(57)【要約】【課題】変形照明条件下でのゴースト像の発生を防止する。【解決手段】  制御装置２０により、照明系開口絞り板３４を用いて、パターンを照明する照明条件として、照明光学系１２の瞳面上でその照明光学系の光軸から離れた偏心領域の光量が他の領域より大きくなる変形照明条件が設定される。そして、この設定された変形照明条件の下で、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して傾斜した方向から基板Ｗ上に入射する斜入射光に対するその基板上での反射率を考慮して形成条件が設定されたレジスト膜、反射防止膜などが形成された基板Ｗ上に、投影光学系ＰＬを介してパターンが転写される。この場合、レジスト膜、反射防止膜の形成条件は、前述の２回反射が生じることがない程度に基板上での反射率を十分に低くするように設定することができる。【選択図】図１
2006303340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成される所定の膜の形成条件設定方法において、
前記基板表面に対して傾斜した方向から前記基板上に入射する斜入射光に対する前記基板上での反射率を考慮して前記所定の膜の形成条件を設定することを特徴とする形成条件設定方法。
【請求項２】
前記所定の膜は、前記基板上に形成されるレジスト膜、該レジスト膜の下層を形成する下部反射防止膜及び前記レジスト膜の上層を形成する上部反射防止膜の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の形成条件設定方法。
【請求項３】
前記形成条件は、前記所定の膜の膜厚及び前記所定の膜の材質の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の形成条件設定方法。
【請求項４】
前記斜入射光は、前記基板上にパターンの像を投影する投影光学系の光軸に対して傾斜した方向から前記基板上に入射する光であり、
前記膜の形成条件は、前記斜入射光が前記基板上で反射されて、前記投影光学系を構成する基板側の光学素子表面に到達しない条件を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の形成条件設定方法。
【請求項５】
投影光学系を介して基板上にパターンを転写する露光方法であって、
前記パターンを照明する照明条件として、前記パターンを照明する照明光学系の瞳面上で前記照明光学系の光軸から離れた少なくとも一部の偏心領域の光量が他の領域より大きくなる変形照明条件を設定する照明条件設定工程と；
前記投影光学系の光軸に対して傾斜した方向から前記基板上に入射する斜入射光に対する前記基板上での反射率を考慮して設定された所定の膜を含む少なくとも一層の膜が形成された基板上に、前記設定された変形照明条件の下で、前記投影光学系を介して前記パターンを転写する転写工程と；を含む露光方法。
【請求項６】
前記変形照明条件は、所定方向に伸びる複数本のラインパターンが前記所定方向に直交する方向に並んだ周期パターンの照明に用いられ、前記照明光学系の瞳面上でその光軸を挟んで前記所定方向に直交する方向に対応する方向の一側と他側に前記偏心領域がそれぞれ存在する第１の照明条件、並びに第１の方向に伸びる複数本のラインパターンが前記第１の方向に直交する第２の方向に並んだ第１の周期パターン及び前記第２の方向に伸びる複数本のラインパターンが前記第１の方向に並んだ第２の周期パターンを含むパターンの照明に用いられ、前記照明光学系の瞳面上でその光軸を挟んで前記第２の方向に対応する方向の一側と他側に第１の偏心領域がそれぞれ存在し、かつ前記光軸を挟んで前記第１の方向に対応する方向の一側と他側に第２の偏心領域がそれぞれ存在する第２の照明条件のいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の露光方法。
【請求項７】
前記変形照明条件は、前記パターンを構成する周期パターンの周期方向に直交する方向にほぼ平行な方向の直線偏光光で各周期パターンを照明する照明条件であることを特徴とする請求項６に記載の露光方法。
【請求項８】
前記所定の膜は、前記基板上に形成されるレジスト膜、該レジスト膜の下層を形成する下部反射防止膜及び前記レジスト膜の上層を形成する上部反射防止膜の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項９】
前記膜の形成条件は、前記所定の膜の膜厚及び前記所定の膜の材質の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１０】
前記膜厚は、前記投影光学系の開口数及びコヒーレンス・ファクタの少なくとも一方に応じて設定されることを特徴とする請求項９に記載の露光方法。
【請求項１１】
投影光学系を介して基板上にパターンを転写する露光装置であって、
前記パターンを照明する照明光学系を有し、前記照明光学系の瞳面上で前記照明光学系の光軸から離れた少なくとも一部の偏心領域の光量が他の領域より大きくなる変形照明条件を、少なくとも１種類設定可能な照明系を備え、
前記投影光学系は、前記基板側の端部に位置し、かつ前記照明系により設定される任意の変形照明条件下で前記パターンを基板上に転写した際、前記基板上で反射され、前記投影光学系の光軸に対して傾斜した方向から入射する反射光に対する反射率を考慮して設定された反射防止膜が形成された光学素子を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
前記光学素子は、前記照明系により設定される前記変形照明条件とは異なる照明条件に応じて交換可能であることを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記反射防止膜は、前記反射光が再び前記基板上に到達しない条件で形成されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
投影光学系を介して基板上にパターンを転写する露光装置であって、
前記パターンを照明する照明光学系を有し、前記照明光学系の瞳面上で前記照明光学系の光軸から離れた少なくとも一部の偏心領域の光量が他の領域より大きくなる変形照明条件を、少なくとも１種類設定可能な照明系と；
前記照明系により設定される任意の変形照明条件下で前記パターンを基板上に転写した際、前記基板上で反射され、前記投影光学系の光軸に対して傾斜した方向から入射する反射光を前記投影光学系の基板側の端部に位置する光学部材に到達する前に遮光する遮光部材と；を備える露光装置。
【請求項１５】
投影光学系を介して基板上にパターンを転写する露光装置であって、
前記パターンを照明する照明光学系を有し、前記照明光学系の瞳面上で前記照明光学系の光軸から離れた少なくとも一部の偏心領域の光量が他の領域より大きくなる変形照明条件を、少なくとも１種類設定可能な照明系と；
前記照明系により設定される任意の変形照明条件下で前記パターンを基板上に転写した際、前記基板上で反射された反射光が、前記投影光学系の基板側の端部に位置する光学部材で反射されて再び基板上に到達する前に、前記反射光を遮光する遮光部材と；を備える露光装置。
【請求項１６】
前記照明系は、前記変形照明条件として、所定方向に伸びる複数本のラインパターンが前記所定方向に直交する方向に並んだ周期パターンの照明に用いられ、前記照明光学系の瞳面上でその光軸を挟んで前記所定方向に直交する方向に対応する方向の一側と他側に前記偏心領域がそれぞれ存在する第１の照明条件、並びに第１の方向に伸びる複数本のラインパターンが前記第１の方向に直交する第２の方向に並んだ第１の周期パターン及び前記第２の方向に伸びる複数本のラインパターンが前記第１の方向に並んだ第２の周期パターンを含むパターンの照明に用いられ、前記照明光学系の瞳面上でその光軸を挟んで前記第２の方向に対応する方向の一側と他側に第１の偏心領域がそれぞれ存在し、かつ前記光軸を挟んで前記第１の方向に対応する方向の一側と他側に第２の偏心領域がそれぞれ存在する第２の照明条件の少なくとも一方を設定可能であることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１７】
前記変形照明条件は、前記パターンを構成する周期パターンの周期方向に直交する方向にほぼ平行な方向の直線偏光光で各周期パターンを照明する照明条件であることを特徴とする請求項１６に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形成条件設定方法、露光方法及び露光装置に係り、更に詳しくは、基板上に形成される所定の膜の形成条件設定方法、投影光学系を介して基板上にパターンを転写する露光方法及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）に形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、適宜「ウエハ」ともいう）上に転写する露光装置が用いられている。この種の装置としては、近年では、スループットを重視する観点から、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆる「ステッパ」）や、このステッパを改良したステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置などの逐次移動型の投影露光装置が主として用いられている。
【０００３】
