JP2001117213A - フォトマスク、該フォトマスクの製造方法、該フォトマスクを扱う投影露光装置、及び投影露光方法 - Google Patents
フォトマスク、該フォトマスクの製造方法、該フォトマスクを扱う投影露光装置、及び投影露光方法Info
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- G03F7/70983—Optical system protection, e.g. pellicles or removable covers for protection of mask
Abstract
(57)【要約】
【課題】短波長の露光ビームに対しても十分な耐久性を
有すると共に、転写用のパターンに対する異物の付着を
防止できるフォトマスクを提供すること。 【解決手段】 被露光基板１９へ転写するための転写パ
ターンが形成され、該転写パターンが形成されるパター
ン面１Ｐに照射される所定の露光ビームを、前記パター
ンの像を形成するための投影光学系ＰＬへ導くフォトマ
スクにおいて、／ 前記パターン面に対して所定の間隔
ｄ０だけ隔離して配置されて、所定の厚さｈと、前記露
光ビームに対する透過性とを有する透過性基板３を有
し、該透過性基板は、ほぼ方形状であり、かつ所定の条
件を満足する。
有すると共に、転写用のパターンに対する異物の付着を
防止できるフォトマスクを提供すること。 【解決手段】 被露光基板１９へ転写するための転写パ
ターンが形成され、該転写パターンが形成されるパター
ン面１Ｐに照射される所定の露光ビームを、前記パター
ンの像を形成するための投影光学系ＰＬへ導くフォトマ
スクにおいて、／ 前記パターン面に対して所定の間隔
ｄ０だけ隔離して配置されて、所定の厚さｈと、前記露
光ビームに対する透過性とを有する透過性基板３を有
し、該透過性基板は、ほぼ方形状であり、かつ所定の条
件を満足する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路、
撮像素子（ＣＣＤ等）、液晶ディスプレイ、又は薄膜磁
気ヘッド等のデバイスを製造するためのリソグラフィエ
程で基板上に転写されるパターンの原版パターンが形成
されたフォトマスクに関する。
撮像素子（ＣＣＤ等）、液晶ディスプレイ、又は薄膜磁
気ヘッド等のデバイスを製造するためのリソグラフィエ
程で基板上に転写されるパターンの原版パターンが形成
されたフォトマスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路等のデバイスを製造する
際に、形成すべき回路パターンを例えば４〜５倍程度に
拡大した原版パターンが形成されたフォトマスクを使用
して、このフォトマスクのパターンを縮小投影光学系を
介してウエハ又はガラスプレート等の被露光基板上に縮
小投影する転写方式が用いられている。このようなフォ
トマスクのパターンの転写の際に使用されるのが投影露
光装置であり、ステップ・アンド・リピート方式又はス
テップ・アンド・スキャン方式の縮小投影型露光装置で
使用されるフォトマスクは、レチクルとも呼ばれてい
る。
際に、形成すべき回路パターンを例えば４〜５倍程度に
拡大した原版パターンが形成されたフォトマスクを使用
して、このフォトマスクのパターンを縮小投影光学系を
介してウエハ又はガラスプレート等の被露光基板上に縮
小投影する転写方式が用いられている。このようなフォ
トマスクのパターンの転写の際に使用されるのが投影露
光装置であり、ステップ・アンド・リピート方式又はス
テップ・アンド・スキャン方式の縮小投影型露光装置で
使用されるフォトマスクは、レチクルとも呼ばれてい
る。
【０００３】そのようなフォトマスクのパターンの転写
に際して、パターン面上に許容範囲を超える大きさの塵
埃等の異物が付着していると、その異物の像もウエハ等
の基板上に転写されてしまい、最終的に製造される集積
回路等が誤動作するおそれがある。そこで、従来より１
〜１０μｍ程度の厚さの有機系材料からなり露光光を透
過するペリクルと呼ばれる薄膜を，フォトマスクのパタ
ーン面から５ｍｍ程度離れた位置に張設し、このペリク
ルによって異物がパターン面に付着することを防止して
いる。また、ペリクルは、フォトマスクのパターン面に
接着されたペリクルフレームと呼ばれる金属の支持枠上
に張設され、フォトマスクのパターン面とペリクルとの
間の空間は、外気からほぼ遮断されており、外気に含ま
れる異物が、そのパターン面に付着することが無いよう
に構成されている。
に際して、パターン面上に許容範囲を超える大きさの塵
埃等の異物が付着していると、その異物の像もウエハ等
の基板上に転写されてしまい、最終的に製造される集積
回路等が誤動作するおそれがある。そこで、従来より１
〜１０μｍ程度の厚さの有機系材料からなり露光光を透
過するペリクルと呼ばれる薄膜を，フォトマスクのパタ
ーン面から５ｍｍ程度離れた位置に張設し、このペリク
ルによって異物がパターン面に付着することを防止して
いる。また、ペリクルは、フォトマスクのパターン面に
接着されたペリクルフレームと呼ばれる金属の支持枠上
に張設され、フォトマスクのパターン面とペリクルとの
間の空間は、外気からほぼ遮断されており、外気に含ま
れる異物が、そのパターン面に付着することが無いよう
に構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の如く従来のフォ
トマスクのパターン面には有機系材料の薄膜よりなるペ
リクルが張設され、このペリクルによって防塵が行われ
ている。また、フォトマスクを使用する投影露光装置の
露光光として、従来は主に水銀ランプのｉ線（波長３６
５ｎｍ）が使用されていたが、この程度の波長の露光光
に対しては従来のペリクルでも十分な耐久性を備えてい
る。
トマスクのパターン面には有機系材料の薄膜よりなるペ
リクルが張設され、このペリクルによって防塵が行われ
ている。また、フォトマスクを使用する投影露光装置の
露光光として、従来は主に水銀ランプのｉ線（波長３６
５ｎｍ）が使用されていたが、この程度の波長の露光光
に対しては従来のペリクルでも十分な耐久性を備えてい
る。
【０００５】これに対して、最近は半導体集積回路の一
層の微細化に対応するために、投影露光装置の露光波長
の更なる短波長化が行われており、最近はＫｒＦエキシ
マレーザ光（波長２４８ｎｍ）が主流となりつつある。
そして、現在は、より短波長のＡｒＦエキシマレーザ光
（波長１９３ｎｍ）も実用化段階に入りつつある。ま
た、更に短波長のＦ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）を使
用する投影露光装置の研究も行われている。
層の微細化に対応するために、投影露光装置の露光波長
の更なる短波長化が行われており、最近はＫｒＦエキシ
マレーザ光（波長２４８ｎｍ）が主流となりつつある。
そして、現在は、より短波長のＡｒＦエキシマレーザ光
（波長１９３ｎｍ）も実用化段階に入りつつある。ま
た、更に短波長のＦ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）を使
用する投影露光装置の研究も行われている。
【０００６】このような露光波長の短波長化に伴って、
従来の有機系のペリクルでは十分な耐久性を得ることが
困難となってきている。即ち、より短波長の露光光は、
光子１個当たりについてより高いエネルギーを持つた
め、露光光によってペリクルを構成する有機分子の化学
結合が破壊されてしまう。このため、短波長の露光光に
対して十分な耐久性を有する有機系材料よりなるペリク
ルを備えることは困難となりつつある。
従来の有機系のペリクルでは十分な耐久性を得ることが
困難となってきている。即ち、より短波長の露光光は、
光子１個当たりについてより高いエネルギーを持つた
め、露光光によってペリクルを構成する有機分子の化学
結合が破壊されてしまう。このため、短波長の露光光に
対して十分な耐久性を有する有機系材料よりなるペリク
ルを備えることは困難となりつつある。
【０００７】しかしながら、ペリクルを使用しない場合
には、フォトマスクのパターン面に対する異物の付着を
防止できず、製造される半導体集積回路等の歩留まりが
低下するという不都合がある。
には、フォトマスクのパターン面に対する異物の付着を
防止できず、製造される半導体集積回路等の歩留まりが
低下するという不都合がある。
【０００８】そのため、有機系材料よりなるペリクル以
外の物質を従来ペリクルがあった位置付近に設置するこ
とが望ましい。従来のペリクルは非常に薄く加工するこ
とができ、しかも柔らかい為に張力をかけてたわみを取
ってやれば光学的影響は殆ど無視することができる。し
かし、２００ｎｍ以下の露光光で従来のペリクルと同じ
性質を持ち、しかも、透過率を確保できる物質は殆ど知
られていない。
外の物質を従来ペリクルがあった位置付近に設置するこ
とが望ましい。従来のペリクルは非常に薄く加工するこ
とができ、しかも柔らかい為に張力をかけてたわみを取
ってやれば光学的影響は殆ど無視することができる。し
かし、２００ｎｍ以下の露光光で従来のペリクルと同じ
性質を持ち、しかも、透過率を確保できる物質は殆ど知
られていない。
【０００９】また、２００ｎｍ以下の露光光を用いる場
合、水分や有機物等の不純物があると、透過面が汚染さ
れたり、空間中の透過率が低下することが知られてい
る。そのため、マスクのパターン面や、ペリクルと同じ
光路上の位置に設けられるペリクル相当の物の透過面も
汚染に対して細心の注意を払う必要がある。加えて、Ｗ
Ｏ９９／４９３６６号公報には、露光光の短波長化に対
して従来のペリクルに変わって透過性基板を用いること
が提案されている。しかし、上記透過性基板を実現する
場合いくつかの問題が生ずる。まず、透過性基板は、ペ
リクルに比べてかなりの厚さを有しているため、レチク
ル側及び投影レンズ側の面精度を測定することが必要と
なる。しかし、面精度を測定するときに、両面が平面で
かつほぼ平行である場合は、面に光を入射させると等厚
干渉縞が発生する。この等厚干渉縞の影響で、面精度を
測定するための干渉縞が解析し難くなるという問題があ
る。また、透過性基板が存在しない状態で諸収差が極め
て良好に補正された縮小投影光学系に対して、光路中に
厚さを有する透過性基板が挿入されることで、収差が発
生するという問題もある。この問題に対してはＷＯ９９
／４９３６６号公報では、透過性基板の厚さにあわせて
縮小投影光学系のレンズ間隔を調整する方法が提案され
ている。この方法は、透過性基板の厚さが予め決まって
いるときに誤差（収差）を調整する場合などは、レンズ
成分の移動量も比較的少なくて済むので、容易であり有
効である。しかし、様々な厚さの透過性基板を有するよ
うな複数のレチクルを用いる場合、レンズ成分の移動量
が多くなり、レンズの可動範囲である調整ストロークを
超える可能性がある。また、調整可能な範囲であって
も、残存収差が残ることもありうる。さらに、透過性基
板を光学系に挿入した場合、透過性基板によって透過率
を極力低下させないようにすること、即ち低反射である
ことが好ましい。加えて、フレアーなども極力少なくす
ることが好ましい。
合、水分や有機物等の不純物があると、透過面が汚染さ
れたり、空間中の透過率が低下することが知られてい
る。そのため、マスクのパターン面や、ペリクルと同じ
光路上の位置に設けられるペリクル相当の物の透過面も
汚染に対して細心の注意を払う必要がある。加えて、Ｗ
Ｏ９９／４９３６６号公報には、露光光の短波長化に対
して従来のペリクルに変わって透過性基板を用いること
が提案されている。しかし、上記透過性基板を実現する
場合いくつかの問題が生ずる。まず、透過性基板は、ペ
リクルに比べてかなりの厚さを有しているため、レチク
ル側及び投影レンズ側の面精度を測定することが必要と
なる。しかし、面精度を測定するときに、両面が平面で
かつほぼ平行である場合は、面に光を入射させると等厚
干渉縞が発生する。この等厚干渉縞の影響で、面精度を
測定するための干渉縞が解析し難くなるという問題があ
る。また、透過性基板が存在しない状態で諸収差が極め
て良好に補正された縮小投影光学系に対して、光路中に
厚さを有する透過性基板が挿入されることで、収差が発
生するという問題もある。この問題に対してはＷＯ９９
／４９３６６号公報では、透過性基板の厚さにあわせて
縮小投影光学系のレンズ間隔を調整する方法が提案され
ている。この方法は、透過性基板の厚さが予め決まって
いるときに誤差（収差）を調整する場合などは、レンズ
成分の移動量も比較的少なくて済むので、容易であり有
効である。しかし、様々な厚さの透過性基板を有するよ
うな複数のレチクルを用いる場合、レンズ成分の移動量
が多くなり、レンズの可動範囲である調整ストロークを
超える可能性がある。また、調整可能な範囲であって
も、残存収差が残ることもありうる。さらに、透過性基
板を光学系に挿入した場合、透過性基板によって透過率
を極力低下させないようにすること、即ち低反射である
ことが好ましい。加えて、フレアーなども極力少なくす
ることが好ましい。
【００１０】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、短波長の露光ビームに対しても十分な耐久性を
有すると共に、転写用のパターンに対する異物の付着を
防止できるフォトマスクを提供することを目的とする。
さらに、本発明は、透過性基板を含むフォトマスクにお
いて、前記透過性基板の面精度を容易に測定することが
でき、かつ前記透過性基板が低反射であるフォトマスク
を提供すると共に、透過性基板が色々な厚さを持つ場合
でも諸収差を低減できるフォトマスク及び投影露光装置
を提供することを目的とする。
であり、短波長の露光ビームに対しても十分な耐久性を
有すると共に、転写用のパターンに対する異物の付着を
防止できるフォトマスクを提供することを目的とする。
さらに、本発明は、透過性基板を含むフォトマスクにお
いて、前記透過性基板の面精度を容易に測定することが
でき、かつ前記透過性基板が低反射であるフォトマスク
を提供すると共に、透過性基板が色々な厚さを持つ場合
でも諸収差を低減できるフォトマスク及び投影露光装置
を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１の発明は、被露光基板へ転写するための転写パ
ターンが形成され、該転写パターンが形成されるパター
ン面に照射される所定の露光ビームを、前記パターンの
像を形成するための投影光学系へ導くフォトマスクにお
いて、前記パターン面に対して所定の間隔だけ隔離して
配置されて、所定の厚さと、前記露光ビームに対する透
過性とを有する透過性基板を有し、該透過性基板は、ほ
ぼ方形状であり、かつ以下の条件を満足することを特徴
とするフォトマスクを提供する。
に、第１の発明は、被露光基板へ転写するための転写パ
ターンが形成され、該転写パターンが形成されるパター
ン面に照射される所定の露光ビームを、前記パターンの
像を形成するための投影光学系へ導くフォトマスクにお
いて、前記パターン面に対して所定の間隔だけ隔離して
配置されて、所定の厚さと、前記露光ビームに対する透
過性とを有する透過性基板を有し、該透過性基板は、ほ
ぼ方形状であり、かつ以下の条件を満足することを特徴
とするフォトマスクを提供する。
【００１２】
【数１】
【００１３】ただし、 ｈ：前記透過性基板の厚さ（ｃｍ）， ｎ：前記透過性基板の露光ビームに対する屈折率， β：前記投影光学系の倍率， λ：前記露光ビームの波長（ｃｍ）， ρ：前記透過性基板の密度（ｇ／ｃｍ3）， であり、Ｅを前記透過性基板のヤング率とし、σを前記
透過性基板のポアソン比とするとき、 Ｆ＝Ｅ／（12・（１−σ2）） （２） である。なお、方形状とは長方形状、正方形状を含む形
状をいう。
透過性基板のポアソン比とするとき、 Ｆ＝Ｅ／（12・（１−σ2）） （２） である。なお、方形状とは長方形状、正方形状を含む形
状をいう。
【００１４】また、また、第２の発明は、上記第１の発
明において、以下の条件（ａ）乃至（ｃ）のうち、少な
くとも一つの条件を満足することが望ましい。 （ａ）｜ΔＴ｜≦０．１λ； （ｂ）｜ΔΦ｜≦０．１λ； （ｃ）｜Δｎ｜×ｈ＜０．１λ； ただし、 λ：前記露光ビームの波長（ｃｍ）， ΔＴ：前記透過性基板の厚さの最大値と最小値との差
（ｃｍ）， ΔΦ：前記透過性基板に平面波を入射させたとき、前記
透過性基板を透過した前記平面波の等位相面の最大値と
最小値との差（ｃｍ）， Δｎ：前記透過性基板の前記露光ビームに対する屈折率
の最大値と最小値との差， ｈ：前記透過性基板の厚さ（ｃｍ）である。 また、第３の発明は、転写用のパターンが形成されたパ
ターン面を有し、所定の露光ビームに照射されるフォト
マスクにおいて、前記パターン面に対して所定の間隔だ
け隔離して配置された透過性基板を有し、該透過性基板
は、上記条件式（ａ）〜（ｃ）のうち、少なくとも一つ
の条件式を満足する。
明において、以下の条件（ａ）乃至（ｃ）のうち、少な
くとも一つの条件を満足することが望ましい。 （ａ）｜ΔＴ｜≦０．１λ； （ｂ）｜ΔΦ｜≦０．１λ； （ｃ）｜Δｎ｜×ｈ＜０．１λ； ただし、 λ：前記露光ビームの波長（ｃｍ）， ΔＴ：前記透過性基板の厚さの最大値と最小値との差
（ｃｍ）， ΔΦ：前記透過性基板に平面波を入射させたとき、前記
透過性基板を透過した前記平面波の等位相面の最大値と
最小値との差（ｃｍ）， Δｎ：前記透過性基板の前記露光ビームに対する屈折率
の最大値と最小値との差， ｈ：前記透過性基板の厚さ（ｃｍ）である。 また、第３の発明は、転写用のパターンが形成されたパ
ターン面を有し、所定の露光ビームに照射されるフォト
マスクにおいて、前記パターン面に対して所定の間隔だ
け隔離して配置された透過性基板を有し、該透過性基板
は、上記条件式（ａ）〜（ｃ）のうち、少なくとも一つ
の条件式を満足する。
【００１５】また、第４の発明は、上記第１乃至第３の
発明において、以下の条件を満足することが望ましい。
発明において、以下の条件を満足することが望ましい。
【００１６】
【数２】
【００１７】ただし、 Ａ：前記透過性基板が有する欠陥の大きさ（ｃｍ）， d0：前記パターン面と前記透過性基板との距離（ｃ
ｍ）， ＮＡ：前記投影光学系の像側の開口数， β：前記投影光学系の倍率， ｄ：前記透過性基板の厚さ（ｃｍ）， ｎ：前記透過性基板の前記露光ビームに対する屈折率， である。また、第５の発明は、被露光基板へ転写するた
めの転写パターンが形成され、該転写パターンが形成さ
れるパターン面に照射される所定の露光ビームを、前記
パターンの像を形成するための投影光学系へ導くフォト
マスクであって、前記パターン面に対して所定の間隔だ
け隔離して配置された透過性基板を有し、該透過性基板
は、上記条件式（１３）を満足する。
ｍ）， ＮＡ：前記投影光学系の像側の開口数， β：前記投影光学系の倍率， ｄ：前記透過性基板の厚さ（ｃｍ）， ｎ：前記透過性基板の前記露光ビームに対する屈折率， である。また、第５の発明は、被露光基板へ転写するた
めの転写パターンが形成され、該転写パターンが形成さ
れるパターン面に照射される所定の露光ビームを、前記
パターンの像を形成するための投影光学系へ導くフォト
マスクであって、前記パターン面に対して所定の間隔だ
け隔離して配置された透過性基板を有し、該透過性基板
は、上記条件式（１３）を満足する。
【００１８】また、第６の発明は、前記第１の発明乃至
第３の何れかに記載のフォトマスクに対して，２００ｎ
ｍ以下の露光光で照明する工程と、前記露光光に基づい
て、前記フォトマスク上の前記パターンを感光性基板上
に転写する工程とを含むことを特徴とする露光方法を提
供する。
第３の何れかに記載のフォトマスクに対して，２００ｎ
ｍ以下の露光光で照明する工程と、前記露光光に基づい
て、前記フォトマスク上の前記パターンを感光性基板上
に転写する工程とを含むことを特徴とする露光方法を提
供する。
【００１９】また、第７の発明は、上記第１の発明にお
いて、前記透過性基板は単純支持されており、
いて、前記透過性基板は単純支持されており、
【００２０】
【数３】
【００２１】の条件を満足することが望ましい。
【００２２】また、第８の発明では、前記第１の発明に
かかるフォトマスクにおいて、前記透過性基板は周辺支
持されていることが望ましい。
かかるフォトマスクにおいて、前記透過性基板は周辺支
持されていることが望ましい。
【００２３】また、第９の発明では、前記１，２，３，
５、６，７または８の発明の何れかに記載のフォトマス
クにおいて、前記露光ビームは偏光光であり、前記透過
性基板の歪みが全面にわたって０．１λ以下であること
が望ましい。
５、６，７または８の発明の何れかに記載のフォトマス
クにおいて、前記露光ビームは偏光光であり、前記透過
性基板の歪みが全面にわたって０．１λ以下であること
が望ましい。
【００２４】また、第１０の発明では、前記第１，２，
３，５、６，７，８又は９の発明の何れかに記載のフォ
トマスクにおいて、前記透過性基板は、前記パターンが
形成されている領域外においてオプティカルコンタクト
の状態で接着されていることが望ましい。
３，５、６，７，８又は９の発明の何れかに記載のフォ
トマスクにおいて、前記透過性基板は、前記パターンが
形成されている領域外においてオプティカルコンタクト
の状態で接着されていることが望ましい。
【００２５】また、第１１の発明は、転写用のパターン
が形成され、所定の露光ビームにより照射されるフォト
マスクの製造方法であって、前記露光ビームに対して透
過性を有する透過性基板を準備する第１工程と、前記フ
ォトマスクに前記転写用のパターンを形成する第２工程
と、前記パターンのディストーションを計測する第３工
程と、前記第３工程の計測結果に基づいて、前記ディス
トーション成分を実質的に相殺するような前記透過性基
板の面形状を算出する第４工程と、前記フォトマスクを
前記第４工程で算出された形状となるように加工する第
５工程と、前記転写用のパターンが形成される面に対し
て所定の間隔だけ隔離するように前記透過性基板を前記
フォトマスクに装着する第６工程とを含む。
が形成され、所定の露光ビームにより照射されるフォト
マスクの製造方法であって、前記露光ビームに対して透
過性を有する透過性基板を準備する第１工程と、前記フ
ォトマスクに前記転写用のパターンを形成する第２工程
と、前記パターンのディストーションを計測する第３工
程と、前記第３工程の計測結果に基づいて、前記ディス
トーション成分を実質的に相殺するような前記透過性基
板の面形状を算出する第４工程と、前記フォトマスクを
前記第４工程で算出された形状となるように加工する第
５工程と、前記転写用のパターンが形成される面に対し
て所定の間隔だけ隔離するように前記透過性基板を前記
フォトマスクに装着する第６工程とを含む。
【００２６】また、第１２の発明は、転写用のパターン
を投影光学系を介して感光性基板へ投影露光する投影露
光装置に載置されるフォトマスクの製造方法であって、
前記露光ビームに対して透過性を有する透過性基板を準
備する第１工程と、前記フォトマスクに前記転写用のパ
ターンを形成する第２工程と、前記透過性基板及び前記
投影光学系を介した前記パターンからの光に基づいて、
ディストーション成分を計測する第３工程と、該第３工
程の計測結果に基づいて、前記ディストーション成分を
実質的に相殺するような前記透過性基板の表面形状を算
出する第４工程と、前記第１工程で準備された前記透過
性基板を前記第４工程で算出された形状となるように加
工する第５工程と、前記転写用のパターンが形成される
面に対して所定の間隔だけ隔離するように、前記第５工
程で加工された前記透過性基板を前記フォトマスクに装
着する第６工程とを含む。また、第１３の発明では、転
写用のパターンが形成され、所定の露光ビームに照射さ
れるフォトマスクであって、前記パターンが形成された
パターン面に対して所定の間隔だけ隔離して配置され
て、前記露光ビームに対して透過性を有する透過性基板
を有し、該透過性基板は、所定の厚さを有すると共に、
それぞれ前記露光ビームを通過させる第１面と第２面と
を有し、該第１面と第２面は、ほぼ平面又は所定の屈折
力を有する曲面であり、前記第１面と前記第２面とがな
す角度をθ（単位：度）、前記第１面の屈折力をφ１
（単位：１／ｍｍ）、前記第２面の屈折力をφ２（単
位：１／ｍｍ）とするとき、 １２．４″≦θ＜３′ （２０） −１／６９４０＜φ１＋φ２＜１／５０００ （２１） なる２つの条件式のうち、少なくとも何れか一方の条件
式を満足することを特徴とするフォトマスクを提供す
る。なお、条件式（２１）を満足する場合には、φ１≠
０及びφ２≠０の少なくとも何れか一方を満足する。条
件式（２０），（２１）は等厚干渉縞を少なくし、面精
度測定を容易にするための条件を規定している。かかる
条件式を満足しない場合は、等厚干渉縞が多く発生して
しまい面精度の測定精度が低下してしまう。また、条件
式（２０）と（２１）との少なくともいずれか一方を満
足すると、偏心収差発生量は微小または容易に補正可能
な量となる。また、第１４の発明では、照明光学系から
の露光ビームによりフォトマスクのパターン面上に形成
された転写用のパターンを照明し、投影光学系を介して
該パターンの像を感光性基板上に形成する投影露光装置
において、前記照明光学系と前記投影光学系との間の光
