JPH0536586A - 像投影方法及び該方法を用いた半導体デバイスの製造方法 - Google Patents

像投影方法及び該方法を用いた半導体デバイスの製造方法

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JPH0536586A
JPH0536586A JP3194132A JP19413291A JPH0536586A JP H0536586 A JPH0536586 A JP H0536586A JP 3194132 A JP3194132 A JP 3194132A JP 19413291 A JP19413291 A JP 19413291A JP H0536586 A JPH0536586 A JP H0536586A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エッジ強調型位相シフトレチクルを結像する
際の焦点深度や解像力を向上させる。 【構成】 照明光でエッジ強調型位相シフトレチクル４
１を斜め照明し、レチクル４１の微細パタ−ンで生じる
互いに強度がほぼ等しい０次回折光５ａ’と１次回折光
５ｃ’とを投影光学系７の瞳に、予め決めた軸に関して
対象に分布するよう入射させ、この０次回折光５ａ’と
１次回折光５ｃ’とにより微細パタ−ンを結像させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は像投影方法及び該方法を
用いた半導体デバイスの製造方法に関し、特に０．５ｕ
ｍ以下の線幅の回路パタ−ンをウエハ−に形成する際に
好適な、改良された像投影方法及び半導体デバイスの製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイスの高集
積化は益々加速度を増しており、これに伴って微細加工
技術も著しい進展を見せている。特に、半導体デバイス
の製造過程における加工技術の中心を成す露光技術は、
１メガＤＲＡＭを境にサブミクロンの領域に踏み込ん
だ。この露光用の装置として代表的なものが、所謂ステ
ッパ−と呼ばれる縮小投影露光装置であり、この装置の
解像力が半導体デバイスの将来を担っていると言っても
過言ではない。
【０００３】従来、この装置の解像力を向上させる為に
用いられてきた手法は、主として投影光学系（縮小レン
ズ系）の開口数ＮＡを大きくしていく手法であった。し
かしながら、投影光学系の焦点深度はＮＡの２乗に反比
例する為、ＮＡを大きくすると焦点深度が小さく成り、
ウエハ−上にコントラストの良い像を形成するのが難し
くなるといった問題が生じる。従って、最近は、露光に
使用する光をｇ線（４３６ｎｍ）からｉ線（３６５ｎ
ｍ）或はＫｒＦエキシマレ−ザ−光（２４８ｎｍ）に代
えるといった、露光光の短波長化による解像力の向上が
図られている。これは、光学系の焦点深度と解像力が波
長に反比例して大きくなる効果を狙ったものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、投影光学系のＮ
Ａを大きくしたり露光光の波長を短くしたりする方法と
は別に、レチクルに対する照明法を代えることにより装
置の解像力を上げる方法がある。この方法は、投影光学
系の瞳に円環状の有効光源（０次光が形成する仮想光
源）を形成する光でレチクルを照明するものであり、レ
チクルの微細な回路パタ−ンで生じる回折光（０次光と
１次光）を投影光学系の瞳に入射させることが可能であ
る。しかしながら、この照明法では、投影光学系の焦点
深度はあまり向上しないので、結果的に所望のコントラ
ストで微細なパタ−ン像を形成することができない。従
って、未だに実用化されてない。
【０００５】又、他の解像力向上法として位相シフトレ
チクル（マスク）を用いる方法が注目を浴びている。こ
の方法は、従来のレチクルの一部分にこの部分に入射す
る光に他の部分に入射する光に対して１８０度の位相シ
フトを与える薄膜を形成する方法である。現在迄に様々
な形態の位相シフトレチクルが提案されており、それら
は、例えば日経マイクロデバイス１９９０年７月号に福
田氏等の論文によって紹介されている。この論文中で彼
等が『空間周波数変調型』と呼んでいるＩＢＭ社のＬｅ
ｖｅｎｓｏｎ氏が提案した位相シフトレチクルは、従来
のレチクルに比し、焦点深度が 50 〜100 ％向上し、解
像力が 40 〜50％向上する。しかしながら、空間周波数
変調型の位相シフトレチクルは、 １．位相シフト膜を形成する技術が未確立。
【０００６】２．位相シフト膜用の最適なＣＡＤの開発
が未確立。
【０００７】３．位相シフト膜を付けれないパタ−ンの
存在。
【０００８】４．検査、修正技術が未確立 等の諸問題を抱えており、実際に半導体デバイスの製造
工程で使用するには至っていない。
【０００９】一方、この論文中で彼等が『エッジ強調
型』と呼んでいる位相シフトレチクルは、複雑な製造プ
ロセスを必要としないこと、空間周波数変調型位相シフ
トレチクルのように位相シフト膜を付けれないようなパ
タ−ンが存在せず複雑な周辺回路部にも適用できること
等の、製造上及び汎用性の点で、空間周波数変調型位相
シフトレチクルよりも優れている。しかしながら、この
エッジ強調型位相シフトレチクルは、従来のレチクルに
比し、焦点深度の向上が0 〜20％程度、解像度の向上が
10 〜20％程度であり、空間周波数変調型位相シフトレ
チクルと同程度の効果を示すことができない。
【００１０】以上説明した通り従来の像投影方法は実用
化に当たり個々に問題を抱えており、より実用的な、解
像力の向上が可能な像投影方法が望まれている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明では、原板の微細
パタ−ンを照明し、該微細パタ−ンで生じる回折光を投
影光学系の瞳に入射させて該微細パタ−ンの像を投影す
る方法において、前記原板にエッジ強調型位相シフトレ
チクルを用い、前記瞳に中心部よりも周辺部の強度が強
い有効光源を形成する光で該レチクルを照明することに
より、より簡単な手法で焦点深度を拡大して解像力を向
上させる像投影方法を提供する。
【００１２】また、本発明では、原板の回路パタ−ンを
