【事件の表示】
　特許第３２０９２２０号「露光方法及び半導体素子の製造方法」の請求項１ないし５、７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３２０９２２０号の請求項７、１ないし５に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続きの経緯
　本件特許第３２０９２２０号は、特願平４−２３６９３９号（平成４年９月４日出願）の分割出願であって、平成１３年７月１３日に設定登録され、その後、キャノン株式会社より特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１４年８月２６日に訂正請求がなされたものである。
１．１　異議申立ての概要
　異議申立人キャノン株式会社は、甲第１号証（特願平3-128446号（特開平4-329623号公報参照））を提示し、本件の請求項１、２、４、５及び７に係る発明は、甲第１号証に記載された発明であるから、本件の請求項１、２、４、５及び７に係る特許は、特許法第２９条の２の規定に違反してなされたものであり、本件請求項１及び３に係る発明の特許は、記載不備のため、特許法第３６条第６項第２号に規定する要件を満たさない発明に対してされたものであるから、本件請求項１〜５及び７に係る特許を取り消すべき旨主張している。
１．２　異議申立人キャノン株式会社が提出した甲第１号証の記載内容
　甲第１号証の【０００１】段落には、
「【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は露光方法…に関するものである。」
と記載されている。
　甲第１号証の【００２０】、【００２１】段落には、
「【００２０】
【実施例】…１５はリレーレンズ系で超高圧水銀灯１１からの光を波長選択フィルター１６を介してオプティカルインテグレータ１７に効率よく集めている。オプティカルインテグレータ１７は後述するように複数の微小レンズを２次元的に配列した構成より成っている。
【００２１】本実施例においてはオプティカルインテグレータ（インテグレータ）１７への結像状態はクリティカル照明でもケーラー照明でもよく、また例えば楕円ミラー１２の射出口をオプティカルインテグレータ１７に結像するものであっても良い。波長選択フィルター１６は超高圧水銀灯１１からの光束の波長成分の中から必要な波長成分の光のみを選択して通過させている。」
と記載されている。
　甲第１号証の【００２４】、【００２５】段落には、
「【００２４】…２３はミラー、２４はレンズ系、２５はミラー、２６はレンズ系で、これらの各部材を介した超高圧水銀灯１１からの光でレチクルステージ３７上に載置されたレチクル３０を照明している。
【００２５】３１は投影光学系であり、レチクル３０上のパターンをウェハー３２に投影結像させている。」
と記載されている。
　甲第１号証の【００４２】段落には、
「【００４２】絞りを選択したとき、絞りの選択に従って照度むらが変化する場合がある。そこで本実施例ではこのような場合の照度むらをレンズ系２０を調整して微調を行なっている。照度むらの微調については、レンズ系２０を構成する個々の要素レンズの光軸方向の間隔で調整可能であることが既に本出願人の先の出願によって示されている。５１は駆動機構であり、レンズ系２０の要素レンズを駆動させている。レンズ系２０の調整は絞りの選択に応じて行なっている。また場合によっては絞りの形状の変更に応じてレンズ系２０自体をそっくり交換レンズと交換するようにすることも可能である。そのような場合にはレンズ系２０に相当するレンズ系を複数個用意し、絞りの形状の選択に従ってターレット式に交換されるようにレンズ系を入れ替えている。」
と記載されている。
　甲第１号証の【００４６】、【００４７】段落には、
「【００４６】図６の系ではそのために絞りの形状に応じて楕円ミラー１２とミラー１３との間に４角錐プリズム６１を挿入することを特徴としている。楕円ミラー１２の第１焦点位置に配置した超高圧水銀灯１１の電極から発生する光束は、楕円ミラー１２で反射した後、４角錐プリズム６１を通過し、４角錐プリズムを構成する４つの面のそれぞれに応じて４つの光源像を楕円ミラー１２の第２焦点の位置に形成する。この４つの光源像が、挿入されている絞りの４つに別れている透過部のそれぞれに対応する様、レンズ系６２がレンズ系１５に代わって挿入し光束を導いている。
【００４７】本実施例では挿入する４角錐プリズム６１には方向性が存在する。図３（Ａ）のような形状の絞りに対しては図７（Ａ）に示す様に４角錐プリズム６１の各面の間に存在する稜がｘ及びｙ方向に一致する様にセットされる。４角錐プリズムを挿入したことに伴う光学系の結像関係を補正するため、図６の系ではシャッター１４の後方にあるレンズ系１５を４角錐プリズムの挿入と同時にレンズ系６２に交換する。」
と記載されている。
１．３　異議申立人キャノン株式会社が提出した甲第２号証の記載内容
　甲第２号証の第３頁左上欄第１３，１４行には、「この光源手段１からの平行光束中には所望の波長域の光束のみを通過する干渉フィルター１５」
と記載されている。
  甲第２号証の第４頁右上欄第１２〜１４行には、「第５図に示した種々のパターンドフィルターを照度分布の状態に応じて適宜交換することによって、」
と記載されている。
