【事件の表示】
　特許第２９０９６２１号「半導体製造方法及び半導体製造装置」の特許請求の範囲第１，２，５，６項に記載された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２９０９６２１号の特許請求の範囲第１，２，５，６項に記載された特許を維持する。
【理　由】
【1】手続の経緯
　特許第2909621号は、昭和61年9月4日に出願された特願昭61-208648号の一部を、平成8年4月30日に特許法第44条第1項に基づき、特願平8-132783号として新たな出願として出願されたものであって、特許請求の範囲第1、2、5、6に記載された発明は、平成11年4月9日にその設定登録がなされ、その後、キヤノン株式会社より特許異議申立がなされ、取消理由通知に対して平成12年10月26日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
《2-1》訂正の要旨
　特許権者が求めている訂正の内容は、以下のとおりである。
(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1を、
「【請求項1】
　マスク上に形成されたパターンをウエハに転写する工程を含む半導体製造方法において、
　光源部から得られる照明光を照明光学系を介してマスクに入射させる工程と、
　該マスクを介して得られる透過光を投影光学系を介して前記ウエハ上に投影する工程と、
　前記投影光学系によって引き起される前記ウエハ上での照度むらに基づいて、前記ウエハ上で均一な照度分布とするために前記照明光学系のデイストーシヨンを変更する工程と
　を具えることを特徴とする半導体製造方法。」と訂正する。
(2)訂正事項b
特許請求の範囲の滅縮を目的として、請求項5を、
「【請求項5】
　マスク上に形成されたパターンをウエハ上に転写する半導体製造装置において、
　光源部と、
　前記光源部から得られる照明光を前記マスクに入射させる照明光学系と、
　前記マスクを介して得られる透過光を前記ウエハに投影する投影光学系と
　を具え、前記照明光学系はデイストーシヨンが変更可能に構成され、前記投影光学系によって引き起される前記ウエハ上での照度むらに基づいて、ウエハ上で均一な照度分布とするために前記照明光学系のデイストーシヨンを変更することを特徴とする半導体製造装置。」と訂正する。
(3)訂正事項c
請求項1の訂正に伴って生じた不明りような記載の釈明を目的として、本件明
細書の段落番号【0010】を、
「【0010】
　【課題を解決するための手段】
　かかる課題を解決するため本発明は、マスク上に形成されたパターンをウエハに転写する工程を含む半導体製造方法又は装置であって、光源部から得られる照明光を照明光学系を介してマスクに入射させる工程と、該マスクを介して得られる透過光を投影光学系を介してウエハ上に投影する工程と、投影光学系によって引き起されるウエハ上での照度むらに基づいて、ウエハ上で均一な照度分布とするために照明光学系のデイストーシヨンを変更する工程とを有するものである。
　これにより、投影光学系の透過率が変動した場合であっても、照明光学系のデイストーシヨンを変更することによりウエハ面上での照度を均一に維持することができる。」と訂正する。
(4)訂正事項d
請求項5の訂正に伴って生じた不明りような記載の釈明を目的として、本件明細書の段落番号【0011】を、
「【0011】
　また本発明においては、マスク上に形成されたパターンをウエハに転写する半導体製造装置において、光源部と、光源部から得られる照明光をマスクに入射させる照明光学系と、マスクを介して得られる透過光を前記ウエハに投影する投影光学系とを具え、照明光学系はデイストーシヨンが変更可能に構成され、投影光学系によって引き起されるウエハ上での照度むらに基づいて、ウエハ上で均一な照度分布とするために前記照明光学系のデイストーシヨンを変更する。
　これにより、投影光学系の透過率が変動した場合であっても、照明光学系のデイストーシヨンを変更することによりウエハ面上での照度を均一に維持することができる。」と訂正する。
　
《2-2》訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記訂正事項a、bは、願書に添付した明細書及び図面に記載した事項の範囲内で特許請求の範囲の減縮を目的として訂正するものであり、これらの訂正は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。
　また、上記訂正事項c、dは、願書に添付した明細書及び図面に記載した事項の範囲内で特許請求の範囲の訂正に伴って生じた不明りょうな記載の釈明を目的とするものであり、これらの訂正は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。
　
《2-3》独立特許要件の判断
　特許請求の範囲第1及び5項は、特許請求の範囲の減縮を目的として訂正されているので、訂正後の特許請求の範囲第1及び5項に記載された発明の独立特許要件について検討する。
　
《2-3-1》訂正後の特許請求の範囲に記載された発明
　訂正された特許請求の範囲において、必須要件項は、第1、2、5、6項であり、特許請求の範囲第1、2、5、6項に記載された発明の要旨は、訂正明細書の特許請求の範囲に記載された以下のとおりのもと認められる。
