TWI428700B - 曝光方法、電子元件製造方法、曝光裝置及照明光學裝置 - Google Patents

Description

曝光方法、電子元件製造方法、曝光裝置及照明光學裝置

本發明是關於一種半導體積體電路、平板顯示裝置、薄膜磁頭、微型機等電子元件製造工程中的，微細圖案的形成工程中所使用之曝光方法及利用該曝光方法的電子元件製造方法，以及在該方法中所利用的較佳的曝光裝置，還有適合在上述曝光裝置中使用的照明光學裝置。

在半導體積體電路等的電子元件的製造工程中之微細圖案的形成時，一般使用光刻蝕技術。其利用在晶圓等的被加工基板的表面上形成光阻劑(感光性薄膜)，並具有與應形成的圖案的形狀對應的光量分佈之曝光光的曝光工程、顯像工程及蝕刻工程等，而在被加工基板上形成所需的圖案。

在目前最尖端的電子元件的製造之上述曝光工程中，作為曝光方法，主要使用投影曝光方法。

其在光罩(也稱作光柵)上，預先將應形成的圖案擴大4倍或5倍而形成，並對其照射照明光，且將其透過光利用縮小投影光學系統在晶圓上進行曝光轉印。

可利用投影曝光方法所形成的圖案的微細度由縮小投影光學系統的解析度決定，其大致等於曝光波長除以投影光學系統的數值孔徑(NA)的值。因此，為了形成更加微細的電路圖案，需要更短波長的曝光光源和更高NA的投影光學系統。

另一方面，還有一種將在光罩上所形成的圖案，不通過投影光學系統而在晶圓上進行曝光之曝光方法(以下稱作〔近接式曝光方法〕)。近接式(Proximity)曝光方法藉由將使應轉印圖案等倍形成的光罩，與晶圓鄰接對向配置，並對光罩照射照明光，而將光罩的明暗圖案保持原有的形狀在晶圓上進行轉印。

而且，還有一種在使等倍的光罩和晶圓緊密附著的狀態下對光罩照射照明光，並將光罩的明暗圖案如實地在晶圓上進行轉印之〔接觸曝光方法〕。

在上述習知的曝光方法中的投影曝光方法中，為了得到更高解析度，需要更短波長的光源和更高NA的投影光學系統。

但是，在現在最尖端的曝光裝置中，曝光光的波長已被縮短為193nm，從可使用的透鏡材料的觀點來看，今後難以進一步的短波長化。

而且，目前最尖端的投影光學系統的NA已達到0.92左右，在此之上的高NA化困難，且形成使曝光裝置的製造成本大幅上升的原因。

另一方面，接觸式曝光方法是使光罩和基板接觸且進行曝光，所以難以避免伴隨曝光之光罩的損傷和污染。因此，伴隨光罩的消耗之運轉費用高額化，所以難以應用於量化生產。

在近接式曝光方法中，是使晶圓和光罩以10至20μm以上的間隔對向鄰接配置，所以在防止光罩損傷方面是有效的。但是，因上述間隔會在轉印圖案上產生模糊，所以難以應用於曝光光的波長左右或其以下之微細圖案的轉印。

本發明的第1目的是提供一種鑒於該課題而形成的，能夠廉價地形成微細的圖案，具體地說為曝光光的波長左右以下的微細圖案，之曝光方法。

而且，本發明的目的是還提供一種利用上述曝光方法的電子元件的製造方法，且提供一種適於在上述曝光方法中使用的曝光裝置，或適於在上述曝光裝置中使用的照明光學裝置。

關於本發明的第1曝光方法的發明，為一種利用來自光源的照明光，在感光性的基板上將圖案進行曝光之曝光方法，其特徵在於：包括將來自該光源的該照明光向第1繞射光柵進行照射的工程、將由該第1繞射光柵所生成的繞射光，向與該第1繞射光柵對向配置的第2繞射光柵進行照射的工程、將由該第2繞射光柵所生成的繞射光，向與該第2繞射光柵對向鄰接配置的該感光性的基板上進行照射之工程；在該第1繞射光柵的任意一點上所照射之該照明光的主成分，為在含有與該第2繞射光柵的週期方向直交的長邊方向且含有其一點的至少1個特定平面內具有行進方向，而且該行進方向彼此不平行之多個照明光。

在該第1曝光方法的發明中，也可使對該第1繞射光柵進行照射之該照明光的強度分佈，在含有該第1繞射光柵的中心部之設定的區域中大致均勻。

而且，在該第1曝光方法的發明中，也可在該第1繞射光柵或該第2繞射光柵的至少一個中，利用具有該照明光的實效波長的3倍以下的週期之繞射光柵。

而且，也可在該第1繞射光柵或該第2繞射光柵的至少一個中，利用對透過光的相位進行調製之相位調製型的繞射光柵。

或者，進而也可在該第1繞射光柵或該第2繞射光柵的至少一個中，利用對透過光的強度進行調製之強度調製型的繞射光柵。

在這些該第1曝光方法的發明中，也可使該第1繞射光柵的第1設定方向的週期，為該第2繞射光柵的該第1設定方向之週期的大致2倍。

而且，在該第1曝光方法的發明中，也可使該特定平面為對該基板大致直交的1個面。

或者，也可使該特定平面為對該基板的法線方向傾斜設定角度的1個平面。

或者，也可使該特定平面為對該基板的法線方向大致對稱地傾斜設定角度之2個平面。

繼而，在該第1曝光方法的發明中，也可使該第2繞射光柵和該基板的在該基板的面內方向的相對位置關係，沿與該第2繞射光柵的該週期的方向直交之方向偏離，或者，沿該週期方向只偏離該第2繞射光柵的該週期的整數倍的長度，且使該各工程反復進行多次。

而且，在該第1曝光方法的發明中，也可使該第2繞射光柵和該基板之間，充滿該曝光波長的折射率為1.2以上的介電質。

另外，在該第1曝光方法的發明中，也可使該第1繞射光柵和該第2繞射光柵之間，充滿該曝光波長的折射率為1.2以上的介電質。

關於本發明的第2曝光方法的發明，為一種利用來自光源的照明光，在感光性的基板上將圖案進行曝光之曝光方法，其特徵在於：包括將來自該光源的該照明光在繞射光柵上進行照射的工程、將由該繞射光柵所生成的繞射光，在與該繞射光柵對向鄰接配置之該感光性的基板上進行照射的工程；在該繞射光柵的任意一點上所照射之該照明光的主成分為：在含有與該繞射光柵的週期方向直交的長邊方向且含有其一點的至少1個特定平面內具有行進方向，而且其行進方向彼此不平行之多個照明光。

在該第2曝光方法的發明中，也可使對該繞射光柵進行照射之該照明光的強度分佈，在含有該繞射光柵的中心部之設定的區域中大致均勻。

而且，在該第2曝光方法的發明中，作為該繞射光柵，也可利用具有該照明光實效波長的3倍以下的週期之繞射光柵。

而且，作為該繞射光柵，也可利用對透過光的相位進行調製之相位調製型的繞射光柵。

或者，繼而作為該繞射光柵，也可利用對透過光的強度進行調製之強度調製型的繞射光柵。

而且，在該第2曝光方法的發明中，也可使該特定平面為對該基板大致直交的1個面。

或者，也可使該特定平面為對該基板的法線方向傾斜設定角度的1個平面。

或者，也可使該特定平面為對該基板的法線方向大致對稱地傾斜設定角度之2個平面。

繼而，在該第2曝光方法的發明中，也可使該繞射光柵和該基板的在該基板的面內方向的相對位置關係，沿與該繞射光柵的該週期的方向直交之方向偏離，或者，沿該週期方向只偏離該繞射光柵的該週期的整數倍的長度，且使該各工程反復進行多次。

而且，在該第2曝光方法的發明中，也可使該繞射光柵和該基板之間，充滿該曝光波長的折射率為1.2以上的介電質。

關於本發明的第1電子元件製造方法的發明，在構成電子元件的電路圖案之形成工程的至少一部分中，利用本發明的曝光方法。

而且，關於本發明的第2電子元件製造方法的發明，是在構成電子元件的電路圖案之形成工程的至少一部分中，應用利用了投影曝光裝置的投影曝光方法和本發明的曝光方法之合成曝光。

關於本發明的第1曝光裝置的發明，為一種用於將由來自光源的照明光、在第1透光性平板上所形成的第1繞射光柵、在第2透光性平板上所形成的第2繞射光柵所生成之干涉圖案，在感光性的基板上進行曝光的曝光裝置，其特徵在於，包括：第1保持機構，將該第1透光性平板上所形成的該第1繞射光柵，在設定的位置上進行保持；第2保持機構，將在該第2透光性平板上所形成的該第2繞射光柵，在與該第1繞射光柵對向的位置上進行調整保持；基板保持機構，將該基板在與該第2繞射光柵鄰接對向的位置上，進行調整保持；照明光學系統，將來自該光源的該照明光對該第1繞射光柵進行照射之照明光學系統，該照明光學系統將在該第1繞射光柵的任意一點上所照射的該照明光的生成分形成為：含有配置有該基板的面內的特定一方向，即Y方向，且含有其一點的至少1個特定平面內具有行進方向，且該行進方向彼此不平行之多個照明光。

在該第1曝光裝置的發明中，也可使該照明光學系統具有將在配置有該第1繞射光柵之面內的該照明光的強度分佈，大致均勻化的照明光均勻化裝置。另外，該照明光均勻化裝置可包括沿其Y方向排列透鏡元件的至少1個複眼透鏡。

另外，在該第1曝光裝置的發明中，該照明光均勻化裝置可具有將入射至少一個複眼透鏡中的任意1個透鏡元件的照明光，在利用該照明光均勻化裝置中的比該複眼透鏡更靠近該光源側的設定的面內進行分佈的照明光中，實質上限制為在與其Y方向直交的X方向的設定範圍內進行分佈的照明光之聚光光學系統。

而且，在該第1曝光裝置的發明中，其特定平面也可為對配置有該基板的面大致直交的1個面。

或者，也可使該特定平面為對配置有該基板的面的法線方向，傾斜設定角度之1個平面。

或者，也可使該特定平面為對配置有該基板的面的法線方向，大致對稱地傾斜設定角度之2個平面。

而且，在該第1曝光裝置的發明中，也可具有使該第2繞射光柵和該基板之間的至少一部分，充滿該曝光波長的折射率為1.2以上的介電質液體之液體供給機構。

另外，也可具有使該第1繞射光柵和該第2繞射光柵之間的至少一部分，充滿該曝光波長的折射率為1.2以上的介電質液體之液體供給機構。

關於本發明的第2曝光裝置的發明，為一種用於將由來自光源的照明光、在透光性平板上形成的繞射光柵所生成之干涉圖案，在感光性的基板上進行曝光的曝光裝置，其特徵在於，包括：保持機構，將該透光性平板上所形成的該繞射光柵，在設定的位置上進行保持；基板保持機構，將該基板在對該繞射光柵鄰接對向的位置上，進行調整保持；照明光學系統，將來自該光源的該照明光對該繞射光柵進行照射之照明光學系統，該照明光學系統將在該繞射光柵的任意一點上所照射的該照明光的主成分形成為：含有配置有該基板的面內的特定一方向，即Y方向，且含有其一點的至少1個特定平面內具有行進方向，且該行進方向彼此不平行之多個照明光。

在該第2曝光裝置的發明中，也可使該照明光學系統具有將在配置有該繞射光柵之面內的該照明光的強度分佈，大致均勻化的照明光均勻化裝置。

另外，該照明光均勻化裝置可包括沿其Y方向排列透鏡元件的至少1個複眼透鏡。

繼而，在該第2曝光裝置的發明中，該照明光均勻化裝置可具有將入射其至少一個複眼透鏡中的任意1個透鏡元件的照明光，在利用該照明光均勻化裝置中的該複眼透鏡而在前述光源側的設定的面內進行分佈的照明光中，實質上限制為在與其Y方向直交的X方向的設定範圍內進行分佈的照明光之聚光光學系統。

而且，在該第2曝光裝置的發明中，其特定平面也可為對配置有該基板的面大致直交的1個面。

或者，也可使該特定平面為對配置有該基板的面的法線方向，傾斜設定角度之1個平面。

或者，也可使該特定平面為對配置有該基板的面的法線方向，大致對稱地傾斜設定角度之2個平面。

而且，在該第2曝光裝置的發明中，也可具有使該繞射光柵和該基板之間的至少一部分，充滿該曝光波長的折射率為1.2以上的介電質液體之液體供給機構。

關於本發明的照明光學裝置的發明，為一種用於將來自光源的照明光對設定的被照射平面進行照射之照明光學裝置，其特徵在於：將在該被照射平面的任意的一點上所照射之該照明光的主成分形成為：在含有該被照射面內的特定一方向，即Y方向，且含有前述一點的至少1個特定平面內具有行進方向，而且前述行進方向彼此不平行之多個照明光。

