JP2010212386A - 周辺露光方法、周辺露光装置並びにデバイス製造方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】
投影光学系内に設置された光学素子の劣化を防止できる周辺露光装置等を提供する。
【解決手段】
基板（ウエハ）Ｗに設けられた複数の露光領域３０のうち、ウエハＷの周辺にある周辺領域３２を露光する周辺露光装置において、位相シフトレチクル７０（光学部材）のパターン形成領域７１の全面に形成された複数のパターン群７２Ａ〜７２Ｆを、光学系を介して、ウエハＷの周辺領域３２に露光する周辺露光装置を提供する。
複数のパターン群７２Ａ〜７２Ｆは、位相シフタ部７７と光透過部７８によって構成され、位相シフタ部７７と光透過部７８のピッチ（繰り返し周期）が、パターン群７２Ａ〜７２Ｆ毎にピッチＰ１〜Ｐ６となり、互いに異なる。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板に設けられた複数の露光領域のうち、基板の周辺にある周辺領域を露光する周辺露光技術に関する。

半導体デバイス又は液晶表示素子等の各種デバイスを製造するためのリソグラフィ工程において、レチクル又はフォトマスク等に形成されたデバイス用の回路パターンを、レジストが塗布された基板（ウエハ又はガラスプレート等）の上に露光するために、ステッパー等の一括露光型の投影露光装置又はスキャニングステッパ等の走査露光型の投影露光装置などの露光装置が使用されている。

露光装置で露光されたウエハには、上述した回路パターンの露光が行われるショット領域と、回路パターンの露光が行われない領域（ウエハの周辺領域）とが形成される。

最近のデバイス製造工程中では、パターンが形成されたウエハの表面を平坦化するために、化学機械的研磨であるCMP(Chemical & Mechanical Polishing)プロセスが適用されることがある。このとき、ショット領域の露光が行われ、かつ周辺領域の露光が行われていないウエハに対して、CMPプロセスを適用すると、ウエハの中央部と周辺部とで研磨後の平坦度が異なる場合がある。

そこで、露光装置のレチクルステージに、ラインアンドスペースパターンが形成された補助パターン板を設置しておき、その補助パターン板のパターンを介してウエハの周辺領域を露光する露光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、この露光装置では、周辺領域を露光している間、デバイス用の回路パターンの露光を行うことができないため、スループットが低下する恐れがある。そこで、デバイス用の回路パターンの露光と、ウエハの周辺領域の露光とを別々の装置で行う露光システムが望まれている。

特開２００６−２７８８２０号公報

このようなウエハの周辺領域を露光する専用の露光装置として、上述のラインアンドスペースパターンが形成されたレチクルと、レチクルを照明する照明光学系と、レチクルのラインアンドスペースパターンをウエハの周辺領域に投影する投影光学系とを備えた周辺露光装置が考えられる。しかし、レチクルに形成されたラインアンドスペースパターンを、投影光学系を介してウエハの周辺領域に投影する場合、ラインアンドスペースパターンから発生する０次、±１次の３つの回折光が、常に投影光学系内の同じ経路を辿って、ウエハに照射される。

そのため、投影光学系の瞳面の近傍に配置されるミラーやレンズ等の光学素子には、常に同じ箇所に、０次、±１次の３つの回折光が照射されることとなり、その光学素子が劣化する恐れがあった。

本発明はこのような事情に鑑み、光学系内に設置された光学素子の劣化を防止できる露光技術及びデバイス製造技術を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、基板に設けられた複数の露光領域のうち、その基板の周辺にある周辺領域を露光する周辺露光方法において、互いに異なる複数のパターン群が全面に形成されたパターン形成領域を有する光学部材に露光光を照射し、そのパターン形成領域のうち、少なくとも一部の領域を周辺領域に転写することを特徴とする。

また、本発明の第２の態様は、基板に設けられた複数の露光領域のうち、その基板の周辺にある周辺領域を露光する周辺露光装置において、互いに異なる複数のパターン群が全面に形成されたパターン形成領域を有する光学部材と、そのパターン形成領域に露光光を照射する照明光学系と、露光光が照射されたそのパターン形成領域のうち、少なくとも一部の領域を周辺領域に転写する光学系とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、光学系の瞳面における光強度分布を分散することができる。例えば、光学系の瞳面近傍に光学素子が配置されていた際は、その光学素子の劣化を防止することができる。

本発明の実施例１にかかる露光システム１００の概略構成を示す図である。 ショット領域３１への露光後のウエハＷの平面図である。 本発明の実施例１にかかる周辺露光装置１５０の概略構成を示す図である。 本発明の実施例１にかかる位相シフトレチクル７０の平面図である。 本発明の実施例２にかかる位相シフトレチクル８０の平面図である。 本発明の実施例３にかかる位相シフトレチクル９０の平面図である。 図６の1)〜11)におけるパターン群の拡大図である。

以下、実施例１に係る形態について、図１から図４を参照して説明する。図１は、本実施例に係る露光システム１００の全体構成を概略的に示す。露光システム１００は、露光装置１４０と、周辺露光装置１５０と、露光装置１４０と周辺露光装置１５０との間で基板（ウエハ）Ｗの受け渡しを行うウエハローダ５と、を備えている。露光装置１４０は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の投影露光装置である。また、周辺露光装置１５０は、ステップ・アンド・リピート方式の一括露光型の投影露光装置である。

以下、図１において、投影光学系の光軸に平行な方向にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で、紙面に平行な方向にＸ軸、紙面に垂直な方向にＹ軸を取って説明する。なお、走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向は、Ｙ方向（Ｙ軸に平行な方向）である。

図１に示されるように、露光装置１４０は、光源を含み露光光ＩＬを射出する照明光学系１０と、デバイス用の回路パターンが形成されたレチクル（又はマスク）Ｒを保持するレチクルステージＲＳＴと、投影光学系ＰＬと、ウエハＷを保持する不図示のウエハホルダを有するウエハステージＷＳＴと、を備えている。

照明光学系１０は、オプティカルインテグレータを備える照明均一化光学系、リレーレンズ系、レチクルブラインド（視野絞り）、及びコンデンサレンズ系を含んで構成されている。照明光学系１０は、レチクルブラインドで規定されたＸ方向に延びるスリット状の照明領域でレチクルＲを照明する。なお、光源は、色収差を低減するために狭帯化されたＡｒＦエキシマレーザ光（１９３ｎｍ）を射出する。

レチクルステージＲＳＴは、真空吸着（又は電磁吸着）により、回路パターンが形成されたレチクルＲを保持する。レチクルステージＲＳＴは、不図示のレチクルベース上のガイド面に載置されて、リニアモータ等を含むレチクルステージ駆動部（不図示）により、Ｙ方向に所定の走査速度で駆動されるとともに、Ｘ方向、Ｚ方向、及びＺ軸に平行な軸の周りの回転方向（θ_Z方向）に微小駆動される。レチクルステージＲＳＴのガイド面上の位置は、レチクル干渉計（不図示）によって例えば０．１〜０．５ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。その位置情報に基づいて、レチクルステージ制御部（不図示）が上記のレチクルステージ駆動部を介してレチクルステージＲＳＴの位置及び速度を制御する。