この種の露光装置では、半導体素子の高集積化に伴う回路パターンの微細化に対応して解像度と焦点深度という実質的な意味での解像力を向上させるべく、露光光の短波長化と投影光学系（投影レンズ）の開口数（ＮＡ）の増大化（すなわち高ＮＡ化）が進められてきた。これに加え、１９９０年代には解像力を一層向上させるために超解像技術が導入され、この超解像技術の導入で露光光の波長（以下、「露光波長」とも記述する）以下の回路パターンの解像が可能になった。
【０００４】
近時の露光装置では、実効的な焦点深度を必要以上に低下させることなく、かつ解像力を向上させる、上述の超解像技術の一種として、２光束干渉を利用した変形照明、例えば二重極照明（ダイポール照明）などが、周期パターンを転写対象とする露光の際に比較的多く用いられるようになってきた（例えば、特許文献１及び特許文献２等参照）。
【０００５】
ところで、回路パターンの微細化、これに伴う露光波長の短波長化及び投影光学系の高ＮＡ化は次第に進み、今や、６５ナノメートルルールの次世代デバイスの量産に対応すべく、露光光源としてＡｒＦエキシマレーザを用い、ＮＡ０．９２という超高性能の縮小投影光学系を搭載した露光装置も実用化される段階に至っている。このような高ＮＡの投影光学系を備えた露光装置でダイポール照明を使用する場合のローカルフレアを計測すべく、発明者等がテスト露光（計測用の露光）を行った結果、本来、ショット領域が存在しない筈の場所に、一種のゴースト像が出ていることが判明した。このようなゴースト像は、隣接するショット領域の結像性能を劣化させるおそれがある。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２２４８５５号公報
【特許文献２】米国特許第６，６３６，２９３号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者等は、上記のゴースト像出現の原因を究明すべく、いろいろなダイポール照明条件下における実験、シミュレーションなどを繰り返し行った結果、投影レンズ最下面とウエハとの間の２回反射が、上記のゴースト像出現の最大要因であろうとの結論を得た。この点についてさらに詳述する。
【０００８】
図１２には、上記のゴースト像の出現原理を説明するための図として、ダイポール照明条件設定用の照明絞りＩＳ、光学系ＩＯ、レチクルＲ、高ＮＡ投影光学系ＰＬ及びウエハＷの光学的位置関係が、模式的に示されている。
【０００９】
この図１２において、符号ＡＸは投影光学系（投影レンズ）の光軸を示す。また、角度φは、投影光学系の開口数（Ｎ．Ａ．）をＮＡ、コヒーレンス・ファクタ（σ値）をσとして、次式（１）で表される。
【００１０】
φ＝ｓｉｎ-1（ＮＡ・σ）                ……（１）
また、距離ｈは、投影光学系の最下面（通常は、最もウエハＷに近く位置する光学部材（先玉と呼ばれる先端レンズ）の下面）とウエハＷ表面との距離である。
【００１１】
この図１２は、ウエハＷと投影光学系ＰＬの最下面との間の２回反射によって発生するゴースト像は、本来の露光対象のショット領域（中心Ｐ）から距離２Ｌの位置に発生することを示している。ここで、距離２Ｌは、幾何学的関係から、次式（２）で表される。
【００１２】
２Ｌ＝２（ｈ・ｔａｎφ）                ……（２）
【００１３】
このようにして、発明者等は、ダイポール照明条件下における前述のゴースト像の発生要因は、上記の２回反射にほぼ間違いないと確信し、その２回反射現象が生ずる要因について更に以下のように考察した。
【００１４】
ａ．  投影光学系の最下面、すなわち先端レンズの表面には、露光光の反射を抑えるために反射防止多層膜が通常設けられているが、この反射防止多層膜は、該反射防止多層膜に対し垂直に入射する垂直入射光（光軸ＡＸに平行な方向の入射光）の反射率を抑える（例えば反射率を１％以下にする）のに最適な膜厚設定がされているため、反射防止多層膜に対して斜めに入射する斜入射光（光軸ＡＸに対して斜めの方向から入射する光）では反射率が高くなってしまう。特にＶ偏光（図１２における紙面左右方向を周期方向とする紙面直交方向に延びる複数のラインパターン（Ｖパターン（垂直パターン））から成るラインアンドスペースパターンに最適な紙面直交方向の直線偏光）の照明光がレチクルＲに照射される場合には、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に照射される光及びそのウエハ面での反射光、すなわち先端レンズに向かう光は、ともにＳ偏光（ＴＥ偏光）になるため、反射防止多層膜での反射率がさらに高くなる（例えば、反射率は１０％にもなる）。
【００１５】
ｂ．  また、ウエハ面上には、そのウエハ面での露光光の反射を抑えるためにＡＲＣ（Anti Reflective Coat）と呼ばれる反射防止膜が設けられている。このＡＲＣは、レジスト膜下に形成する場合をＢＡＲＣ（Bottom ARC）、レジスト膜上に形成する場合をＴＡＲＣ（Top ARC）と呼ぶが、ＡＲＣは、垂直入射光の反射率を抑える（例えば反射率を５％以下にする）のに最適な膜厚設定がされているため、斜入射光では反射率が高くなってしまう。特にＶ偏光の場合には、ＡＲＣへの入射光がＳ偏光になるため、反射率はさらに高くなる（例えば、反射率は１０％にもなる）。
【００１６】
このように、斜入射・Ｖ偏光では、ウエハ、投影光学系最下面とも、露光光の反射率が１０％程度ある。従って、強度１％程度のゴーストが出てしまったものと予想される。
【００１７】
本発明は、発明者等が得た上述の新規知見に鑑みてなされたもので、第１の観点からすると、基板上に形成される所定の膜の形成条件設定方法において、前記基板表面に対して傾斜した方向から前記基板上に入射する斜入射光に対する前記基板上での反射率を考慮して前記所定の膜の形成条件を設定することを特徴とする形成条件設定方法である。
【００１８】
これによれば、基板表面に対して傾斜した方向から基板上に入射する斜入射光に対するその基板上での反射率を考慮して所定の膜の形成条件が設定されるので、この基板を投影露光装置の被露光物体とした場合に、投影光学系からの斜入射光の反射光が投影光学系に到達しない、あるいは投影光学系に到達したとしても再度基板に到達しないように、すなわち前述の２回反射が生じることがない程度に基板上での反射率が十分に低くなるように所定の膜の形成条件を設定することが可能になる。
【００１９】
この場合において、前記所定の膜は、前記基板上に形成されるレジスト膜、該レジスト膜の下層を形成する下部反射防止膜及び前記レジスト膜の上層を形成する上部反射防止膜の少なくとも１つを含むこととすることができる。
【００２０】
本発明の形成条件設定方法では、前記形成条件は、前記所定の膜の膜厚及び前記所定の膜の材質の少なくとも一方を含むこととすることができる。
【００２１】
本発明の形成条件設定方法では、前記斜入射光は、前記基板上にパターンの像を投影する投影光学系の光軸に対して傾斜した方向から前記基板上に入射する光であり、前記膜の形成条件は、前記斜入射光が前記基板上で反射されて、前記投影光学系を構成する基板側の光学素子表面に到達しない条件を含むこととすることができる。
【００２２】
本発明は、第２の観点からすると、投影光学系を介して基板上にパターンを転写する露光方法であって、前記パターンを照明する照明条件として、前記パターンを照明する照明光学系の瞳面上で前記照明光学系の光軸から離れた少なくとも一部の偏心領域の光量が他の領域より大きくなる変形照明条件を設定する照明条件設定工程と；前記投影光学系の光軸に対して傾斜した方向から前記基板上に入射する斜入射光に対する前記基板上での反射率を考慮して設定された所定の膜を含む少なくとも一層の膜が形成された基板上に、前記設定された変形照明条件の下で、前記投影光学系を介して前記パターンを転写する転写工程と；を含む露光方法である。
【００２３】
これによれば、パターンを照明する照明条件として、照明光学系の瞳面上でその照明光学系の光軸から離れた少なくとも一部の偏心領域の光量が他の領域より大きくなる変形照明条件が設定される。そして、この設定された変形照明条件の下で、投影光学系の光軸に対して傾斜した方向から基板上に入射する斜入射光に対するその基板上での反射率を考慮して設定された所定の膜を含む少なくとも一層の膜が形成された基板上に、投影光学系を介してパターンが転写される。この場合、所定の膜は、前述の２回反射が生じることがない程度に基板上での反射率を十分に低くするように設定することができ、このようにすることで、変形照明条件下で、前述のゴースト像の発生を伴わない高解像力、大焦点深度の露光が実現される。
【００２４】
本発明の露光方法では、前記膜の形成条件は、前記所定の膜の膜厚及び前記所定の膜の材質の少なくとも一方を含むこととすることができる。
【００２５】
この場合において、前記膜厚は、前記投影光学系の開口数及びコヒーレンス・ファクタの少なくとも一方に応じて設定されることとすることができる。
【００２６】
本発明は、第３の観点からすると、投影光学系を介して基板上にパターンを転写する露光装置であって、前記パターンを照明する照明光学系を有し、前記照明光学系の瞳面上で前記照明光学系の光軸から離れた少なくとも一部の偏心領域の光量が他の領域より大きくなる変形照明条件を、少なくとも1種類設定可能な照明系を備え、前記投影光学系は、前記基板側の端部に位置し、かつ前記照明系により設定される任意の変形照明条件下で前記パターンを基板上に転写した際、前記基板上で反射され、前記投影光学系の光軸に対して傾斜した方向から入射する反射光に対する反射率を考慮して設定された反射防止膜が形成された光学素子を有することを特徴とする第１の露光装置である。
【００２７】
