(57)【要約】【課題】補助パターン同士に重なりが生じうることを考慮して原版データを生成する。【解決手段】原版データ生成方法は、目標パターンが投影光学系の物体面に配置されたときに前記投影光学系の像面に形成される空中像に基づいて前記主パターンを決定するステップと、前記目標パターンまたは前記主パターンが前記物体面に配置されたときに前記像面に形成される空中像に基づいて前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンを決定するステップ（Ｓ５１、Ｓ５２、Ｓ５３、Ｓ５４）と、前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンが重なり合う場合に、前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンの一方を削除し、または、前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンの一方または双方を変形させるステップ（Ｓ５５）とを含む。【選択図】図１Ｂ
2010186166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原版のパターンを投影光学系によって基板に投影する露光装置において用いられる前記原版を製作するための原版データを生成する原版データ生成方法であって、
前記原版のパターンは、主パターンと、第１補助パターンと、第２補助パターンとを含み、前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンは、解像されないパターンであり、前記第１補助パターンを透過した光と前記主パターンを透過した光とは同位相であり、前記第２補助パターンを透過した光と前記主パターンを透過した光とは互いに１８０°の位相差を有し、
前記原版データ生成方法は、
目標パターンが前記投影光学系の物体面に配置されたときに前記投影光学系の像面に形成される空中像に基づいて前記主パターンを決定するステップと、
前記目標パターンまたは前記主パターンが前記物体面に配置されたときに前記像面に形成される空中像に基づいて前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンを決定するステップと、
前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンが重なり合う場合に、前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンの一方を削除し、または、前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンの一方または双方を変形させるステップと、
を含むことを特徴とする原版データ生成方法。
【請求項２】
前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンが重なり合う場合に前記第２補助パターンが削除される、
ことを特徴とする請求項１に記載の原版データ生成方法。
【請求項３】
前記第１補助パターンの配置可能領域が前記第２補助パターンの配置可能領域を包含するという配置ルールに従って前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンが配置される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の原版データ生成方法。
【請求項４】
前記主パターンが長辺および短辺を有する長方形のパターンである場合において、前記第２補助パターンは、前記長辺と交差する長方形の禁止領域には配置されない、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の原版データ生成方法。
【請求項５】
前記禁止領域は、前記目標パターンの密集度に応じて決定される、
ことを特徴とする請求項４に記載の原版データ生成方法。
【請求項６】
前記禁止領域は、前記原版を照明する照明条件に応じて決定される、
ことを特徴とする請求項４に記載の原版データ生成方法。
【請求項７】
原版を製作する原版製作方法であって、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の原版データ生成方法に従って原版データを生成するステップと、
前記原版データに従って原版を製作するステップと、
を含むことを特徴とする原版製作方法。
【請求項８】
原版のパターンを投影光学系によって基板に投影する露光装置において用いられる前記原版を製作するための原版データをコンピュータに生成させるための原版データ生成プログラムであって、
前記原版のパターンは、主パターンと、第１補助パターンと、第２補助パターンとを含み、前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンは、解像されないパターンであり、前記第１補助パターンを透過した光と前記主パターンを透過した光とは同位相であり、前記第２補助パターンを透過した光と前記主パターンを透過した光とは互いに１８０°の位相差を有し、
前記原版データ生成プログラムは、前記コンピュータに、
目標パターンが前記投影光学系の物体面に配置されたときに前記投影光学系の像面に形成される空中像に基づいて前記主パターンを決定するステップと、
前記目標パターンまたは前記主パターンが前記物体面に配置されたときに前記像面に形成される空中像に基づいて前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンを決定するステップと、
前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンが重なり合う場合に、前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンの一方を削除し、または、前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンの一方または双方を変形させるステップと、
を含む処理を実行させることを特徴とする原版データ生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原版データを生成する方法およびプログラム、ならびに、原版製作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスは、フォトリソグラフィー工程を繰り返すことによって製造されうる。フォトリソグラフィー工程は、回路パターンが形成された原版（マスクまたはレチクルとも呼ばれる）を露光光で照明し、投影光学系を介して該回路パターンを基板（例えば、ウエハ）に投影して該基板を露光する露光工程を含む。近年、半導体デバイスの微細化が進み、露光光の波長よりも小さい寸法を有するパターンの形成が求められている。しかしながら、このような微細なパターンの形成においては、光の回折の影響が顕著に現れて原版のパターンの輪郭がそのまま基板に形成されず、パターンの角部が丸くなったり、長さが短くなったり、形状精度が大幅に劣化したりしうる。そこで、この劣化が小さくなるように、原版のパターンの形状を補正することがなされている。このような補正は、光近接効果補正（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ；以下「ＯＰＣ」という）と呼ばれている。従来のＯＰＣでは、原版のパターンの一図形ごとに、その形状や周囲のパターンの影響が考慮されて、ルールベースや光シミュレーションを用いたモデルベースで補正がなされる。光シミュレーションを用いたモデルベースでは、目標パターンが得られるまで原版のパターンの変形が繰り返される。この変形の進め方として様々な方法が提案されている。例えば、光学像が部分的に膨らんでいたらその分を細らせ、また細っていたらその分太らせ、その状態で光学像を再計算して形成されるパターンを次第に目標パターンに近づける方法（いわゆる逐次改善法）などがある。また、遺伝的アルゴリズムを用いる方法も提案されている。また、解像しない大きさの補助パターンを挿入する方法もよく用いられている。
