JPH06177010A - 投影露光装置及び投影露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、様々な種類のパターンのマスク
に好適な照明系を与える投影露光装置を得、高精度の投
影露光方法を提供することを目的とする。 【構成】 変形照明による露光領域を定めるブラインド
１５上に、被露光基板に投影すべき回路パターンの第１
フォトマスク１８と同一または対応する第２フォトマス
ク２８を設ける。また、変形照明光を、被露光基板２０
に投影すべき回路パターンの第１フォトマスク１８と同
一または対応する第２フォトマスク２８に投射し、照明
光を成形して第１フォトマスク１８を照明し、回折光を
被露光基板２０上に結像させて、回路パターンを投影す
る。第１および第２のフォトマスク１８及び２８を交換
するだけで投影露光装置の他の部品を交換せずに殆ど総
ての種類のマスクに対応できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は投影露光装置及び投影露
光方法に関し、特にＬＳＩの製造に必要な微細パターン
をウエハ上に形成する投影露光装置及び投影露光方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３７に従来の投影露光装置の光学系を
示す。投影露光装置においてはランプハウスである光源
１１の前方にミラー１２を介してフライアイレンズ１３
が配置されている。フライアイレンズ１３の前方には中
央部に円形の開口部１４ａが形成されたアパーチャー部
材１４が設けられ、更に露光範囲決定用のブラインド１
５、集光レンズ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ及びミラー１７
を介して所望のパターンが形成された露光用マスク１８
が配置されている。マスク１８の前方には投影レンズ系
１９ａ、１９ｂおよび投影レンズ瞳２２を介して被露光
基板であるウエハ２０が設けられている。

【０００３】光源１０からの光はミラー１２を介してフ
ライアイレンズ１３に至り、フライアイレンズ１３を構
成する個々のレンズ１３ａの領域に分割される。各レン
ズ１３ａを通過した光は、アパーチャー部材１４の開口
部１４ａ、集光レンズ１６ａ、ブラインド１５、集光レ
ンズ１６ｂ、ミラー１７及び集光レンズ１６ｃを介して
それぞれマスク１８の露光領域の全面を照射する。この
ため、マスク１８面上では、フライアイレンズ１３の個
々のレンズ１３ａからの光が重なり合い、均一な照明が
なされる。このようにしてマスク１８を通過した光は投
影レンズ１９ａ、瞳１９ｂ及びレンズ１９ｃからなる投
影レンズ系２２を通してウエハ２０に至り、これにより
ウエハ２０の表面のレジスト膜への微細な回路パターン
の焼き付けが行われる。

【０００４】図３８ないし図４５は、それぞれ図３７に
示す従来の投影露光装置とその用途に応じた変形例をよ
り概略的に描いた図であり、対応する構成要素には同じ
あるいは対応の符号を付けてある。これらの図におい
て、光源１１（図３７参照）により照明されて２次光源
面となる第１アパーチャー１４、微細回路パターンを有
するフォトマスク１８およびウエハ２０上の光学像２３
は異なっているが、照明光による露光領域を定めるブラ
インド面１５と、図３７のミラー１７上にあって３次光
源面となる第２アパーチャー２１と、フォトマスク１８
からの回折光を被露光基板２０上に結像させて、回路パ
ターン２３を投影する投影光学系２２とはいずれも同一
のものである。

【０００５】図３８の投影露光装置においては、光源１
１（図３７参照）により照明される第１アパーチャー１
４は通常照明であり、フォトマスク１８はレベンソン・
タイプの位相シフトマスクであってパターン１８ａは微
細パターンである。この投影露光装置においては、２次
光源面である第１アパーチャー１４からの光Ｌはブライ
ンド面１５、第２アパーチャー２１を通ってフォトマス
ク１８を照明する。このフォトマスク１８はレベンソン
・タイプの位相シフトマスクであるので、ここでは０次
回折光は生じずに±１次回折光Ｌ１、Ｌ−１が生じ、し
かも回折の角度は比較的小さい。この回折光は投影光学
系２２の瞳を通過してウエハ２０に比較的小さい角度で
入射して光学像２３ａを形成する。このため解像度及び
焦点深度は大きく、次に説明する図３９の投影露光装置
の約２倍であって、十分な実用性がある。

【０００６】図３９の投影露光装置においては、第１ア
パーチャー１４は通常照明であり、フォトマスク１８は
微細パターン１８ｂを有する通常マスクである。この投
影露光装置においては、２次光源面である第１アパーチ
ャー１４からの光Ｌはブラインド面１５、第２アパーチ
ャー２１を通ってフォトマスク１８を照明する。このフ
ォトマスク１８のパターンは微細であるので回折光Ｌ
１，Ｌ−１は大きな角度で回折し、この回折光は投影光
学系２２の瞳の周辺部を通過してウエハ２０に比較的大
きな角度で入射して光学像２３ｂを形成する。このため
焦点深度及び解像度が劣り、実用に不適である。

【０００７】図４０の投影露光装置においては、第１ア
パーチャー１４は通常照明であり、フォトマスク１８は
粗大パターン１８ｃを有する通常マスクである。この投
影露光装置においては、２次光源面である第１アパーチ
ャー１４からの光Ｌはブラインド面１５、第２アパーチ
ャー２１を通ってフォトマスク１８を照明する。このフ
ォトマスク１８のパターン１８ｃは粗大であるので、回
折光Ｌ１，Ｌ−１の回折角度は小さく、この回折光は投
影光学系２２の瞳の中央部を通過してウエハ２０に比較
的小さな角度で入射して光学像２３ｃを形成する。この
ため焦点深度及び解像度が良好で、十分実用に適する。

【０００８】図４１の投影露光装置においては、第１ア
パーチャー１４は通常照明であり、フォトマスク１８は
パターン寸法に無関係な孤立したパターン１８ｄを有す
る通常マスクである。この投影露光装置に於いては、２
次光源面である第１アパーチャー１４からの光Ｌはブラ
インド面１５、第２アパーチャー２１を通ってフォトマ
スク１８を照明する。このフォトマスク１８は孤立パタ
ーンであるので、投影光学系２２の瞳面上には光学像は
得られず、ガウシアン分布の回折光ＬＧが得られ、ウエ
ハ２０上に光学像２３ｄができる。焦点深度及び解像度
はこの回折光ＬＧの広がり方により決定されるが、良好
で十分実用に適する。

【０００９】このように、通常照明の場合には、図３９
に示す微細パターンの通常マスクを用いるときに不都合
を生ずるが、それ以外の図３８、図４０及び図４１に示
すパターンのマスクを用いるときに実用に適した露光を
行うことができる。

