JP3148818B2 - 投影型露光装置 - Google Patents

投影型露光装置

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JP3148818B2 JP30945890A JP30945890A JP3148818B2 JP 3148818 B2 JP3148818 B2 JP 3148818B2 JP 30945890 A JP30945890 A JP 30945890A JP 30945890 A JP30945890 A JP 30945890A JP 3148818 B2 JP3148818 B2 JP 3148818B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路の製造工程、特に半導体回
路パターンの転写に利用される投影型露光装置に関する
ものである。
〔従来の技術〕
半導体メモリや液晶素子の回路パターンの形成には、
一般的に、フォトリソグラフ技術と呼ばれるマスクパタ
ーンを試料基板上に転写する方法が採用される。ここで
は、所定のパターンが形成されたマスクを紫外線等の露
光光で照射し、そのパターン像を投影光学系を介して、
試料基板上の感光レジスト層に結像投影するものであ
る。
解像可能なマスクパターン（特にライン・アンド・ス
ペース）のピッチは露光波長と投影光学系の開口数でほ
ぼ決まり、レンズ材料やレジスト材料等の制約から露光
波長の短波長可にも限界があり、焦点深度の制約から投
影光学系の開口数の増大化にも限界があった。
また、従来においてもマスクパターンで生じる回折光
を積極的に利用して投影光学系の解像度を向上する技術
として、パターンの透過部の１つおきに露光光の位相を
反転させる誘導体、所謂位相シフターを設ける技術が報
告されている。しかしながら複雑な半導体回路パターン
上に位相シフターを設けることは現実には難しく、位相
シフター付フォトマスクの検査方法も未だに確立されて
いない。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来この種の装置においては、第10図に示す如く照明
光束L10は、照明光学系の瞳面付近に、投影光学系29の
瞳32とほぼ共役に配置されたほぼ円形の開口絞り16dに
より照明光学系の光軸を中心とする円形領域内を通る光
束L11となってレチクル（マスク）27bを照明していた。
ここで、光束を表す実線は１点から出た光の主光線を表
している。
このとき照明光学系の開口数と投影光学系29のレクチ
ル側開口数の比、所謂σ値は開口絞りにより決定され、
その値は0.3〜0.6程度が一般的である。
照明光L11はレクチル27bにパターニングされたパター
ン28bにより回折され、パターン28bからは０次回折光
D0,＋１次回折光Dr,−１次回折光Dlが発生する。それぞ
れの回折光は投影光学系29により集光されウェハ（試料
基板）30上に干渉縞を発生させる。この干渉縞がパター
ン28bの像である。
このとき０次回折光D0と±１次回折光Dr,Dlのなす角
θは sinθ＝λ/P（λ：露光波長,P:パターンピッチ）
により決まる。
パターンピッチが微細化するとsinθが大きくなり、s
inθが投影光学系のレクチル側開口数（NAR）より大き
くなると＋１次回折光Dr,Dlは投影光学系に入射できな
くなる。
このときウェハ30上には０次回折光D0のみしか到達せ
ず干渉縞は生じない。つまりsinθ＞NARとなる場合には
パターン28bの像は得られず、パターン28bをウェハ30上
に転写することができなくなってしまう。
以上より従来の露光装置においては、sinθ＝λ/P≒N
ARとなるピッチＰは次式で与えられ、 このピッチＰがウェハ30上に転写可能となるパターンの
レクチル上での最小ピッチである。従って、上記（１）
式を満たすピッチよりも微細なピッチを有するパターン
は解像できないという問題点があった。又、焦点深度は 程度となっていた。（NAWはウェハ側開口数） 一方、位相シフトレチクルも限界解像を上げる方法で
あるが、製造工程が複雑であり、従ってコストも高く、
又検査方法も確立されていないなど多くの問題が残され
ている。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来試
料基板上で十分に解像できなかった微細なパターンを従
来のレクチルを使用して光量損失を少なく、かつ、高解
像度でウエハ上に転写する露光装置を得ることを目的と
している。又、高コントラストを保ったまま焦点深度を
上げることを目的とする。
〔課題を解決する為の手段〕
かかる問題点を解決するため本発明においては、光透
過部と遮光部とが形成されたパターン部分を含むマスク
を、光源からの光で照明するための照明光学系と、パタ
ーン部分を含むマスクの像を感光性基板に投影する投影
光学系とを備えた投影型露光装置において、 前記照明光学系の光路中で、前記マスクと略共役な位
置またはその近傍に設けられ、前記マスクを照明する光
を、前記パターン部分の形状に応じて決まる角度だけ傾
いた少なくとも２つの光束に変換する光束変換部材と； 前記２つの光束の照射により前記マスク上に生じる前
記光束変換部材の像を不鮮明にする像劣化手段とを設け
る。
〔作 用〕
従来の投影露光装置では、レクチルに対して上方から
種々の入射角で入射する露光光が無差別に用いられ、レ
チクルパターンで発生した０次、±１次、±２次、…の
各回折光がほぼ無制限に投影光学系を透過してウェハ上
に結像していた。
これに対して、本発明の投影露光装置では、第９図の
如く照明光L10から照明光学系中のレチクルパターン面
と略共役な面に設けられた光束変換部材（回折格子状パ
ターン等の周期構造パターンが形成された光透過性平
板，ウォラストンプリズム等）により照明光学系の光軸
上を通らない光束、つまりレチクルパターンに対して特
定の方向と角度で斜めに入射する任意の２つの光束L12,
L13或いは2n本（ｎは自然数）の光束を発生させ、レチ
クルパターン28aを照明する。レチクルパターン28aは通
常光透過部と遮光部とが所定のピッチで繰り返し形成さ
れた周期構造を有するパターンを多く含んでいる。そし
てレチクルパターン28aで発生した０次回折光と±１次
回折光とを投影光学系29を介してウェハ上に結像させ
る。
すなわち、レチクルパターン28aの微細度に応じてパ
ターン28aに所定の方向と角度で２本或いは2n本の光束
を入射させることによって、最適な０次回折光と±１次
光を発生させることにより従来では十分に解像できなか
