JPH0645220A

JPH0645220A - 投影露光装置

Info

Publication number: JPH0645220A
Application number: JP4217339A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Hirukawa; 茂蛭川
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1992-07-23
Filing date: 1992-07-23
Publication date: 1994-02-18

Abstract

(57)【要約】【目的】 σ値が大きい複雑な照明光学系を使用するこ
となく、高解像度で且つ深い焦点深度を得ると共に、レ
チクルが交換されても煩雑な調整を不要とする。【構成】レチクルＲの上に自己保持部材１８を介して
ガラス基板１７を載置し、ガラス基板１７の裏面に回折
格子パターンＲＧを形成する。回折格子パターンＲＧに
より、照明光学系からの照明光ＩＬを傾斜させてレチク
ルＲに入射させ、レチクルＲのパターンを投影光学系Ｐ
Ｌを介してウエハＷ上に露光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子又は
液晶表示素子等をリソグラフィ技術を用いて製造する際
にマスクパターンを感光基板に転写するために使用され
る投影露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体素子又は液晶表示素子等を
リソグラフィ技術を用いて製造する際に、フォトマスク
又はレチクル等（以下、「レチクル」と総称する）のパ
ターンを露光光で照明する照明光学系とそのパターンの
像を感光基板としてのウエハ上に結像して露光する投影
光学系とを有する投影露光装置が使用されている。従来
の投影露光装置では、レチクル上のパターンが存在する
面のフーリエ変換面となる照明光学系の面（以下、「照
明光学系の瞳面」という）又はその近傍の面内におい
て、照明光束を照明光学系の光軸を中心としたほぼ円形
（あるいは矩形）領域に制限してレチクルを照明する構
成を採っていた。このため、照明光束はレチクルに対し
てほぼ垂直に近い角度で入射しており、このとき、レチ
クルパターンから発生する０次回折光と±１次回折光と
がレチクル側でなす角度θは、露光光の波長をλ（μ
ｍ）、レチクルパターンのピッチをＰとすると、次式か
ら求められる。ｓｉｎθ＝λ／Ｐ

【０００３】斯かる従来の投影露光装置において、透過
部と遮光部のみからなるレチクル（以下、「通常レチク
ル」という）を使用する場合、投影光学系のレチクル側
の開口数をＮＡ_R とすると、ｓｉｎθ＝ＮＡ_R が成立し
ているので、ウエハ上で解像できるレチクルパターンの
微細度（最小パターンピッチ）Ｐ_min は、上記の式より
次のようになる。Ｐ_min ≒λ／ＮＡ_R

【０００４】また、最小パターンサイズはピッチＰの半
分であるから、最小パターンサイズは０．５×λ／ＮＡ
_R 程度となるが、実際のフォトリソグラフィ工程では、
ウエハの湾曲、プロセスによるウエハの段差等の影響又
はフォトレジスト自体の厚さのために、或る程度の焦点
深度が必要となる。このため、実用的な最小解像パター
ンサイズは、プロセスｋ（通常０．６〜０．８程度）を
用いてｋ×λ／ＮＡ_Rとして表される。また、投影光学
系のウエハ側の開口数をＮＡとすると、投影光学系の最
良結像面の焦点深度は±λ／ＮＡ² である。

【０００５】以上のことから、従来の投影露光装置にお
いてより微細なパターンを露光転写するためには、より
短い波長の露光光（エキシマレーザー光等）を使用する
か、あるいはより開口数の大きな投影光学系を使用する
必要があった。しかしながら、露光光の波長を短波長化
することは現時点では困難である。また、投影光学系の
開口数は現状でも既に理論的限界に近く、これ以上の大
開口化は困難である。仮に、現状以上の大開口化が可能
であるとしても、装置が大型化して高価になる上、±λ
／ＮＡ² で定まる焦点深度は開口数の増加に従って急激
に減少するため、実使用に必要な焦点深度が小さくなり
過ぎるといった問題がある。

【０００６】これに関して、最近では照明条件の最適化
又は露光方法の工夫等によって微細パターンの転写を行
う試みがなされている。例えば特定線幅のレチクルパタ
ーンに対して最適な照明光学系の開口数との組み合せを
選択することによって、解像度や焦点深度を向上させる
方法が提案されている。また、照明光学系の瞳面又はそ
の近傍面内における照明光束の光量分布（以下「２次光
源形状」という）を輪帯状に規定してレチクルパターン
に照明光束を照射する輪帯照明法、又はレチクルパター
ンの周期性に対応して特定方向から照明光束を所定角度
だけ傾斜させて照射する傾斜照明法等も提案されてい
る。この傾斜照明法は２次光源形状を或る程度変形する
ことと等価であり、照明光学系の瞳面での２次光源の分
布位置に対応してレチクルへの照明光の入射角度が定ま
る。

【０００７】また、そのように輪帯状に規定した２次光
源形状ではなく、２次光源形状を部分的に制限して一層
変形した光源（以下「変形光源」という）を使用する投
影露光装置が、特開平４−１０１１４８号公報、特開平
４−１８０６１２号公報、特開平４−１８０６１３号公
報で提案されている。これらの方法により、投影光学系
の解像度や焦点深度をこれまでの円形の２次光源形状の
光源を用いる場合に比べて改善することができる。但
し、従来はその変形光源を用いた照明光の実現は、照明
光学系内部の２次光源位置を変更することにより行われ
ていた。

【０００８】図８はその変形光源を用いた投影露光装置
の光学系の概略を示し、この図８において、図示省略し
た光源から射出された照明光ＩＬが開口絞り１に照射さ
れてる。その開口絞り１には光軸ＡＸから偏心した位置
に軸対称に１対の開口１ａ及び１ｂが形成されており、
開口１ａ及び１ｂから射出された照明光ＩＬ１及びＩＬ
２がそれぞれコンデンサーレンズ２を介してレチクルＲ
のパターン３上に照射されている。その開口絞り１の配
置面はコンデンサーレンズ２に関してレチクルＲのパタ
ーン３のフーリエ変換面（照明光学系の瞳面）となって
いる。従って、開口１ａ及び１ｂはその照明光学系の２
次光源とみなすことができる。それら２次光源、即ち開
口１ａ及び１ｂが光軸ＡＸから偏心しているので、開口
１ａ及び１ｂから射出された照明光ＩＬ１及びＩＬ２の
主光線はそれぞれレチクルＲに対して入射角ψで傾斜し
て入射する。

【０００９】レチクルＲ上に描画されたパターン３は図
８の紙面に平行な方向にピッチＰのライン・アンド・ス
ペースパターンであるとする。先ず、開口絞り１の開口
１ｂからの照明光ＩＬ２の主光線は、コンデンサーレン
ズ２を経て入射角ψでレチクルＲに入射する。これに応
じてレチクルＲのパターン３からは、０次回折光Ｄ０、
±１次回折光Ｄｐ，Ｄｍ及びより高次の回折光成分が、
パターンのピッチに応じて定まる方向に射出される。

