JP2884950B2

JP2884950B2 - 投影露光装置、露光方法および半導体集積回路の製造方法

Info

Publication number: JP2884950B2
Application number: JP4271723A
Authority: JP
Inventors: 直正白石
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1992-10-09
Publication date: 1999-04-19
Anticipated expiration: 2014-04-19
Also published as: JPH06124870A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路、液晶デ
ィスプレイ等の微細パターンの形成に用いる投影型露光
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の投影型露光装置に使われている
投影光学系は、高度な光学設計、硝材の厳選、硝材の超
精密加工、及び精密な組立て調整をへて装置内に組み込
まれる。現在、半導体製造工程では水銀ランプのｉ線
（波長３６５ｎｍ）を照明光としてレチクル（マスク）
を照射し、そのレチクル上の回路パターンの透過光を投
影光学系を介して感光基板（ウェハ等）上に結像するス
テッパーが主に使われている。また評価用、あるいは研
究用としてエキシマレーザ（波長２４８ｎｍのＫｒＦレ
ーザ）を照明光とするエキシマステッパーも使われてい
る。エキシマステッパー用の投影光学系は屈折レンズの
みで構成した場合、使用できる硝材が石英やホタル石等
に限定される。

【０００３】一般に、投影光学系を用いた露光によって
微細なレチクルパターンを感光基板へ忠実に転写するた
めには、投影光学系の解像力と焦点深度（ＤＯＦ：デプ
スオブフォーカス）とが重要なファクタとなっている。
現在実用化されている投影光学系のうち、ｉ線用のもの
で開口数（ＮＡ）として０．６程度のものが得られてい
る。使用する照明光の波長が同じであるとき、投影光学
系の開口数を大きくすると、それに応じて解像力も向上
する。しかしながら焦点深度（ＤＯＦ）は開口数ＮＡの
増大に伴って減少する。焦点深度は照明光の波長をλと
したとき、ＤＯＦ＝±λ／ＮＡ²によって定義される。

【０００４】図１は従来の投影光学系の結像光路を模式
的に表したものであり、投影光学系は前群のレンズ系Ｇ
Ａと後群のレンズ系ＧＢとによって構成される。この種
の投影光学系はレチクルＲ側とウェハＷ側との両方をテ
レセントリックにしたもの、あるいはウェハＷ側のみを
テレセントリックにしたものが一般的である。さて、図
１においてレチクルＲのパターン面（投影光学系の物体
面）上に任意の３つの点Ａ、Ｂ、Ｃを想定する。点Ａか
ら様々の方向に進む光線Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃、Ｌａ、Ｌ
ａ’、Ｌａ”のうち、光線Ｌ₁は投影光学系のレンズ系
ＧＡに入射できないような角度で発生する。また、前群
のレンズ系ＧＡに入射した光線のうち、光線Ｌ₂、Ｌ₃
は投影光学系内のフーリエ変換面ＦＴＰに位置する瞳ｅ
ｐを通過することができない。そして他の光線Ｌａ、Ｌ
ａ’、Ｌａ”は瞳ｅｐを通過して後群のレンズ系ＧＢに
入射し、ウェハＷの表面（投影光学系の瞳面）上の点
Ａ’に収斂する。従って、レチクルＲ上の点Ａから発生
した光線のうち、投影光学系の瞳ｅｐ（光軸ＡＸを中心
とする円形領域）を通過した光線が点Ａ’に点像を結像
するのに寄与する。ここで点Ａから点Ａ’に向う光線の
うち瞳ｅｐの中心点ＣＣ（光軸ＡＸの位置）を通る光線
Ｌａを主光線と呼び、この主光線Ｌａは両側がテレセン
トリックな投影光学系の場合、物体面側、像面側の夫々
の空間で光軸ＡＸと平行になっている。

【０００５】またレチクルＲ上の他の点Ｂ、Ｃの夫々か
ら発生した光線についても全く同じであり、瞳ｅｐを通
過する光線のみが点像Ｂ’、Ｃ’の結像に寄与する。同
様に点Ｂ、Ｃの夫々から光軸ＡＸと平行に進んでレンズ
系ＧＡに入射する光線Ｌｂ、Ｌｃは、いずれも瞳ｅｐの
中心点ＣＣを通る主光線となる。このように瞳ｅｐはレ
チクルＲのパターン面とウェハＷの表面との夫々に対し
てフーリエ変換、及び逆フーリエ変換の関係にあり、レ
チクル上のパターンからの光線のうち結像に寄与する光
線は全て瞳ｅｐを重畳して通ることになる。

【０００６】このような投影光学系の開口数は一般にウ
ェハ側の値として表されている。図１において、点像
Ａ’の結像に寄与する光線のうち、瞳ｅｐ内の最外部を
通る光線Ｌａ’、Ｌａ”がウェハＷ上で主光線Ｌａと成
す角度θｗが、この投影光学系のウェハ（像面）側での
開口数ＮＡ_Wに相当し、ＮＡｗ＝ｓｉｎθｗで表され
る。従って光線Ｌａ’、Ｌａ”がレチクルＲ側で主光線
Ｌａと成す角度θｒは、レチクル（物体面）側での開口
数ＮＡｒと呼ばれ、ＮＡｒ＝ｓｉｎθｒで表される。さ
らに投影光学系の結像倍率をＭ（１／５縮小の場合はＭ
＝０．２）とすると、ＮＡｒ＝Ｍ・ＮＡｗの関係にあ
る。

【０００７】ところで解像力を高めるためには、開口数
ＮＡｗ（ＮＡｒ）を大きくする訳であるが、このことは
換言すれば瞳ｅｐの径を大きくすること、さらにレンズ
系ＧＡ、ＧＢの有効径を大きくすることに他ならない。
ところが、焦点深度ＤＯＦの方は開口数ＮＡｗの２乗に
反比例して減少してしまうため、例え高開口数の投影光
学系が製造できたとしても、必要な焦点深度が得られな
いことになり、実用上の大きな障害となる。

【０００８】照明光の波長をｉ線の３６５ｎｍとし、開
口数ＮＡｗを０．６とすると、焦点深度ＤＯＦは幅で約
１μｍ（±０．５μｍ）になってしまい、ウェハＷ上の
１つのショット領域（２０ｍｍ角〜３０ｍｍ角程度）内
で表面の凹凸や湾曲がＤＯＦ以上の部分については解像
不良を起こすことになる。またステッパーのシステム上
でも、ウェハＷのショット領域毎のフォーカス合わせ、
レベリング等を格段に高精度に行う必要が生じ、メカ
系、電気系、ソフトウェアの負担（計測分解能、サーボ
制御精度、設定時間等の向上努力）が増大することにな
る。

【０００９】そこで本件出願人は、このような投影光学
系の諸問題を解決し、しかも特公昭６２−５０８１１号
公報に開示されているような位相シフトレチクルを使わ
なくとも、高い解像力と大きな焦点深度との両方を得る
ことができる新たな投影露光技術を、特開平４−１０１
１４８号公報、特開平４−２２５３５８号公報等で提案
した。この露光技術は、投影光学系は既存のままで、レ
チクルへの照明方法を特殊な形体に制御することで見か
け上の解像力と焦点深度とを増大させるものであり、Ｓ
ＨＲＩＮＣ（ＳｕｐｅｒＨｉｇｈＲｅｓｏｌｕｔｉ
ｏｎｂｙＩｌｌｕｍｉＮａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏ
ｌ）法と呼んでいる。このＳＨＲＩＮＣ法は、レチクル
Ｒ上のライン・アンド・スペースパターン（Ｌ＆Ｓパタ
ーン）のピッチ方向に対称的に傾斜した２つの照明光
（又は４つの照明光）をレチクルへ照射し、Ｌ＆Ｓパタ
ーンから発生する０次回折光成分と±１次回折光成分の
一方とを、投影光学系の瞳ｅｐ内で中心点ＣＣに関して
対称的に通し、２光束干渉（一方の１次回折光と０次回
折光との干渉）の原理を利用して、Ｌ＆Ｓパターンの投
影像（干渉縞）を生成するものである。

【００１０】このように２光束干渉を利用した結像によ
ると、デフォーカス時の波面収差の発生が従来の方法
（通常の垂直照明）の場合よりも押さえられるため、見
かけ上焦点深度が大きくなるのである。ところが、この
ＳＨＲＩＮＣ法はレチクルＲ上に形成されるパターンが
Ｌ＆Ｓパターン（格子）のように、周期構造を持つとき
に所期の効果が得られるのであり、コンタクトホール等
の孤立したパターンに対してはその効果が得られない。
一般に、孤立した微小パターンの場合、そこからの回折
光はほとんどフランフォーファ回折として発生するた
め、投影光学系の瞳ｅｐ内では０次回折光と高次回折光
とに明確に分離しないためである。

【００１１】そこでコンタクトホール等の孤立パターン
に対して見かけ上の焦点深度を拡大させる露光方法とし
て、ウェハＷの１つのショット領域に対する露光を複数
回に分け、各露光の間にウェハＷを光軸方向に一定量だ
け移動させる方法が、例えば特開昭６３−４２１２２号
公報で提案された。この露光方法はＦＬＥＸ（Ｆｏｃｕ
ｓＬａｔｉｔｕｄｅｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔＥＸ
ｐｏｓｕｒｅ）法と呼ばれ、コンタクトホール等の孤立
パターンに対しては十分な焦点深度拡大効果を得ること
ができる。ただしＦＬＥＸ法は、わずかにデフォーカス
したコンタクトホール像を多重露光することを必須とす
るため、現像後に得られるレジスト像は必然的に鮮鋭度
が低下したものとなる。この鮮鋭度低下（プロファイル
悪化）の問題は、ガンマ値が高いレジストを用いたり、
多層レジストを用いたり、あるいはＣＥＬ（Ｃｏｎｔｒ
ａｓｔＥｎｈａｎｃｅｍｅｎｔＬａｙｅｒ）を用い
たりすることで補うことができる。

【００１２】またＦＬＥＸ法のように露光動作中にウェ
ハＷを光軸方向に移動させなくても、コンタクトホール
パターンの投影時の焦点深度を拡大する試みとして、１
９９１年春季応用物理学会の予稿集２９ａ−ＺＣ−８，
９で発表されたＳｕｐｅｒ−ＦＬＥＸ法も知られてい
る。このＳｕｐｅｒＦＬＥＸ法は、投影光学系の瞳ｅ
ｐに透明な位相板を設け、この位相板によって結像光に
与えられる複素振幅透過率が光軸ＡＸから周辺に向かっ
て順次変化するような特性を持たせたものである。この
ようにすると、投影光学系によって結像された像はベス
トフォーカス面（レチクルＲと共役な面）を中心に光軸
方向に一定の幅（従来よりは広い）でシャープさを保つ
ことになり、焦点深度が増大するのである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】以上で述べた各種従来
技術のうち、ＦＬＥＸ法、及びＳｕｐｅｒＦＬＥＸ法
では、孤立的なコンタクトホールパターンに対して十分
な焦点深度の増大効果を得ることができる。しかしなが
ら、ある程度接近した複数のコンタクトホールパターン
では、両方法共にホール間のフォトレジストに不要な膜
べりを生じさせてしまい、事実上使用することが困難に
なることがわかった。

【００１４】さらに、ＦＬＥＸ法では、孤立的なコンタ
クトホールパターンについてもその像（多重露光で得ら
れる合成光学像）のシャープネスを必然的に悪化させる
ために、焦点深度は増大しても露光量裕度が減少すると
いう問題もある。また露光作業中にウェハを光軸方向に
連続的に移動又は振動する方式のＦＬＥＸ法では走査露
光方式の露光装置への適用が難しく、また露光を第１の
露光と第２の露光に分割し、各露光間にウェハを光軸方
向に移動する方式では処理能力の低下が大きく、スルー
プットが著しく低下するという問題がある。

【００１５】そこで本発明は、コンタクトホール等の孤
立したパターンの投影露光の際に、焦点深度を拡大した
投影露光装置を得ることを目的とし、特に比較的接近し
た複数の孤立パターンに対しても忠実な転写を可能と
し、同時に焦点深度拡大効果が得られる装置及び露光方
法を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記問題点の解決の為に
本発明では、パターンが形成されたマスクを照明光で照
明し、前記パターンからの光を基板上に導く投影露光装
置において、前記マスクと前記基板との間に設けられ、
前記パターンからの光を前記照明光の波長範囲より定ま
る可干渉距離以上の光路差を有する複数の光に変換する
変換手段を備えるようにした。