１．４　異議申立人キャノン株式会社が提出した甲第３号証の記載内容
  甲第３号証の第３頁右下欄第１２〜１４行には、「この平行光束中には被照明物体としてのウエハＷ上に塗布されたレジストを露光するための所定の波長域の光を透過する干渉フィルター１５が配置」
と記載されている。
  甲第３号証の第５頁右上欄第６〜１０行には、「第４図の平面図に示す如く、遮光部材の数が異なる３つのパターンドフィルターＮｏ１，Ｎｏ２，Ｎｏ３を交換可能に構成し、レチクルやウエハの交換に応じて適切な照明状態となるように構成されている。」
と記載されている。
２．訂正の内容について
　本件訂正請求は、本件特許第３２０９２２０号の願書に添付された明細書を、本件訂正請求書に添付した訂正明細書のとおりに、訂正しようとするものである。
２．１　訂正事項
訂正事項ａ
　特許明細書の請求項１中の「レチクルのバターン」を「レチクルのパターン」と訂正する。
訂正事項ｂ
　特許明細書の請求項１中の「照度分布を均一にする部材を別特性の部材に交換して」を「照度分布を均一にするフィルター板を別特性のフィルター板に交換して」と訂正する。
訂正事項ｃ
　特許明細書の請求項３中の「前記調整工程は、」を「前記可変工程は、」と訂正する。
訂正事項ｄ
　特許明細書の請求項５中の「照度分布を調整する調整工程と」を「照度分布を均一にするために、フィルター板を用いる調整工程と」と訂正する。
訂正事項ｅ
　特許明細書の【００１０】段落の「照度分布を均一にする部材を別特性の部材に交換して」を「照度分布を均一にするフィルター板を別特性のフィルター板に交換して」と訂正し、【００１１】段落の「照度分布を調整する調整工程と」を「照度分布を均一にするために、フィルター板を用いる調整工程と」と訂正し、【００１２】段落の「照度分布を均一にする部材」を「照度分布を均一にするフィルター板」と訂正する。
２．２　訂正後の請求項１〜７に係る発明
請求項１
「照明光をオプテイカルインテグレータを介してレチクルに照明する照明工程と、前記レチクルのパターンを感光基板に転写する工程とを有する露光方法において、
前記照明工程は、前記オプテイカルインテグレータの入射側の照明光の分布を変化させる可変工程と、該可変工程による前記照明光の分布の変化に応じて照度分布を均一にするフィルター板を別特性のフィルター板に交換して、前記照度分布を調整する調整工程とを有することを特徴とする露光方法。」
請求項２
「前記照明工程は、干渉フィルター板を用いて前記オプテイカルインテグレータの入射側で所望の波長域の照明光にする波長選択工程を有することを特徴とする請求項１記載の露光方法。」
請求項３
「前記可変工程は、前記照明光を供給する水銀ランプを別の水銀ランプに交換することによって、前記オプテイカルインテグレータの入射側の照明光の分布を変化させることを特徴とする請求項１又は２記載の露光方法。」
請求項４
「前記照明工程は、ほぼ平行光束を前記照明光として前記オプテイカルインテグレータに入射させる工程を有すること特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載の露光方法。」
請求項５
「照明光をオプテイカルインテグレータを介してレチクルに照明する照明工程と、前記レチクルのパターンを感光基板に転写する工程とを有する露光方法において、
前記照明工程は、干渉フィルター板を用いて前記オプテイカルインテグレータの入射側で所望の波長域の照明光にする波長選択工程と、前記オプテイカルインテグレータの入射側の照明光の分布を変化させる可変工程と、前記可変工程による前記照明光の分布の変化に応じて照度分布を均一にするために、フィルター板を用いる調整工程とを有することを特徴とする露光方法。」
請求項６
「前記調整工程は、前記オプテイカルインテグレータの入射側で調整することを特徴とする請求項５記載の露光方法。」
請求項７
「請求項１〜６の何れか一項記載の露光方法を用いて前記レチクルのパターンを前記感光基板に転写することにより半導体素子を製造することを特徴とする半導体素子の製造方法。」
３．　訂正の適否
訂正事項ａ
　上記訂正事項ａについては、特許明細書の請求項１の「レチクルのバターン」を「レチクルのパターン」と訂正するものであり、明らかな誤記の訂正にあたる。　また、この訂正事項ａは、願書に添付した明細書または図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでない。
訂正事項ｂ
　上記訂正事項ｂは、本件特許明細書の請求項１に記載された「照度分布を均一にする部材を別特性の部材に交換して」を下位概念である、「照度分布を均一にするフィルター板を別特性のフィルター板に交換して」と訂正するものであるから、特許請求の範囲の減縮にあたる。
　当該「照度分布を均一にするフィルター板を別特性のフィルター板に交換すること」は、特許明細書の【００２５】段落に基づくものであるから、上記訂正事項ｂは、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であり、かつ実質上特許請求の範囲を拡張または変更するものではない。
訂正事項ｃ
　訂正事項ｃは、特許明細書の請求項３において、引用する請求項１及び２に対応しない「前記調整工程」を、「前記可変工程」と訂正するものであるから、明りょうでない記載の釈明にあたる。
