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    公开号:WO1992003842A1
    申请号:PCT/JP1991/001103
    申请日:1991-08-19
    公开日:1992-03-05
    发明作者:Naomasa Shiraishi
    申请人:Nikon Corporation；
    IPC主号:G03F9-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 露光方法および装置
    [0003] [技術分野]
    [0004] 本発明は露光方法および装置に関し、 更に詳しくは規則的な微細パターンをも つ半導体メモリ素子や液晶素子等のためのリソグラフィ工程に用いられる投影露 光方法および装置に関するものである。
    [0005] [背景技術]
    [0006] 半導体メモリや液晶素子の製造には、 一般的に、 フォ ト リソグラフィ手法によ つてマスクパターンを基板上に転写する方法が採用される。 この場合、 紫外線等 の露光のための照明光は、 感光レジス卜層が表面に形成された基板上に、 マスク パターンを形成したマスクを介して照射され、 それにより基板上にはマスクパタ 一ンが写真的に転写される。
    [0007] 半導体メモリ素子や液晶素子等の微細なマスクパターンの一般的なものは、 縦 または横に等間隔で配列された規則的な格子パターンと見なすことができる。 言 ぃ換えれば、 この種のマスクパターンにおいて最も密集したパターン領域には、 基板上に形成可能な最小の線幅を実現するところの等間隔の透明ラインと不透明 ラインとを X方向および/または Y方向に交互に配列した格子パターンが形成さ れ、 一方、 その他の領域では比較的ゆるい微細度のパターンが形成される。 また いずれにせよ斜めのパターンは例外的である。
    [0008] 更に、 一般的な感光レジス ト材料は非線形の感光特性を有し、 あるレベル以上 の受光量を与えると急速に化学変化が進むが、 それ以下の受光量では、 ほとんど 化学 1!化が進行しない。 従って、 基板上におけるマスクパターン投影像について は、 明部と暗部の光量差が充分に確保されていさえすれば、 明部と暗部の境界の コントラストは多少低くても、 マスクパターンどおりの所要のレジスト像を得る ことができるという背景がある。
    [0009] 近年、 半導体メモリや液晶素子のパターン構成の微細化に伴って、 マスクバタ 一ンを基板上に縮小投影して転写するステツパー等の投影露光装置が多用されて きており、 露光用の照明光としても、 より短い波長を有すると共に波長分布幅の 狭い特殊な紫外線が使用されるようになった。 ここで、 波長分布幅を狹くする理 由ほ、 露光装置の投影光学系の色収差による投影像の像賞の劣化を除くためであ り、 より短い波長を選択する理由ほ、 投影像のコン トラス トを向上させるためで ある。 しかし、 この照明光の短波長化も、 要求されるマスクパターンの一層の微 細化、 例えばサブミクロンォーダの線幅の投影露光に対しては、 適当な光源が無 いことや、 レンズ材料やレジスト材料の制約等から限界を迎えているのが現状で ある。
    [0010] このような微細化されたマスクパターンにおいては、 パターンの解像線幅の要 求値が照明光の波長に接近するため、 照明光がマスクパターンを透過する時に発 生する回折光の影響が無視できず、 基板上のマスクパターン投影像における十分 な明暗コントラストの確保が困難となり、 特にパターンのラインエツジの明暗コ ントラストが著しく低下する。
    [0011] すなわち、 マスクに対して上方から入射する照明光によりマスクパターン上の 各点において発生される 0次、 ± 1次、 および ± 2次以上の各回折光は、 投影光 学系を経て、 これらの各点と共役な基板上のそれぞれの点に再集合して結像する が、 より微細なマスクパターンに対して土 1次および ± 2次以上の回折光は 0次 回折光よりも回折角度がさらに大きくなるため、 基板上へより浅い角度で入射す るようになり、 その結果、 投影像の焦点深度が著しく低下して、 レジス卜層の厚 みの一部にしか充分な露光エネルギーを供給できなくなるという問題を発生させ た。
    [0012] このような焦点深度の低下に対する一つの対策として、 日本特許出願公開 No . 2-50417 (1930 .2 .20公開） には、 照明光学系と投影光学系に光軸と同心の絞りを 設けて照明光のマスクに対する入射角度を制約するとともに、 マスクパターンに 応じて該絞りの開口径を調整して、 試料基板上の投影像の明暗コン トラストを維 持しつつ焦点深度を確保することが示されている。 しかし、 この公知の方式にお いても、 ほぼ垂直に基板表面に達する 0次回折光に対して、 ± 1次以上の回折光 はその回折角度が依然として大きいため殆どの部分が投影レンズの視野からはみ 出してしまい、 結果的に基板上にはほぼ 0次光成分のみからなるコン トラス トの 悪いマスクパターン投影像しか得られなかった。
    [0013] またこの場合、 土 1次回折光の一部は投影レンズの視野内に納まって基板に達 する可能性があるが、 この一部の ± 1次回折光は、 0次回折光が基板にほぼ垂直 に入射するのに対して、 それよりも浅い角度で基板に入射するため、 やはり十分 な焦点深度が確保できないことが指摘された。
    [0014] —方、 ティー ' ィ一 · ジュゥエル等 （T . E . J ewel l et a l ) に付与されたァメ リ 力合衆国特許第 4 , 947 , 413号には、 オファクシスの照明光源を用い、 投影光学系 内のフーリェ変換面内で空間フィルタ処理を利用してマスクパターンからの 0次 回折光と +または一 1次回折光の一方のみとを干渉可能にすることにより、 基板 上に高いコン トラストのパターン投影像を高解像度で形成する投影リソグラフィ 方式が開示されている。 しかしながらこの方式では、 照明光源をマスクに対して 斜めに向けたオファクシス配置としなければならず、 また 0次回折光と +または 一 1次回折光の一方のみとを干渉させるだけであるので 0次回折光と 1次回折光 との光量差のアンバランスによってそれらの干渉で得られるパターン像のエツジ の明暗コン トラス トは未だ不充分であった。
    [0015] [発明の開示]
    [0016] 本発明の目的は、 位相シフ卜手段をもたない通常のマスクにおける微細なマス クパターンから基板上で十分な明暗コントラス卜の投影像を深い焦点深度で得る ことのできる投影露光方法および装置を提供することであり、 より具体的な目的 は、 上述のように照明光が狭い波長分布を持つこ と 、 マスクパターンが実質的 に回折格子とみなせることと、 レジス卜材料が受光量に対して非線形の感光特性 を有すること等を積極的に利用して、 照明光の波長を同じとした場合に、 より一 層微細なマスクパターンのレジスト像を形成できるようにすることである。