路中に前記フォトマスクを位置決めするためのマスクス
テージ部と、前記パターン面と前記投影光学系との間隔
が所定の値となるように前記マスクステージ部を移動さ
せるマスクステージ駆動部とを備え、前記フォトマスク
は、前記パターン面に対して所定の間隔だけ隔離されて
前記露光ビームに対する透過性を有する透過性基板を有
し、前記所定の値は、前記フォトマスクの前記透過性基
板の厚みに応じて決定されることを特徴とする投影露光
装置を提供する。また、第１５の発明では、照明光学系
からの露光ビームによりフォトマスクのパターン面上に
形成された転写用のパターンを照明し、投影光学系を介
して該パターンの像を感光性基板上に形成する投影露光
方法において、前記照明光学系と前記投影光学系との間
の光路中に前記フォトマスクを設定する工程と、前記パ
ターン面と前記投影光学系との間の間隔を所定の値に設
定する工程とを備え、前記フォトマスクは、前記パター
ン面に対して所定の間隔だけ隔離されて前記露光ビーム
に対する透過性を有する透過性基板を有し、前記所定の
値は、前記フォトマスクの前記透過性基板の厚みを考慮
して決定されることを特徴とする投影露光方法を提供す
る。また、第１６の発明では、露光ビームに基いてパタ
ーン面上の転写用のパターンの像を感光性基板上へ投影
露光する投影露光装置に載置されるフォトマスクにおい
て、前記パターン面に対して所定の間隔だけ隔離して配
置されて、前記露光ビームに対して透過性を有する透過
性基板と、前記投影露光装置のマスクステージ部によっ
て支持される被載置面とを備え、前記フォトマスクの前
記被載置面と前記パターン面とは前記透過性基板の厚み
方向において所定距離だけ離れて設定され、前記所定距
離は、前記透過性基板の前記厚みを考慮して設定される
ことを特徴とするフォトマスクを提供する。また、第１
７の発明では、露光ビームに基いてパターン面上の転写
用のパターンの像を感光性基板上へ投影露光する投影露
光装置に載置されるフォトマスクにおいて、前記パター
ン面に対して所定の間隔だけ隔離して配置されて、前記
露光ビームに対して透過性を有する透過性基板を備え、
前記透過性基板には、フッ化物を有する反射防止コート
層が設けられることを特徴とするフォトマスクを提供す
る。また、第１８の発明では、前記フッ化物は、ＬａＦ
3とＭｇＦ2との少なくとも何れか一方を含むことが望ま
しい。また、第１９の発明では、前記照明光学系からの
前記露光ビームによって第７〜１０，１３，１６〜１８
の発明の何れかのフォトマスクを照明する工程と、前記
投影光学系を介して前記フォトマスク上の前記転写用の
パターンの像を感光性基板上に形成する工程とを含むこ
とを特徴とする投影露光方法を提供する。また、第２０
の発明では、以下の条件（ａ’），（ｂ’），及び
（ｃ）のうち、少なくとも一つの条件を満足することを
特徴とする第７〜１０，１３，１６〜１８の発明の何れ
かのフォトマスクを提供する。 （ａ’）｜ΔＴｃ’｜≦０．１λ； （ｂ’）｜ΔΦｃ’｜≦０．１λ； （ｃ）｜Δｎ｜×ｈ＜０．１λ； ただし、 λ：前記露光ビームの波長（ｃｍ）， ΔＴｃ’：前記透過性基板の厚さを直線近似したとき
の、該厚さの直線近似からの偏差の最大幅（ｃｍ）， ΔΦｃ’：前記透過性基板に平面波を入射させ、前記透
過性基板を透過した前記平面波の等位相面を直線近似し
たときの、該等位相面の直線近似からの偏差の最大幅
（ｃｍ）， Δｎ：前記透過性基板の前記露光ビームに対する屈折率
の最大値と最小値との差， ｈ：前記透過性基板の厚さ（ｃｍ）である。 また、第２１の発明は、転写用のパターンが形成された
パターン面を有し、所定の露光ビームに照射されるフォ
トマスクにおいて、前記パターン面に対して所定の間隔
だけ隔離して配置された透過性基板を有し、該透過性基
板は、上記条件式（ａ’），（ｂ’），及び（ｃ）のう
ち、少なくとも一つの条件式を満足する。ここで、ΔＴ
ｃ’は以下の手順で求める。まず、透過性基板の厚さを
１次直線で近似する。次に、この透過性基板の実際の厚
さと前記１次直線との偏差の最大幅の絶対値を算出す
る。そして、この最大幅の絶対値をΔＴｃ’とする。Δ
Φｃ’についても同様に、まず透過性基板に平面波を入
射させ、前記透過性基板を透過した前記平面波の等位相
面を１次直線で近似する。そして、等位相面と前記１次
直線との偏差の最大幅の絶対値をΔΦｃ’とする。ま
た、第２２の発明は、転写用のパターンが形成され、所
定の露光ビームにより照射されるフォトマスクの製造方
法であって、前記露光ビームに対して透過性を有する透
過性基板を準備する工程と、前記フォトマスクに前記転
写用のパターンを形成する工程と、前記転写用のパター
ンが形成される面に対して所定の間隔だけ隔離するよう
に前記透過性基板を前記フォトマスクに装着する工程と
を含み、前記透過性基板を準備する工程では、前記透過
性基板の検査を行う補助工程を有する。また、第２３の
発明は、第２２の発明のフォトマスク製造方法におい
て、前記透過性基板の検査を行う補助工程では、以下の
条件（ａ’），（ｂ’），及び（ｃ）のうち、少なくと
も一つの条件について前記検査を行う。 （ａ’）｜ΔＴｃ’｜≦０．１λ； （ｂ’）｜ΔΦｃ’｜≦０．１λ； （ｃ） ｜Δｎ｜×ｈ≦０．１λ； ただし、 λ：前記露光ビームの波長（ｃｍ）， ΔＴｃ’：前記透過性基板の厚さを直線近似したとき
の、該厚さの直線近似からの偏差の最大幅（ｃｍ）， ΔΦｃ’：前記透過性基板に平面波を入射させ、前記透
過性基板を透過した前記平面波の等位相面を直線近似し
たときの、該等位相面の直線近似からの偏差の最大幅
（ｃｍ）， Δｎ：前記透過性基板の前記露光ビームに対する屈折率
の最大値と最小値との差， ｈ：前記透過性基板の厚さ（ｃｍ）， である。また、第２４の発明は、転写用のパターンが形
成され、所定の露光ビームにより照射されるフォトマス
クの製造方法であって、前記露光ビームに対して透過性
を有する透過性基板を準備する工程と、前記フォトマス
クに前記転写用のパターンを形成する工程と、前記転写
用のパターンが形成される面に対して所定の間隔だけ隔
離するように前記透過性基板を前記フォトマスクに装着
する工程とを含み、前記透過性基板は、所定の厚さを有
するとともに、それぞれ前記露光ビームを通過させる第
１面と第２面とを有し、該第１面と該第２面とは、ほぼ
平面又は所定の屈折力を有する曲面であり、前記第１面
と前記第２面とがなす角度をθ（単位：度）、前記第１
面の屈折力をφ１（単位：１／ｍｍ）、前記第２面の屈
折力をφ１（単位：１／ｍｍ）とするとき、 １２．４″≦θ＜３′ （２０） −１／６９４０＜φ１＋φ２＜１／５０００ （２１） なる２つの条件式のうち、少なくとも何れか一方の条件
式を満足する。ただし、条件式（２１）を満足する場合
には、φ１≠０及びφ２≠０の少なくとも何れか一方を
満足する。また、第２５の発明は、転写用のパターンが
形成され、波長２００ｎｍ以下の露光ビームにより照射
されるフォトマスクの製造方法であって、前記露光ビー
ムに対して透過性を有する透過性基板を準備する工程
と、前記フォトマスクに前記転写用のパターンを形成す
る工程と、前記転写用のパターンが形成される面に対し
て所定の間隔だけ隔離するように前記透過性基板を前記
フォトマスクに装着する工程とを含み、さらに前記透過
性基板にフッ化物を含む反射防止コート層を設ける工程
を含む。また、第２６の発明は、第２５の発明の製造方
法において、前記フッ化物は、ＬａＦ3とＭｇＦ2との少
なくとも何れか一方を含むものである。また、第２７の
発明は、転写用のパターンが形成され、所定の露光ビー
ムにより照射されるフォトマスクの製造方法であって、
前記露光ビームに対して透過性を有する透過性基板を準
備する工程と、前記フォトマスクに前記転写用のパター
ンを形成する工程と、前記転写用のパターンが形成され
る面に対して所定の間隔だけ隔離するように前記透過性
基板を前記フォトマスクに装着する工程と、前記転写用
のパターンの前記露光ビームの進行方向に沿った位置を
変更するための手段を前記フォトマスクに設ける工程と
を含む。また、第２８の発明は、第２７の発明の製造方
法において、前記手段を前記フォトマスクに設ける工程
は、前記フォトマスクに切り欠きを設ける補助工程を含
む。また、第２９の発明は、第２７の発明の製造方法に
おいて、前記手段を前記フォトマスクに設ける工程は、
前記フォトマスクに出っ張りを設ける補助工程を含む。
また、第３０の発明は、第２７の発明の製造方法におい
て、前記手段を前記フォトマスクに設ける工程は、前記
フォトマスクのステージ載置部分とステージとの間に位
置するスペーサを準備する補助工程を含む。また、第３
１の発明は、転写用のパターンがパターン面内に形成さ
れ、所定の露光ビームにより照射されるフォトマスクで
あって、所定の厚さと前記露光ビームに対する透過性と
を有する透過性基板と、該透過性基板を前記パターン面
に対して所定の間隔だけ隔離して配置するための保持部
材とを有し、前記保持部材は、前記透過性基板の光透過
面と前記フォトマスクの面とのなす角が１°以内となる
ように前記透過性基板を保持する。また、第３２の発明
は、第３１の発明のフォトマスクにおいて、前記保持部
材は、前記透過性基板の光透過面と前記フォトマスク面
とのなす角度が５′以内となるように前記透過性基板を
保持する。また、第３３の発明は、第３１の発明のフォ
トマスクにおいて、前記保持部材は、前記透過性基板の
光透過面と前記フォトマスクの面とのなす角度が１′以
内となるように前記透過性基板を保持する。また、第３
４の発明は、転写用のパターンがパターン面内に形成さ
れ、所定の露光ビームにより照射されるフォトマスクの
製造方法であって、前記露光ビームに対して透過性を有
する透過性基板を準備する工程と、前記フォトマスクに
前記転写用のパターンを形成する工程と、前記転写用の
パターンが形成される面に対して所定の間隔だけ隔離す
るように前記透過性基板を前記フォトマスクに装着する
工程とを含み、前記透過性基板を準備する工程では、前
記透過性基板の厚みの指定値に対して±２μｍ以内の厚
みを有する前記透過性基板を準備する。また、第３５の
発明は、第３２の発明の製造方法において、前記透過性
基板を準備する工程では、前記透過性基板の検査を行う
補助工程を有し、該補助工程では、前記透過性基板の厚
みについて検査する。また、第３６の発明は、第３１又
は第３２の発明の製造方法により製造されたフォトマス
クである。また、第３７の発明は、転写用のパターンが
パターン面内に形成され、所定の露光ビームにより照射
されるフォトマスクであって、前記パターン面に対して
所定の間隔だけ隔離して配置され、所定の厚さを有する
とともに、それぞれ前記露光ビームを通過させる第１面
と第２面とを有し、前記第１面と前記第２面との局所的
な角度は０．４″以内であり、前記第１及び第２面と前
記パターン面との局所的な角度は１２″以内である。ま
た、第３８の発明は、転写用のパターンが形成され、所
定の露光ビームにより照射されるフォトマスクの製造方
法であって、前記露光ビームに対して透過性を有する透
過性基板を準備する工程と、前記フォトマスクに前記転
写用のパターンを形成する工程と、前記転写用のパター
ンが形成される面に対して所定の間隔だけ隔離するよう
に前記透過性基板を前記フォトマスクに装着する工程と
を含み、前記透過性基板は、所定の厚さを有するととも
に、それぞれ前記露光ビームを通過させる第１面と第２
面とを有し、前記透過性基板を準備する工程は、前記透
過性基板を検査する補助工程を含み、該補助工程では、
前記第１面と前記第２面との局所的な角度と、所定の基
準面に対する前記第１及び第２面の局所的な角度とに関
して検査する。また、第３９の発明は、第３６の発明の
製造方法において、前記第１面と前記第２面との局所的
な角度０．４″以内であり、前記所定の基準面に対する
前記第１及び第２面の局所的な角度は１２″以内であ
る。
を投影光学系を介して感光性基板へ投影露光する投影露
光装置に載置されるフォトマスクの製造方法であって、
前記露光ビームに対して透過性を有する透過性基板を準
備する第１工程と、前記フォトマスクに前記転写用のパ
ターンを形成する第２工程と、前記透過性基板及び前記
投影光学系を介した前記パターンからの光に基づいて、
ディストーション成分を計測する第３工程と、該第３工
程の計測結果に基づいて、前記ディストーション成分を
実質的に相殺するような前記透過性基板の表面形状を算
出する第４工程と、前記第１工程で準備された前記透過
性基板を前記第４工程で算出された形状となるように加
工する第５工程と、前記転写用のパターンが形成される
面に対して所定の間隔だけ隔離するように、前記第５工
程で加工された前記透過性基板を前記フォトマスクに装
着する第６工程とを含む。また、第１３の発明では、転
写用のパターンが形成され、所定の露光ビームに照射さ
れるフォトマスクであって、前記パターンが形成された
パターン面に対して所定の間隔だけ隔離して配置され
て、前記露光ビームに対して透過性を有する透過性基板
を有し、該透過性基板は、所定の厚さを有すると共に、
それぞれ前記露光ビームを通過させる第１面と第２面と
を有し、該第１面と第２面は、ほぼ平面又は所定の屈折
力を有する曲面であり、前記第１面と前記第２面とがな
す角度をθ（単位：度）、前記第１面の屈折力をφ１
（単位：１／ｍｍ）、前記第２面の屈折力をφ２（単
位：１／ｍｍ）とするとき、 １２．４″≦θ＜３′ （２０） −１／６９４０＜φ１＋φ２＜１／５０００ （２１） なる２つの条件式のうち、少なくとも何れか一方の条件
式を満足することを特徴とするフォトマスクを提供す
る。なお、条件式（２１）を満足する場合には、φ１≠
０及びφ２≠０の少なくとも何れか一方を満足する。条
件式（２０），（２１）は等厚干渉縞を少なくし、面精
度測定を容易にするための条件を規定している。かかる
条件式を満足しない場合は、等厚干渉縞が多く発生して
しまい面精度の測定精度が低下してしまう。また、条件
式（２０）と（２１）との少なくともいずれか一方を満
足すると、偏心収差発生量は微小または容易に補正可能
な量となる。また、第１４の発明では、照明光学系から
の露光ビームによりフォトマスクのパターン面上に形成
された転写用のパターンを照明し、投影光学系を介して
該パターンの像を感光性基板上に形成する投影露光装置
において、前記照明光学系と前記投影光学系との間の光
路中に前記フォトマスクを位置決めするためのマスクス
テージ部と、前記パターン面と前記投影光学系との間隔
が所定の値となるように前記マスクステージ部を移動さ
せるマスクステージ駆動部とを備え、前記フォトマスク
は、前記パターン面に対して所定の間隔だけ隔離されて
前記露光ビームに対する透過性を有する透過性基板を有
し、前記所定の値は、前記フォトマスクの前記透過性基
板の厚みに応じて決定されることを特徴とする投影露光
装置を提供する。また、第１５の発明では、照明光学系
からの露光ビームによりフォトマスクのパターン面上に
形成された転写用のパターンを照明し、投影光学系を介
して該パターンの像を感光性基板上に形成する投影露光
方法において、前記照明光学系と前記投影光学系との間
の光路中に前記フォトマスクを設定する工程と、前記パ
ターン面と前記投影光学系との間の間隔を所定の値に設
定する工程とを備え、前記フォトマスクは、前記パター
ン面に対して所定の間隔だけ隔離されて前記露光ビーム
に対する透過性を有する透過性基板を有し、前記所定の
値は、前記フォトマスクの前記透過性基板の厚みを考慮
して決定されることを特徴とする投影露光方法を提供す
る。また、第１６の発明では、露光ビームに基いてパタ
ーン面上の転写用のパターンの像を感光性基板上へ投影
露光する投影露光装置に載置されるフォトマスクにおい
て、前記パターン面に対して所定の間隔だけ隔離して配
置されて、前記露光ビームに対して透過性を有する透過
性基板と、前記投影露光装置のマスクステージ部によっ
て支持される被載置面とを備え、前記フォトマスクの前
記被載置面と前記パターン面とは前記透過性基板の厚み
方向において所定距離だけ離れて設定され、前記所定距
離は、前記透過性基板の前記厚みを考慮して設定される
ことを特徴とするフォトマスクを提供する。また、第１
７の発明では、露光ビームに基いてパターン面上の転写
用のパターンの像を感光性基板上へ投影露光する投影露
光装置に載置されるフォトマスクにおいて、前記パター
ン面に対して所定の間隔だけ隔離して配置されて、前記
露光ビームに対して透過性を有する透過性基板を備え、
前記透過性基板には、フッ化物を有する反射防止コート
層が設けられることを特徴とするフォトマスクを提供す
る。また、第１８の発明では、前記フッ化物は、ＬａＦ
3とＭｇＦ2との少なくとも何れか一方を含むことが望ま
しい。また、第１９の発明では、前記照明光学系からの
前記露光ビームによって第７〜１０，１３，１６〜１８
の発明の何れかのフォトマスクを照明する工程と、前記
投影光学系を介して前記フォトマスク上の前記転写用の
パターンの像を感光性基板上に形成する工程とを含むこ
とを特徴とする投影露光方法を提供する。また、第２０
の発明では、以下の条件（ａ’），（ｂ’），及び
（ｃ）のうち、少なくとも一つの条件を満足することを
特徴とする第７〜１０，１３，１６〜１８の発明の何れ
かのフォトマスクを提供する。 （ａ’）｜ΔＴｃ’｜≦０．１λ； （ｂ’）｜ΔΦｃ’｜≦０．１λ； （ｃ）｜Δｎ｜×ｈ＜０．１λ； ただし、 λ：前記露光ビームの波長（ｃｍ）， ΔＴｃ’：前記透過性基板の厚さを直線近似したとき
の、該厚さの直線近似からの偏差の最大幅（ｃｍ）， ΔΦｃ’：前記透過性基板に平面波を入射させ、前記透
過性基板を透過した前記平面波の等位相面を直線近似し
たときの、該等位相面の直線近似からの偏差の最大幅
（ｃｍ）， Δｎ：前記透過性基板の前記露光ビームに対する屈折率
の最大値と最小値との差， ｈ：前記透過性基板の厚さ（ｃｍ）である。 また、第２１の発明は、転写用のパターンが形成された
パターン面を有し、所定の露光ビームに照射されるフォ
トマスクにおいて、前記パターン面に対して所定の間隔
だけ隔離して配置された透過性基板を有し、該透過性基
板は、上記条件式（ａ’），（ｂ’），及び（ｃ）のう
ち、少なくとも一つの条件式を満足する。ここで、ΔＴ
ｃ’は以下の手順で求める。まず、透過性基板の厚さを
１次直線で近似する。次に、この透過性基板の実際の厚
さと前記１次直線との偏差の最大幅の絶対値を算出す
る。そして、この最大幅の絶対値をΔＴｃ’とする。Δ
Φｃ’についても同様に、まず透過性基板に平面波を入
射させ、前記透過性基板を透過した前記平面波の等位相
面を１次直線で近似する。そして、等位相面と前記１次
直線との偏差の最大幅の絶対値をΔΦｃ’とする。ま
た、第２２の発明は、転写用のパターンが形成され、所
定の露光ビームにより照射されるフォトマスクの製造方
法であって、前記露光ビームに対して透過性を有する透
過性基板を準備する工程と、前記フォトマスクに前記転
写用のパターンを形成する工程と、前記転写用のパター
ンが形成される面に対して所定の間隔だけ隔離するよう
に前記透過性基板を前記フォトマスクに装着する工程と
を含み、前記透過性基板を準備する工程では、前記透過
性基板の検査を行う補助工程を有する。また、第２３の
発明は、第２２の発明のフォトマスク製造方法におい
て、前記透過性基板の検査を行う補助工程では、以下の
条件（ａ’），（ｂ’），及び（ｃ）のうち、少なくと
も一つの条件について前記検査を行う。 （ａ’）｜ΔＴｃ’｜≦０．１λ； （ｂ’）｜ΔΦｃ’｜≦０．１λ； （ｃ） ｜Δｎ｜×ｈ≦０．１λ； ただし、 λ：前記露光ビームの波長（ｃｍ）， ΔＴｃ’：前記透過性基板の厚さを直線近似したとき
の、該厚さの直線近似からの偏差の最大幅（ｃｍ）， ΔΦｃ’：前記透過性基板に平面波を入射させ、前記透
過性基板を透過した前記平面波の等位相面を直線近似し
たときの、該等位相面の直線近似からの偏差の最大幅
（ｃｍ）， Δｎ：前記透過性基板の前記露光ビームに対する屈折率
の最大値と最小値との差， ｈ：前記透過性基板の厚さ（ｃｍ）， である。また、第２４の発明は、転写用のパターンが形
成され、所定の露光ビームにより照射されるフォトマス
クの製造方法であって、前記露光ビームに対して透過性
を有する透過性基板を準備する工程と、前記フォトマス
クに前記転写用のパターンを形成する工程と、前記転写
用のパターンが形成される面に対して所定の間隔だけ隔
離するように前記透過性基板を前記フォトマスクに装着
する工程とを含み、前記透過性基板は、所定の厚さを有
するとともに、それぞれ前記露光ビームを通過させる第
１面と第２面とを有し、該第１面と該第２面とは、ほぼ
平面又は所定の屈折力を有する曲面であり、前記第１面
と前記第２面とがなす角度をθ（単位：度）、前記第１
面の屈折力をφ１（単位：１／ｍｍ）、前記第２面の屈
折力をφ１（単位：１／ｍｍ）とするとき、 １２．４″≦θ＜３′ （２０） −１／６９４０＜φ１＋φ２＜１／５０００ （２１） なる２つの条件式のうち、少なくとも何れか一方の条件
式を満足する。ただし、条件式（２１）を満足する場合
には、φ１≠０及びφ２≠０の少なくとも何れか一方を
満足する。また、第２５の発明は、転写用のパターンが
形成され、波長２００ｎｍ以下の露光ビームにより照射
されるフォトマスクの製造方法であって、前記露光ビー
ムに対して透過性を有する透過性基板を準備する工程
と、前記フォトマスクに前記転写用のパターンを形成す
る工程と、前記転写用のパターンが形成される面に対し
て所定の間隔だけ隔離するように前記透過性基板を前記
フォトマスクに装着する工程とを含み、さらに前記透過
性基板にフッ化物を含む反射防止コート層を設ける工程
を含む。また、第２６の発明は、第２５の発明の製造方
法において、前記フッ化物は、ＬａＦ3とＭｇＦ2との少
なくとも何れか一方を含むものである。また、第２７の
発明は、転写用のパターンが形成され、所定の露光ビー
ムにより照射されるフォトマスクの製造方法であって、
前記露光ビームに対して透過性を有する透過性基板を準
備する工程と、前記フォトマスクに前記転写用のパター
ンを形成する工程と、前記転写用のパターンが形成され
る面に対して所定の間隔だけ隔離するように前記透過性
基板を前記フォトマスクに装着する工程と、前記転写用
のパターンの前記露光ビームの進行方向に沿った位置を
変更するための手段を前記フォトマスクに設ける工程と
を含む。また、第２８の発明は、第２７の発明の製造方
法において、前記手段を前記フォトマスクに設ける工程
は、前記フォトマスクに切り欠きを設ける補助工程を含
む。また、第２９の発明は、第２７の発明の製造方法に
おいて、前記手段を前記フォトマスクに設ける工程は、
前記フォトマスクに出っ張りを設ける補助工程を含む。
また、第３０の発明は、第２７の発明の製造方法におい
て、前記手段を前記フォトマスクに設ける工程は、前記
フォトマスクのステージ載置部分とステージとの間に位
置するスペーサを準備する補助工程を含む。また、第３
１の発明は、転写用のパターンがパターン面内に形成さ
れ、所定の露光ビームにより照射されるフォトマスクで
あって、所定の厚さと前記露光ビームに対する透過性と
を有する透過性基板と、該透過性基板を前記パターン面
に対して所定の間隔だけ隔離して配置するための保持部
材とを有し、前記保持部材は、前記透過性基板の光透過
面と前記フォトマスクの面とのなす角が１°以内となる
ように前記透過性基板を保持する。また、第３２の発明
は、第３１の発明のフォトマスクにおいて、前記保持部
材は、前記透過性基板の光透過面と前記フォトマスク面
とのなす角度が５′以内となるように前記透過性基板を
保持する。また、第３３の発明は、第３１の発明のフォ
トマスクにおいて、前記保持部材は、前記透過性基板の
光透過面と前記フォトマスクの面とのなす角度が１′以
内となるように前記透過性基板を保持する。また、第３
４の発明は、転写用のパターンがパターン面内に形成さ
れ、所定の露光ビームにより照射されるフォトマスクの
製造方法であって、前記露光ビームに対して透過性を有
する透過性基板を準備する工程と、前記フォトマスクに
前記転写用のパターンを形成する工程と、前記転写用の
パターンが形成される面に対して所定の間隔だけ隔離す
るように前記透過性基板を前記フォトマスクに装着する
工程とを含み、前記透過性基板を準備する工程では、前
記透過性基板の厚みの指定値に対して±２μｍ以内の厚
みを有する前記透過性基板を準備する。また、第３５の
発明は、第３２の発明の製造方法において、前記透過性
基板を準備する工程では、前記透過性基板の検査を行う
補助工程を有し、該補助工程では、前記透過性基板の厚
みについて検査する。また、第３６の発明は、第３１又
は第３２の発明の製造方法により製造されたフォトマス
クである。また、第３７の発明は、転写用のパターンが
パターン面内に形成され、所定の露光ビームにより照射
されるフォトマスクであって、前記パターン面に対して
所定の間隔だけ隔離して配置され、所定の厚さを有する
とともに、それぞれ前記露光ビームを通過させる第１面
と第２面とを有し、前記第１面と前記第２面との局所的
な角度は０．４″以内であり、前記第１及び第２面と前
記パターン面との局所的な角度は１２″以内である。ま
た、第３８の発明は、転写用のパターンが形成され、所
定の露光ビームにより照射されるフォトマスクの製造方
