光軸ＡＸ）が結晶方位［１００］またはこれと光学的に等価な結晶方位と平行になるように配置されている。また、境界レンズＬｂは、結晶方位［１１１］またはこれと光学的に等価な結晶方位の像面への射影がＸ方向およびＹ方向に４５度の角度をなすように配置されている。あるいは、境界レンズＬｂは、結晶方位［１００］またはこれと光学的に等価な結晶方位がＸ方向またはＹ方向と平行になるように配置されている。  The boundary lens Lb is arranged so that its optical axis (and thus the reference optical axis AX) is parallel to the crystal orientation [100] or a crystal orientation optically equivalent thereto. The boundary lens Lb is arranged so that the projection onto the image plane having the crystal orientation [111] or an optically equivalent crystal orientation forms an angle of 45 degrees in the X direction and the Y direction. Alternatively, the boundary lens Lb is disposed such that the crystal orientation [100] or a crystal orientation optically equivalent to this is parallel to the X direction or the Y direction.

第１実施例では、第３結像系Ｇ３の瞳位置またはその近傍の位置、すなわち正メニスカスレンズＬ３１２と正メニスカスレンズＬ３１３との間に、境界レンズＬｂの固有複屈折に起因して発生するリターデーションの影響を比較的大きく受ける有害な光束を遮るための開口絞りＡＳが配置されている。開口絞りＡＳは、図３（ａ）に示すような十字状の形状の開口部ＡＳａまたは図３（ｂ）に示すような変形十字状の形状の開口部ＡＳｂを有する。また、第１結像系Ｇ１の瞳位置またはその近傍の位置、すなわち正メニスカスレンズＬ１５と正メニスカスレンズＬ１６との間に、投影光学系ＰＬの開口数を規定する（開口数を変化させる）ための可変開口絞りＶＡＳが配置されている。可変開口絞りＶＡＳは、光軸ＡＸ１（ひいては基準光軸ＡＸ）に関してほぼ回転対称な形状（すなわち円形状）の可変開口部を有する。  In the first embodiment, a retard is generated due to the intrinsic birefringence of the boundary lens Lb between the pupil position of the third imaging system G3 or a position in the vicinity thereof, that is, between the positive meniscus lens L312 and the positive meniscus lens L313. An aperture stop AS is disposed to block harmful light beams that are relatively affected by the foundation. The aperture stop AS has a cross-shaped opening Asa as shown in FIG. 3A or a modified cross-shaped opening ASb as shown in FIG. 3B. In order to define the numerical aperture of the projection optical system PL (change the numerical aperture) between the pupil position of the first imaging system G1 or a position in the vicinity thereof, that is, between the positive meniscus lens L15 and the positive meniscus lens L16. Variable aperture stop VAS is arranged. The variable aperture stop VAS has a variable aperture having a substantially rotationally symmetric shape (that is, a circular shape) with respect to the optical axis AX1 (and thus the reference optical axis AX).

次の表（１）に、第１実施例にかかる投影光学系ＰＬ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（全系の結像倍率）の大きさ（絶対値）を、ＮＡは像側（ウェハ側）開口数を、ＢはウェハＷ上でのイメージサークルＩＦの半径（最大像高）を、Ａは静止露光領域ＥＲの軸外し量を、ＬＸは静止露光領域ＥＲのＸ方向に沿った寸法（長辺の寸法）を、ＬＹは静止露光領域ＥＲのＹ方向に沿った寸法（短辺の寸法）をそれぞれ表している。  In the following table (1), values of specifications of the projection optical system PL according to the first example are listed. In the main specifications of Table (1), λ is the center wavelength of the exposure light, β is the size (absolute value) of the projection magnification (imaging magnification of the entire system), and NA is the numerical aperture on the image side (wafer side). , B is the radius (maximum image height) of the image circle IF on the wafer W, A is the off-axis amount of the static exposure region ER, and LX is the dimension along the X direction of the static exposure region ER (long side LY represents a dimension (short side dimension) along the Y direction of the static exposure region ER.

また、表（１）の光学部材諸元において、面番号は物体面（第１面）であるレチクル面から像面（第２面）であるウェハ面への光線の進行する経路に沿った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は中心波長に対する屈折率をそれぞれ示している。面間隔ｄの符号は、凹面反射鏡ＣＭから第２平面反射鏡Ｍ２へ至る光路中では負とし、その他の光路中では正としている。  In the specifications of the optical member in Table (1), the surface number is the reticle along the path along which light travels from the reticle surface, which is the object surface (first surface), to the wafer surface, which is the image surface (second surface). The order of the surfaces from the side, r is the radius of curvature of each surface (in the case of an aspherical surface, the radius of curvature of the vertex: mm), d is the axial distance of each surface, that is, the surface interval (mm), and n is the center wavelength The refractive index for each is shown. The sign of the surface interval d is negative in the optical path from the concave reflecting mirror CM to the second flat reflecting mirror M2, and positive in the other optical paths.

第１結像系Ｇ１では、レチクル側（光の入射側）に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。第２結像系Ｇ２では、光の進行往路に沿って光の入射側に向かって凹面の曲率半径を負とし、光の入射側に向かって凸面の曲率半径を正としている。第３結像系Ｇ３では、レチクル側（光の入射側）に向かって凸面の曲率半径を正とし、レチクル側に向かって凹面の曲率半径を負としている。なお、表（１）における表記は、以降の表（２）においても同様である。  In the first imaging system G1, the radius of curvature of the convex surface toward the reticle side (light incident side) is positive, and the radius of curvature of the concave surface toward the reticle side is negative. In the second imaging system G2, the radius of curvature of the concave surface is made negative toward the light incident side along the light traveling path, and the radius of curvature of the convex surface is made positive toward the light incident side. In the third imaging system G3, the radius of curvature of the convex surface toward the reticle side (light incident side) is positive, and the radius of curvature of the concave surface toward the reticle side is negative. The notation in Table (1) is the same in the following Table (2).

表（１）
（主要諸元）
λ＝１９３．３０６ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝１．４５
Ｂ＝１５．３ｍｍ
Ａ＝３ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝５ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ ｎ 光学部材
（レチクル面） 116.5071
1 ∞ 8.0000 1.5603261 （Ｐ１）
2 ∞ 6.0000
3 406.85472 47.0827 1.5603261 （Ｌ１１）
4 -395.94539 1.0000
5 150.30351 52.5640 1.5603261 （Ｌ１２）
6 383.70596 9.1449
7 142.69868 22.9790 1.5603261 （Ｌ１３）
8 161.64387 20.7697
9* 226.51237 19.4210 1.5603261 （Ｌ１４）
10 488.60882 1.0000
11 76.55758 37.9175 1.5603261 （Ｌ１５）
12 95.84479 52.2835
13 -76.35741 16.6281 1.5603261 （Ｌ１６）
14 -74.13948 9.1627
15 -63.35135 25.6992 1.5603261 （Ｌ１７）
16 -358.35683 19.3717
17* -263.05959 47.6987 1.5603261 （Ｌ１８）
18 -115.46788 1.0000
19 -404.56107 75.0138 1.5603261 （Ｌ１９）
20 -160.00349 1.0000
21 414.07183 36.9867 1.5603261 （Ｌ１１０）
22 -590.38786 1.0000
23 166.42762 34.0922 1.5603261 （Ｌ１１１）
24* 384.13522 72.0000
25 ∞ 193.8607 （Ｍ１）
26 -146.04062 15.0000 1.5014548 （Ｌ２１）
27 -279.94696 40.9861
28 -100.31875 18.0000 1.5014548 （Ｌ２２）
29 -346.07004 35.4136
30 -163.99194 -35.4136 （ＣＭ）
31 -346.07004 -18.0000 1.5014548 （Ｌ２２）
32 -100.31875 -40.9861
33 -279.94696 -15.0000 1.5014548 （Ｌ２１）
34 -146.04062 -193.8607
35 ∞ 72.0000 （Ｍ２）
36 -410.38572 26.6159 1.5603261 （Ｌ３１）
37 -192.28974 1.0000
38 398.82659 35.2762 1.5603261 （Ｌ３２）
39 -714.60096 1.0000
40 222.92390 41.1412 1.5603261 （Ｌ３３）
41 6500.40219 1.0000
42 161.46952 36.5765 1.5603261 （Ｌ３４）
43* 353.05872 20.3939
44 -1544.17124 17.5148 1.5603261 （Ｌ３５）
45 99.92820 53.7049
46 -205.39348 11.0000 1.5603261 （Ｌ３６）
47* 192.12739 24.8434
48* -1347.92689 43.9675 1.5603261 （Ｌ３７）
49 -204.27126 1.0000
50 269.03736 48.7854 1.5603261 （Ｌ３８）
51* 1619.14477 9.1430
52 2991.50000 22.0000 1.5603261 （Ｌ３９）
53* 926.16604 53.8594
54* -675.95428 21.9205 1.5603261 （Ｌ３１０）
55 -346.57260 1.0000
56 -663.59601 74.5685 1.5603261 （Ｌ３１１）
57 -212.40394 2.0000
58 286.10700 59.8486 1.5603261 （Ｌ３１２）
59 1892.34041 1.0000
60 193.96591 69.7438 1.5603261 （Ｌ３１３）
61* 525.08598 1.0000
62 113.10539 57.5599 1.5603261 （Ｌ３１４）
63* 307.32635 1.0000
64 59.50352 52.2145 1.64 （Ｌ３１５：Ｌｂ）
65 ∞ 3.0000 1.64 （Ｌｍ）
（ウェハ面）