ったパターンをウェハ上に高コストラストに、かつ、大
きい焦点深度を持って結像させることが可能となる。こ
こで、レチクルに入射する光束は、光束変換部材によっ
て投影光学系の光軸AXに対して対称に所定の角度ψだけ
傾いて入射する主光線を有する２本の光束に変換された
ものである。ここでも、光束を表す実線は１点から出た
光の主光線を表している。まず第９図に基づいて照明光
L12による回折光について説明する。照明光L12はレチク
ルパターン28aにより回折され０次回折光D0,＋１次回折
光Dr,−１次回折光Dlを発生する。しかしながら、照明
光L12は投影光学系29の光軸AXに対して角度ψだけ傾い
てレチクルパターン28aに入射するので、０次回折光D0
もまた投影光学系の光軸AXに対して角度ψだけ傾いた方
向に進行する。
従って、＋１次光Drは光軸AXに対してθＰ＋ψの方向
に進行し、−１次回折光Dlは光軸AXに対してθｍ−ψの
方向に進行する。
このときθP,θｍはそれぞれ sin（θＰ＋ψ）−sinψ＝λ/P …（２） sin（θｍ−ψ）＋sinψ＝λ/P …（３） である。
仮にいま＋１次回折光Dr,−１次回折光Dlの両方が投
影レンズPLに入射しているとする。
レチクルパターン28aの微細化に伴って回折角が増大
すると先ずθＰ＋ψの方向に進行する＋１次回折光Drが
投影光学系29に入射できなくなる（sin（θＰ＋ψ）＞N
ARとなる）。しかし照明光L12が光軸AXに対して傾いて
入射している為、このときの回折角でも−次回折光Dl
は、入射投影光学系29に入射可能となる（sin（θｍ−
ψ）＜NARとなる）。
従って、ウェハ30上には０次回折光D0と−１次回折光
Dlの２光束による干渉縞が生じる。
この干渉縞はレチクルパターン28aの像でありレチク
ルパターン28が1:1のラインアンドスペースの時約90％
のコントラストとなり、表面にレジストが塗布されたウ
ェハ上にパターン28aをパターニングすることが可能と
なる。
このときの解像限界は、 sin（θｍ−ψ）＝NAR …（４） となるときであり、従って がレチクル上の転写可能な最小パターンのピッチであ
る。
今sinψを0.5×NAR程度に定めるとすれば転写可能な
レチクル上のパターンの最小ピッチは である。
一方、第10図に示す照明光が投影光学系９の光軸AXを
中心とする円形領域内を通る光束である従来の露光装置
の場合、解像限界は（１）式に示したようにＰ≒λ/NAR
であった。
従って、従来の露光装置より高い解像度が実現でき
る。
照明光L13についても同様に考えて、＋１次光Dr1は光
軸AXに対してθP1−ψの方向に進行し、−１次回折光Dl
1は光軸AXに対してθm1＋ψの方向に進行する。D01は０
次回折光を表している。
このときθP1,θm1はそれぞれ sin（θm1＋ψ）−sinψ＝λ/P …（７） sin（θP1−ψ）＋sinψ＝λ/P …（８） であり、解像限界はsin（θP1−ψ）＝NARのときであ
る。
従って、照明L12の場合と同様に（５）式に示すパタ
ーンピッチが転写可能なパターンの最小ピッチとなる。
照明光L12とL13の両方を使うことにより投影光学系の光
軸に対して光量重心が偏らないようにしている。
次に、レチクルパターンに対して特定の入射方向と入
射角で露光光を入射して、０次回折光と１次回折光とを
用いてウェハ上に結像パターンを形成することにより、
焦点深度が大きくなる理由を説明する。
ウェハが投影光学系の焦点位置に一致している場合に
は、マスク上の１点を出てウェハ上の一点に達する各回
折光は、投影光学系のどの部分を通るものであってもす
べて等しい光路長を有する。このため従来のように０次
回折光が投影光学系の瞳面のほぼ中心を貫通する場合で
も、０次回折光とその他の回折光とで光路長は相等し
く、相互の波面収差も０である。しかし、ウェハが投影
光学系の焦点位置に一致していない場合、斜めに入射す
る高次の回折光の光路長は光軸付近を通る０次回折光に
対して焦点前方（投影光学系から遠ざかる方）では短
く、焦点後方（投影光学系に近づく方）では長くなりそ
の差は入射角の差に応じたものとなる。従って、０次、
１次、…の各回折光は相互に波面収差を形成して焦点位
置の前後における結像パターンのぼけを発生する。この
波面収差ΔＷは、次式、 ΔＷ＝1/2×（NA）２Δｆ Δf:デフォーカス量 NA:瞳面上の中心からの距離を開口数で表した値 で表され、従って、瞳面のほぼ中心を貫通する０次回折
光（ΔＷ＝０）に対して、瞳面の周囲、半径r1（〔NA〕
を単位とする）を通る１次回折光では、 ΔＷ＝1/2×r1 2Δｆ の波面収差を持つこととなり、焦点位置の前後での解像
度、すなわち焦点深度を低くしている。
一方、本発明の投影型露光装置の場合、例えば第９図
の如く、θｍ＝２ψとなる入射角でレチクルパターン28
aに２つの光束を入射した場合、パターン28aからの０次
回折光と１次回折光とが瞳面上でほぼ中心から等距離と
なる位置（共に半径r2とする）を通るようになり０次回
折光と１次回折光の波面収差は相等しくΔＷ＝1/2×r2 2
Δｆとなり、０次回折光に対する１次回折光の収差は０
となり、デフォーカスによるぼけが無くなる。この分だ
け焦点深度が大きくなっている。
以上照明光学系中のレチクルパターン面と略共役な面
に設けられた光束変換部材により照明光は回折され照明
光学系中の瞳面又は略瞳共役面においては照明光学系の
光軸を中心に対称な位置に上記回折光の±１次回折光が
集光される。
またこの集光位置の偏向は上記光束変換部材の条件を
変更（回折格子状パターンの形状，ピッチの変更等）す
るだけで実現可能である。
従って、照明光の光量を大幅に損失することなく照明
光学系の瞳面上で任意の照明光量分布を実現することが
でき、レチクルパターン28aに応じた光束をパターン28a
に入射させることができる。このため投影光学系に入射
する光束の角度を所望の角度となるように調整可能とな
り、高い解像度をもち、かつ、光量損失の少ない投影露
光装置を得ることができる。又光束変換部材は照明光学
系の瞳面又は略瞳共役面に光束のパターン28aへの入射
角に応じた任意形状の光量分布を発生させる為のものな
ので、レチクルパターンとの相対的位置関係の調整は不
用である。
以上のように構成すると光束変換部材としての回折格
子状パターンが照明光学系によりレチクルパターン面に
投影（結像）されて、不要な明暗の縞（回折格子パター
ンの像）が生じる。この不要な明暗の縞は像劣化手段に
より劣化（ホモナイズ）され、或いは時間的に平均化さ
れて像面光量分布上一様化され、レチクルパターン面で