【０００３】
特許文献１、特許文献２では、どのように補助パターンを挿入すべきかを数値計算で決定する方法が開示されている。この技術によれば、インターフェレンスマップ（以下では干渉マップと呼ぶ）を数値計算で求め、これに基づいて原版上で互いに干渉するところと干渉を打ち消しあうところを決定する。干渉マップで干渉する箇所には、主パターンの開口部を透過した露光光の位相と、補助パターンを透過した露光光の位相が等しくなるような補助パターンが挿入される。干渉マップで干渉を打ち消しあう箇所には、主パターンとしてのコンタクトホールパターンの開口部を透過した露光光の位相と、補助パターンを透過した露光光の位相との差が１８０度になるような補助パターンが挿入される。その結果、主パターンと補助パターンとが強く干渉し合い、結果として目標パターンに近いパターンを基板に形成することができる。原版面と基板面とは結像の関係にあるので、干渉マップは、像面における振幅を求めているとみなすこともできる。
【０００４】
特許文献３においても、数値的に補助パターンの情報を得る方法が開示されている。半導体露光装置におけるマスクパターンとウエハパターンの関係は、部分コヒーレント結像の関係にある。部分コヒーレント結像では、有効光源の情報からマスク面での可干渉性を求め、マスクのスペクトル分布（回折光分布）とからフーリエ積分し、空中像を求めることができる。ここで、可干渉性とは、マスク面上の距離に応じた干渉の度合いである。また、有効光源とは、マスクがないときに、投影光学系の瞳に形成される光強度分布である。
【０００５】
有効光源の可干渉性は、相互透過係数（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｒｏｓｓ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；  ＴＣＣ）を用いて考慮することができる。ＴＣＣは投影光学系の瞳面で定義され、有効光源、投影光学系の瞳関数、そして、投影光学系の瞳関数の複素共役の重なり部分である。
【０００６】
特許文献３に開示された方法は、瞳の位置を固定しＴＣＣ関数を二次元的に表して空中像を求め、その空中像に基づいて解像パターン以外のピーク位置付近に補助パターンを配置する方法である。
【０００７】
特許文献２に記載された方法では、例えば、コンタクトホールパターンにおいて、コンタクトホールをディラックのデルタ関数に置き換え、デルタ関数と点像分布関数との畳み込みをとることによって干渉マップが生成される。そして、干渉マップが正の値を取る領域に１００％透過の位相シフト０°の補助パターンが配置され、負の値を取る領域に１００％透過の位相シフト１８０°の補助パターンが配置される。
【０００８】
特許文献３に記載された方法では、コンタクトホールをゼロでない大きさのパターンとし、ＴＣＣ関数から空中像が求められる。そして、空中像が正の値を取る領域に１００％透過の位相シフト０°の補助パターンが配置され、負の値を取る領域に１００％透過の位相シフト１８０°の補助パターンが配置される。
【０００９】
しかし、いずれの文献においても、位相シフト０°の補助パターンと位相シフト１８０°の補助パターンとが部分的に重なりうることや、そのような重なりが生じた場合にどのような処理をするかについて考慮されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２２１５９４号公報
【特許文献２】特開２００５−１８３９８１号公報
【特許文献３】特開２００８−４０４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の背景に鑑みてなされたものであり、例えば、補助パターン同士に重なりが生じうることを考慮して原版データを生成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の側面は、原版のパターンを投影光学系によって基板に投影する露光装置において用いられる前記原版を製作するための原版データを生成する原版データ生成方法に係り、前記原版のパターンは、主パターンと、第１補助パターンと、第２補助パターンとを含み、前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンは、解像されないパターンであり、前記第１補助パターンを透過した光と前記主パターンを透過した光とは同位相であり、前記第２補助パターンを透過した光と前記主パターンを透過した光とは互いに１８０°の位相差を有し、前記原版データ生成方法は、目標パターンが前記投影光学系の物体面に配置されたときに前記投影光学系の像面に形成される空中像に基づいて前記主パターンを決定するステップと、前記目標パターンまたは前記主パターンが前記物体面に配置されたときに前記像面に形成される空中像に基づいて前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンを決定するステップと、前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンが重なり合う場合に、前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンの一方を削除し、または、前記第１補助パターンおよび前記第２補助パターンの一方または双方を変形させるステップとを含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、例えば、補助パターン同士に重なりが生じうることを考慮して原版データが生成される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】原版データ生成プログラムに従って情報処理装置によって実行される本発明の好適な実施形態の原版データ生成処理の流れを概略的に示す図である。
【図１Ｂ】図１のステップＳ５０における補助パターンの設定処理をより具体化した処理の流れを示す図である。
【図２】補助パターンの配置を例示する図である。
【図３】補助パターンの重なり回避処理を例示する図である。
【図４】補助パターンの配置ルールを例示する図である。
【図５】目標パターンおよび有効光源を例示する図である。
【図６】近似空中像を例示する図である。
【図７】パターンを例示する図である。
【図８】二次元断面像を例示する図である。
【図９】原版パターンを例示する図である。
【図１０】厳密計算によって得られた二次元像を例示する図である。
【図１１】評価結果を例示する図である。
【図１２】露光装置の構成例を示す図である。
【図１３】近似空中像を例示する図である。
【図１４】原版パターンを例示する図である。
【図１５】厳密計算によって得られた二次元像を例示する図である。
【図１６】評価結果を例示する図である。
【図１７】目標パターンを例示する図である。
【図１８】近似空中像を例示する図である。
【図１９】原版パターンを例示する図である。
【図２０】厳密計算によって得られた二次元像を例示する図である。
【図２１】評価結果を例示する図である。
【図２２】目標パターンを例示する図である。
【図２３】近似空中像を例示する図である。
【図２４】原版パターンを例示する図である。
【図２５】厳密計算によって得られた二次元像を例示する図である。