　当該「前記可変工程」は、特許明細書の【００２５】段落に基づくものであるから、上記訂正事項ｃは、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のものであり、かつ実質上特許請求の範囲を拡張または変更するものではない。
訂正事項ｄ
　訂正事項ｄは、特許明細書の請求項５に記載された「照度分布を調整する調整工程と」を下位概念である、「照度分布を均一にするために、フィルター板を用いる調整工程と」と訂正するものであるから、特許請求の範囲の減縮にあたる。
　当該「照度分布を均一にするために、フィルター板を用いること」は、特許明細書の【００２５】段落に基づくものであるから、上記訂正事項ｄは、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であり、かつ実質上特許請求の範囲を拡張または変更するものではない。。
訂正事項ｅ
　訂正事項ｅは、請求項の訂正に伴い、特許請求の範囲の記載と明細書発明の詳細な説明を整合させるものであるから、明りょうでない記載の釈明にあたる。
　また、訂正事項ｅは、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内のものであり、かつ実質上特許請求の範囲を拡張または変更するものではない。
　従って、上記訂正事項ａ〜ｅ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、改正前の特許法第１２６条第１項ただし書及び同条第２項の規定に適合する。
　従って、当該請求を認める。
４．特許異議申立てについての判断
４．１　異議申立てに係る本件特許の請求項１〜５、７に係る発明
　上記２．２記載のとおり。
４．２　異議申立ての理由の概要
　上記１．１に記載のとおり。
４．３　異議申立てに係る本件請求項１に係る発明と甲第１号証との対比、判断
４．３．１　本件請求項１に係る発明と甲第１号証との対比、判断
　本件請求項１に係る発明が、「オプテイカルインテグレータの入射側の照明光の分布を変化させる可変工程と、該可変工程による前記照明光の分布の変化に応じて照度分布を均一にするフィルター板を別特性のフィルター板に交換して、前記照度分布を調整する調整工程とを有する」構成（以下、「本件請求項１の特徴的構成」という。）を有するのに対し、上記甲第１号証には、甲第２、３号証を参照しても、上記本件請求項１の特徴的構成の記載又はその記載の示唆がなく、本件請求項１に係る発明は、上記甲第１号証に記載された発明ではない。
４．３．２　本件請求項２〜４に係る発明と甲第１号証との対比、判断
　本件請求項１に係る発明を引用する本件請求項２〜４に係る発明は、本件請求項１に係る発明と同様に、甲第１号証に記載された発明ではない。
４．３．３　本件請求項５に係る発明と甲第１号証との対比、判断
　本件請求項５に係る発明が、「オプテイカルインテグレータの入射側の照明光の分布を変化させる可変工程と、前記可変工程による前記照明光の分布の変化に応じて照度分布を均一にするために、フィルター板を用いる調整工程とを有する」構成（以下、「本件請求項５の特徴的構成」という。）を有するのに対し、上記甲第１号証には、甲第２、３号証を参照しても、上記本件請求項５の特徴的構成の記載又はその記載の示唆がなく、本件請求項５に係る発明は、上記甲第１号証に記載された発明ではない。
４．３．４　本件請求項７に係る発明と甲第１号証との対比、判断
　本件請求項１及び５に係る発明を引用する本件請求項７に係る発明は、本件請求項１及び５に係る発明と同様に、甲第１号証に記載された発明ではない。
　また、異議申立てされていない本件請求項６に係る発明を引用する本件請求項７に係る発明は、本件請求項６に係る発明の構成を有することにより、甲第１号証に記載された発明ではない。
４．３．５　特許法第３６条違反について
　特許明細書の特許法第３６条違反については、訂正により解消した。
５．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議の申し立ての理由及び証拠によっては、本件請求項１〜５及び７に係る発明の特許を取り消すことができない。
　また、他に本件請求項１〜５及び７に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　したがって、本件請求項１〜５及び７に係る発明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、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第１４条の規定に基づく、特許法等の一部を改正する法律の施行に伴う経過措置を定める政令（平成７年政令第２０５号）第４条第２項の規定により、上記のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年１０月２５日（２００２．１０．２５）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
　訂正事項ａは、誤記の訂正を目的とし、訂正事項ｂ及びｄは、特許請求の範囲の減縮を目的とし、訂正事項ｃ及びｅは、明りょうでない記載の釈明を目的とする。
訂正事項ａ