照明し、該回路パタ−ンで生じる回折光を投影光学系の
瞳に入射させて該回路パタ−ンの像をウエハ−上に投影
し、該ウエハ−に該回路パタ−ン像を転写することによ
り半導体デバイスを製造する方法において、前記原板に
エッジ強調型位相シフトレチクルを用い、前記瞳に中心
部よりも周辺部の強度が強い有効光源を形成する光で該
レチクルを照明することにより、より簡単な手法で焦点
深度を拡大して解像力を向上させる製造方法を提供す
る。
【００１３】本発明の好ましい形態として、（１）前記
有効光源が前記瞳の中心を中心とする、ほぼ矩形又はほ
ぼ円形の環状有効光源より成るもの、（２）前記瞳に前
記瞳の中心を原点とし前記微細パタ−ンの縦横パタ−ン
が延びる各方向にｘｙ軸を有するｘｙ座標を設定した時
に、該ｘｙ座標の４つの象限の各々に前記瞳中心及びｘ
ｙの各軸上の各部分よりも強度が強い光源部を備える有
効光源を形成する光で前記原板を照明するもの、があ
る。
【００１４】又、本発明において、エッジ強調型位相シ
フトレチクルとは、その予め決めた線幅のパタ−ンで生
じる０次回折光と１次回折光の強度（振幅）が互いにほ
ぼ同じになるように位相シフト膜が形成された原板のこ
とを指す。
【００１５】
【実施例】一方、半導体の製造に使用される原板の集積
回路パタ−ンが主として縦線及び横線のパタ−ンを基本
として構成されている。これは集積回路の設計は縦及び
横即ちｙ及びｘ方向を基本として設計されており、その
結果として、集積回路パタ−ンはｘ及びｙ方向に延びる
パタ−ンが圧倒的に多くなるからである。そこで、以下
に述べる実施例では、このような集積回路パタ−ンの特
殊性とエッジ強調型位相シフトレチクルの回折パタ−ン
の特性とを結び合わせて、エッジ強調型位相シフトレチ
クルに形成した集積回路パタ−ンで生じる回折パタ−ン
を周波数変調型位相シフトレチクルに形成した集積回路
パタ−ンで生じる回折パタ−ンと相似にするよう照明法
を工夫し、像投影時の周波数特性を大幅に向上させた。
【００１６】実施例を説明する前に、通常のレチクル、
周波数変調型位相シフトレチクル及びエッジ強調型位相
シフトレチクルに形成した各微細パタ−ンの結像につい
て説明を行なう。
【００１７】図１はピッチ２ｄの格子パタ−ン６を垂直
方向から照明した時の結像の様子を示す図であり、格子
パタ−ンで生じる０次及び±1 次の回折光が投影光学系
７の瞳１（開口絞り）に入射し、投影光学系７からの各
次数の回折光が像面にパタ−ン像を形成する。格子パタ
−ン６のピッチが小さい場合（格子パタ−ンが微細な場
合）、瞳１での回折光の光量分布が投影光学系１の分解
能を左右する。
【００１８】図２は、図１の瞳１に分布する各次数の回
折光の光量分布を斜線の丸の大きさと位置とで示してお
り、図２（Ａ）が通常のレチクルに形成された格子パタ
−ンの場合、図２（Ｂ）が周波数変調型位相シフトレチ
クルに形成された格子パタ−ンの場合、図２（Ｃ）がエ
ッジ強調型位相シフトレチクルに形成された格子パタ−
ンの場合を示す。図２において、３ａ、４ａ、５ａは０
次光の分布を示し、各０次光に対応する＋1 次光の分布
が３ｂ、４ｂ、５ｂ、各０次光に対応する−1次光の分
布が３ｃ、４ｃ、５ｃで、示されている。図２で理解で
きるように、周波数変調型位相シフトレチクルは、従来
のレチクルとは異なり、０次光４ａが消失して±1 次回
折光４ｂ、４ｃのみが存在し、エッジ強調型位相シフト
レチクルの場合には、各次数の回折光の位置は従来のレ
チクルのそれと同じであるが、０次光と±1 次光の強度
比が従来レチクルの場合とは異なり、互いにほぼ同じに
なっている。尚、図２において『ａ』で示すのは隣り合
う回折光間の間隔である。又、周波数変調型位相シフト
レチクルの場合０次光の消失は、厳密には、位相シフト
膜が誤差無く作成され、格子パタ−ン６の位相シフト膜
が付いている部分と付いていない部分の透過面積が等し
いときに実現されるが、説明を簡単にする為に、ここで
は、理想的な場合を示した。
【００１９】周波数変調型位相シフトレチクルの空間周
波数面即ち瞳面での回折光の分布の特徴は、（１）周波
数が 1/2に低減され（２）０次光が存在しないことであ
るが、出願人が注目した点は、周波数変調型位相シフト
レチクルの２つの回折光４ｃ、４ｄの瞳面での間隔ａ
が、エッジ強調型レチクルでの０次光５ａと±1 次光５
ｂ、５ｃとの間隔ａと合致することと、周波数変調型位
相シフトレチクルの２つの回折光４ｃ、４ｄの振幅比
（光量比）が１：１で、エッジ強調型レチクルでの０次
光５ａと±1 次光５ｂ、５ｃの振幅比も同様に１：１と
なることである。尚、エッジ強調型位相シフトレチクル
の場合の振幅比は、対象となるパタ−ンの線幅と位相シ
フト膜の幅とから決定され、線幅に応じて位相シフト膜
の幅を最適化させ、０次光と±1 次光の振幅比を 1:1と
する。そこで、出願人は、対象とする線幅ＲＰ、例えば
ｋ1 ファクタ−が０．５程度の線幅（ＲＰ＝ｋ1 ・λ／
ＮＡ；λは使用波長、ＮＡは投影光学系の開口数）の空
間周波数の時に投影光学系７の瞳１を通過するエッジ強
調型位相シフトレチクルからの回折光が０次光の他に＋
1 次か−1 次光のどちらか一方のみになるよう制御する
ことにより、瞳１で回折光が分布する位置を空間周波数
変調型位相シフトレチクルの場合と同一にすることを見
いだした。従って、下記の実施例では、レチクルに照明
光を斜め入射させて結果的にエッジ強調型の位相シフト
レチクルで結果的に空間周波数変調型の位相シフトレチ
クルと同様の回折光分布（空間周波数分布）を瞳に形成
している。
【００２０】図３（Ｃ）に、図５（Ｂ）に示すエッジ強
調型位相シフトレチクル４１に照明光を斜入射させ図１
の投影光学系７により結像させる時の瞳１における空間
周波数分布を示す。このレチクル４１上に形成されてい
るパタ−ンは図３の紙面上下方向（縦方向）の等間隔の
繰り返し縦線パタ−ン（ lines & spaces)である。照明
光を斜入射させた為に、０次光5'a が瞳の中心からずれ
た瞳内の所定位置に、1次回折光5'b が瞳から外れた位
置に、-1次回折光5'c が瞳内の所定位置に、入射してい
る。瞳の半径を１に規格化し、繰り返し線パタ−ンの線
幅ＲＰをＲＰ＝ｋ1 ・λ／ＮＡとすると、瞳での０次光
