JP3141471B2

JP3141471B2 - ディスク媒体の製造方法、及び製造装置、並びに露光方法及び露光装置

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Publication number: JP3141471B2
Application number: JP03343257A
Authority: JP
Inventors: 伸貴馬込; 浩満岩田; 淳一森野; 徹木内
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1991-12-25
Filing date: 1991-12-25
Publication date: 2001-03-05
Anticipated expiration: 2016-03-05
Also published as: JPH05174430A; US5289231A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンパクト・ディスク
（ＣＤ）、ビデオ・ディスク（ＶＤ）等のディスク状媒
体の製造方法、及びその製造装置に関するものであり、
特にディスク媒体上に凹凸で形成される周回トラック
（グルーブ）、あるいはトラック上の情報ピット等のパ
ターンを、リソグラフィ技術によって製造する方法、及
び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のＣＤ、ＶＤ等の製造方法
としては、グルーブやピットとなるパターン情報を、レ
ーザスポットによってマスターディスク（マザー）上に
ダイレクトカッティングにより形成し、それをレプリカ
として電鋳スタンパーに起し、さらに電鋳スタンパーを
用いて製品となるＣＤ、ＶＤをスタンピングによって作
ることが行なわれている。

【０００３】現在のＣＤ、ＶＤでは、グルーブ又はピッ
トの線幅が１μｍ内外であり、スタンピング法でも十分
精度よくパターン転写が達成でき、スループット、コス
トダウンも良好である。従ってＣＤ、ＶＤでは、ディス
ク円板上の周回トラック（グルーブ）が径方向に２μｍ
程度のピッチで同心円状、又は螺旋状に形成されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ディス
ク上の単位面積当りの情報密度を、現行のものより高め
ようとすると、グルーブやピットの幅、間隔を0.５μｍ
〜0.３μｍへと微細化する必要が生じる。これに伴って
情報の読み出しビームの波長λも短波長化される。ビー
ムの波長λを短波長にすることで、ディスク上に照射さ
れるスポット径を微細化することが可能となる。もちろ
ん、グルーブやピットの深さは光学的距離（深さ×屈折
率）がビーム波長λの１／４になるので、線幅や間隔の
微細化とともに、凹凸の量も小さくなってくる。

【０００５】このようにグルーブやピットが微細化され
ると、現状のスタンパー方式では正確な転写が困難にな
ってくるといった問題が生じる。すなわち、ディスクと
なる料材には多かれ少なかれ弾性があるため、圧力をか
けてグルーブやピットのパターンを刻設しようとしても
微細化され過ぎていることから、うまく転写できないと
いった問題が生じる。

【０００６】そこで本発明は、これらの問題点を解決
し、ディスク媒体の高密度化に対応しつつ、高いスルー
プットを維持した新たな製造方法、及び装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を達成する為の手段】本発明においては、半導体
素子製造に使われている投影式のリソグラフィ法を用い
て、ディスクへパターン転写を行なうようにした。その
ため、本発明では以下の（ａ）〜（ｄ）の製造段階を実
行することとした。（ａ）：ディスク媒体（Ｄ）上に刻設すべき周回トラッ
ク（グルーブやピット列）の領域に対応した輪帯状の原
画パターン領域（ＰＡ）を円形の透明基板上に形成する
ことで、リソグラフィ用のマスク基板（レチクルＲ）を
作成すること。

【０００８】（ｂ）：レチクル（Ｒ）上の原画パターン
領域（ＰＡ）のうちの一部分が、少なくともその輪帯の
幅全体に渡って投影光学系（ＰＬ）の投影視野領域（Ｉ
ｆ）内に位置するように、レチクル（Ｒ）の輪帯中心点
（Ｃ１）と投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）とを偏心
させて配置すること。（ｃ）：ディスク媒体となる感光性円板（Ｄ）の中心点
が投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）から偏心するよう
に、感光性円板（Ｄ）を投影光学系（ＰＬ）の像面側の
配置すること。及び、（ｄ）：円形レチクル（Ｒ）に照明光を照射しつつ、レ
チクル（Ｒ）を輪帯中心点（Ｃ１）を原点にして回転さ
せるとともに、感光性円板（Ｄ）の中心点を原点とし
て、レチクル（Ｒ）と同一角速度で回転させること。

【０００９】以上の段階によって、輪帯状の原画パター
ン領域の投影像が感光性円板（Ｄ）上に回転走査露光さ
れることになる。その後、本発明とは直接関係しない
が、感光性円板の現像、エッチング、等を行なうことで
円板（Ｄ）上に凹凸の周回トラックパターンが刻設され
る。また本発明のディスク製造装置は、上記４つの段階
（ａ）〜（ｄ）のうち、段階（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を
実行するための露光装置を提供するものである。

【００１０】すなわち、輪帯状の原画パターン領域（Ｐ
Ａ）を有する円形レチクル（Ｒ）を、輪帯中心点を原点
として投影光学系（ＰＬ）の物体面側で回転可能に保持
する第１の回転保持手段（２０、２１）と、レチクル
（Ｒ）の原画パターン領域（ＰＡ）のうちの一部を、輪
帯の径方向の幅と同程度の長さを有して輪帯の径方向に
伸びたスリット状、もしくは扇状に制限された照明光
（ＩＡ、ＩＡ₁、ＩＡ₂）で照射する照明手段（１，
２，１０：１０Ａ〜１０Ｈ）と、感光性円板（Ｄ）の中
心点（Ｃ２）を投影光学系（ＰＬ）に関してレチクル
（Ｒ）の輪帯中心点（Ｃ１）とほぼ共役な位置に配置し
た状態で感光性円板（Ｄ）をその中心点（Ｃ２）を原点
として回転させる第２の回転保持手段（３０）と、レチ
クル（Ｒ）と感光性円板（Ｄ）とが等しい角速度で同期
回転するように、第１回転保持手段（２０、２１）と第
２回転保持手段（３０）を駆動させる駆動制御手段（Ｒ
ＲＣ、ＤＲＣ、ＭＣＵ：１００Ａ、１００Ｂ、１０１
Ａ、１０１Ｂ、１０２、Ｍ₁、Ｍ₂、ＥＣ₁、ＥＣ₂）
と、レチクル（Ｒ）と感光性円板（Ｄ）とが同期回転し
ているとき、その回転が整数回する間だけ、照明手段か
らの照射光（ＩＡ、ＩＡ₁、ＩＡ₂）がレチクルＲを照
射するように制御する照射制御手段（１０Ａ、１０６〜
１０８）とを設けるようにした。

【００１１】

【作用】以上の本発明の方法、又は装置では、フォトリ
ソグラフィ工程で使われているスキャンタイプの露光方
法と同様に、マスク基板（レチクル）と感光性円板（デ
ィスク）とを露光動作中に回転走査するようにしてあ
る。そこで回転走査露光の原理を、図１を参照して説明
する。

【００１２】図１において、照明系の一部を構成するコ
ンデンサーレンズ１からは、円形レチクル（Ｒ）の輪帯
状の原画パターン領域（ＰＡ）上を扇形の照明領域（Ｉ
Ａ）で照射する露光光が射出される。この扇形照明領域
（ＩＡ）の原点は、輪帯パターン領域ＰＡの中心点Ｃ
１、すなわちレチクルＲの回転中心軸にほぼ一致してい
る。投影レンズＰＬは扇形照明領域ＩＡ内のパターン領
域ＰＡの一部のパターン像を感光性レジストの塗布され
た円形ディスク板Ｄ上に投影するもので、図１ではコン
デンサーレンズ１（照明系）の光軸と一致した光軸ＡＸ
を有する。通常の屈折系による投影レンズでは、物体面
側のパターンが反転像（鏡像）として投影されるため、
ディスク板Ｄの中心点Ｃ２、すなわち回転中心軸は光軸
ＡＸを挾んでレチクルＲの中心点Ｃ１の反対側に位置す
る。すなわち投影レンズに関して中心点Ｃ１とＣ２は共
役関係にある。

【００１３】またディスク媒体として完成したときのデ
ィスク板Ｄ上での情報トラックの最外周の半径をＳ_wと
すると、投影レンズＰＬの倍率をｍ（縮小投影の場合、
ｍは１未満）として、レチクルＲ上の輪帯パターン領域
ＰＡの最外周の半径Ｓ_rは、Ｓ_w＝ｍ・Ｓ_rの関係にな
る。さて、レチクルＲ、投影レンズＰＬ、ディスク板Ｄ
を図１のように配置し、レチクルＲを回転駆動系ＲＲＣ
で時計方向に回転させ、ディスク板Ｄを回転駆動系ＤＲ
Ｃによって反時計方向に回転させる。このとき、主制御
系ＭＣＵによってレチクルＲとディスク板Ｄとが同一角
速度になるように制御する。そして速度が同一になった
状態で、扇状照明領域ＩＡ内に露光光を照射し、レチク
ルＲとディスク板Ｄとが整数回（１回も含む）だけ回転
したら、照射を中止する。

【００１４】これによってディスク板Ｄの表面のレジス
ト層には、輪帯状のパターン領域ＰＡ全体の潜像が転写
され、以後ディスク板Ｄを現像し、エッチング（又は蒸
着）工程等を通すことによって、ディスク板Ｄ上に周回
トラック（グルーブ、又はピット列）を構成する微細な
凹凸が刻設される。以上の如く、ディスク板Ｄへの露光
は回転走査によって行なわれるめた、処理枚数（スルー
プット）を上げるためには、ディスク板Ｄ、レチクルＲ
の１回転で露光を完了するのが望ましい。また扇状照明
領域ＩＡは、投影レンズＰＬの物体面側の円形視野領域
内に包含される大きさでなければならない。