　特許明細書の請求項１中の「レチクルのパターン」を「レチクルのパターン」と訂正する。
訂正事項ｂ
　特許明細書の請求項１中の「照度分布を均一にする部材を別特性の部材に交換して」を「照度分布を均一にするフィルター板を別特性のフィルター板に交換して」と訂正する。
訂正事項ｃ
　特許明細書の請求項３中の「前記調整工程は、」を「前記可変工程は、」と訂正する。
訂正事項ｄ
　特許明細書の請求項５中の「照度分布を調整する調整工程と」を「照度分布を均一にするために、フィルター板を用いる調整工程と」と訂正する。
訂正事項ｅ
　特許明細書の【００１０】段落の「照度分布を均一にする部材を別特性の部材に交換して」を「照度分布を均一にするフィルター板を別特性のフィルター板に交換して」と訂正し、【００１１】段落の「照度分布を調整する調整工程と」を「照度分布を均一にするために、フィルター板を用いる調整工程と」と訂正し、【００１２】段落の「照度分布を均一にする部材」を「照度分布を均一にするフィルター板」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
露光方法及び半導体素子の製造方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　照明光をオプティカルインテグレータを介してレチクルに照明する照明工程と、前記レチクルの
パターン
　前記照明工程は、前記オプティカルインテグレータの入射側の照明光の分布を変化させる可変工程と、該可変工程による前記照明光の分布の変化に応じて照度分布を均一にする
フィルター板
フィルター板
　【請求項２】　前記照明工程は、干渉フィルター板を用いて前記オプティカルインテグレータの入射側で所望の波長域の照明光にする波長選択工程を有することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
　【請求項３】　前記
可変
　【請求項４】　前記照明工程は、ほぼ平行光束を前記照明光として前記オプティカルインテグレータに入射させる工程を有すること特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載の露光方法。
　【請求項５】　照明光をオプティカルインテグレータを介してレチクルに照明する照明工程と、前記レチクルのパターンを感光基板に転写する工程とを有する露光方法において、
　前記照明工程は、干渉フィルター板を用いて前記オプティカルインテグレータの入射側で所望の波長域の照明光にする波長選択工程と、前記オプティカルインテグレータの入射側の照明光の分布を変化させる可変工程と、前記可変工程による前記照明光の分布の変化に応じて照度分布を
均一にするために、フィルター板を用いる
　【請求項６】　前記調整工程は、前記オプティカルインテグレータの入射側で調整することを特徴とする請求項５記載の露光方法。
　【請求項７】　請求項１〜６の何れか一項記載の露光方法を用いて前記レチクルのパターンを前記感光基板に転写することにより半導体素子を製造することを特徴とする半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は、レチクルのパターンを感光基板に露光する露光方法、及びそのような露光方法を用いた半導体素子の製造方法に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来より半導体素子、特に超ＬＳＩ等の高集積度の半導体素子を製造するための露光装置において、フライアイレンズよりなるオプティカルインテグレータ（所謂フライアイ・インテグレータ）を有する照明装置が使用されている。斯かる照明装置の一例は、例えば米国特許第３，２９６，９２３号に開示されているように、光源、楕円鏡、コールドミラー、発散性コリメーションレンズ、２個のフライアイレンズ及び収斂性コリメーションレンズより構成されて、被照明物体面をほぼ均一な照度で照明するものである。このようにフライアイレンズを用いることによって、フライアイレンズの個数に相当する数の２次光源が形成され、これらにより被照明物体面を複数の方向から重畳的に照明することができ、被照明物体面上での照度分布の不均一性を数％以下にすることができる。
　【０００３】
　また、最近は超ＬＳＩ等の一層の高集積化に伴い、回路パターンの良好な焼付露光に要求される照明光には、より優れた照度均一性が望まれている。そこで、特開昭６４−４２８２１号公報において、所謂パターンドフィルターを用いてより優れた照度均一性を得ると共に、使用されるレチクルやウエハに応じて最適な照明状態を維持し得る照明装置が提案されている。
　【０００４】
　図７（ａ）は従来のパターンドフィルターを用いた照明装置の要部を示し、この図７（ａ）において、１はフライアイ・インテグレータであり、フライアイ・インテグレータ１はレンズエレメント２−１，２−２，２−３，‥‥を束ねて形成されている。フライアイ・インテグレータ１の光源側にパターンドフィルター板３が配置され、パターンドフィルター板３の内の、例えばレンズエレメント２−２に対応する領域の中央に遮光部４が形成されている。
　【０００５】