（非球面データ）
９面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．３２０３４×１０^-7Ｃ₆＝１．５８８８０×１０^-12
Ｃ₈＝−７．６０８１１×１０^-16 Ｃ₁₀＝１．１１１３１×１０^-19
Ｃ₁₂＝−２．１５９２４×１０^-24 Ｃ₁₄＝−３．３７８９１×１０^-28
Ｃ₁₆＝１．４９７９８×１０^-32

１７面
κ＝０
Ｃ₄＝−２．６１７７３×１０^-9Ｃ₆＝−１．９６０６８×１０^-12
Ｃ₈＝−７．９２８５２×１０^-18 Ｃ₁₀＝１．２３３６６×１０^-20
Ｃ₁₂＝−１．５５８４６×１０^-24 Ｃ₁₄＝１．０１６５２×１０^-28
Ｃ₁₆＝−３．５２７９６×１０^-33

２４面
κ＝０
Ｃ₄＝２．０１６３６×１０^-8Ｃ₆＝−３．８９４４６×１０^-14
Ｃ₈＝５．００８５０×１０^-18 Ｃ₁₀＝−３．５６０７９×１０^-22
Ｃ₁₂＝４．３７９８７×１０^-26 Ｃ₁₄＝−２．６５９４６×１０^-30
Ｃ₁₆＝６．８４９００×１０^-35

４３面
κ＝０
Ｃ₄＝８．７８７３２×１０^-9Ｃ₆＝−５．８０６１２×１０^-13
Ｃ₈＝１．０２１６６×１０^-17 Ｃ₁₀＝−１．４９３３１×１０^-21
Ｃ₁₂＝１．５６８３３×１０^-25 Ｃ₁₄＝−１．２８６８７×１０^-29
Ｃ₁₆＝３．６２６９８×１０^-34

４７面
κ＝０
Ｃ₄＝−５．７０００６×１０^-8Ｃ₆＝４．０２８３２×１０^-12
Ｃ₈＝−５．９０９５３×１０^-16 Ｃ₁₀＝３．６６７５６×１０^-20
Ｃ₁₂＝−３．４３６９５×１０^-24 Ｃ₁₄＝２．０９７４０×１０^-28
Ｃ₁₆＝−５．０７７９３×１０^-33

４８面
κ＝０
Ｃ₄＝−２．２９７７２×１０^-8Ｃ₆＝２．６９８８８×１０^-12
Ｃ₈＝−４．０７０３７×１０^-17 Ｃ₁₀＝−４．９１０４９×１０^-21
Ｃ₁₂＝１．８０３５８×１０^-26 Ｃ₁₄＝−６．０３８６７×１０^-29
Ｃ₁₆＝−４．３２３７２×１０^-34

５１面
κ＝０
Ｃ₄＝−２．２４４４６×１０^-8Ｃ₆＝７．０１１７８×１０^-13
Ｃ₈＝１．２０９５２×１０^-16 Ｃ₁₀＝−４．１７９１９×１０^-21
Ｃ₁₂＝−６．８４０２８×１０^-26 Ｃ₁₄＝５．３３８１８×１０^-30
Ｃ₁₆＝−７．４９０４２×１０^-35

５３面
κ＝０
Ｃ₄＝３．８０８７８×１０^-8Ｃ₆＝１．３５９５８×１０^-12
Ｃ₈＝−１．６０６３４×１０^-16 Ｃ₁₀＝３．１４６１４×１０^-21
Ｃ₁₂＝８．１６５０７×１０^-26 Ｃ₁₄＝−４．１５４５５×１０^-30
Ｃ₁₆＝４．９８５６４×１０^-35

５４面
κ＝０
Ｃ₄＝−２．９１６００×１０^-8Ｃ₆＝７．７９８１４×１０^-13
Ｃ₈＝−２．４８１１０×１０^-17 Ｃ₁₀＝８．１８６４２×１０^-22
Ｃ₁₂＝−２．６４６１６×１０^-26 Ｃ₁₄＝６．２１７２８×１０^-31
Ｃ₁₆＝−８．４４７４０×１０^-36

６１面
κ＝０
Ｃ₄＝−４．０２３３６×１０^-8Ｃ₆＝２．５０１５５×１０^-12
Ｃ₈＝−１．４４２０４×１０^-16 Ｃ₁₀＝６．９２１５８×１０^-21
Ｃ₁₂＝−２．１９０２１×１０^-25 Ｃ₁₄＝４．００２４９×１０^-30
Ｃ₁₆＝−３．２１３１８×１０^-35

６３面
κ＝０
Ｃ₄＝３．２０６８１×１０^-8Ｃ₆＝４．００８０２×１０^-12
Ｃ₈＝−２．６５３３８×１０^-16 Ｃ₁₀＝４．３７３４８×１０^-21
Ｃ₁₂＝９．１６９３１×１０^-25 Ｃ₁₄＝−８．６７２７３×１０^-29
Ｃ₁₆＝１．９７１３５×１０^-33Table (1)
(Main specifications)
λ = 193.306 nm
β = 1/4
NA = 1.45
B = 15.3mm
A = 3mm
LX = 26mm
LY = 5mm

(Optical member specifications)
Surface number r dn Optical member (reticle surface) 116.5071
1 ∞ 8.0000 1.5603261 (P1)
2 ∞ 6.0000
3 406.85472 47.0827 1.5603261 (L11)
4 -395.94539 1.0000
5 150.30351 52.5640 1.5603261 (L12)
6 383.70596 9.1449
7 142.69868 22.9790 1.5603261 (L13)
8 161.64387 20.7697
9 * 226.51237 19.4210 1.5603261 (L14)
10 488.60882 1.0000
11 76.55758 37.9175 1.5603261 (L15)
12 95.84479 52.2835
13 -76.35741 16.6281 1.5603261 (L16)
14 -74.13948 9.1627
15 -63.35135 25.6992 1.5603261 (L17)
16 -358.35683 19.3717
17 * -263.05959 47.6987 1.5603261 (L18)
18 -115.46788 1.0000
19 -404.56107 75.0138 1.5603261 (L19)
20 -160.00349 1.0000
21 414.07183 36.9867 1.5603261 (L110)
22 -590.38786 1.0000
23 166.42762 34.0922 1.5603261 (L111)
24 * 384.13522 72.0000
25 ∞ 193.8607 (M1)
26 -146.04062 15.0000 1.5014548 (L21)
27 -279.94696 40.9861
28 -100.31875 18.0000 1.5014548 (L22)
29 -346.07004 35.4136
30 -163.99194 -35.4136 (CM)
31 -346.07004 -18.0000 1.5014548 (L22)
32 -100.31875 -40.9861
33 -279.94696 -15.0000 1.5014548 (L21)
34 -146.04062 -193.8607
35 ∞ 72.0000 (M2)
36 -410.38572 26.6159 1.5603261 (L31)
37 -192.28974 1.0000
38 398.82659 35.2762 1.5603261 (L32)
39 -714.60096 1.0000
40 222.92390 41.1412 1.5603261 (L33)
41 6500.40219 1.0000
42 161.46952 36.5765 1.5603261 (L34)
43 * 353.05872 20.3939
44 -1544.17124 17.5148 1.5603261 (L35)
45 99.92820 53.7049
46 -205.39348 11.0000 1.5603261 (L36)
47 * 192.12739 24.8434
48 * -1347.92689 43.9675 1.5603261 (L37)
49 -204.27126 1.0000
50 269.03736 48.7854 1.5603261 (L38)
51 * 1619.14477 9.1430
52 2991.50000 22.0000 1.5603261 (L39)
53 * 926.16604 53.8594
54 * -675.95428 21.9205 1.5603261 (L310)
55 -346.57260 1.0000
56 -663.59601 74.5685 1.5603261 (L311)
57 -212.40394 2.0000
58 286.10700 59.8486 1.5603261 (L312)
59 1892.34041 1.0000
60 193.96591 69.7438 1.5603261 (L313)
61 * 525.08598 1.0000
62 113.10539 57.5599 1.5603261 (L314)
63 * 307.32635 1.0000
64 59.50352 52.2145 1.64 (L315: Lb)
65 ∞ 3.0000 1.64 (Lm)
(Wafer surface)

(Aspheric data)
9 faces κ = 0
C₄ = −1.32034 × 10⁻⁷ C₆ = 1.588880 × 10⁻¹²
C₈ = −7.60811 × 10⁻¹⁶ C₁₀ = 1.11131 × 10⁻¹⁹
C₁₂ = −2.15924 × 10⁻²⁴ C₁₄ = −3.37891 × 10⁻²⁸
C₁₆ = 1.49798 × 10⁻³²

17 faces κ = 0
C₄ = −2.66173 × 10⁻⁹ C₆ = −1.96068 × 10⁻¹²
C₈ = −7.92852 × 10⁻¹⁸ C₁₀ = 1.23366 × 10⁻²⁰
C₁₂ = −1.55846 × 10⁻²⁴ C₁₄ = 1.01652 × 10⁻²⁸
C₁₆ = −3.52796 × 10⁻³³

24 surfaces κ = 0
C₄ = 2.01636 × 10⁻⁸ C₆ = −3.889446 × 10⁻¹⁴
C₈ = 5.00085 × 10⁻¹⁸ C₁₀ = −3.56079 × 10⁻²²
C₁₂ = 4.37987 × 10⁻²⁶ C₁₄ = −2.665946 × 10⁻³⁰
C₁₆ = 6.84900 × 10⁻³⁵

43 planes κ = 0
C₄ = 8.78732 × 10⁻⁹ C₆ = −5.880612 × 10⁻¹³
C₈ = 1.02166 × 10⁻¹⁷ C₁₀ = −1.49331 × 10⁻²¹
C₁₂ = 1.56833 × 10⁻²⁵ C₁₄ = −1.28687 × 10⁻²⁹
C₁₆ = 3.62698 × 10⁻³⁴