【００１０】図４２の投影露光装置においては、光源１
１（図３７参照）により照明される第１アパーチャー１
４は中央に遮光部材２４を持つ変形照明であり、フォト
マスク１８はレベンソン・タイプの位相シフトマスクで
あってパターン１８ａは微細パターンである。この投影
露光装置においては、２次光源面である第１アパーチャ
ー１４からの光Ｌはブラインド面１５、３次光源面であ
る第２アパーチャー２１を通ってフォトマスク１８を斜
めに照明する。このフォトマスク１８はレベンソン・タ
イプの位相シフトマスクであるので、ここでは０次回折
光は生じずに±１次回折光が生じるが、＋１次回折光Ｌ
１は投影光学系２２の瞳により遮光されて、−１次回折
光Ｌ−１だけが瞳を通過してウエハ２０に達する。しか
しながらウエハ２０上に達する光は−１次回折光Ｌ−１
だけであるので、回折光の干渉が起こらずに光学像２３
ａが形成されず、使用不可能である。

【００１１】図４３の投影露光装置においては、第１ア
パーチャー１４は変形照明であり、フォトマスク１８は
微細パターン１８ｂを有する通常マスクである。この投
影露光装置に於いては、２次光源面である第１アパーチ
ャー１４からの光Ｌはブラインド面１５、３次光源面で
ある第２アパーチャー２１を通って入射角をもって斜め
にフォトマスク１８を照明する。このフォトマスク１８
のパターン２３ｂは微細であるので回折光は大きな角度
で回折し、＋１次回折光Ｌ１は投影光学系２２の瞳によ
り遮光され、０次回折光Ｌ０および−１次回折光Ｌ−１
が瞳の周辺部を通過してウエハ２０に入射してそこに光
学像を形成する。このときウエハ２０に入射する０次及
び−１次回折光の入射角（実効入射角）は小さいので、
焦点深度及び解像度に優れ、実用に十分である。

【００１２】図４４の投影露光装置においては、第１ア
パーチャー１４は変形照明であり、フォトマスク１８は
粗大パターン１８ｃを有する通常マスクである。この投
影露光装置に於いては、２次光源面である第１アパーチ
ャー１４からの光りは角度をもってブラインド面１５、
３次光源面である第２アパーチャー２１を通って入射角
をもって斜めにフォトマスク１８を照明する。このフォ
トマスク１８のパターンは微細であるので回折光は大き
な角度で回折し、＋１次回折光は投影光学系２２の瞳の
周辺部を通過し、０次回折光および−１次回折光が瞳の
中央部を通過してウエハ２０に入射してそこに光学像を
形成する。このときウエハ２０に入射する光には＋１次
回折光も含まれているので実効入射角が大きく、焦点深
度及び解像度が小さく、実用に適当でない。

【００１３】図４５の投影露光装置においては、第１ア
パーチャー１４は変形照明であり、フォトマスク１８は
孤立パターン１８ｄを有する通常マスクである。この投
影露光装置に於いては、２次光源面である第１アパーチ
ャー１４からの光りは角度をもってブラインド面１５、
３次光源面である第２アパーチャー２１を通って入射角
をもって斜めにフォトマスク１８を照明する。このフォ
トマスク１８のパターンは孤立パターンであるので、投
影光学系２２の瞳面上には光学像は得られず、ガウシア
ン分布の回折光が得られ、焦点深度及び解像度はこの回
折光の広がり方により決定されるが、分布の最大強度部
分が中心からずれて周囲に広がっているため実効入射角
が大きくなり、焦点深度及び解像度が小さく、実用には
不適当である。

【００１４】このように、変形照明の場合には、図４３
に示す微細パターンの通常マスクを用いるときには適当
な露光を行うことができるが、それ以外の図４２、図４
４及び図４５に示すパターンのマスクを用いるときには
不適当である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の投
影露光装置においては、通常照明の場合には微小パター
ンによる適切な投影露光をすることができず、変形照明
の場合には粗大パターンによる露光が適切に行えないと
いう問題点があった。このため、従来一つの投影露光装
置により微小パターンの露光作業と粗大パターンの露光
作業とを行うためには、フォトマスクだけでなく第１ア
パーチャーをも交換して通常照明から変形照明に変え、
瞳の大きさ、形状も変えねばならなかった。

【００１６】この発明はこのような課題を解決するため
になされたもので、フォトマスクを交換するだけで他の
部品を交換せずに微小パターンにも粗大パターンにも対
応できる投影露光装置を提供することを目的としてい
る。また、この発明は、容易に微小パターンにも粗大パ
ターンにも対応できる投影露光方法を提供することも目
的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の投影露
光装置は、光源と、前記光源からの照明光を成形して変
形照明による２次光源面を形成する第１のアパーチャー
と、２次光源面からの照明光による露光領域を定めるた
めの開口部を有するブラインドと、２次光源面からの照
明光を成形して３次光源面を形成する第２のアパーチャ
ーと、回路パターンを有すると共に３次光源面からの照
明光により照明される第１フォトマスクと、前記第１フ
ォトマスクからの回折光を被露光基板上に結像させて前
記第１フォトマスクの回路パターンを投影する投影光学
系と、前記第１フォトマスクの回路パターンに対応する
パターンを有すると共に前記ブラインドの開口部内に配
置された第２フォトマスクとを備えたものである。

【００１８】請求項２に記載の投影露光装置は、光源
と、前記光源からの照明光を成形して変形照明による２
次光源面を形成するアパーチャーと、２次光源面からの
照明光による露光領域を定めるためのブラインドと、回
路パターンを有すると共に２次光源面からの照明光によ
り照明されるフォトマスクと、前記フォトマスクからの
回折光を成形すると共に成形された回折光により再び前
記フォトマスクを照明する第１の投影光学系と、再び前
記フォトマスクで回折された光を被露光基板上に結像さ
せて前記第１フォトマスクの回路パターンを投影する第
２の投影光学系とを備えたものである。

【００１９】請求項３に記載の投影露光方法は、光源か
らの照明光を成形して変形照明による２次光源面を形成
する工程と、第１フォトマスクの回路パターンに対応す
るパターンを有すると共にブラインド面上に配置された
第２フォトマスクに２次光源面からの照明光を照射する
工程と、第２フォトマスクで成形された照明光を成形し
て３次光源面を形成する工程と、３次光源面からの照明
光により第１フォトマスクを照明する工程と、第１フォ
トマスクからの回折光を被露光基板上に結像させて第１
フォトマスクの回路パターンを投影露光する工程とを備
えた方法である。

【００２０】請求項４に記載の投影露光方法は、光源か
らの照明光を成形して変形照明による２次光源面を形成
する工程と、２次光源面からの照明光により回路パター
ンを有するフォトマスクを照明する工程と、フォトマス
クからの回折光を成形すると共に成形された回折光によ
り再びフォトマスクを照明する工程と、再びフォトマス
クで回折した光を被露光基板上に結像させてフォトマス
クの回路パターンを投影露光する工程とを備えた方法で
ある。

【００２１】

【作用】請求項１記載の投影露光装置では、第１のアパ
ーチャーが変形照明による２次光源面を形成し、ブライ
ンドの開口部内に配置された第２フォトマスクが第１フ
ォトマスクの回路パターンに最適な光源形状を与えるの
で、第１及び第２フォトマスクを交換するだけで投影露
光装置の他の部品を交換せずに微小パターンにも粗大パ
ターンにも対応できる。

