JP2000133563A - Exposure method and aligner - Google Patents

Exposure method and aligner

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JP2000133563A
JP2000133563A JP10300523A JP30052398A JP2000133563A JP 2000133563 A JP2000133563 A JP 2000133563A JP 10300523 A JP10300523 A JP 10300523A JP 30052398 A JP30052398 A JP 30052398A JP 2000133563 A JP2000133563 A JP 2000133563A
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exposure
mask
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pattern
scanning
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玄 内田
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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

Landscapes

  • 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

PROBLEM TO BE SOLVED: To form highly accurate and fine device patterns. SOLUTION: At forming of device patterns 41b which extend to a first direction on a wafer by multiply exposing a wafer with illuminating lights, first scanning exposure is operated by moving the wafer to a second direction, orthogonally crossing the first direction synchronously with the relative movement of a mask to the illuminating lights, and then a second scanning exposure is operating by synchronously moving the mask and the wafer to a direction opposite to that at the first scanning exposure. At the first scanning exposure and second scanning exposure, the transferring positions of the patterns are shifted to the second direction so that one part of the projected images of patterns 41a of the mask overlaps on the wafer. The exposure amount at the time of the first scanning exposure and second scanning exposure is set so as to be half the proper exposure amount corresponding to the sensitivity characteristics of a photoresist applied to the wafer. In this case, the superimposed parts of the projected images can have the proper exposure, and the parts can be obtained as the device patterns 41b.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子や液晶
表示素子等のマイクロデバイスの製造に使用される露光
装置及び露光方法に関し、更に詳しくはマスクに形成さ
れたパターンの像を投影光学系を介して感光基板上に走
査方式で逐次的に投影転写する露光装置及び露光方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method used for manufacturing a micro device such as a semiconductor device or a liquid crystal display device, and more particularly, to a projection optical system for projecting an image of a pattern formed on a mask. And an exposure method for sequentially projecting and transferring a photosensitive substrate onto a photosensitive substrate by a scanning method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体素子又は液晶表示素子
等をフォトリソグラフィ工程で製造する場合に、種々の
露光装置が使用されているが、現在では、フォトマスク
(レチクルを含む)のパターンの像を、投影光学系を介
して表面にフォトレジスト等の感光材が塗布されたウエ
ハ又はガラスプレート等の基板(以下、感光基板と称す
る)上に転写する投影露光装置が一般的に使用されてい
る。近年では、この投影露光装置として、感光基板を2
次元的に移動自在な基板ステージ上に載置し、この基板
ステージにより感光基板を歩進(ステッピング)させ
て、レチクルのパターン像を感光基板上の各ショット領
域に順次露光転写する動作を繰り返す、いわゆるステッ
プ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置(いわゆ
るステッパー)が主流となっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various exposure apparatuses have been used for manufacturing a semiconductor element or a liquid crystal display element by a photolithography process. At present, an image of a pattern of a photomask (including a reticle) has been used. A projection exposure apparatus is generally used, which transfers an image onto a substrate (hereinafter, referred to as a photosensitive substrate) such as a wafer or a glass plate having a surface coated with a photosensitive material such as a photoresist via a projection optical system. . In recent years, as this projection exposure apparatus, two photosensitive substrates have been used.
It is mounted on a substrate stage that is movable in a three-dimensional manner, and the photosensitive substrate is stepped by this substrate stage, and the operation of sequentially exposing and transferring the reticle pattern image to each shot area on the photosensitive substrate is repeated. A so-called step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus (so-called stepper) has become mainstream.