　そして、図示省略された光源から射出されたほぼ平行光束よりなる照明光ＩＬがパターンドフィルター板３を透過してフライアイ・インテグレータ１に入射し、フライアイ・インテグレータ１の後側（被照明物体側）焦点面に各レンズエレンメントに対応して形成された多数の２次光源からの光が、コンデンサーレンズ５により重畳されてレチクルのパターン形成面等の被照明物体面６上に照射される。この場合、被照明物体面６の図７（ａ）の紙面に平行な方向にＺ軸を取ると、フライアイ・インテグレータ１のレンズエレメント２−１及び２−３からの照明光の被照明物体面６上での照度分布ＩＤは、それぞれ例えば図７（ｂ）の分布７Ａ及び７Ｃのようになる。
　【０００６】
　一方、フライアイ・インテグレータ１の中央のレンズエレメント２−２の前には遮光部４が形成されているので、レンズエレメント２−２からの照明光の被照明物体面６上での照度分布ＩＤは、例えば図７（ｂ）の分布７Ｂのように光軸の付近が落ち込む特性となる。従って、３個のレンズエレメント２−１〜２−３からの照明光の全体の照度分布は例えば図７（ｂ）の平坦な分布８となる。即ち、パターンドフィルター方式は、フライアイ・インテグレータ１の所定のレンズエレメントからの照明光の照度分布を適度に変形することにより、全体としての照度分布の均一性を向上させるものである。
　【０００７】
　【発明が解決しようとする課題】
　しかしながら、上記の如き従来の技術に於いては、フライアイ・インテグレータを構成する多数のレンズエレメントの内の極一部に対してのみ遮光部を設けていた為、照度均一性の改善には有効であっても、被照明物体の照明位置によって照明光のコヒーレンス度が変化するという不都合があった。具体的に図７（ａ）の例では、被照明物体面６上の照明領域ＺＢでは通常の照明光が照射されているが、照明領域ＺＡでは、パターンドフィルター板３上の遮光部４によりレンズエレメント２−２からの照明光が遮光される。従って、照明領域ＺＡでは輪帯照明に近い照明が行われていることになり、照明領域ＺＡとＺＢとで照明光のコヒーレンス度が異なっている。
　【０００８】
　仮に、その被照明物体面６のパターンの像を図示省略した投影光学系により感光基板上に投影するものとすると、そのように照明光のコヒーレンス度が変化すると、投影光学系の入射瞳面（フーリエ変換面）内での光量分布が変わるので、パターンドフィルタ板３の遮光部４のパターンによって結像特性が変化してしまうという不都合がある。
　【０００９】
　これに関して、フライアイ・インテグレータを照明装置の光軸方向に多段に配置して照度均一性及びコヒーレンス度の均一性をより向上することができる照明装置が提案されているが、このような構成では照明装置が全体として大きくなるという不都合がある。
　本発明は斯かる点に鑑み、装置全体を大型化することなく且つ被照明物体面でのコヒーレンス度の均一性を悪化させることなく、被照明物体面での照度均一性を良好にできるようにすることを目的とする。
　【００１０】
　【課題を解決するための手段】
　本発明による第１の露光方法は、照明光をオプティカルインテグレータを介してレチクルに照明する照明工程と、そのレチクルのパターンを感光基板に転写する工程とを有する露光方法において、その照明工程は、そのオプティカルインテグレータの入射側の照明光の分布を変化させる可変工程と、この可変工程によるその照明光の分布の変化に応じて照度分布を均一にする
フィルター板
フィルター板
　【００１１】
　次に、本発明による第２の露光方法は、照明光をオプティカルインテグレータを介してレチクルに照明する照明工程と、そのレチクルのパターンを感光基板に転写する工程とを有する露光方法において、その照明工程は、干渉フィルター板を用いてそのオプティカルインテグレータの入射側で所望の波長域の照明光にする波長選択工程と、そのオプティカルインテグレータの入射側の照明光の分布を変化させる可変工程と、その可変工程によるその照明光の分布の変化に応じて照度分布を
均一にするために、フィルター板を用いる
　また、本発明による半導体素子の製造方法は、本発明の露光方法を用いてそのレチクルのパターンをその感光基板に転写することにより半導体素子を製造するものである。
　【００１２】
　【作用】
　斯かる本発明の原理につき図１を参照して説明する。図１（ａ）は本発明において一例として使用される照明装置の要部を示し、この図１（ａ）に示すように、本発明のオプティカルインテグレータに対応するフライアイ・インテグレータ１６は３個のレンズエレメント１７−１〜１７−３より構成されているものとする。フライアイ・インテグレータ１６の光源側に配置された本発明の照度分布を均一にする
フィルター板
　【００１３】
　この場合、本発明では、先ずフィルターエレメント１５−１の透過率分布は、フィルターエレメント１５−１を透過した後に、レンズエレメント１７−１から射出されてコンデンサーレンズ１９により本発明のレチクルに対応する被照明物体面２０上に照射される照明光の照度分布が、図１（ｂ）の分布２１Ａのように均一になるように定める。同様に、レンズエレメント１７−２及び１７−３から射出されてコンデンサーレンズ１９により被照明物体面２０上に照射される照明光の照度分布が、それぞれ図１（ｂ）の分布２１Ｂ及び２１Ｃのように均一になるように、フィルターエレメント１５−２及び１５−３の透過率分布を定める。これにより、被照明物体面２０上の全体の照明光の照度分布は、図１（ｂ）の分布２２で示すように均一になる。しかも、図１（ａ）において、被照明物体面２０上の異なる観測領域ＺＡ及びＺＢにおいては、それぞれレンズエレメント１７−１〜１７−３より等しい量の照明光を受けているので、コヒーレンス度も等しくなっている。