これによれば、照明系は、パターンを照明する照明光学系を有し、前記照明光学系の瞳面上で前記照明光学系の光軸から離れた少なくとも一部の偏心領域の光量が他の領域より大きくなる変形照明条件を、少なくとも1種類設定可能である。そして、投影光学系は、基板側の端部に位置し、かつ照明系により設定される任意の変形照明条件下でパターンを基板上に転写した際、その基板上で反射され、投影光学系の光軸に対して傾斜した方向から入射する反射光に対する反射率を考慮して設定された反射防止膜が形成された光学素子を有している。この場合、反射防止膜は、基板上で反射され、投影光学系の光軸に対して傾斜した方向から入射する反射光が光学素子で反射されて再び基板上に到達しない程度の低い反射率となるように設定されていることとすることができる。これにより、前述の２回反射が生じることがない程度に光学素子表面の反射防止膜の反射率を十分に低くするように設定することができ、結果的に変形照明条件下で、前述のゴースト像の発生を伴わない高解像力、大焦点深度の露光が実現される。
【００２８】
本発明は、第４の観点からすると、投影光学系を介して基板上にパターンを転写する露光装置であって、前記パターンを照明する照明光学系を有し、前記照明光学系の瞳面上で前記照明光学系の光軸から離れた少なくとも一部の偏心領域の光量が他の領域より大きくなる変形照明条件を、少なくとも１種類設定可能な照明系と；前記照明系により設定される任意の変形照明条件下で前記パターンを基板上に転写した際、前記基板上で反射され、前記投影光学系の光軸に対して傾斜した方向から入射する反射光を前記投影光学系の基板側の端部に位置する光学部材に到達する前に遮光する遮光部材と；を備える第２の露光装置である。
【００２９】
これによれば、照明系は、パターンを照明する照明光学系を有し、照明光学系の瞳面上で照明光学系の光軸から離れた少なくとも一部の偏心領域の光量が他の領域より大きくなる変形照明条件を、少なくとも１種類設定可能である。そして、照明系により設定される任意の変形照明条件下でパターンを基板上に転写した際、その基板上で反射され、投影光学系の光軸に対して傾斜した方向から入射する反射光が、投影光学系の基板側の端部に位置する光学部材に到達する前に、遮光部材によって遮光される。従って、変形照明条件下で、前述の２回反射によるゴースト像の発生を伴わない高解像力、大焦点深度の露光が実現される。
【００３０】
本発明は、第５の観点からすると、投影光学系を介して基板上にパターンを転写する露光装置であって、前記パターンを照明する照明光学系を有し、前記照明光学系の瞳面上で前記照明光学系の光軸から離れた少なくとも一部の偏心領域の光量が他の領域より大きくなる変形照明条件を、少なくとも１種類設定可能な照明系と；前記照明系により設定される任意の変形照明条件下で前記パターンを基板上に転写した際、前記基板上で反射した反射光が、前記投影光学系の基板側の端部に位置する光学部材で反射されて再び基板上に到達する前に、前記反射光を遮光する遮光部材と；を備える第３の露光装置である。
【００３１】
これによれば、照明系は、パターンを照明する照明光学系を有し、照明光学系の瞳面上で照明光学系の光軸から離れた少なくとも一部の偏心領域の光量が他の領域より大きくなる変形照明条件を、少なくとも１種類設定可能である。そして、照明系により設定される任意の変形照明条件下でパターンを基板上に転写した際、その基板上で反射された反射光が、投影光学系の基板側の端部に位置する光学部材で反射されて再び基板上に到達する前に、遮光部材によって遮光される。従って、変形照明条件下で、前述の２回反射によるゴースト像の発生を伴わない高解像力、大焦点深度の露光が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。図１には、第１の実施形態に係る露光装置１００の全体構成が概略的に示されている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置である。
【００３３】
露光装置１００は、光源１０及び照明光学系１２を含む照明系、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、基板としてのウエハＷが載置されるウエハステージＷＳＴ、オフアクシス方式のアライメント検出系ＡＳ、及びワークステーションなどのコンピュータから成り、装置全体を統括制御する主制御装置２０等を備えている。
【００３４】
前記光源１０としては、ここでは、ＡｒＦエキシマレーザ（出力波長１９３ｎｍ）が用いられている。なお、光源１０として、Ｆ2レーザ（出力波長１５７ｎｍ）等の真空紫外域のパルス光を出力する光源や、ＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）などの近紫外域のパルス光を出力する光源などを用いても良い。
【００３５】
前記光源１０は、実際には、照明光学系１２、レチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、及びウエハステージＷＳＴ等から成る露光装置本体が収納されたチャンバ（不図示）が設置されたクリーンルームとは別のクリーン度の低いサービスルームに設置されており、そのチャンバにビームマッチングユニット（ＢＭＵ）と呼ばれる光軸調整用光学系を少なくとも一部に含む不図示の送光光学系を介して接続されている。光源１０は、主制御装置２０からの制御情報ＴＳに基づいて、内部のコントローラにより、レーザ光ＬＢの出力のオン・オフ、レーザ光ＬＢの１パルスあたりのエネルギ、発振周波数（繰り返し周波数）、中心波長及びスペクトル半値幅などが制御されるようになっている。
【００３６】
前記照明光学系１２は、シリンダレンズ、ビームエキスパンダ及びズーム光学系（いずれも不図示）、並びにオプティカルインテグレータ（ホモジナイザ）３２を含むビーム整形・照度均一化光学系３０、照明系開口絞り板３４、第１リレーレンズ３８Ａ、第２リレーレンズ３８Ｂ、固定レチクルブラインド４０Ａ、可動レチクルブラインド４０Ｂ、光路折り曲げ用のミラーＭ及びコンデンサレンズ４２等を備えている。ここで、オプティカルインテグレータ３２としては、フライアイレンズ、内面反射型インテグレータ（ロッドインテグレータ等）あるいは回折光学素子などを用いることができるが、本実施形態では、フライアイレンズが用いられているので、以下では、「フライアイレンズ３２」とも記述する。
【００３７】
前記ビーム整形・照度均一化光学系３０は、光透過窓１１を介して不図示の送光光学系に接続されている。このビーム整形・照度均一化光学系３０は、光源１０でパルス発光され、光透過窓１１を介して入射したレーザビームＬＢの断面形状を、例えばシリンダレンズやビームエキスパンダを用いて整形する。そして、ビーム整形・照度均一化光学系３０内部の射出端側に位置するフライアイレンズ３２は、レチクルＲを均一な照度分布で照明するために、前記断面形状が整形されたレーザビームの入射により、その射出側焦点面（照明光学系１２の瞳面とほぼ一致）に多数の点光源（光源像）から成る面光源（２次光源）を形成する。この２次光源から射出されるレーザビームを以下においては、「照明光ＩＬ」と呼ぶものとする。
【００３８】
フライアイレンズ３２の射出側焦点面の近傍に、円板状部材から成る照明系開口絞り板３４が配置されている。この照明系開口絞り板３４上には、ほぼ等角度間隔で、複数、例えば６つの開口絞り（空間フィルタ）が配置されている。但し、図１では、６つの開口絞りのうちの２種類の開口絞りのみが図示されている。
【００３９】
照明系開口絞り板３４上には、図２に示されるように、例えば通常の円形開口より成る開口絞り（通常絞り）３６Ａ、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り（輪帯絞り）３６Ｂ、変形光源法用に複数の開口をそれぞれ偏心させて配置して成る４つの変形開口絞り３６Ｃ〜３６Ｆの合計６つの開口絞りが形成されている。変形開口絞り３６Ｃ，３６Ｄは、二重極照明条件、すなわちいわゆるダイポール照明条件設定用の開口絞りである。このうち、変形開口絞り３６Ｃは、Ｘ軸方向を周期方向とする複数本のＹ軸方向のラインパターン（Ｖパターン）から成るラインアンドスペースパターン（Ｌ／Ｓパターン）、（以下、「Ｌ／Ｓ・Ｖパターン」と呼ぶ）の転写時の照明条件として好適なダイポールＸ開口絞りであり、変形開口絞り３６Ｄは、Ｙ軸方向を周期方向とする複数本のＸ軸方向のラインパターン（Ｈパターン）から成るＬ／Ｓパターン（以下、「Ｌ／Ｓ・Ｈパターン」と呼ぶ）の転写時の照明条件として好適なダイポールＹ開口絞りである。
【００４０】
また、変形開口絞り３６Ｅは、Ｌ／Ｓ・ＶパターンとＬ／Ｓ・Ｈパターンとが大部分を占めて混在する回路パターンの転写時に好適な四重極照明条件設定用の開口絞り（以下、「第１の四重極照明絞り」と呼ぶ）であり、変形開口絞り３６Ｆは、Ｌ／Ｓ・Ｖパターン及びＬ／Ｓ・Ｈパターンをそれぞれ４５度回転した２種類のＬ／Ｓパターンが大部分を占めて混在する回路パターンの転写時に好適な四重極照明条件設定用の開口絞り（以下、「第２の四重極照明絞り」と呼ぶ）である。
【００４１】
前記照明系開口絞り板３４は、図１に示される主制御装置２０からの制御信号ＭＬＣにより制御されるモータ等の駆動装置３９の駆動で回転軸３４ａを中心として回転され、開口絞り３６Ａ〜３６Ｆのうちのいずれかの開口絞りが照明光ＩＬの光路上に選択的に設定され、これにより瞳面における２次光源の形状や大きさ（照明光の光量分布）が、円形、輪帯、二つ目あるいは四つ目等に制限される。なお、本実施形態では、照明系開口絞り板３４を用いて、照明光学系１２の瞳面上での照明光の光量分布（２次光源の形状や大きさ）、すなわちレチクルＲの照明条件を変更するものとしたが、オプティカルインテグレータ（フライアイレンズ）３２の入射面上での照明光の強度分布あるいは照明光の入射角度範囲を可変として、前述の照明条件の変更に伴う光量損失を最小限に抑えることが好ましい。このために、開口絞り板３４の代わりに、あるいはそれと組み合わせて、例えば照明光学系１２の光路上に交換して配置される複数の回折光学素子、照明光学系１２の光軸に沿って移動可能な少なくとも１つのプリズム（円錐プリズムや多面体プリズムなど）、及びズーム光学系の少なくとも１つを含む光学ユニットを光源１０とオプティカルインテグレータ（フライアイレンズ）３２との間に配置する構成を採用することができる。