47 faces κ = 0
C₄ = −5.70006 × 10⁻⁸ C₆ = 4.02832 × 10⁻¹²
C₈ = −5.909053 × 10⁻¹⁶ C₁₀ = 3.666756 × 10⁻²⁰
C₁₂ = −3.43695 × 10⁻²⁴ C₁₄ = 2.09740 × 10⁻²⁸
C₁₆ = −5.07993 × 10⁻³³

48 faces κ = 0
C₄ = −2.29777 × 10⁻⁸ C₆ = 2.69888 × 10⁻¹²
C₈ = −4.007037 × 10⁻¹⁷ C₁₀ = −4.91049 × 10⁻²¹
C₁₂ = 1.80358 × 10⁻²⁶ C₁₄ = −6.03867 × 10⁻²⁹
C₁₆ = −4.332372 × 10⁻³⁴

51 plane κ = 0
C₄ = −2.224446 × 10⁻⁸ C₆ = 7.001178 × 10⁻¹³
C₈ = 1.20952 × 10⁻¹⁶ C₁₀ = −4.17919 × 10⁻²¹
C₁₂ = −6.84028 × 10⁻²⁶ C₁₄ = 5.333818 × 10⁻³⁰
C₁₆ = −7.49042 × 10⁻³⁵

53 plane κ = 0
C₄ = 3.80878 × 10⁻⁸ C₆ = 1.35858 × 10⁻¹²
C₈ = -1.60634 × 10⁻¹⁶ C₁₀ = 3.114614 × 10⁻²¹
C₁₂ = 8.16507 × 10⁻²⁶ C₁₄ = −4.15455 × 10⁻³⁰
C₁₆ = 4.99854 × 10⁻³⁵

54 faces κ = 0
C₄ = −2.991600 × 10⁻⁸ C₆ = 7.779814 × 10⁻¹³
C₈ = -2.48110 × 10⁻¹⁷ C₁₀ = 8.186642 × 10⁻²²
C₁₂ = −2.664616 × 10⁻²⁶ C₁₄ = 6.221728 × 10⁻³¹
C₁₆ = −8.444740 × 10⁻³⁶

61 plane κ = 0
C₄ = −4.002336 × 10⁻⁸ C₆ = 2.50155 × 10⁻¹²
C₈ = −1.444204 × 10⁻¹⁶ C₁₀ = 6.92158 × 10⁻²¹
C₁₂ = −2.19021 × 10⁻²⁵ C₁₄ = 4.000249 × 10⁻³⁰
C₁₆ = −3.221318 × 10⁻³⁵

63 plane κ = 0
C₄ = 3.206881 × 10⁻⁸ C₆ = 4.000802 × 10⁻¹²
C₈ = −2.665338 × 10⁻¹⁶ C₁₀ = 4.373748 × 10⁻²¹
C₁₂ = 9.16931 × 10⁻²⁵ C₁₄ = −8.667273 × 10⁻²⁹
C₁₆ = 1.97135 × 10⁻³³

図８は、第１実施例の投影光学系における横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高を示している。図８の収差図から明らかなように、第１実施例では、非常に大きな像側開口数（ＮＡ＝１．４５）および比較的大きい矩形状の静止露光領域ＥＲ（２６ｍｍ×５ｍｍ）を確保しているにもかかわらず、波長が１９３．３０６ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光に対して収差が良好に補正されていることがわかる。  FIG. 8 is a diagram showing transverse aberration in the projection optical system of the first example. In the aberration diagrams, Y indicates the image height. As is apparent from the aberration diagram of FIG. 8, in the first embodiment, a very large image-side numerical aperture (NA = 1.45) and a relatively large rectangular stationary exposure region ER (26 mm × 5 mm) are secured. Despite this, it can be seen that the aberration is well corrected for ArF excimer laser light having a wavelength of 193.306 nm.

［第２実施例］
図９は、本実施形態の第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９を参照すると、第２実施例にかかる投影光学系ＰＬにおいて第１結像系Ｇ１は、レチクル側から順に、平行平面板Ｐ１と、両凸レンズＬ１１と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、レチクル側に非球面形状の凸面を向けた両凸レンズＬ１４と、レチクル側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１５と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１６と、レチクル側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１７と、レチクル側に非球面形状の凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１８と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１９と、両凸レンズＬ１１０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Ｌ１１１とにより構成されている。[Second Embodiment]
FIG. 9 is a diagram showing a lens configuration of the projection optical system according to the second example of the present embodiment. Referring to FIG. 9, in the projection optical system PL according to the second example, the first imaging system G1 includes, in order from the reticle side, a plane parallel plate P1, a biconvex lens L11, and a positive meniscus with a convex surface facing the reticle side. A lens L12, a positive meniscus lens L13 having a convex surface facing the reticle, a biconvex lens L14 having an aspheric convex surface facing the reticle, a positive meniscus lens L15 having a convex surface facing the reticle, and a concave surface facing the reticle A positive meniscus lens L16 with a concave surface facing the reticle side, a positive meniscus lens L18 with an aspherical concave surface facing the reticle side, and a positive meniscus lens L19 with a concave surface facing the reticle side And a biconvex lens L110 and a positive meniscus lens L111 having an aspheric concave surface facing the wafer side. That.

また、第２結像系Ｇ２は、光の進行往路に沿って光の入射側から順に、入射側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、入射側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、入射側に凹面を向けた凹面反射鏡ＣＭとにより構成されている。また、第３結像系Ｇ３は、レチクル側（すなわち光の入射側）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Ｌ３１と、両凸レンズ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正メニスカスレンズＬ３４と、両凹レンズＬ３５と、ウェハ側に非球面形状の凹面を向けた両凹レンズＬ３６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Ｌ３７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Ｌ３８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Ｌ３９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Ｌ３１０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Ｌ３１１と、両凸レンズＬ３１２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Ｌ３１３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Ｌ３１４と、ウェハ側に平面を向けた平凸レンズＬ３１５（境界レンズＬｂ）とにより構成されている。  The second imaging system G2 includes, in order from the light incident side along the light traveling path, a negative meniscus lens L21 having a concave surface on the incident side, a negative meniscus lens L22 having a concave surface on the incident side, It is constituted by a concave reflecting mirror CM having a concave surface facing the incident side. The third imaging system G3 includes, in order from the reticle side (that is, the light incident side), a positive meniscus lens L31 having a concave surface facing the reticle side, a biconvex lens L32, a biconvex lens L33, and an aspheric surface on the wafer side. A positive meniscus lens L34 having a concave surface facing the shape, a biconcave lens L35, a biconcave lens L36 having an aspherical concave surface facing the wafer, a positive meniscus lens L37 having an aspherical concave surface facing the reticle, A positive meniscus lens L38 having an aspheric concave surface facing the wafer, a negative meniscus lens L39 having an aspheric concave surface facing the wafer, and a positive meniscus lens L310 having an aspheric concave surface facing the reticle, , A positive meniscus lens L311 having an aspheric concave surface facing the reticle side, a biconvex lens L312 and an aspheric concave surface facing the wafer side And a positive meniscus lens L313, a positive meniscus lens L314 with a concave surface of aspherical shape facing the wafer side, is constituted by a plano-convex lens L315 with its flat surface on the wafer side (a boundary lens Lb).

第２実施例では、境界レンズＬｂとウェハＷとの間の光路に、使用光（露光光）であるＡｒＦエキシマレーザ光（中心波長λ＝１９３．３０６ｎｍ）に対して１．６４の屈折率を有する高屈折率液体が満たされている。境界レンズＬｂは、使用光の中心波長に対して１．５８の屈折率を有するフッ化バリウム（ＢａＦ₂）により形成されている。第２結像系Ｇ２中の負メニスカスレンズＬ２２は、使用光の中心波長に対して１．５０１４５４８の屈折率を有する蛍石により形成されている。境界レンズＬｂ、およびレンズＬ２２以外の光透過部材（平行平面板Ｐ１、レンズＬ１１〜Ｌ１１１，レンズＬ２１，レンズＬ３１〜Ｌ３１４）は、使用光の中心波長に対して１．５６０３２６１の屈折率を有する石英により形成されている。In the second embodiment, a refractive index of 1.64 is used in the optical path between the boundary lens Lb and the wafer W with respect to ArF excimer laser light (center wavelength λ = 193.306 nm) that is used light (exposure light). Having a high refractive index liquid. The boundary lens Lb is formed of barium fluoride (BaF₂ ) having a refractive index of 1.58 with respect to the center wavelength of the used light. The negative meniscus lens L22 in the second imaging system G2 is formed of fluorite having a refractive index of 1.5014548 with respect to the center wavelength of the used light. Quartz having a refractive index of 1.5603261 with respect to the center wavelength of the used light is used for the light transmitting member (parallel plane plate P1, lenses L11 to L111, lens L21, and lenses L31 to L314) other than the boundary lens Lb and the lens L22. It is formed by.

第２実施例においても第１実施例と同様に、境界レンズＬｂは、その光軸（ひいては基準光軸ＡＸ）が結晶方位［１００］またはこれと光学的に等価な結晶方位と平行になるように配置されている。また、境界レンズＬｂは、結晶方位［１１１］またはこれと光学的に等価な結晶方位の像面への射影がＸ方向およびＹ方向に４５度の角度をなすように配置されている。あるいは、境界レンズＬｂは、結晶方位［１００］またはこれと光学的に等価な結晶方位がＸ方向またはＹ方向と平行になるように配置されている。  Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the boundary lens Lb has its optical axis (and hence the reference optical axis AX) parallel to the crystal orientation [100] or a crystal orientation optically equivalent thereto. Is arranged. The boundary lens Lb is arranged so that the projection onto the image plane having the crystal orientation [111] or an optically equivalent crystal orientation forms an angle of 45 degrees in the X direction and the Y direction. Alternatively, the boundary lens Lb is disposed such that the crystal orientation [100] or a crystal orientation optically equivalent to this is parallel to the X direction or the Y direction.