【００１５】さらにこの種の投影レンズＰＬは、半導体
素子（超ＬＳＩ）製造用の投影露光装置（ステッパー）
で使われている片側、もくしは両側テレントリックな高
開口数（高Ｎ．Ａ．）、高解像力のものがそのまま利用
でき、ディスク板Ｄ上で0.４〜0.３μｍ程度の線幅を解
像する。また露光光の光源としては、ｉ線（又はｇ線）
のスペクトルを含む水銀放電灯や、紫外域に発振スペク
トルをもつエキシマレーザ、等が利用でき、短波長化に
より、微細な線幅が解像される。さらに照明光の短波長
化とともに、照明系の構成を工夫することによって、投
影像の解像と焦点深度とを向上させることもできる。あ
るいはレチクルＲのパターン領域ＰＡの周回トラック、
又はトラック内のピットに対応したレチクルパターンに
対して位相シフト法を適用するように位相部材を設けた
レチクルを使ってもよい。

【００１６】

【実施例】次に本発明の実施例によるディスク露光装置
の構成を図２〜図５を参照して説明する。図２はディス
ク露光装置の全体構成を示し、光源を含む照明系１０か
らの露光光は、ミラー２で反射されて図１に示したのと
同じコンデンサーレンズ１を通って円形レチクルＲの輪
帯状パターン領域ＰＡ上の扇状に照射する。円形レチク
ルＲの中心部には中心点Ｃ１を中心とした軸受用の円形
開口が形成され、この円形開口にはレチクル回転支持機
構２０の回転軸２１が係合する。また支持機構２０には
レチクルＲ（軸２１）を回転するための回転駆動系ＲＲ
Ｃが設けられる。支持機構２０はレチクルＲの円形開口
を上下で挾み込むような軸２１を有し、全体としてコの
字形に作られている。また支持機構２０は軸２０Ａを介
してサブコラム２２へ回動自在に設けられ、レチクルＲ
の交換時等にレチクルＲを投影光路外へ挿脱する。この
サブコラム２２は、モータ、ピエゾ素子等により、投影
レンズＰＬを保持するメインコラムに対して水平方向に
微動可能に設けられ、その移動は主制御系ＭＣＵからの
指令によって行なわれる。これは照明系による扇状照明
領域ＩＡとレチクルＲの輪帯状パターン領域ＰＡとを正
確に位置合わせするためである。

【００１７】一方、ディスク媒体となるディスク円板Ｄ
には、中心部に軸受用の開口部が形成されており、ディ
スク円板Ｄはこの開口部と係合するピボット状の中心突
起を備えた回転テーブル３０上に真空吸着等により固定
される。テーブル３０は駆動系ＤＲＣによって回転さ
れ、そのテーブル３０と駆動系ＤＲＣとは、水平方向
（図２中の紙面左右方向と紙面と垂直方向）に移動可能
なＸＹステージ４０上に設けられ、その移動量がレーザ
干渉計等の測長器４２によって検出される。このように
測長器４２を設けたのは、ディスク板Ｄの変換時に、回
転テーブル３０を投影レンズＰＬの直下から対比させ
て、未処理のディスク板と露光済のディスク板とを変換
する必要があるからである。さらに変換後、再びＸＹス
テージ４０を元の露光位置に正確に復帰させる必要もあ
るからである。その測長器４２の測定値は主制御系ＭＣ
Ｕへ送られ、ＸＹステージ４０の位置決め用のモータ等
の制御に使われる。

【００１８】さらに本実施例では、レチクルＲの回転時
の平行性（光軸ＡＸとの垂直性）を検出するためのセン
サー５０と、レチクルＲの回転時の平行性を調整するた
めのエアべアリング方式等のレベリング機構６０とが設
けられ、ディスク板Ｄについても同様に、平行性を検出
するためのセンサー７０が設けられる。それらセンサー
５０、７０の夫々からの検出信号は、フォーカス制御系
８０に送られ、上記レベリング機構６０や、フォーカス
合わせのために回転テーブル３０を光軸ＡＸ方向へ微動
させる機構の制御に使われる。

【００１９】図３は照明系の構成の一例を示し、光源か
らの露光用照明光は、ロータリーシャッター１０Ａの位
置で集光した後、発散してコリメータレンズ１０Ｂを通
ってほぼ平行光束になる。その後、照明光束はフライア
イレンズ１０Ｃに入射し、フライアイレンズ１０Ｃの射
出側には複数の２次光源像が形成される。フライアイレ
ンズ１０Ｃの各２次光源像からの光束は、フィールドレ
ンズ１０Ｄ、ミラー１０Ｅを介して第１結像用レンズ１
０Ｆに入射し、レチクルブラインド（照明視野絞り）１
０Ｇの面内に重畳される。これによってブラインド１０
Ｇ上では均一な照度分布が得られる。レチクルブライン
ド１０Ｇの絞り開口はレチクルＲ上での照明領域ＩＡを
扇形にするため、それと相似の扇形をしており、さらに
扇の開き角を可変とするように可動ブレードを有してい
る。

【００２０】さて、ブランインド１０Ｇを通った照明光
は第２結像用レンズ１０Ｈを介してミラー２、コンデン
サーレンズ１に入射し、レチクルＲに達する。このと
き、レチクルＲのパターン面側（図２中でレチクルＲの
下面）とレチクルブランインド１０Ｇと互いに結像関係
にある。尚、本実施例ではシャッター１０Ａの後にフラ
イアイレンズ１０Ｃが配置されているため、シャッター
１０Ａの羽根が照明光束の一部を遮断した場合で扇状照
明領域ＩＡ内の照度分布は均一に維持された状態で、そ
の平均照度だけが低下する。また本実施例においては、
シャッター１０Ｃの開閉タイミングとレチクルＲ、ディ
スク板Ｄの回転角度位置とを、同期させる必要があるの
で、シャッター１０Ｃの開動作時又は閉動作時のレチク
ル上での照度変化の時間特性を予めチェックしておく。

【００２１】図４は、レチクルＲで見たとき（物体面
側）の投影レンズＰＬの円形視野領域Ｉｆと扇状照明領
域ＩＡ₁、ＩＡ₂との関係を示したものである。扇状照
明領域ＩＡ₁は、その開き角θ₁が比較的狭く、扇状照
明領域ＩＡ₂は開き角θ₂が比較的広い場合を表わし、
それぞれの開き角の中心位置は、レチクルＲの回転中心
点Ｃ₁と一致しているものとする。本実施例では中心点
Ｃ₁と光軸ＡＸとを結ぶ線分ＣＬを仮定したとき、この
線分ＣＬが開き角θ₁、θ₂の対称線になるようにレチ
クルブラインド１０Ｇの可動ブレードを動かすものとす
る。

【００２２】さて、開き角θ₁の照明領域ＩＡ₁の場
合、照明可能な輪帯状パターン領域の輪帯幅はＳ_r1とな
り、レチクルＲの最大径はＳ_r0＋Ｓ_r1になる。ここで半
径Ｓ_r0は輪帯状パターン領域ＰＡの内径である。ディス
ク媒体には通常、その寸法に一定の規格があるため、レ
チクルＲの寸法、輪帯状パターン領域ＰＡの最外径も一
義的に決められてしまう。従ってパターン領域ＰＡの最
外径がＳ_r0＋Ｓ_r1のとき、視野領域Ｉｆに包含される扇
状照明領域ＩＡの開き角θ₁は、図４の状態よりも大き
くすることはできず、専ら開き角θ₁よりも小さくする
ことしかできない。

【００２３】ところが、図４中扇状照明領域ＩＡ₂のよ
うに、照明すべきパターン領域ＰＡの最外径がＳ_r0＋Ｓ
_r2のときは、開き角θ₂がほぼ最大であり、輪帯状パタ
ーン領域ＰＡの周方向の照明エリアがそれだけ拡大す
る。従って開き角θ₁の照明領域ＩＡ₁で回転走査露光
するのにくらべ、開き角θ₂の照明領域ＩＡ₂で回転走
査露光した方が、走査速度を高められる点でスループッ
ト的には有利である。もちろん、本実施例ではレチクル
ブラインド１０Ｇによって開き角を適宜調整できるか
ら、レチクルＲ（ディスク板Ｄ）の回転速度、照明光の
照度、レジストの感度に応じて最適な開き角に設定す
る。

【００２４】また、本実施例では、レチクルＲの照明領
域ＩＡを、レチクルＲの輪帯状パターン領域ＰＡのうち
の局所的な角度部分の領域に対応した扇状にしたが、図
４中で線分ＣＬ上に延びた直線スリット状にしてもよ
い。ただしその場合は、スリット照明領域の幅を極端に
大きくすることが難しくなる。それはパターン領域ＰＡ
の最外径の部分と最内径の部分とでは、角速度は一定で
も周速度が異なるため、スリット状照明領域を横切る時
間がパターン領域ＰＡの外側と内側とで異なることにな
り、ディスク板Ｄ上で得られる露光量が径方向で不均一
になるからである。従ってスリット状照明領域にする場
合は、スリット幅をあまり広くしない範囲でブラインド
を設定しなければならない。ただし、径方向の露光量分
布を故意に変える必要があるときは、扇形よりもスリッ
ト状に近い方がよい。

【００２５】しかしながら、比較的広い幅のスリット状
照明領域にすることがさけられず、かつ露光量分布も均
一にしたいときは、スリットの長手方向に関して透過率
が連続的、又は段階的に変化する減光フィルターをブラ
インドの位置近傍に設け、スリット状照明領域内の長手
方向の照度均一性を故意に変化させておけば、ディスク
板Ｄ上の径方向の露光量分布を均一化することができ
る。

【００２６】また露光量分布の周回方向での均一性は、
レチクルＲとディスク板Ｄの同期回転の速度安定性で決
まるが、その制御は極めて容易に実現できる。ところ
が、照明領域ＩＡに対してレチクルＲが無策意な回転
数、例えば1.５回だけ回転する間だけシャッター１０Ａ
が開かれて照明光の照射が行なわれると、ディスク板Ｄ
上の約0.５回転分、すなわち半周の領域分に渡って露光
量が約２倍になってしまう。仮りにスループットを第一
に考えて、レチクルＲとディスク板Ｄとを１回転で露光
させるものとすると、同期回転中のあるタイミングでシ
ャッター１０Ａを開いて露光を開始したら、レチクルＲ
（ディスク板Ｄ）が正確に１回転（３６０°）した時点
シャッター１０Ａが閉じて露光を完了するように、シャ
ッター１０Ａの開閉タイミングも同期させる必要があ
る。