と±1 次光の間隔ａは、ａ＝１／ 2ｋ1で与えられる。
従って、ｋ1 ＝0.5 であれば ａ＝１であり、丁度、瞳
の半径１に相当する量だけ０次光と±1 次光の間隔が離
れることになる。尚、図３（Ａ）〜（Ｃ）に描かれてい
る縦線と横線は、各々、瞳の中心を原点とした場合のｘ
ｙ座標系のｙ軸とｘ軸に相当する線であり、集積回路パ
タ−ンの縦線と横線のパタ−ンが延びる各方向に対応し
てｘｙ座標系のｙ軸及びｘ軸が設定されている。
【００２１】尚、図３（Ａ）は従来のレチクルに照明光
を斜入射させ図１の投影光学系７により結像させた場合
の瞳１での空間周波数分布、図３（Ｂ）は図２（Ｂ）と
同じく周波数変調型位相シフトレチクルに照明光を垂直
入射させ図１の投影光学系７により結像させた場合の瞳
１での空間周波数分布を示しており、参考の為に図示し
た。
【００２２】図３（Ｃ）に示すように隣接する回折光間
の瞳１内での位置を瞳１のｙ軸に関して互いに対称にす
ることで、ｋ1 の任意の値に対応した線幅ＲＰの縦線パ
タ−ンのデフォ−カス特性が最適化される。そこで、図
３（Ｂ）、（Ｃ）から理解できるように、瞳１を互いに
強度（振幅）が等しい一対の回折光が通過するという意
味において、図３（Ｂ）の周波数変調型位相シフトレチ
クルを垂直照明した場合と図３（Ｃ）のエッジ強調型位
相シフトレチクルを所定角度で斜め照明した場合とは全
く等価である。従って、図３（Ｃ）で示す空間周波数分
布が瞳で得られるように図５（Ｂ）のエッジ強調型位相
シフトレチクルに照明光を斜入射させれば、ｋ1 の任意
の値（例えばｋ1 ＝０．５）に対応する線幅線幅ＲＰの
縦線パタ−ンについて、エッジ強調型位相シフトレチク
ルは周波数変調型位相シフトレチクルと同等な性能を示
すことが分かる。このことは、瞳１のｘ軸と同じ方向に
延びる繰り返し横線パタ−ンの結像についても同様であ
る。尚、従来のレチクルの場合には、０次光と 1次光の
強度が異なるため斜入射の効果はエッジ強調型位相シフ
トレチクルの場合と完全に等価とはならない。即ち、瞳
１を通る回折光間の強度比が異なる為、従来のレチクル
による像のコントラストはエッジ強調型位相シフトレチ
クルに比して約10％の低下を余儀なくされる。
【００２３】図５（Ａ）に示すように、図３で説明した
縦線パタ−ンの結像に関しては、瞳１で対を成す０次と
１次の回折光は、5pと5p' の対、5qと5q' の対、5sと5
s' の対のどれも皆等価的に寄与する。尚、図５（Ａ）
で、ダッシュを付けていない方の光が０次光、ダッシュ
の付いている方が 1次回折光である。即ち、図５（Ａ）
に図３と同様の瞳のｘｙ座標を設定した時に、このｘｙ
座標でｘ座標が同じ値を取る位置に入射し１次光も瞳を
通過する０次光と１次光の複数の対は、縦線パタ−ンの
結像に関して互いに同じ効果を与える。同様の関係は横
線パタ−ンの結像についても成立し、瞳のｘｙ座標でｙ
座標が同じ値を取る位置に入射し１次光も瞳を通過する
０次光と１次光の複数の対は、横線パタ−ンの結像に関
して互いに同じ効果を与える。そこで図３で説明したよ
うに、図１の投影光学系７の瞳１において、０次光と１
次光を、縦線パタ−ンの場合はｘｙ座標のｙ軸に関し
て、横線パタ−ンの場合はｘｙ座標のｘ軸に関して、対
称な位置に分布させることによって、ある線幅ＲＰの縦
横のパタ−ンに対して最適な照明−結像を達成できる。
このように最適化された線幅ＲＰの近辺の線幅の縦横の
パタ−ンにもこの効果が及ぶ為、空間周波数を例えばｋ
1 ＝0.5 付近の空間周波数のパタ−ンの線幅に合わせる
ことによって、分解能が問題となる線幅領域でのデフォ
−カス特性を改善することが可能になる。
【００２４】出願人は、図５（Ｂ）に示すエッジ強調型
位相シフトレチクル４１に斜め照明法を適用することに
より、瞳１に互いに強度がほぼ等しい０次光と１次光を
生じせしめ、この０次光と１次光を、縦線パタ−ンの場
合はｘｙ座標のｙ軸に関して、横線パタ−ンの場合はｘ
ｙ座標のｘ軸に関して、対称な位置に分布させることに
よって、線幅ＲＰなる微細な縦線及び横線パタ−ンを結
像する際のデフォ−カス特性の更なる改善を行う。ここ
で、斜め照明というのは、図１の投影光学系７の瞳１
で、瞳１の中心（光軸）での強度よりも周辺（軸外）で
の強度が十分大きな有効光源（０次光）を形成する光に
よる照明のことであり、具体的には、強度分布の重心が
結像系の軸外に設定された１次光源又は２次光源が供給
する光でエッジ強調型位相シフトレチクル４１を照明す
る。
【００２５】結像系があるｋ1 で定まる線幅ＲＰに対し
て最適化されている時、エッジ強調型位相シフトレチク
ル４１は、図５（Ｂ）のガラス基板４１ａ上のクロムよ
り成る遮光部４１ｂのエッジからはみ出す位相膜４１ｃ
の幅αを像面（ウエハ−面）換算でほぼ 0.1・ｋ1 λ/N
A に設定すれば良い。この最適化された線幅ＲＰ付近の
線幅を持つパタ−ンでも、やはり幅αをほぼ 0.1ｋ1 λ
/NA に設定した位相膜を付けることによりこの効果が波
及し、デフォ−カス特性が更に改善される。
【００２６】図１、図５（Ｂ）を参照し、図６に基づい
て本発明の第１実施例を示す。本実施例は、図６（Ａ）
に示す有効光源を形成する光で図５（Ｂ）のエッジ強調
型位相シフトレチクル４１を照明し、レチクル４１に描
かれた微細な縦線及び横線パタ−ンの像を図１の投影光
学系７により投影するものであり、投影光学系７はｉ線
（３６５ｎｍ）を設計波長としたＮＡ0.5 の縮小レンズ
系より成り、強度分布の重心が投影光学系７の軸外に設
定された２次光源が供給する光でレチクル４１を照明す
る。本実施例での図５（Ｂ）の位相シフト膜４１ｃの遮
光部４１ｂエッジからのはみ出し量αは像面（ウエハ−
面）換算で 0.044μm である。尚、２次光源は投影光学
系７の瞳１と共役な場所に形成されるから、２次光源の
形状は、有効光源の形状と相似になる。
【００２７】図６（Ａ）は図５（Ｂ）のレチクル４１を
照明する光が図１の投影光学系７の瞳１に形成する有効
光源を示す。図６（Ａ）において、瞳の中心を原点とし
て先に述べたようなｘｙ座標系が設定されているが、こ
のｘｙ座標系のｙ軸がレチクル４１の縦線パタ−ンの方
向に対応（平行）しており、このｘｙ座標系のｘ軸がレ