【００４２】
なお、上記４つの変形照明用の開口絞り３６Ｃ〜３６Ｆのそれぞれには、各開口を覆う状態で偏光板（例えば図１中の符号３５Ａ,３５Ｂ参照）が一体的に設けられているが、これについては、後述する。
【００４３】
照明系開口絞り板３４から出た照明光ＩＬの光路上に、固定レチクルブラインド４０Ａ、可動レチクルブラインド４０Ｂを介在させて第１リレーレンズ３８Ａ及び第２リレーレンズ３８Ｂから成るリレー光学系が配置されている。
【００４４】
固定レチクルブラインド４０Ａは、レチクルＲのパターン面に対する共役面から僅かにデフォーカスした面に配置され、レチクルＲ上の照明領域を規定する矩形開口が形成されている。また、この固定レチクルブラインド４０Ａの近傍（レチクルＲのパターン面に対する共役面）に走査方向（ここでは図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向とする）及びこれに直交する非走査方向（図１における紙面直交方向であるＸ軸方向）にそれぞれ対応する方向の位置及び幅が可変の開口部を有する可動レチクルブラインド４０Ｂが配置されている。走査露光の開始時及び終了時には、主制御装置２０の制御により、その可動レチクルブラインド４０Ｂを介してレチクルＲ上の照明領域をさらに制限することによって、不要な部分の露光が防止されるようになっている。
【００４５】
リレー光学系を構成する第２リレーレンズ３８Ｂ後方の照明光ＩＬの光路上には、当該第２リレーレンズ３８Ｂを通過した照明光ＩＬをレチクルＲに向けて反射するミラーＭが配置され、このミラーＭ後方の照明光ＩＬの光路上にコンデンサレンズ４２が配置されている。
【００４６】
以上の構成において、フライアイレンズ３２の入射面、可動レチクルブラインド４０Ｂの配置面、及びレチクルＲのパターン面は、光学的に互いに共役に設定され、フライアイレンズ３２の射出側焦点面（照明光学系１２の瞳面）及び投影光学系ＰＬの瞳面は光学的に互いに共役となるように設定されている。
【００４７】
このようにして構成された照明光学系１２の作用を簡単に説明すると、光源１０からパルス発光されたレーザビームＬＢは、ビーム整形・照度均一化光学系３０に入射して断面形状が整形され、フライアイレンズ３２に入射する。これにより、フライアイレンズ３２の射出側焦点面に前述した２次光源が形成される。
【００４８】
上記の２次光源から射出された照明光ＩＬは、照明系開口絞り板３４上のいずれかの開口絞りを通過し、第１リレーレンズ３８Ａを経て固定レチクルブラインド４０Ａ、可動レチクルブラインド４０Ｂの矩形開口を通過する。そして、第２リレーレンズ３８Ｂを通過してミラーＭによって光路が垂直下方に折り曲げられ、コンデンサレンズ４２を経て、レチクルステージＲＳＴ上に保持されたレチクルＲ上の矩形の照明領域を均一な照度分布で照明する。
【００４９】
前記レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、ここでは、リニアモータ等から成る不図示のレチクルステージ駆動部によって、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直なＸＹ平面内で微小駆動可能であるとともに、所定の走査方向（Ｙ軸方向）に指定された走査速度で駆動可能となっている。
【００５０】
レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって、移動鏡１５を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報（又は速度情報）は、主制御装置２０に送られ、主制御装置２０ではその位置情報（又は速度情報）に基づいてレチクルステージ駆動部（図示省略）を介してレチクルステージＲＳＴを移動させる。
【００５１】
前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸの方向がＺ軸方向とされている。投影光学系ＰＬは、例えば、両側テレセントリックな縮小系であり、共通のＺ軸方向の光軸ＡＸを有する不図示の複数のレンズエレメントから構成されている。また、この投影光学系ＰＬとしては、投影倍率βが例えば１／４、１／５あるいは１／８などのものが使用されている。このため、上述のようにして、照明光（露光光）ＩＬによりレチクルＲ上の照明領域が照明されると、そのレチクルＲに形成されたパターンが投影光学系ＰＬによって投影倍率βで縮小された像（部分縮小像）が、表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上のスリット状の露光領域に投影され転写される。
【００５２】
なお、本実施形態では、上記の複数のレンズエレメントのうち、特定のレンズエレメント（例えば、所定の５つのレンズエレメント）がそれぞれ独立に移動可能となっている。かかる特定のレンズエレメントの移動は、特定のレンズエレメント毎に設けられた３個のピエゾ素子等の駆動素子によって行われる。すなわち、これらの駆動素子を個別に駆動することにより、特定のレンズエレメントを、それぞれ独立に、各駆動素子の変位量に応じて光軸ＡＸに沿って平行移動させることもできるし、光軸ＡＸと垂直な平面に対して所望の傾斜を与えることもできるようになっている。本実施形態では、上記の駆動素子を駆動するための駆動指示信号は、主制御装置２０からの指令ＭＣＤに基づいて結像特性補正コントローラ４４によって出力され、これによって各駆動素子の変位量が制御されるようになっている。
【００５３】
このようにして構成された投影光学系ＰＬでは、主制御装置２０による結像特性補正コントローラ４４を介したレンズエレメントの移動制御により、ディストーション、像面湾曲、非点収差、コマ収差、又は球面収差等の諸収差（光学特性の一種）が調整可能となっている。
【００５４】
前記ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの図１における下方で、不図示のベース上に配置され、その上面にウエハホルダ２５が載置されている。このウエハホルダ２５上にウエハＷが例えば真空吸着等によって固定されている。
【００５５】
ウエハＷとしては、例えば半導体（シリコン等）又はＳＯＩ（silicon on insulator）等の円板状の基板が用いられ、該基板の表面（上面）には、図１では図示が省略されているが、実際には、図８、図９に示されるように、感光剤としてのレジストの膜（以下、「レジスト膜」と記述する）５２が形成され、該レジスト膜５２の下層として下部反射防止膜（ＢＡＲＣ）５４が形成されている。なお、レジスト膜５２、ＢＡＲＣ５４の形成条件については、更に後述する。
【００５６】
図１に戻り、前記ウエハステージＷＳＴは、モータ等を含むウエハステージ駆動部２４により走査方向（Ｙ軸方向）及び走査方向に垂直な非走査方向（Ｘ軸方向）に駆動される。そして、このウエハステージＷＳＴによって、ウエハＷ上の各ショット領域を走査（スキャン）露光するためにウエハＷをレチクルＲに対して相対走査する動作と、次のショットの露光のための走査開始位置（加速開始位置）まで移動する動作とを繰り返すステップ・アンド・スキャン動作が実行される。
【００５７】
ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置は、ウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）１８によって、移動鏡１７を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）は、主制御装置２０に送られ、主制御装置２０ではその位置情報（又は速度情報）に基づきウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴの駆動制御を行う。
【００５８】
また、ウエハステージＷＳＴは、ウエハステージ駆動部２４によりＺ軸方向、θｘ方向（Ｘ軸回りの回転方向：ピッチング方向）、θｙ方向（Ｙ軸回りの回転方向：ローリング方向）及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向：ヨーイング方向）にも微小駆動される。
【００５９】
前記アライメント検出系ＡＳは、投影光学系ＰＬの側面に配置されている。本実施形態では、ウエハＷ上に形成されたストリートラインや位置検出用マーク（ファインアライメントマーク）を観測する結像式アライメントセンサがアライメント検出系ＡＳとして用いられている。このアライメント検出系ＡＳの詳細な構成は、例えば、特開平９−２１９３５４号公報などに開示されている。アライメント検出系ＡＳによる観測結果は、主制御装置２０に供給される。
【００６０】
更に、図１の装置には、ウエハＷ表面の露光領域内部及びその近傍の領域のＺ軸方向（光軸ＡＸ方向）の位置を検出するための斜入射方式のフォーカス検出系（焦点検出系）の一つである、多点フォーカス位置検出系（２１，２２）が設けられている。この多点フォーカス位置検出系（２１，２２）の詳細な構成等については、例えば、特開平６−２８３４０３号公報などに開示されている。多点フォーカス位置検出系（２１，２２）による検出結果は、主制御装置２０に供給される。
