TWI408505B - 曝光方法、電子元件製造方法以及曝光裝置 - Google Patents

Description

曝光方法、電子元件製造方法以及曝光裝置

本發明是關於半導體積體電路、平面顯示裝置、薄膜磁頭、微機械等電子元件製造製程中，微細圖案形成製程中所使用之曝光方法及使用該曝光方法之電子元件製造方法，以及用於該方法之適宜的曝光裝置及照明光學裝置。

於半導體積體電路等電子元件之製造製程中，形成微細圖案時，一般使用光微影技術。其是將光阻劑(感光性薄膜)形成於晶圓等被加工基板表面，並藉由具有對應於應形成之圖案形狀的光量分佈之曝光用光的曝光製程、顯影製程以及蝕刻製程等，於被加工基板上形成期望圖案。

目前最先進之電子元件製造，於上述曝光製程中，主要使用投影曝光方法作為曝光方法。

其是將可形成的圖案放大4倍或5倍後形成於光罩(亦稱標線片，reticle)上，並將照明光照射於此，利用縮小投影光學系將其透射光曝光轉印於晶圓上。

投影曝光方法中可形成的圖案之微細度，由縮小投影光學系之解析度而決定，其與將曝光波長除以投影光學系統之數值孔徑(NA)而得的值大致相等。因此，為形成更微細之電路圖案，必須具有更短波長之曝光光源與更高NA之投影光學系統。

另一方面，如同非專利文獻1及非專利文獻2中所揭示那樣，亦提出有如下方案：將繞射光柵配置於光源與晶圓 等被加工基板之間，使照明光照射至該繞射光柵時產生的多個繞射光於被加工基板上產生干涉，利用其干涉條紋之明暗圖案於被加工基板上形成微細圖案之方法(以下稱作「干涉曝光方法」)。

【非專利文獻1】J.M. Carter等：“Interference Lithography”http://snl.mit.edu/project_document/SNL-8.pdf

【非專利文獻2】Mark L. Schattenburg等：“Grating Production Methods”http://snl.mit.edu/papers/presentations/2002/MLS-Con-X-2002-07-03.pdf

上述先前之曝光方法中的投影曝光方法中，為獲得更高解析度，必須具有更短波長之光源與更高NA之投影光學系統。

然而，目前最先進之曝光裝置中，將曝光光之波長短波長化為193 nm，而今後進一步的短波長化，自可使用之透鏡材料的方面考慮，較為困難。

又，目前最先進的投影光學系統之NA達到0.92左右，而超過此值之高NA化，較為困難，並成為曝光裝置之製造成本大幅上漲的原因。

另一方面，干涉曝光方法中，為提高所形成之干涉條紋之對比度，且於照明光行進方向上在較廣範圍內獲得高對比度的干涉條紋，要求使發生干涉的光線束之間具有較高空間可干涉性。另一方面，為確保於被曝光基板上曝光光照度之均勻性，必須使照射至被曝光基板上之照明光， 以某種程度的入射角度範圍入射，此與一般而言的上述較高空間可干涉性相反，故而難以同時實現兩者。

本發明鑒於上述課題研製而成，第1目的在於提供一種可廉價形成微細圖案之曝光方法，該細微圖案具體而言是近於或小於光之曝光波長的微細圖案。

更具體而言，本發明的目的在於提供一種良好的干涉曝光方法，其於被加工基板附近在照明光行進方向之較廣範圍內獲得高對比度之干涉條紋，同時於被加工基板面內較廣範圍部分上實現均勻之照明光照度分佈。

又，本發明之目的在於提供使用有上述曝光方法的電子元件製造方法，並且提供用於上述曝光方法之適宜的曝光裝置以及照明光學裝置。

本發明相關之第1曝光方法的發明，其特徵在於：是藉由來自光源之照明光使圖案於感光性基板上曝光的曝光方法，包括如下製程：對第1繞射光柵照射該照明光之製程，該第1繞射光柵於第1方向上具有週期方向，且與第1方向直交之第2方向上具有長度方向；使來自該第1繞射光柵之繞射光照射至第2繞射光柵的製程，該第2繞射光柵配置在與該光源相反側，離該第1繞射光柵僅第1有效距離，並且於該第1方向上具有週期方向；以及使來自該第2繞射光柵之繞射光照射至該感光性基板上的製程，該感光性基板配置在與該第1繞射光柵相反側，距該第2繞射光柵之距離僅為與該第1有效距離大致相等的第2有效距離，並且該第1曝光 方法中，照射至該第1繞射光柵上特定一點之該照明光，是以多個照明光為主要成分，該多個照明光之行進方向，包括該第2方向且與大致垂直於該第1繞射光柵的特定平面大致一致。

繼而，照射至該第1繞射光柵的該照明光之主要成分，其行進方向自該特定平面內方向的偏移，作為一例，亦可設置以小於等於1〔mrad〕為有效角度。

本發明相關之第2曝光方法的發明，其特徵在於：是藉由來自光源之照明光使圖案於感光性基板上曝光的曝光方法，包括如下製程：對第1繞射光柵照射該照明光之製程，該第1繞射光柵於第1方向上具有週期方向，且與第1方向直交之第2方向上具有長度方向；使來自該第1繞射光柵之繞射光照射至第2繞射光柵的製程，該第2繞射光柵配置在與該光源相反側，離第1繞射光柵僅第1有效距離，並且於該第1方向上具有週期方向；以及使來自該第2繞射光柵之繞射光照射至該感光性基板上的製程，該感光性基板配置在與該第1繞射光柵相反側，距該第2繞射光柵之距離僅為與該第1有效距離大致相等的第2有效距離，並且該第2曝光方法中，照射至該第1繞射光柵上特定一點上的該照明光之有效入射角度，其範圍是於該第1方向上小於等於2〔mrad〕，於該第2方向上大於2〔mrad〕。

進而，亦可設置照射至該第1繞射光柵上特定一點的上述照明光，其有效入射角度之範圍是於該第1方向上小於等於1〔mrad〕，於該第2方向上大於5〔mrad〕。

根據本發明之第1曝光方法以及第2曝光方法之發明，對於第1繞射光柵與第2繞射光柵之週期方向以及長度方向，為使照明光入射角度之有效範圍最優化，可於感光性基板上，以充足寬裕度形成具有高對比度即高解析度之干涉條紋，並將其曝光於感光性基板上。

本發明相關之第3曝光方法的發明，其特徵在於：是藉由來自光源之照明光使圖案於感光性基板上曝光的曝光方法，包括如下製程：對第1繞射光柵照射該照明光之製程，該第1繞射光柵於第1方向上具有週期方向，而與第1方向直交之第2方向上具有長度方向；使來自該第1繞射光柵之繞射光照射至第2繞射光柵的製程，該第2繞射光柵配置在與該光源相反側，離第1繞射光柵僅第1有效距離，並且於該第1方向上具有週期方向；以及使來自該第2繞射光柵之繞射光照射至該感光性基板上的製程，該感光性基板配置在與該第1繞射光柵相反側，距該第2繞射光柵之距離僅為與該第1有效距離大致相等的第2有效距離，並且該第3曝光方法中，於該第1繞射光柵及該基板之間的光路上，設有其繞射光透射率根據其繞射光之行進方向而改變的繞射光選擇部件。

作為一例，可設該繞射光選擇部件，於其繞射光中，相對自該第1繞射光柵或第2繞射光柵以較小射出角度所射出的繞射光，其透射率較低，而相對自第1繞射光柵或者該第2繞射光柵以較大射出角度所射出的繞射光，其透射率較高。

根據本發明之第3曝光方法的發明，可使自第1繞射光柵或第2繞射光柵所產生之繞射光中，具有特定行進方向之繞射光相對其他繞射光而減少，且所期望之繞射光可相對優先地形成干涉條紋於感光性基板上。因此，可形成具有更高對比度且更好之干涉條紋，並可將其曝光於感光性基板上。

本發明第1曝光方法、第2曝光方法以及第3曝光方法之發明的任何一個中，可設置其第1繞射光柵形成於第1透過性平板之光源側表面上或者其附近。又，可設置其第2繞射光柵形成於第2透過性平板之第1繞射光柵側表面上或者其附近。

又，其第1有效距離及其第2有效距離均可設為大於等於1 mm且小於等於15 mm。

進而，其第1有效距離與其第2有效距離之差，作為一例亦可設為小於等於100 μm。

本發明第1曝光方法、第2曝光方法以及第3曝光方法之發明的任何一個中，其第1有效距離與其第2有效距離之至少其中之一，或者其第1有效距離與其第2有效距離之差，均可根據照明於其基板上之照明光於第1方向的收斂發散狀態，及其基板之伸縮，或者進而依據特定條件而決定。

或者，亦可設置為，照明於其第1繞射光柵上的其照明光於第1方向的收斂發散狀態，根據其第1有效距離及其第2有效距離、其基板之伸縮，或者進而依據特定條件而決定。

本發明第1曝光方法、第2曝光方法以及第3曝光方法之 發明的任何一個中，亦可設置各製程為，於其第2方向上，相對掃描其第1繞射光柵及其第2繞射光柵與其基板並且進行曝光，是藉由掃描曝光而進行。進而，亦可設置其基板上其照明光所照射區域之形狀，根據其第1方向位置而變化其第2方向的寬度。

又，亦可設置其第2繞射光柵與其基板之間的光路，由其曝光波長中折射率大於等於1.2的介電體來充滿。或者，亦可設置其第1繞射光柵與其基板之間的光路，由其曝光波長中折射率大於等於1.2的介電體來充滿。

本發明相關之第1電子元件製造方法之發明，其特徵為於構成電子元件之電路圖案的形成製程中至少一部分，使用任一個上述本發明之曝光方法。

繼而，本發明相關之第2電子元件製造方法之發明，其特徵為於構成電子元件之電路圖案的形成製程中至少一部分，使用利用投影曝光裝置之投影曝光方法與上述任一個本發明之曝光方法的合成曝光。

本發明相關之第1曝光裝置之發明，其特徵在於：是用以將來自光源之照明光與第1繞射光柵及第2繞射光柵所產生的干涉圖案，曝光於感光性基板上的曝光裝置，包括第1保持機構，其使該第1繞射光柵之週期方向保持與第1方向一致，使該第1繞射光柵之長度方向與直交於該第1方向的第2方向一致，使該第1繞射光柵與第1面大致一致；第2保持機構，其使該第2繞射光柵之週期方向保持與該第1方向一致，使該第2繞射光柵之長度方向與該第2方向一致，並 且使該第2繞射光柵與第2面大致一致，而該第2面在與該光源相反側，離該第1面僅第1有效距離；基板保持機構，其保持該基板使與第3面大致一致，該第3面在與該第1面相反側，距該第2面之距離僅為與該第1有效距離大致相等的第2有效距離；以及照明光學系統，其是用以將來自該光源之該照明光照射至該第1面，其將照射至該第1面內特定一點上的該照明光之主要成分設為多個照明光，該些照明光之行進方向包括該第2方向且與大致垂直於該第1面的特定平面大致一致。

繼而，照射至該第1面的該照明光之主要成分，其行進方向自該特定平面內方向的偏移，作為一例，亦可設置以小於等於1〔mrad〕為有效角度。

本發明相關之第2曝光裝置之發明，其特徵在於：是用以將來自光源之照明光與第1繞射光柵及第2繞射光柵所生成的干涉圖案，曝光於感光性基板上的曝光裝置，包括：第1保持機構，其使該第1繞射光柵之週期方向保持與第1方向一致，使該第1繞射光柵之長度方向與直交於該第1方向的第2方向一致，使該第1繞射光柵與第1面大致一致；第2保持機構，其使該第2繞射光柵之週期方向保持與該第1方向一致，使該第2繞射光柵之長度方向與該第2方向一致，並且使該第2繞射光柵與第2面大致一致，該第2面在與該光源相反側，離該第1面僅第1有效距離；基板保持機構，其保持該基板使與第3面大致一致，該第3面在與該第1面相反側，距該第2面之距離僅為與該第1有效距離大致相等的 第2有效距離；以及照明光學系統，其是用以將來自該光源之該照明光照射至該第1面，並將照射至該第1面內特定一點上的該照明光設為具有如下有效入射角度範圍之照明光：於該第1方向上小於等於2〔mrad〕，於該第2方向上大於2〔mrad〕。

進而，亦可設置照射至該第1面上特定一點的該照明光，其有效入射角度之範圍是於該第1方向上小於等於1〔mrad〕，於該第2方向上大於5〔mrad〕。

根據本發明第1曝光裝置以及第2曝光裝置之發明，可使第1繞射光柵與第2繞射光柵之週期方向及長度方向，與照明光入射角度之有效範圍的關係最優化，於此狀態下，進行對該感光性基板之曝光。因此，於該感光性基板上，可以充足寬裕度來形成高對比度即高解析度的干涉條紋，並將其曝光於感光性基板上。

又，亦可設置該照明光學系統，具有照明光均勻化單元，其使該第1面內其照明光強度分佈大致均勻化。

繼而，作為一例，亦可設置該照明光均勻化單元，包括透鏡元件沿著該第2方向排列的至少一個複眼透鏡。

本發明相關之第3曝光裝置之發明，其特徵在於：是用以將來自光源之照明光與第1繞射光柵及第2繞射光柵所生成的干涉圖案，曝光於感光性基板上的曝光裝置，包括第1保持機構，其使該第1繞射光柵之週期方向保持與第1方向一致，使該第1繞射光柵之長度方向與直交於該第1方向的第2方向一致，使該第1繞射光柵與第1面大致一致；第2保 持機構，其使該第2繞射光柵之週期方向保持與該第1方向一致，使該第2繞射光柵之長度方向與該第2方向一致，並且使該第2繞射光柵與第2面大致一致，該第2面在與該光源相反側，離該第1面僅第1有效距離；基板保持機構，其保持該基板使與第3面大致一致，該第3面在與該第1面相反側，距該第2面之距離僅為與該第1有效距離大致相等的第2有效距離；照明光學系統，其是用以將來自該光源之該照明光照射至該第1面；以及第3保持機構，其使繞射光選擇部件保持與該第1面及該第3面之間的第4面大致一致，該繞射光選擇部件相對於該繞射光之透射率，對應於該繞射光之行進方向而改變。