の照度むらの悪化を防止できる。
以上本発明によれば、解像度の向上効果は位相シフタ
ーに匹敵するものがありながら、従来のフォトマスクが
そのまま使用でき、従来のフォトマスク検査技術もその
まま踏襲することができる。
更に、位相シフターを採用すると、焦点深度が増大す
る効果も得られるが、本発明においてもデフォーカスに
よる波面収差の影響を受けにくくなるため、深い焦点深
度（焦点裕度）が得られる。
〔実 施 例〕
以下、図面を参照して本発明の実施例について詳述す
る。第１図は本発明の第１実施例による投影型露光装置
の全体構成図を示したものである。
露光用光源である水銀ランプ１から射出され楕円鏡２
により収束された光束L1はミラー３により反射されリレ
ーレンズ４を通り波長選択素子５により単色化される。
単色化された光束L2はミラー６で折り曲げられ、フライ
アイレンズ７に入射する。このときフライアイレンズ７
の入射面はレチクルパターン面28と結像関係の位置にあ
る。また、フライアイレンズ７の射出面は照明光学系の
１種の瞳面となっている。このフライアイレンズ７の射
出面近傍に開口絞り８が設けられている。そして開口部
の大きさを可変とする駆動部９により照明光L3の開口数
が決定される。照明光束L3はミラー10により反射されコ
ンデンサーレンズ11により回折格子状パターン13aが刻
まれた光透過性平板12を照明する。この光透過性平板12
は本発明における光束変換部材として機能するものであ
り、着脱及び交換可能となっている。このとき光透過性
平板12はレチクル７に形成された微細なレチクルパター
ン28とほぼ結像関係の位置にある。ここで、レチクルパ
ターン28は孤立パターンであってもよく又周期構造を持
ったパターンであってもよい。
第２図は光透過性平板の一例を示す平面図である。
光透過性平板12は石英ガラス等の透明基板であり、回
折格子状パターン13aはCr等の遮光性金属薄膜で形成さ
れているラインアンドスペースのパターンである。尚、
このとき、回折格子状パターン13aのピッチPgはレチク
ルパターン28のピッチPrに対してPg＝2Pr×Ｍ（Ｍは回
折格子状パターン13aとレチクルパターン28間の結像倍
率）程度であることが望ましい。そのデューティは必ず
しも1:1である必要はなく任意である。
さて、第１図の説明に戻って、回折格子状パターン13
aにより発生した−１次回折光L4及び＋１次回折光L5は
集光レンズ15によりそれぞれ照明光学系の光軸に対して
対称となる照明光学系中の別の瞳面上に集光される。こ
の照明光学系の瞳面近傍に設けられた空間フィルター16
は回折格子状パターン13aから発生した回折光のうち特
定の次数の回折光、本実施例では±１次回折光L4,L5を
透過するものである。尚、この空間フィルター16は透光
部を可変可能とする可変型フィルターでもよく又着脱，
交換可能なフィルターでもよい。空間フィルター16は、
回折格子状パターン13aから０次回折光が発生する場合
は、その０次回折光を遮光する大きさのCr薄膜を設けた
方がよい。また不必要な次数の光を遮光することもでき
る。
第３図は第２図の如き回折格子状パターン13aを使用
したときに好適な空間フィルター16aを表す。斜線部は
遮光部でありその半径は照明光学系の全開口数以上とす
る。中心点に対して対称に位置する２つの白丸部は光透
過部（開口部）を示している。ここで、必要とされる照
明光学系の瞳面での強度分布はレチクルパターン28の方
向性によっても異なるが回折格子状パターン13aとして
はレチクルパターン28と等しい方向性（レチクルパター
ン28に投影された回折格子状パターン13aの方向性がレ
チクルパターンの大部分の方向性と一致する。）ことが
望ましい。またこれらを実現するために、各レチクルパ
ターン28に対して決められる固有の回折格子状パターン
を各光透過性平板上に刻んでおき、レチクル27の交換時
に同時に光透過性平板をレチクルに合わせて交換すれば
よい。
回折各子状パターン13aは、レチクルパターン28のピ
ッチ或いは線幅及び方向性により決定されるので、ピッ
チ或いは線幅のほぼ等しいパターンを有する複数のレチ
クルに対しては、回折格子状パターン13aの刻まれた同
じ光透過性平板を共用してもよい。
上記複数のレチクルの方向性が異なる場合には回折格
子状パターン13aを面内で回転して各レチクル上のパタ
ーンの方向性に一致させればよい。又、イメージローテ
ータでパターン13aの像を回転させてもよい。
例えば、第２図のような回折各子状パターン13aをレ
チクルパターン28の方向性に従って任意の角度となるよ
うに照明光学系の光軸を中心として回転させた状態で使
用してもよい。
さて、第１図に示すように、空間フィルター16を通過
した光束L4,L5は集光レンズ19によりレチクルブライン
ド20へ導かれる。レチクルブラインド20はレチクルパタ
ーン面と結像関係の位置にありレチクル27上の特定エリ
アのみを照明するための視野絞りである。この視野絞り
は駆動系21により開閉可能となっており、レチクル27上
の照明エリアの大きさを調整可能となっている。レチク
ルブラインド20を通過した光束L6,L7はコンデンサーレ
ンズ22,26及び略瞳面近傍に設けられたミラー24を介し
てレチクル27を照明する。光束L6,L7がレチクルレチク
ルパターン28に入射し、パターン28から発生した回折光
は投影光学系29によりウエハステージ31上に置かれたウ
エハ30上に集光結像される。
ここで、前述の如く光束L6,L7はレチクルパターン28
に投影光学系の光軸に対して互いに対称に角度ψだけ傾
いて入射し、パターン28からは０次回折光D0,−１次光D
l,＋１次光Drが発生する。
入射角ψはレチクルパターン28と投影光学系の開口数
NAによって定められ、（５）式で示したように、レチク
ルパターンピッチの最小値に対応した入射角に選択され
る。入射の方向はレチクルパターンのピッチ配列方向と
なるようにするのが望ましい。
ここで、回折格子状パターン13aは照明光学系により
レチクルパターン28上に投影されるのでレチクルパター
ン28上には回折格子状の明暗像が生じ、照明光量の均一
化を悪化させる。しかしながら上記回折格子状パターン
13aの刻まれた光透過性平板12をモータ，ピエゾ等の駆
動部材14で１ショット当たりの露光時間中（ウェハ30に
対して不図示のシャッターが開いている間）に回折格子
状パターン13aの１ピッチ又はその整数倍程度以上移動
又は振動させる。これにより１ショット当たりの露光時
間中に明暗像が１ピッチ程度以上移動し明暗は時間的に
平均化（ホモナイズ）されるため照明光量の均一性は良
