JP2674578B2 - Scanning exposure apparatus and exposure method - Google Patents

Scanning exposure apparatus and exposure method

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JP2674578B2
JP2674578B2 JP7220445A JP22044595A JP2674578B2 JP 2674578 B2 JP2674578 B2 JP 2674578B2 JP 7220445 A JP7220445 A JP 7220445A JP 22044595 A JP22044595 A JP 22044595A JP 2674578 B2 JP2674578 B2 JP 2674578B2
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する分野】本発明は、半導体素子や液晶表示
素子等の製造過程中のリソグラフィー工程で使用される
投影露光装置とその露光方法に関し、特に投影光学系に
対してマスクと感光基板とが相対走査される走査露光装
置とその露光方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure apparatus and an exposure method used in a lithography process during the manufacturing process of semiconductor devices, liquid crystal display devices and the like, and more particularly, to a mask and a photosensitive substrate for a projection optical system. The present invention relates to a relative scanning exposure apparatus and an exposure method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の投影露光装置には大別し
て2つの方式があり、1つはマスク(レチクル)のパタ
ーン全体を内包し得る露光フィールドを持った投影光学
系を介してウェハやプレート等の感光基板をステップ・
アンド・リピート方式で露光する方法であり、もう1つ
はマスクと感光基板とを投影光学系を挟んで対向させて
円弧状スリット照明光のマスク照明のもとで相対走査し
て露光するスキャン方法である。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are roughly two types of projection exposure apparatuses of this type. One is a wafer through a projection optical system having an exposure field capable of containing the entire mask (reticle) pattern. Step the photosensitive substrate such as plate
The other is a method of exposing by the and repeat method, and the other is a scanning method in which a mask and a photosensitive substrate are opposed to each other with a projection optical system sandwiched therebetween and relative scanning is performed under mask illumination of arc-shaped slit illumination light. Is.

【0003】前者のステップ・アンド・リピート露光方
式を採用したステッパーは、最近のリソグラフィー工程
で主流をなす装置であり、後者のスキャン露光方式を採
用したアライナーにくらべて、解像力、重ね合せ精度、
スループット等がいずれも高くなってきており、今後も
しばらくはステッパーが主流であるものと考えられてい
る。
The stepper using the former step-and-repeat exposure method is a mainstream apparatus in the recent lithography process, and has a higher resolution, superposition accuracy, and a higher accuracy than the aligner adopting the latter scan-exposure method.
Throughput and the like are increasing, and steppers are considered to be the mainstream for some time to come.

【0004】ところで、最近スキャン露光方式において
も高解像力を達成する新たな方式が、SPIE Vol.1
088 Optical/Laser Microlithography II(198
9)の第424頁〜433頁においてステップ・アンド
・スキャン方式として提案された。ステップ・アンド・
スキャン方式とは、マスク(レチクル)を一次元に走査
しつつ、ウェハをそれと同期した速度で一次元に走査す
るスキャン方式と、走査露光方向と直交する方向にウェ
ハをステップ移動させる方式とを混用したものである。
Recently, a new system which achieves a high resolution even in a scan exposure system is disclosed in SPIE Vol.
088 Optical / Laser Microlithography II (198
9), pages 424 to 433, a step-and-scan method was proposed. Step and
The scanning method is a combination of a scanning method in which the mask (reticle) is scanned in one dimension while the wafer is scanned in one dimension at a speed synchronized with it, and a method in which the wafer is step-moved in a direction orthogonal to the scanning exposure direction. It was done.

【0005】図9は、ステップ&スキャン方式の概念を
説明する図であるが、ここではウェハW上のX方向のシ
ョット領域(1チップ、又はマルチチップ)の並びを円
弧状スリット照明光RILで走査露光し、Y方向につい
てはウェハWをステッピングする。同図中、破線で示し
た矢印がステップ&スキャン(以下、S&Sとする)の
露光順路を表わし、ショット領域SA1 、SA2 、……
SA6 の順にS&S露光を行ない、次にウェハWの中央
にY方向に並んだショット領域SA7 、SA8、……S
A12の順に同様のS&S露光を行なう。
FIG. 9 is a diagram for explaining the concept of the step-and-scan method. In this case, the arrangement of shot areas (one chip or multi-chip) in the X direction on the wafer W is determined by arc-shaped slit illumination light RIL. Scanning exposure is performed, and the wafer W is stepped in the Y direction. In the drawing, arrows indicated by broken lines indicate exposure routes of step & scan (hereinafter, referred to as S & S), and shot areas SA1, SA2, ...
S & S exposure is performed in the order of SA6, and then the shot areas SA7, SA8,.
The same S & S exposure is performed in the order of A12.

【0006】上記文献に開示されたS&S方式のアライ
ナーでは、円弧状スリット照明光RILで照明されたレ
チクルパターンの像は、1/4倍の縮小投影光学系を介
してウェハW上に結像されるため、レチクルステージの
X方向の走査速度は、ウェハステージのX方向の走査速
度の4倍に精密に制御される。また、円弧状スリット照
明光RILを使うのは、投影光学系として屈折素子と反
射素子とを組み合せた縮小系を用い、光軸から一定距離
だけ離れた像高点の狭い範囲(輪帯状)で各種収差がほ
ぼ零になるという利点を得るためである。そのような反
射縮小投影系の一例は、例えばUSP.4,747,678
に開示されている。
In the S & S type aligner disclosed in the above document, the image of the reticle pattern illuminated by the arc-shaped slit illumination light RIL is formed on the wafer W via a 1/4 reduction projection optical system. Therefore, the scanning speed of the reticle stage in the X direction is precisely controlled to be four times the scanning speed of the wafer stage in the X direction. The arc-shaped slit illumination light RIL is used for a projection optical system using a reduction system in which a refraction element and a reflection element are combined, and in a narrow range of an image height point (a ring shape) separated from the optical axis by a certain distance. This is to obtain an advantage that various aberrations become almost zero. One example of such a reflection reduction projection system is disclosed in, for example, USP. 4,747,678
Is disclosed.

【0007】このような円弧状スリット照明光を使うS
&S露光方式の他に、円形のイメージフィールドを有す
る通常の投影光学系(フル・フィールドタイプ)をS&
S露光方式に応用する試みが、例えば特開平2−229
423号公報で提案された。この公開公報には、レチク
ル(マスク)を照明する露光光の形状を投影レンズ系の
円形フィールドに内接する正六角形にし、その正六角形
の対向する2辺のエッジが走査露光方向と直交する方向
に伸びるようにすることで、スループットをより向上さ
せたS&S露光を実現することが開示されている。
[0007] S using such arc-shaped slit illumination light
In addition to the & S exposure method, a normal projection optical system (full field type) having a circular image field
Attempts to apply the S exposure method have been disclosed in, for example,
No. 423. This publication discloses that a shape of exposure light for illuminating a reticle (mask) is a regular hexagon inscribed in a circular field of a projection lens system, and two opposite edges of the regular hexagon are oriented in a direction orthogonal to a scanning exposure direction. It is disclosed that by extending the length, S & S exposure with further improved throughput is realized.

【0008】すなわちこの公開公報においては、スキャ
ン露光方向のレチクル(マスク)照明領域を極力大きく
取ることによって、レチクルステージ、ウェハステージ
の走査速度を、円弧状スリット照明光を使ったS&S露
光方式にくらべて格段に高くできることが示されてい
る。
That is, in this publication, the reticle (mask) illuminating area in the scanning exposure direction is made as large as possible so that the scanning speed of the reticle stage and the wafer stage can be reduced as compared with the S & S exposure method using the arc-shaped slit illumination light. It shows that it can be significantly higher.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記、特開平2−22
9423号公報に開示された従来技術によれば、走査露
光方向に関するマスク照明領域を極力広くしてあるた
め、スループット上では有利である。ところが、実際の
マスクステージ、ウェハステージの走査シーケンスを考
慮すると、上記公開公報に開示された装置においても、
図9のようなジクザクのS&S方式にせざるを得ない。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned JP-A-2-22
According to the conventional technique disclosed in Japanese Patent No. 9423, the mask illumination area in the scanning exposure direction is made as large as possible, which is advantageous in throughput. However, considering the actual mask stage and the scanning sequence of the wafer stage, even in the apparatus disclosed in the above-mentioned publication,
A zigzag S & S system as shown in FIG. 9 must be used.

【0010】なぜなら、ウェハWの直径を150mm(6
インチ)として、1回の連続したX方向走査のみでウェ
ハ直径分の一列のショット領域の並びの露光を完了しよ
うとすると、1/5倍の投影レンズ系を使うことを前提
としたとき、レチクルの走査方向(X方向)の長さは7
50mm(30インチ)にも達してしまい、このようなレ
チクルの製造が極めて困難だからである。
This is because the diameter of the wafer W is set to 150 mm (6
Inch), in order to complete the exposure of a row of shot areas corresponding to the diameter of the wafer by only one continuous X-direction scan, the reticle is assumed to use a 1 / 5-fold projection lens system. Is 7 in the scanning direction (X direction)
This is because it has reached 50 mm (30 inches), and it is extremely difficult to manufacture such a reticle.

【0011】仮りにそのようなレチクルが製造できたと
しても、そのレチクルをX方向に走査するレチクルステ
ージのストロークは750mm以上必要であることから、
装置が極めて大型化することは必須である。このため、
上記公開公報のような装置であっても、ジクザク走査を
せざるを得ない。従って、走査露光方向に隣接したショ
ット領域、例えば図9中のショット領域SA1 とSA12
とでは、隣りのショット領域内にレチクルパターンが転
写されないようにレチクル上のパターン領域の周辺を遮
光体で広く覆っておく必要があった。
Even if such a reticle can be manufactured, a stroke of a reticle stage for scanning the reticle in the X direction needs to be 750 mm or more.
It is essential that the device be extremely large. For this reason,
Even in the apparatus disclosed in the above-mentioned publication, zigzag scanning has to be performed. Therefore, shot areas adjacent to each other in the scanning exposure direction, for example, shot areas SA1 and SA12 in FIG.
Therefore, it is necessary to widely cover the periphery of the pattern area on the reticle with a light shielding member so that the reticle pattern is not transferred to the adjacent shot area.