本發明相關之第4曝光裝置之發明，其特徵在於：是用以將來自光源之照明光與第1繞射光柵及第2繞射光柵所生成的干涉圖案，曝光於感光性基板上的曝光裝置，包括：第1保持機構，其使該第1繞射光柵之週期方向保持與第1方向一致，使該第1繞射光柵之長度方向與直交於該第1方向的第2方向一致，使該第1繞射光柵與第1面大致一致；第2保持機構，其使該第2繞射光柵之週期方向保持與該第1方向一致，使該第2繞射光柵之長度方向與該第2方向一致，並且使該第2繞射光柵與第2面大致一致，該第2面在與該光源相反側，離該第1面僅第1有效距離；基板保持機構，其保持該基板使與第3面大致一致，該第3面在與該第1面相反側，距該第2面之距離僅為與該第1有效距離大致相等的第2有效距離；照明光學系統，其是用以將來自該光源的該 照明光照射至該第1面；以及繞射光選擇部件，其配置於該第1面與該第3面之間，並且相對於該繞射光之透射率是對應於該繞射光之行進方向而改變。

根據本發明第3曝光裝置以及本發明第4曝光裝置之發明，可使由第1繞射光柵或第2繞射光柵產生之繞射光中，具有特定行進方向之繞射光相對其他繞射光而減少，且所期望的繞射光相對優先地形成干涉條紋於感光性基板上。因此，可形成更高對比度且更好的干涉條紋，並將其曝光於感光性基板上。

再者，於本發明第4曝光裝置之發明中，作為一例，可設其繞射光選擇部件，相對以較小入射角度射入該繞射光選擇部件之光，其透射率較低，而相對以較大入射角度射入該繞射光選擇部件之光，其透射率較高。

又，本發明第1曝光裝置、第2曝光裝置、第3曝光裝置以及第4曝光裝置之發明的任何一個中，作為一例，均可將其第1有效距離及其第2有效距離，設為小於等於1 mm且大於等於15 mm。進而，作為一例，亦可將其第1有效距離與其第2有效距離之差，設為小於等於100 μm。

或者，亦可設置為，其第1有效距離與其第2有效距離之至少一個，或者其第1有效距離與其第2有效距離之差，根據照明於其第1面之其照明光於其第1方向的收斂發散狀態，及其基板之伸縮，或者進而依據特定條件而決定。

又，亦可設置為，照明於該第1面的該照明光於該第1方向的收斂發散狀態，根據其第1有效距離及其第2有效距 離、其基板之伸縮、或者進而依據特定條件而決定。

並且，於本發明第1曝光裝置、第2曝光裝置、第3曝光裝置及第4曝光裝置之發明的任何一個中，可設置其第1保持機構及其第2保持機構、或者其基板保持機構之任何一個，均包括掃描機構，該掃描機構使其第1繞射光柵及其第2繞射光柵與其基板之相對位置關係，於其第2方向上相對移動。

或者，亦可設置為，其第1保持機構及其第2保持機構、或者其基板保持機構之任何一個，均包括移動機構，該移動機構使其第1繞射光柵及其第2繞射光柵與其基板之相對位置關係，於其第1方向上相對移動。

再者，本發明第1曝光裝置、第2曝光裝置、第3曝光裝置以及第4曝光裝置之發明的任何一個中，均可設為包括液體供給機構，該液體供給機構使其第2面與其第3面之至少一部分，充滿其曝光波長中折射率大於等於1.2的介電液體。

本發明相關之照明光學裝置之發明，其特徵在於：是用以將來自光源之照明光照射至特定被照射面的照明光學裝置，其將照射至該被照射面特定一點上的該照明光之有效入射角度範圍，於該被照射面內之第1方向上，設為小於等於2〔mrad〕，而於直交於該被照射面內該第1方向之第2方向上，設為大於2〔mrad〕，並且包括視場光闌(visual field diaphragm)，該視場光闌將照射至該被照射面的該照明光之形狀限制於特定形狀。

又，亦可設置為，照射至其第1面上特定一點的該照明光之有效入射角度範圍，於該第1方向上小於等於1〔mrad〕，於該第2方向上大於5〔mrad〕。

又，可設置照射至該被照射面的該照明光之形狀，根據其第1方向之位置而改變其第2方向之寬度。或者，可設置照射至該被照射面的該照明光之形狀，根據其第2方向之位置而改變其第1方向之寬度。

如此本發明的照明光學裝置之發明，進而可包括照明光均勻化單元，其使該被照射面內該照明光的強度分佈大致均勻化。

繼而，作為一例，該照明光均勻化單元，包括透鏡元件沿著其特定方向排列的至少一個複眼透鏡。

又，可設置為進而包括收斂發散調節機構，其可使照明於該被照射面內的該照明光於第1方向的收斂發散狀態改變。

以下，就本發明實施形態加以說明。

圖1是表示本發明曝光裝置之第1實施例的整體圖。再者，圖1中所示之XYZ座標系，與下述各圖表示之座標系為同一座標系，各圖中特定方向(X方向、Y方向、Z方向)，全部表示同一方向。

產生ArF(氟化氬)準分子雷射、KrF(氟化氪)準分子雷射、F2(氟氣)雷射、或者使用波長轉換元件的高頻諧波雷射等的光源1之照明光IL1，藉由構成沿第1光軸AX1 所配置的第1透鏡群之透鏡2、3、4、6，轉換為具有特定光束大小之平行光線束(平行光束)即照明光IL2。

照明光IL2，由偏振控制元件9設定為特定偏振狀態，而成為照明光IL3，並射入至構成照明光均勻化單元之一部分的聚光光學系10。繼而，於聚光光學系統10射出之照明光IL5，射入至構成照明光均勻化單元之一部分的複眼透鏡13等光學積分器。

於複眼透鏡13之射出側面，根據需要配置有孔徑光闌17。

再者，有關包含聚光光學系統10、複眼透鏡13、孔徑光闌17等之照明光均勻化單元，將於下文加以詳細說明。

於複眼透鏡13射出之照明光IL7，射入至沿第2光軸AX2所配置的構成第2透鏡群之透鏡19、20、21，並由此等透鏡折射成為照明光IL8而達到視場光闌22。關於視場光闌22將於下文加以說明。

透過視場光闌22之照明光，進而藉由沿第2光軸AX2所配置的構成第3透鏡群之透鏡25、26、27折射而到達聚光點28。聚光點28，藉由第2透鏡群19、20、21以及第3透鏡群25、26、27，與複眼透鏡13之射出側面，成為共軛關係(成像關係)。

繼而，通過聚光點28之照明光IL9，進而由構成第4透鏡群的透鏡29、30、32、35折射而成為照明光IL10，並射入至第1透光性平板P1。

再者，將以上自第1透鏡群2、3、4、5至第4透鏡群29、 30、32、35為止的照明光IL1~IL10之光路上的光學部件，在以下稱作「照明光學系統」。該照明光學系統IS亦可視為將配置有第1透光性平板P1之面作為特定照射面的「照明光學裝置」。

於第1透光性平板P1之下方(-Z方向)，設有第2透光性平板P2。

第2透光性平板P2是對向於應形成圖案之加工對象即半導體晶圓等基板W(以下，亦適合稱作「晶圓」)而配置。

於第1透光性平板P1上形成有下文所述之第1繞射光柵，而由照明光IL10照射至該第1繞射光柵所產生之繞射光，照射至第2透光性平板P2。於第2透光性平板P2上形成有下文所述之第2繞射光柵，而上述繞射光照射至該第2繞射光柵。繼而，由第2繞射光柵產生之繞射光照射至晶圓W，並於晶圓W上形成由多個繞射光產生之干涉條紋的明暗圖案。

於晶圓W之表面，形成有用以感光且記錄上述明暗圖案之光阻劑等感光部件PR。亦即，晶圓W可視為「感光性基板」。

晶圓W，被保持於晶圓定盤50上可於XY方向移動的基板保持機構即晶圓平臺38上，藉此可於XY方向移動。又，晶圓W的X方向之位置，經由設置於晶圓平臺38上移動鏡39之位置，由雷射干涉計40進行量測，Y方向之位置，亦經由設置於晶圓平臺38上未圖示的移動鏡位置，由未圖示之雷射干涉計進行量測。

晶圓標記檢測機構43包括光學顯微鏡，是用以檢測形成於晶圓W上的現有電路圖案或者對位標記之位置，根據需要於曝光前將保持於晶圓平臺38上的晶圓W，移動至晶圓平臺38上方晶圓標記檢測機構43之正下方，以檢測晶圓W上之圖案或者標記之位置。

第2透光性平板P2，與晶圓W以後文所述之特定間隔對向配置，且由第2保持機構37a、37b保持。又，第1透光性平板P1，與第2透光性平板P2以下文所述之特定間隔對向配置，且由第1保持機構36a、36b保持。

晶圓W之直徑以300 mm作為一例，而第2透光性平板P2之直徑以覆蓋晶圓W整個表面之直徑作為一例。同樣地，第1透光性平板P1之直徑亦以覆蓋第2透光性平板P2整個表面之直徑作為一例。其中，如後文所述，較為理想的是，第2透光性平板P2之直徑較晶圓W之直徑大，其程度近於或大於30 mm。

其次，針對根據本發明於晶圓W上所形成之干涉條紋的明暗圖案，利用圖2(A)~圖2(B)、圖3以及圖4加以說明。

於第1透光性平板P1之+Z側即光源1側之表面，形成有於X方向上具有週期性之一維相位調變式繞射光柵G11。此處，X方向可視作「第1方向」。繼而，於第2透光性平板P2之+Z側即第1透光性平板P1側之表面，亦形成有於X方向上具有週期性之一維相位調變式繞射光柵G21。

首先，就此等繞射光柵G11、G21，利用圖2(A)~ 圖2(B)加以說明。

圖2(A)是自+Z側觀察第1透光性平板P1之圖，於其表面形成有，Y方向上具有長度方向且與其直交之X方向上具有一維週期T1的相位調變式第1繞射光柵G11。此處，Y方向可視作「第2方向」。

第1繞射光柵G11，如所謂無鉻相位移光罩那樣，包括第1透光性平板P1之表面部分，及藉由蝕刻等刻蝕該平板表面後之刻蝕部分(圖2(A)中斜線部)。刻蝕部分之深度設定為，使透過其表面部之照明光與透過刻蝕部的照明光之間形成有大致180度的相位差。兩照明光中形成180度相位差時，相對於光之曝光波長λ、第1透光性平板P1之折射率n、及任意自然數m，其刻蝕深度設為(式1)(2m-1)λ/(2(n-1))

即可。

又，表面部分與刻蝕部分之寬度比率(占空比(duty ratio))，較好的是大致為1：1。

其中，上述相位差及占空比之任一個，亦可採用與上述180度及1：1不同之值。

圖2(B)是從+Z側觀察第2透光性平板P2之圖，於其表面(第1透光性平板P1側之面)，形成有Y方向上具有長度方向、X方向上具有一維週期T2之第2繞射光柵G21。第2繞射光柵G21之構造亦與上述第1繞射光柵G11相同。

第1透光性平板P1、第2透光性平板P2，由合成石英等 材料形成，此種材料對紫外線之透射性高，且熱膨脹係數(線膨脹係數)小，因此伴隨曝光時對光之吸收其熱變形較小。較好的是為防止產生自重變形等變形，將其厚度設為例如大於等於5 mm。其中，為進一步防止自重變形等，亦可設為大於等於10 mm之厚度。又，尤其使用F2雷射作為光源1時，較好的是使用添加有氟之合成石英。

再者，圖2(A)、(B)中，為便於說明，將週期T1表示為第1透光性平板P1直徑(以大於等於300 mm作為一例)之1成左右，但實際上週期T1為例如240 nm左右，週期T2為例如120 nm左右，相對第1透光性平板P1之直徑而言極小。該情形於圖2(A)、(B)以外的各圖中亦相同。

以下，利用圖3，針對藉由照明光IL10對第1繞射光柵G11以及第2繞射光柵G21照射而於晶圓W上形成干涉條紋之明暗圖案的原理加以說明。

圖3是表示相互對向配置之第1透光性平板P1、第2透光性平板P2以及晶圓W之剖面圖。

當照射照明光IL10時，自第1繞射光柵G11產生對應於其週期T1之繞射光。若第1繞射光柵G11為占空比1：1、相位差180度之相位調變式光柵，則所產生之繞射光主要是+1次繞射光LP與-1次繞射光LM。但是，亦可能產生除此以外的次數之繞射光。

±1次繞射光LP、LM之繞射角θ是相對於光之曝光波長λ，藉由(式2) sinθ=λ/T1

所表示的角。

其中，此繞射角θ為±1次繞射光LP、LM透過第1透光性平板P1並射出至空氣(亦包括「氮及稀有氣體」。以下亦同樣。)中之後的繞射角。亦即，±1次繞射光LP、LM於第1透光性平板P1中之繞射角θ' ，是使用第1透光性平板P1之折射率n，藉由(式3)sinθ' =λ/(n×T1)

所表示的角。

繼而，±1次繞射光LP、LM射入至第2透光性平板P2上之第2繞射光柵G21。此處，如上所述第2繞射光柵G21亦是相位調變式繞射光柵，故自第2繞射光柵G21亦主要產生±1次繞射光。

本例中，第2繞射光柵G21之週期T2是第1繞射光柵G11之週期T1的一半，即，滿足T1=2×T2之條件。於此情形下，由+1次繞射光LP對第2繞射光柵G21照射所產生的-1次繞射光LP1，相對Z方向具有傾斜角θ而向-X方向傾斜。又，由-1次繞射光LM對第2繞射光柵G21照射所產生的+1次繞射光LM1，相對Z方向具有傾斜角θ而向+X方向傾斜。再者，以使用由第2繞射光柵G21所產生之二次繞射光為前提，亦可使用T2=T1之第2繞射光柵。

如圖4所示，上述2束繞射光，相對晶圓W之鉛直方向(法線方向)ZW保持上述傾斜角θ而照射至晶圓W上，並 於晶圓W上形成作為干涉條紋之明暗圖案IF。此時，晶圓W上所形成之干涉條紋的明暗圖案IF之週期(強度分佈週期)T3為(式4)T3=λ/(2×sinθ)