「【請求項1】
　マスク上に形成されたパターンをウエハに転写する工程を含む半導体製造方法において、
　光源部から得られる照明光を照明光学系を介してマスクに入射させる工程と、
　該マスクを介して得られる透過光を投影光学系を介して前記ウエハ上に投影する工程と、
　前記投影光学系によって引き起される前記ウエハ上での照度むらに基づいて、前記ウエハ上で均一な照度分布とするために前記照明光学系のデイストーシヨンを変更する工程と
　を具えることを特徴とする半導体製造方法。」
「【請求項2】
　マスク上に形成されたパターンをウエハに転写する工程を含む半導体製造方法において、
　光源部から得られる照明光を照明光学系を介してマスクに入射させる工程と、
　該マスクを介して得られる透過光を投影光学系を介して前記ウエハ上に投影する工程と、
　前記投影光学系に透過率分布の変動があつた際に、前記ウエハ上で均一な照度分布とするために前記照明光学系のデイストーシヨンを変更する工程と
　を含むことを特徴とする半導体製造方法。」
「【請求項5】
　マスク上に形成されたパターンをウエハ上に転写する半導体製造装置において、
　光源部と、
　前記光源部から得られる照明光を前記マスクに入射させる照明光学系と、
　前記マスクを介して得られる透過光を前記ウエハに投影する投影光学系と
　を具え、前記照明光学系はデイストーシヨンが変更可能に構成され、前記投影光学系によって引き起される前記ウエハ上での照度むらに基づいて、ウエハ上で均一な照度分布とするために前記照明光学系のデイストーシヨンを変更することを特徴とする半導体製造装置。」
「【請求項6】
　マスク上に形成されたパターンをウエハに転写する半導体製造装置において、
　光源部と、
　前記光源部から得られる照明光を前記マスクへ入射させる照明光学系と、
　前記マスクを介して得られる透過光を前記ウエハに投影する投影光学系と
　を具え、前記照明光学系は、前記投影光学系に透過率分布の変動があつた際に、前記ウエハ上で均一な照度分布とするために、デイストーシヨンを変更するように構成される、
　ことを特徴とする半導体製造装置。」
　
《2-3-2》分割の要件について
　訂正後の特許請求の範囲第1、2、5、6項に記載された発明の、マスク上に形成されたパターンをウエハに転写する半導体製造方法又は半導体製造装置において、光源部から得られる照明光を照明光学系を介してマスクに入射させ、該マスクを介して得られる透過光を投影光学系を介して前記ウエハ上に投影し、前記照明光学系のデイストーシヨンを変更する半導体製造方法又は半導体製造装置は、本件の分割の基礎となる出願(以下、「原出願」という。)の出願当初の明細書に実質的に記載されていた事項であり、また、「投影光学系によって引き起される前記ウエハ上での照度むらに基づいて、又は、投影光学系に透過率分布の変動があつた際に前記ウエハ上で均一な照度分布とするために前記照明光学系のデイストーシヨンを変更する」ことは、原出願の出願当初の明細書に実質的に記載されていた事項と認められる。さらに、本件の訂正後の特許請求の範囲第1、2、5、6項に記載された発明が原明細書の特許請求の範囲に記載された発明と同一であるとも認められない。よって、本件は、適法に分割されたものであるから、本件の出願は原出願の出願日に出願されたものとみなされる。
　
《2-3-3》独立特許要件について
　上記訂正によって訂正された特許請求の範囲第1及び第5項に記載された発明の特許要件を検討する。
　
《2-3-3-1》先願及び刊行物
　平成12年3月3日付けの取消理由通知書にて引用した先願及び刊行物は以下のとおりである。
　先願1:特願昭60-108438号(特開昭61-267722号公報 (甲第1号証))
　刊行物1:特開昭58-160914号公報(甲第2号証)
　刊行物2:特開昭63-63028号公報(甲第3号証)
[先願1:特願昭60-108438号(特開昭61-267722号公報)]
　先願1は半導体露光装置においてウエハ面上での照度分布を均一にすることのできる照明光学装置に関する。これはマスク面9における照度分布を均一にする為に照明光学系の一部を構成するコンデンサーレンズ5(5a,5b)(14,15)を光軸上で移動させている。このとき照明光学系の焦点距離や収差が変化し、照明範囲や開口数や有効光源分布が変化するのでこれらの特性の変化を制御する為にレンズ(12,13)を設けること、即ち照明分布以外の条件を照度分布変更前と同じにすることを開示している(明細書第2頁左下欄第12行目〜第17行目)。
　マスク面9は半導体露光装置においては投影光学系によってウエハ面上にパターンを投影する為のものであり、ウエハ面と光学的に共役関係にある。「半導体露光装置ではウエハ面の照度分布が一定となるように…設計されている」(明細書第1頁右下欄第15行目〜第18行目)と記載している。
　「照射面11における照度分布を変化させることは光源10が角度θで射出する光束の照射面上での座標をy(θ)、角度θ十
△θで射出する光束の照射面11上での座標をy(θ+△θ)としたとき
(y(θ+△θ)-y(θ))/△θ
を変化させることに対応する。レンズ14,15の空気間隔はこの(y(θ+△θ)-y(θ))/△θの分布を変化させるために設けたものである。」(明細書第2頁右下欄第14行目〜第3頁左上欄第1行目)と記載されており、ここで(y(θ十△θ)-y(θ))/△θを変化させることはデイストーションを変化させることに相当する。