　【００１４】
　即ち、フライアイ・インテグレータ１６を構成する全てのレンズエレメントに対して補正をかけることにより、各レンズエレメントからの被照明物体面２０上への照明光の照度分布をそれぞれ均一にしている。この場合、フライアイ・インテグレータ１６の各レンズエレメントからの照明光の被照明物体面２０上の異なる像高位置への寄与度は等しい。従って、仮に被照明物体面２０の像を投影光学系を介して感光基板上に投影するものとすると、像高変位に対する投影光学系の入射瞳面（フーリエ変換面）内の光量分布の変化は小さく、装置を大型化することなく結像に寄与するコヒーレンス度の像面での変化をも小さく抑えることができる。
　【００１５】
　そして本発明では、フライアイ・インテグレータ１６の入射側の照明光の分布の変化に応じて照度分布を調整する。これにより、例えば照明光を供給する水銀ランプを別の水銀ランプで交換したような場合に、フライアイ・インテグレータ１６の入射側の照明光の分布が変化するような場合であっても、装置全体を大型化することなく且つ被照明物体面２０でのコヒーレンス度を悪化させることなく、被照明物体面２０での照度均一性を良好にすることができる。
　【００１６】
　【実施例】
　以下、本発明の第１実施例につき図２〜図４を参照して説明する。
　図２は本実施例の照明装置の概略構成を示し、この図２において、９は超高圧の水銀ランプであり、水銀ランプ９からの照明光ＩＬは楕円鏡１０で反射されてコールドミラー１１によって反射された後、楕円鏡１０の第２焦点上に集光される。その後発散した照明光は、コリメーションレンズ１２によって平行光束に変換された後に、干渉フィルター板１３及びパターンドフィルター板１４を経てフライアイ・インテグレータ１６に入射する。干渉フィルター板１３は、コリメーションレンズ１２から射出された照明光ＩＬの内の所望の波長域の光束のみをパターンドフィルター板１４側に透過させる。パターンドフィルター板１４は、石英ガラス等よりなる透明な平行平面板上にフライアイ・インテグレータ１６を構成する各レンズエレメントに対応した多数のフィルターエレメントを形成したものである（詳細後述）。
　【００１７】
　フライアイ・インテグレータ１６の後側（コンデンサーレンズ側）焦点面の近傍には、フライアイ・インテグレータ１６を構成する多数のレンズエレメントの個数と等しい数の２次光源が形成される。これら２次光源からの光束は反射ミラー１８で反射された後に、収斂性のコンデンサーレンズ１９によって集光されて重畳的にレチクルのパターン形成面に対応する被照明物体面２０上に導かれる。そして、被照明物体面２０上に配置されたレチクルのパターンが図示無き投影光学系によってウエハ面上に投射される。
　【００１８】
　次に本例のパターンドフィルター板１４及びフライアイ・インテグレータ１６の構成につき説明する。先ず図２に示すように、フライアイ・インテグレータ１６は断面が四角形状の多数のレンズエレメント１７−３，１７−８，１７−１４，‥‥を束ねて構成されており、その入射光側レンズ面１６ａの後側焦点はほぼ射出光側レンズ面１６ｂの位置にあり、射出光側レンズ面１６ｂの前側焦点は入射光側レンズ面１６ａの位置にある。このため、フライアイ・インテグレータ１６に入射する平行光束は、各レンズエレメントの射出光側レンズ面１６ｂの近傍に集光され、フライアイ・インテグレータ１６の射出面近傍には、レンズエレメントの個数に等しい数の２次光源が形成される。
　【００１９】
　各レンズエレメントの射出光側レンズ面１６ｂは、各２次光源に対してフィールドレンズとして機能し、コンデンサーレンズ１９によりフライアイ・インテグレータ１６の入射面が被照明物体面２０とほぼ共役に構成されている。従って、フライアイ・インテグレータ１６の射出面近傍に形成される多数の２次光源からの光束がそれぞれ被照明物体面２０上を照明することにより、被照明物体面２０は重畳的に均一に照明される。
　【００２０】
　また、フライアイ・インテグレータ１６の射出面近傍に形成される多数の２次光源の像がコンデンサーレンズ１９により、図示無き投影光学系の入射瞳面上に投影され、所謂ケーラー照明によってウエハ面においても均一な照明が行われる。
　図３は、パターンドフィルター１４とフライアイ・インテグレータ１６とを干渉フィルター板１３側（入射光側）から見た正面図であり、この図３において、パターンドフィルター１４の内部のフライアイ・インテグレータ１６の各レンズエレメントの直前の領域にそれぞれフィルターエレメント１５−１，１５−２，１５−３，‥‥を形成する。これらフィルターエレメント１５−１，１５−２，‥‥の透過率分布は、フライアイ・インテグレータ１６中の対応するレンズエレメントを透過した照明光の被照明物体面２０上での照度分布がそれぞれ均一になるように設定する。従って、フィルターエレメント１５−１，１５−２，‥‥の透過率分布は、フライアイ・インテグレータ１６中の対応するレンズエレメントの特性及び水銀ランプ９からの照明光の分布特性に応じてそれぞれ独立に設定される。
　【００２１】