【００１７】

【作用】本発明の作用を実施例の記載に基づいて説明す
る。レチクルパターン面に対して、光学的にフーリエ変
換の関係となる投影光学系内の面（以後瞳面と略す）、
又はその近傍面に干渉性低減部材を設け、その瞳面内で
円形または輪帯状に分布する結像光の一部と、それ以外
の部分に分布する結像光とを互いに干渉し合わない状態
とする。この結果レチクルパターン中の、特にコンタク
トホールパターンを透過、回折した露光光束（結像光）
は瞳面内で干渉し合わない２つの光束に空間的に分割さ
れ、ウェハ等の被露光体に到達する。ウェハ上でも２つ
の光束は干渉し合わない（インコヒーレントである）た
めに、それぞれの光束が作り出す像（コンタクトホール
の像）の光量上での強度合成像が得られる。従来の露光
方式ではレチクル上の微小コンタクトホールパターンを
透過、回折した光束は投影光学系を経てウェハ面に達す
ると、ここですべて振幅的に合成（コヒーレント加算）
されてレチクルパターンの像（光学像）を形成してい
た。従来のＳｕｐｅｒ−ＦＬＥＸ法においても、瞳面に
分布する結像光を部分的に位相シフトさせているだけな
ので、コヒーレント加算であることに変わりはない。

【００１８】さて、投影光学系の瞳面に位相シフト板等
がないものとすると、ベストフォーカス（合焦状態）で
は、レチクル上の任意の１点からウェハ上の対応する像
点までの光路長は投影光学系中のどこの光線路を通るか
にかかわらずすべて等しく（フェルマーの原理）、従っ
てウェハ上の振幅合成は位相差のない光の合成となり、
すべてコンタクトホールパターンの強度を増大する方向
に作用する。

【００１９】ところがウェハがデフォーカス（ウェハ表
面とベストフォーカス面との光軸方向のずれ）すると、
上記の光路長は投影光学系内の光線路によって異なった
長さとなる。この結果上記の振幅合成は光路差（位相
差）を有する光の加算となり、一部で相殺効果が生じ、
コンタクトホールパターンの中心強度を弱めることにな
る。このとき生じる光路差はウェハ上の１つの像点に入
射する任意の光線の入射角をθとし、かつウェハに垂直
に入射する光線（主光線）の光路長を基準（＝０）とす
ると、ほぼ１／２（ΔＦ・ｓｉｎ²θ）と表される。こ
こでΔＦはデフォーカス量を表す。ｓｉｎθの最大値は
投影光学系のウェハ側の開口数ＮＡｗであるから、従来
の如く微小ホールパターンからの回折光のうち瞳ｅｐを
通過したすべての光がウェハ上で振幅合成される場合、
最大で１／２（ΔＦ・ＮＡｗ²）の光路差を生じてしま
うことになる。このとき焦点深度としてλ／４の光路差
までを許容すると仮定すれば、以下の関係が成り立つ。

【００２０】１／２（ΔＦ・ＮＡｗ²）＝λ／４この式をまとめ直すと、ΔＦ＝λ／（２ＮＡｗ²）とな
って一般に言われる焦点深度幅と一致する。例えば露光
用照明光波長として現在使われているｉ線（波長０．３
６５μｍ）を前提とし、開口数としてＮＡｗ＝０．５０
を想定すると、焦点深度±ΔＦ／２は±０．７３μｍと
なり、ウェハ上のプロセス段差１μｍ程度に対してほと
んど余裕のない値となっている。

【００２１】一方、本発明では図２に示すように、投影
光学系の瞳面（ＦＴＰ）に干渉性低減部材ＣＣＭを設け
る。このとき、レチクルＲのパターン面に形成された孤
立パターンＰｒで回折した結像光束（主光線はＬＬｐ）
は投影光学系ＰＬの前群レンズ系ＧＡに入射した後、フ
ーリエ変換面ＦＴＰに達する。そしてフーリエ変換面Ｆ
ＴＰにおいて、瞳面ｅｐ内の中心部の円形状透過部分Ｆ
Ａと輪帯状の透過部ＦＢとの夫々を透過する光束が互い
に干渉し合わない状態に制御（変換）される。このため
ウェハＷ上では干渉性低減部材ＣＣＭの円形状の透過部
ＦＡを透過した光束ＬＦａと周辺の透過部ＦＢを通過し
た光束ＬＦｂは干渉を起こさない。その結果、円形の透
過部ＦＡからの光束ＬＦａと周辺部ＦＢからの光束ＬＦ
ｂはそれぞれ独立して自分自身のみで干渉し合い、それ
ぞれホールパターンの像（強度分布）Ｐｒ’を形成す
る。すなわち光束ＬＦａのみの干渉によってウェハＷ上
に生成される像と、光束ＬＦｂのみの干渉によって生成
される像とを、単純に強度的に加算したものが、本発明
によって得られるコンタクトホール等の孤立パターンの
像Ｐｒ’となる。

【００２２】尚、レチクルＲへの照明光ＩＬＢは従来と
同様に一定の開口数ｓｉｎψ／２をもつものとする。た
だし投影光学系ＰＬのレチクル側の開口数ＮＡｒに対し
ては、ＮＡｒ＞ｓｉｎψ／２の条件に設定される。そこ
で、本発明における結像原理を、さらに図３を参照して
説明する。図３は干渉性低減部材ＣＣＭの構造と、コン
タクトホールの像Ｐｒ’を生成する結像光束の様子と、
デフォーカス時の各光束の光路差ΔＺとの各関係を模式
的に示したものである。

【００２３】図３（Ａ）の如く中心部を通る光束ＬＦａ
内での振幅合成では、光束ＬＦａが垂直入射光線（主光
線ＬＬｐ）から入射角度θ₁までの角度範囲の光線を含
むから、デフォーカス量がΔＦの時の光路差の最大値Δ
Ｚ₁は ΔＺ₁＝１／２（ΔＦ・ｓｉｎ²θ₁）となる。尚、図
３の最下段のグラフの横軸は入射角の正弦を表し、ｓｉ
ｎθ₁＝ＮＡ₁とする。一方、図３（Ｂ）の如く周辺部
を通る光束ＬＦｂ内での振幅合成では、光束ＬＦｂが入
射角度θ₁から開口数ＮＡｗ（ｓｉｎθｗ）までの入射
角度範囲の光線を有するので、デフォーカス量がΔＦの
時の最大光路長差ΔＺ₂は、 ΔＺ₂＝１／２（ΔＦ）（ＮＡｗ²−ｓｉｎ²θ₁）と
なる。

【００２４】第１の光束ＬＦａと第２の光束ＬＦｂは互
いには干渉し合わないので、光束ＬＦａのみの干渉によ
る像Ｐｒ'₁と、光束ＬＦｂのみの干渉による像Ｐｒ'₂の
劣化は、各光束内での光路長差ΔＺ₁、ΔＺ₂のみに起
因する。例えば、ｓｉｎ²θ₁＝１／２（ＮＡｗ²）で
あるようにｓｉｎθ₁を設定する、すなわちこの関係式
をほぼ満たすように第１の透過部ＦＡの半径を設定する
と、第１の光束ＬＦａによる最大光路差ΔＺ₁と、第２
の光束ＬＦｂによる最大光路差ΔＺ₂はそれぞれ以下の
ようになる。

【００２５】ΔＺ₁＝１／２（ΔＦ・ｓｉｎ²θ₁）＝
１／４（ΔＦ・ＮＡｗ²） ΔＺ₂＝１／２（ΔＦ）（NAw²−sin²θ₁）＝１／４
（ΔＦ・NAw²）このように、２つのインコヒーレントな光束ＬＦａ、Ｌ
Ｆｂの夫々は、いずれもΔＦのデフォーカス時にほぼ同
一の最大光路差、１／４（ΔＦ・ＮＡｗ²）をもつこと
になり、この値は従来の場合の半分である。換言する
と、従来の２倍のデフォーカス量（２ΔＦ）でも、従来
の投影方式でのデフォーカス量ΔＦのときと同じ最大光
路長差で済むこととなり、その結果、孤立パターンＰｒ
の結像時の焦点深度は約２倍に増大することになる。こ
のように投影光学系ＰＬの瞳面ｅｐにおいて、結像光束
を互いに干渉しない複数の光束に交換する手法を、以後
ＳＦＩＮＣＳ（ＳｐａｔｉａｌＦｉｌｔｅｒｆｏｒ
ＩＮＣｏｈｅｒｅｎｔＳｔｒｅａｍ）法と呼ぶこと
にする。

【００２６】

【実施例】図４は本発明の実施例による投影露光装置の
全体的な構成を示す。図４において、水銀ランプ１から
放射された高輝度光は楕円鏡２によって第２焦点に収斂
した後、発散光となってコリメータレンズ４に入射す
る。その第２焦点の位置にはロータリーシャッター３が
配置され、照明光の通過、遮断を制御する。コリメータ
レンズ４によってほぼ平行光束に変換された照明光は、
干渉フィルター５に入射し、ここで露光に必要とされる
所望のスペクトル、例えばｉ線のみが抽出される。干渉
フィルター５を射出した照明光（ｉ線）は、オプチカル
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。

【００２７】さて、フライアイレンズ７に入射した照明
光（ほぼ平行光束）は、フライアイレンズ７の複数のレ
ンズエレメントによって分割され、各レンズエレメント
の夫々の射出側には２次光源像（水銀ランプ１の発光点
の像）が形成される。従ってフライアイレンズ７の射出
側にはレンズエレメントの数と同じ数の点光源像が分布
し、面光源像が作られる。フライアイレンズ７の射出側
には、面光源像の大きさを調整するための可変絞り８が
設けられる。この絞り８を通った照明光（発散光）はミ
ラー９で反射され、集光レンズ系１０に入射した後、レ
チクルブラインド１１の矩形の開口部を均一な照度分布
で照射する。図４では、フライアイレンズ７の射出側に
形成される複数の２次光源像（点光源）のうち、光軸Ａ
Ｘ上に位置する１つの２次光源像からの照明光のみを代
表的に図示してある。また集光レンズ系１０によって、
フライアイレンズ７の射出側（２次光源像が形成される
面）はレチクルブラインド１１の矩形開口面に対するフ
ーリエ変換面になっている。従ってフライアイレンズ７
の複数の２次光源像の夫々から発散して集光レンズ系１
０に入射した各照明光は、レチクルブラインド１１上で
互いにわずかずつ入射角が異なる平行光束となって重畳
される。

【００２８】レチクルブラインド１１の矩形開口を通過
した照明光はレンズ系１２、ミラー１３を介してコンデ
ンサーレンズ１４に入射し、コンデンサーレンズ１４を
射出する光が照明光ＩＬＢとなってレチクルＲに達す
る。ここでレチクルブラインド１１の矩形開口面とレチ
クルＲのパターン面とは、レンズ系１２とコンデンサー
レンズ１４との合成系によって互いに共役に配置され、
レチクルブラインド１１の矩形開口の像が、レチクルＲ
のパターン面内に形成された矩形のパターン形成領域を
含むように結像される。図４に示すように、フライアイ
レンズ７の２次光源像のうち光軸ＡＸ上に位置する１つ
の２次光源像からの照明光ＩＬＢは、レチクルＲ上では
光軸ＡＸに対して傾きのない平行光束になっているが、
これは投影光学系ＰＬのレチクル側がテレセントリック
だからである。もちろん、フライアイレンズ７の射出側
には光軸ＡＸ上からずれて位置する多数の２次光源像
（軸外の点光源）が形成されるから、それらからの照明
光はいずれもレチクルＲ上では光軸ＡＸに対して傾いた
平行光束となってパターン形成領域内で重畳される。
尚、レチクルＲのパターン面とフライアイレンズ７の射
出側面とが、集光レンズ系１０、レンズ系１２、コンデ
ンサーレンズ１４の合成系によって光学的にフーリエ変
換の関係になっていることは言うまでもない。またレチ
クルＲへの照明光ＩＬＢの入射角度範囲ψ（図２参照）
は絞り８の開口径によって変化し、絞り８の開口径を小
さくして面光源の実質的な面積を小さくすると、入射角
度範囲ψも小さくなる。そのため絞り８は、照明光の空
間的コヒーレンシィを調整することになる。その空間的
コヒーレンシィの度合いを表すファクタとして、照明光
ＩＬＢの最大入射角ψ／２の正弦と投影光学系ＰＬのレ
チクル側の開口数ＮＡｒとの比（σ値）が用いられてい
る。このσ値は通常、σ＝ｓｉｎ（ψ／２）／ＮＡｒで
定義され、現在稼働中のステッパーの多くは、σ＝０．
５〜０．７程度の範囲で使われている。本発明では、そ
のσ値がどのような値であってもよく、極端な場合σ＝
０．１〜０．３程度であってもよい。