　また、コンデンサーレンズ14,15の間隔を変化させて照射面11の照度分布を変化させ、それに伴って発生する焦点距離や収差ズ12と13を移動させて補正し、照射面11の照度分布変更前と同じにしている。
 [刊行物1:特開昭58-160914号公報]
　刊行物1は投影露光装置のミラー集光型照明光学系に関する。照明光学系からの光東で照明したレチクルRを投影対物レンズ10によりウエハW上に投影する投影露光装置において照明光学系のσ値を可変にしたときでも光量損失が生じず、常に最大の光量を維持できる照明光学系を得る為に、照明光学系内の開口絞り5の口径変化に連動して、光路中にアフオーカル系(L1,L2)を挿入すること、又は変倍可能なアフオーカル系を用いて変倍しても良いことを開示している。
[刊行物2:特開昭63-63028号公報]
　刊行物2は本件の分割の基礎となる出願の公開特許公報であり、本発明の構成要件の主要部が全て開示されている。
　しかしながら、「《2-3-2》分割の要件について」において述べたように、本件は原出願の出願日に出願されたものとみなされるから、刊行物2は本件の出願前に公知の刊行物ではない。
　
《2-3-3-2》対比・判断
　訂正された特許請求の範囲第1、5項に記載された発明は、「前記ウエハ上での照度むらに基づいて、前記ウエハ上で均一な照度分布とするために前記照明光学系のデイストーシヨンを変更する」ことを構成として含むものである。これに対して、先願1は照射面11すなわちマスク上での照度を一定とするためデイストーションを変更するものであり、刊行物1に記載された発明は照明光学系のσ値を可変にしたときでも光量損失が生じず、常に最大の光量を維持できる照明光学系を得る為に、照明光学系内の開口絞り5の口径変化に連動して、光路中にアフオーカル系(L1,L2)を挿入すること、又は変倍可能なアフオーカル系を用いて変倍することを開示するものであり、特許請求の範囲第1、5項に記載された発明の構成である投影光学系を介したウエハ上の照度を一定とするために照明光学系のデイストーションを変更することことは記載されていない。そして、この点は、刊行物1の記載から容易に想到できる事項とも認められない。
　従って、訂正された特許請求の範囲第1、5項に記載された発明は、先願1の明細書に記載された発明と同一ではない。また、訂正された特許請求の範囲第1、5項に記載された発明は、刊行物1に記載された発明でもなく、刊行物1に記載された発明から当業者が容易に発明できたものでもない。
　
《2-4》むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第120条の4第2項及び同条第3項で規定する訂正について、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項ただし書き、同条第2項及び同条第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の判断
《3-1》申立ての理由の概要
　特許異議申立人は、本件の特許請求の範囲第1、2、5、6項に記載された特許発明は、先願1と同一であり、また刊行物2に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明できたものであるから、特許法第29条の2及び同第29条第2項の規定に違反する旨主張している。
　
《3-2》本件発明
　本件の特許請求の範囲第1、2、5、6項に記載された発明の要旨は、訂正明細書の特許請求の範囲第1、2、5、6項に記載されたとおりのもの(「《2-3-1》訂正後の特許請求の範囲に記載された発明」参照)と認められる。
　
《3-3》先願及び刊行物
　取消理由通知書で引用した先願及び刊行物は「《2-3-3-1》先願及び刊行物」に記載したとおりである。
　
《3-4》対比・判断
　特許請求の範囲第1、5項に記載された発明についての対比・判断は「《2-3-3-2》対比・判断」で述べたとおりである。
　つぎに、特許請求の範囲第2、6項に記載された発明について対比・判断するに、特許請求の範囲第2、6項に記載された発明は「投影光学系に透過率分布の変動があつた際に、前記ウエハ上で均一な照度分布とするために前記照明光学系のデイストーシヨンを変更する」ことを構成として含むものである。これに対して、先願1は照射面11すなわちマスク上での照度を一定とするためデイストーションを変更するものであり、刊行物1に記載された発明は照明光学系のσ値を可変にしたときでも光量損失が生じず、常に最大の光量を維持できる照明光学系を得る為に、照明光学系内の開口絞り5の口径変化に連動して、光路中にアフオーカル系(L1,L2)を挿入すること、又は変倍可能なアフオーカル系を用いて変倍することを開示するものであり、範囲第1、5項に記載された発明の構成である透過率分布の変動がある投影光学系を介したウエハ上の照度を一定とするために照明光学系のデイストーションを変更することことはいずれにも記載されていない。そして、この点は、刊行物1の記載から容易に想到できる事項とも認められない。
　従って、特許請求の範囲第2、6項に記載された発明は、先願1の明細書に記載された発明と同一ではない。また、特許請求の範囲第3、6項に記載された発明は、刊行物1に記載された発明でもなく、刊行物1に記載された発明から当業者が容易に発明できたものでもない。