【００６１】
更に、本実施形態の露光装置１００では、図示は省略されているが、レチクルＲの上方に、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲ上のレチクルマークとウエハステージＷＳＴ上に設けられた基準マーク板上の基準マークとを同時に観察するための露光波長を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）アライメント光学系から成る一対のレチクルアライメント系が設けられている。これらのレチクルアライメント系としては、例えば特開平７−１７６４６８号公報などに開示されているものと同様の構成のものが用いられている。
【００６２】
ここで、前述した４つの変形照明用の開口絞り３６Ｃ〜３６Ｆにそれぞれ一体的に設けられた偏光板について説明する。図１には、照明系開口絞り板上に設けられた前述の通常絞り３６ＡとダイポールＹ開口絞り３６Ｄとが示され、図３には、図１の状態から前述の回転軸３４ａを中心として照明系開口絞り板３４を１８０度回転し、ダイポールＹ開口絞り３６Ｄが照明光ＩＬの光路上に設定された状態、すなわちダイポールＹ照明条件が設定された状態が示されている。但し、この図３では、説明をわかり易くする観点及び図示の便宜上から前述の第２リレーレンズ３８Ｂとコンデンサレンズ４２とを含む光学系が一つのレンズ５０として模式的に示されるとともに、ミラーＭが省略されている。そして、このミラーＭを省略した関係からレチクルＲをＸＹ面内でなく、ＸＺ面内に配置した状態が示されている。
【００６３】
図３に示されるように、ダイポールＹ開口絞り３６Ｄの＋Ｙ側には、ダイポールＹ開口絞り３６Ｄに形成された２つの開口３７ａ、３７ｂ（図４参照）を覆う状態で偏光板３５Ａ，３５Ｂが固定されている。これらの偏光板３５Ａ，３５Ｂの偏光方向は、それぞれ図４中に矢印で示されるように、図３に示される照明光ＩＬの光路上への設定時の状態で照明光学系１２の光軸ＩＸ（投影光学系の光軸ＡＸに一致）を中心とした円周の最上端、最下端における接線方向、すなわちＸ軸方向に設定されている。従って、照明系開口絞り板３４に設けられたダイポールＹ開口絞り３６Ｄの開口３７ａ、３７ｂから射出される照明光は、それぞれ上記の接線方向、すなわちＸ軸方向にほぼ平行な方向の直線偏光となる。
【００６４】
残りの変形開口絞り３６Ｃ、３６Ｅ、３６Ｆにも、それぞれの開口の出口端に偏光板が設けられている。以下、図５〜図７を参照して、この点について更に詳述する。図５には、照明光ＩＬの光路上に設定されたダイポールＸ開口絞り３６Ｃを＋Ｙ側から見た状態が示されている。この図５に示されるように、ダイポールＸ開口絞り３６Ｃの２つの開口３７ｃ，３７ｄを＋Ｙ側から覆う状態で、偏光板３５Ｃ，３５ＤがダイポールＸ開口絞り３６Ｃ（照明系開口絞り板３４）に一体的に取り付けられている。偏光板３５Ｃ，３５Ｄの偏光方向は、それぞれ図５中に矢印で示されるように、光路上への設定時の状態で光軸ＩＸを中心とした円周の最右端、最左端における接線方向、すなわちＺ軸方向に設定されている。従って、照明系開口絞り板３４に設けられたダイポールＸ開口絞り３６Ｃの開口３７ｃ、３７ｄから射出される照明光は、それぞれ上記の接線方向、すなわちＺ軸方向（ウエハＷの面上ではＹ軸方向）にほぼ平行な方向の直線偏光となる。
【００６５】
図６には、照明光ＩＬの光路上に設定された第１の四重極照明絞り３６Ｅを＋Ｙ側から見た状態が示されている。この図６に示されるように、第１の四重極照明絞り３６Ｅの４つの開口３７ｅ，３７ｆ，３７ｇ，３７ｈを＋Ｙ側から覆う状態で、偏光板３５Ｅ，３５Ｆ，３５Ｇ，３５Ｈが第１の四重極照明絞り３６Ｅ（照明系開口絞り板３４）に一体的に取り付けられている。偏光板３５Ｅ，３５Ｇの偏光方向は、それぞれ図６中に矢印で示されるように、光路上への設定時の状態で光軸ＩＸを中心とした円周の最上端，最右端における接線方向、すなわちＸ軸方向に設定され、偏光板３５Ｆ，３５Ｈの偏光方向は、それぞれ図６中に矢印で示されるように、光軸ＩＸを中心とした円周の最右端，最左端における接線方向、すなわちＺ軸方向に設定されている。従って、照明系開口絞り板３４に設けられた第１の四重極照明絞り３６Ｅの開口３７ｅ，３７ｇから射出される照明光は、Ｘ軸方向にほぼ平行な直線偏光となり、開口３７ｆ，３７ｈから射出される照明光は、Ｚ軸方向（ウエハＷの面上ではＹ軸方向）にほぼ平行な方向の直線偏光となる。
【００６６】
図７には、照明光ＩＬの光路上に設定された第２の四重極照明絞り３６Ｆを＋Ｙ側から見た状態が示されている。この図７と図６とを比べるとわかるように、第２の四重極照明絞り３６Ｆは、上述の第１の四重極照明絞り３６Ｅをその中心（照明光ＩＬの光路上に設定された状態における光軸ＩＸに一致）を中心として、時計回り（又は反時計回り）に４５度回転させたものと同様のものである。この第２の四重極照明絞り３６Ｆの４つの開口３７ｉ，３７ｊ，３７ｋ，３７ｌを＋Ｙ側から覆う状態で、偏光板３５Ｉ，３５J，３５Ｋ，３５Ｌが第２の四重極照明絞り３６Ｆ（照明系開口絞り板３４）に一体的に取り付けられている。偏光板３５Ｉ，３５Ｋの偏光方向は、それぞれ図７中に矢印で示されるように、光路上への設定時の状態で光軸ＩＸを中心とした円周の接線方向、すなわちＸ軸を時計回りに４５度回転させた方向に設定され、偏光板３５Ｊ，３５Ｌの偏光方向は、それぞれ図７中に矢印で示されるように、光軸ＩＸを中心とした円周の接線方向、すなわちＺ軸を時計回りに４５度回転させた方向に設定されている。従って、照明系開口絞り板３４に設けられた第２の四重極照明絞り３６Ｆの開口３７ｉ，３７ｋから射出される照明光は、Ｘ軸を時計回りに４５度回転した方向にほぼ平行な直線偏光となり、開口３７ｊ，３７ｌから射出される照明光は、Ｚ軸（ウエハＷの面上ではＹ軸）を時計回りに４５度回転した方向にほぼ平行な方向の直線偏光となる。
【００６７】
ここで、変形照明条件下におけるパターンの照明原理について、一例としてダイポールＹ照明条件を採りあげて、図３を用いて説明する。
【００６８】
図３において、フライアイレンズ３２の射出側焦点面（照明光学系１２の瞳面）には光軸ＩＸに対してＺ軸方向（±Ｚ方向）に偏心した２つの開口３７ａ,３７ｂが形成された開口絞り３６Ｄが配置されている。また、この開口絞り３６Ｄの２個の開口のレチクル側（又は光源１０側でも良い）にそれぞれ偏光板３５Ａ,３５Ｂが一体的に取り付けられている。
【００６９】
光源１０からレーザビームＬＢがパルス発光されると、フライアイレンズ３２からの照明光ＩＬで開口絞り３６Ｄが照明され、開口絞り３６Ｄにより光軸ＩＸに対して＋Ｚ方向、−Ｚ方向にそれぞれ偏心した２個の２次光源が形成される。
【００７０】
それら２個の２次光源から射出された照明光はそれぞれ偏光板３５Ａ,３５Ｂを通過した後に、第１リレーレンズ３８Ａを経て固定レチクルブラインド４０Ａ、可動レチクルブラインド４０Ｂの矩形開口を通過する。そして、その照明光ＩＬは、レンズ５０を経てレチクルＲに入射する。なお、レンズ５０とレンズ３８Ａとから構成される光学系の前側焦点（光源側焦点）位置には、照明系開口絞り板３４の開口絞り３６Ｄ（偏光板３５Ａ,３５Ｂ）が設けられており、レチクルＲのパターン面ＰＡは光学系（レンズ３８Ａ及びレンズ５０）に関して照明系開口絞り板３４の配置面とフーリエ変換の関係にある。
【００７１】
この場合、例えば照明系開口絞り板３４の開口絞り３６Ｄに形成された開口３７ａ,３７ｂからそれぞれ偏光板３５Ａ,３５Ｂを介して射出された照明光（主光線が４６Ａ及び４６Ｂでそれぞれ示される。以下、「光４６Ａ」,「光４６Ｂ」とそれぞれ記述する）はレンズ３８Ａ及びレンズ５０を経てそれぞれレチクルＲ上に光軸ＩＸに対して斜めに入射する。また、これらの光４６Ａ及び４６Ｂは、図３中に丸の中に×を付した記号で示されるように、それぞれレチクルＲに対する入射面（紙面方向）に対して垂直な方向の直線偏光（Ｈ偏光）となっている。
【００７２】
上述のダイポールＹ照明条件下では、例えばレチクルＲ上にＹ軸方向を周期方向とするＸ軸に平行な方向の複数のラインパターン（Ｈパターン）から成るＬ／Ｓパターン（Ｌ／Ｓ・Ｈパターン）が形成されている場合には、図８に示されるように、レチクルＲ上のそのＬ／Ｓ・ＨパターンＣＰ１からの０次回折光４８Ａと１次回折光４８Ｂ（又は０次回折光と−１次回折光）との２光束干渉により、良好なコントラストのもとでそのＬ／Ｓ・ＨパターンＣＰ１（通常照明条件下における解像限界以下の微細な線幅のパターン）を投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に結像することができる。なお、上記の２光束干渉により解像度が向上する原理などについては、例えば特開平１１−２２４８５５号公報などに詳細に開示されているので詳細説明は省略する。
【００７３】
図８には、図３と同一のダイポールＹ照明条件下において、開口３７ｂを介して偏光板３５Ｂから射出されレチクルＲに対して入射角θ1で入射する光４６Ｂの照射により、レチクルＲ上に形成されたＬ／Ｓ・ＨパターンＣＰ１からの０次回折光４８Ａと１次回折光４８Ｂとが、投影光学系ＰＬを経てウエハＷに対して入射角φ1で入射し、像面上で干渉する様子が模式的に示されている。この図８において、符号ＩＯは、照明系開口絞り板３４とレチクルとの間の光学系を示し、図３のレンズ３８Ａ及びレンズ５０を１つのレンズで表したものに相当する。以下においても、適宜、照明系開口絞り板３４とレチクルとの間の光学系をレンズＩＯと記述する。この図８に示されるように、ダイポールＹ照明条件下では、ウエハＷに対して傾斜した方向からそのウエハＷ上に入射する斜入射光が、パターンの結像（この場合、２光束干渉による結像）に寄与する。
