【事件の表示】
　特許第２７７０９８４号「照明装置，投影露光装置及び素子製造方法」の請求項１ないし４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】
　特許第２７７０９８４号の請求項１ないし４に係る特許を維持する。
【理由】
１．手続きの経緯
　本件特許第２７７０９８４号は、平成１年６月８日に特許出願され、平成１０年４月１７日にその特許の設定登録がなされ、その後、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１１年７月３０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
　異議申立人菅原益夫は、甲第１号証（特開昭６３−５８８２７号公報）、甲第２号証（特開昭６３−２１６３３８号公報）及び甲第３号証（特開平１−１０９７２０号公報）を提出し、本件請求項１〜４に係る発明は、甲第１号証及び甲第３号証に記載された各発明とそれぞれ同一であるから、特許法第２９条第１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、また、本件請求項１〜４に係る発明は、甲第１号証〜甲第３号証に記載された各発明に基いて容易に発明できたものであるから、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、本件請求項１、３及び４の記載が「前記光源からの光束を２次元的に複数個の光束に振幅分割する」点において不明確であるから、本件特許は、特許法第３６条に規定する要件を満たさない出願に対してされたものであるので、本件特許を取り消すべき旨主張している。
１．２　異議申立人菅原益男が提出した甲第１〜３号証の記載内容
１．２．１　甲第１号証の記載内容
　甲第１号証には、第１頁左下欄第１５行目〜同頁同欄第１６行目に「この発明は、半導体集積回路などの製造時に用いられる露光装置に関するものである。」と記載されている。
　そして、甲第１号証の第１頁右下欄第３行目〜第２頁左上欄第５行目には「第８図はマイクロサーキットエンジニアリング８３（Ｍｉｃｒｏｃｉｒｃｕｉｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ８３），７３〜８３頁（著者　Ｇ．Ｍ．ｄｕｂｒｏｅｕｃｑ，Ｄ．Ｚａｈｏｒｓｋｙ）に示されている露光装置であり、１はエキシマレーザ、２は反射鏡、３は拡散板、４は照明用のレンズ、５は絞り、６はレチクル、７は投影用のレンズ、８はウエハ、９はＸＹステージである。この装置は投影用レンズ７のフィールドが狭く、またエキシマレーザ１の光として波長＝２４９ｎｍ、波長の半値幅０．３２ｎｍのものを用いているが、コヒーレンシテイが低いため、スペックルは発生していない。
　ところで、エキシマレーザによる光を用いる露光装置を実用的なものにするためには、投影用のレンズとしてフイールドが大きく、ＮＡ（開口数）の大きなものが必要となる。このようなレンズを適用した露光装置では、光学系における色収差の影響を避けるため、エキシマレーザの半値幅を０．１ｎｍ以下にすることが必要となる。ここで半値幅が０．１ｎｍ以下のエキシマレーザ光は、コヒーレンシテイが高いという性質を有するので、スペックルの発生が避けられず、第８図に示す装置をそのまま用いることができない。」と記載されている。
　さらに、甲第１号証の第３頁左上欄第３行目〜同頁同欄第１１行目には、「３図は第２の実施例であり、２０はビームスプリツタ、２１は半透明鏡である。この実施例では光路１６のレーザ光をビームスプリッタ２０により光路１７，１８に分け、光路１７，１８の光のパワーは略等しくなるようにしておき、光路１７の光路長は光路１８の光路長よりも３ｍ以上長くするようにしておく。
　また、第１図の例と同様に光路１７と光路１８で拡散板１１へ入射するレーザ光の入射角が異なるようにしておく。」と記載されている。
　さらに、甲第１号証の第３頁左上欄第１５行目〜同頁左下欄第３行目には「第４図は第３の実施例であり、２０ａ，２０ｂはビームスプリッタ、２ａ〜２ｅは反射鏡、２１ａ，２１ｂは半透明鏡、２５はレンズ、２６はオプチカインテグレー夕、２７はレンズ２５を固定する枠、２８は加振器、２９は観測面、１７ａ，１７ｂはビームスプリッタ２０ｂにより分岐された光路である。この場合、ビームスプリンタ２０ａで分岐されるエネルギは光路１７が３分の２、光路１８が３分の１となるようにし、ビームスプリッタ２０ｂで分岐されるエネルギは光路１７ａと１８ｂとで等しくなるようにしておく。そして、観測面２９において光路１８，１７ａ，１７ｂの光路が一致するようにし、各光路から観測面２９に入射する入射角は相互に少しずつ異なるようにしておく。また、各光路を通る光はそれぞれ１０ｎｓ以上の時間間隔をもってオプチカインテグレータ２６に到達するように、各行路長を設定しておく。
　このような装置においてレンズ２５に振動が与えられることによってマスク面１４に照射される光の位相が時々刻々変化する。そして１回のレーザ光の発光によって３回の照射が行われるので、露光時間を従来の３分の１である３分の２秒に短縮することができる。この場合、レンズ２５の位置変化はその方向が光軸に垂直でも平行でも、これらを組合わせた方向でもよく、変化量は±５０μｍ程度で良い。このため、レンズ２５の位置変化がマスク面１４における光のパワー変化や均−性に影響することはほとんどない。」と記載されている。