　
《3-5》むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立の理由及び証拠方法によっては、本件の特許請求の範囲第1、2、5、6項に記載された発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件の特許請求の範囲第1、2、5、6項に記載された発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　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、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１２年１２月１日（２０００．１２．１）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
　特許権者が求めている訂正の内容は以下のとおりである。
（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１を、
「【請求項１】
　マスク上に形成されたパターンをウエハに転写する工程を含む半導体製造方法において、
　光源部から得られる照明光を照明光学系を介してマスクに入射させる工程と、
　該マスクを介して得られる透過光を投影光学系を介して前記ウエハ上に投影する工程と、
　前記投影光学系によって引き起される前記ウエハ上での照度むらに基づいて、前記ウエハ上で均一な照度分布とするために前記照明光学系のデイストーシヨンを変更する工程と
　を具えることを特徴とする半導体製造方法。」と訂正する。
（２）訂正事項ｂ
特許請求の範囲の滅縮を目的として、請求項５を、
「【請求項５】
　マスク上に形成されたパターンをウエハ上に転写する半導体製造装置において、
　光源部と、
　前記光源部から得られる照明光を前記マスクに入射させる照明光学系と、
　前記マスクを介して得られる透過光を前記ウエハに投影する投影光学系と
　を具え、前記照明光学系はデイストーシヨンが変更可能に構成され、前記投影光学系によって引き起される前記ウエハ上での照度むらに基づいて、ウエハ上で均一な照度分布とするために前記照明光学系のデイストーシヨンを変更することを特徴とする半導体製造装置。」と訂正する。
（３）訂正事項ｃ
請求項１の訂正に伴って生じた不明りような記載の釈明を目的として、本件明
細書の段落番号【００１０】を、
「【００１０】
　【課題を解決するための手段】
　かかる課題を解決するため本発明は、マスク上に形成されたパターンをウエハに転写する工程を含む半導体製造方法又は装置であって、光源部から得られる照明光を照明光学系を介してマスクに入射させる工程と、該マスクを介して得られる透過光を投影光学系を介してウエハ上に投影する工程と、投影光学系によって引き起されるウエハ上での照度むらに基づいて、ウエハ上で均一な照度分布とするために照明光学系のデイストーシヨンを変更する工程とを有するものである。
　これにより、投影光学系の透過率が変動した場合であっても、照明光学系のデイストーシヨンを変更することによりウエハ面上での照度を均一に維持することができる。」と訂正する。
（４）訂正事項ｄ
請求項５の訂正に伴って生じた不明りような記載の釈明を目的として、本件明
細書の段落番号【００１１】を、
「【００１１】
　また本発明においては、マスク上に形成されたパターンをウエハに転写する半導体製造装置において、光源部と、光源部から得られる照明光をマスクに入射させる照明光学系と、マスクを介して得られる透過光を前記ウエハに投影する投影光学系とを具え、照明光学系はデイストーシヨンが変更可能に構成され、投影光学系によって引き起されるウエハ上での照度むらに基づいて、ウエハ上で均一な照度分布とするために前記照明光学系のデイストーシヨンを変更する。
　これにより、投影光学系の透過率が変動した場合であっても、照明光学系のデイストーシヨンを変更することによりウエハ面上での照度を均一に維持することができる。」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
半導体製造方法及び半導体製造装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
　マスク上に形成されたパターンをウエハに転写する工程を含む半導体製造方法において、
　光源部から得られる照明光を照明光学系を介してマスクに入射させる工程と、
　該マスクを介して得られる透過光を投影光学系を介して前記ウエハ上に投影する工程と、
　
前記投影光学系によって引き起される
照度むら
　を具えることを特徴とする半導体製造方法。
　【請求項２】
　マスク上に形成されたパターンをウエハに転写する工程を含む半導体製造方法において、
　光源部から得られる照明光を照明光学系を介してマスクに入射させる工程と、
　該マスクを介して得られる透過光を投影光学系を介して前記ウエハ上に投影する工程と、
　前記投影光学系に透過率分布の変動があった際に、前記ウエハ上で均一な照度分布とするために前記照明光学系のデイストーシヨンを変更する工程と
　を含むことを特徴とする半導体製造方法。
　【請求項３】