【００２７】そこで以下、その制御のための具体的な構
成の一例を図５を参照して説明する。図５において、レ
チクルＲの回転用モータ（ブラシレスＤＣモータ、超音
波モータ等がよい）をＭ₁、ディスク板Ｄを載置するテ
ーブル３０の回転用のモータ（モータＭ₁と同じものが
よい）をＭ₂とし、各モータＭ₁、Ｍ₂の軸には、高分
解能のロータリーエンコーダＥＣ₁、ＥＣ₂（同一のも
のがよい）が結合されている。本実施例ではレチクル
Ｒ、ディスク板Ｄの回転ムラ特性等を揃えるため、モー
タＭ₁の軸の負荷となる部材（レチクルＲ、軸受２１
等）のイナーシャと、モータＭ₂の軸の負荷となる部材
（ディスク板Ｄ、テーブル３０等）のイナーシャとを極
力一致させるようにしてある。

【００２８】上記モータＭ₁、エンコーダＥＣ₁は図２
の駆動制御系ＲＲＣに相当し、モータＭ₂、エンコーダ
ＥＣ₂は駆動制御系ＤＲＣに相当する。また主制御系Ｍ
ＣＵ内には、同期速度の指令値ＣＶを発生する部分があ
り、この指令値ＣＶは差動演算器１００Ａ、１００Ｂを
介して、それぞれモータドライブ回路（サーボ回路）１
０１Ａ、１０１Ｂに印加される。差動演算器１００Ａ、
１００Ｂの各フィードバック入力には同期制御回路１０
２からの偏差信号が印加される。この偏差信号はモータ
Ｍ₁、又はＭ₂が同期速度に達すると、指令値ＣＶと同
一の値になる。この同期制御回路１０２には、エンコー
ダＥＣ₁からのパルス信号ＰＳ₁とエンコーダＥＣ₂か
らのパルス信号ＰＳ₂とが入力され、その両パルス信号
ＰＳ₁、ＰＳ₂の位相差の時間推移を高分解能で検出
し、位相差の推移がほぼ零に安定したら、同期完了信号
Ｓａを論理「１」に反転する。

【００２９】また同期制御回路１０２内には、エンコー
ダＥＣ₁からのパルス信号ＰＳ₁の周波数に応じてレベ
ル変化する偏差信号を作成して差動演算器１００Ａに印
加する回路と、エンコーダＥＣ₂からのパルス信号ＰＳ
₂の周波数に応じてレベル変化する偏差信号を作成して
差動演算器１００Ｂに印加する回路とが設けられてい
る。

【００３０】また図２には示していないが、レチクルＲ
の周縁の一ケ所にタイミング用のマークＭｒを刻設し、
これを対物レンズ１０３、光電センサー１０４で検出し
て、その光電信号を波形処理回路１０５で単パルス（ス
パイクパルス）化するタイミング検出機構が設けられて
いる。ただし、レチクルＲの周縁にマークＭｒが刻設で
きないときは、その代りにディスク板Ｄのテーブル３０
の周縁の一ケ所に同等のマークを刻設し、これを光電検
出するようにしてもよい。

【００３１】処理回路１０５からのタイミングパルス
は、同期完了信号Ｓａとともにアンドゲート１０６に入
力し、アンドゲート１０６は完了信号Ｓａが「１」の状
態でタイミングパルスを受けたときだけ、カウンタ１０
７へスタートパルスＳＯＣを出力する。このカウンタ１
０７には、プリセットデータラッチ部１０８に予め記憶
されたデータがロードされており、スタートパルスＳＯ
Ｃに応答して、カウンタ１０７はエンコーダＥＣ₂から
のパルス信号ＰＳ₂を順次ダウンカウントしていく。そ
してカウント値が零（又は一定の値）になったとき、カ
ウンタ１０７はストップパルスＳＣＣを出力する。その
スタートパルスＳＯＣとストップパルスＳＣＣは照明系
１０内に設けられるシャッター１０Ａの駆動系に送られ
る。シャッター１０ＡはスタートパルスＳＯＣに応答し
て開放動作を開始し、ストップパルスＳＣＣに応答して
閉成動作を開始する。

【００３２】ここでシャッター１０Ａの開閉によるディ
スク板Ｄ上での照度変化特性の一例を図６に示す。図６
で横軸は時間ｔを表わし、縦軸はレチクルＲがないとき
にディスク板Ｄ上の扇状照明領域内で得られる照度レベ
ルを表わす。図６において、時刻Ｔ₁でスタートパルス
ＳＯＣが発生したものとすると、シャッター１０Ａのメ
カ的な応答遅れ、電気回路系の応答遅れ等に応じた量だ
け遅れた時刻Ｔ₂で、照度は零からほぼ一定の傾きで立
ち上がり、時刻Ｔ₃でシャッター１０Ａが全開となって
照度は最大値Ｌmax になる。その後、シャッター１０Ａ
が全開状態で時刻Ｔ₄でストップパルスＳＣＣが発生す
ると、一定量だけ遅れた時刻Ｔ₅で照度はＬmax からほ
ぼ一定の傾きで降下し、時刻Ｔ₆で完全に零になる。そ
して本実施例では（Ｔ₃−Ｔ₂）＝（Ｔ₆−Ｔ₅）であ
るものとする。このような照度特性は図２中のＸＹステ
ージ４０上に光電センサーを固定し、その光電信号のレ
ベル変化を一定周波数のクロックパルスでデジタルサン
プリングしてメモリに記憶して解析することが容易に特
定できる。

【００３３】本実施例では、シャッター１０Ａの開放動
作中、閉成動作中で一定の傾きをもつ照度変化の部分
を、ディスク板Ｄの１回転中の特定角度位置で互いにオ
ーバーラップさせることで、周回方向の露光量の均一化
を図るようにした。図７は、ディスク板Ｄに与えられる
１回転中での露光量変化を模式的に表わしたもので、円
ＣＣ₀は露光量零を意味し、円ＣＣ₀から放射方向に伸
びる矢印Ｅａが、その回転角度位置における露光量（最
大値はＬmax)を表わしている。また円ＣＣ₀の回転角度
位置は時間と一義的に対応しているので、図７では図６
との対応を容易にするため角度を時間で表わしてある。
ディスク板Ｄが反時計方向に回転しているものとする
と、ディスク板Ｄ上で露光量が与えられる方向は相対的
に時計回りになる。今、時刻Ｔ₁においてスタートパル
スＳＯＣが発生すると、ディスク板Ｄが微小量だけ回転
した時刻Ｔ₂で露光量Ｅａは立ち上がり、時刻Ｔ ₃でＬ
max に達し、以後その状態で回転が進む。そして、１回
転に達する直前の時刻Ｔ₄でストップパルスＳＣＣが発
生し、時刻Ｔ₅で露光量は低下し、時刻Ｔ ₆では完全に
零になる。この図７からわかるように、本実施例では照
度特性（図６）上の時刻Ｔ₂の角度位置と、照度特性上
の時刻Ｔ₅の角度位置とを極力一致させるように、スト
ップパルスＳＣＣの発生タイミングを制御する。そのた
め、例えばプリセットデータラッチ部１０８には、図７
中の時刻Ｔ₁の角度位置から時刻Ｔ₄の角度位置までテ
ーブル３０が反時計方向に回転する間に発生するパルス
信号ＰＳ₂のパルス数がセットされる。このようにする
と、図７中の時刻Ｔ₂とＴ₃の間で与えられた露光量の
不均一性は、時刻Ｔ₅とＴ₆の間で与えられた逆特性の
露光量変化によって補償されることになり、ディスク板
Ｄの全周に渡って均一な露光量が得られる。

【００３４】尚、本実施例では図５のマークＭｒ、対物
レンズ１０３、光電センサー１０４等のタイミング検出
機構によって、レチクルＲのマークＭｒの角度位置を基
準として走査露光を開始するようにしたが、これは必ず
しも必要ではなく、同期完了信号Ｓａが「１」に立上が
ったときに、スパイクパルスを発生するエッジトリが回
路を設け、そのスパイクパルスをスタートパルスＳＯＣ
として使ってもよい。

【００３５】また、図７に示した例では、シャッター開
放時の応答遅れ時間（Ｔ₂−Ｔ₁）とシャッター閉成時
の応答遅れ時間（Ｔ₅−Ｔ₄）とが異なるものとした
が、それらの遅れ時間をほぼ一致させることができる場
合は、同期状態になってから最初にマークＭｒを検出し
てタイミング検出機構から発生するパルスに応答してス
タートパルスＳＯＣを出力し、レチクルＲの１回転後に
タイミング検出機構から発生する次のパルスに応答して
ストップパルスＳＯＣを出力するようにしてもよい。そ
の場合は、図５中のカウンタ１０７、データラッチ部１
０８が不要となる。