【0012】図10は六角形の照明領域HIL、投影レ
ンズ系の円形イメージフィールドIF、及びレチクルR
の走査露光時の配置を示し、図10(A)は六角形照明
領域HILがレチクルR上のスキャン開始位置に設定さ
れた状態を表し、この状態からレチクルRのみが同図中
の右方向に一次元移動する。そして1回のスキャン終了
時には図10(B)のようになる。
FIG. 10 shows a hexagonal illumination area HIL, a circular image field IF of a projection lens system, and a reticle R.
FIG. 10A shows a state where the hexagonal illumination area HIL is set at the scan start position on the reticle R, and from this state, only the reticle R moves rightward in FIG. Move one dimension. At the end of one scan, the result is as shown in FIG.

【0013】この図10中でCP1 、CP2 、……CP
6 の夫々はレチクルR上にX方向に並べて形成されたチ
ップパターンであり、これら6つのチップパターンの並
びがX方向の1回のスキャンで露光されるべきショット
領域に対応している。尚、同図中、六角形照明領域HI
Lの中心点はイメージフィールドIFの中心、すなわち
投影レンズ系の光軸AXとほぼ一致している。
In FIG. 10, CP1, CP2, ... CP
Each of 6 is a chip pattern formed side by side in the X direction on the reticle R, and the array of these 6 chip patterns corresponds to the shot area to be exposed by one scan in the X direction. In the figure, the hexagonal illumination area HI
The center point of L substantially coincides with the center of the image field IF, that is, the optical axis AX of the projection lens system.

【0014】この図10からも明らかなように、レチク
ルR上の走査開始部分や走査終了部分では、パターン領
域の外側に、少なくとも六角形照明領域HILの走査方
向の幅寸法以上の遮光体を必要とする。同時に、レチク
ルR自体も走査方向の寸法が大きくなるとともにレチク
ルステージのX方向の移動ストロークも、チップパター
ンのCP1 〜CP6 全体のX方向の寸法と六角形照明領
域HILの走査方向の寸法との合計分だけ必要となる
等、装置化にあたっての問題点が考えられる。
As is apparent from FIG. 10, at the scanning start portion and the scanning end portion on the reticle R, a light shield having at least the width dimension of the hexagonal illumination area HIL in the scanning direction is required outside the pattern area. And At the same time, the reticle R itself has a large dimension in the scanning direction, and the moving stroke in the X direction of the reticle stage is the sum of the dimension in the X direction of the chip patterns CP1 to CP6 as a whole and the dimension in the scanning direction of the hexagonal illumination area HIL. There may be some problems in making it into a device, such as the fact that only the amount required.

【0015】さらに、レチクルステージの移動ストロー
クが十分に大きいことから、レチクル上のパターン領域
周辺の遮光体の面積を大きくできたとしても、走査露光
の開始期間と終了期間とでは露光用の照明光が周辺の遮
光体を広い面積に渡って照射することになり、遮光体中
のピンホール欠陥による迷光の発生確率や照射によるレ
チクルの温度変化が増大すると言った重大な問題点が生
じる。
Further, since the movement stroke of the reticle stage is sufficiently large, even if the area of the light shield around the pattern area on the reticle can be increased, the illumination light for exposure is used between the start period and the end period of scanning exposure. Irradiates the surrounding light shield over a wide area, which causes a serious problem that the probability of generation of stray light due to pinhole defects in the light shield and the temperature change of the reticle due to irradiation increase.

【0016】本発明は上述のような問題点に鑑み、走査
露光処理の際のレチクル(マスク)に対する照明光の照
射を時間的または面積的に最適化し、ピンホール欠陥に
よる迷光発生の確率の低減、照射によるマスクへの各種
影響の低減を図った走査露光装置、及びそのような装置
を使った露光方法を提供することを目的とする。さらに
本発明は、マスク上のパターン露光領域の周辺に格別に
広い遮光体を設けることなく、しかもレチクル(マス
ク)ステージの走査露光時の移動ストロークも最小限に
しつつ、スループットを高めたスキャン方式(又はS&
S方式)の走査露光装置を提供することを目的とする。
In view of the above problems, the present invention optimizes the irradiation of the reticle (mask) with the illumination light during the scanning exposure process temporally or areawise, and reduces the probability of stray light generation due to pinhole defects. It is an object of the present invention to provide a scanning exposure apparatus that reduces various effects on a mask due to irradiation, and an exposure method using such an apparatus. Further, according to the present invention, a scanning method that improves throughput without providing a particularly wide light shield around the pattern exposure area on the mask and minimizing the movement stroke of the reticle (mask) stage during scanning exposure ( Or S &
An object of the present invention is to provide a scanning exposure apparatus of S type).

【0017】[0017]

【課題を達成する為の手段】本願の第1、第2発明は、
所定形状(矩形またはスリット状)に制限された照明光
で照射されるマスク(レチクルR)上の回路パターン
(CPn)の一部の像を感光基板(ウェハW)上に投影
する投影光学系(PL)と、回路パターンの全体を感光
基板上に所定のシーケンスで走査露光するためにマスク
と感光基板とを投影光学系に対して相対移動させる移動
手段(ステージ30,48)とを備えた走査露光装置に
適用される。
The first and second inventions of the present application are as follows.
A projection optical system for projecting a part of the image of the circuit pattern (CPn) on the mask (reticle R) illuminated with the illumination light limited to a predetermined shape (rectangular or slit shape) onto the photosensitive substrate (wafer W) ( PL) and moving means (stages 30, 48) for moving the mask and the photosensitive substrate relative to the projection optical system in order to scan and expose the entire circuit pattern on the photosensitive substrate in a predetermined sequence. It is applied to exposure equipment.

【0018】そして本願の第1発明による装置では、露
光用光源(ランプ2)からの光を入射して2次光源像を
作る2次光源生成手段(フライアイレンズ系14)と、
その2次光源像からの光を所定形状(矩形状またはスリ
ット状)の照明光としてマスク(レチクルR)上に集光
する集光光学系(レンズ系24,ミラー26,メインコ
ンデンサーレンズ28)と、2次光源生成手段(14)
と集光光学系(24,26,28)との間に配置され
て、走査露光のシーケンスに同期して照明光のマスク
(R)上での照射面積を変化させる遮光手段(ブライン
ド機構20の可動ブレードBL1 〜BL4 )とを設ける
ことを特徴している。
In the apparatus according to the first invention of the present application, secondary light source generating means (fly-eye lens system 14) for making light from the exposure light source (lamp 2) incident to form a secondary light source image,
A condensing optical system (lens system 24, mirror 26, main condenser lens 28) that condenses light from the secondary light source image onto a mask (reticle R) as illumination light having a predetermined shape (rectangular shape or slit shape). Secondary light source generation means (14)
And a condensing optical system (24, 26, 28), which is arranged between the light condensing optical system (24, 26, 28) and changes the irradiation area of the illumination light on the mask (R) in synchronization with the scanning exposure sequence (of the blind mechanism 20). The movable blades BL1 to BL4) are provided.

【0019】さらに本願の第2発明による装置では、第
1発明と同様の露光用光源(ランプ2)と2次光源生成
手段(フライアイレンズ系14)との他に、2次光源生
成手段(14)と光源(2)との間に配置されて光源か
らの光の遮断と開放を切り替える第1の遮光手段(ロー
タリーシャッター6)と、2次光源像からの光を所定形
状(矩形状またはスリット状)の照明光としてマスク
(R)上に集光する集光光学系(レンズ系24,ミラー
26,メインコンデンサーレンズ28)と、2次光源生
成手段(14)と集光光学系(24,26,28)との
間に配置されてマスクに対する照明光の照射状態と非照
射状態とを切り替える第2の遮光手段(ブラインド機構
20の可動ブレードBL1 〜BL4 )と、第1の遮光手
段(6)と第2の遮光手段(BL1 〜BL4 )のいずれ
一方または双方を感光基板(W)に対する走査露光のシ
ーケンスに応じて連携制御する手段(主制御部100)
とを設けることを特徴している。
Further, in the apparatus according to the second invention of the present application, in addition to the exposure light source (lamp 2) and the secondary light source generating means (fly-eye lens system 14) similar to those of the first invention, the secondary light source generating means ( 14) and the light source (2), which is arranged between the light source (2) and a first light blocking means (rotary shutter 6) that switches between blocking and opening of the light from the light source, and the light from the secondary light source image to a predetermined shape (rectangular or Condensing optical system (lens system 24, mirror 26, main condenser lens 28) for condensing on the mask (R) as slit-shaped illumination light, secondary light source generating means (14), and condensing optical system (24). , 26, 28) for switching the irradiation state and the non-irradiation state of the illumination light to the mask (movable blades BL1 to BL4 of the blind mechanism 20) and the first light shielding means ( 6) and second shading Means (main control unit 100) for cooperatively controlling one or both of the means (BL1 to BL4) according to the sequence of scanning exposure for the photosensitive substrate (W).
And is provided.

【0020】また本願の第3発明は、所定形状(矩形状
またはスリット状)に制限された照明光で照射されるマ
スク(レチクルR)上の回路パターン(CPn)の一部
の像を投影光学系(PL)を介して感光基板(ウェハ
W)上の複数の被露光領域のうちの1つの領域に投影し
つつ、マスクと感光基板とを投影光学系に対して相対的
に一次元移動させて回路パターンの全体を感光基板上の
1つの被露光領域に走査露光することを、複数の被露光
領域の各々に対して繰り返す露光方法、いわゆるステッ
プ・アンド・スキャン方法に適用される。
The third invention of the present application is an optical system for projecting an image of a part of a circuit pattern (CPn) on a mask (reticle R) illuminated with illumination light limited to a predetermined shape (rectangular shape or slit shape). The mask and the photosensitive substrate are moved one-dimensionally relative to the projection optical system while projecting onto one of a plurality of exposed regions on the photosensitive substrate (wafer W) via the system (PL). The present invention is applied to a so-called step-and-scan method, in which scanning exposure of one entire exposed area on a photosensitive substrate is repeated for each of a plurality of exposed areas.

