JPH0883761A

JPH0883761A - 投影露光装置

Info

Publication number: JPH0883761A
Application number: JP6240824A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Miyai; 恒夫宮井
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1994-09-09
Publication date: 1996-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】孤立的パターンの露光時及びアライメント時
は勿論、全ての露光工程において良好な露光条件を与え
る投影露光装置を提供する。【構成】マスクに露光用の照明光を照射する照明光学
系と、前記マスクのパターンからの光によって前記パタ
ーンの像を感光基板上に結像させる投影光学系とを備え
た投影露光装置において、前記マスクと前記感光基板と
の間の結像光路内のフーリエ変換面又はその近傍位置に
配置された可変瞳フィルター手段、及び感光基板に対す
る結像光の照射状態を変化させるように前記可変瞳フィ
ルター手段のフィルター特性を変える可変操作手段を備
えたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は投影露光装置に関し、例
えば、半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッドなど
をフォトリソグラフィ工程で製造する際に使用される投
影露光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体素子や液晶表示素子な
どを製造する際に所望の回路パターンを感光剤（フォト
レジスト）が塗布された感光基板上に転写する投影露光
装置では、前記回路パターンを備えたフォトマスク又は
レチクル（以後、「マスク」と総称する。）に照明光学
系からの照明光を照射し、回路パターンの像を投影光学
系を介して感光基板上に形成している。

【０００３】近年、半導体集積回路の高集積化、高性能
化の実現のために、半導体集積回路素子の微細化が強く
要求されている。一般に、微細なパターンをこのような
投影露光装置により感光基板へ転写する場合、投影光学
系の解像力と焦点深度（ＤＯＦ）とが高精度で転写する
ための重要なファクターとなっている。

【０００４】投影光学系の解像力とＤＯＦとは相反する
関係にあり、投影光学系の解像力を向上させるために開
口数ＮＡを大きくすると、ＤＯＦは開口数ＮＡの二乗に
反比例して減少することになる。そのため、たとえ高開
口数の投影光学系が得られたとしても、必要な焦点深度
（ＤＯＦ）を備えたものが得られず、実用上の大きな難
点となっていた。

【０００５】特に、コンタクトホールなどの孤立パター
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、ウェハの一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
公報等で提案されている。

【０００６】この露光方法は、FLEX(Focus Latitude en
hancement EXposure) 法と呼ばれ、コンタクトホールな
どの孤立パターンに対しては、十分な焦点深度拡大効果
を発揮する。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。

【０００７】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、或いはＣＥＬ(Contrast Enhancement La
yer)を用いたりすることで補うことができる。

【０００８】更に、露光動作中にウェハを光軸方向に移
動させずにコンタクトホールパターンの投影時の焦点深
度を拡大する方法としていわゆるSuper-FLEX法も特開平
５−２５９０３５号公報等で提案されている。

【０００９】このSuper-FLEX法は、投影光学系の瞳面
（パターンに対するフーリエ変換面）位置に透明な位相
板を設け、この位相板によって結像光に与えられる複素
振幅透過率が光軸から周辺に向かって順次変化するよう
に特性を持たせた方法である。この方法では、投影光学
系によって結像された像は、マスクと共役な面であるベ
ストフォーカス面を中心に、光軸方向に従来よりは広い
ある一定の幅でシャープさを保つため、焦点深度が増大
することになる。

【００１０】また、コンタクトホールなどの孤立パター
ンに対して見かけ上の焦点深度を拡大させる別の露光方
法として、投影光学系の瞳面（パターンに対するフーリ
エ変換面）又は近傍面位置に、フーリエ変換面上又は近
傍面上の投影光学系の光軸を中心とする円形領域内の結
像光とその外側の輪帯領域内の結像光との位相又は偏光
状態を互いに異ならせる光学フィルターを設けた構成の
投影露光装置が、例えば、特開平６−１２０１１０号公
報等で提案されている。

【００１１】この投影露光装置は、フーリエ変換面上又
は近傍面上の投影光学系の光軸を中心とする円形領域内
を通過した結像光とその外側の領域を通過した結像光
は、それぞれ独立して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）を形成することになる
ため、前記円形領域を通過した光束の干渉像と、前記外
側の領域を通過した光束の干渉像とを単純に強度加算し
たものをコンタクトホールなどの孤立パターンの像とし
て得ることができる。また、前記円形領域に対応する遮
光フィルターにより、円形領域を通過する光を遮光する
ものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に用いる投影露光装置は、半導体素子等を製造するすべ
ての露光工程に対応しなければならないので、投影光学
系内に瞳フィルターを常に取付けておくことができな
い。

【００１３】また、通常この種の装置は、マスクとウェ
ハとの位置合わせ（アライメント）を行った後、露光が
実行される。そのため、ウェハ上に設けられたアライメ
ントマークを例えば投影光学系を介して検出するスルー
ザレンズ（ＴＴＬ）方式のアライメント方法によって検
出してマスクとウェハとのアライメントを行う。このよ
うなＴＴＬ方式のアライメントの場合では、ウェハのア
ライメント時において瞳フィルターがアライメント光を
遮光してしまうという問題が発生する。

【００１４】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、孤立的パターンの露光時及びアライメント
時は勿論、全ての露光工程において良好な露光条件を与
える投影露光装置を提供することを目的とする。

【００１５】更に、簡単に瞳フィルター手段を予め定め
たフーリエ変換面又は近傍面に設けることができ、時間
と手間がかからず製造効率も良好な投影露光装置を提供
することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、第１発明による投影露光装置では、予め定められ
たパターンが形成されたマスクに露光用の照明光を照射
する照明光学系と、前記マスクのパターンから発生した
光によって前記パターンの像を感光基板上に結像させる
投影光学系とを備えた投影露光装置において、前記マス
クと前記感光基板との間の結像光路内のフーリエ変換面
またはその近傍位置に配置された可変瞳フィルター手段
と、感光基板に対する結像光の照射状態を変化させるよ
うに前記可変瞳フィルター手段のフィルター特性を変え
る可変操作手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１７】また第２発明による投影露光装置では、第
１発明において、可変瞳フィルター手段を、前記投影光
学系の光軸を中心とする予め定められた領域内に分布す
る０次光を前記可変操作手段の操作に基づいて選択的に
除去するものとした。

【００１８】また第３発明による投影露光装置では、第
１発明において、可変瞳フィルター手段を、前記投影光
学系の光軸を中心とする予め定められた領域内に分布す
る０次光の偏光状態を前記可変操作手段の操作に基づい
て選択的に変化させるものとした。