【００７４】
また、前述の如く、偏光板３５Ｂから射出され、レンズＩＯを介してレチクルＲに対して斜入射する光４６Ｂは、その偏光方向が紙面に垂直な直線偏光（Ｈ偏光）となっており、この直線偏光の照射により、レチクルＲ上のＬ／Ｓ・ＨパターンＣＰ１から生じる０次回折光４８Ａと１次回折光４８Ｂとは、ともに、像面（ウエハ面、すなわちウエハＷ表面のレジスト膜とほぼ一致）上では、Ｓ偏光（ＴＥ偏光）となる。
【００７５】
また、図８では、図示が省略されているが、前述の光４６Ｂと光軸ＩＸに対して対称にレチクルＲに対して入射角θ1で前述の光４６Ａ（開口３７ａ、偏光板３５Ａ及びレンズＩＯを経由した光）が照射され、この光４６Ａの０次回折光と−１次回折光とが投影光学系ＰＬを介して像面（ウエハＷ面にほぼ一致）上で干渉する。この場合も、光４６Ａの０次回折光と−１次回折光はともにウエハＷ面上では、Ｓ偏光（ＴＥ偏光）となる。
【００７６】
そこで、かかる点に鑑みて、本実施形態では、上記の斜入射光（０次回折光４８Ａ,１次回折光４８Ｂ等）のウエハＷ表面での反射光が投影光学系ＰＬを構成する最下端に位置するレンズに殆ど到達しない程度に、前記斜入射光に対するウエハＷ上での反射率が低くなるように、ウエハＷ上に形成されるＢＡＲＣ５４及びレジスト膜５２両者の形成条件が設定されている。本実施形態では、斜入射光は、全てＳ偏光となるので、斜入射光かつＳ偏光（以下、「Ｓ偏光斜入射光」と呼ぶ）のウエハＷ上での反射率が特に低くなるように、ウエハＷ上に形成されるＢＡＲＣ５４及びレジスト膜５２両者の形成条件が設定されている。具体的には、上記の如く、ウエハＷ上でのＳ偏光斜入射光の反射率が低くなるように、ＢＡＲＣ５４、レジスト膜５２の材質が選択され、かつその材質に応じた膜厚設定がなされている。特に、膜厚については、投影光学系ＰＬの開口数（ＮＡ）及び使用される変形照明条件下におけるコヒーレンス・ファクタ（σ値）の両者、又は一方を考慮して設定されている。
【００７７】
なお、ＢＡＲＣ５４及びレジスト膜５２のいずれかのみ、ウエハＷ上での反射率を考慮して、形成条件、具体的には材質及び膜厚の少なくとも一方を設定しても良い。
【００７８】
また、ＢＡＲＣ５４に代えて、レジスト膜５２の上層を形成する上部反射防止膜、すなわちＴＡＲＣを採用する場合には、そのＴＡＲＣ及びレジスト膜５２の少なくとも一方について、ウエハＷ上での反射率を考慮して、形成条件、具体的には材質及び膜厚の少なくとも一方を設定しても良い。
【００７９】
いずれにしても、本実施形態では、ダイポールＹ照明条件下でのＬ／Ｓ・ＨパターンＣＰ１の転写時には、前述した２回反射に起因するゴースト像の発生をほぼ確実に回避できる。
【００８０】
また、結像に寄与する回折光、すなわち２光束干渉する全ての光がウエハＷ面上でＳ偏光となるので、ウエハＷ上には、Ｌ／Ｓ・Ｈパターンのコントラストの極めて良好な像が形成される。従って、ウエハＷ上には、Ｌ／Ｓ・ＨパターンＣＰ１の像が良好に形成される。
【００８１】
図９には、ダイポールＸ照明条件下において、Ｌ／Ｓ・ＶパターンＣＰ２を転写する際の偏光板３５Ｄを経由し、レチクルＲに照射される照明光ＩＬの０次回折光ＩＬ0が模式的に示されている。この図９に示されるように、投影光学系ＰＬから射出される０次回折光ＩＬ0は、紙面直交方向を偏光方向とする直線偏光（Ｖ偏光）であり、ウエハＷに対して入射角φ2の斜入射光かつＳ偏光（Ｓ偏光斜入射光）となって照射されるが、前述の如く、そのＳ偏光斜入射光のウエハＷ表面での反射率を考慮してウエハＷ上に形成されるＢＡＲＣ５４及びレジスト膜５２両者の形成条件が設定されているので、上記のＳ偏光斜入射光のウエハＷ表面での反射光が投影光学系ＰＬを構成する最下端に位置するレンズに殆ど到達しないようになっている。従って、本実施形態では、ダイポールＸ照明条件下におけるＬ／Ｓ・ＶパターンＣＰ２の転写時にも、前述した２回反射に起因するゴースト像の発生をほぼ確実に回避できる。
【００８２】
勿論、この場合も、図示が省略されているが、開口３７ｃを介して偏光板３５Ｃから紙面直交方向を偏光方向とする直線偏光（Ｖ偏光）が射出され、該直線偏光が光軸ＩＸ（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に関して前述の照明光ＩＬと対称にレチクルＲに対して入射し、この光の０次回折光と−１次回折光とが、前述と同様にして投影光学系ＰＬの像面（ウエハＷ表面のレジスト膜とほぼ一致）上で干渉し、これによってＬ／Ｓ・Ｖパターンの像が形成される。この場合も、干渉する全ての光がウエハＷ面上でＳ偏光となるので、ウエハＷ上には、コントラストが極めて良好な状態でＬ／Ｓ・Ｖパターンの像が形成される。
【００８３】
また、図示は省略されているが、Ｌ／Ｓ・ＨパターンとＬ／Ｓ・Ｖパターンとが混在するパターンがレチクルＲ上に形成されている場合、前述の第１の四重極照明絞り３６Ｅが照明光ＩＬの光路上に設置される変形照明条件（第１の四重極照明条件）が用いられるが、この第１の四重極照明条件下では、図８の状態と図９の状態とが同時に出現したかのようになる。従って、レチクルＲ上のＬ／Ｓ・Ｈパターン及びＬ／Ｓ・Ｖパターンの両者ともに、ウエハＷ上に良好なコントラストで結像される。また、この場合も、前述の２回反射現象の発生を回避できる。
【００８４】
同様に、図示は省略されているが、Ｌ／Ｓ・ＨパターンとＬ／Ｓ・Ｖパターンとをそれぞれ４５度回転した２種類のＬ／Ｓパターンが混在するパターンがレチクルＲ上に形成されている場合、第２の四重極照明絞り３６Ｆが照明光ＩＬの光路上に設置される変形照明条件（第２の四重極照明条件）が用いられるが、この第２の四重極照明条件下では、第１の四重極照明条件の場合と同様に、レチクルＲ上の２種類のＬ／Ｓパターンが、ウエハＷ上に良好なコントラストで結像される。また、この場合も、前述の２回反射現象の発生を回避できる。
【００８５】
次に、本実施形態の露光装置１００による露光動作を、簡単に説明する。なお、ここでは、ウエハＷ上への１層目の露光がすでに終了しており、２層目以降の露光を行うものとして説明する。
【００８６】
まず、主制御装置２０は、不図示のレチクルローダを介してレチクルステージＲＳＴ上に回路パターンが形成されたレチクルＲをロードする。ここでは、前述のＬ／Ｓ・Ｖパターンが形成されたレチクルＲがレチクルステージＲＳＴ上にロードされたものとする。
【００８７】
次に、主制御装置２０は、そのレチクルＲがレチクルステージＲＳＴ上まで搬送される搬送途中に不図示のバーコードリーダ等により読み取られたそのレチクルＲの情報に基づいて、そのレチクルＲの露光に最適な照明条件、ここでは、ダイポールＸ変形照明条件を設定すべく、制御信号ＭＬＣを駆動装置３９に与える。これにより、駆動装置３９により照明系開口絞り板３４が回転軸３４ａを中心として回転され、開口絞り３６Ｃが照明光ＩＬの光路上に設定される。
【００８８】
次に、主制御装置２０は、前述のレチクルアライメント系及び不図示の基準マーク板を用いたレチクルアライメント、アライメント検出系ＡＳ及び基準マーク板を用いたベースライン計測を、通常のスキャニング・ステッパと同様の手順で行う。
【００８９】
次に、主制御装置２０は、不図示のウエハローダを介してウエハステージＷＳＴ上のウエハ交換を行う（但し、ウエハステージＷＳＴ上にウエハがロードされていない場合は、ウエハを単にロードする）。
【００９０】
次に、主制御装置２０は、ウエハＷに対するアライメント（例えばＥＧＡ方式のウエハアライメントなど）を行う。このウエハアライメントの結果、ウエハＷ上の複数のショット領域の配列座標が精度良く求められる。
【００９１】
次に、主制御装置２０は、上記のウエハアライメントの結果に基づいて、ウエハＷ上の各ショット領域の露光のために走査開始位置（加速開始位置）にウエハステージＷＳＴを移動させる動作と、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを同期してＹ軸方向に相対走査しつつレチクルＲをダイポールＸ変形照明条件下で照明光ＩＬにより照明してレチクルＲ上のＬ／Ｓ・ＶパターンをウエハＷ上のショット領域に転写する動作とを繰り返す、ステップ・アンド・スキャン方式の露光を行う。このとき、図９に示されるようなＳ偏光同士の２光束干渉により、ウエハ上の各ショット領域にレチクルＲ上のＬ／Ｓ・Ｖパターン（ＣＰ２）の像が結像されるとともに、ウエハと投影光学系ＰＬとの間の斜入射光の２回反射の発生が回避される。
【００９２】
上記の相対走査中、特に走査露光中には、レチクル干渉計１６によって検出されるレチクルステージＲＳＴのＸＹ位置の情報、ウエハ干渉計１８によって検出されるウエハステージＷＳＴの位置情報、及び多点フォーカス位置検出系（２１，２２）によって検出されるウエハＷのＺ位置及びレベリング情報などに基づいて、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの位置関係が適切に保たれるよう、主制御装置２０により、レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴの位置制御が行われる。
【００９３】
従って、ウエハＷに対する露光が終了すると、ウエハＷ上の複数のショット領域の各々に、レチクルＲ上のＬ／Ｓ・Ｖパターンの像がコントラスト良く形成される。
【００９４】
レチクルＲ上のパターンに応じて、その他の変形照明条件が設定された場合にも、本実施形態では、上記と同様に、Ｓ偏光同士の２光束干渉により、ウエハ上の各ショット領域にレチクルＲ上のパターンの像が結像されるとともに、ウエハと投影光学系ＰＬとの間の斜入射光の２回反射の発生が回避される。
【００９５】