。其為第1繞射光柵G11之週期T1的一半，且與第2繞射光柵G21之週期T2相等。

該明暗圖案IF，對應於其明暗使晶圓W表面上所形成之光阻劑等感光部件PR感光，則明暗圖案IF曝光轉印於晶圓W上。

因此，於晶圓W其整個面上形成有X方向具有週期T3且平行於Y方向之明暗圖案。繼而，於晶圓W上所形成的光阻劑PR上，該明暗圖案受到照射曝光。

而第2繞射光柵G21之週期T2大於特定值時，由+1次繞射光LP對第2繞射光柵G21照射而產生未圖示之+1次繞射光，由-1次繞射光LM對第2繞射光柵G21照射而產生未圖示之-1次繞射光。並且，如此之繞射光作為無用繞射光，使明暗圖案IF之對比度下降。

然而，週期T1以及週期T2為照明光波長λ左右或者小於其之情形時，+1次繞射光LP之+1次繞射光以及-1次繞射光LP之-1次繞射光自第2繞射光柵G21之射出角的正弦(sin)，根據式2，形式上超過1，即不產生此種繞射光。

如此週期T2之上限值為(式5) T2=3λ/2

。又，根據T1=2×T2，週期T1之上限值為3λ。

因此，當第1繞射光柵G11之週期小於等於3λ時，可防止上述無用之繞射光照射至晶圓W。

但是，其自第1繞射光柵G11直至晶圓W為止的光路空間之至少一部分全面充滿空氣情形時之條件，而如後文所述，所有上述光路空間由實際上具有大於1之折射率的介電體等媒質覆蓋時，該條件亦變得不相同。其原因是如式3，媒質折射率增大會使繞射角減小。

於此情形時，將存在於自第1繞射光柵G11至晶圓W之照明光路上的媒質中，具有最低折射率ne之媒質中之照明光波長作為有效波長λe(=λ/ne)，則週期T2上限值為3λe/2，週期T1上限值為3λe。

另一方面，為產生±1次繞射光LP、LM，第1繞射光柵G11之週期T1必須大於等於λe。若不滿足此條件，則具有上述最低折射率ne之媒質中之±1次繞射光LP、LM的繞射角之正弦超過1，其原因是±1次繞射光LP、LM無法到達晶圓W。又，根據T1=2×T2，第2繞射光柵G21之週期T2亦必須大於λe/2。

繼之，針對本發明之第1繞射光柵G11與第2繞射光柵G21的有效距離L1、以及第2繞射光柵G21與晶圓W的有效距離L2，利用圖5加以說明。

如上所述，±1次繞射光LP、LM之行進方向即繞射角，因±1次繞射光LP、LM透射之媒質的折射率而變化。繼而， 第1繞射光柵G11與第2繞射光柵G21之光學有效距離，及第2繞射光柵G21與晶圓W之光學有效距離，亦因此等之間的媒質之折射率而變化。

因此，由於以實際物理距離定義此等距離顯得含糊，故於本發明中，採用以下「有效距離」來表示，第1繞射光柵G11與第2繞射光柵G21之間隔、以及第2繞射光柵G21與晶圓W之間隔，不因媒質之折射率而變化。

以下，利用圖5，就有效距離加以說明。

圖5是表示形成有第1繞射光柵G11之第1透光性平板P1、與形成有第2繞射光柵G21之第2透光性平板P2的剖面圖。再者，圖5中亦表示有與上述±1次繞射光LP、LM等價之+1次繞射光LPA、LPG以及-1次繞射光LMA、LMG。

此處，第1透光性平板P1之厚度為D1，第1透光性平板P1與第2透光性平板P2之間隔為D2，故而第1繞射光柵G11與第2繞射光柵G21之物理距離為D1+D2。

然而，第1繞射光柵G11與第2繞射光柵G21之第1「有效距離」L1，是作為D3與D1之和而進行定義，D3是第1透光性平板P1之厚度D1之空氣中換算距離，D1則是充滿空氣的第1透光性平板P1與第2透光性平板P2之間隔。

首先，所謂空氣中換算距離是指下述距離。

由第1繞射光柵G11上特定之任意點即第1基準點BP所產生的+1次繞射光LPG，於折射率為n之第1透光性平板P1中，相對於通過第1基準點BP之第1繞射光柵G11的法線即第1基準線BL，僅以式3所求出之繞射角θ' 傾斜行進。然而， 自第1繞射光柵G11射出，且射出至折射率為1的空氣中之+1次繞射光LPA，相對於第1基準線BL，僅以式2所求出的繞射角θ傾斜行進。

此處，若假設透光性平板P1之折射率為1，反向沿+1次繞射光LPA之光路返回時的假想光路為LPV，則假想光路LPV於距透光性平板P1的下面僅為距離D3之上方，與第1基準線BL相交。

因此，可等價考慮為，厚度為D1、折射率為n之透光性平板P1，對於空氣中在繞射角為θ方向上行進之繞射光，具有於空氣中換算為D3之厚度(距離)。因此，將D3定義為透光性平板P1之空氣中換算距離。

此處考察D1與D3之關係，將+1次繞射光LPG於透光性平板P1射出之點與第1基準線BL之距離設為D4，則(式6)D4=D1×tanθ'

(式7)D4=D3×tanθ

成立。

藉此，獲得(式8)D3=D1×tanθ' /tanθ，考慮式2、式3後獲得(式9)D3=D1×cosθ/(n×cosθ' )。

再者，充滿空氣(n=1)之空間即第1透光性平板P1與第2透光性平板P2之間隔D1之空氣中換算距離僅可能為D1。

因此，第1繞射光柵G11與第2繞射光柵G21之第1有效距離L1，為上述D3與D1之和。

又，關於第2繞射光柵G21與晶圓W之第2有效距離L2，亦可以與上述同樣方法，求出有效距離L2。

於此情形下，在將第1基準點BP處射出的第1繞射光柵G11之+1次繞射光LPA於第2繞射光柵G21之射入點作為第2基準點PP，並將相對於通過第2基準點PP之第2繞射光柵G21的法線作為第2基準線PL時，第2透光性基板P2之空氣中換算距離D7，是假定第2繞射光柵G21之折射率為1而反向沿空氣中之-1次繞射光LP1A返回時之光路LP1V，與上述第2基準線PL之相交，其相交點與第2透光性基板P2之下面的距離。

繼而，將第2透光性平板P2與晶圓W(準確而言為光阻劑PR)之間的空間充滿空氣(n=1)，其空氣中換算距離為D6。

因此，第2繞射光柵G21與晶圓W之第2有效距離L2，作為上述D7與D6之和而被求出。

以上，雖就1枚透光性平板P1、P2與空氣間隔D2、D6之情形時的有效距離之計算方法加以說明，亦可同樣求出具有多個折射率大於1之媒質時的有效距離。亦即，對於各媒質，分別求出上述空氣中換算距離，再求出其之和即可。

於本發明中，將第1繞射光柵G11及第2繞射光柵G21之間的第1有效距離L1，與第2繞射光柵G21及晶圓W之間的第2有效距離L2，設定為大致相等。

藉此，如圖5所示，可使第1繞射光柵G11上任意一點BP上發出的±1次繞射光LP(LPG)、LM(LMG)，照射至晶圓W上第1基準線BL上之點即BW。亦即，照射至晶圓W上之一點(例如BW)的繞射光，是自第1繞射光柵G11上同一點(例如BP)發出的±1次繞射光LP、LM，故而該等繞射光必定產生干涉，而可形成具有良好對比度之干涉條紋。

其中，第1有效距離L1與第2有效距離L2無需精確一致，於某程度範圍內一致即可。

該第1有效距離L1與第2有效距離L2所要求的一致程度，是由與照射至第1透光性平板P1之照明光IL10的入射角度範圍之關係而決定。

以下，利用圖6(A)~圖6(D)就此加以說明。

圖6(A)與圖3以及圖5相同，是表示第1透光性平板P1、第2透光性平板P2以及晶圓W之剖面圖。又，圖6(B)與圖4相同，是表示形成於晶圓W上的干涉條紋之明暗圖案分佈圖，其表示如下3個明暗圖案分佈，即，晶圓W之Z位置，以使第2有效距離L2與第1有效距離L1相等之方式而設置時(Z=Z0)的明暗圖案分佈IFa0、以第2有效距離L2較第1有效距離L1僅短ΔZ之方式而設置時(Z=ZP)的明暗圖案分佈IFap、以及以第2有效距離L2較第1有效距離L1僅 長ΔZ之方式而設置時(Z=ZM)的明暗圖案分佈IFam。

照射至第1透光性平板P1上之第1繞射光柵G11之照明光IL10a是完全平行的照明光，其入射角為0時，即垂直入射時，形成於晶圓W上的明暗圖案分佈IFap、IFa0、IFam於圖中X方向之位置，無論晶圓W之Z方向，即無論第1有效距離L1與第2有效距離L2之差如何，均無變化。因此，明暗圖案分佈IFap、IFa0、IFam之強度分佈的峰值位置，於X=X0處固定。

另一方面，圖6(C)是表示照射至第1透光性平板P1上之第1繞射光柵G11之完全平行的照明光IL10b，自繞射光柵G11之法線方向朝X方向僅傾斜ψ角度而射入時之圖。

於此情形時，各1次繞射光LPb、LMb、LP1b、LM1b亦對應於照明光IL10b之傾斜，行進於分別相對圖6(A)中所對應之各1次繞射光LPa、LMa、LP1a、LM1a而傾斜之方向上。

繼而，如圖6(D)所示，形成於晶圓W上之干涉條紋的明暗圖案分佈於X方向之位置，亦對應於所照射之1次繞射光LP1b、LM1b的上述傾斜，且對應於晶圓W之Z位置而變化。

此時，將晶圓W之Z位置以使第2有效距離L2與第1有效距離L1相等之方式而設定時(Z=Z0)，明暗圖案分佈IFb0的強度分佈之峰值位置，與照明光IL10垂直射入第1繞射光柵G11時相同，為X=X0。

然而，以使第2有效距離L2較第1有效距離L1僅短ΔZ 之方式而設定時(Z=ZP)，明暗圖案分佈IFbp的強度分佈之峰值位置，成為自X=X0朝-X方向僅位移δp之位置。

又，以使第2有效距離L2較第1有效距離L1僅長ΔZ之方式而設定時(Z=ZM)，明暗圖案分佈IFbm的強度分佈之峰值位置，成為自X=X0朝+X方向僅位移δm之位置。

再者，此時，(式10)δP=δm=ΔZ×tan ψ

之關係成立。

在此，射入至第1繞射光柵G11之照明光僅是朝上述X方向傾斜之IL10b，故而形成於晶圓W上的干涉條紋，其位置朝X方向偏移，而其對比度卻並未下降。

然而，當射入至第1繞射光柵G11、G12之照明光，是具有各自向X方向之傾斜角(入射角)不同的多個行進方向之照明光時，該等照明光所形成的干涉條紋之位置亦根據式9而各自不同，因其強度重合而導致最終形成的干涉條紋之對比度下降。因此，於如此條件下，有時難以於Z方向具有充足寬裕度而將良好圖案曝光於晶圓W上。

因此，將第1有效距離L1與第2有效距離之差(以下稱作「Z位置差」)設為小於等於特定值，即，將晶圓W設定於Z方向之特定範圍內，並且將照射至第1繞射光柵G11之照明光IL10於X方向的入射角度範圍設為小於等於特定值，藉此可將良好圖案曝光在設定於特定Z方向之範圍內的晶圓W上。

作為一例，設置上述Z位置差小於等於30〔μm〕。繼而，作為一例，設置上述X方向之入射角度範圍小於等於2〔mrad〕。

此時，藉由照明光IL10中+X方向上最大，即傾斜+1〔mrad〕而射入至第1繞射光柵G11之照明光，使設定於離Z=Z0+30〔μm〕處的晶圓W上產生干涉條紋，其明暗圖案IFbp的強度分佈之峰值位置δp，依據式9變為30〔nm〕。

另一方面，藉由照明光IL10中-X方向上最大，即傾斜-1〔mrad〕而射入至第1繞射光柵G11之照明光，使設定於上述Z位置的晶圓W上產生干涉條紋，其明暗圖案IFbp的強度分佈之峰值位置δp，依據式9變為-30〔nm〕。

照明光IL10中，亦包括大致垂直於X方向射入至第1繞射光柵G11之照明光，故而於滿足上述入射角度範圍以及Z位置差之條件時，由上述照明光所形成的干涉條紋之明暗圖案IF的總和(強度相加)，針對其週期T3近於或大於150〔nm〕之明暗圖案，可保持良好對比度而於晶圓W上之光阻劑PR上曝光。

再者，當必須使週期為T3之更微細的明暗圖案IF曝光時，必須嚴格設定上述入射角度範圍以及Z位置差之條件。又，所形成的明暗圖案IF之對比度的下降，是根據式10，由入射角度範圍以及Z位置差之乘積所決定，故而較好的是將該乘積設定為小於等於特定值。

該乘積於上述條件下，為2〔mrad〕×30〔μm〕=60〔mrad‧μm〕，若例如設定為其一半左右，則針對其週期 T3近於或大於75〔nm〕之明暗圖案，可保持良好對比度而於晶圓W上之光阻劑PR上進行曝光。

作為一例，該情形可藉由將上述X方向之入射角度範圍設為小於等於1〔mrad〕，並將Z位置差設為小於等於30〔μm〕而得以實現。

或者，將上述X方向之入射角度範圍設為更小的值，亦可使Z位置差緩和至100〔μm〕左右。

在此，照明光IL10之入射角向Y方向的傾斜，使晶圓W上干涉條紋IF於Y方向位置產生變化，但對應於第1繞射光柵G11以及第2繞射光柵G21於XY面內之形狀，干涉條紋之明暗圖案IF是於Y方向大致一樣的干涉條紋，故而其Y方向之位置變化完全不成為問題。

亦即，並未因照明光IL10之入射角向Y方向傾斜，而不會產生干涉條紋IF之實際位置偏移，即使照明光IL10具有各自向Y方向之傾斜角不同的多個行進方向之照明光時，亦不會產生干涉條紋IF之對比度下降。