【0021】そしてこの第3発明による方法では、感光
基板(ウェハW)上の1つの被露光領域に対する走査露
光が完了して次の被露光領域に対する走査露光が開始さ
れるまでの間は、マスク(レチクルR)に達する照明光
の形状(矩形状またはスリット状)を変化させずに照度
を一様に変化させるための第1の照明制御手段(ロータ
リーシャッター6)を動作させて照明光の照度を零に保
ち、感光基板(W)の被露光領域に対する走査露光の期
間中は、マスク(R)に達する照明光の照度の一様性を
変化させずに面積を変化させる第2の照明制御手段(ブ
ラインド機構20)を動作させてマスクと感光基板との
相対的な移動位置に応じて照明光の面積を変更する段階
を実行することを特徴している。
In the method according to the third aspect of the present invention, until the scanning exposure for one exposed region on the photosensitive substrate (wafer W) is completed and the scanning exposure for the next exposed region is started, Illuminance of illumination light by operating the first illumination control means (rotary shutter 6) for uniformly changing the illuminance without changing the shape (rectangular shape or slit shape) of the illumination light reaching the (reticle R). Is kept at zero, and the area is changed without changing the uniformity of the illuminance of the illumination light reaching the mask (R) during the scanning exposure of the exposed region of the photosensitive substrate (W). It is characterized in that the step (blind mechanism 20) is operated to change the area of the illumination light according to the relative movement position of the mask and the photosensitive substrate.

【0022】このように構成された本願の各発明によれ
ば、マスク上の回路パターン領域の周辺に形成される遮
光体の幅を小さくできるとともに、遮光体に対する照明
光の照射時間や照射量も従来の特開平2−229423
号公報に開示された方式に比べて格段に短くなり、照射
による影響(マスクの温度変化等)も低減されることに
なるから、特に光源として連続発光する水銀ランプ等を
用いたときに有効である。
According to each of the inventions of the present application configured as described above, the width of the light shield formed around the circuit pattern region on the mask can be reduced, and the irradiation time and the irradiation amount of the illumination light to the light shield can be reduced. Conventional JP-A-2-229423
Compared with the method disclosed in Japanese Patent Publication, it is much shorter and the effect of irradiation (change in mask temperature, etc.) is also reduced, so it is particularly effective when using a mercury lamp that continuously emits light as a light source. is there.

【0023】また、走査露光の際は本質的に第2の遮光
手段(照明制御手段)のみでもマスクに対する迷光防止
が可能であるが、第1の遮光手段(照明制御手段)を併
用することでより確実な迷光防止ができるばかりでな
く、2次光源生成手段等の光学部品や第2の遮光手段
(照明制御手段)自体を照明光の照射から保護すること
が可能となる。
Further, during scanning exposure, it is possible to prevent stray light with respect to the mask by essentially only the second light shielding means (illumination control means), but by using the first light shielding means (illumination control means) together. Not only can more reliable stray light be prevented, but also the optical components such as the secondary light source generating means and the second light shielding means (illumination control means) themselves can be protected from the irradiation of the illumination light.

【0024】[0024]

【発明の実施の態様】以下、本発明の各実施例を図面を
参照して説明する。まず図1は本発明の第1の実施例に
よる投影露光装置の構成を示し、本実施例では両側テレ
セントリックで1/5縮小の屈折素子のみ、あるいは屈
折素子と反射素子との組み合わせで構成された投影光学
系(以下、簡便のため単に投影レンズと呼ぶ)PLを使
うものとする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, FIG. 1 shows the configuration of a projection exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention. In this embodiment, it is constituted by a bilateral telecentric refraction element of ⅕ reduction only, or a combination of a refraction element and a reflection element. A projection optical system (hereinafter, simply referred to as a projection lens) PL is used.

【0025】水銀ランプ2からの露光用照明光は楕円鏡
4で第2焦点に集光される。この第2焦点には、モータ
8によって照明光の遮断と透過とを切り替えるロータリ
ーシャッター6が配置される。シャッター6を通った照
明光束はミラー10で反射され、インプットレンズ12
を介してフライアイレンズ系14に入射する。フライア
イレンズ系14の射出側には、多数の2次光源像が形成
され、各2次光源像からの照明光はビームスプリッタ1
6を介してレンズ系(コンデンサーレンズ)18に入射
する。
The exposure illumination light from the mercury lamp 2 is focused on the second focus by the elliptical mirror 4. At this second focal point, a rotary shutter 6 that switches between blocking and transmission of illumination light by a motor 8 is arranged. The illumination light flux passing through the shutter 6 is reflected by the mirror 10 and is reflected by the input lens 12.
, And enters the fly-eye lens system 14. Many secondary light source images are formed on the exit side of the fly-eye lens system 14, and illumination light from each secondary light source image is
The light is incident on a lens system (condenser lens) 18 through 6.

【0026】レンズ系18の後側焦点面には、レチクル
ブラインド機構20の可動ブレードBL1 、BL2 、B
L3 、BL4 が図2のように配置されている。4枚のブ
レードBL1 、BL2 、BL3 、BL4 は夫々駆動系2
2によって独立に移動される。本実施例ではブレードB
L1 、BL2 のエッジによってX方向(走査露光方向)
の開口APの幅が決定され、ブレードBL3 、BL4 の
エッジによってY方向(ステッピング方向)の開口AP
の長さが決定されるものとする。また、4枚のブレード
BL1 〜BL4 の各エッジで規定された開口APの形状
は、投影レンズPLの円形イメージフィールドIF内に
包含されるように定められる。
On the rear focal plane of the lens system 18, the movable blades BL1, BL2, B of the reticle blind mechanism 20 are arranged.
L3 and BL4 are arranged as shown in FIG. Each of the four blades BL1, BL2, BL3, BL4 has a drive system 2
2 are moved independently. In this embodiment, blade B
X direction (scanning exposure direction) depending on the edges of L1 and BL2
The width of the opening AP of the blade is determined, and the opening AP in the Y direction (stepping direction) is determined by the edges of the blades BL3 and BL4.
Shall be determined. The shape of the aperture AP defined by the edges of the four blades BL1 to BL4 is defined so as to be included in the circular image field IF of the projection lens PL.

【0027】さて、ブラインド機構20の位置で照明光
は均一な照度分布となり、ブラインド機構20の開口A
Pを通過した照明光は、レンズ系24、ミラー26、及
びメインコンデンサーレンズ28を介してレチクルRを
照射する。このとき、ブラインド機構20の4枚のブレ
ードBL1 〜BL4 規定された開口APの像(矩形状ま
たはスリット状に規定された均一な照度分布の光)がレ
チクルR下面のパターン面に結像される。
Now, the illumination light has a uniform illuminance distribution at the position of the blind mechanism 20, and the opening A of the blind mechanism 20 is opened.
The illumination light that has passed through P illuminates the reticle R via the lens system 24, the mirror 26, and the main condenser lens 28. At this time, an image of the aperture AP defined by the four blades BL1 to BL4 of the blind mechanism 20 (light having a uniform illuminance distribution defined in a rectangular shape or a slit shape) is formed on the pattern surface of the lower surface of the reticle R. .

【0028】尚、レンズ系24とコンデンサーレンズ2
8とによって任意の結像倍率を与えることができるが、
ここではブラインド機構20の開口APを約2倍に拡大
してレチクルRに投影しているものとする。従ってスキ
ャン露光時のレチクルRの走査速度VrsとレチクルR上
に投影されたブラインド機構20のブレードBL1 、B
L2 のエッジ像の移動速度とを一致させるためには、ブ
レードBL1 、BL2のX方向の移動速度VblをVrs/
2に設定すればよい。
The lens system 24 and the condenser lens 2
8 can provide an arbitrary imaging magnification.
Here, it is assumed that the opening AP of the blind mechanism 20 is enlarged about twice and projected onto the reticle R. Accordingly, the scanning speed Vrs of the reticle R during the scanning exposure and the blades BL1, B of the blind mechanism 20 projected on the reticle R
In order to match the moving speed of the edge image of L2, the moving speed Vbl of the blades BL1 and BL2 in the X direction is set to Vrs /
It may be set to 2.

【0029】さて、開口APで規定された照明光を受け
たレチクルRは、コラム32上を少なくともX方向に等
速移動可能なレチクルステージ30に保持される。コラ
ム32は不図示ではあるが、投影レンズPLの鏡筒を固
定するコラムと一体になっている。レチクルステージ3
0は駆動系34によってX方向の一次元走査移動、ヨー
イング補正のための微少回転移動等を行なう。またレチ
クルステージ30の一端にはレーザ干渉計38からの測
長ビームを反射する移動鏡36が固定され、レチクルR
のX方向の位置とヨーイング量がレーザ干渉計38によ
ってリアルタイムに計測される。尚、レーザ干渉計38
用の固定鏡(基準鏡)40は投影レンズPLの鏡筒上端
部に固定されている。
The reticle R that has received the illumination light defined by the opening AP is held by the reticle stage 30 that can move at least uniformly in the X direction on the column 32. Although not shown, the column 32 is integrated with a column for fixing the lens barrel of the projection lens PL. Reticle stage 3
In the case of 0, the drive system 34 performs one-dimensional scanning movement in the X direction, fine rotation movement for yawing correction, and the like. At one end of the reticle stage 30, a movable mirror 36 for reflecting the measurement beam from the laser interferometer 38 is fixed.
The position in the X direction and the yawing amount are measured by the laser interferometer 38 in real time. The laser interferometer 38
Fixed mirror (reference mirror) 40 is fixed to the upper end of the lens barrel of projection lens PL.

【0030】レチクルR上の矩形領域内に形成された回
路パターンの像は投影レンズPLによって1/5に縮小
されてウェハW上に結像される。ウェハWは微小回転可
能なウェハホルダ44に基準マーク板FMとともに保持
される。ホルダ44は投影レンズPLの光軸AX(Z)
方向に微動可能なZステージ46上に設けられる。そし
てZステージ46はX、Y方向に二次元移動するXYス
テージ48上に設けられ、このXYステージ48は駆動
系54で駆動される。
The image of the circuit pattern formed in the rectangular area on the reticle R is reduced to 1/5 by the projection lens PL and imaged on the wafer W. The wafer W is held by a micro-rotatable wafer holder 44 together with the reference mark plate FM. The holder 44 is the optical axis AX (Z) of the projection lens PL.
It is provided on a Z stage 46 which can be finely moved in the direction. The Z stage 46 is provided on an XY stage 48 that two-dimensionally moves in the X and Y directions, and the XY stage 48 is driven by a drive system 54.