【００１０】照明光ＩＬ２は両側テレセントリックな投
影光学系ＰＬの光軸ＡＸに角度ψだけ傾いてレチクルＲ
に入射するので、０次回折光Ｄ０もまた光軸ＡＸに対し
て角度ψだけ傾いた方向に射出され、−１次回折光Ｄｍ
は０次回折光Ｄ０に対して光軸ＡＸ側に角度θｍだけ傾
いてパターン３から射出され、＋１次回折光Ｄｐは０次
回折光Ｄ０に対して光軸ＡＸから離れる方向に角度θｐ
だけ傾いて射出される。従って、＋１次回折光Ｄｐは光
軸ＡＸに対して角度（θｐ＋ψ）の方向に進行し、−１
次回折光Ｄｍは光軸ＡＸに対して反対側に角度（θｍ−
ψ）の方向に進行する。照明光の波長をλとすると、そ
れら回折角θｐ及びθｍはそれぞれ次のようになる。ｓｉｎ（θｐ＋ψ）−ｓｉｎψ＝λ／Ｐ（１）ｓｉｎ（θｍ−ψ）＋ｓｉｎψ＝λ／Ｐ（２）

【００１１】ここで、＋１回折光Ｄｐ及び−１次回折光
Ｄｍの両方が投影光学系ＰＬの瞳面の絞り（瞳）を透過
しているものとする。そして、レチクルＲのパターン３
が微細化してピッチＰが小さくなり回折角が増大する
と、先ず角度（θｐ＋ψ）の方向に進行する＋１次回折
光Ｄｐが投影光学系ＰＬの瞳面の絞りを透過できなくな
る。即ち、投影光学系ＰＬの入射側の開口数をＮＡ_R と
すると、ｓｉｎ（θｐ＋ψ）＞ＮＡ_R の関係になってく
る。しかしながら、この場合でも−１次回折光Ｄｍに関
してはｓｉｎ（θｍ−ψ）＜ＮＡ_R が成立し、その−１
次回折光Ｄｍは投影光学系ＰＬの瞳を通過する。

【００１２】従って、投影光学系ＰＬの下方のウエハＷ
上には０次回折光Ｄ０と−１次回折光Ｄｐとの干渉縞、
即ちレチクルＲのパターン３の像が形成される。このと
きの解像限界は、次式が成立するときである。ｓｉｎ（θｍ−ψ）＝ＮＡ_R （３）従って、レチクルＲのパターン３のピッチＰの転写可能
な最小値Ｐ_min は次のようになる。ＮＡ_R ＋ｓｉｎψ＝λ／Ｐ_min （４）Ｐ_min ＝λ／（ＮＡ_R ＋ｓｉｎψ）（５）

【００１３】一例として、（５）式のｓｉｎψを０．５
×ＮＡ_R 程度に定めるとすれば、レチクルＲのパターン
３の転写可能な最小ピッチＰ_min は次のようになる。Ｐ_min ＝λ／（ＮＡ_R ＋０．５ＮＡ_R ）＝２λ／（３ＮＡ_R ）（６）一方、投影光学系ＰＬの瞳上での照度分布が光軸ＡＸを
中心とする円形領域である従来の照明光学系の場合に
は、転写可能な最小ピッチＰ_min は約λ／ＮＡ_Rであ
る。従って、変形光源による照明法により従来の投影露
光装置より高い解像度が得られることが分かる。

【００１４】次に、０次回折光Ｄ０と−１次回折光Ｄｍ
とを用いてウエハＷ上に結像することにより、焦点深度
も深くなる理由について説明する。図８において、投影
光学系ＰＬのレチクルＲからウエハＷへの倍率をＭ、ウ
エハＷに対する０次回折光Ｄ０の入射角をα０とする
と、ｓｉｎα０＝ｓｉｎψ／Ｍである。また、−１次回
折光Ｄｍの入射角をαｍとすると、ｓｉｎαｍ＝ｓｉｎ
（θｍ−ψ）／Ｍである。この場合、ｓｉｎψ≒ｓｉｎ
（θｍ−ψ）が成立している。従って、ウエハＷの露光
面のデフォーカス量をΔＦとすると、０次回折光Ｄ０に
よる波面収差であるΔＦ・ｓｉｎ² α０／２と−１次回
折光Ｄｍによる波面収差であるΔＦ・ｓｉｎ² αｍ／２
とはほぼ等しくなり、焦点深度が増大する。

【００１５】また、照明光ＩＬ２のレチクルＲへの入射
角ψが回折角θｍの１／２になるように、即ちｓｉｎψ
＝ｓｉｎ（θｍ−ψ）＝ＮＡ_R が成立するようにする
と、（４）式より次式が成立する。ｓｉｎψ＝λ／（２・Ｐ_min ）（７）この場合には、ウエハＷ上での０次回折光Ｄ０の入射角
α０と、−１次回折光Ｄｍの入射角αｍとが一致して、
焦点深度は非常に長くなる。また、（７）式が成り立つ
ときには、（５）式より転写可能な最小ピッチＰ_min は
λ／（２・ＮＡ_R ）となり、（６）式よりも更に解像度
が向上している。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記の投影露光装置の
ように、開口絞り１等の変形絞りにより照明光学系内の
２次光源の位置を光軸ＡＸに対して偏心させることによ
り、変形光源を実現する方式では、レチクルに対する照
明光束の最大入射角度が大きくなる（コヒーレンスファ
クター（所謂σ値）で０．８程度に相当する）。従っ
て、このように大きいσ値の照明光学系は複雑であり、
装置の大型化及び高コスト化を招くという不都合があ
る。

【００１７】また、そのような変形絞りを用いる方式で
は遮光される露光光の量が大きくなり、ウエハＷ上での
照度（照明パワー）が低下する傾向がある。但し、開口
絞り１の代わりにそれぞれフライアイレンズ等よりなる
複数のオプティカルインテグレータを配置する方式も提
案されているが、この方式では照度の低下はかなり少な
くなっている。更に、近時は半導体素子等を製造するた
めに多くのレチクルのパターンが順次ウエハ上に転写さ
れるため、レチクルが交換された際に複雑な調整が必要
とされるのは好ましくない。