法であって、前記露光ビームに対して透過性を有する透
過性基板を準備する工程と、前記フォトマスクに前記転
写用のパターンを形成する工程と、前記転写用のパター
ンが形成される面に対して所定の間隔だけ隔離するよう
に前記透過性基板を前記フォトマスクに装着する工程と
を含み、前記透過性基板は、所定の厚さを有するととも
に、それぞれ前記露光ビームを通過させる第１面と第２
面とを有し、前記透過性基板を準備する工程は、前記透
過性基板を検査する補助工程を含み、該補助工程では、
前記第１面と前記第２面との局所的な角度と、所定の基
準面に対する前記第１及び第２面の局所的な角度とに関
して検査する。また、第３９の発明は、第３６の発明の
製造方法において、前記第１面と前記第２面との局所的
な角度０．４″以内であり、前記所定の基準面に対する
前記第１及び第２面の局所的な角度は１２″以内であ
る。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施の形態にかかるフォトマスクを説明する。本実施
形態は、例えばＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎ
ｍ）、又はＦ2レーザ（波長１５７ｎｍ）のような短波
長の露光光を使用する投影露光装置において、転写用原
板として使用されるマスク（レチクル）に本発明に適用
したものである。
の実施の形態にかかるフォトマスクを説明する。本実施
形態は、例えばＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎ
ｍ）、又はＦ2レーザ（波長１５７ｎｍ）のような短波
長の露光光を使用する投影露光装置において、転写用原
板として使用されるマスク（レチクル）に本発明に適用
したものである。
【００２８】（第１実施形態）図１（Ａ）は、本実施形
態のマスク１をパターン面側から見た底面図、図１
（Ｂ）は、その側面図を示し、図１（Ａ），（Ｂ）にお
いて、マスク１は、石英ガラスや蛍石等の紫外線に対し
て透過性基板の底面（以下「パターン面１Ｐ」という）
に矩形の枠状の遮光帯５１を形成し、この遮光帯５１の
内側のパターン領域５２に原版パターンを描画して形成
されている。また、パターン面１Ｐ上に遮光帯５１を挟
むように１対のアライメントマーク５３Ａ，５３Ｂが形
成されている。
態のマスク１をパターン面側から見た底面図、図１
（Ｂ）は、その側面図を示し、図１（Ａ），（Ｂ）にお
いて、マスク１は、石英ガラスや蛍石等の紫外線に対し
て透過性基板の底面（以下「パターン面１Ｐ」という）
に矩形の枠状の遮光帯５１を形成し、この遮光帯５１の
内側のパターン領域５２に原版パターンを描画して形成
されている。また、パターン面１Ｐ上に遮光帯５１を挟
むように１対のアライメントマーク５３Ａ，５３Ｂが形
成されている。
【００２９】そして、パターン面１Ｐ上に遮光帯５１、
及びアライメントマーク５３Ａ，５３Ｂを囲むように矩
形の枠状の保持フレーム２がオプティカルコンタクトの
状態で接着固定（単純支持）されている。オプティカル
コンタクトにより接着させることで、パターン面１Ｐと
保持フレーム２との密閉率が向上すると共に、密着度も
向上するので力学的な歪みが生じにくくなる。そして、
波長λの紫外線に対して透過性の厚さｈ、一辺の長さａ
の正方形の基板３が保持フレーム２と同じ部材で一体的
に形成されている。ここで、透過性基板３と保持フレー
ム２との材質としては、例えば石英ガラス（SiO2)、螢
石(CaF2)、弗化マグネシウム(MgF2)等を使用することが
できる。また、石英ガラスとしては合成石英を使用でき
る。また、短波長の光に対する耐性を強化するためにフ
ッ素（Ｆ）をドープした石英ガラス、フッ素に加えて水
素もドープされた石英ガラス、ＯＨ基を含有させた石英
ガラス、フッ素に加えてＯＨ基を含有する石英ガラス等
の改良石英ガラスも用いることができる。なお、フッ素
をドープした石英ガラスにおいて、フッ素濃度は100ppm
以上が好ましく、500ppm〜30000ppmの範囲内であること
がさらに好ましい。フッ素に加えて水素もドープされた
石英ガラスにおいて、水素濃度は、５×1018molecules/
cm3以下であることが好ましく、１×1016molecules/cm3
以下であることがさらに好ましい。また、ＯＨ基を含有
させた石英ガラスにおいて、ＯＨ基の濃度は10ppb〜100
ppmの範囲内であることが好ましい。また、フッ素に加
えてＯＨ基も含有する石英ガラスにおいて、フッ素濃度
は100ppm以上であり、かつＯＨ基濃度はフッ素濃度より
も低いことが好ましい。さらにこの場合、ＯＨ基濃度は
10ppb〜20ppmの範囲内であることが好ましい。これらの
材料は、紫外線に対する透過性が高いばかりでなく、紫
外線に対する耐久性も十分である。そして、これらの材
料よりなる平板の両面を研磨して、その厚さがｈとなる
ように加工することで基板３が形成される。
及びアライメントマーク５３Ａ，５３Ｂを囲むように矩
形の枠状の保持フレーム２がオプティカルコンタクトの
状態で接着固定（単純支持）されている。オプティカル
コンタクトにより接着させることで、パターン面１Ｐと
保持フレーム２との密閉率が向上すると共に、密着度も
向上するので力学的な歪みが生じにくくなる。そして、
波長λの紫外線に対して透過性の厚さｈ、一辺の長さａ
の正方形の基板３が保持フレーム２と同じ部材で一体的
に形成されている。ここで、透過性基板３と保持フレー
ム２との材質としては、例えば石英ガラス（SiO2)、螢
石(CaF2)、弗化マグネシウム(MgF2)等を使用することが
できる。また、石英ガラスとしては合成石英を使用でき
る。また、短波長の光に対する耐性を強化するためにフ
ッ素（Ｆ）をドープした石英ガラス、フッ素に加えて水
素もドープされた石英ガラス、ＯＨ基を含有させた石英
ガラス、フッ素に加えてＯＨ基を含有する石英ガラス等
の改良石英ガラスも用いることができる。なお、フッ素
をドープした石英ガラスにおいて、フッ素濃度は100ppm
以上が好ましく、500ppm〜30000ppmの範囲内であること
がさらに好ましい。フッ素に加えて水素もドープされた
石英ガラスにおいて、水素濃度は、５×1018molecules/
cm3以下であることが好ましく、１×1016molecules/cm3
以下であることがさらに好ましい。また、ＯＨ基を含有
させた石英ガラスにおいて、ＯＨ基の濃度は10ppb〜100
ppmの範囲内であることが好ましい。また、フッ素に加
えてＯＨ基も含有する石英ガラスにおいて、フッ素濃度
は100ppm以上であり、かつＯＨ基濃度はフッ素濃度より
も低いことが好ましい。さらにこの場合、ＯＨ基濃度は
10ppb〜20ppmの範囲内であることが好ましい。これらの
材料は、紫外線に対する透過性が高いばかりでなく、紫
外線に対する耐久性も十分である。そして、これらの材
料よりなる平板の両面を研磨して、その厚さがｈとなる
ように加工することで基板３が形成される。
【００３０】なお、透過性基板３と保持フレーム２とは
一体的に形成されているものに限られず、別々に作製し
たものを接着剤にて接着固定しても良い。
一体的に形成されているものに限られず、別々に作製し
たものを接着剤にて接着固定しても良い。
【００３１】透過性基板３はマスク１のパターン面１Ｐ
上に所定の間隔を隔ててパターン面１Ｐと平行に配置さ
れている。また、パターン面１Ｐ上で保持フレーム２の
外側の細長い２つの領域が吸着領域４Ａ、４Ｂとなって
おり、マスク１を後述する投影露光装置との間で搬送す
る際のレチクルローダ系と、及び投影露光装置のレチク
ルステージとにおいては、マスク１の吸着領域４Ａ、４
Ｂが真空吸着等によって固定される。そして、本例で
は、パターン面１Ｐと、保持フレーム２と、透過性基板
３とにより囲まれた空間５５は密閉されている。従っ
て、空間５５は外気とは隔離されているため、マスク１
を搬送する途中等において、パターン面１Ｐ上の領域５
２に外気中の塵等の異物が付着することが防止されてい
る。さらに、空間５５にＨｅ等の不活性ガスをパージし
ておくと、パターン面１Ｐ及び透過性基板３のマスク側
の面については長期間にわたって汚染を防止できる。ま
た、透過性基板３の少なくとも一面には後述するような
マスク誤差を補正する表面加工が施すことが望ましい。
上に所定の間隔を隔ててパターン面１Ｐと平行に配置さ
れている。また、パターン面１Ｐ上で保持フレーム２の
外側の細長い２つの領域が吸着領域４Ａ、４Ｂとなって
おり、マスク１を後述する投影露光装置との間で搬送す
る際のレチクルローダ系と、及び投影露光装置のレチク
ルステージとにおいては、マスク１の吸着領域４Ａ、４
Ｂが真空吸着等によって固定される。そして、本例で
は、パターン面１Ｐと、保持フレーム２と、透過性基板
３とにより囲まれた空間５５は密閉されている。従っ
て、空間５５は外気とは隔離されているため、マスク１
を搬送する途中等において、パターン面１Ｐ上の領域５
２に外気中の塵等の異物が付着することが防止されてい
る。さらに、空間５５にＨｅ等の不活性ガスをパージし
ておくと、パターン面１Ｐ及び透過性基板３のマスク側
の面については長期間にわたって汚染を防止できる。ま
た、透過性基板３の少なくとも一面には後述するような
マスク誤差を補正する表面加工が施すことが望ましい。
【００３２】（第２実施形態）図２（Ａ）は、第２実施
形態にかかるマスクの側面図である。底面図は上記第１
実施形態と同様であるので省略する。上記第１実施形態
では保持フレーム２と透過性基板３とが同じ材質で一体
的に形成され、保持フレーム２とマスク１とがオプティ
カルコンタクトの状態で接着されており、透過性基板３
はマスク１に単純支持されている。これに対して、第２
実施形態では高強度なチタン合金で形成されている保持
フレーム２が接着によりパターン面１Ｐに固定され、さ
らに保持フレーム２に透過性基板３が接着固定されてい
る。即ち、本例では透過性基板３は周辺固定されてい
る。このように第２実施形態においても、透過性基板３
はマスク１のパターン面１Ｐ上に所定の間隔を隔ててパ
ターン面１Ｐと平行に配置されている。なお、本例の透
過性基板３の材質は上記第１実施形態と同じ材料を使用
することができる。さらに、上記第１実施形態と同様
に、空間５５にＨｅ等の不活性ガスをパージしておく
と、パターン面１Ｐ及び透過性基板３のマスク側の面に
ついては長期間にわたって汚染を防止できる。また、透
過性基板３の少なくとも一面には後述するようなマスク
誤差を補正する表面加工が施すことが望ましい。さら
に、透過性基板３は図２（Ｂ）に示すような構成で保持
することもできる。
形態にかかるマスクの側面図である。底面図は上記第１
実施形態と同様であるので省略する。上記第１実施形態
では保持フレーム２と透過性基板３とが同じ材質で一体
的に形成され、保持フレーム２とマスク１とがオプティ
カルコンタクトの状態で接着されており、透過性基板３
はマスク１に単純支持されている。これに対して、第２
実施形態では高強度なチタン合金で形成されている保持
フレーム２が接着によりパターン面１Ｐに固定され、さ
らに保持フレーム２に透過性基板３が接着固定されてい
る。即ち、本例では透過性基板３は周辺固定されてい
る。このように第２実施形態においても、透過性基板３
はマスク１のパターン面１Ｐ上に所定の間隔を隔ててパ
ターン面１Ｐと平行に配置されている。なお、本例の透
過性基板３の材質は上記第１実施形態と同じ材料を使用
することができる。さらに、上記第１実施形態と同様
に、空間５５にＨｅ等の不活性ガスをパージしておく
と、パターン面１Ｐ及び透過性基板３のマスク側の面に
ついては長期間にわたって汚染を防止できる。また、透
過性基板３の少なくとも一面には後述するようなマスク
誤差を補正する表面加工が施すことが望ましい。さら
に、透過性基板３は図２（Ｂ）に示すような構成で保持
することもできる。
【００３３】次に、上記各実施形態で述べたような透過
性基板の単純支持と周辺固定とについて説明する。すで
に上述したように、基板の厚さｈは上記条件式（１）、
特に周辺固定されている場合に条件式（１）を満足する
ことが望ましく、基板が単純支持されている場合は上記
条件式（３）を満足することが望ましい。
性基板の単純支持と周辺固定とについて説明する。すで
に上述したように、基板の厚さｈは上記条件式（１）、
特に周辺固定されている場合に条件式（１）を満足する
ことが望ましく、基板が単純支持されている場合は上記
条件式（３）を満足することが望ましい。
【００３４】そして、マスク１に透過性基板３の自重が
加わるので、マスクの保持位置と、該透過性基板がマス
クにかける重力の作用点が近くなれば、マスクにかかる
歪みは小さくなる。また、透過性基板、及びマスクと透
過性基板とを固定するための保持部材の重量は各々小さ
いことが望ましいが、透過性基板自体は条件式（１）又
は条件式（３）から明らかなように、ある程度の厚みを
有する。従って、保持フレームの密度は５ｇ／ｃｍ3以
下であることが好ましい。さらに、保持フレームは強度
が強く引っ張り強度が４００ＭＰａ以上であると体積を
少なくできるので好ましい。
加わるので、マスクの保持位置と、該透過性基板がマス
クにかける重力の作用点が近くなれば、マスクにかかる
歪みは小さくなる。また、透過性基板、及びマスクと透
過性基板とを固定するための保持部材の重量は各々小さ
いことが望ましいが、透過性基板自体は条件式（１）又
は条件式（３）から明らかなように、ある程度の厚みを
有する。従って、保持フレームの密度は５ｇ／ｃｍ3以
下であることが好ましい。さらに、保持フレームは強度
が強く引っ張り強度が４００ＭＰａ以上であると体積を
少なくできるので好ましい。
【００３５】また、厚さｈの透過性基板を有するフォト
マスクのパターンを投影光学系を介して被露光基板に投
影露光する場合、投影光学系の収差の悪化を抑えるた
め、透過性基板は、以下の条件（ａ）乃至（ｃ）のうち
少なくとも一つの条件を満足することが望ましい。 （ａ）｜ΔＴ｜≦０．１λ； （ｂ）｜ΔΦ｜≦０．１λ； （ｃ）｜Δｎ｜×ｈ＜０．１λ； ただし、 λ：前記露光ビームの波長（ｃｍ）， ΔＴ：前記透過性基板の厚さの最大値と最小値との差
（ｃｍ）， ΔΦ：前記透過性基板に平面波を入射させたとき、前記
透過性基板を透過した前記平面波の等位相面の最大値と
最小値との差（ｃｍ）， Δｎ：前記透過性基板の前記露光ビームに対する屈折率
の最大値と最小値との差， ｈ：前記透過性基板の厚さ（ｃｍ）である。
マスクのパターンを投影光学系を介して被露光基板に投
影露光する場合、投影光学系の収差の悪化を抑えるた
め、透過性基板は、以下の条件（ａ）乃至（ｃ）のうち
少なくとも一つの条件を満足することが望ましい。 （ａ）｜ΔＴ｜≦０．１λ； （ｂ）｜ΔΦ｜≦０．１λ； （ｃ）｜Δｎ｜×ｈ＜０．１λ； ただし、 λ：前記露光ビームの波長（ｃｍ）， ΔＴ：前記透過性基板の厚さの最大値と最小値との差
（ｃｍ）， ΔΦ：前記透過性基板に平面波を入射させたとき、前記
透過性基板を透過した前記平面波の等位相面の最大値と
最小値との差（ｃｍ）， Δｎ：前記透過性基板の前記露光ビームに対する屈折率
の最大値と最小値との差， ｈ：前記透過性基板の厚さ（ｃｍ）である。
【００３６】条件（ａ）乃至（ｃ）の少なくとも一つを
満足しない場合は、投影光学系の歪曲収差及び球面収差
が悪化してしまう。さらに好ましくは、条件式（ａ）乃
至（ｃ）のうち二つ以上の条件を満足することが望まし
い。
満足しない場合は、投影光学系の歪曲収差及び球面収差
が悪化してしまう。さらに好ましくは、条件式（ａ）乃
至（ｃ）のうち二つ以上の条件を満足することが望まし
い。
【００３７】また、本実施形態のフォトマスクは、波長
２００ｎｍ以下の露光光を用いる高スペックの投影露光
装置に使用されるものであり、投影露光装置を他の投影
露光装置と入換えた場合でも、各露光装置が有する固有
の収差状態に依存しないで良好に使用できることが望ま
しい。従って、さらに好ましくは、以下の条件（ｄ）乃
至（ｆ）の少なくとも一つの条件を満足することが望ま
しい。 （ｄ）｜ΔＴ｜≦０．０３λ （ｅ）｜ΔΦ｜≦０．０３λ （ｆ）｜Δｎ｜×ｈ＜０．０３λ また、特開平２−６６５１０号公報に開示されているよ
うなビームスプリッターを用いる光学系では、一般に２
本の偏光光を使用する。この場合、透過性基板３が歪み
を有していると、偏光成分が乱れてＰ偏光とＳ偏光とで
良好に分離されずにフレア光の原因となってしまう。こ
のため、透過性基板３の歪みが全面にわたって０．１λ
以下であることが望ましい。
２００ｎｍ以下の露光光を用いる高スペックの投影露光
装置に使用されるものであり、投影露光装置を他の投影
露光装置と入換えた場合でも、各露光装置が有する固有
の収差状態に依存しないで良好に使用できることが望ま
しい。従って、さらに好ましくは、以下の条件（ｄ）乃
至（ｆ）の少なくとも一つの条件を満足することが望ま
しい。 （ｄ）｜ΔＴ｜≦０．０３λ （ｅ）｜ΔΦ｜≦０．０３λ （ｆ）｜Δｎ｜×ｈ＜０．０３λ また、特開平２−６６５１０号公報に開示されているよ
うなビームスプリッターを用いる光学系では、一般に２
本の偏光光を使用する。この場合、透過性基板３が歪み
を有していると、偏光成分が乱れてＰ偏光とＳ偏光とで
良好に分離されずにフレア光の原因となってしまう。こ
のため、透過性基板３の歪みが全面にわたって０．１λ
以下であることが望ましい。
【００３８】次に、単純支持（第１実施形態）と周辺支
持（第２実施形態）との場合の透過性基板３のたわみと
該たわみに起因するディストーションとについて図３及
び４を参照して説明する。一般に、周辺が支持されてい
る場合の正方形板（透過性基板３）の最大のたわみWmax
は面中心で生じ、次式で表される。
持（第２実施形態）との場合の透過性基板３のたわみと
該たわみに起因するディストーションとについて図３及
び４を参照して説明する。一般に、周辺が支持されてい
る場合の正方形板（透過性基板３）の最大のたわみWmax
は面中心で生じ、次式で表される。
【００３９】Wmax≒αpa4／D （４） ここで、αは比例定数であり、単純支持（図３（Ａ），
（Ｂ））ではα＝０．００４１、周辺固定（図４
（Ａ），（Ｂ））ではα＝０．００１３である。また、
aは正方形の透過性基板３の一辺の長さ、pは単位面積当
たりの圧力であり、薄板ガラスでは重力に相当するの
で、ρを薄板ガラス（透過性基板３）の密度、ｈを薄板
ガラス（透過性基板３）の厚みとしたとき、ｐ＝ρｈで
ある。さらに、Ｄは薄板ガラス（透過性基板３）の曲げ
剛さであり、Ｅをヤング率、σをポアソン比としたと
き、次式で示される。
（Ｂ））ではα＝０．００４１、周辺固定（図４
（Ａ），（Ｂ））ではα＝０．００１３である。また、
aは正方形の透過性基板３の一辺の長さ、pは単位面積当
たりの圧力であり、薄板ガラスでは重力に相当するの
で、ρを薄板ガラス（透過性基板３）の密度、ｈを薄板
ガラス（透過性基板３）の厚みとしたとき、ｐ＝ρｈで
ある。さらに、Ｄは薄板ガラス（透過性基板３）の曲げ
剛さであり、Ｅをヤング率、σをポアソン比としたと
き、次式で示される。
【００４０】Ｄ＝Ｅｈ3／（１２（１−σ2））＝Ｆｈ3 上式（４）から明らかなように、たわみは周辺固定（図
４）の方が単純支持（図３）よりも１／３以下になるの
で好ましい。透過性基板３の形状が長方形の場合、αの
値は上述したものと少し異なってくる。しかし、投影露
光装置において実際に使用しているマスク（パターン形
成領域）は殆どの場合は長方形であってもかなり正方形
に近いので、αの値としては長辺の長さを用いることが
好ましい。
４）の方が単純支持（図３）よりも１／３以下になるの
で好ましい。透過性基板３の形状が長方形の場合、αの
値は上述したものと少し異なってくる。しかし、投影露
光装置において実際に使用しているマスク（パターン形
成領域）は殆どの場合は長方形であってもかなり正方形
に近いので、αの値としては長辺の長さを用いることが
好ましい。
【００４１】次に、透過性基板３にたわみが生じた場合
のディストーションの変化について説明する。ディスト
ーションは主に主光線の位置ズレによって生じるので、
まず主光線の位置ズレについて考える。投影光学系がマ
スク側にテレセントリックであるとすると、主光線のズ
レは透過性基板３（薄板ガラス）の面の傾きにより生ず
る。
のディストーションの変化について説明する。ディスト
ーションは主に主光線の位置ズレによって生じるので、
まず主光線の位置ズレについて考える。投影光学系がマ
スク側にテレセントリックであるとすると、主光線のズ
レは透過性基板３（薄板ガラス）の面の傾きにより生ず
る。
【００４２】図５において、透過性基板３の両面はほぼ
平面なので両面の傾き角度をθ１とすると、光線のズレ
量ｘは、三角形ＡＢＣについて考えて、 ｔａｎ（θ１−θ２）＝ｘ／ｈ より、 ｘ＝ｈ・ｔａｎ（θ１−θ２） となる。ここで、θ１，θ２≒０として、 ｘ≒ｈ・ｔａｎ（θ１−θ２） （５） そして、スネルの法則よりθ１＝ｎθ２（ｎ：薄板ガラ
ス（透過性基板３）の屈折率）を式（５）に代入して、 ｘ≒ｈ・θ１・（ｎ−１）／ｎ （６） となる。そして、たわみによる影響を考える場合、θの
光線入射位置による依存性が問題となる。例えば、θが
回転対称であり、正方形の中心位置を回転対称の中心と
して放物線状になっている場合、θは中心位置からの距
離に比例する。従って、光線ずれも中心位置からの距離
にのみ比例し、単に倍率成分となるにすぎない。また、
より高次成分の傾きであっても回転対称な成分であれ
ば、他のレンズ間隔等を修正することで、収差を減らこ
とができる。
平面なので両面の傾き角度をθ１とすると、光線のズレ
量ｘは、三角形ＡＢＣについて考えて、 ｔａｎ（θ１−θ２）＝ｘ／ｈ より、 ｘ＝ｈ・ｔａｎ（θ１−θ２） となる。ここで、θ１，θ２≒０として、 ｘ≒ｈ・ｔａｎ（θ１−θ２） （５） そして、スネルの法則よりθ１＝ｎθ２（ｎ：薄板ガラ
ス（透過性基板３）の屈折率）を式（５）に代入して、 ｘ≒ｈ・θ１・（ｎ−１）／ｎ （６） となる。そして、たわみによる影響を考える場合、θの
光線入射位置による依存性が問題となる。例えば、θが
回転対称であり、正方形の中心位置を回転対称の中心と
して放物線状になっている場合、θは中心位置からの距
離に比例する。従って、光線ずれも中心位置からの距離
にのみ比例し、単に倍率成分となるにすぎない。また、
より高次成分の傾きであっても回転対称な成分であれ
ば、他のレンズ間隔等を修正することで、収差を減らこ
とができる。
【００４３】しかし、殆どの場合、薄板ガラス（透過性
基板３）はマスク（マスク上のパターン形成領域または
遮光帯）の形に合わせて正方形又はそれに近い長方形に
なるので、回転対称にはたわまない。よって、必ずいく
らかの収差が生じる事になる。このような修正すること
ができない収差は、θのバラツキにより生ずる。θの平
均値θaveは中心の最大たわみｗmaxより、θave=２ｗ
max／ａ程度である。バラツキもθaveと同程度であろう
から式（６）のθ１にθaveを代入して、次式を得る。
基板３）はマスク（マスク上のパターン形成領域または
遮光帯）の形に合わせて正方形又はそれに近い長方形に
なるので、回転対称にはたわまない。よって、必ずいく
らかの収差が生じる事になる。このような修正すること
ができない収差は、θのバラツキにより生ずる。θの平
均値θaveは中心の最大たわみｗmaxより、θave=２ｗ
max／ａ程度である。バラツキもθaveと同程度であろう
から式（６）のθ１にθaveを代入して、次式を得る。
【００４４】
【数４】
【００４５】そして、式（４）のｗmaxを代入して、
【００４６】
【数５】
【００４７】を得る。このディストーション発生量ｘは
パターン面に形成されているパターンの線幅に対して十
分小さい必要があり、実用上は全ての要因を合わせても
露光波長λに対してλ／１０以下であることが望まし
い。よって、薄板ガラス（透過性基板３）に許容される
ディストーションの量はさらに小さくなりλ／３０以下
となる。投影光学系の収差や、マスク、ステージの移動
誤差等もディストーションを発生させる原因となるの
で、さらに好ましくは、薄板ガラス（透過性基板３）に
許容されるディストーションはλ／１００以下が望まし
い。すなわち、
パターン面に形成されているパターンの線幅に対して十
分小さい必要があり、実用上は全ての要因を合わせても
露光波長λに対してλ／１０以下であることが望まし
い。よって、薄板ガラス（透過性基板３）に許容される
ディストーションの量はさらに小さくなりλ／３０以下
となる。投影光学系の収差や、マスク、ステージの移動
誤差等もディストーションを発生させる原因となるの
で、さらに好ましくは、薄板ガラス（透過性基板３）に
許容されるディストーションはλ／１００以下が望まし
い。すなわち、
【００４８】
【数６】
【００４９】であるが、さらに好ましくは、
【００５０】
【数７】
【００５１】となる。式（８）、（９）を式（７）に代
入して、
入して、
【００５２】
【数８】
【００５３】となる。式（１０）は上記条件式（１）、
（３）を一般的に表した式である。
（３）を一般的に表した式である。
【００５４】そして、さらに好ましくは、次式（１
１）、
１）、
【００５５】
【数９】
【００５６】を満足することが望ましい。薄板ガラス
（透過性基板３）がこの厚さより薄いと、ディストーシ