【００１９】また第４発明による投影露光装置では、第
１発明または第２発明において、可変瞳フィルター手段
は前記フーリエ変換面またはその近傍位置における０次
光透過領域に対応して設けられた透過形電気光学的素子
を備え、可変操作手段は前記透過形電気光学的素子への
通電を制御することにより前記透過形電気光学的素子を
選択的に少なくとも部分的に遮光状態にするものとして
ある。

【００２０】また第５発明による投影露光装置では、第
１発明または第２発明において、可変瞳フィルター手段
は前記フーリエ変換面またはその近傍位置における０次
光透過領域に対応して設けられた透光性の流体受容室を
備え、可変操作手段は前記流体受容室内に選択的に流体
を導入させることにより前記フィルター特性を変化させ
るものとしてある。

【００２１】

【作用】本願に係る発明は、上記のように構成されてい
るため、以下の作用を奏する。まず、第１発明は、予め
定められたパターンが形成されたマスクに露光用の照明
光を照射する照明光学系と、前記マスクのパターンから
発生した光によって前記パターンの像を感光基板上に結
像させる投影光学系とを備えた投影露光装置において、
前記マスクと前記感光基板との間の結像光路内のフーリ
エ変換面またはその近傍位置に配置された可変瞳フィル
ター手段と、感光基板に対する結像光の照射状態を変化
させるように前記可変瞳フィルター手段のフィルター特
性を変える可変操作手段とを備えた投影露光装置を提案
している。

【００２２】即ち、マスクパターンからの主光線のうち
結像に寄与する光線はすべてフーリエ変換面位置、又は
その近傍面位置の瞳を重畳して通るため、この位置にこ
れら結像光の照射状態を変化させる瞳フィルターを設け
ると、コンタクトホールパターンのような孤立的パター
ンの露光を良好にすることができる。

【００２３】本発明の露光装置では、この瞳フィルター
として可変瞳フィルター手段を設けている。この可変瞳
フィルター手段は、感光基板に対する結像光の照射状態
を変化させることが可能な構成となっており、前記可変
瞳フィルター手段のフィルター特性を変える可変操作手
段を更に備えることによって、自由にそのフィルター特
性を調整することができる。従って、コンタクトホール
パターンのような孤立的パターンの露光はもちろん、Ｌ
＆Ｓパターンのように周期的なパターンの露光に対して
も良好な露光条件を与えることを可能としている。

【００２４】例えば、コンタクトホールパターンのよう
な孤立的パターンの露光時には、可変操作手段が可変瞳
フィルター手段のフィルター特性を調整して瞳フィルタ
ーを形成させたり、Ｌ＆Ｓパターンのように周期的なパ
ターンの露光時には可変操作手段が可変瞳フィルター手
段のフィルター特性を調整して瞳フィルターを形成させ
ない等のように、露光目的にあわせて結像光の照射状態
を簡単に切り換えることが可能である。

【００２５】勿論、この可変瞳フィルター手段のフィル
ター特性としては、入射した照明光を全く通過させない
ものとしても良いし、入射した照明光（又は、予め定め
た波長）を部分的に通過させないものとしてもよいし、
予め定めた波長の光のみを通過させる（又はさせない）
ものとしても良いし、更に、入射した照明光の断面にお
ける強度分布を変えさせるものであっても良く、露光対
象の基板上に設けるレジスト等の感光材料の特性や露光
時間等の要因に応じて自由に照明光の光学特性を変化さ
せるものであれば良い。

【００２６】また、この可変瞳フィルター手段は平行平
面板と同様な働きをするので光学設計において、あらか
じめ焦点ずれ、収差の影響を最小にするように投影光学
系全体を設計することが望ましい。これにより、各工程
における最適な結像状態で投影露光装置を使用できる。

【００２７】加えてＴＴＬ方式のウェハアライメント時
においても、可変操作手段によりアライメント時には瞳
フィルターを形成させないことでアライメント光が遮断
されないために常に精度良くアライメントを行うことが
可能である。

【００２８】ここで、可変瞳フィルター手段として、例
えば、エレクトロクロミック素子や液晶等のような電気
光学的素子を用い、可変操作手段が可変瞳フィルター手
段に対して通電することにより瞳フィルターを形成させ
るような構成のものでも良いし、また、可変瞳フィルタ
ー手段として、開閉ブラインド構造や、巻込みシャッタ
ー構造等のように機械的に形成させるものを用い、可変
操作手段が可変瞳フィルター手段の開閉状態や組み合わ
せ状態などの組立操作を行うことにより瞳フィルターを
形成させるような構成のものが挙げられるが、第１発明
では特に限定しない。

【００２９】また、第２発明は、前述したような投影露
光装置に設けられる可変瞳フィルター手段として、投影
光学系の光軸を中心とする予め定められた領域内に分布
する０次光を前記可変操作手段の操作に基づいて選択的
に除去するものを提案している。

【００３０】即ち、コンタクトホールパターンのような
孤立的パターンの露光時において、結像光路内のフーリ
エ変換面位置またはその近傍位置で前記投影光学系の光
軸を中心とする円形領域内に分布する０次光を除去する
と焦点深度を拡大することができるため、第２発明で
は、前記０次光を除去する可変瞳フィルター手段を配置
している。

【００３１】この可変瞳フィルター手段としては、例え
ば、前記投影光学系の光軸を中心とする円形領域にエレ
クトロクロミック素子や液晶素子等の電気光学的素子に
よる可変フィルター部を形成したもの等が挙げられる
が、前記円形領域内の０次光を除去するものであれば特
に限定しない。

【００３２】そして、このような可変瞳フィルター手段
のフィルター特性を変える可変操作手段を備えているた
め、コンタクトホールパターンのような孤立的パターン
の露光に限らず、Ｌ＆Ｓパターン（格子）のように周期
構造を持つパターン露光時やアライメント時等において
も良好な照明状態を確保することが可能であり、半導体
素子等を製造するすべての露光工程に対して対応させる
ことが可能である。

【００３３】更に、第３発明は、前述したような投影露
光装置に設けられる可変瞳フィルター手段として、前記
投影光学系の光軸を中心とする予め定められた領域内に
分布する０次光の偏光状態を可変操作手段の操作に基づ
いて選択的に変化させるものを提案している。

【００３４】前述したように、コンタクトホールパター
ンのような孤立的パターンの露光時において、フーリエ
変換面位置、又はその近傍面位置で前記投影光学系の光
軸を中心とする予め定めた領域内に分布する０次光を除
去すると焦点深度を拡大することができるが、前記領域
内を遮断することは、結像光全体としての有効光量を減
少させることになるため、良好な露光行うために露光時
間を長くせねばならず露光効率が損なわれることにな
る。

