JPH097933A - Projection aligner and projection exposure method - Google Patents

Projection aligner and projection exposure method

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JPH097933A
JPH097933A JP7175419A JP17541995A JPH097933A JP H097933 A JPH097933 A JP H097933A JP 7175419 A JP7175419 A JP 7175419A JP 17541995 A JP17541995 A JP 17541995A JP H097933 A JPH097933 A JP H097933A
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scanning
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reticle
exposure
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健爾 西
Tsunesaburo Uemura
恒三郎 植村
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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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE: To improve the throughput of the step-and-scan projection exposure by eliminating the stepping time due to zigzag running of a wafer. CONSTITUTION: A step-and-scan projection aligner exposes a pattern on a mask to a photosensitive substrate by relatively scanning the mask and the wafer. Two masks are alternately illuminated each time scanning exposure is performed for one shot area, and while scanning exposure is performed for one mask, another mask is moved to the scanning start position by using two mask stages 11 and 14, which move the two masks 2A and 2B in a one dimensional direction, and by using two blinds 23 and 25 which permit the illuminating light to be applied only on the mask to be used for scanning exposure. Continuous scanning exposure can be performed in a plurality of shots arranged in the wafer scanning direction by repeating such operation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ステップアンドスキャ
ン方式の投影露光装置及びその露光方法に関し、さらに
詳細には、ウエハ上の走査方向に並んだ複数ショットを
連続的に走査露光することができるステップアンドスキ
ャン方式の投影露光装置及び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 step-and-scan type projection exposure apparatus and its exposure method, and more specifically, it can continuously scan and expose a plurality of shots arranged in the scanning direction on a wafer. The present invention relates to a step-and-scan type projection exposure apparatus and an exposure method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子、液晶表示素子等の製造する
ためのリソグラフィー工程において、ウエハ上に微細パ
ターンを露光するために投影露光装置が使用されてい
る。かかる投影露光装置では、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
学系を介してウエハ等の感光基板をショット毎にステッ
プ移動させながら露光させるステップアンドリピート方
式による露光方法が採用されている。この方式は、高い
解像度及び高いスループットを達成することができるた
め、現時点では投影露光に関する方式の主流となってい
る。
2. Description of the Related Art A projection exposure apparatus is used for exposing a fine pattern on a wafer in a lithography process for manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal display device and the like. In such a projection exposure apparatus, an exposure method by a step-and-repeat method in which a photosensitive substrate such as a wafer is exposed while being stepwise moved for each shot through a projection optical system having an exposure field capable of containing the entire pattern of a mask (reticle). Has been adopted. Since this method can achieve high resolution and high throughput, it is currently the mainstream method for projection exposure.

【0003】高解像度を達成できる他の露光方式とし
て、いわゆる、ステップアンドスキャン方式が開発され
ている。この方式では、ショット毎にレチクルを走査方
向に走査しながらウエハをそれと同期した速度で逆方向
に走査した後、ウエハをステップ移動させて露光フィー
ルドを次のショットに移動して走査露光が繰り返され
る。
A so-called step-and-scan method has been developed as another exposure method capable of achieving high resolution. In this method, the reticle is scanned in the scanning direction for each shot, and the wafer is scanned in the opposite direction at a speed synchronized with the reticle, and then the wafer is stepwise moved to move the exposure field to the next shot and the scanning exposure is repeated. .

【0004】図6に、このステップアンドスキャン方式
で複数のショットを走査露光した場合のウエハの走行経
路を示す。図6に示すように、ウエハ1のX方向に並ん
だ3つのショットS1 、S2 及びS3 を順次露光する場
合に、ウエハステージを矢印に示すようにジグザグ走行
させなければならなかった。これは、レチクルの一回の
連続したX方向の走査のみでウエハの直径分に相当する
一列のショット領域を露光しようとすると、投影レンズ
の倍率×ウエハの直径に相当する大きさのレチクル及び
レチクルステージが必要であり、そのような長大なレチ
クル及びレチクルステージを製造することは現実的でな
かったからである。それゆえ、一枚のレチクルを複数回
用いて、ショット毎に走査露光を繰り返す必要があり、
この際、レチクルの空送りによるスループットの低下を
防止するためにレチクルを直前の走査と逆の方向に走査
させなければならないのでウエハを図6に示すような経
路で煩雑にステップ移動していた。図7に、かかる露光
動作の時刻tにおける、レチクルステージの走査方向
(Y方向)の移動速度vR 、ウエハステージの走査方向
(Y方向)の移動速度vW1とそれに直交する方向のウエ
ハステージの移動速度vW2を示す。図7からわかるよう
に、ショットS1 、S2 及びS3 は、区間C、F及びI
においてレチクルステージの等速走査によって均一に露
光される。しかしながら、ウエハが図6に示したような
経路でジグザク走行を行わなければならないので、レチ
クルステージ及びウエハステージは、区間A、D、G及
びJでは加減速状態並びに区間B、E及びHではレチク
ルステージとウエハステージの同期制御待ちの状態にあ
った。かかる加減速状態及び制御待ち状態においては露
光が行われておらず、それらの区間の合計時間は露光が
行われている区間C、F及びIの合計時間に相当する程
である。それゆえ、かかる未露光時間の存在により、ウ
エハ1枚当たりの露光工程のスループットが低いという
問題があった。
FIG. 6 shows a traveling path of a wafer when a plurality of shots are scanned and exposed by the step-and-scan method. As shown in FIG. 6, when the three shots S 1 , S 2 and S 3 lined up in the X direction of the wafer 1 were sequentially exposed, the wafer stage had to be moved in a zigzag manner as shown by arrows. This is because if an attempt is made to expose a row of shot areas corresponding to the diameter of the wafer by only one continuous scan in the X direction of the reticle, the reticle and the reticle of a size corresponding to the magnification of the projection lens × the diameter of the wafer. This is because a stage is required, and it has been impractical to manufacture such a long reticle and reticle stage. Therefore, it is necessary to use one reticle multiple times and repeat scanning exposure for each shot.
At this time, since the reticle must be scanned in the opposite direction to the immediately preceding scan in order to prevent the throughput from being lowered due to the reticle being idled, the wafer was stepwise moved in a complicated manner along the path shown in FIG. FIG. 7 shows the movement speed v R of the reticle stage in the scanning direction (Y direction), the movement speed v W1 of the wafer stage in the scanning direction (Y direction) and the wafer stage in the direction orthogonal thereto at the time t of the exposure operation. The moving speed v W2 is shown. As can be seen from FIG. 7, shots S 1 , S 2 and S 3 are divided into sections C, F and I.
In, uniform exposure is carried out by constant velocity scanning of the reticle stage. However, since the wafer has to move in a zigzag manner as shown in FIG. 6, the reticle stage and the wafer stage are in the acceleration / deceleration state in the sections A, D, G and J and the reticle stage in the sections B, E and H. It was in the state of waiting for the synchronous control of the stage and the wafer stage. In the acceleration / deceleration state and the control waiting state, the exposure is not performed, and the total time of those sections corresponds to the total time of the sections C, F, and I in which the exposure is performed. Therefore, there is a problem that the throughput of the exposure process per wafer is low due to the existence of such unexposed time.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、従
来のステップアンドスキャン方式での露光操作を短時間
化してスループットを向上することができる新規な投影
露光装置及び投影露光方法を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention provides a novel projection exposure apparatus and a projection exposure method which can shorten the exposure operation in the conventional step-and-scan method and improve the throughput. With the goal.

【0006】また、本発明は、ウエハ等の感光基板上で
走査方向に並んだ複数のショットを連続的に露光するこ
とができる新規な投影露光装置及び投影露光方法を提供
することを目的とする。
It is another object of the present invention to provide a novel projection exposure apparatus and projection exposure method capable of continuously exposing a plurality of shots arranged in the scanning direction on a photosensitive substrate such as a wafer. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様に従
えば、マスクと感光基板を一次元方向に同期走査しなが
らマスク上のパターン像を感光基板上に露光する投影露
光装置であって、2枚以上のマスクをそれぞれ一次元方
向に移動する2つ以上のマスクステージと、上記マスク
上のパターン像を上記感光基板上に投影する投影光学系
と、上記感光基板を上記投影光学系の光軸と直交する2
次元方向に移動する感光基板ステージと、上記感光基板
ステージの移動に連動して、上記2つ以上のマスクステ
ージの移動を制御して2枚以上のマスクの各パターン像
で感光基板を走査露光するためのマスクステージ制御手
段と、上記マスクの位置に同期して、走査露光が行われ
るマスクを順次照明する照明系とを備える上記投影露光
装置が提供される。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a projection exposure apparatus for exposing a pattern image on a mask onto a photosensitive substrate while synchronously scanning the mask and the photosensitive substrate in a one-dimensional direction. , Two or more mask stages that respectively move two or more masks in a one-dimensional direction, a projection optical system that projects the pattern image on the mask onto the photosensitive substrate, and the projection optical system that projects the photosensitive substrate. 2 orthogonal to the optical axis of
The photosensitive substrate stage moving in the dimensional direction and the movement of the two or more mask stages are controlled in conjunction with the movement of the photosensitive substrate stage to scan and expose the photosensitive substrate with each pattern image of two or more masks. The projection exposure apparatus is provided with: a mask stage control means for controlling the mask stage; and an illumination system that sequentially illuminates the mask to be scanned and exposed in synchronization with the position of the mask.

【0008】上記投影露光装置において、上記照明系
が、上記2枚以上のマスクへの照明光路を開閉可能な2
つ以上の可変視野絞りと、2枚以上のマスクのうち走査
露光が行われるマスク用の可変視野絞りを順次開放する
可変視野絞り制御手段とを備えることが好ましい。かか
る2つ以上の可変視野絞りが、それぞれ、走査方向の幅
が可変である開口と前記照明系により照明されるマスク
の転写領域の位置に応じて前記開口の走査方向の幅を変
動させる手段とを備えるのが好ましい。また、上記2枚
以上のマスクはそれぞれ上記投影光学系を介して上記感
光基板と共役な関係になっている。
In the projection exposure apparatus, the illumination system is capable of opening and closing an illumination optical path to the two or more masks.
It is preferable to provide one or more variable field diaphragms and a variable field diaphragm control means for sequentially opening the variable field diaphragms for the masks to be scanned and exposed among the two or more masks. The two or more variable field diaphragms change the width of the opening in the scanning direction according to the position of the opening having a variable width in the scanning direction and the position of the transfer area of the mask illuminated by the illumination system. Is preferably provided. The two or more masks are in a conjugate relationship with the photosensitive substrate via the projection optical system.