【００１８】本発明は斯かる点に鑑み、σ値が大きい複
雑な照明光学系を使用することなく、高解像度で且つ深
い焦点深度でレチクルのパターンを投影光学系を介して
感光基板上に転写できる投影露光装置を提供することを
目的とする。更に、本発明はレチクルが交換された場合
でも、特に複雑な調整等を行うことなく高解像度且つ深
い焦点深度が得られる投影露光装置を提供することを目
的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明による投影露光装
置は、例えば図１に示す如く、光源（４）からの照明光
（ＩＬ）により均一な照度でマスク（Ｒ）を照明する照
明光学系（７，１０，１４，１５）と、そのマスク
（Ｒ）のパターンの像を感光基板（Ｗ）上に結像して投
影する投影光学系（ＰＬ）とを備えた投影露光装置にお
いて、そのマスク（Ｒ）からその照明光学系側に所定間
隔だけ離して配置され、且つその照明光学系からそのマ
スク（Ｒ）に対して照射される照明光の少なくとも一部
の照明光のそのマスク（Ｒ）に対する入射角をその照明
光学系の光軸（ＡＸ）に対して傾斜させる偏向部材（１
７）と、その偏向部材（１７）側に装着され、その偏向
部材（１７）とそのマスク（Ｒ）との間隔をその所定の
間隔に保つための自己保持用の固定部材（１８）とを設
けたものである。

【００２０】この場合、そのマスク（Ｒ）をそのマスク
（Ｒ）の周縁部の支持領域で支持するマスク保持部材
（１９）を設け、その自己保持用の固定部材（１８）に
そのマスク（Ｒ）の支持領域に対向する領域でそのマス
ク（Ｒ）に接触する脚部（例えば図６の４０ａ〜４０
ｄ）を設けることが望ましい。

【００２１】

【作用】斯かる本発明によれば、偏向部材（１７）によ
り照明光学系（７，１０，１４，１５）からの照明光
（ＩＬ）の少なくとも一部がその光軸（ＡＸ）に対して
傾斜し、この傾斜した照明光（ＩＬ）がマスク（Ｒ）に
入射する。従って、従来のように光軸から偏心した２次
光源を用いてマスク（Ｒ）を照明するのと等価になり、
高解像度且つ深い焦点深度でマスク（Ｒ）のパターンが
感光基板（Ｗ）上に転写される。この場合、照明光学系
中には偏心した２次光源を形成する必要がなく、小さな
σ値（例えば０．１〜０．３程度）の照明光学系を使用
するだけでよい。

【００２２】図３を参照して本発明の原理をより詳細に
説明する。簡単のため、マスク（Ｒ）のパターンとして
は、ピッチＰ１のライン・アンド・スペースパターンを
仮定して、偏向部材（１７）としてマスク（Ｒ）のパタ
ーンとピッチ方向が同一のピッチＰ２の位相型の回折格
子パターンを仮定する。このとき、偏向部材（１７）に
垂直に照明光（ＩＬ）が入射すると、偏向部材（１７）
から光軸に対して角度φだけ傾斜して射出された回折光
ＩＬ１及び１Ｌ２がマスク（Ｒ）に入射する。回折光Ｉ
Ｌ１がマスク（Ｒ）に入射すると、マスク（Ｒ）からは
０次回折光Ｄ０及び−１次回折光Ｄｍが射出される。図
８を参照して既に説明したように、０次回折光Ｄ０の傾
斜角と−１次回折光Ｄｍの傾斜角とが等しいときに焦点
深度が最も深くなる。

【００２３】この場合、照明光ＩＬの波長をλとする
と、偏向部材（１７）側では次の関係が成立している。Ｐ２・ｓｉｎφ＝λ （８）また、マスク（Ｒ）側では０次回折光Ｄ０と−１次回折
光Ｄｍとの間の回折角をθｍとすると、（２）式より次
の関係が成立している。Ｐ１・ｓｉｎ（θｍ−φ）＋Ｐ１・ｓｉｎφ＝λ
（９）

【００２４】そして、０次回折光Ｄ０の傾斜角と−１次
回折光Ｄｍの傾斜角とを等しくするには、（９）式で、
θｍ＝２φとすると、次の関係が得られる。Ｐ２＝２・Ｐ１（１０）

【００２５】即ち、偏向部材（１７）のピッチＰ２をマ
スク（Ｒ）のパターンのピッチＰ１の２倍に設定する
と、焦点深度を最も深くすることができる。また、それ
ら０次回折光Ｄ０及び−１次回折光Ｄｍを用いてそのマ
スク（Ｒ）のパターンの像を結像することにより、図８
の変形光源を用いた場合と同様に高い解像度が得られ
る。なお、図３に示すように、偏向部材（１７）からの
±１次回折光ＩＬ１，ＩＬ２は光軸ＡＸに対して対称的
に傾いてマスク（Ｒ）のパターンに照射されるので、そ
のパターンが１次元のライン・アンド・スペースパター
ンである場合、投影光学系（ＰＬ）の瞳面における照度
分布、即ちそのマスク（Ｒ）のパターンからの回折光が
通過する２つの領域の照度がそれぞれほぼ等しくなる。
また、偏向部材（１７）が位相型の回折格子パターンで
ある場合には、その位相型の回折格子の溝の深さ、デュ
ーティ比等を最適化することにより、その偏向部材（１
７）からの０次光の発生を抑制して、±１次回折光ＩＬ
１，ＩＬ２のみを発生させることができ、原理的に図８
の変形光源を用いた場合の照明光と全く等しい照明光が
得られる。

【００２６】一方、偏向部材（１７）として０次光が発
生するものを使用した場合には、０次光を含めた全回折
光がマスク（Ｒ）のパターンを照明することになり、見
かけ上、照明光学系のσ値（コヒーレンシィファクタ
ー）を増大させる効果が得られ、実質的にσ値を可変と
することができる。

【００２７】また、本発明では例えば図１に示すよう
に、その偏向部材（１７）とそのマスク（Ｒ）との間隔
をその所定の間隔に保つための自己保持用の固定部材
（１８）が設けられている。従って、マスク（Ｒ）が交
換されたような場合でも、マスク（Ｒ）の上にその固定
部材（１８）を介して偏向部材（１７）を載置するだけ
で、マスク（Ｒ）と偏向部材（１７）との間隔は容易に
所定の値に設定される。

【００２８】また、例えば図５に示すように、マスク
（Ｒ）をマスク（Ｒ）の周縁部の支持領域で支持するマ
スク保持部材（１９）を設け、その自己保持用の固定部
材（１８）にそのマスク（Ｒ）の支持領域に対向する領
域でマスク（Ｒ）に接触する脚部（４０ａ〜４０ｄ）を
設けた場合には、偏向部材（１７）の重量はマスク保持
部材（１９）で支持されているマスク（Ｒ）上の領域に
かかる。従って、マスク（Ｒ）に撓みが生ずることがな
く、投影光学系（ＰＬ）の結像面で見かけ上の歪曲収差
が悪化したり、像面湾曲が発生したりすることがない。