【００３６】さらに、図７では１回転のみで適正露光が
得られるように同期速度の指令値ＣＶを設定したが、２
回転、又は３回転の総和で適正露光量が得られるように
してもよい。その場合も、露光量のつなぎ合わせ制御
は、図７と全く同様に行なわれる。ところで、上述の制
御方式は、水銀ランプ等のように照明光を一定強度で連
続的に発生する光源をもつ装置には好適であるが、エキ
シマレーザ等のようにパルス発振する光源をもつ装置に
はそのまま適用することが難しい。そこでエキシマレー
ザを用いたときの回転走査露光の変形例を図８を参照し
て説明する。図８において、エキシマレーザ光源２００
から放射されるビームＢＭはビームエキスパンダ２０２
等を介して所定断面形状の平行光に形成され、図３に示
したフライアイレンズ１０Ｃに入射する。カウンタ１０
７は同期完了信号Ｓａが「１」になった時点から、エン
コーダＥＣ₂のパルス信号ＰＳ₂（又はエンコーダＥＣ
₁のパルス信号ＰＳ₁）をダウンカウントする。データ
ラッチ部１０８には、レチクルＲ、ディスク板Ｄの所定
回転量、ここではレチクルブラインドによって規定され
た扇状照明領域ＩＡ₁（又はＩＡ₂）の開き角θ₁（又
はθ₂）に対応したパルス信号ＰＳ₂のパルス数がプリ
セットされる。そしてカウンタ１０７のカウント値が零
になるとトリガパルスＴｇがエキシマレーザ光源２００
へ送られ、光源２００は１パルスの発振を行う。さらに
そのトリガパルスＴｇは微小時間（μｓオーダ）の遅延
回路１０９を介してカウンタ１０７のプリセット指令と
して印加される。このためカウンタ１０７は、レチクル
Ｒが照明領域ＩＡの開き角θだけ回転するたびにトリガ
パルスＴｇを発生し、同時にプリセット動作を行う。

【００３７】またパルス露光であるために、扇状照明領
域ＩＡの開く角を規定する放射方向に延びたブラインド
エッジの影がシャープであると、連続した２回のパルス
露光の間で、その露光境界部分の露光量が２倍になった
り、あるいは全く未露光になったりしてしまう。そこで
レチクルＲ上の扇状照明領域ＩＡの照度分布特性を図９
に示すように、開き角を規定するエッジでの照度を周回
方向に一様に低減させるような分布にする。図９で縦軸
Ｚは照度を表わし、照度が零となる底面での扇状の開き
角をθｂとし、照度がＬmax となる上面での扇状の開き
角をθａとしたとき、θａ＜θｂに設定するとともに、
開き角を規定する両側での照度変化量（照度傾き）は等
しく設定する。すなわち、図９の三次元の照度分布にお
いて、軸Ｚを中心とする任意の半径で、その分布をＺ方
向に切断してできる面（円筒面）は、全て相似の台形状
をしている。

【００３８】このような照度分布を実現するため、図３
のレチクルブラインド１０Ｇの代りに、図１０の可変Ｎ
Ｄフィルター付きの２枚の扇状アパーチャ円板１２０
Ａ、１２０Ｂを同軸にしたものを設ける。アパーチャ円
板１２０Ａには照明領域ＩＡの径方向の幅を規定する寸
法で扇状の透明開口部１２１ａが形成され、その扇の開
き角を規定する一方のエッジ部分には、周回方向の透過
率が連続的に変化するＮＤフィルター部１２２ａが扇状
に形成される。同様に、アパーチャ円板１２０Ｂにも、
扇状の開口部１２１ｂが形成され、扇の開き角を規定す
る他方のエッジ部にＮＤフィルター部１２２ｂが扇状に
形成される。ここでＮＤフィルター部１２２ａ、１２２
ｂの扇の角度（θｂ−θａ）／２は互いに等しいものと
する。また２枚のアパーチャ円板１２０Ａ、１２０Ｂは
ともに回転調整可能に設けられ、図９における照度分布
の照度Ｌmax の上面の開き角θａを無段階に調整でき
る。

【００３９】尚、図９の照度分布を得る他の方法とし
て、図３に示したレチクルブラインド１０Ｇを利用する
こともできる。そのためには、扇状照明領域ＩＡの開き
角を規定している直線状のブレードエッジを、レチクル
Ｒと共役な面から光軸ＡＸ方向に故意にずらし、そのエ
ッジの像をぼかすことによって照度傾きを作るのであ
る。ただし、直線状のブレードエッジを単に光軸方向に
ずらすだけだと、エッジ像のボケ幅は扇状照明領域ＩＡ
の径方向のどの位置でも常に一定になってしまい、図９
の照度分布は得られない。そこで直線状のブレードエッ
ジのずらし量を、扇の外周へ向う程大きくするように、
すなわち光軸ＡＸと垂直面に対して傾いた面内にブレー
ドエッジを配置する。このようにすると、扇状の外周付
近ではボケ幅がおおきくなり、内周付近では小さくなる
ので、図９に近似した照度分布が得られる。

【００４０】以上、図８〜図１０のエキシマレーザ光源
を用いた露光動作は次のように行なわれる。まず初め
に、ディスク板Ｄ（レチクルＲ）を一回転で露光させる
ものとすると、その１回転中をエキシマレーザビームの
何パルスで露光するかを決める。例えば扇状照明領域Ｉ
Ａの上面の開き角θａ（図９）と照度傾き部の角度（θ
ｂ−θａ）／２との和が２０°のとき、１回転（３６０
°）中に１８回のパルス発振を行えばよい。次に開き角
θａの回転の間にエンコーダＥＣ₂から出力されるパル
ス数と、角度（θｂ−θａ）／２の回転の間に出力され
るパルス数との和の値を、図８のデータラッチ部１０８
に記憶させるとともに、その値をカウンタ１０７へロー
ドしておく。その後、モータＭ₁、Ｍ₂の回転が同期速
度に達し、同期完了信号Ｓａが「０」から「１」に変化
すると、エキシマレーザ光源２００はレチクルＲ、ディ
スク板Ｄが角度θａ＋（θｂ−θａ）／２＝（θａ＋θ
ｂ）／２だけ回転する毎にパルス発振する。そして例え
ば１８回のパルス発振が完了したら、１枚のディスク板
Ｄの全周への露光が終了したことになる。

【００４１】ところで、通常のエキシマレーザ光源で
は、１パルス毎の発振強度にばらつきが存在するため、
ディスク板Ｄの１回転での露光では扇形のショット毎に
露光量が変化してしまうことがある。そこでディスク板
Ｄを２回転以上の整数回だけ回転させ、パターン露光を
複数回重ね合わせて行なうとよい。一例として、ディス
ク板Ｄを２回転で露光するものとし、図９の照度分布の
開き角θａ、θｂで決まるトリガパルスＴｇの発生タイ
ミングの角度（θａ＋θｂ）／２が２8.８°になるよう
に、レチクルブラインド１０Ｇ、又はアパーチャ円板１
２０Ａ、１２０Ｂによる扇形の角度を設定し、図８のデ
ータラッチ部１０８に２8.８°に対応したパルス数をセ
ットする。その後、モータＭ₁、Ｍ₂が同期速度に達す
ると、先の図８で説明した通り、回転角２8.８°毎にト
リガパルスＴｇが発生する。

【００４２】ここで２8.８°という半端な数値には大き
な意味がある。それは、ディスク板Ｄの２回転分の角度
７２０°に対しては整数２５で割り切れる数であって、
１回転分の角度３６０°に対しては整数で割切れない数
だからである。すなわち、エキシマレーザ光のパルス発
振をディスク板Ｄの回転の２8.８°毎に行うと、ちょう
ど２５回のパルス発振で２回転分の露光が行われ、１回
転目で周方向に隣接したショット領域間でのオーバーラ
ップ部を２回転目では異なる角度位置に出現させること
ができる。この様子を図１１に示す。図１１で横軸はデ
ィスク板Ｄの回転角度位置を表わし、下段は１回転目で
の周方向に関する露光量（照度）の与えられ方を示し、
上段は２回転目での周方向に関する露光量の与えられ方
を示す。まず、最初のパルス発振による露光ショットの
光量分布をＰ₁とし、このときの角度位置を０°とす
る。これによって１回転目の最後では角度位置３４5.６
°（３６０°よりも２8.８°／２だけ小さい角度）で１
３番目のパルス発振が行なわれる。ところが光量分布Ｐ
₁₃が与える部分には、１回転目の最初の分布Ｐ₁の一部
がすでに与えられており、分布Ｐ₁₃を照射した時点では
部分的に露光量が増大している。

【００４３】さらに２回転目（３６０°〜７２０°）に
入ると、分布Ｐ₁₄、Ｐ₁₅…のように２8.８°毎にパルス
発振が行われ、最後の２５パルス目の分布Ｐ₂₅は角度位
置６９1.２°（７２０°から２8.８°だけ小さい位置）
で照射される。この２５番目の分布Ｐ₂₅は１番目の分布
Ｐ₁の傾斜部と丁度オーバーラップすることになる。従
ってディスク板Ｄの全周に渡って露光光の照射が２回行
なわれ、しかも周方向の露光量分布も一様にできる。さ
らにエキシマレーザのパルス毎に強度のバラつきがあっ
ても、２回の露光による平均化効果で、全体としての光
量ムラは低減される。もちろんディスク板Ｄ上の各点で
の露光は２回行なわれるので、レーザ光源からの１パル
ス分の照度は、１回転露光の場合にくらべて１／２でよ
い。仮にディスク板Ｄへの適当露光量が１００ｍＪと
し、エキシマレーザの１パルス毎の照度ばらつきが±５
％であるとすると、１回転露光時にはそのばらつき量が
そのまま反映されてしまう。すなわち周方向に隣接した
ショット間で最大１０ｍＪの差が生じる確率がある。し
かしながら２回転露光で隣接ショット間での重複露光分
の出現位置を１回転目と２回転目とでずらすようにする
と、周方向の光量分布は確率的に１０／√２ｍＪの差に
縮小され得る。

【００４４】尚、多数回の露光の重ね合わせで、つなぎ
部分の出現位置をずらす方法は、１次元の走査露光方式
すなわち従来の一次元スキャン露光方式のアライナー等
においても適用できるものである。ただし一次元走査の
場合にはレチクルと感光基板とを往復移動させる間で露
光することになる。以上、ディスク板の回転走査露光の
全体的な説明をしたが、次に投影像のパターン線幅をよ
り微細化するための照明方法、及び照明系について説明
する。一般にこの種のディスクは、径方向に並ぶ周回ト
ラックの線幅、及びピッチが微細化され、トラック内に
周方向に並ぶ情報ピットのサイズはそれ程微細化されな
い。すなわち、投影像の解像度が原画パターン領域ＰＡ
の径方向に関して優秀な系が要求される。