【0009】本発明の第2の態様に従えば、2枚以上の
マスクと感光基板とを同期走査することによって、感光
基板上のショット領域を順次露光するステップアンドス
キャン方式の投影露光方法であって、上記2枚以上のマ
スクのうち一つのマスクと感光基板とを同期走査して感
光基板上のショット領域を走査露光する工程Aと、工程
Aとほぼ並行して、走査露光に用いたマスクと異なる少
なくとも一つのマスクを次の走査露光のための走査開始
位置に移動する工程Bと、直前の走査露光工程に用いた
マスクとは異なるマスクと感光基板とを同期走査して感
光基板上の次のショット領域を走査露光する工程Cと、
工程Cとほぼ並行して、走査露光しているマスクとは異
なる少なくとも一つのマスクを次の走査露光のための走
査開始位置に移動する工程Dと、を含み、上記工程A及
びBの後に、工程C及びDを繰り返すことによって感光
基板上で走査方向に配列している複数のショット領域を
連続的に走査露光する上記投影露光方法が提供される。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a step-and-scan type projection exposure method for sequentially exposing shot areas on a photosensitive substrate by synchronously scanning two or more masks and the photosensitive substrate. And a mask used for scanning exposure, which is substantially parallel to the step A of scanning one of the two or more masks and the photosensitive substrate to perform scanning exposure of a shot area on the photosensitive substrate. Step B of moving at least one mask different from the above to the scanning start position for the next scanning exposure, and the mask different from the mask used in the immediately preceding scanning exposure step and the photosensitive substrate are synchronously scanned and Step C of scanning and exposing the next shot area,
Substantially parallel to the step C, a step D of moving at least one mask different from the mask being subjected to the scanning exposure to a scanning start position for the next scanning exposure, and after the steps A and B, The projection exposure method is provided by repeating steps C and D to continuously scan and expose a plurality of shot areas arranged in the scanning direction on the photosensitive substrate.

【0010】本発明の第3の態様に従えば、2枚のマス
クを用いて、マスクと感光基板とを同期走査することに
よって、感光基板のショット領域を順次露光するステッ
プアンドスキャン方式の投影露光方法であって、第1の
マスクを照明しながら、第1のマスクと感光基板とを同
期走査して感光基板上のショット領域を露光する工程A
と、工程Aとほぼ並行して、第2のマスクを走査開始位
置に移動させる工程Bと、上記工程Aが終了した後に、
第2のマスクを照明しながら、第2のマスクと感光基板
とを同期走査して感光基板上の次のショット領域を露光
する工程Cと、工程Cとほぼ並行して、第1のマスクを
走査開始位置に移動させる工程Dとを含み、上記工程A
〜Dを繰り返すことによって感光基板上で走査方向に配
列している複数のショットを連続的に走査露光する上記
投影露光方法が提供される。
According to a third aspect of the present invention, step-and-scan projection exposure is performed in which two masks are used and the mask and the photosensitive substrate are synchronously scanned to sequentially expose the shot areas of the photosensitive substrate. A method of exposing a shot area on the photosensitive substrate by synchronously scanning the first mask and the photosensitive substrate while illuminating the first mask.
In parallel with step A, step B of moving the second mask to the scanning start position, and after step A is completed,
While illuminating the second mask, a step C in which the second mask and the photosensitive substrate are synchronously scanned to expose the next shot area on the photosensitive substrate, and the first mask is exposed almost in parallel with the step C. And the step D of moving to the scanning start position,
The projection exposure method is provided by continuously scanning and exposing a plurality of shots arranged in the scanning direction on the photosensitive substrate by repeating steps D to D.

【0011】上記本発明の第2及び第3の態様におい
て、感光基板上に走査方向に配列している複数のショッ
トを連続的に走査露光した後に、該走査方向と直交する
方向に感光基板をステップ移動させることを含むことが
好ましい。また、第1のマスク及び第2のマスクへの照
明光を交互に遮光することによって、走査露光が行われ
るマスクにのみ照明するのが好ましい。
In the above-mentioned second and third aspects of the present invention, after a plurality of shots arranged in the scanning direction on the photosensitive substrate are continuously scanned and exposed, the photosensitive substrate is moved in a direction orthogonal to the scanning direction. It is preferable to include stepping. Further, it is preferable to illuminate only the mask on which scanning exposure is performed by alternately blocking the illumination light to the first mask and the second mask.

【0012】本発明の第4の態様に従えば、複数のマス
クを用いてマスクと感光基板とを同期走査することによ
って感光基板のショット領域を順次露光するステップア
ンドスキャン方式の投影露光方法であって、感光基板を
走査方向に連続的に移動しながら、走査方向に並んでい
る複数の感光基板上のショット領域を、複数のマスクの
パターン像で露光する上記投影露光方法が提供される。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a step-and-scan projection exposure method for sequentially exposing shot areas of a photosensitive substrate by synchronously scanning the mask and the photosensitive substrate using a plurality of masks. Thus, there is provided the above projection exposure method, wherein the shot areas on the plurality of photosensitive substrates arranged in the scanning direction are exposed with the pattern images of the plurality of masks while continuously moving the photosensitive substrate in the scanning direction.

【0013】[0013]

【作用】本発明では、ウェハ上で走査方向に整列した複
数ショット領域を連続的に走査露光する際に、ウエハの
無駄なステッピング時間を除去するために、2枚以上の
レチクルを順次照明する照明系と、各レチクルをそれぞ
れ一次元方向に移動可能な2つ以上のレチクルステージ
と、ウエハステージの移動に連動して2つ以上のレチク
ルステージの移動を制御する手段とを用いて、第1のレ
チクルが等速度走査により露光動作を行っている時とほ
ぼ並行して別のレチクルを露光時走査方向と逆方向に移
動させ、第1のレチクルによる露光終了時にはウェハス
テージの連続移動と同期して別のレチクルによる露光走
査を開始させ、その露光走査終了後にはさらに別のまた
は第1のレチクルによりウエハステージの連続移動と連
動して露光走査を開始させるようにした。
According to the present invention, the illumination for sequentially illuminating two or more reticles in order to eliminate useless stepping time of the wafer when continuously scanning and exposing a plurality of shot areas aligned in the scanning direction on the wafer. Using the system, two or more reticle stages capable of moving each reticle in a one-dimensional direction, and means for controlling the movement of the two or more reticle stages in conjunction with the movement of the wafer stage, The reticle is moved in the direction opposite to the scanning direction during exposure almost in parallel with the reticle performing the exposure operation by constant velocity scanning, and at the end of the exposure by the first reticle, in synchronization with the continuous movement of the wafer stage. The exposure scanning with another reticle is started, and after the exposure scanning is completed, the exposure scanning is performed with another or first reticle in conjunction with the continuous movement of the wafer stage. And so as to start.

【0014】本発明の原理を、レチクルを2枚用いた場
合を例に挙げて以下に説明する。図4は、本発明の投影
露光装置を用いてウエハ1上でY方向に配列する3つシ
ョットS1 ,S2 及びS3 を露光する場合のウエハの走
査経路を示す。本発明では、ウエハ上の図4の矢印で示
した走査方向に連続露光を行わせるために、2枚のレチ
クルR1及びR2の移動タイミング並びに移動速度vR1
及びvR2が図5のグラフに従うように各レチクルステー
ジを制御する。図5は、図4に示した経路での露光動作
の時刻tにおける、レチクルR1の走査方向(Y方向)
の移動速度vR1、レチクルR2の走査方向(Y方向)の
移動速度vR2、ウエハ(ステージ)の走査方向(Y方
向)の移動速度vW を示す。レチクルR1が等速度走査
により露光動作を行っている間(主に区間A)に他方の
レチクルR2をレチクルステージ上で露光時走査方向と
逆方向に移動させ、レチクルR1の露光終了時にはレチ
クルR2が露光走査を開始できる位置に戻しておく。レ
チクルR1の露光終了時にレチクルR2による等速度走
査を開始させる。この際、レチクルR1はレチクルステ
ージ上の露光終了位置にあるので、レチクルR2による
等速度走査の間(主に区間B)に走査方向と逆方向に移
動させ、レチクルR2の露光終了時にはレチクルR1が
露光走査を開始できるような位置に戻しておく。次い
で、レチクルR2による露光が終了した後、再び、レチ
クルR1による走査露光を開始し、等速度走査を実行さ
せる(主に期間C)。本発明では、一のレチクルが走査
露光状態にある場合には、他方のレチクルに照明される
照明光を可変視野絞りを用いて遮光する。図中、A〜C
の区間で、ウエハの走査に同期していずれかのレチクル
により走査露光が連続的に繰り返されるので、ショット
毎のウエハのステッピング動作は不要となる。このた
め、図5(c) に示したようにウェハ速度vw が常に一定
になり、従来技術の様にウエハの加速、減速及び待機に
よる未露光時間が不要となる結果、露光時間を大幅に短
縮することができる。即ち、この方法で露光を行えば、
図4中の経路及びに示したように、任意の列の全て
のショットをウエハの一方向等速走査で露光し、次いで
隣接する列の全てのショットを逆方向に等速度走査する
ことによって露光することができる。本発明では、かか
る露光動作により露光工程のスループットを大幅に向上
することができる。
The principle of the present invention will be described below by taking the case of using two reticles as an example. FIG. 4 shows a scanning path of the wafer when exposing three shots S 1 , S 2 and S 3 arranged in the Y direction on the wafer 1 using the projection exposure apparatus of the present invention. In the present invention, in order to perform continuous exposure on the wafer in the scanning direction shown by the arrow in FIG. 4, the movement timing and the movement speed v R1 of the two reticles R1 and R2 are set.
And v R2 control each reticle stage so that it follows the graph of FIG. FIG. 5 shows the scanning direction (Y direction) of the reticle R1 at time t of the exposure operation on the path shown in FIG.
Moving velocity v R1, moving velocity v R2 in the scanning direction (Y direction) of the reticle R2, indicating the moving velocity v W of the wafer scanning direction (stage) (Y-direction). While the reticle R1 is performing the exposure operation by the constant velocity scanning (mainly the section A), the other reticle R2 is moved on the reticle stage in the direction opposite to the scanning direction during exposure, and when the exposure of the reticle R1 is completed, the reticle R2 is moved. Return to the position where exposure scanning can start. When the exposure of the reticle R1 is completed, the uniform speed scanning by the reticle R2 is started. At this time, since the reticle R1 is at the exposure end position on the reticle stage, the reticle R1 is moved in the direction opposite to the scanning direction during the constant velocity scanning by the reticle R2 (mainly the section B), and the reticle R1 is moved at the end of the exposure of the reticle R2. Return to the position where you can start the exposure scan. Next, after the exposure by the reticle R2 is completed, the scanning exposure by the reticle R1 is started again, and the constant velocity scanning is executed (mainly the period C). In the present invention, when one reticle is in the scanning exposure state, the illumination light that illuminates the other reticle is blocked by using the variable field diaphragm. In the figure, A to C
In this section, the scanning exposure is continuously repeated by one of the reticles in synchronism with the scanning of the wafer, so that the stepping operation of the wafer for each shot becomes unnecessary. Therefore, as shown in FIG. 5 (c), the wafer speed v w is always constant, and the unexposed time for accelerating, decelerating, and waiting the wafer as in the prior art is not required, resulting in a large exposure time. It can be shortened. That is, if exposure is performed by this method,
As shown in the paths and in FIG. 4, all the shots in an arbitrary row are exposed by unidirectional uniform velocity scanning of the wafer, and then all the shots in an adjacent row are uniformly scanned in the opposite direction. can do. In the present invention, such an exposure operation can significantly improve the throughput of the exposure process.