チクル４１の横線パタ−ンの方向に対応（平行）してい
る。図６（Ａ）の有効光源は、巨視的に見ると瞳の中心
から±45°方向に存在する４つの領域（光源部）より成
り、各領域がｘｙ座標系の各象限に互いに独立して存在
する。瞳の半径を１とする時、第１象限〜第４象限の各
領域は、どれも半径0.2の円形を成し、中心の座標は夫
々 (0.35,0.35)、(-0.35,0.35)、(-0.35,-0.35)(、0.3
5,-0.35)である。巨視的と述べたのは、実際の系では、
巨視的に一つの領域として見られる有効光源の各領域
も、微視的に見ると例えば２次光源を形成するオプティ
カルインテグレ−タを構成する微小レンズ群の形が現れ
たりするからである。
【００２８】本実施例の結像系の周波数特性を計算機シ
ュミレ−ションにより求めた結果を図６（Ｂ）に示す。
図中の実線Ａが従来のレチクルを図６（Ａ）の有効光源
を形成する光で結像する場合の周波数特性であり、破線
Ｂが本実施例の周波数特性であり、実線Ｃが従来のレチ
クルをσ＝0.5 という条件で落射照明する場合の周波数
特性である。 図６（Ｂ）から分かるように、投影レン
ズ系の焦点深度として1.5μm 以上の値が得られるとこ
ろを実用上の解像限界とすると、実線Ｃで示すように従
来 0.52 μm が解像限界であった系が、実線Ａで示すよ
うに図６（Ａ）の有効光源を形成する光による照明を従
来のレチクルに適用することよって解像限界が0.37μm
まで伸び、更に本実施例においては実線Ｂに示すように
図６（Ａ）の有効光源を形成する光による照明とエッジ
強調型位相シフトレチクルの組み合わせで、更に0.33μ
m まで解像限界を改善できることが分かる。一方、 0.3
5μm 線幅に注目して投影レンズ系の焦点深度を比較す
ると、従来焦点深度が 0.5μm であったのに対し、図６
（Ａ）の有効光源を形成する光による照明を従来のレチ
クルに適用することよって焦点深度が1.1 μm まで伸
び、本実施例の図６（Ａ）の有効光源を形成する光によ
る照明とエッジ強調型位相シフトレチクルの組み合わせ
では焦点深度が更に 1.6μm と大幅に改善される。特に
0.35μm という解像力は64MDRAM を生産可能にする値で
あり、この値が達成できるか否かは非常に重要である。
本実施例の如くi 線を用いる NA 0.5 の投影レンズ系で
0.35 μm のパタ−ンが形成できるということは、現在
市場にある半導体製造用投影露光装置（ステッパ−）の
投影レンズ系でも、 64MDRAM の生産に転用できるとい
うことであり、その意味は大きい。
【００２９】このように有効光源の各領域の中心（光量
重心）が瞳中心から瞳のｘｙ座標の±45°方向に存する
ように有効光源を形成する場合には、瞳の半径を１とす
る時、各領域の中心の瞳中心からの距離がほぼ 0.35 〜
0.8 の間にあることが望ましい。又、有効光源の各領域
は必ずしも分離独立している必要は無く、繋がっていて
も良い。繋がり方は、例えば有効光源の各領域を瞳中心
を中心とする４角形（正方形）の頂点にして繋いでいく
のが好ましい。又、この時のエッジ強調型位相シフトレ
チクル４１の位相シフト膜４１ｃの遮光部４１ｂのエッ
ジからのはみ出し量αは、狙う線幅から言って、像面
（ウエハ−面）換算で約 0.2λ/NA 以下の値が要求され
る。
【００３０】図８に本発明の第２実施例を示す。本実施
例は、図８（Ａ）に示す有効光源を形成する光で図５
（Ｂ）のエッジ強調型位相シフトレチクル４１を照明
し、レチクル４１に描かれた微細な縦線及び横線パタ−
ンの像を図１の投影光学系７により投影するものであ
る。投影光学系７はｉ線（３６５ｎｍ）を設計波長とし
たＮＡ0.5 の縮小レンズ系より成り、強度分布の重心が
投影光学系７の軸外に設定された２次光源が供給する光
でレチクル４１を照明する。本実施例での図５（Ｂ）の
位相シフト膜４１ｃの遮光部４１ｂエッジからのはみ出
し量αも像面（ウエハ−面）換算で 0.044μm である。
【００３１】図８（Ａ）の有効光源は、有効光源の形を
前述の様に中心の強度が低い中抜けの強度分布を備える
４角形（正方形）にしたものである。図８（Ａ）におい
て、瞳の半径を１とする時、内側の４角形の輪郭を成す
各辺の長さが0.3 〜 0.9 の範囲内の値に、外側の４角
形の輪郭を成す各辺の長さが 0.6 〜 1.8の範囲内の値
に設定される。内外の４角形の中心は瞳中心（ｘｙ座標
の原点）に一致している。内外の４角形を成す輪郭の各
辺の方向は、レチクル４１の集積回路パタ−ンの主たる
方向に合わせてあるｘｙ座標のｘ軸（横線パタ−ンの方
向）及びｙ軸（縦線パタ−ンの方向）と平行である。
又、本実施例の有効光源も巨視的に見た形態である。
【００３２】本実施例の結像系の周波数特性を計算機シ
ュミレ−ションにより求めた結果を図７（Ｂ）に示す。
図中の実線Ａが従来のレチクルを図７（Ａ）の有効光源
を形成する光で結像する場合の周波数特性であり、破線
Ｂが本実施例の周波数特性であり、実線Ｃが従来のレチ
クルをσ＝0.5 という条件で落射照明する場合の周波数
特性である。 図７（Ｂ）から分かるように、投影レン
ズ系の焦点深度として1.5μm 以上の値が得られるとこ
ろを実用上の解像限界とすると、実線Ａ、Ｂ、Ｃを比較
すると理解できるように、本実施例では、図７（Ａ）の
有効光源を形成する光による照明とエッジ強調型位相シ
フトレチクルの組み合わせで、第１実施例と同じく0.33
μm 付近まで解像限界を改善できることが分かる。一
方、 0.35μm 線幅に注目して投影レンズ系の焦点深度
を比較すると、本実施例では、図７（Ａ）の有効光源を
形成する光による照明とエッジ強調型位相シフトレチク
ルの組み合わせで、第１実施例と同じく焦点深度 1.6μ
m と大幅に改善される。このように本実施例でも、空間
周波数の高い領域での焦点深度と解像力の著しい改善が
達成される。従って、本実施例の図７（Ａ）の有効光源
を形成する光による照明とエッジ強調型位相シフトレチ
クルの組み合わせでi 線を用いる NA 0.5 の投影レンズ
系で 0.35 μm のパタ−ンが形成できる。
【００３３】本実施例の有効光源の形状は、図７（Ａ）
において、外側の４角形の各片の長さを２ａ、内側の４