　そして、甲第１号証の第３頁左下欄第４行目〜同頁右下欄第２行目には「第５図は第４の実施例であり、２ａ〜２ｋは反射鏡、４０はプリズムであり、ビームスプリッタ２０ａで分岐される光路１８ａ、１８ｂのエネルギは等しく、ビームスプリッタ２０ｂで分岐される光路１７ａ、１７ｂのエネルギも等しくなるように分岐される。第６図はプリズムの詳細を示す図であり、４０ａから４０ｅはプリズムの面であり、光路１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂの光が面４０ａに垂直に入射したとき、プリズム４０から出射した各光路の光が拡散板１１の同一範囲にくるように、プリズム４０、拡散板１１の位置を決めている。また各光路は各々の光路長差が３ｍ以上異なるようにしている。
　このように構成することによって一回のレーザ光の発光から時間間隔が１０ｎｓ以上の四回のレーザ光の照射が得られ、拡散板１１に入射する。そして、四回のレーザ光の拡散板１１への入射角が各々異なるため、拡散板１１からは位相の異なるレーザ光が４回出射する。」ことが記載されている。
　甲第１号証の第３頁右下欄第１６行目〜第４頁左上欄第８行目には、第７図に示される第５の実施例の説明として「この実施例ではプリズム４１に入射した光がオプティカルインテグレータ２６の入射面で一致するような構成にしており、また加振器２８によりプリズム４１を微小な角度回転して、オプティカルインテグレータ２６に入射するレーザ光の位置がエキシマレーザの発振周期毎に異なるようにし、発振周期毎にオプティカルインテグレータ２６を出射する光の位相が異なるようにしている。発振周期毎のプリズム４１の回転角の変化は、オプティカルインテグレータ２６の入射面におけるレーザ光の位置の変化が１〜５μｍになる程度で良い。このためプリズム４１の回転がマスク面１４上での光のパワーや均一性に影響することはほとんどない。」旨が記載されている。
１．２．２　甲第２号証の記載内容
　甲第２号証には、第１頁右下欄第１４行目〜同頁同欄第１７行目に「本発明は、照明光学装置にかかり、特に、微細パターン形成のための露光用光源等として可干渉性の光（コヒーレント光）を用いる際の干渉による悪影響を軽減する構造に関する。」と記載されている。
　そして、甲第２号証の第３頁左上欄第１９行目〜同頁右上欄第６行目には、「なお、可干渉距離の詳細についてはマックスボルンおよびエミルウルフの共著”光学原理（Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　Ｏｐｔｉｃｓ）の第４版”に記載されており、コヒーレント光源から供給される光束の中心波長をλ、波長幅をΔλとするとき、可干渉距離ιは
ι＝λ２／Δλ　　　　　　　　（２）
で与えられる。」ごとが記載されている。
　甲第２号証の第３頁左下欄第３行目〜同頁同欄第１４行目には「この照明光学装置は、第１図に示す如く、半値全幅０．００５ｎｍのコヒーレントなレーザ光を出力する狭帯域エキシマレーザ光源１と、該レーザ光から、互いに光路差をもつ光線束を生起せしめる繰り返し反射ミラー２と、前記レーザ光の発振パルスに同期して結像位置を動かしながら射出面近傍に複数の２次光源３を形成するように構成されたインテグレ−タ４と、該２次光源からの光を集光させるコンデンサレンズ５とから構成されており、レチクル６の面上にレーザ光が照射せしめられるようになっている。」と記載されている。
　甲第２号証の第３頁右下欄第６行目〜第４頁左上欄第２０行目には「そして、この繰り返し反射ミラー２は、第２図（ｄ）に部分拡大図を示すように、屈折率ｎ＝１．５０８３８厚さｄ＝４．５ｍｍの石英基板２Ｓの両面にそれぞれ全反射ミラー面２Ｃおよび部分反射ミラー面２Ｒをコーティングしてなるもので、レーザ光Ｌの入射方向に対して法線がｅ＝１５０傾斜するように配設され、一端にあるレーザ光の入射位置は全反射ミラー面を構成せず、反射防止コートを施されて入射口１を形成している。一方、他端側の部分反射ミラー面にも１部反射防止コートが施され、透過口０を形成しており、前述の繰り返し反射ミラーと同様に部分反射ミラー面Ｒにあたった光は１部透過光と反射光とに分岐され、反射光は更に反射ミラー面Ｃで反射され、再び部分反射ミラー面Ｒで透過光と反射光とに分岐さる…というふうに光路差２ｎｄｃｏｓΘを生起しつつ繰り返し反射を続け、非干渉光束を形成するように構成されている。
　ここで用いた狭帯域エキシマレーザの半値全幅は０．００５ｎｍである丈、可干渉距離は１２．５ｍｍ程度である。
これに対し、繰り返し反射ミラーで生起される光路差は前記（１）式から
２ｎｄｃｏｓΘ＝２×１．５０８３８×４．５ｍｍ×ｃｏｓ１５０
　　　　　　　＝１３．４ｍｍ
となり可干渉距離１２．５ｍｍより大となっている。
　このようにして、繰り返し反射ミラーと、移動手段を具えたインテグレ−タとにより、２段階にコヒーレント性が軽減されることになる。
　従って、この照明光学装置をフォトリソグラフィーにおける露光に用いた場合、スペックルもなく極めて高精度の微細パターンの形成が可能となる。」と記載されている。
　甲第２号証の第４頁右下欄第１４行目〜第５頁左上欄第２行目には「更にまた、第３図に示す如く、第１の繰り返し反射ミラー２０と第２の繰り返し反射ミラー３０と２つの繰り返し反射ミラーを組合わせることによって格子状に非干渉性の光線からなる光束を発生させるようにしてもよい。
　すなわち第１の繰り返し反射ミラー２０で縦方向に光束を発生させ、第２の繰り返し反射ミラー３０で横方向に光束を発生させ、格子状に光束を発生せしめることができる。」と記載されている。
１．２．３　甲第３号証の記載内容