【0015】以下に本発明を実施例により説明するが、
それらは一具体例にすぎず、本発明は特にそれらに限定
されるものではない。
The present invention will be described below with reference to examples.
These are merely specific examples, and the present invention is not particularly limited thereto.

【0016】[0016]

【実施例】図1に、本発明の投影露光装置の一具体例を
示す。本発明の投影露光装置は、レチクル上に形成され
たパターン像をステップアンドスキャン方式により投影
光学系を介してウエハのショット領域に投影する装置で
あり、主に、照明系、レチクル移動機構、レチクルに形
成されたパターン像をウエハ1上に投影する投影光学
系、ウエハ移動機構及び制御系から構成されている。照
明系は、光源であるエキシマレーザ37、照明光学系3
0,31、ウエハ上の照明フィールドを画定する固定ブ
ラインド123,125及びかかる固定ブラインドの開
口幅を制限する可変ブラインド23,25を含む。エキ
シマレーザ37は、レーザ制御装置47によりパルス発
振及びレーザパワーや波長が調整される。エキシマレー
ザ37から発生した照明光(例えば、波長248nmの
KrFエキシマレーザ)はハーフミラー36で2分割さ
れ、このハーフミラー36で反射された照明光は照明光
学系30に入射する。照明光学系30は、図示しないリ
レーレンズ、フライアイレンズ、インテグレータセンサ
ー、スペックル低減装置等で構成されており、これらを
通過することによって照明光は、後述の固定ブラインド
123や可変ブラインド23で均一になり、すなわち、
レチクル2Aをほぼ均一な照度で照明する。一方、ハー
フミラー36を透過した照明光は、ミラー35、リレー
レンズ34,33、及びミラー32を介して照明光学系
31に入射する。この照明光学系31は照明光学系30
と同様の要素から構成されている。照明光学系30及び
31を射出した照明光はそれぞれレンズ28及び29を
経て固定ブラインド123及び125に向かう。
FIG. 1 shows a specific example of the projection exposure apparatus of the present invention. A projection exposure apparatus of the present invention is an apparatus for projecting a pattern image formed on a reticle onto a shot area of a wafer by a step-and-scan method via a projection optical system, and mainly includes an illumination system, a reticle moving mechanism, and a reticle. The projection optical system for projecting the pattern image formed on the wafer 1 onto the wafer 1, the wafer moving mechanism, and the control system. The illumination system includes an excimer laser 37, which is a light source, and an illumination optical system 3.
0, 31, fixed blinds 123, 125 defining the illumination field on the wafer and variable blinds 23, 25 limiting the opening width of such fixed blinds. The excimer laser 37 is adjusted in pulse oscillation and laser power and wavelength by the laser control device 47. Illumination light generated from the excimer laser 37 (for example, KrF excimer laser having a wavelength of 248 nm) is divided into two by the half mirror 36, and the illumination light reflected by the half mirror 36 enters the illumination optical system 30. The illumination optical system 30 is composed of a relay lens, a fly-eye lens, an integrator sensor, a speckle reduction device, etc., which are not shown, and the illumination light is made uniform by the fixed blind 123 and the variable blind 23 described later by passing through these. Becomes, that is,
The reticle 2A is illuminated with a substantially uniform illuminance. On the other hand, the illumination light transmitted through the half mirror 36 enters the illumination optical system 31 via the mirror 35, the relay lenses 34 and 33, and the mirror 32. The illumination optical system 31 is an illumination optical system 30.
It is composed of the same elements as. The illumination light emitted from the illumination optical systems 30 and 31 travels toward the fixed blinds 123 and 125 via the lenses 28 and 29, respectively.

【0017】固定ブラインド123及び125には、そ
れぞれ、開口49及び50が形成され、これらの開口は
各レチクルに対する照明フィールドを画定する。固定ブ
ラインドの開口49及び50、即ち、レチクル上の照明
フィールドの走査方向と直交する方向の幅をできるだけ
大きくすることによって一枚のウエハ上での走査回数を
減らすことができる。固定ブラインド123及び125
の下方には、それらの開口幅を制限できる可変ブライン
ド23及び25が設置されている。可変ブラインド23
及び25は、可変視野絞りとして機能し、走査露光に使
われていない方のレチクルに対応する固定ブラインドの
開口を閉鎖するシャッターとしての役割を果たす。さら
に可変ブラインドは、レチクル上の走査開始部分や走査
終了部分の遮光帯の幅を小さくし、レチクルのオーバラ
ンを低減させる(レチクル上の遮光帯の外側を通る照明
光がウエハ1を不要に感光させるのを防止する)目的
で、その開口幅を適宜調整することもできる。かかる機
能を実行する可変ブラインドとして、例えば、特開平4
−196513号に記載されたような可変の視野絞りを
適用することができる。
Fixed blinds 123 and 125 are formed with openings 49 and 50, respectively, which define the illumination field for each reticle. The number of scans on a single wafer can be reduced by making the openings 49 and 50 of the fixed blind, that is, the width of the illumination field on the reticle in the direction orthogonal to the scan direction, as large as possible. Fixed blinds 123 and 125
Variable blinds 23 and 25 that can limit the opening width of the blinds are installed below the. Variable blind 23
And 25 function as variable field diaphragms and serve as shutters that close the openings of the fixed blinds corresponding to the reticle not used for scanning exposure. Further, the variable blind reduces the width of the light-shielding band on the scanning start portion and the scanning end portion on the reticle to reduce the overrun of the reticle (illumination light passing outside the light-shielding band on the reticle unnecessarily exposes the wafer 1). The opening width can be appropriately adjusted for the purpose of preventing the above). As a variable blind for executing such a function, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
A variable field stop as described in 196513 can be applied.

【0018】図8に、本実施例で使用した可変ブライン
ド23及び25の概略平面図を示す。可変ブラインド
は、4枚の可動ブレートBL1 、BL2 、BL3 及びB
4 から構成され、ブレードBL1 及びBL2 は、図中
Y方向(走査露光方向)に移動することによって固定ブ
ラインド123,125の開口49,50の走査方向の
幅を制限し、ブレードBL3 及びBL4 は図中X方向に
移動することによって固定ブラインド123または12
5の開口49,50の長さ(走査方向と直交する方向の
幅)を制限する。これらのブレードは、それぞれ、可変
ブラインド23,25のブラインド駆動機構24,26
により独立に制御される。これらの4枚のブレードによ
り固定ブラインドの開口が制限される場合には、これら
のブレードの端部により画定される矩形の開口APの像
は、レチクルの下面のパターン面に結像される。固定ブ
ラインドの開口49,50または、固定ブラインドが可
変ブラインドにより制限される場合には、可変ブライン
ドの開口APは、投影光学系の円形イメージフィールド
IF内に包含される。可変ブラインドの開閉時期及び開
口幅は、ブラインド駆動機構24及び26を通じてブラ
インド制御装置44により制御される。本明細書に使わ
れている用語「可変視野絞り制御手段」は、本実施例中
のブラインド制御装置44に該当する。また、本明細書
に使われている用語「走査方向の開口の幅を変動する手
段」は、本実施例中、可動ブレートBL1 、BL2 、B
3 及びBL4 並びにブラインド駆動機構24,26に
相当する。
FIG. 8 is a schematic plan view of the variable blinds 23 and 25 used in this embodiment. The variable blind includes four movable plates BL 1 , BL 2 , BL 3 and B.
The blades BL 1 and BL 2 are configured by L 4 and move in the Y direction (scanning exposure direction) in the drawing to limit the width of the openings 49 and 50 of the fixed blinds 123 and 125 in the scanning direction, and the blade BL 3 And BL 4 move in the X direction in the figure to fix the fixed blind 123 or 12
The length (width in the direction orthogonal to the scanning direction) of the openings 49 and 50 of No. 5 is limited. These blades are provided for blind drive mechanisms 24 and 26 of the variable blinds 23 and 25, respectively.
Controlled independently by. If the aperture of the fixed blind is limited by these four blades, the image of the rectangular aperture AP defined by the ends of these blades is imaged on the pattern surface of the lower surface of the reticle. The apertures 49, 50 of the fixed blind, or if the fixed blind is limited by the variable blind, the aperture AP of the variable blind is contained within the circular image field IF of the projection optics. The opening / closing timing and the opening width of the variable blind are controlled by the blind control device 44 through the blind drive mechanisms 24 and 26. The term “variable field stop control means” used in this specification corresponds to the blind control device 44 in this embodiment. Further, the term "means for varying the width of the opening in the scanning direction" used in the present specification refers to the movable plates BL 1 , BL 2 , B in this embodiment.
It corresponds to L 3 and BL 4 and the blind drive mechanisms 24 and 26.

【0019】可変ブラインド23を透過した照明光は、
可変ブラインド23の後方に配置されたレンズ19、ミ
ラー18、コンデンサーレンズ17及びミラー16を介
してレチクル2Aに向かう。レンズ19及びコンデンサ
ーレンズ17を調整することにより固定ブラインド12
3の開口49の大きさの微調整を行うことができる。同
様に、可変ブラインド25を透過した照明光は可変ブラ
インド25の後方に配置されたレンズ22、コンデンサ
ーレンズ21、ミラー20を介してレチクル2Bを照明
する。
The illumination light transmitted through the variable blind 23 is
It goes toward the reticle 2A via the lens 19, the mirror 18, the condenser lens 17 and the mirror 16 arranged behind the variable blind 23. Fixed blind 12 by adjusting lens 19 and condenser lens 17
The size of the opening 49 of No. 3 can be finely adjusted. Similarly, the illumination light transmitted through the variable blind 25 illuminates the reticle 2B via the lens 22, the condenser lens 21, and the mirror 20 arranged behind the variable blind 25.