　前記照明光学系は、互いに交換可能に設けられてそれぞれ異なるデイストーシヨンを有する複数のレンズを具え、
　前記照明光学系は、前記レンズを交換することにより前記デイストーシヨンを変更することを特徴とする請求項１に記載の半導体製造方法。
　【請求項４】
　前記照明光学系は、互いに交換可能に設けられてそれぞれ異なるデイストーシヨンを有する複数のレンズを具え、
　前記照明光学系は、前記レンズを交換することにより前記デイストーシヨンを変更することを特徴とする請求項２に記載の半導体製造方法。
　【請求項５】
　マスク上に形成されたパターンをウエハに転写する半導体製造装置において、光源部と、
　前記光源部から得られる照明光を前記マスクに入射させる照明光学系と、
　前記マスクを介して得られる透過光を前記ウエハに投影する投影光学系と
　を具え、前記照明光学系はデイストーシヨンが変更可能に構成され、
前記投影光学系によって引き起される
照度むら
　【請求項６】
　マスク上に形成されたパターンをウエハに転写する半導体製造装置において、
　光源部と、
　前記光源部から得られる照明光を前記マスクヘ入射させる照明光学系と、
　前記マスクを介して得られる透過光を前記ウエハに投影する投影光学系と
　を具え、前記照明光学系は、前記投影光学系に透過率分布の変動があった際に、前記ウエハ上で均一な照度分布とするために、デイストーシヨンを変更するように構成される、
　ことを特徴とする半導体製造装置。
　【請求項７】
　前記照明光学系は、互いに交換可能に設けられてそれぞれ異なるデイストーシヨンを有する複数のレンズを具え、
　前記照明光学系は、前記レンズを交換することにより前記デイストーシヨンを変更することを特徴とする請求項５に記載の半導体製造装置。
　【請求項８】
　前記照明光学系は、互いに交換可能に設けられてそれぞれ異なるデイストーシヨンを有する複数のレンズを具え、
　前記照明光学系は、前記レンズを交換することにより前記デイストーシヨンを変更することを特徴とする請求項６に記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は半導体製造方法及び半導体製造装置に関し、例えばマスクに形成された回路パターンをウエハ上に転写する工程を有する半導体製造方法及び半導体製造装置に適用して好適なものである。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来、この種の半導体製造装置に用いられる投影露光装置の照明光学装置は光源部及び投影光学系で構成され、光源部と投影光学系の間に介挿されたマスク（レチクル）を光源部から得られる照明光によつて照明すると同時に、マスク上に形成されたパターンを投影光学系を用いて結像面のウエハ上に転写するようになされている。
　【０００３】
　このような投影露光装置において、微細なパターンをウエハ上に正確に転写するためには、光学性能が高い投影光学系を用いて歪のないかつ分解能の高いパターンの像をウエハ上に投影すると同時に、投影光学系を透過してウエハに達する光の照度の差（以下、照度むらと呼ぶ）を極力小さくする必要がある。
　【０００４】
　このため従来、光源部においては、例えばフライアイレンズなどの多光束発生用光学素子を用いてマスクを均一な照度（例えば、±２〜３％程度の照度むらの範囲）で照明することにより、ウエハ上における照度むらを小さくするようになされていた。
　【０００５】
　【発明が解決しようとする課題】
　ところが、近年ＩＣパターンは微細化すると共に、投影面積が大面積化している。従つて投影光学系も開口数（Ｎ．Ａ．）が大きく、しかも結像領域の大きなものが用いられるようになり、その結果、投影光学系を構成するレンズの枚数が増加する傾向になつている。
　【０００６】
　ところがこのように投影光学系のレンズの枚数が増加すると、投影光学系の透過率特性は投影光学系の中央部に対して周辺部の透過率が低下してしまう。これは、各レンズ面の反射防止コート膜に対して周辺部の光が中央部の光に対して傾いて入射し、より大きな減衰を受けることにより生じるもので、投影光学系を構成するレンズの枚数の増加に伴つて透過率の差は大きくなり、場合によつては３〜４％程度の大きさになるおそれがある。
　【０００７】
　その結果、図７に示すように、マスク上で照度むらを抑えてマスクが中央部ａから周辺部ｂに亘つて均一な照度分布で照明された場合でも、図５に示すように、投影光学系を通して得られた光のウエハ上の照度分布は、中央部ａに対して周辺部ｂが低下する照度むらが生じ、所望の照度分布が得られないという問題があった。
　【０００８】
　また、例えば入射光の傾きによって光の減衰率が変化しないような理想的な反射防止コート膜を用いた場合は、投影光学系の周辺部を通る光に対して中央部を通る光の方が投影光学系のレンズのより厚い部分を通るようになるので上述の場合とは逆に周辺部ｂに対して中央部ａの透過率が低下するおそれがある。
　この場合は上述の場合とは逆に図８に示すように周辺部ｂに対して中央部ａの照度が低下するような照度むらが生じるという問題があった。
　【０００９】
　本発明は以上の点を考慮してなされたもので、結像面上での照度むらを未然に防止して結像面での照度分布を均一にすることのできる半導体製造方法及び半導体製造装置を提案しようとするものである。
　【００１０】
　【課題を解決するための手段】