角形の各片の長さを２ｂとし、 瞳の半径を１とした時、
( ａ＋ｂ）/2の値を 0.25 〜0.6 の間にあるようにする
ことが望ましい。又、レチクル４１の位相シフト膜４１
ｃの遮光部４１ｂのエッジからのはみ出し量は、狙う線
幅から言って、像面（ウエハ−面）換算で約 0.2λ/NA
以下の値が要求される。
【００３４】本発明で用いる有効光源の形状は、前記第
１実施例及び第２実施例で示したもの以外にも色々な変
形例が考えられる。例えば、瞳中心を中心とした円環状
の有効光源を用いるのも一例である。
【００３５】図４に、本発明の方法を用いる半導体デバ
イス製造用の投影露光装置の一実施例を示す。
【００３６】楕円ミラ−１２の第１焦点位置に超高圧水
銀灯１１のア−クが設定され、水銀灯１１から出た光は
楕円ミラ−１２で反射し、折り曲げミラ−１３で反射し
た後、楕円ミラ−１２の第２焦点位置近傍に集光する。
この第２焦点近傍にファイバ−束１５の光入射端が置か
れ、ファイバ−束１５の直前にシャッタ−１４が置かれ
る。ファイバ−１５の光出射端にオプティカルロッド１
６の光入射端が置かれ、オプティカルロッド１６は、フ
ァイバ−束１５の光出射端での不均一な光強度分布を、
その光出射端で一様な光強度分布にするよう、その内部
でファイバ−束１５からの光を伝達（拡散）する。オプ
ティカルロッド１６の光射出端側には強度調整部材１７
が設けられており、強度調整部材１７の後に波長選択フ
ィルタ−１８が置かれる。ファイバ−束１５の光入射面
は単一であるが光出射面は４つの部分に分かれており、
オプティカルロッド１６は、このファイバ−束１５の４
つの光出射部に各々が対応する４つのロッド１６ａ〜１
６ｄを備える。但し、図４では、ロッド１６ｃ、１６ｄ
は図示していない。又、強度調整部材１７は、この４つ
のロッド１６ａ〜１６ｄに各々が対応する４つの部材を
備えており、図４では、この内２つしか図示していな
い。
【００３７】本実施例の装置は、投影レンズ系４２の瞳
に図６（Ａ）に示す有効光源を形成する光で図５（Ｂ）
に示したエッジ強調型位相シフトレチクル４１を照明
し、その回路パタ−ン像を投影する。即ち、前記第１実
施例で示した像投影方法が適用される。投影レンズ系４
２の瞳の４つの象限（図６（Ａ）参照。）に形成する有
効光源の各領域の強度比を互いにほぼ等しくすることが
重要である。これは、有効光源の４つの領域間の強度比
が５％以上アンバランスになると、デフォ−カスした状
態で像の歪みが生じるからである。強度比調整部材１７
は、この有効光源の各領域の強度の比を調整するもので
あり、その４つの部材は、濃度可変なＮＤフィルタ−や
傾き角可変な干渉フィルタ−などで構成され、４つのロ
ッドから射出する光束の相対強度比を調整し、有効光源
の４つの領域間の強度比が５％未満に抑える。強度調整
部材１７の各部材からの光束は波長選択フィルタ−１８
を介してオプティカルインテグレ−タ１９に入射する。
波長選択フィルタ−１８は、水銀灯１１からの光の内の
ｉ線（３６５ｎｍ）を選択的に透過させ、バンド幅の狭
い露光光を供給する。
【００３８】オプティカルインテグレ−タ１９は微小レ
ンズの集合体から成り、その光入射面に入射した４つの
光束で図６（Ａ）の有効光源と相似な形状を持つ２次光
源を、その光射出面近傍に形成する。尚、この２次光源
が形成される位置は投影レンズ系４２の瞳と共役な位置
であり、この２次光源の４つの領域の個々の強度分布は
オプテイカルロッド１６の作用でほぼ均一になってい
る。開口絞り２０ａはオプティカルインテグレ−タ１９
が形成する２次光源の形状に応じた４つの開口を備えて
おり、オプテイカルイオンテグレ−タ−１９による２次
光源の形状を更に整形する。尚、この絞り２０ａはオプ
ティカルインテグレ−タ１９の直前や図示している位置
と共役な他の位置に置くことも可能である。
【００３９】オプティカルインテグレ−タ１９の傍に設
けられたリレ−レンズ系３５や開口絞り２０ｂは、装置
に載置されるレチクルの種類に応じて照明方法を切り換
える為に用意したものである。これは、半導体デバイス
の実際の製造工程で高い解像力が要求されるのは全体の
1/3 前後の工程であり、その他の工程に対しては通常の
レチクルと照明方法で十分鮮明なパタ−ン像を投影でき
るからである。従って、通常のレチクルが装置に載置さ
れる場合には、ファイバ−１５〜強度調整部材１７まで
の光学系を取り除いてそこにリレ−レンズ系３５を挿入
し、更に、開口絞り２０ａの代わりに開口絞り２０ｂを
挿入する。勿論、このような切り換えは自動的に行うこ
とも手動で行うことも可能である。尚、リレ−レンズ系
３５は、楕円ミラ−１２の第２焦点位置に形成された楕
円ミラ−１２のア−ク像を波長選択フィルタ−１８を介
してオプテイカルインテグレ−タ−１９の光入射面上に
再結像するよう構成されており、オプテイカルインテグ
レ−タ−１９の光入射面上には中心（光軸）の強度が周
辺（軸外）の強度よりも強いガウシアン型の強度分布を
備える一本の光束が当たる。従って絞り２０ｂの開口は
従来の光軸を中心にした円形開口である。又、リレ−レ
ンズ系３５は、楕円ミラ−１２の射出面（開口部）とオ
プテイカルインテグレ−タ−１９の光入射面とが互いに
共役になるよう、構成してもいい。
【００４０】２１は開口絞り２０ａの開口を透過した光
束の光路を曲げるミラ−、２２はミラ−２１で反射され
た光束をハ−フミラ−に当てるレンズ系である。このレ
ンズ系２２はレチクル４１での照度分布の均一性をコン
トロ−ルするために重要な役割を果している。レンズ系
２２からの光束の一部がハ−フミラ−２３で反射され、
この一部の光がレンズ２９によりハ−フミラ−３０に向
けられ、このハ−フミラ−３０により更に２分割され
て、分割された各光束が対応する２つの光電検出器３
１、３２に別個に導かれる。光電検出器３１は２次光源
の強度分布や形状をモニタ−するＣＣＤ等の強度分布検
出器で、光電検出器３１からの出力信号を用いて、強度
調整部材１７の各部材による２次光源の各領域の調整が
行われる。一方、光電検出器３２は露光時の露光量をモ
ニタ−する所謂積算露光計の部分で、光電検出器３２の
出力によってシャッタ−１４の開閉が行われ、露光量の
