JP2007305821A - 投影光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【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７

Description

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。

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。

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。

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）。

国際公開第ＷＯ２００４／０１９１２８号パンフレット

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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^-7 Ｃ₆＝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^-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面
κ＝０
Ｃ₄＝２．０１６３６×１０^-8 Ｃ₆＝−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^-9 Ｃ₆＝−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^-8 Ｃ₆＝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^-8 Ｃ₆＝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^-8 Ｃ₆＝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^-8 Ｃ₆＝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^-8 Ｃ₆＝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^-8 Ｃ₆＝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^-8 Ｃ₆＝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^-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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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^-7 Ｃ₆＝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^-9 Ｃ₆＝−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^-8 Ｃ₆＝−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^-9 Ｃ₆＝−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^-8 Ｃ₆＝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^-10 Ｃ₆＝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^-9 Ｃ₆＝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^-8 Ｃ₆＝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^-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面
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＝１．３９３４４×１０^-31
Ｃ₁₆＝０

６１面
κ＝０
Ｃ₄＝−３．１８３７８×１０^-8 Ｃ₆＝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^-8 Ｃ₆＝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^-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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る際の手法のフローチャートである。

符号の説明

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

Claims (17)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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。
14. 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。
15. 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。
16. 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。
17. 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。

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