　かかる課題を解決するため本発明は、マスク上に形成されたパターンをウエハに転写する工程を含む半導体製造方法又は装置であって、光源部から得られる照明光を照明光学系を介してマスクに入射させる工程と、該マスクを介して得られる透過光を投影光学系を介してウエハ上に投影する工程と、投影光学系によって引き起されるウエハ上での照度むらに基づいて、ウエハ上で均一な照度分布とするために照明光学系のデイストーシヨンを変更する工程とを有するものである。
　これにより、投影光学系の透過率が変動した場合であっても、照明光学系のデイストーシヨンを変更することによりウエハ面上での照度を均一に維持することができる。
　【００１１】
　また本発明においては、マスク上に形成されたパターンをウエハに転写する半導体製造装置において、光源部と、光源部から得られる照明光をマスクに入射させる照明光学系と、マスクを介して得られる透過光を前記ウエハに投影する投影光学系とを具え、照明光学系はデイストーシヨンが変更可能に構成され、投影光学系によって引き起されるウエハ上での照度むらに基づいて、ウエハ上で均一な照度分布とするために前記照明光学系のデイストーシヨンを変更する。
　これにより、投影光学系の透過率が変動した場合であっても、照明光学系のデイストーシヨンを変更することによりウエハ面上での照度を均一に維持することができる。
　【００１２】
　【発明の実施の形態】
　以下図面と共に、本発明の一実施例について詳述する。
　【００１３】
　図１において、１は全体として本発明を適用した投影露光装置の照明光学装置を示し、楕円鏡２の第１焦点に設けられた水銀ランプ３から放射された光束は、楕円鏡２の第２焦点に集光された後、コリメータレンズ４を介して波長選択フイルタ５に入射する。波長選択フイルタ５を透過した所定波長域の光束は、コーン状プリズム６を介して例えばフライアイレンズからなる多光束発生用光学素子（以下オプテイカルインテグレータと呼ぶ）７の各レンズ要素７１、７２、７３、７４……に入射する。
　【００１４】
　オプテイカルインテグレータ７は、図２に示すように、その焦点距離が全長に等しいレンズ要素７１、７２、７３、７４……の集合体で構成されている。各レンズ要素７１、７２、７３、７４……に入射した光束は、コンデンサレンズ８を経て、オプテイカルインテグレータ７の各レンズ要素７１、７２、７３、７４……の各入射面７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａ……と、コンデンサレンズ８を介して共役な位置に配置されたマスク９上に照明光として拡大投射される。
　【００１５】
　その結果マスク９において当該照明光によりマスク９上のパターンは、投影レンズ群がらなる投影光学系１０を介して結像面に配置されるウエハ１１上に結像される。このときウエハ１１の表面と、マスク９とは、投影光学系を介して共役な位置に配置され、その結果マスク９上のＩＣパターンが、ウエハ１１上に投影される。
　【００１６】
　以上の構成に加えて、オプテイカルインテグレータ７及びマスク９間にコンデンサレンズ８が介挿され、これによりマスク９に入射する光束の照度分布が、図３に示すように、予め中央部分ａに対して周辺部分ｂの照度が高くなるようにする。
　その結果投影光学系１０が中央部に対して周辺部の透過率が低下するような透過率特性を有している場合、投影光学系１０の周辺部分で生じる照度の低下を補正することができる。
　【００１７】
　ここで、コンデンサレンズ８の結像特性は、オプテイカルインテグレータ７の各レンズ要素７１、７２、７３、７４……の各入射面７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａ……及びマスク面９がコンデンサレンズ８を介して共役の関係になるように配置された上で、負のデイストーシヨン（歪曲収差）を生じるように選定される。すなわち図２において、オプテイカルインテグレータ７のレンズ要素７１の入射面７１ａの中央位置Ｐ１に入射した光は、オプテイカルインテグレータ７の出射面７１ｂから平行光となって出射した後、コンデンサレンズ８によって、マスク９の中央部分Ｑ１に集光される。
　【００１８】
　これに対してオプテイカルインテグレータ７のレンズ要素７１の入射面７１ａの周辺位置Ｐ２に入射した光は、図２において破線で示すように、コンデンサレンズ８によってマスク９の周辺部分Ｑ２に集光される。
　同様にして、オプテイカルインテグレータ７の他のレンズ要素７２、７３、７４……の入射面７２ａ、７３ａ、７４ａ……の周辺部分に入射した光はコンデンサレンズ８によってマスク９の周辺部分Ｑ２に集光され、これに対して中央部分に入射した光は、コンデンサレンズ８によってマスク９の中央部分Ｑ１に集光される。
　【００１９】
　ここで、コンデンサレンズ８は、負のデイストーシヨンを有しているので、中央部の点Ｑ１の結像倍率に対して周辺の点Ｑ２の結像倍率は小さくなり、その結果周辺部分の単位面積当たりの光量が中央部分の光量に対して増大する。
　すなわちオプテイカルインテグレータ７を介してコンデンサレンズ８にほぼ均一な照度分布で入射した照明光は、コンデンサレンズ８を経ることにより、コンデンサレンズ８のデイストーシヨン量に応じた照度分布でマスク９を照明することとなる。
　【００２０】