【0020】次にレチクル移動機構について説明する。
レチクル2Aのレチクル移動機構は、ステージ支持台1
0、その上に固定されるレチクル用XYステージ11及
びレチクル駆動機構42から主に構成される。レチクル
2AはXYステージ11上に支持されてレチクル駆動機
構42によりXY方向に移動され、特に走査露光時には
Y方向(紙面と垂直な方向)に走査される。同様に、レ
チクル2Bのレチクル移動機構43は、ステージ支持台
13、レチクル2BをZY方向に移動させる(走査露光
時にはY方向に走査する)縦型のZYステージ14及び
レチクル駆動機構43を備える。ステージ11,14に
は移動鏡12,15及び固定鏡(図示しない)が装着さ
れ、移動鏡と固定鏡からの反射光を干渉計39,40で
モニターすることによって、各レチクル2A,2Bの各
駆動機構42,43による移動が制御される。該制御
は、駆動機構42,43に接続された制御装置100に
より行われる。レチクルステージ11上に支持されたレ
チクル2Aはミラー16、コンデンサーレンズ17、ミ
ラー18、レンズ19を経て可変ブラインド23と共役
な関係にあり、レチクル2Bはレチクルステージ14上
でミラー20、コンデンサーレンズ21、レンズ22を
経て可変ブラインド25と共役な関係にある。
Next, the reticle moving mechanism will be described.
The reticle moving mechanism of the reticle 2A is the stage support 1
0, a reticle XY stage 11 fixed thereon, and a reticle drive mechanism 42. The reticle 2A is supported on the XY stage 11 and moved in the XY directions by the reticle drive mechanism 42, and is scanned in the Y direction (direction perpendicular to the paper surface) particularly during scanning exposure. Similarly, the reticle moving mechanism 43 of the reticle 2B includes a stage support base 13, a vertical ZY stage 14 that moves the reticle 2B in the ZY direction (scans in the Y direction during scanning exposure), and a reticle drive mechanism 43. Moving mirrors 12 and 15 and fixed mirrors (not shown) are mounted on the stages 11 and 14, and the interferometers 39 and 40 monitor the reflected light from the moving mirrors and the fixed mirrors. Movement by the drive mechanisms 42 and 43 is controlled. The control is performed by the control device 100 connected to the drive mechanisms 42 and 43. The reticle 2A supported on the reticle stage 11 is in a conjugate relationship with the variable blind 23 via the mirror 16, the condenser lens 17, the mirror 18, and the lens 19, and the reticle 2B is on the reticle stage 14 with the mirror 20, the condenser lens 21, It is in a conjugate relationship with the variable blind 25 via the lens 22.

【0021】本発明の投影露光装置における投影光学系
は、レチクル2Aのパターン像をウエハ1上に投影する
第1投影光学系とレチクル2Bのパターン像をウエハ1
上に投影する第2投影光学系とを備え、それぞれ、ビー
ムスプリッタ4を介して、レンズ前群5及び後群3並び
にレンズ前群6及び後群3から構成されている。即ち、
本実施例では、第1及び第2投影光学系はそれぞれ瞳面
を挟んで前側レンズ群と後側レンズ群とに分割され、第
1及び第2投影光学系で後側レンズ群を共用するように
したものである。本実施例では、投影光学系による投影
倍率は1/5である。それゆえ、走査露光時のXYステ
ージ9の走査方向の移動速度はレチクルステージ11,
14の移動速度の1/5となる。
The projection optical system in the projection exposure apparatus of the present invention includes a first projection optical system for projecting the pattern image of the reticle 2A onto the wafer 1 and a pattern image of the reticle 2B for the wafer 1.
A second projection optical system for projecting upward is provided, and each is composed of a lens front group 5 and a rear group 3, and a lens front group 6 and a rear group 3 via a beam splitter 4. That is,
In this embodiment, the first and second projection optical systems are divided into a front lens group and a rear lens group with the pupil plane sandwiched therebetween, so that the first and second projection optical systems share the rear lens group. It is the one. In this embodiment, the projection magnification of the projection optical system is 1/5. Therefore, the moving speed in the scanning direction of the XY stage 9 during the scanning exposure is the same as the reticle stage 11,
It becomes 1/5 of the moving speed of 14.

【0022】ウエハ移動機構は、XY方向に移動可能な
XYステージ9とその上に設置されたZ,チルトステー
ジ8とから主に構成されている。ウェハ1は、Z,チル
トステージ8上に載置されて固定される。ウェハの位置
は、Z,チルトステージ8上に設置された移動鏡7と固
定鏡(図示しない)とからの反射光を干渉計38によっ
てモニターすることによって検出され、X,Y,Z,チ
ルト駆動機構41によって任意の位置に移動できるよう
に制御される。また、走査露光の際には、後述する同期
制御装置によりレチクルの走査と同期するように制御さ
れる。
The wafer moving mechanism is mainly composed of an XY stage 9 movable in the XY directions and a Z and tilt stage 8 installed thereon. The wafer 1 is mounted and fixed on the Z, tilt stage 8. The position of the wafer is detected by monitoring the reflected light from the movable mirror 7 and the fixed mirror (not shown) installed on the Z, tilt stage 8 by the interferometer 38, and the X, Y, Z, tilt drive is performed. It is controlled by the mechanism 41 so that it can be moved to any position. Further, during scanning exposure, the synchronization control device, which will be described later, controls so as to synchronize with the scanning of the reticle.

【0023】本実施例の投影露光装置の制御系は、制御
装置100、ブラインド制御装置44、図示しない同期
制御装置等を含む。制御装置100は、レチクルステー
ジ駆動機構42,43、ウエハステージ駆動機構41等
を制御し、レチクル2Aとレチクル2Bとの間の移動時
期並びにレチクルとウエハとの相対移動を調整する。ブ
ラインド制御装置44は、ブラインド23,25のシャ
ッター機能及び開口幅調整機能を制御する。同期制御装
置は、ウェハステージ及びレチクルステージにそれぞれ
装着された干渉計38,39,40からの出力信号の差
分をモニターして、レチクルの両方または一方がウェハ
ステージの移動と同期する速度(ウェハステージ走査速
度/投影光学系倍率)に同期して移動するように制御す
る。これにより、レチクルステージとウエハステージと
は、投影光学系の投影倍率に応じた速度比で駆動制御さ
れる。
The control system of the projection exposure apparatus of this embodiment includes a control device 100, a blind control device 44, a synchronization control device (not shown) and the like. The control device 100 controls the reticle stage drive mechanisms 42 and 43, the wafer stage drive mechanism 41, and the like to adjust the movement timing between the reticle 2A and the reticle 2B and the relative movement between the reticle and the wafer. The blind control device 44 controls the shutter function and the opening width adjusting function of the blinds 23 and 25. The synchronization controller monitors the difference between the output signals from the interferometers 38, 39, 40 mounted on the wafer stage and the reticle stage, respectively, and detects the speed at which both or one of the reticles is synchronized with the movement of the wafer stage (wafer stage It is controlled to move in synchronization with the scanning speed / magnification of the projection optical system). As a result, the reticle stage and the wafer stage are drive-controlled at a speed ratio according to the projection magnification of the projection optical system.

【0024】次に、上記のように構成された本発明の投
影露光装置による動作を説明する。エキシマレーザ光源
37から射出された照明光は、ハーフミラー36により
照明光学系30と照明光学系31とに向かう光束に2分
割され、それぞれ固定ブラインド123及び125に向
かう。照明光は、固定ブラインド123及び125の開
口49及び50を通過することによってレチクル上での
照明フィールドが画定され、次いで、可変ブラインド2
3及び25に達する。この際、可変ブラインド23及び
25の開口APは、後に詳述するように、ウエハ上の各
ショット領域の露光毎にいずれか一方が開放され、他方
が閉じられ、2枚のレチクル2A,2Bが交互に照明さ
れることになる。そして、レチクル2A,2Bのパター
ン像が交互に投影光学系によりウェハ1上に投影され
る。
Next, the operation of the projection exposure apparatus of the present invention constructed as described above will be described. The illumination light emitted from the excimer laser light source 37 is split into two light fluxes by the half mirror 36 toward the illumination optical system 30 and the illumination optical system 31, and travels toward the fixed blinds 123 and 125, respectively. Illumination light passes through apertures 49 and 50 in fixed blinds 123 and 125 to define the illumination field on the reticle, which is then variable blind 2.
Reach 3 and 25. At this time, as described in detail later, one of the openings AP of the variable blinds 23 and 25 is opened and the other is closed every exposure of each shot area on the wafer, and the two reticles 2A and 2B are closed. It will be illuminated alternately. Then, the pattern images of the reticles 2A and 2B are alternately projected onto the wafer 1 by the projection optical system.