【００２２】請求項２記載の投影露光装置では、アパー
チャーが変形照明による２次光源面を形成し、第１の投
影光学系がフォトマスクからの回折光を成形して再びフ
ォトマスクに照射させることによりフォトマスクの回路
パターンに最適な光源形状を与える。

【００２３】請求項３記載の投影露光方法では、変形照
明による２次光源面からの照明光を第２フォトマスクに
照射することにより、第１フォトマスクの回路パターン
に最適な光源形状が得られるので、微小パターンにも粗
大パターンにも対応した露光を行うことができる。

【００２４】請求項４記載の投影露光方法では、変形照
明による２次光源面からの照明光をフォトマスクに照射
すると共にフォトマスクからの回折光を成形して再びこ
のフォトマスクを照明することにより、フォトマスクの
回路パターンに最適な光源形状が得られる。

【００２５】

【実施例】図１にこの発明の実施例１に係る投影露光装
置の光学系を示す。ランプハウスである光源１１の前方
にミラー１２を介してフライアイレンズ１３が配置され
ている。フライアイレンズ１３の前方には中央部に円形
の開口部１４ａが形成され、フライアイレンズ１３から
の照明光を２次光源面上で整形する第１アパーチャー部
材１４が設けられている。第１アパーチャー部材１４の
前方には露光範囲決定用のブラインド１５、集光レンズ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ及びミラー１７が設けられ、集
光レンズ１６ｃの前方には所望の回路パターンが形成さ
れた露光用の第１フォトマスク１８が配置されている。
ミラー１７上には第１アパーチャー部材１４で整形され
た照明光を３次光源面上で整形する第２アパーチャー２
１が置かれている。第１フォトマスク１８の前方には更
に、投影レンズ１９ａ、１９ｂおよび投影レンズ瞳１９
ｃからなる投影レンズ系２２を介して被露光基板である
ウエハ２０が設けられている。

【００２６】この実施例１の投影露光装置では、第１ア
パーチャー１４が開口部１４ａの中央部に遮光部材２４
（図２参照）を有する変形照明であり、また、ブライン
ド１５の開口内即ちブラインド面上に設けられて、第１
のフォトマスク１８と同一のパターンを有する第２のフ
ォトマスク２８を備えている。

【００２７】光源１１からの光はミラー１２を介してフ
ライアイレンズ１３に至り、フライアイレンズ１３を構
成する個々のレンズ１３ａの領域に分割される。各レン
ズ１３ａを通過した光は、アパーチャー部材１４の開口
部１４ａに設けられた遮光部材２４（図２参照）により
変形照明とされ、集光レンズ１６ａ、ブラインド１５、
ブラインド１５の開口内の第２フォトマスク、集光レン
ズ１６ｂ、第２アパーチャー２１、ミラー１７及び集光
レンズ１６ｃを介してそれぞれマスク１８の露光領域の
全面を照射する。このため、マスク１８面上では、フラ
イアイレンズ１３の個々のレンズ１３ａからの光が重な
り合い、均一な照明がなされる。このようにしてマスク
１８を通過した光は投影レンズ１９ａ、瞳１９ｃ及びレ
ンズ１９ｂからなる投影レンズ系２２を通してウエハ２
０に至り、これによりウエハ２０表面に塗布されたレジ
スト膜（図示せず）への微細な回路パターンの焼き付け
が行われる。

【００２８】図２ないし図９は、図１に示す実施例１の
投影露光装置とその用途に応じた変形例をより概略的に
描いた図であり、対応する構成要素には同じあるいは対
応の符号を付けてある。これらの図に示す投影露光装置
においては、回路パターンを有する第１フォトマスク１
８、第１フォトマスク１８と同一の回路パターンを有す
る第２フォトマスク２８およびウエハ２０上の光学像は
異なっているが、光源１１（図１参照）により照明され
て変形照明の２次光源面となる第１アパーチャー１４
と、照明光による露光領域を定めるブラインド１５と、
図１のミラー１７上にあって３次光源面となる第２アパ
ーチャー２１と、第１フォトマスク１８からの回折光を
被露光基板２０上に結像させて回路パターンを投影する
投影光学系２２とはいずれも同一のものである。

【００２９】図２の投影露光装置においては、光源１１
（図１参照）により照明される第１アパーチャー１４は
遮光部材２４を有する変形照明であり、第１フォトマス
ク１８はレベンソン・タイプの位相シフトマスクであっ
てパターン１８ａは微細パターンである。従って、ブラ
インド１５の面上の第２フォトマスクも第１フォトマス
ク１８と同じレベンソン・タイプの位相シフトマスクで
ある。この投影露光装置においては、２次光源面である
第１アパーチャー１４からの光１Ｌはブラインド面上の
第２フォトマスク２８を照明する。ここでは、回折によ
り０次回折光は生じずに比較的回折角度の小さい±１次
回折光１Ｌ１、１Ｌ−１が生じる。この回折光のうち−
１次回折光１Ｌ−１は第２アパーチャー２１により遮ら
れ、＋１次回折光１Ｌ１が第２アパーチャー２１を通っ
て第１フォトマスク１８を照明する。この第１フォトマ
スク１８はレベンソン・タイプの位相シフトマスクであ
るので、ここでは０次回折光は生じずに±１次回折光２
Ｌ１、２Ｌ−１が生じ、しかも回折の角度は比較的小さ
い。これらの回折光２Ｌ１、２Ｌ−１は投影光学系２２
の瞳を通過してウエハ２０の表面上に比較的小さい角度
で入射して光学像２３ａを形成する。このため解像度及
び焦点深度は十分大きく、マージンも大きく十分な実用
性がある。

【００３０】図３の投影露光装置においては、第１アパ
ーチャー１４は変形照明であり、第１フォトマスク１８
及び第２フォトマスク２８は微細パターン１８ｂおよび
２８ｂを有する通常マスクである。この投影露光装置に
おいては、変形照明の２次光源面である第１アパーチャ
ー１４からの光１Ｌはブラインド１５の第２パターン２
８ｂを照明して回折する。このうち１次および０次回折
光１Ｌ１及び１Ｌ０が第２アパーチャー２１を通って第
１フォトマスク１８を照明する。−１次回折光１Ｌ−１
は第２アパーチャー２１により遮られる。第１フォトマ
スク１８のパターン１８ｂは微細であるので、この第１
フォトマスク１８による１次、０次及び−１次回折光２
Ｌ１、２Ｌ０及び２Ｌ−１は大きな角度で回折し、この
回折光のうち周辺のものは投影光学系２２の瞳により遮
られるが、内側の回折光は投影光学系２２の瞳の中央部
を通過してウエハ２０表面に比較的小さな角度で入射し
て光学像２３ｂを形成する。このため焦点深度及び解像
度が大きく、実用に十分適切である。