制御が行なわれる。尚、ハ−フミラ−３０の代わりに単
なるミラ−を用い、２次光源の調整時と露光時とでレン
ズ系２２からの光束の光路を、光電検出器３１側と光電
検出器３２側とで切り換える形式にしても良い。
【００４１】レンズ系２２からの光束の内のハ−フミラ
−２３を透過する光束は視野絞りであるブレ−ド２４を
照明する。ブレ−ド２４はレチクル４１に対してレンズ
系２２からの光束の所望の部分を遮光するメカニカルな
機構で開口部の形状を調整できるマスキングブレ−ドで
あり、ブレ−ド２４の開口部はレチクル４１の回路パタ
−ンが形成された面と互いに共役関係にある。ブレ−ド
２４は、レチクル４１の露光されるべき集積回路パタ−
ン部の大きさに従い、不図示の駆動系によって開口部の
エッジ位置の調整が行なわれる。２５はミラ−、２６は
レンズ系、２７はミラ−、２８はレンズ系で、これらの
部材（２５〜２８）を介してオプテイカルインテグレ−
タ−による２次光源からの光がレチクルステ−ジ５１上
に載置されたレチクル４１を照明する。又、これらの部
材（２５〜２８）はブレ−ド２４の開口部の像をレチク
ル４１上に投影すると共に、投影レンズ系４２の一部の
レンズ系と協力して、２次光源（開口しぼり２０ａ）の
像を投影レンズ系４２の瞳に投影する。この瞳に投影さ
れた２次光源像が所謂有効光源であり、この２次光源
は、図６（Ａ）に示す光量分布を備える。
【００４２】投影レンズ系４２は、ｉ線を設計波長とし
て構成されたレンズアセンブリより成り、レチクル４１
の回路パタ−ンの縮小像をウェハ−４３上に投影し、ウ
エハ−４３に塗布してあるレジストに回路パタ−ンを転
写する。こうして回路パタ−ンが転写されたウエハ−４
３から半導体チップが製造される。ウエハ−４３はウェ
ハ−チャック４４に吸着されており、更にウエハチャッ
ク４３は、不図示のレ−ザ−干渉計と駆動装置とによっ
てｘｙ座標に沿った位置が制御されるステ−ジ４５上に
載置されている。このステ−ジ４５は、投影レンズ系４
２の光軸方向にウエハ−チャック４３を動かしたりウエ
ハ−チャック４３を傾けたりすることができ、投影レン
ズ系４２の像面にウエハ−４３の表面をフォ−カスさせ
る機能をも持つ。４９はウェハ−ステ−ジ４５上に固定
されたレ−ザ−干渉計用の反射ミラ−である。
【００４３】４６はステ−ジ上に載置された光電検出ユ
ニットである。４６にはピンホ−ル４６ａと４６ｂが設
けられており、ピンホ−ル４６ａ、４６ｂに対応させて
光電検出器４７、４８が設けられている。光電検出器４
７はピンホ−ル４６ａを通過する光束の量を測定するも
ので、投影レンズ系４２の像面での照度むらの測定など
に用いられる。一方、光電検出器４８は光電検出器３１
と同じ目的の為に設けたもので、投影レンズ系４２の瞳
での有効光源の光量分布を、実際に投影レンズ系４２を
介して測定するＣＣＤ等の強度分布検出器である。従っ
て、強度調整部材１７の各部材による有効光源（２次光
源）の各領域の強度の調整はステ−ジ４５側の光電検出
器４８の出力を使って行うことが可能である。また光電
検出器４８の出力は、照明系側にある光電検出器３１に
よる２次光源の各領域の強度の調整をキャリブレ−トす
ることもできる。 図８（Ａ）に、この装置において、
開口絞り２０ａを介してオプテイカルインテグレ−タ−
１９を見た時の２次光源の様子を示す。図８（Ａ）で塗
り潰された部分が絞り２０ａによって遮光された部分で
あり、矩形の空白部が絞り２０ａの開口部に相当する。
空白部を構成する小さな正方形がオプティカルインテグ
レ−タ１９を構成する個々の微小レンズ（の断面）であ
る。尚、オプティカルインテグレ−タ１９は、断面が正
６角形や円形の微小レンズを集合させて構成することも
できる。先の実施例同様、図８（Ａ）においても、図の
上下方向がｘｙ座標系のｙ軸、図の左右方向がｘｙ座標
系のｘ軸に、設定されており、ｘｙ座標系の原点は図の
中心即ちオプチカルインテグレ−タ−１９の中心（光
軸）である。又、ｘｙ座標系のｘｙの各軸の方向は夫々
レチクル４１の回路パタ−ンを設計する時に用いた直交
座標の各方向とが合致している。この各方向はレチクル
４１上に形成されている回路パタ−ンを主として構成す
る縦線及び横線の延びる方向と一致した方向であり、正
方形の形状をしているレチクル４１の外形の縦横方向と
ほぼ一致していると考えて差し支えない。又、図８
（Ａ）において外側の円は投影レンズ系の瞳に相当する
円を表わす。図８（Ａ）に示すように、実際にある光量
分布の２次光源（有効光源）を達成しようという時は、
オプテイカルインテグレ−タ１９の微小レンズの断面形
状や全体の外形の制約を受ける。従って、例えばオプテ
イカルインテグレ−タ１９が図１０に示されるような４
組の微小レンズ群で構成されている場合には、前述の第
１実施例の有効光源を実現する為に、図８（Ａ）で塗り
潰した部分を光が通過しないようにすることが必要であ
る。従って、本実施例でも、図６（Ａ）に示した有効光
源を実際に実現する際には図８（Ａ）のような形になっ
た。一般的な傾向として、高解像力用の照明系の場合、
オプテイカルインテグレ−タ１９の大きさは従来の照明
系で必要とされたものより大きくなり、照明系の画角の
大きな外側の部分まで使える方が有利である。例えば、
照明系の最大の画角を１とした時、従来の照明系では半
径 0.5以内のオプテイカルインテグレ−タ１９を使うこ
とが好ましいのに対し、高解像用の照明系では中心部の
微小レンズは使用しないものの、例えば最大半径0.8 以
内の円の中に微小レンズがある形態のオプテイカルイン
テグレ−タ１９を使用する方が好ましい。従って、本実
施例では、オプテイカルインテグレ−タ１９の大きさ及
び照明系のその他の部分の有効径は、従来型と高解像型
の照明系の両者を考慮して（両者で利用できるように）
設定した。
【００４４】本実施例の装置では、レチクルの種類に応
じて各レチクルに対応する照明系を選択することによ
り、回路パタ−ンの最小線幅等のパラメ−タ−に応じた
最適の露光光学系を構成することができる。照明系の選
択は、例えば、不図示のバ−コ−ドリ−ダ−等でレチク
ルにバ−コ−ドの形態で記録された線幅情報を読み取
り、この情報を装置の制御コンピュ−タに入力し、制御
コンピュ−タ−により自動的に行なわれる。
