JPH02160237A

JPH02160237A - マスク基板及びマスク製造方法、並びに該マスク基板を用いた露光方法

Info

Publication number: JPH02160237A
Application number: JP63313912A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Suwa; 恭一諏訪
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1988-12-14
Filing date: 1988-12-14
Publication date: 1990-06-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は半導体リソグラフィに使われるマスク（レチク
ル）基板、及びその製造方法、並びにリソグラフィ工程
における露光方法に関するものである。［従来の技術］従来より、半導体リソグラフィ工程では投影露光法が多
用され、そのための縮小投影型露光装置（ステッパー）
がＶＬＳ　Ｉの製造ラインに投入され、多大な効果をあ
げている。現在、製造ラインで最も多く稼動しているステッパーは
、レチクル（原版）に形成された回路パターンの像を１
１５に縮小投影してレジスト付ウェハにステップアンド
リピート方式で露光している。この際、１１５の縮小投
影は、高開口数（Ｎ。Ａ、）、高解像力の投影レンズで行なわれ、フィールド
サイズ２１．２ｍφ（１５Ｘ１５ｍｍ角）程度のものが
一般的である。この投影レンズの性能は、製造ラインからの要求もあっ
て年々高くなっており、現在、露光波長４３６ｎｍでＮ
、Ａ、＝０．４５、解像最小線幅０．７５μｍ程度のも
のが実用化されるに至った。そして、さらに高解像力化の要求は、集積回路の高密度
化、微細化の進行とともに留まることがない。このような現状にあって、露光用の照明光の波長を１０
Ｏｎ＋ｍ以下の紫外域にする試みがなされ、ｉ線（３６
５ｒ＋＋ａ）用の投影レンズ、エキシマレーザ（２４８
ｎｔｍ）用の投影レンズも実用化された。ところで、この種の投影レンズでは高解像力を得るため
に、焦点深度が極めて小さく、感光基板（ウェハ）側、
すなわち像側では±１μｍ程度になっている。この焦点
深度は投影レンズの開口数が大きくなる程小さくなり、
ｇ線（４３６ｎ＋ａ）用のＮ、Ａ、　＝０．４５以上の
投影レンズでは実用上±０．７μｍ程度になってしまう
。これに伴って問題となってくるのが、投影レンズの像面
湾曲である。〔発明が解決しようとする問題点］第１２図（Ａ）、（Ｂ）は像面湾曲と焦点深度との関係
を模式的に誇張して示す図である。第１２図（Ａ）、（
Ｂ）において投影レンズの最もウェハＷ側のレンズエレ
メントをＧＬとし、投影レンズの光軸ＡＸがウェハＷ上
の１つのショット領域ＳＣ５の中心を通るように設定さ
れているものとする。尚、ｓｃ、、ｓｃ、は隣接するシ
ョット領域であり、ｌｌ、１．ｗはショット領域ＳＣ１
の両端の点に達する結像光束の主光線を表わし、ウェハ
Ｗ（像）側でテレセントリック系となっている。第１２
図（Ａ）の投影レンズは開口数が小さく焦点深度ΔＦ１
も比較的大きくとれる。このため同図中破線で示すよう
な像面湾曲があったとしても、ショッＤＩ域ＳＣ５の中
心と両端は深度ΔＦ１の範囲内に納めることができ、シ
ョット領域ＳＣ１内の全面でそれなりの解像力を保つこ
とができる。一方、第１２図（Ｂ）は投影レンズの開口数が大きく、
焦点深度ΔＦ２がΔＦ１よりもかなり小さくなった場合
を表わし、像面湾曲の量は第１２図（Ａ）のときと同程
度としである。この第１２図（Ｂ）からも明らかなよう
に、破線で示した深度ΔＦ２内にショット領域ＳＣ５の
中心が入っても、ショット領域ＳＣ５の周辺部は深度Δ
Ｆ２外にはずれることになる。またウェハＷの高さを調
整してショット領域ＳＣｈの周辺部を深度ΔＦ２内に入
れたとしても、今度はショット中心が深度ΔＦ、外には
ずれることになる。この第１２図（Ｂ）は極端な場合であるが、いずれにし
ろ像面湾曲の影響で実用上の焦点深度はさらに狭くなり
、実用上像面湾曲が無視できる程小さい投影レンズの開
発が望まれている。そのため、投影レンズ系での像面湾
曲は、所謂ベンツ・バール和か零になるような光学設計
、及びレンズ製造の努力によって極力小さ（している。しかしながら、レンズ設計値の残留誤差、及び製造誤差
等により残留像面湾曲収差が発生し、露光視野内におい
て光軸方向に対して必ずしも平面の焦点面ではなく、一
般には光軸ＡＸを中心とした同軸対称の曲面となってい
た。この像面湾曲量の数値例として、例えば２１．２Ｍ
φΦ像面内で中心と像周辺とで光軸ＡＸ方向に０．５μ
ｍ程度の差があった。このため、総合焦点深度の低下という大きな問題になっ
ていた。この問題を解決するために、本質的ではないが、いつく
かの手法が考えられている。その１つは本来光学平面に
仕上げられたレチクルを、投影レンズの光軸ＡＸと垂直
な面から微小量傾ける手法である。この手法は主に像面
（レチクルと共役な面）を傾斜させることを目的とする
ものであって、像面湾曲の根本的な解決策にはなってい
ない、さらにもう１つは、レチクルを温度制御し、レチ
クルの膨張、伸縮によってパターン投影像に微小倍率補
正を加える手法である。この手法は専ら投影レンズのも
つデイスト−ジョン（像面内の２次元的な歪曲収差）に
対応しようとするものであって、これも像面湾曲の解決
にはなっていない。そして、もう１つの解決策は、レチ
クルを意図的にたわませる手法である。この手法は公知
ではないが、レチクルを周辺で保持するレチクルホルダ
一部に、レチクル内に強制的に応力を発生させる機械系
を組み込み、レチクルを機械的に変形させるものである
。この手法によれば、レチクルの中心を原点にしてＸ、
Ｙ方向にガラス面をそれぞれ湾曲させれば、原理的には