【００３１】図４の投影露光装置においては、第１アパ
ーチャー１４は変形照明であり、第１フォトマスク１８
は粗大パターン１８ｃを有する通常マスクであり、第２
フォトマスク２８も粗大パターン２８ｃを有する通常マ
スクである。この投影露光装置においては、２次光源面
である第１アパーチャー１４からの光１Ｌはブラインド
１５の第２フォトマスク２８を通って回折されて、回折
光１Ｌ１、１Ｌ０及び１Ｌ−１となり、このうち−１次
回折光１Ｌ−１は第２アパーチャー２１により遮光さ
れ、１次回折光１Ｌ１及び０次回折光１Ｌ０は第２アパ
ーチャー２１を通って第１フォトマスク１８を照明す
る。このとき、第２フォトマスク２８のパターンが粗大
パターン２８ｃであるので、第２フォトマスク２８から
の回折光はあまり広がらずに３次光源面２１の中央付近
にも光が到達し、２次光源面１４では変形照明であった
ものが、３次光源面２１では通常照明となっている。第
１フォトマスク１８は通常照明となった３次光源面２１
により照明されるが、この第１フォトマスク１８のパタ
ーン１８ｃは粗大であるので、ここでの回折光２Ｌ１、
２Ｌ０、２Ｌ−１の回折角度は小さく、この回折光２Ｌ
１、２Ｌ０、２Ｌ−１は投影光学系２２の瞳の略々中央
部を通過してウエハ２０表面に比較的小さな角度で入射
して光学像２３ｃを形成する。このため焦点深度及び解
像度が良好で、十分実用に適する。

【００３２】図５の投影露光装置においては、第１アパ
ーチャー１４は変形照明であり、第１フォトマスク１８
及び第２フォトマスク２８はパターン寸法に無関係な孤
立したパターン１８ｄおよび２８ｄを有する通常マスク
である。この投影露光装置に於いては、２次光源面であ
る第１アパーチャー１４からの光１Ｌはブラインド面上
の孤立パターンであるパターン２８ｄに角度をもって入
射してガウシアン分布の回折光１ＬＧが得られる。この
回折光１ＬＧは第２アパーチャー２１を通って第１フォ
トマスク１８のパターン１８ｄを照明するが、このパタ
ーンも孤立パターン１８ｄであるので、投影光学系２２
の瞳面上には光学像は得られず、ガウシアン分布の回折
光２ＬＧが得られ、ウエハ２０上に光学像２３ｄができ
る。焦点深度及び解像度はこの回折光２ＬＧの広がり方
により決定されるが、良好で十分実用に適する。

【００３３】図６の投影露光装置においては、第１アパ
ーチャー１４は遮光部材２４を有する変形照明であり、
第１フォトマスク１８は解像限界以下の微細な補助シフ
タパターンを伴った孤立パターン１８ｅを有している。
従って、ブラインド面上の第２フォトマスク２８も第１
フォトマスク１８と同じ補助シフタパターンを伴った孤
立パターン２８ｅを有している。この投影露光装置にお
いては、補助シフタパターンが解像限界以下の微細なパ
ターンであるので、補助シフタパターンのレジストパタ
ーンは形成されない。しかしながら、補助シフタパター
ンにより疑似周期パターンが形成されているので、図２
に示すレベンソン・タイプのものと似た回折像が得られ
る。そのため、３次光源面２１では、光は中央付近に収
束することとなり、第１フォトマスク１８は高いコヒー
レンシーで照明されることになって、変形照明光源を用
いてもマージンの劣化の無い光学像２３ｅがウエハ２０
上に形成される。このため解像度及び焦点深度は十分大
きく、十分な実用性がある。

【００３４】図７の投影露光装置においては、第１アパ
ーチャー１４は変形照明であり、第１フォトマスク１８
及び第２フォトマスク２８は微細パターン１８ｆおよび
２８ｆを有するシフタ遮光型位相シフトマスクである。
この投影露光装置においては、ブラインド１５の第２フ
ォトマスク２８に入射した光は微細パターン２８ｆによ
り回折され、３次光源面２１上に通常マスクの場合と良
く似た光源像を形成する。この場合、３次光源面２１上
の光源も斜めに照明する変形照明となるので、第１フォ
トマスク１８のパターン１８ｆは解像度及び焦点深度が
改善された画像２３ｆとしてウエハ２０上に投影され
る。

【００３５】図８の投影露光装置においては、第１アパ
ーチャー１４は変形照明であり、第１フォトマスク１８
は自己整合型位相シフトマスクであって微細パターン１
８ｇを有している。従って、ブラインド１５上の第２フ
ォトマスク２８も第１フォトマスク１８と同様に微細パ
ターン２８ｇを有する自己整合型位相シフトマスクであ
る。この投影露光装置においては、ブラインド１５上の
第２フォトマスク２８に入射した光は、第２フォトマス
ク２８のパターン２８ｇを照明して回折し、３次光源面
２１上の中央付近を照明するので、３次光源面２１は通
常光源となる。従って、光学像の主ピークの裾野部分
は、微細パターン１８ｇの位相シフト部材により打ち消
され、その結果シャープな光学像２３ｇがウエハ２０上
に得られる。

【００３６】図９の投影露光装置においては、第１アパ
ーチャー１４は変形照明であり、第１フォトマスク１８
はハーフトーン型位相シフトマスクであってハーフトー
ンの微細パターン１８ｈを有している。従って、ブライ
ンド１５上の第２フォトマスク２８も第１フォトマスク
１８と同様にハーフトーンの微細パターン２８ｈを有す
るハーフトーン型位相シフトマスクである。この投影露
光装置においては、第２フォトマスク２８に入射した光
は回折して３次光源面２１上の中央付近を照明する。こ
の場合、斜め入射光の０次回折光が減少し、１次回折光
が増加するので、３次光源面は通常光源となる。従っ
て、光学像の主ピークの裾野部分はハーフトーンの微細
パターン１８ｈにより打ち消され、その結果ウエハ２０
上にはシャープな光学像２３ｈが得られる。

【００３７】この実施例１の各変形例では、回路パター
ンが形成された第１フォトマスク１８と同一のパターン
を有する第２フォトマスク２８をブラインド１５の開口
部内に配置したが、第１フォトマスク１８と同一ではな
いが第１フォトマスク１８の回路パターンに対応したパ
ターンを有する第２フォトマスク２８を用いることもで
きる。すなわち、第１フォトマスク１８の回路パターン
と配置位置は同一であるが各パターンの幅、大きさ等の
寸法が異なるように第２フォトマスク２８にパターンを
形成することもできる。このような第２フォトマスク２
８により、第１フォトマスク１８上の各部の露光量を調
節することができる。

【００３８】フォトマスクがコンタクトホール等の微小
な孤立パターンを有する場合には、そのパターンに対す
る最適な露光量はパターンの寸法によって決定される。
このため、最適な露光を行うために従来は一つのフォト
マスク上に異なる寸法の複数の孤立パターンを形成する
ことができず、同一寸法の孤立パターンしか形成できな
かった。しかしながら、この実施例１によれば、第２フ
ォトマスク２８に形成する孤立パターンの寸法すなわち
開口面積を調節することにより、一つ一つのパターンに
対して露光量の調節を行うことが可能となる。