好に保たれる。上記明暗像の移動又は振動の方向は回折
格子状パターン13の方向と相関性の少ないものがよい。
例えばパターン13aのピッチPg以上を直径とする円運動
（ｘ方向とｙ方向の振動の合成）をさせてもよい。
このとき光透過性平板12の代わりに照明光学系内で、
かつ、光透過性平板12よりレチクル27に近い１つ以上の
光学部材を同様の条件で移動，振動或いは円運動させて
もよい。
第１図中ではコンデンサーレンズ22及びミラー24に駆
動部材23,25を付けた例を示してある。
上記のような移動，振動或いは円運動を与えることに
より露光時間内に上記明暗像は平均化されて、レチクル
パターン28上での照明光量は均一に保たれる。
しかしながら、回折格子状パターン13aの製造誤差に
よるパターン面内の透過率のバラツキや回折効率のバラ
ツキにより、レチクルパターン面28にて光量むらが発生
する可能性がある。これを防止するためにはレモンスキ
ン等の拡散板などの光散乱部材17を照明光学系の瞳面近
傍に設ければよい。
光散乱部材17により回折格子パターン13a上の一点よ
り出た光は、散乱されてレチクルパターン面28の広い面
積を照明することになる。これは、換言するとレチクル
パターン面28上の一点には回折格子状パターン13aの広
い面積の部分からの光が到達することになり、回折格子
状パターン13aの局所的な製造誤差は緩和される。この
とき光散乱部材17を１ショットの露光時間中にモータ18
等で移動、振動あるいは回転させると時間的な平均化効
果が生じ、より照明光量のバラツキを除去し易い。
尚、光散乱部材17を移動、振動あるいは回転させる場
合、光透過性平板12或いはコンデンサーレンズ22やミラ
ー24等の光学部材の移動、振動あるいは回転は行わなく
てもよい。
鏡面近傍に設けられたこの光散乱部材17は回折格子状
パターン13aの像を劣化させるが、レチクルパターン面2
8に入射する照明光の入射方向の角度範囲を極端に乱す
ことはない。
また、光散乱部材17の代わりに瞳面上にファイバーの
束を少なくともスポット光の大きさ以上に或いは瞳面全
体に敷き詰めて光束を劣化させるようにしてもよい。更
に、光散乱部材17と併用すればより像劣化の効果を高め
ることができる。
本発明にかかる本実施例による解像度向上の効果をよ
り強くするために照明系の開口絞り８を調整することに
よってσ＝0.2〜0.3程度とすることが好ましい。これは
σ値が大きすぎると解像度や焦点深度の向上が実現でき
ず、小さすぎると像の忠実度が低下する為である。
従って、照明光学系のフライアイレンズ７の射出面積
に対して0.3とするようにフライアレインズ７そのもの
を作ることが望ましく、楕円鏡２からファイアイレンズ
７までの照明光学系はσ≒0.3に対して光量を最大とす
る構成とするとよい。
又、実施例中の各ミラーの位置はこれに限定されるも
のではない。例えば駆動部材25付のミラー24はレチクル
ブラインド20より空間フィルター16側であってもよい。
〔変形例〕
次に回折格子状パターン13aの変形例について説明す
る。
レチクルパターン28の方向がレチクル全面において均
一ではなく部分的に異なる方向を向いている場合には、
第４図に示すような部分的に異なる方向に配列された回
折格子状パターン13bが形成された光透過性平板12を用
いればよい。
第４図ではレチクルパターン28がx,y2方向に周期構造
を持っている場合について示している。回折格子状パタ
ーン13b1,13b3はｙ方向に周期構造を持つレチクルパタ
ーン28に対応するものであり、回折格子状パターン13b
2,13b3はｘ方向に周期構造を持つレチクルパターン28に
対応するものである。このとき回折格子状パターン13b1
〜４のピッチ配列方向はレチクルパターン28の方向と等
しくなるようにする。
第５図は第４図の如き回折格子パターン13bに対応す
る空間フィルター16bを示した図である。斜線部は遮光
部を表し、白丸は光透過部（開口部）を表す。光透過部
160a,160cは回折格子状パターン13b1,b3から生じる回折
光を透過するものである。光透過部160aと106bの間隔は
回折格子状パターン13b1,b3のピッチにより決まる。空
間フィルター16での回折光の位置、つまり光透過部160
a,160cの位置によりレチクルパターンに入射する回折光
の方向，角度が決定する。
同様に、光透過部160b,160dは回折格子状パターン13b
2,b4から生じる回折光を透過するものであり、回折格子
状パターン13b2,13bのピッチにより決まる空間フィルタ
ー16上での回折光位置によりレチクルパターン28に入射
する光束の方向，角度が決定する。
又、回折格子状パターン13の形状は第２図，第４図に
示すようなラインアンドスペースに限らず、第６図に示
すような市松格子状パターン13cであってもよい。ピッ
チの配列方向はレチクルパターンの配列方向に合わせて
おくことが望ましい。レチクル上の周期パターン部分が
x,yの両方向に並んでいる場合は第６図に示すように市
松格子状パターン13cのピッチをx,yに配列するようにす
ればよい。そのデューティは1:1に限るものではない。
第７図は第６図のごとき市松格子状パターン13cに対す
る空間フィルター16cを示したものであり、斜線部は遮
光部を表し、白丸は光透過部を表す。光透過部161aと16
1b,161dと161cの間隔は第６図に示す回折格子状パター
ン13cのｘ方向のピッチによって決まり、光透過部161a
と161d,161bと161cの間隔は第６図に示す回折格子状パ
ターン13cのｙ方向のピッチによって決まる。レチクル
パターン28がx,y2方向に周期構造を持つ場合、光透過部
161a,161dを透過した照明光がｘ方向に周期構造を持つ
レチクルパターン28に入射したことにより発生する＋１
次回折光は投影光学系の瞳面において、それぞれ光透過
部161b,161cを透過した照明光の０次回折光とほぼ同じ
位置を通り、逆に光透過部161b,161cを透過した照明光
がｘ方向に周期構造を持ったレチクルパターン28に入射
したことにより発生する−１次回折光は投射光学系の瞳
面で、それぞれ光透過部161a,161dを透過した照明光の
０次回折光とほぼ同じ位置を通る。光軸から各光透過部
161a,161b,161c,161dまでの距離はみな等しく設定して
あるので、この場合にも各０次回折光と各＋１次回折折
光或いは−１次回折光とは投影光学系の瞳面で光軸から
の距離がほぼ等しい位置を通る。また、光透過部161a〜
161dを通る４つの光束による照明光がレチクルパターン