    [0017] 本発明の基本理念に従えば、 少なく とも部分的に微細パターンが形成されたマ スクを照明光によつて照明するための照明光学茶と、 この照明された前記微細パ ターンの像を基板上に投影するための投影光学系とを有する露光装置を使用して 前記マスクの微細パターンが基板上に転写され、 その際に、 前記照明光は少なく とも 2個所から前記マスクに特定の入射角で斜めに向いあうように入射され、 こ の斜めの照明光によって前記微細パターンから生じる ± 1次回折光のいずれか一 方と 0次回折光とが、 前記マスクの微細パターンに対する前記投影光学系中のフ 一リェ変換面またはその近傍において前記投影光学系の光軸から互いにほぼ等距 離だけ離れた光路を通過し、 主に前記土 1次回折光のいずれか一方と 0次回折光 とによって前記基板上に前記微細パターンの投影像が形成される。 この場合、 前 記士 1次回折光のいずれか一方と 0次回折光とを除く他の不要な光は実質的に基 板面へ到達しない。 この目的のための光学的手段として、 主に空間フィルタ手段 が前記照明光学某および Zまたは前記投影光学系に配置される。 また照明光学系 は光軸に沿つて照明光を導く構成をとることができ、 照明光を前記マスクに特定 の入射角で入射するため、 前記照明光学系には、 前記マスクの手前に光学要素、 例えばコンデンサレンズ手段が配置される。
    [0018] 本発明の好ましい態様に係る露光装置は、 マスクに照明光を照射する照明光学 系と、 この照明されたマスクの微細パターンの像を基板上に投影するための投影 光学系と、 前記マスクの微細パターンに対する前記照明光学系および zまたは前 記投影光学系中のフーリェ変換面もしくはその近傍に配置された空間フィルタ手 段とを備えており、 前記空間フィルタ手段は、 それが配置された前記照明光学系 および Zまたは前記投影光学系の光軸から離れた位置に周囲よりも比較的高い光 透過率をもつようにそれぞれ独立した限定領域によって画定された少なく とも 2 つの窓手段を有している。 この空間フィルタ手段が配置される前記フーリエ変換 面は、 例えば前記照明光学系のほぼ瞳面上の位置、 または該瞳面のほぼ共役面上 の位置、 または前記投影光学系のほぼ瞳面上の位置にあり、 前記空間フ ィルタ手 段ほこれら位置のうちの少なく とも 1個所に配置される得る。
    [0019] 本発明の一つの好ましい態様において、 前記空間フィルタ手段ほ、 それが配置 された前記照明光学系および Zまたは前記投影光学系の光軸に対してほぼ対称な 対をなす位置に前記 2つの窓手段を有している。 本発明別の好ましい態様において、 空間フィルタ手段における窓手段の数は 2 n個 （ nは自然数） である。 また前記窓手段は、 好ましくは前記微細パターンの フーリェ変換パターンに基づいて定められた複数の位置に設けられる。
    [0020] 本発明の別の好ましい態様においては、 前記照明光学系はフライアイレンズ等 のォブチカルインテグレ一タを備えており、 この場合、 前記空間フィルタ手段は ォブチカルインテグレータの射出端の近傍位置に配置されている。
    [0021] 本発明において、 空間フィルタ手段の前記窓手段を除く部分は一般に暗部、 す なわち光透過率が実質的に 0 %もしくはそれに近い遮光部、 または窓手段の光透 過率よりは少ない予め定められた光透過率をもつ減光部として形成されている。 本発明の更に別の好ましい態様においては、 前記空間フィルタ手段は前記照明 中に配置され、 その各窓手段の位置は、 前記微細パターンから発生する ± 1次回 折光のいずれか一方と 0次回折光とが前記マスクの微細パターンに対する前記投 影光学茶中のフーリエ変換面またはその近傍位置において前記投影光学系の光軸 からほぼ等距離だけ離れて別々に通過するように定められている。
    [0022] 本発明の更に別の好ましい態様においては、 前記空間フィルタ手段が前記照明 光学系中に配置され、 前記空間フィルタ手段が前記照明光学系の光軸に関してほ ぼ対称な対をなす第 1 の窓手段と第 2の窓手段とを有し、 この第 1 の窓手段と第 2の窓手段の各位置ほ、 第 1の窓手段を通過して前記マスクへ至る照明光束の照 射によって前記微細パターンから発生する土 1次回折光のいずれか一方と 0次回 折光との二つの回折光束と、 第 2の窓手段を通過して前記マスクへ至る照明光束 の照射によって前記微細パターンから発生する土 1次回折光のいずれか一方と 0 次回折光との二つの回折光束とが、 前記投影光学系中の前記フーリェ変換面また ほその近傍位置において投影光学系の光軸からほぼ等距離で離れた別々の第 1 と 第 2の光路を交: L (al te rnatively) に、 即ち第 1の窓手段からの照明光による土 1次回折光のいずれか一方と第 2の窓手段からの照明光による 0次回折光との二 つの回折光束が例えば第 1の光路を通過し、 第 2の窓手段からの照明光による土 1次回折光のいずれか一方と第 1 の窓手段からの照明光による 0次回折光との二 つの回折光束が例えば第 2の光路を通過するように定められている。 本発明の別の好ましい態様によれば、 前記露光'装置ほ、 前記窓手段の前記光軸 回りの角度位置および前記光軸からの間隔距離の少なく とも一方をマスクの微細 パターンに対応して調整または切換えのために変える駆動手段を備えている。 こ の駆動手段ほ、 前記空間フィルタ手段として幾つかの窓手段を有する遮光板また は減光板を用いるときは、 遮光板または透光板を別の位置に窓手段をもつものと 交換する機構によって構成され、 また前記空間フィルタ手段として任意の位置の 限定領域を透明化および不透明化できる電気光学素子、 例えば液晶素子やエレク トロクロミツク素子を用いるときは、 この電気光学素子を前記限定領域の透明化 および不透明化のために駆動する電気回路手段によって構成され得る。
    [0023] 従来の投影露光装置でほ、 マスクに対して上方から種々の入射角で入射する照 明光が無差別に用いられ、 マスクパターンで発生した 0次、 ± 1次、 および ± 2 次以上の各回折光がほぼ無秩序な向きに向けられ、 各回折光が投影光学系を通過 して基板上に結像する位置は別々の異なった位置であった。 これに対して、 本発 明の投影露光装置でほ、 マスクパターンに対して光軸に直交する平面内の特定の 位置から特定の方向と角度で斜めに入射する照明光が選択的に用いられ、 この照 明光によってマスクパターンから発生した土 1次回折光のいずれか一方と 0次回 折光とが基板上に主に導かれて、 基板上における微細パターンの投影像の形成に 主に関与する。 すなわち本発明においてほ、 この目的のためにマスクパターンに 応じた空間フィルタ手段が利用され、 この空間フィルタ手段によって照明光のな かから最適な ± 1次回折光のいずれか一方と 0次回折光だけを主に選択して基板 上に導くことにより、 微細パターンのエッジの明暗コントラス卜が従来よりも大 きく、 そして焦点深度の深いパターン投影像を基板上に得るものである。