因此，關於照射至第1繞射光柵G11上任意一點的照明光IL10於X方向之入射角度，必須在如上所述之特定範圍內，而關於Y方向，則可具有較廣入射角度範圍。

換言之，照射至第1繞射光柵G11任意一點上的照明光IL10，亦可為於包括Y方向且包括該一點之平面(以下稱作「特定平面」)內各自具有不同行進方向之多個照明光。

又，X方向之入射角度範圍即行進方向之角度範圍，當其如上所述為±1〔mrad〕以內時，即，作為角度範圍， 為2〔mrad〕以內時，亦可自上述特定平面偏移。

關於照明光IL10於Y方向之入射角度範圍的上限，並無特別限制，但為提高第1繞射光柵G11之照明光IL10的照度均勻性，較好的是較廣設定Y方向之入射角度範圍。

因此，作為一例，較好的是照明光IL10於Y方向之入射角度範圍大於2〔mrad〕。又，將如上所述之照明光IL10於X方向之入射角度範圍限制為近於或小於1〔mrad〕時，為確保第1繞射光柵G11之照明光IL10的照度均勻性，較好的是將Y方向之入射角度範圍設定為大於5〔mrad〕。

以下，利用圖7(A)~圖7(D)以及圖8(A)~圖8(C)，說明實現滿足如此條件之照明光IL10的照明光均勻化單元之實施例。

圖7(C)表示自+X方向觀察該照明光均勻化單元之側面圖，圖7(D)表示自-Y方向觀察該照明光均勻化單元之側面圖。

本例之照明光均勻化單元包括：聚光光學系統10與複眼透鏡13，該聚光光學系統10包括輸入複眼透鏡11與聚光透鏡12，該複眼透鏡13是透鏡元件F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8於遮光性部件14上沿Y方向排成一行。

圖7(A)是自+Z方向觀察輸入複眼透鏡11之圖，圖7(B)是自+Z方向觀察複眼透鏡13之圖。

作為一例，輸入複眼透鏡11包括64個透鏡元件，其等是於X方向包括8行透鏡元件J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7、J8(自J4至J7省略符號圖示)，且於Y方向亦包括8行透鏡元 件K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8(自K5至K7省略符號圖示)。

圖8(A)是自+X方向觀察複眼透鏡13、照明系統後之群透鏡35a、第1透光性平板P1、第2透光性平板P2之圖，圖8(B)是自-Y方向觀察其之圖。再者，為了簡略化，將照明系統中各透鏡以1塊總括透鏡35a表示，其實態是總括表示圖1中照明光學系統之第2透鏡群19、20、21，第3透鏡群25、26、27，以及第4透鏡群29、30、32、35。

當照明光IL2照射至輸入複眼透鏡11時，該照明光被照射至如後文所述的複眼透鏡13上之各透鏡陣列。繼而，於複眼透鏡13射出的照明光IL7如圖8(A)以及圖8(B)所示，射入至透鏡35a。繼而，經總括透鏡35a折射成為照明光IL10，並射入至第1透光性平板P1。

其中，複眼透鏡13包括沿Y方向配置成一行之多個透鏡元件F1~F8，故而照明光IL10對第1透光性平板P1之入射角度特性，於X方向及Y方向上不同。

總括透鏡35a配置為使其入射側焦點面與複眼透鏡13之射出面一致，並使其射出側焦點面與第1透光性平板P1之上面(+Z)一致。因此，總括透鏡35a構成所謂傅立葉變換透鏡。

於複眼透鏡13之各透鏡元件射出的照明光IL7，經總括透鏡35a折射而成為照明光IL10，並重疊照射至第1透光性平板P1上。因此，第1透光性平板P1上照明光之強度分佈，因該重疊之平均化效果而均勻化。

照射至第1透光性平板P1上任意一點IP之照明光IL10，其Y方向的入射角度範圍ψ，對應於複眼透鏡13於Y方向之排列，成為如圖7(A)所示之特定值。

另一方面，複眼透鏡13於X方向僅為1行，故可將X方向之入射角度範圍設定為小於等於特定值。

因此，可將照射至一點IP之照明光IL10設為多個照明光，該等多個照明光於包括Y方向、且包括一點IP之平面(即上述特定平面)IPP的面內具有行進方向，且上述行進方向相互不平行。

又，根據需要，於複眼透鏡13之射出面上設置孔徑光闌17，該孔徑光闌17如圖8(C)所示，具有於Y方向較長且於X方向較窄之狹縫狀開口部18，並且亦可將照明光IL10於X方向之行進方向，進一步限定在與特定平面IPP平行之面內。又，該孔徑光闌17，亦可設在與複眼透鏡13之射出面共軛的圖1中聚光點28之位置處。

此處，針對輸入複眼透鏡11之構成加以詳細說明。

射入至構成輸入複眼透鏡11之各透鏡元件的照明光IL3，因各透鏡元件之透鏡作用而聚光。又，於各透鏡元件之射出面，形成有使照明光偏向Y方向且較好的是炫耀式(blazed)或多段式之繞射光柵DG。此處，輸入複眼透鏡11中排列於同一X方向排列位置且形成於透鏡元件上之繞射光柵DG，全部具有相同之繞射角度特性。

因此，於Y方向排列位置K1~K8之各透鏡元件射出的照明光，受到各透鏡元件之聚光作用以及繞射光柵DG之朝 Y方向的繞射(偏向)作用。

作為一例，圖7(C)以及圖7(D)中表示有於X方向的排列位置J3、Y方向的排列位置K3及K4射出的照明光IL4a、IL4b(將該等綜合為IL4c)。如圖所示，照明光IL4a、IL4b、IL4c於透鏡元件射出後，暫且聚光於聚光點15a、15b、15c。繼而，射入至聚光透鏡12，該聚光透鏡12配置為使其入射側焦點面與該聚光點15a、15b、15c一致，且其射出側焦點面與複眼透鏡13之入射面一致。亦即，聚光透鏡12構成所謂傅立葉變換透鏡。繼而，輸入複眼透鏡11之各透鏡元件的入射面，與對應於其之複眼透鏡13之各透鏡元件的入射面，成為共軛關係(成像關係)。

因此，於各透鏡元件K1~K8射出的各照明光IL4a、IL4b(將該等總稱作IL4c)對複眼透鏡13之射入位置，如下所述。

其X方向位置，由於透鏡元件K1~K8射出時各照明光IL4c並無於X方向之偏向角，故而照射至如圖7(D)所示之光軸AX1附近。

另一方面，其Y方向位置，由於當各照明光IL4a、IL4b於透鏡元件K1~K8射出時，因繞射光柵DG而於Y方向上產生特定偏向角，故而如圖7(C)所示，自光軸AX1朝Y方向僅偏離與該偏向角成比例之量，由此，照射至透鏡元件F3上。

如上所述，於X方向排列位置J3上所排列之各透鏡元件K1~K8射出的各照明光於Y方向之偏向角相同，故而於 各透鏡元件K1~K8射出的照明光，全部重疊照射至透鏡元件F3上。

繼而，透鏡元件F3之入射面的照明光量分佈，因上述重疊效果而平均化並大致均勻化。

再者，形成於輸入複眼透鏡11之各透鏡元件射出面的繞射光柵DG，當X方向之排列位置一致時，其偏向特性相同，當X方向之排列位置不一致時，其偏向特性不同。因此，自輸入複眼透鏡11上X方向之排列位置相同的透鏡元件所射出之照明光，全部重疊射入至複眼透鏡13上同一透鏡元件，其入射面上之照明光量分佈，因上述重疊效果而平均化並大致均勻化。

再者，輸入複眼透鏡11以及聚光透鏡12，亦可視為具有如下限制功能之光學系統，其將射入至複眼透鏡13上一個透鏡元件之照明光，限制為配置有輸入複眼透鏡11之特定面內所分佈的照明光中，分佈於X方向特定範圍之照明光。

此處，分佈於輸入複眼透鏡11上X方向之特定範圍的照明光，於X方向傾斜特定角度，而射入至複眼透鏡13上之特定透鏡元件(例如F3)。此處，透鏡元件F3亦為傅立葉變換透鏡，故而形成於複眼透鏡13射出面之此等照明光之聚光點(二次光源)，對應於X方向之特定入射角而於X方向位移。

又，射入至各透鏡元件F1~F8之照明光於X方向之入射角，如上所述各自不同，故而形成於複眼透鏡13之射出 面的二次光源之位置，以各透鏡元件F1~F8為單位，各自於X方向微小量移位，因此並未形成於同一X座標上。

如此各二次光源位置於X方向之不均一，使構成照明光IL10之各照明光於X方向之行進方向產生不均，當此值超出例如上述容許值(以2〔mrad〕為一例)時，亦成為使形成於晶圓W上之干涉條紋的對比度下降之主要因素。

因此，為消除此微小位移，如圖9(A)以及圖9(B)所示，亦可於各透鏡元件F1~F8之入射面附近，設置楔形稜鏡161、162、163、168，該等楔形稜鏡用以使照明光IL5a於X方向偏向，而使其行進方向於YZ面內一致。當然，楔形稜鏡之楔角為各自不同的角度。

藉此，照明光IL6a對各透鏡元件F1~F8，於X方向是垂直入射，則可使形成於各透鏡元件F1~F8之射出部的二次光源群排列於同一X座標上。

或者，如圖10(A)所示，亦可將構成複眼透鏡13之各透鏡元件F1a~F8a自身之排列，各自於X方向進行微小位移，藉此使形成其射出面之二次光源群形成於同一X座標上，即形成於圖中虛線CL上。

又，如圖10(B)所示，亦可使構成複眼透鏡13之各透鏡元件F1b~F8b，由使透鏡中心(圖中所示圓之中心)相對於其外形而偏心的透鏡而構成，藉此，將形成其射出面之二次光源群形成於同一X座標上，即形成於圖中虛線CL上。

藉由上述方法，可減少各二次光源位置於X方向之不 均一，並可使構成照明光IL10之各照明光於X方向之行進方向的不均降低至特定容許值或其以下。

再者，上述之二次光源群於X方向之位置修正是可容易進行，以將射入至構成複眼透鏡13之各透鏡元件F1~F8中的一個的照明光，限制為分佈於配置有輸入複眼透鏡11之特定面內之照明光中，分佈於X方向特定範圍之照明光，即限制為於X方向具有固定入射角度之照明光。

但是，上述限制未必完全必須。換言之，其原因在於，射入至各透鏡元件F1~F8中的一個的照明光中之大部分照明光(例如光量為90%以上的照明光)，若為分佈於配置有輸入複眼透鏡11之特定面內的照明光中，分佈於X方向特定範圍之照明光時，實際上可獲得同樣效果。

又，自配置於輸入複眼透鏡11之射出面的繞射光柵DG，亦會產生並非所期望的繞射光等某種程度之雜散光，故而有時難以完全防止此等雜散光射入至透鏡元件F1~F8中所期望之一個以外的透鏡元件。然而，與上述同樣地，若該雜散光之光量相對於整個照明光之光量近於或小於10%時，當然實際上可獲得同樣效果。

再者，聚光光學系統10之實施例並非限於此，亦可例如圖11(A)~圖11(B)所揭示那樣，於XY面內特定區域，採用其楔形角度不同之稜鏡陣列100。

稜鏡陣列100於XY面內之構造，例如正方形稜鏡，是與圖7(A)所示之輸入複眼透鏡11同樣地二維排列於XY方向，其截面如圖11(A)及圖11(B)所示，各稜鏡之楔 形角度對應X方向之排列位置J1~J8以及Y方向之排列位置K1~K8而變化。

射入至稜鏡陣列100之照明光IL3，受到對應於該楔形角度之折射作用，即偏向作用，而照射至複眼透鏡13上之特定透鏡元件F1~F8上。

再者，毫無疑問地，於本例中，亦較好的是將射入至透鏡元件F1~F8中一個上的照明光，限定為來自稜鏡陣列100上排列於同一X方向排列位置的稜鏡群之照明光。藉此，可易於採用圖9(A)~圖9(B)及圖10(A)~圖10(B)所示之方法，該方法是用以將複眼透鏡13射出面之二次光源群形成於同一X座標上。

繼而，關於第1繞射光柵G11之第1有效距離L1、以及第2繞射光柵G21與晶圓W之第2有效距離L2的自身長度，原理上並無制約，但該等有效距離L1、L2較長時，藉由伴隨光路中空氣流動，及媒質之熱變化而產生折射率變化之影響，可能導致形成於晶圓W上的干涉條紋之位置穩定性或者對比度下降。

另一方面，若使形成第1繞射光柵G11之第1透光性基板P1、以及形成第2繞射光柵G21之第2透光性基板P1過薄，則會產生彎曲等而無法獲得良好之干涉條紋。

因此，本發明中，作為一例，設置第1有效距離L1以及第2有效距離L2，均大於等於1 mm且小於等於15 mm。

但是，為更高精度地形成干涉條紋之明暗圖案IF，亦可將第1有效距離L1以及第2有效距離L2均設為大於等於2 mm且小於等於10 mm。

其次，為進一步高精度地形成干涉條紋之明暗圖案IF，亦可將第1有效距離L1以及第2有效距離L2均設為大於等於3 mm且小於等於7 mm。

第1有效距離L1以及第2有效距離L2之長度，可由上述穩定性與干涉條紋之明暗圖案IF所要求的穩定性而決定。

在此，形成具有一維週期之干涉條紋的明暗圖案IF時，其形成時所使用之照明光IL10較好的是為直線偏振光，其偏振方向(電場方向)平行於明暗圖案IF之長度方向，即平行於第1繞射光柵G11以及第2繞射光柵G21之長度方向。於此情形下，可將干涉條紋IF之對比度設為最高。

但是，照明光IL10並非是完全的直線偏振光，若其為第1繞射光柵G11長度方向(Y方向)之電場成分大於週期方向(X方向)之電場成分的照明光，則可獲得上述對比度提高的效果。

照明光IL10之上述偏振特性，由設置於照明光學系統中之光控制元件9而實現。光控制元件9是例如設為以光軸AX1為旋轉軸方向而可旋轉之偏光鏡(偏光板)或偏振分光鏡，由其旋轉而可使照明光IL3之偏振方向為特定的直線偏振。

當光源1是放射大致偏振為直線偏振的雷射等照明光IL1之光源時，亦可使用同樣設為可旋轉之1/2波長板，作為光控制元件9。又，亦可採用各自可獨自旋轉且串聯設置之2塊1/4波長板。於此情形下，並非僅將照明光IL3~IL10 之偏振狀態設為大致直線偏振光，亦可設作圓偏振以及橢圓偏振的偏振光。