【図２６】評価結果を例示する図である。
【図２７】目標パターンを例示する図である。
【図２８】近似空中像を例示する図である。
【図２９】原版パターンを例示する図である。
【図３０】厳密計算によって得られた二次元像を例示する図である。
【図３１】評価結果を例示する図である。
【図３２】目標パターンを例示する図である。
【図３３】近似空中像を例示する図である。
【図３４】原版パターンを例示する図である。
【図３５】厳密計算によって得られた二次元像を例示する図である。
【図３６】評価結果を例示する図である。
【図３７】本発明の好適な実施形態の原版データ生成方法を実行する処理装置（コンピュータ）の構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、例えば、ＩＣ、ＬＳＩ、ＣＣＤ等の半導体デバイス、液晶パネル等の表示デバイス、磁気ヘッド等の磁気デバイス、マイクロメカニクスといった各種デバイスの製造において使用される原版を製作するための原版データを生成するために好適である。ここで、マイクロメカニクスは、半導体デバイスの製造技術を微細構造体の製作に応用し、高度な機能を持ったミクロン単位の機械システムやそれを作る技術をいう。本発明は、例えば、投影光学系の最終面と基板の表面とを液体に浸漬し、投影光学系および液体を介して感光剤に潜像を形成する液浸露光にも有用である。あるいは、本発明は、ｋ１ファクターを小さくする方法において好適である。
【００１６】
本明細書で開示する概念は、数学的にモデル化することができる。そのため、コンピュータ・システムのソフトウェア機能として実装可能である。ここで、コンピュータ・システムのソフトウェア機能は、実行可能なコードを含んだプログラミングを含み、原版パターンを決定し、原版データを生成することができる。ソフトウェア・コードは、汎用コンピュータで実行可能である。ソフトウェア・コードの実行中に、コード、もしくは、関連データの記録は、汎用コンピュータ・プラットフォーム内に格納される。しかし、その他の場合、ソフトウェアは他の場所に格納されるか、もしくは、適切な汎用コンピュータ・システムにロードされることもある。したがって、ソフトウェア・コードは、１つまたは複数のモジュールとして、少なくとも１つの機械可読媒体で保持可能である。以下に述べる発明は、上述のコードという形式で記述され、１つまたは複数のソフトウェア製品として機能させることができる。ソフトウェア・コードは、コンピュータ・システムのプロセッサにより実行される。
【００１７】
図３７は、本発明の好適な実施形態の原版データ生成方法を実行する情報処理装置（コンピュータ）１の構成を示す概略ブロック図である。情報処理装置１は、例えば、汎用のコンピュータで構成され、図３７に示すように、バス配線１０と、制御部２０と、表示部３０と、記憶部４０と、入力部５０と、媒体インターフェース６０とを有する。バス配線１０は、制御部２０、表示部３０、記憶部４０、入力部５０および媒体インターフェース６０を相互に接続する。制御部２０は、ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＤＳＰ又はマイコンで構成され、一次記憶のためのキャッシュメモリなどを含む。制御部２０は、入力部５０を介してユーザから入力される原版データ生成プログラム４１１の起動命令に基づいて、記憶部４０に記憶された原版データ生成プログラム４１１を実行する。表示部３０は、例えば、液晶ディスプレイなどの表示デバイスを含みうる。表示部３０は、例えば、原版データ生成プログラム４１１の実行に関連する情報（例えば、空中像４０３、原版データ４０４、有効光源データ４０５など）を表示する。記憶部４０は、例えば、半導体メモリおよびハードディスクを含みうる。記憶部４０は、媒体インターフェース６０に接続された記憶媒体７０から提供される原版データ生成プログラム４１１を記憶する。記憶部４０には、更に、目標パターンデータ４０１、変形パターンデータ４０２、空中像４０３、原版データ４０４、有効光源データ４０５、ＮＡ情報４０６、λ情報４０７、収差情報４０８、偏光情報４０９、レジスト情報４１０が記憶されうる。
【００１８】
目標パターンデータ４０１は、集積回路などの設計においてレイアウト設計されたパターン（レイアウトパターン、もしくは、目標パターンと呼ばれうる）のデータである。目標パターンデータ４０１は、原版パターンを決定するための入力情報である。変形パターンデータ４０２は、目標パターンを形成することができるように目標パターンを変形することによって得られた主パターンを含むデータである。また、変形パターンデータ４０２は、補助パターンを含みうる。変形パターンデータ４０２は、原版データ生成プログラム４１１を実行することで生成される。主パターンは、目標パターンそのものである場合もありうるが、典型的には、原版データ生成プログラム４１１の実行により生成されるパターン、即ち変形された目標パターンでありうる。主パターンと、補助パターンとの違いは、パターンとして解像されるか否かであり、それ自身が解像されるものを主パターンと呼び、それ自身が解像されないものを補助パターンと呼ぶ。原版データ４０４は、原版プレートにＣｒ等のパターンを描画するためのデータである。原版データ４０４は、原版データ生成プログラム４１１を実行して得られる最終的なパターンデータであり、主パターンおよび補助パターンのデータを含む。なお、目標パターンデータ４０１、変形パターンデータ４０２および原版データ４０４は、主パターンおよび補助パターンの位置、大きさ、形状、透過率、位相情報などを含みうる。また、目標パターンデータ４０１、変形パターンデータ４０２および原版データ４０４は、主パターンおよび補助パターンの存在しない領域（背景）の透過率や位相情報なども含む。
【００１９】
空中像４０３は、基板の表面において、光の干渉によって形成される空中像（３次元的な光強度分布）である。空中像４０３は、基板の表面における主要な回折光間の干渉によって形成される近似的な空中像でありうる。パターン変形において、厳密な空中像を計算しないで近似的な空中像を用いる方法には、計算時間の圧倒的な短縮のほか、パターンの干渉性が強調されて近接効果の様子が分かり易いという利点がある。近似的な空中像の計算方法については、特許文献２に開示されている。或いは、特許文献１に記載された干渉マップ（ＩＭＬ）を次のように変形して用いることによって近似的な空中像を計算することもできる。ＴＣＣを特異値分解し、第ｉ番目の固有値をλｉ、第ｉ番目の固有関数をΦｉ（ｆ、ｇ）とする。ただし、（ｆ、ｇ）は瞳面の座標である。特許文献１によれば、干渉マップｅ（ｘ，ｙ）は、複数の固有関数の足し合わせであるとしている。すなわち、干渉マップｅ（ｘ，ｙ）は、（１）式で与えられる。
【００２０】
【数１】
2010186166.tif 000003
・・・（１）式
【００２１】
ただし、ＦＴはフーリエ変換を表す。また、通常、Ｎ’は１である。さらに、特許文献１では、マスクパターン（目標パターン）を点や線に置き換えて、干渉マップとコンボリューションをとることでマスク全体の干渉マップを導出していた。すなわち、ｅ（ｘ，ｙ）は単純な干渉性を示しており、e（ｘ，ｙ）と点や線に置き換えたマスクとをコンボリューションすれば、マスク全体の干渉マップを得ることができる。しかし、従来のＩＭＬ技術ではパターン形状が考慮されていない。そこで、パターン形状を考慮した干渉マップｅ’（ｘ，ｙ）を考える。
【００２２】
以下では、パターン形状を考慮した干渉マップの導出方法について説明する。ＴＣＣを特異値分解し、第ｉ番目の固有値をλｉ、第ｉ番目の固有関数をΦｉ（ｆ、ｇ）とする。更に、ａ（ｆ，ｇ）をマスク関数の回折光分布（マスク関数のフーリエ変換）とする。マスクパターン（目標パターン）を考慮した干渉マップｅ’（ｘ，ｙ）を導出するには、（２）式に従って計算すればよい。