    [0024] ここで、 本発明における空間フィルタ手段の適用にほ以下の二通りのやり方が ある。 すなわち、 その第 1 はマスクの手前で照明光束をそのビーム断面の一部で 遮光または減光し、 主要な照明光として、 光軸に直交する平面内の特定の位置か ら特定の方向と角度で斜めに入射する照明光を選択するやり方であり、 このため には前記空間フィルタ手段は前記照明光学系中の前記フーリェ変換面またはその 近傍位置に配置される。 第 2は、 種々の入射角をもつ照明光によって照明された マスクパターンから発生する種々の回折光成分のうちの、 光軸に直交する平面内 の特定の位置から特定の方向と角度で斜めに入射する照明光によってマスクバタ ーンから発生した ± 1次回折光のいずれか一方と 0次回折光との両成分光を投影 光学系内で選択するやり方であり、 このためには前記空間フィルタ手段は投影光 学系中の前記フーリエ変換面またはその近傍位置に配置される。 これら第 1 と第 2のやり方を併用してもよく、 いずれにせよ前記空間フィルタ手段は、 基板上に おけるパターン投影像の形成に関与する光を、 特定の傾斜角で入射する斜めの照 明光によりマスクパターンから発生する ± 1次回折光のいずれか一方と 0次回折 光とに制限し、 他の不要な光が基板面に到達するのを制限する役目を果たす。 照明光学系中の前記フ一リェ変換面またはその近傍位置に空間フィルタ手段を 配置した場合、 所定の波長を有する照明光が、 光軸回りの特定の角度方向にある 所定の離心位置から特定の入射角で回折格子状のマスクパターンに入射し、 その 結果として、 理論的にほ投影光学系のフーリエ変換面またはその近傍位置に、 フ 一リエ展開された 0次、 1次、 および 2次以上の各回折光によるスポッ ト列が形 成される。 ただし、 通常の投影露光装置では 2次以上の高次回折光は投影光学系 のレンズ鏡筒によってケラレ（ec l i psed)てしまう。
    [0025] 照明光学系中の前記フーリェ変換面またはその近傍位置に配置した空間フィル タ手段はまた、 マスクに対してほぼ垂直に入射する照明光を遮光または減光し、 光軸回りの特定の角度方向にある所定の離心位置から特定の入射角でマスクへ入 射すべき照明光を選択的に高い光透過率で通過させる。 ここで、 2次以上の高次 回折光が邪魔な場合には、 さらに投影光学系中の前記フ一リェ変換面またはその 近傍に別の空間フィルタ手段を設けてこれを遮光ないし減光する。 これにより、 基板上には、 好ましい入射角の照明光によってマスクパターンから発生した 0次 回折光と 1次回 ^光とによるハイコン トラス 卜の投影パターン像が形成される。 ここで、 半導体メモリ素子や液晶素子のためのマスクパターンにおいては、 多 くの場合、 マスクパターン中で高解像度の転写が必要とされる部分のパターンは 基术的に等間隔の透明♦不透明ラインを規則的に交互に配列した格子状パターン によって構成されており、 これは一般的にほデューティ比 0 . 5 の矩形波状の繰り 返しパターンとみなすことができる。 照明光学系中のフ一リェ変換面またはその その近傍位置に空間フィルタ手段を設けた場合、 この格子状パターンから発生す る回折光によって、 投影光学系のフ一リェ変換面には格子のラインを横断する方 向 （ラインの配列方向） に分布する 0次、 ± 1次、 および ± 2次以上の各次数回 折光のスポッ トが形成される。 このとき、 一般的な矩形波のフーリエ展開として 知られているのと同じように、 0次回折光ほ基板上の投影像における光量の基準 レベルを与え、 ± 1次回折光は格子と同周期の正弦波の光量変化成分であり、 こ れらの回折光成分が基板上に集光されると、 互いの干渉によって基板上にはレジ スト層の感光に必要十分な光量で高い明暗コン トラス トを持つた結像パターンが 得られる。
    [0026] またこの場合、 一般的な半導体メモリ素子や液晶素子のためのマスクパターン は、 マスク上に配列された縦方向と横方向の各格子を複数個組合せたものとみな せるから、 各格子に対して光軸回りの最適な角度方向の離心位置と入射角をもつ 照明光束がそれぞれ確保されるように空間フィルタ手段を準備すれば、 投影光学 系のフーリェ変換面に形成されるフーリェパターンは、 各格子のライン配列方向 に応じた角度方向に並んだ、 照明光の波長と格子のラインピッチとに応じた相互 間隔のスポッ ト群を形成する。 この各スポッ トの光の強度は、 格子のピッチ数と 回折光の次数とに依存している。
    [0027] このことから解るように、 必要なスポッ 卜位置に対応した位置にのみ窓手段を 設けた空間フィルタ手段を投影光学系内に配置することによって基板へ至る回折 光の選択を行っても、 同様の効果を得ることができる。 この場合、 投影光学系中 のフーリェ変換面またはその近傍位置に配置される空間フィルタ手段は、 該フー リエ変換面における有用な回折光のスボッ 卜位置に窓手段を有し、 それにより有 用な回折光を選択的に通過させ、 一方、 基板面でのコン トラスト低下の原因にな る不要な回折光を遮断する。
    [0028] このように、 空間フィルタ手段の窓の個数と位置はマスクパターンに応じたそ れぞれ異なる固有なものであるから、 空間フィルタ手段は、 当然のことながらマ スクが交換されれば一緒に交換され、 かつマスクに対して厳密に位置調整される べきものである。
    [0029] 次に、 マスクパターンに対して光軸回りの特定の角度方向にある所定の離心位 置から特定の入射角の照明光を入射し、 該照明光によってマスクパターンから発 生される ± 1次回折光のいずれか一方と 0次回折光とを用いて基板上に結像バタ 一ンを形成することにより、 焦点深度が深くなる理由を説明する。
    [0030] 一般に、 基板が投影光学系の焦点位置に一致している場合には、 マスク上の 1 点から出て基板上の 1点に達する各次数の回折光ほ、 投影光学系のどの部分を通 るものであってもすべて等しい光路長を有するから、 従来のように 0次回折光が 投影光学系の瞳面のほぼ中心を莨通する場合でも、 0次回折光とその他の次数の 回折光とで光路長は相等しく、 フーリェ変換面のほぼ中心を貫通する光束の光路 長を基準としてフーリェ変換面の任意の位置を通過する光束の光路長と前記基準 光路長との差、 即ち波面収差は 0である。 しかし、 基板が投影光学系の焦点位置 に一致していないデフォーカス位置にある場合、 投影光学系中のフーリェ変換面 の外周寄り部分を通過して基板に斜めに入射する 1次以上の次数の回折光の光路 長は、 前記フーリエ変換面の中心付近を通過する 0次回折光に対して、 基板が焦 点前方に位置してデフォーカス量が負の場合には短くなり、 また基板が焦点後方 に位置してデフォーカス量が正の場合には長くなり、 これらの光路長の差は、 各 次数の回折光の基板への入射角の差に応じた量をもち、 これはデフオーカスによ る波面収差と呼ばれている。 即ち、 このようなデフォーカスの存在によって、 1 次以上の次数の各回折光は 0次回折光に対して相互に波面収差を形成し、 焦点位 置の前後における結像パターンのぼけを発生する。 この波面収差 A Wは、 次式 厶 ¥ = 1/2 X (NA) 2 · Δ f
    [0031] ただし、 厶 f ： デフォ一カス量
    [0032] NA ： フーリエ変換面上の中心からの距離を開口数で表わした値 で表わされる。 従って、 フーリエ変換面のほぼ中心を貫通する 0次回折光 （A W = 0 ) に対して、 フーリエ変換面の外周寄りの半径 の位置を通過する 1次回 折光では、