投影像がもつ像面湾曲の補正が可能である。しかしなが
らレチクルに機械的な変形を与えるための構造、変形の
形状、自由な変形量等を考えると、この手法が極めて非
現実的であることは明らかである。またレチクルは、通
常光学平面に加工されたガラス（又は石英）板に、クロ
ム等の遮光物質を０．１〜０．３μｍの厚さで蒸着し、
ＥＢ（電子ビーム）描画装置により回路パターンを食刻
して作られている。この場合、回路パターン内の線幅、
線間スパン、サイズ等の設計値は、全て光学平面を前提
にして管理されているため、レチクルをたわませてしま
うと、投影露光したときにはこれらの設計値が全て狂う
ことになり、リソグラフィ工程で最も重視されている重
ね合わせ精度を顕著に低下させることになる。いずれにしろ、投影レンズに固有の誤差、すなわち像面
湾曲は、その程度にもよるがレンズを再設計したり、製
造し直したりすることで理想値に追い込むことしか対応
策がなく、ましてや半導体素子の製造ラインで使われて
いるステッパーの投影レンズについては、そのまま使用
せざるを得なかった。そこで本発明は、特に製造ラインで稼動中の露光装置で
発生している投影光学系の像面湾曲を、実用的な手法で
補正し、高い解像力と高精度な重ね合わせを両立させる
ことを目的とするものである。〔問題点を解決する為の手段〕本発明においては、投影光学系固有の像面湾曲に対応す
るために、一方の面を所定の曲面に加工した透明基板（
光学ガラス等）を用意し、その曲面側に回路パターン等
を形成したマスク基板（ワーキングレチクル）を用いる
ようにした。また、透明基板の曲面を様々な形状、曲率
にしたものを複数用意し、それぞれに同一の回路パター
ンを形成した複数のマスク基板を作成し、実際の露光時
には投影光学系の像面湾曲の変化に対応して最適な１枚
のマスク基板を選んで露光に使うようにした。〔作　用〕本発明では、投影光学系の固有の像面湾曲に対してマス
ク基板のパターン面を曲面にすることで対応したのであ
る。このことを第１図を参照して説明する。第１図において、マスク基板としてのレチクル（ワーキ
ングレチクル）Ｒは本発明に基づいて作成されたもので
あり、パターン面ｆ０には所望の回路パターンをクロム
層で形成したパターン領域ＰＡが描画されている。レチ
クルＲのガラス面ｆ１は、ここでは光学平面に形成され
ているものとするが、かならずしも光学平面である必要
はなく、曲面であってもよい、パターン面ｆ、はある曲
面で加工されており、パターン領域ＰＡの中心点Ｐ。と
周辺の点Ｐ、との光軸ＡＸ方向の差はΔ２゜である、レ
チクルＲは中心点Ｐ、が光軸ＡＸと一致するように水平
（光軸ＡＸと垂直）に配置され、ガラス面ｆ１側から所
定の露光用照明光ＩＬによって均一に照射される。パタ
ーン領域ＰＡ内の透明部を通過した光は、フィールドレ
ンズ群３、主結像レンズ群４で構成された両側テレセン
トリックな投影レンズＰＬを介してウェハＷに達する。ここで！、はパターン領域ＰＡの外周の点Ｐ０、投影レ
ンズＰＬの瞳ＥＰの中心、及びウェハＷ上の対応する点
を通る結像光束の主光線を表わす。仮りにウェハＷ上のシッット領域の全面が理想的な平面
であったとすると、通常の平面なパターン面を有するレ
チクルを投影したときの像面（ｉ＆良粘結像面ＩＭは、
第１図に示すようにウェハ面に対して湾曲したものにな
っている。これが像面湾曲であり、ショット中心（光軸
ＡＸが通る点）と、パターン領域ＰＡの投影像の周辺の
点とでは、光軸ＡＸ方向にΔ２．の湾曲誤差量が存在す
る。従って、パターン領域ＰＡ周辺の点Ｐ、と中心点Ｐ
。との差ΔＺ８を零にした従来のレチクルの場合、中心
点Ｐ、の最良フォーカス点がウェハ表面に合致している
とき、周辺の点Ｐ、の最良フォーカス点は湾曲した像面
１Ｍ内の点Ｐ、になってしまう。点Ｐ、での誤差量、すなわち湾曲量はΔｚ１であり、こ
れをレチクルＲ側で補正して零にするためには、投影レ
ンズＰＬの縦倍率誤差を利用する。すなわち、像面内の点Ｐ、での誤差量ΔＺ、を計測し、
次の（１）式に基づいてレチクルＲ側での点Ｐ、とＰ、
の差ΔＺ：を決定する。 ΔＺｔ−−ｎ８・Δｚ１　・・・・・・・・・・・・（
１）ここでｎは投影レンズＰＬの倍率を表わし、１１５
縮小投影の場合、ｎ＝５である。尚、像面湾曲による光
軸ＡＸ方向の誤差ΔＺ１及び対応するレチクルＲ側での
差Δｚ２は、以下光軸ＡＸ上の点を零（基準）とした変
位量として扱う。このように式（１）を満足するように、投影視野の各像
高点でレチクルＲのパターン面ｆ、の曲面を決定してお
くと、中心点Ｐ０、周辺の点Ｐ。の結像点はウェハＷの表面と正確に合致することになり
、パターン領域ＰＡの投影像は湾曲のない水平な平面に
沿ったものとなる。ここで−例をあげると、点Ｐ、での誤差ΔＺ１が０．１
　ａｍ、ｎ＝５　（１１５″ｍ小）とすると、ΔＺｚ　
＝２．５μｍとなる。　ｎ　−１０（１／　１０縮小）
の場合はΔＺｔ＝１０μｍとなる０本発明では、レチク
ル側のパターン面を曲面にするので、ウェハＷ側での極
めて微小な像面湾曲量に対しても、ｎ８倍に拡大した量
で極めて高精度な補正が可能となる。〔実施例〕次に本発明の実施例によるレチクルＲの製造方法の一例
を第２図を参照して説明する。まず第２図（Ａ）のよう
に、石英板、光学ガラス（ＬＥ３０）板等の透明基板Ｃ
Ｐの一方の面ｆ０を、像面湾曲を補正するのに必要な曲
率の球面に加工する。この場合、他方の面ｆ１は光学的に平面に加工しておく
０面ｆ、の曲率半径は通常の光学レンズの球面とくらべ
ると格段に大きな値になるが、非球面研摩装置を用いれ
ば容易に加工できる。ところで面ｆ、の曲率半径を決定するには、予め対象と
している投影レンズＰＬ（ステッパー）の像面湾曲を正
確に計測する必要がある。この計測にはいくつかの手法
が考えられるが、そのうち代表的な手法は、中心点を含
む複数ケ所にテストパターンを有するテストレチクル（
