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　平成　３年特許願第　３０３５２号「露光方法及び半導体素子の形成方法」拒絶査定に対する審判事件〔平成　４年　９月２４日出願公開、特開平　４−２６８７１５、請求項の数（２９）〕について、次のとおり審決する。
【結　論】
　原査定を取り消す。
　本願の発明は、特許すべきものとする。
【理　由】
１．経緯・本願発明
　本願は、平成３年２月２５日の出願であって、原審において拒絶査定がなされ、その後、拒絶査定不服の審判請求がなされ、審判請求時に手続補正書が提出されたたものである。
　その発明は、平成１４年３月１９日付け手続補正書により補正された明細書及び図面の記載からみて、請求項１〜２９に記載された次のとおりのものである。
請求項１
「照明光学系からの照明光でマスク上のパターンを照明し、該パターンを投影光学系を介して基板上に投影露光する露光方法において、
　前記マスクのパターンは、前記照明光に対する透過率がほぼ１である透過部と、前記透過部を透過する光束に対してほぼ（２ｎ＋１）π（ｎは整数）の位相差を与えるとともに、前記照明光に対する透過率が前記透過部の１／４程度以下である半透過部とで構成され、
　前記照明光は、前記照明光学系内で前記マスクのパターン面に対してほぼフーリエ変換の関係となる所定面上、若しくはその近傍の面上での光量分布が中心部よりもその外側で高められることを特徴とする露光方法。」
請求項２
「前記パターンは、前記照明光が透過するガラス基板に被着される半透過層をパターニングして形成されることを特徴とする請求項１に記載の露光方法。」
請求項３
「前記半透過部は、複数の薄膜を積層した多層膜で構成されることを特徴する請求項１に記載の露光方法。」
請求項４
「前記多層膜は金属薄膜と誘電体薄膜とを含むことを特徴とする請求項３に記載の露光方法。」
請求項５
「前記半透過部はその振幅透過率の符号が前記透過部と異なることを特徴とする請求項１に記載の露光方法。」
請求項６
「前記半透過部の振幅透過率は、前記照明光の照射によって前記パターンから発生する０次回折光と他の回折光とでその強度がほぼ等しくなるように定められ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
「前記パターンは密集パターンと孤立パターンとを含むことを特徴とする請求項１に記載の露光方法。」
請求項８
「照明光学系からの照明光でマスク上のパターンを照明し、該パターンを投影光学系を介して基板上に投影露光する露光方法において、
　前記マスクのパターンは、前記照明光に対する透過率がほぼ１である透過部と、前記透過部を透過する光束に対してほぼ（２ｎ＋１）π（ｎは整数）の位相差を与えるとともに、前記照明光に対する透過率が前記透過部の１／４程度以下である半透過部とで構成され、
　前記照明光は、前記照明光学系内で前記マスクのパターン面に対してほぼフーリエ変換の関係となる所定面上、若しくはその近傍の面上での光量分布が中心部よりもその外側で高められ、且つ前記基板上に転写すべきパターンに応じて前記光量分布が調整されることを特徴とする露光方法。」
請求項９
「前記照明光の照射によって前記パターンから発生する０次回折光と他の回折光とが、前記投影光学系内の前記マスクのパターン面に対するフーリエ変換面上でその光軸からほぼ等距離の位置を通過するように、前記照明光の光量分布を調整することを特徴とする請求項８に記載の露光方法。」
請求項１０
「前記照明光は、前記光量分布が前記照明光学系の光軸から偏心した局所領域内で高められることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の露光方法。」　　
請求項１１
「前記照明光はその光量重心が前記照明光学系の光軸とほぼ一致するように、前記光量分布が前記照明光学系の光軸から偏心した複数の局所領域内でそれぞれ高められることを特徴とする請求項１０に記載の露光方法。」
請求項１２
「前記照明光は、前記光量分布が前記照明光学系の光軸から偏心した４つの局所領域内でそれぞれ高められることを特徴とする請求項１１に記載の露光方法。」
請求項１３
「前記照明光は、前記所定面上で前記複数の局所領域に集中されることを特徴とする請求項１１に記載の露光方法。」
請求項１４