【００３５】そのため、請求項３の本発明では、０次光
の偏光状態を他の高次光（±一次回析光以上）の偏光状
態と異ならせる可変瞳フィルター手段をに配置すること
により、それぞれの回析光自身の干渉によって干渉像を
形成させている。これにより、光量の損失を起こすこと
なく、十分な露光エネルギーを確保することができる。

【００３６】この可変瞳フィルター手段としては、例え
ば、前記０次光通過領域に液晶を備えた偏光板、前記０
次光通過領域にセラミック製偏光素子（ＰＬＺＴ）を備
えた偏光板等が挙げられるが、０次光の偏光状態を変化
させるものであれば特に限定しない。

【００３７】そして、このような可変瞳フィルター手段
を形成自由にさせる可変操作手段を備えているため、露
光目的に合わせてわざわざ瞳フィルターを取り付け又は
交換する必要もなく、簡単に可変瞳フィルター手段のフ
ィルター特性を変えて、コンタクトホールパターンのよ
うな孤立的パターンの露光に限らず、Ｌ＆Ｓパターン
（格子）のように周期構造を持つパターンの露光時やア
ライメント時等においても良好な露光状態を確保するこ
とが可能であり、半導体素子等を製造するすべての露光
工程に対応させることが可能である。

【００３８】更に、第４発明では、第１発明または第２
発明において、前記可変瞳フィルター手段として、前記
フーリエ変換面またはその近傍位置における０次光透過
領域に対応して設けられた透過形電気光学的素子を備え
たものを用い、前記可変操作手段として、前記透過形電
気光学的素子への通電を制御することにより前記透過形
電気光学的素子を選択的に少なくとも部分的に遮光状態
にするものを用いた投影露光装置を提案している。

【００３９】即ち、コンタクトホールなどのような孤立
的パターンの露光時には前記可変操作手段が、前記可変
瞳フィルター手段に通電することにより０次光通過領域
を遮光する瞳フィルターを形成させるが、Ｌ＆Ｓパター
ンのように周期的なパターンの露光時には、前記可変瞳
フィルター手段に対して通電せず、瞳フィルターを形成
させないというように、必要に応じて電気的に瞳フィル
ターの形成状態を切り換えられる構成としている。

【００４０】この可変瞳フィルター手段の代表的なもの
として、例えば、エレクトロクロミック素子を備えた構
成のものや、液晶を備えた構成のもの等のように、通電
されることによって光を遮光する光学特性を持つ素子
（部材）であればその他の素子（部材）でも応用可能な
ものである。

【００４１】また、可変瞳フィルター手段は、前記可変
操作手段による通電の際に、全面的に遮光状態が変わる
ような構成としても、前記可変操作手段が可変瞳フィル
ター手段に対して予め定めた部分のみに通電すると、そ
の部分のみの遮光状態が変わるような構成としても良
い。更に、露光する回路パターン対応して、可変瞳フィ
ルター手段の遮光領域が様々なパターンに変化できるよ
うに構成させても構わない。

【００４２】これにより、常に露光する回路パターンに
合った照明状態とすることができると共に、瞳フィルタ
ーを外部から取り付ける又は内部から取り出すなどのよ
うに非常に作業性の悪い工程を行わずに、簡単に瞳フィ
ルターを形成させることが可能である。

【００４３】さらに、第５発明では、第１発明または第
２発明において、前記可変瞳フィルター手段として、前
記フーリエ変換面またはその近傍位置における０次光透
過領域に対応して設けられた透光性の流体受容室を備え
たものを用い、前記可変操作手段として、前記流体受容
室内に選択的に流体を導入させることにより前記フィル
ター特性を変化させるものを用いた投影露光装置を提案
している。

【００４４】即ち、コンタクトホールなどのような孤立
的パターンの露光時には前記可変操作手段が前記可変瞳
フィルター手段の流体受容室内に流体を導入させること
により瞳フィルターを形成させるが、Ｌ＆Ｓパターンの
ように周期的なパターンの露光時には前記可変操作手段
による流体の導入を行わず、瞳フィルターを形成させな
いものとしている。

【００４５】もちろん、流体が導入される流体受容室
は、瞳全体を含む大きさの一室よりなるものであって
も、複数の室よりなるものであっても構わない。流体受
容室が複数に分割されている場合は、部分的に流体を導
入することによって様々な遮光状態を構成させることが
できるので露光パターンに則して流体受容室の分割パタ
ーンを決定するとよい。

【００４６】ここで、この瞳フィルターを形成する流体
として、例えば、磁性流体、染料、墨等の液体が挙げら
れるが、入射した光を遮光する特性を持つものであれば
特に限定しない。これにより、常に露光する回路パター
ンに合った照明状態とすることができると共に、瞳フィ
ルターを外部から取り付ける又は内部から取り出すなど
のように非常に作業性の悪い工程を行わずに、簡単に瞳
フィルターを形成させることが可能である。

【００４７】更に、第１発明〜第３発明のいずれかにお
いて、可変瞳フィルター手段が、遮光特性または偏光特
性が互いに異なる第１と第２のフィルター部を有する面
状部材を備え、可変操作手段は、前記面状部材の第１の
フィルター部と第２のフィルター部とを前記フーリエ変
換面またはその近傍位置に選択的に入れ替えて位置させ
ることにより前記フィルター特性を変化させるものとし
ても良い。

【００４８】この場合、この可変瞳フィルター手段は、
少なくとも遮光性（または偏光性）の第一のフィルター
部と入射した光のすべてを透過させる第二のフィルター
部とを備えており、可変操作手段が露光パターンに合わ
せて自由にフィルター部を切り替えることにより、周期
的パターン露光時の露光状態と孤立的パターン露光時の
露光状態との双方に対応できる構成としている。勿論、
可変瞳フィルター手段として複数のフィルター部よりな
るものとしても良く、この場合、露光条件を細かく制御
することが可能となる。

【００４９】ここで、例えば、可変瞳フィルター手段と
してひとつの平面内にいくつかの光学特性の異なるフィ
ルター部を設けたものを用い、可変操作手段が露光する
マスクパターンに合わせて可変瞳フィルター手段を回転
や平行移動等により一つのフィルター部を選択する構成
のものが挙げられる。

【００５０】また、別の構成例として、可変瞳フィルタ
ー手段がひとつの平面内にいくつかの光学特性の異なる
フィルター部を備えていると共に、巻き取りシャッター
などのように可変瞳フィルター手段をシャッター構造に
し、可変操作手段が可変瞳フィルター手段を巻き取る
（または送り出す）ことによりフィルター部位置を移動
させて一つのフィルター部を選択する構成のものが挙げ
られる。