パターン面は超平面）を対象としているステッパーに装
着し、平面性のよいウェハＷ上にステ・ｉブアンドリピ
ート方式で複数のショット領域を露光（ためし焼き）し
、そのウェハＷを現像した後、各ショット領域内のテス
トパターンのレジスト像の解像状態を検査する方式であ
る。この場合、ためし焼きのときに各シッット毎にウェ
ハＷを光軸ＡＸ方向に、例えば０．２５μｍずつずらし
ていき（フォーカス・オフセットをかけていく）、検査
のときにはショッ）？ｉＪ［域内で最も解像状態がよい
点の像高値を求めれば、その像高値とフォーカス・オフ
セット値との関係から像面湾曲の傾向と量を定量的に求
めることができる。またその他の手法もあるが、それに
ついては後で詳しく説明する。こうして像面湾曲量が求められたら、第３図に示した関
係から面ｆ０の曲率半径ｒを求める。第１図で示した湾
曲像面ＩＭが球面の一部に近似できるものとし、像側で
の点Ｐ３の像高値（光軸ＡＸから点Ｐ１までの距離）を
Ｈ，とすると、レチクル側での対応する点Ｐ、の像高値
はＨ，＝ｎ・Ｈ８となる。ここで第３図の幾何学的な関
係、すなわち光軸ＡＸ上の点０１を中心とした半径ｒの
球面ｆ、であることから次の式（２）が成り立つ。ｒ”　＝Ｈ，”　＋　（ｒ−ΔＺ８ν・・・・・・（２
）この式（２）を変形して式（３）が得られる。この式（３）に式（１）の関係を代入して整理すると、
式（４）が得られる。２　・ΔＺｌまた、式（４）においてＨ８〉〉ΔＺＩであるため、次
式のように近似できる。ｒζＨ，ｆｆ　／２・ΔＺ、　　　・・・・・・・・・
（５）以上のようにして、曲率半径ｒが求まったら、そ
の値に基づいた加工データを非球面研摩装置に入力し、
面ｆ、が半径ｒの球面として加工されるようにセットす
る。その研摩装置の一例としては、例えば０ＰＴｒＣＡ
Ｌ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ、　Ｖｏｌ、　２７　、　
Ｎｉｌ　１１（１９８８年１０月）の第１００８頁から
１０１２頁にかけて記載された非球面ミラー等のダイヤ
モンド加工装置が利用できる０以上の作業によって面ｆ
番を所定の曲面にした透明基板ＧＰが完成する。次に基板ＣＰの面ｆ、の全面にクロム層ＣＰを蒸着し、
さらにその上に均一にレジスト層Ｃ２を塗布した後、こ
れを第２図（Ｂ）に示すようにＥＢ露光装置ＥＢＸのス
テージＳＴ上に固定する。ステージＳＴはレーザ干渉式測長器による精密（例えば
分解能０．０１１Ｉｍ）な座標位置検出のもとて２次元
移動する。ＥＢ露光装置ＥＢＸは平面レチクル作成時と
全く同じ設計データに基づいて、微小スポット（０，１
〜０．２μｍ径）に集束された電子ビームｅｓでレジス
ト層Ｃ，に回路パターンの描画を行なう、この際、レジ
スト層Ｃ２は基板ＧＰの面ｒ、にならって曲面になって
おり、電子ビームｅｓのフォーカス方向の高さは、面「
。内の位置に応じて数μｍ〜数十μｍ程度の差がある。そこでＥＢｆｔ光装置ＥＢＸではそのフォーカス方向の
ずれを補正するように、自動焦点検出系を働かせ、ビー
ムｅｓのスポットサイズをほぼ一定に保つようにする。描画の終った透明基板ＧＰは所定の現像工程を通し、第
２図（Ｃ）のようにクロム層Ｃ１の表面に回路パターン
領域に対応したレジスト像１．を形成する０次にレジス
ト像１．をマスクとして下地のクロム層をエツチングに
より除去することで、第２図（Ｄ）に示すようなレチク
ルＲが完成する。この製造過程で重要なことは、対象としている投影レン
ズＰＬが両側テレセントリックの場合を想定して、面ｆ
０に形成されたパターン間隔ｄ。、ｄ＊ｓｄ３・・・・・・を、平面レチクル作成のとき
と全く等しくすることである。すなわち、レチクルＲの
平面ｆ１側にパターン領域を写影したとき、それが設計
データ通りに作られていることを意味する。このように
すると、両側テレセントリックの投影レンズを使う限り
、曲面レチクルＲを用いても、そのことによるデイスト
−シランの変化は生じない（ただし、投影レンズ自体の
デイスト−ジョンは残存する）。ところで、投影レンズ固をの像面湾曲の傾向は、°光軸
中心の対称的な球面であるとは限らず、第４図（Ａ）、
（Ｂ）に例示するように様々な傾向を示す。第４図（Ａ
）は光軸中心に関して非対称な像面湾曲ＩＭ、を示し、
光軸に対して点対称な像高点±Ｐ、での湾曲量が異なっ
ている。第４図（Ｂ）は像面湾曲ＩＭ、が２つの傾向の重ね合わ
せとして現われた場合を示し、対称性はよいものの、像
高毎の湾曲量は複雑な分布になっている。この第４図（Ａ）のような非対称性の場合は、レチクル
Ｒの面！、を像面湾曲ＩＭ、に対応した平均的な球面に
加工しておき、そのレチクルＲによる露光時にレチクル
Ｒを微小量傾斜させて対応することも可能である。しか
しながら、大幅なレチクル傾斜は投影像にデイスト−ジ
ョンを加えることになるため、高精度な重ね合わせ露光
を狙う際には不利になる。従って、第４図（Ａ）の場合
は、非対称性の程度によっては、球面ではなく非球面に
近似して基板ＣＰの面ｆ、を加工することが望ましい。この場合、先に掲げた文献に開示されたダイヤモンド加
工（研磨）装置を用いて、正確な加工データを与えるだ
けで、極めて高精度に面ｒ、を加工できる。また、第４図（Ｂ）のような像面湾曲ＩＭ、の場合は、
非球面加工を行なうこと以外に対応策はなく、第５図に
示すようなレチクルＲを用意する必要がある。第５図において、レチクルＲの面ｒｏ　　（パターン面
）に形成されたパターン領域ＰＡは、その断面でみると
３次曲線状に微小量だけ厚み変化しており、それによっ
て像面湾曲ＩＭ、を丁度打ち消して投影像面をフラット
なものにする。尚、先の文献に示された非球面の加工装置によれば、面
の加工精度は０．１μｍが期待できると報告されており
、仮りに実用精度として±０．２μｍ（ΔＺ宜）が得ら
れるとし、投影レンズＰＬＯ倍率ｎを６として式（１）