　このとき各レンズ要素７１、７２、７３、７４……の入射面７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａ……の中心からの物体高をｙ、これに対応するマスク９上での像高をｙ、結像倍率をβとおくと、デイストーシヨン量Ｖは次式（１）　
　【数１】
で表される値となる。このとき、像高ｙをデイストーシヨンによる像高の変化を考慮して、物体高ｙ０で表すと、次式（２）
　【数２】
　ｙ＝βｙ０＋ａｙ０３＋ｂｙ０５＋…………（２）
で表される式に展開することができる。ここで右辺第２項以降の項はデイストーシヨンによるエラーを表し、ａ、ｂはそれぞれの係数を表す。
　【００２１】
　ここでデイストーシヨン量が画角の３乗に比例すると仮定すると、（２）式は次式（３）
　【数３】
　ｙ≒βｙ０＋ａｙ０３……（３）
で表される値に近似することができる。従つて（３）式より次式（４）
　【数４】
で近似され、これを（１）式に代入することにより次式（５）
　【数５】
によつてデイストーシヨン量Ｖを近似することができる。
　【００２２】
　ここでデイストーシヨン量Ｖが０の場合の照度に対するデイストーシヨンを生じている場合の照度の比（照度比）をＵとすると照度比Ｕは次式（６）　
　【数６】
で表される値になる。
　【００２３】
　従つて照度比Ｕは（６）式に（３）式、（４）式及び（５）式を代入して次式（７）
　【数７】
で表される値に近似することができる。このとき、デイストーシヨン量Ｖを極めて小さな値にとると、（７）式は次式（８）
　【数８】
　Ｕ≒１−４Ｖ……（８）
で表される値に近似することができる。
　【００２４】
　このことは、マスク９上の照度分布が、コンデンサレンズ８のデイストーシヨン量Ｖの約４倍の大きさで変化することを意味する。ここで、マスク９上の中央部に集光する光は、コンデンサレンズ８のデイストーシヨンの影響をほとんど受けないで集光した光束であると考えることができる。従ってマスク９の中央部の照度に対する周辺部分の照度の比は、（８）式で表される値になり、コンデンサレンズ８のデイストーシヨン量Ｖを変化させると当該変化量の４倍の値で中央部分に対する周辺の照度が変化することとなる。
　【００２５】
　従つて投影光学系１０が中央部に対して周辺部の透過率が低下するような透過率特性を有している場合は、投影光学系１０で生じる周辺部の透過率の低下分だけマスク９上の周辺部分ｂに対する中央部分ａの照度を下げるように、コンデンサレンズ８のデイストーシヨン量Ｖを（８）式に基づいて所定の値に選定すれば、図４に示すように、ウエハ１１上で照度むらのないパターン像を得ることができる。
　【００２６】
　以上の構成において、水銀ランプ３から放射される光束は、楕円鏡２、コリメータレンズ４、波長選択フィルタ５を介して所定波長域の光束になった後、コーン状プリズム６、オプテイカルインテグレータ７、コンデンサレンズ８を介してマスク９を照明する。
　このとき、コンデンサレンズ８が負のデイストーシヨンを有するので、マスク９上の照度分布は、コンデンサレンズ８のデイストーシヨン量Ｖの４倍で変化し、図３に示すように、中央部分ａに対して周辺部分ｂの照度が大きい照度分布になる。
　【００２７】
　さらにマスク９を透過した当該照度分布の透過光は、投影光学系１０を介してウエハ１１上に結像する。
　ここで、投影光学系１０として、図５に示すように中央付近に対して周辺部分の照度が低下するような光学特性を有するものを用いたとしても、これに対して図３に示すように、マスク９が逆特性の照度分布を具えているので、ウエハ１１上においては、図４に示すような照度むらのないパターン像を得ることができる
　【００２８】
　以上の構成によれば、オプテイカルインテグレータ７の各レンズ要素７１、７２、７３……の各入射面７１ａ、７２ａ、７３ａ……及びマスク９とがコンデンサレンズ８を介して共役の関係に配置した上で、コンデンサレンズ８の結像特性を負のデイストーションにすることにより、マスク９上で周辺部の照度が上昇する。逆に投影光学系１０において、この上昇分を打ち消すように周辺部の照度が低下するので、ウエハ１１上では照度むらのないパターン像を得ることができる。
　【００２９】
　図６は本発明の第２の実施例を示し、図１の照明光学装置１のオプテイカルインテグレータ７及びコンデンサレンズ８間に第１及び第２のリレーレンズ２０及び２１を設け、第１及び第２のリレーレンズ２０及び２１間のマスク９と共役な面に視野絞り２２を設けたものである。
　因にオプテイカルインテグレータ７のレンズ要素７１、７２、７３……の各入射面７１ａ、７２ａ、７３ａ……は、第１のリレーレンズ２０を介して視野絞り２２と共役な関係にあり、従つて第２のリレーレンズ２１及びコンデンサレンズ８を介してマスク９と共役な関係にある。
　【００３０】
　以上の構成に加えて図６の実施例においては、第１のリレーレンズ２０として（８）式によって求められる負のデイストーシヨンを具えたレンズを用いるようにする。
　このとき視野絞り２２がデイストーシヨン量０の状態でマスク９上に結像するようにリレーレンズ２１、コンデンサレンズ８を所定の結像特性に設定する。
　【００３１】
　以上の構成において、オプテイカルインテグレータ７から出射した光束は、第１のリレーレンズ２０に入射した後、当該リレーレンズ２０のデイストーシヨン量に応じて視野絞り２２上における照度分布が変化し、当該照度分布の照明光が第２のリレーレンズ２１、コンデンサレンズ８を介してマスク９に入射する。