【００５１】さらには、可変瞳フィルター手段をテープ
状にし、送り出しリールと巻き取りリールとからなる瞳
フィルター搬送部と、前記フーリエ変換面位置、又はそ
の近傍面位置にフィルター部を載置するフィルターテー
ブル部とを備え、それぞれのリールの回転により所望の
光学特性を備えたフィルター部を選択する構成のもの等
が挙げられる。

【００５２】この可変瞳フィルター手段は、Ｌ＆Ｓパタ
ーンのように周期的なパターンの露光を行う際には、前
記フィルター搬送部により遮光（又は偏光）パターンの
ない透過部が現出され、コンタクトホール等のような孤
立的パターンの露光を行う際には、例えば、送り出しリ
ールの回転により予め定めた領域の０次光を削除するな
どの所望の遮光（又は偏光）パターンが現出され、更
に、再び周期的なパターンの露光を行う際には、送り出
しリールの（巻き取りリール）逆回転により遮光（又は
偏光）パターンのない透過部が現出されるような構成と
しても良い。

【００５３】また、送り出しリールの回転方向を一定と
して、露光する個々のパターンに合わせ、そのパターン
それぞれに対応した遮光（又は偏光）パターン及び、透
過部を現出させるような構成としてもよい。

【００５４】勿論、フィルター部として、例えば、入射
した光を全て（又は部分的に）遮断させるものや、全く
遮断しないもの、又、予め定められた領域内に分布する
０次光のみを遮断するものや、予め定められた領域内に
分布する０次光の偏光方向と他の領域から入射した光の
偏光方向を異ならせる構成のもの等が挙げられるが、必
要に応じた光学特性を備えたものを用いれば良い。

【００５５】更に、第１発明〜第３発明のいずれかにお
いて、可変瞳フィルター手段が複数のフィルターエレメ
ントの組み合わせからなるものであり、可変操作手段は
前記複数のフィルターエレメントの組合せ配置を変更す
ることにより前記フィルター特性を変化させるものとし
てもよい。

【００５６】投影光学系内は比較的可変瞳フィルター手
段を保持させておくために利用できる空間が少ないた
め、この場合では、この少ない空間に対応できるように
可変瞳フィルター手段を複数のフィルターエレメントに
分割して保持させている。

【００５７】従って、可変操作手段は、これら複数のエ
レメントを０次光通過領域に導いて予め定めた配置に組
み合わせるガイド機構を有するものとしている。もちろ
ん、瞳フィルター不形成時は、可変操作手段が再び複数
のフィルターエレメントに分割して可変瞳フィルター手
段を保持するための空間にそれぞれのフィルターエレメ
ントを導いているものとしている。

【００５８】このような可変瞳フィルター手段を分割し
て必要な時に形成させるものの簡単な例として、前記可
変瞳フィルター手段が予め定めた遮光パターンが描画さ
れているブラインド構造のものであり、前記可変操作手
段が前記ブラインド構造を構成する複数のエレメントの
開閉動作を制御することにより瞳フィルターを形成させ
る構成のものが挙げられる。

【００５９】これにより、アライメント時にも瞳フィル
ターが邪魔にならず、瞳フィルターを外部から取り付け
る又は内部から取り出すなどのように非常に作業性の悪
い工程を行わずに、簡単に瞳フィルターを形成させるこ
とが可能である。

【００６０】

【実施例】図１は、本発明の一実施例にかかる投影露光
装置全体の概略構成を示している。図１において、光源
１からの照明光は、楕円鏡２により第二焦点に収斂した
後、発散光となってコリメータレンズ４に入射する。こ
こでは、光源として水銀ランプを用いて高輝度な照明光
を得ている。また、前記第二焦点位置にはロータリーシ
ャッター３が配置されており、このロータリーシャッタ
ー３により照明光の照射量（通過、遮断）が調節されて
いる。

【００６１】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に入射する。
干渉フィルター５は、露光に必要とされる所望の波長の
光（例えば、ｉ線）のみを透過させるものであり、ここ
で必要な波長の光（ｉ線）のみが透過されてフライアイ
レンズ６に入射することになる。

【００６２】フライアイレンズ６は、複数のレンズエレ
メントよりなる光学部材であり、このフライアイレンズ
６に入射した照明光（ほぼ平行光束）は、フライアイレ
ンズ６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それぞれの射出側に二次光源像（水
銀ランプ１の発光点の像）を形成する。言い換えると、
このフライアイレンズ６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、面光源像が形成され
ている。

【００６３】更に、前記フライアイレンズ６の射出側
に、この面光源像の大きさを調整するための可変絞り７
が設けられており、フライアイレンズ６により分割され
一定の強度分布を持つ光束に変換された照明光は、絞り
７によりマスクＭへの入射角度範囲が調整されることに
なる。

【００６４】この絞り７を通った照明光（発散光）は、
ミラー８で反射され、集光レンズ系９に入射した後、マ
スクブラインド１０の矩形の開口部を均一な照度分布で
照射する。ここでは、フライアイレンズ６の射出側に形
成される複数の二次光源（点光源）のうち、光軸ＡＸに
位置する一つの二次光源からの照明光のみを代表的に示
してある。

【００６５】又、集光レンズ系９によって、フライアイ
レンズ６の射出側（二次光源像が形成される面）は、マ
スクブラインド１０の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６の複数の二次
光源のそれぞれから発散して集光レンズ系９に入射した
各照明光は、マスクブラインド１０上で互いに僅かずつ
入射角が異なる平行光束となって重畳される。

【００６６】マスクブラインド１０の開口を通過した照
明光は、リレーレンズ系１１、ミラー１２を介してコン
デンサーレンズ１３に入射し、コンデンサーレンズ１３
から射出された光が照明光ＩＬＢとなって、マスクＭに
達する。ここでマスクブラインド１０の開口面とマスク
Ｍのパターン面とは、リレーレンズ系１１とコンデンサ
ーレンズ１３との合成系によって互いに共役に配置さ
れ、マスクブラインド１０の開口の像が、マスクＭ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
ように結像されている。

【００６７】また、フライアイレンズ６の二次光源像の
うち、光軸ＡＸ上に位置する一つの二次光源像からの照
明光ＩＬＢは、マスクＭ上では光軸ＡＸに対して傾きの
ない平行光束となっているが、これは、投影光学系ＰＬ
のマスクＭ側がテレセントリックとされているためであ
る。

【００６８】勿論、フライアイレンズ６の射出側には、
光軸ＡＸ上からずれて位置する多数の二次光源像（軸外
の点光源）が形成されるので、それら多数の二次光源像
からの照明光は、いずれもマスクＭ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
されている。