第２実施例では、第３結像系Ｇ３の瞳位置またはその近傍の位置、すなわち両凸レンズＬ３１２と正メニスカスレンズＬ３１３との間に、境界レンズＬｂの固有複屈折に起因して発生するリターデーションの影響を比較的大きく受ける有害な光束を遮るための開口絞りＡＳが配置されている。また、第１結像系Ｇ１の瞳位置またはその近傍の位置、すなわち正メニスカスレンズＬ１５と正メニスカスレンズＬ１６との間に、投影光学系ＰＬの開口数を規定する（開口数を変化させる）ための可変開口絞りＶＡＳが配置されている。次の表（２）に、第２実施例にかかる投影光学系ＰＬの諸元の値を掲げる。  In the second embodiment, the retardation generated due to the intrinsic birefringence of the boundary lens Lb between the pupil position of the third imaging system G3 or a position in the vicinity thereof, that is, between the biconvex lens L312 and the positive meniscus lens L313. An aperture stop AS is arranged to block harmful light beams that are relatively affected by the above. In order to define the numerical aperture of the projection optical system PL (change the numerical aperture) between the pupil position of the first imaging system G1 or a position in the vicinity thereof, that is, between the positive meniscus lens L15 and the positive meniscus lens L16. Variable aperture stop VAS is arranged. The following table (2) lists the values of the specifications of the projection optical system PL according to the second example.

表（２）
（主要諸元）
λ＝１９３．３０６ｎｍ
β＝１／４
ＮＡ＝１．４
Ｂ＝１５．３ｍｍ
Ａ＝３ｍｍ
ＬＸ＝２６ｍｍ
ＬＹ＝５ｍｍ

（光学部材諸元）
面番号 ｒ ｄ ｎ 光学部材
（レチクル面） 99.9387
1 ∞ 8.0000 1.5603261 （Ｐ１）
2 ∞ 6.0000
3 377.01752 52.0000 1.5603261 （Ｌ１１）
4 -418.47527 1.0000
5 292.64506 27.0079 1.5603261 （Ｌ１２）
6 929.70556 1.0000
7 123.71472 29.1991 1.5603261 （Ｌ１３）
8 144.82271 41.4228
9* 265.85422 23.5470 1.5603261 （Ｌ１４）
10 -1302.48251 1.0000
11 83.02333 52.7865 1.5603261 （Ｌ１５）
12 108.88870 46.7020
13 -71.74061 16.9076 1.5603261 （Ｌ１６）
14 -70.14088 6.9150
15 -63.37475 42.2308 1.5603261 （Ｌ１７）
16 -535.93010 8.6577
17* -299.08510 46.7026 1.5603261 （Ｌ１８）
18 -116.90652 1.0000
19 -584.91148 88.6658 1.5603261 （Ｌ１９）
20 -165.06620 1.0000
21 411.95826 36.0185 1.5603261 （Ｌ１１０）
22 -672.60386 1.0000
23 165.61187 34.8433 1.5603261 （Ｌ１１１）
24* 377.17346 72.0000
25 ∞ 185.9383 （Ｍ１）
26 -171.03074 15.0000 1.5603261 （Ｌ２１）
27 -578.98313 52.5834
28 -98.62406 18.0000 1.5014548 （Ｌ２２）
29 -267.95318 31.4998
30 -164.57860 -31.4998 （ＣＭ）
31 -267.95318 -18.0000 1.5014548 （Ｌ２２）
32 -98.62406 -52.5834
33 -578.98313 -15.0000 1.5603261 （Ｌ２１）
34 -171.03074 -185.9383
35 ∞ 72.0000 （Ｍ２）
36 -410.73809 24.5592 1.5603261 （Ｌ３１）
37 -197.43830 1.0000
38 897.60910 30.5793 1.5603261 （Ｌ３２）
39 -397.66576 1.0000
40 264.83610 36.5079 1.5603261 （Ｌ３３）
41 -1947.87373 1.0000
42 161.56770 37.7620 1.5603261 （Ｌ３４）
43* 460.13611 14.4568
44 -1457.47605 29.3517 1.5603261 （Ｌ３５）
45 102.43304 59.1297
46 -218.41931 11.0000 1.5603261 （Ｌ３６）
47* 189.99992 32.7969
48* -391.38024 30.9316 1.5603261 （Ｌ３７）
49 -183.22980 1.0000
50 272.30997 34.8283 1.5603261 （Ｌ３８）
51* 1874.62507 13.0201
52 2897.14903 22.0000 1.5603261 （Ｌ３９）
53* 819.00753 39.1471
54* -1248.51739 40.5244 1.5603261 （Ｌ３１０）
55 -322.37736 1.0000
56* -551.94949 65.5602 1.5603261 （Ｌ３１１）
57 -219.97008 2.0000
58 286.10700 77.9312 1.5603261 （Ｌ３１２）
59 -2368.41994 1.0000
60 191.85740 69.7835 1.5603261 （Ｌ３１３）
61* 574.37924 1.0000
62 111.11538 51.9825 1.5603261 （Ｌ３１４）
63* 277.07201 1.0000
64 58.33733 47.6023 1.58 （Ｌ３１５：Ｌｂ）
65 ∞ 3.0000 1.64 （Ｌｍ）
（ウェハ面）

（非球面データ）
９面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．１３２２２×１０^-7Ｃ₆＝４．０５９７４×１０^-13
Ｃ₈＝−３．６８３９４×１０^-16 Ｃ₁₀＝２．５４２９７×１０^-20
Ｃ₁₂＝４．２７１２３×１０^-24 Ｃ₁₄＝−４．８３２９４×１０^-28
Ｃ₁₆＝１．３６１１４×１０^-32

１７面
κ＝０
Ｃ₄＝１．７１８９８×１０^-9Ｃ₆＝−２．７１１５０×１０^-12
Ｃ₈＝４．７０５１７×１０^-17 Ｃ₁₀＝１．００３７２×１０^-20
Ｃ₁₂＝−１．７８６６７×１０^-24 Ｃ₁₄＝１．２８６３８×１０^-28
Ｃ₁₆＝−５．１３０９８×１０^-33

２４面
κ＝０
Ｃ₄＝２．０６１８７×１０^-8Ｃ₆＝−４．５４４５０×１０^-14
Ｃ₈＝３．７６６６３×１０^-18 Ｃ₁₀＝２．９５５０４×１０^-23
Ｃ₁₂＝−４．１００７４×１０^-27 Ｃ₁₄＝３．６６０２７×１０^-31
Ｃ₁₆＝−９．５４６７６×１０^-36

４３面
κ＝０
Ｃ₄＝３．３８４８１×１０^-9Ｃ₆＝−４．０３８７９×１０^-13
Ｃ₈＝３．７８９２８×１０^-18 Ｃ₁₀＝−７．０８１２２×１０^-22
Ｃ₁₂＝１．０００９７×１０^-25 Ｃ₁₄＝−８．０９３８８×１０^-30
Ｃ₁₆＝２．３９３３４×１０^-34

４７面
κ＝０
Ｃ₄＝−３．８０３３１×１０^-8Ｃ₆＝２．９１３３７×１０^-12
Ｃ₈＝−３．７６０６６×１０^-16 Ｃ₁₀＝３．１１９２３×１０^-21
Ｃ₁₂＝−１．５２９８０×１０^-24 Ｃ₁₄＝１．３８９５１×１０^-28
Ｃ₁₆＝−１．８８６１８×１０^-33

４８面
κ＝０
Ｃ₄＝−７．２５２０４×１０^-10Ｃ₆＝２．９０８７６×１０^-12
Ｃ₈＝２．４５４３５×１０^-17 Ｃ₁₀＝−３．１５１５５×１０^-21
Ｃ₁₂＝−３．３３２０３×１０^-25 Ｃ₁₄＝−１．８７０５８×１０^-29
Ｃ₁₆＝−１．９５０５６×１０^-33

５１面
κ＝０
Ｃ₄＝−３．９６１０２×１０^-9Ｃ₆＝１．４８７０３×１０^-12
Ｃ₈＝７．１６１５６×１０^-17 Ｃ₁₀＝−４．１６２９４×１０^-21
Ｃ₁₂＝６．５５５９８×１０^-26 Ｃ₁₄＝１．１２０５５×１０^-30
Ｃ₁₆＝−５．４２５９０×１０^-35

５３面
κ＝０
Ｃ₄＝４．２８８８６×１０^-8Ｃ₆＝７．８６２２７×１０^-13
Ｃ₈＝−１．２９２０４×１０^-16 Ｃ₁₀＝２．７６２０２×１０^-21
Ｃ₁₂＝３．０８０００×１０^-26 Ｃ₁₄＝−２．１３６０５×１０^-30
Ｃ₁₆＝２．５０４０１×１０^-35

５４面
κ＝０
Ｃ₄＝−１．６２４５０×１０^-8Ｃ₆＝６．９７３１８×１０^-13
Ｃ₈＝−１．９４１４３×１０^-17 Ｃ₁₀＝７．４２２２５×１０^-22
Ｃ₁₂＝−８．２３５０６×１０^-27 Ｃ₁₄＝３．５９５７８×１０^-31
Ｃ₁₆＝−１．５６０４９×１０^-35