以上説明したように、本実施形態によると、ウエハＷ表面に対して傾斜した方向からウエハＷに入射する斜入射光に対するそのウエハＷ上での反射率を考慮してレジスト膜５２及び反射防止膜（ＢＡＲＣ５４（又はＴＡＲＣ））の少なくとも一方の形成条件（膜厚及び膜の材質の少なくとも一方）が設定されるので、このウエハＷを露光装置１００などの投影露光装置の被露光物体とした場合に、投影光学系からの斜入射光の反射光が投影光学系に到達しないあるいは投影光学系に到達したとしても再度基板に到達しないように、すなわち前述の２回反射が生じることがない程度にウエハＷ上での反射率が十分に低くなるようにレジスト膜５２及び反射防止膜（ＢＡＲＣ５４（又はＴＡＲＣ））の少なくとも一方の形成条件を設定することが可能になっている。
【００９６】
また、本実施形態に係る露光装置１００で行われる露光方法によると、パターンを照明する照明条件として、照明光学系１２の瞳面上でその照明光学系の光軸ＩＸから離れた少なくとも一部の偏心領域の光量が他の領域より大きくなる変形照明条件、例えば前述したダイポールＸ照明条件、ダイポールＹ照明条件、第１の四重極照明条件及び第２の四重極照明条件のいずれかが設定される。また、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して傾斜した方向からウエハＷ上に入射する斜入射光（Ｓ偏光斜入射光）に対するそのウエハＷ上での反射率を考慮してウエハ上に形成されたレジスト膜５２及び反射防止膜（ＢＡＲＣ５４（又はＴＡＲＣ））の少なくとも一方の形成条件が設定されている。そして、上記の設定された変形照明条件の下で、上記のレジスト膜５２及び反射防止膜（ＢＡＲＣ５４（又はＴＡＲＣ））が形成されたウエハＷ上に投影光学系を介してパターンが転写される。この場合、レジスト膜５２及び反射防止膜（ＢＡＲＣ５４（又はＴＡＲＣ））の少なくとも一方の形成条件は、前述の２回反射が生じることがない程度にＳ偏光斜入射光のウエハＷ上での反射率を十分に低くすることができるので、このようにすることにより、変形照明条件下で、前述のゴースト像の発生を伴わない高解像力、大焦点深度の露光が実現される。
【００９７】
なお、上記実施形態において、レジスト膜５２の上層を形成するＴＡＲＣを採用する場合に、ＴＡＲＣ上に超低反射層（ナノ粒子層）を形成することとしても良い。
【００９８】
また、上記実施形態では、照明系開口絞り板３４の開口絞り３６Ｃ〜３６Ｆそれぞれの開口の出口側に偏光板を一体的に設ける場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば開口絞り３６Ｅを照明光ＩＬの光路上に設置する場合に、フライアイレンズ３２と照明系開口絞り板３４との間に別の大きな偏光板を配置し、例えば開口絞り３６Ｅの開口３７ｅ〜３７ｈの一部又は全部に１／２波長板を配置して、各１／２波長板の回転角を調整するようにしても良い。これによっても、図６と同様に、光軸ＩＸを中心とする円周の接線方向に偏光した照明光が得られる。この場合、別の大きな偏光板の偏光方向によっては、１／２波長板は開口絞り３６Ｅのすべての開口に設ける必要はない。同様に、開口絞り３６Ｆを照明光ＩＬの光路上に設置する場合は勿論、開口絞り３６Ｃ,３６Ｄを照明光ＩＬの光路上に設置する場合にも、フライアイレンズ３２と照明系開口絞り板３４との間に別の大きな偏光板を配置し、各開口絞りの開口一部又は全部に１／２波長板を配置して、各１／２波長板の回転角を調整するようにしても良い。
【００９９】
また、例えば光源として直線偏光のレーザビームが射出されるようなレーザ光源を使用することにより、開口絞り３６Ａ〜３６Ｆのそれぞれを直線偏光の照明光で照明する場合には、開口絞り３６Ｃ〜３６Ｆそれぞれの開口の一部または全部に適当な回転方向の１／２波長板を設けるだけで良い。この場合、一部の開口に１／２波長板を設けるだけでもよいが、全部の開口に１／２波長板を設けるほうが照明のバラツキを低減する上で効果がある。このように１／２波長板を使用して偏光方向を調整した場合には、照明光の損失がないので照明効率が良い。
【０１００】
また、全体として円偏光の照明光を発生する装置を用いて、開口絞り３６Ａ〜３６Ｆのそれぞれを照明する場合には、開口絞り３６Ｃ〜３６Ｆの各開口に適当な回転方向の１／４波長板を設けることが良い。
【０１０１】
また、上記実施形態において、開口絞り３６Ｃと開口絞り３６Ｄとの一方のみを照明系開口絞り板３４上に設け、この開口絞りをその中心を回転軸として回転可能に構成することで開口絞り３６Ｃと開口絞り３６Ｄとを兼用しても良い。同様にして、開口絞り３６Ｅと開口絞り３６Ｆとを兼用しても良い。
【０１０２】
さらに、上記実施形態において、輪帯照明条件下で、特開平６−０５３１２０号公報に開示されるような、偏光照明を採用しても良い。
【０１０３】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を図１０に基づいて説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともに、その説明を簡略若しくは省略する。この第２の実施形態の露光装置は、投影光学系ＰＬを構成する、複数のレンズエレメント（レンズ）のうち、最下端に位置するレンズ（先端レンズ）５８として、その下面（ウエハＷに対向する面）に、前記照明系により設定される前述の４つの変形照明条件のうちの任意の変形照明条件下でレチクルＲ上のパターンをウエハＷ上に転写した際、ウエハＷ上で反射され、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して傾斜した方向から入射する反射光に対する反射率を考慮して設定された反射防止膜（反射防止多層膜）６０が形成されているレンズが用いられている点が、前述の第１の実施形態と異なる。投影光学系ＰＬのその他のレンズ、及び投影光学系ＰＬ以外の部分の構成は、前述の第１の実施形態と同様になっている。
【０１０４】
図１０は、第２の実施形態の露光装置において、ダイポールＸ変形照明条件下で、Ｌ／Ｓ・ＶパターンＣＰ２の転写を行っている様子が模式的に示されている。この場合、ウエハＷ上には、通常と同様のレジスト膜、反射防止膜が形成されているものとする。但し、ウエハＷ上に第１の実施形態と同様の形成条件のレジスト膜、反射防止膜が形成されていても良い。
【０１０５】
この図１０において、開口３７ｄから偏光板３５Ｄを介して直線偏光（Ｖ偏光）となって射出される照明光ＩＬは、レンズＩＯを介してレチクルＲに対して入射角θ2で照射される。そして、レチクルＲ上のＬ／Ｓ・ＶパターンＣＰ２を介した照明光ＩＬの０次回折光ＩＬ0は、投影光学系ＰＬを介してウエハＷに対して入射角φ2の斜入射光（Ｓ偏光斜入射光）となって照射され、ウエハＷ表面で反射され、レンズ６０に対して入射角φ2で入射する。しかし、本実施形態では、このＳ偏光斜入射光に対する反射率を考慮して設定された反射防止膜（反射防止多層膜）６０がレンズ５８下面に形成されているので、上記のＳ偏光斜入射光のレンズ５８下面での反射光がウエハＷに殆ど到達しないようになっている（図１０中の点線参照）。従って、本第２の実施形態では、ダイポールＸ照明条件下におけるＬ／Ｓ・ＶパターンＣＰ２の転写時には、前述した２回反射に起因するゴースト像の発生をほぼ確実に回避できる。
【０１０６】
図示は省略されているが、開口３７ｃを介して偏光板３５Ｃから直線偏光（Ｖ偏光）が射出され、該直線偏光が光軸ＩＸ（投影光学系の光軸ＡＸに一致）に関して前述の照明光ＩＬと対称にレチクルＲに対して入射し、この光の０次回折光と−１次回折光とが前述と同様にして投影光学系ＰＬの像面（ウエハＷ表面のレジスト膜とほぼ一致）上で干渉する。この場合も干渉する全ての光がウエハＷ面上でＳ偏光となるので、ウエハＷ上には、コントラストが極めて良好な状態でＬ／Ｓ・Ｖパターンの像が形成される。
【０１０７】
その他の変形照明条件が、レチクルＲ上のパターンに応じて設定された場合にも、上記のダイポールＸ変形照明条件下で、Ｌ／Ｓ・Ｖパターンの転写を行う場合と同様に、前述した２回反射に起因するゴースト像の発生をほぼ確実に回避できるとともに、ウエハＷ上には、コントラストが極めて良好な状態でレチクルＲ上のパターンの像を形成することができる。
【０１０８】
従って、本第２の実施形態に係る露光装置によると、ウエハＷ上のレジスト膜等の形成条件によらず、変形照明条件下で、前述のゴースト像の発生を伴わない高解像力、大焦点深度の露光が実現される。
【０１０９】
なお、本第２の実施形態において、変形照明条件として、投影光学系ＰＬから射出される回折光の入射角、従ってその回折光のウエハＷからの反射光の投影光学系ＰＬに対する入射角が大きく異なるような変形照明条件が設定可能になっている場合などには、レンズ５８が交換可能であることが好ましい。かかる場合には、照明系により設定される上記変形照明条件とは異なる照明条件に応じて、レンズ５８を、他のレンズ、すなわちその変形照明条件に応じたレンズ、例えばその変形照明条件下で投影光学系ＰＬから射出される回折光の入射角（その回折光のウエハＷからの反射光の投影光学系ＰＬに対する入射角）に応じて設定された反射防止膜が形成されたレンズと交換可能にすることができる。
【０１１０】
なお、上記第２の実施形態において、先端レンズ５８の下面及び上面のうち少なくとも下面にナノ粒子膜のＡＲコートを形成することとしても良い。また、上記第２の実施形態において、先端レンズ５８に、大入射角光についての反射防止特性が向上するように、中心波長をシフトして設計したコートを採用しても良い。
【０１１１】