【００２９】

【実施例】以下、本発明による投影露光装置の一実施例
につき図１〜図７を参照して説明する。図１は本例の投
影露光装置の概略構成を示し、この図１において、水銀
ランプ４から射出された照明光（露光光）ＩＬは、楕円
鏡５及びリレーレンズ系６を経てオプティカルインテグ
レータとしてのフライアイレンズ７に入射する。フライ
アイレンズ７の射出面７ａはレチクルのパターン形成面
に対するフーリエ変換面となっており、射出面７ａの近
傍に可変の開口絞り８が設けられている。開口絞り８は
照明光学系のレチクル側の開口数ＮＡ_IL、ひいてはコヒ
ーレンシィファクターとしてのσ値（照明光学系の開口
数ＮＡ_ILと投影光学系のレチクル側の開口数ＮＡ_R との
比）を調整するための絞りであり、駆動部９によりその
開口絞り８の開口部の大きさを変えることができる。本
実施例でのσ値の設定範囲は、一例として０．１〜０．
３程度である。

【００３０】開口絞り８の開口から射出された照明光Ｉ
Ｌは、リレーレンズ１０を経て可変の視野絞り（レチク
ルブラインド）１１に達する。視野絞り１１はレチクル
のパターンとほぼ共役な位置に設けられており、この視
野絞り１１の開口部を駆動部１２により任意の形状に設
定することでレチクルのパターン領域上での照明領域を
任意に設定できる。視野絞り１１の開口を通過した照明
光ＩＬは、ミラー１３、コンデンサーレンズ１４及びコ
ンデンサーレンズ１５を経てミラー１６に達し、ミラー
１６で反射された照明光ＩＬは、裏面（レチクル側の
面）に回折格子パターンＲＧが形成されたガラス基板１
７を経てレチクルＲのパターン領域ＰＡを照明する。

【００３１】ガラス基板１７は照明光ＩＬに対して透明
な石英基板等からなる基板であり、回折格子パターンＲ
Ｇはそのガラス基板１７の裏面上に所定のピッチで１次
元的又は２次元的に形成された位相格子である。位相格
子よりなる回折格子パターンＲＧは、ガラス基板１７の
裏面に誘電体薄膜をパターニングしたものであり、その
パターン形状についての詳細は後述する。なお、位相格
子よりなる回折格子パターンＲＧを形成するためには、
ガラス基板１７自体をエッチング加工して段差を形成す
ることにより位相差を付けてもよく、あるいは例えばイ
オン打ち込み等によりガラス基板１７の裏面の特定部の
屈折率を変えるようにしてもよい。

【００３２】この場合、ミラー１６で反射された照明光
ＩＬはガラス基板１７の回折格子パターンＲＧにほぼ垂
直に入射する。本例ではその位相型の回折格子パターン
ＲＧの形状を０次光が消えるようにしておくことが望ま
しい。このためには、誘電体薄膜を形成した領域を通過
した照明光ＩＬの位相とガラス基板領域を通過した照明
光ＩＬの位相との差を１８０°にすると共に、その回折
格子パターンＲＧのデューティ比を１：１にすればよ
い。これにより回折格子パターンＲＧからは±１次回折
光のみが発生し、この発生された±１次回折光は、投影
光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して所定角度傾斜してレチク
ルＲ上のパターン領域ＰＡ及びこのパターン領域ＰＡを
囲む遮光部ＬＳＰ上に入射する。但し、ガラス基板１７
を透過する０次回折光をも使用するような場合には、そ
の回折格子パターンＲＧのデューティ比を１：１以外の
値にしてもよい。

【００３３】また、本実施例ではガラス基板１７の裏面
の周縁部には自己保持部材１８が取り付けられ、この自
己保持部材１８を介してレチクルＲ上にガラス基板１７
が載置されている。そして、レチクルＲはレチクルホル
ダー１９上に載置され、駆動部２０でそのレチクルホル
ダー１９を動かすことにより、レチクルＲを投影光学系
ＰＬの光軸ＡＸに垂直な面内で２次元的に移動させると
共に回転させることができる。そのガラス基板１７の裏
面の自己保持部材１８の構成については後述する。

【００３４】２１は第１制御系、２２は装置全体の動作
を制御する主制御系を示し、主制御系２２は第１制御系
２１を介して駆動部２０の動作を制御する。また、２３
はＸ方向用のマーク検出系を示し、このマーク検出系２
３がガラス基板１７の上方に移動自在に配置されてい
る。ガラス基板１７及びレチクルＲにはそれぞれアライ
メント用のマークが形成されており、マーク検出系２３
によりそれらマークを検出することにより、ガラス基板
１７とレチクルＲとの相対的な位置関係を検出すること
ができる。また、そのマーク検出系２３によりレチクル
Ｒのウエハステージ側の座標系に対する位置関係をも検
出することができる。この検出された位置関係の情報が
第１制御系２１に供給される。第１制御系２１は図示省
略された駆動部を用いて、そのガラス基板１７の回折格
子パターンＲＧとレチクルＲのパターンとの周期方向の
調整を行う。但し、ガラス基板１７の裏面の自己保持部
材１８に位置決め部を設けて、その位置決め部１８をレ
チクルＲ上に載置したときに自動的に位置関係が所定の
状態になるようにした場合には、そのガラス基板１７の
回折格子パターンＲＧとレチクルＲのパターンとの周期
方向の調整を行う必要がない。

【００３５】２４は搬送用のアームを示し、このアーム
２４によりガラス基板１７及び自己保持部材１８がレチ
クルＲ上に運ばれる。この搬送動作の詳細も後述する。
また、２５はバーコードリーダを示し、レチクルＲがレ
チクルホルダー１９上に搬送される途中で、そのレチク
ルＲのパターン領域ＰＡの脇に形成されそのレチクルＲ
の名称を表すバーコードＢＣがそのバーコードリーダ２
５で読み取られ、この読み取られたバーコードＢＣの情
報が主制御系２２に供給される。主制御系２２は、その
バーコードＢＣが示す名称に対応した動作パラメータの
１つとして、予め登録されているパターン情報（パター
ンピッチ、ピッチ方向等）に最も適したガラス基板１７
を選択して、この選択されたガラス基板１７をアーム２
４等を介してレチクルＲ上に載置する。

【００３６】更に、そのバーコードＢＣが示すレチクル
Ｒの名称に対応した動作パラメータとして、そのレチク
ルＲのパターン及び先に選択されたガラス基板１７のも
とでの、開口絞り８、視野絞り１１及び投影光学系ＰＬ
の可変開口絞り等の最適な設定条件等も登録されてお
り、これらの条件設定もガラス基板１７の設定と同時に
行われる。なお、レチクルＲのパターン情報の入力は、
バーコードリーダ２５に限られるものではなく、キーボ
ード等によりオペレータが入力するようにしてもよい。