を逆算してみると、ΔＺ±±０．００８μｍ！＝；±０
．０１μｍとなる。すなわち、レチクルＲ側のパターン
面を像面湾曲量に応じて曲面にすることで、投影像の最
良結像面は原理的には±０．０１μｍ（幅で０．０２μ
ｍ）以内の凹凸しかない、極めてフラットな面に補正さ
れることを意味する。このような顕著な効果が得られることから、本実施例に
よる露光方法の採用を前提とすれば、投影レンズＰＬの
製造が極めて楽になるといった効果が期待できる０通常
の投影レンズ（ステッパー）製造においては、組み立て
後の調整、手直しに多大の時間をかけて像面湾曲が最も
小さ（なるようにしているが、本実施例による方法を採
用する場合はことさら調整に時間をかける必要がなく、
そのステッパーを納入するユーザに対して像面湾曲の正
確なデータを作成すればよい。ただし、複数台のステッ
パーでラインを組む場合は、像面湾曲の傾向とその量が
類似しているもの同志を選択するとよい、その場合でも
、各ステッパーの像面湾曲の絶対量を、手間をかけて小
さくする必要性がなく、ステンパー製造は極めて楽にな
る。ところで、−船釣なステッパーは第５図に示すようなレ
チクルステージＲＳ上にレチクルＲを真空吸着する。レ
チクルステージＲ３は投影レンズＰＬの上方で２次元に
微動できる構造になっており、中央には大きな開口部９
０が形成されている。そして開口部９０の周囲の４ケ所には支持部９２ａ、９
２ｂ、９２ｃ、９２ｄが設けられ、各支持部９２ａ〜９
２ｄの上端面はレチクルＲのパターン面（面ｆ、側）の
周辺４ケ所を水平に支えていルトトもに、真空吸着溝９
４ａ、９４ｂ、９４ｃ。９４ｄによってレチクルＲを固定する。開口部９０はレ
チクルＲのパターン領域ＰＡよりも大きくなるように定
められ、４ケ所の支持部９２ａ〜９２ｄは第７図（Ａ）
のようにレチクルＲの周辺を保持する。第７図（Ａ）に
おいて、レチクルＲのパターン領域ＰＡの周囲に設けら
れたＲＭ、、ＲＭ、は、ウェハＷとの７ライメントに使
われるアライメントマーク領域（窓）である。ところが、支持部９２ａ〜９２ｄの上端面は、高い平面
性を備えており、パターン面が全て曲面になったレチク
ルでは、吸着時に様々の不都合が生じる。そこで第７図
（Ｂ）に示すように、パターン領域ＰＡの周辺の部分で
、支持部９２ａ〜９２ｄと当接する部分は、面ｒ０と異
なった平面ｆ２になるように透明基板ＣＰの状態のとき
に追加研摩する。ここでは、平面ｆ！は面ｆ＋　と平行
になっているものとする。このような研摩は非球面研摩
装置によって極めて容易に実施できる。支持部９２ａ〜
９２ｄの上端面が通常は極めて平面性がよいため、この
ように平坦な面ｆ！を作っておけば、真空吸着時には従
来と同様の安定性で確実に吸着固定されるとともに、レ
チクルＲの内部に機械的な応力を発生させることがなく
、曲面ｆ。の狂いも皆無となる。次に本発明の第２の実施例によるレチクル、及び露光方
法について、第８図を参照して説明する。本実施例では投影レンズＰＬとして像側（ウェハＷ側）
のみがテレセントリックであり、物体（レチクルＲ）側
では非テレセントリックなものを使うことを前提とする
。第８図において、投影レンズＰＬの光軸ＡＸと垂直な
面Ｐ１は従来の平面レチクルのパターン面を表わす。レ
チクルＲの湾曲した面ｆ０を、投影レンズＰＬの湾曲し
た像面■Ｍを補正するような曲率、又は形状にすること
で、パターン面ｆ、の投影像面は平坦なウェハＷの面と
一致し、像面湾曲は見がけ上零になる。また本実施例の
場合でも第１図の場合と同様に、露光用照明光ＩＬＯ主
光線は投影レンズＰＬの瞳（入射瞳）ＢＰの中心を通る
ように定められ、瞳ＥＰには光源像が結像している。さて、第８図に示すように、従来の平坦なパターンｑＰ
ｔ　の中心をパターン面ｒ０の中心と一致させて考えて
みると、従来のパターン面Ｐ、上の点Ｄ０からの光は瞳
ＥＰの中心を通る主光線！。に沿って進み、投影レンズＰＬによって湾曲した像面１
Ｍ上の点り、に結像する。一方、本実施例のレチクルＲ
では、パターン面ｆ０上の点Ｄ０と設計上同一の位置に
点Ｅ０が形成される。点Ｄ０とＥｏの光軸ＡＸ方向の差
が像面湾曲量に対応していることは言うまでもない。そ
して点°Ｅ０からの光は瞳ＥＰの中心を通る主光線Ｉｌ
、に沿って進み、投影レンズＰＬによってウェハＷ（こ
こでは理想平面とする）上の点Ｅ１に結像する。第８図
に示すように点Ｅ、は点Ｄ１に対して横方向、すなわち
光軸ＡＸを中心とした放射方向に横ずれを起して結像す
る。これはパターン面ｒ０のパターン領域のウェハＷ上
での投影像の大きさが像高値に応じて微小量位置変化す
ることを意味し、倍率誤差もしくは、歪曲収差（デイス
ト−ジョン）とも呼ばれ、重ね合わせ露光の際には重大
な欠点となる。先の式（１）で表わしたように、点Ｄ０とＥｏの差ΔＺ
２は、点Ｄ１とＥ、の差ΔＺＩのｎ２倍の関係にあるが
、点Ｄ１とＥｌの横方向のずれ量ΔＸもΔＺ、、ｎの関
数となっている。そこで本実施例では、以下に掲げる代
表的な４つの方法（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）のう
ち、少なくとも１つを同時に実行することにより、実用
上問題とならない程度に、像面湾曲とともに、デイスト
−ジョン（倍率誤差も含む）変化も小さ（押えるように
した。（イ）重ね合わせ露光に使用する多数枚のレチクル（曲
面補正レチクル）を、全て同一のステッパー（同一投影
レンズ）に装着して露光処理する方法（ただしその投影
レンズの像面湾曲量が安定していること）。（ロ）異なるステッパー同志でも、各投影レンズの像面
湾曲の傾向と量が揃っていて、湾曲量が一定で安定した
ものの複数台を用意し、これら複数台のステッパーを使
って重ね合わせ露光する方法。（ハ）像面湾曲量ΔＺＩに対応した補正量ΔＺ２により
生じるデイスト−ジョン変化量（ΔＸ）を予め計算し、
レチクルＲを作成するときのパタ−ン描画時

【第２図（
