【事件の表示】
　特許第２６３３０９１号「像投影方法、回路製造方法及び投影露光装置」の請求項１〜２２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２６３３０９１号の請求項１〜２２に係る特許を維持する。
【理　由】
［１］手続の経緯
　特許第２６３３０９１号（平成３年２月２２日出願、平成９年４月２５日設定登録）は、異議申立人井原好明及び株式会社ニコンにより特許異議の申立てがなされ、取消理由が通知され、その指定期間内である平成１０年１１月１７日に訂正請求がなされ、さらに取消理由が通知され、その指定期間内である平成１３年７月９日に、上記訂正請求の取下げがなされるとともに新たに訂正請求がなされたものである。
　
［２］訂正の適否についての判断
（１）訂正事項
（１−１）訂正事項ａ
　請求項８を、「前記パターン照明段階は、前記微細パターンを照明する光としてのｉ線、ｇ線又はエキシマレーザーからの光を四角錐プリズムに照射することによって前記有効光源の前記４つの部分に対応する４つの光束を得ることを特徴とする請求項１の像投影方法。」と訂正する。
　
（１−２）訂正事項ｂ
　請求項１２を、「前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源の前記４つの部分の夫々の形状は半径ｑの外接円が描ける非円形であり、０．１５＜ｑ＜０．３を満たすことを特徴とする請求項９の回路製造方法。」と訂正する。
　
（１−３）訂正事項ｃ
　請求項１４を、「前記パターン照明段階は、前記回路パターンを照明する光としてのｉ線、ｇ線又はエキシマレーザーからの光を四角錐プリズムに照射することによって前記有効光源の前記４つの部分に対応する４つの光束を得ることを特徴とする請求項９の回路製造方法。」と訂正する。
　
（１−４）訂正事項ｄ
　請求項１５を、「レチクルのパターンを投影する投影光学系と、前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記瞳の中心を通り、前記レチクルのパターンの縦と横の各パターンの方向に延びる互いに直交する一対の軸の部分よりも他の部分の光強度が大きい強度分布を備える有効光源を前記瞳に形成するレチクル照明光学系とを有し、前記一対の軸をｘｙ座標のｘ軸とｙ軸、前記瞳の中心を前記ｘｙ座標の原点、前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源が、各々の中心位置の座標が（ｐ，ｐ）、（−ｐ，ｐ）、（−ｐ，−ｐ）、（ｐ，−ｐ）である４つの部分を有し、０．２５＜ｐ＜０．６の条件を満たすことを特徴とする投影露光装置。」と訂正する。
　
（１−５）訂正事項ｅ
　請求項１８を、特許請求の範囲の減縮を目的として、「前記レチクル照明系は、前記レチクルの回路パターンを照明する光としてのｉ線、ｇ線又はエキシマレーザーからの光を四角錐プリズムに照射することによって前記有効光源の前記４つの部分に対応する４つの光束を得ることを特徴とする請求項１５の投影露光装置。」と訂正する。
　
（１−６）訂正事項ｆ
　特許明細書の段落【００１４】を、明りょうでない記載の釈明を目的として、「又、本発明の投影露光装置は、レチクルのパターンを投影する投影光学系と、前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記瞳の中心を通り、前記レチクルのパターンの縦と横の各パターンの方向に延びる互いに直交する一対の軸の部分よりも他の部分の光強度が大きい強度分布を備える有効光源を前記瞳に形成するレチクル照明光学系とを有し、前記一対の軸をｘｙ座標のｘ軸とｙ軸、前記瞳の中心を前記ｘｙ座標の原点、前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源が、各々の中心位置の座標が（ｐ，ｐ）、（−ｐ，ｐ）、（−ｐ，−ｐ）、（ｐ，−ｐ）である４つの部分を有し、０．２５＜ｐ＜０．６の条件を満たすことを特徴としている。本発明においては．前記中心位置は各々の部分の光強度分布における重心位置である。又、本発明のある形態は、前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記一対の軸の部分の光強度がゼロである。」と訂正する。
　
（２）訂正の目的の適否、新規事項の追加の有無、及び拡張・変更の存否
（２−１）訂正事項ａ、ｃ、ｅについて
　訂正事項ａ、ｃ、ｅは、請求項８、１４、１８の構成を、四角錐プリズムによって有効光源の４つの部分に対応する４つの光束を得ることに限定しようとするものであって、上記訂正事項に関する記載は、特許明細書の【００４７】〜【００５１】及び図５、あるいは【００８０】及び図１０等に、出願当初から記載されている。
　したがって、この訂正は特許請求の範囲の減縮に該当する。
　
（２−２）訂正事項ｂについて
　訂正事項ｂは、請求項１２で引用されている請求項９との整合を図るためになされたものてあって、上記請求項９の発明を、「回路製造方法」と訂正したものである。
　したがって、この訂正は誤記の訂正及び明りょうでない記載の釈明に該当する。
　
（２−３）訂正事項ｄについて
　訂正事項ｄは、請求項１５におけるレチクルパターンと有効光源の所定の関係が、「前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記瞳の中心を通り、前記レチクルのパターンの縦と横の各パターンの方向に延びる互いに直交する一対の軸の部分よりも他の部分の光強度が大きい強度分布を備える有効光源」であることに限定しようとするものであって、上記訂正事項に関する記載は、特許明細書の【００３２】〜【００３３】に記載されている。
　したがって、この訂正は特許請求の範囲の減縮に該当する。
　
（２−４）訂正事項ｆについて
　特許明細書の段落【００１４】の訂正は、請求項１５の訂正との整合を図るためになされたものであって、上記訂正事項に関する記載は、特許明細書の【００３２】〜【００３３】に記載されている。
　したがって、この訂正は明りょうでない記載の釈明に該当する。
　
　そして、上記訂正事項については、いずれも願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内においてした訂正であり、また実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　
（３）独立特許要件
　訂正明細書の請求項１〜２２に係る発明（以下、「本件発明１〜２２」という。）は、下記の理由［３］により、特許出願の際独立して特許を受けることができないとすることはできない。
　また、他に本件発明１〜２２について特許出願の際独立して特許を受けることができないとする理由を発見しない。
　
（４）まとめ
　以上のとおりであるから、上記訂正は、平成６年法律第１１６号附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、特許法第１２０条の４第３項において準用する平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書き、第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
［３］特許異議の申立てについて
（１）異議申立ての理由の概要
（１−１）異議申立人井原好明は、証拠として、
　甲第１号証：特開昭６１−９１６６２号公報
　甲第２号証：”Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ａｎｄ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｎｏｎｕｎｉｆｏｒｍ　ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”，ＳＰＩＥ　Ｖｏｌ．３３４，ｐｐ．３７−４３（１９８２）
　甲第３号証：”Ａ　ｃｒｉｔｉｃａｌ　ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ　ｕｓｉｎｇ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　Ｉｍａｇｅｓ”，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｉｃ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ，Ｖｏｌ．１，Ｎｏ．４，ｐｐ．１１９０−１１９５，Ｏｃｔ−Ｄｅｃ．１９８３
　甲第４号証：特願平２−３０９４５８号（特開平４−１８０６１２号公報参照） 
を提出して、本件特許の請求項１〜４、請求項６〜１２、請求項１４〜２２に係る発明は甲第１、２号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明することができたものであり、同請求項１、２、請求項５〜１１、請求項１３〜１６、請求項１８〜２２に係る発明は甲第１、３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明することができたものであり、それぞれ特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであり、さらに、同請求項１、９、１５、１９、２０に係る発明は甲第４号証に記載された発明と同一であるから、同法第２９条の２の規定により特許を受けることができないものであるから、本件特許は同法第１１３条の規定に該当し、取り消すべきものである旨主張している。
　
（１−２）異議申立人株式会社ニコンは、証拠として、
　甲第１号証：特願平２−４０８０９４号（特開平４−２２５３５８号公報参照）
　甲第２号証：特願平２−４０８０９３号（特開平４−２２５３５７号公報参照）
　甲第３号証：特願平２−４０８０９５号（特開平４−２２５３５９号公報参照）
を提出して、本件特許の請求項１〜２２に係る発明は甲第１〜３号証に記載された発明と同一であり、特許法第２９条の２の規定により特許を受けることができないものであるから、本件特許は同法第１１３条の規定に該当し、取り消すべきものである旨主張している。
　
（２）本件発明
　本件発明１〜２２は、それぞれ特許請求の範囲の請求項１〜２２に記載された次のとおりのものである（なお、請求項１、９、１５については（ア）〜（ク）に分節した。）。
　
　「【請求項１】（ア）縦のパターンと横のパターンを備える微細パターンの像を投影光学系により投影する方法において、（イ）前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記瞳の中心を通り前記縦と横の方向へ延びる一対の軸の部分よりも他の部分の光強度が大きい強度分布を備える有効光源を前記瞳に形成するパターン照明段階を有し、（ウ）前記一対の軸をｘｙ座標のｘ軸とｙ軸、前記瞳の中心を前記ｘｙ座標の原点、前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源が、各々の中心位置の座標が（ｐ，ｐ）、（−ｐ，ｐ）、（−ｐ，−ｐ）、（ｐ，−ｐ）である４つの部分を有し、０．２５＜ｐ＜０．６の条件を満たすことを特徴とする像投影方法。
　【請求項２】前記中心位置は各々の部分の光強度分布における重心位置であることを特徴とする請求項１の像投影方法。
　【請求項３】前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源の前記４つの部分の夫々の形状は半径ｑの円形で、０．１５＜ｑ＜０．３を満たすことを特徴とする請求項１の像投影方法。
　【請求項４】前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源の前記４つの部分の夫々の形状は半径ｑの外接円が描ける非円形であり、０．１５＜ｑ＜０．３を満たすことを特徴とする請求項１の像投影方法。
　【請求項５】前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記瞳の中心を通り前記縦と横の方向へ延びる一対の軸の部分の光強度がゼロであることを特徴とする請求項１の像投影方法。
　【請求項６】前記微細パターンは回路パターンであること特徴とする請求項１の像投影方法。
　【請求項７】前記微細パターンは半導体の集積回路のパターンであることを特徴とする請求項１の像投影方法。
　【請求項８】前記パターン照明段階は、前記微細パターンを照明する光としてのｉ線、ｇ線、又はエキシマレーザーからの光を四角錐プリズムに照射することによって前記有効光源の前記４つの部分に対応する４つの光束を得ることを特徴とする請求項１の像投影方法。
　【請求項９】（エ）投影光学系により回路パターンを基板に投影して転写する段階を有する回路製造方法において、（オ）前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記瞳の中心を通り前記回路パターンの縦と横の各パターンの方向へ延びる一対の軸の部分よりも他の部分の光強度が大きい強度分布を備える有効光源を前記瞳に形成するパターン照明段階を有し、（カ）前記一対の軸をｘｙ座標のｘ軸とｙ軸、前記瞳の中心を前記ｘｙ座標の原点、前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源が、各々の中心位置の座標が（ｐ，ｐ）、（−ｐ，ｐ）、（−ｐ，−ｐ）、（ｐ，−ｐ）である４つの部分を有し、０．２５＜ｐ＜０．６の条件を満たすことを特徴とする回路製造方法。