【0031】またXYステージ48の座標位置とヨーイ
ング量とはレーザ干渉計50によって計測され、そのレ
ーザ干渉計50のための固定鏡42は投影レンズPLの
鏡筒下端部に固定され、移動鏡52はZステージ46の
一端部に固定される。本実施例では投影倍率を1/5と
したので、スキャン露光時のXYステージ48のX方向
の移動速度Vwsは、レチクルステージ30の速度Vrsの
1/5である。
The coordinate position and yawing amount of the XY stage 48 are measured by the laser interferometer 50, and the fixed mirror 42 for the laser interferometer 50 is fixed to the lower end of the lens barrel of the projection lens PL, and the moving mirror 52. Is fixed to one end of the Z stage 46. Since the projection magnification is set to ⅕ in this embodiment, the moving speed Vws of the XY stage 48 in the X direction during scan exposure is ⅕ of the speed Vrs of the reticle stage 30.

【0032】さらに本実施例では、レチクルRと投影レ
ンズPLとを介してウェハW上のアライメントマーク
(又は基準マークFM)を検出するTTR(スルーザレ
チクル)方式のアライメントシステム60と、レチクル
Rの下方空間から投影レンズPLを介してウェハW上の
アライメントマーク(又は基準マークFM)を検出する
TTL(スルーザレンズ)方式のアライメントシステム
62とを設け、S&S露光の開始前、あるいはスキャン
露光中にレチクルRとウェハWとの相対的な位置合せを
行なうようにした。
Further, in this embodiment, a TTR (through the reticle) type alignment system 60 for detecting an alignment mark (or a reference mark FM) on the wafer W via the reticle R and the projection lens PL, and the reticle R. A TTL (through the lens) type alignment system 62 for detecting the alignment mark (or the reference mark FM) on the wafer W from the lower space via the projection lens PL is provided, and before the start of the S & S exposure or during the scan exposure. The relative alignment between the reticle R and the wafer W is performed.

【0033】また図1中に示した光電センサー64は、
基準マークFMを発光タイプにしたとき、その発光マー
クからの光を投影レンズPL、レチクルR、コンデンサ
ーレンズ28、レンズ系24、18、及びビームスプリ
ッタ16を介して受光するもので、XYステージ48の
座標系におけるレチクルRの位置を規定する場合や、各
アライメントシステム60、62の検出中心の位置を規
定する場合に使われる。
The photoelectric sensor 64 shown in FIG.
When the reference mark FM is of a light emission type, the light from the light emission mark is received through the projection lens PL, reticle R, condenser lens 28, lens systems 24 and 18, and beam splitter 16, and the XY stage 48 It is used when defining the position of the reticle R in the coordinate system or when defining the position of the detection center of each alignment system 60, 62.

【0034】ところでブラインド機構20の開口AP
は、走査方向(X方向)と直交するY方向に関して極力
長い矩形状(又はスリット状)にすることによって、X
方向の走査回数、すなわちウェハWのY方向のステッピ
ング回数を少なくすることができる。ただし、レチクル
R上のチップパターンのサイズや形状、配列によって
は、開口APのY方向の長さをブレードBL3 、BL4
の各エッジで変更した方がよいこともある。例えばブレ
ードBL3 、BL4 の対向するエッジが、ウェハW上の
ショット領域を区画するストリートライン上に合致する
ように調整するとよい。このようにすれば、ショット領
域のY方向のサイズ変化に容易に対応できる。
By the way, the opening AP of the blind mechanism 20
Is a rectangular shape (or a slit shape) that is as long as possible in the Y direction orthogonal to the scanning direction (X direction).
The number of times of scanning in the direction, that is, the number of times of stepping the wafer W in the Y direction can be reduced. However, depending on the size, shape, and arrangement of the chip pattern on the reticle R, the length of the opening AP in the Y direction may be set to the blades BL3 and BL4.
It may be better to change at each edge of. For example, the opposing edges of the blades BL3 and BL4 may be adjusted so as to be aligned with the street line that defines the shot area on the wafer W. By doing so, it is possible to easily cope with the size change of the shot area in the Y direction.

【0035】また1つのショット領域のY方向の寸法が
開口APのY方向の最大寸法以上になる場合は、先の特
開平2−229423号公報にみられるように、ショッ
ト領域の内部でオーバーラップ露光を行なって、露光量
のシームレス化を行なう必要がある。この場合の方法に
ついては後で詳しく述べる。次に本実施例の装置の動作
を説明するが、そのシーケンスと制御は、主制御部10
0によって統括的に管理される。主制御部100の基本
的な動作は、レーザ干渉計38、50からの位置情報、
ヨーイング情報の入力、駆動系34、54内のタコジェ
ネレータ等からの速度情報の入力等に基づいて、スキャ
ン露光時にレチクルステージ30とXYステージ48と
を所定の速度比を保ちつつ、レチクルパターンとウェハ
パターンとの相対位置関係を所定のアライメント誤差内
に押えたまま相対移動させることにある。
When the size of one shot area in the Y direction is equal to or larger than the maximum size of the opening AP in the Y direction, as shown in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 2-229423, the overlap in the shot area occurs. It is necessary to perform exposure to make the exposure amount seamless. The method in this case will be described later in detail. Next, the operation of the apparatus according to the present embodiment will be described.
0 is managed collectively. The basic operation of the main control unit 100 includes position information from the laser interferometers 38 and 50,
Based on the input of yawing information, the input of speed information from a tachogenerator or the like in the drive systems 34 and 54, the reticle stage 30 and the XY stage 48 are maintained at a predetermined speed ratio during scan exposure, The relative movement with respect to the pattern is kept within a predetermined alignment error.

【0036】そして本実施例の主制御部100は、その
動作に加えてブラインド機構20の走査方向のブレード
BL1 、BL2 のエッジ位置をレチクルステージ30の
走査と同期してX方向に移動させるように、駆動系22
を連動制御することを大きな特徴としている。尚、走査
露光時の照明光量を一定すると、開口APの走査方向の
最大開き幅が大きくなるにつれてレチクルステージ3
0、XYステージ48の絶対速度は大きくしなければな
らない。原理的には、ウェハW上のレジストに同一露光
量(dose量)を与えるものとしたとき、開口APの幅を
2倍にすると、XYステージ48、レチクルステージ3
0も2倍の速度にしなければならない。
In addition to its operation, the main controller 100 of this embodiment moves the edge positions of the blades BL1 and BL2 in the scanning direction of the blind mechanism 20 in the X direction in synchronization with the scanning of the reticle stage 30. , Drive system 22
The main feature of this is that it is controlled interlockingly. When the illumination light amount at the time of scanning exposure is constant, the reticle stage 3 becomes larger as the maximum opening width of the opening AP in the scanning direction increases.
0, the absolute speed of the XY stage 48 must be increased. In principle, when the same exposure amount (dose amount) is given to the resist on the wafer W, if the width of the opening AP is doubled, the XY stage 48 and the reticle stage 3
Zero must also be twice as fast.

【0037】図3は図1、図2に示した装置に装着可能
なレチクルRとブラインド機構20の開口APとの配置
関係を示し、ここではレチクルR上に4つのチップパタ
ーンCP1 、CP2 、CP3 、CP4 が走査方向に並ん
でいるものとする。各チップパターンはストリートライ
ンに相当する遮光帯で区画され、4つのチップでパター
ンの集合領域(ショット領域)の周辺はストリートライ
ンよりも広い幅Dsbの遮光帯でかこまれている。ここ
で、レチクルR上のショット領域の周辺の左右の遮光帯
をSBl、SBrとし、その外側にはレチクルアライメ
ントマークRM1、RM2 が形成されているものとす
る。
FIG. 3 shows the positional relationship between the reticle R that can be mounted on the apparatus shown in FIGS. 1 and 2 and the opening AP of the blind mechanism 20. Here, four chip patterns CP1, CP2, CP3 are provided on the reticle R. , CP4 are arranged in the scanning direction. Each chip pattern is defined by a light-shielding band corresponding to a street line, and the periphery of a pattern collection region (shot region) is surrounded by a light-shielding band having a width Dsb wider than the street line. Here, it is assumed that the left and right light-shielding bands around the shot area on the reticle R are SBl and SBr, and reticle alignment marks RM1 and RM2 are formed outside thereof.

【0038】またブラインド機構20の開口APは、走
査方向(X方向)と直交するY方向に平行に伸びたブレ
ードBL1 のエッジE1 とブレードBL2 のエッジE2
を有し、このエッジE1 、E2 の走査方向の幅をDapと
する。さらに開口APのY方向の長さは、レチクルR上
のショット領域のY方向の幅とほぼ一致し、周辺のX方
向に伸びた遮光帯の中心に開口APの長手方向を規定す
るエッジが合致するようにブレードBL3 、BL4 が設
定される。
The opening AP of the blind mechanism 20 has an edge E1 of the blade BL1 and an edge E2 of the blade BL2 extending parallel to the Y direction orthogonal to the scanning direction (X direction).
And the width of the edges E1 and E2 in the scanning direction is Dap. Further, the length of the opening AP in the Y direction is substantially equal to the width of the shot area on the reticle R in the Y direction, and the edge defining the longitudinal direction of the opening AP is aligned with the center of the light shielding band extending in the X direction in the periphery. The blades BL3 and BL4 are set so as to do so.

【0039】次に図4を参照して、本実施例のS&S露
光の様子を説明する。ここでは前提として、図3に示し
たレチクルRとウェハWとをアライメントシステム6
0、62、光電センサー64等を用いて相対位置合せし
たものとする。尚、図4は図3のレチクルRを横からみ
たもので、ここではブラインド機構20のブレードBL
1 、BL2 の動作をわかり易くするために、レチクルR
の直上にブレードBL1、BL2 を図示した。
Next, with reference to FIG. 4, the manner of S & S exposure of this embodiment will be described. Here, it is assumed that the reticle R and the wafer W shown in FIG.
It is assumed that relative alignment is performed using 0, 62, photoelectric sensor 64 and the like. FIG. 4 shows the reticle R of FIG. 3 as viewed from the side, and here, the blade BL of the blind mechanism 20 is shown.
1. To make the operation of BL2 easier to understand, reticle R
The blades BL1 and BL2 are shown just above.

【0040】まず図4(A)に示すように、レチクルR
をX方向の走査開始点に設定する。同様に、ウェハW上
の対応する1つのショット領域をX方向の走査開始に設
定する。このとき、レチクルRを照明する開口APの像
は、理想的には幅Dapが零であることが望ましいが、ブ
レードBL1 、BL2 のエッジE1 、E2 の出来具合に
よって完全に零にすることは難しい。
First, as shown in FIG. 4A, the reticle R
Is set as the scanning start point in the X direction. Similarly, one corresponding shot area on the wafer W is set to start scanning in the X direction. At this time, the image of the aperture AP illuminating the reticle R ideally desirably has a width Dap of zero, but it is difficult to completely eliminate the width Dap due to the condition of the edges E1 and E2 of the blades BL1 and BL2. .