【００３９】例えば、図１０に示されるように、第１フ
ォトマスク１８が０．４〜０．５μｍ程度の微小孤立パ
ターン１８１を有している場合、図１１に示されるよう
に第２フォトマスク２８にその開口面積がパターン１８
１の２倍程度の孤立パターン２８１を形成する。そし
て、波長３６５ｎｍの照明光を用いて露光を行うと、第
２フォトマスク２８の孤立パターン２８１を透過する光
強度Ｉ２の分布は、第１フォトマスク１８の孤立パター
ン１８１を透過する光強度Ｉ１の分布と形状が同等で大
きさがｎ倍されたものとなり、第１フォトマスク１８が
孤立パターン１８１の他に大きさの異なる孤立パターン
や粗大パターンを有していても、全てのパターンに対し
て同時に最適な露光量を設定することができる。

【００４０】図１２にこの発明の実施例２に係る投影露
光装置の光学系を示す。ランプハウスである光源１１の
前方にミラー１２を介してフライアイレンズ１３が配置
されている。フライアイレンズ１３の前方には中央部に
円形の開口部１４ａが形成され、フライアイレンズ１３
からの照明光を２次光源面上で整形する第１アパーチャ
ー部材１４が設けられている。第１アパーチャー部材１
４の前方には露光範囲決定用のブラインド１５、集光レ
ンズ１６ａ、１６ｂ及びハーフミラー１７が配置されて
いる。ハーフミラー５０の上方には、第１投影レンズ１
９ａを介して所望の回路パターンが形成された露光用の
フォトマスク１８が配置されている。フォトマスク１８
の前方には更に、第２投影レンズ５１ａ、５１ｂ及び第
２投影レンズ瞳５１ｃを介してミラー５２が配置されて
いる。一方、ハーフミラー５０の下方には、第２投影レ
ンズ瞳１９ｃ及び第２投影レンズ１９ｂが配置され、さ
らに第２投影レンズ１９ｂの下方に被露光基板であるウ
エハ２０が設けられている。

【００４１】この実施例２の投影露光装置では、実施例
１と同様にアパーチャー１４が開口部１４ａの中央部に
遮光部材２４（図１３参照）を有する変形照明である。

【００４２】光源１１からの光はミラー１２を介してフ
ライアイレンズ１３に至り、フライアイレンズ１３を構
成する個々のレンズ１３ａの領域に分割される。各レン
ズ１３ａを通過した光は、アパーチャー部材１４の開口
部１４ａに設けられた遮光部材２４（図１３参照）によ
り変形照明とされ、集光レンズ１６ａ、ブラインド１
５、集光レンズ１６ｂ、ハーフミラー５０及び第１投影
レンズ１９ａを介してそれぞれフォトマスク１８の露光
領域の全面を照射する。このため、フォトマスク１８面
上では、フライアイレンズ１３の個々のレンズ１３ａか
らの光が重なり合い、均一な照明がなされる。このよう
にしてマスク１８を上方に向かって通過した光はレンズ
５１ａ、瞳５１ｃ及びレンズ５１ｂからなる第２の投影
光学系５１を通してミラー５２に至り、ここで反射して
レンズ５１ｂ、瞳５１ｃ及びレンズ５１ａを介して再び
フォトマスク１８に至る。下方に向かってフォトマスク
１８を通過した光は、レンズ１９ａ、瞳１９ｃ及びレン
ズ１９ｂからなる第１の投影光学系１９を介してウエハ
２０に至り、これによりウエハ２０表面に塗布されたレ
ジスト膜（図示せず）への微細な回路パターンの焼き付
けが行われる。

【００４３】図１３ないし図３６は、図１２に示す実施
例２の投影露光装置とその用途に応じた変形例をより概
略的に描いた図であり、対応する構成要素には同じある
いは対応の符号を付けてある。これらの図に示す投影露
光装置においては、回路パターンを有するフォトマスク
１８及びウエハ２０上の光学像は異なっているが、光源
１１（図１２参照）により照明されて変形照明の２次光
源面となるアパーチャー１４と、照明光による露光領域
を定めるブラインド１５と、第１及び第２投影光学系１
９及び５１とはいずれも同一のものである。

【００４４】図１３及び１４の投影露光装置において
は、フォトマスク１８はレベンソン・タイプの位相シフ
トパターン１８ａを有している。なお、図１３はアパー
チャー１４からの照明光がミラー５２に至るまでの様子
を描いた図であり、図１４はミラー５２での反射光がウ
エハ２０に至るまでの様子を描いた図である。この投影
露光装置においては、図１５（ａ）に示されるような２
次光源像を形成するアパーチャー１４からの照明光はハ
ーフミラー５０で上方へ反射されてフォトマスク１８を
照明する。照明光はフォトマスク１８のレベンソン・タ
イプの位相シフトパターン１８ａにより回折され、第２
投影光学系５１の瞳５１ｃを照明する。このとき瞳５１
ｃ上では、図１５（ｂ）に示されるように、±１次回折
光が形成されるが、±１次回折光のうち外側の成分は瞳
５１ｃによってカットされるため、二分割照明を形成し
ている。瞳５１ｃを通常した照明光はミラー５２で反射
された後、瞳５１ｃを通過して再びフォトマスク１８を
照明する。フォトマスク１８の位相シフトパターン１８
ａにより再び±１次回折光が形成されるが、このときの
照明光は二分割照明となっているので、第１投影光学系
１９の瞳１９ｃ上で図１５（ｃ）に示されるような光源
像を形成する。瞳１９ｃを通常した光は、ウエハ２０上
に光学像２３ａを形成する。レベンソン・タイプの位相
シフトパターンの場合には、二分割照明のときに焦点深
度が拡大されるため、この変形例によって十分に大きい
焦点深度が確保される。

【００４５】図１６及び１７の投影露光装置において
は、フォトマスク１８は微細パターン１８ｂを有する通
常マスクである。この投影露光装置においては、図１８
（ａ）に示されるような２次光源像を形成するアパーチ
ャー１４からの照明光はハーフミラー５０で上方へ反射
されてフォトマスク１８を照明する。照明光はフォトマ
スク１８の微細パターン１８ｂにより回折され、第２投
影光学系５１の瞳５１ｃを照明する。このときの光源像
は図１８（ｂ）に示されるようになり、変形照明を維持
している。瞳５１ｃを通常した照明光はミラー５２で反
射された後、瞳５１ｃを通過して再びフォトマスク１８
を照明する。このときの照明光は変形照明となっている
ので、微細パターン１８ｂによる回折光は第１投影光学
系１９の瞳１９ｃ上で図１８（ｃ）に示されるような光
源像を形成する。瞳１９ｃを通過した光は、ウエハ２０
上に光学像２３ｂを形成する。微細パターンの場合に
は、通常照明より変形照明の方が焦点深度が拡大される
ため、この変形例によって十分に大きい焦点深度が確保
される。