    [0033] △ W = ΙΛ Χ Γ ^ Χ厶 ： f の波面収差を持つこととなり、 この波面収差の存在が従来技術における焦点位置 の前後での解像度を劣化させ、 焦点深度を浅ぐしていることの原因である。
    [0034] これに対して、 本発明の露光装置では、 前記空間フィルタ手段を配置すること によって、 特定の入射角をもつ照明光束によってマスクパターンから生じる土次 回折光のいずれか一方と 0次回折光とが、 投影光学系中のフーリェ変換面上のほ ぼ中心対称な離心位置 （共に離心半径 r 2 とする） を通るようにしている。 従つ て本発明の露光装置の場合、 投影光学系の焦点の前後における前記 0次回折光と 1次回折光の波面収差は、 いずれも
    [0035] Δ W = 1/2 X r 2 2 厶 f
    [0036] となり、 互いに等しくなる。 従ってデフォーカスに伴う波面収差による像質の劣 化 （ぼけ） が無く、 すなわち、 この分だけ深い焦点深度が得られるのである。 また、 照明光学系中に空間フィルタ手段を配置した場合、 その光軸対称の一対 をなす各窓手段を通った一対の照明光は、 マスク面に対して斜めに且つ法線の両 側で対称的に入射する光束となるが、 これら光束によってマスクの格子状パタ一 ンから生じる ± 1次回折光のどちらか一方は、 投影光学系の光軸についてその 0 次回折光と光軸に関して対称な位置を通り、 基板に 0次光と同程度の深い入射角 で入射する。 これにより、 結像に関与する投影光学系の実質的な開口数が小さく なり、 より深い焦点深度が得られる。
    [0037] このように、 本発明のにおいては、 光軸を挟む対構成の窓を有する空間フィル タ手段により、 好ましい入射角の照明光束によってマスクの微細パターンから発 生される回折光のうちの好ましい次数、 即ち 0次回折光と 1次回折光とを選択的 に基板上の同一位置に集光させてパターン像を結像させるから、 従来でほ解像不 能とされた微細なパターンでも、 照明光や投影光学系の変更なしに、 基板上の結 像パターンにおけるレジス卜層の感光に十分な明暗コン トラスト と十分に深い焦 点深度とを確保できるものである。
    [0038] 照明光学系中に空間フィルタ手段を配置する場合、 空間フィルタ手段の一対の 窓は、 一方の窓を通過した照明光によってマスクの微細な格子状パタンーンから 生じる土一次回折光のいずれか一方と、 他方の窓を通過した照明光によって生じ る o次回折光とが、 投影光学系のフ一リェ変換面上のほぼ同一の離心位置を通過 するように、 それらの相互間隔が定められている。
    [0039] 投影光学系中に空間フィルタ手段を配置する場合、 空間フィルタ手段の一対の 窓は、 前記好ましい入射角を有する照明光によってマスクの微細な格子状パタン
    [0040] —ンから発生される土 1次回折光のいずれか一方と 0次回折光とが、 夫々別々の 離心位置を通過するように、 それらの相互間隔が定められている。
    [0041] 本発明の露光装置においては、 適当な調整機構を用いて、 空間フィルタを光軸 回りに或る角度だけ回転させ、 または配置面内で平行移動させることにより、 マ スクパターンに対する空間フィルタの窓の位置ずれを補正できる。 また、 対をな す窓の相互間隔を調整可能に構成して、 マスクバターンのフーリエパターンによ り良く適合させることもできる。 この場合、 調整機構により、 空間フィルタの窓 の位置または窓間の間隔を変化できるように構成すれば、 マスクと空間フィルタ の窓との最適な位置関係を得ることが可能であり、 また、 別のパターンを有する マスクに対しても同一の空間フィルタを併用できるようになる。
    [0042] 本発明の別の態様では、 液晶素子やエレク トロクロミック素子等の電 光学素 子を組込んだ空間フィルタが採用され、 電気信号により窓の位置および寸法の調 整を行うことができるようになつている。 この場合、 電気信号によって、 電気光 学素子で構成された空間フィルタの任意の位置の限定された領域を透明 .不透明 に自由に調整できるから、 マスクパターンと空間フィルタの窓との最適な位置関 係を得ることが可能であり、 勿論、 この場合も別のパターンを有するマスクに対 して空間フィルタを共用することが可能である。
    [0043] 术発明の上述およびそれ以外の特徴と利点を一層理解し易くするため、 本発明 の好適な幾つかの実施例を添付図面と共に以下に説明する。
    [0044] [図面の簡単な説明]
    [0045] 図 1 ほ、 本発明の一実施例に係る露光装置の構成を示す斜視図、
    [0046] 図 2は、 前記実施例の原理的な光路構成を示す模式図、
    [0047] 図 3は、 前 実施例に係る露光装置の照明光学系中に配置される空間フィルタ の一例を示す平面図、
    [0048] 図 4ほ、 マスクパターンの一例を示す模式平面図、
    [0049] 図 5 aおよび 5 bは、 空間フィルタの別々の例を示す模式平面図、
    [0050] 図 6 aおよび 6 bは、 図 5 aと 5 bに各々対応して、 投影光学系のフーリエ変 換面における回折光の強度分布を模式的に示す図、
    [0051] 図 7は、 参考例に係る投影露光装置の光路構成を示す模式図、
    [0052] 図 8は、 前図の投影光字系のフーリェ変換面における回折光の強度分布を模式 的に示す図
    [0053] 図 9ほ、 別の参考例に係る投影露光装置の光路構成を示す模式図、
    [0054] 図 1 0は、 前図の参考例の投影光学系のフーリエ変換面における回折光の強度 分布を模式多岐に示す図、
    [0055] 図 1 1は、 本発明の実施例における投影像の光量分布を示す線図、
    [0056] 図 1 2は、 図 7の参考例 （ σ = 0 . 5とした場合） における投影像の光量分布 を示す線図、
    [0057] 図 1 3は、 図 7の参考例 （ σ = 0 . 9とした場合） における投影像の光量分布 を示す線図、
    [0058] 図 1 4は、 図 9の別の参考例における投影像の光量分布を示す線図である。
    [0059] [発明を実施するための最良の形態]
    [0060] 図 1に示す実施例において、 マスク 1 1 にほ、 代表的な微細パターンの一例と して、 デューティ比 0 . 5の 1次元の格子状パターン 1 2が形成されている。 マ スク 1 1を照明する照明光学系は、 水銀ランプ 1、 楕円面鏡 2、 コールドミラー 3、 集光光学素子 4、 光学的インテグレータ素子 5、 リ レーレンズ 8 (瞳リ レー 系） 、 ミラー 9、 コンデンサーレンズ 1 0からなり、 照明光学系のフーリエ変換 面、 即ち、 ここでほ水銀ランプ 1の 2次光源像が形成されるインテグレータ素子 5の射出端面の近傍 （換言すれば、 照明光学系の瞳面またはその共役面、 および それらの近傍の位置） には空間フィルタ 6が配置されている。 この空間フィルタ 6には、 マスクパターン 1 2の 2次元フーリエ変換に基づいて位置と大きさが定 められる一対の透光窓 6 a、 6 bが設けられている。