【００２９】さて、レチクルＲのパターン面にはクロム
層によって所定のレチクルパターンが形成されている
が、ここではクロム層が全面に蒸着され、その内に微小
な矩形開口部（クロム層のない透明部）で形成された複
数のコンタクトホールパターンが存在するものとする。
コンタクトホールパターンはウェハＷ上に投影したと
き、０．５μｍ角（又は径）以下の寸法になるように設
計されていることもあり、投影光学系ＰＬの投影倍率Ｍ
を考慮してレチクルＲ上での寸法が決められている。ま
た互いに隣接するコンタクトホールパターン間の寸法
は、通常１つのコンタクトホールパターンの開口部寸法
に対してかなり大きくなっているため、孤立的な微小パ
ターンとして存在する。すなわち、隣接する２つのコン
タクトホールパターンは、それぞれから発生した光（回
折、散乱光）が、回折格子のように互いに強く影響し合
うことがない程度に離れていることが多い。ところが後
で詳しく述べるが、かなり接近した配置でコンタクトホ
ールパターンを形成したレチクルも存在する。

【００３０】図４において、レチクルＲはレチクルステ
ージＲＳＴに保持され、レチクルＲのコンタクトホール
パターンの光学像（光強度分布）は投影光学系ＰＬを介
してウェハＷの表面のフォトレジスト層に結像される。
ここで、図４中のレチクルＲからウェハＷまでの光路
は、結像光束の主光線のみで示す。そして投影光学系Ｐ
Ｌ内のフーリエ変換面ＦＴＰには、先の図２、図３で説
明した干渉性低減部材ＣＣＭが設けられる。この干渉性
低減部材ＣＣＭは、瞳ｅｐの最大径をカバーする直径を
有し、スライダー機構２０によって光路外へ退出した
り、光路内に進入したりすることができる。仮りにその
ステッパーが専らコンタクトホールパターンを露光する
ために使われるのであれば、干渉性低減部材ＣＣＭは投
影光学系ＰＬ内に固定しておいてもよい。しかしなが
ら、複数台のステッパーによってリソグラフィ工程の露
光作業を行う場合、各ステッパーのもっとも効率的な運
用を考えると、特定の一台のステッパーをコンタクトホ
ールパターン専用の露光に割り当てることは躊躇され
る。そのため、干渉性低減部材ＣＣＭは投影光学系ＰＬ
の瞳ｅｐに対して挿脱可能に設け、コンタクトホールパ
ターン以外のレチクルパターンの露光時にも、そのステ
ッパーが使えるようにしておくことが望ましい。尚、投
影光学系によっては、その瞳位置（フーリエ変換面ＦＴ
Ｐ）に実効的な瞳径を変えるための円形開口絞り（ＮＡ
可変絞り）を設けることもある。この場合、その開口絞
りと干渉性低減部材ＣＣＭは機械的に干渉しないよう
に、かつできるだけ接近して配置される。

【００３１】さて、ウェハＷは、光軸ＡＸと垂直な面内
で２次元移動（以下、ＸＹ移動とする）するとともに、
光軸ＡＸと平行な方向に微動（以下、Ｚ移動とする）す
るウェハステージＷＳＴ上に保持される。ウェハステー
ジＷＳＴのＸＹ移動、Ｚ移動は、ステージ駆動ユニット
２２によって行われ、ＸＹ移動に関してはレーザ干渉計
２３による座標計測値に従って制御され、Ｚ移動に関し
てはオートフォーカス用のフォーカスセンサー２４の検
出値に基づいて制御される。ステージ駆動ユニット２
２、スライダー機構２０等は、主制御ユニット２５から
の指令で動作する。この主制御ユニット２５は、さらに
シャッタ駆動ユニット２６へ指令を送り、シャッター３
の開閉を制御するとともに、開口制御ユニット２７へ指
令を送り、絞り８、又はレチクルブラインド１１の各開
口の大きさを制御する。また主制御ユニット２５は、レ
チクルステージＲＳＴへのレチクルの搬送路中に設けら
れたバーコードリーダー２８が読み取ったレチクル名を
入力できるようになっている。従って主制御ユニット２
５は、入力したレチクル名に応じてスライダー機構２０
の動作、開口駆動ユニット２７の動作等を統括的に制御
し、絞り８、レチクルブラインド１１の各開口寸法、及
び干渉性低減部材ＣＣＭの要、不要を、そのレチクルに
合わせて自動的に調整することができる。

【００３２】ここで図４中の投影光学系ＰＬの一部分の
構造を、図５を参照して説明する。図５は全て屈折性硝
材で作られた投影光学系ＰＬの部分的な断面を示し、前
群のレンズ系ＧＡの最下部のレンズＧＡ₁と後群のレン
ズ系ＧＢの最上部のレンズＧＢ₁との間の空間中にフー
リエ変換面ＦＴＰが存在する。投影光学系ＰＬは複数枚
のレンズを鏡筒で保持しているが、干渉性低減部材ＣＣ
Ｍの挿脱のために、鏡筒の一部に開口部を設ける。また
干渉性低減部材ＣＣＭ、及びスライダー機構２０の全
部、又は一部を、外気に直接露出させないようなカバー
２０Ｂを、鏡筒の開口部から延設する。このカバー２０
Ｂは外気に浮遊する微小なダストが投影光学系ＰＬの瞳
空間内に進入するのを防ぐ。スライダー機構２０には、
回転モータ、ペンシリンダー、ソレノイド等のアクチュ
エータ２０Ａが結合されている。さらに、鏡筒の一部に
瞳空間に連通する流路Ａｆを設け、パイプ２９を介して
温度制御されたクリーンエアを瞳空間へ供給すること
で、干渉性低減部材ＣＣＭの露光光の一部吸収による温
度上昇、及び瞳空間全体の温度上昇を押さえるようにす
る。尚、瞳空間へ強制的に供給されたクリーンエアを、
スライダー機構２０、アクチュエータ２０Ａを介して強
制的に排出するようにすれば、スライダー機構２０等で
発生した埃塵が瞳空間内に進入することを防止すること
ができる。図６は干渉性低減部材ＣＣＭの第１の実施例
による構造を示し、図６（Ａ）は光軸ＡＸを通る点での
断面図、図６（Ｂ）は平面図である。先に図３とともに
説明した通り、瞳の中心に位置する円形透過部ＦＡの半
径ｒ₁は瞳ｅｐの実効的な最大半径ｒ₂に対して、ｒ₂
²＝２ｒ₁ ²の関係に設定されるが、実際はそれよりも
数％程度大きい方がよい。この式から明らかなように、
円形透過部ＦＡの面積πｒ₁ ²は実効的な瞳開口の面積π
ｒ₂ ²に対して約半分になっている。

【００３３】さて、図４中の光源（水銀ランプ１）から
の光はランダムな偏光状態（種々の偏光状態の光の合成
された光であり、かつその偏光状態が時間と共に変化す
る）であるとともに、そのコヒーレント長ΔＬｃは極め
て短い。今、照明光をｉ線として、中心波長λ₀＝３６
５ｎｍ、波長幅Δλ＝５ｎｍであると、コヒーレント長
ΔＬｃは以下のように求まる。

【００３４】ΔＬｃ＝λ₀ ²／Δλ≒２６μｍ図６に示す干渉性低減部材ＣＣＭは中心点ＣＣから半径
ｒ₁の円形透過部ＦＡ内を、屈折率がｎ₁で厚みｔの平
行平板ガラス、又は平行平板状の結晶素子で構成し、中
心点ＣＣと同軸の輪帯状の周辺透過部ＦＢを、屈折率が
ｎ₂で厚みがｔの平行平板ガラス、又は結晶素子で構成
する。このような構成で、円形透過部ＦＡを透過した結
像光束ＬＦａと、周辺の輪帯透過部ＦＢを透過した結像
光束ＬＦｂとの間の光路差が、その光のコヒーレント長
ΔＬｃ以上であれば、２つの光束ＬＦａ、ＬＦｂは時間
的にインコヒーレントな光束となる。すなわち、｜（ｎ
₂−ｎ₁）ｔ｜≧ΔＬｃの関係を満たすように、２つの
硝材（屈折率ｎ₁、ｎ₂）と厚みｔを決めればよい。こ
こで、円形透過部ＦＡを屈折率ｎ₁＝１．５０のガラス
とし、輪帯透過部ＦＢを屈折率ｎ₂＝１．６０のガラス
とすると、水銀ランプのｉ線（Δλ＝５ｎｍ）の場合、
｜（１．６０−１．５０）ｔ｜≧２６μｍより、厚みｔ
は２６０μｍ以上となる。尚、この厚みｔの上限は特に
存在せず、数ｍｍの厚みのガラス板でよいことになる。
ただし、光源からの照明光が極紫外光（例えばキセノン
水銀ランプによる２４０ｎｍ〜２５０ｎｍの波長帯）で
ある場合、一般の光学ガラスでは吸収が大きくなるた
め、必要以上に厚みｔを大きくすることは得策ではな
い。いずれにしろ、円形透過部ＦＡと輪帯透過部ＦＢと
の夫々を通過した結像光束は、互いに干渉し合わない光
束（ＬＦａ、ＬＦｂ）となる。これら互いに干渉し合わ
ない中心部と周辺部の両光束がウェハＷに達し、それぞ
れが自分自身とのみ振幅合成し、別々に像（強度分布）
Ｐｒ₁’、Ｐｒ₂’を作ることで、その合成像（合成強
度分布）の焦点深度が増大する原理は作用の項で述べた
通りである。

【００３５】図７は干渉性低減部材ＣＣＭの第２の実施
例による構造を示す。本実施例では、図６と同様に、中
心の円形透過部ＦＡと周辺の輪帯状透過部ＦＢとは厚み
ｔでそれぞれ屈折率ｎ₁、ｎ₂の光学ガラスとなってい
る点は全く同じであるが、その射出側（入射側でもよ
い）の全面にさらに均一な厚みの透明板ＦＣを設けた点
が異なる。この透明板ＦＣの材質は、極紫外光を透過す
る石英ガラスやホタル石を用い、図７（Ａ）に示すよう
に透過部ＦＡ、ＦＢを構成する光学ガラスと貼り合わせ
た状態、又は一定のギャップを保った状態で配置され
る。本実施例でも、円形透過部ＦＡと透明板ＦＣを透過
した光束と、輪帯透過部ＦＢと透明帯ＦＣを通過した光
束とは、時間的にインコヒーレントな関係になってい
る。

【００３６】さて、図８は本発明の各実施例に使われる
干渉性低減部材（光路長差制御部材）ＣＣＭの他の変形
例のいくつかの断面構造をまとめて示したものである。
図８（Ａ）は、瞳ｅｐの実効的な最大半径ｒ₂よりも若
干大きな径を有する均一な厚みの透明円形基板（ガラ
ス、石英など）ＯＰ₁に、微小な厚みｔａでガラス、又
は樹脂の薄板ＯＰ₂を載置、あるいは貼り合わせたもの
である。この薄板ＯＰ₂は半径ｒ₁の円形透過部ＦＡを
構成し、その屈折率をｎ₁とすると、薄板ＯＰ₂と基板
ＯＰ₁の両方を通った光束と基板ＯＰ₁のみを通った光
束（輪帯透過部ＦＢの透過光）との間の光路長差は（ｎ
₁−１）ｔａで与えられる。従って光束（照明光）のコ
ヒーレント長ΔＬｃとの関係から、（ｎ₁−１）ｔａ≧
ΔＬｃを満たすように薄板ＯＰ₂の厚みｔａを決定すれ
ばよい。

【００３７】この薄板ＯＰ₂の材質としては、ガラス、
結晶、あるいは紫外光（露光光）に対して透過率が高い
樹脂、例えば旭硝子株式会社で製造、販売されているＣ
ＹＴＯＰ（商品名）等が利用できる。また図８（Ａ）の
干渉性低減部材ＣＣＭの製造方法としては、基板ＯＰ₁
上に薄板ＯＰ₂を貼り付けた後、薄板ＯＰ₂の表面を研
磨して平面性や部材ＣＣＭの全厚みの一様性等を所望の
ものに仕上げてもよい。あるいは基板ＯＰ₁上にスパッ
タ法、蒸着法、又はＣＶＤ法により、薄板ＯＰ ₂を成膜
してもよい。さらに薄板ＯＰ₂を樹脂にするときは、そ
の樹脂を液状にしてスピンコート法（基板ＯＰ₁を回転
させてその中心に液状樹脂を滴下し、遠心力で所望の厚
みまで引き延ばす方法）によって形成してもよい。