【００６９】尚、マスクＭのパターン面とフライアイレ
ンズ６の射出側面とが集光レンズ系９、リレーレンズ系
１１、コンデンサーレンズ１３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。

【００７０】又、絞り７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、照明光ＩＬＢの入射角度
範囲も小さくなる。即ち、マスクＭへの照明光ＩＬＢの
入射角度範囲は絞り７の開口径によって変化するため、
絞り７は、照明光の空間的コヒーレンシィを調整するも
のであると言える。

【００７１】マスクＭのパターン面には、クロム層によ
って所定のマスク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している。

【００７２】マスクＭはマスクステージＭＳＴに保持さ
れ、マスクＭ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。ここでは、マスクＭ
からウェハＷまでの光路を結像光束の主光線のみで示し
ている。そして、投影光学系ＰＬ内のフーリエ変換面Ｆ
ＴＰには、可変瞳フィルター１５が配置されている。

【００７３】本第一実施例では、可変瞳フィルター１５
の一例として、入射した光を遮光するエレクトロクロミ
ック素子を用いたものを挙げる。図２は、このような可
変瞳フィルター１５の具体例を示しており、これは、可
変瞳フィルター１５をマスクＭ側から見た時の該略説明
図である。この可変瞳フィルター１５は、透明な基板か
らなり、投影光学系ＰＬの光軸を中心とする円形領域１
５ｂがエレクトロクロミック素子により構成されてい
る。

【００７４】可変瞳フィルター１５には、可変操作ユニ
ット１４により電圧制御される透明電極１５ａが設けら
れており、前記透明電極１５ａに電圧がかかることによ
りエレクトロクロミック素子が遮光部となり前記円形領
域内１５ｂを通過する光を遮光する。

【００７５】ここでは、一例としてエレクトロクロミッ
ク素子を用いて入射した光を遮光した例を示している
が、エレクトロクロミック素子に限らず、電圧を変えて
光学特性を変化させるものであれば、例えば、液晶など
のような他の部材を用いてもよい。

【００７６】また、投影光学系ＰＬの光軸を中心とする
フーリエ変換面ＦＴＰ上の円形領域１５ｂを通過する光
の偏光方向を変えるものであってもよい。この場合、照
明光学系の一部に偏光板などの偏光調整部材を設けるな
どのように、前記円形領域に設けた偏光制御部材の性質
に合わせて他の補助部材を用いるとよい。

【００７７】このように可変瞳フィルター１５は、露光
するパターンによってフォトクロミック素子形成領域を
遮光部又は透光部に変換することによってフーリエ変換
面ＦＴＰ上で光軸ＡＸを含む中心領域を遮光するまたは
透光している。具体的には、主制御ユニット１９からの
指令により可変操作ユニット１４が可変瞳フィルター１
５のフォトクロミック素子に与える電圧を制御してフー
リエ変換面ＦＴＰの中心部に相当する可変瞳フィルター
１５の中心部分を遮光部又は透光部に変換している。

【００７８】照明光学系からの照明光は、この可変瞳フ
ィルター１５を介してウェハＷ表面に結像し、マスクＭ
パターンの像をウェハＷ上に形成する。ウェハＷは、ウ
ェハステージＷＳＴに保持されているが、このウェハス
テージＷＳＴは、光軸ＡＸと垂直なＸＹ面内で二次元移
動が可能であり、光軸ＡＸと平行な方向（Ｚ方向）に微
動が可能である。

【００７９】ウェハステージＷＳＴのＸＹ方向への移
動、Ｚ方向への移動は、ステージ駆動ユニット１６によ
って行われ、ＸＹ方向への移動に関してはレーザ干渉計
１７による座標計測値に従って制御され、Ｚ移動に関し
ては、例えば、特開昭６０−１６８１１２号公報等に開
示されたオートフォーカス用のフォーカスセンサ１８の
検出値に基づいて主制御ユニット１９により制御されて
いる。

【００８０】又、図１の装置には投影光学系ＰＬを介し
てウェハ上のアライメントマークを検出するスルーザレ
ンズ（ＴＴＬ）方式のアライメントセンサＡＳ（例え
ば、特開昭６０−１３０７４２号公報等に開示されたＴ
ＴＬ方式のセンサ）が設けられている。

【００８１】アライメントセンサＡＳからの信号とレー
ザ干渉計１７による座標計測値は主制御ユニット１９に
送られ、主制御ユニット１９はアライメントセンサＡＳ
の信号とレーザ干渉計１７の座標計測値に基づいてマー
クの位置を検出する。主制御ユニット１９はこのマーク
位置に基づいてウェハＷをマスクＭに対してアライメン
トするようにステージＷＳＴの移動を制御する。

【００８２】更に、ステージ駆動ユニット１６は主制御
ユニット１９により制御されており、この主制御ユニッ
ト１９は、ステージ駆動ユニット１６のみならず、可変
操作ユニット１４や、前記ロータリーシャッター３を制
御するシャッター駆動ユニット２０、面光源像の大きさ
を調整するための可変絞り７及びマスクブラインド１０
の開口を調節する開口制御ユニット２１などの制御を行
っている。

【００８３】また、主制御ユニット１９は、マスクステ
ージＭＳＴへマスクを搬送するためのマスク搬送系（図
示せず）に設けられたバーコードリーダー２２が読み取
ったマスク名を入力するためのメモリもまた備えてお
り、これにより、主制御ユニット１９が入力されたマス
ク名に応じて可変操作ユニット１４の動作、シャッター
駆動ユニット２０の動作、開口制御ユニット２１の動作
などを統括的に制御し、可変操作ユニット１４による瞳
フィルターＰＦ（Pupil Filter）の形成の有無、絞り７
及びマスクブラインド１０の各開口寸法や、照明光の強
度等を露光するマスクに合わせて自動的に調整すること
ができるように構成されている。

【００８４】即ち、図示しないマスク搬送系から搬送さ
れたきたマスクＭは、マスクステージＭＳＴに配置され
る前に、バーコードリーダー２２によりマスク名が読み
取られ、主制御ユニット１９のメモリーに記憶される。

【００８５】主制御ユニット１９は、次にマスクステー
ジに配置されるマスク名をこのメモリーから読み出し
て、このマスクＭの露光を行うための最適な露光条件に
基づいて、可変操作ユニット１４、ステージ駆動ユニッ
ト１６、シャッター駆動ユニット２０及び開口制御ユニ
ット２１等に対してそれぞれに指令を出している。