【００４６】図１９及び２０の投影露光装置において
は、フォトマスク１８は比較的大きいパターン１８ｃを
有する通常マスクである。この投影露光装置において
は、図２１（ａ）に示されるような２次光源像を形成す
るアパーチャー１４からの照明光はハーフミラー５０で
上方へ反射されてフォトマスク１８を照明する。照明光
はフォトマスク１８のパターン１８ｃにより回折され、
０次及び１次回折光が第２投影光学系５１の瞳５１ｃを
照明する。このときの光源像は図２１（ｂ）に示される
ようになり、変形照明とはならずに通常照明を形成す
る。瞳５１ｃを通常した照明光はミラー５２で反射され
た後、瞳５１ｃを通過して再びフォトマスク１８を照明
する。このときの照明光は通常照明となっているので、
比較的大きいパターン１８ｃによる回折光は第１投影光
学系１９の瞳１９ｃ上で図２１（ｃ）に示されるような
光源像を形成する。瞳１９ｃを通過した光は、ウエハ２
０上に光学像２３ｃを形成する。比較的大きいパターン
の場合には、変形照明より通常照明の方が焦点深度が拡
大されるため、この変形例によって十分に大きい焦点深
度が確保される。

【００４７】図２２及び２３の投影露光装置において
は、フォトマスク１８は孤立パターン１８ｄを有する通
常マスクである。この投影露光装置においては、図２４
（ａ）に示されるような２次光源像を形成するアパーチ
ャー１４からの照明光はハーフミラー５０で上方へ反射
されてフォトマスク１８を照明する。照明光はフォトマ
スク１８の孤立パターン１８ｄにより回折され、第２投
影光学系５１の瞳５１ｃを照明する。このときの光源像
は図２４（ｂ）に示されるようになり、変形照明とはな
らずに通常照明を形成する。瞳５１ｃを通常した照明光
はミラー５２で反射された後、瞳５１ｃを通過して再び
フォトマスク１８を照明する。このときの照明光は通常
照明となっているので、孤立パターン１８ｄによる回折
光は第１投影光学系１９の瞳１９ｃ上で図２４（ｃ）に
示されるような光源像を形成する。瞳１９ｃを通過した
光は、ウエハ２０上に光学像２３ｄを形成する。孤立パ
ターンの場合には、変形照明より通常照明の方が焦点深
度が拡大されるため、この変形例によって十分に大きい
焦点深度が確保される。

【００４８】図２５及び２６の投影露光装置において
は、フォトマスク１８は補助シフタ型の位相シフトパタ
ーン１８ｅを有している。この投影露光装置において
は、図２７（ａ）に示されるような２次光源像を形成す
るアパーチャー１４からの照明光はハーフミラー５０で
上方へ反射されてフォトマスク１８を照明する。照明光
はフォトマスク１８の補助シフタ型位相シフトパターン
１８ｅにより回折され、第２投影光学系５１の瞳５１ｃ
を照明する。このときの光源像は図２７（ｂ）に示され
るようになり、二分割照明を形成している。瞳５１ｃを
通常した照明光はミラー５２で反射された後、瞳５１ｃ
を通過して再びフォトマスク１８を照明する。このとき
の照明光は二分割照明となっているので、補助シフタ型
位相シフトパターン１８ｅによる回折光は第１投影光学
系１９の瞳１９ｃ上で図２７（ｃ）に示されるような光
源像を形成する。瞳１９ｃを通過した光は、ウエハ２０
上に光学像２３ｅを形成する。補助シフタ型の位相シフ
トパターンの場合には、二分割照明のときに焦点深度が
拡大されるため、この変形例によって十分に大きい焦点
深度が確保される。

【００４９】図２８及び２９の投影露光装置において
は、フォトマスク１８は微細なシフタ遮光型の位相シフ
トパターン１８ｆを有している。この投影露光装置にお
いては、図３０（ａ）に示されるような２次光源像を形
成するアパーチャー１４からの照明光はハーフミラー５
０で上方へ反射されてフォトマスク１８を照明する。照
明光はフォトマスク１８のシフタ遮光型位相シフトパタ
ーン１８ｆにより回折され、第２投影光学系５１の瞳５
１ｃを照明する。このときの光源像は図３０（ｂ）に示
されるようになり、変形照明を維持している。瞳５１ｃ
を通常した照明光はミラー５２で反射された後、瞳５１
ｃを通過して再びフォトマスク１８を照明する。このと
きの照明光は変形照明となっているので、微細なシフタ
遮光型位相シフトパターン１８ｆによる回折光は第１投
影光学系１９の瞳１９ｃ上で図３０（ｃ）に示されるよ
うな光源像を形成する。瞳１９ｃを通常した光は、ウエ
ハ２０上に光学像２３ｆを形成する。微細なシフタ遮光
型位相シフトパターンの場合には、通常照明より変形照
明の方が焦点深度が拡大されるため、この変形例によっ
て十分に大きい焦点深度が確保される。

【００５０】図３１及び３２の投影露光装置において
は、フォトマスク１８は孤立した自己整合型位相シフト
パターン１８ｇを有している。この投影露光装置におい
ては、図３３（ａ）に示されるような２次光源像を形成
するアパーチャー１４からの照明光はハーフミラー５０
で上方へ反射されてフォトマスク１８を照明する。照明
光はフォトマスク１８の自己整合型位相シフトパターン
１８ｇにより回折され、第２投影光学系５１の瞳５１ｃ
を照明する。このときの光源像は図３３（ｂ）に示され
るようになり、二分割照明を形成している。瞳５１ｃを
通常した照明光はミラー５２で反射された後、瞳５１ｃ
を通過して再びフォトマスク１８を照明する。このとき
の照明光は二分割照明となっているので、自己整合型位
相シフトパターン１８ｇによる回折光は第１投影光学系
１９の瞳１９ｃ上で図３３（ｃ）に示されるような光源
像を形成する。瞳１９ｃを通常した光は、ウエハ２０上
に光学像２３ｇを形成する。孤立した自己整合型の位相
シフトパターンの場合には、二分割照明のときに焦点深
度が拡大されるため、この変形例によって十分に大きい
焦点深度が確保される。

【００５１】図３４及び３５の投影露光装置において
は、フォトマスク１８は孤立したハーフトーン型の位相
シフトパターン１８ｈを有している。この投影露光装置
においては、図３６（ａ）に示されるような２次光源像
を形成するアパーチャー１４からの照明光はハーフミラ
ー５０で上方へ反射されてフォトマスク１８を照明す
る。照明光はフォトマスク１８のハーフトーン型位相シ
フトパターン１８ｈにより回折され、第２投影光学系５
１の瞳５１ｃを照明する。このときの光源像は図３６
（ｂ）に示されるようになり、二分割照明を形成してい
る。瞳５１ｃを通常した照明光はミラー５２で反射され
た後、瞳５１ｃを通過して再びフォトマスク１８を照明
する。このときの照明光は二分割照明となっているの
で、ハーフトーン型位相シフトパターン１８ｈによる回
折光は第１投影光学系１９の瞳１９ｃ上で図３６（ｃ）
に示されるような光源像を形成する。瞳１９ｃを通常し
た光は、ウエハ２０上に光学像２３ｈを形成する。孤立
したハーフトーン型の位相シフトパターンの場合には、
二分割照明のときに焦点深度が拡大されるため、この変
形例によって十分に大きい焦点深度が確保される。