Ｂ）】に、パターンのｘｙ座標値を像高値に応じて補正
して描画したレチクルを用いて露光する方法。（ニ）倍率誤差を主とするデイスト−ジョンの場合、投
影レンズＰＬ自体の縮小倍率１　／　ｎを補正量ΔＺ８
に応じて微小量だけ調整する方法（但し、倍率が像面湾
曲補正後にリニアに変化する場合）。上記４つの方法のうち、（イ）と（ロ）は各レチクルＲ
を用いて露光したときの投影像のデイストーシジンを全
て同一に変化させて揃えてしまうことで重ね合わせに影
響を与えないようにした方法である。また方法（ニ）は、例えば特開昭６０−７８４５４号公
報に開示されているような構造の投影レンズ、を用いれ
ば、極めて容易に制御できる。この投影レンズは内部に
気密空間を有し、その空間内のガス（空気等）の圧力を
調整することで、任意の量だけ倍率を微小変化させるこ
とができるので、使用するレチクルＲの面ｆ、の曲面補
正量（ΔＺｔ）をレチクルパラメータとしてステッパー
に登録しておき、そのレチクルＲがレチクルステージＲ
３に装着された隙に、曲面補正量（ΔＺ２）に応じて調
整圧力にオフセットを与えればよい０以上の通り、曲面
補正したレチクルＲを用いた像面湾曲補正は、片側テレ
セントリックな投影レンズを有するステッパーに対して
も極めて有効であり、同様の効果が得られる。次に本発明の第３の実施例について第９図を参照して説
明する。第９図（Ａ）は本実施例に好適なステッパーの
構成を模式的に示したものである。露光照明系２０には、照明光！Ｌを入射するオプチカル
インデグレータとしてのフライアイレンズ１０、透過率
が高（、反射率の低いビームスプリッタ１２、及びコン
デンサーレンズ１４等が含まれている。フライアイレン
ズｌＯの射出側に形成される２次光源像は投影レンズＰ
Ｌの瞳ＥＰと共役に配置される。コンデンサーレンズ１
４からの均一な照度分布の照明光ＩＬはレチクルＲ，を
照明し、パターン領域（ＰＡ）を透過した光は投影レン
ズＰＬを通ってウェハＷへ達する。ウェハＷは、Ｘ１ｙ
方向に２次元移動するステージＷＳＴ上に保持され、ス
テージＷＳＴはモータ３２より駆動され、ステージＷＳ
Ｔの座標位置はレーザ干渉計３３で、例えば０．０１μ
ｍの分解能で逐次計測される。またステージＷＳＴ上に
はウェハＷを固定して微小量上下（光軸ＡＸ）方向に移
動するＺステージ３０が設けられ、Ｚステージ３０上の
周辺には透明な微小幅のスリットマークを存する基準マ
ーク板ＦＭが固定されている。基準マーク板ＦＭはオプ
チカル・ファイバー３４、集光レンズ３６によってステ
ージＷＳＴの内側から照明光ＩＬ（ｇ先光と同一波長）
で照明される。このステッパーには、レチクルの上からウェハＷ、又は
基準マーク板ＦＭを観察する公知のＴＴＲ（スルーザレ
チクル）方式のアライメント光学系２２と、レチクルと
投影レンズＰＬを介して像面上のマークパターンを光電
検出するマーク検出系２４とで構成されたＴＴＲアライ
メント系と、投影レンズＰＬのみを介してウェハＷ又は
基準マ一り板ＦＭを観察する公知のＴＴＬ（スルーザレ
ンズ）方式のアライメント光学系２６と、投影レンズＰ
Ｌを介して像面上のマークパターンを光電検出するマー
ク検出系２Ｂとで構成されたＴＴＬアライメント系とを
備えている。さらに、投影レンズＰＬには公知の圧力調
整装置１８が設けられ、投影レンズＰＬの倍率や焦点位
置を微調整し、常に最適な結像特性が得られるように働
く。また、レチクルステージＲ３の側方には、複数枚のレチ
クルを保管するレチクルライブラリーＲＬが設けられ、
オートハンドＡＨによってレチクルの自動交換が行なわ
れる。オートハンドＡＨの駆動は、レチクル交換制御系
４２によって制御され、選ばれた１枚のレチクルをレチ
クルステージＲ３上に搬送するとともに、使用後のレチ
クルをレチクルライブラリーＲＬへ搬送する。主制御系
４０は圧力調整装置１８、ＴＴＲアライメント系（２２
，２４）、ＴＴＬアライメント系（２６，２８）、モー
タ３２、レーザ干渉計３３、及び交換制御系４２のシー
ケンス等を統括制御するものである。さて、本実施例のステッパーには照明系２０の内に光電
検出器（フォトマルチプライヤ等）１６が設けられ、そ
の光電信号を用いて、投影像面の湾曲を計測するように
した。光電検出器１６の受光面は２分割され、独立した
光電信号を出力する受光面１６Ａ、１６Ｂを有し、その
受光面は投影レンズＰＬの瞳ＢＰと共役な位置、もしく
はその近傍に配置されている。この光電検出器１６は、
フライアイレンズ１０からの照明光ＩＬが遮断されてい
る状態で、基準マーク板ＦＭのスリットマークからの照
明光ＩＬを、投影レンズＰＬ、レチクル、コンデンサー
レンズ１４、及びビームスプリッタ１２を介して受光す
る。そしてその光電信号は主制御系４０へ送られ、像面
湾曲計測のための焦点ずれ検出に使われる。第９図（Ｂ）は、あるレチクル上に形成された２つのマ
ークＲＭ、、ＲＭ、と基準マーク板ＦＭ上のＸ方向に伸
びたスリットマークＦＭ、との関係を示す。基準マーク
板ＦＭにはＸ方向に伸びたスリットマークも形成されて
いるが、ここでは図示を省略しである。Ｘ方向に伸びたスリット状遮光部によるマークＲＭ、は
、スリットマークＦＭ、の投影レンズＰＬによる逆投影
像とほぼ同じスリット幅に作られており、焦点ずれ検出
の際はスリットマークＦＭ８がＸ方向にマークＲＭＩＩ
を横切るようにステージＷＳＴを移動させる。第９図（Ｃ）は光電検出器１６の２つの受光面１６Ａ、
１６Ｂの平面配置を示し、受光面１６Ａ。１６Ｂはｘ−Ｘ方向に対して４５１で瞳像ＥＰ’を中心
で分割するように配置されている。また受光面１６Ａ、
１６Ｂの２つによって、瞳像ＥＰ’がカバーされるよう
な受光面積をもち、効率のよい光電検出を可能としてい
る。尚、受光面１６Ａと１６Ｂの分割線は極力幅が狭く
なるようにして、瞳中心部での不感帯幅を少なくする０
以上の構成は、例えば特開昭６３−７０１０４号公報に