【００４５】そこでレチクルＲ上の扇状照明領域ＩＡの
開き角があまり大きくないものとし、その領域ＩＡ内に
存在するパターン領域ＰＡの周回トラックパターンを、
ほぼ一次元の格子状パターンとして考え、その格子状パ
ターンからの１次回折光の一方と０次光とを干渉させて
パターン結像を行う照明方法を採用することで、投影レ
ンズＰＬの従来の定義に基づく理論解像力以上の解像度
を得るようにする。

【００４６】以下、その方法と照明系の原理的な構成と
を、図１２、図１３を参照して説明する。図１２（Ａ）
は、図３に示した通常照明方法におけるパターン投影時
の光束の振舞いを模式的に示したものである。図１２
（Ａ）において、レチクルＲ上の周回トラックのパター
ンは同図の紙面内で左右方向にピッチを有する格子とし
て表わしてある。また投影レンズＰＬは両側テレセント
リック系として構成され、その射出瞳ＥＰ内には図３中
に示したフライアイレンズ１０Ｃの射出側に形成された
複数の２次光源像が再結像しているものとする。図１２
（Ａ）では、一例としてフライアイレンズ１０Ｃの光軸
ＡＸ上に位置する２次光源像（軸上点光源とする）から
の光束ＩＬｃのレチクルＲへの照射状態を示す。この光
束ＩＬｃはコンデンサーレンズ１によって光軸ＡＸと平
行なほぼ平行光束となってレチクルＲのパターン領域を
照射する。このときレチクルＲのパターンからは、０次
光Ｄ_f0の他に格子ピッチの方向に広がる±１次回折光＋
Ｄ_f1、−Ｄ_f1も発生する。＋１次回折光＋Ｄ_f1は同図中
で０次光Ｄ_f0に対して左方向に傾いた平行光束として投
影レンズＰＬへ入射し、−１次回折光−Ｄ_f1は０次光Ｄ
_f0に対して右方向に傾いた平行光束として投影レンズＰ
Ｌに入射する。もちろん０次光Ｄ_f0（平行光束）は光軸
ＡＸと平行に投影レンズＰＬへ入射する。そして０次光
Ｄ_f0は投影レンズＰＬの瞳ＥＰの中心（光軸ＡＸの位
置）で点光源像ＳＰ₀として集光した後、再び平行光束
となって投影レンズＰＬを射出してディスク板Ｄに垂直
に照射する。一方、±１次回折光Ｄ_f1は、それぞれ瞳Ｅ
Ｐ内で点光源像ＳＰ₀と点対称な関係の２ケ所に点像＋
ＳＰ₁、−ＳＰ₂となって集光され、その後ディスク板
Ｄ上で対称的に傾いて交差する平行光束となって照射さ
れる。この際、レチクルＲとディスク板Ｄとが結像関係
になっていると、これら０次光Ｄ_f0と±１次回折光Ｄ_f1
（又はさらに高次の回折光）の干渉によって、ディスク
板Ｄ上にはレチクルＲの格子状パターンの投影像に対応
した光強度分布（コントラスト像）が生成される。

【００４７】通常の投影原理においては、これら±１次
回折光Ｄ_f1が投影レンズＰＬの瞳ＥＰの有効径内を通る
間は、良好な解像が行なわれ、±１次回折光Ｄ_f1が瞳Ｅ
Ｐを通過できない程度の回折角をもってレチクルＲから
発生する場合は解像不能とされてきた。すなわち、図１
２（Ａ）で点像±ＳＰ₁が瞳ＥＰの有効径の外側に位置
するとき、ディスク板Ｄには０次光Ｄ_f0のみが達する
が、これと干渉すべき回折光が存在しないため、像の生
成は行なわれない。

【００４８】ここで瞳ＥＰの有効径に応じて一義的に決
まってしまう投影レンズＰＬの物体（レチクル）側の開
口数（Ｎ．Ａ．）をＮＡｒとすると、レチクルＲで発生
する０次光Ｄ_f0に対する１次回折光Ｄ_f1の回折角を
ψ₁、レチクルＲ上の格子状パターンのピッチをＰgr、
照明光の波長をλとしたとき、次式の関係を満すピッチ
Ｐgrが解像可能なレチクルパターンとなる。

【００４９】ＭＡｒ＞λ／Ｐgr 一例として、波長0.３６５μｍ（ｉ線）、投影レンズＰ
Ｌの像側（ディスク板側）の開口数ＮＡｄを0.５、投影
倍率ｍ（縮小投影の場合、０＜ｍ＜１）を0.２（１／５
縮小）とすると、ＮＡｒ≒ｍ・ＮＡｄの関係より、ＮＡ
ｒは0.１となるから、解像限界のピッチＰgrは先の式よ
り、約3.６５μｍとなる。すなわちディスク板Ｄでは理
論上で約0.７３μｍの解像力が得られることになる。従
ってレチクルＲ上のパターンピッチＰgrが3.６５μｍよ
りも小さくなると、解像不能となる。

【００５０】そこで図１２（Ｂ）に示すように、レチク
ルＲへの照明光束ＩＬｃを光軸ＡＸに対して傾けて入射
させたとする。傾ける方向はレチクルパターンのピッチ
方向に揃えるので、同図中では紙面内で光束ＩＬｃを傾
ける。その光束ＩＬｃの中心光線ＣＬａは、例えば図３
のフライアイレンズ１０Ｃの軸外に位置する点光源から
きたものとなる。この図１２（Ｂ）の場合、０次光Ｄ_f0
は瞳ＥＰの中心から偏心した位置に点像ＳＰ₀として集
光し、ディスク板Ｄ上には傾斜した平行光束となって達
する。一方、レチクルパターンからの＋１次回折光＋Ｄ
_f1は、０次光Ｄ _f0に対して対称的な傾きで発生して投影
レンズＰＬに入射し、瞳ＥＰ上では点像ＳＰ₀と点対称
な関係の位置に点像＋ＳＰ₁として集光する。そしてレ
チクルパターンからの−１次回折光−Ｄ_f1は投影レンズ
ＰＬに入射したとしても、瞳ＥＰを通過することなく遮
光されてしまう。従ってディスク板Ｄ上には、＋１次回
折光＋Ｄ_f1のみが０次光Ｄ_f0と対称的な傾きの平行光束
となって達する。これにより、ディスク板Ｄ上では０次
光Ｄ_f0と＋１次回折光＋Ｄ_f1との干渉によって結像が行
なわれる。

【００５１】この図１２（Ｂ）から明らかなように、レ
チクルパターンからの０次光Ｄ_f0を光軸ＡＸから傾斜さ
せると、＋１次回折光＋Ｄ_f1の回折角は、原理的には図
１２（Ａ）の場合にくらべて約２倍まで拡大させること
ができる。このため解像可能なレチクルパターンのピッ
チＰgrは次式の関係で表わされる。２ＮＡｒ＞λ／Ｐgr これより、解像限界のレチクルパターンのピッチは、先
の数値例の場合で約1.８３μｍとなり、ディスク板Ｄ上
では約0.３７μｍとなる。

【００５２】また照明光束ＩＬｃの傾き（像空間におけ
る中心主線ＣＬａの光軸ＡＸに対する傾き）は、レチク
ルパターンのピッチに対応した１次回折光の回折角の約
半分に設定される。このようにすると、点像ＳＰ₀と＋
ＳＰ₁とが瞳ＥＰ（フーリエ変換面とも言う）内で点対
称に位置し、レチクルパターンの投影像の質が最良にな
る。ただし、装置化する場合、このままだと＋１次回折
光と０次光との強度が一致しないため、コントラストは
最大でも９0.６％である。また一種のテレセンずれが生
じ、少しのデフォーカスで結像位置が異なることがあ
る。そこで図１２（Ｂ）に示した照明光束ＩＬｃと対称
的な入射角で、もう一本の照明光束をレチクルＲに照射
するようにする。その場合、もう一本の照明光束によっ
てレチクルパターンから発生する０次光と−１次回折光
のうち０次光は、図１２（Ｂ）中の＋１次回折光＋Ｄ_f1
と同一光路を通り、さらに−１次回折光は図１２（Ｂ）
中の０次光Ｄ_f0と同一光路を通る。

【００５３】以上のように、照明方法を特殊なものにす
ると、従来と同じ投影レンズを使った場合でも、解像力
を高めることが可能になる。同時に焦点深度を拡大させ
ることも可能である。ただし実際の装置では、上記数値
例のように２倍程度まで解像力を上げることは難しく、
現実的には1.５倍程度までであろう。図１３は図１２
（Ｂ）で説明した投影原理を実現化するときの装置例を
示し、照明光学系としては図３のものを前提としてい
る。本実施例では、図４に示した扇状照射領域ＩＡ₁、
ＩＡ₂の中心線ＣＬと光軸ＡＸとを含む平面を想定した
とき、この平面内で光軸ＡＸに関して対称的に傾いた２
つの照明光束でレチクルＲを照射するようにした。

【００５４】そのため図１３に示すように、図３中のフ
ライアイレンズ１０Ｃを２つの群１０Ｃ₁、１０Ｃ₂に
分割し、フライアイレンズ１０Ｃ₁の中心とフライアイ
レンズ１０Ｃ₂の中心とを結ぶ線分Ｌ_f0を、扇状照射領
域ＩＡの中心線ＣＬと平行に設定する。このフライアイ
レンズ１０Ｃ₁、１０Ｃ₂は従来よりも小さな断面寸法
のエレメント（角柱）レンズを束ねたもので、線分Ｌ_f0
上の中心間隔を変えることでレチクルＲへ達する２つの
照明光束の中心光線の交差角を調整することができる。