５６面
κ＝０
Ｃ₄＝−２．８１０１１×１０^-9Ｃ₆＝１．３８６０４×１０^-13
Ｃ₈＝−４．５１８２４×１０^-19 Ｃ₁₀＝５．５３６７３×１０^-23
Ｃ₁₂＝−５．６５０４１×１０^-27 Ｃ₁₄＝１．３９３４４×１０^-31
Ｃ₁₆＝０

６１面
κ＝０
Ｃ₄＝−３．１８３７８×１０^-8Ｃ₆＝２．２３４１１×１０^-12
Ｃ₈＝−１．４１０９５×１０^-16 Ｃ₁₀＝７．３４８９３×１０^-21
Ｃ₁₂＝−２．４５３３９×１０^-25 Ｃ₁₄＝４．６６４３６×１０^-30
Ｃ₁₆＝−３．８２７４６×１０^-35

６３面
κ＝０
Ｃ₄＝３．３６０５５×１０^-8Ｃ₆＝６．９２９１４×１０^-12
Ｃ₈＝−６．３８７０２×１０^-16 Ｃ₁₀＝６．８３５７９×１０^-20
Ｃ₁₂＝−５．０８４２５×１０^-24 Ｃ₁₄＝３．０１４９９×１０^-28
Ｃ₁₆＝−８．０７８０５×１０^-33Table (2)
(Main specifications)
λ = 193.306 nm
β = 1/4
NA = 1.4
B = 15.3mm
A = 3mm
LX = 26mm
LY = 5mm

(Optical member specifications)
Surface number r dn optical member (reticle surface) 99.9387
1 ∞ 8.0000 1.5603261 (P1)
2 ∞ 6.0000
3 377.01752 52.0000 1.5603261 (L11)
4 -418.47527 1.0000
5 292.64506 27.0079 1.5603261 (L12)
6 929.70556 1.0000
7 123.71472 29.1991 1.5603261 (L13)
8 144.82271 41.4228
9 * 265.85422 23.5470 1.5603261 (L14)
10 -1302.48251 1.0000
11 83.02333 52.7865 1.5603261 (L15)
12 108.88870 46.7020
13 -71.74061 16.9076 1.5603261 (L16)
14 -70.14088 6.9150
15 -63.37475 42.2308 1.5603261 (L17)
16 -535.93010 8.6577
17 * -299.08510 46.7026 1.5603261 (L18)
18 -116.90652 1.0000
19 -584.91148 88.6658 1.5603261 (L19)
20 -165.06620 1.0000
21 411.95826 36.0185 1.5603261 (L110)
22 -672.60386 1.0000
23 165.61187 34.8433 1.5603261 (L111)
24 * 377.17346 72.0000
25 ∞ 185.9383 (M1)
26 -171.03074 15.0000 1.5603261 (L21)
27 -578.98313 52.5834
28 -98.62406 18.0000 1.5014548 (L22)
29 -267.95318 31.4998
30 -164.57860 -31.4998 (CM)
31 -267.95318 -18.0000 1.5014548 (L22)
32 -98.62406 -52.5834
33 -578.98313 -15.0000 1.5603261 (L21)
34 -171.03074 -185.9383
35 ∞ 72.0000 (M2)
36 -410.73809 24.5592 1.5603261 (L31)
37 -197.43830 1.0000
38 897.60910 30.5793 1.5603261 (L32)
39 -397.66576 1.0000
40 264.83610 36.5079 1.5603261 (L33)
41 -1947.87373 1.0000
42 161.56770 37.7620 1.5603261 (L34)
43 * 460.13611 14.4568
44 -1457.47605 29.3517 1.5603261 (L35)
45 102.43304 59.1297
46 -218.41931 11.0000 1.5603261 (L36)
47 * 189.99992 32.7969
48 * -391.38024 30.9316 1.5603261 (L37)
49 -183.22980 1.0000
50 272.30997 34.8283 1.5603261 (L38)
51 * 1874.62507 13.0201
52 2897.14903 22.0000 1.5603261 (L39)
53 * 819.00753 39.1471
54 * -1248.51739 40.5244 1.5603261 (L310)
55 -322.37736 1.0000
56 * -551.94949 65.5602 1.5603261 (L311)
57 -219.97008 2.0000
58 286.10700 77.9312 1.5603261 (L312)
59 -2368.41994 1.0000
60 191.85740 69.7835 1.5603261 (L313)
61 * 574.37924 1.0000
62 111.11538 51.9825 1.5603261 (L314)
63 * 277.07201 1.0000
64 58.33733 47.6023 1.58 (L315: Lb)
65 ∞ 3.0000 1.64 (Lm)
(Wafer surface)

(Aspheric data)
9 faces κ = 0
C₄ = −1.13222 × 10⁻⁷ C₆ = 4.05974 × 10⁻¹³
C₈ = −3.668394 × 10⁻¹⁶ C₁₀ = 2.54297 × 10⁻²⁰
C₁₂ = 4.27123 × 10⁻²⁴ C₁₄ = −4.83294 × 10⁻²⁸
C₁₆ = 1.36114 × 10⁻³²

17 faces κ = 0
C₄ = 1.71898 × 10⁻⁹ C₆ = −2.771150 × 10⁻¹²
C₈ = 4.770517 × 10⁻¹⁷ C₁₀ = 1.000372 × 10⁻²⁰
C₁₂ = -1.78667 × 10⁻²⁴ C₁₄ = 1.28638 × 10⁻²⁸
C₁₆ = −5.183098 × 10⁻³³

24 surfaces κ = 0
C₄ = 2.06187 × 10⁻⁸ C₆ = −4.54450 × 10⁻¹⁴
C₈ = 3.76763 × 10⁻¹⁸ C₁₀ = 2.995504 × 10⁻²³
C₁₂ = −4.10074 × 10⁻²⁷ C₁₄ = 3.66027 × 10⁻³¹
C₁₆ = −9.55466 × 10⁻³⁶

43 planes κ = 0
C₄ = 3.38481 × 10⁻⁹ C₆ = −4.03879 × 10⁻¹³
C₈ = 3.78928 × 10⁻¹⁸ C₁₀ = −7.008122 × 10⁻²²
C₁₂ = 1.00097 × 10⁻²⁵ C₁₄ = −8.009388 × 10⁻³⁰
C₁₆ = 2.39334 × 10⁻³⁴

47 faces κ = 0
C₄ = −3.83311 × 10⁻⁸ C₆ = 2.913337 × 10⁻¹²
C₈ = −3.776066 × 10⁻¹⁶ C₁₀ = 3.111923 × 10⁻²¹
C₁₂ = −1.52980 × 10⁻²⁴ C₁₄ = 1.38951 × 10⁻²⁸
C₁₆ = −1.88618 × 10⁻³³

48 faces κ = 0
C₄ = −7.205204 × 10⁻¹⁰ C₆ = 2.90876 × 10⁻¹²
C₈ = 2.445435 × 10⁻¹⁷ C₁₀ = −3.115155 × 10⁻²¹
C₁₂ = −3.333203 × 10⁻²⁵ C₁₄ = −1.87058 × 10⁻²⁹
C₁₆ = -1.95056 × 10⁻³³

51 plane κ = 0
C₄ = −3.996102 × 10⁻⁹ C₆ = 1.48703 × 10⁻¹²
C₈ = 7.16156 × 10⁻¹⁷ C₁₀ = −4.16294 × 10⁻²¹
C₁₂ = 6.555598 × 10⁻²⁶ C₁₄ = 1.12055 × 10⁻³⁰
C₁₆ = −5.42590 × 10⁻³⁵

53 plane κ = 0
C₄ = 4.28886 × 10⁻⁸ C₆ = 7.886227 × 10⁻¹³
C₈ = -1.29204 × 10⁻¹⁶ C₁₀ = 2.762202 × 10⁻²¹
C₁₂ = 3.08000 × 10⁻²⁶ C₁₄ = −2.13605 × 10⁻³⁰
C₁₆ = 2.50401 × 10⁻³⁵

54 faces κ = 0
C₄ = −1.62450 × 10⁻⁸ C₆ = 6.97318 × 10⁻¹³
C₈ = -1.94143 × 10⁻¹⁷ C₁₀ = 7.42225 × 10⁻²²
C₁₂ = −8.23506 × 10⁻²⁷ C₁₄ = 3.59578 × 10⁻³¹
C₁₆ = −1.56049 × 10⁻³⁵

56 faces κ = 0
C₄ = −2.81011 × 10⁻⁹ C₆ = 1.38604 × 10⁻¹³
C₈ = −4.51824 × 10⁻¹⁹ C₁₀ = 5.53673 × 10⁻²³
C₁₂ = −5.65041 × 10⁻²⁷ C₁₄ = 1.339344 × 10⁻³¹
C₁₆ = 0

61 plane κ = 0
C₄ = -3.18378 × 10⁻⁸ C₆ = 2.23411 × 10⁻¹²
C₈ = −1.41095 × 10⁻¹⁶ C₁₀ = 7.334893 × 10⁻²¹
C₁₂ = −2.445339 × 10⁻²⁵ C₁₄ = 4.66644 × 10⁻³⁰
C₁₆ = −3.87466 × 10⁻³⁵

63 plane κ = 0
C₄ = 3.336055 × 10⁻⁸ C₆ = 6.992914 × 10⁻¹²
C₈ = −6.38702 × 10⁻¹⁶ C₁₀ = 6.835579 × 10⁻²⁰
C₁₂ = −5.08425 × 10⁻²⁴ C₁₄ = 3.01499 × 10⁻²⁸
C₁₆ = −8.08075 × 10⁻³³

図１０は、第２実施例の投影光学系における横収差を示す図である。収差図において、Ｙは像高を示している。図１０の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、非常に大きな像側開口数（ＮＡ＝１．４）および比較的大きい矩形状の静止露光領域ＥＲ（２６ｍｍ×５ｍｍ）を確保しているにもかかわらず、波長が１９３．３０６ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光に対して収差が良好に補正されていることがわかる。  FIG. 10 is a diagram showing lateral aberration in the projection optical system of the second example. In the aberration diagrams, Y indicates the image height. As is apparent from the aberration diagram of FIG. 10, in the second embodiment as well, as in the first embodiment, a very large image-side numerical aperture (NA = 1.4) and a relatively large rectangular still exposure region ER. It can be seen that the aberration is satisfactorily corrected for ArF excimer laser light having a wavelength of 193.306 nm in spite of securing (26 mm × 5 mm).