「前記パターンは、互いに交差する２方向にそれぞれ配列されるラインアンドスペースパターンを含むことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の露光方法。」
請求項１５
「前記局所領域の大きさは、前記照明光学系と前記投影光学系とを有する露光装置のコヒーレンスファクターが０．１〜０．３程度となるように調整されることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の露光方法。」
請求項１６
「前記基板上に転写すべきパターンに応じて前記局所領域の位置を調整することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の露光方法。」
請求項１７
「前記局所領域から射出する照明光の照射によって前記パターンから発生する０次回折光と他の回折光とが、前記投影光学系内の前記マスクのパターン面に対するフーリエ変換面上でその光軸からほぼ等距離の位置を通過するように、前記局所領域の位置を調整することを特徴とする請求項１６に記載の露光方法。」
請求項１８
「前記他の回折光は±１次回折光の一方であることを特徴とする請求項６、９、及び１７のいずれか一項に記載の露光方法。」
請求項１９
「照明光学系からの照明光でマスク上のパターンを照明し、該パターンを投影光学系を介して基板上に投影露光する露光方法において、
　前記マスクのパターンは、前記照明光に対する透過率がほぼ１である透過部と、前記透過部を透過する光束に対してほぼ（２ｎ＋１）π（ｎは整数）の位相差を与えるとともに、前記照明光に対する透過率が前記透過部の１／４程度以下である位相シフト部とで構成され、
　前記照明光の照射によって前記パターンから発生する０次回折光と他の回折光とが、前記投影光学系の前記マスクのパターン面に対するフーリエ変換面上、若しくはその近傍の面上でその光軸からほぼ等距離の位置を通過するように、前記照明光学系の光軸に対して前記照明光を傾けることを特徴とする露光方法。」
請求項２０
「前記他の回折光は±１次回折光の一方であることを特徴とする請求項１９に記載の露光方法。」
請求項２１
「前記照明光の光量重心は前記照明光学系の光軸とほぼ一致することを特徴とする請求項１９に記載の露光方法。」
請求項２２
「前記パターンは第１方向に沿って延びる直線部を有し、前記照明光は前記第１方向と交差する第２方向から前記マスクに照射されることを特徴とする請求項１９に記載の露光方法。」
請求項２３
「前記照明光は、前記照明光学系の光軸に関して対称的に傾いた一対の第１光束を含むことを特徴とする請求項１９に記載の露光方法。」
請求項２４
「前記照明光は、前記照明光学系の光軸に関して前記一対の第１光束とほぼ対称となる一対の第２光束を含むことを特徴とする請求項２３に記載の露光方法。
請求項２５
「前記基板の露光中に、前記投影光学系の結像面と前記基板とを前記投影光学系の光軸に沿って相対移動又は振動させることを特徴とする請求項１〜２４の何れか一項に記載の露光方法。」
請求項２６
「前記照明光の照射によって前記パターンから０次回折光と他の回折光とを、前記投影光学系の光軸に関してほぼ対称に発生させることを特徴とする請求項２５に記載の露光方法。」
請求項２７
「位相シフトレチクルを用いて基板上に半導体素子を形成する方法において、
　前記位相シフトレチクル上に、前記照明光に対する透過率がほぼ１である透過部と、前記透過部を透過する光束に対してほぼ（２ｎ＋１）π（ｎは整数）の位相差を与えるとともに、前記照明光に対する透過率が前記透過部の１／４程度以下である半透過部とを含む回路パターンを形成し、
　前記位相シフトレチクルに前記照明光を照射する照明光学系内で、前記位相シフトレチクルのパターン面に対してほぼフーリエ変換の関係となる所定面上、若しくはその近傍の面上での光量分布を中心部よりもその外側で高めるとともに、前記位相シフトレチクルを介して前記照明光で前記基板を露光することを特徴とする半導体素子の形成方法。」
請求項２８
「照明光学系からの照明光でマスク上のパターンを照明し、該パターンを投影光学系を介して基板上に投影露光する露光方法において、
　前記マスクのパターンは、前記照明光に対する透過率がほぼ１である透過部と、前記透過部を透過する光束に対してほぼ（２ｎ＋１）π（ｎは整数）の位相差を与えるとともに、前記照明光に対する透過率が前記透過部の１／４程度以下である半透過部とで構成され、