【0025】走査露光の際、投影光学系に対してレチク
ル2A,2Bの一つとウェハ1が相対走査される。その
様子を図2に示す。図2(a) は、投影光学系(前群)5
及び6上に投影される照明フィールド149及び150
に対するレチクル2A及び2Bの走査方向を示す概念図
であり、図中、ステージ等は省略してある。図2(a)右
側は、レチクル2Aの上方から見た照明フィールド14
9とレチクル2Aの走査方向との関係を示す。この照明
フィールド149は、固定ブラインド123の開口49
により画定されている。図2(a) 左側は、レチクルステ
ージ14の上方から見た照明フィールド150とレチク
ル2Bの移動方向を示す。いずれのレチクルも、走査露
光時に、投影光学系の露光フィールド(レチクルパター
ンの投影領域)に対してウエハ1が同一方向(本実施例
では+Yまたは−Y方向)に走査され、換言すれば、ウ
エハ1上の走査方向(Y方向)に並ぶ複数のショットが
レチクル2A,2Bの各パターン像で連続的に走査露光
されるように移動される。図2(b) は、投影光学系
(5,3)または(6,3)によってウェハ上に投影さ
れた露光フィールド51に対するウェハ1上のショット
48の走査方向を示した図である。ウエハ1は露光フィ
ールド51に対してY方向(但し、レチクルの移動と逆
向き)に移動される。レチクル2A,2Bとウェハ1の
相対走査は制御系によるレチクルステージ11,14及
びウエハステージ9の駆動機構の制御並びに同期制御装
置により実行される。
At the time of scanning exposure, one of the reticles 2A and 2B and the wafer 1 are relatively scanned with respect to the projection optical system. The situation is shown in FIG. FIG. 2A shows the projection optical system (front group) 5
And illumination fields 149 and 150 projected onto 6
2A and 2B are conceptual diagrams showing the scanning directions of the reticles 2A and 2B, in which stages and the like are omitted. The right side of FIG. 2 (a) shows the illumination field 14 viewed from above the reticle 2A.
9 shows the relationship between 9 and the scanning direction of the reticle 2A. This illumination field 149 has an opening 49 in the fixed blind 123.
Is defined by The left side of FIG. 2A shows the moving directions of the illumination field 150 and the reticle 2B as seen from above the reticle stage 14. In either reticle, during scanning exposure, the wafer 1 is scanned in the same direction (+ Y or −Y direction in this embodiment) with respect to the exposure field (projection area of the reticle pattern) of the projection optical system, in other words, the wafer. A plurality of shots lined up in the scanning direction (Y direction) on 1 are moved so as to be continuously scanned and exposed with each pattern image of the reticles 2A and 2B. FIG. 2B is a diagram showing the scanning direction of the shot 48 on the wafer 1 with respect to the exposure field 51 projected on the wafer by the projection optical system (5, 3) or (6, 3). The wafer 1 is moved with respect to the exposure field 51 in the Y direction (however, the direction opposite to the movement of the reticle). The relative scanning between the reticle 2A, 2B and the wafer 1 is executed by the control of the drive mechanism of the reticle stage 11, 14 and the wafer stage 9 by the control system and the synchronous control device.

【0026】次に、可変ブラインド23,25の開閉動
作及びレチクル2A,2Bの走査タイミングを図3及び
図5を用いて説明する。図3は、固定ブラインド12
3,125の開口49,50を介してウェハ上のショッ
トS1 及びS2 が露光される工程を示す概念図であり、
ウエハの走査に伴う開口49,50(正確には投影光学
系の露光フィールド)とショットS1 ,S2 との相対位
置の変化及び可変ブラインド23,25による固定ブラ
インドの開口49,50の開閉状態を同図(1) 〜(3) に
より順次示している。図を簡略化するために、レチクル
を省略したが、露光時に、ウエハ1がXYステージ9と
ともにY方向(図中矢印)に移動するのと同期して、レ
チクル2A及び2Bを運搬するレチクルステージ11及
び14は逆方向に移動する。ショットS1 及びS2 の斜
線部は開口49または50を通じて露光された部分を示
し、開口49及び50中の斜線部は、照明光が透過する
領域、すなわち、可変ブラインド23,25によって照
明光が遮光されていない領域を示す。また、破線は、そ
れぞれの開口49及び50上での可変ブラインド23及
び25のブレード位置を示し、ブラインド23及び25
のブレードの位置により開口49及び50は全てまたは
部分的に遮光される。
Next, the opening / closing operation of the variable blinds 23 and 25 and the scanning timing of the reticles 2A and 2B will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows the fixed blind 12
3 is a conceptual diagram showing a process of exposing shots S 1 and S 2 on a wafer through openings 49 and 50 of 3,125, FIG.
Changes in the relative positions of the openings 49, 50 (to be exact, the exposure field of the projection optical system) and the shots S 1 , S 2 accompanying the scanning of the wafer, and the opening / closing state of the fixed blind openings 49, 50 by the variable blinds 23, 25. Are sequentially shown by (1) to (3) in the same figure. Although the reticle is omitted in order to simplify the drawing, the reticle stage 11 that carries the reticles 2A and 2B is synchronized with the movement of the wafer 1 along with the XY stage 9 in the Y direction (the arrow in the figure) during exposure. And 14 move in opposite directions. The shaded portions of the shots S 1 and S 2 show the portions exposed through the openings 49 or 50, and the shaded portions in the openings 49 and 50 are the regions through which the illumination light passes, that is, the variable blinds 23, 25 The area not shielded from light is shown. Also, the dashed lines show the blade positions of the variable blinds 23 and 25 on the respective openings 49 and 50, and the blinds 23 and 25.
Depending on the position of the blades, the openings 49 and 50 are totally or partially shaded.

【0027】図3(1a)は、ショットS1 が開口49によ
り画定された露光フィールドを矢印方向に通過したこと
により、ショットS1 が図中左端から右端まで露光され
た様子を示す。ここで、可変ブラインド23は固定ブラ
インドの開口49を開放しており、レチクル2A上の、
開口49によって規定される照明領域内のパターン像が
1 上に投影露光される。図3(1a)の状態は図5(a) に
おいてで示された時刻に相当し、レチクル2Aは等速
度走査を行っている状態にある。
FIG. 3A shows the shot S 1 exposed from the left end to the right end in the figure by the shot S 1 passing through the exposure field defined by the opening 49 in the direction of the arrow. Here, the variable blind 23 opens the opening 49 of the fixed blind, and on the reticle 2A,
The pattern image in the illuminated area defined by the aperture 49 is projected and exposed on S 1 . The state of FIG. 3 (1a) corresponds to the time shown in FIG. 5 (a), and the reticle 2A is in a state of performing constant velocity scanning.

【0028】図3(1b)は、(1a)と同じ走査時刻における
開口50と可変ブラインド25のブレードの位置を示
す。可変ブラインド25によって開口50は遮光されて
いるために、開口50からの照明光はレチクル2B及び
ショットS1に達していない。この状態は、図5(b) に
おいての時刻、すなわち、レチクル2Bは次のショッ
トS2にパターンを露光するための等速度走査を開始す
る状態にある。
FIG. 3 (1b) shows the positions of the openings 50 and the blades of the variable blind 25 at the same scanning time as in (1a). Since the opening 50 is shielded by the variable blind 25, the illumination light from the opening 50 does not reach the reticle 2B and the shot S1. This state is the time in FIG. 5B, that is, the reticle 2B starts the constant velocity scanning for exposing the pattern on the next shot S2.

【0029】次いで、図3(2a)は、(1a)の状態からウエ
ハがXYステージによりさらにY方向に走査されて、露
光されるべきショットがS1 からS2 に移る際に、開口
49により画定される露光フィールドがショットS1
2 の境界部に存在している状態を示す。この際、可変
ブラインド23は可変視野絞りとして機能する。すなわ
ち、可変ブラインド23は、開口49からの照明光がシ
ョットS2 に達しないようにウエハ1の移動に同期して
開口49を部分的に覆う。かかる可変視野絞りの詳細は
後述する。この状態は、図5(a) のに示された時刻に
相当し、レチクル2Aは等速度走査を終了する段階にあ
る。
Next, FIG. 3 (2a) shows that when the wafer is further scanned in the Y direction by the XY stage from the state of (1a), and the shot to be exposed moves from S 1 to S 2 , it is opened by the opening 49. The state where the defined exposure field exists at the boundary between the shots S 1 and S 2 is shown. At this time, the variable blind 23 functions as a variable field stop. That is, the variable blind 23 partially covers the opening 49 in synchronization with the movement of the wafer 1 so that the illumination light from the opening 49 does not reach the shot S 2 . Details of such a variable field diaphragm will be described later. This state corresponds to the time shown in FIG. 5 (a), and the reticle 2A is in the stage of ending the uniform velocity scanning.

【0030】図3の(2b)は、(2a)と同じ走査時刻におけ
る開口50と可変ブラインド25のブレードの位置を示
している。この場合、可変ブラインド25は、ウエハ1
の矢印方向の移動に同期して、可変視野絞りの機能によ
り、開口50がショットS2上だけ照明するように制御
される。この状態は、図5(b) ので示された時刻にあ
り、レチクル2Bは等速度走査を開始した直後の状態に
ある。
FIG. 3B shows the positions of the openings 50 and the blades of the variable blind 25 at the same scanning time as in FIG. 2A. In this case, the variable blind 25 is attached to the wafer 1
In synchronism with the movement in the direction of the arrow, the function of the variable field stop controls the aperture 50 to illuminate only the shot S 2 . This state is at the time indicated by in FIG. 5 (b), and the reticle 2B is in a state immediately after the start of constant velocity scanning.

【0031】図3(2a)及び(2b)の状態からウエハ1がさ
らに走査されると、開口49により画定される露光フィ
ールドはショットS2 上で、図(3a)に示すような位置に
存在する。このとき、開口49は可変ブラインド23の
可変視野絞りにより完全に遮光されている。この状態
は、図5(a) ので示された時刻に相当し、レチクル2
Aは等速度走査を終了した状態にある。図3(3b)は、(3
a)と同じ走査時刻における開口50と可変ブラインド2
5の位置を示している。可変ブラインド25は固定ブラ
インドの開口50を完全に開放して、開口50を通過す
る照明光によりショットS2 を露光し始める。この状態
は、図5(b) のに示された時刻にあり、すなわち、レ
チクル2Bは等速度走査を行っている。この後、レチク
ル2Bは、ウエハ1の走査に同期して等速度走査を続け
てショットS2 を全面露光する。以上の動作により2つ
のショットの境界部であっても、ショットS1 に露光さ
れるレチクル2Aのパターン像がショットS2 上に投影
されることがなく、且つショットS2 に露光されるレチ
クル2Bのパターン像がショットS1 上に投影されるこ
とがない。
When the wafer 1 is further scanned from the state shown in FIGS. 3 (2a) and 3 (2b), the exposure field defined by the opening 49 exists on the shot S 2 at the position shown in FIG. 3 (a). To do. At this time, the aperture 49 is completely shielded by the variable field diaphragm of the variable blind 23. This state corresponds to the time indicated by in Fig. 5 (a), and the reticle 2
A is in a state where the uniform velocity scanning is completed. Figure 3 (3b) shows (3
Aperture 50 and variable blind 2 at the same scanning time as in a)
The position 5 is shown. The variable blind 25 completely opens the opening 50 of the fixed blind and starts exposing the shot S 2 with the illumination light passing through the opening 50. This state is at the time shown in FIG. 5B, that is, the reticle 2B is scanning at a constant speed. After that, the reticle 2B continuously scans at a constant speed in synchronization with the scanning of the wafer 1 to expose the shot S 2 over the entire surface. Even boundary of two shots the above operation, without the pattern image of the reticle 2A to be exposed to the shot S 1 is projected onto the shot S 2, the reticle 2B is and exposed to the shot S 2 Pattern image is not projected onto the shot S 1 .