另外，在該照明光學裝置的發明中，也可具有將在該被照射平面內的該照明光的強度分佈大致均勻化之照明光均勻化裝置。

另外，該照明光均勻化裝置可包括沿其Y方向排列的透鏡元件的至少1個複眼透鏡。

另外，在該照明光學裝置的發明中，該照明光均勻化裝置可具有聚光光學系統，該聚光光學系統將入射其至少一個複眼透鏡中的任意1個透鏡元件的照明光，在該照明光均勻化裝置中的設定的面內進行分佈的照明光中，實質上限制為在與其Y方向直交的X方向的設定範圍內進行分佈的照明光。

而且，在該照明光學裝置的發明中，其特定平面也可為對配置有該基板的面大致直交的1個面。

或者，也可使該特定平面為對配置有該基板的面的法線方向，傾斜設定角度之1個平面。

或者，也可使該特定平面為對配置有該基板的面的法線方向，大致對稱地傾斜設定角度之2個平面。

下面對本發明的實施形態進行說明。

圖1為用於表示本發明的曝光裝置的第1實施例之全體圖。另外，圖1中所示的XYZ座標系統和以後的各圖中所示的座標系統是相同的，各圖中的設定方向(X方向、Y方向、Z方向)都表示相同的方向。

發出ArF(氬．氟)準分子雷射、KrF(氪．氟)準分子雷射、F2(氟二聚物)雷射或使用波長轉換元件的諧波雷射(harmonic laser)等光源1的照明光IL1，利用沿第1光軸AX1配置的準直儀透鏡群2、3、5、7，轉換為具有設定的光束尺寸的平行光線束(平行光束)，即照明光IL2。

照明光IL2利用偏光控制元件10形成設定為所定偏光狀態的照明光IL3，並入射構成照明光均勻化裝置的一部分之聚光光學系統11。然後，從聚光光學系統11射出的照明光IL5，入射構成照明光均勻化裝置的一部分之複眼透鏡20等的光學積分儀。

在複眼透鏡20的射出側面上，依據需要配置有孔徑光闌27。

另外，對由聚光光學系統11、複眼透鏡20、孔徑光闌27等所構成的照明光均勻化裝置的詳細內容，將在後面進行說明。

從複眼透鏡20射出的照明光IL7，入射沿第1光軸AX2配置的照明系統後透鏡群29、30、32、35，並由這些透鏡被折射而形成照明光IL8後，而入射第1透光性平板P1。

另外，以上的從準直儀透鏡群2、3、5、7到照明系統後群透鏡29、30、32、35之照明光IL1~IL8的光路上的光學構件，以下稱作照明光學系統IS。該照明光學系統IS也可看作：以配置有第1透光性平板P1的面作為設定的照射平面之照明光學裝置。

在第1透光性平板P1的下方(－Z方向)，設置有第2透光性平板P2。

第2透光性平板P2與應形成圖案的加工物件，即半導體晶圓等，的基板W(以後酌情也稱作晶圓)鄰接對向配置。

在第1透光性平板P1上形成後述的第1繞射光柵，藉由使照明光IL8照射該第1繞射光柵所產生的繞射光，照射第2透光性平板P2。在第2透光性平板P2上形成後述的第2繞射光柵，且上述繞射光可照射該第2繞射光柵。而且，由第2繞射光柵所產生的繞射光照射晶圓W，且在晶圓W上形成由多個繞射光所形成的干涉條紋構成之明暗圖案。

在晶圓W的表面上，預先形成用於將上述明暗圖案進行感光並記錄的光阻劑。即，晶圓W可看作感光性的基板。

晶圓W被保持在於晶圓定盤50上可沿XY方向動作的基板保持機構即晶圓載台38上，且可藉此沿XY方向進行動作。而且，晶圓W的X方向的位置通過在晶圓載台38上所設置的移動鏡39的位置而由雷射干涉儀40進行計測，Y方向的位置也通過在晶圓載台38上所設置的未圖示的移動鏡位置，而由未圖示的雷射干涉儀進行計測。

第2透光性平板P2，由第2保持機構37a、37b進行保持，使其與晶圓W以後述的設定間隔鄰接對向配置。而且，第1透光性平板P1，由第1保持機構36a、36b進行保持，使其與第2透光性平板P2以後述的設定間隔對向配置。

晶圓W的直徑作為一個例子為300mm，第2透光板P2作為一個例子是具有覆蓋晶圓W的表面的全面之直徑。同樣，第1透光性平板P1作為一個例子，也具有覆蓋第2透光性平板P2的表面的全面之直徑。但是，如後面所說明的，第1透光性平板P1的直徑，最好較晶圓W的直徑大30mm以上。

下面，對利用本發明在晶圓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、圖4及圖5進行說明。

在第1透光性平板P1的＋Z側，即光源側，的表面上，形成沿X方向具有週期性之1維的相位調製型的繞射光柵G11、G12。另一方面，在第2透光性平板P2的一Z側，即晶圓W側，的表面上，形成沿X方向具有週期性之1維的強度調製型的繞射光柵G21。

首先，對這些繞射光柵G11、G12、G21，利用圖2(A)~圖2(B)進行說明。

圖2(A)為從＋Z側觀察第1透光性平板P1的圖示，在其表面上形成沿Y方向具有長邊方向，沿與其直交的X方向具有1維的週期T1之相位調製型的第1繞射光柵G11、G12。第1繞射光柵G11、G12如所謂的無鉻相位位移光柵那樣，由第1透光性平板P1的表面部分G12、將該平板表面利用腐蝕等蝕入的蝕入部分G11構成。蝕入部分G11的深度，以在透過其表面部G12的照明光和透過蝕入部G12的照明光之間形成180度的相位差之形態而進行設定。其蝕入深度，對於當曝光光的波長為λ0、第1透光性平板P1的折射率為n、任意的自然數為m時，為(2m－1)λ0/(2(n－1))。

而且，表面部分G12和蝕入部分G11的寬度的比率(占空係數(duty ratio))為1：1較佳。

圖2(B)為從＋Z側觀察第2透光性平板P2的圖示，在其背面(晶圓W側的面)上形成沿Y方向具有長邊方向，沿X方向具有1維週期T2之第2繞射光柵G21。第2繞射光柵G21由鉻、鉬、鎢、鉭等金屬或它們的氧化物、氟化物或矽化物和其他的遮光性．減光性的材料的膜所構成。

第1透光性平板P1、第2透光性平板P2由合成石英等對紫外線的透過性高，熱膨脹係數(線膨脹係數)小，因此伴隨曝光光的吸收之熱變形小的材料形成。特別是在使用F2雷射作為光源1的情況下，使用添加了氟的合成石英為佳。

另外，在圖2(A)與圖2(B)中，為了說明的方便，而將週期T1表示為第1透光性平板P1的直徑(作為一個例子為300mm以上)的1成左右，但實際上週期T1為例如240nm左右，週期T2為例如120nm左右，與第1透光性平板P1的直徑相比絕對地小。這在除了圖2(A)與圖2(B)以外的各圖中也是同樣地。

下面，利用圖3，對藉由照明光IL8向第1繞射光柵G11、G12及第2繞射光柵G21的照射，而在晶圓W上形成干涉條紋的明暗圖案之原理進行說明。

圖3所示為相互對向配置之第1透光性平板P1、第2透光性平板P2及晶圓W的斷面。

如照射照明光IL8，則從第1繞射光柵G11、G12產生與其週期T1對應的繞射光。第1繞射光柵G11、G12如為占空係數1：1且相位差180度的相位調製型光柵，則0次繞射光消失而不會產生。在這種情況下，主要產生±1次光的2條繞射光，但也可能還產生±2次光等的高次繞射光。

但是，在週期T1較照明光的實效波長λ的3倍短的情況下，無法產生3次以上的高次繞射光。而且，如上所述，如為占空係數1：1且相位差180度的相位調製型光柵，則2次繞射光也無法得到。因此，在這種情況下，從第1繞射光柵G11、G12只產生＋1次繞射光LP和－1次繞射光LM這2條，並透過第1透光性平板P1而入射第2透光性平板P2。

在此，所說的照明光的實效波長λ，是指在從第1繞射光柵G11、G12到晶圓W之照明光路上所存在的透光性媒質中，具有最低折射率的媒質中之照明光的波長。在本例中，因為在透光性平板P1、透光性平板P2、晶圓W的各個之間存在空氣(或者也可為氮．稀有氣體)，所以實效波長λ0為照明光的波長λ0除以空氣的折射率(＝1)之值。

接著，＋1次繞射光LP和－1次繞射光LM，被照射在第2透光性平板P2的晶圓W側的表面上所設置之第2繞射光柵G21上。因為兩繞射光為對稱，所以下面只對＋1次繞射光LP進行說明。

＋1次繞射光LP由第1繞射光柵G11、G12的週期T1，對第2繞射光柵G21從垂直的方向(法線方向)只傾斜設定的角度而向第2繞射光柵G21入射。

該傾斜角θ0在假定第2繞射光柵G21配置在空氣中時，為由(式1)Sinθ0＝λ/T1所表示的角。

當＋1次繞射光LP照射第2繞射光柵G21時，從第2繞射光柵G21也產生繞射光。因為第2繞射光柵G21為強度調製型的繞射光柵，所以該繞射光形成含有0次光的繞射光。

在此，產生該各繞射光的角度方向依據所照射的照明光(＋1次繞射光LP)的入射角的傾斜而傾斜。即，從第2繞射光柵G21，產生沿與所照射的＋1次繞射光LP平行的方向行進之0次繞射光LP0、依據第2繞射光柵G21的X方向的週期T2而進行繞射之－1次繞射光LP1。

另外，如第2繞射光柵G21的週期T2較與上述週期T1及實效波長的關係所決定的值大，則還具有也產生未圖示的＋1次繞射光的可能性。但是，藉由使週期T2在照明光的實效波長以下，實質上可防止未圖示的＋1次繞射光的產生。在此，所說的照明光的實效波長λ與上述相同。

結果，在晶圓W上，可照射0次繞射光LP0和－1次繞射光LP1這2條繞射光，並利用這些繞射光的干涉而形成干涉條紋的明暗圖案。

下面，利用圖4，對該干涉條紋的明暗圖案進行說明。

圖4所示為0次繞射光LP0和－1次繞射光LP1這2條繞射光在晶圓W上所形成之干涉條紋的明暗分佈的斷面圖。

如上所述，0次繞射光LP0在與向第2繞射光柵G21所照射之＋1次繞射光LP平行的方向上產生，所以0次繞射光LP0以對晶圓W的垂直方向(法線方向)ZW只傾斜上述θ0的入射角而照射。

另一方面，－1次繞射光LP1由X方向的週期T2沿X方向進行繞射，並以入射角θ1照射晶圓W。此時，在晶圓W上所形成之干涉條紋IF的明暗圖案的週期(強度分佈的週期)T3，可以(式2)表示：(式2)T3＝λ/(sinθ0＋sinθ1)。其與干涉條紋IF的振幅分佈之週期的一半對應。

因此，在晶圓W上，於其全面形成沿X方向具有週期T3之與Y方向平行的明暗圖案。而且，在晶圓W上所形成的光阻劑PR上，使該明暗圖案受到照射並曝光。

通常，如干涉條紋IF那樣由2條光線束所形成的干涉條紋，即使晶圓W沿Z方向進行位置變動，其對比度的下降也極少，即形成所謂的聚焦深度大的明暗圖案。

但是，在0次繞射光LP0的入射角θ0和－1次繞射光LP1的入射角θ1不相等的情況下(對法線方向VW不對稱的情況下)，對應於晶圓W的Z方向位置偏離，干涉條紋IF的X方向位置會進行變動。

因此，如要正確地控制干涉條紋IF的X方向位置，則使照射晶圓W的0次繞射光LP0的入射角θ0和－1次繞射光LP1的入射角θ1相等即可。這種條件以照明光IL8對第1繞射光柵G11、G12垂直入射為前提，在第1繞射光柵G11、G12的週期T1為第2繞射光柵G21的週期T2的大致2倍時可實現。而且，此時滿足(式3)T2＝T3的關係。

另外，因為在第1繞射光柵G11、G12及第2繞射光柵G21這兩者中含有製造誤差等，所以實際上不能期待兩光柵的週期嚴密地為2倍。因此，所說的大致2倍，例如是滿足(式4)T2×2×0.999≦T1≦T2×2×1.001的條件就基本可以的意思。藉由滿足上述條件，即使在晶圓W產生Z方向的位置偏離之情況下，也可在晶圓W的設定位置上，照射干涉條紋IF的明暗圖案。

在此，如果可將晶圓W的Z方向位置在設定的位置上嚴格地進行控制，則未必一定要滿足上述式4所示的條件。

另外，如上所述，照明光IL8對第1繞射光柵G11、G12，需要例如垂直地進行入射。下面，利用圖5對其理由及有關入射角度的更加正確的條件進行說明。

圖5與圖3及圖4同樣地，用於表示第1透光性平板P1、第2透光性平板P2及晶圓W和在晶圓W上所形成之干涉條紋IFa、IFb的斷面。在此，使第1繞射光柵G11、G12的週期T1為第2繞射光柵G21的週期T2的2倍。