28に入射することにより発生する＋１次または−１次の
どちらか一方の１次回折光と０次回折光の組み合わせは
全てウェハ30に達するので前述の如くコントラストがほ
ぼ90％の像が形成される。さらに、各０次回折光と１次
回折光は、投影光学系の鏡面で光軸からほぼ等距離とな
る位置を通る為焦点深度も深いものとなる。
以上ｘ方向に周期性を持つパターンの場合について説
明したがｙ方向に周期性を持つパターンであってもよ
い。
格子の方向はこれに限るものではなくレチクルパター
ンに応じて、例えば斜め方向であってもよい。また第２
図のような繰り返し回折格子状パターン13aが形成され
た光透過性基板２枚をパターン面が互いに向かい合うよ
うに配置し、照明光学系の光軸を中心として２枚の平板
を相対的に回転し、夫々のパターンの相対位置を調整し
て任意のパターンとしてもよい。さらに他の任意の形状
の繰り返しパターンであってもよい。又回折格子状パタ
ーン13は直線状のパターンのみでなく周期構造を持った
パターン、例えば同心円状の格子パターン（フレネルゾ
ーンプレート等）や同心状の楕円状のパターンでもよ
い。
又、液晶等を使ってx,y2方向について任意の明暗部を
持つパターンを作り出すようにしてもよい。
これらの場合にも回折光の位置をもとに透過部を決定
した空間フィルター16を使用すればよい。
又、回折格子状パターン13の遮光面をSiO2等の誘電体
薄膜で形成された位相反転透過部（位相シフター部）で
作成してもよい。このように位相シフター部でパターン
を構成すると不要な回折光の発生を抑えることができ、
光量の損失が少なくなる。又第３図に示すパターン13a
の遮光面を位相シフターとした場合、０次回折光をカッ
トするための空間フィルター16は設けなくともよい。
次に像劣化手段の変形例として、空間フィルター16の
開口部（白丸部）に光学素子を設けて回折格子状パター
ン13の像を劣化させる方法を説明する。
空間フィルター16の各開口部にそれぞれ厚さ又は屈折
率の異なる透過性平板を付着させておくとそれぞれの開
口部を透過する光は、前記透過性平板の厚さ×屈折率だ
け長い光路長を通ることになる。各開口を通った光束の
光路長の差が照明光のコヒーレント長より長ければ各開
口部を透過して光同士はレチクルパターン面において互
いに干渉し合わない、つまり、回折格子状パターンの像
を生じないことになる。例えば照明光が水銀ランプのｉ
線（波長＝0.365μm,波長幅＝0.005μｍ）であると照明
光のコヒーレント長はほぼ27μｍである。前述の光透過
性平板として屈折率1.5のガラスを使用すると、空気の
屈折率を１として各開口部に付着された平板の厚さの差
（Δｔ）は Δｔ×（1.5−１）≧27μｍ であればよくΔｔ≧54μｍの厚さの差を有していればよ
い。
従って、例えば第３図に示すような空間フィルター各
開口部に例えば屈折率1.5で厚さがそれぞれ1000μm,106
0μｍ（厚さの差が60μｍ）のガラスを付着すると、レ
チクルパターン面上での干渉縞すなわち回折格子状パタ
ーンの像は消失（劣化）することになる。
この様に空間フィルター16の各開口部に厚さ又は屈折
率の異なる光透過性平板を付着した場合、前記回折格子
状パターン13,前記光学部材或いは前記光散乱部材17の
振動、移動或いは回転等は行わなくてもよい。
照明光の可干渉距離が長い場合、例えばレーザ光源を
使用する場合には、空間フィルター16の開口部のうちの
片方に水晶等の旋光素子を付着させ透過光の偏光方向を
ほぼ90゜回転させるとよい。残りの開口部には上述旋光
素子とほぼ光路長の等しいガラス等の透過性平板を付着
させておく。この様な空間フィルターを用いるとレチク
ルパターン面に照射される光束のうちほぼ半数は偏光方
向が互いに直交する（又は逆回りの円偏向となる）ので
干渉縞すなわち前記回折格子状パターンの像は劣化す
る。また、前記回折格子状パターン13を前記レチクルパ
ターン28との共役位置より僅かに光軸方向にずらした位
置とすることによってレチクルパターン28上に投影され
る回折格子状パターン13の像を劣化（デフォーカス）さ
せてもよい。
更に、光束変換部材として周期構造を持ったパターン
を含む光透過性平板12の代わりに第８図に示すようにウ
ォラストンプリズム33等の光学素子でレチクルパターン
28に入射する２光束に変換してもよい。
尚、本実施例においては光源を水銀ランプ１としたが
他の輝線ランプあるいはレーザ光源であっても良い。
又、光透過性平板12の代わりに周期構造を持つパター
ンを含む反射型平板を用いてもよい。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、照明光学系の瞳面上で
任意の照明光量分布を実現することができ、レチクルパ
ターンに応じた光束をレチクルパターンに入射させるこ
とができる。このため投影光学系に入射する光束の角度
を調整可能とし、高い解像度をもち、かつ、光量損失の
ない投影露光装置を得ることができる。また、レチクル
面上に生じる光束変換部材の像は像劣化手段により劣化
され、或いは時間的に平均化されて劣化し、レチクルパ
ターン面での照度均一化の悪化を防止できる。このため
使用する光束変換部材の製造上の欠陥に影響されず光束
変換部材の製造コストを大幅に低減できる。さらに、解
像度向上度は位相シフターに匹敵するものがありなが
ら、従来のフォトマスクがそのまま使用でき、従来のフ
ォトマスク検査技術もそのまま踏襲することができる。
更に、位相シフターを採用すると、焦点深度が増大す
る効果も得られるが、本発明においてもデフォーカスに
よる波面収差の影響を受けにくく、従って、深い焦点深
度が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例による全体構成を示す図、第
２図は周期構造のパターンを含む光透過性基板（光束変
換部材）を示す図、第３図は第２図のようなパターンに
対応する空間フィルターを示す図、第４図，第６図は周
期構造パターンの変形例を示す図、第５図は第４図のよ
うなパターンに対応する空間フィルターを示す図、第７
図は第６図のようなパターンに対応する空間フィルター
を示す図、第８図はプリズムを使った光束変換部材の変
形例を示す図、第９図は本発明の原理説明図、第10図は
従来の装置を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……光源、12……光透過性平板、13……回折格子状パ
ターン、16……空間フィルター、17,18,21,23,25……像
劣化手段、27……レチクル、28……レチクルパターン、