　甲第２号証には、第１頁左下欄第１４行目〜同頁同欄第１９行目に「本発明はレチクル等の物体を照明する照明装置に関し、特にコヒーレントな光を供給する光源を照明用光源とする時に有用な照明装置に関する。この種の照明装置は、例えばエキシマレーザからの光を用いてレチクルのパターンをウエハ上へ投影露光する露光システムの照明装置に使用される。」と記載されている。
　甲第３号証の第３頁左上欄第２行目〜同頁右上欄第２行目には「第１図は本発明に係る照明光学装置の更なる実施例を示す概略構成図であり、従来の照明装置を更に改良したシステムを構成している。
　同図において、１１はエキシマレーザから成るコヒーレント光束を供給する光源、１２は光束分割装置、１３は複数のレンズエレメントから成るフライアイレンズで、複数のレンズエレメントは光軸０に垂直な面に規則正しく分布している。１４はコンデンサレンズで、フライアイレンズ１３による光束の集光点とコンデンサレンズ１４の前側焦点位置が一致している（図中矢印Ｐで示す位置）。７１及び７２は光軸０を回転軸として回転可能な楔形の透明光学部材であり、コンデンサレンズ１４の後側焦点位置と２つの透明光学部材７１，７２の中点（図中矢印Ｑで示す位置）とが一致している。１６は集光光学系で、楔形の透明光学部材より偏向した光束を不図示の結像光学系の入射瞳と共役な位置に配置した絞りＡ２の位置に集光し、光スポット（光源像）を形成する。１７は第２の集光光学系であり、絞りＡ２に集光された光束をレチクルやマスクの回路パターン面等の被照射面１８に指向する。」旨が記載されている。
　そして、甲第３号証の第３頁右上欄第１３行目〜同頁同欄第１６行目には「又、楔形の透明光学部材７１，７２は夫々不図示の保持部材で別個に保持されており、不図示の回転駆動手段により保持部材と共に回転せしめられ、該手段により回転方向や回転速度を制御される。」ことが記載されている。
　甲第３号証の第４頁左上欄第７行目〜同頁同欄第１７行目には「以上述べた過程を経て、光束分割装置１３により供給された互いにインコヒーレントな複数の光束を使用して、絞りＡ２の絞り面上に複数の互いにインコヒーレントな光スポット（光源像）が形成される。
　ここで、不図示の回転駆動手段により楔形の光学部材７１，７２を各々異なる回転数で回転させて、襖形の光学部材に入射する複数の平行光東を同時に偏向して走査する。この走査に伴って、絞りＡ２上の絞り面上に形成された複数の光スポットは絞り面上を２次元的に同時に走査される。」ことが記載されている。
　甲第３号証の第４頁左下欄第６行目〜同頁同欄第１２行目には「第１図に戻り、絞りＡ２の絞り面上に形成した互いにインコヒーレントな複数の光スポットからの光は、発散光束として各々第２の集光光学系１７に入射する。第２の集光光学系１７は各インコヒーレント光束を収斂し、夫々の光束を平行光束に変換して被照射面１８上で重ね合わせることにより、被照射面１８を照明する。」ことが記載されている。
　甲第３号証の第５頁左上欄第６行目〜同頁同欄第１５行目には「第４図（Ａ），（Ｂ）において、２４０は光束分割装置１２に入射するコヒーレント光束、２５０は光束分割装置１２のＹ部から射出し、Ｘ部へ入射する互いにインコヒーレントな３本の平行光束、２６０はＸ部を経て光束分割装置１２から射出した互いにインコヒーレントな９本の平行光束を示している。そして、ｈ、ｋ、ιは上記３本の光束２５０を構成する各コヒーレント光束、ｈ１〜ｈ３、ｋ１〜ｋ３、ι１〜ι３は上記９本の光束２６０を構成する各コヒーレント光束を示す。」旨が記載されている。
　甲第３号証の第６頁右下欄第７行目〜同頁同欄第１７行目には「上記実施例では空間的に形成された２次光源面からの光を集光レンズを介してレチクル等の被照射面に指向していた。
　一方、２次光源面からの光を一旦フライアイレンズ、フアイバー束等の多光束発生系に入射させ、この多光束発生系を介して被照射面にコヒーレント光束を指向しても良い。この様な多光束発生系を有する照明系によれば、極めて均一に被照射面の照明を行える。尚、フライアイレンズ等の複眼光学系を光束方向に複数個並べて配置することにより更に均一な照明が行える。」ことが記載されている。
２．訂正の適否について
　本件訂正請求は、本件特許第２７７０９８号の明細書（以下、「特許明細書」という。）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
２．１．１　訂正事項ａ
　請求項１、３及び４記載の「重畳」を「部分的に重畳」と訂正する。
２．１．２　訂正事項ｂ
　特許明細書に記載した「本発明の照明装置…とを特徴としている。」（平成１０年２月６日付の手続補正書の２頁７行目〜３頁１５行目）を、「本発明の照明装置は、コヒーレント光源と、オプテイカルインテグレーターと、コヒーレント光源からの光束を２次元的に複数個の光束に振幅分割し、この複数個の光束を互いにほぼインコヒーレントな光束に変換し、オプテイカルインテグレーターの光入射面に互いに異なる方向から入射させて部分的に重畳せしめる光学手段と、前記オプテイカルインテグレーターからの光束を被照明面に向ける光学系とを有することを特徴としている。
　また、本発明の投影露光装置は、コヒーレント光源と、オプテイカルインテグレーターと、コヒーレント光源からの光束を２次元的に複数個の光束に振幅分割し、この複数個の光束を互いにほぼインコヒーレントな光束に変換し、オプテイカルインテグレーターの光入射面に互いに異なる方向から入射させて部分的に重畳せしめる光学手段と、オプテイカルインテグレーターからの光束をマスク又はレチクルに向ける照射光学系と、マスク又はレチクルのパターンを被露光基板上に投影する投影光学系とを有することを特徴としている。