【0041】そこで本実施例では、開口APの像のレチ
クル上での幅DapがレチクルRの右側の遮光帯SBrの
幅Dsbよりも狭くなる程度に設定する。通常、遮光帯S
Brの幅Dsbは4〜6mm程度であり、開口APの像のレ
チクル上での幅Dapは1mm程にするとよい。そして、図
4(A)に示すように開口APのX方向の中心を、光軸
AXに対してΔXsだけ、レチクルRの走査進行方向と
逆方向(同図中の左側)にずらしておく。
Therefore, in this embodiment, the width Dap of the image of the aperture AP on the reticle is set to be smaller than the width Dsb of the light-shielding band SBr on the right side of the reticle R. Normally, shading band S
The width Dsb of Br is about 4 to 6 mm, and the width Dap of the image of the aperture AP on the reticle is preferably about 1 mm. Then, as shown in FIG. 4A, the center of the opening AP in the X direction is shifted by ΔXs with respect to the optical axis AX in the direction opposite to the scanning direction of the reticle R (left side in the figure).

【0042】この距離ΔXsは、このレチクルRに対す
る開口APの最大開き幅Dapの約半分に設定する。より
詳しく述べると、開口APの長手方向の寸法はレチクル
Rのショット領域のY方向の幅で自ずと決ってしまうた
め、開口APのX方向の幅Dapの最大値DAmax もイメ
ージフィールドIFの直径によって決ってくる。その最
大値はDAmax は主制御部100によって予め計算され
る。さらに図4(A)の走査開始点での開口APの幅
(最小)をDAmin とすると、厳密には、DAmin +2
・ΔXs=DAmax の関係を満たすように距離ΔXsが
決められる。
The distance ΔXs is set to about half the maximum opening width Dap of the opening AP with respect to the reticle R. More specifically, since the dimension of the opening AP in the longitudinal direction is naturally determined by the width of the shot area of the reticle R in the Y direction, the maximum value DAmax of the width Dap of the opening AP in the X direction is also determined by the diameter of the image field IF. Come on. The maximum value DAmax is calculated in advance by the main control unit 100. Further, assuming that the width (minimum) of the aperture AP at the scanning start point in FIG. 4A is DAmin, strictly speaking, DAmin + 2
The distance ΔXs is determined so as to satisfy the relationship ΔXs = DAmax.

【0043】次にレチクルステージ30とXYステージ
48とを投影倍率に比例した速度比で互いに逆方向に移
動させる。このとき図4(B)に示すように、ブライン
ド機構20のうち、レチクルRの進行方向のブレードB
L2 のみをレチクルRの移動と同期して動し、ブレード
BL2 のエッジE2 の像が遮光帯SBr上にあるように
する。このときレチクルR上に照射される照明光の矩形
状の面積はブレードBL2 の移動に応じて順次大きくな
る。
Next, the reticle stage 30 and the XY stage 48 are moved in mutually opposite directions at a speed ratio proportional to the projection magnification. At this time, as shown in FIG. 4B, of the blind mechanism 20, the blade B in the traveling direction of the reticle R
Only L2 is moved in synchronization with the movement of the reticle R so that the image of the edge E2 of the blade BL2 is on the light-shielding band SBr. At this time, the rectangular area of the illumination light with which the reticle R is irradiated gradually increases as the blade BL2 moves.

【0044】そしてレチクルRの走査が進み、ブレード
BL2 のエッジE2 が図4(C)のように開口APの最
大開き幅を規定する位置に達したら、それ以後ブレード
BL2 の移動を中止する。従ってブラインド機構20の
駆動系22内には各ブレードの移動量と移動速度とをモ
ニターするエンコーダ、タコジェネレータ等が設けら
れ、これらからの位置情報と速度情報とは主制御部10
0に送られ、レチクルステージ30の走査運動と同調さ
せるために使われる。
When the scanning of the reticle R progresses and the edge E2 of the blade BL2 reaches the position defining the maximum opening width of the opening AP as shown in FIG. 4C, the movement of the blade BL2 is stopped thereafter. Therefore, the drive system 22 of the blind mechanism 20 is provided with an encoder, a tacho-generator, etc. for monitoring the moving amount and moving speed of each blade, and the position information and speed information from these are provided to the main control unit 10.
0 and is used to synchronize with the scanning movement of the reticle stage 30.

【0045】こうしてレチクルRは、最大幅の開口AP
を通した照明光で照射されつつ、一定速度でX方向に送
られ、図4(D)の位置までくる。すなわち、レチクル
Rの進行方向と逆方向にあるブレードBL1 のエッジE
1 の像が、レチクルRのショット領域の左側の遮光帯S
Blにかかった時点から図4(E)に示すように、ブレ
ードBL1 のエッジE1 の像をレチクルRの移動速度と
同期させて同一方向に走らせる。このときレチクルRを
照射する照明光の面積はブレードBL1 の移動に応じて
順次減少する。
Thus, the reticle R has the maximum width AP.
While being illuminated by the illumination light passing through, the light is sent in the X direction at a constant speed and reaches the position shown in FIG. That is, the edge E of the blade BL1 in the direction opposite to the direction of travel of the reticle R
1 is a light-shielding band S on the left side of the shot area of the reticle R.
4E, the image of the edge E1 of the blade BL1 is run in the same direction in synchronization with the moving speed of the reticle R, as shown in FIG. At this time, the area of the illumination light that irradiates the reticle R gradually decreases as the blade BL1 moves.

【0046】そして、左側の遮光帯SBlが右側のブレ
ードBL2 のエッジ像によって遮へいされた時点(この
とき左側のブレードBL1 も移動してきて、開口APの
幅Dapは最小値DAmin になっている)で、レチクルス
テージ30とブレードBL1の移動を中止する。以上の
動作によってレチクルの1スキャンによる露光(1ショ
ット分の露光)終了し、シャッター6が閉じられる。た
だしその位置で開口APの幅Dapが遮光帯SBl(又は
SBr)の幅Dsbにくらべて十分に狭く、ウェハWへも
れる照明光(迷光)を零にすることができるときは、シ
ャッター6を開いたままにしてもよい。尚、シャッター
6は水銀ランプ2とフライアイレンズ系14の間に配置
されているので、シャッター6の開閉によってレチクル
R上に達し得る照明光の形状(面積)は変化せずに光強
度のみがほぼ一様に変化する。
Then, at the time when the left shading band SBl is shielded by the edge image of the right blade BL2 (at this time, the left blade BL1 also moves, and the width Dap of the opening AP becomes the minimum value DAmin). , The movement of the reticle stage 30 and the blade BL1 is stopped. With the above operation, exposure by one scan of the reticle (exposure for one shot) is completed, and the shutter 6 is closed. However, if the width Dap of the opening AP is sufficiently narrower than the width Dsb of the light-shielding band SBl (or SBr) at that position and the illumination light (stray light) leaking to the wafer W can be made zero, the shutter 6 is set. You can leave it open. Since the shutter 6 is arranged between the mercury lamp 2 and the fly-eye lens system 14, the shape (area) of the illumination light that can reach the reticle R by opening and closing the shutter 6 does not change, and only the light intensity is changed. It changes almost uniformly.

【0047】次にXYステージ48をY方向にショット
領域の一列分だけステッピングさせ、今までと逆方向に
XYステージ48とレチクルステージ30とを走査し
て、ウェハW上の異なるショット領域に同様のスキャン
露光を行なう。以上、本実施例によれば、レチクルステ
ージ30の走査方向のストロークを最小限にすることが
でき、また走査方向に関するショット領域の両側を規定
する遮光帯SBl、SBrの幅Dsbも少なくて済む等の
利点がある。
Next, the XY stage 48 is stepped in the Y direction by one row of the shot area, and the XY stage 48 and the reticle stage 30 are scanned in the opposite direction to the same as in the different shot areas on the wafer W. Perform scan exposure. As described above, according to the present embodiment, the stroke of the reticle stage 30 in the scanning direction can be minimized, and the width Dsb of the light-shielding bands SB1 and SBr defining both sides of the shot area in the scanning direction can be reduced. There are advantages.

【0048】尚、レチクルステージ30が図4(A)の
状態から加速して等速走査になるまでは、ウェハW上で
走査方向に関する露光量むらが発生する。このため、走
査開始時に図4(A)の状態になるまでプリスキャン
(助走)範囲を定める必要もある。その場合、プリスキ
ャンの長さに応じて遮光帯SBr、SBlの幅Dsbを広
げることになる。このことは、1回のスキャン露光終了
時にレチクルステージ30(XYステージ48)の等速
運動を急激に停止させられないことに応じて、オーバー
スキャンを必要とする場合においても同様にあてはまる
ことである。
It should be noted that, until the reticle stage 30 accelerates from the state of FIG. 4 (A) to uniform speed scanning, uneven exposure amount in the scanning direction occurs on the wafer W. Therefore, at the start of scanning, it is necessary to determine a prescan (running) range until the state shown in FIG. In that case, the width Dsb of the light-shielding bands SBr and SBl is increased according to the length of the pre-scan. This also applies when overscanning is required in response to the fact that the uniform velocity motion of the reticle stage 30 (XY stage 48) cannot be stopped abruptly at the end of one scan exposure. .

【0049】ただし、プリスキャン、オーバースキャン
を行なう場合でも、シャッター6を高速にし、開放応答
時間(シャッターの全閉状態から全開までに要する時
間)と閉成応答時間とが十分に短いときは、レチクルス
テージ30がプリスキャン(加速)を完了して本スキャ
ンに入った時点(図4(A)の位置)、又は本スキャン
からオーバーラン(減速)に移った時点で、シャッター
6を連動させて開閉すればよい。
However, even when performing pre-scanning and over-scanning, if the shutter 6 is set to a high speed and the open response time (the time required from the fully closed state of the shutter to the full open) and the closing response time are sufficiently short, When the reticle stage 30 completes the pre-scan (acceleration) and enters the main scan (position in FIG. 4A), or when the main scan shifts to overrun (deceleration), the shutter 6 is interlocked. Just open and close it.