　【請求項１０】前記中心位置は各々の部分の光強度分布における重心位置であることを特徴とする請求項８の回路製造方法。
　【請求項１１】前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源の前記４つの部分の夫々の形状は半径ｑの円形で、０．１５＜ｑ＜０．３を満たすことを特徴とする請求項８の回路製造方法。
　【請求項１２】前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源の前記４つの部分の夫々の形状は半径ｑの外接円が描ける非円形であり、０．１５＜ｑ＜０．３を満たすことを特徴とする請求項９の回路製造方法。
　【請求項１３】前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記瞳の中心を通り前記縦と横の方向へ延びる一対の軸の部分の光強度がゼロであることを特徴とする請求項９の回路製造方法。
　【請求項１４】前記パターン照明段階は、前記回路パターンを照明する光としてのｉ線、ｇ線又はエキシマレーザーからの光を四角錐プリズムに照射することによって前記有効光源の前記４つの部分に対応する４つの光束を得ることを特徴とする請求項９の回路製造方法。
　【請求項１５】（キ）レチクルのパターンを投影する投影光学系と、前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記瞳の中心を通り、前記レチクルのパターンの縦と横の各パターンの方向に延びる互いに直交する一対の軸の部分より他の部分の光強度が大きい強度分布を備える有効光源を前記瞳に形成するレチクル照明光学系とを有し、（ク）前記一対の軸をｘｙ座標のｘ軸とｙ軸、前記瞳の中心を前記ｘｙ座標の原点、前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源が、各々の中心位置の座標が（ｐ，ｐ）、（−ｐ，ｐ）、（−ｐ，−ｐ）、（ｐ，−ｐ）である４つの部分を有し、０．２５＜ｐ＜０．６の条件を満たすことを特徴とする投影露光装置。
　【請求項１６】前記中心位置は各々の部分の光強度分布における重心位置であることを特徴とする請求項１５の投影露光装置。
　【請求項１７】前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源の前記４つの部分の夫々の形状は半径ｑの円形で、０．１５＜ｑ＜０．３を満たすことを特徴とする請求項１５の投影露光装置。
　【請求項１８】前記レチクル照明系は、前記レチクルの回路パターンを照明する光としてのｉ線、ｇ線又はエキシマレーザーからの光を四角錐プリズムに照射することによって前記有効光源の前記４つの部分に対応する４つの光束を得ることを特徴とする請求項１５の投影露光装置。
　【請求項１９】前記照明光学系は前記ｐの値を変える変更手段を有することを特徴とする請求項１５又は１７の投影露光装置。
　【請求項２０】前記照明光学系は前記ｐ、ｑの夫々の値を変える変更手段を有することを特徴とする請求項１７の投影露光装置。
　【請求項２１】前記変更手段は開口形状が可変な絞りを有することを特徴とする請求項１９又は２０の投影露光装置。
　【請求項２２】前記変更手段は開口形状が異なる複数の絞りを有することを特徴とする請求項１９又は２０の投影露光装置。」
　
（３）甲各号証の記載事項
（３−１）異議申立人井原好明の提出した甲第１〜４号証について
　
＜甲第１号証＞
　甲第１号証の特開昭６１−９１６６２号公報には、半導体集積回路の製造に関する発明が開示され、さらに、「レチクル８を照射した光は投影光学系１４を通り、レチクル８上の微細パターン上の像がウエハ１５上のレジストに投影露光転写される」（４９６頁右下欄５〜７行）と記載され、図６には、レチクル８を投影する投影光学系１４が図示されている。
　
＜甲第２号証＞
　甲第２号証の「ＳＰＩＥ　Ｖｏｌ．３３４，ｐｐ．３７−４３（１９８２）」には、集積回路における光リトグラフに関する発明が開示され、さらに、「集光開口部照明（ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ　ａｐｅｒｔｕｒｅ　ｉ１１ｕｍｉｎａｔｉｏｎ）の強度分布」（４１頁図１３）が図示され、４つのガウス分布が描かれている。なお、「ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ　ａｐｅｒｔｕｒｅ　ｉ１１ｕｍｉｎａｔｉｏｎ」とは、一般的にレクチルからみた光源のことである。また、「４つのガウス分布を持った照明と通常の均一な照明についてのコヒーレンスとコントラストの関係」（４１頁図１４）が図示され、コヒーレンスが大きい領域で、４つのガウス分布を持った照明が優れたコントラストを持っていることが示されている。ここで、コヒーレンスとは空間的なコヒーレンスであり、レクチルからみた光源の大きさを示すものである。
　また、図１３、１４の説明として、「ガウス分布光源のコヒーレンスの関数として画像コントラストのグラフが、一様な光源の同じグラフと共に、図１４に示されている。この例では、ガウス分布のピークが正規化半径０．３５の円の上にあり、半値半幅が０．２５である。」が記載されている（４１頁右欄８〜１３行）。
　
＜甲第３号証＞
　甲第３号証の「Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｉｃ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ、Ｖｏｌ．１，Ｎｏ．４，ｐｐ．１１９０−１１９５，Ｏｃｔ−Ｄｅｃ．１９８３」には、サブミクロン領域の多層レジストシステムのためのリトグラフに関する発明が開示され、さらに、十字型障壁によって４分割された光源と通常のディスク光源の焦点深度の比較が図示され（１１９３頁図７）、焦点深度は焦点の位置の許容範囲を示しているので、中心からのずれに対応してその半分の値を縦軸としており、図７から明らかなように、４分割された光源を用いた場合の方が焦点深度は深いことが示されている。
　また、図７の説明として、「格子のＥ−Ｄｗｉｎｄｏｗの光源形状の効果。文献１８に示された照明システムの光源形状に対応する図が挿入されている。ここでは、円形光源（σ＝０．７）と４分割された光源（同一径）についてＥ−Ｄｗｉｎｄｏｗの計算結果を比較した。十字型障壁は、径の１５％の幅を持っている。」が記載されている（図７下欄）。
　
＜甲第４号証＞
　甲第４号証の特開平４−１８０６１２号公報には、半導体回路パターンの転写に利用される投影露光装置に関する発明が第４〜９図とともに開示され、さらに、「第４図ではレチクルパターン２８がｘ，ｙ２方向に周期構造を持っている場合について示している。回折格子状パターン１３ｂ１，１３ｂ３はｙ方向に周期構造を持つレチクルバターン２８に対応するものであり、回折格子状パターン１３ｂ２，１３ｂ４（「１３ｂ３」は誤記。）はｘ方向に周期構造を持つレチクルパターン２８に対応するものである。」（７１頁右下欄１２〜１８行）、「第７図は第６図のごとき市松格子状パターン１３ｃに対する空間フィルター１６ｃを示したものであり、斜線部は遮光部を表し、白丸は光透過部を表す。光透過部１６１ａと１６１ｂ，１６１ｄと１６１ｃの間隔は第６図に示す回折格子状パターン１３ｃのｘ方向のピッチによって決まり、光透過部１６１ａと１６１ｄ、１６１ｂと１６１ｃの間隔は第６図に示す回折格子状パターン１３ｃのｙ方向のピッチによって決まる。」（７２頁右上欄８〜１７行）がそれぞれ記載されている。
　
（３−２）異議申立人株式会社ニコンの提出した証拠
　
＜甲第１号証＞
　甲第１号証の特願平２−４０８０９４号（特開平４−２２５３５８号公報参照）には、半導体等の回路パターン又は液晶表示素子のパターン等の転写に使用される投影露光装置に関する発明が開示され、さらに以下の事項が記載されている。
　
（１）「位相シフトレチクルについては、その製造工程が複雑になる分コストも高く、また検査及び修正方法も未だ確立されていないなど、多くの問題が残されており、・・・本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、通常のレチクルを使用しても、高解像度・・・が得られる投影型露光装置の実現を目的とする。」（段落【００１０】）
　
（２）特許請求の範囲に記載された請求項１、２を要約すると　次のとおりである。
　光源からの照明光を周期性のパターン部分を有するマスクに照射する照明光学系と、マスクのパターンの像を感光基板に結像投影する投影光学系とを備えた投影型露光装置において、照明光学系の光路中で、照明光を複数の光束に分割し、マスクのパターンのフーリエ変換相当面もしくはその共役面位置近傍に、互いに分離した４つの光量分布を作成する光束分割部材と、マスクのパターンから発生する回折光成分が投影光学系の瞳面で光軸からほぼ等距離に分布するように、マスク上のパターンの微細度に応じた角度で、４つの光量分布の夫々の重心を投影光学系の光軸に対して対称な位置に設定する位置調整部材とを備えた露光装置。
　
（３）図４について、「照明光Ｌ４１ｂは両側テレセントリックな投影光学系１５の光軸ＡＸに対して角度ψだけ傾いてレチクルパターン１４に入射するので、０次回折光成分ＤＯもまた投影光学系の光軸ＡＸに対して角度ψだけ傾いた方向に進行する。」（段落【００１３】）
　
（４）「ウエハ１７上には０次回折光成分Ｄ０と−１次回折光成分Ｄｍの２光束による干渉縞が生じる。この干渉縞はレチクルパターン１７の像であり、・・・ウエハ１７上に塗布されたレジストにレチクルパターン１４の像をパターニングすることが可能となる。
　このときの解像限界は、
　ｓｉｎ（θｍ−ψ）＝ＮＡＲ（４）
となるときであり、従って、ＮＡＲ＋ｓｉｎψ＝λ／Ｐ
　Ｐ＝λ／（ＮＡＲ＋ｓｉｎψ）（５）
が転写可能な最小パターンのレチクル側でのピッチである。
　一例として今ｓｉｎψを０．５×ＮＡＲ程度に定めるとすれば、転写可能なレチクル上の最小ピッチは、
　Ｐ＝λ／（ＮＡＲ＋０．５×ＮＡＲ）＝２λ／３ＮＡＲ（６）
となる。」（段落【００１６】〜段落【００１８】）
　
（５）甲第１号証の段落【００２９】〜段落【００３０】、及び図２、３には、レチクルパターン１４のフーリエ変換相当面９近傍に光軸ＡＸから偏心した位置に配置された４つのファイバー射出端７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが、可動部材８により可動であることが記載されている。
　
（６）甲第１号証の段落【００３１】、及び第６図には、射出面がレチクルパターン１４のフーリエ変換面９と一致しており、さらに、レンズ１２の射出面側主点から射出面までの距離と、レンズ１２のレチクル側主点からレチクルパターン１４までの距離は共にｆであるとすることが記載されている。
　
（７）図７、８（Ａ）について、「線分Ｌａ、Ｌｂと光軸ＡＸからのＸ方向（ピッチ方向）の距離αは、レチクルパターン１４ａのピッチＰ等により決定され、ピッチや線分が細かければ、距離αを大きくとり、ピッチや線分が大きければ、間隔αは小さくすると良い。距離αは、λを露光波長としたとき、α＝ｆ・（１／２）・（λ／Ｐ）に等しい。この距離αをｆ・ｓｉｎψと表わせれば、ｓｉｎψ＝λ／２Ｐであり、これは作用の項で述べた数値と一致している。
　・・・射出部７ｂについても同様であり、Ｘ方向の線分Ｌａ上、又は線分Ｌｂ上の任意の位置に設定される。また、照明光量の重心を光軸と一致させる為、射出部７ａ、７ｂを光軸ＡＸを挟んで対称に配置するのが望ましい。」（段落【００３２】〜段落【００３３】）
　
（８）図９、１０（Ａ）、（Ｂ）について、「図９は、レチクルパクーン１４がいわゆる孤立スペースパターン１４ｂである場合であり、かつ、パターンのＸ方向（横方向）ピッチがＰｘ、Ｙ方向（縦方向）ピッチがＰｙとなっている。図１０（Ａ）、（Ｂ）は射出部の位置関係を表す図であり、・・・Ｘ方向の線分（Ｌａ、Ｌｂ）上、Ｙ方向の線分（Ｌｅ、Ｌｆ）上での射出部の配置は図８（Ａ）の場合と同様に定めら、距離αはＸ方向のピッチＰｘにより定まり、距離β＝ｆ・λ／２ＰｙはＹ方向のピッチＰｙにより定まる。尚、各射出部は線分Ｌｃ、Ｌｄ上に配置されなくともよい。また距離αと距離βは必ずしも一致する必要はない。ただしこのとき、同図中に示した距離α、βはα＝ｆ・λ／２Ｐｘ、βｆ・λ／２Ｐｙの関係を満たしている。
　ここで、図９に示すようなパターンに対する複数の射出部の中心の最適位置は、図１０（Ｂ）に示すようにフーリエ変換面９ａ中の点Ｌα、Ｌβ、Ｌγ、Ｌεの４点である。また、２次元に方向性を持つパターンは、図９に示したパターン１４ｂのみでなく、１方向のラインアンドスペースと、それに交差する方向のラインアンドスペースを別々に含むレチクルパターンであってもよい。
　また、図１０（Ｂ）に示された射出部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの配置は、図７（「図６」は誤記。）に示す様な１次元の方向性を持つパターンに対して行なわれてもよい。」（段落【００３４】〜段落【００３６】）
　
（９）「各射出部の開口部の径は、いわゆるσ値（照明光学系の開口数と投影光学系の開口数の比）が、１光束あたり０．１〜０．３程度となるようにすると良い。σ値が０．１以下であると像の忠実度が低下し、０．３以上であると焦点深度の増大効果が少なくなる。」（段落【００４２】）
　