　また、本発明の素子製造カ法は、コヒーレント光源からの光束を２次元的に複数個の光束に振幅分割してこの複数個の光束を互いにほぼインコヒーレントな光束に変換し、オプテイカルインテグレーターの光入射面に互いに異なる方向から入射させて部分的に重畳せしめ、オプテイカルインテグレーターからの光束をマスク又はレチクルに照射して、投影光学系によりマスク又はレチクルのパターンを被露光基板上に投影することを特徴としている。」と訂正する。
２．１．３　訂正事項ｃ
　特許明細書第５頁第７行記載の「形」及び特許明細書第５頁第８行記載の「計」を、それぞれ、「型」と訂正する。
２．１．４　訂正事項ｄ
　特許明細書第１０頁第１０行記載の「狙」を、「阻」と訂正する。
２．２　訂正後の特許請求の範囲
２．２．１　請求項１
「コヒーレント光源とオプテカルインテグレーターと、前記光源からの光束を２次元的に複数個の光束に振幅分割し、該複数個の光束を互いにほぼインコヒーレントな光束に変換し、前記オプテカルインテグレーターの光入射面に互いに異なる方向から入射させて部分的に重畳せしめる光学手段と、前記オプテカルインテグレーターからの光束を被照射面に向ける光学系とを有することを特徴とする照明装置。」
２．２．２　請求項２
「前記光学手段が前記複数個の光束を前記オプテカルインテグレーターの光入射面上で２次元的に揺動せしめる偏向手段を有することを特徴とする特許請求の範囲（１）項記載の照明装置。」
２．２．３　請求項３
「コヒーレント光源とオプテカルインテグレーターと、前記光源からの光束を２次元的に複数個の光束に振幅分割し、該複数個の光束を互いにほぼインコヒーレン１な光束に変換し、前記オプテカルインテグレーターの光入射面に互いに異なる方向から入射させて部分的に重畳せしめる光学手段と、前記オプテカルインテグレーターからの光束をマスク又はレチクルに向ける照射光学系と、前記マスク又はレチクルのパターンを被露光基板上に投影する投影光学系とを有することを特徴とする投影露光装置。」
２．２．４　請求項４
「コヒーレント光源からの光束を２次元的に複数個の光束に振幅分割して該複数個の光束を互いにほぼインコヒーレントな光束に変換し、オプテカルインテグレーターの光入射面に互いに異なる方向から入射させて部分的に重畳せしめ、前記オプテカルインテグレーターからの光束をマスク又はレチクルに照射して、投影光学系により前記マスク又はレチクルのパターンを被露光基板上に投影することを特徴とする素子製造方法。」
３．　訂正の適否
３．１　目的該当性等について
３．１．１　訂正事項ａ
上記訂正事項ａについては、訂正前の請求項１に記載された「重畳」を、下位概念である「部分的に重畳」とするものであるから、上記訂正事項ａについては、特許請求の範囲の減縮にあたる。
　そして、上記訂正事項ａは、特許明細書又は図面に直接的に記載されたものであるし、また、訂正前の各発明の目的の範囲内のものであるから、実質上特許請求の範囲を変更するものでもない。
３．１．２　訂正事項ｂ
　上記訂正事項ｂについては、本件請求項１〜４に係る発明の訂正に伴い、特許請求の範囲の記載と詳細な説明の記載を整合させるものであるから、明りようでない記載の釈明に相当するものである。また、この訂正事項ｂは、訂正事項ａの訂正の根拠で述べたと同様に、特許明細書又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もない。
３．１．３　訂正事項ｃ、ｄ
　訂正事項ｃ、ｄは、明らかに誤記の訂正に相当するものである。また、この訂正事項ｃ、ｄは、特許明細書又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もない。
３．２．独立特許要件について
　異議申立人菅原益男が提出した甲第１〜３号証いずれにも、本件請求項１〜４に係る発明の特徴である、「オプテイカルインテグレーターの光入射面に互いに異なる方向から入射させて部分的に重畳せしめ」る構成（以下、「本件請求項１〜４に係る発明の特徴的構成」という。）を有しておらずまた上記特徴的構成の示唆もなく、そして、訂正後の本件請求項１〜４に係る発明は、上記特徴的構成により、特許明細書詳細な説明第８頁第１０行〜同頁第１７行に記載のごとく　「光束ＬＢ１、ＬＢ２がオプテイカルインテグレーター２２の光入射面に入射して重なり合った時の光束の断面強度分布は、第２図（Ｃ）に示すように光軸に関して対称で、しかもほぼ均一な分布になる」という、上記甲１〜３号証いずれにもない効果を有しているので、本件請求項１〜４に係る発明が、上記甲第１〜３号証に記載された発明のいずれかと同一であるとも、また、本件請求項１〜４に係る発明が、上記甲第１〜３号証に記載された発明に基いて当業者が容易に発明できたものとすることができない。
　そうすると、訂正後の本件請求項１〜４に係る発明は、特許出願の際独立して特許を受けることができないものとすることができない。
３．３　訂正の適否の判断
　上記訂正事項ａ、ｂ、ｃ、ｄは、上記３．１及び３．２のとおりであるから、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、同条第２項及び同条第３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　本件特許請求項１〜４に係る発明の要旨
　上記２．２．１〜２．２．４に記載のとおり。
４．　２　異議申立ての理由の概要
　上記１．１に記載のとおり。
４．２．１　本件特許請求項１〜４に係る発明と甲各号証との対比、判断