以上のように、本実施形態の投影光学系ＰＬでは、純水よりも屈折率の高い高屈折率液体Ｌｍを浸液として用いるとともに、石英よりも屈折率の高い立方晶系の結晶材料を用いて境界レンズＬｂを形成しているので、１．３よりも大きな像側開口数の増大を図るとともに、像面上において十分に大きな有効結像領域を確保することができる。具体的に、中心波長が１９３．３０６ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光に対して、１．４５または１．４という高い像側開口数を確保するとともに、２６ｍｍ×５ｍｍの矩形形状の静止露光領域ＥＲを確保することができ、たとえば２６ｍｍ×３３ｍｍの矩形状の露光領域内に回路パターンを高解像度で走査露光することができる。  As described above, in the projection optical system PL of the present embodiment, the high refractive index liquid Lm having a refractive index higher than that of pure water is used as the immersion liquid, and a cubic crystal material having a refractive index higher than that of quartz is used. Since the boundary lens Lb is formed, an image-side numerical aperture larger than 1.3 can be increased, and a sufficiently large effective imaging area can be secured on the image plane. Specifically, for ArF excimer laser light having a center wavelength of 193.306 nm, a high image-side numerical aperture of 1.45 or 1.4 is secured, and a stationary exposure region ER having a rectangular shape of 26 mm × 5 mm is secured. For example, a circuit pattern can be scanned and exposed at a high resolution within a rectangular exposure area of 26 mm × 33 mm.

また、本実施形態の投影光学系ＰＬでは、境界レンズＬｂの光軸が結晶方位［１００］またはこれと光学的に等価な結晶方位とほぼ平行になるように配置されているので、境界レンズＬｂの固有複屈折が結像に与える影響を比較的小さく抑えることができる。さらに、境界レンズＬｂの固有複屈折に起因して発生するリターデーションの比較的小さい十字状の領域に対応して、十字状の形状の開口部ＡＳａまたは変形十字状の形状の開口部ＡＳｂを有する開口絞りＡＳを設けているので、リターデーションの影響を比較的大きく受ける有害な光束を遮ることができる。その結果、境界レンズＬｂの固有複屈折が結像に及ぼす影響を低減して、投影光学系の良好な結像性能を確保することができる。  In the projection optical system PL of the present embodiment, the boundary lens Lb is arranged so that the optical axis of the boundary lens Lb is substantially parallel to the crystal orientation [100] or a crystal orientation optically equivalent thereto. The effect of intrinsic birefringence on the image formation can be kept relatively small. Further, corresponding to the cross-shaped region having a relatively small retardation generated due to the intrinsic birefringence of the boundary lens Lb, the cross-shaped opening ASa or the deformed cross-shaped opening ASb is provided. Since the aperture stop AS is provided, it is possible to block harmful light beams that are relatively affected by the retardation. As a result, it is possible to reduce the influence of the intrinsic birefringence of the boundary lens Lb on the image formation and to ensure good image formation performance of the projection optical system.

なお、上述の各実施例では、液体Ｌｍとして使用光の中心波長に対して１．６４の屈折率を有する高屈折率液体を用いている。このような高屈折率液体としては、例えばＪＳＲ株式会社によるＨＩＦ−００１（ＡｒＦエキシマレーザ光に対する屈折率が１．６４）、イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニーによるＩＦ１３１（ＡｒＦエキシマレーザ光に対する屈折率が１．６４２）やＩＦ１３２（ＡｒＦエキシマレーザ光に対する屈折率が１．６４４）などを用いることができる。また、例えば三井化学株式会社によるデルファイ（環状炭化水素骨格を基本とする化合物でＡｒＦエキシマレーザ光に対する屈折率が１．６３）、イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニーによるＩＦ１７５（ＡｒＦエキシマレーザ光に対する屈折率が１．６６４）なども用いることができる。  In each of the embodiments described above, a high refractive index liquid having a refractive index of 1.64 with respect to the center wavelength of the used light is used as the liquid Lm. Examples of such a high refractive index liquid include HIF-001 (refractive index of 1.64 for ArF excimer laser light) by JSR Corporation, and IF131 (ArF excimer by EI DuPont de Nemours & Company). For example, a refractive index with respect to laser light of 1.642) or IF132 (refractive index with respect to ArF excimer laser light of 1.644) can be used. For example, Delphi (a compound based on a cyclic hydrocarbon skeleton with a refractive index of 1.63 for ArF excimer laser light) by Mitsui Chemicals, Inc., IF175 (ArF by EI DuPont de Nemours & Co., Ltd.) A refractive index with respect to excimer laser light of 1.664) can also be used.

また、本実施形態の露光装置では、ウェハＷに照射される光がＳ偏光を主成分とする偏光状態になるように、所要の直線偏光状態の光でレチクル（マスク）Ｒのパターンを照明することが好ましい。ここで、Ｓ偏光とは、入射面に対して垂直な方向に偏光方向を有する直線偏光（入射面に垂直な方向に電気ベクトルが振動している偏光）のことである。また、入射面は、光が媒質の境界面（ウェハＷの表面）に達したときに、その点での境界面の法線と光の入射方向とを含む面として定義される。このように、ウェハＷに照射される光がＳ偏光を主成分とする偏光状態になるように所要の直線偏光状態の光でレチクルパターンを照明することにより、投影光学系ＰＬの光学性能（焦点深度など）の向上を図ることができ、ウェハＷ上において高いコントラストのレチクルパターン像を得ることができる。  Further, in the exposure apparatus of the present embodiment, the pattern of the reticle (mask) R is illuminated with light in a required linear polarization state so that the light irradiated onto the wafer W is in a polarization state mainly composed of S-polarized light. It is preferable. Here, the S-polarized light is linearly polarized light having a polarization direction in a direction perpendicular to the incident surface (polarized light having an electric vector oscillating in a direction perpendicular to the incident surface). Further, the incident surface is defined as a surface including the normal of the boundary surface at that point and the incident direction of light when the light reaches the boundary surface of the medium (the surface of the wafer W). Thus, the optical performance (focal point) of the projection optical system PL is obtained by illuminating the reticle pattern with light in a required linear polarization state so that the light irradiated onto the wafer W is in a polarization state mainly composed of S-polarized light. Depth) and the like, and a high-contrast reticle pattern image can be obtained on the wafer W.

具体的には、たとえばレチクルＲにおいてＹ方向に沿って細長く延びる一方向パターンが支配的である場合、図１１（ａ）に示すようなＸ方向２極照明を行い、照明光学系１の照明瞳においてＸ方向に間隔を隔てて形成される２極状の二次光源を形成する光束（二次光源を通過する光束）をＹ方向に偏光方向を有する直線偏光状態に設定する。その結果、最終的な被照射面としてのウェハＷに照射される光がＳ偏光を主成分とする偏光状態になり、ウェハＷ上において高いコントラストのレチクルパターン像を得ることができる。  Specifically, for example, when a unidirectional pattern extending along the Y direction is dominant in the reticle R, X-direction dipole illumination as shown in FIG. , A light beam forming a bipolar secondary light source formed at an interval in the X direction (light beam passing through the secondary light source) is set to a linear polarization state having a polarization direction in the Y direction. As a result, the light irradiated onto the wafer W as the final irradiated surface becomes a polarization state mainly composed of S-polarized light, and a high-contrast reticle pattern image can be obtained on the wafer W.

同様に、たとえばレチクルＲにおいてＸ方向に沿って細長く延びる一方向パターンが支配的である場合、図１１（ｂ）に示すようなＹ方向２極照明で、照明光学系１の照明瞳においてＹ方向に間隔を隔てて形成される２極状の二次光源を形成する光束をＸ方向に偏光方向を有する直線偏光状態に設定する。その結果、ウェハＷに照射される光がＳ偏光を主成分とする偏光状態になり、ウェハＷ上において高いコントラストのレチクルパターン像を得ることができる。  Similarly, when a unidirectional pattern extending along the X direction is dominant in the reticle R, for example, Y direction dipole illumination as shown in FIG. 11B and the illumination pupil of the illumination optical system 1 in the Y direction. Are set to a linearly polarized state having a polarization direction in the X direction. As a result, the light irradiated to the wafer W becomes a polarization state mainly composed of S-polarized light, and a high-contrast reticle pattern image can be obtained on the wafer W.

また、たとえばレチクルＲにおいてＹ方向に沿って細長く延びるパターンとＸ方向に沿って細長く延びるパターンとが混在する場合、図１１（ｃ）に示すような４極照明または図１１（ｄ）に示すような輪帯照明を行い、４極状または輪帯状の二次光源を形成する光束を周方向偏光状態に設定する。その結果、ウェハＷに照射される光がＳ偏光を主成分とする偏光状態になり、ウェハＷ上において高いコントラストのレチクルパターン像を得ることができる。  Further, for example, when a pattern extending in the Y direction and a pattern extending in the X direction are mixed in the reticle R, quadrupole illumination as shown in FIG. 11C or as shown in FIG. 11D. An annular illumination is performed, and a light beam forming a quadrupole or annular secondary light source is set in a circumferential polarization state. As a result, the light irradiated to the wafer W becomes a polarization state mainly composed of S-polarized light, and a high-contrast reticle pattern image can be obtained on the wafer W.