【００５５】尚、フライアイレンズ１０Ｃ₁、１０Ｃ₂
の各射出端の大きさは、投影レンズＰＬの瞳ＥＰ内でσ
値が0.１〜0.３程度になるように設定される。また２つ
のフライアイレンズ群１０Ｃ₁、１０Ｃ₂の組をもう１
組用意し、それら２組を線分Ｌ_f0に挾んで対称的に配置
すると、ディスク板上の周方向の解像度、すなわちピッ
ト例の配列方向の解像力も高めることができる。

【００５６】以上、本実施例のように照明系の構成を変
えるだけでも、ディスク板Ｄ上に十分微細な線幅のグル
ーブやピットが形成できる。また微細化を図る別の手法
として、位相シフトレチクルを使うことも考えられる。
この位相シフトレチクルによる投影露光の原理について
は、例えば特公昭６２−５０８１１号公報に開示されて
いるので、ここではその詳細な説明を省略する。

【００５７】以上、本発明の実施例によるディスク露光
装置の構成と動作について説明したが、この種の走査型
露光方式では、レチクルＲの回転速度とディスク板Ｄの
回転速度とは、少なくとも露光動作中は極めて安定して
いなければならない。すなわち両者の回転速度差がわず
かでも生じると、その部分でのパターン転写像が周回方
向に速度差に応じて伸縮することになるからである。

【００５８】そこで回転速度差を高精度に検出する方式
が必要となる。先の図５では、そのために高分解能のエ
ンコーダＥＣ₁、ＥＣ₂を使うとしたが、通常のエンコ
ーダよりもはるかに分解能が高い検出方式を以下に説明
する。この検出方式の基本技術は、光干渉法と呼ばれる
もので、ピッチ方向に移動する回折格子上に２方向から
可干渉性のレーザビームを投射し、回折格子から垂直に
発生する干渉光の強度変化を光電検出し、その信号の位
相変化を検出するものである。そこで以下に具体的な構
成を説明する。図１４はレチクルＲの回転軸、及びター
ンテーブル３０の回転軸の夫々と同軸に固定されたイン
クリメンタル型のエンコーダディスク板１５０Ａ、１５
０Ｂの相対回転速度差を検出する系を模式的に示したも
のである。エンコーダ円板１５０Ａ、１５０Ｂの夫々に
は、円周上に放射方向に伸びた格子（クロム等）が周方
向に一定ピッチで形成されている。この格子は反射型に
適した位相格子でもよい。

【００５９】図１４において、レーザ光源（気体、又は
半導体等）１５１からのビームはビームスプリッタ１５
２で一部反射され、ミラー１５３を介して対物レンズ１
５４の光軸上に沿って進む。尚、図１４では図示を省略
してあるが、レーザ光源１５１から射出したビームはビ
ームエキスパンダとレンズ系とを介してビームスプリッ
タ１５２に入射し、対物レンズ１５４の前側焦点面内で
ビームウェストになるように集光される。従って対物レ
ンズ１５４から軸上に沿って射出したビームは平行光束
となり、ミラー１５５で反射されてエンコーダ板１５０
Ｂの格子に垂直に投射される。これによって格子からは
ピッチ方向に広がる回折光＋Ｄ_f（±１次、±２次、±
３次等）が発生し、それらは対物レンズ１５４、ミラー
１５３、ビームスプリッタ１５２、レンズ系１５６、１
５７、ビームスプリッタ１５８、及び対物レンズ１５
９、ミラー１６０を介して、レチクルＲ用のエンコーダ
板１５０Ａの格子部に達する。ここでは、検出分解能を
高めるために、対物レンズ１５４からレンズ系１５６ま
での光路中、もしくはレンズ系１５７から対物レンズ１
５９までの光路中で、フーリエ変換面となる位置に空間
フィルターを設け、回折光＋Ｄ_fn（ｎは次数）として±
３次回折光（ｎ＝３）を抽出するようにする。この２本
の回折光±Ｄ_fnはエンコーダ板１５０Ａの格子部に、ピ
ッチ方向に対称的な入射角で投射されるため、その格子
部上には２本の斜入射する回折光±Ｄ_fnによって干渉縞
が生成される。そして回折光±Ｄ_fnの照射により垂直方
向に発生する再回折光と、回折光−Ｄ_fnの照射により垂
直方向に発生する再回折光とが同軸になって干渉ビーム
ＢＴＬとして発生する。この干渉ビームＢＴＬは、光軸
上に沿ってミラー１６０、対物レンズ１５９、ビームス
プリッタ１５８を介して進み、光電素子１６１で受光さ
れる。

【００６０】以上の構成において、ディスク板Ｄ用のエ
ンコーダ板１５０Ｂの格子部の周速度をＶ₁とすると、
２つの回折光＋Ｄ_fnと−Ｄ_fnとは、それぞれドップラ効
果によって互いに周波数が異なったものになる。例え
ば、レーザ光源１５１からのビームの周波数をｆ₀とす
ると、回折光＋Ｄ_fnの周波数ｆ₁はｆ₀＋ΔＦ×ｎにな
り、回折光−Ｄ_fnの周波数ｆ₂はｆ₀−ΔＦ×ｎにな
る。ここでΔＦは１秒間にレーザビームを横切るグレー
ティング本数である。従ってレチクルＲ用のエンコーダ
板１５０Ａの格子部に生成される干渉縞は、２つの回折
光±Ｄ_fの周波数差２・ｎΔＦのために、ピッチ方向に
流れることになる。その干渉縞の流れる速度は、エンコ
ーダ板１５０Ｂの回転速度と一義的に対応したものにな
る。そこで干渉縞の流れる向きとエンコーダ板１５０Ａ
の格子部が移動する向きと同一方向にすると、エンコー
ダ板１５０Ａと１５０Ｂとが同一角速度のときには、光
電素子１６１に達する干渉ビームＢＴＬは、一定強度
（直流的なレベル）のままであり、角速度に偏差が生じ
るとその偏差量に応じた周波数で正弦状に強度変化す
る。

【００６１】しかしながら、それだとわずかな角速度偏
差に対する検出に位相計測が適用しにくいので、エンコ
ーダ板１５０Ａの格子部の移動方向と干渉縞の流れる方
向とが互いに逆向きになるように、光学系を構成する。
このようにすると、２つのエンコーダ板１５０Ａ、１５
０Ｂの相対角速度差が零のときは、光電素子１６１から
の出力がある一定の周波数（基準周波数）の交流信号
（正弦波状）になり、相対角速度に差が生じたときは、
その正負に応じて基準周波数から偏移した周波数（ここ
では４・ｎ・ΔＦ＝１２・ΔＦHz）の交流信号になる。
従って、光電素子１６１からの出力信号の周波数（位
相）を基準周波数（基準位相）とリアルタイムに比較
し、その位相差を検出することによって、レチクルＲと
ディスク板Ｄとの相対的な回転速度差を逐次連続的に求
めることができる。尚、２つの回折光±Ｄ_fnもエンコー
ダ板１５０Ａの移動する格子部に投射されるので、干渉
ビームＢＴＬも、エンコーダ板１５０Ａの回転速度に応
じたドップラ効果を受けたものとなっている。

【００６２】以上のように、高精度、高分解能の速度セ
ンサーが使える場合はそれでもよいが、使えない場合
は、レチクルＲの回転駆動系とディスク板Ｄの回転駆動
系（テーブル３０等）とのイナーシャ（慣性モーメン
ト）を大きくし、かつエアベアリング、エアフロート
（又はマグネフロート）軸受等の採用で摩擦を最小にす
ることで、比較的容易に同期速度を維持することができ
る。

【００６３】ところで、ディスク板Ｄは連続して何十枚
（又は何百枚）も露光しなければならないので、そのた
びに交換作業が必要である。すなわちイナーシャの大き
いターンテーブル３０の回転を停止させ、露光済みのデ
ィスク板Ｄを取りはずした後、新たなディスク板Ｄを載
置してターンテーブル３０を定速回転域まで駆動させな
ければならない。ところがこのようにイナーシャの大き
いターンテーブルの回転停止や定速回転への起動は、か
なりの時間を必要とするので、ディスク製造上のスルー
プットを悪化させる要因になる。

【００６４】そこで、ターンテーブル３０の構造を図１
５に示すようにすると、スループットを格段に向上させ
ることができる。図１５（Ａ）は、ターンテーブル３０
を回転させるモータＭ₂の他に、センターアップ１７０
を回転させるモータＭ₃を設けた場合の断面を示す。セ
ンターアップ１７０の上端にはディスク板Ｄの中心孔に
係合し得る錐体状のキッャプ１７０Ａが設けられ、この
キャップ１７０Ａによってディスク板Ｄのセンタリンダ
を行なう。またキャップ１７０Ａはターンテーブル３０
の載置面に対して上下動可能に設けられ、かつモータＭ
₃によって回転する。このような構成で、キャップ１７
０Ａとターンテーブル３０とは個別に回転可能であるた
め、イナーシャの大きいターンテーブル３０は常時定速
回転させておき、ディスク交換の際はモータＭ₃の回転
のオン・オフ、及びセンターアップ１７０の上下動によ
って、迅速な交換作業を行なう。まず、ターンテーブル
３０上のディスク板Ｄをアンロードするには、モータＭ
₃をターンテーブル３０とほぼ同一速度で回転させつ
つ、センターアップのキャップ１７０Ａを上方へ突出さ
せていく。このとき同時にターンテーブル３０の載置面
の吸着動作をエアフロー等に切り換えておく。すると、
キャップ１７０Ａはディスク板Ｄの中央孔に係合し、さ
らにディスク板Ｄをターンテーブル３０の載置面から一
定量だけ持ち上げる。その後、モータＭ₃をダイナミッ
クブレーキ（回生制動）等によって急停止させてから搬
送アーム等でディスク板Ｄをキャップ１７０Ａ上からア
ンロードする。図１５からもわかるように、キャップ１
７０Ａ上のディスク板Ｄを含めたセンターアップのイナ
ーシャは、ターンテーブル３０にくらべて極めて小さい
ので、急停止に要する時間、あるいは起動後の定速域に
達するまでの時間は格段に短い。