【００２３】
【数２】
2010186166.tif 000004
・・・（２）式
【００２４】
（２）式を用いれば、マスクパターン（目標パターン）を考慮した干渉マップｅ’（ｘ，ｙ）を得ることができる。有効光源データ４０５は、露光装置の投影光学系の瞳面に形成される光の強度分布に関するデータである。ＮＡ情報４０６は、露光装置の像側開口数（ＮＡ）に関する情報である。λ情報４０７は、露光装置の露光光の波長λに関する情報である。収差情報４０８は、露光装置の投影光学系の収差に関する情報である。露光装置の投影光学系に複屈折がある場合、複屈折に応じて位相ずれが生じるが、この位相ずれも収差の一種として考えることができる。偏光情報４０９は、露光装置の照明装置によって形成される照明光の偏光状態に関する情報である。レジスト情報４１０は、基板に塗布されるレジストに関する情報である。
【００２５】
原版データ生成プログラム４１１は、情報処理装置（コンピュータ）１に原版データ生成方法を実行させて、与えられた目標パターンデータ４０１に基づいて原版データ４０４を生成するためのプログラムである。入力部５０は、例えば、キーボードやマウスなどを含む。ユーザは、入力部５０を介して、原版データ生成プログラム４１１に対する入力情報などを入力することが可能である。媒体インターフェース６０は、例えば、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＵＳＢインターフェースなどを含み、記憶媒体７０と接続可能に構成される。なお、記憶媒体７０は、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリなどであり、原版データ生成プログラム４１１のほか、情報処理装置１が実行するその他のプログラムを情報処理装置１に提供するために使用されうる。
【００２６】
図１Ａは、原版データ生成プログラム４１１に従って情報処理装置１によって実行される本発明の好適な実施形態の原版データ生成処理の流れを概略的に示す図である。原版データ生成処理における入力情報は、例えば、目標パターンデータ４０１、有効光源データ４０５、ＮＡ情報４０６、λ情報４０７、収差情報４０８、偏光情報４０９、レジスト情報４１０等を含む。原版データ生成処理における出力情報は、原版データ４０４を含む。ステップＳ１０では、入力情報に基づいて空中像（好ましくは、前述の方法に従って近似空中像）が計算される。ここで、最初に実行されるステップＳ１０では、目標パターンデータ４０１に従う目標パターンが露光装置の投影光学系の物体面に配置された場合における空中像が計算される。一方、ステップＳ４０においてパターンが変形された後は、変形されたパターンが露光装置の投影光学系の物体面に配置された場合における空中像が計算される。ステップＳ２０では、ステップＳ１０で計算された空中像を基準スライス値（Ｉｏ）でスライスして該空中像の断面である二次元像が計算される。この二次元像は、光透過パターンの場合には、空中像からその強度値が基準スライス値以上である部分を抽出することによって得られる。
【００２７】
ステップＳ３０では、目標パターンデータ４０１によって与えられる目標パターンとステップＳ２０で得られた二次元像とを比較し、該二次元像が許容範囲であるか否かが評価される。評価パラメータとしては、例えば、線幅、パターン寸法を挙げることができる。さらには、ＮＩＬＳ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｉｍａｇｅ  Ｌｏｇ  Ｓｌｏｐｅ）や強度ピーク値が考慮されてもよい。得られた二次元像が許容範囲であれば処理がステップＳ５０に進められる。ここで、空中像および二次元像を計算するために最終的に使われたパターンが主パターンとされる。一方、許容範囲でなければ処理がステップＳ４０に進められる。ステップＳ４０では、二次元像の計算のために使われたパターン（最初は、目標パターンデータ４０１によって与えられた目標パターン）が変形されて、処理がステップＳ１０に戻される。以上のようにして、ステップＳ１０、Ｓ２０、Ｓ４０が繰り返されることによって、目標パターンを初期パターンとして主パターンが決定される。ステップＳ５０では、補助パターンが決定される。補助パターンの位置は、例えば、目標パターンまたは最終的に得られた主パターンが投影光学系の物体面に配置されたときに該投影光学系の像面に形成される空中像に基づいて決定することができる。該空中像としては、ステップＳ１０で計算されたものが使用されてもよい。補助パターンは、例えば、空中像の値が基準スライス値（Ｉｏ）を超えず、かつ、解像パターンと重ならない位置に所定の大きさを持って配置されうる。或いは、補助パターンは、空中像の値が基準スライス値（Ｉｏ）を超えず、かつ主パターンと重ならず、かつ、空中像が極値をもつ位置に、当該極値に応じた大きさを持って配置されうる。図示されていないが、主パターンと補助パターンとを統合して原版パターンが決定され、これを示す原版データ４０４が生成される。
【００２８】
本発明の１つの側面は、原版製作方法に係り、その１つの実施形態は、以上のような原版データ生成処理によって原版データを生成するステップと、該原版データに従って原版を製作するステップとを含む。原版は、典型的には、原版データに従って、原版用の基板に対して原版パターンを電子ビーム描画装置等によって描画することによって製作されうる。
【００２９】
図１Ｂは、図１のステップＳ５０における補助パターンの設定処理をより具体化した処理の流れを示す図である。ステップＳ５１では、ステップＳ１０で得られた空中像に基づいて、主パターンに対する位相差が０°の補助パターンが決定される。ここで、主パターンに対する位相差が０°の補助パターンとは、当該補助パターンを透過した光と主パターンを透過した光とが同位相となる補助パターンを意味し、特許請求の範囲に記載された第１補助パターンに対応する。ステップＳ５２では、ステップＳ５１で決定された補助パターンのうち主パターンと重なる補助パターンが除去または変形される。ここで、補助パターンは、ステップＳ５１で決定される補助パターンは、例えば予め定められた大きさ又は空中像の極値に応じた大きさを有しうるので、その代表位置が主パターンと重ならないように配置されたとしても、部分的に主パターンと重なり合う場合がある。ステップＳ５３では、ステップＳ１０で得られた空中像に基づいて、主パターンに対する位相差が１８０°の補助パターンが決定される。ここで、主パターンに対する位相差が１８０°の補助パターンとは、当該補助パターンを透過した光と主パターンを透過した光とが１８０°の位相差を生じる補助パターンを意味し、特許請求の範囲に記載された第２補助パターンに対応する。ステップＳ５４では、ステップＳ５３で決定された補助パターンのうち主パターンと重なる補助パターンが除去または変形される。ステップＳ５５では、主パターンに対する位相差が０°の補助パターンおよび位相差１８０°の補助パターンのうち相互に重なり合う補助パターンの一方または双方が変形され、または、一方が削除される。ステップＳ５６では、目標パターンに基づいて決定される特定の領域内に存在する補助パターンが除去される。上記の処理において、位相差が０°の補助パターンの処理と位相差が１８０°の補助パターンの処理との順序を入れ替えもよい。以上のようにして最終的に得られた原版パターン（原版データ）に基づいて、それが投影光学系の物体面に配置されたときの該投影光学系の像面に形成される空中像または二次元像を再計算し、それが評価されうる。この際に、計算にようする時間は重要ではないので、空中像は、厳密に計算されることが好ましい。
【００３０】