開示された構成を応用したものである。また、２つの受
光面１６Ａ、１６Ｂを４５″に傾けて分割したのは、マ
ークＲＭ、とスリットマークＦＭ、を用いて、Ｘ方向の
計測を行なう場合と、マークＲＭ８とＸ方向に伸びた他
のスリットマーク（ＦＭ。）を用いてＸ方向の計°測を行なう場合とで共用するた
めである。このように瞳共役面を通る光束を瞳中心で２
分割して別々に光電検出する焦点検出法は、所謂瞳分割
方式のＡＦ（オートフォーカス）系として原理的には知
られているが、結像光学系を挟んで配置された２つのマ
ーク（ＦＭ、、ＲＭよ）の相対移動にともなう瞳面の光
量変化から焦点検出を行なう方法はステッパー特有のも
のである。次に、本実施例における像面湾曲の計測手順を第９図（
Ｄ）、（Ｅ）も参照して説明する。基準マーク板ＦＭを不図示の斜入射光式ＡＦ系を用いで
ある高さ位置にセットした状態で第９図（Ｂ）のように
スリットマークＦＭ、をＸ方向に走査すると、光電検出
器１６の受光面１６Ａ、１６Ｂからの各光電信号ＳＡ、
ＳＢの波形は第９図（Ｄ）のように変化する。信号ＳＡ
、ＳＢは、スリットマークＦＭ、の走査位置に応じてボ
トム波形となり、その波形の中心位置の差ΔＸｆを求め
る。レチクルと基準マーク板とが精密に共役関係になっ
ているときは、差ΔＸｔは零である。そこで、Ｚステー
ジ３０の高さを微小量ずつ変えながら、マークＲＭ、を
スリットマークＦＭつで走査し、Ｚステージ３０の高さ
位置ΔＺと信号ＳＡ。ＳＢのボトム中心のＸ方向の位置ΔＸとの関係を予め計
測しておくと、第９図（Ｅ）のような２つの直線的な特
性ＬＡＳＬＢが得られる。例えば正の傾きをもつ特性Ｌ
Ａは信号ＳＡに基づくもので、負の傾きをもつ特性ＬＢ
は信号ＳＢに基づくものである。そして特性ＬＡ、ＬＢ
上でＸ方向にΔＸ、の差となるＸ方向の位置−ΔＺ１が
、基準マーク板ＦＭの最良結像面からのずれ量になる。そこで、第９図（Ａ）に示したレチクルＲ，をテストレ
チクルとし、そのパターン領域内の中心点とその周囲（
特に放射方向）の複数点の夫々に、第９図（Ｂ）のよう
なマークＲＭ、、ＲＭ、を形成し、基準マーク板ＦＭの
スリットマークＦＭ。を同一高さ位置に固定したまま各点のマークＲＭ、、Ｒ
Ｍ、を走査して、各点での信号ＳＡ、ＳＢのボトム中心
の差Δｘ、ｏ、Δｘｒ＋、Δｘｒｔ・・・・・・を求め
てい（。ここでテストレチクルＲ１のパターン面は平面
に作られているものとし、差ΔＸ、。はテストレチクル
Ｒ１の中心点Ｐ０で得られたものとする。またテストレ
チクルＲ３上の各マークＲＭ、、ＲＭ、の位置は予めわ
かっているため、各マークの像高値（中心点Ｐ、からの
距離）Ｈ，、、Ｈｗ！・・・・・・として求められる。そこでこれらデータΔＸｆ０、Ａ　Ｘ　ｔ　＋、ΔＸ　
ｔ　ｚ　・＝−と第９図（Ｅ）　（７）特性ＬＡ、ＬＢ
とに基づいて、主制御系４０は中心点Ｐ、を基準とした
各像高個毎の光軸方向の焦点ずれ量ΔＺを算出する。例
えば特性ＬＡ、ＬＢに基づいて求めた差ΔＸ、。に対応
したずれ量をΔＺ１゜、像高値Ｈ８１での差ΔＸｆｌに
対応したずれ量をΔＺｗｌとすると、像高値Ｈｍｌでの
像面湾曲量は、ΔＺ　ｗ＋−６７ｗ。（Ｈｗ＋）となる
。このように、レチクルライブラリーＲＬにテストレチ
クルＲ，を保管しておき、ステッパー稼動中の適当なタ
イミングで、そのテストレチクルＲ，をステッパーのレ
チクルステージＲ３へ装着し、基準マーク板ＦＭを用い
て複数の異なる像高点での焦点ずれ量を求めれば、平面
レチクルのときの最良結像面の湾曲の形状や量が極めて
短時間のうちに、しかも正確に求められる。尚、第９図（Ｄ）に示した信号ＳＡ、ＳＢのレベルはレ
ーザ干渉計３３からの計測ノクルス（０，０１１Ｉｍ毎
に１パルス）に応答してＡ／Ｄ変換され、その波形がメ
モリに取り込まれるように構成されているため、差ΔＸ
、の検出分解能は０．０１μｍ以下が得られる。また第
９図（Ｅ）の特性ＬＡ、ＬＢは瞳ＥＰのうちの丁度半分
だけを通る結像光束の主光線の傾き（ΔＺ／ΔＸ）に対
応しており、投影レンズＰＬの開口数（Ｎ、Ａ、　）が
大きくなればなる程、それにみあって精度も高くできる
といった特徴がある。さらに本実施例ではマークＲＭ、、ＲＭ、スリットマー
クＦＭ８等はｘ、ｙ方向に伸びたものとしたが、それぞ
れｘｙ力方向対して４５″傾しまた直線マークとし、そ
の長手方向を光電検出器１６の２つの受光面１６Ａ１１
６Ｂの分割帯の方向と合わせておくと、検出感度をさら
に約１．４倍高めることができる。また光電検出器１６
の受光面は、第９図（Ｆ）に示すように瞳像ＥＰ’　の
中心でＸ、ｙ方向に４分割するような４つの受光面１６
Ｃ１１６Ｄ、１６Ｅ、１６Ｆとしてもよい、その場合、
マークＲＭ、をスリットマークＦＭ、で走査して焦点ず
れを検出するときは、受光面１６Ｃの信号ＳＣと受光面
１６Ｆの信号ＳＦとを加算したものと、受光面１６Ｄの
信号ＳＤと受光面１６Ｈの信号ＳＥとを加算したものと
を用いればよい、すなわち、５Ａ＝ＳＣ＋ＳＦ、５Ｂ＝
ＳＤ十ＳＥとして先の場合と同様にずれ量ΔＺを求めれ
ばよい。またマークＲＭ、を用いたｙ方向の計測時には５Ａ＝Ｓ
Ｃ＋ＳＤ、５Ｂ＝ＳＥ＋ＳＦとすればよい。ところで、実デバイス作成用のレチクルにおいても、マ
ークＲＭ、、ＲＭ、と同じものを設けておけば、同様に
像面湾曲の自動計測が可能である。この場合、そのレチクルが第９図（Ｇ）に示すように、
４つのパターン領域ＰＡ、、ＰＡ、　、ＰＡ、、ＰＡ、
をストリートライン領域ＳＴ、、ＳＴ、で区画したよう
なマルチパターンレチクルであると、各ストリートライ
ン領域ＳＴ、　、ＳＴ、中に適当な間隔でマークＲＭ、
、又はＲＭ、を設けることができ、好都合である。さら
に各パターン領域ＰＡ、〜ＰＡ、の外側にもそれらマー
クＲＭ、、ＲＭ、と同等のマークＲＭを設けておくとよ
い。以上のテストレチクルや、第９図（Ｇ）のデバイスレチ
クルは、いずれも先に説明したような曲面補正されたも