　独立特許要件を判断した上記３．２のとおりであるから、本件特許請求項１〜４に係る発明は、甲第１号証及び甲第３号証に記載された各発明とそれぞれ同一であるとも、また、本件請求項１〜４に係る発明は、甲第１号証〜甲第３号証に記載された各発明に基いて容易に発明できたものであるとすることもできない。
４．２．２　３６条違反について
　請求項１，３及び４に記載の「前記光源からの光束を２次元的に複数個の光束に振幅分割する」点は、本件特許に係る出願の願書に添付した明細書又は図面において自明の範囲内のものであり、また、「２次元的に複数個の光束に振幅分割する」概念が、特許異議書記載の論旨をもってしては、特許明細書に添付した第１図及び第３図において整合しないとはいえないから、請求項１，３及び４の記載は不明確であるとすることができない。
５．むすび
　したがって、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件特許請求項１〜４に係る発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１〜４に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１１年８月２３日（１９９９．８．２３）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
　訂正事項ａは、特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。
　訂正事項ｂは、訂正事項ａに伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載を整合させるものであり、明りょうでない記載の釈明を目的とするものであり、訂正事項ｃ、ｄは誤記の訂正を目的とするものである。
　訂正事項ａ
　請求項１、３及び４記載の「重畳」を「部分的に重畳」と訂正する。
　訂正事項ｂ
　特許明細書に記載した「本発明の照明装置…ことを特徴としている。」（平成１０年２月６日付の手続補正書の２頁の７行目〜３頁の１５行目）を、「本発明の照明装置は、コヒーレント光源と、オプテイカルインテグレーターと、コヒーレント光源からの光束を２次元的に複数個の光束に振幅分割し、この複数個の光束を互いにほぼインコヒーレントな光束に変換し、オプテイカルインテグレータ一の光入射面に互いに異なる方向から入射させて部分的に重畳せしめる光学手段と、前記オプテイカルインテグレーターからの光束を被照明面に向ける光学系とを有することを特徴としている。　
　また、本発明の投影露光装置は、コヒーレント光源と、オプティカルインテグレーターと、コヒーレント光源からの光束を２次元的に複数個の光束に振幅分割し、この複数個の光束を互いにほぼインコヒーレントな光束に変換し、オプテイカルインテグレーターの光入射面に互いに異なる方向から入射させて部分的に重畳せしめる光学手段と、オプテイカルインテグレターからの光束をマスク又はレチクルに向ける照射光学系と、マスク又はレチクルのパターンを被露光基板上に投影する投影光学系とを有することを特徴としている。
　また、本発明の素子製造方法は、コヒーレント光源からの光束を２次元的に複数個の光束に振幅分割してこの複数個の光束を互いにほぼインコヒーレントな光束に変換し、オプテイカルインテグレーターの光入射面に互いに異なる方向から入射させて部分的に重畳せしめ、オプテイカルインテグレーターからの光束をマスク又はレチクルに照射して、投影光学系によりマスク又はレチクルのパターンを被露光基板上に投影することを特徴としている。」と訂正する。
　訂正事項ｃ
　特許明細書第５頁第７行記載の「形」及び特許明細書第５頁第８行記載の「計」を、それぞれ、「型」と訂正する。
　訂正事項ｄ
　特許明細書第１０頁第１０行記載の「狙」を、「阻」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
照明装置、投影露光装置及び素子製造方法
（５７）【特許請求の範囲】
（１）コヒーレント光源と、オプティカルインテグレーターと、前記光源からの光束を２次元的に複数個の光束に振幅分割し、該複数個の光束を互いにほぼインコヒーレントな光束に変換し、前記オプティカルインテグレーターの光入射面に互いに異なる方向から入射させて
部分的に
（２）前記光学手段が前記複数個の光束を前記オプティカルインテグレーターの光入射面上で２次元的に揺動せしめる偏向手段を有することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の照明装置。
（３）コヒーレント光源と、オプティカルインテグレーターと、前記光源からの光束を２次元的に複数個の光束に振幅分割し、該複数個の光束を互いにほぼインコヒーレントな光束に変換し、前記オプティカルインテグレーターの光入射面に互いに異なる方向から入射させて
部分的に
（４）コヒーレント光源からの光束を２次元的に複数個の光束に振幅分割して該複数個の光束を互いにほぼインコヒーレントな光束に変換し、オプティカルインテグレーターの光入射面に互いに異なる方向から入射させて
部分的に
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
　本発明は照明装置、投影露光装置及び素子製造方法に関するものであり、特に、半導体（素子）製造用の露光装置に搭載して、マスクやレチクル等の回路パターンを照明するのに好適な照明装置、投影露光装置及び素子製造方法に関するものである。
［従来技術］