【００４５】照明系を変更した時の問題点の一つは、変
更に従ってレチクル上で照度分布が変化する場合がある
ことである。このような場合にはレンズ系２２を調整し
て照度分布を微調することができる。この照度分布の微
調は、レンズ系２２を構成する個々のレンズの光軸方向
の間隔を変えて調整可能である。この他、レンズ系２２
自体を他の予め用意しておいたレンズ系と交換するよう
にすることも可能である。その場合にはレンズ系２２に
相当するレンズ系が複数個用意され、レチクルの種類に
応じてレンズ系が入れ換わる。
【００４６】本実施例では、投影レンズ系４２の瞳に図
６（Ａ）で示す有効光源を形成し、前記第１実施例で示
した方法によりエッジ強調型位相シフトレチクルの回路
パタ−ン像を投影する形態を示したが、投影レンズ系４
２の瞳に図７（Ａ）に示す有効光源を形成し、前記第２
実施例で示した方法によりエッジ強調型位相シフトレチ
クル４１の回路パタ−ン像を投影するよう、装置を構成
することは簡単である。第２実施例の方法を行う為に
は、例えば、オプテイカルインテグレ−タ−１９に中心
部より周辺部の強度が強い光束（逆ガウシアン分布）を
入射させ、図８（Ｂ）に示す２次光源を作る開口絞りを
オプテイカルインテグレ−タ−１９の直後に置いてやれ
ばいい。
【００４７】図９及び図１０は、夫々、図４の装置の変
形例を示す部分的構成図であり、図９及び図１０におい
て、図４の装置と同じ部材には図４と同じ符合が付して
あり、又、レチクル４１から下の構成は図４の装置と全
く同じであるから、図示していない。
【００４８】図９に示す装置の特長は、レチクルの種類
に応じた照明条件の切り換えにオプテイカルインテグレ
−タ−１９自体の交換も行われることである。この結
果、オプテイカルインテグレ−タ−１９を構成する微小
レンズの配置に自由度が増す。微小レンズの配置に自由
度が増した様子は、図９中、オプティカルインテグレ−
タ−１９が複数のレンズ群に分割して配置されているこ
とに表わされている。図４の装置と同じくオプテイカル
ロッド１６はオプテイカルインテグレ−タ−１９を構成
している各レンズ群に対応している。１つのロッドに対
応したレンズ群を成す幾つかの微小レンズ間では均一な
照度が達成されており、このレンズ群が作る部分的２次
光源（有効光源）の強度分布を一様化するのに貢献して
いる。尚、図９において、１８’は交換用に用意されて
いる照明系の波長選択フィルタ−、１９’は交換用に用
意されている照明系のオプテイカルインテグレ−タ−で
あり、オプテイカルインテグレ−タ−１９’は図４に示
したオプテイカルインテグレ−タ−１９と基本的に同じ
構成を備える。
【００４９】図１０に示す装置の特長は、照明系に部分
的に２つの光路を設定し、この２つの光路をミラ−１
３、２１の出し入れによってレチクルの種類に応じて切
り換えることである。図１０中、ミラ−１３、２１で折
り曲げられる上側の光路がエッジ強調型位相シフトレチ
クル４１に対応する高解像用照明系、ミラ−１３’、２
１’で折り曲げられる下側の光路が例えばｋ1 の値にし
て1.0 以上の解像力しか要求されない工程用の通常照明
系である。尚、図１０の３６はリレ−光学系である。
【００５０】以上、図４、図８及び図９で示した装置は
超高圧水銀灯１１を１個使用する装置であったが、複数
個の光源を用いることもできる。例えば図９の装置で、
一対の光路の夫々に専用の水銀灯を供給してもいい。
又、図４、図８及び図９で示した装置において、ファイ
バ−束１５の光出射面の形状を矩形環状にし、図８
（Ｂ）に示す２次光源を作る開口絞りをオプテイカルイ
ンテグレ−タ−１９の直後に置き、図８（Ｂ）に示す２
次光源を、ファイバ−束１５の形を工夫して光利用効率
を高めた形態で、形成してもいい。
【００５１】又、エッジ強調型位相シフトレチクルは波
長１９０〜２５０の光に対しても適用可能なので、光源
としてＫｒＦ又はＡｒＦエキシマレ−ザを適用した装置
も提供できる。エキシマレ−ザを用いた装置の場合に
は、照明系に時間的にオプティカルインテグレ−タ上で
拡大されたレ−ザ光を走査する系等を用いることができ
る。レ−ザ光による走査照明で図６（Ａ）や図７（Ａ）
で示した有効光源を投影光学系の瞳に形成するようエッ
ジ強調型位相シフトレチクルにレ−ザ−光を斜入射させ
れば、前記第１実施例や第２実施例で示した像投影法が
実現できる。
【００５２】又、図４、図８及び図９で示した装置は、
投影レンズ系４２によりエッジ強調型位相シフトレチク
ルのパタ−ン像を投影するものであったが、レンズ系で
なく投影ミラ−系でエッジ強調型位相シフトレチクルの
パタ−ン像を投影する装置も構成できる。
【００５３】
【発明の効果】以上、本発明では、エッジ強調型位相シ
フトレチクルを、投影光学系の瞳に中心部よりも周辺部
の強度が強い有効光源を形成する光で照明することによ
り、投影光学系の解像限界及び解像限界近傍での焦点深
度を大幅に改善したものである。従って、本発明は、製
造が容易なエッジ強調型位相シフトレチクルを用い、現
在市場にあるｉ線を設計波長としたＮＡ０．５の投影レ
ンズ系を備える露光装置に若干の改良を加えるだけで、
64M DRAMを作成するのを可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】微細格子パタ−ンの結像の様子を示す説明図。
【図２】各種レチクルを落射照明した時の投影光学系の
瞳における回折光の光量分布を示す図であり、（Ａ）は
従来のレチクルの場合、（Ｂ）は周波数変調型位相シフ
トレチクルの場合、（Ｃ）はエッジ強調型位相シフトレ
チクルの場合、を示す。
【図３】各種レチクルを斜め照明した時の投影光学系の
瞳における回折光の光量分布を示す図であり、（Ａ）は
従来のレチクルの場合、（Ｂ）は比較の為に図示した周
波数変調型位相シフトレチクルを落射照明した時の投影
光学系の瞳における回折光の光量分布を示す図、（Ｃ）
はエッジ強調型位相シフトレチクルの場合、を示す。
【図４】本発明の方法が適用された半導体製造用投影露
光装置を示す図。
【図５】本発明の作用を示す説明図であり、（Ａ）はエ
ッジ強調型位相シフトレチクルの縦線パタ−ンを結像す
る際の０次光と１次光の対の瞳での様子を示す図、