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態を図１１に基づいて説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともに、その説明を簡略若しくは省略する。本第３の実施形態の露光装置は、投影光学系ＰＬの下方に、所定形状（例えば円形、矩形など）の開口が形成された遮光板６２が設けられている点が、前述の第１の実施形態に係る露光装置１００と異なる。その他の部分の構成は、露光装置１００と同一である。
【０１１２】
図１１は、第３の実施形態の露光装置において、ダイポールＸ変形照明条件下で、Ｌ／Ｓ・ＶパターンＣＰ２の転写を行っている様子が模式的に示されている。この場合、ウエハＷ上には、通常と同様のレジスト膜、反射防止膜が形成されているものとする。但し、ウエハＷ上に第１の実施形態と同様の形成条件のレジスト膜、反射防止膜が形成されていても良い。
【０１１３】
この図１１において、偏光板３５Ｄから直線偏光（Ｖ偏光）となって射出される照明光ＩＬは、レンズＩＯを介してレチクルＲに対して入射角θ2で照射される。そして、レチクルＲ上のＬ／Ｓ・ＶパターンＣＰ２を介した照明光ＩＬの０次回折光ＩＬ0は、投影光学系ＰＬを介してウエハＷに対して入射角φ2の斜入射光となって照射され、ウエハＷ表面で反射され、遮光板６２の開口を介して投影光学系ＰＬに対して入射角φ2で入射し、投影光学系ＰＬを構成する最下端のレンズ５８で反射される。しかし、本実施形態では、その反射光が、遮光板６２によって遮光され、ウエハＷに殆ど到達しないようになっている（図１１中の点線参照）。従って、本第３の実施形態では、ダイポールＸ照明条件下におけるＬ／Ｓ・ＶパターンＣＰ２の転写時には、前述した２回反射に起因するゴースト像の発生をほぼ確実に回避できる。
【０１１４】
図示は省略されているが、開口３７ｃを介して偏光板３５Ｃから直線偏光（Ｖ偏光）となって照明光が射出され、その照明光が光軸ＩＸ（光軸ＡＸに一致）に関して前述の照明光ＩＬと対称にレチクルＲに対して入射し、この光の０次回折光と−１次回折光とが前述と同様にして投影光学系ＰＬの像面（ウエハＷ表面のレジスト膜とほぼ一致）上で干渉する。この場合も、干渉する全ての光がウエハＷ面上でＳ偏光となるので、ウエハＷ上には、コントラストが極めて良好な状態でＬ／Ｓ・Ｖパターンの像が形成される。
【０１１５】
その他の変形照明条件が、レチクルＲ上のパターンに応じて設定された場合にも、上記のダイポールＸ変形照明条件下で、Ｌ／Ｓ・Ｖパターンの転写を行う場合と同様に、前述した２回反射に起因するゴースト像の発生をほぼ確実に回避できるとともに、ウエハＷ上には、コントラストが極めて良好な状態でレチクルＲ上のパターンの像を形成することができる。
【０１１６】
従って、本第３の実施形態に係る露光装置によると、ウエハＷ上のレジスト膜等の形成条件によらず、かつ先端レンズ５８表面の反射防止膜の形成条件によらず、変形照明条件下で、前述のゴースト像の発生を伴わない高解像力、大焦点深度の露光が実現される。
【０１１７】
なお、本第３の実施形態において、設定される照明条件によっては、遮光板６２の開口を図１１の場合より小さく設定して、ウエハＷ表面で反射された光が、投影光学系ＰＬを構成する最下端のレンズ５８に到達する前に、その遮光板６２によって遮光されるようにしても良い。この場合において、その反射光の光路と投影光学系ＰＬを介した結像に寄与する回折光の光路とが近接する場合には、その遮光板６２をウエハＷからの反射光を遮光し、投影光学系ＰＬを介した回折光を透過させるフィルタにより構成することとしても良い。かかる場合にも、変形照明条件下で、前述の２回反射によるゴースト像の発生を伴わない高解像力、大焦点深度の露光が実現される。
【０１１８】
なお、上記各実施形態では、各変形照明条件下で転写対象のパターンに応じた偏光照明が採用される場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。すなわち、本発明の露光装置の照明系は、パターンに応じた偏光照明は必須ではなく、パターンを照明する照明光学系を有し、前記照明光学系の瞳面上で前記照明光学系の光軸から離れた少なくとも一部の偏心領域の光量が他の領域より大きくなる変形照明条件（傾斜照明条件）を、少なくとも１種類設定可能であれば良い。かかる場合であっても、Ａ．ウエハ上での斜入射光の反射率を考慮してレジスト膜、ＢＡＲＣ及びＴＡＲＣの少なくとも１つの形成条件を設定する、Ｂ．変形照明条件下でパターンをウエハ上に転写した際、ウエハ上で反射され、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して傾斜した方向から入射する反射光に対する反射率を考慮して投影光学系ＰＬの先端レンズに形成された反射防止膜の形成条件を設定する、あるいはＣ．上記の遮光板を設けることで、変形照明条件（傾斜照明条件）下での前述の２回反射に起因するゴースト像の発生を防止することができる。
【０１１９】
また、上記第１の実施形態で説明したウエハ上の所定の膜の形成条件をウエハＷ上での斜入射光の反射率を考慮して設定する構成、第２の実施形態で説明した投影光学系ＰＬを構成する先端レンズの反射防止膜を斜入射光の反射率を考慮して設定する構成、及び第３の実施形態で説明した遮光板を設ける構成を、全て若しくは任意の組み合わせで併用しても良いことは勿論である。
【０１２０】
また、上記各実施形態の露光装置の光源１０としては、Ｆ2レーザ光源、ＡｒＦエキシマレーザ光源、ＫｒＦエキシマレーザ光源などの紫外パルス光源に限らず、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプを用いることも可能である。また、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良い。
【０１２１】
また、上記各実施形態では、走査型露光装置の場合を説明したが、本発明は、投影光学系を備える露光装置であれば、ステップ・アンド・リピート機、ステップ・アンド・スキャン機、ステップ・アンド・スティッチング機を問わず適用することができる。また、ウエハステージを２基備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。さらに、例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレットなどに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体（例えば純水など）が満たされる液浸型露光装置にも本発明を適用することができる。
【０１２２】
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶標示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシーン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明の形成条件設定方法は、露光装置で用いられる基板上に形成されるレジスト膜、反射防止膜等の形成条件の設定に適している。また、本発明の露光方法及び露光装置は、半導体素子等のマイクロデバイスの製造に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】第１の実施形態に係る露光装置１００の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の照明系開口絞り板を、−Ｙ方向から見て示す正面図である。
【図３】ダイポールＹ開口絞りが照明光の光路上に設定された状態を示す図である。
【図４】照明光の光路上に設定されたダイポールＹ開口絞りを＋Ｙ側から見た状態を示す図である。
【図５】照明光の光路上に設定されたダイポールＸ開口絞りを＋Ｙ側から見た状態を示す図である。
【図６】照明光の光路上に設定された第１の四重極照明絞りを＋Ｙ側から見た状態を示す図である。
【図７】照明光の光路上に設定された第２の四重極照明絞りを＋Ｙ側から見た状態を示す図である。
【図８】ダイポールＹ照明条件下で、Ｌ／Ｓ・Ｈパターンを転写する際のレチクル上のＬ／Ｓ・Ｈパターンからの０次回折光と１次回折光との２光束干渉を示す図である。
【図９】ダイポールＸ照明条件下において、Ｌ／Ｓ・Ｖパターンを転写する際の偏光板を経由し、レチクルに照射される照明光の０次回折光を模式的に示す図である。
【図１０】第２の実施形態の露光装置を説明するための図であって、ダイポールＸ変形照明条件下で、Ｌ／Ｓ・Ｖパターンの転写を行っている様子を模式的に示す図である。
【図１１】第３の実施形態の露光装置を説明するための図であって、ダイポールＸ変形照明条件下で、Ｌ／Ｓ・Ｖパターンの転写を行っている様子を模式的に示す図である。
【図１２】ゴースト像の出現原理を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１０…光源、１２…照明光学系、５２…レジスト膜、５４…ＢＡＲＣ、５８…先端レンズ（光学素子）、６０…反射防止膜、６２…遮光板、１００…露光装置、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…基板。
【図１】
2006303340.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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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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