投影光学系ＰＬは、複数の光学素子（レンズ）を有する屈折光学系で構成され、例えば両側テレセントリックで所定の投影倍率（例えば１／４倍又は１／５倍）を有し、照明光学系１０によって照明されたレチクルＲのパターン像をウエハＷ上に投影する。なお、ウエハＷは、例えば半導体（シリコン等）又はＳＯＩ(silicon on insulator)等の直径が２００〜４５０ｍｍ程度の円板状の基材の表面に、露光光ＩＬに感光するレジスト（感光剤）を塗布したものである。

ウエハステージＷＳＴは、ウエハＷを真空吸着（又は電磁吸着）する不図示のウエハホルダを備えている。ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの下方に、水平に配置された不図示のウエハベース上のＺ軸に垂直なガイド面（ＸＹ平面）上に複数のエアベアリングを介して非接触で浮上支持されるＸＹステージ１３と、Ｚチルトステージ１２とを備えている。Ｚチルトステージ１２は、例えばＺ方向に変位可能な３箇所のＺ駆動部を個別に駆動して、Ｚチルトステージ１２のＺ方向の位置、及びＸ軸に平行な軸の周りの回転方向（θ_X方向）、Ｙ軸に平行な軸の周りの回転方向（θ_Y方向）、θ_Z方向の回転角を調整する。なお、ウエハベースは、複数の防振台を介して床部材に支持されている。

また、ウエハステージＷＳＴは、ウエハベース上でリニアモータ又は平面モータ等の駆動部（不図示）によってＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、θ_X方向、θ_Y方向及びθ_Z方向に駆動される。なお、ガイド面上のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、θ_X方向、θ_Y方向及びθ_Z方向の少なくとも１方向の位置は、ウエハ干渉計（不図示）によって、例えば０．１〜０．５ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。その位置情報に基づいて、ステージ制御部（不図示）が駆動部を介してウエハステージＷＳＴの位置及び速度を制御する。

次に、露光装置１４０によって行われる露光動作について説明する。ウエハＷ上の一つのショット領域３１にレチクルＲに形成されたパターンを露光する場合、照明光学系１０による照明領域でレチクルＲを照明した状態で、レチクルステージ制御部の制御によって、レチクルステージＲを−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側（図１では紙面奥側から紙面手前側）に所定ストローク毎に移動させるとともに、ウエハステージ制御部の駆動によって、投影光学系ＰＬの縮小倍率に応じた速度比でウエハステージＷＳＴを＋Ｙ方向側から−Ｙ方向側に同期移動して露光する。そして、一つのショット領域３１へのパターンの形成が終了した場合、ウエハＷの他のショット領域３１に対するパターンの形成が連続して行われる。

上記の露光動作によってウエハＷの表面には、図２に示すように、デバイス用の回路パターンが露光された複数のショット領域３１が形成されている。このショット領域３１は、矩形状の区画領域である。また、ウエハＷの周辺部には、矩形状の区画領域から一部が欠落した区画領域（欠けショット領域）が複数存在する。この欠けショット領域は、
直交する２方向（例えば、Ｘ方向及びＹ方向）のいずれかに平行な直線と、ウエハＷのエッジ（外縁）とにより囲まれた領域である。なお、欠けショット領域は、ウエハＷの周辺部に形成されているため、周辺領域３２と称する。

露光装置１４０によって、各ショット領域３１に、回路パターンが露光されたウエハＷは、ウエハローダ５によって、周辺露光装置１５０に移動される。

次に、周辺露光装置１５０について、図３を用いて説明する。周辺露光装置１５０は、露光ユニット４０とウエハステージＷＳＴＡを備える。露光ユニット４０は、光源を含み、露光光ＩＬＡを射出する照明光学系４１と、互いに異なる複数のパターン群７２Ａ〜７２Ｆが全面に形成されたパターン形成領域７１（図４参照）を有する位相シフトレチクル７０（光学部材）と、位相シフトレチクル７０を保持する周辺露光用のレチクルステージＲＳＴＡと、位相シフトレチクル７０のパターンをウエハＷに投影する投影光学系ＰＬＡとを備える。

照明光学系４１は、露光装置１４０の光源と同じ波長の露光光ＩＬＡ（ＡｒＦエキシマレーザ光）を射出する光源を備える。照明光学系４１は、位相シフトレチクル７０のパターン形成領域７１を照明する照明領域の大きさを変更するためのレチクルブラインドを備える。このレチクルブラインドによって、パターン形成領域７１の全面又は一部を露光光ＩＬＡで照明することができる。照明光学系４１の瞳面又はその近傍の面には、円板状部材から成る照明系開口絞り板（不図示）が配置されている。この照明系開口絞り板には、等角度間隔で、例えば通常の円形開口で形成された第１開口絞り、第１開口絞りより小さな円形開口で形成された第２開口絞り、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り、及び変形光源法用に複数の開口（２つもしくは４つ）を偏心させて配置して成る変形開口絞り等が配置されている。この照明系開口絞り板は、駆動装置（不図示）により回転され、いずれかの開口絞りが露光光ＩＬＡの光路上に選択的に配置される。第２開口絞りは、コヒーレンスファクタであるσ値（σ値＝照明光学系のレチクル側開口数（ＮＡ_IL）／投影光学系のレチクル側開口数（ＮＡ_PO））を小さくするために用いられる。

なお、本実施例では、第２開口絞りを用いて位相シフトレチクル７０を照明するときのσ値は、例えば、０．００３に設定される。このような十分小さいσ（以下、極小σと称する）を用いることによって、周辺領域３２を露光する場合に、投影光学系ＰＬの焦点深度を深くすることができる。そのため、投影光学系ＰＬＡに対するウエハＷの位置合わせに必要な合焦時間を短時間で行うことができるためスループットを向上することができる。なお、σ値は、０．００３以下あるいは０．００３以上に設定できることは勿論である。

周辺露光用のレチクルステージＲＳＴＡは、真空吸着や電磁吸着、又は機械的な固定（例えば、ネジ等を用いる）により、位相シフトレチクル７０を保持する。なお、レチクルステージＲＳＴＡは、不図示のレチクルベース上のガイド面に載置され、ウエハＷの周辺領域３２に対する位置合わせのために、レチクルステージ駆動部（不図示）により、θ_Z方向に微小駆動される。