【００５２】以上説明した実施例２においては、一度フ
ォトマスク１８を透過した照明光をミラー５２で反射さ
せて再びフォトマスク１８を透過させているので、実施
例１で用いたような第２のフォトマスクが不要となり、
さらに容易に最適な露光を行うことが可能となる。

【００５３】

【発明の効果】請求項１に記載の投影露光装置は、光源
と、前記光源からの照明光を成形して変形照明による２
次光源面を形成する第１のアパーチャーと、２次光源面
からの照明光による露光領域を定めるための開口部を有
するブラインドと、２次光源面からの照明光を成形して
３次光源面を形成する第２のアパーチャーと、回路パタ
ーンを有すると共に３次光源面からの照明光により照明
される第１フォトマスクと、前記第１フォトマスクから
の回折光を被露光基板上に結像させて前記第１フォトマ
スクの回路パターンを投影する投影光学系と、前記第１
フォトマスクの回路パターンに対応するパターンを有す
ると共に前記ブラインドの開口部内に配置された第２フ
ォトマスクとを備えているので、第１及び第２のフォト
マスクを交換するだけで微小パターンにも粗大パターン
にも対応した露光が可能であり、部品交換や調整に必要
な時間が大幅に節約できる。

【００５４】請求項２に記載の投影露光装置は、光源
と、前記光源からの照明光を成形して変形照明による２
次光源面を形成するアパーチャーと、２次光源面からの
照明光による露光領域を定めるためのブラインドと、回
路パターンを有すると共に２次光源面からの照明光によ
り照明されるフォトマスクと、前記フォトマスクからの
回折光を成形すると共に成形された回折光により再び前
記フォトマスクを照明する第１の投影光学系と、再び前
記フォトマスクで回折された光を被露光基板上に結像さ
せて前記フォトマスクの回路パターンを投影する第２の
投影光学系とを備えているので、フォトマスクを交換す
るだけで微小パターンにも粗大パターンにも対応した露
光が可能となる。

【００５５】請求項３に記載の投影露光方法は、光源か
らの照明光を成形して変形照明による２次光源面を形成
する工程と、第１フォトマスクの回路パターンに対応す
るパターンを有すると共にブラインド面上に配置された
第２フォトマスクに２次光源面からの照明光を照射する
工程と、第２フォトマスクで成形された照明光を成形し
て３次光源面を形成する工程と、３次光源面からの照明
光により第１フォトマスクを照明する工程と、第１フォ
トマスクからの回折光を被露光基板上に結像させて第１
フォトマスクの回路パターンを投影露光する工程とを備
えた方法であるので、容易に微小パターンにも粗大パタ
ーンにも対応した露光を行うことができる。

【００５６】請求項４に記載の投影露光方法は、光源か
らの照明光を成形して変形照明による２次光源面を形成
する工程と、２次光源面からの照明光により回路パター
ンを有するフォトマスクを照明する工程と、フォトマス
クからの回折光を成形すると共に成形された回折光によ
り再びフォトマスクを照明する工程と、再びフォトマス
クで回折した光を被露光基板上に結像させてフォトマス
クの回路パターンを投影露光する工程とを備えた方法で
あるので、フォトマスクの回路パターンが微小パターン
であっても粗大パターンであっても最適な露光を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１に係る投影露光装置の光学
系を示す図である。

【図２】図１に示す投影露光装置にレベンソンタイプの
位相シフトマスクを用いた場合の原理を示す概略図であ
る。

【図３】図１に示す投影露光装置に微細パターンの通常
マスクを用いた場合の原理を示す概略図である。

【図４】図１に示す投影露光装置に粗大パターンの通常
マスクを用いた場合の原理を示す概略図である。

【図５】図１に示す投影露光装置に孤立パターンの通常
マスクを用いた場合の原理を示す概略図である。

【図６】図１に示す投影露光装置に補助シフター型位相
シフトマスクを用いた場合の原理を示す概略図である。

【図７】図１に示す投影露光装置にシフター遮光型位相
フォトマスクを用いた場合の原理を示す概略図である。

【図８】図１に示す投影露光装置に自己整合型位相シフ
トマスクを用いた場合の原理を示す概略図である。

【図９】図１に示す投影露光装置にハーフトーン型位相
シフトマスクを用いた場合の原理を示す概略図である。

【図１０】微細な孤立パターンの第１フォトマスクを用
いた場合の透過光の強度分布を示す図である。

【図１１】図１０に示した第１フォトマスクに対応する
第２フォトマスクを用いた場合の透過光の強度分布を示
す図である。

【図１２】この発明の実施例２に係る投影露光装置の光
学系を示す図である。

【図１３】図１２に示す投影露光装置にレベンソンタイ
プの位相シフトマスクを用いた場合のアパーチャーから
の照明光がミラーに至るまでの様子を描いた図である。

【図１４】図１２に示す投影露光装置にレベンソンタイ
プの位相シフトマスクを用いた場合のミラーからの反射
光がウエハに至るまでの様子を描いた図である。

【図１５】図１２に示す投影露光装置にレベンソンタイ
プの位相シフトマスクを用いた場合の光源像を示す図で
あって、（ａ）はアパーチャー、（ｂ）は第２投影レン
ズ瞳、（ｃ）は第１投影レンズ瞳における光源像であ
る。

【図１６】図１２に示す投影露光装置に微細パターンの
通常マスクを用いた場合のアパーチャーからの照明光が
ミラーに至るまでの様子を描いた図である。

【図１７】図１２に示す投影露光装置に微細パターンの
通常マスクを用いた場合のミラーからの反射光がウエハ
に至るまでの様子を描いた図である。

【図１８】図１２に示す投影露光装置に微細パターンの
通常マスクを用いた場合の光源像を示す図であって、
（ａ）はアパーチャー、（ｂ）は第２投影レンズ瞳、
（ｃ）は第１投影レンズ瞳における光源像である。

【図１９】図１２に示す投影露光装置に粗大パターンの
通常マスクを用いた場合のアパーチャーからの照明光が
ミラーに至るまでの様子を描いた図である。

【図２０】図１２に示す投影露光装置に粗大パターンの
通常マスクを用いた場合のミラーからの反射光がウエハ
に至るまでの様子を描いた図である。

【図２１】図１２に示す投影露光装置に粗大パターンの
通常マスクを用いた場合の光源像を示す図であって、
（ａ）はアパーチャー、（ｂ）は第２投影レンズ瞳、
（ｃ）は第１投影レンズ瞳における光源像である。