　前記照明光は、前記照明光学系内で前記マスクのパターン面に対してほぼフーリエ変換の関係となる所定面上、若しくはその近傍の面上での光量分布が、照明光学系の光軸から偏心した複数の局所領域で高められ、前記複数の局所領域のそれぞれの中心位置は前記マスクのパターンの微細度に応じて該パターンの描画方向に対してほぼ垂直な方向に離れて配置されることを特徴とする露光方法。」
請求項２９
「前記所定面上、若しくはその近傍の面上での前記複数の局所領域の中心位置の前記光軸からの偏心方向及び偏心量は、前記マスクのパターンの描画方向、幅、ピッチに応じて決定されることを特徴とする請求項２８に記載の露光方法。」
２．原審の拒絶理由で引用した、特許法第２９条第２項に関する引用例
２．１　米国特許第４８９０３０９号明細書（以下、「引用例１」という。）
２．２　特開昭６１−９１６６２号公報（以下、「引用例２」という。）
２．３　引用例１の記載内容
　引用例１には、ハーフトーン位相シフトマスクが記載されている。
２．４　引用例２の記載内容
　引用例２には、輪帯照明を備えた露光装置が記載されている。
３．対比、判断
　本願請求項１に係る発明（以下、「本願第１発明」という。）が、「マスクのパターンは、前記照明光に対する透過率がほぼ１である透過部と、前記透過部を透過する光束に対してほぼ（２ｎ＋１）π（ｎは整数）の位相差を与えるとともに、前記照明光に対する透過率が前記透過部の１／４程度以下である半透過部とで構成され、
　前記照明光は、前記照明光学系内で前記マスクのパターン面に対してほぼフーリエ変換の関係となる所定面上、若しくはその近傍の面上での光量分布が中心部よりもその外側で高められる」構成（以下、「本願第１発明の特徴的構成」という。）を有し、かつ、審判請求人が主張する、「・通常レチクルに使用する照明条件を、通常照明条件から変形照明条件に切り換えれば焦点深度の向上が見込める、ということは当業者の妥当な認識であり、且つ上記引例２からも知られていた事実であるとともに、
・同じ照明条件下では、レチクルとして通常レチクルを使用してもハーフトーンレチクルを使用しても、焦点深度の向上効果は殆ど得られない、というのが、当業者の妥当な認識であったもの、と思料します。
　つまり従来の当業者における妥当な認識は、焦点深度の向上を図るには変形照明法を採用すれば良いが、その際にたとえ通常レチクルに代えてハーフトーン位相シフトレチクルを使用したとしても、更なる焦点深度の向上は殆ど見込めない（あっても微小）であろう（グラフ（１）（原文は丸数字）とグラフ（２）（原文は丸数字）との対比関係から、たとえ焦点深度が向上したとしてもグラフ（３）（原文は丸数字）における焦点深度近辺であろう）、という程度の認識であったものと思料します。
　しかしながら本願発明者は、変形照明条件下においては、ハーフトーン位相シフトレチクルを使用すれば、通常レチクルを使用した場合よりも、焦点深度の格段の向上効果を得られる、という新たな知見（認識）を得たものであり、少なくともこの点において、本願発明は従来技術に対して十分な進歩性を有するものである、と思料致します。」（審判請求理由書第８頁〜第９頁）との主張は、妥当なものであるから、ハーフトーン位相シフトレチクルと変形照明法とを組み合わせることは、当業者が容易に想到し得たものではない。
　そうすると、本願第１発明は、引用例１及び２に基づいて容易に発明できたとはいえない。
　本願請求項８に係る発明（以下、「本願第２発明」という。）が、「マスクのパターンは、前記照明光に対する透過率がほぼ１である透過部と、前記透過部を透過する光束に対してほぼ（２ｎ＋１）π（ｎは整数）の位相差を与えるとともに、前記照明光に対する透過率が前記透過部の１／４程度以下である半透過部とで構成され、
　前記照明光は、前記照明光学系内で前記マスクのパターン面に対してほぼフーリエ変換の関係となる所定面上、若しくはその近傍の面上での光量分布が中心部よりもその外側で高められ、且つ前記基板上に転写すべきパターンに応じて前記光量分布が調整される」構成（以下、「本願第２発明の特徴的構成」という。）を有し、かつ、審判請求人が主張する、「・通常レチクルに使用する照明条件を、通常照明条件から変形照明条件に切り換えれば焦点深度の向上が見込める、ということは当業者の妥当な認識であり、且つ上記引例２からも知られていた事実であるとともに、
・同じ照明条件下では、レチクルとして通常レチクルを使用してもハーフトーンレチクルを使用しても、焦点深度の向上効果は殆ど得られない、というのが、当業者の妥当な認識であったもの、と思料します。