【0050】例えばレチクルステージ30の本スキャン
時の等速走査速度をVrs(mm/sec)、遮光帯SBl、S
Brの幅をDsb(mm)、開口APのレチクルR上での最
小幅をDAmim(mm)とすると、Dsb>DAmin の条件の
もとで、シャッター6の応答時間ts は、次の関係を満
たしていればよい。 (Dsb−DAmin)/Vrs>ts また本実施例の装置では、レチクルステージ30のヨー
イング量とXYステージ48のヨーイング量とがレーザ
干渉計38、50によって夫々独立に計測されているの
で、2つのヨーイング量の差を主制御部100で求め、
その差が零になるようにレチクルステージ30、又はウ
ェハホルダー44をスキャン露光中に微小回転させれば
よい。ただしその場合、微小回転の回転中心は常に開口
APの中心になるようにする必要があり、装置の構造を
考慮すると、レチクルステージ30のX方向のガイド部
分を光軸AXを中心として微小回転させる方式が容易に
実現できる。
For example, the uniform scanning speed of the reticle stage 30 during the main scan is Vrs (mm / sec), and the light-shielding bands SBl and S.
Assuming that the width of Br is Dsb (mm) and the minimum width of the opening AP on the reticle R is DAmim (mm), the response time ts of the shutter 6 satisfies the following relationship under the condition of Dsb> DAmin. If you have. (Dsb−DAmin) / Vrs> ts In the apparatus of this embodiment, the yaw amount of the reticle stage 30 and the yaw amount of the XY stage 48 are measured independently by the laser interferometers 38 and 50, respectively. The main control unit 100 determines the difference in the yawing amount,
The reticle stage 30 or the wafer holder 44 may be slightly rotated during the scanning exposure so that the difference becomes zero. However, in this case, the rotation center of the minute rotation needs to be always at the center of the opening AP. Considering the structure of the apparatus, the guide portion of the reticle stage 30 in the X direction is minutely rotated about the optical axis AX. The method can be easily realized.

【0051】図5は、図1、図2に示した装置に装着可
能なレチクルRのパターン配置例を示し、チップパター
ンCP1 、CP2 、CP3 は、図3に示したレチクルR
と同様にスリット状開口APからの照明光を使ったステ
ップ・アンド・スキャン方式でウェハを露光するように
使われる。また同一のレチクルR上に形成された別のチ
ップパターンCP4 、CP5 は、ステップ・アンド・リ
ピート(S&R)方式でウェハを露光するように使われ
る。
FIG. 5 shows an example of the pattern arrangement of the reticle R which can be mounted on the apparatus shown in FIGS. 1 and 2, and the chip patterns CP1, CP2, CP3 are the reticle R shown in FIG.
In the same manner as described above, it is used to expose a wafer by a step-and-scan method using illumination light from a slit-shaped opening AP. The other chip patterns CP4 and CP5 formed on the same reticle R are used to expose a wafer by a step-and-repeat (S & R) method.

【0052】このような使い分けは、ブラインド機構2
0のブレードBL1 〜BL4 による開口APの設定によ
って容易に実現でき、例えばチップパターンCP4 を露
光するときは、レチクルステージ30を移動させてチッ
プパターンCP4 のパターン中心が光軸AXと一致する
ように設定するとともに、開口APの形状をチップパタ
ーンCP4 の外形に合わせるだけでよい。そしてXYス
テージ48のみをステッピングモードで移動させればよ
い。以上のように図5に示したレチクルパターンにする
と、S&S露光とS&R露光とが同一装置によって選択
的に、しかもレチクル交換なしに実行できる。
The blind mechanism 2 is used properly in this way.
For example, when exposing the chip pattern CP4, the reticle stage 30 is moved so that the pattern center of the chip pattern CP4 coincides with the optical axis AX when exposing the chip pattern CP4. At the same time, it is only necessary to match the shape of the opening AP with the outer shape of the chip pattern CP4. Then, only the XY stage 48 needs to be moved in the stepping mode. With the reticle pattern shown in FIG. 5 as described above, the S & S exposure and the S & R exposure can be selectively performed by the same apparatus without changing the reticle.

【0053】図6は、露光すべきレチクル上のチップパ
ターンのスキャン方向と直交する方向(Y方向)のサイ
ズが、投影光学系のイメージフィールドIFに対して大
きくなる場合に対応したブラインド機構20のブレード
BL1 〜BL4 の形状の一例を示し、開口APの走査方
向(X方向)の幅を規定するエッジE1 、E2 は、先の
図2と同様にY方向に平行に伸びている。
FIG. 6 shows the blind mechanism 20 corresponding to the case where the size of the chip pattern on the reticle to be exposed in the direction (Y direction) orthogonal to the scanning direction becomes larger than the image field IF of the projection optical system. An example of the shapes of the blades BL1 to BL4 is shown, and the edges E1 and E2 that define the width of the opening AP in the scanning direction (X direction) extend in parallel to the Y direction as in FIG.

【0054】そして、開口APの長手方向を規定するエ
ッジE3 、E4 は互いに平行ではあるがX軸に対して傾
いており、開口APは平行四辺形(矩形)になる。この
場合、4枚のブレードBL1 〜BL4 はスキャン露光時
のレチクル移動に連動してX、Y方向に移動する。ただ
し、スキャン露光方向のブレードBL1 、BL2 のエッ
ジE1 、E2 の像のX方向の移動速度Vbxは、レチクル
の走査速度Vrsとほぼ同一であるが、ブレードBL3 、
BL4 を動かす必要のあるときは、そのエッジE3 、E
4 のY方向の移動速度Vbyは、エッジE3 、E4 のX軸
に対する傾き角をθeとすると、Vby=Vbx・ tanθe
の関係に同期させる必要がある。
The edges E3 and E4 defining the longitudinal direction of the opening AP are parallel to each other but are inclined with respect to the X axis, and the opening AP becomes a parallelogram (rectangle). In this case, the four blades BL1 to BL4 move in the X and Y directions in conjunction with the movement of the reticle during scan exposure. However, although the moving speed Vbx in the X direction of the images of the edges E1 and E2 of the blades BL1 and BL2 in the scanning exposure direction is almost the same as the scanning speed Vrs of the reticle, the blade BL3,
When it is necessary to move BL4, its edges E3, E
The moving speed Vby in the Y direction of 4 is Vby = Vbx · tan θe, where θe is the inclination angle of the edges E3 and E4 with respect to the X axis.
Need to be synchronized with the relationship.

【0055】図7は、図6に示した開口形状によるS&
S露光時の走査シーケンスを模式的に示したものであ
る。図7中、開口APはレチクルR上に投影したものと
して考え、その各エッジE1 〜E4 で表示した。また図
6、図7の第2実施例では、ウェハW上に投影すべきレ
チクルR上のチップパターン領域CPが開口APの長手
方向の寸法の約2倍の大きさをもつものとする。このた
め第2実施例ではレチクルステージ30も走査方向と直
交したY方向に精密にステッピングする構造にしてお
く。
FIG. 7 shows the S & S according to the opening shape shown in FIG.
7 schematically shows a scanning sequence at the time of S exposure. In FIG. 7, the aperture AP is considered as being projected on the reticle R, and is shown by its edges E1 to E4. In the second embodiment shown in FIGS. 6 and 7, it is assumed that the chip pattern region CP on the reticle R to be projected on the wafer W has a size about twice the size of the opening AP in the longitudinal direction. Therefore, in the second embodiment, the reticle stage 30 is also structured to precisely step in the Y direction orthogonal to the scanning direction.

【0056】まず、図6中のブレードBL1 、BL2 を
調整して、走査開始上では図7(A)のような状態に設
定する。すなわち、最も幅をせばめた状態の開口APが
レチクルRの右側の遮光帯SBr上に位置するようにす
ると共に、開口APの左側のエッジE1 は、光軸AXか
ら最も離れた位置(開口APをX方向に最も広げたとき
のエッジ位置)に設定する。また図7中、走査方向(X
方向)にベルト状に伸びた領域Ad、Asは一回の走査
露光では露光量不足となる部分である。
First, the blades BL1 and BL2 in FIG. 6 are adjusted to set the state as shown in FIG. 7A at the start of scanning. That is, the aperture AP with the narrowest width is located on the right shading band SBr of the reticle R, and the edge E1 on the left side of the aperture AP is at the position farthest from the optical axis AX (the aperture AP is Set it to the edge position when it is most widened in the X direction. In FIG. 7, the scanning direction (X
The regions Ad and As extending in a belt shape in the (direction) are regions where the exposure amount is insufficient in one scanning exposure.

【0057】この領域Ad、Asは開口APの上下のエ
ッジE3 、E4 がX軸に対して傾いていることによって
生じるものであり、各領域Ad、AsのY方向の幅は、
エッジE3 、E4 の傾き角θeとエッジE1 とE2 の最
大開口幅DAmax とによって、DAmax ・ tanθe とし
て一義的に決まる。この露光量ムラとなる領域Ad、A
sのうち、パターン領域CP中に設定される領域Adに
対しては、開口APのエッジE3 、E4 による三角形部
分をY方向に関してオーバーラップさせて走査露光する
ことで、露光量の均一化を図るようにした。また、他方
の領域Asに関しては、ここを丁度レチクルR上の遮光
帯に合せるようにした。
The areas Ad and As are generated by the fact that the upper and lower edges E3 and E4 of the opening AP are inclined with respect to the X axis, and the widths of the areas Ad and As in the Y direction are:
DAmax · tan θe is uniquely determined by the inclination angle θe of the edges E3 and E4 and the maximum opening width DAmax of the edges E1 and E2. Areas Ad and A where this exposure amount unevenness occurs
In the area Ad set in the pattern area CP of s, the exposure amount is made uniform by performing scanning exposure by overlapping the triangular portions formed by the edges E3 and E4 of the opening AP in the Y direction. I did it. Further, the other area As is exactly aligned with the light-shielding band on the reticle R.