【００８６】これにより、マスクＭのパターンに対して
常に最適な露光条件で露光を行うことができる。即ち、
コンタクトホールパターン等のように孤立的なパターン
の露光を行う場合では、例えば、可変操作ユニット１４
が可変瞳フィルター１５のフォトクロミック素子に電圧
をかけるように指令を出して、可変瞳フィルター１５制
御し、フーリエ変換面ＦＴＰに瞳フィルターＰＦ（例え
ば、中心遮光タイプのフィルター）を形成させる。

【００８７】露光時間を長くしたり、Ｌ＆Ｓパターンな
どのように周期的なパターンの露光を行う場合やアライ
メントを行う場合では、フォトクロミック素子に電圧を
かけないで可変瞳フィルター１５に瞳フィルターＰＦを
形成させずに露光時間を短くする。このようにして、ど
のようなマスクパターンであっても常に最適な露光条件
での露光が可能となる。

【００８８】また、ＴＴＬ方式のアライメントセンサＳ
Ａを用いてウェハアライメントを行っている時に可変操
作ユニット１４により可変瞳フィルター１５に電圧をか
けないことでアライメント時には瞳フィルターＰＦを形
成しない。これにより、瞳フィルターＰＦによりアライ
メント光が遮られることがなく、アライメントが実行で
きる。

【００８９】次に、図３に可変瞳フィルターの第二の構
成例を示す。図３は、図１で示したような投影露光装置
における投影光学系の該略図を示している。図３（ａ）
において、投影光学系ＰＬ₂ の光軸ＡＸ₂ を中心とした
投影光学系ＰＬ₂ 内のフーリエ変換面ＦＴＰ₂ 位置に
は、可変瞳フィルター２５が設けられている。

【００９０】この可変瞳フィルター２５は、瞳フィルタ
ー面２５ａとこの瞳フィルター面２５ａを回転移動させ
るモータなどの回転駆動系２４とで構成されている。可
変操作ユニット（図示せず）がこの回転駆動系２４を制
御することにより、前記フーリエ変換面ＦＴＰ₂ 上に瞳
フィルターＰＦを形成させる構成としている。この可変
瞳フィルター２５の斜視図を図３（ｂ）に示す。

【００９１】即ち、主制御ユニット（図示せず）からの
指令を可変操作ユニット（図示せず）が受け取ると、前
記回転駆動系２４の回転軸２４ａが９０度回転して、瞳
フィルター面２５ａが前記フーリエ変換面ＦＴＰ₂ 位置
に配設されるか、前記フーリエ変換面ＦＴＰ₂ から除去
される。

【００９２】この瞳フィルター面２５ａの構造に関して
は特に限定しないが、例えば、前記フーリエ変換面ＦＴ
Ｐ₂ 、又はその近傍の前記投影光学系ＰＬ₂ の光軸ＡＸ
₂ を中心とする円形領域内に分布する０次光透過領域に
対応するように遮光板や偏光板などを用いるとよい。

【００９３】このような回転軸を用いた瞳フィルターと
して、図３（ｃ）に挙げたように、回転軸２４’ａを中
心に複数枚の瞳フィルターを備えた可変瞳フィルターも
挙げられる。この場合、露光状態に合わせて細かな調整
を行うことが可能である。また、ＴＴＬ方式のアライメ
ントセンサＳＡを用いてウェハアライメントを行ってい
る時、可変操作ユニットによりアライメント時にし瞳フ
ィルタＰＦを形成させない。

【００９４】このように機械的に瞳フィルターＰＦを形
成させるものとして、様々なものが考えられるが、図４
と図５に第三と第四の構成例の簡単な斜視図を示す。図
４は、可変瞳フィルターを柵状に構成させた一例の斜視
図である。図４は、全く同じサイズの二つの柵３５ａ、
３５ｂを重ねた構成の可変瞳フィルター３５であり、光
量ムラを極力避けるため、この柵の幅ｗ₃ は、大体２〜
３μｍである。

【００９５】この図において、紙面に向かって手前側を
Ｘ柵３５ａ、向こう側をＹ柵３５ｂとした時、Ｘ柵を矢
印方向に移動させる（又はＹ柵を矢印方向に移動させ
る）と、この図に示したように、それぞれの柵に形成さ
れている間隙と柵の幅はほぼ等しいので、フーリエ変換
面においてＸ柵の間隙をＹ柵で塞ぐようにすると、瞳フ
ィルターに入射した光はすべて遮光される。

【００９６】また、Ｘ柵（またはＹ柵）を矢印方向と反
対方向に移動させると、Ｘ柵とＹ柵の柵部分が互いに重
なり合うため、フーリエ変換面において、この状態とす
ると、瞳フィルターに入射した光の半分は透過すること
になる。

【００９７】勿論、入射した光の大体半分の光量が失わ
れても、光量の減少に関しては露光時間を長くすること
で補えるため、この柵状瞳フィルターを用いることによ
っても十分にコンタクトホールパターンのように孤立的
パターンの露光及びＬ＆Ｓパターンのように周期的パタ
ーンの露光を行うことが可能である。

【００９８】勿論、可変操作ユニット（図示せず）は、
Ｘ柵（またはＹ柵）の移動を不図示の駆動系によって制
御することにより瞳フィルターＰＦをフーリエ変換面上
に形成させたり、取り除いたりしている。

【００９９】さらに、図５は、可変瞳フィルターをブラ
インド状に構成させた場合の一例である。この場合、瞳
フィルターＰＦを形成させる時は、図５に示したように
閉鎖状態にし、瞳フィルターＰＦを形成させない時は、
図５の点線で示したように、開放状態とすることにより
露光するパターンに合わせた露光状態を作り出してい
る。

【０１００】勿論、可変操作ユニット（図示せず）は、
不図示の駆動系によって可変瞳フィルター４５の開閉動
作の制御を行うことにより瞳フィルターＰＦをフーリエ
変換面上に形成させたり、取り除いたりしている。

【０１０１】また、図６に、可変瞳フィルターの別の構
成例を挙げている。図６において、投影光学系ＰＬ₅ の
光軸ＡＸ₅ を中心とした投影光学系ＰＬ₅ 内のフーリエ
変換面ＦＴＰ₅ 上に、瞳フィルターＰＦを形成させるこ
とができる可変瞳フィルター５５を設けている。

【０１０２】この可変瞳フィルター５５は、例えば巻込
みシャッター形式などのように折り曲げ自在に構成され
たのものである。また、可変操作ユニットは、可変瞳フ
ィルター５５を収納する収納部５４ａと前記フーリエ変
換面ＦＴＰ₅ まで瞳フィルター５５を運搬する運搬部５
４ｂとからなるガイド手段と、前記フーリエ変換面ＦＴ
Ｐ₅ 上で前記瞳フィルター５５を保持する保持手段５４
ｃとからなっている。