図２は、補助パターンの配置を例示する図である。原版上に所定間隔の格子を想定し、その格子上を直交する２方向のそれぞれについて走査し、ステップＳ１０で計算した近似空中像が局所的に最大値を取る位置を全て抽出する。そして、抽出された位置のうち該近似空中像が第１閾値を超える領域内の位置に主パターンに対する位相差が０°の補助パターンを配置する。また、同様に、二次元像を前記２方向のそれぞれに走査し、ステップＳ１０で計算した近似空中像が最小値を取る位置を全て抽出する。そして、抽出された位置のうち該近似空中像が第２閾値を超えない領域内の位置に主パターンに対する位相差が１８０°の補助パターンを配置する。ここで、主パターンに対する位相差が０°の補助パターンと１８０°の補助パターンの相対的な位置関係には制約はなく、例えば、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように補助パターンが配置されうる。主パターンに重なる補助パターンは、ステップＳ５２、Ｓ５４で変形または削除される。第１閾値と第２閾値とは同一の値でもよいし、異なる値でもよい。補助パターンは、解像しない大きさを有し、全てがほぼ同じ大きさを有することが好ましい。多数の補助パターンを近接させて配置した結果として、図２（Ｃ）に示すような連続した補助パターンとなり、単一の補助パターンとみなせる場合もある。しかし、原版の設計の段階では、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、より小さな要素パターンを各々独立に配置することが好ましい。このような方法は、スキャタリングバーのように主パターンと同等の大きさを有するライン状のパターンを一度に配置する方法とは区別される。原版パターンの輪郭が滑らかな直線状であるか不均一な非直線形状になっているかで、いずれの方法に従って生成された原版パターンであるかを区別することができる。
【００３１】
以下、ステップＳ５５における処理、即ち、主パターンに対する位相差が０°の補助パターン（第１補助パターン）および位相差が１８０°の補助パターン（第２補助パターン）とが相互に重なり合う場合における処理（以下、重なり回避処理）を具体的に説明する。図３において、白の矩形および多角形は、主パターンに対する位相差が０°の補助パターンを示し、黒の矩形および多角形は、主パターンに対する位相差１８０°の補助パターンを示す。白および黒の丸は、補助パターンの位置を示す。（ａ）〜（ｈ）は、重なり回避処理を例示的に示している。（ａ）は、相互に重なり合うる位相差が０°の補助パターンと位相差が１８０°の補助パターンのうちの一方を削除する処理を例示的に示している。ここで、位相差が０°の補助パターンおよび位相差が１８０°の補助パターンのうち位相差が１８０°の補助パターンが削除されることが望ましい。（ｂ）は、相互に重なり合う位相差が０°の補助パターンおよび位相差が１８０°の補助パターンのうち位相差が１８０°の補助パターンにおける重なり部分を削除する処理を例示的に示している。（ｃ）は、相互に重なり合う位相差が０°の補助パターンおよび位相差が１８０°の補助パターンのうち位相差が０°の補助パターンにおける重なり部分を削除する処理を例示的に示している。（ｄ）は、相互に重なり合う位相差が０°の補助パターンおよび位相差が１８０°の補助パターンの重なり部分に境界線を定義して、該重なり部分を該境界線によって位相差が０°の補助パターンと位相差が１８０°の補助パターンとに分割する処理を例示している。（ｅ）は、相互に重なり合う位相差が０°の補助パターンおよび位相差が１８０°の補助パターンの一方又は双方を重なりがなくなるまで平行移動する処理を例示している。（ｆ）は、相互に重なり合う位相差が０°の補助パターンおよび位相差が１８０°の補助パターンの一方の幅を重なりがなくなるまで縮小する処理を例示している。（ｇ）は、相互に重なり合う位相差が０°の補助パターンおよび位相差が１８０°の補助パターンの双方の幅を重なりがなくなるまで縮小する処理を例示している。（ｈ）は、相互に重なり合う位相差が０°の補助パターンおよび位相差が１８０°の補助パターンの一方又は双方の短辺および長辺を重なりがなくなるまで縮小する処理を例示している。３つ以上の補助パターンが重なり合う場合には、例えば、重なりを持つ任意の２つの補助パターンを順に選び、それらに対して上記のような変形または削除を実行し、これを重なりがなくなるまで繰り返せばよい。
【００３２】
補助パターンの配置を許す領域および／または禁止する領域を配置ルールとして定義しても良い。図４（Ａ）に示す配置ルールでは、目標パターンの長辺方向もしくは短辺方向、または両方向において、主パターンに対する位相差が０°の補助パターンの配置可能領域が、主パターンに対する位相差が１８０°の補助パターンの配置可能領域を包含している。このような配置ルールは、像特性の向上に有効である。図４（Ｂ）に示す配置ルールでは、点線で示される禁止領域において主パターンに対する位相差が１８０°の補助パターンを配置することが禁止されている。このような配置ルールも像特性の向上に好ましく、図１ＢのステップＳ５６に示す処理に対応する。禁止領域は、例えば、目標パターンの中心を含み、かつ目標パターンの長辺と交差する長方形であり、目標パターンが正方形以外の長方形の場合は長辺と短辺の長さから決めることができる。一方、目標パターンが正方形である場合または正方形に近い場合などは、禁止領域が設けるべきではない場合もある。禁止領域は、目標パターンの密集度に応じて決定されてもよい。この場合、例えば、密集度と禁止領域との関係を示すテーブルを準備しておき、密集度に応じた禁止領域を選択して使用することができる。或いは、禁止領域は、照明条件（原版を照明する条件）に応じて決定されてもよい。この場合、例えば、照明条件と禁止領域との関係を示すテーブルを準備しておき、照明条件に応じた禁止領域を選択して使用することができる。
【００３３】
ここで、明細書中で使用されている用語について説明する。露光装置１００（図１２参照）で使用される露光光の波長をλとし、投影光学系１４０の像側開口数をＮＡとする。照明光学系１２０から原版１３０（投影光学系１４０の物体面）に入射する光束がなす開口数と投影光学系１４０の物体側開口数との比をσとする。露光装置では様々なＮＡとλを取りうるため、パターンサイズを（λ／ＮＡ）で規格化すると便利である。例えば、λが１９３ｎｍでＮＡが０．９３のとき、６５ｎｍは上述の規格化で０．３１となる。このような規格化をこの明細書ではｋ１換算と呼ぶことにする。原版面上におけるパターンの大きさと基板面上におけるパターンの大きさとは、投影光学系の倍率分だけ異なるが、以下では、説明の簡単化のために、投影光学系の倍率を１：１として考える。原版面における座標系と基板面における座標系は１：１で対応する。以下に、いくつかの実施例を挙げる。
【００３４】
［実施例１］
露光装置は、その投影光学系のＮＡが０．９３であり、露光光の波長が１９３ｎｍとした。投影光学系は無収差で、露光光（原版を照明する光）は無偏光とした。さらに、レジストは考慮しなかった。目標パターンは、図５（Ａ）のような光透過型孤立ラインパターンで、線幅が６５ｎｍ、長さが１３００ｎｍであるものとした。図５Ａ（Ａ）に示すラインパターンにおいて、長方形内部の透過率は１とし、背景の透過率は０とし、目標パターンの位相はすべて０°とした。これは、以後のすべての実施例で同じである。長方形の重心を原点とし、短辺に沿った方向にｘ軸、長辺に沿った方向にｙ軸を定義する。また、有効光源（照明光学系の瞳に形成される光強度分布）は、図５（Ｂ）のような四重極照明とした。図５（Ｂ）において、白線の円はσ＝１を表し、白抜き部は光照射部であり、光照射部が４箇所ある。以下、これに特に言及しない限り、図５（Ｂ）に示される有効光源を用いることとする。