    [0061] またパターン 1 2の像をゥヱハ 1 7上に投影する投影光学系 1 3のフーリエ変 換面 1 4にも、 同様に透光窓 1 5 a、 1 5 bを備えた空間フィルタ 1 5が配置さ れている。 ここで、 本実施例では、 マスクパターン 1 2として 1次元の回折格子 パターンを用いているので、 空間フィルタ 6および 1 5には、 共に一対の透光窓 6 a , 6 bまたは 1 5 a , 1 5 bが形成されており.、 それぞれの配置面内で一対 の透光窓が光学系の光軸を挟んでほぼ対称位置に、 且つその配列方向が格子パタ ーン 1 2のラインピッチ方向と光学的に揃うように配置されている。 また空間フ ィルタ 6と 1 5には、 それぞれモータやカム等で構成される駆動機構 7または 1 6が設けられており、 マスクパターンに応じて空間フィルタ 6 , 1 5が別のもの と交換可能で、 かつ配置面内での透光窓 6 a , 6 bまたは 1 5 a , 1 5 bの位置 の微調整が可能となっている。 尚、 空間フィルタ 6 , 1 5の透光窓 6 a , 6 わお よび 1 5 a , 1 5 bの開口形状は任意でよく、 図 1 では限定を意図しない例とし て、 ともに円形開口の場合が示されている。 また、 この空間フィルタ 6 , 1 5は 遮光板に透光窓としての一対の開口を形成したものであるが、 空間フィルタ 6 , 1 5ほ液晶素子やエレクトロクロミック素子等の電気光学的素子によって構成す ることもあり、 その場合は図示した駆動機構 7や 1 6は電気光学的素子の限定さ れた任意の領域に適宜の大きさ ♦形状の透光部を出現させるための電気回路装置 によって構成される。
    [0062] このように構成された露光装置において、 楕円面鏡 2の第 1焦点に配置された 水銀ランプ 1から発生された照明光は、 楕円面鏡 2とコールドミラー 3で反射さ れて、 楕円面鏡 2の第 2焦点に集光された後に、 コリメータレンズゃ光束分布補 正用のコーン状プリズム等からなる集光光学素子 4を通過して、 フライアイレン ズ群からなるィンテグレ一タ素子 5により、 空間フィルタ 6の配置面上に実質的 な面光源を形成する。 尚、 本実施例ではインテグレータ素子 5の 2次光源像が投 影光学系 1 3のフーリエ変換面 1 4に形成される、 いわゆるケラ一照明となって いる。 この面光源自体は、 従来同様に、 マスクに上方から種々の入射角で入射す る照明光を与えるはずものであるが、 ここでほコンデンサーレンズ 1 0の手前に 空間フィルタ 6が配置ざれているため、 空間フ ィ タ 6の 2つの透光窓 6 a , 6 bを通過する平行光束だけがリ レーレンズ 8、 .ミラー9、 コンデンサーレンズ 1 0を介して、 格子パターン 1 2のラインを横切る面内で光軸対称に斜めの所定入 射角でマスク 1 1へ入射する。
    [0063] 前記平行光束がマスク 1 1のパターン 1 2に入射すると、 パターン 1 2からは 0次、 ± 1次、 および ± 2次以上の各回折光が生じる。 ここで、 前記平行光束は 照明光学系のフーリエ変換面 1 4に配置された空間フィルタ 6の透光窓 6 a , 6 わにより光軸からの距離と光軸回りの位置とが定められ、 またコンデンサレンズ 1 0によりマスク 1 1のパターン 1 2への入射角が定められているので、 投影光 学系 1 3に入射するのは前記各次数の回折光のうちの土 1次回折光のいずれか一 方と 0次回折光とがその殆どとなり、 その他の回折光は極く僅かとなる。 その結 果、 投影光学系 1 3のフーリエ変換面には ± 1次回折光のいずれか一方と 0次回 折光との主要な回折光スポッ トと、 その他の不要な次数の回折光スボッ トとがフ —リエ展開パターンに從つて形成される。 投影光学系 1 3のフーリエ変換面に配 置された別の空間フィルタ 1 4は、 前記主要な回折光だけを選択的にゥヱハ 1 7 側に通過させ、 その他の次数の不要な回折光を遮断する。 この場合、 前記 ± 1次 回折光のいずれか一方と 0次回折光との主要な回折光が最大強度で通過できるよ うに、 また前記不要な回折光が完全に遮断されるように、 駆動機構 7、 1 6を用 いて、 マスク 1 1のパターン 1 2に対する空間フィルタ 6、 1 5の位置調整が行 われる。
    [0064] 図 2は、 本実施例の露光装置における照明光の基本的な光路構成を模式的に示 している。 ここでは、 図示の都合上、 空間フィルタ 6がコンデンサレンズ 1 0の 直上に配置されているが、 この位置はリ レーレンズ 8に対して図 1の空間フィル タ 6と共役な面であり、 機能と効果に関して図 1の場合と実質的に同じである。 図 2において、 投影光学系 1 3の開口数を！^、 照明光の波長をんとすると、 バ ターン 1 2のビ チは； L /NAの 0 .75倍、 パターン 1 2のライン ' アンド · スベー スの比は 1 ： 1 (格子のデューティ比を 0 .5)としてある。 この場合、 パターン 1 2の波長; Iを考慮したフーリエ変換 q (u , v) は、 パターン 1 2を p (x，y) とする と、
    [0065] q (u、 v) = ¾ p (x、 y) -exp {-2 π i (ux+vy) Zん} dxdy
    [0066] で与えられる。 更に、 パターン 1 2が、 第 4図に示されるように、 上下すなわち y方向には一様で、 X方向に規則的な変化をもつ場合は、 X方向のライン * アン ド 'スペースの比が 1 ： 1、 ラインピッチが 0.75 λ/ΝΑであるとすると、 q (U、 V) = q i (u) X q 2 (v)
    [0067] と表わすことができ、 従って
    [0068] q 1 iu) = 1, u = 0
    [0069] q i (u) = 0.637, u =土 NA/0.75
    [0070] q i (u) =-0.212, 11 = ± 3 ノ0.75 q ! (u) = 0.637/ (2n-l) (-1) (n+1 , u = ± (2 n - 1) -NA/0.75
    [0071] q i (u) = 0, uは上記以外
    [0072] および、
    [0073] q 2 (v) = l, v = 0
    [0074] q 2 (v) = 0, v≠ 0
    [0075] と表わすことができる。
    [0076] 図 3と図 5 aは、 それぞれ本実施例に供される照明光学系用の空間フィルタ 6 と投影光学系用の空間フィルタ 1 5の平面図である。
    [0077] 空間フィルタ 6と 1 5は、 上記フーリエ変換のエネルギー分布 I q (u.v 2 の ピーク位置
    [0078] (u.v) = (0, 0) , (±NA/0.75, 0) , (± 3 ΝΑ/0.75, 0)…
    [0079] の 1/2 であるところの
    [0080] (u,v) = (0, 0) , (土 NAZI.5， 0) , (± 2NA，. 0)···