【0032】上記と同様な操作はショットS2 からそれ
に隣接するショットS3 への移動時に繰り返される。シ
ョットS3 の露光では、開口49が可変ブラインド23
により開放されて、レチクル2Aのパターンの像がウエ
ハ1上に投影され、その間に開口50が可変ブラインド
25により閉じられており、レチクル2Bは走査方向と
逆方向に移動する。このような操作を繰り返すことによ
り、ショット毎に可変ブラインドを切り換えてレチクル
2Aまたは2Bのパターン像を交互にウエハ1上に投影
する。尚、ショットの境界部(ストリートライン)上で
は可変ブラインド23,25が同時に駆動されている。
可変ブラインドの切り換えは、ブラインド制御装置44
により制御される。なお、露光操作において、各ブライ
ンド、各レチクルステージ駆動装置、XYステージの制
御を連続的に行うシーケンスは制御系に組み込まれてお
り、一連の動作を全て制御装置100で管理する。本明
細書で用いた用語「マスクステージ制御手段」は、本実
施例において、制御装置100に相当する。
The same operation as described above is repeated when moving from shot S 2 to shot S 3 adjacent thereto. In the exposure of the shot S 3 , the opening 49 has the variable blind 23.
Is opened to project an image of the pattern of the reticle 2A onto the wafer 1, while the opening 50 is closed by the variable blind 25, and the reticle 2B moves in the direction opposite to the scanning direction. By repeating such an operation, the variable blind is switched for each shot to alternately project the pattern image of the reticle 2A or 2B on the wafer 1. The variable blinds 23 and 25 are simultaneously driven on the shot boundary (street line).
Switching of the variable blind is performed by the blind control device 44.
Controlled by. In the exposure operation, a sequence for continuously controlling each blind, each reticle stage driving device, and the XY stage is incorporated in the control system, and the control device 100 manages a series of operations. The term “mask stage control means” used in this specification corresponds to the control device 100 in this embodiment.

【0033】ここで、可変ブラインド23及び25の開
口幅を適宜調整するブラインド駆動機構の動作について
以下に説明する。それらの動作は、可変ブラインド23
及び25並びにレチクル2A及び2Bの組み合わせのい
ずれにも共通しているので、以下、単に可変ブラインド
及びレチクルRとして表現する。図9に、本実施例の投
影露光装置に装着可能なレチクルRと可変ブラインドの
開口APとの配置関係を示す。レチクルRの一例とし
て、4つのチップパターンCP1 、CP2 、CP3 及び
CP4 が走査方向(Y方向)に並んでいるものを用い
た。4つのチップパターンCP1 、CP2 、CP3 及び
CP4 は、隣接するチップパターン間でストリートライ
ンに相当する遮光帯(斜線部)によって分離されてお
り、それらのチップパターンで形成される集合領域(シ
ョット領域)の周辺部はストリートラインよりも広い幅
sbの遮光体(斜線部)で囲まれている。ここで、ショ
ット領域の周辺の遮光帯のうち左右の遮光帯部分SB
l,SBrとし、その外側にはレチクルアラインメント
マークRM1 ,RM2 が形成されている。また、ブライ
ンドのブレードBL1 〜BL4 により形成される開口A
Pは、走査方向であるY方向と直交するX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 により画定され、エッジE1 とE2 の間隔
(走査方向の幅)をDapとする。さらに開口APのX方
向のエッジは、周辺のY方向に伸びた遮光帯の中心線の
延長上に存在するようにブレードBL3 ,BL4 が配置
されている。従って、開口APのX方向の長さは、ほぼ
(レチクルR上のショット領域のX方向の幅)×(レチ
クルと可変ブラインドとの間に配置されるリレーレンズ
系(結像系)17及び19、又は21及び22の結像倍
率)と一致する。
The operation of the blind drive mechanism that appropriately adjusts the opening widths of the variable blinds 23 and 25 will be described below. These operations are performed by the variable blind 23.
And 25 and the combination of the reticles 2A and 2B, they are hereinafter simply referred to as the variable blind and the reticle R. FIG. 9 shows the positional relationship between the reticle R that can be mounted on the projection exposure apparatus of this embodiment and the aperture AP of the variable blind. As an example of the reticle R, one in which four chip patterns CP 1 , CP 2 , CP 3 and CP 4 are arranged in the scanning direction (Y direction) is used. The four chip patterns CP 1 , CP 2 , CP 3 and CP 4 are separated by a light-shielding band (hatched portion) corresponding to a street line between adjacent chip patterns, and a collective area formed by these chip patterns. The periphery of the (shot area) is surrounded by a light shield (hatched portion) having a width D sb wider than the street line. Here, of the light-shielding bands around the shot area, the left and right light-shielding band portions SB
1 and SBr, and reticle alignment marks RM 1 and RM 2 are formed on the outer sides thereof. In addition, the opening A formed by the blind blades BL1 to BL4
P is defined by an edge E1 of the blade BL1 and an edge E2 of the blade BL2 extending parallel to the X direction orthogonal to the Y direction which is the scanning direction, and the interval (width in the scanning direction) between the edges E1 and E2 is Dap. . Further, the blades BL3 and BL4 are arranged so that the edge in the X direction of the opening AP exists on the extension of the center line of the light shielding band extending in the Y direction in the periphery. Therefore, the length of the aperture AP in the X direction is approximately (width in the X direction of the shot area on the reticle R) × (relay lens system (imaging system) 17 and 19 arranged between the reticle and the variable blind. , Or 21 and 22).

【0034】次に図10を参照して、本実施例の走査露
光におけるレチクルRと開口APによって規定される照
明領域(開口APの投影像)との相対変化に連動した開
口APの開閉動作を説明する。図10は、レチクルRを
図9のX方向からみた図であり、ここでは可変ブライン
ドのブレードBL1 ,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。尚、図9に示したレチクルRとウェハWとは、
予め、アラインメントシステム、光電センサー等(図示
せず)を用いて相対位置合せされているものとする。ま
ず図10(A)に示すように、レチクルRをレチクルス
テージ上でY方向の走査開始点に位置合わせする。同様
に、ウェハW上の対応する1つのショット領域(図示し
ない)をXYステージ上でY方向の走査開始点に位置合
わせする。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困難になり得る。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SBr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。さらに、図10(A)に示すよ
うに開口APのY方向の中心を、予め光軸AXに対して
ΔYS 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。この距離ΔYS 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X方向の幅で自ずと
決まってしまうため、開口APのY方向の幅Dapの最大
値DAmax も投影光学系のイメージフィールド(投影視
野)IFの直径によって決まってくる。その最大値はD
Amax は制御系によって予め計算される。さらに図10
(A)の走査開始点での開口APの幅(最小)をDAmi
n とすると、厳密には、DAmin +2・ΔYs =DAma
x の関係を満たすように距離ΔYs が決められる。
Next, referring to FIG. 10, the opening / closing operation of the aperture AP in association with the relative change between the reticle R and the illumination area (projected image of the aperture AP) defined by the aperture AP in the scanning exposure of the present embodiment. explain. FIG. 10 is a view of the reticle R viewed from the X direction in FIG. 9. Here, in order to make the operation of the blades BL1 and BL2 of the variable blind easy to understand, the blades BL1 and BL2 are shown just above the reticle R. The reticle R and the wafer W shown in FIG.
It is assumed that relative alignment is performed in advance by using an alignment system, a photoelectric sensor, etc. (not shown). First, as shown in FIG. 10A, the reticle R is aligned with the scanning start point in the Y direction on the reticle stage. Similarly, one corresponding shot area (not shown) on the wafer W is aligned with the scanning start point in the Y direction on the XY stage. At this time, the width Dap of the image of the aperture AP that illuminates the reticle R is ideally zero, but
Depending on the quality of the edges E1 and E2 of the blades BL1 and BL2, it may be difficult to make the edge zero completely. Therefore, in the present 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, the width Dsb of the shading band SBr is 4 to
It is about 6 mm and the width Dap of the image of the aperture AP on the reticle
Should be about 1 mm. Further, as shown in FIG. 10A, the center of the opening AP in the Y direction is previously shifted by ΔYS with respect to the optical axis AX in the direction opposite to the scanning traveling direction of the reticle R (left side in the drawing). . The distance .DELTA.YS 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 X direction, the maximum value DAmax of the width Dap of the opening AP in the Y direction is also the image field of the projection optical system ( Projection field) Determined by the diameter of IF. The maximum value is D
Amax is calculated in advance by the control system. Furthermore, FIG.
The width (minimum) of the aperture AP at the scanning start point in (A) is set to DAmi
Letting n be, strictly speaking, DAmin + 2 · ΔYs = DAma
The distance ΔYs is determined so as to satisfy the relationship of x.

【0035】次に、上記のような状態からレチクルステ
ージと図示しないXYステージ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10
(B)に示すように、可変ブラインドのブレードのう
ち、レチクルRの進行方向のブレードBL2 のみをレチ
クルRの移動と同期して動かし、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。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10(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。ブラインド駆動機構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
ーター等が設けられ、これらからの位置情報と速度情報
とは制御系に送られ、レチクルステージの走査と同調さ
せるために使われる。
Next, from the above state, the reticle stage and the XY stage (not shown) are moved in mutually opposite directions at a speed ratio proportional to the projection magnification. At this time, FIG.
As shown in (B), among the blades of the variable blind, only the blade BL2 in the traveling direction of the reticle R 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. To Then, the scanning of the reticle R advances, and the edge E2 of the blade BL2
Reaches a position defining the maximum opening width of the opening AP as shown in FIG. 10C, the movement of the blade BL2 is stopped thereafter. The blind drive mechanism is provided with an encoder that monitors the moving amount and moving speed of each blade, a tacho generator, etc., and position information and speed information from these are sent to a control system to synchronize with the scanning of the reticle stage. Used for.

【0036】こうしてレチクルRは、最大幅の開口AP
を通過した照明光で照射されつつ、一定速度でY方向に
送られ、図10(D)の位置に達する。次に、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10(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移動させる。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
遮蔽された時点(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。
Thus, the reticle R has the maximum opening AP.
While being irradiated with the illumination light that has passed through, it is sent in the Y direction at a constant speed and reaches the position of FIG. Next, the edge E of the blade BL1 in the direction opposite to the traveling direction of the reticle R
The image of 1 is the light-shielding band S on the left side of the shot area of the reticle R.
As shown in FIG. 10 (E), the image of the edge E1 of the blade BL1 is moved in the same direction in synchronism with the moving speed of the reticle R from the time when it hits Bl. Then, at the time when the left shading band SB1 is shielded by the edge image of the right blade BL2 (at this time, the left blade BL1 also moves, the width Dap of the opening AP becomes the minimum value DAmin), the reticle stage. Stop moving 30 and blade BL1.