【００３５】
目標パターンを投影光学系の物体面に配置したときに像面に形成される近似空中像を上記条件に従って計算し、図６（Ａ）のような結果が得られた。図６（Ａ）では、目標パターンが黒線で重ね書きされている。この初期の近似空中像は、目標パターンと比較して、長辺方向に余裕がないことがわかる。後述する方法で主パターンを変形した後の近似空中像を求めると、図６（Ｂ）のような結果が得られた。図６（Ｂ）では、重ね書きされた目標パターンの内部の強度分布がほぼ一様になっており、長辺方向の短縮が改善されている。図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、図６（Ａ）、図６（Ｂ）のような近似空中像を基準スライス値（Ｉｏ）と０．８Ｉｏと１．２Ｉｏで切った二次元断面像である。図８（Ａ）、図８（Ｂ）において、目標パターンが直線で重ね書きされている。図８（Ａ）、図８（Ｂ）より、基準スライス断面像の形状変化を評価したり、等高線の粗密さから傾斜の度合いやＬｏｇ−ｓｌｏｐｅを評価したりすることができる。なお、以下では、基準スライス値（Ｉｏ）は、閾値とも表現される。
【００３６】
主パターンの変形は、例えば、次のような手順で実施することができる。図７（Ａ）のように目標パターンまたは変形中のパターン（初期値は目標パターンと同じ）を複数の要素に分割し、二次元断面像も同じ分割数で分割する。同一位置における目標パターンの要素と二次元断面像の要素とを比較し、差分に基づいて変形中のパターンを補正する。ここで、目標パターンは変形させない。一方、変形中のパターンは、不要な要素が除去されたり、新しい要素が追加されたり、要素が変形されたりしうる。このようにして、図７（Ｂ）に示すような変形されたパターンが得られた。変形後のパターンを新たなパターンとして、これを投影光学系の物体面に配置したときに像面に形成される近似空中像および二次元断面像を求め、同様な処理を差分が所定値以下になるまで繰り返す。
【００３７】
以上のような処理によって得られた図６（Ｂ）のような近似空中像において目標パターンと重ならない部分のピーク位置を求める。透過パターンに対しては、閾値以上で極大値を取る位置を求め、その位置に、１辺が４０ｎｍの正方形で位相が０°の補助パターンを配置した。この近似空中像は、負の値をとらないので、特許文献２、３の方法では位相が反転した補助パターンをおくことができない。そこで、代替的な手段として、閾値未満で極小値を取る位置を求め、その位置に、１辺が４０ｎｍの正方形で位相が１８０°の補助パターンを配置した。ラインパターンに対しては、少なくともライン長手方向に直交する方向とライン長手方向の２方向の走査による探索を行えばよい。また補助パターンの大きさは解像せず、かつ特性向上に最適な大きさとするべきである。本実施例では、像性能を最も向上させる大きさとして４０ｎｍを選択した。補助パターンをおく位置は、ピーク位置付近の重心位置に置き換えてもよい。このようにして求められた位相０°と位相１８０°の補助パターンと形状が変形された主パターンとを合成した原版パターンを図９（Ａ）〜（Ｃ）に示す。ここで、細線は位相０°、太線は位相１８０°のパターンを表している。他の図における原版パターンの記載方法も図９（Ａ）〜（Ｃ）の記載方法に従っている。
【００３８】
変形後のパターン（即ち、主パターン）と全ての補助パターンと重ね合わせた原版パターンは、図９（Ｃ）のようになる。図９（Ｃ）に示す原版パターンにおいて、位相１８０°の補助パターンの効果を１個１個確認し、効果のないものや悪影響を与えるものを除去した。補助パターンの効果を確認するために、調べたい位相１８０°の補助パターンと、全ての位相０°の補助パターンと、主パターンとを合成したパターンを原版パターンとして近似空中像を計算した。像性能の評価の基準として、ＮＩＬＳ、コントラスト、強度ピーク、ＣＤなど一般的な評価量を用いることが可能である。これらのいずれかの評価量が悪化するか改善するかを調べて、位相１８０°の補助パターンの効果を確認した。そして、変形後のパターン（即ち、主パターン）と、悪影響を与える位相１８０°の補助パターンをライン長手方向に直交する方向に探索して除去した残りとを合成すると、図９（Ａ）のようになる。更に、ライン長手方向に直交する方向にも同様に探索を行い、像性能を改善する効果のある位相１８０°の補助パターン以外を除去する、図９Ｂのようになる。このパターンを原版パターンとして像面に形成される像が所望の像になっているかをシミュレーションによって確認した。
【００３９】
原版パターンあるいは原版データを最終的に評価する場合、近似空中像ではなく、厳密計算によって求められた空中像を用いて評価する。図１０は、厳密計算によって得られた二次元像である。このようにして原版パターンから厳密空中像を計算し像性能を評価した結果を図１１に示す。ラインパターンにおいては、ライン長さの短縮が大きな問題である。ベストフォーカスでは、短縮分を見込んでライン長さを拡大することで補正できる。しかし、一般にデフォーカスしていくとさらに短縮するので、ライン長さがフォーカスにより変化しないことが望ましい。また、ライン先端のコントラストがよいことが望ましい。ライン先端のコントラストはＮＩＬＳ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｉｍａｇｅ  Ｌｏｇ−ｓｌｏｐｅ）で評価する。図１１（Ａ）にラインの終端から２０ｎｍ内側の位置における線幅を、図１１（Ｂ）に中心ライン終端の長手方向のＮＩＬＳを示す。図９中の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のタイプの中では、（Ｂ）のタイプが焦点深度およびＮＩＬＳのバランスが最も良好であることがわかる。つまり、目標パターンに対する位相差が１８０°の補助パターンを配置する範囲を、ｘ方向またはｙ方向または両方向において制約することで、より像性能が向上する。すなわち、目標パターンと位相が反転する補助パターンを配置することによって、像性能が向上することが確認された。また、位相１８０°の補助パターンが目標パターンに及ぼす影響を調べた結果、位相１８０°の補助パターンの配置範囲に好適な部分と、逆に悪影響を与える部分とがあることがわかった。
【００４０】
［実施例２］
ＥＡＰＳＭ（ｅｍｂｅｄｄｅｄ  ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ  ｐｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔ  ｍａｓｋ）と呼ばれる組込・減衰型の位相シフトマスクに対して実施例１を応用した場合について以下に示す。実施例１の原版の光遮光部を一般にハーフトーン膜と呼ばれるわずかな透過率をもつ膜（たとえばモリブデンシリサイドなど）に置き換えたものがＥＡＰＳＭに相当する。露光条件および目標パターンを実施例１と同じとし、背景透過率を６％として近似空中像を求めると図１３のようになる。この近似空中像から実施例１と同様の方法で目標パターンの変形と一辺４０ｎｍの補助パターンの配置を行った結果の原版パターンを図１４（Ｂ）に示す。また、図１４（Ａ）に、実施例１と同様に短軸方向に平行移動して目標パターンと重なる位相１８０°の補助パターンだけを削除した結果を示す。図１５に、図１４（Ｂ）の原版パターンからの厳密計算によって得られた二次元像を示し、図１６（Ａ）にラインの終端から２０ｎｍ内側の位置における線幅、図１６（Ｂ）にライン終端の長手方向のＮＩＬＳを示す。ＥＡＰＳＭにおいても位相１８０°の補助パターンによりコントラストおよび焦点深度が向上することがわかる。加えて、目標パターンをその短軸方向に平行移動して重なる位置にある位相１８０°の補助パターンだけを削除することにより過剰な補正が低減し、ＣＤがより均一になることがわかる。