なお、上述の実施形態では、第３結像系Ｇ３中に有害な光束を遮るための開口絞りＡＳを配置し、第１結像系Ｇ１中に開口数を規定するための可変開口絞りＶＡＳを配置している。しかしながら、これに限定されることなく、開口絞りＡＳおよび可変開口絞りＶＡＳの配置位置については様々な変形例が可能である。すなわち、第１結像系Ｇ１中の瞳またはその近傍、第２結像系Ｇ２中の瞳またはその近傍（凹面反射鏡ＣＭと負メニスカスレンズＬ２２との間）、第３結像系Ｇ３中の瞳またはその近傍のいずれか適当な位置に、開口絞りＡＳや可変開口絞りＶＡＳを配置することができる。なお、投影光学系の射出瞳と光学的に共役な位置であって第１結像系Ｇ１中の位置を第１結像系Ｇ１中の瞳と称し、投影光学系の射出瞳と光学的に共役な位置であって第２結像系Ｇ２中の位置を第２結像系Ｇ２中の瞳と称し、投影光学系の射出瞳と光学的に共役な位置であって第３結像系Ｇ３中の位置を第３結像系Ｇ３中の瞳と称している。  In the above-described embodiment, the aperture stop AS for blocking harmful light beams is arranged in the third imaging system G3, and the variable aperture stop VAS for defining the numerical aperture in the first imaging system G1. It is arranged. However, the present invention is not limited to this, and various modifications are possible for the arrangement positions of the aperture stop AS and the variable aperture stop VAS. That is, the pupil in the first imaging system G1 or the vicinity thereof, the pupil in the second imaging system G2 or the vicinity thereof (between the concave reflecting mirror CM and the negative meniscus lens L22), the third imaging system G3 The aperture stop AS and the variable aperture stop VAS can be arranged at any suitable position in the pupil or the vicinity thereof. The position in the first imaging system G1 that is optically conjugate with the exit pupil of the projection optical system is referred to as the pupil in the first imaging system G1, and is optically connected to the exit pupil of the projection optical system. The position in the second imaging system G2 that is a conjugate position is referred to as a pupil in the second imaging system G2, and is a position that is optically conjugate with the exit pupil of the projection optical system and is in the third imaging system G3. The middle position is referred to as the pupil in the third imaging system G3.

また、上述の実施形態では、図３（ａ）または図３（ｂ）に示したように、投影光学系の瞳位置（投影光学系の射出瞳位置と光学的に共役な位置であって投影光学系の光路中の位置）における光束を部分的に遮光あるいは通過させる開口絞りを用いたが、光束を完全に遮光しなくとも良く、例えば投影光学系の瞳位置における光束を部分的に減光（減衰）させても良い。また、開口絞りの４回回転対称な光通過部も１００％の光量を通過させるものには限定されず、開口絞りにおける遮光部（または減光部）よりも透過率が高ければ良く、この光透過部においてある程度減光する構成であっても良い。このように、投影光学系の瞳透過率分布を考えたときに、これが投影光学系の光軸に関して４回回転対称な分布であれば良い。なお、投影光学系の瞳透過率分布については、米国特許公開第２００５／０１８２７７Ａ号公報に開示されている。  In the above-described embodiment, as shown in FIG. 3A or 3B, the pupil position of the projection optical system (the position that is optically conjugate with the exit pupil position of the projection optical system is projected). An aperture stop that partially blocks or passes the light beam at the position in the optical path of the optical system is used. However, it is not necessary to completely block the light beam. For example, the light beam at the pupil position of the projection optical system is partially dimmed (Attenuation) may be used. Further, the four-fold rotationally symmetric light passing part of the aperture stop is not limited to the light passing part of 100%, and it is sufficient that the transmittance is higher than the light shielding part (or the light reducing part) in the aperture stop. A configuration in which light is reduced to some extent in the transmission part may be used. Thus, when the pupil transmittance distribution of the projection optical system is considered, it may be a distribution that is rotationally symmetric four times with respect to the optical axis of the projection optical system. The pupil transmittance distribution of the projection optical system is disclosed in US Patent Publication No. 2005 / 018277A.

また、上述の実施形態では、反射屈折型で３回結像型の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、屈折型の投影光学系や、１回結像型または３回以外の複数回結像型の投影光学系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、走査型の露光装置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、投影光学系に対してレチクル（マスク）およびウェハ（感光性基板）を静止させた状態で投影露光を行う一括露光型の露光装置に対しても本発明を適用することができる。  In the above-described embodiment, the present invention is applied to a catadioptric and three-fold imaging type projection optical system. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a projection optical system of a double imaging type or a multiple imaging type other than three times. In the above-described embodiment, the present invention is applied to the scanning type exposure apparatus. However, the present invention is not limited to this, and the reticle (mask) and wafer (photosensitive substrate) are not limited to the projection optical system. The present invention can also be applied to a batch exposure type exposure apparatus that performs projection exposure in a stationary state.

上述の実施形態の露光装置では、照明装置によってレチクル（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１２のフローチャートを参照して説明する。  In the exposure apparatus of the above-described embodiment, the reticle (mask) is illuminated by the illumination device (illumination process), and the transfer pattern formed on the mask is exposed to the photosensitive substrate using the projection optical system (exposure process). Thus, a micro device (semiconductor element, imaging element, liquid crystal display element, thin film magnetic head, etc.) can be manufactured. Hereinafter, referring to the flowchart of FIG. 12 for an example of a technique for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus of this embodiment. I will explain.

先ず、図１２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１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。  First, in step 301 of FIG. 12, a metal film is deposited on one lot of wafers. In the next step 302, a photoresist is applied onto the metal film on the one lot of wafers. Thereafter, in step 303, using the exposure apparatus of the present embodiment, the image of the pattern on the mask is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of one lot via the projection optical system. Thereafter, in step 304, the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step 305, the resist pattern is etched on the one lot of wafers to form a pattern on the mask. Corresponding circuit patterns are formed in each shot area on each wafer.

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。  Thereafter, a device pattern such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer. According to the semiconductor device manufacturing method described above, a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput. In steps 301 to 305, a metal is deposited on the wafer, a resist is applied on the metal film, and exposure, development, and etching processes are performed. Prior to these processes, on the wafer. It is needless to say that after forming a silicon oxide film, a resist may be applied on the silicon oxide film, and steps such as exposure, development, and etching may be performed.

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１３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１３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。  In the exposure apparatus of this embodiment, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). Hereinafter, an example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 13, in a pattern forming process 401, a so-called photolithography process is performed in which a mask pattern is transferred and exposed to a photosensitive substrate (such as a glass substrate coated with a resist) using the exposure apparatus of the present embodiment. By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate undergoes steps such as a developing step, an etching step, and a resist stripping step, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming step 402.

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。  Next, in the color filter forming step 402, a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three of R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning line direction. Then, after the color filter forming step 402, a cell assembly step 403 is executed. In the cell assembly step 403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401, the color filter obtained in the color filter formation step 402, and the like.

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。  In the cell assembly step 403, for example, liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401 and the color filter obtained in the color filter formation step 402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is obtained. ). Thereafter, in a module assembling step 404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display element, a liquid crystal display element having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.

なお、上述の実施形態では、ＡｒＦエキシマレーザ光源を用いているが、これに限定されることなく、たとえばＦ₂レーザ光源のような他の適当な光源を用いることもできる。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、他の一般的な液浸型の投影光学系に対して本発明を適用することができる。In the above-described embodiment, the ArF excimer laser light source is used. However, the present invention is not limited to this, and other appropriate light sources such as an F₂ laser light source can also be used. In the above-described embodiment, the present invention is applied to the projection optical system mounted on the exposure apparatus. However, the present invention is not limited to this, and other general immersion type projection optical systems are used. The present invention can be applied to this.

立方晶系の結晶材料の結晶方位について説明する図である。It is a figure explaining the crystal orientation of a cubic crystal material.石英レンズの内部歪に起因して発生する複屈折の影響により境界光学素子の固有複屈折の影響を低減した後にレンズ開口上に残存するリターデーションを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the retardation which remains on a lens opening, after reducing the influence of the intrinsic birefringence of a boundary optical element by the influence of the birefringence which arises due to the internal distortion of a quartz lens.投影光学系の瞳位置またはその近傍の位置に配置される開口絞りの構成を概略的に示す図であって、（ａ）は十字状の開口部を有する開口絞りを、（ｂ）は変形十字状の開口部を有する開口絞りを示している。2A and 2B are diagrams schematically illustrating a configuration of an aperture stop disposed at or near a pupil position of a projection optical system, in which FIG. 3A is an aperture stop having a cross-shaped opening, and FIG. 1 shows an aperture stop having a shaped opening.本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the exposure apparatus concerning embodiment of this invention.本実施形態においてウェハ上に形成される矩形状の静止露光領域と基準光軸との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the rectangular-shaped still exposure area | region formed on a wafer in this embodiment, and a reference | standard optical axis.本実施形態の各実施例における境界レンズとウェハとの間の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure between the boundary lens and wafer in each Example of this embodiment.本実施形態の第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。It is a figure which shows the lens structure of the projection optical system concerning the 1st Example of this embodiment.第１実施例の投影光学系における横収差を示す図である。It is a figure which shows the lateral aberration in the projection optical system of 1st Example.本実施形態の第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。It is a figure which shows the lens structure of the projection optical system concerning 2nd Example of this embodiment.第２実施例の投影光学系における横収差を示す図である。It is a figure which shows the lateral aberration in the projection optical system of 2nd Example.Ｓ偏光を主成分とする偏光状態で結像するように所要の直線偏光状態の光でパターンを照明する様子を示す図であって、（ａ）はＸ方向２極照明を、（ｂ）はＹ方向２極照明を、（ｃ）は４極照明を、（ｄ）は輪帯照明を示している。It is a figure which shows a mode that a pattern is illuminated with the light of a required linear polarization state so that it may image in the polarization state which has S polarization as a main component, Comprising: (a) is X direction bipolar illumination, (b) is Y direction dipole illumination, (c) shows quadrupole illumination, and (d) shows annular illumination.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。It is a flowchart of the method at the time of obtaining the semiconductor device as a microdevice.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。It is a flowchart of the method at the time of obtaining the liquid crystal display element as a microdevice.