【０１０３】即ち、主制御ユニット（図示せず）からの
指令によって、瞳フィルターＰＦを必要とする場合に
は、前記ガイド手段は、前記収納部５４ａから可変瞳フ
ィルター５５を外部に出し、前記運搬部５４ｂにより前
記フーリエ変換面ＦＴＰ₅ まで運搬している。前記フー
リエ変換面ＦＴＰ₅ には、保持手段５４ｃが設けられて
おり、前記保持手段５４ｃが前記ガイド手段により運搬
された可変瞳フィルター５５を保持する構成となってい
る。

【０１０４】逆に、瞳フィルターＰＦが不必要な時は、
前記ガイド手段は、前記収納部５４ａ内に可変瞳フィル
ター５５があるときは、前記収納部５４ａ内に可変瞳フ
ィルター５５を留めておくし、前記保持手段５４ｃ上に
可変瞳フィルター５５があるときは、前記保持手段５４
ｃ上の可変瞳フィルター５５を前記運搬部５４ｂにより
前記収納部５４ａに収納することにより瞳フィルターＰ
Ｆを除去している。

【０１０５】この可変瞳フィルター５５の構造に関して
は特に限定しないが、例えば、前記フーリエ変換面ＦＴ
Ｐ₅ 、又はその近傍面の前記投影光学系ＰＬ₅ の光軸Ａ
Ｘ₅を中心とする円形領域内に分布する０次光透過領域
に対応するように遮光板や偏光板などを用いるとよい。

【０１０６】このように、可変瞳フィルターを投影光学
系の内部に収納し、必要な時に前記収納部から取り出し
て前記フーリエ変換面ＦＴＰ位置、又はその近傍面位置
に瞳フィルターを形成させるものの別の一例を図７に示
す。

【０１０７】図７（ａ）は、瞳フィルターＰＦが不必要
な時に収納部に収納させるために、可変瞳フィルター６
５を複数のフィルターエレメントａ〜ｆに分割した状態
を示している。この場合では、個々のフィルターエレメ
ントａ〜ｆは、全く同じ大きさの正三角形としている
が、勿論、可変瞳フィルター６５はこの形状に限らず、
例えば、十二角形など、全てのフィルターエレメントを
組み合わせた時に瞳フィルターＰＦとして機能する形状
であれば、どのような形でも構わない。

【０１０８】図７（ａ）において、個々のフィルターエ
レメントａ〜ｆは、ガイド部６４によりばらばらになら
ないように一体に構成されており、図示しない投影光学
系内に邪魔にならないように収納されている。

【０１０９】瞳フィルターＰＦ形成時は、図７（ｂ）に
示したように、ガイド部６４の周端と他方の周端とをつ
なげることにより簡単に前記フーリエ変換面ＦＴＰ₆ 、
又はその近傍面に瞳フィルターＰＦを形成させることが
できる。勿論、ガイド手段として、ゴム等の弾性部材や
可撓性の部材等を用いることにより簡単にこのような構
成の瞳フィルターＰＦを得ることが可能である。勿論、
ガイド手段としてその他の構造のものを用いても構わな
い。

【０１１０】図８は、可変瞳フィルターの更に別の構成
例を挙げている。図８において、可変瞳フィルターとし
て複数の遮光パターンが描画されている遮光テープ７５
が用いられており、フーリエ変換面ＦＴＰ₇ に前記遮光
テープ７５を保持する保持手段７４ｃと、前記保持手段
７４ｃに向かって遮光テープ７５を運搬させる送出リー
ル７４ａと前記保持手段７４ｃからの遮光テープ７５を
巻き取る巻取リール７４ｂとが投影光学系ＰＬ₇ 内に設
けられている。

【０１１１】前記遮光テープ７５は、露光するパターン
に合わせた遮光パターンか描かれているもので、前記送
出リール７４ａと巻取リール７４ｂとの回転によりその
パターンが移動するようになっている。この図において
前記送出リール７４ａと巻取リール７４ｂは一方向に回
転可能とする構成のものであり、様々なパターンが描か
れた長い遮光テープを一方向に移動させることにより、
前記フーリエ変換面上に瞳フィルターＰＦを形成して、
光量の分布や強度等の露光条件を細かに調節している。

【０１１２】勿論、逆方向にも回転可能な構成として、
遮光テープ７５を、例えば、孤立的パターン用の領域と
周期的パターン用の領域等のように少なくとも二種のパ
ターンを備えたものとし、前記送出リール７４ａと巻取
リール７４ｂとの回転方向を変えるだけで簡単に露光条
件の制御を行うこともまた可能である。この場合、巻き
取るテープが短いため、投影光学系内ＰＬ₇ で瞳フィル
ターＰＦをコンパクトに収納することができる。

【０１１３】更に、図９に、ひとつの平面内に複数のフ
ィルター部を設けた可変瞳フィルターの一例を示す。図
９は、このような可変瞳フィルターの上面図である。図
９における可変瞳フィルター８５は、五種類のフィルタ
ー部を備えており、それぞれのフィルター部の光学特性
は、例えば、全面的に入射した光を遮光するフィルター
部、部分的に入射した光を遮光するフィルター部、全く
光を遮光しないフィルター部、入射した０次光のみの偏
光方向を変えるフィルター部等、露光するパターンに合
わせてフィルター特性を選択して用いることができる構
成となっている。

【０１１４】従って、可変操作ユニット（図示せず）
は、この可変瞳フィルター８５を可変瞳フィルター８５
を含む面内で回転軸８４を中心として回転させることに
より、前記前記フーリエ変換面上に瞳フィルターＰＦを
形成して、光量の分布や強度等の露光条件を細かに調節
している。

【０１１５】更に、図１０（ａ）は、図１で示したよう
な投影露光装置に用いる可変瞳フィルターの更に別の構
成例を挙げている。図１０（ａ）において、投影光学系
ＰＬ₉ 内のフーリエ変換面ＦＴＰ₉ には、前記フーリエ
変換面、又はその近傍面の０次光透過領域に対応した領
域が流体受容室になっている透明板が配置されている。

【０１１６】この流体受容室には投影光学系ＰＬ₉ 内の
液体保持タンク９４ｃから伸びた液体導入管９４ａ及び
液体導出管９４ｂと繋がれており、前記液体導入管９４
ａ及び液体導出管９４ｂは、それぞれ液体制御部９４と
連結している。