圖5中的左側所示的干涉條紋IFa，表示因對第1繞射光柵G11、G12垂直入射的照明光IL8a所形成的干涉條紋。此時，與圖3及圖4所示的情況同樣地，從第1繞射光柵G11、G12對稱地產生＋1次繞射光LPa及－1次繞射光LMa，且它們入射第2繞射光柵G21。其中如著眼於＋1次繞射光LPa，則由第2繞射光柵G21所產生的0次繞射光LPa0和－1次繞射光LPa1以相等的入射角(對稱地進行傾斜)入射晶圓W。

因此，在晶圓W上，沿X方向具有明暗的(強度的)週期T2之干涉條紋IFa形成於設定的位置上。而且，其明部的峰值的X方向位置，與第2繞射光柵G21的透過部的位置正確地對應。

另一方面，圖5中的右側所示的干涉條紋IFb，表示因對第1繞射光柵G11、G12只沿X方向傾斜角度ψ入射之照明光IL8b所形成的干涉條紋。此時，也從第1繞射光柵G11、G12產生＋1次繞射光LPb及－1次繞射光LMb，但其角度的對稱性對應照明光IL8b的入射角的傾斜而崩潰。

結果，其中因＋1次繞射光LPb的照射，從第2繞射光柵G21所產生的0次繞射光LPb0和－1次繞射光LPb1向晶圓W之入射角度的對稱性也崩潰。

即使在這種情況下，在晶圓W上也形成沿X方向具有明暗的(強度的)週期T2之干涉條紋IFb，但其明部的峰值的X方向位置與第2繞射光柵G21的透過部的位置形成偏離。

如設其偏離量為δ，則形成(式5)δ＝D2×tan ψ的關係。在此，D2為第2繞射光柵G21和晶圓W的表面之間隔。

如果入射第1繞射光柵G11、G12的照明光，只為上述的沿X方向傾斜的IL8b，則在晶圓W上所形成的干涉條紋雖然其位置沿X方向偏離，但其對比度不會降低。

但是，在入射第1繞射光柵G11、G12的照明光，為分別具有向X方向的傾斜角(入射角)不同的多個行進方向之照明光的情況下，由它們的照明光所形成之干涉條紋的位置，根據式5也分別不同，且因它們的強度的重合而使最終所形成的干涉條紋的對比度也下降。

因此，為了避免上述對比度的下降，需要使入射第1繞射光柵G11、G12上的至少一點之照明光IL8，其X方向的入射角為設定的一定值。

例如，在晶圓W上進行曝光之干涉條紋圖案的週期T3(＝T2)為120nm的情況下，即為一般被稱作60nm佈線間距(line and space)的圖案的情況下，如因照明光IL8的X方向的傾斜角的差異所產生之X方向位置的差異，在±15nm左右以內，則能夠充分地抑制作為干涉條紋圖案整體的對比度下降的影響。

因此，使第2繞射光柵G21和晶圓W的表面的間隔D2為50[μm]，根據式5，照明光IL8的X方向的傾斜角之差異的角度範圍ψ 0，作為一個例子，可在(式6)ψ 0＝arctan(15/50000)＝0.3[mrad]以內。

不過，該條件當然是根據應曝光的圖案的週期T3及上述間隔D2而進行變動。

另一方面，因照射光IL8的入射角向Y方向的傾斜，使晶圓W上的干涉條紋IF的Y方向位置進行變化，但對應於第1繞射光柵G11、G12及第2繞射光柵G21的XY面內的形狀，干涉條紋IF為沿Y方向大致相同的干涉條紋，所以其Y方向位置變化完全不會形成問題。

即，不會因照明光IL8的入射角向Y方向的傾斜，而使干涉條紋IF產生實質上的位置偏離，即使在照明光IL8為分別具有向Y方向的傾斜角不同的多個行進方向之照明光的情況下，也不會產生干涉條紋IF的對比度的下降。

因此，照射在第1繞射光柵G11、G12的任意一點上的照明光IL8，需要為一種在Y方向上可具有多個入射角，但在X方向上具有設定的唯一的入射角之照明光。

換言之，其可以說是照射在第1繞射光柵的任意一點上的照明光IL8，需要為一種在含有Y方向且含有其一點的平面(以後稱作特定平面)內具有行進方向之照明光。

另外，照明光IL8如其行進方向在特定平面內，則可為由具有彼此不平行的不同的行進方向之多個照明光所構成的照明光。

而且，如X方向的入射角度範圍，即行進方向的角度範圍，也如上述那樣在±0.3〔mrad〕左右以內，則可從上述特定平面偏離。

下面，利用圖6(A)~圖6(D)及圖7(A)~圖7(C)，對用於實現滿足這種條件的照明光IL8之照明光均勻化裝置的實施例進行說明。

圖6(C)所示為從＋X方向觀察該照明光均勻化裝置的側面圖，圖6(D)所示為從－Y方向觀察該照明光均勻化裝置的側面圖。

本例的照明光均勻化裝置包括：由輸入複眼透鏡12和聚光鏡13構成的聚光光學系統11；在遮光性的構件21上使透鏡元件F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8沿Y方向呈一列配置之複眼透鏡20。

圖6(A)為從＋Z方向觀察輸入複眼透鏡12的圖示，圖6(B)為從＋Z方向觀察複眼透鏡20的圖示。

作為一個例子，輸入複眼透鏡12由64個透鏡元件構成，為沿X方向具有8列透鏡元件J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7、J8(從J4到J7省略符號的圖示)，以及沿Y方向也具有8列的透鏡元件K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8(從K5到K7省略符號的圖示)。

當照明光IL2照射輸入複眼透鏡12時，該照明光如後面所說明的那樣，被照射在複眼透鏡20上的各透鏡陣列上。而且，從複眼透鏡20射出的照明光IL7，如圖7(A)及圖7(B)所示，入射照明系統後群透鏡35a，並由這些透鏡被折射而形成照明光IL8，並入射第1透光性平板P1。

但是，因為複眼透鏡20由沿Y方向呈一列配置的多個透鏡元件F1~F8構成，所以照明光IL8向第1透光性平板P1的入射角度特性，在X方向和Y方向並不相同。

圖7(A)為從＋X方向觀察複眼透鏡20、照明系統後群透鏡35a、第1透光性平板P1、第2透光性平板P2的圖示，圖7(B)為從－Y方向對其進行觀察的圖示。另外，為了簡略化，將照明系統後群透鏡由1片透鏡35a表示，但其實際情況當然與圖1中的照明系統後群透鏡29、30、32、35是等價的。

照明系統後群透鏡35a以其入射側焦點面與複眼透鏡20的射出面一致，且其射出側焦點面與第1透光性平板P1的上面(＋Z)一致之形態進行配置。因此，照明系統後群透鏡35a也構成所謂的傅立葉轉換透鏡。

從複眼透鏡20的各透鏡元件射出的照明光IL7，由照明系統後群透鏡35a被折射，形成照明光IL8，並在第1透光性平板P1上進行重疊照射。因此，第1透光性平板P1上的照明光的強度分佈，利用該重疊所形成的平均化效果，而進一步被均勻化。

在第1透光性平板P1上向任意的一點IP的照明光IL8之關於Y方向之入射角度範圍ψ，依據複眼透鏡20的沿Y方向的排列而形成如圖7(A)所示的值。

另一方面，複眼透鏡20關於X方向只有1列，所以可使關於X方向的入射角度範圍大致為0。

即，可使向一點IP的照明光IL8，形成在含有Y方向且含有一點IP的平面(即上述的特定平面)IPP的面內具有行進方向，且其行進方向彼此不平行之多個照明光。

其中，藉由將照明光IL8的行進方向限制在特定平面IPP的面內，可如上述那樣，防止晶圓W上的干涉條紋的對比度下降，得到更高對比度的干涉條紋圖案。

而且，藉由使照明光IL8形成彼此不平行的多個照明光，可利用上述的平均化效果，謀求第1透光性平板P1上的照明光之強度分佈的均勻化。

另外，照明光IL8所照射的範圍，當然也可不包含第1透光性平板P1的全面。即，含有在第1透光性平板P1上所形成的第1繞射光柵G11、G12的中心部，且在透過它的照明光到達晶圓W之設定的區域上，以照明光IL8的強度分佈變得均勻的形態進行照明即可。

而且，也可依據需要，在複眼透鏡20的射出面上，如圖7(C)所示，設置具有Y方向長且X方向窄的狹縫狀的開口部28之孔徑光關27，將照明光IL8向X方向的行進方向，進一步限定在與特定平面IPP平行的面內。

在此，對輸入複眼透鏡12的構成詳細地進行說明。

入射構成輸入複眼透鏡12的各透鏡元件之照明光IL3，利用各透鏡元件的透鏡作用而被聚光。而且，在各透鏡元件的射出面上，形成使照明光沿Y方向偏轉，較佳為焊接型(brazed)或多層型的繞射光柵DG。在此，在輸入複眼透境12中於相同的X方向排列位置上進行並排的透鏡單元上所形成之繞射光柵DG，都具有相同的繞射角度特性。

因此，從Y方向的排列位置K1~K8的各透鏡元件射出的照明光，受到各透鏡元件的集光作用及繞射光柵DG所造成之向Y方向的繞射(偏轉)作用。

圖6(C)及圖6(D)所示為作為一個例子，在X方向的排列位置J3上，從Y方向的排列位置K3及K4射出之照明光IL4a、IL4b(將它們進行集合而為IL4c)。如圖示那樣，照明光IL4a、IL4b、IL4c在從透鏡元件射出後，暫時在聚光點14a、14b、14c進行聚光。而且，入射以使該入射側焦點面與該聚光點14a、14b、14c一致之形態，且該射出側焦點面與複眼透鏡20的入射面一致之形態進行配置的聚光鏡13。即聚光鏡13構成所謂的傅立葉轉換透鏡。而且，輸入複眼透鏡12的各透鏡元件的入射面和與其對應的複眼透鏡20的各透鏡元件的入射面，形成共軛關係(成像關係)。

因此，從各透鏡單元K1~K8射出之各照明光IL4a、IL4b(將它們統稱為IL4c)的向複眼透鏡20的入射位置，如以下所示。

其X方向位置因為各照明光IL4c在從透鏡元件K1~K8射出時不具有X方向的偏角，所以如圖6(D)所示那樣照射在光軸AX1的附近。

另一方面，其Y方向位置因為各照明光IL4a、IL4b在從透鏡元件K1~K8射出時因繞射光柵DG而沿Y方向產生設定的偏轉角，所以如圖6(C)所示那樣，從光軸AX1沿Y方向只偏心與其偏轉角成比例的量，因此照射在透鏡元件F3上。

如上所述，從X方向的排列位置J3上所排列的各透鏡元件K1~K8射出之各照明光的向Y方向的偏轉角為相同，所以從各透鏡元件K1~K8射出的照明光，都重疊地照射在透鏡元件F3上。

而且，透鏡元件F3的入射面的照明光量分佈，因上述重疊效果而被平均化，形成大致均勻化的照明光量分佈。

另外，在輸入複眼透鏡12的各透鏡元件的射出面上所形成之繞射光柵DG的偏轉特性，如X方向的排列位置相同則相同，如X方向的排列位置不同則不同。因此，從輸入複眼透鏡12上的X方向的排列位置相同之透鏡元件所射出的照明光，全都重疊地入射複眼透鏡20上的相同的透鏡元件，使該入射面上的照明光量分佈因上述重疊效果而被平均化，形成大致均勻化的照明光量分佈。

另外，輸入複眼透鏡12及聚光鏡13也可看作一種將入射複眼透鏡20上的一個透鏡元件的照明光，在配置有輸入複眼透鏡12的設定的面內所分佈的照明光中，限制為分佈在X方向的設定範圍內的照明光之光學系統。

在此，在輸入複眼透鏡12上，分佈在X方向的設定範圍內之照明光，沿X方向傾斜設定的角度，並入射複眼透鏡20上的設定的透鏡單元(例如F3)。在此，透鏡單元F3也為傅立葉轉換透鏡，所以在複眼透鏡20的射出面上所形成之這些照明光的聚光點(2次光源)，依據向X方向的設定的入射角，而沿X方向進行位移。

而且，入射各透鏡元件F1~F8之照明光的向X方向的入射角，如上所述分別不同，所以在複眼透鏡20的射出面上所形成之2次光源的位置，在各透鏡元件F1~F8，分別沿X方向進行微小量的位移，而不會形成在相同的X座標上。

該各個2次光源位置在X方向上的差異，使構成照明光IL8的各照明光向X方向的行進方向產生差異，但當該值超過例如上述容許值(作為一個例子為±0.3〔mrad〕)時，也會形成使晶圓上所形成之干涉條紋的對比度下降的要因。