　より具体的に説明するに、図２の紙面に平行にフライアイ・インテグレータ１６を横切る方向にＺ軸をとり、図２のフライアイ・インテグレータ１６の３個のレンズエレメント１７−３，１７−８及び１７−１４の直前に、それぞれ図３のパターンドフィルター板１４中のフィルターエレメント１５−３，１５−８及び１５−１４が位置するものとする。この場合、一例として、フィルターエレメント１５−３，１５−８及び１５−１４のＺ軸に沿う透過率Ｔの分布は、それぞれ図４（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に示すようにする。これにより、図２のフライアイ・インテグレータ１６のレンズエレメント１７−３，１７−８及び１７−１４から射出されてコンデンサーレンズ１９により被照明物体面２０上に照射される照明光の照度分布はそれぞれ独立に均一になる。
　【００２２】
　同様に、フライアイ・インテグレータ１６の他のレンズエレメントから射出されてコンデンサーレンズ１９により被照明物体面２０上に照射される照明光の照度分布もそれぞれ均一になる。これにより、フライアイ・インテグレータ１６からの照明光により被照明物体面２０は全体として均一な照度分布で照明される。しかも、被照明物体面２０上の異なる点においては、それぞれフライアイ・インテグレータ１６の各レンズエレメントからの照明光をほぼ等しい量だけ受光するため、被照明物体面２０上での照明光のコヒーレンス度は均一である。これにより投影光学系の結像特性が良好に維持される。
　【００２３】
　なお、フライアイ・インテグレータ１６の各レンズエレメントからの照明光の被照明物体面２０上での照度分布をそれぞれ均一にすればよいので、照度ムラを生じていないレンズエレメントの入射側には当然にフィルターエレメントを配置しなくともよい。但し、そのような照度ムラの無いレンズエレメントの入射側に光量変化のない（透過率分布が一定の）フィルターエレメントを配置しても良いことは言うまでもない。
　【００２４】
　また、図２において、パターンドフィルター板１４を図示省略した駆動装置で移動できるように支持して、パターンドフィルター板１４とフライアイ・インテグレータ１６との間隔Ｄを照明光ＩＬの光路に沿って可変にしてもよい。パターンドフィルター板１４を移動させてその間隔Ｄを変えることにより、一種のデフォーカスの効果により、パターンドフィルター板１４の各フィルターエレメントの透過率分布が或る程度変形される。例えば被照明物体面２０上での照度分布の均一性及びコヒーレンス度の均一性が最良の状態になる所でその間隔Ｄを固定することにより、より結像特性を向上させることができる。
　【００２５】
　更に、例えば水銀ランプ９の光量が低下して、その水銀ランプ９を別の水銀ランプで交換したような場合には、フライアイ・インテグレータ１６の各レンズエレメントの入射光側の照明光の分布が変化することも有り得る。そこで、パターンドフィルター板１４を例えばターレット板方式で別の特性のパターンドフィルター板と交換できるように配置して、水銀ランプ９を交換したような場合には、パターンドフィルター板をも新しい水銀ランプに対応した特性を有するフィルター板と交換することが望ましい。
　【００２６】
　次に、本発明の第２実施例につき図５を参照して説明する。
　図５は本例の照明装置が適用された投影露光装置を示し、この図５において、水銀ランプ９からの照明光は楕円鏡１０、コールドミラー１１及びコリメーションレンズ１２を経てほぼ平行光束になる。その楕円鏡１０の第２焦点の近傍にシャッター２３を配置し、このシャッター２３を駆動モーター２４で閉じることにより、コリメーションレンズ１２に対する照明光の供給を随時停止する。照明装置の光源としては、水銀ランプ９の外に、例えばＫｒＦレーザー光等を発生するエキシマレーザー光源等を使用することができる。エキシマレーザー光源を使用する場合には、楕円鏡１０〜コリメーションレンズ１２までの光学系の代わりにビームエクスパンダ等が使用される。
　【００２７】
　そして、コリメーションレンズ１２から順に、４角錐型（ピラミッド型）の凹部を有する第１の多面体プリズム２５及び４角錐型（ピラミッド型）の凸部を有する第２の多面体プリズム２６を配置する。この第２の多面体プリズム２６から射出される照明光は、光軸を中心として光軸の周囲に等角度で４個の光束に分割されている。
　【００２８】
　これら４個に分割された光束をそれぞれパターンドフィルター板２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ及び２７Ｄを介してフライアイ・インテグレータ２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ及び２８Ｄに入射させる。図５ではパターンドフィルター板２７Ａ，２７Ｂ及びフライアイ・インテグレータ２８Ａ及び２８Ｂのみが示されているが、図５の紙面に垂直な方向に光軸ＡＸを挟んで２個のパターンドフィルター板２７Ｃ，２７Ｄ及び２個のフライアイ・インテグレータ２８Ｃ，２８Ｄが配置されている。本実施例のパターンドフィルター板２７Ａ〜２７Ｄもそれぞれフライアイ・インテグレータ２８Ａ〜２８Ｄを構成する各レンズエレメントに対応するフィルターエレメントを備えている。それらフライアイ・インテグレータ２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ及び２８Ｄは光軸ＡＸの回りに９０°間隔で配置されている。