【0003】最近になって、このステッパー等の静止型
露光装置に改良を加えた、ステップ・アンド・スキャン
方式の投影露光装置(例えば特開平7−176468号
公報に記載されたような走査型露光装置)も比較的多く
用いられるようになってきた。このステップ・アンド・
スキャン方式の投影露光装置は、ステッパーに比べる
と大フィールドをより小さいな光学系で露光できるた
め、投影光学系の製造が容易であるとともに、大フィー
ルド露光によるショット数の減少により高スループット
が期待できる、投影光学系に対してレチクル及びウエ
ハを相対走査することで平均化効果があり、ディストー
ションの低減や焦点深度の拡大が期待できる等のメリッ
トがある。更に、半導体素子の集積度が16M(メガ)
から64MのDRAM、更に将来的には256M、1G
(ギガ)というように時代とともに高くなるに伴い、大
フィールドが必須になるため、ステッパーに代わってス
キャン型投影露光装置が主流になるであろうと言われて
いる。
[0003] Recently, a step-and-scan type projection exposure apparatus (for example, a scanning exposure apparatus as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-176468) has been improved by improving a static exposure apparatus such as a stepper. Devices) have also become relatively popular. This step and
The scanning type projection exposure apparatus can expose a large field with a smaller optical system as compared with a stepper, so that the projection optical system can be manufactured easily and high throughput can be expected due to the reduction in the number of shots due to the large field exposure. The relative scanning of the reticle and the wafer with respect to the projection optical system has an averaging effect, and has advantages such as a reduction in distortion and an increase in the depth of focus. Further, the integration degree of the semiconductor element is 16M (mega).
To 64M DRAM, 256M and 1G in the future
It is said that a scanning projection exposure apparatus will become the mainstream in place of a stepper because a large field becomes indispensable as the height increases with the times such as (giga).

【0004】また、これらの投影露光装置を用いて感光
基板を露光する場合、例えば、特開平4−273245
号公報等に記載されているように、いわゆる変形照明法
(SHRINC:Super High Resolution by IllumiNat
ion Control )を用いて、形成すべきパターンの解像度
と焦点深度の向上を図ることが行われていた。
Further, when exposing a photosensitive substrate using these projection exposure apparatuses, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-273245.
As described in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. H10-209, a so-called modified illumination method (SHRINC: Super High Resolution by IllumiNat
The resolution and depth of focus of a pattern to be formed have been improved by using ion control.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この種の投影露光装置
は、主として半導体素子等の量産機として使用されるも
のであることから、一定時間内にどれだけの枚数のウエ
ハを露光処理できるかという処理能力、すなわちスルー
プットを向上させることが必然的に要請される。
Since this type of projection exposure apparatus is mainly used as a mass production machine for semiconductor devices and the like, it is necessary to determine how many wafers can be subjected to exposure processing within a certain period of time. It is inevitably required to improve the processing capacity, that is, the throughput.

【0006】これに関し、ステップ・アンド・スキャン
方式の投影露光装置の場合、大フィールドを露光する場
合には先に述べたように、ウエハ内に露光するショット
数が少なくなるのでスループットの向上が見込まれる
が、露光はレチクルとウエハとの同期走査による等速移
動中に行われることから、その等速移動領域の前後に加
減速領域が必要となり、仮にステッパーのショットサイ
ズと同等の大ききのショットを露光する場合には、却っ
てステッパーよりスループットが落ちる可能性がある。
In this regard, in the case of a step-and-scan projection exposure apparatus, when a large field is exposed, as described above, the number of shots to be exposed in a wafer is reduced, so that an improvement in throughput is expected. However, since exposure is performed during constant-speed movement by synchronous scanning between the reticle and the wafer, acceleration / deceleration areas are required before and after the constant-speed movement area. In the case of exposing, there is a possibility that the throughput may be reduced rather than the stepper.

【0007】この種の投影露光装置における処理の流れ
は、大要次のようになっている。
[0007] The flow of processing in this type of projection exposure apparatus is roughly as follows.

【0008】まず、ウエハローダを使ってウエハをウ
エハテーブル上にロードするウエハロード工程が行われ
る。
First, a wafer loading step of loading a wafer on a wafer table using a wafer loader is performed.

【0009】次に、サーチアライメント機構によりウ
エハの大まかな位置検出を行うサーチアライメント工程
が行われる。このサーチアライメント工程は、具体的に
は、例えば、ウエハの外形を基準としたり、あるいは、
ウエハ上のサーチアライメントマークを検出することに
より行われる。
Next, a search alignment step is performed in which a rough alignment of the wafer is detected by a search alignment mechanism. This search alignment step is, for example, based on the outer shape of the wafer, or
This is performed by detecting a search alignment mark on the wafer.