【００３８】図８（Ｂ）は、単一の円形透明平行基板
（石英等）の少なくとも一方の表面の中心部を半径ｒ₁
の円形透過部ＦＡとするように、周辺の輪帯部分を段差
ｔｂ分だけエッチングしたものを示す。この円形透明基
板の屈折率をｎ₂とすると、ここでも（ｎ₂−１）ｔｂ
≧ΔＬｃの関係を満たすように段差ｔｂが決定される。
一般に、溶解石英の屈折率は紫外域で１．５程度あるた
め、水銀ランプのｉ線のコヒーレント長ΔＬｃを２６μ
ｍとすると、段差ｔｂは５２μｍ以上であればよい。ま
たホタル石を用いる場合は、その屈折率が１．４６程度
であるため、段差ｔｂは５７μｍ以上であればよい。

【００３９】さて、図８（Ｃ）は、円形透明平行基板
（石英等）ＯＰ₁の中心部に半径ｒ₁で深さｔｃの円形
凹部を形成し、そこにガラス、又は樹脂による薄板ＯＰ
₂を載置、又は貼り合わせたものを示す。この図８
（Ｃ）の構成は、図８（Ａ）のものと相補的な関係にな
っているだけである。ここでは薄板ＯＰ₂の屈折率をｎ
₁、基板ＯＰ₁の屈折率をｎ₂としたとき、（ｎ₁−ｎ
₂）ｔｃ≧ΔＬｃを満たすように深さｔｃが決定され
る。尚、薄板ＯＰ₂の表面は基板ＯＰ₁の表面と同一に
なるように示されているが、これは必ずしも必要なこと
ではない。

【００４０】図８（Ｄ）は円形透明基板ＯＰ₁の中心部
の半径ｒ₁の円形領域内に、イオン打ち込み、あるいは
不純物イオンの熱拡散等の手法により、屈折率が異なる
領域ＯＰ₃を形成したものを示す。この場合、基板ＯＰ
₁の屈折率をｎ₂、領域ＯＰ ₃の屈折率をｎ₃、そして
領域ＯＰ₃の厚みをｔｄとすると、｜（ｎ₃−ｎ₂）ｔ
ｄ｜≧ΔＬｃを満たすように屈折率の変化量（ｎ₃−ｎ
₂）、あるいは厚みｔｄを制御する。

【００４１】図８（Ｅ）は、図８（Ｂ）と同様に屈折率
は同一であるが、厚みが異なる円形透明基板ＯＰ₄と輪
帯透明基板ＯＰ₅とを別々に製作し、後で組み合わせた
ものである。円形透明基板ＯＰ₄は半径ｒ₁であり、円
形透過部ＦＡを構成する。また、円形基板ＯＰ₄の厚み
をｔｅ、輪帯基板ＯＰ₅の厚みをｔｆとし、両基板の屈
折率をｎ₂とすると、｜（ｔｅ−ｔｆ）（ｎ₂−１）｜
≧ΔＬｃを満たすように各厚みの関係が決定される。さ
らに円形基板ＯＰ₄の屈折率をｎｅ、輪帯基板ＯＰ₅の
屈折率をｎｆとして異ならせる場合は、｜（ｎｅ−１）
ｔｅ−（ｎｆ−１）ｔｆ｜≧ΔＬｃの関係を満たすよう
にすればよい。従って２つの基板ＯＰ₄、ＯＰ₅の各屈
折率ｎｅ、ｎｆが異なれば、２つの基板ＯＰ₄、ＯＰ₅
の各厚みｔｅ、ｔｆを同一にすることもでき、その場合
は先の図６の干渉性低減部材ＣＣＭの構造と同じにな
る。さらに、図８（Ｅ）の構造の場合、ｔｅ、ｎｅ、ｔ
ｆ、ｎｆの関係をｔｅ（１−１／ｎｅ）＝ｔｆ（１−１
／ｎｆ）程度にすると、投影系の光学収差に与える影響
を最も小さく押さえることができる。

【００４２】図８（Ｆ）は、周辺の輪帯透過部ＦＢに相
当する部分のみに厚みｔｇの輪帯状薄板（石英等）を設
ける場合を示す。このとき厚みｔｇは先の図８（Ａ）の
薄板ＯＰ₂の厚みｔａと同じ条件で考えてよい。さて、
図９は干渉性低減部材ＣＣＭの第３の実施例による構成
を示し、図９（Ａ）は光軸ＡＸを通る点での断面を示
し、図９（Ｂ）は平面を示す。本実施例では、光軸ＡＸ
が通る瞳ｅｐの中心点ＣＣを中心として半径ｒ₁の円形
透過部ＦＡ ₁と、その外側の外径ｒ₃の第１の輪帯状透
過部ＦＢ₂と、さらにその外側の外径ｒ₂（瞳の実効的
な最大径）の第２の輪帯状透過部ＦＢ₃との３つの領域
に分割し、各透過部ＦＡ₁、ＦＢ₂、ＦＢ₃を通る結像
光束の夫々に、時間的コヒーレント長ΔＬｃ以上の光路
長差を与える。その具体的な構造としては、先の図６、
図８に示したものが適宜応用できる。本実施例の場合、
３つの透過部ＦＡ₁、ＦＢ₂、ＦＢ₃の夫々を通った後
の結像光束同士が互いに干渉しないようにする必要があ
る。ただし、先の第１、第２実施例でもそうであるが、
干渉性を完全に零にする必要はなく、十分に低減できて
いればよい。また図９では中心の円形透過部ＦＡ₁に物
質が存在するように示したが、先の図８（Ｆ）の手法を
適用する場合、円形透過部ＦＡ₁を半径ｒ₁の開口部
（空間）とすることができる。

【００４３】さらに図９に示した干渉性低減部材ＣＣＭ
の変形例として、中心の円形透過部ＦＡ₁と最外の輪帯
透過部ＦＢ₃とのいずれか一方の領域に透明薄膜（位相
シフター）を設け、円形透過部ＦＡ₁の透過光束と輪帯
透過部ＦＢ₃の透過光束との間にλ／２の位相差（すな
わち逆位相）を与えてもよい。ただしこの場合でも、中
間の輪帯透過部ＦＢ₂の透過光束に対して、他の２つの
透過部ＦＡ₁、ＦＢ₃の夫々の透過光束にはコヒーレン
ト長ΔＬｃ以上の光路長差が与えられている。

【００４４】従って透過部ＦＡ₁、ＦＢ₃の厚みや材質
を等しいものとしたときは、透過部ＦＡ₁、ＦＢ₃の各
透過光束同士は干渉を起こすことになるが、それら２つ
の光束は互いに逆位相の関係になっているため、ある種
の２焦点フィルターとして作用し、焦点深度拡大効果が
得られる。このようなフーリエ変換面（瞳）で結像光束
をいくつかの部分に分割し、それら分割された光束の夫
々に所定の位相差を与える多重焦点フィルタの手法は、
昭和３６年１月２３日付で発行された。機械試験所報告
第４０号の「光学系における結像性能とその改良方法に
関する研究」と題する論文中の第４１頁〜第５５頁に詳
しく述べられている。

【００４５】ところで、図９の実施例の場合、ウェハＷ
上に達する結像光束（点像）は、図１１（Ａ）に示すよ
うに円形透過部ＦＡ₁を通った主光線ＬＬｐを含む光束
ＬＦａと輪帯透過部ＦＢ₂、ＦＢ₃の夫々を通った光束
ＬＦｂ₂、ＬＦｂ₃との３つに分割される。先に述べた
ような位相シフターを設けない構成では、これら３つの
光束ＬＦａ、ＬＦｂ₂、ＬＦｂ₃は互いに極めて干渉性
が低いものとなっている。

【００４６】この図１１（Ａ）において、瞳ｅｐの実効
的な最外径（半径ｒ₂）の位置を通る光線の入射角θｗ
が、その投影光学系ＰＬのウェハＷ側の開口数ＮＡｗに
対応している。さて、光束ＬＦａは垂直入射光線（主光
線）ＬＬｐから入射角θ₁までの角度範囲に分布し、光
束ＬＦｂ₂は入射角θ₁からθ₃までの角度範囲に分布
し、光束ＬＦｂ₃は入射角θ₃からθｗまでの角度範囲
に分布する。投影光学系ＰＬの後側のレンズ群ＧＢの焦
点距離をｆとすると、瞳ｅｐ上での各透過部ＦＡ₁、Ｆ
Ｂ₂の半径ｒ₁、ｒ₃は、ｒ₁＝ｆｓｉｎθ₁、ｒ₃＝
ｆｓｉｎθ₃の関係にある。

【００４７】図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のときに生じ
る光路長差ΔＺのグラフを表したもので、デフォーカス
量をΔＦとし、縦軸と横軸は図３と同じである。そこで
デフォーカス量ΔＦに対して、光束ＬＦａにおいて生じ
る最大の光路長差をΔＺ₁、光束ＬＦｂ₂において生じ
る最大の光路長差をΔＺ₂、そして光束ＬＦｂ₃におい
て生じる最大の光路長差をΔＺ₃とすると、それぞれ以
下のように表わされる。

【００４８】ΔＺ₁＝（ΔＦ・ｓｉｎ²θ₁）／２＝
（ΔＦ・ＮＡ₁ ²）／２ ΔＺ₂＝（ΔF(sin²θ₃−sin²θ₁)/2＝（ΔF(NA₃ ²−
NA₁ ²))/2 ΔＺ₃＝（ΔF(sin²θw −sin²θ₃)/2＝（ΔF(NAw ²−
NA₃ ²))/2 そこで次のような入射角θ₁、θ₃の関係になるように
半径ｒ₁，ｒ₃を定めたとする。

【００４９】ｓｉｎ²θ₁＝ＮＡ₁ ²＝１／３（ＮＡｗ²）ｓｉｎ²θ₃＝ＮＡ₃ ²＝２／３（ＮＡｗ²）すると、３つの光束ＬＦａ、ＬＦｂ₂、ＬＦｂ₃の夫々
での光路長差は以下のように全て等しくなる。 ΔＺ₁＝ΔＺ₂＝ΔＺ₃＝（ΔＦ・ＮＡｗ²／３）／２この条件は、透過部ＦＡ₁の面積πｒ₁ ²、透過部ＦＢ
₂の面積π（ｒ₃ ²−ｒ ₁ ²）、及び透過部ＦＢ₃の実
効的な面積π（ｒ₂ ²−ｒ₃ ²）の３つを全て等しくす
ると言うことに他ならない。

【００５０】先に述べたように、従来の通常の投影露光
では、デフォーカス量ΔＦにおける光路長差ΔＺは、Δ
Ｚ＝（ΔＦ・ＮＡｗ²）／２で表されていた。ところが
本実施例においては、光路長差の許容値をλ／４とする
と、従来の場合にくらべて３倍のデフォーカス量３ΔＦ
まで良像として許容されることになる。すなわち、従来
に比べて焦点深度が３倍に増大することになる。

【００５１】以上、図９の実施例では、結像光束を瞳ｅ
ｐで３つの光束に分割するように干渉性低減部材ＣＣＭ
を構成したが、その分割数は４以上のｍ（自然数）個と
し、そのｍ個の分割光束が互いに干渉しないように、円
形透過部や輪帯透過部を構成してもよい。この場合、瞳
ｅｐの実効的な最大径（ＮＡ絞りで制限される場合はそ
の絞りの開口径）で決まる全面積をｍ等分するように中
心の円形透過部と（ｍ−１）個の輪帯透過部との各面積
（半径）を決定すれば、焦点深度は従来の場合に比べて
ｍ倍に増大させることができる。

【００５２】すなわち、１つの透過部を通る光束のうち
最大径の位置を通る光線の入射角をθ_out、最小径の位
置を通る光線の入射角をθ_in（主光線ＬＬｐについては
θ_in＝０）としたとき、ｓｉｎ²θ_out−ｓｉｎ²θ_in＝ＮＡｗ²／ｍとなるようにすると、分割された各光束内でのデフォー
カスによる光路長差ΔＺの夫々が、従来の場合の１／ｍ
になり、最大の焦点深度が得られるのである。