　【００３２】
　従つてマスク９上においては、視野絞り２２上の照度分布に対応して周辺部の照度が上昇したような照度分布が得られ、その結果ウエハ１１上では照度むらのないパターン像を得ることができる。
　【００３３】
　以上の構成によれば、オプテイカルインテグレータ７とマスク９間に視野絞り２２を設けたような場合でも、マスク９上の視野絞りの像を歪ませることなく、ウエハ１１上で照度むらのないパターン像を得ることができる。
　【００３４】
　なお上述の実施例においては、投影光学系１０の透過率変化は一定なものとして取扱つたが、例えばマスクの投影倍率を切り換えるような機能を具えて中央部に対して周辺部の透過率が変化するような投影光学系を用いた場合には、デイストーシヨン量の異なるコンデンサレンズ、あるいはリレーレンズを用意しておき、投影光学系の変化に応じてこれを切り換えるようにすれば良い。
　【００３５】
　また投影光学系において、装置間の透過率特性のバラツキが無視できないような場合には、デイストーション量を変えたコンデンサレンズを何種類か用意しておき、その中から適当なものを選んで組合わせることにより常にウエハ１１上で均一な照度分布を得ることができる。
　また、投影光学系を構成するレンズ系の経年変化等によって透過率が変化した場合などでも、デイストーシヨン量の異なるレンズを交換することにより、常にウエハ上で均一な照度分布を得ることができる。
　【００３６】
　さらに上述の実施例においては、光源を構成する水銀ランプからウエハ面まで直線的に配置した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば反射面を介在させて光学系を折り曲げて配置した場合など広く適用することができる。
　さらに上述の実施例においては、負のデイストーシヨンを具えたコンデンサレンズ又はリレーレンズを用いて、マスク面で周辺部の照度を中央部に比して高くするようにした場合について述べたが、マスク面で所望の照度分布を得るために操作する光学系はこれに限らず種々の変形が考えられる。
　【００３７】
　また上述の実施例においては投影光学系の透過率特性が周辺部に比して中央部が高い場合について述べたが、これとは逆に投影光学系の透過率特性が周辺部に比して中央部が低い場合は上述の実施例の場合とは逆に正のデイストーシヨンを与えるようにすれば良い。
　さらにマスク面で所望の照度分布を得るためには、コンデンサレンズ、あるいはリレーレンズ等のデイストーシヨンを変化させる場合のみならず、種々の操作方法が考えられる。
　【００３８】
　さらに上述の実施例においては、ウエハ上で均一な照度分布を得る場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばウエハ上で周辺部が上昇したような照度分布を得る場合など所定の照度分布を得る照明光学装置に広く適用することができる。
　因に例えば投影光学系が収差を有していて均一な照度分布で露光した場合に周辺部の線幅が太く感光してしまうような場合でも、周辺部で照度が高くなるようにすると周辺部の露光が増加しその結果当該周辺部の線幅を細く感光することができ、全体として投影光学系の周辺部の解像度不足を補うことができる。
　【００３９】
　さらに上述の実施例においては投影光学系を介してウエハ上にマクス像を結像させるようにした照明光学装置について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばマスク及びウエハーを近接して配置したいわゆるプロキシミテイ用の照明光学装置などにも広く適用することができる。
　【００４０】
　【発明の効果】
　上述のように本発明によれば、光源から得られる照明光を、照明光学系を介してマスクに入射させて、マスクを介して得られる透過光を投影光学系を介してウエハへ投影する際に、ウエハ面上で照度分布が均一となるように照明光学系のデイストーシヨンを変更することができるので、投影光学系の透過率分布が変化した場合であっても、ウエハ面上での照度を常に均一に維持できる。かくしてマスク上のパターンをウエハ上に良好に転写することのできる半導体製造方法及び装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　図１は本発明による照明光学装置の一実施例を示す略線図である。
　【図２】
　図２はその要部を示す部分拡大図である。
　【図３】
　図３はそのマスク上での照度分布を示す特性曲線図である。
　【図４】
　図４は図１の照明光学装置のウエハ上での照度分布を示す特性曲線図である。
　【図５】
　図５は図１の投影光学系１０及び従来の照明光学装置の照度分布を示す特性曲線図である。
　【図６】
　図６は本発明による照明光学装置の第２の実施例を示す略線図である。
　【図７】
　図７は従来の照明光学装置のマスク上での照度分布を示す特性曲線図である。
　【図８】
　図８は従来の照明光学装置のマスク上での照度分布を示す特性曲線図である。
　【符号の説明】
　１……照明光学装置、２……楕円鏡、３……水銀ランプ、４……コリメータレンズ、５……波長選択フイルタ、６……コーン状プリズム、７……オプテイカルインテグレータ、８……コンデンサレンズ、９……マスク、１０……投影光学系、１１……ウエハ、２０、２１……リレーレンズ、２２……視野絞り。