ョンの発生量が大きくなってしまう。
（透過性基板３）がこの厚さより薄いと、ディストーシ
ョンの発生量が大きくなってしまう。
【００５７】また、投影光学系の収差を悪化させない為
には、薄板ガラス自体の品質（透過性基板３の材料の品
質）も高精度に保つこと、即ち、所定値以上の大きさの
欠陥を有さないことが望ましい。ガラス基板の欠陥のう
ち、特にアワ（泡）とキズ（傷）とについて述べる。マ
スクを射出した光線は特定のＮＡで広がる。ここで、図
６に示すように１枚のガラスＧＲについて、簡単の為に
ガラスの厚さの中間位置で諸数値量を計算する。ガラス
ＧＲの中間厚さでの光束径（直径）Ｒは次式（１２）で
求められる。
には、薄板ガラス自体の品質（透過性基板３の材料の品
質）も高精度に保つこと、即ち、所定値以上の大きさの
欠陥を有さないことが望ましい。ガラス基板の欠陥のう
ち、特にアワ（泡）とキズ（傷）とについて述べる。マ
スクを射出した光線は特定のＮＡで広がる。ここで、図
６に示すように１枚のガラスＧＲについて、簡単の為に
ガラスの厚さの中間位置で諸数値量を計算する。ガラス
ＧＲの中間厚さでの光束径（直径）Ｒは次式（１２）で
求められる。
【００５８】
【数１０】
【００５９】ここで、ＮＡは投影光学系のウエハ側での
開口数である。一方、ガラス基板にアワ、キズ等の欠陥
が存在すると、ガラスＧＲの欠陥部分に入射した光束は
散乱等によりパターン露光に不必要な迷光となるか、又
は膨大な収差を持ち露光光の収差を悪化させる原因とな
る。そのため、アワ、キズ等の大きさは、露光光による
光束の大きさの１／１００程度の大きさまでしか許容さ
れない。このことから、アワ、キズの径の大きさをＡと
すると、 Ａ＜Ｒ／１０ となる。従って、次式（１３）を満足することが好まし
い。
開口数である。一方、ガラス基板にアワ、キズ等の欠陥
が存在すると、ガラスＧＲの欠陥部分に入射した光束は
散乱等によりパターン露光に不必要な迷光となるか、又
は膨大な収差を持ち露光光の収差を悪化させる原因とな
る。そのため、アワ、キズ等の大きさは、露光光による
光束の大きさの１／１００程度の大きさまでしか許容さ
れない。このことから、アワ、キズの径の大きさをＡと
すると、 Ａ＜Ｒ／１０ となる。従って、次式（１３）を満足することが好まし
い。
【００６０】
【数１１】
【００６１】式（１３）を満足しない場合は、結像面
（ウエハ面）でコントラストが低下することや、特定の
パターンを解像できないことなどの問題を生ずる。ま
た、種々の投影光学系においても良好にマスクを使用す
るためには、より好ましくはアワ、キズの大きさは露光
光による光束の大きさの１／１０００程度の大きさであ
ることが望ましい。この場合、 Ａ＜Ｒ／（１０×１０1/2） であるから、次式（１４）を満足することが望ましい。
（ウエハ面）でコントラストが低下することや、特定の
パターンを解像できないことなどの問題を生ずる。ま
た、種々の投影光学系においても良好にマスクを使用す
るためには、より好ましくはアワ、キズの大きさは露光
光による光束の大きさの１／１０００程度の大きさであ
ることが望ましい。この場合、 Ａ＜Ｒ／（１０×１０1/2） であるから、次式（１４）を満足することが望ましい。
【００６２】
【数１２】
【００６３】式（１４）を満足しないと、投影光学系に
よっては、所望のパターン線幅や照明条件で特定のパタ
ーンを解像できなくなってしまう。
よっては、所望のパターン線幅や照明条件で特定のパタ
ーンを解像できなくなってしまう。
【００６４】次に、上記各実施形態にかかるフォトマス
クの材質（透過性基板３の材質は螢石）の諸元値及び条
件式値を表１に掲げる。
クの材質（透過性基板３の材質は螢石）の諸元値及び条
件式値を表１に掲げる。
【００６５】
【表１】 Ｅ＝７．７３×１０8（ｇ／ｃｍ2） σ＝０．２６ Ｆ＝６．９１×１０7（ｇ／ｃｍ2） ρ＝３．１８（ｇ／ｃｍ3） ａ＝７．５（ｃｍ） α＝０．００１３ ｎ＝１．５６ ｜β｜＝４ λ＝１５７．６×１０-7（ｃｍ） 条件式（１） ｈ≧5.97×10-3（ｃｍ）＝59. 7（μ
ｍ） 条件式（３） ｈ≧1.882×10-2（ｃｍ）＝188.2（μ
ｍ） 条件式（１１） ｈ≧1.990×10-3（ｃｍ）＝199.0（μ
ｍ） （ただし、α＝0.0013） 条件式（１１） ｈ≧6.275×10-2（ｃｍ）＝627.5（μ
ｍ） （ただし、α＝0.0041） 条件（ｄ） ｜ΔＴ｜≦０．０３λ 条件（ｅ） ｜ΔΦ｜≦０．０３λ 条件（ｆ） ｜Δｎ｜×ｈ＜０．０３λ
ｍ） 条件式（３） ｈ≧1.882×10-2（ｃｍ）＝188.2（μ
ｍ） 条件式（１１） ｈ≧1.990×10-3（ｃｍ）＝199.0（μ
ｍ） （ただし、α＝0.0013） 条件式（１１） ｈ≧6.275×10-2（ｃｍ）＝627.5（μ
ｍ） （ただし、α＝0.0041） 条件（ｄ） ｜ΔＴ｜≦０．０３λ 条件（ｅ） ｜ΔΦ｜≦０．０３λ 条件（ｆ） ｜Δｎ｜×ｈ＜０．０３λ
【００６６】上記各実施形態のフォトマスクの透過性基
板３の厚さは５ｍｍであるので、条件式（１）、
（３）、（１１）を満足している。また、条件（ｄ）乃
至（ｆ）についても全て満足している。
板３の厚さは５ｍｍであるので、条件式（１）、
（３）、（１１）を満足している。また、条件（ｄ）乃
至（ｆ）についても全て満足している。
【００６７】次に、アワ等の欠陥に関する諸元値を表２
に掲げる。
に掲げる。
【００６８】
【表２】 ｄ0＝５．５（ｍｍ） ｄ＝５．０（ｍｍ） ＮＡ＝０．７５ ｜β｜＝４ ｎ＝１．５６ 条件式（１３） Ａ＜０．２７（ｍｍ） 条件式（１４） Ａ＜０．０８６（ｍｍ） （１５）
【００６９】本実施形態ではＡ＜０．０８６（ｍｍ）を
満足している。
満足している。
【００７０】[投影露光装置]次に、図１（Ａ）、（Ｂ）
のマスク（レチクル）１の原板パターンをウエハ等の被
露光基板上に転写するために使用する投影露光装置の例
について、図７に基づいて説明する。
のマスク（レチクル）１の原板パターンをウエハ等の被
露光基板上に転写するために使用する投影露光装置の例
について、図７に基づいて説明する。
【００７１】図７において、レチクルステージＲＳＴ上
に図１のレチクル１の吸着領域４Ａ，４Ｂが真空吸着に
よって保持され、レチクル１のパターン面（下面）１Ｐ
上に保持フレーム２を介して所定間隔で、露光光に対し
て透過性の基板３が配置されている。
に図１のレチクル１の吸着領域４Ａ，４Ｂが真空吸着に
よって保持され、レチクル１のパターン面（下面）１Ｐ
上に保持フレーム２を介して所定間隔で、露光光に対し
て透過性の基板３が配置されている。
【００７２】そして、露光時に、例えばＦ2レーザ光源
よりなる露光光源１１から射出された波長１５７ｎｍの
紫外パルス光よりなる露光光ＩＬは、オプティカル・イ
ンテグレータ（ホモジナイザー）、開口絞り、視野絞り
（レチクルブラインド）、コンデンサレンズ系等を含む
照明系１２を経て、均一な照度分布でレチクル１のパタ
ーン面１Ｐ上のパターン領域を照明する。露光光ＩＬの
もとで、レチクル１のパターン面の照明領域内のパター
ンの像が、両側（又はウエハ側に片側）テレセントリッ
クな投影光学系ＰＬを介して投影倍率β（βは例えば１
／４，１／５等）で、フォトレジストが塗布されたウエ
ハ１９の露光対象のショット領域上に投影される。投影
光学系ＰＬは、鏡筒１４内にレチクル側からウエハ側に
順にレンズ系Ｌ１、レンズ１６，１７、開口絞り１５、
及びレンズ系Ｌ２を配置して構成されている。以下、投
影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂
直な平面内で図７の紙面に平行にＸ軸を取り、図７の紙
面に垂直にＹ軸を取って説明する。
よりなる露光光源１１から射出された波長１５７ｎｍの
紫外パルス光よりなる露光光ＩＬは、オプティカル・イ
ンテグレータ（ホモジナイザー）、開口絞り、視野絞り
（レチクルブラインド）、コンデンサレンズ系等を含む
照明系１２を経て、均一な照度分布でレチクル１のパタ
ーン面１Ｐ上のパターン領域を照明する。露光光ＩＬの
もとで、レチクル１のパターン面の照明領域内のパター
ンの像が、両側（又はウエハ側に片側）テレセントリッ
クな投影光学系ＰＬを介して投影倍率β（βは例えば１
／４，１／５等）で、フォトレジストが塗布されたウエ
ハ１９の露光対象のショット領域上に投影される。投影
光学系ＰＬは、鏡筒１４内にレチクル側からウエハ側に
順にレンズ系Ｌ１、レンズ１６，１７、開口絞り１５、
及びレンズ系Ｌ２を配置して構成されている。以下、投
影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂
直な平面内で図７の紙面に平行にＸ軸を取り、図７の紙
面に垂直にＹ軸を取って説明する。
【００７３】先ず、レチクル１は、このレチクル１をＸ
Ｙ平面内で位置決めするレチクルステージＲＳＴ上に吸
着保持され、レチクルステージＲＳＴの位置は不図示の
レーザ干渉計によって計測されている。一方、ウエハ１
９は、不図示のウエハホルダ上に真空吸着によって保持
され、このウエハホルダは試料台２０上に固定され、試
料台２０はＸＹステージ２１上にＸ方向、Ｙ方向に移動
自在に載置されている。試料台２０のＸＹ平面内での位
置は、試料台２０上の移動鏡２２ｍ及びレーザ干渉計２
２によって計測され、この計測値が主制御系２４、及び
ウエハステージ駆動系２３に供給され、ウエハステージ
駆動系２３は、供給された計測値及び主制御系２４から
の制御情報に墓づいて、ＸＹステージ２１を駆動するこ
とによって試料台２０の位置決めを行う。また、試料台
２０の底部には、不図示のオートフォーカスセンサの計
測値に基づいて、オートフォーカス方式でウエハ１９の
表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込む合焦機構が組
み込まれている。
Ｙ平面内で位置決めするレチクルステージＲＳＴ上に吸
着保持され、レチクルステージＲＳＴの位置は不図示の
レーザ干渉計によって計測されている。一方、ウエハ１
９は、不図示のウエハホルダ上に真空吸着によって保持
され、このウエハホルダは試料台２０上に固定され、試
料台２０はＸＹステージ２１上にＸ方向、Ｙ方向に移動
自在に載置されている。試料台２０のＸＹ平面内での位
置は、試料台２０上の移動鏡２２ｍ及びレーザ干渉計２
２によって計測され、この計測値が主制御系２４、及び
ウエハステージ駆動系２３に供給され、ウエハステージ
駆動系２３は、供給された計測値及び主制御系２４から
の制御情報に墓づいて、ＸＹステージ２１を駆動するこ
とによって試料台２０の位置決めを行う。また、試料台
２０の底部には、不図示のオートフォーカスセンサの計
測値に基づいて、オートフォーカス方式でウエハ１９の
表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込む合焦機構が組
み込まれている。
【００７４】さらに、レチクルステージＲＳＴの側面方
向にレチクルローダ１３が配置されており、主制御系２
４は、レチクルローダ１３の動作を制御してレチクルス
テージＲＳＴ上のレチクルの交換を行う。また、主制御
系２４には、露光対象のレチクルの防塵用の透過性の基
板（図２では基板３）の厚さ、及びその基板とレチクル
のパターン面との間隔等の情報を含む露光データが格納
された磁気ディスク装置等の記憶装置２５が接続されて
いる。
向にレチクルローダ１３が配置されており、主制御系２
４は、レチクルローダ１３の動作を制御してレチクルス
テージＲＳＴ上のレチクルの交換を行う。また、主制御
系２４には、露光対象のレチクルの防塵用の透過性の基
板（図２では基板３）の厚さ、及びその基板とレチクル
のパターン面との間隔等の情報を含む露光データが格納
された磁気ディスク装置等の記憶装置２５が接続されて
いる。
【００７５】本例の投影露光装置はステッパー型（一括
露光型）であるため、ウエハ１９上の一つのショット領
域への露光が終わると、ＸＹステージ２１を介しての試
料台２０のステップ移動によって、ウエハ１９上の次の
ショット領域が投影光学系ＰＬによる露光領域に移動し
て、レチクル１のパターン像を露光する動作が繰り返さ
れる。
露光型）であるため、ウエハ１９上の一つのショット領
域への露光が終わると、ＸＹステージ２１を介しての試
料台２０のステップ移動によって、ウエハ１９上の次の
ショット領域が投影光学系ＰＬによる露光領域に移動し
て、レチクル１のパターン像を露光する動作が繰り返さ
れる。
【００７６】ところで、本例のレチクル１のように、結
像光束内に、即ちレチクル１のパターン面１Ｐからウエ
ハ１９までの間に、従来のペリクルに比べて厚い防塵用
の透過性の基板３が配置されていると、その基板３の平
面度が理想的であっても、投影像に収差が発生してしま
う。投影光学系ＰＬが、現在一般的ないわゆる両側テレ
セントリックな結像光学系であるときには、厚い基板３
によって発生する収差は球面収差のみとなるが、投影光
学系ＰＬがレチクル側でテレセントリックでない光学系
であるときには、像の周辺位置では更に非点収差やコマ
収差も生じてしまう。
像光束内に、即ちレチクル１のパターン面１Ｐからウエ
ハ１９までの間に、従来のペリクルに比べて厚い防塵用
の透過性の基板３が配置されていると、その基板３の平
面度が理想的であっても、投影像に収差が発生してしま
う。投影光学系ＰＬが、現在一般的ないわゆる両側テレ
セントリックな結像光学系であるときには、厚い基板３
によって発生する収差は球面収差のみとなるが、投影光
学系ＰＬがレチクル側でテレセントリックでない光学系
であるときには、像の周辺位置では更に非点収差やコマ
収差も生じてしまう。
【００７７】そこで、本例の投影露光装置では、投影光
学系ＰＬの設計段階から、予め厚い透過性の基板３を含
めて収差補正を行うようにしている。これによって、本
例のレチクル１のように、結像光路中に基板３を含む場
合でも、ウエハ１９上に正確なパターン像を形成するこ
とができる。これに関して、本例のレチクル１に使用す
る透過性の基板３の厚さは、その製造時の製造誤差によ
り多少変動する恐れがある。この厚さ変動は、基板３に
よって発生する収差量を変化させてしまう。その収差量
の変化に対応するため、本例の投影光学系ＰＬ中の一部
の光学部材としてのレンズ１６，１７は光軸ＡＸ方向に
微動できるように構成されている。即ち、レンズ１６，
１７はレンズ枠１８Ｂ内に固定され、レンズ枠１８Ｂは
上下動機構１８Ａ内に収納され、上下動機構１８Ａは鏡
筒１４内に固定されている。上下動機構１８Ａ及びレン
ズ枠１８Ｂより結像状態調整機構が構成されており、主
制御系２４からの制御情報に応じて、上下動機構１８Ａ
は例えば送りねじ方式でレンズ枠１８Ｂを光軸ＡＸ方向
（Ｚ方向）に微動する。
学系ＰＬの設計段階から、予め厚い透過性の基板３を含
めて収差補正を行うようにしている。これによって、本
例のレチクル１のように、結像光路中に基板３を含む場
合でも、ウエハ１９上に正確なパターン像を形成するこ
とができる。これに関して、本例のレチクル１に使用す
る透過性の基板３の厚さは、その製造時の製造誤差によ
り多少変動する恐れがある。この厚さ変動は、基板３に
よって発生する収差量を変化させてしまう。その収差量
の変化に対応するため、本例の投影光学系ＰＬ中の一部
の光学部材としてのレンズ１６，１７は光軸ＡＸ方向に
微動できるように構成されている。即ち、レンズ１６，
１７はレンズ枠１８Ｂ内に固定され、レンズ枠１８Ｂは
上下動機構１８Ａ内に収納され、上下動機構１８Ａは鏡
筒１４内に固定されている。上下動機構１８Ａ及びレン
ズ枠１８Ｂより結像状態調整機構が構成されており、主
制御系２４からの制御情報に応じて、上下動機構１８Ａ
は例えば送りねじ方式でレンズ枠１８Ｂを光軸ＡＸ方向
（Ｚ方向）に微動する。
【００７８】主制御系２４は、レチクルローダ１３を介
してレチクルステージＲＳＴ上のレチクルを交換する毎
に、記憶装置２５内の露光データファイルより、これか
ら露光するレチクルのパターン面上に配置された防塵用
の透過性の基板（図７では基板３）の厚さｈを読み出
し、この厚さｈによる投影光学系ＰＬの収差の変化量を
相殺するためのレンズ枠１８Ｂ（レンズ１６，１７）の
駆動量を求め、この駆動量の情報を上下動機構１８Ａに
送出する。これによって、レンズ１６，１７のＺ方向の
位置が調整されて、理想的な結像特性が維持される。
してレチクルステージＲＳＴ上のレチクルを交換する毎
に、記憶装置２５内の露光データファイルより、これか
ら露光するレチクルのパターン面上に配置された防塵用
の透過性の基板（図７では基板３）の厚さｈを読み出
し、この厚さｈによる投影光学系ＰＬの収差の変化量を
相殺するためのレンズ枠１８Ｂ（レンズ１６，１７）の
駆動量を求め、この駆動量の情報を上下動機構１８Ａに
送出する。これによって、レンズ１６，１７のＺ方向の
位置が調整されて、理想的な結像特性が維持される。
【００７９】この際に調整すべき光学状態とは主に球面
収差であるため、球面収差を調整する場合には、投影光
学系ＰＬの瞳面に位置する開口絞り１５の近傍の光学部
材の位置を調整することが望ましい。そこで、本例では
開口絞り１５の近傍のレンズ１６，１７を微動するよう
にしている、このように本例では、防塵用の基板３の厚
さｈに応じて投影光学系ＰＬの結像特性を補正している
ため、その基板の厚さｈにばらつきがあっても、レチク
ルのパターンの像を高精度にウエハ上に転写することが
できる。
収差であるため、球面収差を調整する場合には、投影光
学系ＰＬの瞳面に位置する開口絞り１５の近傍の光学部
材の位置を調整することが望ましい。そこで、本例では
開口絞り１５の近傍のレンズ１６，１７を微動するよう
にしている、このように本例では、防塵用の基板３の厚
さｈに応じて投影光学系ＰＬの結像特性を補正している
ため、その基板の厚さｈにばらつきがあっても、レチク
ルのパターンの像を高精度にウエハ上に転写することが
できる。
【００８０】なお、更に他の非点収差、及びコマ収差等
も補正する場合には、対応する光学部材の駆動機構を設
ければよい。更に、レチクル１のパターン面と基板３と
の間隔にもばらつきがある場合等には、その間隔も考慮
して結像特性の補正量を決定するようにしてもよい。
も補正する場合には、対応する光学部材の駆動機構を設
ければよい。更に、レチクル１のパターン面と基板３と
の間隔にもばらつきがある場合等には、その間隔も考慮
して結像特性の補正量を決定するようにしてもよい。
【００８１】[投影光学系]次に、上記投影露光装置に好
適な投影光学系ＰＬの数値実施例を説明する。図８は、
透過性基板３の厚さを考慮して設計された投影光学系の
レンズ構成を示す図である。本投影光学系は反射面Ｍ
１、Ｍ２を含む反射屈折型の光学系である。以下の表３
に諸元値を掲げる。全体諸元中のＮＡはウエハ側の開口
数、イメージサークルは露光領域の半径をそれぞれ示
し、レンズデータ中の第１カラムは物体側からのレンズ
面の番号、第２カラムｒはレンズ面の曲率半径、第３カ
ラムｄはレンズ面間隔をそれぞれ示している。さらに、
非球面係数の欄には、以下の式で非球面を表現した場合
の非球面係数を示す。
適な投影光学系ＰＬの数値実施例を説明する。図８は、
透過性基板３の厚さを考慮して設計された投影光学系の
レンズ構成を示す図である。本投影光学系は反射面Ｍ
１、Ｍ２を含む反射屈折型の光学系である。以下の表３
に諸元値を掲げる。全体諸元中のＮＡはウエハ側の開口
数、イメージサークルは露光領域の半径をそれぞれ示
し、レンズデータ中の第１カラムは物体側からのレンズ
面の番号、第２カラムｒはレンズ面の曲率半径、第３カ
ラムｄはレンズ面間隔をそれぞれ示している。さらに、
非球面係数の欄には、以下の式で非球面を表現した場合
の非球面係数を示す。
【００８２】Ｚ＝(1/r)・ｙ2/［1+(1-(1+K)(1/r)2Y2)
1/2]+A・Y4＋B・Y6＋C・Y8＋D・Y10＋E・Y12＋F・Y14＋
G・Y16
1/2]+A・Y4＋B・Y6＋C・Y8＋D・Y10＋E・Y12＋F・Y14＋
G・Y16
【００８３】但し、Ｚは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方向に沿っ
た距離、ｒは近軸の曲率半径、Ｋは円錐定数、A〜Gは非
球面係数である。
ら高さYにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿っ
た距離、ｒは近軸の曲率半径、Ｋは円錐定数、A〜Gは非
球面係数である。
【００８４】
【表３】 （全体諸元値） ＮＡ：０．７５ 倍率：１／４ イメージサークル（半径）：８．２ｍｍ 露光光波長：１５７．６ｎｍ （レンズデータ） 面番号 ｒ ｄ 硝材名 物体面 ∞（平面） 5.5001 1 ∞（平面） 5.0000 薄板ガラス 螢石 2 ∞（平面） 60.7949 3 -281.1116 45.0000 非球面１ 螢石 4 -299.5002 63.9789 5 -1017.4868 40.0000 螢石 6 -150.0000 153.5525 非球面2 7 275.1888 35.0000 非球面3 螢石 8 635.6006 28.2119 9 331.5373 29.9668 非球面4 螢石 10 732.4869 49.5117 11 ∞（平面） 41.7982 開口絞り 12 -561.5812 20.0000 螢石 13 -135.2503 91.7743 非球面5 14 -136.1220 32.1863 非球面6 螢石 15 -137.1607 14.4013 16 1971.3346 39.9997 非球面7 螢石 17 -231.1087 53.7569 18 198.2050 30.0000 非球面8 螢石 19 -122.98 48 69.9165 20 -117.1135 20.0000 螢石 21 137.7481 10.0000 22 366.9033 223.1538 23 -2851.2448 45.0000 螢石 24 -3642.8842 -45.0000 裏面反射面 螢石 25 -2851.2448 -223.1538 主鏡 26 366.9033 223.1538 螢石 27 -2851.2448 45.0000 28 -3642.8842 10.0172 像面 ∞（平面） 0.0000 （非球面データ） 非球面１ K= 0.00000 A=-7.15887×10-8 B=-8.48641×10-10 C=-9.73476×10-12 D=+3.78058×10-19 E=-3.12830×10-22 F=+9.84470×10-26 G=-1.26344×10- 29 非球面2 K= 0.00000 A=-1.35485×10-8 B=-1.43420×10-13 C=+6.02671×10-17 D=-3.53546×10-22 E=-1.03079×10-24 F=+1.82784×10-28 G=-1.08066×10-32 非球面3 K= 0.00000 A=-9.50000×10-8 B=-1.55999×10-11 C=-9.69543×10-16 D=-6.43188×10-20 E=-8 .86774×10-24 F=+1.20208×10-27 G=-8.46122×10-32 非球面4 K= 0.00000 A=-8.08174×10-8 B=+1.99825×10-11 C=+1.75597×10-15 D=-1.77830×10-20 E=-1.15003×10-23 F=-2.69584×10-27 G=+3.13958×10-31 非球面5 K= 0.00000 A=+1.66877×10-7 B=+1.28916×10-1 1 C=+1.93761×10-15 D=-1.17318×10-19 E=-1.50670×10-22 F=-3.70935×10-26 G=+9.78834×10-30 非球面6 K= 0.00000 A=+3.49959×10-8 B=+2.05934×10-11 C=+3.48613×10-15 D=+1.27207×10-20 E=-1.14309×10-23 F=+1.82360×10-27 G=-3.50697×10-31 非球面7 K= 0.00000 A=-2.43196×10-7 B=-2.52149×10-11 C=-3.61577×10-15 D=-3.80628×10-19 E=-1.87774×10-22 F=+3.81208×10-26 G=-1.36952×10-29 非球面8 K= 0.00000 A=-1.55943×10-7 B=-7.21850×10-13 C=+1.28734×10-16 D=+8.98585×10-20 E=-2.31981×10-22 F=+1.70210×10-25 G=-4.28404×10-29
【００８５】図９は本投影光学系の横収差を示す図であ
る。図からも明らかなように上記実施形態で述べたよう
な透過性基板３を有するレチクル１を使用した場合で
も、収差が良好に補正されていることがわかる。なお、
投影光学系としては、上記数値実施例にかかるものの他
に、例えば特開平11-354436号公報や特開平8-63502号公
報に開示される反射屈折型投影光学系や、ＷＯ９９／２
５００８号公報に開示される屈折型投影光学系などを適
用できる。
る。図からも明らかなように上記実施形態で述べたよう
な透過性基板３を有するレチクル１を使用した場合で