（１０）「以上の実施例に於て、光源は水銀ランプ１を用いて説明したが、他の輝線ランプやレーザー（エキシマ等）、あるいは連続スペクトルの光源であっても良い」（段落【００４３】）
　
（１１）「本発明によれば、通常のレチクルを使用しながら、従来よりも高解像度、大焦点深度の投影型露光装置を実現することが可能となる。しかも本発明によれば、別のパターンが形成されているレチクルに交換された場合でも、駆動系を有しているためレチクルパターンのフーリエ変換面での光量分布をレチクルのパターンの微細度に応じた任意の位置に配置することが可能となり、スループットを低下させることがない。」（段落【００４４】）
　
＜甲第２、３号証＞
　甲第２号証の特願平２−４０８０９３号（特開平４−２２５３５７号参照）、及び甲第３号証の特願平２−４０８０９５号（特開平４−２２５３５９号参照）は、それぞれ甲第１号証と同日に同一人により出願されたものであって、この甲第２、３号証には、甲第１号証と同様に、半導体集積素子等の回路パターン又は液晶素子のパターンの転写に使用される投影型露光装置に関する発明がそれぞれ記載され、その記載事項は、図２〜図７に記載されている光ファイバー束７または空間フィルター１２等をフライアイレンズ１１の光源側またはレチクル側に配置する構造に関する記載事項の他は、甲第１号証に記載された記載事項と同様のものであるから、その具体的な記載事項については省略する。
　
（４）対比・判断
（４−１）本件発明１〜２２と異議申立人井原好明の提出した甲第１〜３号証との対比・判断
　
＜本件発明１について＞
　甲第１号証に記載された、「レチクル８を照射した光は投影光学系１４を通り、レチクル８上の微細パターン上の像がウエハ１５のレジストに投影露光転写される」は、本件発明１の構成（ア）のうち、「微細パターンの像を投影光学系により投影する方法において、」に相当する。
　しかしながら、甲第１号証に記載された半導体集積回路における「微細パターン」として、縦のパターンと横のパターンを備えたものは本件出願前周知の事項であるとしても、本件発明１の構成（ウ）の、「有効光源が、各々の中心位置の座標が（ｐ，ｐ）、（−ｐ，ｐ）、（−ｐ，−ｐ）、（ｐ，−ｐ）である４つの部分を有し、０．２５＜ｐ＜０．６の条件を満たす」点については、甲第１〜３号証には何も記載されていないし示唆もされていない。しかも、上記の条件を満たすことが本件出願前周知の事項であるとも認められない。
　そして、本件発明１は、上記の点により、光量が少なくなるなどの弊害が生じない状態で、縦横パターンの双方をいずれか一方に偏することなく、良好なコントラストで解像するという特有の作用効果を生ずるものである。
　したがって、本件発明１は、甲第１〜３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
＜本件発明２〜８について＞
　本件発明２〜８は、それぞれ本件発明１を引用して、さらに構成を限定したものであるから、本件発明１が甲第１〜３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができない以上、本件発明２〜８についても、甲第１〜３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
＜本件発明９について＞
　本件発明９の構成（カ）は、本件発明１の構成（ウ）と同一であるから、上記＜本件発明１について＞の構成（ウ）において説示したとおり、本件発明９は、上記構成（エ）、（オ）について検討するまでもなく、甲第１〜３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
＜本件発明１０〜１４について＞
　本件発明１０、１１は、それぞれ本件発明８、すなわち本件発明１を引用して、さらに構成を限定したものであるから、本件発明１が甲第１〜３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができない以上、本件発明１０、１１についても、甲第１〜３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　本件発明１２〜１４は、それぞれ本件発明９を引用して、さらに構成を限定したものであるから、本件発明９が甲第１〜３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができない以上、本件発明１２〜１４についても、甲第１〜３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
＜本件発明１５について＞
　本件発明１５の構成（ク）は、本件発明１の構成（ウ）と同一であるから、上記＜本件発明１について＞の構成（ウ）において説示したとおり、本件発明１５は、上記構成（キ）について検討するまでもなく、甲第１〜３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
＜本件発明１６〜２２について＞
　本件発明１６〜１８はそれぞれ本件発明１５を引用し、本件発明１９は本件発明１５または１７を引用し、本件発明２０は本件発明１７、すなわち本件発明１５を引用し、本件発明２１、２２は本件発明１９または２０、すなわち本件発明１５を引用して、さらに構成を限定したものであるから、本件発明１５が甲第１〜３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができない以上、本件発明１６〜２２についても、甲第１〜３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
（４−２）本件発明１、９、１５、１９、２０と異議申立人井原好明の提出した甲第４号証との対比・判断
　
＜本件発明１について＞
　甲第４号証の第７図は、第６図の回折格子状パターン１３ｃに対する空間フィルター１６ｃを示しており、光透過部１６１ａと１６１ｂ、１６１ｄと１６１ｃの間隔が、回折格子状パターン１３ｃのｘ方向のピッチによって決まり、光透過部１６１ａと１６１ｄ、１６１ｂと１６１ｃの間隔が、回折格子状パターン１３ｃのｙ方向のピッチによって決まることが記載されている（７１頁右下欄１２〜１８行、７２頁右上欄８〜１７行参照）から、回折格子パターン１３ｃのｘｙ方向のピッチが等間隔である場合には、光透過部１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、１６１ｄのｘｙ方向の間隔が等間隔になることは示唆されている。
　しかしながら、本件発明１の構成（ウ）の「瞳の半径を１とした時、有効光源が、各々の中心位置の座標が（ｐ，ｐ）、（−ｐ，ｐ）、（−ｐ，−ｐ）、（ｐ，−ｐ）である４つの部分を有し、０．２５＜ｐ＜０．６の条件を満たす」点については、甲第４号証には何も記載されていないし、示唆もされてない。しかも、上記の条件を満たすことが本件出願前周知の事項であるとも認められない。
　そして、本件発明１は、上記の点により、光量が少なくなるなどの弊害が生じない状態で、縦横パターンの双方をいずれか一方に偏することなく、良好なコントラストで解像するという特有の作用効果を生ずるものである。
　したがって、本件発明１は、本件発明１の構成（ア）、（イ）については検討するまでもなく、甲第４号証に記載された発明と同一であるとすることはできない。
　
＜本件発明９について＞
　本件発明９の構成（カ）は、本件発明１の構成（ウ）と同一であるから、上記＜本件発明１について＞において説示したとおり、本件発明９は、上記構成（エ）、（オ）について検討するまでもなく、甲第４号証に記載された発明と同一であるとすることはできない。
　
＜本件発明１５について＞
　本件発明１５の構成（ク）は、本件発明１の構成（ウ）と同一であるから、上記＜本件発明１について＞において説示したとおり、本件発明１５は、上記構成（キ）について検討するまでもなく、甲第４号証に記載された発明と同一であるとすることはできない。
　
＜本件発明１９、２０について＞
　本件発明１９、２０は、それぞれ本件発明１５を引用して、さらに構成を限定したものであるから、本件発明１５が甲第４号証に記載された発明と同一であるとすることができない以上、本件発明１９、２０についても、甲第４号証に記載された発明と同一であるとすることはできない。
　
（４−３）本件発明１〜２２と異議申立人株式会社ニコンの提出した甲第１号証に記載された発明との対比・判断
　
＜本件発明１について＞
本件発明１の構成（ア）について
　甲第１号証の段落【００３４】〜【００３６】、及び図４、９には、２次元（Ｘ、Ｙ）に方向性を持つ回路パターンを投影光学系１５により投影する方法が記載されているものと認められ、甲第１号証の上記記載は、本件発明１の構成（ア）の「縦のパターンと横のパターンを備える微細パターンの像を投影光学系により投影する方法」と同一である。
　
本件発明１の構成（イ）について
　甲第１号証の段落【００３４】〜【００３６】、及び図９、１０（Ｂ）には、図９に示すレチクルパターンに対する複数の射出部の中心の最適位置は、図１０（Ｂ）に記載されたフーリエ変換面中の光軸から偏心した位置に配置された４つのファイバー射出端であることが示されているから、甲第１号証には、フーリエ変換面９ａの中心部分及び中心を通るＸＹ軸の部分よりも他の部分の光強度が大きい光強度分布を与える有効光源を、フーリエ変換面９ａに形成するファイバー射出端７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが記載されているものと認められ、本件発明１の構成（イ）の「投影光学系の瞳の中心部分及び瞳の中心を通り縦と横の方向へ延びる一対の軸の部分よりも他の部分の光強度が大きい強度分布を備える有効光源を瞳に形成するパターン照明段階を有」することと同一である。
　
本件発明１の構成（ウ）について
　甲第１号証の段落【００３４】〜【００３６】、及び図９、１０（Ｂ）の記載を参照すると、図１０（Ｂ）には、「縦、横パターンの方向へ延びる一対の軸をＸＹ座標のＸ軸とＹ軸、投影光学系の瞳の中心を前記ＸＹ座標の原点とした時、前記瞳に形成される有効光源が、各々の中心位置の座標が（α，β）、（−α，β）、（−α，−β）、（α，−β）である４つの部分を有する構成」が開示されているものと認められ、本件発明１の構成（ウ）の「一対の軸をｘｙ座標のｘ軸とｙ軸、瞳の中心を前記ｘｙ座標の原点、瞳の半径を１とした時、有効光源が、各々の中心位置の座標が４つの部分を有する像投影方法」と一致する。
　しかしながら、両者は以下の点で相違する。
　
（１）有効光源が有する４つの部分について、本件発明１では、各々の中心位置の座標が（ｐ，ｐ）、（−ｐ，ｐ）、（−ｐ，−ｐ）、（ｐ，−ｐ）であるのに対し、甲第１号証に記載された発明では、各々の中心位置の座標が（α，β）、（−α，β）、（−α，−β）、（α，−β）である点。
（２）本件発明１では、０．２５＜ｐ＜０．６の条件を満たすのに対し、甲第１号証に記載された発明では、そのような条件が不明である点。
　
　そこで、上記相違点（１）、（２）について、以下検討する。
　
相違点（１）について
　甲第１号証の図１０（Ａ）、（Ｂ）は射出部の位置関係を表す図であり、図１０（Ａ）について、「距離αと距離βは必ずしも一致する必要はない。」（段落【００３４】）と記載されていることからみて、図１０（Ａ）と同様の射出部の位置関係を表す図１０（Ｂ）についても、距離αと距離βとの関係は、図１０（Ａ）と同じものであると解するのが相当であるから、距離αと距離βは一致するものと認められる。
　してみると、本件発明１の相違点（１）の構成については、甲第１号証に記載されたものと同一である。
　
相違点（２）について
　甲第１号証の実施例として、射出部の位置決定の一具体例である図８（Ａ），（Ｂ）について、「距離αは、λを露出波長としたときα＝ｆ・（１／２）・（λ／Ｐ）に等しい。この距離αをｆ・ｓｉｎψと表せれば、ｓｉｎψ＝λ／２Ｐであり、これは作用の項で述べた数値と一致している。」（段落【００３２】）と記載されているものの、この記載は、単に距離αをｆ・ｓｉｎψと表せるという意味にすぎない。
　さらに、【作用】の項には、ウエハ１７上に塗布されたレジストにレチクルパターン１４の像をパターニングする際の解像限界について、「一例として今ｓｉｎψを０．５×ＮＡＲ程度に定めるとすれば、転写可能なレチクル上の最小ピッチは、Ｐ＝λ／（ＮＡＲ＋０．５×ＮＡＲ）＝２λ／３ＮＡＲ（６）となる。」（段落【００１８】）と記載されているものの、この記載は、像投影における「斜め入射法」の一般原理について、解像限界を説明するための一例として記載したものであって、単なる数値例にすぎない。
　そうすると、これらは、それぞれ別の技術的事項を説明するために用いられているものであり、このような記載を合わせてみても、解像限界を説明するために一例として用いられているにすぎない「０．５×ＮＡＲ 」という数値例を、実施例の説明で、単に距離αをｆ・ｓｉｎψで表せるというだけの「ｓｉｎψ」に適用する必然性はないし、そのようなことには困難性がある。
　また、「０．５×ＮＡＲ 」という数値例は、方位角０度のとき１次回折光の回折角θが最大になることからみて、方位角０度のもとで、一例として照明光をｓｉｎψ＝０．５×ＮＡＲ  だけ傾けてレチクルに入射させ、レチクルのパターンを結像したときの解像限界を説明したものにすぎない。
　このことは、方位角が０度となるＸ軸上に射出部を配置した場合に、ｓｉｎψを０．５×ＮＡＲ  としたときの解像可能な最小ピッチは、【作用】の項の「２λ／３ＮＡＲ」との記載から明らかなように、２λ／３ＮＡＲ  ＝０．６７λ／３ＮＡＲ  であるのに対し、Ｘ軸上から離れた方位角が４５度になる位置に射出部を配置した場合には、０．７７λ／ＮＡＲ となることからも明らかである。