再者，上述任一照明光學系統中，照明光IL10所照射之範圍，當然亦可不包括第1透光性平板P1之整個面。亦即，可於包含形成於第1透光性平板P1上的第1繞射光柵G11之中心部，並且透過其之照明光到達晶圓W之特定區域，以照明光IL10之強度分佈均勻之方式進行照明。

又，照明光IL10所照射之範圍，亦可並非是包含晶圓W上整個面。

以下，利用圖12、圖13(A)~圖13(B)，就本發明其他實施形態加以說明。

圖12是表示本發明其他實施形態之曝光裝置概要圖。其中，光源1、照明光學系統IS以及第1透光性平板P1、第2透光性平板P2，與圖1所示之曝光裝置相同，故而省略圖示，僅聚光透鏡35以虛線表示。

本例中，照射至第1透光性平板P1之照明光IL10的區域，限制為小於晶圓W之照明區域42。但是，照明區域42之X方向的寬度大於晶圓W之直徑。

其次，相對於光源1、照明光學系統IS以及第1透光性平板P1、第2透光性平板P2，藉由晶圓平臺35於Y方向掃描晶圓W，而進行對晶圓W之曝光。如上所述，藉由照明光IL10、第1透光性平板P1上第1繞射光柵G11以及第2透光性平板P2上第2繞射光柵G21，而於晶圓W上，形成有X方向上具有週期，且Y方向上具有長度方向之干涉條紋的明暗 圖案IF，故而於該Y方向之掃描是沿干涉條紋之明暗圖案IF的長度方向而進行。

於上述掃描曝光時，晶圓W於X方向以及Y方向之位置或旋轉，經由設置於晶圓平臺38之X移動鏡39X及Y移動鏡39Y，利用X雷射干涉計40X1及40X2、Y雷射干涉計40Y1及40Y2進行量測，並由未圖示之平臺控制機構所控制。

藉由上述之掃描曝光，使晶圓W上因第1繞射光柵G11及第2繞射光柵G21而形成之明暗圖案IF於Y方向累積並曝光，故而可緩和此等繞射光柵之缺陷或異物的影響，則無缺陷之良好圖案曝光於晶圓W上。

又，針對照明區域42內可能殘存之照度不均勻性，其誤差於Y方向累積並平均化，故而實際上可實現更高均勻性。

進而，可將照明區域42之形狀，設為Y方向之寬度根據X方向之位置而變化。藉此，可使照明區域42形狀自身變化，以使照明區域42內照明光照度分佈的Y方向累積值更加均勻化。

上述照明區域42之形狀，可由設置於照明光學系統IS中視場光闌22之開口23的形狀而決定。再者，視場光闌22亦可配置於第1透光性基板P1之光源側附近。

圖13(A)中表示視場光闌22以及開口23之形狀的一例。

規定開口23之Y方向兩端的邊23a、23b為曲線，其間隔(Y方向之寬度)根據X方向之位置而變化。

又，照明區域42亦可為其X方向之長度小於晶圓W之直徑。於此情形下，亦可使晶圓W於X方向步進移動並反覆於上述Y方向掃描曝光，以使對晶圓W之整個面的干涉條紋之明暗圖案IF進行曝光。

以下，就如此曝光方法，利用圖14加以說明。

圖14是表示本發明之進而其他實施形態之曝光裝置的概要圖。其中，光源1、照明光學系統IS以及第1透光性平板P1、第2透光性平板P2，與圖1所示之曝光裝置相同，故而省略圖示，僅聚光透鏡35以虛線表示。又，X雷射干涉計40X1、40X2，Y雷射干涉計40Y1、40Y2等與圖12所示之曝光裝置相同，故而亦省略圖示。

本例之曝光裝置中，照明區域42a於其X方向之長度小於晶圓W之直徑。因此，可進行與上述同樣的藉由晶圓平臺38於晶圓W的Y方向掃描，並且使晶圓W於X方向步進移動，而進行對晶圓W之曝光。

具體而言，是使照明區域42a與晶圓W之相對位置關係，如虛線路徑45及實線路徑46那樣移動，並組合於Y方向之掃描曝光及該掃描曝光之各間隙內於X方向的步進移動，而進行對晶圓W之曝光。

上述Y方向之掃描曝光執行次數可為2次或2次以上之任意次，照明區域42a於X方向之長度，可設為大於將晶圓W之直徑除以掃描曝光次數所得的長度。

再者，為使晶圓W上位於照明區域42a之X方向邊界的部分上，相鄰接之上述Y方向的掃描曝光所形成之圖案並 無位置偏移而連續，又，為降低照明區域42a之邊界處半影不清晰(shadowy blur)的影響，較好的是兩掃描曝光之照明區域42a以某種程度重疊而曝光。

因此，亦可將照明區域42a之形狀，設為X方向之寬度根據Y方向之位置而變化。上述照明區域42a可形成為，使設置於照明光學系統IS中視場光闌22的開口24之形狀如圖13(B)所示那樣。

亦即，規定開口24之X方向兩端的邊24a、24b是不平行於Y方向之直線或曲線，其間隔(X方向之寬度)對應於Y方向之位置而變化。

使用由如此開口24所規定的照明區域42a，可使晶圓W上於Y方向掃描曝光之連續所形成之圖案區域內，圖案位置無偏移，且可進行降低半影不清晰之影響後的曝光。

再者，上述於Y方向之掃描以及於X方向之步進移動，均藉由晶圓平臺38而使晶圓W移動，反之，亦可構成為將照明光學系統IS、第1透光性基板P1以及第2透光性基板P2作為整體而保持著，並使之移動。又，亦可構成為將晶圓W與第1透光性基板P1以及第2透光性基板P2作為整體而保持著，並相對於此，對照明光學系統IS進行相對掃描。

又，亦可並非進行如上所述之掃描曝光，而是不斷進行於Y方向以及X方向之步進移動，而進行多次多重曝光。於此情形時，各曝光之間於Y方向之相對移動可為任意長度，但於X方向之相對移動，限定於晶圓W上所形成的干涉條紋之明暗圖案的週期T3之整數倍。

再者，一般而言，於曝光裝置中可曝光之晶圓W上，於先前之曝光製程(光微影製程)中既已形成圖案，故而於新的曝光製程中，必須保持該圖案之特定位置關係而形成圖案。

其次，晶圓W上之現有圖案，時常藉由伴隨對晶圓W之成膜製程、蝕刻製程之熱變形或應力變形，而相比於設計本身產生某種程度的伸縮。

因此，謀求於曝光裝置中，適用於上述晶圓W之伸縮，並進行某種程度伸縮修正而使新圖案形成於晶圓W上。

本發明之曝光裝置，藉由改變設定晶圓W之Z位置或者照明光IL10之收斂發散狀態的任意一方或者兩者，而可進行形成於晶圓W上的明暗圖案之伸縮修正。

首先，就照明光IL10之收斂發散狀態，利用圖15(A)~圖15(B)加以說明。

圖15(A)是表示照明光IL10為平行光線束時，即既未收斂亦未發散之狀態圖。此時，照明光IL10之照明區域42等的X方向之外緣LEa、LEb，垂直於第1透光性平板P1，照明光IL10c、照明光IL10d、照明光IL10e，與第1透光性平板P1內之位置無關，垂直射入至第1透光性平板P1。

另一方面，圖15(B)表示照明光IL10為發散之光線束時的圖，由外緣LEa1、LEb1規定之照明光IL10，整體成為發散光路。此時，外緣LEa1、LEb1分別自鉛直方向LEa、LEb傾斜(發散)Ψ e角度。因此，照明光IL10於第1透光性平板P1之入射角根據其位置而變化。

亦即，通過外緣LEa1附近之光路部分所照射的照明光IL10f，稍向外傾斜射入至第1透光性平板P1。繼而，若將傾斜角設為Ψ f，則藉由照明光IL10f而形成於晶圓W上之干涉條紋的明暗圖案之位置，形成於根據式10於-X方向僅偏移ΔZ×tanΨ f之位置。

此處，所謂ΔZ與上述同樣地，是第1繞射光柵G11與第2繞射光柵G21之第1有效距離L1，減去晶圓W與第2繞射光柵G21之第2有效距離L2之差。又，上述X方向之基準位置，是Ψ f=0時形成上述干涉條紋之明暗圖案的位置。

另一方面，通過外緣LEb1附近之光路部分所照射的照明光IL10h，其形成於晶圓W上之干涉條紋的明暗圖案之位置，藉由照明光IL10h向外之傾斜角Ψ h，根據式10而形成於+X方向上僅偏移ΔZ×tanΨ h之位置。

又，通過中心附近之光路部分所照射的照明光IL10g，其形成於晶圓W上的干涉條紋之明暗圖案的位置，由於照明光IL10g幾乎垂直入射，故而未產生位置偏移。

因此，曝光於晶圓W之干涉條紋圖案IF相對第1繞射光柵G11之大小關係，當ΔZ為正時，照明光IL10作為發散光束而可擴大，作為收斂光束而可縮小，因此可對曝光於晶圓W之干涉條紋圖案IF進行伸縮修正。

其次，本發明之曝光裝置中，如圖1所示，構成照明光學系統中第4透鏡群之透鏡29、30、32、35中，於負透鏡30上安裝有透鏡驅動機構31a、31b，於正透鏡32上安裝有透鏡驅動機構33a、33b。繼而，該等透鏡驅動機構31a、31b、 33a、33b，可於固定軸34a、34b上在Z方向移動，藉此使透鏡30以及透鏡32亦可各自獨立在Z方向移動。

亦即，第4透鏡群29、30、32、35，其全體構成所謂內對焦透鏡，其焦點距離或者焦點位置可變。

藉此，可使照明光IL10之收斂發散狀態可變。

再者，亦可與此對應，針對照明光學系統IS之第1透鏡群2、3、4、6，設置Z位置調製機構，並配合上述第4透鏡群29、30、32、35，使照明光IL10之收斂發散狀態可變。

此情形如圖1所示，於第1透鏡群2、3、4、6中的負透鏡4上，安裝有透鏡驅動機構5a、5b，於正透鏡6上安裝有透鏡驅動機構7a、7b。繼而，該等透鏡驅動機構5a、5b、7a、7b，可於固定軸8a、8b上在Z方向移動，藉此使透鏡4以及透鏡6亦可各自獨立地在Z方向移動。

又，根據式10，照明光IL10之收斂發散狀態並未設為如上述般可變，而是固定於特定收斂狀態或者發散狀態，亦可藉由改變配置該晶圓W之Z位置，即相對於第1有效距離L1改變第2有效距離L2，而進行上述伸縮修正。

較為理想的是，於晶圓W曝光之前，利用晶圓標記檢測機構43檢測出於晶圓W上多處所形成之現有電路圖案或者對位標記之位置，藉此根據預先所量測之晶圓W的伸縮量而進行此等伸縮修正。

再者，較為理想的是，於量測晶圓W之伸縮量等以前，使用晶圓平臺上基準標記41等，檢測晶圓標記檢測機構43之檢測位置44的基準位置。又，於曝光裝置中，為提高晶 圓標記檢測機構43之上述位置量測精度，較為理想的是於晶圓標記檢測機構43之位置，設置可量測晶圓平臺38之位置的檢測機構雷射干涉計40Y3等。

再者，較好的是，於晶圓標記檢測機構43中，亦具備可對包括晶圓W表面之凹凸形狀的Z位置進行量測之Z位置感測器。藉此，可量測晶圓W表面之Z位置，並根據其值於Z方向驅動晶圓平臺38，或者進而進行晶圓平臺38之傾斜控制，以此設定上述第2有效距離。

當然，上述Z位置感測器與晶圓標記檢測機構43不同，例如亦可設置於第2保持機構37a、37b等處。

而自第1繞射光柵G11並非僅產生上述所期望之繞射光即±1次繞射光LM、LP，亦會產生少量0次繞射光(直進光)。而且，該0次繞射光可能亦進而透過第2繞射光柵G21而到達晶圓W。其次，如此0次繞射光作為雜散光，會使所期望之形成於晶圓W上的干涉條紋之明暗圖案IF之對比度下降。

因此於本發明中，為遮蔽(吸收或者反射)該0次繞射光，亦可於第1繞射光柵G11與第2繞射光柵G21之間，設置包括多層膜干涉濾波器等之繞射光選擇部件。

圖16為一例圖，其表示於第1透光性平板P1之與第1繞射光柵G11的相反面上，設有繞射光選擇部件C1，且於第2透光性平板P2之與第2繞射光柵G21的相反面上，設有繞射光選擇部件C2。

此處，相對於射入至繞射光選擇部件C1、C2之入射角 度的透射率特性，如圖17所示。亦即，相對於以較小入射角度ρ射入至繞射光選擇部件C1、C2之光線，透射率TR1設定成較低，而相對於以較大入射角度ρ射入之光線，則透射率TR1設定成較高。

藉此，繞射光選擇部件C1、C2，可使射入至其中之繞射光透射率，對應於其行進方向而變化。具體而言，可使以較小射出角於第1繞射光柵G11射出之0次繞射光的透射率，相對低於以較大射出角自第1繞射光柵G11射出之1次繞射光的透射率。因此，可降低到達晶圓W之0次繞射光的光量，而可防止形成於晶圓W上之所期望的干涉條紋之明暗圖案IF的對比度下降。

如此繞射光選擇部件C1、C2，例如可藉由將由高折射率氧化物所構成之膜與由低折射率氧化物所構成之膜經多層交互所形成的薄膜而實現。又，亦可藉由將由高折射率氟化物所構成之膜與由低折射率氟化物所構成之膜經多層交互所形成的薄膜而實現。

而為減少附著於第1繞射光柵G11以及第2繞射光柵G21上之異物等產生的不良影響，如圖16所示，亦可於第1透光性平板P1之光源側附近，或者第2透光性平板P2與晶圓W之間，設置對第1繞射光柵G11以及第2繞射光柵G21之異物附著防止用薄膜(pellicle，光罩護膜)PE1、PE2。繼而，亦可例如按特定枚數對數枚的晶圓W進行曝光後更換光罩護膜PE1、PE2，藉此除去異物。