【００６５】次に新たなディスク板Ｄをローディングす
るときは、図１５（Ａ）の状態でモータＭ₃を停止させ
たまま、ディスク板Ｄの中心孔をキャップ１７０Ａに係
合させる。それからモータＭ₃を起動して、キャップ１
７０Ａ、及びディスク板Ｄをターンテーブル３０とほぼ
等しい角速度まで上昇させる。この間の時間はわずか１
〜２秒であろう。その後、センターアップを降下させて
いくと、キャップ１７０Ａはターンテーブル３０の載置
面よりも下にもぐり込み、ディスク板Ｄはターンテーブ
ル３０上に受け渡される。

【００６６】以上のような構成にすると、ターンテーブ
ル３０の停止、起動が不要になるので、交換時間は極め
て短くなる。さらにセンターアップ用のモータＭ₃によ
ってディスク板をテーブル３０と同速度になるように予
備的に回転させるため、ディスク板Ｄの裏面とターンテ
ーブル３０の載置面との摺動が皆無となり、傷の発生を
防止することができる。

【００６７】尚、図１５（Ａ）ではモータＭ₃によって
キャップ１７０Ａを強制回転させたが、モータＭ₂、又
はターンテーブル３０とキャップ１７０Ａとの間に摩擦
クラッチ等を設ければ、モータＭ₃は不要である。ただ
し、その場合、摩擦クラッチのオン・オフによってター
ンテーブル３０に速度変動が生じるので、交換作業後に
同期速度が安定に維持されるまでに若干時間を要するこ
ともある。

【００６８】図１５（Ｂ）は回転式ディスク交換機構の
変形例を示し、ここではディスク搬送アーム１８０の先
端部にモータＭ₃を固定し、このモータ軸に下向きの吸
着カップ１８１を取り付ける。吸着カップ１８１はディ
スク板Ｄの中心孔に係合するセンタリング用の突起１８
１Ａを有し、ディスク板Ｄの上面側の吸着する。交換に
あたっては、モータＭ₃を回転させ、ディスク板Ｄがタ
ーンテーブル３０と同速度になったら、アーム１８０を
降下させてディスク板Ｄをテーブル３０上へ受け渡し、
吸着カップ１８１の吸着を停止すると同時にテーブル３
０側の吸着を開始する。その後アーム１８０を上昇させ
てモータＭ₃の回転を停止すればよい。

【００６９】尚、図１５（Ｂ）の場合、アーム１８０の
位置決め精度が悪いと、ターンテーブル３０上へ受け渡
されたディスク板Ｄに大きな偏心が生じることになる。
そこでテーブル３０の回転中心Ｃ₂とモータＭ₃の回転
中心（ディスク板Ｄの中心）とを一致させるために、吸
着カップ１８１の中心に半導体レーザと小レンズとを組
み込み、そのレーザスポットをターンテーブル３０に向
けて垂直に投射するような構成を設ける。さらにテーン
テーブル３０の中心Ｃ₁には、レーザスポットを受光す
る４分割ディテクター等を設け、そのディテクターの出
力バランスによってアーム１８０の位置をアライメント
するようにしてもよい。

【００７０】以上、本発明の各実施例ではレチクルＲの
回転駆動とディスク板Ｄの回転駆動とは個別のモータを
用いて電気的に同期速度を得るようにしたが、モータは
１個にして、その軸の両端にレチクルＲとディスク板Ｄ
とが固定されるような機械系にしてもよい。この場合、
レチクルＲの回転中心Ｃ₁とディスク板Ｄの回転中心Ｃ
₂とが同軸になってしまうため、投影光学系の光路を折
り曲げるミラーが必要になる。またその場合、レチクル
Ｒとディスク板Ｄとの回転方向は、同一の回転軸による
駆動のため、当然のことながら同一になる。

【００７１】

【発明の効果】以上、本発明によれば、高密度化、微細
化されたディスク媒体を高（１）スループットで精密に
製造することができる。さらに本発明によれば、スリッ
ト状又は扇状の照明領域を円形マスク基板上に設定し、
その照明領域をマスク基板上の輪帯状パターン領域の径
方向には全域をカバーするような寸法としたので、マス
ク基板とディスク用感光円板とは最低限１回転のみでパ
ターン露光が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転走査露光方式の原理を説明するための装置
構成を模式的に示す斜視図