【００３７】さて、レチクルＲのパターン領域ＰＡを透
過した照明光ＩＬは、両側テレセントリックな投影光学
系ＰＬに入射し、そのパターン領域ＰＡのパターンの像
が投影光学系ＰＬを介して表面にレジスト層が形成され
たウエハＷ上に投影される。その投影光学系ＰＬの瞳面
ＥＰ又はその近傍の面内には可変開口絞り２５が設けら
れており、その可変開口絞り２５の開口径を調整するこ
とにより、投影光学系ＰＬのウエハＷ側の開口数ＮＡを
変更することができる。ウエハＷはその表面が投影光学
系ＰＬの最良結像面にほぼ合致するようにウエハステー
ジ２６上に保持され、ウエハステージ２６は光軸ＡＸ方
向にウエハＷを位置決めするＺステージ及び光軸ＡＸに
垂直な面内で例えばステップアンドリピート方式でウエ
ハＷを位置決めするＸＹステージ等より構成されてい
る。主制御系２２は駆動部２７を介してウエハステージ
２６の位置決め動作を制御する。そのウエハステージ２
６の２次元的な座標は図示省略したレーザー干渉計によ
って例えば０．０１μｍ程度の分解能で常時検出され、
ウエハＷ上の１つのショット領域に対するレチクルＲの
パターンの露光が終了すると、ウエハステージ２６は次
にショット位置までステッピング移動される。

【００３８】次に、本例のガラス基板１７の裏面に形成
される回折格子パターンＲＧの例及びそのガラス基板１
７とレチクルＲとの間隔、即ち自己保持部材１８の高さ
の条件等について説明する。［レチクルＲのパターンが１次元パターンの場合］先
ず、図２（ａ）に示すように、レチクルＲのパターン領
域ＰＡのパターンが遮光部２９と光透過部３０とをＸ方
向にピッチＰ１で配列して得られたライン・アンド・ス
ペースパターン３１である場合には、ガラス基板１７の
裏面の回折格子パターンＲＧとしては、図２（ｂ）に示
すように、誘電体薄膜の堆積部３２とガラス基板部３３
とがＸ方向にピッチＰ２で形成された位相格子３４を使
用する。この場合、位相格子３４のピッチＰ２はライン
・アンド・スペースパターン３１のピッチＰ１の２倍に
設定する。従って、次式が成立する。Ｐ２＝２・Ｐ１（１１）

【００３９】また、その堆積部３２の屈折率をｎ′、照
明光ＩＬの波長をλとすると、その堆積部３２とガラス
基板部３３との高さの差をｄ（図３参照）とすると、次
式が成立するように高さの差ｄを設定する。ｄ（ｎ′−１）＝λ／２（１２）これは堆積部３２とガラス基板部３３とを透過する照明
光の位相が１８０°異なることを意味する。また、回折
格子パターンＲＧとしての位相格子３４の堆積部３２と
ガラス基板部３３とのデューティ比は１：１になるよう
にする。これにより、図３に示すように、ガラス基板１
７に照明光ＩＬが垂直に入射すると、０次回折光が消え
て、±１次回折光ＩＬ１，ＩＬ２だけが回折格子パター
ンＲＧから射出される。

【００４０】図３はガラス基板１７及びレチクルＲを側
面から見た状態を示し、この図３において、位相格子３
４から射出された±１次回折光ＩＬ１，ＩＬ２は、照明
光ＩＬの波長をλとして、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに
対してレチクルＲのパターン３１のピッチ方向に互いに
角度φ（ｓｉｎφ＝λ／Ｐ２）だけ傾いてレチクルＲの
パターンに入射する。そして、＋１次回折光ＩＬ２に着
目すると、この＋１次回折光ＩＬ２の照射により、レチ
クルＲのパターン３１からは０次回折光Ｄ０及び−１次
回折光Ｄｍが射出される。同様に−１次回折光ＩＬ１の
照射により、レチクルＲのパターン３１からは０次回折
光Ｄ０′及び＋１次回折光Ｄｍ′が射出される。

【００４１】その入射角φの０次回折光Ｄ０と−１次回
折光Ｄｍとの間の角度をθｍとすると、（１１）式の関
係より、θｍ＝２φとなる。即ち、０次回折光Ｄ０と−
１次回折光Ｄｍとが投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して
対称に射出されるが、このようにレチクルＲから射出さ
れる回折光の状態は、図８で示すように変形光源を用い
た場合と同じである。従って、本例によれば、小さいα
値の照明光学系を用いているにも拘らず、変形光源を用
いたσ値の大きな照明光学系を用いた場合と同様に、高
解像度及び大焦点深度が得られる。

【００４２】また、レチクルＲからの０次回折光Ｄ０及
び＋１次回折光Ｄｍ′は投影光学系ＰＬの瞳面ＥＰ上の
第１領域を通過し、−１次回折光Ｄｍ及び０次回折光Ｄ
０′は投影光学系ＰＬの瞳面ＥＰ上の光軸ＡＸに関して
第１領域と対称な第２領域を通過する。この場合、ガラ
ス基板１７の位相格子３４からは±１次回折光ＩＬ１，
ＩＬ２が対称的に等しい強度で射出されている。従っ
て、投影光学系ＰＬの瞳面ＥＰ上では回折光が光軸ＡＸ
に関して対称で且つほぼ等しい照度で分布する。これに
よりウエハＷのレジスト層に転写される像にだれ等が生
じることがなくなる。なお、照明光学系の開口数ＮＡ_IL
は０ではないため、図３のガラス基板１７へ入射する照
明光ＩＬの入射角も正確には開口数ＮＡ_ILで定まる範囲
内に分布している。従って、例えばレチクルＲのパター
ン３１から発生する０次回折光Ｄ０も、光軸ＡＸに対す
る傾斜角φを中心として開口数ＮＡ_ILで定まる範囲内に
分布している。レチクルＲから射出される他の回折光も
同様にそれぞれ開口数ＮＡ_ILで定まる範囲内に分布して
いる。

【００４３】次に、図３に示すように、本例ではガラス
基板１７の位相格子３４とレチクルＲのパターン３１と
が投影光学系ＰＬの光軸方向に間隔ｔだけ離れて配置さ
れているが、ガラス基板１７からの±１次回折光ＩＬ
１，ＩＬ２の射出角が異なることによるレチクルＲ上で
の半影ぼけの幅Ｗ１を小さくするためには、その間隔ｔ
は狭い方がよい。しかしながら、その間隔ｔが小さすぎ
ると、ガラス基板１７側の位相格子３４の欠陥等による
悪影響が現れる。そこで、その間隔ｔの最小値を以下で
求める。

【００４４】先ず、レチクルＲのパターン３１に対する
＋１次回折光ＩＬ２の入射角φを開口数ＮＡ０（＝ｓｉ
ｎφ）に換算する。照明光学系の開口数はＮＡ_ILである
ため、レチクルＲのパターン３１への＋１次回折光ＩＬ
２の入射角の最大値及び最小値の開口数へのそれぞれの
換算値ＮＡ１及びＮＡ２は次のようになる。ＮＡ１＝ＮＡ０−ＮＡ_IL （１３）ＮＡ２＝ＮＡ０＋ＮＡ_IL （１４）

【００４５】ところで、間隔ｔはガラス基板１７の位相
格子３４からのデフォーカス量に相当する。そして、そ
れら入射角がＮＡ１及びＮＡ２の光のそれぞれの光路差
ｋ１及びｋ２は次のようになる。ｋ１＝ｔ・ＮＡ１² ／２（１５）ｋ２＝ｔ・ＮＡ２² ／２（１６）