【図２２】図１２に示す投影露光装置に孤立パターンの
通常マスクを用いた場合のアパーチャーからの照明光が
ミラーに至るまでの様子を描いた図である。

【図２３】図１２に示す投影露光装置に孤立パターンの
通常マスクを用いた場合のミラーからの反射光がウエハ
に至るまでの様子を描いた図である。

【図２４】図１２に示す投影露光装置に孤立パターンの
通常マスクを用いた場合の光源像を示す図であって、
（ａ）はアパーチャー、（ｂ）は第２投影レンズ瞳、
（ｃ）は第１投影レンズ瞳における光源像である。

【図２５】図１２に示す投影露光装置に補助シフター型
位相シフトマスクを用いた場合のアパーチャーからの照
明光がミラーに至るまでの様子を描いた図である。

【図２６】図１２に示す投影露光装置に補助シフター型
位相シフトマスクを用いた場合のミラーからの反射光が
ウエハに至るまでの様子を描いた図である。

【図２７】図１２に示す投影露光装置に補助シフター型
位相シフトマスクを用いた場合の光源像を示す図であっ
て、（ａ）はアパーチャー、（ｂ）は第２投影レンズ
瞳、（ｃ）は第１投影レンズ瞳における光源像である。

【図２８】図１２に示す投影露光装置にシフター遮光型
位相シフトマスクを用いた場合のアパーチャーからの照
明光がミラーに至るまでの様子を描いた図である。

【図２９】図１２に示す投影露光装置にシフター遮光型
位相シフトマスクを用いた場合のミラーからの反射光が
ウエハに至るまでの様子を描いた図である。

【図３０】図１２に示す投影露光装置にシフター遮光型
位相シフトマスクを用いた場合の光源像を示す図であっ
て、（ａ）はアパーチャー、（ｂ）は第２投影レンズ
瞳、（ｃ）は第１投影レンズ瞳における光源像である。

【図３１】図１２に示す投影露光装置に自己整合型位相
シフトマスクを用いた場合のアパーチャーからの照明光
がミラーに至るまでの様子を描いた図である。

【図３２】図１２に示す投影露光装置に自己整合型位相
シフトマスクを用いた場合のミラーからの反射光がウエ
ハに至るまでの様子を描いた図である。

【図３３】図１２に示す投影露光装置に自己整合型位相
シフトマスクを用いた場合の光源像を示す図であって、
（ａ）はアパーチャー、（ｂ）は第２投影レンズ瞳、
（ｃ）は第１投影レンズ瞳における光源像である。

【図３４】図１２に示す投影露光装置にハーフトーン型
位相シフトマスクを用いた場合のアパーチャーからの照
明光がミラーに至るまでの様子を描いた図である。

【図３５】図１２に示す投影露光装置にハーフトーン型
位相シフトマスクを用いた場合のミラーからの反射光が
ウエハに至るまでの様子を描いた図である。

【図３６】図１２に示す投影露光装置にハーフトーン型
位相シフトマスクを用いた場合の光源像を示す図であっ
て、（ａ）はアパーチャー、（ｂ）は第２投影レンズ
瞳、（ｃ）は第１投影レンズ瞳における光源像である。

【図３７】従来の投影露光装置を示す概略図である。

【図３８】図３７に示す投影露光装置に通常照明と共に
微細パターンのレベンソンタイプの位相シフトマスクを
用いた場合の原理を示す概略図である。

【図３９】図３７に示す投影露光装置に通常照明と共に
微細パターンの通常マスクを用いた場合の原理を示す概
略図である。

【図４０】図３７に示す投影露光装置に通常照明と共に
粗大パターンの通常マスクを用いた場合の原理を示す概
略図である。

【図４１】図３７に示す投影露光装置に通常照明と共に
孤立パターンの通常マスクを用いた場合の原理を示す概
略図である。

【図４２】図３７に示す投影露光装置に変形照明と共に
レベンソンタイプの位相シフトマスクを用いた場合の原
理を示す概略図である。

【図４３】図３７に示す投影露光装置に変形照明と共に
微細パターンの通常マスクを用いた場合の原理を示す概
略図である。

【図４４】図３７に示す投影露光装置に変形照明と共に
粗大パターンの通常マスクを用いた場合の原理を示す概
略図である。

【図４５】図３７に示す投影露光装置に変形照明と共に
孤立パターンの通常マスクを用いた場合の原理を示す概
略図である。

【符号の説明】

１１ 光源 １４ 第１アパーチャー １５ ブラインド １８ 第１フォトマスク １９ 第１の投影光学系 ２１ 第２アパーチャー ２２ 投影光学系 ２８ 第２フォトマスク ５０ ハーフミラー ５１ 第２の投影光学系 ５２ ミラー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、 前記光源からの照明光を成形して変形照明による２次光
   源面を形成する第１のアパーチャーと、 ２次光源面からの照明光による露光領域を定めるための
   開口部を有するブラインドと、 ２次光源面からの照明光を成形して３次光源面を形成す
   る第２のアパーチャーと、 回路パターンを有すると共に３次光源面からの照明光に
   より照明される第１フォトマスクと、 前記第１フォトマスクからの回折光を被露光基板上に結
   像させて前記第１フォトマスクの回路パターンを投影す
   る投影光学系と、 前記第１フォトマスクの回路パターンに対応するパター
   ンを有すると共に前記ブラインドの開口部内に配置され
   た第２フォトマスクとを備えたことを特徴とする投影露
   光装置。
2. 【請求項２】 光源と、 前記光源からの照明光を成形して変形照明による２次光
   源面を形成するアパーチャーと、 ２次光源面からの照明光による露光領域を定めるための
   ブラインドと、 回路パターンを有すると共に２次光源面からの照明光に
   より照明されるフォトマスクと、 前記フォトマスクからの回折光を成形すると共に成形さ
   れた回折光により再び前記フォトマスクを照明する第１
   の投影光学系と、 再び前記フォトマスクで回折された光を被露光基板上に
   結像させて前記第１フォトマスクの回路パターンを投影
   する第２の投影光学系とを備えたことを特徴とする投影
   露光装置。
3. 【請求項３】 光源からの照明光を成形して変形照明に
   よる２次光源面を形成する工程と、 第１フォトマスクの回路パターンに対応するパターンを
   有すると共にブラインド面上に配置された第２フォトマ
   スクに２次光源面からの照明光を照射する工程と、 第２フォトマスクで成形された照明光を成形して３次光
   源面を形成する工程と、 ３次光源面からの照明光により第１フォトマスクを照明
   する工程と、 第１フォトマスクからの回折光を被露光基板上に結像さ
   せて第１フォトマスクの回路パターンを投影露光する工
   程とを備えたことを特徴とする投影露光方法。
4. 【請求項４】 光源からの照明光を成形して変形照明に
   よる２次光源面を形成する工程と、 ２次光源面からの照明光により回路パターンを有するフ
   ォトマスクを照明する工程と、 フォトマスクからの回折光を成形すると共に成形された
   回折光により再びフォトマスクを照明する工程と、 再びフォトマスクで回折した光を被露光基板上に結像さ
   せてフォトマスクの回路パターンを投影露光する工程と
   を備えたことを特徴とする投影露光方法。