　【００２９】
　フライアイ・インテグレータ２８Ａ〜２８Ｄのレチクル側焦点面にはそれぞれ多数の２次光源が形成されるが、それら２次光源の形成面の近傍にそれぞれ可変開口絞り２９Ａ〜２９Ｄを配置する。なお、図５では可変開口絞り２９Ａ及び２９Ｂのみが現れている。これら可変開口絞り２９Ａ〜２９Ｄを通過した照明は、それぞれ補助コンデンサーレンズ３０、ミラー３１及び主コンデンサーレンズ３２を経て集光されてレチクル３３を均一な照度で照明する。そのレチクル３３のパターンが投影光学系３４によりウエハステージ３６上のウエハ３５上に所定の縮小倍率βで転写される。
　【００３０】
　この場合、パターンドフィルター板２７Ａの個々のフィルターエレメントの透過率分布は、それぞれフライアイ・インテグレータ２８Ａの対応するレンズエレメントから射出されてレチクル３３上に照射される照明光の照度分布がそれぞれ均一になるように設定する。同様にパターンドフィルター板２７Ｂ〜２７Ｄの個々のフィルターエレメントの透過率分布もそれぞれフライアイ・インテグレータ２８Ｂ〜２８Ｄの対応するレンズエレメントから射出されてレチクル３３上に照射される照明光の照度分布がそれぞれ均一になるように設定する。これにより、レチクル３３のパターン領域での照明光の照度均一性は良好であり、且つコヒーレンス度の均一性も良好である。
　【００３１】
　次に、本発明の第３実施例につき図６を参照して説明する。
　図６は本実施例の照明装置の概略構成を示し、この図６に示すように、図２のパターンドフィルター板１４がすりガラス板３８によって置き換えられている。他の構成は図２と同様であり、図６において図２と対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
　【００３２】
　この図６の実施例では、すりガラス板３８によりフライアイ・インテグレータ１６を構成する個々のレンズエレメントに入射する照明光の分布がそれぞれほぼ均一化され、結果として個々のレンズエレメントから射出されてコンデンサーレンズ１９により被照明物体面２０に照射される照明光の照度分布がほぼ均一化される。また、被照明物体面２０の各点においてフライアイ・インテグレータ１６の各レンズエレメントから受ける照明光の量はほぼ同一であるため、装置を大型化することなくコヒーレンス度の均一性を良好に維持できる。
　【００３３】
　なお、すりガラス板３８の代わりに例えばピッチがランダムの位相型の回折格子等を使用することができる。また、ピッチがランダムで且つピッチが波長程度に微細な透過型のパターンを用いても同様な効果を得ることができる。
　なお、本発明は上述実施例に限定されず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。例えば、図２、図５、図６では光源像がコリメーションレンズ１２によって無限遠位置に形成されて、平行光束がフライアイ・インテグレータ（１６，２８Ａ〜２８Ｄ）に入射する例を示したが、光源像がフライアイ・インテグレータ（１６，２８Ａ〜２８Ｄ）の入射面に形成される構成としても良い。この場合にも、フライアイ・インテグレータ（１６，２８Ａ〜２８Ｄ）の射出側に２次光源が形成されると考えられる。
　【００３４】
　【発明の効果】
　本発明によれば、例えば照明光を供給する水銀ランプの光量が低下して、その水銀ランプを別の水銀ランプで交換したような場合に、オプティカルインテグレータの入射側の照明光の分布が変化するような場合であっても、その照明光の分布の変化に応じて照度分布を調整するため、装置全体を大型化することなく且つレチクル上でのコヒーレンス度の均一性を悪化させることなく、レチクル上での照度均一性を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　（ａ）は本発明の原理説明に供する光路図、（ｂ）は図１（ａ）の被照明物体面上での照度分布の一例を示す分布図である。
　【図２】
　本発明の第１実施例の照明装置の概略を示す構成図である。
　【図３】
　図２のパターンドフィルター板１４及びフライアイ・インテグレータ１６を干渉フィルター板１３側から見た正面図である。
　【図４】
　（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図３のパターンドフィルター板１４の各フィルターエレメントの透過率分布の特性の一例を示す分布図である。
　【図５】
　本発明の第２実施例の照明装置が適用された投影露光装置の概略を示す構成図である。
　【図６】
　本発明の第３実施例の照明装置の概略を示す構成図である。
　【図７】
　（ａ）は従来のパターンドフィルター板を用いた照明装置の要部を示す光路図、（ｂ）は図７（ａ）の被照明物体面６上での照度分布の一例を示す分布図である。
　【符号の説明】
　９　超高圧の水銀ランプ
　１０　楕円鏡
　１１　コールドミラー
　１２　コリメーションレンズ
　１３　干渉フィルター板
　１４　パターンドフィルター板
　１６　フライアイ・インテグレータ
　１８　反射ミラー
　１９　コンデンサーレンズ
　２０　被照明物体面
　２７Ａ，２７Ｂ　パターンドフィルター板
　２８Ａ，２８Ｂ　フライアイ・インテグレータ
　３８　すりガラス板