【００５３】次に本発明の第４の実施例による干渉性低
減部材ＣＣＭの構造を図１０を参照して説明する。本実
施例では図９に示した干渉性低減部材ＣＣＭに近接（又
は密着）して中心部に半径ｒ₄の円形遮光部ＦＤを設け
る。図１０（Ａ）は本実施例の干渉性低減部材ＣＣＭの
断面を示し、図１０（Ｂ）は平面を示す。本実施例の場
合、瞳ｅｐに入射する結像光束は図１０（Ｂ）に示すよ
うに、半径ｒ₄の中心の円形遮光部ＦＤ、内径ｒ₄、外
径ｒ₁の輪帯状透過部ＦＡ₁、内径ｒ₁、外径ｒ₃の輪
帯状透過部ＦＢ₂、及び内径ｒ₃の輪帯状透過部ＦＢ₃
の夫々によって４分割されていると考え、そのうち遮光
部ＦＤ以外の３分割されている光束のみがウェハＷへ達
する。

【００５４】図１２は図１０の実施例における結像光束
の分割の様子と光路長差ΔＺとの関係を示したものであ
る。ここで中心の円形遮光部ＦＤとその周辺の各輪帯状
透過部ＦＡ₁、ＦＢ₂、ＦＢ₃の半径の関係は、図１２
（Ａ）に示すように、ｒ₄＜ｒ₁＜ｒ₃＜ｒ₂に定めら
れているものとする。本実施例では、中心の遮光部ＦＤ
のために主光線ＬＬｐは実際の光束中には存在しない。
また各透過部を通った光束ＬＦａ、ＬＦｂ₂、ＬＦｂ₃
の夫々の最大入射角は、θ₁、θ₃、θｗとし、光束Ｌ
Ｆａの最小入射角はθ₄とする。

【００５５】図１２（Ａ）のような光束分割によって、
各光束ＬＦａ、ＬＦｂ₂、ＬＦｂ₃の夫々におけるデフ
ォーカス時の光路長差ΔＺ₁、ΔＺ₂、ΔＺ₃は、図１
２（Ｂ）のように表される。この場合もΔＺ₁＝ΔＺ₂
＝ΔＺ₃の条件を満たすように、すなわち輪帯透過部Ｆ
Ａ₁の面積π（ｒ₁ ²−ｒ₄ ²）、輪帯透過部ＦＢ₂の
面積π（ｒ₃ ²−ｒ₁ ²）、及び輪帯透過部ＦＢ₃の面
積π（ｒ₂ ²−ｒ₃ ²）をほぼ等しくするように各半径
ｒ₄、ｒ₁、ｒ₃を決定すれば、焦点深度拡大効果が最
大限に得られる。

【００５６】ところで図１０のように中心に円形遮光部
ＦＤを設けた場合、デフォーカス量ΔＦによる光路長差
ΔＺ₁，ΔＺ₂，ΔＺ₃は、円形遮光部ＦＤの面積、す
なわち半径ｒ₄に応じて変化することとなる。そこで図
１２（Ｂ）のように光路長差ΔＺ₁，ΔＺ₂，ΔＺ₃を
等しくするように３つの透過部ＦＡ₁、ＦＢ₂、ＦＢ ₃
の面積を設定することを前提とすると、円形遮光部ＦＤ
の半径ｒ₄と瞳ｅｐの実効的な半径ｒ₂との比ｒ₄／ｒ
₂をｋとして、 ΔＺ₁＝ΔＺ₂＝ΔＺ₃＝（ＮＡｗ²−ｋ²・ＮＡ
ｗ²）／３の関係にある。この式でｋ²・ＮＡｗ²は遮光部ＦＤの
面積に対応するものであり、その値はＮＡ₄ ²＝ｓｉｎ
²θ₄に他ならない。従って遮光部ＦＤを所定の面積
（半径ｒ₄）で設けることにより、先の図９の実施例の
場合と比べて、光路長差ΔＺ₁，ΔＺ₂，ΔＺ₃の値を
小さくできるため、さらに焦点深度が増大することにな
る。

【００５７】以上、図１０の実施例では円形遮光部ＦＤ
を光軸ＡＸを中心として設けたが、輪帯状遮光部として
設けても、その面積に応じて焦点深度の増大効果が得ら
れる。その一例として図１３のような構成のものが考え
られる。図１３（Ａ）は平面図、図１３（Ｂ）は断面図
であり、本実施例では内径ｒ₁、外形ｒ₃の輪帯状遮光
部ＦＤを設ける。さらに遮光部ＦＤの内側は半径ｒ₁の
円形透過部ＦＡとし、外側は内径ｒ₃の輪帯透過部ＦＢ
とし、透過部ＦＡとＦＢの夫々を通る光束には、コヒー
レント長ΔＬｃ以上の光路差が与えられている。

【００５８】本実施例の場合でも、図１３（Ｃ）に示す
ように、透明部ＦＡを通った光束のデフォーカス時の光
路長差ΔＺ₁と、透明部ＦＢを通った光束のデフォーカ
ス時の光路長差ΔＺ₂とをほぼ等しくするように、瞳の
実効的な径ｒ₂に対する各透過部ＦＡ，ＦＢ、遮光部Ｆ
Ｄの半径ｒ₁、ｒ₃を決定すれば、焦点深度の拡大効果
が最も大きくなる。

【００５９】以上、本発明の各実施例による干渉性低減
部材ＣＣＭの構成を示したが、それらはレチクルＲ上の
コンタクトホールパターンからの結像光束が投影光学系
の瞳ｅｐで、ほぼ一様に分布することを前提としたから
である。すなわち、瞳ｅｐに分布する結像光束が実効的
な最大半径ｒ₂まで存在することを前提として、各透過
部ＦＡ、ＦＡ₁、ＦＢ、ＦＢ₂、ＦＢ₃や遮光部ＦＤの
径を決めていた。このような条件が成り立つのは、投影
光学系ＰＬのレチクル側開口数ＮＡｒ、照明光ＩＬＢの
波長λ、そしてコンタクトホールパターンＰｒのサイズ
によっておおむね決まってくる。従って、露光装置とし
てはコンタクトホールパターンＰｒのサイズがある値以
下になったときに、干渉性低減部材ＣＣＭを結像光束中
に挿入するようにした方が実用的である。

【００６０】次に本発明の第５の実施例による干渉性低
減部材ＣＣＭの構成を図１４を参照して説明する。今ま
で説明してきた各実施例では、瞳ｅｐで円形、及び輪帯
状に分割した光束の夫々に、時間的コヒーレント長ΔＬ
ｃ以上の光路長差を与えることとしたが、別の方法によ
り干渉性を低減させることも可能である。例えば反射ミ
ラーのみ、又は反射ミラーと屈折素子（レンズ）の組合
せで構成された投影光学系を備えた露光装置では、その
投影光学系自体の色収差がもともと少ないために、照明
光として波長幅の広い光、あるいは接近した複数の輝線
成分（例えば水銀ランプのｇ線とｈ線等）を使用するこ
とがある。

【００６１】このような装置に本発明を適用する別の方
法として、図１４に示すように干渉性低減部材ＣＣＭの
中心の半径ｒ₁の円形透過部ＦＡと、その周辺の輪帯透
過部ＦＢとの夫々に、透過光の波長域を異ならしめるバ
ンドパスフィルターを形成してもよい。このバンドパス
フィルターは、例えば多層誘電体薄膜で形成し、それを
透明な円形基板上に蒸着することで構成される。本実施
例では、中心の円形透過部ＦＡとしての誘電体薄膜を基
板の一方の面に蒸着し、輪帯透過部ＦＢ（内径ｒ₁）と
しての誘電体薄膜を基板の他方の面に蒸着し、円形透過
部ＦＡは例えば波長４０５ｎｍのｈ線のみを通すように
し、輪帯透過部ＦＢは波長４３６ｎｍのｇ線のみを通す
ようにする。尚、ここでは瞳ｅｐを通る光束を中心部と
周辺部とを通る２つの光束ＬＦａ、ＬＦｂに分割してい
るので、瞳ｅｐの実効的な半径ｒ ₂に対して、透過部Ｆ
Ａの半径ｒ₁はｒ₂ ²＝２ｒ₁ ²の関係に設定されてい
る。

【００６２】このように円形透過部ＦＡの透過光ＬＦａ
と輪帯透過部ＦＢの透過光ＬＦｂとを、バンドパスフィ
ルターによって波長域で分割してやると、それら２つの
光束ＬＦａ、ＬＦｂは互いに干渉性のない光に変換さ
れ、今までの実施例と同様に焦点深度が拡大される。
尚、バンドパスフィルターは吸収性の色ガラスで構成し
てもよい。

【００６３】また別の方法として瞳に分布する光束を偏
光によって分割して干渉性を消失させることも考えられ
る。その場合の方法を第６の実施例として図１５により
説明する。本実施例では、２枚の透明円形基板ＣＣＭ
ａ、ＣＣＭｂを１組として干渉性低減部材ＣＣＭが構成
され、基板ＣＣＭａは光軸ＡＸを中心とする半径ｒ₁の
円形透過部ＰＣａと、内径がｒ₁で外径がｒ₂（実効的
な瞳径）の輪帯透過部ＰＣｂとで構成される。そして透
過部ＰＣａとＰＣｂとの両方、又はいずれか一方は、そ
こを通る光束間の偏光状態を互いに干渉しないように変
換する偏光板、１／４波長板、１／２波長板等のいずれ
かで作られる。一方、基板ＣＣＭｂは光軸ＡＸを中心と
する半径ｒ₄の円形開口部を持つ環状石英板で作られ、
そこに内径をｒ₄、外径をｒ₃とした第１の厚みの輪帯
状透過部と、内径をｒ₃、外径をｒ ₂以上とした第２の
厚みの輪帯状透過部とが形成される。

【００６４】ここで半径ｒ₁〜ｒ₄はｒ₄＜ｒ₁＜ｒ₃
＜ｒ₂に定められ、かつ、ｒ₄ ²＝（ｒ₁ ²−ｒ₄ ²）
＝（ｒ₃ ²−ｒ₁ ²）＝（ｒ₂ ²−ｒ₃ ²）に設定され
ているものとする。また２枚の基板ＣＣＭａ、ＣＣＭｂ
はフーリエ変換面ＦＴＰを挟んで近接して配置してもよ
いし、貼り合わせておいてもよい。このような構成の場
合、半径ｒ₄の円形透過部ＦＡを通った光束ＬＦａと半
径ｒ₄〜ｒ₁の輪帯透過部ＦＢ₁を通った光束ＬＦｂ₁
とは、偏光状態は同一であるが光路長差がコヒーレント
長ΔＬｃ以上であるために互いに干渉しない。また半径
ｒ₁〜ｒ₃の輪帯透過部ＦＢ₂を通った光束ＬＦｂ₂と
光束ＬＦｂ₁、ＬＦａとは、偏光状態が異なるため互い
に干渉することはない。さらに半径ｒ₃〜ｒ₂の輪帯透
過部ＦＢ ₃を通った光束ＬＦｂ₃と光束ＬＦｂ₂とは光
路長差がコヒーレント長ΔＬｃ以上であるために互いに
干渉せず、同時に光束ＬＦｂ₃と光束ＬＦｂ₁、ＬＦａ
とは偏光状態が異なるために互いに干渉しない。

【００６５】結局、４分割された光束ＬＦａ、ＬＦ
ｂ₁、ＬＦｂ₂、ＬＦｂ₃の夫々はいずれも相互に干渉
性のない光に変換され、本実施例の場合、理論上の焦点
深度は従来の４倍に拡大されることになる。ところで、
図１０、１３中の遮光部ＦＤは、例えば透明基板上に金
属膜等を蒸着した遮光膜でもよく、さらには干渉性低減
部材ＣＣＭとは離して設けられた金属板等でもよい。

【００６６】また、遮光部ＦＤ、あるいはそれと均等の
遮光板は、露光波長についてのみ遮光すればよいので、
誘電体薄膜等による光学的なシャープカットフィルター
等を用いて、露光波長（紫外光）等の短波長域を吸収し
てしまうものでもよい。このようにすると、例えばＨｅ
−Ｎｅレーザーを光源としてウェハＷ上のアライメント
マークを照射し、その反射光等を投影光学系ＰＬを介し
て検出するＴＴＬ方式のアライメント系を使う場合、瞳
面に位置する遮光部ＦＤ、又は遮光板がマークからの反
射光に対して悪影響（遮光）を与えるなどの問題はなく
なる。あるいはウェハマーク照明用のレーザビームやマ
ークからの反射光が通る上述の金属等の遮光板又は遮光
部ＦＤ上の位置だけ透過領域としてもよく、その面積が
小さければ本発明の効果を特に損なうものとはならな
い。