【0058】さて、図7(A)の状態からレチクルRと
エッジE2 (ブレードBL2 )を+X方向(同図中の右
側)にほぼ同じ速度で走らせる。やがて図7(B)に示
すように開口APのX方向の幅が最大となり、エッジE
2 の移動も中止する。この図7(B)の状態では、開口
APの中心と光軸AXとがほぼ一致する。その後はレチ
クルRのみが+X方向に等速移動し、図7(C)のよう
に開口APの左側のエッジE1 が左側の遮光帯SBlに
入った時点から、エッジE1 (ブレードBL1 )レチク
ルRとほぼ同じ速度で右側(+X方向)へ移動する。こ
うして、チップパターン領域CPの下側の約半分が露光
され、レチクルRと開口APとは図7(D)のような状
態で停止する。
Now, from the state of FIG. 7A, the reticle R and the edge E2 (blade BL2) are made to run in the + X direction (right side in the figure) at substantially the same speed. Eventually, as shown in FIG. 7B, the width of the opening AP in the X direction becomes maximum, and the edge E
Stop moving 2 as well. In the state shown in FIG. 7B, the center of the opening AP substantially coincides with the optical axis AX. After that, only the reticle R moves at a constant velocity in the + X direction, and from the time when the left edge E1 of the opening AP enters the left light-shielding band SBl as shown in FIG. 7C, the edge E1 (blade BL1) becomes the reticle R. Move to the right (+ X direction) at almost the same speed. Thus, the lower half of the chip pattern area CP is exposed, and the reticle R and the opening AP are stopped in a state as shown in FIG.

【0059】次に、レチクルRを−Y方向に一定量だけ
精密にステッピングさせる。ウェハWは+Y方向に同様
にステッピングされる。すると図7(E)に示すような
状態になる。このときオーバーラップ領域Adがエッジ
E4 で規定される三角形部分で重畳露光されるようにY
方向の相対位置関係が設定される。またこの際、開口A
PのY方向の長さを変える必要があるときは、エッジE
3 (ブレードBL3 )、又はエッジE4 (ブレードBL
4 )をY方向に移動調整する。
Next, the reticle R is precisely stepped in the -Y direction by a fixed amount. The wafer W is similarly stepped in the + Y direction. Then, a state as shown in FIG. At this time, the overlap area Ad is overlapped and exposed in the triangular portion defined by the edge E4.
The relative positional relationship in the direction is set. At this time, the opening A
When it is necessary to change the length of P in the Y direction, the edge E
3 (Blade BL3) or Edge E4 (Blade BL3
4) Move and adjust in the Y direction.

【0060】次に、レチクルRを−X方向に走査移動さ
せるとともに、エッジE1 (ブレードBL1 )を−X方
向に連動して移動させる。そして図7(F)のようにエ
ッジE1 、E2 による開口幅が最大となったら、エッジ
E1 の移動を中止し、レチクルRのみを−X方向に引き
続き等速移動させる。以上の動作によって、投影光学系
のイメージフィールドのY方向の寸法以上の大きなチッ
プパターン領域CPをウェハW上に露光することができ
る。しかもオーバーラップ領域Adを設定し、開口AP
の形状によって露光量不足となる両端部分(三角部分)
を2回の走査露光によって重畳露光するので、領域Ad
内の露光量も均一化される。
Next, the reticle R is scanned and moved in the -X direction, and the edge E1 (blade BL1) is moved in conjunction with the -X direction. Then, when the opening width by the edges E1 and E2 becomes maximum as shown in FIG. 7F, the movement of the edge E1 is stopped and only the reticle R is continuously moved in the −X direction at a constant velocity. By the above operation, a large chip pattern area CP having a size larger than the dimension of the image field of the projection optical system in the Y direction can be exposed on the wafer W. Moreover, the overlap area Ad is set and the opening AP
Both ends (triangle part) where the amount of exposure is insufficient due to the shape of
Is overlapped by two scanning exposures, the area Ad
The amount of exposure inside is also made uniform.

【0061】図8はブラインド機構20の他のブレード
形状を示し、走査方向を規定するブレードBL1 、BL
2 のエッジE1 、E2 は互いに平行な直線であり、走査
方向と直交する方向のブレードBL3 、BL4 のエッジ
は光軸AXを通るY軸に関して対称な三角形となってい
る。そしてここではブレードBL3 、BL4 のエッジは
互いにY方向に近づけていくと、ほぼ完全に遮光できる
ような相補形状になっている。従って開口APの形状
は、所謂シェブロン形にすることができる。このような
シェブロン形の場合も、両端の三角形部分でオーバーラ
ップ露光を行なうと、同様に均一化が可能である。
FIG. 8 shows another blade shape of the blind mechanism 20, which defines blades BL1 and BL for defining the scanning direction.
The edges E1 and E2 of 2 are straight lines parallel to each other, and the edges of the blades BL3 and BL4 in the direction orthogonal to the scanning direction are triangular shapes symmetrical with respect to the Y axis passing through the optical axis AX. Here, the edges of the blades BL3, BL4 have a complementary shape so that they can shield light almost completely as they approach each other in the Y direction. Therefore, the shape of the opening AP can be a so-called chevron shape. In the case of such a chevron shape as well, if overlap exposure is performed in the triangular portions at both ends, uniformity can be similarly achieved.

【0062】以上、本発明の各実施例では投影露光装置
を前提としたが、マスクとウェハとを近接させて、照射
エネルギー(X線、等)に対してマスクとウェハを一体
に走査するプロキシミティーアライナーにおいても同様
の方式が採用できる。また以上の各実施例では、従来の
走査露光方式のように固定形状の開口(六角形、円弧状
等)を介して照明光をマスクに照射するのではなく、ブ
ラインド機構20の開口AP(可変視野絞り)の走査方
向の幅をマスク走査、あるいは感光基板走査と連動して
変化させるようにしたため、マスク上の走査開始部分や
走査終了部分でマスクを大きくオーバーランさせなくて
も、開口APの幅を順次狭くしていくだけで、同等のS
&S露光方式が実現できる。
As described above, in each of the embodiments of the present invention, the projection exposure apparatus is premised, but the mask and the wafer are brought close to each other, and the proxy which integrally scans the mask and the wafer with respect to the irradiation energy (X-ray, etc.) is used. The same method can be used for the Mighty Aligner. Further, in each of the above-described embodiments, the illumination light is not applied to the mask through a fixed-shaped opening (hexagonal shape, arc-shaped shape, etc.) as in the conventional scanning exposure method, but the opening AP (variable) of the blind mechanism 20 is changed. Since the width of the field stop) in the scanning direction is changed in conjunction with the mask scanning or the photosensitive substrate scanning, even if the mask is not overrun greatly at the scanning start portion or the scanning end portion on the mask, the opening AP Equivalent S only by decreasing the width sequentially
& S exposure method can be realized.

【0063】従って、マスクステージのオーバーランが
不要、もしくは極めて小さくできるため、マスクステー
ジの移動ストロークも最小限にすることができるととも
に、マスク上のパターン形成領域の周辺に形成される遮
光体の幅も従来のマスクと同程度に少なくてよく、マス
ク製造時に遮光体(通常はクロム層)中のピンホール欠
陥を検査する手間が低減されるといった利点がある。
Therefore, since the overrun of the mask stage is unnecessary or can be made extremely small, the moving stroke of the mask stage can be minimized and the width of the light shield formed around the pattern formation area on the mask can be minimized. Also, the number of masks can be as small as that of a conventional mask, and there is an advantage that the time and effort for inspecting a pinhole defect in a light shield (usually a chromium layer) at the time of manufacturing a mask are reduced.

【0064】またブラインド機構20の開口APをマス
ク上のパターン形成領域に合わせるような形状に設定す
ることで、従来と同等のステッパーとしても利用するこ
とができ、さらにブラインド機構20(可変視野絞り)
の開口位置や幾何学的な形状を、投影光学系のイメージ
フィールド内で一次元、二次元又は回転方向に変化させ
るように構成することによって、様々なチップサイズの
マスクパターンに瞬時に対応することができる。
Further, by setting the shape of the opening AP of the blind mechanism 20 so as to match the pattern formation area on the mask, it can be used as a stepper equivalent to the conventional one, and the blind mechanism 20 (variable field diaphragm).
Instantly respond to mask patterns of various chip sizes by configuring the aperture position and geometric shape of the device to change in one-dimensional, two-dimensional or rotational directions within the image field of the projection optical system. You can

【0065】[0065]

【発明の効果】以上の通り本発明によれば、走査露光の
シーケンスに同期して照明光のマスク上での照射面積を
変化させるようにしたので、走査露光方式におけるマス
ク(レチクル)の移動ストロークを最小限にすることが
可能になるとともに、マスク上の遮光帯の寸法を小さく
することができる。同時に、マスク上の走査開始部分と
走査終了部分とで走査方向の照明領域を小さくし、それ
以外の走査中間部分では走査方向に関する照明領域を大
きく取ることができるので、移動ストロークの減少と相
まって処理スループットを格段に高めることができる。
As described above, according to the present invention, the irradiation area of the illumination light on the mask is changed in synchronization with the scanning exposure sequence. Therefore, the moving stroke of the mask (reticle) in the scanning exposure method is changed. Can be minimized, and the size of the light-shielding band on the mask can be reduced. At the same time, the illumination area in the scanning direction can be made small at the scanning start portion and the scanning end portion on the mask, and the illumination area in the scanning direction can be made large at the other scanning intermediate portions, so processing is performed in combination with the reduction of the movement stroke. Throughput can be significantly increased.

【0066】また本発明によれば、光源と2次光源生成
手段との間に配置した第1の遮光手段(シャッター)
と、2次光源生成手段と集光光学系との間に配置した第
2の遮光手段(可動ブレード)とのいずれか一方または
双方を走査露光のシーケンスに応じて連携制御するよう
にしたので、感光基板上の複数の被露光領域の各々を順
次走査露光する際のシーケンスに対応した最適な処理ス
ループットを得ることができる。
Further, according to the present invention, the first light shielding means (shutter) arranged between the light source and the secondary light source generating means.
Since either one or both of the second light shielding means (movable blade) arranged between the secondary light source generating means and the condensing optical system is controlled in accordance with the scanning exposure sequence, It is possible to obtain the optimum processing throughput corresponding to the sequence when sequentially scanning and exposing each of the plurality of exposed regions on the photosensitive substrate.

【0067】さらに、走査露光の際は本質的に第2の遮
光手段(照明制御手段)のみでも迷光防止が可能である
が、第1の遮光手段(照明制御手段)の併用でより確実
な迷光防止ができるばかりでなく、2次光源生成手段等
の光学部品や第2の遮光手段(照明制御手段)自体を照
明光の照射から保護することも可能となる。
Further, during scanning exposure, stray light can be prevented essentially only by the second light shielding means (illumination control means), but more reliable stray light can be obtained by using the first light shielding means (illumination control means) together. Not only can it be prevented, but it is also possible to protect the optical components such as the secondary light source generating means and the second light shielding means (illumination control means) themselves from the irradiation of illumination light.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例による投影露光装置の構成を示
す図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】ブラインド機構のブレード形状を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing a blade shape of the blind mechanism.