【０１１７】この液体制御部９４は、液体保持タンク９
４ｃから吸い出された液体を前記流体受容室に導入させ
るまたは、前記流体受容室から導出された液体を液体保
持タンク９４ｃに戻すなどの制御を行うことにより瞳フ
ィルターＰＦをフーリエ変換面ＦＴＰ上に形成させた
り、取り除いたりする可変操作ユニットの役割を果たし
ている。

【０１１８】図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示した瞳
フィルターＰＦの該略構成を示す説明図である。図１０
（ｂ）において、透明基板９１の中央部には、液体を導
入させるための流体受容室９２が設けられており、更
に、この流体受容室９２は、液体導入管９４ａ及び液体
導出管９４ｂと連通されている。前記液体導入管９４ａ
は前記流体受容室９２の一周縁部とつながれており、こ
の周縁部と対向する周縁部位置に液体導出管９４ｂが設
けられている。

【０１１９】更に、前記液体導入管９４ａ及び液体導出
管９４ｂは、共に前記流体受容室９２に連結されていな
い他端部が液体制御部９４に連結されており、液体制御
部９４は、さらに、図示しない液体保持タンクに連結さ
れている。

【０１２０】従って、瞳フィルターＰＦの形成時は、液
体制御部９４が液体保持タンクから液体を吸引して前記
液体導入管９４ａに導くと共に、液体導出管９４ｂを介
して流体受容室９２から空気を吸引することによって、
前記流体受容室９２内を液体で満たしている。

【０１２１】また、逆に瞳フィルターＰＦを形成させな
い時は、液体制御部９４が前記流体受容室９２から前記
液体導出管９４ｂ介して液体を吸引し、液体保持タンク
に戻す共に、液体導入管９４ａを介して空気を吸引する
ことによって、前記流体受容室９２内の液体を除去して
いる。

【０１２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
孤立的パターンの露光時は勿論、全ての露光工程におい
て良好な露光条件を与えることができるので、半導体素
子等を製造するすべての露光工程に対して対応させるこ
とが可能な投影露光装置を得ることができる。

【０１２３】また、簡単に瞳フィルター手段をフーリエ
変換面又は近傍面に設けることができるので手間がかか
らず、露光の際の総時間が短縮される投影露光装置を得
ることができる。これにより、製造効率も良好な投影露
光装置を得ることができる。

【０１２４】加えて、ＴＴＬ方式のウェハアライメント
時においても、可変操作手段によりアライメント時には
瞳フィルターを形成させないことでアライメント光が瞳
フィルターにより遮断されることがなく、常に良好なア
ライメントが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる投影露光装置全体の
概略構成図である。

【図２】本発明の第一実施例の可変瞳フィルターの説明
図である。

【図３】本発明の第二実施例の可変瞳フィルターを備え
た投影光学系の概略図と可変瞳フィルターの説明図であ
る。

【図４】本発明の第三実施例に係る柵状可変瞳フィルタ
ーの斜視図である。

【図５】本発明の第四実施例のブラインド状可変瞳フィ
ルターの要部構成図である。

【図６】本発明の第五実施例の可変瞳フィルターを備え
た投影光学系の概略図である。

【図７】本発明の第六実施例に係る可変瞳フィルターの
説明図であり、図７（ａ）は、瞳フィルターを複数のエ
レメントに分割して収納するための形状を示した説明
図、図７（ｂ）は、図７（ａ）を瞳フィルターとして形
成させた状態を示した説明図である。

【図８】本発明の第七実施例に係るテープ状可変瞳フィ
ルターを備えた投影光学系の概略図である。

【図９】本発明の第八実施例に係る可変瞳フィルターの
上面図である。

【図１０】図１０（ａ）は、本発明の第九実施例に係る
可変瞳フィルターを備えた投影光学系の概略図であり、
図１０（ｂ）は、この時用いるター瞳フィルターの概略
構成を示す説明図である

【符号の説明】

１光源２楕円鏡３ロータリーシャッター４コリメータレンズ５干渉フィルター６フライアイレンズ７絞り８ミラー９集光レンズ系１０マスクブラインド１１リレーレンズ系１２ミラー１３コンデンサーレンズ１４可変操作ユニット１５、２５、５５、６５、８５、９５瞳フィルター１５ａ透明電極１５ｂ円形領域１６ステージ駆動ユニット１７レーザ干渉計１８フォーカスセンサ１９主制御ユニット２０シャッター駆動ユニット２１開口制御ユニット２２バーコードリーダー２４、８４回転軸２５ａ、８５ａ〜８５ｅ瞳フィルター面５４ａ収納部５４ｂ運搬部５４ｃ、７４ｃ保持手段６４ガイド部７５遮光テープ７４ａ送出リール７４ｂ巻取リール９１透明基板９２流体受容室９４液体制御部９４ａ液体導入管９４ｂ液体導出管９４ｃ液体保持タンクＦＴＰフーリエ変換面ＰＬ投影光学系ＡＸ光軸ＩＬＢ照明光ＭマスクＷウェハＭＳＴマスクステージＷＳＴウェハステージａ〜ｆフィルターエレメント

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】予め定められたパターンが形成されたマ
スクに露光用の照明光を照射する照明光学系と、前記マ
スクのパターンから発生した光によって前記パターンの
像を感光基板上に結像させる投影光学系とを備えた投影
露光装置において、前記マスクと前記感光基板との間の結像光路内のフーリ
エ変換面またはその近傍位置に配置された可変瞳フィル
ター手段、および感光基板に対する結像光の照射状態を
変化させるように前記可変瞳フィルター手段のフィルタ
ー特性を変える可変操作手段、を備えたことを特徴とす
る投影露光装置。
【請求項２】前記可変瞳フィルター手段は、前記投影
光学系の光軸を中心とする予め定められた領域内に分布
する０次光を前記可変操作手段の操作に基づいて選択的
に除去するものであ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】前記可変瞳フィルター手段は、前記投影
光学系の光軸を中心とする予め定められた領域内に分布
する０次光の偏光状態を前記可変操作手段の操作に基づ
いて選択的に変化させるものであ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４】前記可変瞳フィルター手段は、前記フー
リエ変換面またはその近傍位置における０次光透過領域
に対応して設けられた透過形電気光学的素子を備え、前記可変操作手段は、前記透過形電気光学的素子への通
電を制御することにより前記透過形電気光学的素子を選
択的に少なくとも部分的に遮光状態にするものであるこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の投影露光装置。
【請求項５】前記可変瞳フィルター手段は、前記フー
リエ変換面またはその近傍位置における０次光透過領域
に対応して設けられた透光性の流体受容室を備え、前記可変操作手段は、前記流体受容室内に選択的に流体
を導入させることにより前記フィルター特性を変化させ
るものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の
投影露光装置。