【００６７】図１６は、第７の実施例としてのＴＴＬア
ライメント系の一例を示し、ウェハＷ上に格子マークＧ
Ｒが形成され、このマークＧＲの格子ピッチ方向の位置
ずれを検出するものとする。ここで図１６（Ａ）は紙面
上の左右方向がピッチ方向となるような方向からアライ
メント系を見たもので、図１６（Ｂ）は図１６（Ａ）の
系を９０°回転した方向から見たものである。レチクル
Ｒの上方に設けられたアライメント光学系の対物レンズ
ＯＢＪからはコヒーレントなレーザビーム（Ｈｅ−Ｎ
ｅ）ＡＬＢ₁、ＡＬＢ₂の２本が、ミラーＭＲで反射さ
れて面ＣＦで交差した後、レチクルＲの周辺の窓ＲＭを
介して投影光学系ＰＬに入射する。まず図１６（Ａ）に
示すように、２本のビームＡＬＢ₁、ＡＬＢ₂は、瞳に
位置する干渉性低減部材ＣＣＭに形成された屈曲性補正
素子ＰＧ₁、ＰＧ₂の夫々に入射し、ここで投影光学系
ＰＬの軸上色収差分に対応した量で２本のビームＡＬＢ
₁、ＡＬＢ₂の進行方向を変える。これによって２本の
ビームＡＬＢ₁、ＡＬＢ₂はウェハＷ上の格子マークＧ
Ｒを、そのピッチ方向に関して対称的に傾いた角度で照
射する。このとき、格子マークＧＲのピッチＰｇ、ビー
ムＡＬＢ₁、ＡＬＢ₂の波長λａ、及びビームＡＬ
Ｂ₁、ＡＬＢ₂の入射角θａが、ｓｉｎθａ＝λａ／Ｐ
ｇを満たしていると、ビームＡＬＢ₁の照射によって格
子マークＧＲから発生した＋１次回折光と、ビームＡＬ
Ｂ₂の照射によってマークＧＲから発生した−１次回折
光とは、図１６（Ａ）のように２本のビームＡＬＢ₁、
ＡＬＢ₂の丁度中間の光路を同軸となって干渉ビームＡ
ＤＬとして逆進する。この干渉ビームＡＤＬは干渉性低
減部材ＣＣＭに形成された屈曲性補正素子ＰＧ₃で進行
方向を変えられ、レチクルＲの窓ＲＭを通ってアライメ
ント光学系の方へ戻っていく。このとき、図１６（Ｂ）
にも示すように、ウェハＷのマークＧＲに達する２本の
ビームＡＬＢ₁、ＡＬＢ₂はピッチ方向と直交する方向
（非計測方向）に関して傾斜しているため、干渉ビーム
ＡＤＬも傾斜して発生する。また図１６（Ａ）に示すよ
うに、２本のビームＡＬＢ₁、ＡＬＢ₂は面ＣＦで交差
するとしたが、実際は面ＣＦを窓ＲＭの位置に一致させ
ることができる。すなわち２本のビームＡＬＢ₁、ＡＬ
Ｂ₂に対して生ずる軸上色収差分をほぼ完全に補償する
ことができる。さらに図１６（Ｂ）のように２本のビー
ムＡＬＢ₁、ＡＬＢ₂を非計測方向に関してテレセント
リックな条件からずらして窓ＲＭに入射させることによ
って、倍率色収差分を補償することができる。尚、対物
レンズＯＢＪの光軸ＡＸａはレチクルＲに対して垂直に
設定される。

【００６８】マークＧＲの位置ずれ計測にあたっては、
２つの方法がある。その１つは、２本のビームＡＬ
Ｂ₁、ＡＬＢ₂の交差によってマークＧＲ上に形成され
る干渉縞を基準にしてマークＧＲのピッチ方向の位置ず
れを検出するものである。そのためには、アライメント
光学系内に、戻ってきた干渉ビームＡＤＬを光電検出す
る光電センサーを設け、その出力信号レベルを計ればよ
い。もつ１つの方法は、２本のビームＡＬＢ₁、ＡＬＢ
₂の間にわずかな周波数差（例えば２０〜１００ＫＨｚ
程度）を与え、マークＧＲ上に生成された干渉縞をその
周波数差に応じた速度で走らせるヘテロダイン法であ
る。この場合、２本のビームＡＬＢ₁、ＡＬＢ ₂の周波
数差をもつ基準交流信号を作り、光電センサーからの出
力信号（ヘテロダインの場合、干渉ビームＡＤＬはビー
ト周波数で強度変化しているため、交流信号となる）と
の間で位相差を求めることで、マークＧＲの位置ずれが
計測できる。

【００６９】このように、投影光学系ＰＬの瞳面に、色
収差補償用の屈曲補正素子ＰＧ₁、ＰＧ₂、ＰＧ₃を設
ける場合、それらの配置によっては図１０、１３で示し
た遮光部ＦＤ（又は遮光板）の形状と位置的に干渉して
しまうこともある。しかしながら、この種のアライメン
ト方式のビームＡＬＢ₁、ＡＬＢ₂、又は干渉ビームＡ
ＤＬは極めて小さなスポット径であるため、補正素子Ｐ
Ｇ₁、ＰＧ₂、ＰＧ₃の夫々の寸法も極めて小さくてよ
い。通常、補正素子ＰＧ₁〜ＰＧ₃は透明な硝材の表面
にエッチング等によって位相格子として作り込まれる。
そのため先にも述べたように、遮光部ＦＤが位置的に干
渉するときは、その位置の遮光部のみを透明部にしてお
けばよい。

【００７０】また図１６では、補正素子ＰＧ₁〜ＰＧ₃
を干渉性低減部材ＣＣＭ上に直接形成するように示した
が、補正素子ＰＧ₁〜ＰＧ₃を形成した通常の石英板を
瞳面に固定的に配置し、干渉性低減部材ＣＣＭはその石
英板の極近傍に挿脱可能に配置するようにしてもよい。
尚、投影光学系ＰＬの瞳面内の中心部に小さな径の補正
レンズ（凸レンズ）を設け、それによってアライメント
ビームの色収差分を補償する方式が、例えばＵＳＰ．
５，１００，２３７に提案されている。この場合、その
補正レンズの部分に露光波長に対する透過率が小さく、
アライメントビームの波長に対する透過率が極めて高い
ダイクロイック膜を蒸着しておくと、図１０に示した干
渉性低減部材ＣＣＭの中心遮光部ＦＤと実質等価なもの
が容易に構成できる。ただし、上記ＵＳＰ．５，１０
０，２３７には、図１０のような透過部ＦＡ₁、Ｆ
Ｂ₂、ＦＢ₃も同時に設けておくことについては全く示
唆されていない。

【００７１】また図４に示したウェハステージＷＳＴの
駆動ユニット２２のうち、ウェハＷを光軸方向に微動さ
せる制御の中に、従来のＦＬＥＸ法の機能を持たせても
よい。ＦＬＥＸ法の併用により本発明による焦点深度の
増大効果を飛躍的に増大させることができる。本発明は
投影型露光装置であればどのタイプのものにも適用でき
る。例えば投影レンズを用いたステッパータイプのもの
でもよく、あるいは反射屈折光学系を用いたステップア
ンドスキャン型のものであっても１：１のミラープロジ
ェクションタイプのものであってもよい。特にスキャン
タイプ（ステップアンドスキャン）やミラープロジェク
ション方式では、レチクルやウェハを投影光学系の光軸
と垂直な面内で走査移動させながら露光するため、従来
のＦＬＥＸ法の適用が難しいとされていたが、本発明は
そのような走査型の露光方式の装置に極めて簡単に適用
できるといった利点がある。

【００７２】そこで等倍のミラープロジェクション方式
のアライナーに本発明を適用した場合を第８の実施例と
して図１７、１８を参照して説明する。図１７におい
て、水銀ランプ（Ｘｅ−Ｈｇ）ランプ１からの照明光は
照明光学系ＩＬＳを介してレチクル（マスク）Ｒ上で円
弧スリット状の照明領域内に投射される。レチクルＲは
１次元走査可能なレチクルステージＲＳＴに保持され、
ウェハステージＷＳＴと同期して同一速度で移動する。
投影光学系はレチクル側とウェハ側の夫々に反射面ＭＲ
₁、ＭＲ₄を有する台形状の光学ブロックと、大きな凹
面ミラーＭＲ₂と小さな凸面ミラーＭＲ₃とで構成さ
れ、凸面ミラーＭＲ₃の曲率半径に対して凹面ミラーＭ
Ｒ₂の曲率半径は約２倍に設定されている。この図２１
のような系の場合、凸面ミラーＭＲ₃の表面がレチクル
パターン面（又はウェハ面）に対するフーリエ変換面Ｆ
ＴＰに一致していることが多い。

【００７３】このとき、レチクルＲ上の点Ｐｒから発生
した結像光束は主光線ＬＬＰに沿って、反射面ＭＲ₁、
凹面ミラーＭＲ₂の上側、凸面ミラーＭＲ₃の全面、凹
面ミラーＭＲ₂の下側、及び反射面ＭＲ₄の順に進み、
ウェハＷ上の点Ｐｒ’に収斂する。このように凸面ミラ
ーＭＲ₃の表面が系の瞳面となっているときでも、今ま
で述べてきた各実施例で使用した干渉性低減部材ＣＣＭ
がそのまま、あるいは若干の変形によって同様に用いる
ことができる。

【００７４】具体的には図１８（Ａ）に示すように干渉
性低減部材ＣＣＭを凸面ミラーＭＲ ₃の直近に配置し、
凹面ミラーＭＲ₂から凸面ミラーＭＲ₃へ入射してくる
ときと、凸面ミラーＭＲ₃から凹面ミラーＭＲ₂へ射出
していくときとの２回（往復）の光路で、中心の円形
（又は輪帯）透過部ＦＡを通った光束と周辺の輪帯透過
部ＦＢを通った光束とがコヒーレント長ΔＬｃ以上の光
路長差をもつように構成すればよい。

【００７５】あるいは図１８（Ｂ）に示すように、フー
リエ変換面となっいる凸面ミラーＭＲ₃’の表面に所定
の半径（面積）で微小な段差を設け、その段差の上面部
と下面部とが反射光束に対してコヒーレント長ΔＬｃ以
上の光路長差（段差量の２倍）を与えるようにしてもよ
い。この場合、その段差はミラーＭＲ₃’と一体に形成
されることもあるが、いずれにしろその段差部分が干渉
性低減部材ＣＣＭに相当する。尚、図１８（Ｂ）に示し
た凸面ミラーＭＲ'₃の表面に形成する段差部は、透過物
体（薄膜）としてもよい。その場合、凸面ミラーＭＲの
表面とその透過物体（透過部ＦＡに相当）の表面との段
差、すなわち透過物体の厚みｄは、屈折率ｎの透過物体
中を光束が往復することにより生じる光路長差２（ｎ−
１）ｄがコヒーレント長ΔＬｃより大きくなるように定
められる。

【００７６】また透過部ＦＡ，ＦＢの一部に１／２波長
板や１／４波長板を組み合わせた図１５の場合は往復の
光路で２倍の偏光作用を受けることを考慮して１／２波
長板は１／４波長板に、１／４波長板は１／８波長板に
それぞれ変更する必要がある。またエキシマレーザを光
源とする投影露光装置では、投影光学系の瞳面に、フラ
イアイレンズ等の射出側に形成される２次光源面（多数
の点光源）が再結像されるため、その瞳面に光学素子
（レンズ、反射面、開口絞り、ＣＣＭ等）を配置すると
長期間の使用によって、その光学素子が収斂した光源像
のために劣化する可能性がある。そのため干渉性低減部
材ＣＣＭ等は瞳面に厳密に配置するのではなく、むしろ
若干ずらして配置した方が好ましい。

【００７７】以上、本発明の各実施例で説明した干渉性
低減部材ＣＣＭによって分割された結像光束間の光路長
差は、その光束（照明光ＩＬＢ）の時間的なコヒーレン
ト長ΔＬｃ以上になるが、その値は従来のＳｕｐｅｒ
ＦＬＥＸ法で与えられる光路長差（波長１／２〜数波長
分）と比べて格段に大きなものとなる。さらにＳｕｐｅ
ｒＦＬＥＸ法では、投影光学系の瞳面に配置されたフ
ィルター（複素振幅透過率）を通った結像光束の全てが
ウェハＷ上で干渉（振幅合成）することにより変わりは
なく、本発明とＳｕｐｅｒＦＬＥＸ法とは原理的に全
く異なるものである。その原理的な違いによって、本発
明においてはＳｕｐｅｒＦＬＥＸ法で得られなかった
新たな効果が得られる。このことについては以下で述べ
るシミュレーションを参考にして説明する。