（Ｂ）はエッジ強調型位相シフトレチクルの構造を示す
図。
【図６】本発明の第１実施例の像投影方法を示す説明図
であり、（Ａ）は瞳における有効光源の光量分布を示す
図、（Ｂ）は本実施例で得られる結像系の焦点深度と解
像力の関係を示すグラフ図。
【図７】本発明の第２実施例の像投影方法を示す説明図
であり、（Ａ）は瞳における有効光源の光量分布を示す
図、（Ｂ）は本実施例で得られる結像系の焦点深度と解
像力の関係を示すグラフ図。照明法を示す図、
【図８】オプテイカルインテグレ−タ−の光射出面近傍
に形成される２次光源の様子を示す図であり、（Ａ）は
図６（Ａ）に示す有効光源を形成する場合、（Ｂ）は図
６（Ｂ）に示す有効光源を形成する場合、を示す。
【図９】図４の装置の一変形例を示す図。
【図１０】図４の装置の他の変形例を示す図。
【符号の説明】
７ 投影光学系 １１ 超高圧水銀灯 １２ 楕円ミラ− １３ ミラ− １４ シャッタ− １５ ファイバ−束 １６ オプティカルロッド １７ 強度調整部材 １８ 波長選択フィルタ− １９ オプティカルインテグレ−タ ２０ 絞り ２１ レンズ系 ２２ レンズ系 ２３ ハ−フミラ− ２４ マスキングブレ−ド ２５ ミラ− ２６ レンズ系 ２７ ミラ− ２８ レンズ系 ２９ レンズ系 ３０ ハ−フミラ− ３１ 光電検出器 ３２ 光電検出器 ３５ リレ−レンズ系 ３６ リレ−レンズ系 ４１ エッジ強調型位相シフトレチクル ４２ 投影レンズ系 ４３ 半導体ウェハ− ４４ ウェハ−チャック ４５ ウェハ−ステ−ジ ４６ 光電検出ユニット ４６ａ ピンホ−ル４７ ４６ｂ ピンホ−ル４７ ４７ 光電検出器 ４８ 光電検出器 ４９ レ−ザ−干渉計用ミラ− ５１ レチクルステ−ジ

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 原板の微細パタ−ンを照明し、該微細パ
    タ−ンで生じる回折光を投影光学系の瞳に入射させて該
    微細パタ−ンの像を投影する方法において、前記原板に
    エッジ強調型位相シフトレチクルを使用し、前記瞳に中
    心部よりも周辺部の強度が強い有効光源を形成する光で
    該レチクルを照明することを特徴とする像投影方法。
  2. 【請求項２】 前記有効光源が前記瞳の中心を中心とす
    る環状の有効光源より成ることを特徴とする請求項１の
    像投影方法。
  3. 【請求項３】 前記有効光源がほぼ矩形の環状有効光源
    より成ることを特徴とする請求項２の像投影方法。
  4. 【請求項４】 前記有効光源がほぼ円形の環状有効光源
    より成ることを特徴とする請求項２の像投影方法。
  5. 【請求項５】 前記瞳に前記瞳の中心を原点とし前記微
    細パタ−ンの縦横パタ−ンが延びる各方向にｘｙ軸を有
    するｘｙ座標を設定した時に、該ｘｙ座標の４つの象限
    の各々に前記瞳中心及びｘｙ軸上の各部分よりも強度が
    強い光源部を備える有効光源を形成する光で前記原板を
    照明することを特徴とする請求項１の像投影方法。
  6. 【請求項６】 前記４つの象限の隣り合う光源部が互い
    に前記ｘｙ座標のｘ軸又はｙ軸に関して対称な場所に形
    成されることを特徴とする請求項５の像投影方法。
  7. 【請求項７】 前記４つの象限の光源部の強度が互いに
    ほぼ等しく設定されることを特徴とする請求項６の像投
    影方法。
  8. 【請求項８】 原板の回路パタ−ンを照明し、該回路パ
    タ−ンで生じる回折光を投影光学系の瞳に入射させて該
    回路パタ−ンの像をウエハ−上に投影し、該ウエハ−に
    該回路パタ−ン像を転写することにより半導体デバイス
    を製造する方法において、前記原板にエッジ強調型位相
    シフトレチクルを使用し、前記瞳に中心部よりも周辺部
    の強度が強い有効光源を形成する光で該レチクルを照明
    することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
  9. 【請求項９】 前記有効光源が前記瞳の中心を中心とす
    る環状の有効光源より成ることを特徴とする請求項８の
    半導体デバイスの製造方法。
  10. 【請求項１０】 前記有効光源がほぼ矩形の環状有効光
    源より成ることを特徴とする請求項９の半導体デバイス
    の製造方法。
  11. 【請求項１１】 前記有効光源がほぼ円形の環状有効光
    源より成ることを特徴とする請求項９の半導体デバイス
    の製造方法。
  12. 【請求項１２】 前記瞳に前記瞳の中心を原点とし前記
    微細パタ−ンの縦横パタ−ンが延びる各方向にｘｙ軸を
    有するｘｙ座標を設定した時に、該ｘｙ座標の４つの象
    限の各々に前記瞳中心及びｘｙ軸上の各部分よりも強度
    が強い光源部を備える有効光源を形成する光で前記原板
    を照明することを特徴とする請求項８の半導体デバイス
    の製造方法。
  13. 【請求項１３】 前記４つの象限の隣り合う光源部が互
    いに前記ｘｙ座標のｘ軸又はｙ軸に関して対称な場所に
    形成されることを特徴とする請求項１２の像投影方法。
  14. 【請求項１４】 前記４つの象限の光源部の強度が互い
    にほぼ等しく設定されることを特徴とする請求項１２の
    像投影方法。
  15. 【請求項１５】 原板の回路パタ−ンを照明し、該回路
    パタ−ンで生じる回折光を投影光学系の瞳に入射させて
    該回路パタ−ンの像をウエハ−上に投影し、該ウエハ−
    に該回路パタ−ン像を転写することにより半導体デバイ
    スを製造する方法において、前記原板にエッジ強調型位
    相シフトレチクルを使用し、前記瞳で該レチクルのパタ
    −ンで生じる０次と１次の回折光が予め決めた軸に関し
    て対称な位置に分布するよう該レチクルのパタ−ンを斜
    め照明し、該０次と１次の回折光により該レチクルのパ
    タ−ン像を投影することを特徴とする半導体デバイスの
    製造方法。
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