【００４１】
［実施例３］
露光条件を実施例１と同じとし、目標パターンは図１７に示すような光透過型の３本のラインパターンで、線幅が６５ｎｍ、長さが１３００ｎｍ、短軸方向の間隔が１３０ｎｍとする。これに対し実施例１に記載の条件から近似空中像を求めると図１８（Ａ）のようになる。また、ライン間の短軸方向の間隔を６５ｎｍに変えた場合の同様の近似空中像を求めると図１８（Ｂ）のようになる。パターン密集度により近似空中像が変化し、その結果として補助パターンの配置も変化することがわかる。前述の間隔が１３０ｎｍの場合に戻り、実施例１と同様の方法で目標パターンの変形と一辺４０ｎｍの補助パターンの配置を行った結果の原版パターンを図１９（Ｂ）に示す。このとき、位相１８０°の補助パターンは中心ラインの両側１列だけに限定している。また、図１９（Ａ）に、実施例１と同様に目標パターンの短軸方向に平行移動して目標パターンと重なる位置にある位相１８０°の補助パターンだけを削除した結果を示す。図２０に、図１９（Ｂ）のマスクパターンからの厳密計算によって得られた二次元像を示し、図２１（Ａ）に中心ラインの終端から２０ｎｍ内側の位置における線幅、図２１（Ｂ）に中心ライン終端の長手方向のＮＩＬＳを示す。実施例１の場合と異なり、位相１８０°の補助パターンを目標パターン間にも入れた方が特性が向上することがわかる。
【００４２】
［実施例４］
露光条件を実施例１と同じとし、目標パターンは図２２に示すような光透過型の５本のラインパターンで、線幅が６５ｎｍ、長さは中心ラインが１３００ｎｍ、他は６５０ｎｍ、短軸方向の間隔が６５ｎｍとする。ここで、一方のライン終端は５本とも一直線状になる配置とする。これに対して、実施例１と同様に、目標パターンと実施例１に記載の条件とに従って近似空中像を求めると図２３のようになる。実施例１と同様の方法で目標パターンの変形と一辺４０ｎｍの補助パターンの配置を行った結果の原版パターンを図２４（Ｂ）に示す。また図２４（Ａ）に、実施例１と同様に目標パターンの短軸方向に平行移動して目標パターンと重なる位置にある位相１８０°の補助パターンだけを削除した結果を示す。図２５に、これらの原版パターンからの厳密計算によって得られた二次元像を示し、図２６（Ａ）に中心ラインの孤立（図の下）側の終端から２０ｎｍ内側の位置における線幅、図２６（Ｂ）に中心ラインの孤立側終端の長手方向のＮＩＬＳを示す。短軸方向に目標パターンと重なる位相１８０°の補助パターンだけを削除するとコントラストおよび焦点深度が向上し、ライン終端の線幅の細りが低減されることがわかる。
【００４３】
［実施例５］
露光条件を実施例１と同じとし、目標パターンは図２７に示すような線幅が６５ｎｍ、長さが１３００ｎｍの光透過型の２本のラインをＬ字に接続したパターンとする。これに対して、実施例１と同様に、目標パターンと実施例１に記載の条件に従って近似空中像を求めると図２８のようになる。実施例１と同様の方法で目標パターンの変形と一辺４０ｎｍの補助パターンの配置を行った結果の原版パターンを図２９（Ｂ）に示す。また図２９（Ａ）に、実施例１と同様に目標パターンの各ラインを短軸方向に平行移動して重なる位置にある位相１８０°の補助パターンだけを削除した結果を示す。図３０に、この原版パターンからの厳密計算によって得られた二次元像を示し、図３１（Ａ）にラインの終端から２０ｎｍ内側の位置における線幅を、図３１（Ｂ）にライン終端の長手方向のＮＩＬＳを示す。位相１８０°の補助パターンは削除しない方が特性が向上することがわかる。
【００４４】
［実施例６］
有効光源以外の露光条件を実施例１と同じとし、目標パターンは図３２（Ａ）に示すような光透過型の３本のラインパターンで、線幅が６５ｎｍ、長さが１３００ｎｍ、短軸方向の間隔が６５ｎｍとする。また有効光源は図３２（Ｂ）のようなクロスポール照明とする。これに対して、実施例１と同様に、目標パターンと上記条件から近似空中像を求めると図３３のようになる。実施例１と同様の方法で目標パターンの変形と一辺４０ｎｍの補助パターンの配置を行った結果の原版パターンを図３４（Ｂ）に示す。また図３４（Ａ）に、実施例１と同様に目標パターンの各ラインを短軸方向に平行移動して重なる位置にある位相１８０°の補助パターンだけを削除した結果を示す。図３５に、図３４（Ａ）の原版パターンからの厳密計算によって得られた二次元像を示し、図３６（Ａ）にラインの終端から２０ｎｍ内側の位置における線幅を、図３６（Ｂ）にライン終端の長手方向のＮＩＬＳを示す。位相１８０°の補助パターンは削除しない方が特性が向上することがわかる。
【００４５】
次に、図１２を参照して、露光装置１００について説明する。図１２は、露光装置１００の概略構成を示すブロック図である。ここで、原版１３０として、上述の原版データ生成プログラムの実行により生成された原版データに基づいて製作された原版が使用される。露光装置１００は、液浸露光装置として構成されている。投影光学系１４０と基板１５０との間には、液体ＬＷが供給される。原版１３０のパターンは、投影光学系１４０および液体ＬＷを介して基板１５０に投影され、これにより基板１５０が露光される。露光装置１００は、ここではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置として構成されているものとして説明するが、ステップ・アンド・リピート方式または他の方式の露光装置としても構成されうる。露光装置１００は、図１２に示すように、光源１１０と、照明光学系１２０と、原版１３０を保持する原版ステージ１３５と、投影光学系１４０と、基板１５０を保持する基板ステージ１５５と、液体供給回収部１６０と、主制御システム１７０とを備える。なお、光源１１０および照明光学系１２０は、原版１３０を照明する照明装置を構成する。光源１１０としては、例えば、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーまたは波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーのようなエキシマレーザーが使用されうる。ただし、光源１１０の種類および構成に制限はなく、例えば、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーを光源１１０として使用することもできる。照明光学系１２０は、光源１１０から供給される光を用いて原版１３０を照明する。照明光学系１２０は、変形照明（例えば、４重極照明）等の様々な照明モード（照明条件）で原版１３０を照明することができるように構成される。照明光学系１２０は、例えば、ビーム整形光学系１２１と、集光光学系１２２と、偏光制御部１２３と、オプティカルインテグレーター１２４と、開口絞り１２５とを含む。更に、照明光学系１２０は、集光レンズ１２６と、折り曲げミラー１２７と、マスキングブレード１２８と、結像レンズ１２９とを含む。
【００４６】
ビーム整形光学系１２１は、例えば、複数のシリンドリカルレンズを含むビームエクスパンダ等を含みうる。ビーム整形光学系１２１は、光源１１０からの平行光の断面形状の縦横比率を所定の値に変換する（例えば、断面形状を長方形から正方形にする）。ビーム整形光学系１２１は、例えば、光源１１０から供給される光を、オプティカルインテグレーター１２４を照明するために必要な大きさ及び発散角を有する光に整形する。集光光学系１２２は、複数の光学素子を含み、ビーム整形光学系１２１で整形された光をオプティカルインテグレーター１２４に効率よく導光する。集光光学系１２２は、例えば、ズームレンズシステムを含み、オプティカルインテグレーター１２４に入射する光の形状および角度の分配を調整する。偏光制御部１２３は、例えば、偏光素子を含み、投影光学系１４０の瞳面１４２と略共役な位置に配置される。偏光制御部１２３は、投影光学系１４０の瞳面１４２に形成される有効光源の所定領域の偏光状態を制御する。オプティカルインテグレーター１２４は、原版１３０を照明する照明光を均一化し、入射光の角度分布を位置分布に変換して射出する機能を有する。オプティカルインテグレーター１２４は、例えば、入射面と射出面とがフーリエ変換の関係に維持されたハエの目レンズを使用する。なお、ハエの目レンズは、複数のロッドレンズ（即ち、微小レンズ素子）を組み合わせることによって構成される。但し、オプティカルインテグレーター１２４は、ハエの目レンズに限定されず、光学ロッド、回折格子、各組が直交するように配置されたシリンドリカルレンズアレイ板などを使用してもよい。