も、収差が良好に補正されていることがわかる。なお、
投影光学系としては、上記数値実施例にかかるものの他
に、例えば特開平11-354436号公報や特開平8-63502号公
報に開示される反射屈折型投影光学系や、ＷＯ９９／２
５００８号公報に開示される屈折型投影光学系などを適
用できる。
【００８６】（フォトマスクの表面加工）次に、上述し
たような上記実施形態のレチクルにおいてディストーシ
ョンを補正するために透過性基板３を加工する手順につ
いて説明する。透過性基板３の表面加工は、（Ａ）レチ
クル（マスク）と投影光学系とを組み合せた状態で行う
場合と、（Ｂ）レチクル（マスク）単独で行う場合との
２通りについて説明する。
たような上記実施形態のレチクルにおいてディストーシ
ョンを補正するために透過性基板３を加工する手順につ
いて説明する。透過性基板３の表面加工は、（Ａ）レチ
クル（マスク）と投影光学系とを組み合せた状態で行う
場合と、（Ｂ）レチクル（マスク）単独で行う場合との
２通りについて説明する。
【００８７】[（Ａ）レチクル（マスク）と投影光学系
とを組み合せた状態でディストーションを補正する手
順]初めに、ディストーションのランダム成分の補正に
先立って、投影対物レンズＰＬの諸収差のうち対称的な
成分の補正を行う。まず、レチクルステージＲＳＴ上に
所定のパターンが形成されたテストレチクルＴＲｌを載
置する。このテストレチクルＴＲ１は、例えば図１０
（Ａ）に示す如く、複数のマークが設けられたパターン
領域ＰＡ１と、このパターン領域ＰＡ１を囲む遮光帯Ｌ
ＳＴとを有する。そして、図１０では不図示ではある
が、テストレチクルＴＲ１には、パターン領域ＰＡ１に
対して所定の間隔だけ隔離されて配置された透過性基板
が設けられている。なお、この透過性基板の厚み及び面
形状は既知のものである。ここで、透過性基板の厚みは
実使用レチクルに設けられる透過性基板３の厚みと同じ
である。次に、照明系１２の露光光によりテストレチク
ルＴＲ１をケーラー照明する。この照明されたテストレ
チクルＴＲ１からの光は、透過性基板３及び投影対物レ
ンズＰＬを介して、レジスト等の感光材料が塗布された
ウエハ１９に達し、このウエハ１９にテストレチクルＴ
Ｒｌのパターン像を形成する。その後、ウエハ１９の現
像処理を行い、この現像によるレジストパターン像を座
標測定機によって計測する。その後、計測されたレジス
トパターン像の情報に基づいて、光学部材の間隔の調整
や、この光学部材のティルト・シフト調整を行い、ディ
ストーションのランダム成分以外の諸収差を補正する。
なお、諸収差の補正にあたっては、テストレチクルＴＲ
１に設けられた透過性基板（不図示）の面形状に起因す
る収差を考慮することが好ましい。
とを組み合せた状態でディストーションを補正する手
順]初めに、ディストーションのランダム成分の補正に
先立って、投影対物レンズＰＬの諸収差のうち対称的な
成分の補正を行う。まず、レチクルステージＲＳＴ上に
所定のパターンが形成されたテストレチクルＴＲｌを載
置する。このテストレチクルＴＲ１は、例えば図１０
（Ａ）に示す如く、複数のマークが設けられたパターン
領域ＰＡ１と、このパターン領域ＰＡ１を囲む遮光帯Ｌ
ＳＴとを有する。そして、図１０では不図示ではある
が、テストレチクルＴＲ１には、パターン領域ＰＡ１に
対して所定の間隔だけ隔離されて配置された透過性基板
が設けられている。なお、この透過性基板の厚み及び面
形状は既知のものである。ここで、透過性基板の厚みは
実使用レチクルに設けられる透過性基板３の厚みと同じ
である。次に、照明系１２の露光光によりテストレチク
ルＴＲ１をケーラー照明する。この照明されたテストレ
チクルＴＲ１からの光は、透過性基板３及び投影対物レ
ンズＰＬを介して、レジスト等の感光材料が塗布された
ウエハ１９に達し、このウエハ１９にテストレチクルＴ
Ｒｌのパターン像を形成する。その後、ウエハ１９の現
像処理を行い、この現像によるレジストパターン像を座
標測定機によって計測する。その後、計測されたレジス
トパターン像の情報に基づいて、光学部材の間隔の調整
や、この光学部材のティルト・シフト調整を行い、ディ
ストーションのランダム成分以外の諸収差を補正する。
なお、諸収差の補正にあたっては、テストレチクルＴＲ
１に設けられた透過性基板（不図示）の面形状に起因す
る収差を考慮することが好ましい。
【００８８】上述の如きディストーションのランダム成
分以外の諸収差の補正動作の後に、ディストーションの
ランダム成分を補正する。まず、上述の補正に用いられ
たテストレチクルＴＲ１の代わりに、図１０（Ｂ）に示
す如きテストレチクルＴＲ２をレチクルステージＲＳＴ
上に載置する。このテストレチクルＴＲ２は、露光光を
遮光する遮光帯ＬＳＴで囲まれるパターン領域ＰＡ２内
にマトリックス状に配列された、すなわち正方格子の格
子点上に配列された複数の十字マークＭ0,0〜Ｍ8,8を有
し、テストレチクルＴＲ１と同様に、パターン領域ＰＡ
２に対して所定の間隔だけ隔離されて配置された透過性
基板が設けられている。テストレチクルＴＲ２の透過性
基板の厚み及び面形状も既知であり、この厚みも実使用
レチクルに設けられる透過性基板３の厚みと同じであ
る。なお、テストレチクルＴＲ１のパターン領域ＰＡ１
上に、テストレチクルＴＲ２の十字マークＭ0,0〜Ｍ8,8
を設ける、すなわちテストレチクルＴＲ1とテストレチ
クルＴＲ２とを共用しても良い。
分以外の諸収差の補正動作の後に、ディストーションの
ランダム成分を補正する。まず、上述の補正に用いられ
たテストレチクルＴＲ１の代わりに、図１０（Ｂ）に示
す如きテストレチクルＴＲ２をレチクルステージＲＳＴ
上に載置する。このテストレチクルＴＲ２は、露光光を
遮光する遮光帯ＬＳＴで囲まれるパターン領域ＰＡ２内
にマトリックス状に配列された、すなわち正方格子の格
子点上に配列された複数の十字マークＭ0,0〜Ｍ8,8を有
し、テストレチクルＴＲ１と同様に、パターン領域ＰＡ
２に対して所定の間隔だけ隔離されて配置された透過性
基板が設けられている。テストレチクルＴＲ２の透過性
基板の厚み及び面形状も既知であり、この厚みも実使用
レチクルに設けられる透過性基板３の厚みと同じであ
る。なお、テストレチクルＴＲ１のパターン領域ＰＡ１
上に、テストレチクルＴＲ２の十字マークＭ0,0〜Ｍ8,8
を設ける、すなわちテストレチクルＴＲ1とテストレチ
クルＴＲ２とを共用しても良い。
【００８９】次に、図７に戻って、レチクルステージＲ
ＳＴ上のテストレチクルＴＲ２を照明系１２の露光光に
より照明する。このテストレチクルＴＲ２からの光は、
透過性基板３及び投影対物レンズＰＬを介して、レジス
ト等の感光材料が表面上に塗布されたウエハ１９上の露
光領域に達し、このウエハ１９にテストレチクルＴＲ２
の複数の十字マークＭ0,0〜Ｍ8,8の像（潜像）を形成す
る。その後、露光されたウエハ１９の現像処理を行い、
露光された複数の十字マークＭ0,0〜Ｍ8,8をパターン化
する。
ＳＴ上のテストレチクルＴＲ２を照明系１２の露光光に
より照明する。このテストレチクルＴＲ２からの光は、
透過性基板３及び投影対物レンズＰＬを介して、レジス
ト等の感光材料が表面上に塗布されたウエハ１９上の露
光領域に達し、このウエハ１９にテストレチクルＴＲ２
の複数の十字マークＭ0,0〜Ｍ8,8の像（潜像）を形成す
る。その後、露光されたウエハ１９の現像処理を行い、
露光された複数の十字マークＭ0,0〜Ｍ8,8をパターン化
する。
【００９０】ウエハ１９上の露光領域ＥＡ内においてパ
ターンされた複数の十字マークを図１０（Ｃ）に示す。
なお、図１０（Ｃ）では、投影光学系が理想光学系（無
収差の光学系）である場合の結像位置である理想結像位
置を破線の交点で表している。図１０（Ｃ）において、
レチクル１上の十字マークＭ0,0の像に対応するものが
十字パターンＰ0,0であり、レチクル１上の十字マーク
Ｍ1,0の像に対応するものが十字パターンＰ1,0であり、
レチクル１上の十字マークＭ8,8の像に対応するものが
十字パターンＰ8,8であり、以下の十字マークと十字パ
ターンとは同様に対応している。
ターンされた複数の十字マークを図１０（Ｃ）に示す。
なお、図１０（Ｃ）では、投影光学系が理想光学系（無
収差の光学系）である場合の結像位置である理想結像位
置を破線の交点で表している。図１０（Ｃ）において、
レチクル１上の十字マークＭ0,0の像に対応するものが
十字パターンＰ0,0であり、レチクル１上の十字マーク
Ｍ1,0の像に対応するものが十字パターンＰ1,0であり、
レチクル１上の十字マークＭ8,8の像に対応するものが
十字パターンＰ8,8であり、以下の十字マークと十字パ
ターンとは同様に対応している。
【００９１】その後、ウエハ１９上に形成された複数の
十字パターンＰ0,0〜Ｐ8,8のそれぞれのＸＹ座標を座標
測定機によって測定する。本例においては、複数の十字
パターンＰ0,0〜Ｐ8,8上に集光する複数の十字マークＭ
0,0〜Ｍ8,8からの光束を透過性基板３の表面形状を加工
することにより、複数の十字パターンＰ0,0〜Ｐ8,8を理
想結像位置に変位させている。以下、具体的な透過性基
板３の面形状の算出について説明する。
十字パターンＰ0,0〜Ｐ8,8のそれぞれのＸＹ座標を座標
測定機によって測定する。本例においては、複数の十字
パターンＰ0,0〜Ｐ8,8上に集光する複数の十字マークＭ
0,0〜Ｍ8,8からの光束を透過性基板３の表面形状を加工
することにより、複数の十字パターンＰ0,0〜Ｐ8,8を理
想結像位置に変位させている。以下、具体的な透過性基
板３の面形状の算出について説明する。
【００９２】図７に示した通り、透過性基板３は、投影
対物レンズＰＬとレチクル１との間の光路中に配置され
ている。この位置は、比較的に開口数（Ｎ．Ａ．）が細
い光束が通過する位置であるため、透過性基板３による
結像位置の変位を行うにあたっては、透過性基板３の表
面形状の変更により変位される光束のうち、代表的に主
光線の変位を考えれば良い。
対物レンズＰＬとレチクル１との間の光路中に配置され
ている。この位置は、比較的に開口数（Ｎ．Ａ．）が細
い光束が通過する位置であるため、透過性基板３による
結像位置の変位を行うにあたっては、透過性基板３の表
面形状の変更により変位される光束のうち、代表的に主
光線の変位を考えれば良い。
【００９３】ここで、図１０（Ｃ）に示す理想結像位置
と複数の十字パターンＰ0,0〜Ｐ8,8とのずれ量であるデ
ィストーション量をｗとし、複数の十字マークＭ0,0〜
Ｍ8,8からの主光線が透過性基板３を通過する点である
主光線通過点における透過性基板３の表面の法線の角度
変化量をθとするとき、 ｗ＝β・ＬR（ｎ−１）・θ （１６） が成立する。なお、上記角度変化量θは、加工前の基準
状態における透過性基板３の表面の法線に対するもので
あり、βは投影光学系の横倍率、ＬRはレチクル１と透
過性基板３の加工される表面との光軸方向に沿った距
離、ｎは透過性基板３の屈折率である。また、（１６）
式において、透過性基板３の加工される面は、ウエハ１
９側の面であるとしている。
と複数の十字パターンＰ0,0〜Ｐ8,8とのずれ量であるデ
ィストーション量をｗとし、複数の十字マークＭ0,0〜
Ｍ8,8からの主光線が透過性基板３を通過する点である
主光線通過点における透過性基板３の表面の法線の角度
変化量をθとするとき、 ｗ＝β・ＬR（ｎ−１）・θ （１６） が成立する。なお、上記角度変化量θは、加工前の基準
状態における透過性基板３の表面の法線に対するもので
あり、βは投影光学系の横倍率、ＬRはレチクル１と透
過性基板３の加工される表面との光軸方向に沿った距
離、ｎは透過性基板３の屈折率である。また、（１６）
式において、透過性基板３の加工される面は、ウエハ１
９側の面であるとしている。
【００９４】従って、前述の座標測定機による複数の十
字パターンＰ0,0〜Ｐ8,8の座標と、理想結像位置とのず
れ量であるディストーション量から、透過性基板３の表
面の主光線通過点における面法線を求められる。これに
より、透過性基板３の面法線は各主光線通過点において
は定まるが、透過性基板３の表面が連続的につながった
形状にならない。従って、以下の手順では、（１６）式
により求められた透過性基板３の主光線通過点における
面法線から曲面補完式を用いて連続的な表面形状として
いる。
字パターンＰ0,0〜Ｐ8,8の座標と、理想結像位置とのず
れ量であるディストーション量から、透過性基板３の表
面の主光線通過点における面法線を求められる。これに
より、透過性基板３の面法線は各主光線通過点において
は定まるが、透過性基板３の表面が連続的につながった
形状にならない。従って、以下の手順では、（１６）式
により求められた透過性基板３の主光線通過点における
面法線から曲面補完式を用いて連続的な表面形状として
いる。
【００９５】ここで、曲面補完式としては種々のものが
存在するが、本実施例に用いる曲面補完式としては、面
法線が既知であり、この面法線から主光線通過点におけ
る面の接線ベクトルを求めることができるため、点の座
標とその座標における接線ベクトルとから曲面を補完す
るクーンズ（Ｃｏｏｎｓ）の式によるものが好適であ
る。しかしながら、図１１（Ａ）に示すように、例えば
点Ｑ0と点Ｑ1との隣合う座標における接線ベクトル
θ0、θ1が共に等しい場合には、補完される曲線（曲
面）がうねってしまう問題が生じる。
存在するが、本実施例に用いる曲面補完式としては、面
法線が既知であり、この面法線から主光線通過点におけ
る面の接線ベクトルを求めることができるため、点の座
標とその座標における接線ベクトルとから曲面を補完す
るクーンズ（Ｃｏｏｎｓ）の式によるものが好適であ
る。しかしながら、図１１（Ａ）に示すように、例えば
点Ｑ0と点Ｑ1との隣合う座標における接線ベクトル
θ0、θ1が共に等しい場合には、補完される曲線（曲
面）がうねってしまう問題が生じる。
【００９６】本例において、隣合う主光線通過点を通過
する主光線によるディストーション量が等しい場合に
は、これらの隣合う主光線通過点の間においてもディス
トーション量を等しくすることが効果的である。ここ
で、図１１（Ａ）に示すように、補完される曲線（曲
面）がうねる場合には、隣合う主光線通過点の間におけ
るディストーションの量と方向とが逐次変化し、ディス
トーションのランダム成分を補正できないばかりか、測
定点の間においてディストーションのランダム成分をさ
らに発生させてしまうおそれがある。
する主光線によるディストーション量が等しい場合に
は、これらの隣合う主光線通過点の間においてもディス
トーション量を等しくすることが効果的である。ここ
で、図１１（Ａ）に示すように、補完される曲線（曲
面）がうねる場合には、隣合う主光線通過点の間におけ
るディストーションの量と方向とが逐次変化し、ディス
トーションのランダム成分を補正できないばかりか、測
定点の間においてディストーションのランダム成分をさ
らに発生させてしまうおそれがある。
【００９７】そこで、本例では、隣合う主光線通過点の
間においてもディストーション量を等しくするために、
図１１（Ｂ）に示すように、座標Ｑ0における接線ベク
トルθ0のＺ方向のベクトル成分を、Ｚ方向の高さＺ１
として座標Ｑ0の隣の座標Ｑ1に加える。これにより、隣
合う座標Ｑ0，Ｑ1の接線ベクトルが共に等しい場合にお
いても、補完される曲線はこれらの座標Ｑ0，Ｑ1間にお
いてほぼ直線となり、これらの座標Ｑ0，Ｑ1間を通過す
る主光線はほぼ等しい角度で屈折する。従って、隣合う
主光線通過点を通過する主光線によるディストーション
量が等しい場合には、これらの隣合う主光線通過点の間
においてもディストーション量を等しくすることが可能
となる。
間においてもディストーション量を等しくするために、
図１１（Ｂ）に示すように、座標Ｑ0における接線ベク
トルθ0のＺ方向のベクトル成分を、Ｚ方向の高さＺ１
として座標Ｑ0の隣の座標Ｑ1に加える。これにより、隣
合う座標Ｑ0，Ｑ1の接線ベクトルが共に等しい場合にお
いても、補完される曲線はこれらの座標Ｑ0，Ｑ1間にお
いてほぼ直線となり、これらの座標Ｑ0，Ｑ1間を通過す
る主光線はほぼ等しい角度で屈折する。従って、隣合う
主光線通過点を通過する主光線によるディストーション
量が等しい場合には、これらの隣合う主光線通過点の間
においてもディストーション量を等しくすることが可能
となる。
【００９８】次に、図１２（Ａ）乃至図１２（Ｅ）を参
照して、本例における曲面補完の手順を具体的に説明す
る。なお、図１２（Ａ）乃至図１２（Ｅ）においては、
ＸＹＺ座標系を採用している。
照して、本例における曲面補完の手順を具体的に説明す
る。なお、図１２（Ａ）乃至図１２（Ｅ）においては、
ＸＹＺ座標系を採用している。
【００９９】〔ステップ１〕まず、図１２（Ａ）に示す
如く、透過性基板３の被加工面１１０ａにＸＹＺ座標を
とる。なお、図１２（Ａ）においては、図１０（Ｂ）に
示す複数の十字マークＭ0,0〜Ｍ8,8から図１２（Ｂ）に
示す複数の十字パターンＰ0,0〜Ｐ8,8へ向かう光束の主
光線が透過性基板３を通過する主光線通過点Ｑ0，Ｑ1を
破線の交点で示している。ここで、上述の（１６）式に
て求められた各主光線通過点Ｑ0，Ｑ1における法線ベク
トルをθi,j（但し本例ではｉ＝０〜８，ｊ＝０〜８す
なわちθ0 ,0〜θ8,8と表し、各主光線通過点Ｑ0,0，Ｑ
8,8におけるＺ方向の高さをＺi,j（但し本実施例ではｉ
＝０〜８，ｊ＝０〜８，すなわちＺ0,0，Ｚ8,8）と表
す。
如く、透過性基板３の被加工面１１０ａにＸＹＺ座標を
とる。なお、図１２（Ａ）においては、図１０（Ｂ）に
示す複数の十字マークＭ0,0〜Ｍ8,8から図１２（Ｂ）に
示す複数の十字パターンＰ0,0〜Ｐ8,8へ向かう光束の主
光線が透過性基板３を通過する主光線通過点Ｑ0，Ｑ1を
破線の交点で示している。ここで、上述の（１６）式に
て求められた各主光線通過点Ｑ0，Ｑ1における法線ベク
トルをθi,j（但し本例ではｉ＝０〜８，ｊ＝０〜８す
なわちθ0 ,0〜θ8,8と表し、各主光線通過点Ｑ0,0，Ｑ
8,8におけるＺ方向の高さをＺi,j（但し本実施例ではｉ
＝０〜８，ｊ＝０〜８，すなわちＺ0,0，Ｚ8,8）と表
す。
【０１００】〔ステップ２〕次に、図１２（Ｂ）に示す
如く、主光線通過点のうちのＹ軸上の端点である主光線
通過点Ｑ0,0をＺ軸方向の基準として、Ｚ0,0＝０とす
る。
如く、主光線通過点のうちのＹ軸上の端点である主光線
通過点Ｑ0,0をＺ軸方向の基準として、Ｚ0,0＝０とす
る。
【０１０１】〔ステップ３〕主光線通過点Ｑ0,0の法線
ベクトルθ0,0に基づいて、Ｙ軸上において主光線通過
点Ｑ0,0と隣合う座標の主光線通過点Ｑ0,1におけるＺ方
向の高さＺ0,1を次式により算出する。
ベクトルθ0,0に基づいて、Ｙ軸上において主光線通過
点Ｑ0,0と隣合う座標の主光線通過点Ｑ0,1におけるＺ方
向の高さＺ0,1を次式により算出する。
【０１０２】 Ｚ0,1＝Ｚ0,j-1＋θy0,j-1（ｙ0,j−ｙ0,j-1） （１７） 但し、θy0,j：主光線通過点Ｑ0,jにおける法線ベクト
ルθ0 ,jのＹ軸方向のベクトル成分、 ｙ0,j：主光線通過点Ｑ0,jにおける主光線通過点Ｑ0,0
を原点に取ったときの座標値のＹ軸方向の成分である。
ルθ0 ,jのＹ軸方向のベクトル成分、 ｙ0,j：主光線通過点Ｑ0,jにおける主光線通過点Ｑ0,0
を原点に取ったときの座標値のＹ軸方向の成分である。
【０１０３】該ステップ３において、主光線通過点Ｑ
0,1におけるＺ方向の高さＺ0,1は、上記（１７）式に基
づいて、 Ｚ0,1＝Ｚ0,0＋θy0,0（ｙ0,1−ｙ0,0） より算出される。
0,1におけるＺ方向の高さＺ0,1は、上記（１７）式に基
づいて、 Ｚ0,1＝Ｚ0,0＋θy0,0（ｙ0,1−ｙ0,0） より算出される。
【０１０４】〔ステップ４〕上述の（１７）式に基づい
て、Ｙ軸上の主光線通過点Ｑ0,2〜Ｑ0,8について、Ｚ方
向の高さＺ0,2〜Ｚ0,8を算出する。
て、Ｙ軸上の主光線通過点Ｑ0,2〜Ｑ0,8について、Ｚ方
向の高さＺ0,2〜Ｚ0,8を算出する。
【０１０５】〔ステップ５〕主光線通過点Ｑ0,0の法線
ベクトルθ0,0に基づいて、Ｘ軸上において主光線通過
点Ｑ0,0と隣合う座標の主光線通過点Ｑ1,0におけるＺ方
向の高さＺ1,0を以下の（１８）式により算出する。
ベクトルθ0,0に基づいて、Ｘ軸上において主光線通過
点Ｑ0,0と隣合う座標の主光線通過点Ｑ1,0におけるＺ方
向の高さＺ1,0を以下の（１８）式により算出する。
【０１０６】 Ｚi,0＝Ｚi-1,0＋θxi-1,0（ｘi,0−ｘi-1,0） （１８） 但し、θxi,0：主光線通過点Ｑ1,0における法線ベクト
ルθi,0のＸ軸方向のベクトル成分、 ｘi,0：主光線通過点Ｑi,0における主光線通過点Ｑ0,0
を原点にとったときの座標値のＸ軸方向の成分、であ
る。
ルθi,0のＸ軸方向のベクトル成分、 ｘi,0：主光線通過点Ｑi,0における主光線通過点Ｑ0,0
を原点にとったときの座標値のＸ軸方向の成分、であ
る。
【０１０７】該ステップ５において、主光線通過点Ｑ
1,0におけるＺ方向の高さＺ1,0は、上記（１８）式に基
づいて、 Ｚ1,0＝Ｚ0,0＋θx0,0（ｘ1,0−ｘ0,0） より算出される。
1,0におけるＺ方向の高さＺ1,0は、上記（１８）式に基
づいて、 Ｚ1,0＝Ｚ0,0＋θx0,0（ｘ1,0−ｘ0,0） より算出される。
【０１０８】〔ステップ６〕上述の（１８）式に基づい
て、Ｘ軸上の主光線通過点Ｑ2,0〜Ｑ8,0について、Ｚ方
向の高さＺ2,0〜Ｚ8,0を算出する。
て、Ｘ軸上の主光線通過点Ｑ2,0〜Ｑ8,0について、Ｚ方
向の高さＺ2,0〜Ｚ8,0を算出する。
【０１０９】〔ステップ７〕図１２（Ｃ）に示す如く、
Ｘ軸とＹ軸とに挟まれる主光線通過点Ｑ1,1〜Ｑ8,8のう
ち、原点Ｑ0,0に近い順からそれぞれＺ方向の高さＺi,j
を以下の（１９）式に基づいて算出する。
Ｘ軸とＹ軸とに挟まれる主光線通過点Ｑ1,1〜Ｑ8,8のう
ち、原点Ｑ0,0に近い順からそれぞれＺ方向の高さＺi,j
を以下の（１９）式に基づいて算出する。
【０１１０】 Ｚi,j＝｛［Ｚi-1,j＋θxi-1,j（ｘi,j−ｘi-1,j）］+［Ｚi,j-1＋θyi,j-1 （yi,j−yi,j-1）〕｝／２ （１９） ステップ７においては、まず、原点Ｑ0,0に最も近い主
光線通過点Ｑ1,1におけるＺ方向の高さＺ1,1を求める。
このとき、主光線通過点Ｑ1,1のＺ方向の高さＺ 1,1は、
上記（１９）式に基づいて、 Ｚ1,1＝｛［Ｚ0,1＋θx0,1（ｘ1,1−ｘ0,1）］+［Ｚ1,0
＋θy1,0（y1,1−y1 ,0）〕｝／２ より算出される。ステップ７では、図１２（Ｄ）に示す
ように、主光線通過点Ｑ 1,1のＺ方向の高さＺ1,1の算出
後、主光線通過点Ｑ1,2，Ｑ2,1，Ｑ2,2…Ｑi,j…Ｑ8,8
のＺ方向の高さＺ1,2，Ｚ2,1，Ｚ2,2…Ｚi,j…Ｚ8,8を
上記（１９）式に基づいて原点Ｑ0,0に近い順から算出
する。
光線通過点Ｑ1,1におけるＺ方向の高さＺ1,1を求める。
このとき、主光線通過点Ｑ1,1のＺ方向の高さＺ 1,1は、
上記（１９）式に基づいて、 Ｚ1,1＝｛［Ｚ0,1＋θx0,1（ｘ1,1−ｘ0,1）］+［Ｚ1,0
＋θy1,0（y1,1−y1 ,0）〕｝／２ より算出される。ステップ７では、図１２（Ｄ）に示す
ように、主光線通過点Ｑ 1,1のＺ方向の高さＺ1,1の算出
後、主光線通過点Ｑ1,2，Ｑ2,1，Ｑ2,2…Ｑi,j…Ｑ8,8
のＺ方向の高さＺ1,2，Ｚ2,1，Ｚ2,2…Ｚi,j…Ｚ8,8を
上記（１９）式に基づいて原点Ｑ0,0に近い順から算出
する。
【０１１１】〔ステップ８〕上述のステップ１〜７で求
められた主光線通過点Ｑ0,0〜Ｑ8,8におけるＺ0,0〜Ｚ
8,8と、主光線通過点Ｑ0,0〜Ｑ8,8のＸＹ座標と、主光
線通過点Ｑ0,0〜Ｑ8,8での面法線ベクトルθ0,0〜θ8,8
から求められる主光線通過点Ｑ0,0〜Ｑ8,8における接線
ベクトルとに基づいて、クーンズ・パッチの手法により
曲面を張る。すなわち、クーンズ・パッチの制御点を主
光線通過点Ｑ0,0〜Ｑ8,8におけるＸＹＺ座標とし、その
接線ベクトルを主光線通過点Ｑ0,0〜Ｑ8,8での面法線ベ
クトルθ 0,0〜θ8,8から求められた接線ベクトルとす
る。
められた主光線通過点Ｑ0,0〜Ｑ8,8におけるＺ0,0〜Ｚ
8,8と、主光線通過点Ｑ0,0〜Ｑ8,8のＸＹ座標と、主光
線通過点Ｑ0,0〜Ｑ8,8での面法線ベクトルθ0,0〜θ8,8
から求められる主光線通過点Ｑ0,0〜Ｑ8,8における接線
ベクトルとに基づいて、クーンズ・パッチの手法により
曲面を張る。すなわち、クーンズ・パッチの制御点を主
光線通過点Ｑ0,0〜Ｑ8,8におけるＸＹＺ座標とし、その
接線ベクトルを主光線通過点Ｑ0,0〜Ｑ8,8での面法線ベ
クトルθ 0,0〜θ8,8から求められた接線ベクトルとす
る。
【０１１２】このステップ８におけるクーンズ・パッチ
による曲面補完により、例えば図１２（Ｅ）に示すよう
な曲面を得ることができる。なお、上述のステップ１〜
ステップ８では、ステップ３〜ステップ６で求められる
ＸＹ方向の基準線をＸ軸及びＹ軸上としているが、この
ＸＹ方向の墓準線が光軸を通るように設定しても良い。
このときには、上述のステップ６とステップ７との間に
以下のステップＡを実行すれば良い。 〔ステップＡ〕光軸が通過する点でのＺ方向の高さを０