    [0081] のうち、 投影光学系 1 3の開口数以内に入る位置、
    [0082] (u、 V) = (土 NAZ1.5 , 0)
    [0083] およびその近傍位置を透光窓 6 a , 6 bと 1 5 a , 1 5 bとし、
    [0084] (u、 v) = (0, 0) の位置を遮光部としたものである。
    [0085] 尚、 空間フィルタ 6、 1 5は、 その位置
    [0086] (u、 V) = (0, 0)
    [0087] がそれぞれ照明光学系 （ 1〜 1 0 ) および投影光学系 1 3の光軸と一致するよう に、 図 1の駆動機構 7または 1 6により位置調整される。 空間フィルタ 6と 1 5 は、 不透明な金属板の一部を取り去って透光窓を形成したものでも、 またガラス 等の透明保持板上に不透明な金属薄膜等をパターンニングして透光窓を形成した ものでもよい。 また図 1 に示した例においては、 照明光源として水銀ランプ 1を 例示したが、 これはレーザ光源等の別の光源であってもよい。 更にこの実施例で ほマスク 1 1のパターン 1 2として X方向のみにデューティ 1 ： 1 で変化するラ イン ' アンド 'スペース 'パターンを示したが、 この他の任意の複数方向に規則 的に変化するパターンについても本発明は適用可能である。
    [0088] 図 2において、 ラインピッチが 0.75ん/ であるパターン 1 2に対して、 照明 光学系中のパターン 1 2のフーリェ変換面に図示のような空間フィルタ 6を設け ることにより、 パターン 1 2を照明する照明光 L i は平行光束 L i J2、 L i rの ごとく制限される。 この照明光 L i JZ、 L i rがパターン 1 2に照射されるとパ ターン 1 2からその回折光が発生する。
    [0089] 照明光 L i J2の 0次回折光を L 1 0、 + 1次回折光を L J2 1 とし、 照明光 L i rの 0次回折光を L r 0、 - 1次回折光を L r 1 とすると、 回折光 L J£ 0と回折 光 L JZ 1、 回折光 L r 0 と回折光 L r 1の離角はともに、
    [0090] δΐηθ = λ/ (パターン 1 2のラインピッチ）
    [0091] = λ/ (0.75λ/ΝΑ)
    [0092] = ΝΑ/0.75
    [0093] となるが、 もともと、 入射光 L i J と入射光 L i rは 2 NA/1.5 だけ離れている ので、 投影光学系 1 3のフーリエ変換面では、 回折光し^ 0と回折光 L r 1が共 に同じ第 1の光路を通り、 また回折光 L r 0と回折光 L JZ 1が共に同じ第 2の光 路を通ることになる。 ここで第 1の光路と第 2の光路とは投影光学系 1 3の光軸 から対称的に等距離だけ離れている。 0 6 aに投影光学系 1 3のフーリエ変換面 1 4での回折光の強度分布を模式的 に示す。 図 6において、 フーリエ変換面 1 4に形成されたスポッ ト 2 2 は回折 光 L r 0と L J2 1が、 またスポッ ト 2 2 rは回折光 L J2 0 と L r 1がそれぞれ集 束したスポッ 卜である。
    [0094] 図 6 aより明らかなように、 本実施例においては、 ラインピッチが； 1 /NAより 微細な 0 . 75 λ /ΝΑのパターン 1 2からの 0次回折光と + 1次又は一 1次回折光を 投影光学系 1 3を介してほぼ 1 0 0 %ゥヱハー 1 7上へ集光させることができ、 従って、 従来の露光装置における解像度の限界であったピッチ （ λ /ΝΑ ) よりも さらに細いパターンの場合も、 マスクパターンのラインビッチに応じた諸元の透 光窓をもつ空間フィルタを用いることにより、 充分な解像度での露光転写が可能 である。
    [0095] 尚、 図 5 bはマスクパターンが Xおよび y方向に交差するライン . アンド 'ス ペース ·パターンの場合に用いられる空間フィルタを示している。 また図 6 bは その場合に投影光学系のフ一リェ変換面に形成される回折光の対応するスボッ ト の様子を示している。
    [0096] 次に、 本実施例の露光装置における基板 1 7上のパターン解像度を、 種々の参 考例に係る露光装置におけるそれとの比較において以下に説明する。
    [0097] =参考例の場合- 図 7と図 8は、 参考例として掲げる前述の日本公開特許 No . 2 -5041 7に示された 投影露光装置における照明光の光路構成 （図 7 ) と、 投影光学系のフーリエ変換 面における光量分布 （図 8 ) とを夫々模式的に示している。 尚、 これらの図にお いては、 本発明の前記実施例に係る装置と同じ作用 ♦機能の部材に図 2中の符号 と同じ符号を付してある。
    [0098] 図 7において、 照明光学茶のフーリエ変換面には開口絞り （円形の透光窓を光 軸と同心に備えた空間フィルタ） 6 Aが設けられ、 マスク 1 1 に対する照明光の 入射角を制限している。 マスク 1 1のパターン 1 2から発生した 0次回折光 （実 線） と ± 1次回折光 （破線） とは、 共に投影光学系 1 3に入射して別々の光路を 進み、 ここでほ図 8に示すごとくフ一リェ変換^ i 1 4において + 1次回折光のス ボッ ト 2 0 と、 0次回折光のスポッ 卜 2 0 cと、 — 1次回折光のスポッ ト 2 0 rとが別々の位置に離れて形成される。
    [0099] また図 9と図 1 0は、 別の参考例としての投影型露光装置における照明光の光 路構成 （図 9 ) と、 投影光学系のフーリエ変換面における光量分布 （図 1 0 ) と を夫々模式的に示している。 この別の参考例では、 図 7の開口絞り 6 Aの代りに 光軸と同心の円環状の透光窓を設けた空間フィルタ 6 Bが採用されている。
    [0100] 図 9において、 照明光学系のフーリェ変換面にほ円環状の透光窓を光軸と同心 に形成した空間フィルタ 6 Bが設けられ、 マスク 1 1 に対して照明光が斜めに、 すなわち逆円錐状に入射されている。 これにより、 少なく ともパターン 1 2のラ インピッチ方向に光軸を横切る面内では、 図 2に示した本願発明の実施例の場合 と同様に、 0次回折光 （実線） が 1次回折光 （破線） 並みに斜めに投影光学系に 入射され、 反対側から来た別の 1次回折光と一部重なって投影光学系を通過し、 ウェハ 1 7にまで達して投影像を形成する。 このとき、 投影光学系 1 3のフーリ ェ変換面 1 4には図 1 0に示すように光軸と同心のドーナッツ状の 0次回折光の スポッ ト 2 1 cと、 それに隣接して一部重なる + 1次回折光のスポッ 卜 2 1 ぉ よび一 1次回折光のスポッ ト 2 1 rとが形成される。 ここで、 スポッ ト 2 1 と 2 1 rとの大部分は投影光学系 1 3の外側にはみ出し、 これらはみ出した部分の 光は投影光学系の鏡筒によってケラレてしまう。
