【手続補正書】
【提出日】平成15年11月10日(2003.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】投影露光方法及び装置


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光用の照明光のもとでマスク上のパターンの像を感光基板上に投影する投影光学系と、
前記投影光学系の瞳面と共役な面上で光軸から偏心した領域に分布する光源からの前記露光用の照明光を用いて前記マスクを照明する照明光学系と、を有する投影露光装置において、
前記感光基板に対して非感光性の波長域の照明光を前記投影光学系の瞳面上で前記露光用の照明光が通過しない領域に照射する補助照明系を設けたことを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】
請求項１記載の投影露光装置であって、
前記照明光学系は、輪帯状の光源、又は光軸に対して偏心した位置にある複数の光源からの前記露光用の照明光で前記マスクを照明することを特徴とする投影露光装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の投影露光装置であって、
前記照明光学系は、前記露光用の照明光の照度分布を均一化するためのオプティカル・インテグレータを有し、
該オプティカル・インテグレータと前記マスクとの間に、前記補助照明系からの照明光を前記マスクに導く補助光導入部材を設けたことを特徴とする投影露光装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項記載の投影露光装置であって、
前記マスクと前記像との間に、前記補助照明系からの照明光を導く補助光導入部材を設けたことを特徴とする投影露光装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項記載の投影露光装置であって、
前記投影光学系はレンズを備えることを特徴とする投影露光装置。
【請求項６】
請求項５記載の投影露光装置であって、
前記補助照明系からの照明光は、前記レンズの硝材、又は前記レンズに設けられたコーティング膜での光吸収量に応じて強度が設定されることを特徴とする投影露光装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の投影露光装置であって、
前記レンズは石英で形成されることを特徴とする投影露光装置。
【請求項８】
請求項５〜７の何れか一項記載の投影露光装置であって、
前記補助照明系は、前記投影光学系の前記瞳面に近いレンズに対して照度分布が均一となるように前記非感光性の波長域の照明光を照射することを特徴とする投影露光装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項記載の投影露光装置であって、
前記照明光学系は、前記投影光学系の前記瞳面と共役な面上における前記光源の分布を変更することを特徴とする投影露光装置。
【請求項１０】
請求項９記載の投影露光装置であって、
前記照明光学系は、前記投影光学系の前記瞳面と共役な前記面上で前記光軸から偏心した前記領域に前記光源を分布させる状態と、前記投影光学系の前記瞳面と共役な前記面上で前記光軸を中心とする円形の領域に前記光源を分布させる状態とを切り換えることを特徴とする投影露光装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０記載の投影露光装置であって、
前記光源の分布の変更に応じて、前記補助照明系による前記非感光性の波長域の照明光を照射する領域を変更することを特徴とする投影露光装置。
【請求項１２】
露光用の照明光のもとでマスク上のパターンの像を投影光学系を介して感光基板上に投影する際に、前記投影光学系の瞳面上で光軸から偏心した領域を通過する結像光束を用いる投影露光装置において、
前記露光用の照明光及び前記感光基板に対して非感光性の照明光を前記投影光学系の瞳面に導く合成照明光学系と、
前記投影光学系の瞳面上に配置され、前記光軸から偏心した領域以外の領域では前記感光基板に対して非感光性の照明光のみを前記感光基板側に通過させる波長選択性を有する光学部材と、を有することを特徴とする投影露光装置。
【請求項１３】
露光用の照明光のもとでマスク上のパターンの像を感光基板上に投影する投影露光方法において、
前記パターンの像を形成する投影光学系の瞳面と共役な面上で光軸から偏心した領域に光源を形成する第１工程と；
前記光軸から偏心した領域に分布する光源からの前記露光用の照明光を用いて前記マスクを照明する第２工程と；
前記感光基板に対して非感光性の波長域の照明光を前記投影光学系の前記瞳面上で前記露光用の照明光が通過しない領域に照射する第３工程と；
を備えることを特徴とする投影露光方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の投影露光方法であって、
前記第１工程では、輪帯状の光源、又は前記光軸に対して偏心した位置にある複数の光源を形成することを特徴とする投影露光方法。
【請求項１５】
請求項１３又は１４記載の投影露光方法であって、
オプティカル・インテグレータを用いて前記露光用の照明光の照度分布を均一化する第４工程をさらに備え、
前記第３工程では、前記オプティカル・インテグレータと前記マスクとの間から前記非感光性の波長域の照明光を照射することを特徴とする投影露光方法。
【請求項１６】
請求項１３又は１４記載の投影露光方法であって、
前記第３工程では、前記マスクと前記像との間から前記非感光性の波長域の照明光を照射することを特徴とする投影露光方法。
【請求項１７】
請求項１３〜１６の何れか一項記載の投影露光方法であって、
前記投影光学系はレンズを備えていることを特徴とする投影露光方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の投影露光方法であって、
前記第３工程では、前記投影光学系の前記瞳面に近いレンズに対して照度分布が均一となるように前記非感光性の波長域の照明光を照射することを特徴とする投影露光方法。
【請求項１９】
請求項１３〜１８の何れか一項記載の投影露光方法であって、
前記第１工程では、前記投影光学系の前記瞳面と共役な面上における前記光源の分布を変更することを特徴とする投影露光方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の投影露光方法であって、