とするように、上述のステップ３乃至ステップ６にて算
出されたＹ軸上及びＸ軸上の主光線通過点におけるＺ方
向の高さにＺ方向のオフセットをのせる。
による曲面補完により、例えば図１２（Ｅ）に示すよう
な曲面を得ることができる。なお、上述のステップ１〜
ステップ８では、ステップ３〜ステップ６で求められる
ＸＹ方向の基準線をＸ軸及びＹ軸上としているが、この
ＸＹ方向の墓準線が光軸を通るように設定しても良い。
このときには、上述のステップ６とステップ７との間に
以下のステップＡを実行すれば良い。 〔ステップＡ〕光軸が通過する点でのＺ方向の高さを０
とするように、上述のステップ３乃至ステップ６にて算
出されたＹ軸上及びＸ軸上の主光線通過点におけるＺ方
向の高さにＺ方向のオフセットをのせる。
【０１１３】また、ディストーションの測定点、すなわ
ちテストレチクル上のマークが正方格子の格子点上に配
列されていない場合には、各測定点の中間点にあたる正
方格子の格子点でのＺ方向の高さ及び面法線ベクトルを
内挿する。具体的には、Ｚ方向の高さ及び面法線ベクト
ルを求めるべき正方格子の格子点を囲むディストーショ
ンの測定点におけるＺ方向の高さ及び面法線ベクトル
に、ディストーションの測定点から正方格子の格子点ま
での距離をウエイト化して乗じれば良い。
ちテストレチクル上のマークが正方格子の格子点上に配
列されていない場合には、各測定点の中間点にあたる正
方格子の格子点でのＺ方向の高さ及び面法線ベクトルを
内挿する。具体的には、Ｚ方向の高さ及び面法線ベクト
ルを求めるべき正方格子の格子点を囲むディストーショ
ンの測定点におけるＺ方向の高さ及び面法線ベクトル
に、ディストーションの測定点から正方格子の格子点ま
での距離をウエイト化して乗じれば良い。
【０１１４】なお、上述のステップ１〜ステップ８にお
いては、ディストーションの測定点の内側の情報のみを
使用しているが、より被加工部材としての透過性基板３
の表面形状をより滑らかにするためには、ディストーシ
ョンの測定点に対応する主光線通過点のうち最も外側
（光軸から離れる側）の主光線通過点の外側に格子点を
とり、この格子点におけるＺ方向の高さ及び面法線ベク
トルを、最も外側の主光線通過点におけるＺ方向の高さ
及び面法線ベクトルから外挿すれば良い。また、測定時
に使用されるテストレチクルＴＲ２の透過性基板の面形
状が理想的なものであれば、上述のように測定されたデ
ィストーション量を補正するための面形状を実使用レチ
クルの透過性基板３へ与えれば良い。但し、テストレチ
クルＴＲ２の透過性基板の面形状が理想的ではない場合
には、テストレチクルＴＲ２の透過性基板の面形状誤差
に起因するディストーションがオフセットとして測定さ
れたディストーション量に加わる。従って、テストレチ
クルＴＲ２の透過性基板の面形状誤差を既知のものと
し、測定されたディストーションからテストレチクルＴ
Ｒ２の透過性基板の面形状誤差によるディストーション
を減じることが好ましい。
いては、ディストーションの測定点の内側の情報のみを
使用しているが、より被加工部材としての透過性基板３
の表面形状をより滑らかにするためには、ディストーシ
ョンの測定点に対応する主光線通過点のうち最も外側
（光軸から離れる側）の主光線通過点の外側に格子点を
とり、この格子点におけるＺ方向の高さ及び面法線ベク
トルを、最も外側の主光線通過点におけるＺ方向の高さ
及び面法線ベクトルから外挿すれば良い。また、測定時
に使用されるテストレチクルＴＲ２の透過性基板の面形
状が理想的なものであれば、上述のように測定されたデ
ィストーション量を補正するための面形状を実使用レチ
クルの透過性基板３へ与えれば良い。但し、テストレチ
クルＴＲ２の透過性基板の面形状が理想的ではない場合
には、テストレチクルＴＲ２の透過性基板の面形状誤差
に起因するディストーションがオフセットとして測定さ
れたディストーション量に加わる。従って、テストレチ
クルＴＲ２の透過性基板の面形状誤差を既知のものと
し、測定されたディストーションからテストレチクルＴ
Ｒ２の透過性基板の面形状誤差によるディストーション
を減じることが好ましい。
【０１１５】次に、図７に示す投影光学装置から透過性
基板３を有するレチクル１を取り外し、ステップ１〜ス
テップ８により求められた透過性基板３の面形状データ
に基づいて、取り外された透過性基板３の表面形状の加
工を行う。ここで、本実斑例における透過性基板３は、
ディストーションのランダム成分を補正するために、そ
の表面形状がランダムで不規則にうねった形状となる。
従って、本実施例では、図１３に示す如き研磨装置を用
いる。なお、図１３においてはＸＺ座標系を採用してい
る。
基板３を有するレチクル１を取り外し、ステップ１〜ス
テップ８により求められた透過性基板３の面形状データ
に基づいて、取り外された透過性基板３の表面形状の加
工を行う。ここで、本実斑例における透過性基板３は、
ディストーションのランダム成分を補正するために、そ
の表面形状がランダムで不規則にうねった形状となる。
従って、本実施例では、図１３に示す如き研磨装置を用
いる。なお、図１３においてはＸＺ座標系を採用してい
る。
【０１１６】図１３において、透過性基板３は、ＸＹ方
向に移動可能なステージ１２１上に載置されており、そ
の端部がステージ１２１上のピン１２１ａに当接してい
る。また、ステージ１２１をＸＹ方向に沿って移動させ
る駆動部１２２は、制御部１２０によって制御されてい
る。駆動部１２２によるステージ１２１の移動の際にお
いてそのＸＹ方向における位置を検出するために、エン
コーダ、干渉計等からなる検出部１３０がステージ１２
１に設けられている。この検出部１３０による検出信号
は制御部１２０へ伝達される。
向に移動可能なステージ１２１上に載置されており、そ
の端部がステージ１２１上のピン１２１ａに当接してい
る。また、ステージ１２１をＸＹ方向に沿って移動させ
る駆動部１２２は、制御部１２０によって制御されてい
る。駆動部１２２によるステージ１２１の移動の際にお
いてそのＸＹ方向における位置を検出するために、エン
コーダ、干渉計等からなる検出部１３０がステージ１２
１に設けられている。この検出部１３０による検出信号
は制御部１２０へ伝達される。
【０１１７】また、研磨皿１２３は，保持部１２４を介
して回転軸１２５の一端に取り付けられており、図中Ｚ
方向を軸として回転可能である。この回転軸１２５の他
端には、制御部１２０によって制御されるモータ１２６
が取り付けられている。回転軸１２５を回転自在に支持
する軸受１２７は、図示なき本体に固設されている支持
部１２８に対してＺ方向に移動可能に設けられている。
この支持部１２０には、制御部１２０により制御される
モータ１２９が取り付けられており、このモータの作用
によって軸受１２７がＺ方向に沿って移動し、ひいては
研磨皿１２３がＺ方向に沿って移動する。なお、研磨皿
１２３を保持する保持部１２４には、研磨皿１２３と透
過性基板３との接触圧を検出するためのセンサ（不図
示）が設けられており、このセンサからの出力は制御部
１２０へ伝達される。
して回転軸１２５の一端に取り付けられており、図中Ｚ
方向を軸として回転可能である。この回転軸１２５の他
端には、制御部１２０によって制御されるモータ１２６
が取り付けられている。回転軸１２５を回転自在に支持
する軸受１２７は、図示なき本体に固設されている支持
部１２８に対してＺ方向に移動可能に設けられている。
この支持部１２０には、制御部１２０により制御される
モータ１２９が取り付けられており、このモータの作用
によって軸受１２７がＺ方向に沿って移動し、ひいては
研磨皿１２３がＺ方向に沿って移動する。なお、研磨皿
１２３を保持する保持部１２４には、研磨皿１２３と透
過性基板３との接触圧を検出するためのセンサ（不図
示）が設けられており、このセンサからの出力は制御部
１２０へ伝達される。
【０１１８】次に、図１３の研磨装置の動作の説明を簡
単にすると、まず、上述のステップ１〜ステップ８によ
り求められた面形状データを制御部１２０へ入力する。
その後、制御部１２０は、研磨皿１２３を回転させつ
つ、駆動部１２２を介してステージ１２１をＸＹ方向に
沿って移動させる。すなわち、研磨皿１２３が透過性基
板３の被加工面１１０ａをＸＹ方向に沿ってなぞるよう
に移動する。このとき、透過性基板３の被加工面１１０
ａにおける研磨量は、該被加工面１１０ａと研磨皿１２
３との接触圧、研磨皿１２３の滞留時間で決定される。
単にすると、まず、上述のステップ１〜ステップ８によ
り求められた面形状データを制御部１２０へ入力する。
その後、制御部１２０は、研磨皿１２３を回転させつ
つ、駆動部１２２を介してステージ１２１をＸＹ方向に
沿って移動させる。すなわち、研磨皿１２３が透過性基
板３の被加工面１１０ａをＸＹ方向に沿ってなぞるよう
に移動する。このとき、透過性基板３の被加工面１１０
ａにおける研磨量は、該被加工面１１０ａと研磨皿１２
３との接触圧、研磨皿１２３の滞留時間で決定される。
【０１１９】その後、図１３の研磨装置により加工され
た透過性基板３に対して反射防止膜を蒸着し、図７の投
影光学装置のレチクルステージＲＳＴ上に加工された透
過性基板３を有するレチクル１を載置する。尚、図１３
の研磨装置においては、研磨皿１２３はＸＹ方向におい
て固定されているが、ステージ１２１をＸＹ方向へ移動
させる代わりにこの研磨皿１２３を移動させても良い。
なお、上記ではディストーションのランダム成分の補正
について説明したが、この手法は、ディストーションの
ランダム成分の補正には限られず、非対称収差の補正に
ついて適用できる。また、上述の例ではテストレチクル
ＴＲ１，ＴＲ２に透過性基板を設けたが、この透過性基
板を省いても良い。この場合、後述の図１５（Ａ），
（Ｂ）に示す実施例のように、実使用レチクルに設けら
れる透過性基板３の厚みにより発生する収差を補正する
ために、テストレチクルＴＲ１，ＴＲ２のパターン形成
領域ＰＡ１，ＰＡ２の光軸方向の位置を基準面から変位
させることが望ましい。なお、テストレチクルＴＲ１，
ＴＲ２のパターン形成領域ＰＡ１，ＰＡ２の光軸方向の
位置を変位させる代わりに、投影光学系を構成する一部
の光学部材の位置・姿勢を変更しても良い。
た透過性基板３に対して反射防止膜を蒸着し、図７の投
影光学装置のレチクルステージＲＳＴ上に加工された透
過性基板３を有するレチクル１を載置する。尚、図１３
の研磨装置においては、研磨皿１２３はＸＹ方向におい
て固定されているが、ステージ１２１をＸＹ方向へ移動
させる代わりにこの研磨皿１２３を移動させても良い。
なお、上記ではディストーションのランダム成分の補正
について説明したが、この手法は、ディストーションの
ランダム成分の補正には限られず、非対称収差の補正に
ついて適用できる。また、上述の例ではテストレチクル
ＴＲ１，ＴＲ２に透過性基板を設けたが、この透過性基
板を省いても良い。この場合、後述の図１５（Ａ），
（Ｂ）に示す実施例のように、実使用レチクルに設けら
れる透過性基板３の厚みにより発生する収差を補正する
ために、テストレチクルＴＲ１，ＴＲ２のパターン形成
領域ＰＡ１，ＰＡ２の光軸方向の位置を基準面から変位
させることが望ましい。なお、テストレチクルＴＲ１，
ＴＲ２のパターン形成領域ＰＡ１，ＰＡ２の光軸方向の
位置を変位させる代わりに、投影光学系を構成する一部
の光学部材の位置・姿勢を変更しても良い。
【０１２０】以上は、レチクル（マスク）と投影光学系
とを組み合せた状態でディストーションを補正するよう
に透過性基板３の表面加工を行う場合について説明し
た。次に、レチクル（マスク）単独でディストーション
を補正するように表面加工を行う場合について説明す
る。
とを組み合せた状態でディストーションを補正するよう
に透過性基板３の表面加工を行う場合について説明し
た。次に、レチクル（マスク）単独でディストーション
を補正するように表面加工を行う場合について説明す
る。
【０１２１】[（Ｂ）レチクル（マスク）単独でディス
トーションを補正する手順]まず、図１０（Ｂ）に示す
テストレチクルＴＲ２の十字マークＭ0,0〜Ｍ8,8のそれ
ぞれのＸＹ座標を座標測定器で測定する。次に、透過性
基板３を介した状態で得られる複数の十字パターンＰ
0,0〜Ｐ8,8のそれぞれのＸＹ座標を座標測定機によって
測定する。そして、上述の手順に従って透過性基板３の
表面形状を加工することにより、複数の十字パターンＰ
0,0〜Ｐ8,8を理想位置に変位させる。なお、テストレチ
クルが図１０（Ａ）のようなパターンを有する場合は、
パターンのどの位置を測定するかを決定することは一般
に困難である。そこで、このような場合には、上述した
テストレチクル上のマークが正方格子の格子点上に配列
されていない場合に内挿する手順に従って各パターン位
置を求めることが望ましい。なお、上記ではテストレチ
クルＴＲ２のパターン位置誤差を補正したが、この手法
は実使用レチクルにも適用できる。
トーションを補正する手順]まず、図１０（Ｂ）に示す
テストレチクルＴＲ２の十字マークＭ0,0〜Ｍ8,8のそれ
ぞれのＸＹ座標を座標測定器で測定する。次に、透過性
基板３を介した状態で得られる複数の十字パターンＰ
0,0〜Ｐ8,8のそれぞれのＸＹ座標を座標測定機によって
測定する。そして、上述の手順に従って透過性基板３の
表面形状を加工することにより、複数の十字パターンＰ
0,0〜Ｐ8,8を理想位置に変位させる。なお、テストレチ
クルが図１０（Ａ）のようなパターンを有する場合は、
パターンのどの位置を測定するかを決定することは一般
に困難である。そこで、このような場合には、上述した
テストレチクル上のマークが正方格子の格子点上に配列
されていない場合に内挿する手順に従って各パターン位
置を求めることが望ましい。なお、上記ではテストレチ
クルＴＲ２のパターン位置誤差を補正したが、この手法
は実使用レチクルにも適用できる。
【０１２２】（第３実施形態）図１４（Ａ）〜（Ｃ）に
基づいて、本発明の第３実施形態について説明する。な
お、図１４（Ａ）〜（Ｃ）においては、フォトマスクの
パターン形成面側に該形成面から所定距離だけ離間配置
される透過性基板３のみを図示している。ここで、透過
性基板３のフォトマスクへの支持方法としては、上述の
第１及び第２実施形態の手法を用いることができる。フ
ォトマスクが有する透過性基板３の両面がほぼ平面の場
合は、両面の互いになす角度をθとすれば、 λ／４ｎ≦θ （２２） を満足すると等厚干渉縞が少なくなる。ここで、λは面
の平面度の測定時に用いる光の波長、ｎは上記波長にお
ける該透過性基板３の屈折率をそれぞれ表している。
基づいて、本発明の第３実施形態について説明する。な
お、図１４（Ａ）〜（Ｃ）においては、フォトマスクの
パターン形成面側に該形成面から所定距離だけ離間配置
される透過性基板３のみを図示している。ここで、透過
性基板３のフォトマスクへの支持方法としては、上述の
第１及び第２実施形態の手法を用いることができる。フ
ォトマスクが有する透過性基板３の両面がほぼ平面の場
合は、両面の互いになす角度をθとすれば、 λ／４ｎ≦θ （２２） を満足すると等厚干渉縞が少なくなる。ここで、λは面
の平面度の測定時に用いる光の波長、ｎは上記波長にお
ける該透過性基板３の屈折率をそれぞれ表している。
【０１２３】このことを図１４（Ａ）を用いて説明す
る。図１４（Ａ）において、Ｘ＝０で暗線であったと
き、Ｘ＝ＸｍのときのＸが０からＸｍまでの縞本数ｍ
は、次式で示される。 ｍ・λ＝２ｎ・ｈm＝２ｎ・Ｘｍ・θ （２３） ここで、縞のピッチが多くなると、干渉縞の間隔が密に
なり次第に観測できなくなる。人間の肉眼の分解能を考
慮すると、観測できなくなる縞のピッチは１本／２ｍｍ
以上であろうと考えられる。これより、 ｍ／Ｘｍ＝２θ・ｎ／λ（ｍｍ）≧１／２（本／ｍｍ） となる。従って、 λ／４ｎ≦θ （２２） が等厚干渉縞を観測出来なくなる条件となる。
る。図１４（Ａ）において、Ｘ＝０で暗線であったと
き、Ｘ＝ＸｍのときのＸが０からＸｍまでの縞本数ｍ
は、次式で示される。 ｍ・λ＝２ｎ・ｈm＝２ｎ・Ｘｍ・θ （２３） ここで、縞のピッチが多くなると、干渉縞の間隔が密に
なり次第に観測できなくなる。人間の肉眼の分解能を考
慮すると、観測できなくなる縞のピッチは１本／２ｍｍ
以上であろうと考えられる。これより、 ｍ／Ｘｍ＝２θ・ｎ／λ（ｍｍ）≧１／２（本／ｍｍ） となる。従って、 λ／４ｎ≦θ （２２） が等厚干渉縞を観測出来なくなる条件となる。
【０１２４】ここで、平面度測定用の光は可視光である
必要はない。しかし、実用性を考えると、λの下限値
は、 λ＝３６０ｎｍ と考えられる。また、２００ｎｍ以下の露光光で透過率
が確保でき、屈折率が高い材料としては、例えばＢａＦ
2が知られている。ＢａＦ2の３６０ｎｍでの屈折率は、
バラツキも考慮すると、 ｎ（ＢａＦ2，３６０ｎｍ）≦１．５０ である。よって、 となる。このことから、上述の条件式（２０）の下限値
は１２．４″であることが望ましい。
必要はない。しかし、実用性を考えると、λの下限値
は、 λ＝３６０ｎｍ と考えられる。また、２００ｎｍ以下の露光光で透過率
が確保でき、屈折率が高い材料としては、例えばＢａＦ
2が知られている。ＢａＦ2の３６０ｎｍでの屈折率は、
バラツキも考慮すると、 ｎ（ＢａＦ2，３６０ｎｍ）≦１．５０ である。よって、 となる。このことから、上述の条件式（２０）の下限値
は１２．４″であることが望ましい。
【０１２５】図１４（Ｂ），（Ｃ）は第３実施形態にか
かるフォトマスクが有する透過性基板３に傾斜がついて
いる様子を示している。透過性基板３の材料は石英であ
り、厚さは０．１ｍｍである。また、傾斜の規格は、 ２５″≦θ≦１′ （２４） となっている。面精度の測定波長が６３３ｎｍの場合、
透過性基板３の波長λ＝６３３ｎｍにおける屈折率ｎは
１．４５７１である。従って、 となる。このため、本実施形態における規格（２４）は
条件式（２０）を満足していることがわかる。
かるフォトマスクが有する透過性基板３に傾斜がついて
いる様子を示している。透過性基板３の材料は石英であ
り、厚さは０．１ｍｍである。また、傾斜の規格は、 ２５″≦θ≦１′ （２４） となっている。面精度の測定波長が６３３ｎｍの場合、
透過性基板３の波長λ＝６３３ｎｍにおける屈折率ｎは
１．４５７１である。従って、 となる。このため、本実施形態における規格（２４）は
条件式（２０）を満足していることがわかる。
【０１２６】また、透過性基板３は両面とも反射防止コ
ート層を有しており、フォトマスク側、投影レンズ側の
面とも基板からＬａＦ3／ＭｇＦ2の２層膜で構成されて
いる。
ート層を有しており、フォトマスク側、投影レンズ側の
面とも基板からＬａＦ3／ＭｇＦ2の２層膜で構成されて
いる。
【０１２７】（第４実施形態）図１４（Ｄ），（Ｅ）
は、第４実施形態にかかるフォトマスクが有する透過性
基板３の構成を示す図である。なお、図１４（Ｄ），
（Ｅ）においては透過性基板３のみを図示しており、フ
ォトマスク及び保持フレームは図示省略している。な
お、透過性基板３のフォトマスクへの支持方法として
は、上述の第１及び第２実施形態の手法を用いることが
できる。第４実施形態の透過性基板３にも傾斜が施され
ている。この透過性基板３の材料は螢石であり、厚さは
０．３ｍｍである。この透過性基板の傾斜規格は、 ３０″≦θ≦１′ （２５） である。
は、第４実施形態にかかるフォトマスクが有する透過性
基板３の構成を示す図である。なお、図１４（Ｄ），
（Ｅ）においては透過性基板３のみを図示しており、フ
ォトマスク及び保持フレームは図示省略している。な
お、透過性基板３のフォトマスクへの支持方法として
は、上述の第１及び第２実施形態の手法を用いることが
できる。第４実施形態の透過性基板３にも傾斜が施され
ている。この透過性基板３の材料は螢石であり、厚さは
０．３ｍｍである。この透過性基板の傾斜規格は、 ３０″≦θ≦１′ （２５） である。
【０１２８】面精度の測定波長が５５０ｎｍの場合、透
過性基板３（螢石）のλ＝５５０ｎｍにおける屈折率ｎ
は１．４３４９である。従って、 となる。このため、本実施形態における規格（２５）は
条件式（２０）を満足していることがわかる。また、透
過性基板３は両面とも反射防止コート層を有しており、
フォトマスク側、投影レンズ側の面とも基板からＭｇＦ
2／ＬａＦ3／ＭｇＦ2／ＬａＦ3／ＭｇＦ2の５層膜で構
成されている。なお、反射防止コート層の層数は２層や
５層の多層膜には限られず、単層膜であっても良い。
過性基板３（螢石）のλ＝５５０ｎｍにおける屈折率ｎ
は１．４３４９である。従って、 となる。このため、本実施形態における規格（２５）は
条件式（２０）を満足していることがわかる。また、透
過性基板３は両面とも反射防止コート層を有しており、
フォトマスク側、投影レンズ側の面とも基板からＭｇＦ
2／ＬａＦ3／ＭｇＦ2／ＬａＦ3／ＭｇＦ2の５層膜で構
成されている。なお、反射防止コート層の層数は２層や
５層の多層膜には限られず、単層膜であっても良い。
【０１２９】（第５実施形態）次に、図１４（Ｆ）を参
照して、フォトマスクが有する透過性基板３の面が曲率
を有している第５実施形態について説明する。図１４
（Ｆ）に示すように、透過性基板３の上面が曲率φを有
している場合を考える。ここで、上面で凸の曲率を正の
曲率とする。緩やかな曲率を仮定しているので、図１４
（Ｆ）において、球と、下面に平行な接平面との交点か
らの距離をｘとすれば、ｈは従来より知られている次の
ニュートンリングの式で近似することができる。 ｈ＝−ｘ2φ／２ （２６） ここで、この透過性基板３において、干渉縞が観察でき
る可能性があり、面に傾斜が必要となるのは、第３実施
形態において上述したように、ｘ＝２ｍｍにおいて、 λ≧２ｎｈ （２７） である。ただし、ｎは測定波長λ中での透過性基板３の
屈折率である。式（２６）でｘ＝２ｍｍとして式（２
７）に代入すれば、 φ≧−λ／（４ｎ） （２８） となる。
照して、フォトマスクが有する透過性基板３の面が曲率
を有している第５実施形態について説明する。図１４
（Ｆ）に示すように、透過性基板３の上面が曲率φを有
している場合を考える。ここで、上面で凸の曲率を正の
曲率とする。緩やかな曲率を仮定しているので、図１４
（Ｆ）において、球と、下面に平行な接平面との交点か
らの距離をｘとすれば、ｈは従来より知られている次の
ニュートンリングの式で近似することができる。 ｈ＝−ｘ2φ／２ （２６） ここで、この透過性基板３において、干渉縞が観察でき
る可能性があり、面に傾斜が必要となるのは、第３実施
形態において上述したように、ｘ＝２ｍｍにおいて、 λ≧２ｎｈ （２７） である。ただし、ｎは測定波長λ中での透過性基板３の
屈折率である。式（２６）でｘ＝２ｍｍとして式（２
７）に代入すれば、 φ≧−λ／（４ｎ） （２８） となる。
【０１３０】また、逆に透過性基板３の上面に凸の曲率
φがついている場合も上述と同様の議論が成立し、式
（２８）と合わせて、 −λ／（４ｎ）≦φ≦λ／４ （２９） となる。なお、ここでは透過性基板３の上面に曲率があ
る場合を仮定したが、下面が曲率を有していても良い。
要するに、透過性基板３の上面と下面とのパワーの差が
重要となる。上面のパワーをφ１、下面のパワーをφ２
とすると（凸面の場合φ＞０）、式（２９）は次のよう
に一般化される。 −λ／（４ｎ）≦φ１＋φ２≦λ／４ （３０） 式（３０）の下限値と上限値とを定める場合、波長λを
可視光とすれば、λ≦８００ｎｍとなる。また、２００
ｎｍ以下の波長で透過率を確保でき、かつ低屈折率の材
料としてＬｉＦが知られ、その屈折率はｎ≧１．３８８
である。従って、式（３０）は、 −１／６９４０≦φ１＋φ２≦１／５０００（単位：１／ｍｍ） （２１） となる。
φがついている場合も上述と同様の議論が成立し、式
（２８）と合わせて、 −λ／（４ｎ）≦φ≦λ／４ （２９） となる。なお、ここでは透過性基板３の上面に曲率があ
る場合を仮定したが、下面が曲率を有していても良い。
要するに、透過性基板３の上面と下面とのパワーの差が
重要となる。上面のパワーをφ１、下面のパワーをφ２
とすると（凸面の場合φ＞０）、式（２９）は次のよう
に一般化される。 −λ／（４ｎ）≦φ１＋φ２≦λ／４ （３０） 式（３０）の下限値と上限値とを定める場合、波長λを
可視光とすれば、λ≦８００ｎｍとなる。また、２００
ｎｍ以下の波長で透過率を確保でき、かつ低屈折率の材
料としてＬｉＦが知られ、その屈折率はｎ≧１．３８８
である。従って、式（３０）は、 −１／６９４０≦φ１＋φ２≦１／５０００（単位：１／ｍｍ） （２１） となる。
【０１３１】（第６実施形態）次に、図１５（Ａ），
（Ｂ）を参照して、本発明の第６実施形態について説明
する。上記図７に示した実施形態では、透過性基板３の
厚みによって発生する収差を補正するために、投影光学
系を厚い透過性基板３を含めて収差補正し、透過性基板
３の製造誤差に起因する収差変動を投影光学系を構成す
る光学部材の一部の位置・姿勢を調整していた。以下に
説明する第６実施形態では、投影光学系とマスク１との
距離を変更することによって、透過性基板３の製造誤差
に起因する収差変動を補正する。図１５（Ａ），（Ｂ）
は、第６実施形態のマスク１の側面図である。なお、第
６実施形態において、透過性基板３のマスク１への支持
方法としては、上述の第１及び第２実施形態の手法を用
いることができる。図１５（Ａ）に示すフォトマスク１