投影光学系ＰＬＡは、例えば、ダイソン型の等倍結像光学系で構成される。位相シフトレチクル７０を介して投影光学系ＰＬＡに入射した露光光ＩＬＡは、レンズ５１ａ、反射平面ミラー５２ａ、レンズ５１ｂを介して反射球面ミラー５３に入射する。反射球面ミラー５３で反射した露光光ＩＬＡは、再びレンズ５１ｂを透過した後、反射平面ミラー５２ｂ、レンズ５１ｃを介してウエハＷに照射される。投影光学系ＰＬＡの瞳面は、反射球面ミラー５３の反射面内またはその近傍の面内に設定される。すなわち、投影光学系ＰＬＡの瞳面またはその近傍には、光学素子として反射球面ミラー５３が配置される。なお、本実施例における投影光学系の実効的な開口数（ＮＡ）は、例えば０．１５である。また、投影光学系内のＮＡの値は０．１５以下あるいは０．１５以上に設定してもよい。

ウエハステージＷＳＴＡは、露光装置１４０に比べて簡素なステージ機構を備える。例えば、不図示のウエハベースに対して、ボールベアリング又はエアベアリングを介して支持されるＸＹステージ１５と、ＸＹステージ１５に対して、Ｚ方向に変位可能な３箇所のＺ駆動部を介して取り付けられるＺチルトステージ１４と、Ｚチルトステージ１４に固定され、ウエハＷを真空吸着（又は電磁吸着）する不図示のウエハホルダとを備える。

次に、周辺領域３２を露光するための位相シフトレチクル７０について、図４を用いて説明する。図４は、露光光ＩＬＡの照射方向からみた位相シフトレチクル７０の平面図とその特徴的な箇所における拡大図を示している。

位相シフトレチクル７０には、ショット領域３１と略同じ大きさのパターン形成領域７１が設けられている。また、パターン形成領域７１の全面には、複数のパターン群（本実施例では、６個のパターン群）７２Ａ〜７２Ｆが形成されている。これらの６つのパターン群７２Ａ〜７２Ｆによって、パターン形成領域７１は、例えば、Ｙ方向が３つの領域に分割され、Ｘ方向が２つの領域に分割されている。なお、位相シフトレチクル７０には、さらに、パターン形成領域７１の周りに設けられた不図示の複数のアライメント用マークを備える。

複数のパターン群７２Ａ〜７２Ｆには、位相シフタ部７７と光透過部７８がＹ方向に繰り返して形成されている。位相シフタ部７７は、レチクルブランクの表面の一部を掘込み加工した凹部によって形成される。なお、位相シフタ部７７を通過する光の位相と、光透過部７８を通過する光の位相とは、１８０°ずれている。

パターン群７２Ａには、位相シフタ部７７と光透過部７８がピッチ（繰り返し周期）Ｐ１で繰り返して形成されており、パターン群７２Ｂには、位相シフタ部７７と光透過部７８がピッチＰ２で繰り返して形成されており、パターン群７２Ｃには、位相シフタ部７７と光透過部７８がピッチＰ３で繰り返して形成されており、パターン群７２Ｄには、位相シフタ部７７と光透過部７８がピッチＰ４で繰り返して形成されており、パターン群７２Ｅには、位相シフタ部７７と光透過部７８がピッチＰ５で繰り返して形成されており、パターン群７２Ｆには、位相シフタ部７７と光透過部７８がピッチＰ６で繰り返して形成されている。

なお、ピッチＰ１〜Ｐ６には、次のような関係がある。

Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４＞Ｐ５＞Ｐ６ ・・・・（１）
また、これらの複数のパターン群７２Ａ〜７２Ｆに形成される位相シフタ部７７の線幅は、光透過部７８の線幅と同じであり、露光装置１４０で用いられるレチクルＲの回路パターンの線幅と比較すると、数倍から数十倍大きい。

例えば、ＡｒＦエキシマレーザ光の光源を用いた場合、回路パターンの線幅は０．０４μｍ〜０．２μｍ程度である。このとき、パターン群７２Ａに形成される位相シフタ部７７の線幅は、光透過部７８の線幅と同じ０．４２μｍであり、位相シフタ部７７と光透過部７８がピッチ０．８４μｍで繰り返して形成され、パターン群７２Ｂに形成される位相シフタ部７７の線幅は、光透過部７８の線幅と同じ０．４５μｍであり、位相シフタ部７７と光透過部７８がピッチ０．９μｍで繰り返して形成され、パターン群７２Ｃに形成される位相シフタ部７７の線幅は、光透過部７８の線幅と同じ０．４８μｍであり、位相シフタ部７７と光透過部７８がピッチ０．９６μｍで繰り返して形成され、パターン群７２Ｄに形成される位相シフタ部７７の線幅は、光透過部７８の線幅と同じ０．５１μｍであり、位相シフタ部７７と光透過部７８がピッチ１．０２μｍで繰り返して形成され、パターン群７２Ｅに形成される位相シフタ部７７の線幅は、光透過部７８の線幅と同じ０．５５μｍであり、位相シフタ部７７と光透過部７８がピッチ１．１μｍで繰り返して形成され、パターン群７２Ｆに形成される位相シフタ部７７の線幅は、光透過部７８の線幅と同じ０．６μｍであり、位相シフタ部７７と光透過部７８がピッチ１．２μｍで繰り返して形成されている。

次に、周辺露光装置１５０によって、位相シフトレチクル７０を用いた周辺領域３２の露光動作について説明する。

まず、レチクルステージＲＳＴＡに、位相シフトレチクル７０を搬送する。そして、照明光学系４１は、位相シフトレチクル７０のパターン形成領域７１の全面又は一部に露光光ＩＬＡを照射できるように、照明領域を調整するとともに、第２開口絞りを露光光ＩＬＡの光路内に配置する。

照明光学系４１は、第２開口絞りを介した極小σの露光光ＩＬＡにより、位相シフトレチクル７０のパターン形成領域７１の全面又は一部を照明する。このとき、照明光学系４１は、パターン形成領域７１に対して露光光ＩＬＡを垂直方向から照射する。なお、照明光学系４１は、周辺領域３２の大きさや形状に応じて、レチクルブラインドを制御し、パターン形成領域７１を照明する照明領域の大きさや形状を変更することができる。

パターン形成領域７１に照射された露光光ＩＬＡは、パターン形成領域７１に形成された複数のパターン群７２Ａ〜７２Ｆを透過する。この時、露光光ＩＬＡは、複数のパターン群７２Ａ〜７２Ｆに形成された位相シフタ部７７と光透過部７８のピッチＰ１〜Ｐ６に応じて、互いに異なった回折角で回折される。回折された露光光ＩＬＡのうち、±１次回折光ＤＲは、ピッチＰ１〜Ｐ６に応じて複数発生し、投影光学系ＰＬＡに入射する。さらに、投影光学系ＰＬＡに入射した複数の±１次回折光ＤＲは、レンズ５１ａ、反射平板ミラー５２ａ、レンズ５１ｂを介して、反射球面ミラー５３の反射面またはその近傍で集光する。その後、複数の±１次回折光ＤＲは、レンズ５１ｂ、反射平板ミラー５２ｂ、レンズ５１ｃを介して、複数のパターン群７２Ａ〜７２ＦをウエハＷの周辺領域３２に転写（露光）する。