【図２】回転走査露光装置の構成を示す図

【図３】照明系の構成を示す斜視図

【図４】扇形照明領域と投影視野の関係を示す平面図

【図５】制御系の構成を示すブロック図

【図６】１回の露光で得られる像面照度の時間的変化を
示すグラフ

【図７】回転走査露光時の露光量の変化を模式的に示す
グラフ

【図８】レーザ露光の場合の制御系の変形例を示すブロ
ック図

【図９】扇状照度分布の特性の一例を３次元で表わした
斜視図

【図１０】扇状照度分布を得るための照明系内のフィル
ターの構成を示す斜視図

【図１１】パルス光源による回転走査露光の様式を示す
グラフ

【図１２】レチクルパターンの回折を考慮した照明方法
のちがいによる解像力向上を説明するための投影系の図

【図１３】特殊な照明方法を採用するときの好適な照明
光学系の一例を示す斜視図

【図１４】回転速度の偏差を高精度に検出するための計
測系の構成を示す斜視図

【図１５】ディスク板変換に好適なテーブルの構造を示
す図

【主要部分の符号の説明】

ＰＬ投影レンズＲレチクルＰＡ輪帯状パターン領域Ｄディスク板ＩＡ扇状照明領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−229423（ＪＰ，Ａ) 特開平４−277612（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】同心円状で、若しくは螺旋状の周回トラッ
クが径方向にほぼ一様のピッチで刻設されたディスク媒
体を、投影光学系を用いたリソグラフィ法により製造す
る方法において、（ａ）前記ディスク媒体上に刻設すべき周回トラックの
領域に対応した輪帯状の原画パターン領域を透明基板上
に形成することによってリソグラフィ用のマスク基板を
作成する段階と、（ｂ）前記原画パターン領域のうちの一部分が、少なく
ともその輪帯の幅全体に渡って前記投影光学系の物体面
側の視野領域内に位置するように、前記原画パターン領
域の輪帯中心点と前記投影光学系の光軸とを偏心させて
配置する段階と、（ｃ）前記ディスク媒体となる感光性円板の中心点が前
記投影光学系の光軸から偏心するように、前記感光性円
板を前記投影光学系の像面側に配置する段階と、（ｄ）前記マスク基板に照明光を照射しつつ、前記輪帯
中心点をほぼ原点として前記マスク基板を所定の角速度
で回転させるとともに、前記感光性円板の中心点をほぼ
原点として前記感光性円板を前記マスク基板と同一角速
度で回転させる段階とを含み、前記原画パターン領域の投影像を前記感光性円板上に回
転走査露光することを特徴とするディスク媒体の製造方
法。
【請求項２】前記投影光学系の物体面側の視野領域が光
軸を中心とする直径ｒの円形であるとき、前記原画パタ
ーン領域の輪帯幅ｄは前記直径ｒよりも小さく定めら
れ、前記投影光学系は前記原画パターン領域の投影像を
前記感光性円板上に倍率ｍで反転投影するように構成さ
れ、前記原画パターン領域の輪帯中心点の前記光軸からの偏
心量をＳｒとしたとき、前記感光性円板の中心点の前記
光軸からの偏心量Ｓｗをｍ・Ｓｒにするとともに、前記
物体面内、又は前記像面内で見たとき、前記原画パター
ン領域の輪帯中心点と前記感光性円板中心点とを前記光
軸を挾んで互いに反対側に配置したことを特徴とする請
求項１に記載の方法。
【請求項３】前記マスク基板への照明光の照射領域を、
前記原画パターン領域の輪帯中心点とほぼ一致した原点
を持ち、前記直径ｒの円形視野領域内に包含される扇形
に制限したことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】同心円状、若しくは螺旋状の周回トラック
が径方向にほぼ一様のピッチで刻設されたディスク媒体
を、投影光学系を用いたリソグラフィ法により製造する
装置において、前記ディスク媒体上に刻設すべき周回トラックの領域に
対応した輪帯状の原画パターン領域が形成されたリソグ
ラフィ用のマスク基板を、前記原画パターン領域の輪帯
中心点をほぼ原点として前記投影光学系の物体面内で回
転可能に保持する第１の回転保持手段と；前記マスク基板の原画パターン領域のうちの一部を、前
記輪帯の径方向の幅とほぼ同程度の長さを有して前記輪
帯の径方向に伸びたスリット状、若しくは扇状に制限さ
れた照明光で照射する照明手段と；前記スリット状、若しくは扇状に制限された照明光で照
射された前記原画パターン領域内の一部分の像を、所定
の結像面内に投影する投影光学系と；前記ディスク媒体となる感光性円板を前記結像面内に保
持するとともに、該感光性円板の中心点を前記投影光学
系に関して前記マスク基板の輪帯中心点とほぼ共役な位
置に配置した状態で前記感光性円板をその中心点を原点
として回転させる第２の回転保持手段と；前記マスク基板と前記感光性基板とがほぼ等しい角速度
で同期回転するように、前記第１と第２の回転保持手段
を回転駆動させる駆動制御手段と；前記マスク基板と前記感光性基板が前記同期回転してい
るとき、その回転がほぼ整数回する間だけ前記マスク基
板が前記照明光によって照射されるように制御する照射
制御手段とを備え、前記原画パターン領域の像を前記感光性基板上に回転走
査露光することを特徴とするディスク媒体の製造装置。
【請求項５】マスクと被露光基板とを同期して動かしな
がら、前記マスクに形成されたパターンを用いて前記被
露光基板を走査露光する露光方法において、前記走査露光に使用される照明光の照明領域をスリット
状に規定し；該スリット状の照明領域を横切る間に前記被露光基板上
で得られる露光量を均一化するために、前記スリット状
の照明領域内の長手方向の照度均一性を変化させること
を特徴とする露光方法。
【請求項６】前記スリット状の照明領域内の長手方向の
照度を連続的に変化させることを特徴とする請求項５に
記載の方法。
【請求項７】前記照明領域を規定する視野絞りの近傍位
置に設けたフィルターを使って、前記スリット状の照明
領域内の長手方向の照度均一性を変化させることを特徴
とする請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】マスクと被露光基板とを同期して動かしな
がら、前記マスクに形成されたパターンを用いて前記被
露光基板を走査露光する露光方法において、前記走査露光に使用されるパルス発振型の照明光の前記
マスク上における照明領域の照度分布は、前記マスクの
動く方向のエッジに傾きを有し；前記被露光基板上の各点が前記パルス発振型の照明光で
複数回露光されるように、前記照度分布を持った照明光
に対して前記被露光基板を動かすことを特徴とする露光
方法。
【請求項９】前記照明光はパルス発振毎に強度ばらつき
を有することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】前記照度分布の傾きはＮＤフィルタを使
って形成することを特徴とする請求項８または９に記載
の方法。
【請求項１１】前記照度分布の傾きは、前記照明領域を
規定する規定部材のエッジを前記マスクと共役な面から
ずらして形成することを特徴とする請求項８または９に
記載の方法。
【請求項１２】前記照度分布の傾きの幅を、前記照明領
域内の位置に応じて異ならせることを特徴とする請求項
８または９に記載の方法。
【請求項１３】マスクと被露光基板とを同期して動かし
ながら、前記マスクに形成されたパターンを用いて前記
被露光基板を走査露光する露光装置において、前記マスクのフォーカス合わせのための第１情報を検出
し；前記被露光基板のフォーカス合わせのための第２情報を
検出し；前記第１情報と前記第２情報とに基づいて、前記フォー
カス合わせのために、前記マスクと前記被露光基板との
相対的な位置関係を調整することを特徴とする露光方
法。
【請求項１４】マスクと被露光基板とを同期して動かす
とともに、前記マスクに形成されたパターンの像を投影
光学系を介して被露光基板上に投影することにより、前
記被露光基板を走査露光する露光方法において、前記マスクのパターンから発生する異なる次数の回折光
が、前記投影光学系の瞳の中心から偏心した位置を対称
な関係で通過するように、前記マスクに照明光束を傾け
て入射させることを特徴とする露光方法。
【請求項１５】マスクと被露光基板とを同期して動かす
とともに、前記マスクに形成されたパターンの像を投影
光学系を介して被露光基板上に投影することにより、前
記被露光基板を走査露光する露光方法において、第１の照明光束によって前記マスクのパターンから発生
する次数ｍの回折光と第２の照明光束によって前記マス
クのパターンから発生する次数ｎ（ｎ≠ｍ）の回折光と
が前記投影光学系の瞳上で同じ位置を通過するように、
前記第１照明光束と前記第２照明光束とを互いに異なる
方向から前記マスクに傾けて入射させることを特徴とす
る露光方法。
【請求項１６】マスクと被露光基板とを同期して動かし
ながら、前記マスクに形成されたパターンを用いて前記
被露光基板を走査露光する露光装置において、前記走査露光のために前記マスクを動かす第１駆動機構
と、前記走査露光のために前記被露光基板を動かす第２駆動
機構と、前記マスクのパターンの像を前記被露光基板上に投影す
るための投影光学系と、前記マスクのフォーカス合わせのための情報を検出する
第１センサと、前記被露光基板のフォーカス合わせのための情報を検出
する第２センサと、前記第１センサと前記第２センサからの検出信号に基づ
いて、前記マスクと前記被露光基板との相対的な位置関
係を調整するフォーカス制御系と、を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項１７】前記マスクのレベリング機構をさらに備
え、前記フォーカス制御系は、前記第１センサと前記第２セ
ンサとの検出信号に基づいて前記レベリング機構を制御
することを特徴とする請求項１６に記載の露光装置。
【請求項１８】前記投影光学系の光軸にほぼ垂直な面内
における前記被露光基板の位置情報を計測する測長器を
さらに備えたことを特徴とする請求項１６または１７に
記載の装置。
【請求項１９】前記照明光の照明領域をスリット状に規
定する規定部材をさらに備えたことを特徴とする請求項
１６から１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】マスクと被露光基板とを同期して動かし
ながら、前記マスクに形成されたパターンを用いて前記
被露光基板を走査露光する露光装置において、前記走査露光のために前記マスクを動かす第１駆動機構
と、前記走査露光のために前記被露光基板を動かす第２駆動
機構と、前記被露光基板を走査露光するために、前記マスクの動
きと前記被露光基板の動きとが同期するように、前記第
１駆動機構と前記第２駆動機構とを制御する制御系と、前記マスクの動く速度と前記被露光基板の動く速度との
速度差を検出する検出系と、を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項２１】前記検出系は光干渉方式を用いて前記速
度差を検出することを特徴とする請求項２０に記載の装
置。
【請求項２２】前記検出系は、前記マスクに形成された
回折格子と前記被露光基板に形成された回折格子とを用
いて前記速度差を検出することを特徴とする請求項２０
に記載の装置。
【請求項２３】マスクに形成されたパターンを用いて被
露光基板を走査露光する露光装置において、前記マスクを動かすための第１駆動機構と、前記被露光基板を動かすための第２駆動機構と、前記被露光基板を走査露光するために、前記マスクの動
きと前記被露光基板の動きとが同期するよう前記第１駆
動機構と前記第２駆動機構とを制御する制御系と、前記マスクのパターンの像を前記被露光基板上に投影す
る投影光学系と、前記マスクのパターンから発生する異なる次数の回折光
が、前記投影光学系に瞳の中心から偏心した位置を対称
な関係で通過するように、前記マスクに照明光束を傾け
て入射させる光学部材と、を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項２４】マスクに形成されたパターンを用いて被
露光基板を走査露光する露光装置において、前記マスクを動かすための第１駆動機構と、前記被露光基板を動かすための第２駆動機構と、前記被露光基板を走査露光するために、前記マスクの動
きと前記被露光基板の動きとが同期するよう前記第１駆
動機構と前記第２駆動機構とを制御する制御系と、前記マスクのパターンの像を前記被露光基板上に投影す
る投影光学系と、第１の照明光束によって前記マスクのパターンから発生
する次数ｍの回折光と第２の照明光束によって前記マス
クのパターンから発生する次数ｎ（ｎ≠ｍ）の回折光と
が前記投影光学系の瞳上で同じ位置を通過するように、
前記第１照明光束と前記第２照明光束とを互いに異なる
方向から前記マスクに傾けて入射させる光学部材と、を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項２５】前記第１照明光束と前記第２照明光束と
を一組として、前記光学部材は２組の照明光束を前記マスクに入射させ
ることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】前記光学部材は、前記第１照明光束と前
記第２照明光束の交差角を調整可能であることを特徴と
する請求項２４または２５に記載の装置。
【請求項２７】パルス発振される照明光をマスクと基板
とに導くとともに、前記マスクと前記基板とを同期して
動かすことにより、前記マスクに形成されたパターンを
用いて前記被露光基板を走査露光する露光方法におい
て、前記マスクを動かすための第１駆動機構と、前記被露光基板を動かすための第２駆動機構と、前記照明光を前記マスクに導くとともに、前記マスク上
における照明領域の照度分布を前記マスクの動く方向の
エッジで傾きを有するように規定する照明系と、前記照度分布を有するパルス発振型の照明光で前記被露
光基板上の各点が複数回露光されるように、前記第１駆
動機構と前記第２駆動機構とを制御する制御系と、を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項２８】前記照明光はパルス発振毎に強度ばらつ
きを有することを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】前記マスクのパターンの像を前記被露光
基板上に投影する投影光学系と、第１の照明光束によって前記マスクのパターンから発生
する次数ｍの回折光と第２の照明光束によって前記マス
クのパターンから発生する次数ｎ（ｎ≠ｍ）の回折光と
が前記投影光学系の瞳上で同じ位置を通過するように、
前記第１照明光束と前記第２照明光束とを互いに異なる
方向から前記マスクに傾けて入射させる光学部材と、をさらに備えたことを特徴とする請求項２７または２８
に記載の装置。
【請求項３０】前記マスクのパターンの像を前記被露光
基板上に投影する投影光学系と、第１の照明光束によって前記マスクのパターンから発生
する次数ｍの回折光と第２の照明光束によって前記マス
クのパターンから発生する次数ｎ（ｎ≠ｍ）の回折光と
が前記投影光学系の瞳上で同じ位置を通過するように、
前記第１照明光束と前記第２照明光束とを互いに異なる
方向から前記マスクに傾けて入射させる光学部材と、をさらに備えたことを特徴とする請求項２７または２８
に記載の装置。
【請求項３１】前記照明系は、前記光学部材と前記マス
クとの間に、前記マスク上における照明領域をスリット
状に規定する規定部材を有することを特徴とする請求項
３０または３０に記載の装置。
【請求項３２】前記マスクのパターンの像を前記被露光
基板上に投影するための投影光学系と、前記マスクのフォーカス合わせのための情報を検出する
第１センサと、前記被露光基板のフォーカス合わせのための情報を検出
する第２センサと、前記第１センサと前記第２センサからの検出信号に基づ
いて、前記マスクと前記被露光基板との相対的な位置関
係を調整するフォーカス制御系と、を備えたことを特徴とする請求項２７から３１のいずれ
か一項に記載の装置。
【請求項３３】前記マスクのレベリング機構をさらに備
えたことを特徴とする請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】前記マスクの動く速度と前記被露光基板
の動く速度との速度差を検出する検出系をさらに備えた
ことを特徴とする請求項２７から３３のいずれか一項に
記載の装置。