作為光罩護膜PE1、PE2，例如可使用有機樹脂製光罩 護膜，該有機樹脂製光罩護膜用於對投影曝光裝置中所使用之光罩的異物付著之防止。

或者，亦可使用含有合成石英等無機材料之透光性平板作為光罩護膜PE1、PE2。

再者，於上述例中，設置第1繞射光柵G11、G12為相位調變式繞射光柵，第2繞射光柵G21為強度調變式繞射光柵，而兩繞射光柵之構成並非限於此。例如，任一繞射光柵，亦可如半色調相位移光罩(Attenuated Phase Shift Mask，衰減式相位移光罩)，使用將透射光之相位及強度兩者進行調變的繞射光柵。

再者，於上述例中，第1繞射光柵G11、G12與第2繞射光柵G21分別形成於不同之透光性平板上，但亦可於同一透光性平板上形成兩繞射光柵。

圖18是表示將第1繞射光柵G13與第2繞射光柵G14，分別形成於一個透光性平板P3之光源側及晶圓W側之例圖。再者，本例中，各繞射光柵之構造及製法亦與上述例相同。又，透鏡35及其上游的照明光學系統亦與上述例相同。

再者，圖18中透光性平板P4，是為防止第2繞射光柵G14之污染，以及使第1有效距離L1與第2有效距離L2相等而設計的。

又，第1繞射光柵以及第2繞射光柵任一個，均並非限於僅設置於透光性平板之表面。

例如，如圖19所示，第2繞射光柵G16形成於第2透光 性平板P6之表面，但亦可於其上貼合較薄的第3透光性平板P7，而使第2繞射光柵G16實際形成於透光性平板之內部。再者，圖19中第2透光性平板P5以及第1繞射光柵G15，與圖3所示相同。

再者，於使用該等透光性平板P7等時，第1有效距離L1以及第2有效距離L2藉由上述方法而定義、求取之方式不變。

再者，於上述任一例中，第1繞射光柵G11以及第2繞射光柵G21，亦必須對應於晶圓W上可曝光的干涉條紋之明暗圖案的週期T3而進行更換。圖21(A)~圖21(B)表示該更換機構之一例的圖，圖21(A)表示自-Z方向觀察其之圖，圖21(B)表示圖21(A)中A-B部分附近之剖面圖。

夾盤部53a、53b、53c、53d，藉由真空吸附等方式，保持住設有第2繞射光柵之第2透光性平行板P2的周緣部P2E，而設有上述夾盤部之平板承載器52，可於X方向滑動，並且可於Z方向上下移動。

於更換前，第2透光性平行板P2藉由第2保持機構37a、37b，37c而保持著。對於此狀態，平板承載器52自X方向進入第2透光性平行板P2之下部，並上升至上方。繼而，夾盤部53a、53b、53c、53d吸附第2透光性平行板P2之周緣部P2E。

其後，第2保持機構37a、37b、37c向如圖中空心箭頭所示之放射方向退出，並於此狀態下，平板承載器42向+ X方向退出，而取走第2透光性平行板P2。繼而，應重新裝填之另外的第2透光性平行板，經與上述相反之動作而設置於第2保持機構37a、37b，37c上，由此第2透光性平行板之更換結束。

第1透光性平行板P1之更換機構亦設為上述相同結構。

再者，由於第1透光性平行板P1與第2透光性平行板P2之間隔較短，故難以於其間隔內插入上述平板承載器。

因此，較好的是，如圖20所示，將第1保持機構36a等以及第2保持機構37a等，設為藉由支持部件51而可於XY面內方向之上述放射方向以及Z方向移動。藉此，可確保上述平板承載器之裝填間隙。

再者，第1保持機構36a等以及第2保持機構37a等之上述Z驅動機構，亦可於將第2繞射光柵G21與晶圓W之第2有效距離L2、以及第1繞射光柵G11與第2繞射光柵G21之第1有效距離L1設定為特定值時使用。

再者，如圖20所示，第1透光性平行板P1之周緣部P1E以及第2透光性平行板P2之周緣部P2E，受到搖動加工而相對其等中心部變薄。繼而，設於第1保持機構36a等之真空吸附部P1V以及設於第2保持機構37a等之真空吸附部P2V，藉由此等經搖動加工之周緣部P1E以及PE2而保持住第1透光性平行板P1及第2透光性平行板P2。

而上述例中，第2透光性平板P2與晶圓W之間，存在空氣，然而亦可替代此而充滿特定的介電體。藉此，可使 照射至晶圓W之照明光(繞射光)的實際波長，僅縮小上述介電體之折射率大小，則可進一步縮小形成於晶圓W上之干涉條紋的明暗圖案之週期T3。再者，當然，為此第2繞射光柵G21之週期T2以及第1繞射光柵G11之週期T1，亦必須與此成比例而縮小。

圖22(A)表示符合此情形之晶圓平臺38a等之例圖。於晶圓平臺38a之周圍設有連續之側壁38b、38c，並於側壁38b、38c所圍繞之部分，可保持水等液體56。藉此，晶圓W與第2透光性平板P2之間充滿水，則照明光之波長，僅縮小水之折射率(對於波長193 nm之光為1.46)。

再者，亦並列設置有供水機構54以及排水機構55，藉此，於由側壁38b、38c所圍繞之部分，無污染且新鮮的水被供給且排出。

又，如圖22(B)所示，亦可使晶圓平臺38a之側壁38d、38e的最上面高於第1透光性平板P1之下面，並且使第1透光性平板P1與第2透光性平板P2之間的空間充滿水。供水機構54a以及排水機構55b之功能與上述相同。

藉此，可將自第1繞射光柵G11至晶圓W之整個光路，以除空氣以外之介電體覆蓋，並可使上述照明光之有效波長λ僅縮小水之折射率大小。繼而，藉此可進行具有更加微細之週期的圖案曝光。

再者，圖22(B)所示之曝光裝置中，當使用如圖3所示之光柵作為第2透光性平板P2以及第2繞射光柵G21時，水進入第2繞射光柵G21之刻蝕部而無法獲得所期望之相 位差，故可能無法作為相位光柵而發揮功能。因此，對於如此曝光裝置，較為理想的是，使用如圖19所示之第2透光性平板P6、第2繞射光柵G16以及透光性平板P7。其原因在於，事實上，使用形成於透光性平板內部之第2繞射光柵G16，可防止水浸入，則可確保作為相位光柵之功能。

或者，作為相位光柵，亦可使用高折射率部件與低折射部件於第1方向上交互週期性排列的相位光柵。其可藉由對繞射光柵之刻蝕部，埋入與下述透光性平板之材質的折射率不同之材質而形成，該繞射光柵是於例如圖3所示之如第2繞射光柵G21之石英玻璃等透光性平板上，週期性形成刻蝕部而形成。當使用包含石英玻璃等折射率小於等於1.7之材質的透光性平板時，使用折射率大於等於1.8之材質，作為可埋入之材料，其於可形成適當的相位差方面有較佳的效果。又，對於藍寶石(sapphire)等高折射率基板，亦可埋入低折射率材料而形成相位光柵。

再者，毫無疑問地，第2透光性平板P2與晶圓W之間充滿的介電體不限於水，亦可為其他介電液體。於此情形時，自縮小干涉條紋之明暗圖案週期的角度而言，較好的是，該介電液體之折射率大於等於1.2。

再者，本發明之曝光裝置中，沿著光路以近接方式配置各種透光性平板，故而可能產生因伴隨其各表面之表面反射之多重干涉所引起的不良影響。

因此，本發明中較好的是，使用其時間性可干涉距離(光行進方向之可干涉距離)小於等於100〔μm〕之光， 作為來自光源1之照明光IL1~IL10。藉此，可避免伴隨多重干涉而產生無用之干涉條紋。

光之時間性可干涉距離是，當將該光之波長設為λ，該光之波長分佈中波長半寬值設為Δλ時，大致為由λ² /Δλ所表示之距離。因此，較為理想的是，當曝光波長λ為來自ArF雷射之193 nm時，使用該波長半頻寬Δλ為近於或大於370 pm之照明光IL1~IL10。

又，較為理想的是，作為照明光IL1~IL10之波長，為獲得更微細之干涉條紋圖案IF，亦使用小於等於200〔nm〕之照明光。

如上所述，干涉條紋之明暗圖案被曝光的晶圓W，由未圖示之晶圓承載器搬送至曝光裝置以外，並搬送至顯影裝置。藉由顯影，於晶圓W上之光阻劑上，形成對應於所曝光之明暗圖案的光阻圖案。繼而，於蝕刻裝置中，將該光阻圖案作為蝕刻光罩，藉由對晶圓W或者形成於晶圓W上之特定膜進行蝕刻，而於晶圓W上形成特定圖案。

半導體積體電路、平面顯示器、薄膜磁頭、微機械等電子元件之製造製程，包括如上所述之經多數層形成微細圖案之製程。本發明之曝光裝置的上述曝光方法，可使用於如此多數次圖案形成製程中之至少1次製程，以製造電子元件。

又，亦可於上述至少1個製程中，對於使用本發明之曝光裝置的上述曝光方法，而使干涉條紋之明暗圖案曝光之晶圓W上的光阻劑PR，藉由一般性投影曝光裝置，將特定 形狀之圖案合成曝光，並將經合成曝光之光阻劑PR顯影，由此形成上述圖案。

本發明之曝光方法，可實施於半導體積體電路、平面顯示器、薄膜磁頭、微機械等電子元件之製造中，並可利用於產業上。

本發明之曝光裝置，可實施於半導體積體電路、平面顯示器、薄膜磁頭、微機械等電子元件之製造中，並可利用於產業上。

又，本發明之電子元件製造方法以及電子元件，可利用於其製造過程之產業，即，生產半導體之產業中，而作為其成果之電子元件，可利用於各種電子機器產業中。

1‧‧‧光源

2、3、4、6‧‧‧第1透鏡群透鏡

5a、5b、7a、7b、31a、31b、33a、33b‧‧‧透鏡驅動機構

8a、8b、34a、34b‧‧‧固定軸

9‧‧‧光控制元件

10‧‧‧聚光光學系統

11‧‧‧輸入複眼透鏡

12‧‧‧聚光透鏡

13‧‧‧複眼透鏡

14‧‧‧遮光性部件

15a、15b、15c、28‧‧‧聚光點

17‧‧‧孔徑光闌

18‧‧‧狹縫狀開口部

19、20、21‧‧‧第2透鏡群透鏡

22‧‧‧視場光闌

23、24‧‧‧開口

23a、23b‧‧‧開口23之Y方向兩端的邊

24a、24b‧‧‧開口24之X方向兩端的邊

25、26、27‧‧‧第3透鏡群透鏡

29、30、32、35‧‧‧第4透鏡群透鏡

35a‧‧‧總括透鏡

36a、36b‧‧‧第1保持機構

37a、37b、37c‧‧‧第2保持機構

38、38a‧‧‧晶圓平臺

38b、38c、38d、38e‧‧‧側壁

39‧‧‧移動鏡

39X‧‧‧X移動鏡

39Y‧‧‧Y移動鏡

40‧‧‧雷射干涉計

40X1、40X2‧‧‧X雷射干涉計

40Y1、40Y2‧‧‧Y雷射干涉計

40Y3‧‧‧檢測機構雷射干涉計

41‧‧‧晶圓平臺上基準標記

42、42a‧‧‧照明區域

43‧‧‧晶圓標記檢測機構

44‧‧‧檢測位置

45‧‧‧虛線路徑

46‧‧‧實線路徑

50‧‧‧晶圓定盤

51‧‧‧支持部件

52‧‧‧平板承載器

53a、53b、53c、53d‧‧‧夾盤部

54、54a‧‧‧供水機構

55、55b‧‧‧排水機構

56‧‧‧液體

100‧‧‧稜鏡陣列

161、162、163、168‧‧‧楔形稜鏡

AX1‧‧‧第1光軸

AX2‧‧‧第2光軸

BL‧‧‧第1基準線

BP‧‧‧第1基準點

C1、C2‧‧‧繞射光選擇部件

CL‧‧‧虛線

D1‧‧‧第1透光性平板P1之厚度

D2、D6‧‧‧空氣間隔

D3、D7‧‧‧空氣中換算距離

D4‧‧‧距離

DG‧‧‧繞射光柵

F1~F8、F1a~F8a、F1b~F8b、J1~J8、K1~K8‧‧‧透鏡元件

G11、G13、G15‧‧‧第1繞射光柵

G21、G14、G16‧‧‧第2繞射光柵

IL1~IL10、IL5a、IL6a、IL10a~IL10g‧‧‧照明光

IF‧‧‧明暗圖案

IFa0、IFap、IFam、IFbm、IFbp‧‧‧明暗圖案分佈

L1‧‧‧第1有效距離

L2‧‧‧第2有效距離

LEa、LEb、LEa1、LEb1‧‧‧外緣

LPb、LMb、LP1b、LM1b、LM1a、LMa、LP1a、LPa1‧‧‧+1次繞射光

LPA、LPG、LP、LM1‧‧‧+1次繞射光

LMA、LMG、LP1A、LP1、LM‧‧‧-1次繞射光

LP1V‧‧‧光路

IP‧‧‧一點

IPP‧‧‧特定平面

P1‧‧‧第1透光性平板

P2‧‧‧第2透光性平板

P1E、P2E‧‧‧周緣部

PIV、P2V‧‧‧真空吸附部

P3、P4、P5、P6、P7‧‧‧透光性平板

PR‧‧‧感光部件

PE1、PE2‧‧‧光罩護膜

T1、T2、T3‧‧‧週期

TR1‧‧‧透射率

W‧‧‧基板(晶圓)

ρ‧‧‧入射角度

φ、Φe‧‧‧角度

θ‧‧‧傾斜角

θ' ‧‧‧繞射角

δp、δm‧‧‧位移

圖1是表示本發明之曝光裝置之概略圖。

圖2(A)~圖2(B)是針對第1繞射光柵G11以及第2繞射光柵G21之一例的說明圖。圖2(A)表示形成於第1透光性平板P1上的第1繞射光柵G11之圖，圖2(B)表示形成於第2透光性平板P2上的第2繞射光柵G21之圖。