符号の説明Explanation of symbols

Ｒ レチクル
ＲＳＴ レチクルステージ
ＰＬ 投影光学系
Ｌｂ 境界レンズ
Ｌｍ 液体
Ｗ ウェハ
１ 照明光学系
９ Ｚステージ
１０ ＸＹステージ
１４ 主制御系
２１ 給排水機構R reticle RST reticle stage PL projection optical system Lb boundary lens Lm liquid W wafer 1 illumination optical system 9Z stage 10XY stage 14main control system 21 water supply / drainage mechanism

Claims (17)

Translated fromJapanese

第１面の像を第２面に形成する投影光学系において、
前記投影光学系と前記第２面との間の光路は１．１よりも大きい屈折率を有する液体で満たされ、
前記第２面側の面が前記液体に接し且つ前記第１面側の面が気体に接し、立方晶系の結晶材料により形成されて、光軸が結晶方位［１００］またはこれと光学的に等価な結晶方位とほぼ平行になるように配置された境界光学素子と、
前記境界光学素子の固有複屈折が前記第２面上での結像に及ぼす影響を低減するために、前記投影光学系の瞳位置またはその近傍の位置において光束を部分的に減衰させるための減衰部材とを備えていることを特徴とする投影光学系。In the projection optical system for forming an image of the first surface on the second surface,
The optical path between the projection optical system and the second surface is filled with a liquid having a refractive index greater than 1.1;
The surface on the second surface side is in contact with the liquid and the surface on the first surface side is in contact with a gas and is formed of a cubic crystal material, and the optical axis is the crystal orientation [100] or optically with this. A boundary optical element disposed so as to be substantially parallel to the equivalent crystal orientation;
Attenuation for partially attenuating the light beam at or near the pupil position of the projection optical system in order to reduce the influence of the intrinsic birefringence of the boundary optical element on the image formation on the second surface A projection optical system comprising: a member;前記減衰部材は、前記投影光学系の瞳位置またはその近傍の位置において光束を部分的に遮るための遮光部材であることを特徴とする請求項１に記載の投影光学系。The projection optical system according to claim 1, wherein the attenuation member is a light shielding member for partially blocking a light beam at a pupil position of the projection optical system or a position near the pupil position.前記減衰部材は、前記投影光学系の瞳位置またはその近傍の位置における前記光束の光強度分布を、前記投影光学系の光軸に関してほぼ４回回転対称な分布にす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。The attenuating member makes the light intensity distribution of the light beam at a pupil position of the projection optical system or a position near the pupil position a distribution that is rotationally symmetric about four times with respect to the optical axis of the projection optical system. 3. The projection optical system according to 1 or 2.第１面の像を第２面に形成する投影光学系において、
前記投影光学系と前記第２面との間の光路は１．１よりも大きい屈折率を有する液体で満たされ、
前記第２面側の面が前記液体に接し且つ前記第１面側の面が気体に接し、立方晶系の結晶材料により形成されて、光軸が結晶方位［１００］またはこれと光学的に等価な結晶方位とほぼ平行になるように配置された境界光学素子と、
前記投影光学系の瞳位置またはその近傍の位置に配置されて、前記投影光学系の光軸に関して回転非対称な形状の開口部を有する開口絞りとを備えていることを特徴とする投影光学系。In the projection optical system for forming an image of the first surface on the second surface,
The optical path between the projection optical system and the second surface is filled with a liquid having a refractive index greater than 1.1;
The surface on the second surface side is in contact with the liquid and the surface on the first surface side is in contact with a gas and is formed of a cubic crystal material, and the optical axis is the crystal orientation [100] or optically with this. A boundary optical element disposed so as to be substantially parallel to the equivalent crystal orientation;
A projection optical system comprising: an aperture stop that is disposed at or near a pupil position of the projection optical system and has an opening having a rotationally asymmetric shape with respect to the optical axis of the projection optical system.前記開口絞りは、前記投影光学系の光軸に関してほぼ４回回転対称な形状の開口部を有することを特徴とする請求項４に記載の投影光学系。The projection optical system according to claim 4, wherein the aperture stop has an opening having a shape that is rotationally symmetric about four times with respect to the optical axis of the projection optical system.前記境界光学素子は、結晶方位［１００］またはこれと光学的に等価な結晶方位が、前記第２面上の矩形状の有効結像領域を規定する２つの隣り合う辺のうちの一辺とほぼ平行になるように配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の投影光学系。The boundary optical element has a crystal orientation [100] or an optically equivalent crystal orientation substantially equal to one side of two adjacent sides defining a rectangular effective imaging region on the second surface. The projection optical system according to claim 1, wherein the projection optical system is arranged so as to be parallel to each other.前記境界光学素子は、結晶方位［１１１］またはこれと光学的に等価な結晶方位の前記第２面への射影が、前記第２面上の矩形状の有効結像領域を規定する２つの隣り合う辺に対して約４５度の角度をなすように配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の投影光学系。The boundary optical element includes two adjacent projections onto which the crystal orientation [111] or a crystal orientation optically equivalent to the second surface defines a rectangular effective imaging region on the second surface. 6. The projection optical system according to claim 1, wherein the projection optical system is disposed so as to form an angle of about 45 degrees with respect to the matching side.非晶質材料により形成されて、光軸に関してほぼ回転対称な内部歪を有する屈折光学素子をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の投影光学系。The projection optical system according to claim 1, further comprising a refractive optical element formed of an amorphous material and having an internal strain that is substantially rotationally symmetric with respect to the optical axis.前記投影光学系の瞳位置またはその近傍の位置に配置されて、前記投影光学系の光軸に関してほぼ回転対称な形状の可変開口部を有する可変開口絞りをさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の投影光学系。A variable aperture stop having a variable aperture having a shape that is substantially rotationally symmetric with respect to the optical axis of the projection optical system and is disposed at a position near or in the vicinity of the pupil position of the projection optical system. Item 9. The projection optical system according to any one of Items 1 to 8.前記投影光学系は、前記第１面からの光に基づいて前記第１面の中間像を形成する再結像光学系であり、
前記開口絞りと前記可変開口絞りとは、前記中間像の形成位置を挟んで配置されていることを特徴とする請求項９に記載の投影光学系。The projection optical system is a re-imaging optical system that forms an intermediate image of the first surface based on light from the first surface,
The projection optical system according to claim 9, wherein the aperture stop and the variable aperture stop are arranged with the formation position of the intermediate image interposed therebetween.前記投影光学系は、
屈折光学素子のみから構成されて、前記第１面からの光に基づいて前記第１面の第１中間像を形成する第１結像系と、
凹面反射鏡を有し、前記第１中間像からの光に基づいて前記第１面の第２中間像を形成する第２結像系と、
屈折光学素子のみから構成されて、前記第２中間像からの光に基づいて前記第１面の最終像を前記第２面上に形成する第３結像系とを備えていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の投影光学系。The projection optical system is
A first imaging system that includes only refractive optical elements and that forms a first intermediate image of the first surface based on light from the first surface;
A second imaging system having a concave reflecting mirror and forming a second intermediate image of the first surface based on light from the first intermediate image;
And a third imaging system that includes only a refractive optical element and forms a final image of the first surface on the second surface based on light from the second intermediate image. The projection optical system according to any one of claims 1 to 10.前記投影光学系は、前記第１面上において光軸から離れた有効視野および前記第２面上において光軸から離れた有効結像領域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。12. The projection optical system according to claim 11, wherein the projection optical system has an effective field of view separated from the optical axis on the first surface and an effective imaging region separated from the optical axis on the second surface. system.前記投影光学系は、所定の直線偏光状態の光に基づいて前記第１面の像を前記第２面上に形成することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の投影光学系。The projection according to any one of claims 1 to 12, wherein the projection optical system forms an image of the first surface on the second surface based on light in a predetermined linear polarization state. Optical system.前記所定の直線偏光状態は、前記第２面に対してＳ偏光となる直線偏光状態であることを特徴とする請求項１３に記載の投影光学系。The projection optical system according to claim 13, wherein the predetermined linear polarization state is a linear polarization state that is S-polarized with respect to the second surface.前記第１面に設定された所定のパターンからの光に基づいて、前記パターンの像を前記第２面に設定された感光性基板上に投影するための請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の投影光学系を備えていることを特徴とする露光装置。15. The method according to claim 1, wherein an image of the pattern is projected onto a photosensitive substrate set on the second surface based on light from a predetermined pattern set on the first surface. An exposure apparatus comprising the projection optical system described in 1.所定の直線偏光状態の光で前記パターンを照明する照明系を備えていることを特徴とする請求項１５に記載の露光装置。The exposure apparatus according to claim 15, further comprising an illumination system that illuminates the pattern with light having a predetermined linear polarization state.請求項１５または１６に記載の露光装置を用いて前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記露光工程を経た前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。An exposure step of exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate using the exposure apparatus according to claim 15 or 16,
And a developing step of developing the photosensitive substrate that has undergone the exposure step.

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