29……、投影光学系、30……ウェハ、33……ウォラスト
ンプリズム。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20 521

Claims (64)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】マスクに照明光を照射する照明光学系と、
    前記照明光を基板上に投射する投影光学系とを備え、前
    記照明光の照射によって前記マスクのパターンを前記基
    板上に転写する投影露光装置において、 前記照明光学系の瞳面上での前記照明光の光量分布をそ
    の中心部よりも前記照明光学系の光軸から偏心した複数
    の領域で高めるとともに、前記光軸との距離を、前記複
    数の領域でほぼ等しく、かつ前記マスクのパターンの微
    細度に応じて定める第１光学部材と、 前記複数の領域からそれぞれ射出される光束の前記マス
    ク上での可干渉性を低減する第２光学部材とを備えるこ
    とを特徴とする投影露光装置。
  2. 【請求項２】前記第１光学部材は、前記照明光を、前記
    複数の領域をそれぞれ通る光束に変換する光束変換部材
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の投影露光装
    置。
  3. 【請求項３】前記複数の光束の照射によって前記マスク
    上に生じる前記光束変換部材の像を不鮮明にする像劣化
    手段を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の投
    影露光装置。
  4. 【請求項４】マスクに照明光を照射する照明光学系と、
    前記照明光を基板上に投射する投影光学系とを備え、前
    記照明光の照射によって前記マスクのパターンを前記基
    板上に転写する投影露光装置において、 前記照明光学系の瞳面上での前記照明光の光量分布をそ
    の中心部よりも前記照明光学系の光軸から偏心した複数
    の領域で高めるとともに、前記光軸との距離を、前記複
    数の領域でほぼ等しく、かつ前記マスクのパターンの微
    細度に応じて定める第１光学部材と、 前記第１光学部材によって生じる前記マスク上での光量
    むらを補償する均一化手段とを備えたことを特徴とする
    投影露光装置。
  5. 【請求項５】前記均一化手段は、前記第１光学部材、又
    は前記第１光学部材と前記マスクとの間に配置される前
    記照明光学系の光学要素を移動する駆動系、あるいは前
    記照明光学系内で前記第１光学部材よりも前記マスク側
    に配置される拡散部材を含むことを特徴とする請求項４
    に記載の投影露光装置。
  6. 【請求項６】前記複数の領域からそれぞれ射出される光
    束の前記マスク上での可干渉性を低減する第２光学部材
    を更に備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の
    投影露光装置。
  7. 【請求項７】前記第１光学部材は、前記瞳面に対してそ
    の入射側に配置されるとともに、前記照明光の光量分布
    を中心部よりもその外側で高める第１光学素子を含むこ
    とを特徴とする請求項１、４〜６のいずれか一項に記載
    の投影露光装置。
  8. 【請求項８】前記第１光学素子は、前記照明光学系の光
    軸に沿って進む光束の発生を抑制する偏向素子を含むこ
    とを特徴とする請求項７に記載の投影露光装置。
  9. 【請求項９】前記偏向素子は格子板又はプリズムである
    ことを特徴とする請求項８に記載の投影露光装置。
  10. 【請求項１０】前記照明光学系は、前記第１光学素子と
    前記瞳面との間に配置されるレンズ系を含むことを特徴
    とする請求項７又は８に記載の投影露光装置。
  11. 【請求項１１】前記第１光学部材は、前記瞳面に実質的
    に配置されるとともに、前記複数の領域を規定する第２
    光学素子を含むことを特徴とする請求項８〜10のいずれ
    か一項に記載の投影露光装置。
  12. 【請求項１２】前記第２光学素子は開口絞りを含むこと
    を特徴とする請求項11に記載の投影露光装置。
  13. 【請求項１３】前記第２光学部材は、前記複数の領域か
    らそれぞれ射出される光束に所定の光路長差を付与する
    ことを特徴とする請求項１〜４、７のいずれか一項に記
    載の投影露光装置。
  14. 【請求項１４】前記第２光学部材は、前記照明光学系の
    瞳面に実質的に配置されることを特徴とする請求項13に
    記載の投影露光装置。
  15. 【請求項１５】前記第１光学部材は、前記瞳面上での前
    記照明光の光量重心を前記照明光学系の光軸とほぼ一致
    させることを特徴とする請求項１〜14のいずれか一項に
    記載の投影露光装置。
  16. 【請求項１６】前記第１光学部材は、前記光量分布が高
    められる前記複数の領域を2n個（ｎは自然数）とするこ
    とを特徴とする請求項１〜15のいずれか一項に記載の投
    影露光装置。
  17. 【請求項１７】前記第１光学部材は、前記瞳面上で前記
    複数の領域を前記照明光学系の光軸に関してほぼ対称に
    配置することを特徴とする請求項１〜16のいずれか一項
    に記載の投影露光装置。
  18. 【請求項１８】前記第１光学部材は、前記各領域から射
    出される光束の照射によって前記パターンから発生する
    互いに次数が異なる２つの回折光が、前記投影光学系の
    瞳面上でその光軸からの距離がほぼ等しい位置を通るよ
    うに、前記照明光学系の瞳面上での前記各領域の位置を
    決定することを特徴とする請求項１〜17のいずれか一項
    に記載の投影露光装置。
  19. 【請求項１９】前記第１光学部材は、前記基板が前記投
    影光学系の焦点位置からずれても、前記各領域から射出
    される光束の照射によって前記パターンから発生する互
    いに次数が異なる２つの回折光でその波面収差がほぼ等
    しいように、前記照明光学系の瞳面上での前記各領域の
    位置を決定することを特徴とする請求項１〜18のいずれ
    か一項に記載の投影露光装置。
  20. 【請求項２０】前記２つの回折光は０次回折光を含むこ
    とを特徴とする請求項18又は19に記載の投影露光装置。