　つまり従来の当業者における妥当な認識は、焦点深度の向上を図るには変形照明法を採用すれば良いが、その際にたとえ通常レチクルに代えてハーフトーン位相シフトレチクルを使用したとしても、更なる焦点深度の向上は殆ど見込めない（あっても微小）であろう（グラフ（１）（原文は丸数字）とグラフ（２）（原文は丸数字）との対比関係から、たとえ焦点深度が向上したとしてもグラフ（３）（原文は丸数字）における焦点深度近辺であろう）、という程度の認識であったものと思料します。
　しかしながら本願発明者は、変形照明条件下においては、ハーフトーン位相シフトレチクルを使用すれば、通常レチクルを使用した場合よりも、焦点深度の格段の向上効果を得られる、という新たな知見（認識）を得たものであり、少なくともこの点において、本願発明は従来技術に対して十分な進歩性を有するものである、と思料致します。」との主張は、妥当なものであるから、ハーフトーン位相シフトレチクルと変形照明法とを組み合わせることは、当業者が容易に想到し得たものではない。
　そうすると、本願第２発明は、引用例１及び２に基づいて容易に発明できたとはいえない。
　本願請求項１９に係る発明（以下、「本願第３発明」という。）が、「マスクのパターンは、前記照明光に対する透過率がほぼ１である透過部と、前記透過部を透過する光束に対してほぼ（２ｎ＋１）π（ｎは整数）の位相差を与えるとともに、前記照明光に対する透過率が前記透過部の１／４程度以下である位相シフト部とで構成され、
　前記照明光の照射によって前記パターンから発生する０次回折光と他の回折光と力も前記投影光学系の前記マスクのパターン面に対するフーリエ変換面上、若しくはその近傍の面上でその光軸からほぼ等距離の位置を通過するように、前記照明光学系の光軸に対して前記照明光を傾ける」構成（以下、「本願第３発明の特徴的構成」という。）を有し、かつ、審判請求人が主張する、「・通常レチクルに使用する照明条件を、通常照明条件から変形照明条件に切り換えれば焦点深度の向上が見込める、ということは当業者の妥当な認識であり、且つ上記引例２からも知られていた事実であるとともに、
・同じ照明条件下では、レチクルとして通常レチクルを使用してもハーフトーンレチクルを使用しても、焦点深度の向上効果は殆ど得られない、というのが、当業者の妥当な認識であったもの、と思料します。
　つまり従来の当業者における妥当な認識は、焦点深度の向上を図るには変形照明法を採用すれば良いが、その際にたとえ通常レチクルに代えてハーフトーン位相シフトレチクルを使用したとしても、更なる焦点深度の向上は殆ど見込めない（あっても微小）であろう（グラフ（１）（原文は丸数字）とグラフ（２）（原文は丸数字）との対比関係から、たとえ焦点深度が向上したとしてもグラフ（３）（原文は丸数字）における焦点深度近辺であろう）、という程度の認識であったものと思料します。
　しかしながら本願発明者は、変形照明条件下においては、ハーフトーン位相シフトレチクルを使用すれば、通常レチクルを使用した場合よりも、焦点深度の格段の向上効果を得られる、という新たな知見（認識）を得たものであり、少なくともこの点において、本願発明は従来技術に対して十分な進歩性を有するものである、と思料致します。」（審判請求理由書第８頁〜第９頁）との主張は、妥当なものであるから、ハーフトーン位相シフトレチクルと変形照明法とを組み合わせることは、当業者が容易に想到し得たものではない。
　そうすると、本願第３発明は、引用例１及び２に基づいて容易に発明できたとはいえない。
　本願請求項２７に係る発明（以下、「本願第４発明」という。）が、「位相シフトレチクル上に、前記照明光に対する透過率がほぼ１である透過部と、前記透過部を透過する光束に対してほぼ（２ｎ＋１）π（ｎは整数）の位相差を与えるとともに、前記照明光に対する透過率が前記透過部の１／４程度以下である半透過部とを含む回路パターンを形成し、
　前記位相シフトレチクルに前記照明光を照射する照明光学系内で、前記位相シフトレチクルのパターン面に対してほぼフーリエ変換の関係となる所定面上、若しくはその近傍の面上での光量分布を中心部よりもその外側で高める」構成（以下、「本願第４発明の特徴的構成」という。）を有し、かつ、審判請求人が主張する、「・通常レチクルに使用する照明条件を、通常照明条件から変形照明条件に切り換えれば焦点深度の向上が見込める、ということは当業者の妥当な認識であり、且つ上記引例２からも知られていた事実であるとともに、