【００４６】また、光路差ｋ１と光路差ｋ２との差が照
明光ＩＬの波長λ程度より長ければ、位相格子３４のレ
チクルＲのパターン３１上での像のコントラストはほぼ
零となり、位相格子３４のパターンの欠陥等の影響がな
くなる。このための条件は以下の通りである。ｋ２−ｋ１＝ｔ（ＮＡ２² −ＮＡ１² ）／２≧λ （１７）

【００４７】ここで、（１３）式及び（１４）式より次
式が得られる。ＮＡ２² −ＮＡ１² ＝４ＮＡ０・ＮＡ_IL （１８）また、Ｐ２・ＮＡ０＝λが成り立つことから、（１７）
式は次のように変形される。２ｔ・（λ／Ｐ２）・ＮＡ_IL≧λ （１９）従って、レチクルＲの位相格子３４の面とレチクルＲの
パターン３１の面との間隔ｔの最小値ｔ_min は次のよう
になる。ｔ≧ｔ_min ＝Ｐ２／（２ＮＡ_IL）（２０）

【００４８】その最小値ｔ_min は一例として、空気間で
１１７μｍであり、レチクルＲの厚さは例えば２ｍｍ
（空気換算で１．３ｍｍ）である。従って、ガラス基板
１７をレチクルＲに密着させても、そのガラス基板１７
の回折格子パターンＲＧが転写される虞はない。また、
図３において、レチクルＲの厚さをｄ１、レチクルＲの
屈折率をｎ、ガラス基板１７とレチクルＲとの間隔をＧ
とすると、この間隔Ｇは次のようになる。Ｇ＝ｔ−ｄ１／ｎ（２１）また、この間隔Ｇは図１における自己保持部材１８の高
さでもある。従って、（２０）式よりその自己保持部材
１８の厚さＧの最小値Ｇ_min は次のようになる。Ｇ≧Ｇ_min ＝Ｐ２／（２ＮＡ_IL）−ｄ１／ｎ（２２）

【００４９】ところで、図３に示すように、ガラス基板
１７の位相格子３４とレチクルＲのパターン３１とは間
隔ｔだけ離れているので、レチクルＲ上の照明エリアの
端部においては、＋１次回折光ＩＬ２と−１次回折光Ｉ
Ｌ１との照明領域のずれによる幅Ｗ１の半影ぼけが生じ
てしまう。この半影ぼけの幅Ｗ１は、ほぼ次のようにな
る。Ｗ１＝２（ｓｉｎφ＋ＮＡ_IL）（Ｇ＋ｄ１／ｎ）（２３）

【００５０】図１を参照して、この半影による影響を防
止する方法について説明する。そのためには、ガラス基
板１７の裏面の回折格子パターンＲＧの形成領域をＸ方
向及びＹ方向でそれぞれレチクルＲのパターン領域ＰＡ
より幅Ｗ１／２だけ広げておけばよい。これにより、レ
チクルＲのパターン領域ＰＡの全領域にガラス基板１７
からの±１次回折光が等しい照度で且つ対称に照射され
る。また、視野絞り１１１もこれに合わせて広げておく
必要がある。また、半影ぼけの影響を防止するために、
レチクルＲのパターン領域ＰＡの外周には遮光帯ＬＳＰ
が形成されているが、その遮光帯ＬＳＰの幅はＷ１以上
にする必要がある。但し、遮光帯ＬＳＰをレチクルＲ上
に形成する代わりに、例えばガラス基板１７とレチクル
Ｒとの間の自己保持部材１８の内部に遮光板を設けても
よく、更にレチクルＲの投影光学系ＰＬ側に可変の視野
絞りを配置してもよい。

【００５１】［レチクルＲのパターンが２次元パターン
の場合］次に、レチクルＲのパターン領域ＰＡに図４
（ａ）に示すように、２次元の周期的パターンが形成さ
れている場合について説明する。そのレチクルＲ上のパ
ターンは遮光部３５と光透過部３６とをＸ方向にピッチ
Ｐ１Ｘで、Ｙ方向にピッチＰ１Ｙで形成したものであ
る。これに対応して、ガラス基板１７の回折格子パター
ンＲＧとしては、図４（ｂ）に示すように、誘電体薄膜
（例えばＳＯＧ等）等の位相シフト部３７とガラス基板
部３８とをＸ方向にピッチＰ２Ｘで、且つＹ方向にピッ
チＰ２Ｙで市松格子状に配列した位相格子を用いる。ま
た、その回折格子パターンＲＧのデューティ比は１：１
であり、位相シフト部３７を透過した照明光の位相とガ
ラス基板部３８を透過した照明光の位相との差は１８０
°である。これによりその回折格子パターンＲＧからの
０次回折光及び２次回折光の発生が抑制される。更に、
その回折格子パターンＲＧのピッチＰ２Ｘ，Ｐ２Ｙとそ
のレチクルＲのパターンのピッチＰ１Ｘ，Ｐ１Ｙとの関
係を次のように設定する。Ｐ２Ｘ＝２・Ｐ１Ｘ，Ｐ２Ｙ＝２・Ｐ１Ｙ（２４）

【００５２】なお、実際にはＸ方向又はＹ方向の何れか
一方の方向に関するピッチ及びその方向が上記条件を満
たしていれば良い。更に、ガラス基板１７の回折格子パ
ターンＲＧは、レチクルＲのパターンに対してピッチ及
びピッチ方向のみを正確に設定しておくだけで良く、回
折格子パターンＲＧがレチクルＲのパターンに対してＸ
Ｙ平面内で相対的にシフト（位置ずれ）していても問題
ない。但し、互いのピッチ方向を一致させるため、当然
ながら相対回転誤差はほぼ零にしておく必要がある。

【００５３】図４（ｂ）のガラス基板１７の回折格子パ
ターンＲＧに照明光ＩＬがほぼ垂直に照射されると、そ
の回折格子パターンＲＧからはＸ方向に±１次で且つＹ
方向に±１次の４個の回折光が射出される。即ち、Ｘ方
向にｉ次でＹ方向にｊ次の回折光の次数を（ｉ，ｊ）次
で表すと、２次元の回折格子パターンＲＧからは（＋
１，＋１）次、（＋１，−１）次、（−１，＋１）次及
び（−１，−１）次の回折光が射出される。そして、図
４（ｃ）が図１のレチクルＲのパターン領域ＰＡの照明
光学系側のフーリエ変換面２８を示すものとして、図１
のガラス基板１７の回折格子パターンＲＧから射出され
る回折光をそのフーリエ変換面２８でフーリエ変換して
得られた仮想的な照度分布は、図４の４個の円形領域Ｓ
Ｐ３〜ＳＰ６に分布する。また、光軸ＡＸ上の領域ＳＰ
０は、照明光学系から射出された照明光ＩＬが通過する
領域である。しかしながら、その領域ＳＰ０を通過した
ガラス基板１７でカットされるので、レチクルＲから見
ると、あたかもそのフーリエ変換面２８上に４個の偏心
した領域ＳＰ３〜ＳＰ５よりなる２次光源があるのと等
価である。