ここで、投影光学系ＰＬＡの瞳面７６において、複数のパターン群７２Ａ〜７２Ｆを透過した複数の±１次回折光ＤＲは、１２箇所に分散する。さらに、上述したσ値の露光光ＩＬＡを用いて、上述したピッチを有する複数のパターン群７２Ａ〜７２Ｆを照明すると、露光光ＩＬＡが複数の±１次回折光ＤＲに回折され、複数の±１次回折光ＤＲのうち、＋１次回折光同士が、投影光学系ＰＬＡの瞳面７６で、互いに隣接するとともに、−１次回折光同士が、投影光学系ＰＬＡの瞳面７６で、互いに隣接する。

このように、投影光学系ＰＬＡの瞳面７６又はその近傍で複数の±１次回折光ＤＲが分散しているため、露光光ＩＬＡが複数のパターン群７２Ａ〜７２Ｆを介した場合と、介さない場合とで比較すると、瞳面７６内における単位面積当たりの露光光ＩＬＡの強度を低下させることができる。このことは、従来技術のような単一周期のラインアンドスペースを有するレチクルを照明した場合と比較しても、瞳面７６内における単位面積当たりの露光光ＩＬＡの強度を低下させることができるのは勿論である。

すなわち、投影光学系ＰＬＡの瞳面７６又はその近傍に配置される反射球面ミラー５３の劣化を防止することができる。

ここで、複数のパターン群７２Ａ〜７２Ｆを転写（露光）するウエハＷの周辺領域３２は、ウエハＷの中央部のショット領域３１に対して、一部が欠落しており、その欠落箇所もウエハＷの周辺位置によって異なっている。しかしながら、位相シフトレチクル７０のパターン形成領域７１がショット領域３１と同じ大きさで形成され、かつパターン形成領域７１の全面に複数のパターン群７２Ａ〜７２Ｆが形成され、さらに、照明光学系４１がパターン形成領域７１を照明する照明領域を任意に変更できるため、欠落箇所が異なる周辺領域３２に対しても、パターン形成領域７１上の複数のパターン群７２Ａ〜７２Ｆの少なくとも一部のパターンで周辺領域３２の全面を露光することができる。

次に、本実施例２に係る光学部材としての位相シフトレチクルについて説明する。図５は、露光光ＩＬＡの照射方向からみた位相シフトレチクル８０の平面図とその特徴的な箇所における拡大図を示している。なお、実施例１と相違する部分について主に説明するものとし、実施例１と同じ構成については説明を省略するものとする。

位相シフトレチクル８０には、ショット領域３１と略同じ大きさのパターン形成領域８１が設けられている。また、パターン形成領域８１の全面には、複数のパターン群（本実施例では、２０個のパターン群）８２Ａ〜８２Ｔが形成されている。これらの複数のパターン群８２Ａ〜８２Ｔによって、パターン形成領域８１は、例えば、Ｙ方向が５つの領域に分割され、Ｘ方向が４つの領域に分割されている。

複数のパターン群８２Ａ〜８２Ｔは、位相シフタ部８７と光透過部８８によって構成されている。位相シフタ部８７は、レチクルブランクの表面の一部を掘込み加工した凹部によって形成される。なお、位相シフタ部８７を通過する光の位相と、光透過部８８を通過する光の位相とは、１８０°ずれている。

また、複数のパターン群８２Ａ〜８２Ｔにおける位相シフタ部８７と光透過部８８は、同じピッチＰ´で繰り返して形成されているが、互いに異なった方向へ配列されている。ＸＹ平面内のＹ軸に対する反時計回りの傾斜角度をφ°とすると、複数のパターン群８２Ａ〜８２Ｔにおける位相シフタ部８７と光透過部８８の配列方向は、互いに異なる傾斜角度φ_A〜φ_Tを有する。なお、図５では、パターン群８１Ａ、８２Ｃ、８２Ｅ、８２Ｊ、８２Ｋ、８２Ｐ、８２Ｒ、８２Ｔについてのみ、位相シフタ部８７と光透過部８８の配列方向及び傾斜角度を図示している。

例えば、位相シフタ部８７と光透過部８８のピッチＰ´は１．０μｍに設定し、それらの傾斜角度φ_A〜φ_Jは、Ｙ軸周りの回転角で２０°すなわち−２０°≦φ≦２０°の範囲で４°刻みに、φ_K〜φ_Tは、Ｘ軸周りの回転角で２０°すなわち７０°≦φ≦１１０°の範囲で４°刻みに設定する。

すなわち、パターン群８２Ａでは、位相シフタ部８７と光透過部８８が、φ_A＝−２０°だけ傾斜して形成されており、パターン群８２Ｂでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_B＝−１６°だけ傾斜して形成されており、パターン群８２Ｃでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_C＝−１２°だけ傾斜して形成されており、パターン群８２Ｄでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_D＝−８°だけ傾斜して形成されており、パターン群８２Ｅでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_E＝−４°だけ傾斜して形成されており、パターン群８２Ｆでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_F＝０°すなわち＋Ｙ軸に対して平行に形成されており、パターン群８２Ｇでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_G＝４°だけ傾斜して形成されており、パターン群８２Ｈでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_H＝８°だけ傾斜して形成されており、パターン群８２Ｉでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_I＝１２°だけ傾斜して形成されており、
パターン群８２Ｊでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_J＝１６°だけ傾斜して形成されており、パターン群８２Ｋでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_K＝７０°だけ傾斜して形成されており、パターン群８２Ｌでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_L＝７４°だけ傾斜して形成されており、パターン群８２Ｍでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_M＝７８°だけ傾斜して形成されており、パターン群８２Ｎでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_N＝８２°だけ傾斜して形成されており、パターン群８２Ｏでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_O＝８６°だけ傾斜して形成されており、パターン群８２Ｐでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_P＝９０°すなわち＋Ｘ軸に平行な方向に形成されており、パターン群８２Ｑでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_Q＝９４°だけ傾斜して形成されており、パターン群８２Ｒでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_R＝９８°だけ傾斜して形成されており、パターン群８２Ｓでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_S＝１０２°だけ傾斜して形成されており、パターン群８２Ｔでは、位相シフタ部８７と光透過部８８がφ_T＝１０６°だけ傾斜して形成されている。