は、原板パターンが形成されるパターン領域１Ｐと、投
影露光装置のレチクルステージと接触する部分（レチク
ルステージによる吸着領域）に設けられた切り欠き面Ｋ
とを有する。フォトマスク１の下面（パターン領域１Ｐ
側の面）におけるパターン領域１Ｐを囲む位置には、矩
形の枠状の保持フレーム２が設けられている。そして、
保持フレーム２によって、透過性基板３が固定されてい
る。なお、保持フレーム２及び透過性基板３の材質は上
記実施形態と同じものを使用でき、保持フレーム２のフ
ォトマスク１への取り付け手法及び透過性基板３の保持
フレーム２への取り付け手法は、上記第１及び第２実施
形態と同様な手法を用いることができる。図１５（Ａ）
のフォトマスク１の切り欠き面Ｋとパターン領域１Ｐと
の段差（パターン形成面の法線方向の距離）ΔＧによっ
て、パターン領域１Ｐは、レチクルステージによって定
められるマスク基準面よりも下側（投影光学系側（ウエ
ハ側））に設定される。この段差ΔＧの決定手法につい
て以下に説明する。透過性基板３の厚みｈが変動する
と、パターン形成面１Ｐと投影光学系との間の光路長が
変化する。ここで、パターン形成面１Ｐから投影光学系
までの光路における波面は、何も収差が発生していな
い。従って、パターン形成面１Ｐから投影光学系までの
光路長を一定に維持すれば、投影光学系へ入射する波面
の状態は変わらず、投影光学系の収差は変動しない。本
実施形態では、段差ΔＧを設けることにより、パターン
形成面１Ｐと投影光学系との距離を変化させ、透過性基
板３の厚みｈの変動による光路長変化を補償して収差変
動を防いでいる。図１５（Ａ）の例では、投影光学系が
透過性基板３が存在しない状態（すなわちｈ＝０）で収
差補正されている場合に対応するものであり、透過性基
板３の厚みｈに起因する光路長の増加分を相殺するため
に、パターン面１Ｐの投影光学系に対する距離をΔＧだ
け狭めている。ここで、パターン形成面１Ｐと投影光学
系との間の光路中の雰囲気の露光波長における屈折率を
ｎ0とし、透過性基板３の露光波長での屈折率をｎとす
ると、 ΔＧ＝（ｎ0・ｈ）−（ｎ・ｈ） となる。上記図１５（Ａ）の例では、透過性基板３の厚
みｈが０である場合を想定して投影光学系が収差補正さ
れているとき、またはパターン形成面１Ｐと投影光学系
との間隔が設定されているときを考えたが、図１５
（Ｂ）の例は、透過性基板３の厚みｈが所定値である場
合を想定して、投影光学系が収差補正されているとき、
またはパターン形成面１Ｐと投影光学系との間隔が設定
されているときの例である。図１５（Ｂ）の例では、透
過性基板３の厚みｈが０．５ｍｍである場合に、投影光
学系が収差補正されている、或いはパターン形成面１Ｐ
と投影光学系との間隔が設定されているときを前提とし
ている。図１５（Ｂ）の例において、透過性基板３の厚
みｈが０．５ｍｍよりも薄くなっているため、フォトマ
スク１の投影露光装置のレチクルステージと接触する部
分（レチクルステージによる吸着領域）に出っ張りＤを
設けている。この出っ張りＤの段差（パターン形成面の
法線方向におけるステージ接触部分とパターン形成面と
の間の距離）ΔＧは、透過性基板３の厚み基準値０．５
ｍｍからの変動量をΔｈとするとき、 ΔＧ＝（ｎ0・Δｈ）−（ｎ・Δｈ） となる。なお、図１５（Ｂ）の例では、出っ張りＤをフ
ォトマスク１と一体に設けたが、一体の部材である必要
はなく、別部材のスペーサであっても良い。ここで、フ
ォトマスク１のレチクルステージへの吸着（真空吸着、
静電吸着等）を考慮すると、別部材のスペーサは接着や
オプティカルコンタクトの手法によりフォトマスクに固
定されていることが好ましい。 （第７実施形態）図１５（Ａ），（Ｂ）に示した第６実
施形態では、フォトマスク１に切り欠きＫや出っ張りＤ
を設けることによって、フォトマスク１のパターン形成
面１Ｐと投影光学系との光路長を一定に保つようにした
が、フォトマスク１を支持するレチクルステージに、パ
ターン形成面１Ｐと投影光学系との間隔を変更する機構
を設けることによっても上記光路長を一定に維持でき
る。図１６は、第７実施形態にかかる投影露光装置の構
成を示す図であり、図７と同様の機能を有する部材には
同じ符号を付してある。なお、以下においては、説明を
簡単にするために、図７と同じ構成についての説明は省
略する。図１６の投影露光装置において、図７の構成と
異なる部分は、フォトマスク１を支持するレチクルステ
ージＲＳＴに、フォトマスク１のＺ方向の位置を調整可
能とするためのレチクルステージ上下機構部Ｍを設けた
点である。図７の投影露光装置では、フォトマスク１の
透過性基板３の厚さ変動に起因する収差量の変動を投影
光学系ＰＬ中の一部の光学部材の位置・姿勢を調整する
ことにより補正していたが、図１６の例では、フォトマ
スク１のパターン形成面１Ｐと投影光学系ＰＬとの間隔
を調整することにより補正している。図１６において、
主制御系２４は、レチクルローダ１３を介してレチクル
ステージＲＳＴ上のフォトマスク１を交換する毎に、記
憶装置２５内の露光データファイルより、これから露光
するフォトマスク１のパターン面１Ｐ上に配置された防
塵用の透過性基板３の厚さｈに関する情報を読み出し、
この厚さｈによる投影光学系ＰＬの収差の変化量を相殺
するためのレチクルステージ上下機構部Ｍの駆動量を求
め、この駆動量の情報をレチクルステージ上下機構部Ｍ
へ送出する。これにより、フォトマスク１のパターン形
成面１Ｐと投影光学系ＰＬとの間隔が調整されて、理想
的な結像特性が維持される。なお、レチクルステージ上
下機構部Ｍの駆動量は、上述の第６実施形態と同様に算
出することができる。なお、図１６の例において、記憶
装置２５内の露光データファイルに、透過性基板３の厚
さｈに関する情報だけではなく、透過性基板３の例えば
曲率や傾き等の面形状に関する情報を記憶させておき、
この面形状に関する情報も利用しても良い。この場合、
主制御系２４は、透過性基板３の面形状による投影光学
系ＰＬの収差の変化量を相殺するための投影光学系ＰＬ
中の一部の光学部材（例えばレンズ１６，１７）の位置
及び姿勢の変更量を求め、この変更量の情報を当該光学
部材を駆動する駆動機構（例えば１８Ａ）へ送出する。
これにより、当該光学部材の位置・姿勢が調整されて投
影光学系ＰＬの理想的な結像特性が維持される。さて、
上述の実施形態図７、図１６では、光源として波長１５
７ｎｍＦ2レーザを使用したが、光源としては、波長１
９３ｎｍの光を供給するＡｒＦエキシマレーザ、波長１
４６ｎｍの光を供給するＫｒ2レーザ、波長１３４ｎｍ
の光を供給するＫｒＡｒレーザ、波長１２６ｎｍの光を
供給するＡｒ2レーザ等の２００ｎｍ以下の露光光を供
給するものを用いることができる。また、投影光学系Ｐ
Ｌの倍率は、縮小倍率のみならず、等倍及び拡大倍率の
いずれでも良い。 （第８実施形態）図１７（Ａ），（Ｂ）は、第８実施形
態のフォトマスクの側面図であり、図１７では図１及び
図２と同様の座標系を採用している。図１７（Ａ）にお
いて、フォトマスク１のパターン面１Ｐの外側には、Ｘ
Ｙ平面において矩形枠状の外形を有する保持フレーム２
が取り付けられており、この保持フレーム２の−Ｚ方向
の端面（保持フレーム２のパターン面１Ｐと反対側の端
面）には、露光ビームに対して透過性を有する透過性基
板３が取り付けられている。図１７（Ｂ）において、パ
ターン面１Ｐと平行な面を基準面Ｌとすると、透過性基
板３の基準面Ｌとなす角度εは１°以内であることが好
ましい。ここで、角度εが１°を越える場合には、この
透過性基板３から偏心コマ収差が発生するため好ましく
ない。なお、上記実施例のように、露光波長として２０
０ｎｍ以下の光を用いる場合には、パターン像の線幅が
細くなるため許容される偏心コマ収差量も小さくなる。
従って、このような場合、角度εは５′以内であること
が好ましい。さらに、透過性基板３の取り付けの角度誤
差εを他のバジェットに振り分けられないことを想定す
ると、角度εは１′以内であることが好ましい。上記の
角度誤差εは、像面での偏心コマ収差量をΔＹ、投影光
学系の像側開口数をＮＡ、像面上での瞳近軸光線の入射
高を１で規格化したときの該瞳近軸光線の透過性基板３
での入射高をｈｐ、投影光学系の投影倍率をα、透過性
基板３の露光波長での屈折率をＮ、透過性基板３の軸上
厚をｄとするとき、以下の式（３１）で表される。
（Ｂ）を参照して、本発明の第６実施形態について説明
する。上記図７に示した実施形態では、透過性基板３の
厚みによって発生する収差を補正するために、投影光学
系を厚い透過性基板３を含めて収差補正し、透過性基板
３の製造誤差に起因する収差変動を投影光学系を構成す
る光学部材の一部の位置・姿勢を調整していた。以下に
説明する第６実施形態では、投影光学系とマスク１との
距離を変更することによって、透過性基板３の製造誤差
に起因する収差変動を補正する。図１５（Ａ），（Ｂ）
は、第６実施形態のマスク１の側面図である。なお、第
６実施形態において、透過性基板３のマスク１への支持
方法としては、上述の第１及び第２実施形態の手法を用
いることができる。図１５（Ａ）に示すフォトマスク１
は、原板パターンが形成されるパターン領域１Ｐと、投
影露光装置のレチクルステージと接触する部分（レチク
ルステージによる吸着領域）に設けられた切り欠き面Ｋ
とを有する。フォトマスク１の下面（パターン領域１Ｐ
側の面）におけるパターン領域１Ｐを囲む位置には、矩
形の枠状の保持フレーム２が設けられている。そして、
保持フレーム２によって、透過性基板３が固定されてい
る。なお、保持フレーム２及び透過性基板３の材質は上
記実施形態と同じものを使用でき、保持フレーム２のフ
ォトマスク１への取り付け手法及び透過性基板３の保持
フレーム２への取り付け手法は、上記第１及び第２実施
形態と同様な手法を用いることができる。図１５（Ａ）
のフォトマスク１の切り欠き面Ｋとパターン領域１Ｐと
の段差（パターン形成面の法線方向の距離）ΔＧによっ
て、パターン領域１Ｐは、レチクルステージによって定
められるマスク基準面よりも下側（投影光学系側（ウエ
ハ側））に設定される。この段差ΔＧの決定手法につい
て以下に説明する。透過性基板３の厚みｈが変動する
と、パターン形成面１Ｐと投影光学系との間の光路長が
変化する。ここで、パターン形成面１Ｐから投影光学系
までの光路における波面は、何も収差が発生していな
い。従って、パターン形成面１Ｐから投影光学系までの
光路長を一定に維持すれば、投影光学系へ入射する波面
の状態は変わらず、投影光学系の収差は変動しない。本
実施形態では、段差ΔＧを設けることにより、パターン
形成面１Ｐと投影光学系との距離を変化させ、透過性基
板３の厚みｈの変動による光路長変化を補償して収差変
動を防いでいる。図１５（Ａ）の例では、投影光学系が
透過性基板３が存在しない状態（すなわちｈ＝０）で収
差補正されている場合に対応するものであり、透過性基
板３の厚みｈに起因する光路長の増加分を相殺するため
に、パターン面１Ｐの投影光学系に対する距離をΔＧだ
け狭めている。ここで、パターン形成面１Ｐと投影光学
系との間の光路中の雰囲気の露光波長における屈折率を
ｎ0とし、透過性基板３の露光波長での屈折率をｎとす
ると、 ΔＧ＝（ｎ0・ｈ）−（ｎ・ｈ） となる。上記図１５（Ａ）の例では、透過性基板３の厚
みｈが０である場合を想定して投影光学系が収差補正さ
れているとき、またはパターン形成面１Ｐと投影光学系
との間隔が設定されているときを考えたが、図１５
（Ｂ）の例は、透過性基板３の厚みｈが所定値である場
合を想定して、投影光学系が収差補正されているとき、
またはパターン形成面１Ｐと投影光学系との間隔が設定
されているときの例である。図１５（Ｂ）の例では、透
過性基板３の厚みｈが０．５ｍｍである場合に、投影光
学系が収差補正されている、或いはパターン形成面１Ｐ
と投影光学系との間隔が設定されているときを前提とし
ている。図１５（Ｂ）の例において、透過性基板３の厚
みｈが０．５ｍｍよりも薄くなっているため、フォトマ
スク１の投影露光装置のレチクルステージと接触する部
分（レチクルステージによる吸着領域）に出っ張りＤを
設けている。この出っ張りＤの段差（パターン形成面の
法線方向におけるステージ接触部分とパターン形成面と
の間の距離）ΔＧは、透過性基板３の厚み基準値０．５
ｍｍからの変動量をΔｈとするとき、 ΔＧ＝（ｎ0・Δｈ）−（ｎ・Δｈ） となる。なお、図１５（Ｂ）の例では、出っ張りＤをフ
ォトマスク１と一体に設けたが、一体の部材である必要
はなく、別部材のスペーサであっても良い。ここで、フ
ォトマスク１のレチクルステージへの吸着（真空吸着、
静電吸着等）を考慮すると、別部材のスペーサは接着や
オプティカルコンタクトの手法によりフォトマスクに固
定されていることが好ましい。 （第７実施形態）図１５（Ａ），（Ｂ）に示した第６実
施形態では、フォトマスク１に切り欠きＫや出っ張りＤ
を設けることによって、フォトマスク１のパターン形成
面１Ｐと投影光学系との光路長を一定に保つようにした
が、フォトマスク１を支持するレチクルステージに、パ
ターン形成面１Ｐと投影光学系との間隔を変更する機構
を設けることによっても上記光路長を一定に維持でき
る。図１６は、第７実施形態にかかる投影露光装置の構
成を示す図であり、図７と同様の機能を有する部材には
同じ符号を付してある。なお、以下においては、説明を
簡単にするために、図７と同じ構成についての説明は省
略する。図１６の投影露光装置において、図７の構成と
異なる部分は、フォトマスク１を支持するレチクルステ
ージＲＳＴに、フォトマスク１のＺ方向の位置を調整可
能とするためのレチクルステージ上下機構部Ｍを設けた
点である。図７の投影露光装置では、フォトマスク１の
透過性基板３の厚さ変動に起因する収差量の変動を投影
光学系ＰＬ中の一部の光学部材の位置・姿勢を調整する
ことにより補正していたが、図１６の例では、フォトマ
スク１のパターン形成面１Ｐと投影光学系ＰＬとの間隔
を調整することにより補正している。図１６において、
主制御系２４は、レチクルローダ１３を介してレチクル
ステージＲＳＴ上のフォトマスク１を交換する毎に、記
憶装置２５内の露光データファイルより、これから露光
するフォトマスク１のパターン面１Ｐ上に配置された防
塵用の透過性基板３の厚さｈに関する情報を読み出し、
この厚さｈによる投影光学系ＰＬの収差の変化量を相殺
するためのレチクルステージ上下機構部Ｍの駆動量を求
め、この駆動量の情報をレチクルステージ上下機構部Ｍ
へ送出する。これにより、フォトマスク１のパターン形
成面１Ｐと投影光学系ＰＬとの間隔が調整されて、理想
的な結像特性が維持される。なお、レチクルステージ上
下機構部Ｍの駆動量は、上述の第６実施形態と同様に算
出することができる。なお、図１６の例において、記憶
装置２５内の露光データファイルに、透過性基板３の厚
さｈに関する情報だけではなく、透過性基板３の例えば
曲率や傾き等の面形状に関する情報を記憶させておき、
この面形状に関する情報も利用しても良い。この場合、
主制御系２４は、透過性基板３の面形状による投影光学
系ＰＬの収差の変化量を相殺するための投影光学系ＰＬ
中の一部の光学部材（例えばレンズ１６，１７）の位置
及び姿勢の変更量を求め、この変更量の情報を当該光学
部材を駆動する駆動機構（例えば１８Ａ）へ送出する。
これにより、当該光学部材の位置・姿勢が調整されて投
影光学系ＰＬの理想的な結像特性が維持される。さて、
上述の実施形態図７、図１６では、光源として波長１５
７ｎｍＦ2レーザを使用したが、光源としては、波長１
９３ｎｍの光を供給するＡｒＦエキシマレーザ、波長１
４６ｎｍの光を供給するＫｒ2レーザ、波長１３４ｎｍ
の光を供給するＫｒＡｒレーザ、波長１２６ｎｍの光を
供給するＡｒ2レーザ等の２００ｎｍ以下の露光光を供
給するものを用いることができる。また、投影光学系Ｐ
Ｌの倍率は、縮小倍率のみならず、等倍及び拡大倍率の
いずれでも良い。 （第８実施形態）図１７（Ａ），（Ｂ）は、第８実施形
態のフォトマスクの側面図であり、図１７では図１及び
図２と同様の座標系を採用している。図１７（Ａ）にお
いて、フォトマスク１のパターン面１Ｐの外側には、Ｘ
Ｙ平面において矩形枠状の外形を有する保持フレーム２
が取り付けられており、この保持フレーム２の−Ｚ方向
の端面（保持フレーム２のパターン面１Ｐと反対側の端
面）には、露光ビームに対して透過性を有する透過性基
板３が取り付けられている。図１７（Ｂ）において、パ
ターン面１Ｐと平行な面を基準面Ｌとすると、透過性基
板３の基準面Ｌとなす角度εは１°以内であることが好
ましい。ここで、角度εが１°を越える場合には、この
透過性基板３から偏心コマ収差が発生するため好ましく
ない。なお、上記実施例のように、露光波長として２０
０ｎｍ以下の光を用いる場合には、パターン像の線幅が
細くなるため許容される偏心コマ収差量も小さくなる。
従って、このような場合、角度εは５′以内であること
が好ましい。さらに、透過性基板３の取り付けの角度誤
差εを他のバジェットに振り分けられないことを想定す
ると、角度εは１′以内であることが好ましい。上記の
角度誤差εは、像面での偏心コマ収差量をΔＹ、投影光
学系の像側開口数をＮＡ、像面上での瞳近軸光線の入射
高を１で規格化したときの該瞳近軸光線の透過性基板３
での入射高をｈｐ、投影光学系の投影倍率をα、透過性
基板３の露光波長での屈折率をＮ、透過性基板３の軸上
厚をｄとするとき、以下の式（３１）で表される。
【数１３】 なお、式（３１）において、角度εの単位はラジアン
［ｒａｄ］である以下に数値例を掲げる。
［ｒａｄ］である以下に数値例を掲げる。
【表４】 ε＝１° ＮＡ＝０．７５ α＝１／４ ｈｐ＝４ ｄ＝０．３ｍｍ Ｎ＝１．５６ ΔＹ＝２６ｎｍ なお、パターン像の解像線幅に応じて許容偏心コマ収差
ΔＹを定めれば、上記（３１）式により許容角度誤差ε
を算出することができる。 （第９実施形態）図１８（Ａ）は、第９実施形態にかか
るフォトマスクの透過性基板を示す図である。図１８
（Ａ）において、フォトマスク及び保持フレームは図示
省略しているが、透過性基板３は、上記第１、第２又は
第８実施形態の何れかにかかる手法で保持されている。
図１８（Ａ）において、透過性基板３の厚みをｈとし、
設計上の透過性基板３の厚み（透過性基板３の指定値）
をＨとするとき、厚み公差Δｈ（Δｈ＝ｈ−Ｈ）が±２
μｍ以内であることが好ましい。ここで、厚み公差Δｈ
が±２μｍを上回ると、投影光学系の瞳収差（フォトマ
スク１側における各物体高でのテレセントリック性に対
応）に起因して発生するディストーションが無視し得な
い値となるため好ましくない。なお、この厚み公差Δｈ
は、透過性基板３の設計上の厚みＨとは無関係に定ま
る。 （第１０実施形態）図１８（Ｂ），（Ｃ）は、第１０実
施形態にかかるフォトマスクの透過性基板を示す図であ
る。図１８（Ｂ），（Ｃ）において、フォトマスク及び
保持フレームは図示省略しているが、透過性基板３は、
上記第１、第２又は第８実施形態の何れかにかかる手法
で保持されている。図１８（Ｂ）において、所定の基準
面をＬとする（典型的に基準面Ｌはパターン面と平行で
ある）。このとき、透過性基板３の光透過面の接平面と
基準面Ｌとのなす角度Ｗは、当該光透過面の何れの箇所
に対応する角度Ｗであっても、０．４″以内であること
が好ましい。ここで、角度Ｗが０．４″を上回る場合に
は、透過性基板３により発生するディストーションが大
きくなり過ぎるため好ましくない。また、図１８（Ｃ）
において、透過性基板３の第１面と第２面とが平行であ
る場合、これら第１面の接平面Ｌ１及び第２面の接平面
Ｌ２と基準面Ｌとのなす角度Ｔは、当該光透過面の何れ
の箇所に対応する角度Ｔであっても、１２″以内である
ことが好ましい。ここで、角度Ｔが１２″を上回る場合
は、透過性基板３により発生するディストーションが大
きくなり過ぎるため好ましくない。
ΔＹを定めれば、上記（３１）式により許容角度誤差ε
を算出することができる。 （第９実施形態）図１８（Ａ）は、第９実施形態にかか
るフォトマスクの透過性基板を示す図である。図１８
（Ａ）において、フォトマスク及び保持フレームは図示
省略しているが、透過性基板３は、上記第１、第２又は
第８実施形態の何れかにかかる手法で保持されている。
図１８（Ａ）において、透過性基板３の厚みをｈとし、
設計上の透過性基板３の厚み（透過性基板３の指定値）
をＨとするとき、厚み公差Δｈ（Δｈ＝ｈ−Ｈ）が±２
μｍ以内であることが好ましい。ここで、厚み公差Δｈ
が±２μｍを上回ると、投影光学系の瞳収差（フォトマ
スク１側における各物体高でのテレセントリック性に対
応）に起因して発生するディストーションが無視し得な
い値となるため好ましくない。なお、この厚み公差Δｈ
は、透過性基板３の設計上の厚みＨとは無関係に定ま
る。 （第１０実施形態）図１８（Ｂ），（Ｃ）は、第１０実
施形態にかかるフォトマスクの透過性基板を示す図であ
る。図１８（Ｂ），（Ｃ）において、フォトマスク及び
保持フレームは図示省略しているが、透過性基板３は、
上記第１、第２又は第８実施形態の何れかにかかる手法
で保持されている。図１８（Ｂ）において、所定の基準
面をＬとする（典型的に基準面Ｌはパターン面と平行で
ある）。このとき、透過性基板３の光透過面の接平面と
基準面Ｌとのなす角度Ｗは、当該光透過面の何れの箇所
に対応する角度Ｗであっても、０．４″以内であること
が好ましい。ここで、角度Ｗが０．４″を上回る場合に
は、透過性基板３により発生するディストーションが大
きくなり過ぎるため好ましくない。また、図１８（Ｃ）
において、透過性基板３の第１面と第２面とが平行であ
る場合、これら第１面の接平面Ｌ１及び第２面の接平面
Ｌ２と基準面Ｌとのなす角度Ｔは、当該光透過面の何れ
の箇所に対応する角度Ｔであっても、１２″以内である
ことが好ましい。ここで、角度Ｔが１２″を上回る場合
は、透過性基板３により発生するディストーションが大
きくなり過ぎるため好ましくない。
【０１３２】また、本発明は、ウエハ上の１つのショッ
ト領域ヘマスクパターン像を一括的に転写した後に、投
影光学系の光軸と直交する面内でウエハを逐次二次元的
に移動させて次のショット領域にマスクパターン像を一
括的に転写する工程を繰り返すステップ・アンド・リピ
ート方式（一括露光方式）や、ウエハの各ショット領域
への露光時にマスクとウエハとを投影光学系に対して投
影倍率βを速度比として同期走査するステップ・アンド
・スキャン方式（走査露光方式）の双方に適用すること
ができる。なお、ステップ・アンド・スキャン方式で
は、スリット状（例えば、細長い矩形状）の露光領域内
で良好な結像特性が得られればよいため、投影光学系を
大型化することなく、ウエハ上のより広いショット領域
に露光を行うことができる。
ト領域ヘマスクパターン像を一括的に転写した後に、投
影光学系の光軸と直交する面内でウエハを逐次二次元的
に移動させて次のショット領域にマスクパターン像を一
括的に転写する工程を繰り返すステップ・アンド・リピ
ート方式（一括露光方式）や、ウエハの各ショット領域
への露光時にマスクとウエハとを投影光学系に対して投
影倍率βを速度比として同期走査するステップ・アンド
・スキャン方式（走査露光方式）の双方に適用すること
ができる。なお、ステップ・アンド・スキャン方式で
は、スリット状（例えば、細長い矩形状）の露光領域内
で良好な結像特性が得られればよいため、投影光学系を
大型化することなく、ウエハ上のより広いショット領域
に露光を行うことができる。
【０１３３】さて、本発明のフォトマスクは以下の工程
で製造することができる。以下、フォトマスクの製造工
程を図１９のフローチャートを参照して説明する。図１
９において、ステップＳ１００においてマスクパターン
のデータを作成する。また、このステップＳ１００とは
並列に、ステップＳ２０１において光透過性基板からな
るマスク基板を作成する。このステップＳ２０１では、
例えば石英や上記改良石英等のマスク基板材料を研削・
研磨した後、クロム等の遮光膜を蒸着やスパッタで表面
に形成する。また、一般的には、このステップＳ２０１
において、感光性樹脂（レジスト）をマスク基板に塗布
しておく。なお、上記第６実施形態のようにマスクの周
囲（ステージに載置される位置）に切り欠きを設ける場
合には、このステップＳ２０１で行うことが好ましい。
ステップＳ２０２では、ステップＳ１００にて形成され
たマスクパターンデータに基づいて、感光性樹脂が塗布
されたマスク基板にパターン描画を行った後、現像、ポ
ストベーク、デスカム、エッチング、レジスト除去等の
プロセス処理を行い、マスク基板上にパターンを形成す
る。なお、マスク基板へのパターン描画手法としては、
電子線露光装置を用いたリソグラフィの手法のみなら
ず、例えばＷＯ９９／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７
１２号、ＷＯ９９／６６３７０号などに開示されるマザ
ーレチクルからガラス基板などへ回路パターンを転写す
る露光装置を用いたリソグラフィの手法を用いることが
できる。ステップＳ２０３では、ステップＳ１００にて
形成されたマスクパターンデータ（マスク設計データ）
と、ステップＳ２０２で作成されたパターンとを、パタ
ーン寸法精度、パターン位置精度、そして外観品質の観
点で比較検査する。ステップＳ２０４では、ステップＳ
２０３の検査結果に基づいて、スポット露光法、シフト
オフ法、レーザビーム法、レーザＣＶＤ法、イオンビー