のであってもよい。次に本発明の第４の実施例を第１０［ｆｆｌを参照して
説明する。本実施例では投影レンズＰＬの像面湾曲が稼
動中に変化した場合を想定し、それに対応できるように
した。投影レンズＰＬは、連続して多数枚のウェハＷの
露光処理を行なっていく、多かれ少なかれ像面湾曲量や
傾向が変化することがある。またステッパーの使用環境
（大気圧、温度等）の変化によっても湾曲量が変化する
ことがある。そこで本実施例では２つの代表的なシーケンスのうち、
少なくとも一方を実行することで、像面湾曲の変動に対
応する。いずれのシーケンスの場合も、予め像面湾曲の
変動を調べ、その変動に対して複数の曲面補正レチクル
を用意しておく。第１θ図は曲面補正レチクル群の一例を示し、第１０図
（Ａ）は平面レチクルＲｔを表わし、平坦なパターン面
には模式的にパターンＡ＋　、Ｂ＋、ＣＩが間隔り、　
、Ｌ、で形成されている。第１０図（Ｂ）は第１の曲面
補正レチクルＲ３を表わし、負の曲面（凹面）ｆｏには
パターンＡ、、Ｂ２、Ｃ２が間隔り、　、Ｌ、で形成さ
れている。第１Ｏ図（Ｃ）は第２の曲面補正レチクルＲ
６を表わし、正の曲面（凸面）ｆ、にはパターンＡ、、
Ｂｚ、Ｃｉが間隔Ｌ＋、Ｌｘで形成されている。これらパターンＡ＋　、Ａ！　、Ａｓの組、パターンＢ
、、Ｂ、、Ｂ、の組、及びパターンＣ，、Ｃ。、Ｃ１の組はいずれも同一のものである。この第１０図のような３枚のレチクルＲ，、Ｒ１、Ｒ４
を１セツトとして、第９図（Ａ）に示すようにステッパ
ーのレチクルライブラリーＲＬに保管しておく、この場
合、投影レンズＰＬの像面湾曲の変動は、投影レンズに
向いた凹面状から凸面状までの間で変化し得るものとす
る。次に代表的な２つのシーケンスのうちの１つを説明する
。ステッパーが稼動している適当なタイミングで、第９
図で説明したように基準マーク板ＦＭ、レチクルのマー
クＲＭ、、ＲＭ、、及び光電検出器１６を使って、像面
湾曲の実際の量を計測する。その像面湾曲量が一定の許
容値を越えるときは、それを補正するのに最も近いレチ
クルを主制御系４０の演算によりＲｔ　、Ｒｓ　、Ｒａ
のなかから選び、オートハンドＡＨにより自動搬送する
。このようにすれば、像面湾曲量がどのようなものであ
っても、常に湾曲を補正するのに十分なレチクルが使わ
れるので、露光処理されるウェハの全数で解像不良を起
すショットが未然に防止され、歩留りを向上できる。また、投影レンズＰＬの像面湾曲量が露光光の入射によ
るエネルギー蓄積量に対応していることが予め求められ
ている場合は、投影レンズＰＬのエネルギー蓄積量に関
する情報に基づいて、使用すべきレチクルを選んでもよ
い、これが本実施例のもう１つのシーケンスである。エ
ネルギー蓄積量に関する情報は、好都合なことに第９図
（Ａ）に示した圧力調整装置１日の内部で時々刻々作ら
れている。すなわち露光光の入射により生じる倍率誤差
の予想演算値、あるいは焦点変動量の予想演算値がそれ
である。そこで、主制御性４０は、その予想演算値に基
づいて像面湾曲量が許容値を超えるか否かを判断し、超
えるときはレチクルＲ２、Ｒ，、Ｒ，のうち別のレチク
ルを選び、オートハンドＡＨによりレチクル交換を行な
う。このシーケンスによれば、像面湾曲の実測を省略し
ているため、スルーブツト低下の要因はレチクル交換（
レチクルアライメント）時間だけである。またいずれのシーケンスの場合も、圧力調整装置１８は
常時働かせた状態での像面湾曲を前提としている。さら
にレチクル交換によってフォーカス位置がずれるときは
、Ｚステージ３０の高さ位置にオフセットを与えること
も必要である。ところで、複数の異なる曲面補正レチクル（パターンは
同一）を用意しておくと、ウェハＷの表面の凹凸（１つ
のショット領域内では凹面状、又は凸面状）に応して、
像面湾曲量も考慮して最適な曲面をもつレチクルを選ぶ
ようにすれば、ウェハＷ上でのショット領域毎にウェハ
のフラットネスの影響で解像不良となる可能性が低減さ
れる。この場合、レチクル交換によって意図的に像面湾曲を発
生させたことになる。次に、本発明の第５の実施例を第１１図を参照して説明
する。ここでは環レチクル（マスターレチクル）を第２
図で述べたようなＥＢ露光装置ＥＢＸで作成し、このマ
スターレチクルから複数のワーキングレチクルを密着又
は近接露光により作成する方法を述べる。そのために、
マスターレチクルＲｅのパターン面ｆ、は、露光時の曲
面とは逆の形状、例えば正の曲率半径ｒで凸面にしてお
き、その上に所定のパターン領域を形成しておく。ワーキングレチクルとなる透明基板（ＣＰ、）の一方の
面は、マスターレチクルＲ０の面ｆ、と相補的な面にな
るように、負の曲率半径ｒで凹面に加工されている。そ
して基板ＧＰ、の曲面ｆ、側の全体にクロム層ＣＰ、フ
ォトレジスト層Ｃ９を積層形成した後、マスターレチク
ルＲ０の面ｆ。とフォトレジスト層Ｃ，とを密着、又は微小間隙だけ離
して対向させ、マスターレチクルＲ０側から露光光ＩＬ
を照射する。後の工程は第２図（Ｃ）、（Ｄ）と同様で
ある。この場合、マスターレチクルＲ，の周辺と基板Ｃ
Ｐ、の周辺とはともに平坦面ｒ！に加工されているため
、近接露光（プロキシミティ）の際のギャップ管理が容
易にできるといった利点もある。〔発明の効果〕以上のように本発明によれば、投影光学系の像面湾曲を
マスク基板側で補正する構成なので、その補正量はその
投影光学系の縦倍率（横倍率ｎの２乗）係数で決まり、
縮小倍率の高い（ｎの大きい）投影光学系では極めて高
精度な平面焦点が得られ、焦点深度の浅い投影光学系に
は掻めて有効な方法である。しかも本発明によるマスク基板を用いると、マスク基板
から感光基板までの間の光路中に像面湾曲補正用の別の
光学部材を設ける必要がないため、投影露光時の像質（
デイスト−ジョン等）を劣化させる心配もない。例えば１／１０縮小投影の場合、像面内の各点で焦点深