因此，為了消除該微小位移，也可如圖8(A)及圖8(B)所示，在各透鏡元件F1~F8的入射面附近，設置用於使照明光IL5a沿X方向偏轉，並使其行進方向在YZ面內一致之楔形棱鏡221、222、223、228。當然，楔形棱鏡的楔形角分別形成不同的角度。

藉此，照明光IL6a對各透鏡元件F1~F8，關於X方向形成垂直入射，可使在各透鏡元件F1~F8的射出部上所形成的2次光源群排列在同一X座標上。

或者，也可如圖9(A)所示，藉由使構成複眼透鏡20的各透鏡元件F1a~F8a自身的排列，分別沿X方向進行微少量的位移，而使該形成射出面的2次光源群形成在同一X座標上，即形成在圖中的虛線CL上。

而且，如圖9(B)所示，將構成複眼透鏡20的各透鏡元件F1b~F8b，由對其外形使透鏡中心(在圖中所示的圓的中心)偏心的透鏡所構成，藉此也可將該形成射出面的2次光源群形成在相同的X座標上，即：形成在圖中的虛線CL上。

利用以上的方法，可降低各2次光源位置在向X方向上的差異，並將構成照明光IL8的各照明光在向X方向上的行進方向的差異，降低到設定的容許值以下。

另外，這種2次光源群的X方向位置的修正能夠輕鬆地進行，因為入射構成複眼透鏡20的各透鏡元件F1~F8的一個之照明光，被限制為在配置有輸入複眼透鏡12的設定的面內所分佈的照明光中，在X方向的設定的範圍中所分佈的照明光_， 即被限制為具有一定的X方向的入射角度之照明光。

但是，上述的限制也未必一定要完全限制。這是因為，如入射各透鏡元件F1~F8的一個之照明光中的大部分的照明光，為在配置有輸入複眼透鏡12的設定的面內所分佈的照明光中，於X方向的設定的範圍所分佈的照明光，則實質上可得到同樣的效果。

而且，從在輸入複眼透鏡12的射出面上所配置的繞射光柵DG，也產生某種程度的不需要的繞射光等散射光，所以難以完全防止這些散射光入射透鏡元件F1~F8中的除了所需要的一個以外之透鏡元件。

另外，聚光光學系統11的實施例並不限定於此，也可採用例如圖10(A)~圖10(B)所揭示的那樣，在XY面內的設定區域中其錐形角度不同的棱鏡陣列14。

棱鏡陣列14的XY面內的構造是使例如正方形的棱鏡，與圖6(A)所示的輸入複眼透鏡12同樣地沿XY方向呈2維排列，但其斷面如圖10(A)及圖10(B)所示那樣，各棱鏡的錐形角度依據X方向的排列的位置J1~J8及Y方向的排列的位置K1~K8而進行變化。

入射棱鏡陣列14的照明光IL3受到對應其錐形角度的折射作用即偏轉作用，被照射在複眼透鏡20上的設定的透鏡元件F1~F8上。

另外，在本例中，入射透鏡元件F1~F8中的一個之照明光，當然也限定為在棱鏡陣列14上於同一X方向排列位置上排列之棱鏡群發出的照明光較佳。這是因為，藉此可輕鬆地採用用於將複眼透鏡20射出面的2次光源群形成在同一X座標上的，圖8(A)~圖8(B)及圖9(A)~圖9(B)所示的方法。

下面，對上述特定平面和配置有第1繞射光柵G11、G12的面的法線方向之角度關係進行考察。

在上述角度關係根據第1繞射光柵G11、G12的面內的各點的位置進行變化之情況下，即照明光IL8的沿X方向的傾斜角依據上述各點的位置進行變化之情況下，在晶圓W上所形成之干涉條紋的沿X方向的位置偏離，也根據上述各點的位置，即晶圓W上的各點位置而進行變化。

這是與投影曝光裝置的失真相同的問題，成為與晶圓W上的已有圖案之位置調整偏離的原因。

因此，在第1繞射光柵G11、G12上，即第1透光性平板P1上，進行照射的IL8，最好不依據第1透光性平板P1內的位置，而使沿X方向的入射角度保持一定的值進行入射，即使上述特定平面對配置有第1繞射光柵G11、G12的面的法線方向之沿X方向的傾斜角，不依據第1繞射光柵G11、G12的面內的各點位置進行變化而為一定值。

但是，在實際的曝光裝置中，難以使上述傾斜角不依據上述各點的位置進行變化而完全保持一定的值。因此，實際上如上述傾斜角在上述各點的位置都限制在以下的容許值以內，則在實用上可得到足夠的位置一致性。

在此，當在晶圓W上進行曝光的干涉條紋圖案為60nm佈線間距的圖案時，其位置偏離容許值一般線上寬的1/4即15nm左右。因此，使第2繞射光柵G21和晶圓W的表面的間隔D2為50[μm]，依據各點的位置而進行變化之上述特定平面的上述傾斜角之差異的容許值ψ 1，作為一個例子，可為(式7)ψ 1＝arctan(15/50000)＝0.3[mrad]

不過，該條件當然是依據應曝光的圖案的週期T3及第2繞射光柵G21和晶圓W的表面D2進行變動地。

而且，上述的X方向當然也應該依據與上述的第1繞射光柵G11、G12及第2繞射光柵G21的週期的方向之關係而被決定。

另外，在以上的說明中，以第1透光性平板P1和晶圓W平行配置作為前提，使上述特定平面對第1透光性平板P1的法線方向之沿X方向的傾斜角，即照明光IL8向第1透光性平板P1之沿X方向的入射角度，不依據第1透光性平板P1內的位置進行變化而為一定值較佳，但實際上，上述特定平面的向X方向的傾斜角等，對晶圓W的法線方向保持一定即平行較佳。

而且，為了在晶圓W的設定位置沿Z方向進行稍許變動的情況下，也不使晶圓W上所形成的干涉條紋圖案的位置進行變動，最好使上述特定平面對晶圓W的法線方向平行，即使上述特定平面對晶圓W垂直。

然而，為了使照明光IL8如此這般地達成嚴格的平行度，需要一種使其平行度可調整的平行度微調整機構。因此，在本發明的曝光裝置中，使準直儀透鏡2、3、5、7及照明系統後群透鏡29、30、32、35中的部分透鏡，沿照明光IL1、IL2、IL7、IL8的行進方向可動，而進行上述微調整。

下面，對在圖1中的照明系後群透鏡29、30、32、35中所設置的平行度微調整機構進行說明。在照明系統後群透鏡中，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。而且，這些透鏡驅動機構31a、31b、33a、33b在固定軸34a、34b上可沿Z方向進行動作，藉此透鏡30及透鏡32也可分別獨立地沿Z方向進行動作。

藉此，照明系統後群透鏡29、30、32、35作為整體構成所謂的內聚焦透鏡，且其焦點距離或焦點位置可變。因此，在由於製造誤差等而使複眼透鏡20射出面上所形成的2次光源不在設定的設計位置上之情況下，也可將來自複眼透鏡20的照明光IL7，正確地轉換為平行的照明光IL8。

圖11(A)~圖11(B)所示為由於透鏡30及透鏡32的驅動所造成之照明系統後群透鏡29、30、32、35的整體的焦點距離的變動，而使照明光IL8平行度變動，且照明光IL8向第1透光性平板P1的入射角依據第1透光性平板P1內位置而進行變化之情況。

圖11(A)表示透鏡30及透鏡32被設定在適當的Z方向位置上的情況，照明光IL8的X方向的外緣LEa、LEb對第1透光性平板P1垂直，且照明光IL8c、照明光IL8d、照明光IL8e不依據第1透光性平板P1內的位置進行變化，而垂直地入射第1透光性平板P1。

另一方面，圖11(B)所示為將透鏡30及透鏡32從適當的Z方向位置偏離配置的情況，由外緣LEa1、LEb1所規定的照明光IL8整體上形成發散光路。此時，外緣LEa1、LEb1從垂直方向LEa、LEb分別傾斜ψe(進行發散)。因此，照射光IL8向第1透光性平板P1的入射角，依據該位置進行變化。

即，通過接近外緣LEa1的光路部分進行照射的照明光IL8f，稍稍向外傾斜而入射第1透光性平板P1。而且，如使傾斜角為ψm，則由照明光IL8f在晶圓W上所形成之干涉條紋的明暗圖案的位置，形成於從第2透光性平板P2上的第2繞射光柵G21的明暗位置，向左只偏離大致與ψm成比例的量之位置上而產生位置誤差。其原理與圖5所示的相同。

另一方面，通過接近外緣LEb1的光路部分進行照射的照明光IL8h在晶圓W上所形成之干涉條紋的明暗圖案的位置，與照明光IL8h的向外傾斜的傾斜角ψm大致成比例_， 形成於向右偏離的位置上。而且，通過接近中心的光路部分進行照射的照明光IL8g在晶圓W上所形成之干涉條紋的明暗圖案的位置，因為照明光IL8h大致垂直入射，所以不產生位置偏離。

因此，在晶圓W上被曝光的干涉條紋圖案的，對第2繞射光柵G21的明暗圖案之大小的關係，在由外緣LEa1、LEb1所規定的光路形成發散光路的情況下被擴大，在形成收斂光路的情況下被縮小，且在任一種情況下都會產生倍率誤差。

在本發明的曝光裝置中，藉由將透鏡30及透鏡32設定在適當的Z方向位置上，可使外緣LEa、LEb所規定的照明光IL8總是形成平行光路，所以能夠防止這種倍率誤差的產生。

另外，在本發明的曝光裝置中，如因以前的製造工程的熱變形等而在應進行曝光的晶圓W上產生意外的伸縮，則藉由調整透鏡30及透鏡32的位置，並使上述外緣LEa1、LEb1所規定的照明光路，形成發散光路或收斂光路，也可將晶圓W上所形成之干涉條紋的週期T3進行擴大或收斂，而對上述晶圓W的伸縮進行修正並曝光。

下面，對圖1中的準直儀透鏡2、3、5、7上所設置之平行度微調整機構進行說明。在準直儀透鏡中的負透鏡5上安裝有透鏡驅動機構6a、6b，在正透鏡7上安裝有透鏡驅動機構8a、8b。而且，這些透鏡驅動機構6a、6b、8a、8b可在固定軸9a、9b上沿Z方向進行動作，藉此使透鏡5及透鏡7也可分別獨立地沿Z方向進行動作。

因此，也可藉此對在第1透光性平板P1上所照射之照明光IL8的平行度、收斂度、發散度進行調整。

在此，對本發明中的上述的第2繞射光柵G21和晶圓W的表面的間隔D2之最佳值進行說明。如上所述，在照明光IL8的傾斜時於晶圓W上的干涉條紋圖案的位置偏離，與間隔D2成比例地產生，所以如果單純地進行研討，則間隔D2越短越佳。這是因為，藉此可緩和關於照明光的傾斜的規格。

但是，如果使間隔D2過短，則產生第2繞射光柵G21和晶圓W的接觸，會造成它們的損傷。因此，為了回避接觸，間隔D2其數值考慮到晶圓W的平面度和形成第2繞射光柵G21的第2透光性平板P2的平面度，應確保最低限在1μm以上。

而且，為了確實地防止上述接觸，間隔D2最好在5μm以上。

另一方面，如果使間隔D2過於長距離化，則關於照明光的傾斜等的規格當然也變得嚴格，但在晶圓W1上的1點進行聚光之多個繞射光從第2繞射光柵G21出發的位置的間隔也增大，且還會產生因這些多個繞射光間的空間的相干所引起之可干涉性下降的問題，所以間隔D2最好設定在500μm以下。

而且，如間隔D2短，則可緩和關於照明光的傾斜等的規格，並可廉價地提供只是該量的製造裝置，所以間隔D2最好設定在100μm以下。

另外，在本發明中，將第2繞射光柵G21和晶圓W鄰接對向配置，所以在兩構成構件的表面間可產生照明光的多重干涉。而且，其會對在晶圓W上所形成之干涉條紋的明暗分佈產生不良影響。

因此，在本發明中，作為來自光源1的照明光IL1~IL8，使用其時間上的可干涉距離(關於光的行進方向的可干涉距離)為間隔D2的2倍左右以上的光較佳。光的時間上的可干涉距離，在使該光的波長為λ，該光的波長分佈的波長半幅值為△λ時，大致為以λ² /△λ所表示的距離。因此，在曝光波長λ為來自ArF雷射的193nm的情況下，最好使用其波長半值幅△λ為370pm以上左右的照明光IL1~IL8。

另外，在如上述那樣形成具有1維週期的干涉條紋IF之情況下，在其形成中所利用的照明光IL8，其偏光方向(電場方向)與干涉條紋IF的長邊方向(與週期方向直交的方向)平行，即在與週期方向直交之方向上為直線偏光光較佳。這是因為，在這種情況下，可使干涉條紋IF的對比度最高。