ム法等を用いてマスクパターンの白欠陥や黒欠陥、半透
明欠陥等の欠陥の修正を行う。上記のステップＳ２０１
〜Ｓ２０４とは並列に、ステップＳ３００では、防塵用
透過性基板の作成を行う。この防塵用基板の作成にあた
っては、まず、石英や上記改良石英等の基板材料を研削
・研磨し、この基板材料の厚み、面形状（面の平面
度）、内部欠陥、屈折率分布等が上記実施形態で説明し
た規格内に入っているか否かを検査し、その表面に反射
防止コートを施す。ステップＳ２０５においては、フォ
トマスクに付着している異物を精密洗浄で取り除いた
後、上記ステップＳ３００で作成された防塵用透過性基
板を保持フレームを介してフォトマスクに装着する。な
お、防塵用透過性基板の２つの光透過面に傾斜角が設け
られている場合、この傾斜の方向を各フォトマスクでそ
ろえておくことが好ましい。また、上記第６実施形態の
ようにマスクの周囲（ステージに載置される位置）に出
っ張りを設ける場合には、このステップＳ２０５で行う
ことが好ましい。そして、防塵用透過性基板が装着され
たフォトマスクの異物検査等の最終品質確認を行うこと
により、本発明にかかるフォトマスクが製造される。と
ころで、上述の各実施例では、半導体素子の製造に用い
られる投影露光装置に本発明を適用している。しかしな
がら、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでな
く、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用い
られる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写す
る露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられる、デバ
イスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装
置、撮像素子（ＣＣＤなど）の製造に用いられる露光装
置などにも本発明を適用することができる。また、レチ
クルまたはマスクを製造するためにガラス基板またはシ
リコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置に
も、本発明を適用することができる。
で製造することができる。以下、フォトマスクの製造工
程を図１９のフローチャートを参照して説明する。図１
９において、ステップＳ１００においてマスクパターン
のデータを作成する。また、このステップＳ１００とは
並列に、ステップＳ２０１において光透過性基板からな
るマスク基板を作成する。このステップＳ２０１では、
例えば石英や上記改良石英等のマスク基板材料を研削・
研磨した後、クロム等の遮光膜を蒸着やスパッタで表面
に形成する。また、一般的には、このステップＳ２０１
において、感光性樹脂（レジスト）をマスク基板に塗布
しておく。なお、上記第６実施形態のようにマスクの周
囲（ステージに載置される位置）に切り欠きを設ける場
合には、このステップＳ２０１で行うことが好ましい。
ステップＳ２０２では、ステップＳ１００にて形成され
たマスクパターンデータに基づいて、感光性樹脂が塗布
されたマスク基板にパターン描画を行った後、現像、ポ
ストベーク、デスカム、エッチング、レジスト除去等の
プロセス処理を行い、マスク基板上にパターンを形成す
る。なお、マスク基板へのパターン描画手法としては、
電子線露光装置を用いたリソグラフィの手法のみなら
ず、例えばＷＯ９９／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７
１２号、ＷＯ９９／６６３７０号などに開示されるマザ
ーレチクルからガラス基板などへ回路パターンを転写す
る露光装置を用いたリソグラフィの手法を用いることが
できる。ステップＳ２０３では、ステップＳ１００にて
形成されたマスクパターンデータ（マスク設計データ）
と、ステップＳ２０２で作成されたパターンとを、パタ
ーン寸法精度、パターン位置精度、そして外観品質の観
点で比較検査する。ステップＳ２０４では、ステップＳ
２０３の検査結果に基づいて、スポット露光法、シフト
オフ法、レーザビーム法、レーザＣＶＤ法、イオンビー
ム法等を用いてマスクパターンの白欠陥や黒欠陥、半透
明欠陥等の欠陥の修正を行う。上記のステップＳ２０１
〜Ｓ２０４とは並列に、ステップＳ３００では、防塵用
透過性基板の作成を行う。この防塵用基板の作成にあた
っては、まず、石英や上記改良石英等の基板材料を研削
・研磨し、この基板材料の厚み、面形状（面の平面
度）、内部欠陥、屈折率分布等が上記実施形態で説明し
た規格内に入っているか否かを検査し、その表面に反射
防止コートを施す。ステップＳ２０５においては、フォ
トマスクに付着している異物を精密洗浄で取り除いた
後、上記ステップＳ３００で作成された防塵用透過性基
板を保持フレームを介してフォトマスクに装着する。な
お、防塵用透過性基板の２つの光透過面に傾斜角が設け
られている場合、この傾斜の方向を各フォトマスクでそ
ろえておくことが好ましい。また、上記第６実施形態の
ようにマスクの周囲（ステージに載置される位置）に出
っ張りを設ける場合には、このステップＳ２０５で行う
ことが好ましい。そして、防塵用透過性基板が装着され
たフォトマスクの異物検査等の最終品質確認を行うこと
により、本発明にかかるフォトマスクが製造される。と
ころで、上述の各実施例では、半導体素子の製造に用い
られる投影露光装置に本発明を適用している。しかしな
がら、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでな
く、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用い
られる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写す
る露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられる、デバ
イスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装
置、撮像素子（ＣＣＤなど）の製造に用いられる露光装
置などにも本発明を適用することができる。また、レチ
クルまたはマスクを製造するためにガラス基板またはシ
リコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置に
も、本発明を適用することができる。
【０１３４】なお、本発明は上述の実施の形態に限定さ
れることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
構成を取り得ることはいうまでもない。
れることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
構成を取り得ることはいうまでもない。
【０１３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のフォトマ
スクによれば、短波長の露光ビームに対しても十分な耐
久性を有すると共に、転写用のパターンに対する異物の
付着を防止できるフォトマスクを提供できる。また、本
発明によれば、透過性基板の面精度を容易に測定するこ
とができ、かつ透過性基板が低反射であるフォトマスク
を提供すると共に、この透過性基板が色々な厚さを持つ
場合でも諸収差を低減できるフォトマスクを提供でき
る。さらに本発明の投影露光装置及び投影露光方法によ
れば、微細な転写用パターンを高精度にかつ収差なく、
高スループットで投影露光することができる。
スクによれば、短波長の露光ビームに対しても十分な耐
久性を有すると共に、転写用のパターンに対する異物の
付着を防止できるフォトマスクを提供できる。また、本
発明によれば、透過性基板の面精度を容易に測定するこ
とができ、かつ透過性基板が低反射であるフォトマスク
を提供すると共に、この透過性基板が色々な厚さを持つ
場合でも諸収差を低減できるフォトマスクを提供でき
る。さらに本発明の投影露光装置及び投影露光方法によ
れば、微細な転写用パターンを高精度にかつ収差なく、
高スループットで投影露光することができる。
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は第１実施例にかかるフォトマ
スクの構成を示す図である。
スクの構成を示す図である。
【図２】（Ａ）は第２実施例にかかるフォトマスクの構
成、（Ｂ）は他の構成を示す図である。
成、（Ｂ）は他の構成を示す図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は一様分布荷重をうける単純支
持の正方形板を示す図である。
持の正方形板を示す図である。
【図４】周辺分布荷重を受ける周辺固定の正方形板を示
す図である。
す図である。
【図５】たわみで傾いているときの光線ずれを示す図で
ある。
ある。
【図６】マスクを出て薄板ガラスを通る最外周光の広が
りを示す図である。
りを示す図である。
【図７】本発明の実施形態にかかるレチクル（フォトマ
スク）を備える投影露光装置の概略構成を示す図であ
る。
スク）を備える投影露光装置の概略構成を示す図であ
る。
【図８】本発明の実施形態にかかるレチクル（フォトマ
スク）を備える投影光学系のレンズ構成を示す図であ
る。
スク）を備える投影光学系のレンズ構成を示す図であ
る。
【図９】上記投影光学系の収差図である。
【図１０】（Ａ）はテストレチクルの例、（Ｂ）はテス
トレチクルの他の例、（Ｃ）はテストレチクルを用いて
形成されたウエハ上のパターンの状態をそれぞれ示す図
である。
トレチクルの他の例、（Ｃ）はテストレチクルを用いて
形成されたウエハ上のパターンの状態をそれぞれ示す図
である。
【図１１】（Ａ）は従来の曲面補完式を用いた場合を示
し、（Ｂ）は本例の曲面補完式を用いた場合を示す。
し、（Ｂ）は本例の曲面補完式を用いた場合を示す。
【図１２】（Ａ）乃至（Ｅ）は本例による曲面補完の手
法を示す図である。
法を示す図である。
【図１３】透過性基板を加工するための装置の構成を示
す図である。
す図である。
【図１４】（Ａ）〜（Ｅ）は透過性基板が傾斜を有して
いる場合、（Ｆ）は曲率を有している場合を説明する図
である。
いる場合、（Ｆ）は曲率を有している場合を説明する図
である。
【図１５】（Ａ），（Ｂ）はフォトマスクの切り欠き部
等を示す断面図である。
等を示す断面図である。
【図１６】 本発明の実施形態にかかるレチクル（フォ
トマスク）が載置された投影露光装置の概略構成を示す
図である。
トマスク）が載置された投影露光装置の概略構成を示す
図である。
【図１７】 本発明の実施形態にかかるレチクル（フォ
トマスク）の概略図である。
トマスク）の概略図である。
【図１８】 本発明の実施形態にかかるレチクル（フォ
トマスク）の概略図である。
トマスク）の概略図である。
【図１９】 本発明にかかるフォトマスクの製造工程の
一例を示すフローチャートである。
一例を示すフローチャートである。
１ マスク ２ 保持フレーム ３ 透過性基板 １Ｐ パターン面 １９ 被露光基板 ＰＬ 投影光学系
Claims (25)
- 【請求項１】 被露光基板へ転写するための転写パター
ンが形成され、該転写パターンが形成されるパターン面
に照射される所定の露光ビームを、前記パターンの像を
形成するための投影光学系へ導くフォトマスクにおい
て、 前記パターン面に対して所定の間隔だけ隔離して配置さ
れて、所定の厚さと、前記露光ビームに対する透過性と
を有する透過性基板を有し、 該透過性基板は、ほぼ方形状であり、かつ以下の条件を
満足することを特徴とするフォトマスク。 ただし、 ｈ：前記透過性基板の厚さ（ｃｍ）， ｎ：前記透過性基板の露光ビームに対する屈折率， β：前記投影光学系の倍率， λ：前記露光ビームの波長（ｃｍ）， ρ：前記透過性基板の密度（ｇ／ｃｍ3）， であり、Ｅを前記透過性基板のヤング率とし、σを前記
透過性基板のポアソン比とするとき、 Ｆ＝Ｅ／（12・（１−σ2）） （２） である。 - 【請求項２】 以下の条件（ａ）乃至（ｃ）のうち、少
なくとも一つの条件を満足することを特徴とする請求項
１記載のフォトマスク。 （ａ）｜ΔＴ｜≦０．１λ； （ｂ）｜ΔΦ｜≦０．１λ； （ｃ）｜Δｎ｜×ｈ＜０．１λ； ただし、 λ：前記露光ビームの波長（ｃｍ）， ΔＴ：前記透過性基板の厚さの最大値と最小値との差
（ｃｍ）， ΔΦ：前記透過性基板に平面波を入射させたとき、前記
透過性基板を透過した前記平面波の等位相面の最大値と
最小値との差（ｃｍ）， Δｎ：前記透過性基板の前記露光ビームに対する屈折率
の最大値と最小値との差， ｈ：前記透過性基板の厚さ（ｃｍ） - 【請求項３】 以下の条件を満足することを特徴とする
請求項１又は２の何れか一項記載のフォトマスク。 ただし、 Ａ：前記透過性基板が有する欠陥の大きさ（ｃｍ）， d0：前記パターン面と前記透過性基板との距離（ｃ
ｍ）， ＮＡ：前記投影光学系の像側での開口数， β：前記投影光学系の倍率， ｄ：前記透過性基板の厚さ（ｃｍ）， ｎ：前記透過性基板の前記露光ビームに対する屈折率 - 【請求項４】 請求項１乃至３の何れか一項記載のフォ
トマスクに対して，２００ｎｍ以下の露光光で照明する
工程と、 前記露光光に基づいて、前記フォトマスク上の前記パタ
ーンを感光性基板上に転写する工程とを含むことを特徴
とする露光方法。 - 【請求項５】 転写用のパターンが形成され、所定の露
光ビームに照射されるフォトマスクにおいて、 前記パターンが形成されたパターン面に対して所定の間
隔だけ隔離して配置されて、前記露光ビームに対して透
過性を有する透過性基板を有し、 該透過性基板は、所定の厚さを有すると共に、それぞれ
前記露光ビームを通過させる第１面と第２面とを有し、 該第１面と第２面は、ほぼ平面又は所定の屈折力を有す
る曲面であり、 前記第１面と前記第２面とがなす角度をθ（単位：
度）、 前記第１面の屈折力をφ１（単位：１／ｍｍ）、 前記第２面の屈折力をφ２（単位：１／ｍｍ）とすると
き、 １２．４″≦θ＜３′ （２０） −１／６９４０＜φ１＋φ２＜１／５０００ （２１） なる２つの条件式のうち、少なくとも何れか一方の条件
式を満足することを特徴とするフォトマスク。 - 【請求項６】 照明光学系からの露光ビームによりフォ
トマスクのパターン面上に形成された転写用のパターン
を照明し、投影光学系を介して該パターンの像を感光性
基板上に形成する投影露光装置において、 前記照明光学系と前記投影光学系との間の光路中に前記
フォトマスクを位置決めするためのマスクステージ部
と、 前記パターン面と前記投影光学系との間隔が所定の値と
なるように前記マスクステージ部を移動させるマスクス
テージ駆動部とを備え、 前記フォトマスクは、前記パターン面に対して所定の間
隔だけ隔離されて前記露光ビームに対する透過性を有す
る透過性基板を有し、 前記所定の値は、前記フォトマスクの前記透過性基板の
厚みに応じて決定されることを特徴とする投影露光装
置。 - 【請求項７】 照明光学系からの露光ビームによりフォ
トマスクのパターン面上に形成された転写用のパターン
を照明し、投影光学系を介して該パターンの像を感光性
基板上に形成する投影露光方法において、 前記照明光学系と前記投影光学系との間の光路中に前記
フォトマスクを設定する工程と、 前記パターン面と前記投影光学系との間の間隔を所定の
値に設定する工程とを備え、 前記フォトマスクは、前記パターン面に対して所定の間
隔だけ隔離されて前記露光ビームに対する透過性を有す
る透過性基板を有し、 前記所定の値は、前記フォトマスクの前記透過性基板の
厚みを考慮して決定されることを特徴とする投影露光方
法。 - 【請求項８】 露光ビームに基いてパターン面上の転写
用のパターンの像を感光性基板上へ投影露光する投影露
光装置に載置されるフォトマスクにおいて、 前記パターン面に対して所定の間隔だけ隔離して配置さ
れて、前記露光ビームに対して透過性を有する透過性基
板と、 前記投影露光装置のマスクステージ部によって支持され
る被載置面とを備え、 前記フォトマスクの前記被載置面と前記パターン面とは
前記透過性基板の厚み方向において所定距離だけ離れて
設定され、 前記所定距離は、前記透過性基板の前記厚みを考慮して
設定されることを特徴とするフォトマスク。 - 【請求項９】 露光ビームに基いてパターン面上の転写
用のパターンの像を感光性基板上へ投影露光する投影露
光装置に載置されるフォトマスクにおいて、 前記パターン面に対して所定の間隔だけ隔離して配置さ
れて、前記露光ビームに対して透過性を有する透過性基
板を備え、 前記透過性基板には、フッ化物を有する反射防止コート
層が設けられることを特徴とするフォトマスク。 - 【請求項１０】 前記フッ化物は、ＬａＦ3とＭｇＦ2と
の少なくとも何れか一方を含むことを特徴とする請求項
９記載のフォトマスク。 - 【請求項１１】 前記照明光学系からの前記露光ビーム
によって請求項５，８，９，または１０記載のフォトマ
スクを照明する工程と、 前記投影光学系を介して前記フォトマスク上の前記転写
用のパターンの像を感光性基板上に形成する工程とを含
むことを特徴とする投影露光方法。 - 【請求項１２】 以下の条件（ａ’），（ｂ’）及び
（ｃ）のうち、少なくとも一つの条件を満足することを
特徴とする請求項５，８，９，または１０記載のフォト
マスク。 （ａ’）｜ΔＴｃ’｜≦０．１λ； （ｂ’）｜ΔΦｃ’｜≦０．１λ； （ｃ）｜Δｎ｜×ｈ＜０．１λ； ただし、 λ：前記露光ビームの波長（ｃｍ）， ΔＴｃ’：前記透過性基板の厚さを直線近似したとき
の、該厚さの直線近似からの偏差の最大幅（ｃｍ）， ΔΦｃ’：前記透過性基板に平面波を入射させ、前記透
過性基板を透過した前記平面波の等位相面を直線近似し
たときの、該等位相面の直線近似からの偏差の最大幅
（ｃｍ）， Δｎ：前記透過性基板の前記露光ビームに対する屈折率
の最大値と最小値との差， ｈ：前記透過性基板の厚さ（ｃｍ）． - 【請求項１３】 転写用のパターンが形成され、所定の
露光ビームにより照射されるフォトマスクの製造方法に
おいて、 前記露光ビームに対して透過性を有する透過性基板を準
備する工程と、 前記フォトマスクに前記転写用のパターンを形成する工
程と、 前記転写用のパターンが形成される面に対して所定の間
隔だけ隔離するように前記透過性基板を前記フォトマス
クに装着する工程とを含み、 前記透過性基板を準備する工程では、前記透過性基板の
検査を行う補助工程を有することを特徴とするフォトマ
スクの製造方法。 - 【請求項１４】 前記透過性基板の検査を行う補助工程
では、以下の条件（ａ’），（ｂ’）及び（ｃ）のう
ち、少なくとも一つの条件について前記検査を行うこと
を特徴とする請求項１３記載のフォトマスクの製造方
法。 （ａ’）｜ΔＴｃ’｜≦０．１λ； （ｂ’）｜ΔΦｃ’｜≦０．１λ； （ｃ） ｜Δｎ｜×ｈ≦０．１λ； ただし、 λ：前記露光ビームの波長（ｃｍ）， ΔＴｃ’：前記透過性基板の厚さを直線近似したとき
の、該厚さの直線近似からの偏差の最大幅（ｃｍ）， ΔΦｃ’：前記透過性基板に平面波を入射させ、前記透
過性基板を透過した前記平面波の等位相面を直線近似し
たときの、該等位相面の直線近似からの偏差の最大幅
（ｃｍ）， Δｎ：前記透過性基板の前記露光ビームに対する屈折率
の最大値と最小値との差， ｈ：前記透過性基板の厚さ（ｃｍ），である。 - 【請求項１５】 転写用のパターンが形成され、所定の
露光ビームにより照射されるフォトマスクの製造方法に
おいて、 前記露光ビームに対して透過性を有する透過性基板を準
備する工程と、 前記フォトマスクに前記転写用のパターンを形成する工
程と、 前記転写用のパターンが形成される面に対して所定の間
隔だけ隔離するように前記透過性基板を前記フォトマス
クに装着する工程とを含み、 前記透過性基板は、所定の厚さを有するとともに、それ
ぞれ前記露光ビームを通過させる第１面と第２面とを有
し、 該第１面と該第２面とは、ほぼ平面又は所定の屈折力を
有する曲面であり、 前記第１面と前記第２面とがなす角度をθ（単位：
度）、 前記第１面の屈折力をφ１（単位：１／ｍｍ）、 前記第２面の屈折力をφ１（単位：１／ｍｍ）とすると
き、 １２．４″≦θ＜３′ （２０） −１／６９４０＜φ１＋φ２＜１／５０００ （２１） なる２つの条件式のうち、少なくとも何れか一方の条件
式を満足することを特徴とするフォトマスクの製造方
法。ただし、条件式（２１）を満足する場合には、φ１
≠０及びφ２≠０の少なくとも何れか一方を満足する。 - 【請求項１６】 前記透過性基板を準備する工程では、
前記透過性基板の検査を行う補助工程を有し、 該補助工程では、前記透過性基板が条件式（２０）及び
（２１）のうちの少なくとも一方について前記検査を行
うことを特徴とする請求項１５記載のフォトマスクの製
造方法。 - 【請求項１７】 転写用のパターンが形成され、波長２
００ｎｍ以下の露光ビームにより照射されるフォトマス
クの製造方法において、 前記露光ビームに対して透過性を有する透過性基板を準
備する工程と、 前記フォトマスクに前記転写用のパターンを形成する工
程と、 前記転写用のパターンが形成される面に対して所定の間
隔だけ隔離するように前記透過性基板を前記フォトマス
クに装着する工程とを含み、 さらに前記透過性基板にフッ化物を含む反射防止コート
層を設ける工程を含むことを特徴とするフォトマスクの
製造方法。 - 【請求項１８】 転写用のパターンが形成され、所定の
露光ビームにより照射されるフォトマスクの製造方法に
おいて、 前記露光ビームに対して透過性を有する透過性基板を準
備する工程と、 前記フォトマスクに前記転写用のパターンを形成する工
程と、 前記転写用のパターンが形成される面に対して所定の間
隔だけ隔離するように前記透過性基板を前記フォトマス
クに装着する工程と、 前記転写用のパターンの前記露光ビームの進行方向に沿
った位置を変更するための手段を前記フォトマスクに設
ける工程とを含むことを特徴とするフォトマスクの製造
方法。 - 【請求項１９】 転写用のパターンがパターン面内に形
成され、所定の露光ビームにより照射されるフォトマス
クにおいて、 所定の厚さと前記露光ビームに対する透過性とを有する
透過性基板と、 該透過性基板を前記パターン面に対して所定の間隔だけ
隔離して配置するための保持部材とを有し、 前記保持部材は、前記透過性基板の光透過面と前記フォ
トマスクの面とのなす角が１°以内となるように前記透
過性基板を保持することを特徴とするフォトマスク。 - 【請求項２０】 転写用のパターンがパターン面内に形
成され、所定の露光ビームにより照射されるフォトマス
クの製造方法において、 前記露光ビームに対して透過性を有する透過性基板を準
備する工程と、 前記フォトマスクに前記転写用のパターンを形成する工
程と、 前記転写用のパターンが形成される面に対して所定の間
隔だけ隔離するように前記透過性基板を前記フォトマス
クに装着する工程とを含み、 前記透過性基板を準備する工程では、前記透過性基板の
厚みの指定値に対して±２μｍ以内の厚みを有する前記
透過性基板を準備することを特徴とするフォトマスクの
製造方法。 - 【請求項２１】 前記透過性基板を準備する工程では、
前記透過性基板の検査を行う補助工程を有し、 該補助工程では、前記透過性基板の厚みについて検査す
ることを特徴とする請求項２０記載のフォトマスクの製
造方法。 - 【請求項２２】 請求項２０又は２１に記載の製造方法
により製造されたことを特徴とするフォトマスク。 - 【請求項２３】 転写用のパターンがパターン面内に形
成され、所定の露光ビームにより照射されるフォトマス
クにおいて、 前記パターン面に対して所定の間隔だけ隔離して配置さ
れ、所定の厚さを有するとともに、それぞれ前記露光ビ
ームを通過させる第１面と第２面とを有し、 前記第１面と前記第２面との局所的な角度は０．４″以
内であり、 前記第１及び第２面と前記パターン面との局所的な角度
は１２″以内であることを特徴とするフォトマスク。 - 【請求項２４】 転写用のパターンが形成され、所定の
露光ビームにより照射されるフォトマスクの製造方法に
おいて、 前記露光ビームに対して透過性を有する透過性基板を準
備する工程と、 前記フォトマスクに前記転写用のパターンを形成する工
程と、 前記転写用のパターンが形成される面に対して所定の間
隔だけ隔離するように前記透過性基板を前記フォトマス
クに装着する工程とを含み、 前記透過性基板は、所定の厚さを有するとともに、それ
ぞれ前記露光ビームを通過させる第１面と第２面とを有
し、 前記透過性基板を準備する工程は、前記透過性基板を検
査する補助工程を含み、 該補助工程では、前記第１面と前記第２面との局所的な
角度と、所定の基準面に対する前記第１及び第２面の局
所的な角度とに関して検査することを特徴とするフォト
マスクの製造方法。 - 【請求項２５】 前記第１面と前記第２面との局所的な
角度０．４″以内であり、前記所定の基準面に対する前
記第１及び第２面の局所的な角度は１２″以内であるこ
とを特徴とする請求項２４記載のフォトマスクの製造方
法。
Priority Applications (5)
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