　してみると、甲第１号証に記載された、図１０（Ｂ）の実施例に関する記載（段落【００３５】〜【００３６】）、【作用】の項の「一例として今ｓｉｎψを０．５×ＮＡＲ程度に定めるとすると」との記載、及び実施例の「距離αをｆ・ｓｉｎψと表せれば」との記載からみて、本件発明１の相違点（２）の構成については、甲第１号証に記載されたものと同一であるとすることはできない。
　
　したがって、本件発明１は、甲第１号証に記載された発明と同一であるとすることはできない。
　
＜本件発明２〜８、１０、１１について＞
　本件発明２〜８、１０、１１は、それぞれ本件発明１を引用して、さらに構成を限定したものであるから、本件発明１が甲第１号証に記載された発明と同一であるとすることができない以上、本件発明２〜８、１０、１１についても、甲第１号証に記載された発明と同一であるとすることはできない。
　
＜本件発明９について＞
　本件発明９の構成（カ）は、本件発明１の構成（ウ）と同一であるから、上記構成（ウ）において説示したとおり、本件発明９は、上記構成（エ）、（オ）について検討するまでもなく、甲第１号証に記載された発明と同一であるとすることはできない。
　
＜本件発明１２〜１４について＞
　本件発明１２〜１４は、それぞれ本件発明９を引用して、さらに構成を限定したものであるから、本件発明９が甲第１号証に記載された発明と同一であるとすることができない以上、本件発明１２〜１４についても、甲第１号証に記載された発明と同一であるとすることはできない。
　
＜本件発明１５について＞
　本件発明１５の構成（ク）は、本件発明１の構成（ウ）と同じ構成であるから、上記構成（ウ）において説示したとおり、本件発明１５は、上記構成（キ）について検討するまでもなく、甲第１号証に記載された発明と同一であるとすることはできない。
　
＜本件発明１６〜２２について＞
　本件発明１６〜２２は、それぞれ本件発明１５を引用して、さらに構成を限定したものであるから、本件発明１５が甲第１号証に記載された発明と同一であるとすることができない以上、本件発明１６〜２２についても、甲第１号証に記載された発明と同一であるとすることはできない。
　
（４−４）本件発明１〜２２と異議申立人株式会社ニコンの提出した甲第２、３号証に記載された発明との対比・判断
　甲第２、３号証にそれぞれ記載された記載事項は、上記甲第１号証に記載された記載事項と同様のものであって、上記（４−３）において説示したとおり、本件発明１〜２２は甲第１号証に記載された発明と同一とすることができない以上、本件発明１〜２２は、甲第２、３号証にそれぞれ記載された発明と同一であるとすることはできない。
　
［４］むすび
　以上のとおりであるから、本件発明１〜２２の特許については、特許異議の申立ての理由及び証拠によっては取り消すことはできない。
　また、他に本件発明１〜２２の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　したがって、本件発明１〜２２の特許は拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してされたものと認めない。
　よって、平成６年法律第１１６号附則第１４条の規定に基づく、平成７年政令第２０５号第４条第２項の規定により、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年６月３日（２００２．６．３）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
（１）訂正事項ａ
　特許請求の範囲の減縮を目的として、請求項８を、「前記パターン照明段階は、前記微細パターンを照明する光としてのｉ線、ｇ線又はエキシマレーザーからの光を四角錐プリズムに照射することによって前記有効光源の前記４つの部分に対応する４つの光束を得ることを特徴とする請求項１の像投影方法。」と訂正する。
（２）訂正事項ｂ
　誤記の訂正及び明りょうでない記載の釈明を目的として、請求項１２を、「前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源の前記４つの部分の夫々の形状は半径ｑの外接円が描ける非円形であり、０．１５＜ｑ＜０．３を満たすことを特徴とする請求項９の回路製造方法。」と訂正する。
（３）訂正事項ｃ
　特許請求の範囲の減縮を目的として、請求項１４を、「前記パターン照明段階は、前記回路パターンを照明する光としてのｉ線、ｇ線又はエキシマレーザーからの光を四角錐プリズムに照射することによって前記有効光源の前記４つの部分に対応する４つの光束を得ることを特徴とする請求項９の回路製造方法。」と訂正する。
（４）訂正事項ｄ
　特許請求の範囲の減縮を目的として、請求項１５を、「レチクルのパターンを投影する投影光学系と、前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記瞳の中心を通り、前記レチクルのパターンの縦と横の各パターンの方向に延びる互いに直交する一対の軸の部分よりも他の部分の光強度が大きい強度分布を備える有効光源を前記瞳に形成するレチクル照明光学系とを有し、前記一対の軸をｘｙ座標のｘ軸とｙ軸、前記瞳の中心を前記ｘｙ座標の原点、前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源が、各々の中心位置の座標が（ｐ，ｐ）、（−ｐ，ｐ）、（−ｐ，−ｐ）、（ｐ，−ｐ）である４つの部分を有し、０．２５＜ｐ＜０．６の条件を満たすことを特徴とする投影露光装置。」と訂正する。
（５）訂正事項ｅ
　特許請求の範囲の減縮を目的として、請求項１８を、特許請求の範囲の減縮を目的として、「前記レチクル照明系は、前記レチクルの回路パターンを照明する光としてのｉ線、ｇ線又はエキシマレーザーからの光を四角錐プリズムに照射することによって前記有効光源の前記４つの部分に対応する４つの光束を得ることを特徴とする請求項１５の投影露光装置。」と訂正する。
（６）訂正事項ｆ
　明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書の段落【００１４】を、明りょうでない記載の釈明を目的として、「又、本発明の投影露光装置は、レチクルのパターンを投影する投影光学系と、前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記瞳の中心を通り、前記レチクルのパターンの縦と横の各パターンの方向に延びる互いに直交する一対の軸の部分よりも他の部分の光強度が大きい強度分布を備える有効光源を前記瞳に形成するレチクル照明光学系とを有し、前記一対の軸をｘｙ座標のｘ軸とｙ軸、前記瞳の中心を前記ｘｙ座標の原点、前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源が、各々の中心位置の座標が（ｐ，ｐ）、（−ｐ，ｐ）、（−　ｐ，−ｐ）、（ｐ，−ｐ）である４つの部分を有し、０．２５＜ｐ＜０．６の条件を満たすことを特徴としている。本発明においては．前記中心位置は各々の部分の光強度分布における重心位置である。又、本発明のある形態は、前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記一対の軸の部分の光強度がゼロである。」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
像投影方法、回路製造方法及び投影露光装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】縦のパターンと横のパターンを備える微細パターンの像を投影光学系により投影する方法において、前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記瞳の中心を通り前記縦と横の方向へ延びる一対の軸の部分よりも他の部分の光強度が大きい強度分布を備える有効光源を前記瞳に形成するパターン照明段階を有し、前記一対の軸をｘｙ座標のｘ軸とｙ軸、前記瞳の中心を前記ｘｙ座標の原点、前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源が、各々の中心位置の座標が（ｐ，ｐ）、（−ｐ，ｐ）、（−ｐ，−ｐ）、（ｐ，−ｐ）である４つの部分を有し、０．２５＜ｐ＜０．６　の条件を満たすことを特徴とする像投影方法。
　【請求項２】前記中心位置は各々の部分の光強度分布における重心位置であることを特徴とする請求項１の像投影方法。
　【請求項３】前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源の前記４つの部分の夫々の形状は半径ｑの円形で、０．１５＜ｑ＜０．３を満たすことを特徴とする請求項１の像投影方法。
　【請求項４】前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源の前記４つの部分の夫々の形状は半径ｑの外接円が描ける非円形であり、０．１５＜ｑ＜０．３を満たすことを特徴とする請求項１の像投影方法。
　【請求項５】前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記瞳の中心を通り前記縦と横の方向へ延びる一対の軸の部分の光強度がゼロであることを特徴とする請求項１の像投影方法。
　【請求項６】前記微細パターンは回路パターンであること特徴とする請求項１の像投影方法。
　【請求項７】前記微細パターンは半導体の集積回路のパターンであることを特徴とする請求項１の像投影方法。
　【請求項８】
前記パターン照明段階は、
としての
を四角錐プリズムに照射することによって前記有効光源の前記４つの部分に対応する４つの光束を得る
　【請求項９】投影光学系により回路パターンを基板に投影して転写する段階を有する回路製造方法において、前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記瞳の中心を通り前記回路パターンの縦と横の各パターンの方向へ延びる一対の軸の部分よりも他の部分の光強度が大きい強度分布を備える有効光源を前記瞳に形成するパターン照明段階を有し、前記一対の軸をｘｙ座標のｘ軸とｙ軸、前記瞳の中心を前記ｘｙ座標の原点、前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源が、各々の中心位置の座標が（ｐ，ｐ）、（−ｐ，ｐ）、（−ｐ，−ｐ）、（ｐ，−ｐ）である４つの部分を有し、０．２５＜ｐ＜０．６　　の条件を満たすことを特徴とする回路製造方法。
　【請求項１０】前記中心位置は各々の部分の光強度分布における重心位置であることを特徴とする請求項８の回路製造方法。
　【請求項１１】前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源の前記４つの部分の夫々の形状は半径ｑの円形で、０．１５＜ｑ＜０．３を満たすことを特徴とする請求項８の回路製造方法。
　【請求項１２】前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源の前記４つの部分の夫々の形状は半径ｑの外接円が描ける非円形であり、０．１５＜ｑ＜０．３を満たすことを特徴とする請求項９の
回路製造方法
　【請求項１３】前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記瞳の中心を通り前記縦と横の方向へ延びる一対の軸の部分の光強度がゼロであることを特徴とする請求項９の回路製造方法。
　【請求項１４】
前記パターン照明段階は、
としての
を四角錐プリズムに照射することによって前記有効光源の前記４つの部分に対応する４つの光束を得る
　【請求項１５】レチクルのパターンを投影する投影光学系と、
前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記瞳の中心を通り、前記レチクルのパターンの縦と横の各パターンの方向に延びる
　【請求項１６】前記中心位置は各々の部分の光強度分布における重心位置であることを特徴とする請求項１５の投影露光装置。
　【請求項１７】前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源の前記４つの部分の夫々の形状は半径ｑの円形で、０．１５＜ｑ＜０．３を満たすことを特徴とする請求項１５の投影露光装置。
　【請求項１８】
前記レチクル照明系は、前記レチクルの
としての
を四角錐プリズムに照射することによって前記有効光源の前記４つの部分に対応する４つの光束を得る
　【請求項１９】前記照明光学系は前記ｐの値を変える変更手段を有することを特徴とする請求項１５又は１７の投影露光装置。
　【請求項２０】前記照明光学系は前記ｐ、ｑの夫々の値を変える変更手段を有することを特徴とする請求項１７の投影露光装置。
　【請求項２１】前記変更手段は開口形状が可変な絞りを有することを特徴とする請求項１９又は２０の投影露光装置。