【００７８】尚、本発明で用いる干渉性低減部材ＣＣＭ
は、瞳面を通る結像光束（コンタクトホールパターンの
場合、ほぼ一様に分布する）を瞳の径方向で複数部分に
分割し、各部分光束間の干渉性を低減させる目的のため
のみに作用する。従って各実施例で用いた干渉性低減部
材ＣＣＭには、各部分光束によって互いに独立に結像し
た複数の像（Ｐｒ'₁、Ｐｒ'₂等）の夫々のベストフォー
カス位置（焦点位置）を、投影光学系の光軸ＡＸ方向に
相互にずらす効果、すなわちある種の球面収差を与える
効果は全くない。

【００７９】以上の各実施例において、投影光学系の瞳
面ｅｐを円形領域又は輪帯領域とのｍ個に分割する際、
各分割領域の面積を等しくするとしたが、これは必ずし
も必須の条件ではない。特に１対の円形領域と輪帯領
域、あるいは１対の輪帯領域と輪帯領域との間に、時間
的コヒーレント長ΔＬｃ以上の光路差を与えず、かつ、
１／２波長分の光路差を与える構成（位相シフター等を
用いた例）とする場合には、上記の１対の領域の各面積
は異ならせた方がよい。なぜなら、１／２波長分の光路
長を有する両光束（それぞれが上記両領域の透過光に対
応する）の光量（各面積に対応）がほぼ等しいと、両光
束はウェハ上（像位置）で相殺し、強度が零となってし
まうためである。あるいは、両領域の面積を異ならせる
代わりに、どちらか一方の領域の透過率を下げてもよ
い。もちろん、面積と透過率の両者を変化させてもよ
い。また、以上の各実施例において、干渉性低減部材Ｃ
ＣＭを透過部材として使用する場合には、その界面（表
面）に反射防止コートを施しておくとよい。

【００８０】次に本発明の各実施例によって得られる作
用、効果について、シミュレーション結果をもとに説明
する。図１９（Ａ）は以下のシミュレーションに用いた
１辺がウェハ上で０．３μｍに相当する正方形のコンタ
クトホールパターンＰＡであり、以下のシミュレーショ
ンでは図１９（Ａ）中のＡ−Ａ’断面でのウェハ上での
像強度分布を扱うものとする。図１９（Ｂ）は先の図６
（又は図７、８）に示した干渉性低減部材ＣＣＭを示す
もので、中心の円形透過部ＦＡの半径ｒ₁と瞳ｅｐの実
効的な最大半径ｒ₂との比ｒ₁／ｒ₂（ＮＡ₁／ＮＡ
ｗ）は、原理説明のところで述べたように０．７０７に
なるように定められている。すなわち、透過部ＦＡを通
った結像光束の最大入射角をθ₁とすると、ｓｉｎ²θ
₁＝１／２（ＮＡｗ²）を満たすように決められてい
る。尚、以下のシミュレーションは、全てＮＡｗ＝０．
５７、露光波長はｉ線（波長０．３６５μｍ）という条
件のもとで行った。また照明光束のコヒーレンスファク
ターであるσ値は０．６とした。さて図１９（Ｃ）、
（Ｄ）、（Ｅ）はパターンＰＡのウェハ上での像強度分
布を示し、それぞれベストフォーカス位置での強度分布
Ｉ₁、１μｍのデフォーカス位置での強度分布Ｉ₂、２
μｍのデフォーカス位置での強度分布Ｉ₃である。また
図１９（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）中のＥｔｈはウェハ上の
ポジ型フォトレジストを完全に除去（感光）させるに必
要な強度を示し、Ｅｃはポジレジストが溶解（膜ベリ）
し始める強度を示す。各強度分布の縦方向の倍率（露光
量）はベストフォーカスでのコンタクトホール径（Ｅｔ
ｈを横切るスライス部の幅）が０．３μｍとなるように
設定した。比較のために図２０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）
にそれぞれ通常の露光装置（低減部材ＣＣＭを取り除い
たもの）によるベストフォーカス位置での強度分布
Ｉ₇、１μｍのデフォーカス位置での強度分布Ｉ₈、２
μｍのデフォーカス位置での強度分布Ｉ₉を示す。この
ときのシミュレーション条件も同様にＮＡｗ＝０．５
７、波長λ＝０．３６５μｍ、σ＝０．６である。

【００８１】この図２０（Ａ）〜（Ｃ）と先の図１９
（Ｄ）〜（Ｆ）とを比較すると、本発明によるＳＦＩＮ
ＣＳ法ではデフォーカス時の像強度の変化（コントラス
ト低下）が減少し、焦点深度が増大することがわかる。
一方、図２１は通常の投影露光装置にＦＬＥＸ法を組み
合わせたときの像強度分布Ｉ₁₀、Ｉ₁₁、Ｉ₁₂の変化を表
したものである。ＦＬＥＸ法の露光条件はベストフォー
カス位置と、±１．２５μｍだけデフォーカスした位置
の夫々とで各１回の計３回の分割露光とした。この図２
１のシミュレーション結果と図１９（Ｃ）〜（Ｅ）のシ
ミュレーション結果とを比較すると、本発明での焦点深
度の増大効果はＦＬＥＸ法と同程度に得られることがわ
かる。図２２は本発明の実施例中の図１０に示した干渉
性低減部材ＣＣＭと同様の考え方で図６の構成に遮光部
ＦＤを持たせた場合のシミュレーション結果を示す。こ
のとき図２６（Ｂ）に示すように干渉性低減部材ＣＣＭ
の中心の円形遮光部ＦＤの半径ｒ₄は０．３１ｒ₂（す
なわちｓｉｎθ₄＝０．３１ＮＡｗ）の関係に決定さ
れ、その外側の内径ｒ₄、外径ｒ₁の輪帯状透過部ＦＡ
の外径ｒ₁は０．７４ｒ₂（すなわちｓｉｎθ₁＝０．
７４ＮＡｗ）の関係に設定されているものとする。すな
わち（ｒ₁ ²−ｒ₄ ²）＝（ｒ₂ ²−ｒ₁ ²）を満たす
ように設定されている。もちろん露光条件として、ＮＡ
ｗ＝０．５７、σ＝０．６、λ＝０．３６５μｍはその
ままである。この図２２（Ｂ）のような低減部材ＣＣＭ
でも、図２２（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）に示す通りベスト
フォーカス位置での強度分布Ｉ₄、１μｍのデフォーカ
ス位置での強度分布Ｉ₅、２μｍのデフォーカス位置で
の強度分布Ｉ₆の如く、十分な焦点深度増大効果が得ら
れる。

【００８２】図２３は比較のために従来のＳｕｐｅｒ
ＦＬＥＸ法でのシミュレーション結果を示したものであ
る。図２３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は開口数ＮＡｗが
０．５７で、瞳中心点から０．５４８ＮＡｗの半径内の
部分の複素振幅透過率を−０．３にしたフィルターを瞳
に設けたときに得られるベストフォーカス位置での強度
分布Ｉ₁₃、１μｍのデフォーカス位置での強度分布
Ｉ₁₄、２μｍのデフォーカス位置での強度分布Ｉ₁₅を示
す。ＳｕｐｅｒＦＬＥＸ法では図２３のようにベスト
フォーカス位置での中央強度が高く、プロファイルがシ
ャープであるが、デフォーカス量による中心強度低下
は、ある量から急峻に起こっている。しかしながら焦点
深度の拡大効果としては、図１９、図２２に示した本発
明による効果と同程度である。ただし、ＳｕｐｅｒＦ
ＬＥＸ法では本来の像（中心強度）の周辺に、図２３
（Ａ）に示すようなサブピーク（リンギング）が発生す
る。これは、図２３でシミュレーションのモデルとなっ
た孤立したコンタクトホールパターンＰＡでは問題ない
が、後述する近接した複数のコンタクトホールパターン
への適用時に大きな問題となる。

【００８３】図２４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそのよう
なリンギングを防止するために、図２３でシミュレーシ
ョンモデルとしたＳｕｐｅｒＦＬＥＸ法の瞳フィルタ
ーよりも作用を弱めたフィルターを用いた場合のシミュ
レ−ション結果を示す。この場合、投影光学系の開口数
ＮＡｗは０．５７とし、瞳中心部の半径０．４４７ＮＡ
ｗに相当する部分内の複素振幅透過率を−０．３とした
フィルターを用いる。図２４（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ
ベストフォーカス位置での強度分布Ｉ₁₆、１μｍのデフ
ォーカス位置での強度分布Ｉ₁₇、２μｍのデフォーカス
位置での強度分布Ｉ₁₈を示し、確かに図２３の場合に比
べてリンギングは弱くなるが、同時に焦点深度の増大効
果も低減してしまう。

【００８４】図２５（Ａ）〜（Ｄ）は、近接した２つの
コンタクトホールパターンＰＡ₁、ＰＡ₂が例えば図２
５（Ｅ）のように中心間距離０．６６μｍ（ウェハ上換
算）だけ離れて並ぶ場合に、各種露光方法で得られる像
強度分布をシミュレーションした結果を示す。図２５
（Ａ）は、図２２と同じシミュレーション条件によるＳ
ＦＩＮＣＳ法（本発明）によって得られた像強度分布を
示し、図２５（Ｂ）は従来のＦＬＥＸ法によって得られ
た像強度分布を示し、図２５（Ｃ）は図２３と同じ条件
でのＳｕｐｅｒＦＬＥＸ法（１）で得られた像強度分
布を示し、そして図２５（Ｄ）は図２４と同じ条件での
ＳｕｐｅｒＦＬＥＸ法（２）で得られた像強度分布を
示し、いずれの強度分布もベストフォーカス位置でのも
のである。このシミュレーション結果からわかるよう
に、図２５（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）で得られる像は、２
つのホール像の間の強度が膜ベリ強度Ｅｃより低いた
め、両ホール間のレジスト（ポジ型）は完全に残膜し、
両ホールのレジスト像は分離して良好に形成される。と
ころが、図２５（Ｂ）に示したＦＬＥＸ法では、２つの
ホール像の間の強度が十分に低くなく、両ホール間のレ
ジストが膜ベリし、良好なパターンは形成できない。す
なわち、わずかな露光量のちがいによって、２つのコン
タクトホールの像がつながってしまうこともある。この
ように孤立的なコンタクトホールパターンの投影時の焦
点深度は本発明のＳＦＩＮＣＳ法と従来のＦＬＥＸ法と
では同程度の拡大効果が得られたが、近接したホールパ
ターンの解像度（忠実度）の点では本発明のＳＦＩＮＣ
Ｓ法の方がＦＬＥＸ法より優れていることがわかる。

【００８５】尚、図２５（Ｃ）、（Ｄ）のシミュレーシ
ョンでは一方のホールパターンによるリンギングのピー
ク部が他方のホールパターンの中心強度部と重なるよう
な条件で２つのホールパターンＰＡ₁、ＰＡ₂の中心間
距離を定めたので、２つのホールパターン像の間にはリ
ンギングの影響が現れない。このことは逆に、２つのホ
ールパターンＰＡ₁、ＰＡ₂の中心間距離が先の条件
（ウェハ上で０．６６μｍ）と異なってくると、リンギ
ングの影響が現れることを意味する。

【００８６】図２６は中心間距離が０．９６μｍ（ウェ
ハ上換算）で並んだ２つのコンタクトホール像のベスト
フォーカス位置での強度分布のシミュレーション結果で
ある。図２２に示した条件でのＳＦＩＮＣＳ法（本発
明）による像強度分布Ｉ₂₃は、図２６（Ａ）のように２
つのホール像の間が十分に暗く、良好なレジストパター
ンが形成できる。ところが、図２３に示した条件でのＳ
ｕｐｅｒＦＬＥＸ法（１）では、図２６（Ｂ）の強度
分布Ｉ₂₄のように、２つのホールパターンの夫々による
リンギングが合成（加算）されてしまい、２つのホール
像の中間に明るいサブピーク（膜ベリ強度Ｅｃ以上）が
生じ、この部分のレジストが膜ベリしてしまう。このた
め、良好なレジスト像を得ることができない。一方、図
２４に示した条件でのＳｕｐｅｒＦＬＥＸ法（２）に
よって中心間距離が０．９６μｍの２つのホールパター
ンを投影すると、その像強度分布Ｉ₂₅は図２６（Ｃ）に
示すようになる。このように比較的効果の弱いＳｕｐｅ
ｒＦＬＥＸ法（２）の場合は、リンギングが少なく膜
ベリもないため、良好なレジスト像を得ることができ
る。ところが、この条件では図２４で説明した通り、本
発明でのＳＦＩＮＣＳ法に比べて十分な焦点深度拡大効
果を得ることができない。