なお、−２０°≦φ≦２０°の範囲及び７０°≦φ≦１１０°の範囲は、複数のパターン群８２Ａ〜８２Ｊをレチクルブランクに加工する場合、一つのパターン群、例えば、傾斜角度φ_P＝０°のパターンを用意し、このパターンの長さや形状、数を変えずに、単にパターンの角度を変えるだけで加工できる範囲である。したがって、これらの傾斜角度範囲に設定することによって、位相シフトレチクルを加工する手間が省けるため、複数のパターン群８２Ａ〜８２Ｔを容易に形成できるほか、複数のパターン群８２Ａ〜８２Ｔを効率的に形成することができる。

次に、周辺露光装置１５０によって、実施例１と同様に、照明光学系４１は、極小σの露光光ＩＬＡにより、位相シフトレチクル８０のパターン形成領域８１の全面又は一部を照明する。

パターン形成領域８１を照射した露光光ＩＬＡは、パターン形成領域８１に形成された複数のパターン群８２Ａ〜８２Ｔを透過する。この時、露光光ＩＬＡは、複数のパターン群８２Ａ〜８２Ｔに形成された位相シフタ部８７と光透過部８８のそれぞれの配列方向に応じて、回折角は同じであるが互いに異なった方向へ回折される。回折された露光光ＩＬＡのうち、±１次回折光ＤＲは、傾斜角度φ_A〜φ_Tに応じて、複数発生し、投影光学系ＰＬＡに入射する。さらに、投影光学系ＰＬＡに入射した複数の±１次回折光ＤＲは、レンズ５１ａ、反射平板ミラー５２ａ、レンズ５１ｂを介して、反射球面ミラー５３の反射面またはその近傍で集光する。その後、複数の±１次回折光ＤＲは、レンズ５１ｂ、反射平板ミラー５２ｂ、レンズ５１ｃを介して、複数のパターン群８２Ａ〜８２ＴをウエハＷの周辺領域３２に転写（露光）する。

ここで、投影光学系ＰＬＡの瞳面７６において、複数のパターン群８２Ａ〜８２Ｔを透過した複数の±１次回折光ＤＲは、４０箇所で分散する。さらに、上述したσ値の露光光ＩＬＡを用いて、上述したピッチと傾斜角度を有する複数のパターン群８２Ａ〜８２Ｔを照明すると、露光光ＩＬＡが複数の±１次回折光ＤＲに回折され、複数の±１次回折光ＤＲのうち、＋１次回折光同士が、投影光学系ＰＬＡの瞳面７６で、互いに隣接するとともに、−１次回折光同士が、投影光学系ＰＬＡの瞳面７６で、互いに隣接する。

このように、投影光学系ＰＬＡの瞳面７６又はその近傍で複数の±１次回折光ＤＲが分散しているため、露光光ＩＬＡが複数のパターン群７２Ａ〜７２Ｆを介した場合と、介さない場合とで比較すると、瞳面７６内における単位面積当たりの露光光ＩＬＡの強度を低下させることができる。さらに、従来技術のような単一周期のラインアンドスペースを有するレチクルを照明した場合と比較しても、瞳面７６内における単位面積当たりの露光光ＩＬＡの強度を低下させることができる。その結果、投影光学系ＰＬＡの瞳面７６又はその近傍に配置される反射球面ミラー５３の劣化を防止することができる。

次に、実施例３に係る光学部材としての位相シフトレチクルについて説明する。図６は、露光光ＩＬＡの照射方向からみた位相シフトレチクル９０の平面図を示している。なお、実施例１、２と相違する部分について主に説明するものとし、実施例１、２と同じ構成については説明を省略するものとする。

位相シフトレチクル９０は、ショット領域３１と略同じ大きさのパターン形成領域９１が設けられている。また、パターン形成領域９１の全面には、複数のパターン群（本実施例では、１２０個のパターン群）９２（１，１）〜９２（１２，１０）が設けられている。これらの複数のパターン群９２（１，１）〜９２（１２，１０）によって、パターン形成領域９１は、例えば、Ｙ方向が１０個の領域に分割され、Ｘ方向が１２個の領域に分割されている。なお、位相シフトレチクル９０には、さらに、パターン形成領域９１の周りに設けられた不図示の複数のアライメント用マークを備える。

ここで、パターン群９２（ｍ、ｎ）とは、パターン形成領域９１の、ｍ行ｎ列目の領域におけるパターン群を示している。例えば、パターン形成領域９１の最上段でかつ左端は、パターン群９２（１，１）となり、パターン形成領域９１の最下段でかつ右端は、パターン群９２（１２，１０）となる。

図７は、図６において1)で示されたパターン群９２（２，６）、2)で示されたパターン群９２（４，６）、3)で示されたパターン群９２（６，６）、4)で示されたパターン群９２（８，６）、5)で示されたパターン群９２（１０，６）、6)で示されたパターン群（１２，６）、7)で示されたパターン群９２（１，２）、8)で示されたパターン群９２（１，４）、9)で示されたパターン群９２（１，６）、10)で示されたパターン群９２（１，８）
、11)で示されたパターン群９２（１，１０）の拡大図を示している。

複数のパターン群９２（１，１）〜９２（１２，１０）は、位相シフタ部９７と光透過部９８によって構成されている。位相シフタ部９７は、レチクルブランクの表面を掘り込み加工した凹部によって形成される。なお、位相シフタ部９７を通過する光の位相と、光透過部９８を通過する光の位相とは１８０°ずれている。

また、パターン群９２（１，１）〜９２（１２，１０）は、位相シフタ部９７と光透過部９８のピッチまたは配列方向の少なくとも１つが互いに異なって形成されている。すなわち、実施例１におけるパターン群７２Ａ〜８２Ｆと実施例２におけるパターン群８２Ａ〜８２Ｔの特徴を組み合わせて併用することにより、１２０通りのパターン群９２（１，１）〜９２（１２，１０）を形成することができる。