  21. 【請求項２１】前記２つの回折光は１次回折光を含むこ
    とを特徴とする請求項18〜20のいずれか一項に記載の投
    影露光装置。
  22. 【請求項２２】前記第１光学部材は、前記各領域から射
    出される光束の照射によって前記パターンから発生する
    同次数の２つの回折光の一方のみが前記投影光学系に入
    射するように、前記照明光学系の瞳面上での前記各領域
    の位置を決定することを特徴とする請求項１〜21のいず
    れか一項に記載の投影露光装置。
  23. 【請求項２３】前記一方の回折光は、前記投影光学系の
    光軸に関して前記パターンから発生する０次回折光とほ
    ぼ対称になることを特徴とする請求項22に記載の投影露
    光装置。
  24. 【請求項２４】前記第１光学部材は、前記各領域から射
    出される光束の前記マスクへの入射角をψ、前記光束の
    照射によって前記パターンから発生する同次数の２つの
    回折光の回折角をθ、前記投影光学系の前記マスク側の
    開口数をNARとすると、前記２つの回折光の一方でsin
    （θ−ψ）＝NARなる関係が満たされるように、前記照
    明光学系の瞳面上での前記各領域の位置を決定すること
    を特徴とする請求項１〜23のいずれか一項に記載の投影
    露光装置。
  25. 【請求項２５】前記関係を満たす前記一方の回折光は、
    前記投影光学系の光軸に関して前記パターンから発生す
    る０次回折光とほぼ対称になることを特徴とする請求項
    24に記載の投影露光装置。
  26. 【請求項２６】前記複数の領域のうち第１領域から射出
    する第１光束の照射によって前記パターンから発生する
    第１回折光と、前記複数の領域のうち前記第１領域と異
    なる第２領域から射出する第２光束の照射によって前記
    パターンから発生する、前記第１回折光と次数が異なる
    第２回折光とは、前記投影光学系の瞳面上でその光軸か
    ら偏心したほぼ同一位置を通ることを特徴とする請求項
    １〜25のいずれか一項に記載の投影露光装置。
  27. 【請求項２７】前記第１及び第２回折光は０次回折光を
    含むことを特徴とする請求項26に記載の投影露光装置。
  28. 【請求項２８】前記第１及び第２回折光は１次回折光を
    含むことを特徴とする請求項26又は27に記載の投影露光
    装置。
  29. 【請求項２９】前記第１光束の照射によって前記パター
    ンから発生する前記第１回折光と次数が異なる第３回折
    光と、前記第２光束の照射によって前記パターンから発
    生する前記第２回折光と次数が異なる第４回折光とは、
    前記投影光学系の瞳面上でその光軸から偏心したほぼ同
    一位置を通り、かつ前記投影光学系の光軸との距離が前
    記第１及び第２回折光とほぼ等しいことを特徴とする請
    求項26〜28のいずれか一項に記載の投影露光装置。
  30. 【請求項３０】前記第１及び第２回折光と前記第３及び
    第４回折光とは、前記投影光学系の光軸に関してほぼ対
    称であることを特徴とする請求項29に記載の投影露光装
    置。
  31. 【請求項３１】前記第１及び第４回折光は同次数であ
    り、かつ前記第２及び第３回折光は同次数であることを
    特徴とする請求項29又は30に記載の投影露光装置。
  32. 【請求項３２】前記第１及び第４回折光は０次回折光で
    あることを特徴とする請求項29〜31のいずれか一項に記
    載の投影露光装置。
  33. 【請求項３３】前記第２及び第３回折光は１次回折光で
    あることを特徴とする請求項29〜32のいずれか一項に記
    載の投影露光装置。
  34. 【請求項３４】前記第１光学部材は、前記各領域から射
    出する光束の開口数を0.2〜0.3程度に定めることを特徴
    とする請求項１〜33のいずれか一項に記載の投影露光装
    置。
  35. 【請求項３５】前記パターンは、互いに交差する第１及
    び第２方向にそれぞれ周期性を有し、前記複数の領域
    は、前記第１及び第２方向に応じて決定される、前記照
    明光学系の瞳面上でその光軸からの距離がほぼ等しい４
    つの領域を含むことを特徴とする請求項１〜34のいずれ
    か一項に記載の投影露光装置。
  36. 【請求項３６】前記４つの領域は、前記照明光学系の光
    軸に関してほぼ90度間隔で配置されることを特徴とする
    請求項35に記載の投影露光装置。
  37. 【請求項３７】照明光学系を通してマスクに照明光を照
    射するとともに、投影光学系を介して前記照明光で基板
    を露光する方法において、 前記照明光学系の瞳面上での前記照明光の強度分布をそ
    の中心部よりも前記照明光学系の光軸から偏心した複数
    の領域で高めるとともに、前記光軸との距離を、前記複
    数の領域でほぼ等しく、かつ前記マスクのパターンの微
    細度に応じて定め、前記複数の領域からそれぞれ射出さ
    れる光束の前記マスク上での可干渉性を低減することを
    特徴とする露光方法。
  38. 【請求項３８】照明光学系を通してマスクに照明光を照
    射するとともに、投影光学系を介して前記照明光で基板
    を露光する方法において、 前記照明光学系の瞳面上での前記照明光の強度分布をそ
    の中心部よりも前記照明光学系の光軸から偏心した複数
    の領域で高めるとともに、前記光軸との距離を、前記複
    数の領域でほぼ等しく、かつ前記マスクのパターンの微
    細度に応じて定め、前記光量分布を形成する光学部材に
    よって生じる前記マスク上での光量むらを補正すること
    を特徴とする露光方法。
  39. 【請求項３９】前記光量むらを補正するために、前記第
    １光学部材、又は前記照明光学系内で前記第１光学部材
    よりも前記マスク側に配置される光学要素を移動する、
    あるいは前記照明光学系内で前記第１光学部材よりも前
    記マスク側に拡散部材を配置することを特徴とする請求
    項38に記載の露光方法。
  40. 【請求項４０】前記複数の領域からそれぞれ射出される
    光束の前記マスク上での可干渉性を低減することを特徴
    とする請求項38又は39に記載の露光方法。
  41. 【請求項４１】前記複数の領域で前記光量分布を高める
    ために、前記照明光の光量分布を中心部よりもその外側