【００４７】
開口絞り１２５は、オプティカルインテグレーター１２４の射出面の直後の位置であって、投影光学系１４０の瞳面１４２に形成される有効光源と略共役な位置に配置される。開口絞り１２５の開口形状は、投影光学系１４０の瞳面１４２に形成される有効光源の光強度分布（即ち、有効光源形状）に相当する。換言すれば、開口絞り１２５は、有効光源の光強度分布を制御する。開口絞り１２５は、照明モードに応じて切り替え可能に構成される。なお、開口絞りを使用せずに、あるいは、併用して、オプティカルインテグレーター１２４よりも光源側に回折光学素子（ＣＧＨ）やプリズムを配置して有効光源の形状を調整してもよい。集光レンズ１２６は、オプティカルインテグレーター１２４の射出面近傍に形成される２次光源から射出して開口絞り１２５を通過した光を集光し、折り曲げミラー１２７を介して、マスキングブレード１２８を均一に照明する。マスキングブレード１２８は、原版１３０と略共役な位置に配置され、複数の可動遮光板で構成される。マスキングブレード１２８は、投影光学系１４０の有効面積に対応する略矩形形状の開口を形成する。マスキングブレード１２８を通過した光は、原版１３０を照明する照明光として使用される。結像レンズ１２９は、マスキングブレード１２８の開口を通過した光を原版１３０に結像させる。
【００４８】
原版１３０は、上述した情報処理装置１によって生成された原版データに基づいて製作され、基板に転写すべき回路パターン（主パターン）と補助パターンとを有する。原版１３０は、原版ステージ１３５に支持及び駆動される。原版１３０から出た回折光は、投影光学系１４０および液体ＬＷを介して基板１５０に投影される。原版１３０と基板１５０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置１００は、原版１３０と基板１５０とを同期走査することによって、原版１３０の回路パターンを基板１５０に転写する。なお、露光装置１００がステップ・アンド・リピート方式の露光装置として構成される場合には、原版１３０と基板１５０とを静止させた状態で基板１５０が露光される。原版ステージ１３５は、原版チャックを介して原版１３０を支持し、図示しない駆動機構に接続されている。図示しない駆動機構は、例えば、リニアモーターなどで構成され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘ軸方向及び各軸の回転方向に原版ステージ１３５を駆動する。なお、原版１３０または基板１５０の面内で走査方向をＹ軸、それに垂直な方向をＸ軸、原版１３０または基板１５０の面に垂直な方向をＺ軸とする。投影光学系１４０は、原版１３０の回路パターンを基板１５０に投影する。投影光学系１４０は、屈折系、反射屈折系、或いは、反射系を使用することができる。投影光学系１４０の最終光学素子（最終面）には、液体供給回収部１６０から供給される液体ＬＷによる影響を低減（保護）するためのコーティングが施されている。
【００４９】
基板１５０は、原版１３０の回路パターンが投影（転写）される基板である。但し、基板１５０は、ガラスプレートやその他の基板で置換することもできる。基板１５０には、レジストが塗布されている。基板ステージ１５５は、基板１５０を支持し、原版ステージ１３５と同様に、リニアモーターを利用して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向に基板１５０を移動させる。液体供給回収部１６０は、投影光学系１４０の最終光学素子（最終面）と基板１５０との間の空間に液体ＬＷを供給する機能を有する。また、液体供給回収部１６０は、投影光学系１４０の最終光学素子と基板１５０との間の空間に供給された液体ＬＷを回収する機能を有する。液体ＬＷには、露光光に対して高い透過率を有し、投影光学系１４０（の最終レンズ）に汚れを付着させず、レジストプロセスとのマッチングがよい物質を選択する。
【００５０】
主制御システム１７０は、ＣＰＵやメモリを有し、露光装置１００の動作を制御する。例えば、主制御システム１７０は、原版ステージ１３５、基板ステージ１５５及び液体供給回収部１６０と電気的に接続し、原版ステージ１３５と基板ステージ１５５との同期走査を制御する。また、主制御システム１７０は、露光時の基板ステージ１５５の走査方向及び速度などに基づいて、液体ＬＷの供給と回収、或いは、停止の切り替えを制御する。主制御システム１７０は、特に、モニタ及び入力装置から入力される情報、照明装置からの情報に基づいて照明制御を行う。例えば、主制御システム１７０は、駆動機構を介して開口絞り１２５を駆動制御する。主制御システム１７０による制御情報やその他の情報はモニタ及び入力装置のモニタに表示される。主制御システム１７０には、上述の実施例における有効光源の情報が入力され、開口絞りや回折光学素子、プリズム等を制御して、有効光源を形成する。露光において、光源１１０から発せられた光束は、照明光学系１２０により原版１３０を照明する。原版１３０を通過して回路パターンを反映する光束は、投影光学系１４０により、液体ＬＷを介して基板１５０に結像される。露光装置１００は、優れた結像性能を有し、高いスループットで経済性よくデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【００５１】
本発明の好適な実施形態のデバイス製造方法は、例えば、半導体デバイス、液晶デバイス等のデバイスの製造に好適である。前記方法は、感光剤が塗布された基板を、上記の露光装置を用いて露光する工程と、前記露光された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、前記デバイス製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含みうる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図５】
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【図６】
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【図１３】
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【図１８】
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【図２３】
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【図２８】
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【図３２】
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【図３３】
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