【0037】以上の動作によってレチクルRの1回の走
査による露光(1ショット分の露光)が終了し、可変ブ
ラインドが閉じられる。このような動作は二つの可変ブ
ラインド123及び125についてそれぞれ行われ、二
つのブラインドの開閉時期は、図3で説明したような関
係になるようにブラインド制御装置44で制御される。
By the above operation, the exposure (one shot exposure) of the reticle R by one scanning is completed, and the variable blind is closed. Such an operation is performed for each of the two variable blinds 123 and 125, and the opening / closing timing of the two blinds is controlled by the blind control device 44 so as to have the relationship described with reference to FIG.

【0038】かかる可変ブラインドを用いればレチクル
ステージの走査方向のストロークを最小限にすることが
できるとともに、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(極端には遮光帯SB1、SBrが不要となる)等の
利点がある。
By using such a variable blind, the stroke of the reticle stage in the scanning direction can be minimized, and the width Dsb of the light-shielding bands SBl and SBr that define both sides of the shot area in the scanning direction can be reduced (extremely. Does not require the shading bands SB1 and SBr).

【0039】上記のように可変ブラインド23及び25
を特開平4−196513号記載のような可変視野絞り
として機能させる代わりに、レチクル上の遮光帯の幅を
大きくしてもよい。この場合、可変ブラインド23及び
25は、固定ブラインド123及び125を通ってレチ
クル1及び2に向かう照明光を、走査露光に使用される
レチクルに応じて、交互に遮光するシャッターとして働
く。
As described above, the variable blinds 23 and 25
Instead of functioning as a variable field diaphragm as described in JP-A-4-196513, the width of the light-shielding band on the reticle may be increased. In this case, the variable blinds 23 and 25 act as shutters that alternately shield the illumination light traveling through the fixed blinds 123 and 125 toward the reticles 1 and 2 according to the reticle used for scanning exposure.

【0040】上記実施例では、レチクルを2枚使用する
場合を説明したが、3枚以上のレチクルを用いてもよ
い。3枚以上のレチクルを用いる場合には、1枚のレチ
クルが走査露光に使用されている間に、その他のレチク
ルのうち少なくとも1枚のレチクルが次の走査露光のた
めに走査開始位置にセットされればよく、2枚のレチク
ルを用いる場合に比べてかかるセット動作をゆっくりと
行わせることができる。
In the above embodiment, the case where two reticles are used has been described, but three or more reticles may be used. When using three or more reticles, while one reticle is being used for scanning exposure, at least one reticle of the other reticles is set at the scanning start position for the next scanning exposure. It suffices to perform the setting operation more slowly than when using two reticles.

【0041】上記実施例では、光源からの照明光を、ハ
ーフミラー36を用いて固定ブラインド123及び12
5に向かうように分割しており、さらに投影光学系内に
もハーフミラー4を用いているため、ウエハに達する光
量は光源における光量の1/4に減衰する。これを防止
するために、ハーフミラー36及び光学部材4を偏光ビ
ームスプリッタとして利用して露光条件に合わせてレー
ザビームの偏光特性を回転させてもよい。但し、この場
合、結像特性に影響が出るので光学部材4の射出側にλ
/4板を入れる必要がある。さらに本実施例において、
投影レンズは瞳位置で分割されており、比較的大きなス
ペースを必要とする。このため、各収差が大きくなり、
光学設計が困難になることが考えられるが、非球面レン
ズを用いることにより分割型の投影光学系の設計を一層
容易にすることができる。
In the above embodiment, the illumination light from the light source is fixed to the fixed blinds 123 and 12 using the half mirror 36.
The light quantity reaching the wafer is attenuated to 1/4 of the light quantity at the light source because the half mirror 4 is used in the projection optical system. To prevent this, the half mirror 36 and the optical member 4 may be used as a polarization beam splitter to rotate the polarization characteristics of the laser beam in accordance with the exposure conditions. However, in this case, since the imaging characteristics are affected, λ is set on the exit side of the optical member 4.
It is necessary to insert a / 4 plate. Furthermore, in this embodiment,
The projection lens is divided at the pupil position, and requires a relatively large space. Therefore, each aberration becomes large,
Although the optical design may be difficult, the design of the split type projection optical system can be further facilitated by using an aspherical lens.

【0042】また、ハーフミラー36,4等によって、
走査露光時のウエハ1での照明光の強度がレチクル2A
と2Bとで異なり得る。そこでZ,チルトステージ8上
の照度計8(図示しない)を用いて、予め、レチクル2
A及び投影光学系(5,4,3)を通ってウエハに達す
る照明光の強度と、レチクル2B及び投影光学系(6,
4,3)を通ってウエハに達する照明光の強度を計測し
ておき、走査露光時にはいずれのレチクルであってもウ
エハに適正な露光量を与えられるように、その計測され
た強度に応じてレチクル2Aの走査速度とレチクル2B
の走査速度とを微調整することが望ましい。このとき、
レチクル2Aと2Bとでその走査速度が異なっているの
で、それに連動してウエハ1の走査速度をショット毎に
調整(変更)することになる。
Further, by the half mirrors 36, 4 etc.,
The intensity of the illumination light on the wafer 1 during scanning exposure is the reticle 2A.
And 2B can be different. Therefore, using the illuminometer 8 (not shown) on the Z-tilt stage 8, the reticle 2 is previously set.
The intensity of the illumination light that reaches the wafer through A and the projection optical system (5, 4, 3) and the reticle 2B and the projection optical system (6, 6).
Intensity of the illumination light that reaches the wafer through 4, 3) is measured in advance, and according to the measured intensity, the proper exposure amount can be given to the wafer for any reticle during scanning exposure. Scan speed of reticle 2A and reticle 2B
It is desirable to fine tune the scanning speed of At this time,
Since the scanning speeds of the reticles 2A and 2B are different, the scanning speed of the wafer 1 is adjusted (changed) for each shot in conjunction with it.

【0043】上記実施例では光源としてエキシマレーザ
を用いたが、水銀ランプのi線等の各種照明光源を用い
ても同様の効果が得られる。また、投影光学系として実
施例に記載のような分割型光学系を使用したが、分割型
光学系と同様の効果が得られるように反射型光学系で投
影光学系を構成することができる。
Although the excimer laser is used as the light source in the above embodiment, the same effect can be obtained by using various illumination light sources such as i-line of a mercury lamp. Further, although the split type optical system as described in the embodiment is used as the projection optical system, the projection type optical system can be configured by the reflection type optical system so as to obtain the same effect as the split type optical system.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明の投影露光装置を用いることによ
って、感光基板上で一方向に配列している複数のショッ
ト領域を、連続して走査露光することができる。従っ
て、露光時のウエハのジグザグ走行は不要となり、露光
工程のスループットを大幅に向上させることができる。
また、ウエハステージの余分なステップ動作が除去され
るために、ウエハステージの寿命が向上することにな
る。本発明の投影露光方法は、露光時間を大幅に短縮す
ることができる。
By using the projection exposure apparatus of the present invention, a plurality of shot areas arranged in one direction on the photosensitive substrate can be continuously scanned and exposed. Therefore, the zigzag movement of the wafer at the time of exposure becomes unnecessary, and the throughput of the exposure process can be greatly improved.
Further, since the extra step operation of the wafer stage is removed, the life of the wafer stage is improved. The projection exposure method of the present invention can significantly reduce the exposure time.

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

【図1】本発明の投影露光装置の一具体例の概略側面図
である。
FIG. 1 is a schematic side view of a specific example of a projection exposure apparatus of the present invention.

【図2】図1の投影露光装置において、照明フィールド
に対するレチクルの走査方向を示し、(a) は、投影光学
系の露光フィールドに対するレチクルの走査方向を示
し、(b) は、ウエハ上での露光フィールドに対するレチ
クルの走査方向を示する図である。
2A and 2B show scanning directions of a reticle with respect to an illumination field in the projection exposure apparatus of FIG. 1, FIG. 2A shows a scanning direction of a reticle with respect to an exposure field of a projection optical system, and FIG. It is a figure which shows the scanning direction of the reticle with respect to an exposure field.

【図3】本発明の投影露光装置において2枚のレチクル
を用いて走査露光が行われている様子を示す概念図であ
り、露光されているウエハのショット上における固定ブ
ラインドにより画定される開口と可変ブラインドとの位
置関係を示し、(1a)及び(1b) は、ショットS1 による
露光が終了する段階であり、(2a)及び (2b) は、ショッ
トS1 からS2 に露光走査が移る段階を示し、(3a)及び
(3b) はショットS1 による露光を開始する段階を示す
図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a state where scanning exposure is performed using two reticles in the projection exposure apparatus of the present invention, and an opening defined by a fixed blind on a shot of the wafer being exposed. The positional relationship with the variable blind is shown, (1a) and (1b) are the stages at which the exposure by the shot S 1 is completed, and (2a) and (2b) are the exposure scanning from the shot S 1 to S 2. Shows the steps, (3a) and
(3b) is a diagram showing a step of starting exposure by the shot S 1 .

【図4】本発明の投影露光装置を用いてウエハ1上でY
方向に配列する3つショットS1 ,S2 及びS3 を露光
する場合のウエハの走査経路を示す平面図である。
FIG. 4 shows Y on a wafer 1 using the projection exposure apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing a scanning path of a wafer when exposing three shots S 1 , S 2 and S 3 arranged in a direction.

【図5】図4に示した経路での露光動作の時刻tにおけ
る、レチクルR1の走査方向(Y方向)の移動速度
R1、レチクルR2の走査方向(Y方向)の移動速度v
R2、ウエハ(ステージ)の走査方向(Y方向)の移動速
度vW を示すグラフである。
5 is a moving speed v R1 of a reticle R1 in a scanning direction (Y direction) and a moving speed v of a reticle R2 in a scanning direction (Y direction) at a time t of an exposure operation on the path shown in FIG.
6 is a graph showing R2 and a moving speed v W of a wafer (stage) in a scanning direction (Y direction).

【図6】従来のステップアンドスキャン方式で複数のシ
ョットを走査露光した場合のウエハの走行軌跡を示す図
であり、ウエハ1のX方向に並んだ3つのショット
1、S2 及びS3 を順次露光した場合、ウエハステー
ジがジグザグ走行する様子を示すウエハ平面図である。
FIG. 6 is a diagram showing a trajectory of a wafer when a plurality of shots are scanned and exposed by a conventional step-and-scan method, and three shots S 1 , S 2, and S 3 arranged in the X direction on the wafer 1 are shown. FIG. 8 is a wafer plan view showing a state in which the wafer stage travels in a zigzag manner when sequentially exposed.