    で高めて前記瞳面に入射させることを特徴とする請求項
    37〜40のいずれか一項に記載の露光方法。
  42. 【請求項４２】前記瞳面上での前記照明光の光量重心を
    前記照明光学系の光軸とほぼ一致させることを特徴とす
    る請求項37〜41のいずれか一項に記載の露光方法。
  43. 【請求項４３】前記光量分布が高められる前記複数の領
    域を2n個（ｎは自然数）とすることを特徴とする請求項
    37〜42のいずれか一項に記載の露光方法。
  44. 【請求項４４】前記瞳面上で前記複数の領域を前記照明
    光学系の光軸に関してほぼ対称に配置することを特徴と
    する請求項37〜43のいずれか一項に記載の露光方法。
  45. 【請求項４５】前記各領域から射出される光束の照射に
    よって前記パターンから発生する互いに次数が異なる２
    つの回折光が、前記投影光学系の瞳面上でその光軸から
    の距離がほぼ等しい位置を通るように、前記照明光学系
    の瞳面上での前記各領域の位置を決定することを特徴と
    する請求項37〜44のいずれか一項に記載の露光方法。
  46. 【請求項４６】前記基板が前記投影光学系の焦点位置か
    らずれても、前記各領域から射出される光束の照射によ
    って前記パターンから発生する互いに次数が異なる２つ
    の回折光でその波面収差がほぼ等しいように、前記照明
    光学系の瞳面上での前記各領域の位置を決定することを
    特徴とする請求項37〜45のいずれか一項に記載の露光方
    法。
  47. 【請求項４７】前記２つの回折光は０次回折光を含むこ
    とを特徴とする請求項45又は46に記載の露光方法。
  48. 【請求項４８】前記２つの回折光は１次回折光を含むこ
    とを特徴とする請求項45〜47のいずれか一項に記載の露
    光方法。
  49. 【請求項４９】前記各領域から射出される光束の照射に
    よって前記パターンから発生する同次数の２つの回折光
    の一方のみが前記投影光学系に入射するように、前記照
    明光学系の瞳面上での前記各領域の位置を決定すること
    を特徴とする請求項37〜48のいずれか一項に記載の露光
    方法。
  50. 【請求項５０】前記一方の回折光は、前記投影光学系の
    光軸に関して前記パターンから発生する０次回折光とほ
    ぼ対称になることを特徴とする請求項49に記載の露光方
    法。
  51. 【請求項５１】前記各領域から射出される光束の前記マ
    スクへの入射角をψ、前記光束の照射によって前記パタ
    ーンから発生する同次数の２つの回折光の回折角をθ、
    前記投影光学系の前記マスク側の開口数をNARとする
    と、前記２つの回折光の一方でsin（θ−ψ）＝NARなる
    関係が満たされるように、前記照明光学系の瞳面上での
    前記各領域の位置を決定することを特徴とする請求項37
    〜50のいずれか一項に記載の露光方法。
  52. 【請求項５２】前記関係を満たす前記一方の回折光は、
    前記投影光学系の光軸に関して前記パターンから発生す
    る０次回折光とほぼ対称になることを特徴とする請求項
    51に記載の露光方法。
  53. 【請求項５３】前記複数の領域のうち第１領域から射出
    する第１光束の照射によって前記パターンから発生する
    第１回折光と、前記複数の領域のうち前記第１領域と異
    なる第２領域から射出する第２光束の照射によって前記
    パターンから発生する、前記第１回折光と次数が異なる
    第２回折光とは、前記投影光学系の瞳面上でその光軸か
    ら偏心したほぼ同一位置を通ることを特徴とする請求項
    37〜52のいずれか一項に記載の露光方法。
  54. 【請求項５４】前記第１及び第２回折光は０次回折光を
    含むことを特徴とする請求項53に記載の露光方法。
  55. 【請求項５５】前記第１及び第２回折光は１次回折光を
    含むことを特徴とする請求項53又は54に記載の露光方
    法。
  56. 【請求項５６】前記第１光束の照射によって前記パター
    ンから発生する前記第１回折光と次数が異なる第３回折
    光と、前記第２光束の照射によって前記パターンから発
    生する前記第２回折光と次数が異なる第４回折光とは、
    前記投影光学系の瞳面上でその光軸から偏心したほぼ同
    一位置を通り、かつ前記投影光学系の光軸との距離が前
    記第１及び第２回折光とほぼ等しいことを特徴とする請
    求項53〜55のいずれか一項に記載の露光方法。
  57. 【請求項５７】前記第１及び第２回折光と前記第３及び
    第４回折光とは、前記投影光学系の光軸に関してほぼ対
    称であることを特徴とする請求項56に記載の露光方法。
  58. 【請求項５８】前記第１及び第４回折光は同次数であ
    り、かつ前記第２及び第３回折光は同次数であることを
    特徴とする請求項56又は57に記載の露光方法。
  59. 【請求項５９】前記第１及び第４回折光は０次回折光で
    あることを特徴とする請求項56〜58のいずれか一項に記
    載の露光方法。
  60. 【請求項６０】前記第２及び第３回折光は１次回折光で
    あることを特徴とする請求項56〜59のいずれか一項に記
    載の露光方法。
  61. 【請求項６１】前記各領域から射出する光束の開口数を
    0.2〜0.3程度に定めることを特徴とする請求項37〜60の
    いずれか一項に記載の露光方法。
  62. 【請求項６２】前記パターンは、互いに交差する第１及
    び第２方向にそれぞれ周期性を有し、前記複数の領域
    は、前記第１及び第２方向に応じて決定される、前記照
    明光学系の瞳面上でその光軸からの距離がほぼ等しい４
    つの領域を含むことを特徴とする請求項37〜61のいずれ
    か一項に記載の露光方法。
  63. 【請求項６３】前記４つの領域は、前記照明光学系の光
    軸に関してほぼ90度間隔で配置されることを特徴とする
    請求項62に記載の露光方法。
  64. 【請求項６４】請求項37〜63のいずれか一項に記載され
    た露光方法を用いて、デバイスパターンをウエハ上に転
    写する工程を含むことを特徴とする半導体素子の製造方
    法。
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