例えば、パターン群９２（１，１）〜９２（２，１０）には、位相シフタ部９７と光透過部９８が同一のピッチＰ１で形成されているが、互いに異なった傾斜角度φ_A〜φ_Tで形成されている。すなわち、パターン群９２（１，１）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍの繰り返しで、かつ傾斜角度φ_A＝−２０°で形成され、パターン群９２（１，２）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍの繰り返しで、かつ傾斜角度φ_B＝−１６°で形成され、パターン群９２（１，３）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍで繰り返して、かつ傾斜角度φ_C＝−１２°で形成され、パターン群９２（１，４）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍで繰り返して、かつ傾斜角度φ_D＝−８°で形成され、パターン群９２（１，５）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍで繰り返して、かつ傾斜角度φ_E＝−４°で形成され、パターン群９２（１，６）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍで繰り返して、かつ傾斜角度φ_F＝０°（Ｙ軸に平行）で形成され、パターン群９２（１，７）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍで繰り返して、かつ傾斜角度φ_G＝４°で形成され、パターン群９２（１，８）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍで繰り返して、かつ傾斜角度φ_H＝８°で形成され、パターン群９２（１，９）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍで繰り返して、かつ傾斜角度φ_I＝１２°で形成され、パターン群９２（１，１０）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍで繰り返して、かつ傾斜角度φ_J＝１６°で形成され、パターン群９２（２，１）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍで繰り返して、かつ傾斜角度φ_K＝７０°で形成され、パターン群９２（２，２）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍで繰り返して、かつ傾斜角度φ_L＝７４°で形成され、パターン群９２（２，３）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍで繰り返して、かつ傾斜角度φ_M＝７８°で形成され、パターン群９２（２，４）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍで繰り返して、かつ傾斜角度φ_N＝８２°で形成され、パターン群９２（２，５）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍで繰り返して、かつ傾斜角度φ_O＝８６°で形成され、パターン群９２（２，６）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍで繰り返して、かつ傾斜角度φ_P＝９０°（Ｘ軸に平行）で形成され、パターン群９２（２，７）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍで繰り返して、かつ傾斜角度φ_Q＝９４°で形成され、パターン群９２（２，８）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍで繰り返して、かつ傾斜角度φ_R＝９８°で形成され、パターン群９２（２，９）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍで繰り返して、かつ傾斜角度φ_S＝１０２°で形成され、パターン群９２（２，１０）には、位相シフタ部９７と光透過部９８がピッチ０．８４μｍで繰り返して、かつ傾斜角度φ_T＝１０６°で形成されている。

さらに、パターン群９２（３，１）〜９２（４，１０）には、位相シフタ部９７と光透過部９８が同じピッチ０．９μｍで繰り返して形成されているが、それらの配列方向が傾斜角度φ_A〜φ_Tと、互いに異なっており、パターン群９２（５，１）〜９２（６，１０）には、位相シフタ部９７と光透過部９８が同じピッチ０．９６μｍで繰り返して形成されているが、それらの配列方向が傾斜角度φ_A〜φ_Tと、互いに異なっており、パターン群９２（７，１）〜９２（８，１０）には、位相シフタ部９７と光透過部９８が同じピッチ１．０２μｍで繰り返して形成されているが、それらの配列方向が傾斜角度φ_A〜φ_Tと、互いに異なっており、パターン群９２（９，１）〜９２（１０，１０）には、位相シフタ部９７と光透過部９８が同じピッチ１．１μｍで繰り返して形成されているが、それらの配列方向が傾斜角度φ_A〜φ_Tと、互いに異なっており、パターン群（１１，１）〜９２（１２，１０）には、位相シフタ部９７と光透過部９８が同じピッチ１．２μｍで繰り返して形成されているが、それらの配列方向が傾斜角度φ_A〜φ_Tと、互いに異なっている。

次に、周辺露光装置１５０によって、位相シフトレチクル９０を用いた周辺領域３２の露光動作について説明する。実施例１、２と同様に、照明光学系４１は、極小σの露光光ＩＬＡにより、位相シフトレチクル９０のパターン形成領域９１の全面又は一部を照明する。

パターン形成領域９１を照射した露光光ＩＬＡは、パターン形成領域９１に形成された複数のパターン群９２（１，１）〜９２（１２，１０）を透過する。この時、露光光ＩＬＡは、複数のパターン群９２（１，１）〜９２（１２，１０）に形成された位相シフタ部９７と光透過部９８のピッチと配列方向に応じて、互いに異なった角度と方向へ回折される。

回折された露光光ＩＬＡのうち、±１次回折光ＤＲは、ピッチＰ１〜Ｐ６と傾斜角度φ_A〜φ_Tの組み合わせに応じて、複数発生し、投影光学系ＰＬＡに入射する。さらに、投影光学系ＰＬＡに入射した複数の±１次回折光ＤＲは、レンズ５１ａ、反射平板ミラー５２ａ、レンズ５１ｂを介して、反射球面ミラー５３の反射面またはその近傍で集光する。その後、複数の±１次回折光ＤＲは、レンズ５１ｂ、反射平板ミラー５２ｂ、レンズ５１ｃを介して、複数のパターン群９２（１，１）〜９２（１２，１０）をウエハＷの周辺領域３２に転写（露光）する。

ここで、投影光学系ＰＬＡの瞳面７６において、複数のパターン群９２（１，１）〜９２（１２，１０）を透過した複数の±１次回折光ＤＲは、１２０箇所で分散する。さらに、上述したσ値の露光光ＩＬＡを用いて、上述したピッチと傾斜角度を有する複数のパターン群９２（１，１）〜９２（１２，１０）を照明すると、露光光ＩＬＡが複数の±１次回折光ＤＲに回折され、複数の±１次回折光ＤＲのうち、＋１次回折光同士が、投影光学系ＰＬＡの瞳面７６で、互いに隣接するとともに、−１次回折光同士が、投影光学系ＰＬＡの瞳面７６で、互いに隣接する。

このように、投影光学系ＰＬＡの瞳面７６又はその近傍で複数の±１次回折光ＤＲが分散しているため、露光光ＩＬＡが複数のパターン群９２（１，１）〜９２（１２，１０）を介した場合と、介さない場合とで比較すると、瞳面７６内における単位面積当たりの露光光ＩＬＡの強度を低下させることができる。さらに、従来技術のような単一周期のラインアンドスペースを有するレチクルを照明した場合と比較しても、瞳面７６内における単位面積当たりの露光光ＩＬＡの強度を低下させることができる。その結果、投影光学系ＰＬＡの瞳面７６又はその近傍に配置される反射球面ミラー５３の劣化を防止することができる。また、本実施例では、瞳面７６内における単位面積当たりの露光光ＩＬＡの強度を１００分の１以下に低下させることができるため、反射球面ミラー５３の劣化防止効果を飛躍的に高めることができる。

上記各実施例において上述した周辺露光装置１５０は、ステップ・アンド・リピート方式の一括露光型の投影露光装置としたが、これに限定されることなく、位相シフトレチクル７０、８０、９０を−Ｙ方向から＋Ｙ方向に所定ストローク毎に移動させるとともに、ウエハＷを＋Ｙ方向から−Ｙ方向に同期して移動するステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の投影露光装置でもよい。このとき、露光光ＩＬＡは、位相シフトレチクル７０、８０、９０上のパターン形成領域７１、８１、９１の一部を照明できれば十分である。また、周辺露光装置１５０の投影光学系ＰＬＡとして、等倍結像光学系を例に説明したが、この構成に限定されるものではない。投影光学系ＰＬＡとして縮小型の投影光学系を用いてもよい。この場合、位相シフトレチクル７０、８０、９０のパターン形成領域７１、８１、９１の大きさを投影光学系の縮小倍率分だけ拡大し、位相シフトレチクル７０、８０、９０とウエハＷの両方を縮小倍率に応じた速度比で移動すればよい。