　【請求項２２】前記変更手段は開口形状が異なる複数の絞りを有することを特徴とする請求項１９又は２０の投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は像投影方法、回路製造方法及び投影露光装置に関し、特に、０．５μｍ以下の線幅の回路パターンをウエハ−に形成する際に好適な、新しい像投影方法、回路製造方法及び投影露光装置に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　半導体デバイスの高集積化は益々加速度を増しており、それに伴って微細加工技術の進展も著しいものがある。特にその中心をなす光加工技術は１ＭＤＲＡＭを境にサブミクロンの領域に踏み込んでいる。そして、光加工用装置の代表的なものが所謂ステッパ−と呼ばれる縮小投影露光装置であり、この装置の解像力の向上が半導体デバイスの将来を担っていると言っても過言ではない。
　【０００３】
　従来、この装置の解像力を向上させる為に用いられてきた手法は、主として光学系（縮小投影レンズ系）のＮＡを大きくしていく手法であった。しかしながら光学系の焦点深度はＮＡの２乗に反比例する為、ＮＡを大きくすると焦点深度が小さくなるといった問題が生じる。従って、最近は、露光波長をｇ線からｉ線或は波長３００ｎｍ以下のエシマレ−ザ−光に変えようという試みが行なわれている。これは、光学系の焦点深度と解像力が波長に反比例して改善されるという効果を狙ったものである。
　【０００４】
　一方、露光波長の短波長化の流れの他に解像力を向上させる手段として登場してきたのが位相シフトマスクを用いる方法である。この方法は、マスクの光透過部の一部分に他の部分に対して１８０度の位相シフトを与える薄膜を形成するやり方である。ステッパ−の解像力ＲＰは、ＲＰ＝ｋ１　λ／ＮＡなる式で表わすことができ、通常のステッパ−は、ｋ１　ファクタ−の値が０．７〜０．８である。ところが、この位相シフトマスクを使用する方法であれば、理論的には、ｋ１ファクタ−の値を０．３５位にできる。
　【０００５】
　【発明が解決しようとする課題】
　しかしながら、この位相シフトマスクを実現させるためには未だ多くの問題点が残っている。現状で問題となっているのは以下の諸点である。
　【０００６】
　１．位相シフト膜を形成する薄膜形成技術が未確立。
　【０００７】
　２．位相シフト膜付回路パタ−ン設計のＣＡＤの開発が未確立。
　【０００８】
　３．位相シフト膜を付与できないパタ−ンの存在。
　【０００９】
　４．位相シフト膜の検査、修正技術が未確立
　このように実際に位相シフトマスクを実現するためには様々な障害があり、実現までに多大な時間が掛かることが予想される。
　【００１０】
　従って、未解決の問題が多い位相シフトマスク技術とは異なる、高い解像力が得られる微細パターン像の投影方法を見つける必要があった。
　【００１１】
　【課題を解決するための手段】
　本発明は、上記課題を達成する為に、回路パタ−ンの微細化に伴い回路パタ−ンが主に縦横パタ−ンにより構成されることに着目し、縮小投影レンズ系等の像投影用光学系の瞳面に形成する有効光源の形態を工夫したものである。従って、本発明に基づいて半導体デバイスを製造する場合には、ステッパ−本体側の改良により位相シフトマスクを使用する場合と同等の解像力を達成することができる。
　【００１２】
　本発明の像投影方法は、縦のパターンと横のパターンを備える微細パターンの像を投影光学系により投影する方法において、前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記瞳の中心を通り前記縦と横の方向へ延びる一対の軸の部分よりも他の部分の光強度が大きい強度分布を備える有効光源を前記瞳に形成するパターン照明段階を有し、前記一対の軸をｘｙ座標のｘ軸とｙ軸、前記瞳の中心を前記ｘｙ座標の原点、前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源が、各々の中心位置の座標が（ｐ，ｐ）、（−ｐ，ｐ）、（−ｐ，−ｐ）、（ｐ，−ｐ）である４つの部分を有し、０．２５＜ｐ＜０．６　の条件を満たすことを特徴としている。
　【００１３】
　又、本発明の回路製造方法は、投影光学系により回路パターンを基板に投影して転写する段階を有する回路製造方法において、前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記瞳の中心を通り前記回路パターンの縦と横の各パターンの方向へ延びる一対の軸の部分よりも他の部分の光強度が大きい強度分布を備える有効光源を前記瞳に形成するパターン照明段階を有し、前記一対の軸をｘｙ座標のｘ軸とｙ軸、前記瞳の中心を前記ｘｙ座標の原点、前記瞳の半径を１とした時、前記有効光源が、各々の中心位置の座標が（ｐ，ｐ）、（−ｐ，ｐ）、（−ｐ，−ｐ）、（ｐ，−ｐ）である４つの部分を有し、０．２５＜ｐ＜０．６　　の条件を満たすことを特徴としている。
　【００１４】
　又、本発明の投影露光装置は、レチクルのパターンを投影する投影光学系と、
前記投影光学系の瞳の中心部分及び前記瞳の中心を通り、前記レチクルのパターンの縦と横の各パターンの方向に延びる
　【００１５】
　【実施例】
　本発明の思想を理解し易くする為に、先ず、微細パタ−ンの結像に関して詳しく説明を行う。
　【００１６】
　第１図は高周波数（ピッチ２ｄが数μｍ程度）を持つ微細パターン６の像を投影レンズ系７により投影する様子を示す。その表面に垂直な方向から照明された微細パターン６は、それに入射する光束を回折する。この時生じる回折光は、入射光束の進行方向と同じ方向へ向けられる０次回折光、入射光束とは異なる方向へ向けられる例えば±１次以上の高次回折光である。これらの回折光の内特定次数例えば０次及び±１次回折光が、投影レンズ系７の瞳１に入射し、瞳１を介して投影レンズ系７の像面に向けられ、この像面に微細パターン６の像を形成することになる。この種の結像において像のコントラストに寄与する光成分は高次の回折光である。この為、微細パターンの周波数が大きくなるにつれ、高次回折光を光学系で捕らえることができなくなり、像のコントラストが低下する。そして、最終的には結像そのものが不可能になる。
　【００１７】
　第２図（Ａ）、（Ｂ）に、夫々、第１図の微細パタ−ン６を従来型のマスクに形成した場合の瞳１における光分布、第１図の微細パタ−ン６を位相シフトマスクに形成した場合の瞳１における光分布、を示す。
　【００１８】
　第２図（Ａ）においては、０次回折光３ａの回りに＋１　次回折光３ｂ，−１　次回折光３ｃが生じているが、第２図（Ｂ）においては、位相シフト膜の効果により０次回折光５ａが消失し、±１　次回折光５ｂ、５ｃのみが生じている。第２図（Ａ）、（Ｂ）の比較から、位相シフトマスクの、空間周波数面即ち瞳面における効果として下記の２点が挙げられる。
　【００１９】
　１．位相シフトマスクでは周波数が１／２に低減されている。
２．位相シフトマスクでは０次回折光が存在しない。
　【００２０】
　又、他の注目すべき点は、位相シフトマスク場合の±１　次回折光の瞳面での間隔ａが、従来型のマスクの場合の０次光と±１　次回折光の夫々との間隔ａと合致することである。
一方、瞳１での光分布は、従来型のマスクと位相シフトマスクとで、位置的には一致する。両者の間で異なっているのは、瞳１における振幅分布の強度比であり、第２図（Ｂ）で示される位相シフトマスクの場合０次、＋１次、−１次回折光の振幅比が０：１：１であるのに対して、第２図（Ａ）で示される従来型マスクの場合には０次、＋１次、−１　次回折光の振幅比が　１：２／π：２／πになっている。
　【００２１】
　本発明は、位相シフト膜を使用せずに、瞳１に、位相シフトマスクと類似の光分布を発生させる。本発明では、微細パタ−ン６、特に従来技術の項で述べたｋ１　ファクタ−が　０．５付近の空間周波数を持つ微細パタ−ン、を照明した際、０次回折光が瞳１の中心から外れた位置に入射し他の高次回折光も瞳１の中心から外れた他の位置に入射するように、前記瞳の中心を通り前記縦横パタ−ンの方向へ延びる一対の軸上及び前記瞳の中心の各部分よりも他の部分の光強度が大きい光量分布を備える有効光源、好ましくは前記瞳の中心を通り前記縦横パタ−ンの方向へ延びる一対の軸上及び前記瞳の中心の各部分の光強度がほぼゼロである有効光源、を形成する。
　【００２２】
　このような有効光源を形成し、例えばｋ１　ファクタ−が　０．５程度の微細パタ−ンを照明した時生じる０次回折光と１　次回折光の内、０次回折光と正負の１次回折光の内の一方を瞳１に入射させ、正負の１次回折光の内の他方を瞳１に入射させないことによって、瞳１での光分布を位相シフトマスクの場合と似た形にすることが可能になる。この為、微細パタ−ンを照明する照明法／照明系を工夫するだけで位相シフトマスクを使用した場合と同様の効果を得ることができ、実現化が容易である。
　【００２３】
　本発明では、単位光束による照明を行なうと、瞳１における一対の回折光の振幅比が１：２／πとなり、位相シフトマスクを使用した場合に近い、より好ましい振幅比１：１にはならない。しかしながら、本件発明者の解析により、この振幅比の違いは、例えば、マスクの縦パターンを解像する場合には、マスク（微細パターン）へ斜入射させる光を、瞳の縦軸（瞳の中心を通り縦パターンの方向に伸びる軸）に対して対称となる一対の光パターンができるようにペアの光でマスクを照明し、マスクの横パターンを解像する場合には、マスク（微細パターン）へ斜入射させる光を、瞳の横軸（瞳の中心を通り横パターンの方向に伸びる、前記瞳の縦軸に垂直な軸）に対して対称となる一対の光パターンができるようにペアの光でマスクを照明することにより、実質的に補償できることが判明した。従って、有効光源の瞳での光量分布が、瞳中心を通りｘｙ軸とほぼ４５°を成す方向に延びる第１軸に沿った、瞳中心に関して対称な場所に互いの強度がほぼ等しい一対のピークを有するように、例えば２個の照明光束により照明を行なう。又、有効光源の瞳での光量分布が、瞳中心を通りｘｙ軸とほぼ４５°を成す方向に延びる第１軸に沿った瞳中心に関して対称な場所に、互いの強度がほぼ等しい一対の部分を有し、且つ、瞳中心を通り別記第１軸とほぼ９０°をなす方向に延びる第２軸に沿った、瞳中心に関して対称な場所であって第１軸上の一対の部分と瞳中心に対してほぼ同じに位置に、互いの強度がほぼ等しい他の一対の部分を有するように、例えば４個の照明光束により照明を行う。
　【００２４】
　本発明の第１実施例として、第１図の瞳１での０次回折光の光分布、所謂瞳面上の有効光源の分布を第３図（Ａ）、（Ｂ）の夫々に示す。
　【００２５】
　図中、１が瞳、ｘが瞳の横軸（瞳の中心を通り横パタ−ンの方向に伸びる軸）、ｙが瞳の縦軸（瞳の中心を通り縦パタ−ンの方向に伸びる、前記瞳の横軸に垂直な軸）、そして２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが有効光源の各部分を示す。
　【００２６】
　ここで示す二つの実施例の有効光源は主として４つの部分より成る分布を持っている。そして個々の部分（光パタ−ン）の分布は円形であり、瞳１の半径を１．０、瞳中心を座標原点、ｘｙ軸を直交座標軸とした時、第３図（Ａ）の例では、各部分２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの中心が夫々　（０．４５，０．４５），（−０．４５，０．４５），（−０．４５，−０．４５），（０．４５，−０．４５）の位置にあり、各部分の半径は　０．２である。又、第３図（Ａ）の例では、各部分２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの中心が夫々（０．３４，０．３４），（−０．３４，０．３４），（−０．３４，−０．３４），（０．３４，−０．３４）　の位置にあり、各部分の半径は　０．２５　である。
　【００２７】
　本実施例の有効光源は、このように瞳面に設定したｘｙ軸により４つの象限に分けた時、一つ一つの部分２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが夫々対応する象限に形成され、互いに重なり合うことなく互いに対称な関係に且つ独立に存在することを特徴としている。この場合各象限を分ける軸であるｘ軸とｙ軸は、例えば集積回路パタ−ンが設計されるときに用いられるｘ軸、ｙ軸の方向と合致し、夫々マスクの縦横パタ−ンが延びる方向である。
　【００２８】
　本実施例における有効光源の形状は、その像が投影される微細パタ−ンの縦横パタ−ンの方向性に着目し決定したものであり、４つの円形の部分２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの中心が丁度±４５°方向（ｘ軸及びｙ軸に対し±４５°を成し瞳１の中心を通過する一対の軸が延びる方向）に存在していることが特徴である。このような有効光源を発生させる為には、４個の照明光束を、互いに同じ入射角で、一組づつ互いに直交する入射平面に沿って、微細パタ−ンへ斜入射させる。
　【００２９】
　又、有効光源の４つの部分２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの強度が互いに等しいことが重要で、この比が狂うと、例えば焼付が行なわれるウェハ−がデフォ−カスした時に回路パタ−ン像が変形を受ける。従って、４個の照明光束の強度も互いに等しく設定される。この時、４つの部分２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの各々の強度分布は、全体がピ−ク値を示す均一な強度分布を持つものであっても、中心にのみピ−クがあるような不均一な強度分布を持つものでも、適宜決めることができる。従って、４個の照明光束の形態も、瞳１に形成する有効光源の形態に応じて様々な形態が採られる。例えば、本実施例では、有効光源の４つの部分が互いに分離しており、各部分以外の場所に光パタ−ンが生じていないが、有効光源の４つの部分が比較的強度が弱い光パタ−ンを介して連続していてもいい。