    [0101] =本発明の実施例の場合- 図 1 1〜図 1 4は、 図 2に示した本発明の実施例におけるゥュハ 1 7上の投影 像の光強度 Iの分布を図 7と図 9の場合と比較した線図である。 この光強度分布 は、 投影光学系の NAを 0 .5、照明光の波長； Iを （Κ 365 μ πι、 マスクパターン 1 2の パターンラインピッチを投影光学系 1 3の倍率から求めたウェハ 1 7上での換算 で 0 .5 μ m (ほぼ 0 . 6 8 5 X λ /ΝΑ ) として、 基板上でパターン 1 2のライン ビッチ方向に光軸を横切る面内について計算により求めた結果に従っている。 図 1 1 は、 本発明の前述の実施例 （図 2 ) に従った露光装置によって基板上に 形成された投影像の光強度分布を示し、 これは、 パターンのエッジの明暗コント ラストを十分にもっていることが判る。 図 1 2ほ、 図 7の参考例において開口絞り 6 Aの径を比較的小さく、 照明光学 系の開口数と投影光学系の開口数との比、 いわゆる σ値を 0 . 5とした場合の基 板上の投影像の光強度分布を示している。 ここでは、 照明光学系の開口数と投影 光学系の開口数との比 （ 0値） を0 . 5としているので、 投影像は明暗コン トラ ストがほとんど無い平坦な光強度分布をもつことが判る。
    [0102] 図 1 3は、 図 7の参考例において開口絞り 6 Αの孔を比較的大きく、 照明光学 系の開口数と投影光学系の開口数との比、 いわゆる σ値を 0 . 9 とした場合の基 板上の投影像の光強度分布を示している。 ここでは、 照明光学系の開口数と投影 光学系の開口数との比 （ σ値） を 0 . 9としているので、 図 1 2の場合よりも投 影像の明暗コントラストがついているが、 やはり 0次回折光成分が比較的多い依 然として平坦に近い光強度分布となっており、 レジス卜の感光特性からみて不充 分であることが判る。
    [0103] 図 1 4は、 図 9の別の参考例の場合の基板上の投影像の光強度分布を示してお り、 この場合、 空間フィルタ 6 Βの円環状の透光窓の内縁は σ値で 0 . 7、 外縁 は σ値で 0 . 9に相当している例である。 この投影像は、 図 1 2の場合よりも明 暗コントラストがついたものとなっているが、 やはり 0次回折光成分が比較的多 い依然として平坦に近い光強度分布となっており、 レジス卜の感光特性からみて 不充分であることが判る。
    [0104] 図 1 1〜図 1 4に明らかなように、 図 7や図 9の場合と比較して、 図 2に示し た本発明の実施例では基板上の投影像の実質的な解像度が大幅に向上している。 ところで、 図 9の場合において、 投影光学系 1 3のフーリエ変換面 1 4に前述 の図 2の実施例において使用した空間フィルタ 1 5と同様な空間フィルタを同様 に配置すれば、 図 1 0でクロスハッチで示される部分に 0次および ± 1次の回折 光を選択的に集光させて、 ゥ ハ 1 7上における投影像の解像度を図 1 4の場合 よりも少しだけ向上させることは可能である。 しかしながらこの場合、 投影光学 系に入射される照明光の利用率が大幅に低下し、 露光に寄与しないエネルギー成 分が投影光学系内に蓄積されてその光学特性を変化させる欠点が不可避である。 本発明に従った図 2の実施例では投影光学系へ入射される照明光の殆どのェネル ギ一が露光に寄与する。
    [0105] さて、 従来においても、 マスクパターンにおける回折光を積極的に利用して投 影光学系の解像度を向上する技術があり、 これは、 パターンの光透過部の 1つお きに照明光の位相を反転させる誘電体、 いわゆる位相シフターを設ける技術であ る。 しかしながら、 複雑な半導体回路パターン上に位相シフターを適切に設ける ことは現実には極めて難しく、 位相シフター付フォ トマスクの検査方法も未だに 確立されていない。
    [0106] 本願発明に従った前記図 2の実施例における投影像の解像度向上の効果は、 位 相シフタ一のそれに匹敵するものでありながら、 位相シフタ一をもたない従来の フォ トマスクがそのまま使用でき、 従来のフオ トマスク検査技術もそのまま踏襲 することができるものである。
    [0107] また、 位相シフターを採用すると投影光学系の焦点深度が実質的に増大する効 果も得られるが、 図 2の実施例においても、 図 6に示されるとおり、 フーリエ変 換面 1 4でのスポッ ト 2 2 J2、 2 2 Γは瞳の中心から等距離の位置にあり、 従つ て先に述べたようにデフォーカスによる波面収差の影響を受けにく く、 深い焦点 深度が得られるものである。
    [0108] 尚、 前述の実施例では、 マスクパターンとして X方向に規則的な変化を示すラ イン · アン ド ' スペース ' パターンを例示したが、 以上の効果はライン ♦ アン ド •スペース以外の一般的なパターンについても、 それぞれ適正な空間フィルタを 組合せることにより、 十分に達成される。 ここで、 マスクパターンの変化が X方 向のみの 1次元の変化をもつ場合には空間フィルタ上の透光窓は 2個であるが、 複数の n次元の変化をもつパターンの場合は、 パターンの空間周波数に応じて 2 n個の透光窓を持つことになる。 例えば Xおよび y方向の 2次元の変化をもつ回 折格子状パターンでは、 図 5 bに示したように十字線上に配置した 2対、 計 4個 の透光窓を空間フィルタに形成すればよく、 これによつて図 6 bに示したように 対応した 4つの回折光スポッ トが投影光学系のフーリェ変換面に形成される。 また前述の実施例では、 説明を簡略化するために、 空間フィルタの遮光部は照 明光を全く透過させないものとして扱ってきたが、 これを或る定められた光透過 率をもつ減光部として構成してもよく、 その場合は、 従来と同様の照明光の前光 束断面による露光に際して、 特定の微細パターンについてのみ、 その投影像のコ ントラストを選択的に向上させることが可能となる。
    [0109] 更に前述の実施例では、 特に照明光学系中の空間フィルタを中心に説明を行つ たが、 投影光学系中の空間フィルタについても作用および効果は基本的に同様な ものと考えることができる。 つまり、 照明光学系のほぼフーリエ変換面と、 投影 光学某のほぼフーリェ変換面との少なく とも一方に上記条件を満足する空間フィ ルターを配置すれば、 同様の効果を得ることができる。 また、 例えば、 照明光学 系のフーリェ変換面に図 3に示したような空間フィルタを設けるとともに、 投影 光学系のフーリェ変換面に円環状の透光窓を備えた空間フィルタを配置してもか まわない。 なお、 この場合、 後者の円環状の透光窓を備えた空間フィルタにおい ては、 マスクパターンからの 0次回折光と + 1次 （または— 1次） 回折光とがと もに透過するように円環状の透光窓を配置することが必要であることは言うまで もない。 また、 両方の空間フィルタを併用することにより、 投影光学茶またはゥ ュハによる乱反射光をカツ 卜し、 迷光を防止する効果もある。