前記第１工程では、前記投影光学系の前記瞳面と共役な前記面上で前記光軸から偏心した前記領域に前記光源を形成する状態と、前記投影光学系の前記瞳面と共役な前記面上で前記光軸を中心とする円形の領域に前記光源を形成する状態とを切り換えることを特徴とする投影露光方法。
【請求項２１】
請求項１９又は２０記載の投影露光方法であって、
前記光源の分布の変更に応じて、前記補助照明系による前記非感光性の波長域の照明光を照射する領域を変更する工程をさらに備えていることを特徴とする投影露光方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は斯かる点に鑑み、輪帯照明や変形照明等を用いるか、又は光軸付近を遮光する瞳フィルターを使用して露光を行う際に、投影光学系の高次の球面収差変動を抑えて高い解像度が得られる投影露光方法及び装置を提供することを目的とする。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この場合、その照明光学系は、輪帯状の光源、又は光軸に対して偏心した位置にある複数の光源からのその露光用の照明光（ＩＬ１）でそのマスク（１０）を照明することが好ましい。これは、所謂輪帯照明や変形照明による照明法を意味し、これにより高い解像度が得られる。
また、その照明光学系は、その露光用の照明光（ＩＬ１）の照度分布を均一化するためのオプティカル・インテグレータ（２４）を有し、このオプティカル・インテグレータとそのマスク（１０）との間に、その補助照明系（２）からの照明光（ＩＬ２）をそのマスク（１０）に導く補助光導入部材（４，６Ａ〜６Ｄ，７Ａ，７Ｂ）を設けることが好ましい。これにより、露光用の照明光（ＩＬ１）と照明光（ＩＬ２）とを容易に合成できる。
また、そのマスクとその像との間に、その補助照明系からの照明光を導く補助光導入部材（４Ｂ，５Ｂ）を設けてもよい。
また、一例として、その投影光学系はレンズを備えている。
また、その補助照明系からの照明光は、そのレンズの硝材、又はそのレンズに設けられたコーティング膜での光吸収量に応じて強度が設定されてもよい。
また、一例としてそのレンズは石英で形成される。
また、その補助照明系は、その投影光学系のその瞳面に近いレンズに対して照度分布が均一となるようにその非感光性の波長域の照明光を照射してもよい。
また、その照明光学系は、その投影光学系の瞳面と共役な面上におけるその光源の分布を変更してもよい。
また、その照明光学系は、その投影光学系のその瞳面と共役なその面上でその光軸から偏心したその領域にその光源を分布させる状態と、その投影光学系のその瞳面と共役なその面上でその光軸を中心とする円形の領域にその光源を分布させる状態とを切り換えるようにしてもよい。この場合、その光源の分布の変更に応じて、その補助照明系によるその非感光性の波長域の照明光を照射する領域を変更してもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
斯かる本発明の第２の投影露光装置によれば、投影光学系（１２）の瞳面（ＰＳ）上で光軸（ＡＸ）から偏心した領域を通過する結像光束を用いるため、実質的に中心遮光型の瞳フィルターを用いるのと等価となって高い解像度が得られる。この場合、光学部材（５Ｂ）により、露光用の照明光（ＩＬ１Ｂ）は、輪帯状等の領域のみを通過し、感光基板（１３）に対して非感光性の照明光（ＩＬ２Ｂ）は、その光軸から偏心した領域以外の領域を通過する。従って、投影光学系（１２）の瞳面（ＰＳ）近傍のレンズは、２つの照明光（ＩＬ１Ｂ，ＩＬ２Ｂ）により均一な照度分布で照射されるため、レンズの熱変形や屈折率の変化における高次の変動成分が減少し、高次の球面収差変動も減少する。しかも、非感光性の照明光（ＩＬ２Ｂ）は感光基板（１３）上の投影像には影響を与えない。
次に、本発明による投影露光方法は、露光用の照明光のもとでマスク上のパターンの像を感光基板上に投影する投影露光方法において、そのパターンの像を形成する投影光学系の瞳面と共役な面上で光軸から偏心した領域に光源を形成する第１工程と；その光軸から偏心した領域に分布する光源からのその露光用の照明光を用いてそのマスクを照明する第２工程と；その感光基板に対して非感光性の波長域の照明光をその投影光学系のその瞳面上でその露光用の照明光が通過しない領域に照射する第３工程とを備えるものである。
本発明において、その第１工程では、輪帯状の光源、又はその光軸に対して偏心した位置にある複数の光源を形成してもよい。
また、オプティカル・インテグレータを用いてその露光用の照明光の照度分布を均一化する第４工程をさらに備え、その第３工程では、そのオプティカル・インテグレータとそのマスクとの間からその非感光性の波長域の照明光を照射してもよい。
また、その第３工程では、そのマスクとその像との間からその非感光性の波長域の照明光を照射してもよい。
また、一例として、その投影光学系はレンズを備えている。
また、その第３工程では、その投影光学系のその瞳面に近いレンズに対して照度分布が均一となるようにその非感光性の波長域の照明光を照射してもよい。
また、その第１工程では、その投影光学系のその瞳面と共役な面上におけるその光源の分布を変更してもよい。
また、その第１工程では、その投影光学系のその瞳面と共役なその面上でその光軸から偏心したその領域にその光源を形成する状態と、その投影光学系のその瞳面と共役なその面上でその光軸を中心とする円形の領域にその光源を形成する状態とを切り換えるようにしてもよい。この場合、その光源の分布の変更に応じて、その補助照明系によるその非感光性の波長域の照明光を照射する領域を変更する工程をさらに備えてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
【発明の効果】
本発明の第１の投影露光装置及び投影露光方法によれば、投影光学系の瞳面と共役な面上で光軸から偏心した領域に分布する光源からの露光用の照明光を用いるため、例えば輪帯照明又は変形照明を行う場合と同じような解像力向上の効果が得られる。また、輪帯照明や変形照明を行う場合に露光用の照明光が通過しない領域に、非感光性の照明光を照射しているため、投影光学系のレンズの高次の熱変形や屈折率変化が減少し、投影光学系の高次の球面収差変動が抑えられる利点がある。