　【００３０】
　又、有効光源の４つの部分２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの分布（形状）は円形に限定されない。但し、４つの部分の中心はその形状に関係なくその強度分布の重心位置が、第３図（Ａ）、（Ｂ）に示す実施例の如く、ｘｙ軸に関して±４５°方向にあり、且つ互いに対称であることが好ましい。
　【００３１】
　因に、より高解像を狙う、即ちｋ１　の値が小さい系を構成する際の最適有効光源の配置を採ろうとすると、第３図（Ｂ）から第３図（Ａ）に目を移した時に感じる通り、各象限にある有効光源の各部分２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの重心位置が瞳１の中心から離れ、これに伴って個々の象限にある独立した各部分２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの径が小さくなる第３図（Ａ）、（Ｂ）では二つの予想される有効光源の形態を示しているが、実際の設計においてもこの二つの形態に近い有効光源が使用されるであろう。というのは、有効光源の各部分の重心位置をあまり瞳１の中心から離れた位置に持っていきすぎると、光学系の設計上の都合から、光量が少なくなったりするなどの弊害が生じてくるからである。
　【００３２】
　本件発明者の、この点を考慮した検討によれば、第３図に示す瞳１と座標を参照すると、第１及び第３象限にある互いに分離された一対の部分２ａ、２ｃの形状を円形とし、半径をｑとし、第１部分２ａ及び第２部分　２ｃの中心位置（重心位置）の座標を夫々（ｐ，ｐ）、（−ｐ，−ｐ）とした時、以下の条件を満たすのがいいことが分かった。
　【００３３】
０．２５＜ｐ＜０．６
０．１５＜ｑ＜０．３
又、他の第２及び第４象限の各部分の大きさ、位置についても、それらの第１及び第３象限の各部分２ａ、２ｃに対する対称性より自ら定まる。即ち、第２及び第４象限の各部分２ａ、２ｃの形状を円形とし、半径をｑとし、各々の中心位置（重心位置）の座標を（−ｐ，ｐ）、（ｐ，−ｐ）とすると、上記条件を満たすのが良いことになる。尚、図３に示す通り、上記条件は瞳の半径を１とした時のものである。又、有効光源の各部分が円形でない、例えば３角形、４角形の場合でもここに示した条件の領域内に入っていることが好ましい。この時ｑは、各部分に外接する円の半径を用いる。第３図（Ａ）、（Ｂ）に示した実施例は、この条件中の中心付近の値を持つものである。ｐ、ｑの値は、使用する光学系（照明系／投影系）にどの程度の線幅の微細パターンの投影を要求するかによって異なる。
　【００３４】
　今まで使用されてきたステッパ−では、瞳１の中心（ｘ，　ｙ）＝（０，０）に有効光源のピ−クが存在していた。この装置で、コヒ−レンスファクタ−σ値が０．３とか　０．５とか言われるのは、瞳１の中心を中心として半径がそれぞれ　０．３、０．５の稠密の有効光源分布を持っていることを意味している。本件発明者の解析によると、瞳中心に近い位置にある有効光源、例えばσ値で０．１以下の範囲の場合は、デフォ−カスが生じた時、主として粗い線巾、前述のｋ１　ファクタ−が１以上の線巾、でのコントラストを高く保つことに効果があるが、このデフォ−カス時の効果はｋ１　ファクタ−が　０．５に近づくにつれて急速に悪化する。そして、ｋ１　ファクタ−が　０．５を越えると、極端な場合には像のコントラストが全く失なわれてしまう。現在要求されているのは、ｋ１　ファクタ−　０．６以下でのデフォ−カス性能の向上であり、ｋ１　ファクタ−がこの付近については、瞳中心近傍の有効光源の存在は、結像に関して悪影響を与える。
　【００３５】
　これに対し第１実施例で示した有効光源はｋ１　ファクタ−の値が小さく、ｋ１ファクタ−　０．５付近の結像を行なう際のデフォ−カス時のコントラストを高く保つことに効果がある。第３図（Ａ）の例は第３図（Ｂ）の例よりより外側に有効光源の各部分２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが存在している為、第３図（Ｂ）より高周波特性が優れている。尚、有効光源の瞳中心から離れている部分でのデフォ−カス特性は、ｋ１　ファクタ−で１前後まで、焦点深度がほぼ一定の水準を保つという特性を持っている。
　【００３６】
　第４図は第３図（Ｂ）の形態をＮＡ０．５　の投影レンズ系を持つｉ線ステッパ−に適用した時の解像力と焦点深度の関係を、光学像のコントラスト　７０％を満たす範囲内のデフォ−カスは焦点深度内（許容値）として計算した例である。図中、曲線Ａは、通常のレチクルに対する従来法（σ＝０．５　）での解像力と焦点深度の関係、曲線Ｂが第３図（Ｂ）の場合の解像力と焦点深度の関係を示す。ステッパ−の実用的に許容できる焦点深度の限界を　１．５μｍ　に設定すると、従来法での解像力の限界は０．５２μｍ　であるのに対し、第３図（Ｂ）の場合には、ほぼ　０．４μｍまで解像力が改善されている。これは比にして約　３０％の改善であり、この分野では非常に大きなものである。又、実効的にはｋ１　ファクタ−で０．４５程度の解像力までは容易に達成できる。
　【００３７】
　尚、本発明の、瞳中心に有効光源を形成しないリング照明法との相違点は、瞳１において、微細パタ−ンの縦横パタ−ンの方向に相当するｘ軸及びｙ軸上には有効光源のピ−クが存在していないことである。これは、ｘ及びｙ軸上に有効光源のピ−クを配置すると、像のコントラストの落ちが大きく、大きな焦点深度を得ることができないからである。従って、主として縦横パタ−ンで構成される微細パタ−ンの像投影に関して、本発明は、リング照明法よりも改善された像質の像を得ることを達成した。
　【００３８】
　又、本発明の有効光源の主たる各部分の光量（光強度）は均一にも、ガウシアン分布のように不均一にも、設定される。
　【００３９】
　第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の第２実施例を示す図であり、本発明の方法で微細パタ−ンの像を投影する半導体製造用投影露光装置を示す。
　【００４０】
　図中、１１は、その発光部が楕円ミラ−の第１焦点に設置される超高圧水銀灯、１２は楕円ミラ−、１４、２１、２５、２７は折り曲げミラ−、１５は露光量制御用シャッタ−、１０５はフィ−ルドレンズ、１６は波長選択用干渉フィルタ−、１７はクロスＮＤフィルタ−、１８は所定の開口を備えた絞り部材、１９は、その光入射面が楕円ミラ−１２の第２焦点に設置されるオプチカルインテグレ−タ−、２０、２２は第１結像レンズ系（２０、２２）の各レンズ、２３はハ−フミラ−、２４はレチクル上の照明領域を規制する矩形開口を備えるマスキングブレ−ド、２６、２８は第２結像レンズ系（２６、２８）の各レンズ、３０は最小線巾約２ｕｍ程度の主に縦横パタ−ンで構成された集積回路パタ−ンが形成されたレチクル、３１はレチクル３０の回路パタ−ンを１／５に縮小投影する縮小投影レンズ系、３２はレジストが塗布されたウエハ−、３３はウエハ−３２を吸着保持するウエハ−チャック、３４はウエハ−チャック３３を保持するＸＹステ−ジ、３５は中央に開口部３５ａを備える遮光膜が形成されたガラス板、３６は上面に開口部を備えたケ−ス、３７はケ−ス３６内に設けた光電変換器、３８はステ−ジ３４の移動量を計測する為の不図示のレ−ザ−干渉計の一部を成すミラ−、４０は、ブレ−ド２４の受光面と光学的に等価な位置に置かれ、ブレ−ド２４と同様にインテグレ−タ−１９の各レンズから出射した光束がその上で互いに重なり合う、所定の開口を備える遮光板、４１は遮光板４０の開口からの光を集光する集光レンズ、４２は４分割デイテクタ−を、示す。
　【００４１】
　この装置の特徴的な構成はインテグレ−タ−１９の前に置いたフィルタ−１７及び絞り部材１８である。絞り部材１８は、第５図（Ｂ）に示すように、装置の光軸近傍の光を遮るリング状の開口を備えた、投影レンズ系３１の瞳面での有効光源の大きさ及び形状を定める開口絞りであり、この開口の中心は装置の光軸と一致している。又、フィルタ−１７は、第５図（Ｃ）に示すように、４個のＮＤフィルタ−を全体としてクロス状に成るよう配列したものであり、この４個のＮＤフィルタ−により絞り部材１８のリング状開口の４か所に入射する光の強度が１０〜１００パ−セント減衰しめられる。この４か所とは、とりもなおさず、投影レンズ系３１の瞳面の、レチクル３０の縦横パタ−ンの方向に相当するｘｙ軸上の４点を含む部分に対応する場所であり、このフィルタ−１７によって、投影レンズ系３１の瞳面のｘｙ軸上の有効光源の光強度が弱まるようにしている。
　【００４２】
　レチクル３０は不図示のレチクルステ−ジに保持されている。そして、投影レンズ系３１はフィルタ−１６により選択されたｉ線（波長３６５ｎｍ）の光に対して設計されている。又、第１及び第２結像レンズ系（２０、２２、２６、２８）はインテグレ−タ−１９の光出射面と投影レンズ系３１の瞳面とが互いに共役になるよう設定され、第２結像レンズ系（２６、２８）はブレ−ド２４の開口部のエッジとレチクル３０の回路パタ−ン部とが互いに共役になるよう設定されている。尚、ブレ−ド２４は、レチクル３０上の集積回路パタ−ンの大きさに応じて開口部の大きさを調整できるように、通常、４枚の夫々独立に可動なナイフエッジ状の先端を持つ遮光板で構成され、不図示の装置全体の制御を行うコンピュ−タ−の指令によって各遮光板の位置が制御され、開口部の大きさが使用するレチクル３０に最適化される。
　【００４３】
　ハ−フミラ−２３はインテグレ−タ−１９からの光束の一部を反射するミラ−で、ミラ−２３で反射した光は、遮光板４０の開口を介してレンズ４１に入射し、レンズ４１により４分割ディテクタ−４２上に集光される。４分割ディテクタ−の４２の受光面は投影レンズ系３１の瞳面と光学的に等価になるよう設定されており、この受光面上に絞り部材１８で形成したリング状の有効光源を投影する。４分割ディテクタ−４２は、個々のディテクタ−毎に各受光面に到達した光の強度に応じた信号を出力し、４分割ディテクタ−４２からの各出力信号を加算することによりシャッタ−１５の開閉制御の為の積算信号を得る。
　【００４４】
　ＸＹステ−ジ３４上の部材３５〜３７は、レチクル３０の上方の照明系の性能チェック用の測定ユニットであり、ＸＹステ−ジ３４は照明系のチェックを行う際所定の位置に移動し、この測定ユニットを投影レンズ系３１の真下に持ってくる。この測定ユニットで、ガラス板３５の開口部３５ａ及びケ−ス３６の開口部を介して、照明系を出て投影レンズ系３１の像面に達した光を光電変換器３７へ導く。開口部３５ａの受光面は投影レンズ系３１像面位置にあり、必要であれば不図示の焦点検出系（ウエハ−３２の表面の高さを検出する周知のセンサ−）とＸＹステ−ジ３４に内蔵された測定ユニット駆動系とを用い、開口部３５の装置の光軸方向の高さが調整される。ガラス板３５はケ−ス３６に取り取り付けられており、ケ−ス３６は前述の通り中央に開口部が開いているが、ここでは、このケ−ス３６の開口部がガラス板３５の開口部と所定量だけずらせるように、測定ユニットが組まれている。ケ−ス３６の開口部が置かれる位置は投影レンズ系３１の像面側のＮＡの大きい場所で且つ像面から十分離れている。従ってケ−ス３６の開口部の受光面では、投影レンズ系３１の瞳面での光分布がそのまま現れる。本実施例では、この測定ユニットは使用しない。従って、この測定ユニットの使用法の説明は後の実施例で説明する。
　【００４５】
　本実施例では、フィルタ−１７と絞り部材１８の作用により、投影レンズ系３１の瞳面に、全体としてリング状を成しレチクル３０の縦横パタ−ンの方向に相当するｘｙ軸上の４点を含む部分の強度が他の部分よりも低い有効光源を形成しつつ、照明系（１１、１２、１４、１５、１０５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８）により、レチクル３０の回路パタ−ンを均一な照度で照明し、投影レンズ系３１により回路パタ−ン像をウエハ−３２上に投影して、ウエハ−３２のレジストに回路パタ−ン像を転写している。このような投影露光による効果は先に第３図及び第４図を使って説明した通りであり、ウエハ−３２のレジストに、ｉ線で、安定して、鮮明な０．４μｍの微細パタ−ンを記録できる。
　【００４６】
　又、ここでは、フィルタ−１７と絞り部材１８をインテグレ−タ−１９の前に置いているが、フィルタ−１７と絞り部材１８をインテグレ−タ−１９の直後に置いてもいい。又、後述する第３実施例で使用する第６図（Ｂ）に示す絞り部材１８を、フィルタ−１７と絞り部材１８より成る系の代わりに使用してもいい。第６図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第３実施例を示す図であり、本発明の方法で微細パタ−ンの像を投影する半導体製造用投影露光装置の他の例を示す。
　【００４７】
　図中、第５図で示した部材と同じ部材又は同じ機能を持つ部材には、第５図で付した番号と同じ番号を付している。従って、第５図の装置と本実施例の装置を比較すると、本実施例の構成で第５図の装置と異なっている点は、第６図（Ｂ）に示すように絞り部材１８の開口部が４個の独立した開口より成る点、クロスＮＤフィルタ−の代わりに部材１８の各独立開口に対応させて４個の独立なフィルタ−１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを設けている点、更にミラ−１２とミラ−１４の間に４角錐プリズム１３を挿入している点である。