　従来から、エキシマレーザー等のコヒーレント光源を用いた露光装置の開発が盛んに行なわれている。コヒーレント光源からの光束でマスクやレチクル等の回路パターンを照明する場合に生じる問題点として、マスクやレチクル上での照度分布の不均一性が挙げられる。この不均一性は、コヒーレント光源からの光束が形成する干渉縞に起因するものであり、この干渉縞による照度分布の不均一性を解消するために、従来から様々なタイプの照明装置が提案されてきた。
　しかしながら、従来の照明装置では、照明装置内の光路中に形成される有効光源（２次光源の分布）が満足できるものではなかった為、マスクやレチクルを良好に照明することが容易ではなかった。
［発明の概要］
　本発明の目的は、上記問題を考慮した、改良された照明装置を提供することにある。
　この目的を達成する為に、本発明の照明装置は、コヒーレント光源と、オプティカルインテグレーターと、コヒーレント光源からの光束を２次元的に複数個の光束に振幅分割し、この複数個の光束を互いにほぼインコヒーレントな光束に変換し、オプティカルインテグレーターの光入射面に互いに異なる方向から入射させて
部分的に
　また、本発明の投影露光装置は、コヒーレント光源と、オプティカルインテグレーターと、コヒーレント光源からの光束を２次元的に複数個の光束に振幅分割し、この複数個の光束を互いにほぼインコヒーレントな光束に変換し、オプティカルインテグレーターの光入射面に互いに異なる方向から入射させて
部分的に
　また、本発明の素子製造方法は、コヒーレント光源からの光束を２次元的に複数個の光束に振幅分割してこの複数個の光束を互いにほぼインコヒーレントな光束に変換し、オプティカルインテグレーターの光入射面に互いに異なる方向から入射させて
部分的に
　本発明では、オプティカルインテグレーターの光入射面に、互いにインコヒーレントな複数個の光束を互いに異なる方向から入射させて重畳しているので、オプティカルインテグレーターにより非常に多くの２次光源を形成することができる。従って、２次光源が密に分布した有効光源を得ることができ、被照明面を良好に照明することが可能になる。その上、光源からの光束を振幅分割して複数個の光束を形成するようにしているため、光源からオプティカルインテグレーターに到る光学系が小型になる。
　本発明の更なる特徴と具体的な形態は以下に述べる実施例に記載されている。
［実施例］
　第１図は本発明の照明装置の一実施例を示す概略構成図であり、ステッパーと呼称される縮小投影型露光装置に本発明を適用した例である。
　第１図において、１１は比較的空間的コヒーレンシィーが小さな（横モードの数が多い）ＫｒＦエキシマレーザー、２０は光束分割・インコヒーレント化光学系（光学手段）、２２はバーレンズアレイより成るオプティカルインテグレーター、２３は照射光学系の構成要素であるコンデンサーレンズ、Ｒは回路パターンが描かれたレチクル（またはマスク）、Ｗはレジストが塗布されたウェハ（被露光基板）、２４はレチクルＲの回路パターンをウェハＷに投影する縮小投影レンズ系を示す。光学系２０は、ハーフミラー（プリズム）１２とミラー（直角プリズム）１３，１４，１５とクサビ型プリズム１６，１７と、駆動装置２１０により駆動される回転可能なクサビ
型
　第２図は、第１図に示す装置のレーザー光の光路の、矢印Ａ〜Ｄで示す断面（紙面に垂直な平面）とレクチルＲ上における光強度分布を示しており、以下、この第２図と第１図を用いて、本照明装置に関して詳述する。
　レーザー１から射出した平行なレーザー光はハーフミラー１２に入射し、ハーフミラー１２より２光束ＬＢ１とＬＢ２に振幅分割される。ハーフミラー１２を透過した光束ＬＢ１はクサビ型プリズム１７に向かって直進し、ハーフミラー１２で反射した光束ＬＢ２はミラー１３，１４，１５で順次反射して、光路を３度直角に折り曲げられた後、クサビ型プリズム１６に向かう。光束ＬＢ１がクサビ型プリズム１７に到達するまでの光路と光束ＬＢ２がクサビ型プリズム１６に到達するまでの光路は互いに長さが異なっており、光束ＬＢ１とＬＢ２の光路長差が、レーザー光（即ち光束ＬＢ１，ＬＢ２）の波長巾で定められるレーザー光の時間的コヒーレンス長以上になるように光学系２０が構成される。従って、クサビ型プリズム１６，１７で偏向された光束ＬＢ１とＬＢ２は互いに殆ど干渉しない。（ほぼインコヒーレントである。）
　前述のように、本実施例で用いるエキシマレーザー１１は、空間的コヒーレンシィーは比較的小さいのであるが、投影レンズ系２４で生じる色収差を抑える為にエタロン、プリズムなどの狭帯域化素子でレーザー光の波長幅（バンド幅）を非常に狭くしているので、時間的コヒーレンシィーが大きい。本実施例では、中心波長λ＝２４８．４ｎｍ、波長幅Δλ＝０．００３ｎｍのレーザー光を使用しているので、光束ＬＢ１、ＬＢ２の時間的コヒーレンス長が比較的長い。従って、光束ＬＢ１と光束ＬＢ２に対して光路長差を与えることにより互いにインコヒーレントな光束として、後述するようにオプティカルインテグレータ２２の光入射面上に干渉縞が形成されないようにしている。
　クサビ型プリズム１６，１７で偏向（屈折）された光束ＬＢ１，ＬＢ２は、各々クサビ型プリズム２１に、平行光のまま入射する。クサビ型プリズム２１は、駆動装置２１０により、コンデンサレンズ２３と投影レンズ系２４より成る光学系の光軸を回転中心として回転するので、クサビ型プリズム２１を通過した光束ＬＢ１、ＬＢ２が揺動され、光束ＬＢ１、ＬＢ２のオプティカルインテグレーター２２の光入射面に対する入射角と入射位置が時間的に変化する。
　クサビ型プリズム１６，１７，２１は、光束ＬＢ１，ＬＢ２がオプティカルインテグレーター２２の光入射面上で部分的に常に重なり合うように配列してある。