周辺露光装置１５０の光源は、露光装置１４０と同一光源から発せられた光をハーフミラー等により導いて用いてもよい。また、必ずしも周辺露光装置１５０の内部に光源を設ける必要はなく、外部から光源を供給する機構を備えてもよい。

また、投影光学系ＰＬＡとして、ダイソン型の光学系を例に説明したが、これに限定されるものではなく、屈折光学系を用いても良い。この場合、投影光学系ＰＬＡの瞳面近傍に配置される光学素子としてレンズの劣化を防止することができる。

周辺露光装置１５０により形成されるパターン像の解像度は、露光装置１４０により形成されるパターン像の解像度よりも数倍から数１０倍程度に粗くてもよい。そこで、露光光ＩＬＡを射出する光源として、露光光ＩＬよりも波長幅が広いＡｒＦエキシマレーザ光を使用することが可能である。これによって、露光光ＩＬＡの強度を大きくできるため、ウエハＷ上のレジストを短時間で感光できる。

さらに、ウエハＷのレジストは、ＡｒＦエキシマレーザ光に感度を持つが、そのレジストがＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等にも感度を有する場合には、露光光ＩＬＡとして露光光ＩＬよりも長波長のＫｒＦエキシマレーザ光等を使用することもできる。

また、各実施例における周辺露光装置１５０は、レチクルステージＲＳＴＡを備える構成について説明したが、常に同じパターンをウエハＷの周辺領域３２に露光する場合には、レチクルステージＲＳＴＡに位相シフトレチクル７０、８０、９０を固定してもよい。また、ウエハステージＷＳＴＡは、露光装置１４０で使用されるウエハステージＷＳＴと同じステージ機構を用いてもよい。

位相シフトレチクル７０、８０、９０のパターン形成領域７１、８１、９１に形成されるパターン群の個数としては、複数個存在すれば良く、パターン群７２Ａ〜７２Ｆ、８２Ａ〜８２Ｔ、９２（１，１０）〜９２（１２，１０）の面積、形状等は任意に形成することができる。なお、パターン形成領域７１、８１、９１に形成されるパターン群の個数が多ければ多いほど、投影光学系ＰＬＡの瞳面内において回折光をより多く分散させることができるため、反射球面ミラー５３の劣化をより顕著に防止することができる。

また、位相シフトレチクル８０、９０のパターン形成領域８１、９１に形成される位相シフタ部８７、９７と光透過部８８、９８との配列方向としては、上述した範囲に限定されることはなく、０°≦φ≦３６０°すなわち、あらゆる方向に形成することができる。なお、形成する配列方向の種類が多ければ多いほど、反射球面ミラー５３の劣化をより顕著に防止できることは、勿論である。

さらに、位相シフトレチクル７０、８０、９０のパターン形成領域７１、８１、９１に形成されるパターン群は、ピッチが互いに異なる位相シフタ部７７、８７、９７と光透過部７８、８８、９８との組み合わせ、すなわち、ランダムなパターン配列によって形成されていてもよい。配列方向も任意の傾斜角度で形成することができるのは、言うもでもない。なお、この場合、±１次回折光ＤＲは、投影光学系ＰＬＡの瞳面７６で不等間隔に分散する。

位相シフトレチクル７０、８０、９０のパターン形成領域７１、８１、９１に形成されるパターン群の種類としては、位相シフタ部７７、８７、９７の代わりに遮光部（例えば、クロム膜）を用い、遮光部と光透過部との繰り返しパターンで構成されたフォトレチクル（又はフォトマスク）としてもよい。この際、照明光学系の瞳面又はその近傍の面で、変形照明用開口絞り又は輪帯状開口絞りを用い、パターン形成領域７１、８１、９１に対して斜め方向から露光光ＩＬＡを照射する。これによって、回折された０次回折光又は±１次回折光は、投影光学系ＰＬＡに対して斜めに入射するため、投影光学系ＰＬＡ内の瞳面７６の中央付近で、集光するのを防ぐことができる。

位相シフトレチクル又はフォトレチクルのパターン形成領域に形成されるパターン群の構成としては、位相シフタ部７７、８７、９７と光透過部７８、８８、９８又は遮光部と光透過部の組み合わせに限るものではない。例えば、位相シフタ部７７、８７、９７と光透過部７８、８８、９８と遮光部の３つを組み合わせることにより、パターン群を構成してもよい。また、位相シフタ部７７、８７、９７と光透過部７８、８８、９８又は遮光部と光透過部の線幅は、必ずしも同じである必要はない。例えば、個々の線幅は異なるが、パターン形成領域７１、８１、９１に照射される露光光ＩＬＡの照明領域内で、位相シフタ部７７、８７、９７と光透過部７８、８８、９８又は遮光部と光透過部との受光面積の比が等しければよい。さらに、位相シフタ部７７、８７、９７の掘込みは、様々な加工が考えられる。例えば、位相シフタ部７７、８７、９７の掘込み深さや形状を任意に加工することができる。すなわち、位相シフタ部７７、８７、９７又は光透過部７８、８８、９８又は遮光部は、投影光学系ＰＬＡ内の瞳面７６の中央付近における０次回折光又は±１次回折光の集光を防止できるように、構成されていればよい。

光学部材としては、位相シフトレチクル又はフォトレチクルに限ることはなく、例えば、電子データに基づいて、所定のパターンを形成する可変パターン形成部材を用いることができる。このような可変パターン形成部材として、複数の反射ミラーを含むＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を用いることができる。

上述したパターン群は、パターン形成領域７１、８１、９１において組み合わせて構成してもよいことは、勿論である。

本発明における露光動作としては、位相シフタ部７７、８７、９７を有する位相シフトレチクル７０、８０、９０を極小σで照明したが、位相シフトレチクル７０、８０、９０を遮光部（例えば、クロム膜）と光透過部７８、８８、９８との繰り返しパターンで構成されたフォトレチクルとし、第１開口絞り、変形照明用開口絞り、輪帯状開口絞りを介した露光光ＩＬＡで照明してもよい。

なお、位相シフタ部７７、８７、９７と光透過部７８、８８、９８の繰り返しパターンを有する位相シフトレチクル７０、８０、９０又は遮光部と光透過部７８、８８、９８の繰り返しパターンを有するフォトレチクルを照明する際、これらの開口絞りを必ずしも備えている必要はなく、照明光学系によって照射したい露光光ＩＬＡをパターン形成領域７１、８１、９１に照射できれば、十分である。

また、露光装置１４０で、二枚目のウエハＷのショット領域３１の露光を行っている間、露光装置１４０で既に露光された一枚目のウエハＷの周辺領域３２を周辺露光装置１５０で露光することができるので、スループットを向上することができる。このような露光装置システム１００によれば、周辺領域３２を含むウエハＷの露光を効率的に行うことができ、後工程においてＣＭＰプロセスを良好に実行できるため、電子デバイス等を高い歩留まり高スループットに製造できる。