　【００４８】
　又、本実施例では、４分割ディテクタ−４２からの出力をシャッタ−１５の開閉制御以外の用途にも使用し、測定ユニット（３５−３７）も使用する。
　【００４９】
　以下、前記実施例との相違点を重点的に説明しながら、本実施例の作用効果を述べる。
　【００５０】
　４角錐プリズム１３、フィルタ−１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ及び絞り部材１８を置かない状態で、水銀灯１１からの光によりインテグレ−タ１９を照明すると、インテグレ−タ１９の光射出面で中心に高いピ−クを持つガウシアン分布に似た光量分布の２次光源が生じてしまう。インテグレ−タ−１９の光射出面は投影レンズ系３１の瞳面と共役であるから、この瞳面には、瞳中心に光量分布のピ−クを持つ有効光源ができる。既に説明した様に、本発明で用いる有効光源は瞳中心でピ−クを示さない光量分布を持つものであるから、前記実施例の如くインテグレ−タ−１９の中心部付近に入射する光を遮る必要がある。しかしながら、絞り部材１８を単にインテグレタ−１９の前に置いた場合、水銀灯１１からの光の大部分をけってしまい、光量損失が大きくなる。そこで、本実施例では、楕円ミラ−１２の直後に四角錐プリズム１３を挿入して、オプティカルインテグレ−タ−１９上での照度分布をコントロ−ルする。
　【００５１】
　水銀灯１１は、その発光部が楕円ミラ−１２の第１焦点位置と一致するように置かれており、水銀灯１１から発し楕円ミラ−１２で反射した光は、四角錐プリズム１３により相異なる方向に偏向された４本の光束に変換される。この４本の光束はミラ−１４で反射されシャッタ−１５の位置に到達する。そして、シャッタ−１５が開いていれば、そのままフィルタ−１６に入射し、フィルタ−１６により、レチクル３０の像をウェハ−３２上のレジスト（感光層）に投影する投影レンズ系３１が最も良い性能を発揮できる様に、水銀灯１１の発光スペクトルからｉ線が選択される。
　【００５２】
　フィルタ−１６からの４本の光束は、夫々、フィ−ルドレンズ１０５を通過した後、本実施例の重要な要素であるフィルタ−１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに入射する。この４個のフィルタ−は、４本の光束の光量が互いにほぼ同じになるようにし、これによりインテグレ−タ−１９の光出射面及び投影レンズ系３１の瞳面に形成する有効光源の４個の部分間の光量の対称性を補正する補正部材である。各フィルタ−の光量減衰作用を調節する場合には、各フィルタ−毎に数種類のＮＤフィルタ−を用意しておきＮＤフィルタ−を切り換えて調節してもいいし、各フィルタ−を干渉フィルタ−で構成し、この干渉フィルタ−の狭帯域性を利用し、この干渉フィルタ−を傾けることにより調節してもいい。
　【００５３】
　絞り部材１８は、フィルタ−１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄからの４本の光束を受ける。この絞り部材１８は、第６図（Ｂ）に示すように４個の円形開口を備えており、４個の円形開口の夫々と、フィルター１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄからの４本の光束とが、一対一に対応する。そして、絞り部材１８の４個の開口からの光でインテグレ−タ−１９が照明され、インテグレ−タ−１９の光出射面及び投影レンズ系３１の瞳面に、絞り部材１８の開口に対応する、第３図（Ａ）で示した有効光源が形成される。
　【００５４】
　通常、絞り部材１８の開口形状は、インテグレ−タ−１９を構成する各微小レンズの外形に対応した形状に設定される。従って、各微小レンズの断面が六角形である場合には、開口形状も微小レンズの六角形に沿った形にする。
　【００５５】
　インテ−グレ−タ−１９からの光は、レンズ２０、ミラ−２１、レンズ２２、ハ−フミラ−２３を介してブレ−ド２４に向けられる。この時、前述した様に、インテグレ−タ−１９の各レンズからの光束がブレ−ド２４上で互いに重なり、ブレ−ド２４が均一な照度で照明される。又、ハ−フミラ−２３は、インテグレ−タ−１９の各レンズからの光束の一部分づつを反射して、反射光により遮光板４０を照明する。遮光板４０の開口部からの光がレンズ４１により４分割ディテクタ−４２上に集光される。
　【００５６】
　ブレ−ド２４の開口部を通過した光は、ミラ−２５、レンズ２６、ミラ−２７及びレンズ２８によりレチクル３０に向けられる。ブレ−ド２４の開口部とレチクル３０の回路パタ−ン部とは互いに共役であるから、インテグレ−タ−１９の各レンズからの光束がレチクル３０上でも重なり合い、レチクル３０を均一な照度で照明する。そして、レチクル３０の回路パタ−ンの像が、投影レンズ系３１により投影される。
　【００５７】
　４分割ディテクタ−４２の各ディテクタ−は、第３図（Ａ）に示す如き有効光源の互いに分離した４つの部分の夫々に対応しており、各部分の光量を独立に検出できる。各ディテクタ−の出力を加え合わせればシャッタ−１５の開閉制御を行うことができるのは、前述した通りである。一方、各ディテクタ−の出力を互いに比較することによって有効光源の個々の部分の光量の割合がアンバランスになっていないかどうかのチェックを行う。この時、４分割ディテクタ−４２の各ディテクタ−相互のキャリブレ−ションを行うことがチェックの際の信頼性を高めることに通じる。このキャリブレ−ションについては後述する。
　【００５８】
　装置の瞳面に形成される有効光源の形状はインテグレ−タ−１９の形状に対応したものになる。インテグレ−タ−１９自体は微小なレンズの集まりである為、有効光源の光量分布を細かく見ると、個々の微小レンズの形状に対応した離散的なものとなっているが、マクロな観点で見れば第３図（Ａ）に示す光量分布が実現されている。
　【００５９】
　本実施例では光量モニター（２３、４０〜４２）と測定ユニット（３５〜３７）を用いて有効光源の光量分布のチェックを行う。この為に、ＸＹステージ３４を動かして測定ユニット（３５〜３７）を投影レンズ系３１の真下に持ってくる。この測定ユニットで、ガラス板３５の開口部３５ａ及びケース３６の開口部を介して、照明系を出て投影レンズ系３１の像面に達した光を光電変換器３７へ導く。開口部３５ａの受光面は投影レンズ系３１の像面位置に設定されている。ガラス板３５はケース３６に取り付けられており、ケース３６は前述の通り中央に開口部が開いているが、ここでは、このケース３６の開口部がガラス板３５の開口部と所定量だけずらせるように、測定ユニットが組まれている。本実施例の照明系により照明を行った場合、ケース３６の上面では、第３図（Ａ）に示す有効光源の４つの部分が分離して現れる。ケース３６の開口は、ブレード２４の開口部と同じように形状及び大きさが変更可能にできており、不図示の駆動系により開口の大きさを変えることにより、有効光源の４つの部分を個別に検出することと、有効光源の４つの部分を一度に検出することができる。一方、光電変換器３７はガラス板３５の開口３５ａを通過する光束を全て受光し得る面積の受光部を持っている。尚、光電変換器３７の受光部の面積が大きくなりすぎて電気系の応答特性が劣化する場合には、ガラス板３５と光電変換器３７の間に集光レンズを入れ、このレンズによりガラス板３５の開口３５ａからの光束を集光し、光電変換器３７の受光部の面積を小さくして応答特性を改善することができる。又、ケース３６の開口を有効光源の４つの部分を一度に検出することができるように設定している状態で、ＸＹステージ３４を像面に沿って動かすことにより、像面照度の均一性を測ることもできる。
　【００６０】
　ケ−ス３６の開口を動かして有効光源の各部分の光量（強度）を測った結果は、照明系側にある４分割ディテクタ−４２の対応するディテクタ−の出力との比較が行われる。つまり、ＸＹステ−ジ３４側にある光電変換器３７を参照ディテクタ−として使用し、４分割ディテクタ−４２の出力をキヤリブレ−ションできるため、安定した状態で有効光源の経時変化をモニタ−していくことができる。そして４分割ディテクタ−４２又は光電変換器３７によって有効光源の各部分間の光量のアンバランスを検出し、その結果に基づいて、フィルタ−１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが、有効光源の各部分の光量のマッチングが図られるよう調整される。
　【００６１】
　本実施例では、第６図（Ｂ）の絞り部材１８の作用により、投影レンズ系３１の瞳面に、第３図（Ａ）に示す、レチクル３０の縦横パタ−ンの方向に相当するｘｙ軸上及び瞳中心（光軸）上に光量分布のピ−クを持たない有効光源を形成しつつ、照明系（１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８）により、レチクル３０の回路パタ−ンを均一な照度で照明し、投影レンズ系３１により回路パタ−ン像をウエハ−３２上に投影して、ウエハ−３２のレジストに回路パタ−ン像を転写している。このような投影露光による効果は先に第３図及び第４図を使って説明した通りであり、ウエハ−３２のレジストに、ｉ線で、安定して、大きな焦点深度で、鮮明な０．４μｍの微細パタ−ンを記録できる。
　【００６２】
　第７図は本発明の第４実施例を示す図であり、第６図の半導体製造用投影露光装置の改良例を示す部分的概略図である。従って、第７図では、第６図の実施例と同じ部材については第６図と全く同じ番号が付けられている。
　【００６３】
　図中、１１は超高圧水銀灯、１２は楕円ミラ−である。ここでは楕円ミラ−１２から出た光をビ−ムスプリッタ−群（５１、５３）で分割している。第３図（Ａ）に示す４つの部分を持つ有効光源を形成する為に、楕円ミラ−１２から出た光を第１ビ−ムスプリッタ−５１、第２ビ−ムスプリッタ−５３で順次分割している。５２は光路の折り曲げミラ−である。第２ビ−ムスプリッタ−５３は第１ビ−ムスプリッタ−５１で分割された２本の光束の双方の光路にまたがって斜設されており、紙面に沿って進行する２本の光束を夫々分割し、夫々の光束の一部を紙面と垂直方向に曲げる。夫々の光束の他の部分は図示する通り紙面に沿って進む。又、第２ビ−ムスプリッタ−５３から前記一部の光束の光路にはミラ−光学系があって、前記一部の光束を反射して前記他の部分の光路と平行な別な光路に向ける。こうしてビ−ムスプリッタ−群（５１、５３）及びミラ−５２と不図示のミラ−光学系とにより４つに分けられた光路は、インテグレ−タ−１９の光出射面で第３図（Ａ）に示すような光分布の２次光源を作るよう結合される。これにより、投影レンズ系３１の瞳面に第３図（Ａ）に示す有効光源が形成される。
　【００６４】
　紙面内にある分割された２つの光路には、夫々、リレ−レンズ６１ａ、６１ｂが置かれ、このリレ−レンズ６１ａ、６１ｂの作用で、各光路を進む光がインテグレ−タ−１９上に集光せしめられる。第１ビ−ムスプリッタ−の挿入の結果、両光路の光路長が互いに異なる為、リレ−レンズ６１ａ、６１ｂの構成及び焦点距離は互いに少しずつ異なっている。これは紙面内にない一対の光路に置かれる不図示の一対のリレ−レンズについても同様である。
　【００６５】
　６３はビ−ムスプリッタ−群（５１、５３）により得た４本の光束の夫々について開閉制御ができるシャッタ−、１６ａ、１６ｂは紙面内にある分割された２つの光路に置いた波長選択フィルタ−で、紙面外の他の２つの光路の夫々にも同様のフィルタ−が置かれる。これらのフィルタ−は、前記実施例のフィルタ−１６と同様、水銀灯１１からの光からｉ線を取り出す。１７ａ、１７ｂが、紙面内にある分割された２つの光路に置いた、有効光源の各部分の光量を調整する為のフィルタ−であり、紙面外の他の２つの光路の夫々にも同様のフィルタ−が置かれる。そして、、これらのフィルタ−の機能は前記実施例のフィルタ−１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄと同様の機能を持つ。
　【００６６】
　又、本実施例では、インテグレ−タ−に至る光路を空間的に４つ分割した為、インテグレ−タを４個の小型インテグレ−タ−の集合により構成した。光路の重なり具合の関係から、ここではインテグレ−タ−１９ａ、１９ｂのみを図示している。インテグレ−タ−以降の構成は前記実施例と同じなので、これ以上の説明は省略する。
　【００６７】
　第８図は本発明の第５実施例を示す図であり、本発明の方法で微細パタ−ンの像を投影する半導体製造用投影露光装置の、更に他の例を示す部分的概略図である。
　【００６８】
　本実施例の装置は、有効光源の位置を時間的に移動させることにより等価的に第３図（Ａ）に示すような有効光源を瞳面に形成ながら回路パタ−ン像を投影露光する。第８図では前記各実施例と同じ部材については前記各実施例と同じ番号が付けられている。従って、図中、１１は超高圧水銀灯、１２楕円ミラ−、１４は折り曲げミラ−、１５はシャッタ−、１６は波長選択用干渉フィルタ−、１９がオプティカルインテグレ−タ−を示し、不図示の、投影レンズ系３１以降の系は前記各実施例のものと同一である。
　【００６９】