圖3表示第1繞射光柵G11及第2繞射光柵G21與晶圓W之位置關係，以及繞射光LP、LM、LP0、LP1之剖面圖。

圖4表示形成於晶圓W上之干涉條紋的強度分佈之剖面圖。

圖5表示第1有效距離L1以及第2有效距離L2之圖。

圖6(A)~圖6(D)是照明光之入射角度偏移，對形成於晶圓W上之干涉條紋的強度分佈之位置偏移所產生的 影響之說明圖。圖6(A)與圖6(B)表示照明光之入射角度無偏移之情形下的圖，圖6(C)與圖6(D)表示照明光之入射角度存在偏移之情形下的圖。

圖7(A)~圖7(D)表示照明光均勻化單元之一例的圖。圖7(A)表示輸入複眼透鏡11之XY面內的形狀的圖，圖7(B)表示複眼透鏡13之XY面內的形狀的圖，圖7(C)表示自+X方向觀察之側面圖，圖7(D)表示自-Y方向觀察之側面圖。

圖8(A)~圖8(C)表示照明光對第1透光性平板之入射角度範圍之圖。圖8(A)表示自第+X方向觀察之側面圖，圖8(B)表示自-Y方向觀察之側面圖，圖8(C)表示孔徑光闌28之圖。

圖9(A)~圖9(B)表示二次光源位置修正單元之一例的圖。

圖10(A)~圖10(B)表示二次光源位置修正單元之另一例的圖。

圖11(A)~圖11(B)表示照明光均勻化單元之其他例的圖。圖11(A)表示自+X方向觀察之側面圖，圖11(B)表示自-Y方向觀察之側面圖。

圖12表示本發明之曝光裝置的其他實施例之圖。

圖13(A)~圖13(B)表示視場光闌22之例的剖面圖。

圖14表示本發明之曝光裝置的另外其他實施例之圖。

圖15(A)~圖15(B)是照明光對第1透光性平板之收斂發散狀態之說明圖。

圖16表示繞射光選擇部件之圖。

圖17表示繞射光選擇部件之透射率與入射角度之關係圖。

圖18表示將第1繞射光柵G13與第2繞射光柵G14，分別設置於透光性平板P3之兩面的狀態圖。

圖19表示將第2繞射光柵G16實際設置於第2透光性平板P6之內部的例圖。

圖20是表示第1透光性平板P1之保持機構36a、第2透光性平板P2之保持機構37a之圖。

圖21(A)~圖21(B)是表示第2透光性平板P2之更換機構42等之圖。圖21(A)是其仰視圖，圖21(B)是其A-B位置處之剖面圖。

圖22(A)~圖22(B)是晶圓W與第2透光性平板P2之間等充滿液體之機構說明圖。圖22(A)是僅於晶圓W與第2透光性平板P2之間充滿液體之機構說明圖，圖22(B)是進而於透光性平板P2與透光性平板P1之間亦充滿液體之機構說明圖。

1‧‧‧光源

2、3、4、6‧‧‧第1透鏡群透鏡

5a、5b、7a、7b、31a、31b、33a、33b‧‧‧透鏡驅動機構

8a、8b、34a、34b‧‧‧固定軸

9‧‧‧光控制元件

10‧‧‧聚光光學系

13‧‧‧複眼透鏡

17‧‧‧孔徑光闌

19、20、21‧‧‧第2透鏡群透鏡

22‧‧‧視場光闌

25、26、27‧‧‧第3透鏡群透鏡

28‧‧‧聚光點

29、30、32、35‧‧‧第4透鏡群透鏡

36a、36b‧‧‧第1保持機構

37a、37b‧‧‧第2保持機構

38‧‧‧晶圓平臺

39‧‧‧移動鏡

40‧‧‧雷射干涉計

43‧‧‧晶圓標記檢測機構

50‧‧‧晶圓定盤

AX1‧‧‧第1光軸

AX2‧‧‧第2光軸

IL1、IL2、IL3、IL5、IL7、IL8、IL9、IL10‧‧‧照明光

P1‧‧‧第1透光性平板

P2‧‧‧第2透光性平板

W‧‧‧基板(晶圓)

Claims (84)