【図3】図1の装置に好適なレチクルのパターン配置を
示す平面図。
FIG. 3 is a plan view showing a pattern arrangement of a reticle suitable for the apparatus shown in FIG. 1;

【図4】本発明の実施例における走査露光動作を説明す
る図。
FIG. 4 is a view for explaining a scanning exposure operation in the embodiment of the present invention.

【図5】図1の装置に装着可能なレチクルの他のパター
ン配置を示す平面図。
FIG. 5 is a plan view showing another pattern arrangement of a reticle that can be mounted on the apparatus of FIG. 1;

【図6】第2の実施例によるブラインド機構のブレード
形状を示す平面図。
FIG. 6 is a plan view showing a blade shape of a blind mechanism according to a second embodiment.

【図7】第2の実施例によるステップ&スキャン露光の
シーケンスを説明する図。
FIG. 7 is a view for explaining a sequence of step & scan exposure according to the second embodiment.

【図8】他のブレード形状を示す平面図。FIG. 8 is a plan view showing another blade shape.

【図9】円弧状スリット照明光を使った従来のステップ
&スキャン露光方式の概念を説明する図。
FIG. 9 is a view for explaining the concept of a conventional step-and-scan exposure method using arc-shaped slit illumination light.

【図10(A)、(B)】正六角形照明光を使った従来
のスキャン露光方式を説明する図。
10A and 10B are views for explaining a conventional scan exposure system using regular hexagonal illumination light.

【主要部分の符号の説明】[Description of Signs of Main Parts]

R レチクル PL 投影光学系 W ウェハ BL1 、BL2 、BL3 、BL4 ブレード AP 開口 20 ブラインド機構 30 レチクルステージ 34 駆動系 48 XYステージ 54 駆動系 100 主制御部 R reticle PL projection optical system W wafer BL1, BL2, BL3, BL4 blade AP aperture 20 blind mechanism 30 reticle stage 34 drive system 48 XY stage 54 drive system 100 main control unit

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 所定形状に制限された照明光で照射され
るマスク上の回路パターンの一部の像を感光基板上に投
影する投影光学系と、前記回路パターンの全体を前記感
光基板上に所定のシーケンスで走査露光するために前記
マスクと感光基板とを前記投影光学系に対して相対移動
させる移動手段とを備えた走査露光装置において、 露光用光源からの光を入射して2次光源像を作る2次光
源生成手段と;該2次光源像からの光を前記所定形状の
照明光として前記マスク上に集光する集光光学系と;前
記2次光源生成手段と前記集光光学系との間に配置され
て前記走査露光のシーケンスに同期して前記照明光のマ
スク上での照射面積を変化させる遮光手段とを設けたこ
とを特徴とする走査露光装置。
1. A projection optical system for projecting an image of a part of a circuit pattern on a mask, which is illuminated with illumination light limited to a predetermined shape, onto a photosensitive substrate, and the entire circuit pattern on the photosensitive substrate. A scanning exposure apparatus including a moving unit that relatively moves the mask and a photosensitive substrate with respect to the projection optical system for scanning exposure in a predetermined sequence. Secondary light source generating means for forming an image; a condensing optical system for condensing the light from the secondary light source image on the mask as the illumination light of the predetermined shape; the secondary light source generating means and the condensing optics A scanning exposure apparatus, which is provided between the system and a light-shielding unit for changing the irradiation area of the illumination light on the mask in synchronization with the scanning exposure sequence.
【請求項2】 前記遮光手段は、前記マスクとほぼ共役
な位置に配置されて、前記移動手段による前記マスクと
感光基板の相対移動の方向に沿って可動に設けられた可
動ブレードを含むことを特徴とする請求項第1項に記載
の装置。
2. The light shielding means includes a movable blade disposed at a position substantially conjugate with the mask and movably provided along a direction of relative movement between the mask and the photosensitive substrate by the moving means. The apparatus of claim 1 characterized.
【請求項3】 前記遮光手段は、前記集光光学系によっ
て前記マスク上に結像される可変矩形開口を備えた照明
視野絞り機構を有し、前記集光光学系は前記照明視野絞
り機構の矩形開口の像を前記マスク上に拡大投影するよ
うな結像倍率を備えたことを特徴とする請求項第1項に
記載の装置。
3. The light shielding means has an illumination field stop mechanism having a variable rectangular aperture imaged on the mask by the condensing optical system, and the condensing optical system of the illumination field stop mechanism. The apparatus according to claim 1, further comprising an imaging magnification for enlarging and projecting an image of a rectangular aperture on the mask.
【請求項4】 前記可変矩形開口は前記マスクと感光基
板の相対移動の方向と直交して直線的に延びたスリット
状に設定され、前記照明視野絞り機構は該スリット状の
可変矩形開口の幅を前記走査露光のシーケンスに同期し
て連続的に変化させる可動遮光板を含むことを特徴とす
る請求項第3項に記載の装置。
4. The variable rectangular aperture is set in a slit shape linearly extending orthogonal to the relative movement direction of the mask and the photosensitive substrate, and the illumination field diaphragm mechanism has a width of the slit-shaped variable rectangular aperture. 4. The apparatus according to claim 3, further comprising a movable light-shielding plate that changes continuously with the scanning exposure sequence in synchronism with the scanning exposure sequence.
【請求項5】所定形状に制限された照明光で照射される
マスク上の回路パターンの一部の像を感光基板上に投影
する投影光学系と、前記回路パターンの全体を前記感光
基板上の複数の被露光領域の各々に所定のシーケンスで
走査露光するために前記マスクと感光基板とを前記投影
光学系に対して相対移動させる移動手段とを備えた走査
露光装置において、 露光用光源からの光を入射して2次光源像を作る2次光
源生成手段と;該2次光源生成手段と前記光源との間に
配置されて前記光源からの光の遮断と開放を切り替える
第1の遮光手段と;前記2次光源像からの光を前記所定
形状の照明光として前記マスク上に集光する集光光学系
と;前記2次光源生成手段と前記集光光学系との間に配
置されて前記マスクに対する照明光の照射状態と非照射
状態とを切り替える第2の遮光手段と;前記第1の遮光
手段と前記第2の遮光手段のいずれ一方または双方を前
記感光基板に対する走査露光のシーケンスに応じて連携
制御する手段とを設けたことを特徴とする走査露光装
置。
5. A projection optical system for projecting an image of a part of a circuit pattern on a mask, which is irradiated with illumination light limited to a predetermined shape, onto a photosensitive substrate, and the entire circuit pattern on the photosensitive substrate. In a scanning exposure apparatus including a moving unit that relatively moves the mask and the photosensitive substrate relative to the projection optical system to perform scanning exposure on each of a plurality of exposed regions in a predetermined sequence, Secondary light source generating means for making light incident to form a secondary light source image; first light shielding means arranged between the secondary light source generating means and the light source to switch between blocking and opening of light from the light source A condensing optical system that condenses the light from the secondary light source image onto the mask as the illumination light having the predetermined shape; and is arranged between the secondary light source generating means and the condensing optical system. Illumination state and non-illumination of the mask A second light-shielding means for switching the irradiation state; and means for cooperatively controlling one or both of the first light-shielding means and the second light-shielding means in accordance with a scanning exposure sequence for the photosensitive substrate. A scanning exposure apparatus characterized by the above.
【請求項6】 所定形状に制限された照明光で照射され
るマスク上の回路パターンの一部の像を投影光学系を介
して感光基板上の複数の被露光領域のうちの1つの領域
に投影しつつ、前記マスクと感光基板とを前記投影光学
系に対して相対的に一次元移動させて前記回路パターン
の全体を前記感光基板上の1つの被露光領域に走査露光
することを、前記複数の被露光領域の各々に対して繰り
返す露光方法において、 前記1つの被露光領域に対する走査露光が完了して次の
被露光領域に対する走査露光が開始されるまでの間は、
前記マスクに達する照明光の形状を変化させずに照度を
一様に変化させる第1の照明制御手段を動作させて前記
照明光の照度を零に保ち、前記被露光領域に対する走査
露光の期間中は、前記マスクに達する照明光の照度の一
様性を変化させずに面積を変化させる第2の照明制御手
段を動作させて前記マスクと感光基板との相対的な移動
位置に応じて前記照明光の面積を変更することを特徴と
する露光方法。
6. An image of a part of a circuit pattern on a mask, which is illuminated with illumination light limited to a predetermined shape, is transferred to one of a plurality of exposed regions on a photosensitive substrate via a projection optical system. While projecting, the mask and the photosensitive substrate are moved one-dimensionally relative to the projection optical system to scan-expose the entire circuit pattern onto one exposed region on the photosensitive substrate. In an exposure method which is repeated for each of a plurality of exposed areas, until the scanning exposure for the one exposed area is completed and the scanning exposure for the next exposed area is started,
During the period of scanning exposure of the exposed region, the first illumination control means for uniformly changing the illuminance without changing the shape of the illuminating light reaching the mask is operated to keep the illuminance of the illuminating light at zero. Operates the second illumination control means for changing the area without changing the uniformity of the illuminance of the illumination light reaching the mask to operate the illumination according to the relative movement position of the mask and the photosensitive substrate. An exposure method characterized by changing the area of light.
【請求項7】 前記マスク上に照射される照明光の強度
分布を、前記マスクと感光基板との相対的な一次元移動
の方向と直交した非走査方向に直線的に延びた長方形状
またはスリット状に制限したことを特徴とする請求項第
6項に記載の方法。
7. A rectangular shape or slit that linearly extends the intensity distribution of the illumination light with which the mask is irradiated in a non-scanning direction orthogonal to the relative one-dimensional movement direction of the mask and the photosensitive substrate. 7. The method of claim 6, wherein the method is limited to a shape.
【請求項8】 前記第2の照明制御手段は、前記マスク
に達する照明光の長方形状またはスリット状の強度分布
の前記一次元移動方向に関する幅を、前記マスク上の回
路パターンの前記一次元移動方向の寸法よりも小さい一
定値からほぼ零までの間で連続可変させることを特徴と
する請求項第7項に記載の方法。
8. The second illumination control means sets the width of the rectangular or slit intensity distribution of the illumination light reaching the mask in the one-dimensional movement direction to the one-dimensional movement of the circuit pattern on the mask. 8. The method according to claim 7, further comprising continuously varying from a constant value smaller than the dimension in the direction to almost zero.
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