【００８７】図２７は、その他の投影露光法として、投
影光学系の瞳面に瞳の実効的な半径ｒ₂に対して０．７
０７倍の半径（ＮＡｗ×０．７０７）、すなわち瞳の実
効的な面積の約半分の面積をもつ円形遮光板のみを瞳中
心に配置したときに得られる孤立したホールパターンの
像強度分布Ｉ₂₆を示したものである。この場合も、やは
り本来の像の周囲にリンギングが生じることになり、近
接したコンタクトホールパターンの投影露光への適用は
難しい。

【００８８】図２８は近接した複数のコンタクトホール
の例として、ＤＲＡＭ中のメモリーセル部に使われるコ
ンタクトホールパターンＰＡ₁、ＰＡ₂、ＰＡ₃、ＰＡ
₄の２次元的な配列の一例を示すものである。このよう
なホールパターン群に対してＳｕｐｅｒＦＬＥＸ法を
使うと、各ホールの周囲にはリンギング（サブピーク）
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄが生じ、それらが重なる領域Ｒ
ｏでは４つのリンギングの夫々のピーク強度が重なり合
うことになる。このような場合には２個のホールパター
ン（２つのリンギングが重なる）のみの場合には膜ベリ
の発生しなかった比較的効果の弱いＳｕｐｅｒＦＬＥ
Ｘ法（２）であっても、サブピークの大きさが図２６
（Ｃ）に示す状態の約２倍となり、やはり膜ベリ強度Ｅ
ｃ以上となるため、良好なパターン転写ができなくな
る。すなわち、ウェハ上の領域Ｒｏの位置に本来レチク
ル上には存在しないホールの像（ゴースト像）を形成し
てしまうことになる。

【００８９】一方、本発明によるＳＦＩＮＣＳ法であれ
ば図２６（Ａ）に示すように、２つのホールパターンの
中間の光強度分布は膜ベリ強度Ｅｃの１／２以下である
ので、図２８に示した領域Ｒｏ内では、その加算強度が
図２６（Ａ）の状態からさらに２倍となっても膜ベリ強
度Ｅｃ以下にすることができる。以上、本発明の各実施
例とその作用について説明したが、レチクルＲへの照明
光ＩＬＢに特定の偏光方向を持たせるとき、その偏光方
向の適、不適を判断したり、あるいは干渉性低減部材Ｃ
ＣＭを通過した後の結像光束の偏光状態の良否を判断す
るために、投影光学系を通った光束の一部を光電検出す
る手段をウェハステージＷＳＴ上に設けてもよい。ま
た、ラインアンドスペースをもつレチクルを使用すると
きは、干渉性低減部材ＣＣＭを投影光学系ＰＬ外へ退出
させ、照明系の一部をＳＨＲＩＮＣ法に適するように交
換可能としてもよい。尚、コンタクトホールパターンの
投影露光時に干渉性低減部材ＣＣＭを用いるとともに、
ＳＨＲＩＮＣ法又は輪帯照明光源等の変形照明系を併用
するようにしてもよい。その場合、露光すべきレチクル
をコンタクトホール用からラインアンドスペース用に交
換するときは、干渉性低減部材ＣＣＭのみを退出させれ
ばよい。

【００９０】また本発明の各実施例に示した干渉性低減
部材ＣＣＭは、円形状、あるいは輪帯状の透過部又は遮
光部で構成したが、これは文字通りの形状に限られるも
のではない。例えば円形状の透過部又は遮光部は矩形を
含む多角形に、輪帯状の透過部又は遮光部はその多角形
を環状に取り囲む形状に、それぞれ変形してもよい。

【００９１】

【発明の効果】以上、本発明によれば、コンタクトホー
ル等の孤立的なパターンの投影露光時の焦点深度を、Ｆ
ＬＥＸ法、あるいはＳｕｐｅｒＦＬＥＸ法と同程度に
拡大させることができるとともに、ＦＬＥＸ法のように
感光基板を光軸方向に移動、又は振動させることなく、
またＳｕｐｅｒＦＬＥＸ法のように複雑な複素振幅透
過率の関数をもつ空間フィルターを作成する必要もない
と言った利点がある。特に本発明では、投影光学系の瞳
面（フーリエ変換面）での空間的フィルタリングにとも
なって発生しやすいリンギング自体が十分に小さく押さ
えられるため、複数個のコンタクトホールパターンが比
較的接近して配置される場合であっても、Ｓｕｐｅｒ
ＦＬＥＸ法のようにリンギングのサブピーク部の重畳に
よって生じる悪影響（ゴースト像の発生等）は皆無にな
るといった大きな効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の投影露光方法を説明する図。

【図２】本発明の投影露光方法を実施するための原理的
な構成を示す図。

【図３】本発明の露光方法により焦点深度が増大する原
理を説明する図。

【図４】本発明の実施に好適な投影露光装置の全体的な
構成を示す図。

【図５】投影光学系の部分的な構造を示す部分断面図。

【図６】本発明の第１の実施例による干渉性低減部材Ｃ
ＣＭの構成を示す図。

【図７】本発明の第２の実施例による干渉性低減部材Ｃ
ＣＭの構成を示す図。

【図８】本発明の第１、第２の実施例による干渉性低減
部材ＣＣＭのいくつかの変形例を示す図。

【図９】本発明の第３の実施例による干渉性低減部材Ｃ
ＣＭの構成を示す図。

【図１０】本発明の第４の実施例による干渉性低減部材
ＣＣＭの構成を示す図。

【図１１】図９に示した干渉性低減部材ＣＣＭによる結
像作用を説明する図。

【図１２】図１０に示した干渉性低減部材ＣＣＭによる
結像作用を説明する図。

【図１３】本発明の第５の実施例による干渉性低減部材
ＣＣＭの構成とその結像作用を説明する図。

【図１４】本発明の第６の実施例による干渉性低減部材
ＣＣＭの構成を示す図。

【図１５】本発明の第７の実施例による干渉性低減部材
ＣＣＭの構成を示す図。

【図１６】本発明の第８の実施例による構成を示し、ア
ライメント系を用いたときの投影光学系の構成を示す
図。

【図１７】本発明の第９の実施例によるミラープロジェ
クション方式のアライナーの構成を示す図。

【図１８】図１７のアライナーに、本発明の各実施例に
よる干渉性低減部材ＣＣＭを適用した様子を示す図。

【図１９】単独のホールパターンに対する本発明のＳＦ
ＩＮＣＳ法による効果を像強度分布としてシュミレーシ
ョンしたグラフ。

【図２０】単独のホールパターンに対する従来の通常露
光法による効果を像強度分布としてシュミレーションし
たグラフ。

【図２１】単独のホールパターンに対する従来のＦＬＥ
Ｘ法による効果を像強度分布としてシュミレーションし
たグラフ。

【図２２】単独のホールパターンに対する本発明のＳＦ
ＩＮＣＳ法による効果を像強度分布としてシュミレーシ
ョンしたグラフ。

【図２３】単独のホールパターンに対する従来のＳｕｐ
ｅｒＦＬＥＸ法（１）による効果を像強度分布として
シュミレーションしたグラフ。

【図２４】単独のホールパターンに対する従来のＳｕｐ
ｅｒＦＬＥＸ法（２）による効果を像強度分布として
シュミレーションしたグラフ。

【図２５】２個の接近したホールパターンに対する各種
露光法による効果を像強度分布としてシュミレーション
したグラフ。

【図２６】接近した２個のホールパターンの間隔を図２
５の場合と変えたときの各種露光法による効果を像強度
分布としてシュミレーションしたグラフ。

【図２７】瞳の中心に円形遮光部のみを設けたときに、
単独のホールパターンの像強度分布にリンギングが生じ
ることを示すグラフ。

【図２８】２次元的に分布したコンタクトホールパター
ンとリンギングの発生位置との関係を示す図。

【符号の説明】

Ｒ・・・レチクルＷ・・・ウェハＰＬ・・・投影光学系ＡＸ・・・光軸ＰＡ、ＰＡ₁、ＰＡ₂・・・ホールパターンＣＣＭ・・・干渉性低減部材ＦＡ・・・円形状透過部ＦＢ・・・輪帯状透過部ＩＬＢ・・・照明光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/027

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】パターンが形成されたマスクを照明光で照
明し、前記パターンからの光を基板上に導く投影露光装
置において、前記マスクと前記基板との間に設けられ、前記パターン
からの光を前記照明光の波長範囲より定まる可干渉距離
以上の光路差を有する複数の光に変換する変換手段を備
えることを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】前記変換手段は、前記パターンからの光が
通過する第１領域と第２領域とを有し、前記第１領域を
通過する光と、前記第２領域を通過する光とを、前記照
明光の波長範囲より定まる可干渉距離以上の光路差を有
する光に変換することを特徴とする請求項１に記載の投
影露光装置。
【請求項３】前記パターンからの光を前記基板上に結像
する投影光学系を備え、前記変換手段は、前記投影光学系内の前記マスクパター
ン面に対する光学的なフーリエ変換面又はその近傍に配
置されることを特徴とする請求項１または２に記載の投
影露光装置。
【請求項４】前記変換手段は、前記第１領域と前記第２
領域との間で、屈折率が異なる光学素子を有することを
特徴とする請求項２または３に記載の投影露光装置。
【請求項５】前記変換手段は、前記第１領域と前記第２
領域との間で、前記投影光学系の光軸方向への厚みが異
なる光学素子を有することを特徴とする請求項２または
３に記載の投影露光装置。
【請求項６】前記第１領域は、前記投影光学系の光軸を
中心とする領域であり、前記第２領域は、前記第１領域の外側の領域であること
を特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の投影露
光装置。
【請求項７】前記第１領域は、前記投影光学系の光軸を
中心とする円形領域であり、前記第２領域は、前記円形領域の外側の領域であること
を特徴とする請求項６に記載の投影露光装置。
【請求項８】前記円形領域の面積は、前記投影光学系内
の前記フーリエ変換面の実効的な開口面積のほぼ半分で
あることを特徴とする請求項７記載の投影露光装置。
【請求項９】前記第１領域は、前記投影光学系の光軸を
中心とする輪帯領域であり、前記第２領域は、前記輪帯領域の内側又は外側であるこ
とを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の投影
露光装置。
【請求項１０】前記第１領域は、前記投影光学系の光軸
を中心とする円形領域であり、前記第２領域は、前記円形領域の外側を少なくとも２重
に取り囲む輪帯領域であり、前記輪帯領域のそれぞれ
は、互いに屈折率又は前記投影光学系の光軸方向への厚
みが異なる光学素子を有することを特徴とする請求項２
から５のいずれかに記載の投影露光装置。
【請求項１１】前記フーリエ変換面又はその近傍に前記
投影光学系の光軸を中心とする円形状又は輪帯状の遮光
部材が設けられることを特徴とする請求項３から１０の
いずれかに記載の投影露光装置。
【請求項１２】前記変換手段又は前記遮光部材の少なく
とも一つを、前記マスクと前記基板との間に挿脱可能に
する駆動機構を有することを特徴とする請求項１１に記
載の投影露光装置。
【請求項１３】前記基板と前記投影光学系とを、前記投
影光学系の光軸方向に相対的に移動させる移動機構を有
することを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記
載の投影露光装置。
【請求項１４】パターンが形成されたマスクを照明光で
照明し、前記パターンからの光を基板上に導く投影露光
方法において、前記マスクと前記基板との間で、前記パターンからの光
を前記照明光の波長範囲より定まる可干渉距離以上の光
路差を有する複数の光に変換し、変換された前記複数の光を前記基板上に導くことを特徴
とする投影露光方法。
【請求項１５】前記複数の光を前記基板上に結像する
際、前記基板と前記投影光学系とを、前記投影光学系の
光軸方向に相対移動させることを特徴とする請求項１４
に記載の投影露光方法。
【請求項１６】請求項１から１３のいずれかの装置で半
導体集積回路を製造する方法。
【請求項１７】請求項１４から１５のいずれかの方法で
半導体集積回路を製造する方法。
【請求項１８】パターンが形成されたマスクを照明光で
照明し、前記パターンからの光を基板上に導く投影露光
装置において、前記マスクと前記基板との間に設けられ、前記パターン
からの光を互いの波長が異なる複数の光に変換する変換
手段を有することを特徴とする投影露光装置。