另外，照明光IL8即使不像上述那樣為完全的直線偏光光，如為干涉條紋IF的長邊方向(Y方向)的電場成分，較週期方向(X方向)的電場成分大之照明光，也可得到上述的對比度提高效果。

而且，干涉條紋IF的週期方向，即為與第2繞射光柵G21的週期T2的方向一致之方向，所以所說的照明光IL8的較佳的偏光狀態，總之只要為與第2繞射光柵G21的週期T2的方向直交之方向(Y方向)的電場成分，較週期T2的方向(X方向)的電場成分大之照明光即可。

照明光IL8的這種偏光特性，利用照明光學系統中所設置的光控制元件10而實現。光控制元件10為例如以光軸AX1為旋轉軸可旋轉地進行設置之偏振濾光鏡(偏振片)和偏光分光器，可利用其旋轉而使照明光IL3的偏光方向形成設定的直線偏光。

在光源1為放射雷射等大致為直線偏光的照明光IL1之光源的情況下，作為光控制元件10，也可利用同樣可旋轉地進行設置之1/2波長板。而且，也可採用能夠分別獨立地進行旋轉之串聯設置的2片1/4波長板。在這種情況下，不只是使照明光IL2~8的偏光狀態大致形成直線偏光光，也可形成圓偏光及橢圓偏光的偏光光。

然而，第1繞射光柵G11、G12和第2繞射光柵G21的間隔D1，不會對晶圓W上所形成的干涉條紋IF的位置偏離等施加影響，所以沒有必要像上述間隔D2那樣進行鄰接配置。

但是，如間隔D1過長，則為了使從第1繞射光柵G11、G12所產生的±1次繞射光LP、LM，照射第2繞射光柵G21上的必要的全部位置，需要更大的第1繞射光柵G11、G12。因此，間隔D1設定在例如100mm左右以下，在使第1繞射光柵G11、G12所必需的尺寸可縮小方面較佳。

另一方面，如間隔D1過窄，則從第1繞射光柵G11、G12所產生的±1次繞射光LP、LM，在第2繞射光柵G21上相互進行干涉而形成不需要的干涉條紋，最終在晶圓W上也有可能形成不需要的干涉條紋(明暗斑紋)。

這種不需要的明暗斑紋的產生的防止，可藉由使從第1繞射光柵G11、G12的任意一點所產生的±1次繞射光LP、LM，在第2繞射光柵G21上，對由照明光IL8的空間可干涉距離充分離開的位置進行照射，作為一個例子，例如為離開上述可干涉距離的4倍左右的位置。

在此，照明光IL8的空間可干涉距離，為由照明光IL8的數值孔徑NA和波長λ，一般以λ/NA進行表示的距離。如使照明光IL8的波長為193nm，作為數值孔徑NA，為照明光IL8對特定平面的角度差異的容許值即上述的0.3〔mrad〕(＝0.0003)，則可干涉距離為643μm，其4倍為2536μm。因此，在這種情況下，藉由使上述±1次繞射光LP、LM向第2繞射光柵G21的照射位置，離開2536μm左右以上，能夠防止上述不需要的明暗斑紋的產生。

在此，如使第1繞射光柵G11、G12的週期T1為240nm，則±1次繞射光LP、LM的繞射角θ0可由式1求得為53度。為了使由該繞射角對稱產生的2條光線束，在第2繞射光柵G21上對相距2536μm以上的位置進行照射，需要使間隔D1在948μm以上。

因此，間隔D1在1mm左右以上較佳。

另外，第1繞射光柵G11、G12是用於使±1次繞射光LP、LM沿設定的方向產生，並將其照射在第2繞射光柵G21上，而不是以在第2繞射光柵G21的設定位置上，形成由±1次繞射光LP、LM所產生的干涉條紋為目的。

因此，第1繞射光柵G11、G12和第2繞射光柵G21的XY方向的位置關係，沒有必要以週期T1及T2的級(數10mm的級)嚴密地進行位置調整。但是，由於需要在第2繞射光柵G21中的與晶圓W對向的設定區域上，照射從第1繞射光柵G11、G12所產生的±1次繞射光LP、LM，所以需要使第1繞射光柵G11、G12和第2繞射光柵G21沿XY方向以例如數mm左右的位置關係進行調整配置。

而且，第1繞射光柵G11、G12的週期T1的方向，也可與第2繞射光柵G21的週期T2的方向(X方向)不一致。但是，在這種情況下，為了防止伴隨晶圓W的Z方向位置的變動所引起之干涉條紋IF的明暗圖案的移動等，最好取代週期T1，而使第1繞射光柵G11、G12的週期T1在ZX面內進行投影之長度，滿足式4的條件。

然而，本發明的曝光裝置如上所述，是在X方向上使用極小照明NA的照明光，但因為到達晶圓W上的1點之照明光(繞射光)為多個，所以可從第2繞射光柵G21及第1繞射光柵G11、G12上的多個區域被照射。而且，在晶圓W上形成干涉條紋的光線束，徹底為來自第2繞射光柵等的繞射光，所以即使在第2繞射光柵G21等的上面存在異物等的情況下，該異物也不會保持原有的形狀在晶圓W上被曝光轉印。

在此，為了進一步降低第2繞射光柵G21、G22上的異物及缺陷對晶圓W上所形成之干涉條紋所帶來的不良影響，最好將與第2繞射光柵G21、G22的間隔D2設定在設定的值以上。這是因為，藉此可將照射在晶圓W上的1點的光，形成從第2繞射光柵G21、G22上的更多處位置被繞射的光，能夠緩和上述異物及缺陷的不良影響。

在此，從第2繞射光柵G21照射晶圓W的繞射光，如上述那樣只傾斜角度θ0及θ1地對晶圓W進行照射。更佳的條件為θ0＝θ1。此時，根據式2及式3，設照明光的實效波長為λ，第2繞射光柵G21的週期為T2，則為式(8)Sinθ0＝λ/(2×T2)，所以如以Sinθ0≒tanθ0的近似在某種程度上成立作為前提，則在晶圓W的1點上進行照明的繞射光，是在第2繞射光柵G21，從將只離開式(9)D5＝2×D2×λ/(2×T2)所表示的相互間隔D5之2點作為中心的部分進行照射。

為了緩和上述異物及缺陷的不良影響，使在晶圓W上的1點進行聚光的光，由例如來自擴展到第2繞射光柵G21的週期T2的30倍左右以上之部分的光構成，以使該不良影響被平滑化為佳。將其由公式表示，如(式10)D5≧30×T2。

根據上述式9及式10，間隔D2滿足(式11)D2≧30×T2² /λ為佳。

而且，為了更加緩和上述不良影響，使在晶圓W上的1點進行聚光的光，由例如來自擴展到第2繞射光柵G21的週期T2的100倍左右以上之部分的光構成，而使該不良影響被平滑化為佳。此時，間隔D2應滿足的條件，根據同樣的考察，為(式12)D2≧100×T2² /λ。

而且，為了更加降低第2繞射光柵G21上的異物．缺陷對在晶圓W上被曝光之圖案的不良影響，在本發明中，也可使向晶圓W的曝光為利用以下所示的多次曝光的多重曝光。

即，也可在使第2繞射光柵G21和晶圓W的XY方向的位置關係形成設定的關係而進行最初的曝光後，使其相對關係只移動第2繞射光柵G21的週期的整數倍，或沿與第2繞射光柵的週期方向直交的方向只移動任意的距離而進行第2次的曝光，然後進行同樣的移動且進行多次的多重曝光。

藉此，在晶圓W上的一點上，使從第2繞射光柵G21上的更多的部分所產生之繞射光形成的干涉條紋的明暗圖案進行重疊並被曝光，而使第2繞射光柵G21上所存在之異物和缺陷的不良影響，因平均化效果而進一步降低。

然而，為了進一步降低在第2繞射光柵G21上所附著之異物等的不良影響，也可如圖12所示，在第2繞射光柵G21和晶圓W之間，設置防止異物在第2繞射光柵G21上進行附著用的薄膜(pellicle)PE2。而且，也可藉由將薄膜PE2在例如每次對設定枚數的晶圓W進行曝光時加以更換，而進行異物的去除。

作為薄膜PE2，可使用例如為了防止異物在投影曝光裝置中所使用的光柵上進行附著而使用之有機樹脂制的薄膜。

或者，也可使用由合成石英等無機材料構成的透光性的平板作為薄膜PE2。

另外，也可在第1繞射光柵G11、G12的光源側設置薄膜PE1，而防止異物在第1繞射光柵G11、G12上的附著。

或者，為了防止異物在第2繞射光柵21上的附著，可如圖13所示，在第2透光性基板P2上的第2繞射光柵G21上，設置保護層PE3。該保護層PE3由例如CVD(Chemical Vapor Deposition化學汽相澱積)法所形成的二氧化矽等的透光性的膜構成，且依據需要，對其表面利用CMP(化學機械研磨Chemical Mechanical Polishing)進行平坦化。異物保護層PE3的厚度為例如1μm左右。

另外，在保護層PE3上所附著的異物也好，在不設置保護膜PE3而在第2繞射光柵G21上所附著的異物也好，在異物對晶圓上應形成之干涉條紋帶來的不良影響方面是相同的。但是，藉由設置保護層PE3，可將第2繞射光柵G21的表面實質上進行平坦化，因此在其表面上所附著的異物、污染等的洗淨及檢查變得極其容易這一點上，保護層PE3的設置是有效的。

另外，在以上的例子中，第1繞射光柵G11、G12為相位調製型繞射光柵，第2繞射光柵G21為強度調製型繞射光柵，但兩繞射光柵的構成並不限定於此。

例如，也可使任一個的繞射光柵利用如半色調相位移位光柵(Attenuated Phase Shift Mask)那樣，將透過光的相位及強度兩者進行調製之繞射光柵。而且，當在晶圓W上所形成的干涉條紋不要求那麼高的對比性時，也容許從第1繞射光柵產生不需要的繞射光，所以也可使用強度調製型的繞射光柵作為第1繞射光柵。

另外，在以上的例子中，第1繞射光柵G11、G12和第2繞射光柵G21分別形成在不同的透光性平板上，但也可將兩繞射光柵形成在同一透光性平板上。

圖14所示為將第1繞射光柵G15、G16和第2繞射光柵G23，分別形成在一個透光性平板P3的光源側及晶圓W側之例子。另外，在本例中，各繞射光柵的構造和製作方法與上述例子相同。而且，透鏡35及其上流的照明光學系統也與上述例子相同。

而且，在本發明的一個形態中，也可藉由只將單一的繞射光柵與晶圓W鄰接對向配置，而在晶圓W上將干涉條紋的明暗圖案進行曝光。

圖15為在晶圓W側的附近，將在透光性平板P4的晶圓W側所形成之繞射光柵G17、G18，以間隔D3鄰接對向配置的例子。在本例中，繞射光柵G17、G18的構造和製作方法與上述例子相同。而且，透鏡35及其上流的照明光學系統也與上述例子相同。繼而，關於間隔D3的值，與上述例子中的間隔D2滿足同樣的條件為佳。

另外，在本例中，實效波長λ是指從繞射光柵G17、G18到晶圓W之照明光路上所存在的透光性媒質中，具有最低折射率的媒質中的照明光的波長。

在本例中，藉由使繞射光柵G17、G18所產生的繞射光(1次繞射光)，照射在晶圓W上並在晶圓W上進行干涉，可在晶圓W上形成干涉條紋的明暗圖案。

然而，在圖3所示之構成中的第1繞射光柵G11、G12及圖14所示之構成中的第1繞射光柵G15、G16，或圖15所示之構成中的繞射光柵G17、G18，由強度調製型的繞射光柵或半色調型的繞射光柵形成的情況下，從這些繞射光柵也產生0次光(直線傳播光)。而且，該0次光基本為不需要的照明光，通過第2繞射光柵G21、G23，或直接照射在晶圓W上，使所需之本來的干涉條紋的對比度下降。

但是，即使對這些強度調製型或半色調型的繞射光柵，當使照明光IL8傾斜設定角度入射時，可將從那裏所產生的繞射光的角度分佈，與對上述週期T1的相位調製型繞射光柵垂直入射之情況下的繞射光的角度分佈，實質上形成等價。

即，當使用X方向的週期T5為(式13)T5＝T1/2之強度調製型或半色調型的繞射光柵，並將照明光IL8對X方向只傾斜由式1所求取的θ0時，該0次光與入射角對應地沿X方向只傾斜θ0而產生，且一個1次光沿X方向的相反側只傾斜θ0而產生。這些0次光和1次光在X方向的繞射角度，與對圖3所示的相位調製型繞射光柵G11、G12垂直入射之情況下的±1次光繞射光LP、LM的繞射角度分佈，實質上是等價的。

這種照明光可藉由將圖7(B)所示的複眼透鏡20沿X方向進行設定量的位移並配置而實現。另外，在這種情況下，當然最好將複眼透鏡20上流側的光學系統的全部都沿X方向只位移相同的設定量。