【００５４】図４（ｃ）のＸ方向，Ｙ方向がそれぞれ図
４（ａ）のＸ方向，Ｙ方向に対応しているものとする
と、領域ＳＰ３〜ＳＰ６のＸ方向の光軸ＡＸからの距離
Ｗ２及びＹ方向の光軸ＡＸからの距離Ｗ３の角度換算値
はそれぞれ次のようになる。Ｗ２＝λ／Ｐ２Ｘ，Ｗ３＝λ／Ｐ２Ｙ（２５）この結果、図４（ａ）のパターン領域ＰＡのパターンか
ら発生する±１次回折光の何れか一方と０次回折光とは
図１の投影光学系ＰＬの瞳面ＥＰ内で光軸ＡＸからほぼ
等距離だけ離れた４つの小領域を通過し、高解像度及び
大焦点深度が得られる。また、それら４つの小領域の各
照度はほぼ等しくなっている。

【００５５】なお、ガラス基板１７の２次元の回折格子
パターンＲＧのデューティ比は１：１以外にしてもよ
い。また、その回折格子パターンＲＧの他の形成条件、
例えばレチクルＲのパターンとの間隔、その回折格子パ
ターンＲＧの形成領域の大きさ及びレチクルＲ側に設け
る遮光帯の幅等の条件については、上記のレチクルＲの
パターンが１次元パターンの場合と同様である。但し、
図４（ａ）のレチクルＲのパターンのＸ方向のピッチＰ
１ＸとＹ方向のピッチＰ１Ｙとが異なると、図４（ｂ）
のガラス基板１７の回折格子パターンＲＧのＸ方向のピ
ッチＰ２ＸとＹ方向のピッチＰ２Ｙとも異なることにな
り、前述の遮光帯の幅や回折格子パターンＲＧの領域を
広げる幅もＸ方向とＹ方向とで異なるようになる。

【００５６】ここで、本例のように、レチクルＲの近傍
のガラス基板１７に回折格子パターンＲＧを形成する方
式と、従来例のように実際の２次光源形状を変形する場
合とを比較してみる。従来例により実際に２次光源形状
を変形する場合は、実際に図４（ｃ）の領域ＳＰ３〜Ｓ
Ｐ６に分布している２次光源が形成される。従って、照
明光学系の開口数としてはそれら領域ＳＰ３〜ＳＰ６を
囲む半径ｒ₀ に対応するσ値を有する大きな開口数が必
要となる。これに対して、本例では照明光学系の開口数
としては、図４（ｃ）の中央の領域ＳＰ０に対応する
０．１〜０．３程度のσ値に対応する小さな開口数で十
分である。従って、小型の照明光学系を用いて、従来の
変形光源を用いた方式と同等の高解像度及び深い焦点深
度が得られる。

【００５７】次に、図１のガラス基板１７に装着された
自己保持部材１８について詳細に説明する。図５は図１
のガラス基板１７、自己保持部材１８、レチクルＲ及び
レチクルホルダー１９の分解斜視図であり、この図５に
示すように、矩形の枠状のレチクルホルダー１９の４隅
には接触部１９ａ〜１９ｄが形成され、これら接触部１
９ａ〜１９ｄ上にレチクルＲの４隅が載置される。それ
ら接触部１９ａ〜１９ｄには例えば真空吸着用の孔が形
成され、レチクルＲは真空吸着によりレチクルホルダー
１９の接触部１９ａ〜１９ｄ上に吸着される。

【００５８】また、ガラス基板１７の裏面、即ち回折格
子パターンの形成面には金属製の矩形枠状のフレーム３
９が接着されている。また、そのフレーム３９の４隅の
底部にそれぞれ脚部４０ａ〜４０ｄ（４０ｄは図５には
現れていない）が形成されており、そのフレーム３９及
び脚部４０ａ〜４０ｄより自己保持部材１８が構成され
ている。更に、フレーム３９の側壁の内側は、その回折
格子パターンから発生する回折光が当たらないように、
外側に開いた形状をしていることが望ましい。そして、
ガラス基板１７をレチクルＲ上に設定するときには、そ
のフレーム３９の脚部４０ａ〜４０ｄの底面がそのレチ
クルＲの４隅に接触するようにする。この場合、レチク
ルフレーム１９の４隅の接触部１９ａ〜１９ｄとそのフ
レーム３９の脚部４０ａ〜４０ｄとがレチクルＲを挟ん
で対向している。これにより、ガラス基板１７及びフレ
ーム３９の重量はレチクルホルダー１９の接触部１９ａ
〜１９ｄに支持されて、レチクルＲの撓みが無くなる。

【００５９】次に、図６（ａ）はガラス基板１７の表面
からの斜視図、図６（ｂ）はガラス基板１７の裏面から
の斜視図であり、これら図６（ａ）及び（ｂ）に示すよ
うに、フレーム３９はガラス基板１７の側面から間隔ｇ
だけ内側に固定されており、そのフレーム３９の内部に
回折格子パターンＲＧが形成されている。また、そのガ
ラス基板１７の表面から脚部４０ａ〜４０ｄの底部まで
の高さＧの最小値は（２）式で規定されている。但し、
通常はその高さＧの最小値は０であり、その高さＧは低
い方がよい。

【００６０】次に、図７を参照して本例の投影露光装置
に対する回折格子パターンＲＧが形成されたガラス基板
１７の搬送方法の一例につき説明する。図７は本実施例
の投影露光装置のレチクル搬送系の概念図であり、この
図７において、光軸ＡＸは図１の投影光学系ＰＬの光軸
そのものである。４１は回折格子パターンＲＧが形成さ
れたガラス基板１７のケースであり、ケース４１には可
動式の蓋４２が取り付けられている。また、このケース
４１はレチクル用のケースの集合体であるレチクルライ
ブラリの一角に設置されているものである。また、レチ
クルＲにはパターン面に対する塵等の付着を防止するた
めの薄い膜（ペリクル膜）が張設された矩形の枠状のペ
リクルフレームが装着されていることがあるが、本例の
ガラス基板１７には通常のペリクルフレームとは異なる
フレーム３９が装着されている。従って、そのケース４
１は、ガラス基板１７をそのフレーム３９の脚部４０ａ
〜４０ｄで保持する形式であることが望ましい。