　第２図（Ａ）に示すように、レーザー１１からのレーザー光の断面強度分布は、ガウス分布或いはこの分布に近い分布であるため、第２図（Ｂ）に示すように、クサビ型プリズム１６，１７に入射する光束ＬＢ１，ＬＢ２の断面強度分布もほぼガウス分布を呈する。さて、この光束ＬＢ１，ＬＢ２がオプティカルインテグレーター２２の光入射面に入射して重なり合った時の光束の断面強度分布は、第２図（Ｃ）に示すように光軸に関して対称で、しかもほぼ均一な分布になる。これは、前述のように光束ＬＢ１，ＬＢ２をオプティ力ルインテグレーター２２の光入射面上で部分的に重なり合わせたことによる効果である。又、この時のオプティカルインテグレータ−２２の光出射近傍（平面Ｄ）での光強度分布は第２図（Ｄ）に示すような形である。光束ＬＢ１、ＬＢ２の平面Ｂにおける断面強度分布がガウス分布以外の場合にも、オプティカルインテグレーター２２の光入射面（平面Ｃ）での強度分布が均一になるように、光束ＬＢ１，ＬＢ２をオプティ力ルインテグレーター２２の光入射面上で重ね合せることが好ましい。
　レチクルＲ上での照度分布の均一性は、通常、オプティカルインテグレーター２２の光入射面における光強度分布の均一性と、オプティカルインテグレーター２２を構成するレンズエレメントの数とに比例する。一方、光束ＬＢ１，ＬＢ２のようなコヒーレントな光束がオプティカルインテグレーター２２に入射する場合、ある光束が入射するレンズエレメントの数が多い程、オプティ力ルインテグレーター２２の光射出近傍に、互いにコヒーレントな２次光源が多く形成されるので、これらの２次光源からのコヒーレント光同志の干渉によりレチクルＲ上にコントラストの高い干渉縞が形成され易い。オプティカルインテグレーター２２は入射光束の波面を分割するように機能するので、この干渉縞のコントラストは、レーザー１１の空間的コヒーレンシィーの度合により決まる。
　本実施例では、レーザー１１として空間的コヒーレンシィーが小さいものを用いて、オプティカルインテグレーター２２のレンズエレメントの数を増やす代わりにいくつかのレンズエレメントに光束ＬＢ１，ＬＢ２の双方を入射させて２次光源の数を増やし、レチクルＲ上に形成される干渉縞がレチクルＲ上での照度分布の均一性を狙害しないようにしている。又、光束ＬＢ１，ＬＢ２は互いに異なる方向からオプティ力ルインテグレータ−２２に向けられているので、オプティカルインテグレータ−２２を介して、光束ＬＢ１，ＬＢ２の各々によりレチクルＲ上に形成されるコントラストの弱い各干渉縞の位相は互いに異なる。従って、これらの干渉縞により定まる光強度分布は平滑化されたものとなり、レチクルＲ上での照度分布にあまり影響しない。
　更に、本実施例では、クサビ型プリズム２１を回転させることにより、光束ＬＢ１，ＬＢ２のオプティカルインテグレータ−２２に対する入射角と入射位置を変化させているので、オプティカルインテグレータ−２２の光入射面上での光強度分布は、順次生じるいくつかの光強度分布を重畳させた形になり、更に均一性が向上している。この時、光束ＬＢ１，ＬＢ２によりオプティカルインテグレーターの光射出面近傍に形成される２次光源の分布（有効光源）も時々刻々と変化するので、２次光源の数が実質的に増加することになる。
　エキシマレーザー１１はパルスレーザーであるため、所定の間隔でパルスレーザー光を放射する。レチクルＲ上の回路パターンでウェハＷのレジスト層を露光するのに必要なパルス数をＭとすると、露光中にクサビ型プリズム２１が回転し続けるとすれば、オプティ力ルインテグレータ−２２の光入射面での光強度分布はＭ個の光強度分布が重なり合った形になる。又、光束ＬＢ１，ＬＢ２により、１パルス当りＮ個の２次光源が形成されるとすると、ウェハＷはＭ×Ｎ個の２次光源からの光を用いて露光されることになる。次に、オプティカルインテグレーター２２以降の光学系に関して詳しく説明する。
　コンデンサレンズ２３は複数のレンズエレメントを光軸に沿って設けたレンズアセンブリであり、オプティカルインテグレーター２２の光射出面近傍に形成した多数個の２次光源からの光束をレチクルＲ上へ向ける。多数個の２次光源はコンデンサレンズ２３の光軸に垂直な面内に分布しており、この面（２次光源形成面）とコンデンサレンズ２３の光入射側（前側）主平面との間隔はコンデンサレンズ２３の焦点距離と等しい。一方、コンデンサレンズ２３の光射出側（後側）主平面とレチクルＲとの間隔間もコンデンサレンズ２３の焦点距離と等しくなるように設定してある。このような構成において、多数個の２次光源からの各光束はコンデンサレンズ２３により平行光束にされ、レクチルＲ上で互いに効率良く重ね合せられる。この時のレチクルＲ上の照度分布は、第２図（Ｅ）に示すように、均一である。
　投影レンズ系２４も、複数のレンズエレメントを光軸に沿って設けたレンズアセンブリであり、レチクルＲの回路パターン面とウェハＷの被露光面とを光学的に共役にする。本実施例では、投影レンズ系２１が１／５の縮小倍率でレチクルＲの回路パターン像をウェハＷ上に形成するよう設定している。投影レンズ系２４の入射瞳（不図示）は、オプティカルインテグレーター２２の光射出面近傍の２次光源形成面と光学的に共役であり、ウエハＷは、レチクルＲと同じように、ケーラー照明される。
　又、オプティカルインテグレーター２２の光入射面とレチクルＲの回路パターン面が光学的に共役になるように、オプティカルインテグレーター２２とコンデンサレンズ２３が構成されている。