さらに、各実施例は、半導体デバイスの製造プロセスへの適用に限定されることはなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置の製造プロセスや、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems：微小電気機械システム）、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスの製造プロセスにも広く適用できる。更に、本発明の態様は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）を、フォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の製造工程にも適用することができる。

上述の実施例の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

なお、各実施例は、要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることができる。

Ｒ…レチクル ＲＳＴ…レチクルステージ ＰＬ…投影光学系 Ｗ…基板（ウエハ） ＷＳＴ…ウエハステージ ＰＬＡ…周辺露光用の投影光学系 Ｐ１〜Ｐ６、Ｐ′…繰り返し周期（ピッチ） φ_A〜φ_T…傾斜角度 ＩＬＡ…周辺露光用の露光光 ４０…露光ユニット ４１…照明光学系 ７０、８０、９０…位相シフトレチクル（光学部材） ３０…露光領域 ３１…ショット領域 ３２…周辺領域 ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ…レンズ系 ５２ａ、５２ｂ…反射平面ミラー ５３…反射球面ミラー ７１、８１、９１…パターン形成領域 ７２Ａ〜７２Ｆ、８２Ａ〜８２Ｔ，９２（１，１）〜９２（１２，１０）…パターン群 ＤＲ…±１次回折光（露光光ＩＬＡ） ７６…瞳面 ７７、８７，９７…位相シフタ部 ７８，８８，９８…光透過部 １００…露光システム １４０…露光装置 １５０…周辺露光装置

Claims (19)

1. 基板に設けられた複数の露光領域のうち、前記基板の周辺にある周辺領域を光学系を介して露光する周辺露光方法において、
   互いに異なる複数のパターン群が全面に形成されたパターン形成領域を有する光学部材に露光光を照射し、
   前記パターン形成領域のうち、少なくとも一部の領域を前記光学系を介して前記周辺領域に転写することを特徴とする周辺露光方法。
2. 前記複数のパターン群は、前記露光光が透過する第１透過部と、前記露光光が透過する第２透過部とを含み、前記第１透過部を透過した前記露光光の位相と前記第２透過部を透過した前記露光光の位相とが異なる位相パターンで形成され、かつ前記第１透過部と前記第２透過部との繰り返し周期又は配列方向の少なくとも一方が互いに異なることを特徴とする請求項１に記載に周辺露光方法。
3. 前記パターン形成領域に対して垂直方向から前記露光光を照射することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の周辺露光方法。
4. 前記露光光が前記複数のパターン群を透過することにより複数の±１次回折光に回折され、
   前記複数の±１次回折光のうち、＋１次回折光同士が、前記光学系内の瞳面内で、互いに隣接するとともに、前記複数の±１次回折光のうち、−１次回折光同士が、前記光学系内の瞳面内で、互いに隣接することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の周辺露光方法。
5. 前記複数のパターン群は、前記露光光が透過する透過部と、前記露光光を遮光する遮光部との繰り返しパターンで形成され、かつ前記透過部と前記遮光部との繰り返し周期又は配列方向の少なくとも一方が互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の周辺露光方法。
6. 前記パターン形成領域に対して斜め方向から前記露光光を照射することを特徴とする請求項５に記載の周辺露光方法。
7. 前記複数のパターン群を透過することにより、前記露光光が複数の±１次回折光に回折され、
   前記複数の±１次回折光のうち、＋１次回折光同士が、前記光学系内の瞳面内で、互いに隣接するとともに、前記複数の±１次回折光のうち、−１次回折光同士が、前記光学系内の瞳面内で、互いに隣接することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の周辺露光方法。
8. 前記パターン形成領域は、前記複数のパターン群によって、所定方向に沿った複数の第１分割領域、及び前記所定方向と交差する方向に沿った複数の第２分割領域に分割されることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載の周辺露光方法。
9. 前記複数のパターン群は、前記光学系内の瞳面内における前記露光光の強度を、前記複数のパターン群を介した場合と、前記複数のパターン群を介さない場合とで比較した場合、前記複数のパターン群を介した前記瞳面内における単位面積当たりの前記露光光の強度が、前記複数のパターン群を介さない前記瞳面内における単位面積当たりの前記露光光の強度に比べて低くすることを特徴とする請求項１から請求項８の何れか一項に記載の周辺露光方法。
10. 前記複数のパターン群を介した前記瞳面内における単位面積当たりの前記露光光の強度は、前記複数のパターン群を介さない前記瞳面内における単位面積当たりの前記露光光の強度に比べて１００分の１以下に低下することを特徴とする請求項９に記載の周辺露光方法。
11. 前記複数のパターン群は、前記光学系内の瞳面またはその近傍に配置される光学素子を介して、前記周辺領域に転写されることを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか一項に記載の周辺露光方法。
12. 基板に設けられた複数の露光領域のうち、前記基板の周辺にある周辺領域を露光する周辺露光装置において、
    互いに異なる複数のパターン群が全面に形成されたパターン形成領域を有する光学部材と、
    前記パターン形成領域に露光光を照射する照明光学系と、
    前記露光光が照射された前記パターン形成領域のうち、少なくとも一部の領域を前記周辺領域に転写する光学系と、を備えることを特徴とする周辺露光装置。
13. 前記複数のパターン群は、前記露光光が透過する第１透過部と、前記露光光が透過する第２透過部とを含み、前記第１透過部を透過した前記露光光の位相と前記第２透過部を透過した前記露光光の位相とが異なる位相パターンで形成され、かつ前記第１透過部と前記第２透過部との繰り返し周期又は配列方向の少なくとも一方が互いに異なることを特徴とする請求項１２に記載の周辺露光装置。
14. 前記照明光学系は、前記パターン形成領域に対して垂直方向から前記露光光を照射することを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の周辺露光装置。
15. 前記複数のパターン群は、前記露光光が透過する透過部と、前記露光光を遮光する遮光部との繰り返しパターンで形成され、かつ前記透過部と前記遮光部との繰り返し周期又は配列方向の少なくとも一方が互いに異なることを特徴とする請求項１２に記載の周辺露光装置。
16. 前記照明光学系は、前記パターン形成領域に対して斜め方向から前記露光光を照射することを特徴とする請求項１５に記載の周辺露光装置。
17. 前記パターン形成領域は、前記複数のパターン群によって、所定方向に沿った複数の第1分割領域、及び前記所定方向と交差する方向に沿った複数の第２分割領域に分割されることを特徴とする請求項１２から請求項１６の何れか一項に記載の周辺露装置。
18. 前記光学系は、瞳面またはその近傍に配置される光学素子を有することを特徴とする請求項１２から請求項１７の何れか一項に記載の周辺露光装置。
19. リソグラフィ工程を含む、デバイス製造方法であって、
    前記リソグラフィ工程では、請求項１２から請求項１８の何れか一項に記載の周辺露光装置を用いて露光するデバイス製造方法。