【００６１】図７において、レチクルは図示省略したケ
ースより第１アーム４３、第２アーム４４及び第３アー
ム２４を介して図１のレチクルホルダー１９上に搬送さ
れる。本例ではそれらアーム４３，４４及び２４を介し
てケース４１から回折格子パターンが形成されたガラス
基板１７をも図１のレチクルＲの上に搬送する。この場
合、第１アーム４３は幅ｗａの突き出し部４３ａ及び４
３ｂを備えてコの字型に形成され、第２アーム４４はレ
チクル又はガラス基板１７の４隅に対応する４個の爪部
４４ａ〜４４ｄ（図７には４４ｄは現れていない）を備
え、第３アーム２４も幅ｗａの突き出し部４３ａ及び４
３ｂを備えている。その第１アーム４３の突き出し部４
３ａ及び４３ｂの幅ｗａは、図６（ｂ）に示すガラス基
板１７の側面とフレーム３９との間隔ｇよりも狭く設定
されている。これにより、その突き出し部４３ａ及び４
３ｂをガラス基板１７と脚部４０ａ〜４０ｄとの間に差
し込んでその回折格子パターンＲＧが形成されたガラス
基板１７を安定に搬送できる。

【００６２】図７のケース４１の内部からガラス基板１
７を図１のレチクルＲの上に搬送するには、先ず、ケー
ス４１の蓋４２を開けて第１アーム４３の突き出し部４
３ａ及び４３ｂにそのガラス基板１７を載せて、その第
１アーム４３でそのガラス基板１７を取り出す。そし
て、その第１アーム４３を移動してそのガラス基板１７
を第２アーム４４の爪部４４ａ〜４４ｄに渡す。その
後、その第２アーム４４が移動してそのガラス基板１７
を第３アーム２４の突き出し部２４ａ及び２４ｂに渡
し、第３アーム２４がそのガラス基板１７を図１のレチ
クルＲの上に載置する。この際に、ガラス基板１７には
図５に示すように自己保持部材１８が装着されているの
で、ガラス基板１７はその自己保持部材１８を介してレ
チクルＲ上に載置される。

【００６３】以上のような自己保持部材１８を装着した
ガラス基板１７をレチクル搬送系を用いてレチクルＲ上
に載置して露光を行ったところ、解像力及び焦点深度の
向上が見られた。また、図５に示すように、ガラス基板
１７及び自己保持部材１８の重量は脚部４０ａ〜４０ｄ
を介してそのままレチクルホルダー１９の接触部１９ａ
〜１９ｄで受けられるので、レチクルＲが撓むことがな
く、図１の投影光学系ＰＬの投影像の歪曲収差や像面湾
曲の変化は認められなかった。

【００６４】また、図１において、レチクルＲに対して
ガラス基板１７は固定されていないため、ガラス基板１
７を一旦図７のケース４１に戻した後、レチクルＲを別
のレチクルに交換し、その後そのガラス基板１７を再度
そのレチクル上に載置して露光を行ったところ、前と同
様に解像力及び焦点深度の向上が見られた。

【００６５】なお、ガラス基板１７及び自己保持部材１
８の構成は上述実施例に限定されず、回折格子が形成さ
れた基板にギャップ設定用の脚部が装着され、その形状
がレチクル搬送系で搬送可能であり、更にレチクルホル
ダー１９の接触部（レチクル保持部）１９ａ〜１９ｄに
回折格子が形成された基板の重量が加わるような形状で
あればよい。また、その自己保持部材１８の脚部４０ａ
〜４０ｄの材質は発塵が少ない材質であればよい。この
ように、本発明は上述実施例に限定されず、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、偏向部材により照明光
を傾斜させることにより、変形光源を使用した場合と等
価な状態でマスクを照明することができるので、σ値が
大きい複雑な照明光学系を使用することなく、高解像度
で且つ深い焦点深度でレチクル等のマスクのパターンを
投影光学系を介して感光基板上に転写できる利点があ
る。更に、その偏向部材に間隔設定用の自己保持用の固
定部材が設けられているので、マスクを変更した場合で
も迅速且つ容易にその偏向部材の設定を行うことができ
る。

【００６７】また、そのマスクをそのマスクの周縁部の
支持領域で支持するマスク保持部材を設け、その自己保
持用の固定部材にそのマスクの支持領域に対向する領域
でそのマスクに接触する脚部を設けた場合には、その偏
向部材と自己保持用の固定部材の重量をそのままそのマ
スク保持部材で受けることができ、マスクが撓むことが
ない。従って、投影光学系の投影像の歪曲収差や像面湾
曲の状態変化が極めて小さい利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による投影露光装置の一実施例の全体を
示す概略構成図である。

【図２】（ａ）は実施例のレチクルＲのパターンの一例
を示す平面図、（ｂ）は図２（ａ）のレチクルパターン
に対応するガラス基板１７側の回折格子パターンＲＧを
示す平面図である。

【図３】図２（ａ）のレチクルＲと図２（ｂ）のガラス
基板１７とを示す拡大側面図である。

【図４】（ａ）は実施例のレチクルＲのパターンの他の
例を示す平面図、（ｂ）は図４（ａ）のレチクルパター
ンに対応するガラス基板１７側の回折格子パターンＲＧ
を示す平面図、（ｃ）はフーリエ変換面２８における仮
想的な照度分布を示す線図である。

【図５】実施例のガラス基板１７からレチクルホルダー
１９までの装着状態を示す斜視図である。

【図６】（ａ）は実施例のガラス基板１７を上方から見
た場合の斜視図、（ｂ）はそのガラス基板１７を底部か
ら見た場合の斜視図である。

【図７】実施例のレチクル及び回折格子パターンが形成
されたガラス基板の搬送系を示す斜視図である。

【図８】変形光源を用いた投影露光装置の光学系の一例
を示す概略構成図である。

【符号の説明】

４光源７フライアイレンズ８開口絞り１１視野絞り１４，１５コンデンサーレンズ１７ガラス基板１８自己保持部材１９レチクルホルダー１９ａ〜１９ｄ接触部ＲレチクルＰＬ投影光学系ＷウエハＲＧ回折格子パターン２２主制御系２４第３アーム３１ライン・アンド・スペースパターン３４位相格子３９フレーム４０ａ〜４０ｄ脚部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの照明光により均一な照度でマ
スクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターンの
像を感光基板上に結像して投影する投影光学系とを備え
た投影露光装置において、前記マスクから前記照明光学系側に所定間隔だけ離して
配置され、且つ前記照明光学系から前記マスクに対して
照射される前記照明光の少なくとも一部の照明光の前記
マスクに対する入射角を前記照明光学系の光軸に対して
傾斜させる偏向部材と、前記偏向部材側に装着され、前記偏向部材と前記マスク
との間隔を前記所定の間隔に保つための自己保持用の固
定部材とを設けた事を特徴とする投影露光装置。
【請求項２】前記マスクを前記マスクの周縁部の支持
領域で支持するマスク保持部材を設け、前記自己保持用の固定部材に前記マスクの支持領域に対
向する領域で前記マスクに接触する脚部を設けた事を特
徴とする請求項１記載の投影露光装置。