　本実施例の照明装置では、光源として空間的コヒーレンシィーが小さなエキシマレーザー１１を用い、光学系２０により、オプティカルインテグレーター２２の光入射面で、互いにインコヒーレントな光束ＬＢ１，ＬＢ２を互いに異なる方向から入射させて重畳しているため、オプティカルインテグレーター２２の光射出面近傍に非常に多くの２次光源を形成でき、しかも、オプティカルインテグレーター２２の光入射面の強度分布を均一にすることができる。従って、２次光源が密に分布した有効光源を形成することが可能になり、レチクルＲの回路パターン面を良好に照明してレチクルＲの回路パターン像をウエハＷ上に正確に投影する。
　又、光学系２０は、エキシマレーザー１１からのレーザー光を振幅分割して複数個の光束を形成するので、レーザー光を波面分割するタイプの光学系に比べて、光学系が小型になる。
　回転可能なクサビ型プリズム２１の配置は、オプティカルインテグレーター２２とレチクルＲの間の照射光学系に設けても良い。又、光学系２０内の光路中において光束ＬＢ１やＬＢ２の回折損失が多い時には、アフォーカルコンバーターなどの結像系を光路中に設けて、光束ＬＢ１とＬＢ２を効率良くオプティカルインテグレーター２２まで伝達すると良い。この結像系は光学系２０を構成する所定のエレメント光通過面同志を光学的に共役関係にするように設ける。
　本発明では、レーザーなどのコヒーレント光源からの光束を振幅分割して複数個の光束を形成するが、この光束の数は３個乃至２０個程度が好ましい。この範囲内に光束数を定めることにより、光学系が比較的小型になり、且つ有効光源も満足できるものが得られる。
　又、本発明では、横モードの数が多い、空間的コピーレンシィーが小さなレーザーを用いるのが有効であり、横モード数が１００以上のレーザー（とりわけエキシマレーザー）を用いると効果的である。そして、このようなレーザーを光源とした照明装置を、第１図に示したように縮小投影型露光装置に適用することにより、極めて転写性能が優れた露光装置を提供できる。
　第３図（Ａ），（Ｂ）は第１図に示した装置の変形例を示す説明図である。
第１図に示した実施例では、説明を容易にするために、光学系２０によるレーザー光の振幅分割数を２個（光束ＬＢ１とＬＢ２）としていたが、本実施例では、振幅分割数を４個とする場合の光学系２０の構成に関して簡単に説明する。
　第３図（Ａ）は、第１図における光学系２０からレチクルＲに到る部分に対応する系のみを図示している。ここでは、光学系２０をハーフミラーＨＭ１，ＨＭ２，ＨＭ３とミラーＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５とクサビ型プリズム１６，１７，１８，１９と回転可能なクサビ型プリズム２１とで構成している。不図示のレーザーから射出したレーザー光ＬＢ０は、ハーフミラーＨＭ１，ＨＭ２，ＨＭ３とミラーＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５から成る系で４つの光束に振幅分割され、各光束が対応するクサビ型プリズム１６，１７，１８，１９に入射して、クサビ型プリズム１６，１７，１８，１９から光束ＬＢ１，ＬＢ２，ＬＢ３，ＬＢ４が射出する。これらの光束ＬＢ１，ＬＢ２，ＬＢ３，ＬＢ４は互いにインコヒーレントな光であり、クサビ型プリズム２１を通過してオプティカルインテグレーター２２の光入射面上で部分的に重なり合う。
　本実施例では、光束ＬＢ１，ＬＢ２，ＬＢ３，ＬＢ４の各々が、オプティカルインテグレーター２２を成すレンズエレメントの内のいずれか４個のレンズユニットに入射するように設定してあり、ＬＢ１とＬＢ２、ＬＢ１とＬＢ４、ＬＢ２とＬＢ３、ＬＢ３とＬＢ４が、オプティカルインテグレーター２２の光入射面で互いに重なり合う。
　又、第３図（Ｂ）に示すように、光束ＬＢ１，ＬＢ２，ＬＢ３，ＬＢ４の断面強度分布は互いに異なり、オプティカルインテグレーター２２の光入射面上における光強度分布が均一になるように且つレチクル上に各光束により形成される干渉縞の位置が互いに異なるように、光束ＬＢ１，ＬＢ２，ＬＢ３，ＬＢ４がオプティカルインテグレーター２２へ向けられる。
　第４図は本発明のいくつかの実施例１〜７を示す表であり、振幅分割により形成された所定の（１個の）光束が入射するオプティカルインテグレーターの一部分の断面形状と、オプティカルインテグレーター全体の断面形状と、オプティカルインテグレーターの光入射面上での複数の光束の重なり具合と、１パルスのレーザー光によりオプティカルインテグレーターの光射出面近傍に形成できる有効光源（２次光源の分布）と、パルスのレーザー光によりオプティカルインテグレーターの光射出面近傍に形成できる２次光源の数とが示されている。尚、表中の実施例１は第３図（Ａ），（Ｂ）で説明した装置に対応している。
［発明の効果］
　以上、本発明によれば、レチクル、ウエハなどの被照明面の照度分布を均一にするだけでなく、装置の光路中に、多くの２次光源が分布した有効光源を形成できるので、被照明面を良好に照明できる。従って、本装置によりレチクル、ウエハを照明するようにすれば、レクチルの回路パターンを正確にウエハ上へ転写することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図。
第２図（Ａ）〜（Ｅ）は第１図に示す装置のレーザー光の光路の断面とレチクル上での光強度分布を示すグラフ図。
第３図（Ａ），（Ｂ）は第１図に示す装置の変形例を示す説明図。
第４図は本発明のいくつかの実施例を示す表。
１１……エキシマレーザー
２０……光束分割・インコヒーレント化光学系
２１……回転可能なクサビ型プリズム
２２……オプティカルインテグレーター
２３……コンデンサーレンズ
２４……投影レンズ系
２１０……プリズム駆動装置
Ｒ……レチクル
Ｗ……ウエハ