度が０．５μｍあり、像面湾曲量（ΔＺ１）が０．２５
μｍだけあるとすると、従来の装置では総合焦点深度は
０．２５ｐｍと定められ、ＩＣ製造ラインのオペレータ
は、その総合焦点深度に制約されてウヱハの７ラツトネ
ス、オートフォーカス等を厳しく管理していた。しかしながら、本発明によれば、マスク基板側での湾曲
量（ΔＺｉ）を２５μｍとすることで、像面湾曲量はほ
ぼ零にすることができ、総合焦点深度はほぼ０．５μｍ
までかせぐことができる。さらに従来の技術によれば、
投影光学系の像画湾曲は、ベンツ・バールの定理により
硝材の光屈折率を変化させたり、レンズの曲率半径を変
化させるかして、極力零に追い込むように調整せざるを
得す、調整の複雑化、長時間化等の困難な問題が多かっ
た。これに対して本発明によれば、１枚のマスク基板（
レチクル）のパターン面を曲面に加工するといった容易
な手法によるだけで、残留像面湾曲をほとんど補正でき
るので、投影光学系の像面湾曲以外の他の特性をより高
精度にすべく製造努力を払うことができる。このように
製造時に１つのファクターをほとんど考慮しなくてもよ
くなることから、投影光学系の製造はかなり容易になる
。その上、本発明によるマスク基板を、曲面を異ならせ
て複数容易することができれば、感光基板上の露光領域
内の凹面状、又は凸面状をも考慮して像面補正ができる
ので、光りソグラフィの限界をさらに更新することが期
待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する図、第２図は本発明の
各実施例におけるレチクルの製造方法を説明する図、第
３図は曲面補正レチクルのパターン面の曲率の求め方を
説明する図、第４図は像面湾曲の他の傾向を説明する図
、第５図は他の傾向の像面湾曲に対応するレチクルの構
造を示す断面図、第６図はステッパーの代表的なレチク
ルステージの構造を示す斜視図、第７図は曲面補正レチ
クルの他の構造を説明する図、第８図は本発明の第２の
実施例による投影露光の原理を説明する図、第９図（Ａ
）は本発明の第３、第４の実施例に好適なステッパーの
構成を示す図、第９図（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｆ）は第９図
（Ａ）のステッパーの部分的な構成を示す平面図、第９
図（Ｄ）、（Ｅ）は像面湾曲計測時の信号処理の様子を
示す波形図、第９図（Ｇ）は実デバイスレチクルの一例
を示す平面図、第１０図は本発明の第４の実施例として
使われるレチクルの構造を示す断面図、第１１図は本発
明の第５の実施例によるレチクル製造方法を説明する図
、第１２図（Ａ）、（Ｂ）は像面湾曲の様子を説明する
図である。【主要部分の符号の説明〕Ｒ，Ｒ３、Ｒ４、Ｒ，・・・曲面補正されたレチクル、
Ｒよ・・・平面レチクル％ＲＩ　・・・テストレチクル
、ＧＰＳＧＰ、・・・透明基板、ｒ、・・・曲面加工されたパターン面、ｆ２・・・平坦
面、ＰＡ、、ＰＡ、　、ＰＡ□、ＰＡ３　、ＰＡ。・・・パターン領域、ＰＬ・・・投影レンズ、Ｗ・・・ウェハ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定のエネルギー線に対してほぼ透明で一様な厚
みの透明基板に、前記エネルギー線に対する遮へい物質
で所定のパターン層が形成され、該パターンを感応基板
へ転写するために使われるマスク基板において、前記透
明基板の一方の面を所定の曲面に加工するとともに、該
曲面側に前記パターン層を形成したことを特徴とするマ
スク基板。
（２）前記マスク基板のパターンを前記感応基板へ転写
する際に投影光学系を使用する場合は、前記透明基板の
曲面の量を前記投影光学系の像面湾曲が見かけ上補正さ
れるように定めたことを特徴とする請求項第１項に記載
のマスク基板。
（３）前記透明基板の一方の面は、光学球面研摩もしく
は光学非球面研摩によって曲面に加工されていることを
特徴とする請求項第１項、又は第２項記載のマスク基板
。
（４）前記曲面は、前記パターンの形成領域を含んで形
成され、前記透明基板の一方の面の外周部は平面に加工
されていることを特徴とする請求項第１項、第２項、又
は第３項に記載のマスク基板。
（５）前記マスク基板をマスターマスク基板との密着、
もしくは近接露光により製造する方法において、前記マ
スク基板となる透明基板の一方の面を前記像面湾曲が見
かけ上補正されるような曲面で加工した後、該曲面側に
遮へい物質の層とレジスト層を積層する工程と；前記透
明基板の曲面と相補的な曲面を有し、該相補的な曲面側
に前記パターン領域が形成されたマスターマスク基板を
用意し、該マスターマスク基板の曲面側と前記透明基板
の曲面側とを密着、もしくは近接して対向させ、前記マ
スターマスク基板のパターン領域を前記レジスト層へ転
写する工程とを含むことを特徴とするマスク製造方法。
（６）マスク基板を所定の照明光で照射し、該マスク基
板に形成されたパターン領域の像を投影光学系を通して
感応基板上に結像投影する露光方法において、前記照明光に対してほぼ透明で一様な厚みの透明基板の
一方の面を、前記投影光学系の像面湾曲量に対応させた
曲面に加工し、該加工後の曲面に前記パターン領域を形
成して前記マスク基板を作成する工程と；該マスク基板の曲面側を前記投影光学系に向けた状態で
前記パターン領域の像を前記感応基板へ投影露光する工
程とを含むことを特徴とする露光方法。
（７）前記マスク基板の作成時に、前記像面湾曲に対応
して前記一方の面を互いに異なる量、又は形状の曲面で
加工した複数の透明基板と平面のままの透明基板とを用
意し、その夫々に前記パターン領域を形成して複数のマ
スク基板を作成し；前記露光工程では、前記投影光学系
の像面湾曲の変化、もしくは前記感応基板の平面性に応
じて前記複数のマスク基板のうち最適な１つを選んで露
光することを特徴とする請求項第６項に記載の方法。