而且，也可使用如圖16(B)所示，對光軸AX1在X方向上沿－方向或＋方向位移進行配置的2個複眼透鏡23L、23R。在這種情況下，各複眼透鏡23L、23R與圖7(D)所示的複眼透鏡同樣地，在遮光構件24上將透鏡元件L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8及R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8沿Y方向進行排列。

而且，為了在這些複眼透鏡23L、23R上使照明光進行聚光，如圖16(A)所示，使用輸入複眼透鏡12a即可。其與圖7(A)所示的複眼透鏡12為大致相同的構成，但在各元件的射出面上所形成之繞射光柵DG2的特徵在於：其週期在X方向上具有一定的值，在Y方向上依據X方向的排列位置J1~J8進行變化。

即，由其X方向及Y方向的週期的合成所確定之週期的方向，根據X方向的排列位置J1~J8進行變化。

而且，從繞射光柵DG2所產生的繞射光的特徵在於：為一種由±1次繞射光所構成之實質上的2條繞射光。另外，其當然可由簡單構造的相位側繞射光柵實現。

而且，例如從X方向的排列位置J2上所配置的各透鏡元件發出的繞射光，其＋1次繞射光在複眼透鏡23L的透鏡元件L3上重疊照射，其－1次繞射光在透鏡元件L3和對光軸AX1對稱的位置上所配置的複眼透鏡23R之透鏡元件R6上重疊照射。

而且，在X方向的其他排列位置上所配置的各透鏡元件發出的繞射光，也是其±1次繞射光在對光軸AX1對稱配置的透鏡元件上，分別重疊地進行照射。

這種從複眼透鏡23L及23R所射出的照明光IL7L、IL7R，如圖17(A)及圖17(B)所示，照射在第1透光性平行板P1上。

即，在第1透光性平行板P1上的任意一點IP2上所照射的照明光IL8，在其Y方向的入射角度範圍方面與圖7(A)所示的角度範圍ψ是相同的，但其X方向的入射角度形成在第1特定平面IPL的面內具有行進方向之照明光和IL8L、在第2特定平面IPR的面內具有行進方向之照明光和IL8R，並入射第1透光性平行板P1。

另外，在上述的任一個例子中，第1繞射光柵G11、G12及第2繞射光柵G21，需要依據在晶圓W上應進行曝光之干涉條紋的明暗圖案的週期T3，進行交換。圖19(A)~圖19(B)所示為該交換機構的一個例子，圖19(A)所示為從－Z方向對其進行觀察的圖，圖19(B)所示為圖19(A)中的A－B部分附近的斷面圖。

設置有將設置了第2繞射光柵的第2透光性平行板P2的周邊部P2E，利用真空吸附等方法進行保持之夾盤部43a、43b、43c、43d的平板載入機42，可沿X方向進行滑動，且可沿Z方向進行上下動作。

在交換前，第2透光性平行板P2由第2保持機構37a、37b、37c進行保持。對該狀態，平板載入機42從X方向侵入第2透光性平行板P2的下部，並向上方上升。而且，夾盤部43a、43b、43c、43d吸附第2透光性平行板P2的周邊部P2E。

然後，第2保持機構37a、37b、37c如圖中白色抽出箭形符號所示那樣沿放射方向退開，並在該狀態下使平板載入機42沿＋X方向退開而帶走第2透光性平行板P2。然後，新的應裝填的另外的第2透光性平行板經過與上述相反的動作，被設置在第2保持機構37a、37b、37c上，完成第2透光性平行板的交換。

第1透光性平行板P1的交換機構也採用與上述同樣的構成。

另外，因為第1透光性平行板P1和第2透光性平行板P2的間隔短，所以難以將上述平板載入機插入到其間隔內。

因此，如圖18所示，使第1保持機構36a等及第2保持機構37a等，也可預先利用支持構件41在處於XY面內方向上的上述放射方向及Z方向上進行動作為佳。藉此，可確保上述平板載入機的用於裝填的間隙。

另外，第1保持機構36a等及第2保持機構37a等上述Z驅動機構，也可在將第2繞射光柵G21和晶圓W的間隔D2，及第1繞射光柵G11、G12和第2繞射光柵G21的間隔D1設定為設定值時進行使用。

另外，如圖18所示，對第1透光性平行板P1的周邊部P1E及第2透光性平行板P2的周邊部P2E進行階梯加工，以使它們與中心部相比變薄。而且，在第1保持機構36a等上所設置的真空吸附部P1V及在第2保持機構37a等上所設置的真空吸附部P2V，藉由這些進行了階梯加工的周邊部P1E及P2E，將第1透光性平行板P1及第2透光性平行板P2進行保持。

然而，在以上的例子中，在第2繞射光柵G21和晶圓W之間存在空氣(也可為氮或稀有氣體)，但也可取代它而填充設定的介電質。藉此，可將在晶圓W上所照射的照明光(繞射光)的實質波長，只縮小上述介電質的折射率的量，能夠使晶圓W上所形成之干涉條紋的明暗圖案的週期T3進一步縮小。因此，第2繞射光柵G21的週期T2及第1繞射光柵G11、G12的週期T1，當然也需要與其成比例地縮小。

圖20(A)所示為相適應的晶圓載台38a等的例子。在晶圓載台38a的周圍設置有連續的側壁38b、38c，在側壁38b、38c所包圍的部分中可保持水等液體46。藉此，使晶圓W和第2透光性平板P2間充滿水，即使晶圓W和第2繞射光柵G21間的空間充滿作為介電質的水，而使照明光的波長只縮小水的折射率(對波長193nm的光為1.46)。

另外，還並列設置有供水機構44及排水機構45，藉此對由側壁38b、38c所包圍的部分供給無污染的新鮮的水且將水排出。

而且，也可如圖20(B)所示，使晶圓載台38a的側壁38d、38e的最上面較第1透光性平板P1的下面高，並在第1透光性平板P1和第2透光性平板P2間的空間中也充滿水。供水機構44a及排水機構45b的機能與上述相同。

藉此，可將從第1繞射光柵G11、G12到晶圓W的全光路，由除了空氣(或者為氮或稀有氣體)以外的介電質(水)進行覆蓋，能夠使上述的照明光的實效波長λ，只縮小水的折射部分。而且，藉此使具有更微細的週期之圖案的曝光成為可能。

另外，如只在第1透光性平板P1和第2透光性平板P2間充滿水等介電質有效，則也可採用圖21所示的構成。

其是在第1透光性平板P1的周圍設置連續的側壁47，並藉此在第1透光性平板P1和第2透光性平板P2之間貯存水份。供水機構44c及排水機構45c的機能與上述相同。

另外，從第1繞射光柵G11、G12到晶圓W的光路，或在第1透光性平板P1和第2透光性平板P2之間應充滿的介電質的折射率，最好在1.2以上。這是因為，如該折射率在1.2以下，則不能充分地實現可曝光的圖案之微細度的提高。

如上述那樣使干涉條紋所形成的明暗圖案被曝光之晶圓W，利用未圖示的晶圓載入機被運送到曝光裝置外，並運送到顯像裝置。藉由顯像，而在晶圓W上的光阻劑上，形成與被曝光的明暗圖案相對應的光阻劑圖案。而且，在蝕刻裝置中，藉由將該光阻劑圖案作為蝕刻光罩，對晶圓W或在晶圓W上所形成的設定的膜進行蝕刻，而在晶圓W上形成設定的圖案。

半導體積體電路、平板顯示器、薄膜磁頭、微型機等電子元件的製造工程，包含如上述那樣將微細圖案經多個層而形成的工程。可將利用本發明的曝光裝置的上述曝光方法，在這種多次的圖案形成工程中的至少1個工程中使用，製造電子元件。

而且，在上述至少1個工程中，也可對利用基於本發明的曝光裝置的上述曝光方法，將干涉條紋所形成的明暗圖案進行曝光之晶圓W上的光阻劑PR，由一般的投影曝光裝置將設定形狀的圖案進行合成曝光，並將所合成曝光的光阻劑PR進行顯像，而進行上述圖案形成。

或者相反地，對利用一般的投影曝光裝置將設定形狀的圖案進行曝光之晶圓W上的光阻劑PR，利用基於本發明的曝光裝置的上述曝光方法，將干涉條紋所形成的明暗圖案進行合成曝光，並將所合成曝光的光阻劑PR進行顯像，而進行上述圖案形成。

本發明的曝光方法可在半導體積體電路、平板顯示器、薄膜磁頭、微型機等電子元件的製造中進行實施，能夠在產業上進行利用。

本發明的曝光裝置可在半導體積體電路、平板顯示器、薄膜磁頭、微型機等電子元件的製造中進行實施，能夠在產業上進行利用。

而且，本發明的電子元件的製造方法及電子元件，在其製造過程中的產業，即生產半導體的產業中可進行利用，且作為其成果物的電子元件，可在各種電子機器產業中進行利用。

1．．．光源

2、3．．．準直儀透鏡

4．．．聚光點

5．．．準直儀透鏡(負透鏡)

6、8．．．透鏡驅動機構

7．．．準直儀透鏡(正透鏡)

9．．．固定軸

10．．．偏光控制元件

11．．．聚光光學系統

12、12a．．．輸入複眼透鏡

13．．．聚光鏡

14a、14b、14c．．．聚光點

14．．．棱鏡陣列

20．．．複眼透鏡

21．．．遮光性的構件

23L、23R．．．複眼透鏡

27．．．孔徑光闌

28．．．孔徑部

29、30、32、35．．．照明系統後透鏡

31a、31b．．．透鏡驅動機構

33a、33b．．．透鏡驅動機構

34a、34b．．．固定軸

35a．．．照明系統後群透鏡

36a、36b．．．第1保持機構

37a、37b、37c．．．第2保持機構

38、38a．．．晶圓載台

38b、38c、38d、38e．．．側壁

39．．．移動鏡

40．．．雷射干涉儀

42．．．平板載入機

43a、43b、43c、43d．．．夾盤部

44、44a、44c．．．供水機構

45、45b、45c．．．排水機構

46．．．液體

47．．．側壁

50．．．晶圓定盤

221、222、223、228．．．楔形棱鏡

AX1．．．光軸

AX2．．．第1光軸

D1．．．間隔

D2．．．第2繞射光柵G21和晶圓W的表面的間隔

D3．．．間隔

D5．．．間隔

DG．．．繞射光柵

F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8．．．透鏡元件

F1a~F8a．．．透鏡元件

F1b~F8b．．．透鏡元件

G11．．．第1繞射光柵的蝕入部分

G12．．．第1繞射光柵的表面部分

G15、G16．．．第1繞射光柵

G17、G18．．．繞射光柵

G21、G23．．．第2繞射光柵

J1、J2、J3、J8、K1、K2、K3、K4．．．透鏡元件

IF、IFa、IFb．．．干涉條紋

IL1、IL2、IL3、IL4、IL4a、IL4b、IL4c、IL5、IL5a、IL6、IL7、IL8、IL8a、IL8b、IL8c、IL8d、IL8e、IL8f．．．照明光

IP．．．一點

IPP．．．特定平面(含有一點IP的平面)

IS．．．照明光學系統

L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8．．．透鏡元件

LEa、LEb．．．光路的外緣

LP0、LPa0、LPb0．．．0次繞射光

LP、LPa、LPb．．．＋1次繞射光

LM、LMa、LMb、LPa1、LPb1、LP1．．．－1次繞射光

P1．．．第1透光性平板

P2．．．第2透光性平板

P3、P4．．．透光性平板

P1E．．．第1透光性平行板P1的周邊部

P2E．．．第2透光性平行板P2的周邊部

P1V、P2V．．．真空吸附部

PE1、PE2．．．薄膜

PE3．．．保護層

PR．．．光阻劑

W．．．晶圓

R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8．．．透鏡元件

圖1所示為本發明的曝光裝置之概略圖。

圖2(A)~圖2(B)是對第1繞射光柵及第2繞射光柵G21的一個例子進行說明。圖2(A)所示為在第1透光性平板P1上所形成的第1繞射光柵G11、G12，圖2(B)所示為在第2透光性平板P2上所形成之第2繞射光柵G21。

圖3所示為第1繞射光柵G11、G12和第2繞射光柵G21與晶圓W的位置關係，及繞射光LP、LM、LP0、LP1之斷面圖。

圖4所示為在晶圓W上所形成之干涉條紋的強度分佈的斷面圖。

圖5用於說明照明光的入射角度偏離，對晶圓W上所形成之干涉條紋的強度分佈的位置偏離帶來的影響。

圖6(A)~圖6(D)所示為照明光均勻化裝置的一個例子。圖6(A)所示為輸入複眼透鏡12的XY面內的形狀，圖6(B)所示為複眼透鏡20的XY面內的形狀，圖6(C)所示為從＋X方向觀察的側面圖，圖6(D)所示為從－Y方向觀察的側面圖。