    [0110] 更にまた前述の実施例では、 空間フィルタ （ 6、 1 5 ) をマスクパターンに応 じて機械的に交換場合を主に説明したが、 例えば液晶表示素子や E C (エレク ト 口クロミック） 素子等を用いた空間フィルタを採用した場合には機械的なフィル タ交換機構が不要になると共に、 透光窓の位置調整と変更が電気回路装置によつ て達成でき、 装置まわりがコンパク トになるとともに、 透光窓の大きさと形状、 位置の調整や変更等が簡単に、 しかも高速に行えるようになるといった利点があ る。
    [0111] 以上に述べた各実施例ほ限定を意図しない例示を目的とするものであり、 本発 明の技術的範囲は添付の請求の範囲各項の記載の基いて定められるべきである。
    权利要求:
    Claims
    請求の範囲
    . マスクに照明光を照射する照明光学系と、 この照明されたマスクの微細バタ 一ンの像を基板上に投影するための投影光学系とを有する投影露光装置を使用 してマスクの微細パターンを基板上に転写する露光方法であって、
    前記照明光を前記マスクに対して傾けて照射し、 それによつて照明されたマ スクの微細パターンから生じる士 1次回折光のいずれか一方と 0次回折光とが 前記マスクの微細パターンに対する前記投影光学系中のフーリェ変換面または その近傍.において前記投影光学系の光軸から互いに等距離だけ離れて通過する ようにする露光方法。 . 前記 ± 1次回折光のいずれか一方と 0次回折光とを除く光を基板へ到達しな いように制限する請求項 1 による露光方法。 . マスクに照明光を照射する照明光学系、
    この照明されたマスクの微細パターンの像を基板上に投影するための投影光 学系、 および
    前記マスクの前記微細パターンに対する前記照明光学系および Zまたは前記 投影光学系中のフーリェ変換面もしくはその近傍位置に配置され、 それが配置 された前記照明光学系および Zまたは前記投影光学系の光軸から離れた位置に 周囲よりも比較的高い光透過率をもつようにそれぞれ独立した限定領域によつ て画定された少なく とも 2つの窓手段を有する空間フィルタ手段、
    を備えた、 マスクの微細パターンを基板上に投影するための露光装置。 . 請求項 3による露光装置において、 前記空間フィルタ手段はそれが配置され た前記照明光学茶および Zまたほ前記投影光学系の光軸に対して対称な対をな す 2つの窓手段を含むもの。 . 請求項 3による露光装置において、 前記空間フィルタ手段が 2 n個 （ nは自 然数） の窓手段を有するもの。
    6 . 請求項 3による露光装置において、 前記空間フィルタ手段が、 前記微細バタ ーンのフーリエ変換パターンに基いて定められた複数の位置に前記窓手段を有 するもの。
    7 . 請求項 3による露光装置において、 前記照明光学系がフライアイレンズ等の ォブチカルインテグレータを備え、 前記空間フィルタ手段が前記ォブチカルイ ンテグレータの射出端近傍位置に配置されたもの。
    8 . 請求項 3による露光装置において、 前記空間フィルタ手段の前記窓手段を除 く部分が遮光部に形成されているもの。
    9 . 請求項 3による露光装置において、 前記空間フィルタ手段の前記窓手段を除 く部分が減光部に形成されているもの。
    10. 請求項 3による露光装置において、 前記空間フィルタ手段が前記照明光学系 中に配置され、 その各窓手段の位置は、 前記微細パターンから発生する ± 1次 回折光のいずれか一方と 0次回折光とが前記マスクの微細パターンに対する前 記投影光学系中のフ一リェ変換面において前記投影光学系の光軸からほぼ等距 離だけ離れて別々に通過するように定められているもの。 1. 請求項 4による露光装置において、 前記空間フィルタ手段が前記照明光学系 中に配置され、 前記対を構成する第 1 の窓手段およびそれに光軸対称な第 2の 窓手段の各位置は、 第 1の窓手段を通過して前記マスクへ至る照明光束の照射 によって前記微細パターンから発生する士 1次回折光のいずれか一方と 0次回 折光との二つの回折光束と、 第 2の窓手段を通過して前記マスクへ至る照明光 束の照射によって前記微細パターンから発生する ± 1次回折光のいずれか一方 と 0次回折光との二つの回折光束とが、 前記投影光学系のフーリェ変換面にお いて投影光学系の光軸からほぼ等距離で離れた別々の第 1 と第 2の光路を交互 に、 即ち、 第 1の窓手段からの照明光による ± 1次回折光のいずれか一方と第 2の窓手段からの照明光による 0次回折光との二つの回折光束が第 1の光路を 通過し、 第 2の窓手段からの照明光による ± 1次回折光のいずれか一方と第 1 の窓手段からの照明光による 0次回折光とのニづの回折光束が第 2の光路を通 過するように定められているもの。
    12. 請求項 3による露光装置において、 前記窓手段の前記光軸回りの角度位置お よび前記光軸からの間隔距離の少なくとも一方をマスクの微細パターンに対応 して調整またほ切換えのために変える駆動手段を更に備えたもの。
    13. 請求項 12による露光装置において、 前記空間フィルタ手段が少なくとも一対 の窓手段を有する遮光または減光板素子を含み、 前記駆動手段が、 前記板素子 を相対的に異なる位置に窓手段をもつ別の板素子と交換する機構を備えている もの。
    14. 請求項 12による露光装置において、 前記空間フィルタ手段が少なくとも一対 の任意の位置の限定領域を透明化および不透明化できる電気光学素子を含み、 前記駆動手段が、 この電気光学素子を前記限定領域の透明化および不透明化の ために駆動する電気回路手段を備えているもの。
    15. マスクに照明光を照射する照明光学系、
    この照明されたマスクの微細パターンの像を基板上に投影するための投影光 学系、 および
    前記マスクの前記微細パターンに対する前記照明光字系中のフ一リェ変換面 もしくほその近傍位置における前記照明光の強度分布を前記照明光学系の光軸 から離れた少なくとも 2つの個所で前記強度が極大となるように制限する光学 的制限手段、
    を備え、 前記各個所の各々の中心が前記マスクの微細パターンの微細度に従つ て選択された間隔だけ互いに離れている、 マスクの微細パターンを基板上に投 影するための露光装置。
    1 6. 請求項 15による露光装置において、 前記照明光学系が、 前記光学的制限手段 の前記 2個所からの照明光束を前記マスク上でほぼ対称的に傾ける光学要素を 含むもの。
    17. マスクを照明するための照明光を発生する照明手段、
    前記照明光を前記マスク上で傾けるための光学要素、 および
    前記マスクに対してほぼ垂直な光軸を有し、 傾けられた前記照明光によって マスクから生じる光により前記マスクの微細パターンの像を基板上に投影する 投影光学系、
    を備え、 前記照明光によって前記マスクの微細パターンから生じる土 1次回折 光のいずれか一方と 0次回折光とが前記マスクとほぼ垂直な線に関してほぼ対 称的な傾斜角で前記投影光学系に入射される、 マスクの微細パターンを基板上 に投影するための露光装置。
    18. 請求項 17による露光装置において、 前記照明光学系が、 前記光学的制限手段 の前記 2個所からの照明光束を前記マスク上でほぼ対称的に傾ける光学要素を 含むもの。
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