【図7】図6に示したウエハステージの走行が行われる
際、露光動作時刻tにおける、レチクルステージのX方
向の移動速度vR 、ウエハステージの走査方向(X方
向)の移動速度vW1とそれに直交する方向のウエハステ
ージの移動速度vW2を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the movement speed v R of the reticle stage in the X direction and the movement speed v W1 of the wafer stage in the scanning direction (X direction) at the exposure operation time t when the wafer stage shown in FIG. 6 is moved. 6 is a graph showing the moving speed v W2 of the wafer stage in the direction orthogonal to it.

【図8】本実施例で使用した可変ブラインド23及び2
5の概略平面図である。
FIG. 8: Variable blinds 23 and 2 used in this embodiment
5 is a schematic plan view of FIG.

【図9】本実施例の投影露光装置に装着可能なレチクル
Rと可変ブラインドの開口APとの配置関係を示す平面
図である。
FIG. 9 is a plan view showing the positional relationship between the reticle R that can be mounted on the projection exposure apparatus of this embodiment and the opening AP of the variable blind.

【図10】本実施例の走査露光におけるかかるレチクル
Rに対する開口APの開閉動作を示すレチクルRの側面
図である。
FIG. 10 is a side view of the reticle R showing an opening / closing operation of the opening AP with respect to the reticle R in the scanning exposure of the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ウエハ 2A,2B レチクル 3 レンズ後群 4 ビームスプリッタ 5,6 レンズ前群 9 XYステージ 11,14 レチクルステージ 23,25 可変ブラインド 30,31 照明光学系 37 エキシマレーザ 39,40 干渉計 42,43 レチクル駆動機構 44 ブラインド制御装置 48 ショット領域 49,50 開口 100 制御装置 123,125 固定ブラインド 149,150 照明フィールド 1 Wafer 2A, 2B Reticle 3 Lens Rear Group 4 Beam Splitter 5, 6 Lens Front Group 9 XY Stage 11, 14 Reticle Stage 23, 25 Variable Blind 30, 31 Illumination Optical System 37 Excimer Laser 39, 40 Interferometer 42, 43 Reticle Drive mechanism 44 Blind control device 48 Shot area 49,50 Opening 100 Control device 123,125 Fixed blind 149,150 Illumination field

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マスクと感光基板を一次元方向に同期走
査しながらマスク上のパターン像を感光基板上に露光す
る投影露光装置であって、 2枚以上のマスクをそれぞれ一次元方向に移動する2つ
以上のマスクステージと、 上記マスク上のパターン像を上記感光基板上に投影する
投影光学系と、 上記感光基板を上記投影光学系の光軸と直交する2次元
方向に移動する感光基板ステージと、 上記感光基板ステージの移動に連動して、上記2つ以上
のマスクステージの移動を制御して2枚以上のマスクの
各パターン像で感光基板を走査露光するためのマスクス
テージ制御手段と、 上記マスクの位置に同期して、走査露光が行われるマス
クを順次照明する照明系とを備える上記投影露光装置。
1. A projection exposure apparatus for exposing a pattern image on a mask onto a photosensitive substrate while synchronously scanning the mask and the photosensitive substrate in the one-dimensional direction, wherein two or more masks are each moved in the one-dimensional direction. Two or more mask stages, a projection optical system that projects the pattern image on the mask onto the photosensitive substrate, and a photosensitive substrate stage that moves the photosensitive substrate in a two-dimensional direction orthogonal to the optical axis of the projection optical system. And mask stage control means for controlling the movement of the two or more mask stages in conjunction with the movement of the photosensitive substrate stage to scan and expose the photosensitive substrate with each pattern image of two or more masks, The projection exposure apparatus according to claim 1, further comprising: an illumination system that sequentially illuminates a mask on which scanning exposure is performed in synchronization with a position of the mask.
【請求項2】 上記照明系が、上記2枚以上のマスクへ
の照明光路をそれぞれ開閉可能な2つ以上の可変視野絞
りと、2枚以上のマスクのうち走査露光が行われるマス
ク用の可変視野絞りを順次開放する可変視野絞り制御手
段とを備える請求項1の投影露光装置。
2. The illumination system comprises two or more variable field diaphragms each capable of opening and closing an illumination optical path to the two or more masks, and a variable one for the mask of the two or more masks to be subjected to scanning exposure. The projection exposure apparatus according to claim 1, further comprising a variable field stop control means for sequentially opening the field stop.
【請求項3】 上記2つ以上の可変視野絞りが、それぞ
れ、走査方向の幅が可変である開口と前記照明系により
照明されるマスクの転写領域の位置に応じて前記開口の
走査方向の幅を変動させる手段とを備える請求項2の投
影露光装置。
3. The two or more variable field diaphragms each have a width in the scanning direction that is variable, and a width in the scanning direction of the opening according to a position of a transfer region of a mask illuminated by the illumination system. The projection exposure apparatus according to claim 2, further comprising:
【請求項4】 上記2枚以上のマスクがそれぞれ上記投
影光学系を介して上記感光基板と共役である請求項1〜
3のいずれか一項の上記投影露光装置。
4. The one or more masks are respectively conjugated with the photosensitive substrate via the projection optical system.
3. The projection exposure apparatus according to any one of 3 above.
【請求項5】 2枚以上のマスクと感光基板とを同期走
査することによって、感光基板上のショット領域を順次
露光するステップアンドスキャン方式の投影露光方法で
あって、 上記2枚以上のマスクのうち一つのマスクと感光基板と
を同期走査して感光基板上のショット領域を露光する工
程Aと、 工程Aとほぼ並行して、走査露光に用いたマスクとは異
なる少なくとも一つのマスクを次の走査露光のための走
査開始位置に移動する工程Bと、 直前の走査露光工程に用いたマスクとは異なるマスクと
感光基板とを同期走査して感光基板上の次のショット領
域を走査露光する工程Cと、 工程Cとほぼ並行して、走査露光しているマスクとは異
なる少なくとも一つのマスクを次の走査露光のための走
査開始位置に移動する工程Dと、を含み、 上記工程A及びBの後に、工程C及びDを繰り返すこと
によって感光基板上で走査方向に沿って並ぶ複数のショ
ット領域を連続的に走査露光する上記投影露光方法。
5. A step-and-scan projection exposure method for sequentially exposing shot areas on a photosensitive substrate by synchronously scanning two or more masks and the photosensitive substrate, the method comprising the steps of: Step A of exposing one of the masks and the photosensitive substrate by synchronous scanning to expose a shot area on the photosensitive substrate, and at least one mask different from the mask used for scanning exposure is Step B of moving to a scanning start position for scanning exposure, and step of synchronously scanning a mask different from the mask used in the immediately preceding scanning exposure step and the photosensitive substrate to perform scanning exposure of the next shot area on the photosensitive substrate. C, and substantially parallel to step C, a step D of moving at least one mask different from the mask being subjected to scanning exposure to a scanning start position for the next scanning exposure, Extent after the A and B, the projection exposure method of continuously scanning exposure a plurality of shot areas arranged along the scanning direction on the photosensitive substrate by repeating the steps C and D.
【請求項6】 2枚のマスクを用いて、マスクと感光基
板とを同期走査することによって、感光基板のショット
領域を順次露光するステップアンドスキャン方式の投影
露光方法であって、 第1のマスクを照明しながら、第1のマスクと感光基板
とを相対走査して感光基板上のショット領域を露光する
工程Aと、 工程Aとほぼ並行して、第2のマスクを走査開始位置に
移動させる工程Bと、 上記工程Aが終了した後に、第2のマスクを照明しなが
ら、第2のマスクと感光基板とを相対走査して感光基板
上の次のショット領域を露光する工程Cと、 工程Cとほぼ並行して、第1のマスクを走査開始位置に
移動させる工程Dとを含み、 上記工程A〜Dを繰り返すことによって感光基板上で走
査方向に沿って並ぶ複数のショットを連続的に走査露光
する上記投影露光方法。
6. A step-and-scan projection exposure method for sequentially exposing shot areas of a photosensitive substrate by synchronously scanning the mask and the photosensitive substrate using two masks, the first mask While illuminating, the step A of exposing the shot area on the photosensitive substrate by relatively scanning the first mask and the photosensitive substrate, and the step of moving the second mask to the scanning start position almost in parallel with the step A. A step B, and a step C in which, after the step A is completed, the second mask and the photosensitive substrate are relatively scanned while the second mask is illuminated to expose a next shot area on the photosensitive substrate. In parallel with C, a step D of moving the first mask to the scanning start position is included, and by repeating the steps A to D, a plurality of shots lined up in the scanning direction on the photosensitive substrate are continuously formed. Scanning exposure The projection exposure method that.
【請求項7】 感光基板上に走査方向に配列している複
数のショットを連続的に走査露光した後に、該走査方向
と直交する方向に感光基板をステップ移動させることを
含む請求項5または6の投影露光方法。
7. The method according to claim 5, further comprising stepwise moving the photosensitive substrate stepwise in a direction orthogonal to the scanning direction after continuously scanning and exposing a plurality of shots arranged in the scanning direction on the photosensitive substrate. Projection exposure method.
【請求項8】 第1のマスク及び第2のマスクへの照明
光を交互に遮光することによって、走査露光が行われる
マスクにのみ照明する請求項5〜7のいずれか一項の投
影露光方法。
8. The projection exposure method according to claim 5, wherein the illumination light for the first mask and the second mask is alternately shielded to illuminate only the mask for which scanning exposure is performed. .
【請求項9】 複数のマスクを用いてマスクと感光基板
とを同期走査することによって感光基板のショット領域
を順次露光するステップアンドスキャン方式の投影露光
方法であって、 感光基板を走査方向に連続的に移動しながら、走査方向
に並んでいる複数の感光基板上のショット領域を、複数
のマスクのパターン像で露光する上記投影露光方法。
9. A step-and-scan projection exposure method for sequentially exposing a shot area of a photosensitive substrate by synchronously scanning the mask and the photosensitive substrate using a plurality of masks, wherein the photosensitive substrate is continuously scanned in a scanning direction. The projection exposure method described above, in which shot areas on a plurality of photosensitive substrates arranged in the scanning direction are exposed with pattern images of a plurality of masks while moving in a moving manner.
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