圖7(A)~圖7(C)所示為向第1透光性平板之照明光的入射角度範圍。圖7(A)所示為從＋X方向觀察的側面圖，圖7(B)所示為從－Y方向觀察的側面圖，圖7(C)所示為孔徑光闌28。

圖8(A)~圖8(B)所示為2次光源位置修正裝置的一個例子。

圖9(A)~圖9(B)所示為2次光源位置修正裝置的另一個例子。

圖10(A)~圖10(B)所示為照明光均勻化裝置的另一個例子。圖10(A)所示為從＋X方向觀察的側面圖，圖10(B)所示為從－Y方向觀察的側面圖。

圖11(A)~圖11(B)所示為向第1透光性平板的照明光之入射角度的面內變化的說明圖。

圖12所示為第1繞射光柵G11，G12、第2繞射光柵G21、晶圓W與薄膜PE1、PE2的位置關係之斷面圖。

圖13所示為在第2繞射光柵G21的附近設置保護層PE3的狀態。

圖14所示為將第1繞射光柵G15、G16和第2繞射光柵G23，在第1透光性平板P3的兩面上分別進行設置的狀態。

圖15所示為將繞射光柵G17、G18，在透光性平板P4的晶圓W側進行設置的狀態。

圖16(A)~圖16(B)，與圖17(A)~圖17(B)一起表示照明光均勻化裝置的另一個例子的一部分。圖16(A)所示為輸入複眼透鏡12a的XY面內的形狀，圖16(B)所示為複眼透鏡23L、23R的XY面內的形狀。

圖17(A)~圖17(B)，與圖16(A)~圖16(B)一起表示照明光均勻化裝置的另一個例子。圖17(A)所示為從＋X方向觀察的側面圖，圖17(B)所示為從－Y方向觀察的側面圖。

圖18所示為第1透光性平板P1的保持機構36a、第2透光性平板P2的保持機構37a。

圖19(A)~圖19(B)所示為第2透光性平板P2的交換機構42等。圖19(A)為其下面圖，圖19(B)為其A－B位置的斷面圖。

圖20(A)~圖20(B)為在晶圓W和第2透光性平板P2間等充滿液體之機構的說明圖。圖20(A)為只在晶圓W和第2透光性平板P2間充滿液體之機構的說明圖，圖20(B)為還在透光性平板P2和透光性平板P1間充滿液體之機構的說明圖。

圖21為在透光性平板P2和透光性平板P1間充滿液體之機構的說明圖。

1．．．光源

2．．．準直儀透鏡

3．．．準直儀透鏡

4．．．聚光點

5．．．準直儀透鏡(負透鏡)

6a、6b．．．透鏡驅動機構

7．．．準直儀透鏡(正透鏡)

8a、8b．．．透鏡驅動機構

9a、9b．．．固定軸

10．．．偏光控制元件

11．．．聚光光學系統

20．．．複眼透鏡

27．．．孔徑光闌

29．．．照明系統後透鏡

30．．．照明系統後透鏡

31a、31b．．．透鏡驅動機構

32．．．照明系統後透鏡

33a、33b．．．透鏡驅動機構

34a、34b．．．固定軸

35．．．照明系統後透鏡

36a、36b．．．第1保持機構

37a、37b．．．第2保持機構

38．．．晶圓載台

39．．．移動鏡

40．．．雷射干涉儀

50．．．晶圓定盤

AX1．．．光軸

AX2．．．第1光軸

IL1、IL2、IL3、IL5、IL7、IL8．．．照明光

IS．．．照明光學系統

P1．．．第1透光性平板

W．．．晶圓

Claims (102)