・同じ照明条件下では、レチクルとして通常レチクルを使用してもハーフトーンレチクルを使用しても、焦点深度の向上効果は殆ど得られない、というのが、当業者の妥当な認識であったもの、と思料します。
　つまり従来の当業者における妥当な認識は、焦点深度の向上を図るには変形照明法を採用すれば良いが、その際にたとえ通常レチクルに代えてハーフトーン位相シフトレチクルを使用したとしても、更なる焦点深度の向上は殆ど見込めない（あっても微小）であろう（グラフ（１）（原文は丸数字）とグラフ（２）（原文は丸数字）との対比関係から、たとえ焦点深度が向上したとしてもグラフ（３）（原文は丸数字）における焦点深度近辺であろう）、という程度の認識であったものと思料します。
　しかしながら本願発明者は、変形照明条件下においては、ハーフトーン位相シフトレチクルを使用すれば、通常レチクルを使用した場合よりも、焦点深度の格段の向上効果を得られる、という新たな知見（認識）を得たものであり、少なくともこの点において、本願発明は従来技術に対して十分な進歩性を有するものである、と思料致します。」（審判請求理由書第８頁〜第９頁）との主張は、妥当なものであるから、ハーフトーン位相シフトレチクルと変形照明法とを組み合わせることは、当業者が容易に想到し得たものではない。
　そうすると、本願第４発明は、引用例１及び２に基づいて容易に発明できたとはいえない。
　本願請求項２８に係る発明（以下、「本願第５発明」という。）が、「マスクのパターンは、前記照明光に対する透過率がほぼ１である透過部と、前記透過部を透過する光束に対してほぼ（２ｎ＋１）π（ｎは整数）の位相差を与えるとともに、前記照明光に対する透過率が前記透過部の１／４程度以下である半透過部とで構成され、
　前記照明光は、前記照明光学系内で前記マスクのパターン面に対してほぼフーリエ変換の関係となる所定面上、若しくはその近傍の面上での光量分布が、照明光学系の光軸から偏心した複数の局所領域で高められ、前記複数の局所領域のそれぞれの中心位置は前記マスクのパターンの微細度に応じて該パターンの描画方向に対してほぼ垂直な方向に離れて配置される」構成（以下、「本願第５発明の特徴的構成」という。）を有し、かつ、審判請求人が主張する、「・通常レチクルに使用する照明条件を、通常照明条件から変形照明条件に切り換えれば焦点深度の向上が見込める、ということは当業者の妥当な認識であり、且つ上記引例２からも知られていた事実であるとともに、
・同じ照明条件下では、レチクルとして通常レチクルを使用してもハーフトーンレチクルを使用しても、焦点深度の向上効果は殆ど得られない、というのが、当業者の妥当な認識であったもの、と思料します。
　つまり従来の当業者における妥当な認識は、焦点深度の向上を図るには変形照明法を採用すれば良いが、その際にたとえ通常レチクルに代えてハーフトーン位相シフトレチクルを使用したとしても、更なる焦点深度の向上は殆ど見込めない（あっても微小）であろう（グラフ（１）（原文は丸数字）とグラフ（２）（原文は丸数字）との対比関係から、たとえ焦点深度が向上したとしてもグラフ（３）（原文は丸数字）における焦点深度近辺であろう）、という程度の認識であったものと思料します。
　しかしながら本願発明者は、変形照明条件下においては、ハーフトーン位相シフトレチクルを使用すれば、通常レチクルを使用した場合よりも、焦点深度の格段の向上効果を得られる、という新たな知見（認識）を得たものであり、少なくともこの点において、本願発明は従来技術に対して十分な進歩性を有するものである、と思料致します。」（審判請求理由書第８頁〜第９頁）との主張は、妥当なものであるから、ハーフトーン位相シフトレチクルと変形照明法とを組み合わせることは、当業者が容易に想到し得たものではない。
　そうすると、本願第５発明は、引用例１及び２に基づいて容易に発明できたとはいえない。
　また、本願第１〜３、第５発明をそれぞれ引用する本願請求項２〜７、９〜１８、２０〜２６及び２９に係る発明は、本願第１〜３、第５発明と同様に、引用例１及び２に基づいて容易に発明できたとはいえない。
４．むすび
　本願請求項１〜２９に係る発明は特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないとした原査定は妥当ではない。
　また、他に本願を拒絶すべき理由を発見しない。　
　よって、結論のとおり審決する。