1. 一種曝光方法，藉由來自光源之照明光使圖案於感光性基板上曝光，該曝光方法包括：對第1繞射光柵照射上述照明光之製程，上述第1繞射光柵於第1方向上具有週期方向，且於與第1方向直交之第2方向上具有長度方向；使來自上述第1繞射光柵的繞射光照射至第2繞射光柵之製程，上述第2繞射光柵配置在與上述光源相反側，離第1繞射光柵僅第1有效距離，且於上述第1方向上具有週期方向；以及使來自上述第2繞射光柵的繞射光照射至上述感光性基板上之製程，上述感光性基板配置在與上述第1繞射光柵相反側，距上述第2繞射光柵之距離僅為與上述第1有效距離大致相等的第2有效距離，並且照射至上述第1繞射光柵上特定一點之上述照明光，是以多個照明光為主要成分，上述多個照明光之行進方向，包括上述第2方向且與大致垂直於上述第1繞射光柵的特定平面大致一致。
2. 如申請專利範圍第1項所述之曝光方法，其中照射至上述第1繞射光柵的上述照明光之主要成分，其上述行進方向自上述特定平面內方向的偏移，作為有效角度小於等於1〔mrad〕。
3. 如申請專利範圍第1項所述之曝光方法，其中使上述第1繞射光柵以及上述第2繞射光柵與上述基板，於上述基 板面內方向之相對位置關係，向上述第2方向偏移，或者，於上述第1方向僅偏移上述第2繞射光柵的上述週期之整數倍或半整數倍的長度，並且多次重複執行上述各製程。
4. 如申請專利範圍第1項所述之曝光方法，其中上述各製程是藉由掃描曝光而進行，上述掃描曝光是於上述第2方向上對上述第1繞射光柵以及上述第2繞射光柵與上述基板進行相對掃描並曝光。
5. 如申請專利範圍第4項所述之曝光方法，其中上述照明光於上述基板上所照射的區域之形狀，是上述第2方向之寬度根據上述第1方向之位置而產生變化。
6. 如申請專利範圍第4項所述之曝光方法，其中多次執行上述掃描曝光，並且於上述多次的上述掃描曝光各間歇，使上述第1繞射光柵以及上述第2繞射光柵與上述基板向上述第1方向相對移動。
7. 如申請專利範圍第6項所述之曝光方法，其中上述照明光於上述基板上所照射的區域之形狀，是上述第1方向之寬度根據上述第2方向之位置而產生變化時的形狀。
8. 一種曝光方法，藉由來自光源之照明光使圖案於感光性基板上曝光，該曝光方法包括：對第1繞射光柵照射上述照明光之製程，上述第1繞射光柵於第1方向上具有週期方向，且於與第1方向直交之第2方向上具有長度方向；使來自上述第1繞射光柵的繞射光照射至第2繞射光柵之製程，該第2繞射光柵配置在與上述光源相反側，離第1 繞射光柵僅第1有效距離，且於上述第1方向上具有週期方向；以及使來自上述第2繞射光柵的繞射光照射至上述感光性基板上之製程，上述感光性基板配置在與上述第1繞射光柵相反側，距上述第2繞射光柵之距離僅為與上述第1有效距離大致相等的第2有效距離，並且照射至上述第1繞射光柵上特定一點的上述照明光之有效入射角度的範圍，於上述第1方向小於等於2〔mrad〕，於上述第2方向大於2〔mrad〕。
9. 如申請專利範圍第8項所述之曝光方法，其中照射至上述第1繞射光柵上特定一點的上述照明光之有效入射角度的範圍，於上述第1方向小於等於1〔mrad〕，於上述第2方向大於5〔mrad〕。
10. 如申請專利範圍第8項所述之曝光方法，其中使上述第1繞射光柵以及上述第2繞射光柵與上述基板，於上述基板面內方向的相對位置關係，向上述第2方向偏移，或者，於上述第1方向僅偏移上述第2繞射光柵的上述週期之整數倍或者半整數倍的長度，並且多次重複執行上述各製程。
11. 如申請專利範圍第8項所述之曝光方法，其中上述各製程是藉由掃描曝光而進行，上述掃描曝光是於上述第2方向上對上述第1繞射光柵以及上述第2繞射光柵與上述基板進行相對掃描並曝光。
12. 如申請專利範圍第11項所述之曝光方法，其中上述 照明光於上述基板上所照射的區域之形狀，是上述第2方向之寬度根據上述第1方向之位置而產生變化時的形狀。
13. 如申請專利範圍第11項所述之曝光方法，其中多次執行上述掃描曝光，並且於上述多次的上述掃描曝光的各間歇，使上述第1繞射光柵以及上述第2繞射光柵與上述基板向上述第1方向相對移動。
14. 如申請專利範圍第13項所述之曝光方法，其中上述照明光於上述基板上所照射的區域之形狀，是上述第1方向之寬度根據上述第2方向之位置而產生變化時的形狀。
15. 一種曝光方法，藉由來自光源之照明光使圖案於感光性基板上曝光，該曝光方法包括：對第1繞射光柵照射上述照明光之製程，上述第1繞射光柵於第1方向上具有週期方向，且於與第1方向直交之第2方向上具有長度方向；使來自上述第1繞射光柵的繞射光照射至第2繞射光柵之製程，上述第2繞射光柵配置在與上述光源相反側，離第1繞射光柵僅第1有效距離，且於上述第1方向上具有週期方向；使來自上述第2繞射光柵的繞射光照射至上述感光性基板上之製程，上述感光性基板配置在與上述第1繞射光柵相反側，距上述第2繞射光柵之距離僅為與上述第1有效距離大致相等的第2有效距離，並且使從上述第1繞射光柵而來且朝向上述基板的光通過繞射光選擇部件，上述繞射光選擇部件使上述繞射光的透 射率對應於上述繞射光之行進方向而改變。
16. 如申請專利範圍第15項所述之曝光方法，其中上述繞射光選擇部件設置於上述第1繞射光柵與上述第2繞射光柵之間。
17. 如申請專利範圍第16項所述之曝光方法，其中上述繞射光選擇部件之上述透射率，對上述繞射光中自上述第1繞射光柵以較小射出角度所射出的繞射光而言較低，而對自上述第1繞射光柵以較大射出角度所射出的繞射光較高。
18. 如申請專利範圍第15項所述之曝光方法，其中上述繞射光選擇部件設置於上述第2繞射光柵與上述基板之間。
19. 如申請專利範圍第18項所述之曝光方法，其中上述繞射光選擇部件之上述透射率，相對於上述繞射光中自上述第2繞射光柵以較小射出角度所射出的繞射光而言較低，而相對於自上述第2繞射光柵以較大射出角度所射出的繞射光較高。
20. 如申請專利範圍第15項所述之曝光方法，其中上述繞射光選擇部件包括對於上述照明光具有相對較高折射率的介電體以及具有相對較低折射率的介電體之多層膜構造。
21. 如申請專利範圍第15項所述之曝光方法，其中使上述第1繞射光柵以及上述第2繞射光柵與上述基板，於上述基板面內方向的相對位置關係，向上述第2方向偏移，或者，於上述第1方向僅偏移上述第2繞射光柵的上述週期之整數倍或者半整數倍的長度，並且多次重複執行上述各製 程。
22. 如申請專利範圍第15項所述之曝光方法，其中上述各製程是藉由掃描曝光而進行，上述掃描曝光是使上述第1繞射光柵以及上述第2繞射光柵與上述基板於上述第2方向上進行相對掃描並曝光。
23. 如申請專利範圍第22項所述之曝光方法，其中上述照明光於上述基板上所照射的區域之形狀，是上述第2方向之寬度根據上述第1方向之位置而產生變化時的形狀。
24. 如申請專利範圍第22項所述之曝光方法，其中多次進行上述掃描曝光，並且於上述多次的上述掃描曝光的各間歇，使上述第1繞射光柵以及上述第2繞射光柵與上述基板向上述第1方向相對移動。
25. 如申請專利範圍第24項所述之曝光方法，其中上述照明光於上述基板上所照射的區域之形狀，是上述第1方向之寬度根據上述第2方向之位置而產生變化時的形狀。
26. 如申請專利範圍第1項至第25項中任一項所述之曝光方法，其中上述第1有效距離以及上述第2有效距離均大於等於1 mm且小於等於15 mm。
27. 如申請專利範圍第1項至第25項中任一項所述之曝光方法，其中上述第1有效距離以及上述第2有效距離均大於等於2 mm且小於等於10 mm。
28. 如申請專利範圍第1項至第25項中任一項所述之曝光方法，其中上述第1有效距離以及上述第2有效距離均大於等於3 mm且小於等於7 mm。
29. 如申請專利範圍第1項至第25項中任一項所述之曝光方法，其中上述第1有效距離與上述第2有效距離之差小於等於100 μm。
30. 如申請專利範圍第1項至第25項中任一項所述之曝光方法，其中上述第1有效距離與上述第2有效距離之差小於等於30 μm。
31. 如申請專利範圍第1項至第25項中任一項所述之曝光方法，其中上述第1有效距離與上述第2有效距離之至少一個，或者上述第1有效距離與上述第2有效距離之差，均根據照明於上述基板上的上述照明光於上述第1方向之收斂發散狀態、以及上述基板之伸縮、或者進而依據特定條件而決定。
32. 如申請專利範圍第1項至第25項中任一項所述之曝光方法，其中照明於上述第1繞射光柵上的上述照明光於上述第1方向之收斂發散狀態，根據上述第1有效距離以及上述第2有效距離、上述基板的伸縮、或者進而依據特定條件而決定。
33. 如申請專利範圍第1項至第25項中任一項所述之曝光方法，其中上述第1繞射光柵之週期約為上述第2繞射光柵之週期的2倍。
34. 如申請專利範圍第1項至第25項中任一項所述之曝光方法，其中上述第1繞射光柵之週期與上述第2繞射光柵之週期大致相等。
35. 如申請專利範圍第1項至第25項中任一項所述之曝 光方法，其中上述第1繞射光柵以及上述第2繞射光柵之週期，任何一個均為上述照明光之有效波長的一半或一半以上，且小於等於3倍。
36. 如申請專利範圍第1項至第25項中任一項所述之曝光方法，其中上述第1繞射光柵或者上述第2繞射光柵之至少一個，使用調變透射光之相位的相位調變式繞射光柵。
37. 如申請專利範圍第1項至第25項中任一項所述之曝光方法，其中使用上述第2方向之電場成分大於上述第1方向電場成分的照明光，作為照射至上述第1繞射光柵的上述照明光。
38. 如申請專利範圍第1項至第25項中任一項所述之曝光方法，其中於上述第1繞射光柵之光源側附近，或者於上述第2繞射光柵之上述第1繞射光柵側附近的至少其中之一，設有透光性平板或者薄膜。
39. 如申請專利範圍第1項至第25項中任一項所述之曝光方法，其中上述第2繞射光柵與上述基板之間的光路，或者上述第1繞射光柵與上述基板之間的光路之至少其中之一，充滿上述曝光波長下折射率大於等於1.2的介電體。
40. 如申請專利範圍第39項所述之曝光方法，其中上述介電體中一部分是液體。
41. 如申請專利範圍第40項所述之曝光方法，其中上述液體為水。
42. 如申請專利範圍第39項所述之曝光方法，其中上述第2繞射光柵包括設置於折射率大於等於1.3之介電體內部 中且折射率小於等於1.1的空隙。
43. 如申請專利範圍第39項所述之曝光方法，其中上述第1繞射光柵或者上述第2繞射光柵之至少其中之一，包括折射率小於等於1.7之介電體與折射率大於等於1.8之介電體於上述第1方向上週期性排列的光柵部分。
44. 如申請專利範圍第1項至第25項中任一項所述之曝光方法，其中上述照明光之時間性可干涉距離小於等於100 μm。
45. 一種電子元件製造方法，其特徵在於：構成電子元件之電路圖案的形成製程中至少一部分，使用申請專利範圍第1項至第25項中任一項所述之曝光方法。
46. 一種電子元件製造方法，其特徵在於：構成電子元件之電路圖案的形成製程中至少一部分，使用申請專利範圍第39項所述之曝光方法。
47. 一種電子元件製造方法，其特徵在於：構成電子元件之電路圖案的形成製程中至少一部分，使用申請專利範圍第43項所述之曝光方法。
48. 一種電子元件製造方法，其特徵在於：構成電子元件之電路圖案的形成製程中至少一部分，使用利用有投影曝光裝置之投影曝光方法與申請專利範圍第1項至第25項中任一項所述之曝光方法的合成曝光。
49. 一種電子元件製造方法，其特徵在於：構成電子元件之電路圖案的形成製程中至少一部分，使用利用有投影曝光裝置之投影曝光方法與申請專利範圍第39項所述之曝 光方法的合成曝光。
50. 一種電子元件製造方法，其特徵在於：構成電子元件之電路圖案的形成製程中至少一部分，使用利用有投影曝光裝置之投影曝光方法與申請專利範圍第43項所述之曝光方法的合成曝光。
51. 一種曝光裝置，將來自光源之照明光與第1繞射光柵及第2繞射光柵所生成的干涉圖案，曝光於感光性基板上，該曝光裝置包括：第1保持機構，保持使上述第1繞射光柵之週期方向與第1方向一致，使上述第1繞射光柵之長度方向與直交於上述第1方向的第2方向一致，使上述第1繞射光柵與第1面大致一致；第2保持機構，保持使上述第2繞射光柵之週期方向與上述第1方向一致，使上述第2繞射光柵之長度方向與上述第2方向一致，並且使上述第2繞射光柵與第2面大致一致，上述第2面在與上述光源相反側，離上述第1面僅第1有效距離；基板保持機構，保持上述基板使與第3面大致一致，上述第3面在與上述第1面相反側，距上述第2面之距離僅為與上述第1有效距離大致相等的第2有效距離；以及照明光學系統，其是用以將來自上述光源之上述照明光照射至上述第1面的照明光學系統，其將照射至上述第1面內特定一點上的上述照明光之主要成分設為多個照明光，上述多個照明光之行進方向與包括上述第2方向且大致 垂直於上述第1面的特定平面大致一致。
52. 如申請專利範圍第51項所述之曝光裝置，其中照射至上述第1面的上述照明光之主要成分，其上述行進方向自上述特定平面內方向之偏移，作為有效角度小於等於1〔mrad〕。
53. 如申請專利範圍第51項所述之曝光裝置，其中上述第1保持機構以及上述第2保持機構、或者上述基板保持機構之任一個，包括移動機構或者掃描機構之至少其中之一，上述移動機構使上述第1繞射光柵以及上述第2繞射光柵與上述基板的相對位置關係於上述第1方向上相對移動，上述掃描機構使上述第1繞射光柵以及上述第2繞射光柵與上述基板的相對位置關係於上述第2方向上相對移動。
54. 如申請專利範圍第53項所述之曝光裝置，其中上述第1面上之上述照明光的照射區域之形狀至少為以下其中之一：上述第2方向之寬度根據上述第1方向之位置而產生變化時的形狀，或者上述第1方向之寬度根據上述第2方向之位置而產生變化時的形狀。
55. 如申請專利範圍第54項所述之曝光裝置，其中上述照射區域之形狀，根據設置於上述第1面附近、或者上述第1面之共軛面或其附近的視場光闌之形狀而決定。
56. 一種曝光裝置，將來自光源的照明光與第1繞射光柵及第2繞射光柵所生成的干涉圖案，曝光於感光性基板上，該曝光裝置包括：第1保持機構，使上述第1繞射光柵之週期方向保持與 第1方向一致，使上述第1繞射光柵之長度方向與直交於上述第1方向的第2方向一致，使上述第1繞射光柵與第1面大致一致；第2保持機構，使上述第2繞射光柵之週期方向保持與上述第1方向一致，使上述第2繞射光柵之長度方向與上述第2方向一致，並且使上述第2繞射光柵與第2面大致一致，上述第2面在與上述光源相反側，離上述第1面僅第1有效距離；基板保持機構，保持上述基板使與第3面大致一致，上述第3面在與上述第1面相反側，距上述第2面之距離僅為與上述第1有效距離大致相等的第2有效距離；以及照明光學系統，其是用以將來自上述光源之上述照明光照射至上述第1面的照明光學系統，其將照射至上述第1面內特定一點上之上述照明光，設為具有如下有效入射角度範圍之照明光：於上述第1方向小於等於2〔mrad〕，於上述第2方向大於2〔mrad〕。
57. 如申請專利範圍第56項所述之曝光裝置，其中照射至上述第1面上特定一點的上述照明光之有效入射角度的範圍，於上述第1方向小於等於1〔mrad〕，於上述第2方向大於5〔mrad〕。
58. 如申請專利範圍第56項所述之曝光裝置，其中上述第1保持機構以及上述第2保持機構、或者上述基板保持機 構之任一個，包括移動機構或者掃描機構之至少其中之一，上述移動機構使上述第1繞射光柵以及上述第2繞射光柵與上述基板的相對位置關係於上述第1方向上相對移動，上述掃描機構使上述第1繞射光柵以及上述第2繞射光柵與上述基板的相對位置關係於上述第2方向上相對移動。
59. 如申請專利範圍第58項所述之曝光裝置，其中上述第1面上之上述照明光的照射區域之形狀至少為以下其中之一：上述第2方向之寬度根據上述第1方向之位置而產生變化時的形狀，或者上述第1方向之寬度根據上述第2方向之位置而產生變化時的形狀。
60. 如申請專利範圍第59項所述之曝光裝置，其中上述照射區域之形狀，根據設置於上述第1面附近、或者上述第1面之共軛面或其附近的視場光闌之形狀而決定。
61. 一種曝光裝置，將來自光源之照明光與第1繞射光柵及第2繞射光柵所生成的干涉圖案，曝光於感光性基板上，該曝光裝置包括：第1保持機構，使上述第1繞射光柵之週期方向保持與第1方向一致，使上述第1繞射光柵之長度方向與直交於上述第1方向的第2方向一致，使上述第1繞射光柵與第1面大致一致；第2保持機構，使上述第2繞射光柵之週期方向保持與上述第1方向一致，使上述第2繞射光柵之長度方向與上述第2方向一致，並且使上述第2繞射光柵與第2面大致一致，上述第2面在與上述光源相反側，離上述第1面僅第1有效距 離；基板保持機構，保持上述基板使與第3面大致一致，上述第3面在與上述第1面相反側，距上述第2面之距離僅為與上述第1有效距離大致相等的第2有效距離；照明光學系統，用以將來自上述光源之上述照明光照射至上述第1面；以及第3保持機構，使繞射光選擇部件保持與上述第1面與上述第3面之間的第4面大致一致，上述繞射光選擇部件對上述繞射光之透射率對應於上述繞射光之行進方向而改變，其中上述繞射光選擇部件具有介電體的多層膜。
62. 一種曝光裝置，將來自光源的照明光與第1繞射光柵及第2繞射光柵所生成的干涉圖案，曝光於感光性基板上，該曝光裝置包括：第1保持機構，使上述第1繞射光柵之週期方向保持與第1方向一致，使上述第1繞射光柵之長度方向與直交於上述第1方向的第2方向一致，使上述第1繞射光柵與第1面大致一致；第2保持機構，使上述第2繞射光柵之週期方向保持與上述第1方向一致，使上述第2繞射光柵之長度方向與上述第2方向一致，並且使上述第2繞射光柵與第2面大致一致，上述第2面在與上述光源相反側，離上述第1面僅第1有效距離；基板保持機構，保持上述基板使與第3面大致一致，上 述第3面在與上述第1面相反側，距上述第2面之距離僅為與上述第1有效距離大致相等的第2有效距離；照明光學系統，用以將來自上述光源之上述照明光照射至上述第1面；以及繞射光選擇部件，配置於上述第1面與上述第3面之間，並且對上述繞射光的透射率對應於上述繞射光之行進方向而改變，其中上述繞射光選擇部件具有介電體的多層膜。
63. 如申請專利範圍第62項所述之曝光裝置，其中上述繞射光選擇部件設置於上述第1面與上述第2面之間、或者上述第2面與上述第3面之間的至少其中之一。
64. 如申請專利範圍第62項所述之曝光裝置，其中上述繞射光選擇部件之上述透射率，相對於以較小入射角度射入上述繞射光選擇部件中之光而言較小，而相對於以較大入射角度射入上述繞射光選擇部件中之光較高。
65. 如申請專利範圍第62項所述之曝光裝置，其中上述繞射光選擇部件包括對上述照明光具有相對較高折射率的介電體以及具有相對較低折射率的介電體之多層膜構造。
66. 如申請專利範圍第51項至第65項中任一項所述之曝光裝置，其中上述照明光學系統包括照明光均勻化單元，其使上述第1面內上述照明光之強度分佈大致均勻化。
67. 如申請專利範圍第66項所述之曝光裝置，其中上述照明光均勻化單元包括透鏡元件沿著上述第2方向所排列的至少一個複眼透鏡。
68. 如申請專利範圍第67項所述之曝光裝置，其中上述照明光均勻化單元包括聚光光學系統，其將入射至上述至少一個複眼透鏡中任意一個透鏡元件之照明光，實際上限制為分佈於上述照明光均勻化單元中較上述複眼透鏡靠上述光源側之特定面內的照明光中，分佈於上述第1方向之特定範圍的照明光。
69. 如申請專利範圍第67項所述之曝光裝置，其中上述照明光均勻化單元包括二次光源位置修正單元，其使形成於上述至少一個複眼透鏡之射出側面的多個二次光源實際上排列於平行於上述第2方向的線上。
70. 如申請專利範圍第51項至第65項中任一項所述之曝光裝置，其中上述第1有效距離以及上述第2有效距離均大於等於1 mm且小於等於15 mm。
71. 如申請專利範圍第51項至第65項中任一項所述之曝光裝置，其中上述第1有效距離以及上述第2有效距離均大於等於2 mm且小於等於10 mm。
72. 如申請專利範圍第51項至第65項中任一項所述之曝光裝置，其中上述第1有效距離以及上述第2有效距離均大於等於3 mm且小於等於7 mm。
73. 如申請專利範圍第51項至第65項中任一項所述之曝光裝置，其中上述第1有效距離與上述第2有效距離之差小於等於100 μm。
74. 如申請專利範圍第51項至第65項中任一項所述之曝光裝置，其中上述第1有效距離與上述第2有效距離之差 小於等於30 μm。
75. 如申請專利範圍第51項至第65項中任一項所述之曝光裝置，其中上述第1有效距離與上述第2有效距離之至少其中之一，或者上述第1有效距離與上述第2有效距離之差，根據照明於上述第1面之上述照明光於上述第1方向的收斂發散狀態、以及上述基板之伸縮、或者進而依據特定條件而決定。
76. 如申請專利範圍第75項所述之曝光裝置，其中包括量測上述基板之伸縮的伸縮量測機構。
77. 如申請專利範圍第75項所述之曝光裝置，其中上述第2有效距離，可藉由上述基板保持機構調節保持上述基板的上述第3面之位置而改變。
78. 如申請專利範圍第51項至第65項中任一項所述之曝光裝置，其中照明於上述第1面的上述照明光於上述第1方向的收斂發散狀態，是根據上述第1有效距離以及上述第2有效距離、上述基板之伸縮、或者進而依據特定條件而決定。
79. 如申請專利範圍第78項所述之曝光裝置，其中包括量測上述基板之伸縮的伸縮量測機構。
80. 如申請專利範圍第51項至第65項中任一項所述之曝光裝置，其中上述照明光學系統中包括偏振控制部件，其規定照射至上述第1面的上述照明光在上述第1方向之電場成分與在上述第2方向之電場成分的大小關係。
81. 如申請專利範圍第51項至第65項中任一項所述之 曝光裝置，其中包括液體供給機構，其使上述第1面與上述第3面之間的至少一部分，或者上述第2面與上述第3面的至少一部分之至少其中之一，充滿上述曝光波長下折射率大於等於1.2的介電液體。
82. 如申請專利範圍第81項所述之曝光裝置，其中上述介電液體為水。
83. 如申請專利範圍第51項至第65項中任一項所述之曝光裝置，其中上述照明光之時間性可干涉距離小於等於100 μm。
84. 如申請專利範圍第51項至第60項中任一項所述之曝光裝置，其中於上述第1面與上述第3面之間包括繞射光選擇部件，其對應於上述繞射光之行進方向而改變對於上述繞射光的透射率。