1. 一種曝光方法，為一種利用來自光源的照明光，在感光性的基板上將圖案進行曝光之曝光方法，其特徵在於，包括：將來自前述光源的前述照明光向第1繞射光柵進行照射的工程；將由前述第1繞射光柵所生成的繞射光，向與前述第1繞射光柵對向配置的第2繞射光柵進行照射的工程；以及將由前述第2繞射光柵所生成的繞射光，向與前述第2繞射光柵對向鄰接配置的前述感光性的基板上進行照射之工程；其中在前述第1繞射光柵的任意一點上所照射之前述照明光的主成分，為在含有與前述第2繞射光柵的週期方向直交的長邊方向且含有前述一點的至少1個特定平面內具有行進方向，而且前述行進方向彼此不平行之多個照明光。
2. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：對前述第1繞射光柵進行照射之前述照明光的強度分佈，在含有前述第1繞射光柵的中心部之設定的區域中，大致均勻。
3. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：在前述第1繞射光柵或前述第2繞射光柵的至少一個中，利用具有前述照明光實效波長的3倍以下的週期之繞射光柵。
4. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：在前述第1繞射光柵或前述第2繞射光柵的至少一個中，利用對透過光的相位進行調製之相位調製型的繞射光柵。
5. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：在前述第1繞射光柵或前述第2繞射光柵的至少一個中，利用對透過光的強度進行調製之強度調製型的繞射光柵。
6. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：前述第1繞射光柵的第1設定方向的週期，為前述第2繞射光柵的前述第1設定方向之週期的大致2倍。
7. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：前述第1繞射光柵的第1設定方向的週期，與前述第2繞射光柵的前述第1設定方向之週期大致相等。
8. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：前述特定平面為對前述基板大致直交的1個面。
9. 如申請專利範圍第8項所述的曝光方法，其中：前述特定平面對前述基板的角度關係，依據前述一點的、前述第2繞射光柵的週期方向的位置進行變化。
10. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：前述特定平面為對前述基板的法線方向傾斜設定角度的1個平面。
11. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：前述特定平面為對前述基板的法線方向大致對稱地 傾斜設定角度之2個平面。
12. 如申請專利範圍第11項所述的曝光方法，其中：關於前述特定平面的前述傾斜之前述設定角度θ，對前述照明光的波長λ、前述第1繞射光柵的前述光源側的媒質對前述照明光的折射率n、及前述第1繞射光柵的週期T，實質上滿足n×sinθ=λ/(2×T)的關係。
13. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：作為對前述第1繞射光柵進行照射的前述照明光，利用與前述第2繞射光柵的前述週期方向直交之方向的電場成分，較前述第2繞射光柵的前述週期方向的電場成分大之照明光。
14. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：將前述第2繞射光柵和前述基板的在前述基板的面內方向的相對位置關係，沿與前述第2繞射光柵的前述週期的方向直交之方向偏離，或者，沿前述週期的方向只偏離前述第2繞射光柵的前述週期的整數倍的長度，且使前述各工程反復進行多次。
15. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：前述第2繞射光柵和前述基板的間隔大於1μm，小於500μm。
16. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：前述第2繞射光柵和前述基板的間隔大於5μm，小於100μm。
17. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中： 設前述照明光的實效波長為λ，前述第2繞射光柵具有的最小週期為T，前述第2繞射光柵和前述基板的間隔D滿足30×T² /λ≦D的關係。
18. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：設前述照明光的實效波長為λ，前述第2繞射光柵具有的最小週期為T，前述第2繞射光柵和前述基板的間隔D滿足100×T² /λ≦D的關係。
19. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：使前述第2繞射光柵和前述基板之間及前述第1繞射光柵和前述第2繞射光柵之間的至少一方，充滿前述曝光波長的折射率為1.2以上的介電質。
20. 如申請專利範圍第19項所述的曝光方法，其中：前述介電質中的一部分為水。
21. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：前述第1繞射光柵形成於第1透光性平板的前述光源側的表面，或第1透光性平板內的前述光源側的表面附近。
22. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：前述第2繞射光柵形成於第2透光性平板的前述基板側的表面，或第2透光性平板內的前述基板側的表面附近。
23. 如申請專利範圍21項所述的曝光方法，其中： 前述第2繞射光柵形成於前述第1透光性平板的前述基板側的表面，或第1透光性平板內的前述光源側的表面附近。
24. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：在前述第1繞射光柵的前述光源側或前述第2繞射光柵的前述基板側的至少一個上，設置透光性的平板或薄膜。
25. 如申請專利範圍第1項所述的曝光方法，其中：前述照明光的時間可干涉距離在100μm以下。
26. 一種曝光方法，為一種利用來自光源的照明光，在感光性的基板上將圖案進行曝光之曝光方法，其特徵在於，包括：將來自前述光源的前述照明光向繞射光柵進行照射的工程；以及將由前述繞射光柵所生成的繞射光，向與前述繞射光柵對向鄰接配置的前述感光性的基板上進行照射之工程；其中在前述繞射光柵的任意一點上所照射之前述照明光的主成分，為在含有與前述繞射光柵的週期方向直交的長邊方向且含有前述一點的至少1個特定平面內具有行進方向，而且前述行進方向彼此不平行之多個照明光。
27. 如申請專利範圍26項所述的曝光方法，其中：對前述繞射光柵進行照射之前述照明光的強度分佈，在含有前述繞射光柵的中心部之設定的區域中大致均勻。
28. 如申請專利範圍第26項所述的曝光方法，其中： 作為前述繞射光柵，利用具有前述照明光實效波長的3倍以下的週期之繞射光柵。
29. 如申請專利範圍第26項所述的曝光方法，其中：作為前述繞射光柵，利用對透過光的相位進行調製之相位調製型的繞射光柵。
30. 如申請專利範圍第26項所述的曝光方法，其中：作為前述繞射光柵，利用對透過光的強度進行調製之強度調製型的繞射光柵。
31. 如申請專利範圍第26項所述的曝光方法，其中：前述特定平面為對前述基板大致直交的1個面。
32. 如申請專利範圍第31項所述的曝光方法，其中：前述特定平面對前述基板的角度關係，依據前述一點的、前述繞射光柵的週期方向的位置進行變化。
33. 如申請專利範圍第26項所述的曝光方法，其中：前述特定平面為對前述基板的法線方向傾斜設定角度的1個平面。
34. 如申請專利範圍第26項所述的曝光方法，其中：前述特定平面為對前述基板的法線方向大致對稱地傾斜設定角度之2個平面。
35. 如申請專利範圍第34項所述的曝光方法，其中：對於前述照明光的波長λ、前述第1繞射光柵的前述光源側的媒質對前述照明光的折射率n、及前述第1繞射光柵的週期T，關於前述特定平面的前述傾斜之前述設定角度θ實質上滿足n×sinθ=λ/(2×T)的關係。
36. 如申請專利範圍第26項所述的曝光方法，其中：作為對前述繞射光柵進行照射的前述照明光，利用與前述繞射光柵的前述週期方向直交之方向的電場成分，較前述繞射光柵的前述週期方向的電場成分大之照明光。
37. 如申請專利範圍第26項所述的曝光方法，其中：將前述繞射光柵和前述基板的在前述基板的面內方向的相對位置關係，沿與前述繞射光柵的前述週期的方向直交之方向偏離，或者，沿前述週期的方向只偏離前述繞射光柵的前述週期的整數倍的長度，且使前述各工程反復進行多次。
38. 如申請專利範圍第26項所述的曝光方法，其中：前述繞射光柵和前述基板的間隔大於1μm，小於500μm。
39. 如申請專利範圍第26項所述的曝光方法，其中：前述繞射光柵和前述基板的間隔大於5μm，小於100μm。
40. 如申請專利範圍第26項所述的曝光方法，其中：設前述照明光的實效波長為λ，前述第2繞射光柵具有的最小週期為T，前述繞射光柵和前述基板的間隔D滿足30×T² /λ≦D的關係。
41. 如申請專利範圍第26項所述的曝光方法，其中：設前述照明光的實效波長為λ，前述第2繞射光柵具 有的最小週期為T，前述繞射光柵和前述基板的間隔D滿足100×T² /λ≦D的關係。
42. 如申請專利範圍第26項所述的曝光方法，其中：前述繞射光柵和前述基板之間，充滿前述曝光波長的折射率為1.2以上的介電質。
43. 如申請專利範圍第42項所述的曝光方法，其中：前述介電質中的一部分為水。
44. 如申請專利範圍第26項所述的曝光方法，其中：前述繞射光柵形成於透光性平板的前述基板側的表面，或透光性平板內的前述基板側的表面附近。
45. 如申請專利範圍第26項所述的曝光方法，其中：在前述繞射光柵的前述基板側，設置透光性的平板或薄膜。
46. 如申請專利範圍第26項所述的曝光方法，其中：前述照明光的時間可干涉距離在100μm以下。
47. 一種電子元件的製造方法，其特徵在於：在構成電子元件的電路圖案之形成工程的至少一部分中，利用申請專利範圍第1項至第46項中的任一項所述的曝光方法。
48. 一種電子元件的製造方法，其特徵在於：在構成電子元件的電路圖案之形成工程的至少一部分中，採用利用了投影曝光裝置的投影曝光方法與申請專 利範圍第1項至第46項中的任一項所述的曝光方法之合成曝光。
49. 一種曝光裝置，為一種用於將由來自光源的照明光、在第1透光性平板上所形成的第1繞射光柵、在第2透光性平板上所形成的第2繞射光柵所生成之干涉圖案，在感光性的基板上進行曝光的曝光裝置，其特徵在於，包括：第1保持機構，將在前述第1透光性平板上所形成的前述第1繞射光柵，在設定的位置上進行保持；第2保持機構，將在前述第2透光性平板上所形成的前述第2繞射光柵，在對前述第1繞射光柵對向的位置上進行調整保持；基板保持機構，將前述基板在對前述第2繞射光柵鄰接對向的位置上，進行調整保持；以及作為多個照明光的照明光學系統，為用於將來自前述光源的前述照明光對前述第1繞射光柵進行照射之照明光學系統，該照明光學系統將在前述第1繞射光柵的任意一點上所照射的前述照明光的主成分，形成在含有配置有前述基板的面內的特定一方向，即Y方向，且含有前述一點的至少1個特定平面內具有行進方向，且前述行進方向彼此不平行。
50. 如申請專利範圍第49項所述的曝光裝置，其中：將前述第2透光性平板，以使前述第2繞射光柵的週期的方向與前述Y方向大致直交地進行保持。
51. 如申請專利範圍第49項所述的曝光裝置，其中：將前述第1透光性平板，以使前述第1繞射光柵的週期的方向與前述Y方向大致直交地進行保持。
52. 如申請專利範圍第49項所述的曝光裝置，其中：具有將前述第1透光性平板進行交換的第1交換機構，或將前述第2透光性平板進行交換的第2交換機構中的至少一個。
53. 如申請專利範圍第49項所述的曝光裝置，其中：前述照明光學系統具有將在配置有前述第1繞射光柵之面內的前述照明光的強度分佈，大致均勻化的照明光均勻化裝置。
54. 如申請專利範圍第53項所述的曝光裝置，其中：前述照明光均勻化裝置包括沿前述Y方向排列透鏡元件的至少1個複眼透鏡。
55. 如申請專利範圍第54項所述的曝光裝置，其中：前述照明光均勻化裝置具有將入射前述至少一個複眼透鏡中的任意1個透鏡元件的照明光，在利用前述照明光均勻化裝置中的前述複眼透鏡而在前述光源側的設定的面內進行分佈的照明光中，實質上限制為在與前述Y方向直交的X方向的設定範圍內進行分佈的照明光之聚光光學系統。
56. 如申請專利範圍第54項所述的曝光裝置，其中：前述照明光均勻化裝置具有使在前述至少一個複眼透鏡的射出側面上所形成的多個2次光源，實質上在與前 述Y方向平行的線上進行排列之2次光源位置修正裝置。
57. 如申請專利範圍第49項所述的曝光裝置，其中：前述特定平面為對配置有前述基板的面大致直交的1個面。
58. 如申請專利範圍第57項所述的曝光裝置，其中：使前述特定平面的對配置有前述基板的面之角度關係，依據關於前述一點的、與前述Y方向直交的X方向之位置進行變化。
59. 如申請專利範圍第49項所述的曝光裝置，其中：前述特定平面為對配置有前述基板的面的法線方向，傾斜設定角度之1個平面。
60. 如申請專利範圍第49項所述的曝光裝置，其中：前述特定平面為對配置有前述基板的面的法線方向，大致對稱地傾斜設定角度之2個平面。
61. 如申請專利範圍第60項所述的曝光裝置，其中：對於前述照明光的波長λ、前述第1繞射光柵的前述光源側的媒質對前述照明光的折射率n、及前述第1繞射光柵的週期T，關於前述特定平面的前述傾斜之前述設定角度θ實質上滿足n×sinθ=λ/(2×T)的關係。
62. 如申請專利範圍第49項所述的曝光裝置，其中：在前述照明光學系統中，具有用於對前述第1繞射光柵進行照射的前述照明光的，前述Y方向的電場成分和與前述Y方向直交的X方向的電場成分之大小關係進行規定的偏光控制構件。
63. 如申請專利範圍第49項所述的曝光裝置，其中：前述第2保持機構或前述基板保持機構，具有使前述第2繞射光柵和前述基板的、在前述基板的面內方向上的相對位置關係，沿設定的方向只偏離設定量之位置位移機能。
64. 如申請專利範圍第49項所述的曝光裝置，其中：將前述第2繞射光柵和前述基板的間隔，設定為大於1μm小於500μm。
65. 如申請專利範圍第49項所述的曝光裝置，其中：將前述第2繞射光柵和前述基板的間隔，設定為大於5μm小於100μm。
66. 如申請專利範圍第49項所述的曝光裝置，其中：設前述照明光的實效波長為λ，前述第2繞射光柵具有的最小週期為T，使前述第2繞射光柵和前述基板的間隔D滿足30×T² /λ≦D的關係而進行設定。
67. 如申請專利範圍第49項所述的曝光裝置，其中：設前述照明光的實效波長為λ，前述第2繞射光柵具有的最小週期為T，使前述第2繞射光柵和前述基板的間隔D滿足100×T² /λ≦D的關係而進行設定。
68. 如申請專利範圍第49項至第67項中的任一項所述 的曝光裝置，其中：具有液體供給機構，該液體供給機構使前述第2繞射光柵和前述基板之間的至少一部分，或前述第1繞射光柵和前述第2繞射光柵之間的至少一部分，充滿前述曝光波長的折射率為1.2以上的介電性液體。
69. 如申請專利範圍第68項所述的曝光裝置，其中：前述介電性液體為水。
70. 如申請專利範圍第49項所述的曝光裝置，其中：前述照明光的時間可干涉距離在100μm以下。
71. 一種曝光裝置，為一種將藉由光源的照明光、在透光性平板上所形成的繞射光柵所生成之干涉圖案，在感光性的基板上進行曝光的曝光裝置，其特徵在於，包括：保持機構，將在前述透光性平板上所形成的前述繞射光柵，在設定的位置上進行保持；基板保持機構，將前述基板在對前述繞射光柵鄰接對向的位置上，進行調整保持；以及作為多個照明光的照明光學系統，為用於將來自前述光源的前述照明光對前述繞射光柵進行照射之照明光學系統，該照明光學系統將在前述繞射光柵的任意一點上所照射的前述照明光的主成分，形成在含有配置有前述基板的面內的特定一方向，即Y方向，且含有前述一點的至少1個特定平面內具有行進方向，且前述行進方向彼此不平行。
72. 如申請專利範圍第71項所述的曝光裝置，其中：將前述透光性平板，以使前述繞射光柵的週期的方向 與前述Y方向大致直交地進行保持。
73. 如申請專利範圍第71項所述的曝光裝置，其中：具有將前述透光性平板進行交換的交換機構。
74. 如申請專利範圍第71項所述的曝光裝置，其中：前述照明光學系統具有將在配置有前述繞射光柵之面內的前述照明光的強度分佈，大致均勻化的照明光均勻化裝置。
75. 如申請專利範圍第74項所述的曝光裝置，其中：前述照明光均勻化裝置包括沿前述Y方向排列透鏡元件的至少1個複眼透鏡。
76. 如申請專利範圍第75項所述的曝光裝置，其中：前述照明光均勻化裝置具有聚光光學系統，該聚光光學系統將入射前述至少一個複眼透鏡中的任意1個透鏡元件的照明光，在利用前述照明光均勻化裝置中的前述複眼透鏡而在前述光源側的設定的面內進行分佈的照明光中，實質上限制為在與前述Y方向直交的X方向的設定範圍內進行分佈的照明光。
77. 如申請專利範圍第75項所述的曝光裝置，其中：前述照明光均勻化裝置具有使在前述至少一個複眼透鏡的射出側面上所形成的多個2次光源，實質上在與前述Y方向平行的線上進行排列之2次光源位置修正裝置。
78. 如申請專利範圍第71項所述的曝光裝置，其中：前述特定平面為對配置有前述基板的面大致直交的1個面。
79. 如申請專利範圍第71項所述的曝光裝置，其中：前述特定平面為對配置有前述基板的面的法線方向，傾斜設定角度之1個平面。
80. 如申請專利範圍第71項所述的曝光裝置，其中：前述特定平面為對配置有前述基板的面的法線方向，大致對稱地傾斜設定角度之2個平面。
81. 如申請專利範圍第80項所述的曝光裝置，其中：對於前述照明光的波長λ、前述繞射光柵的前述光源側的媒質對前述照明光的折射率n、及前述第1繞射光柵的週期T，關於前述特定平面的前述傾斜之前述設定角度θ實質上滿足n×sinθ=λ/(2×T)的關係。
82. 如申請專利範圍第78項所述的曝光裝置，其中：使前述特定平面的對配置有前述基板的面的角度關係，依據關於前述一點的與前述Y方向直交的X方向的位置進行變化。
83. 如申請專利範圍第71項所述的曝光裝置，其中：在前述照明光學系統中，具有用於對前述繞射光柵進行照射的前述照明光的，前述Y方向的電場成分和與前述Y方向直交的X方向的電場成分之大小關係進行規定的偏光控制構件。
84. 如申請專利範圍第71項所述的曝光裝置，其中：前述第2保持機構或前述基板保持機構，具有使前述第2繞射光柵和前述基板的、在前述基板的面內方向上的相對位置關係，沿設定的方向只偏離設定量之位置位移機 能。
85. 如申請專利範圍第71項所述的曝光裝置，其中：將前述繞射光柵和前述基板的間隔，設定為大於1μm小於500μm。
86. 如申請專利範圍第71項所述的曝光裝置，其中：將前述繞射光柵和前述基板的間隔，設定為大於5μm小於100μm。
87. 如申請專利範圍第71項所述的曝光裝置，其中：設前述照明光的實效波長為λ，前述繞射光柵具有的最小週期為T，使前述繞射光柵和前述基板的間隔D滿足30×T² /λ≦D的關係而進行設定。
88. 如申請專利範圍第71項所述的曝光裝置，其中：設前述照明光的實效波長為λ，前述繞射光柵具有的最小週期為T，使前述繞射光柵和前述基板的間隔D滿足100×T² /λ≦D的關係而進行設定。
89. 如申請專利範圍第71項所述的曝光裝置，其中：具有液體供給機構，該液體供給機構使前述繞射光柵和前述基板之間的至少一部分，充滿前述曝光波長的折射率為1.2以上的介電性液體。
90. 如申請專利範圍第89項所述的曝光裝置，其中：前述介電性液體為水。
91. 如申請專利範圍第71項所述的曝光裝置，其中： 前述照明光的時間可干涉距離在100μm以下。
92. 一種照明光學裝置，為一種用於將來自光源的照明光對設定的被照射平面進行照射之照明光學裝置，其特徵在於：將在前述被照射平面的任意的一點上所照射之前述照明光的主成分，形成在含有前述被照射面內的特定一方向，即Y方向，且含有前述一點的至少1個特定平面內具有行進方向，而且前述行進方向彼此不平行之多個照明光。
93. 如申請專利範圍第92項所述的照明光學裝置，其中：具有將在前述被照射平面內的前述照明光的強度分佈大致均勻化之照明光均勻化裝置。
94. 如申請專利範圍第93項所述的照明光學裝置，其中：前述照明光均勻化裝置包括沿前述Y方向排列透鏡元件的至少1個複眼透鏡。
95. 如申請專利範圍第94項所述的照明光學裝置，其中：前述照明光均勻化裝置具有聚光光學系統，該聚光光學系統將入射前述至少一個複眼透鏡中的任意1個透鏡元件的照明光，在前述照明光均勻化裝置中的設定的面內進行分佈的照明光中，實質上限制為在與前述Y方向直交的X方向的設定範圍內進行分佈的照明光。
96. 如申請專利範圍第94項所述的照明光學裝置，其 中：前述照明光均勻化裝置具有使在前述至少一個複眼透鏡的射出側面上所形成的多個2次光源，實質上在與前述Y方向平行的線上進行排列之2次光源位置修正裝置。
97. 如申請專利範圍第92項所述的照明光學裝置，其中：前述特定平面為對前述被照射面大致直交的1個面。
98. 如申請專利範圍第92項所述的照明光學裝置，其中：前述特定平面為對前述被照射面的法線方向，傾斜設定角度之1個平面。
99. 如申請專利範圍第92項所述的照明光學裝置，其中：前述特定平面為對前述被照射面的法線方向，大致對稱地傾斜設定角度之2個平面。
100. 如申請專利範圍第97項所述的照明光學裝置，其中：使前述特定平面的對前述被照射面的角度關係，依據關於前述一點的、與前述Y方向直交的X方向的位置進行變化。
101. 如申請專利範圍第92項所述的照明光學裝置，其中：具有用於對前述被照射面進行照射的前述照明光的，前述Y方向的電場成分和與前述Y方向直交的X方 向的電場成分之大小關係進行規定的偏光控制構件。
102. 如申請專利範圍第92項所述的照明光學裝置，其中：前述照明光的時間可干涉距離在100μm以下。