　本実施例の特徴的な構成は、インテグレ−タ−１９の後ろに時間的に動く平行平板７１を置いたことにある。平行平板７１は照明光学系の光軸に対して斜めに配置されており、図示する通り光軸に対する傾角が変化するよう揺動して光軸をずらす役割を行う。従って、レチクル３０側から、平行平板７１を通してインテグレ−タ−１９を観察すると、平行平板７１の揺動に伴ってインテグレ−タ−１９が上下又は左右に移動する様に見える。ここでは平行平板７１が光軸を中心にした回転運動もできるように平行平板を支持しているので、平行平板７１を光軸に対して所定角度傾けた状態で回転させることにより、投影レンズ系３１の瞳面において、単一有効光源が光軸（瞳中心）から離れたある半径の円周上の任意の位置に配置できることになる。そして実際の露光時には、平行平板７１を動かして単一有効光源が所定の位置に来た時、平行平板７１の姿勢が固定され、所定の時間露光が行われる。この動作を第３図（Ａ）に示した有効光源の４個の部分の各々に単一有効光源ができるよう４回行なうことによって１つのショットの露光が完了する。
　【００７０】
　本実施例では、光源として水銀灯１１を使用しているが、光源がエキシマレ−ザ−の様にパルス発光を行うようなものである時には、平行平板７１の動きを連続的な動きとし、平行平板７１が所定の位置に来た時に光源を発光させるといった、露光制御を行ってもいい。この時、光源としてエキシマレ−ザ−を使用し、平行平板７１の光軸回りの回転の周期をエキシマレ−ザ−の発光の繰り返し周期とマッチングさせると都合が良い。例えば、レ−ザ−が２００Ｈｚで発光しているとすると、１回の発光ごとに有効光源が隣の象限に移る様に平行平板７１の回転数を制御すれば、効率の良い露光を行うことができる。
　【００７１】
　このように時間的に単一有効光源が移動する方式を採る場合、瞳上の幾つかの部分に形成される有効光源部が同一光源からの光エネルギ−で作られる為、瞳面上で分離された有効光源部の強度を互いに常に同じに設定することが容易である。本実施例で前記各実施例にあるような有効光源光量補正用のフィルタ−１７を置かなかったのは、この理由によっている。
　【００７２】
　さて、平行平板７１を通過した光は、レンズ７２、ハ−フミラ−７３、レンズ７４を介してレチクル３０を均一照明する。本実施例では前記各実施例では置いてた第１結像光学系がない為に、前記各実施例のブレ−ド２４とは違うブレ−ド７８をレチクル３０の近くに配置した。このブレ−ド７８は、ブレ−ド２４と構成及び機能が同じであり、レチクル３０上に形成した回路パタ−ンの大きさに応じてその開口部の大きさが可変である。
　【００７３】
　ミラー７３は入射光の大部分を反射する一方、入射光の一部分を透過させて露光量制御用の光量モニターに光を導く。７５はコンデンサレンズ、７６はレチクル３０と光学的に等価な位置にあるピンホール板で、ミラー７３からの光がレンズ７５によりピンホール板７６に集光され、ピンホール板７６のピンホールを通過した光がフォトディテクター７７で受光され、フォトディテクター７７から入射光の強度に応じた信号が出力される。装置の不図示のコンピュータは、この信号に基づいてシャッター１５の開閉制御を行う。尚、本実施例では有効光源間の各部分の光量比をモニターする必要がないので、フォトディテクター７７は特に４分割ディテクターである必要はない。
　【００７４】
　本実施例では、投影レンズ系３１の瞳面に第３図（Ａ）で示す有効光源を形成しつつ、レチクル３０の回路パタ−ンを均一な照度で照明し、投影レンズ系３１により回路パタ−ン像をウエハ−上に投影して、ウエハ−のレジストに回路パタ−ン像を転写している。このような投影露光による効果は先に説明した通りであり、ウエハ−のレジストに、安定して、鮮明な０．４μｍの微細パタ−ンを記録できる。
　【００７５】
　第９図は本発明の第６実施例を示す図であり、本発明の方法で微細パタ−ンの像を投影する半導体製造用投影露光装置の、更に他の例を示す部分的概略図である。
　【００７６】
　本実施例では光源としてＫｒＦエキシマレ−ザ−８１（中心波長２４８．４ｎｍ、バンド幅０．００３〜０．００５ｎｍ）を用いた場合の例を示している。エキシマレ−ザ−８１はパルス発光する為、シャッタ−を設けずにレ−ザ−自身の駆動制御により露光制御を行うこと、及び、レ−ザ−自身がフィルタ−を持ちレ−ザ−光のバンド幅が狭帯域化されている為、波長選択用干渉フィルタ−を配置しないことが特徴となっている。ビ−ムスプリッタ−群（５１、５３）、ミラ−５２、フィルタ−１７及びインテグレ−タ１９の働きは、第７図に示した実施例と同じである。又、インテグレ−タ−１９以降の系は第６図（Ａ）のものと同じで、但し不図示の投影レンズ系は、波長２４８．４ｎｍに関して設計された、合成石英のみ主成分としたレンズアセンブリで構成されている。
　【００７７】
　エキシマレ−ザ−８１の場合、レ−ザ−光のコヒ−レンシ−が高いので、スペックルパタ−ンの発生を押さえる必要がある。この為、本実施例では、インコヒ−レント化ユニット８２が、ビ−ムスプリッタ−群５１〜５３で光が分離された後に置かれている。エキシマレ−ザ−を用いた照明光学系のスペックル除去の方法については過去いろいろな手法が発表されているが、本発明の有効光源を作ることはそれらと本質的な矛盾はなく、公知の様々な手法が適用可能である。従って、ここではユニット８２についての詳細は説明しない。
　【００７８】
　本実施例では、図示する光学系（１７、１９、５１、５２、５３、８２）の作用により不図示の投影レンズ系の瞳面に第３図（Ａ）で示す有効光源を形成しつつ、レチクルの回路パタ−ンを均一な照度で照明し、投影レンズ系により回路パタ−ン像をウエハ−上に投影して、ウエハ−のレジストに回路パタ−ン像を転写している。このような投影露光による効果は先に説明した通りであり、ウエハ−のレジストに、安定して、鮮明な０．３〜０．４ｕｍの微細パタ−ンを記録できる。
　【００７９】
　第１０図は本発明の第７実施例を示す図であり、第９図に示した第６実施例を改良した装置を示す部分的概略図である。
　【００８０】
　本実施例は、レ−ザ−８１からのレ−ザ−光を反射型４角錐プリズムで４個の光束に分離している。第６図の装置では透過型の４角錐プリズム１３を用いて光束の分離をしていたが、同様のことは反射型でも行える。本発明の構成は、勿論、超高圧水銀灯を光源に用いても実現できるが、ここでは光源としてＫｒＦエキシマレ−ザ−を用いた例が示してある。レ−ザ−８１から出たレ−ザ−光はアフォ−カルコンバ−タ−９１で適切なビ−ムサイズに拡大変換された後、４角錐プリズム９２に入射する。４角錐プリズムの配置は、その４個の反射面が、結果として不図示の投影レンズ系の瞳位置に第３図（Ｂ）のような有効光源を形成できる方向に向くよう設定する。９３は４角錐プリズム９２の各反射面で分割・反射された光を曲げるミラ−であり、ミラ−９３以降の構成は第９図の装置と同じで、インテグレ−タ−１９以降の系は第６図（Ａ）のものと同じである。但し不図示の投影レンズ系は、波長２４８．４ｎｍに関して設計された、合成石英のみ主成分としたレンズアセンブリで構成されている。
　【００８１】
　本実施例でも、図示する光学系（１７、１９、９１、９２、９３、８２）の作用により不図示の投影レンズ系の瞳面に第３図（Ａ）で示す有効光源を形成しつつ、レチクルの回路パタ−ンを均一な照度で照明し、投影レンズ系により回路パタ−ン像をウエハ−上に投影して、ウエハ−のレジストに回路パタ−ン像を転写している。このような投影露光による効果は先に説明した通りであり、ウエハ−のレジストに、安定して、鮮明な０．３〜０．４μｍの微細パタ−ンを記録できる。
　【００８２】
　第１１図は本発明の第８実施例を示す図であり、本発明の方法で微細パタ−ンの像を投影する半導体製造用投影露光装置の、更に他の例を示す部分的概略図である。
　【００８３】
　本実施例ではファイバ−束１０１を用いた照明系を示す。ファイバ−束１０１の光入射面は超高圧水銀灯１１の光が楕円ミラ−１２によって集光する位置に配置され、各ファイバ−を介して光束が引き回されて、インテグレ−タ１９の光入射面に導かれている。ファイバ−束１０１の超高圧水銀灯１１と逆側の端、即ち光出射面は４つ束に分岐され、その一つ一つが第３図（Ａ）の有効光源の各部分に対応している。各ファイバ−束の出口には有効光源の各部分の光量を調整するフィルタ−１７が配置されている。これ以降の光学系は第８図の実施例の構成がそのまま流用されている。但し、光量モニタ−のフォトディテクタ−に、各ファイバ−束のからの光の光量（２次光源の４個の部分及び有効光源の４個の部分）のバランスを測定する為、４分割ディテクタ−１０２が用いられている。４分割ディテクタ−１０２の個々のディテクタ−は、夫々、４個のインテグレ−タ−１９の出口に対応している。
　【００８４】
　本実施例では、投影レンズ系３１の瞳面に第３図（Ａ）で示す有効光源を形成しつつ、レチクル３０の回路パタ−ンを均一な照度で照明し、投影レンズ系３１により回路パタ−ン像をウエハ−上に投影して、ウエハ−のレジストに回路パタ−ン像を転写している。このような投影露光による効果は先に説明した通りであり、ウエハ−のレジストに、安定して、鮮明な０．４μｍの微細パタ−ンを記録できる。
　【００８５】
　第１２図は本発明の第９実施例を示す図であり、本発明の方法で微細パタ−ンの像を投影する半導体製造用投影露光装置の、更に他の例を示す部分的概略図である。
　【００８６】
　本実施例では複数の光源を用いて照明系を構成している。ここでは、光源として超高圧水銀灯１１ａ、１１ｂを用いているが、光源としてエキシマレ−ザ−を使用し、レ−ザ−光学系即ち平行で発散角の少ないビ−ムに対する光学系を組むことも可能である。
　【００８７】
　本実施例では、重なりの為図示されていないが、超高圧水銀灯を４個置いてあり、４個の超高圧水銀灯の夫々からの光束が凹レンズ１０３に入射して、凹レンズ１０３により統合されて、波長選択用干渉フィルタ−１６、有効光源の各部分の光量を調整する４個のフィルタ−１７を介してインテグレ−タ−１９に到達する。インテグレ−タ−１９以降の光学系の構成は第１１図の装置と同様で、投影レンズ系３１の瞳面に第３図（Ａ）に示す有効光源を形成する。従って、本実施例でも、投影レンズ系３１により回路パタ−ン像をウエハ−上に投影して、ウエハ−のレジストに回路パタ−ン像を転写している。このような投影露光による効果は先に説明した通りであり、ウエハ−のレジストに、安定して、鮮明な０．４ｕｍの微細パタ−ンを記録できる。
　【００８８】
　以上述べた半導体製造用投影露光装置では瞳面での有効光源の配置を固定としてきた。しかしながら、実施例の最初の部分で述べた様に、有効光源の各部分の中心位置を表わすパラメ−タ−ｐとその半径或はそれに外接する円の半径を表わすパラメ−タ−ｑ、又有効光源の各部分の形状は、投影露光の対象となる回路パタ−ンの種類によって最適値が異なる。従って、例えば、各実施例の装置で有効光源の形状を表すパラメ−タ−ｐ、ｑを可変にする系を構成するといい。例えば、各実施例の内絞り部材１８を使用するものは、絞り部材１８として開口形状が可変なものを使用したり、或は複数個の互いに開口形状が異なるの絞りを用意しておくとかする。
　【００８９】
　又、以上述べた装置は半導体製造用の装置であったが、本発明は集積回路パタ−ン像を投影する場合に限定されない。即ち、本発明は、主として縦横パタ−ンからなる微細パタ−ンを持つ物品の像を光学系により投影する様々な場合に適用される。
　【００９０】
　又、以上述べた装置は、像投影用光学系としてレンズ系を使用するものであったが、本発明は、ミラ−系を使用する場合にも適用される。
　【００９１】
　又、以上述べた装置は、像投影に使用する光として、ｉ線、波長２４８．４ｎｍのレ−ザ−光を用いていたが、本発明は波長の種類に関係なく適用される。従って、例えばｇ線（４３６ｎｍ）を露光波長とする半導体製造用投影露光装置にも適用されうる。
　【００９２】
　【発明の効果】
　以上、本発明では、像投影用光学系の瞳に予め決めた有効光源を形成してやることにより、空間周波数が非常に高い微小パターンの像を、簡単な手法で、投影できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　微小パターン像の投影原理を示す説明図である。
　【図２】
　瞳上での光分布を示す図で、（Ａ）は従来マスクを用いた時の瞳上での光分布を示す図、（Ｂ）は位相シフトマスクを用いた時の瞳上での光分布を示す図である。
　【図３】
　本発明の第１実施例を示す図で、（Ａ）は本発明の第１実施例の瞳上での有効光源の一例を示す説明図、（Ｂ）は本発明の第１実施例の瞳上での有効光源の別の例を示す説明図である。
　【図４】
　図３（Ａ）の有効光源を形成する投影系と従来の投影系の周波数特性を示す図である。
　【図５】
　本発明の第２実施例を示す図で、（Ａ）は本発明の第２実施例を示す投影露光装置の概略図、（Ｂ）は本発明の第２実施例で用いる絞り部材の正面図、（Ｃ）は本発明の第２実施例で用いるクロスフィルターの説明図である。
　【図６】
　本発明の第３実施例を示す図で、（Ａ）は本発明の第３実施例を示す投影露光装置の概略図、（Ｂ）は本発明の第３実施例で用いる絞り部材の正面図である。
　【図７】
　本発明の第４実施例を示す投影露光装置の部分的概略図である。
　【図８】
　本発明の第５実施例を示す投影露光装置の部分的概略図である。
　【図９】
　本発明の第６実施例を示す投影露光装置の部分的概略図である。
　【図１０】
　本発明の第７実施例を示す投影露光装置の部分的概略図である。
　【図１１】
　本発明の第８実施例を示す投影露光装置の部分的概略図である。
　【図１２】
　本発明の第９実施例を示す投影露光装置の部分的概略図である。
　【符号の説明】
　１：投影光学系の瞳
　２ａ：有効光源
　２ｂ：有効光源
　２ｃ：有効光源
　２ｄ：有効光源
　ｘ：横パターンが延びる方向に沿う軸
　ｙ：縦パターンが延びる方向に沿う軸