【0010】次に、ウエハ上の各ショット領域の位置
を正確に求めるファインアライメント工程が行われる。
このファインアライメント工程は、一般にEGA(エン
ハンスド・グローバル・アライメント)方式が用いら
れ、この方式は、ウエハ内の複数のサンプルショットを
選択しておき、当該サンプルショットに付設されたアラ
イメントマーク(ウエハマーク)の位置を順次計測し、
この計測結果とショット配列の設計値とに基づいて、い
わゆる最小自乗法等による統計演算を行って、ウエハ上
の全ショット配列データを求めるものであり(特開昭6
1−44429号公報等参照)、高スループットで各シ
ョット領域の座標位置を比較的高精度に求めることがで
きる。
Next, a fine alignment step for accurately determining the position of each shot area on the wafer is performed.
In this fine alignment step, an EGA (Enhanced Global Alignment) method is generally used. In this method, a plurality of sample shots in a wafer are selected, and an alignment mark (wafer mark) attached to the sample shot is selected. Measure the position of
On the basis of the measurement result and the design value of the shot array, a statistical operation is performed by a so-called least square method or the like to obtain all shot array data on the wafer (see Japanese Patent Application Laid-Open No. SHO 6-69).
The coordinate position of each shot area can be obtained with relatively high accuracy with high throughput.

【0011】次に、上述したEGA方式等により求め
た各ショット領域の座標位置と予め計測したベースライ
ン量とに基づいて露光位置にウエハ上の各ショット領域
を順次位置決めしつつ、投影光学系を介してレチクルの
パターン像をウエハ上に転写する露光工程が行われる。
Next, while sequentially positioning each shot area on the wafer at the exposure position based on the coordinate position of each shot area obtained by the above-described EGA method or the like and a pre-measured baseline amount, the projection optical system is controlled. An exposure step of transferring a reticle pattern image onto a wafer via the reticle is performed.

【0012】次に、露光処理されたウエハテーブル上
のウエハをウエハアンローダを使ってアンロードさせる
ウエハアンロード工程が行われる。このウエハアンロー
ド工程は、露光処理を行うウエハの上記のウエハロー
ド工程と同時に行われる。すなわち、ととによって
ウエハ交換工程が構成される。
Next, a wafer unloading step of unloading the exposed wafer on the wafer table using a wafer unloader is performed. This wafer unloading step is performed simultaneously with the above-described wafer loading step of the wafer to be subjected to the exposure processing. That is, a wafer exchange step is constituted by the above and.

【0013】このように、従来の投影露光装置では、ウ
エハ交換→サーチアライメント→ファインアライメント
→露光→ウエハ交換……のように、大きく4つの動作が
1つのウエハステージを用いて繰り返し行われている。
As described above, in the conventional projection exposure apparatus, four operations such as wafer exchange → search alignment → fine alignment → exposure → wafer exchange are repeatedly performed using one wafer stage. .

【0014】また、この種の投影露光装置のスループッ
トTHOR[枚/時間]は、上述したウエハ交換時間を
T1、サーチアライメント時間をT2、ファインアライ
メント時間をT3、露光時間をT4とした場合に、次式
(1)のように表すことができる。
The throughput THOR [sheets / time] of this type of projection exposure apparatus is as follows: T1 is the wafer exchange time, T2 is the search alignment time, T3 is the fine alignment time, and T4 is the exposure time. It can be expressed as the following equation (1).

【0015】 THOR=3600/(T1+T2+T3+T4) ……(1) 上記T1〜T4の動作は、T1→T2→T3→T4→T
1……のように順次(シーケンシャルに)繰り返し実行
される。このため、T1〜T4までの個々の要素を高速
化すれば分母が小さくなって、スループットTHORを
向上させることができる。しかし、上述したT1(ウエ
ハ交換時間)とT2(サーチアライメント時間)は、ウ
エハ1枚に対して一動作が行われるだけであるから改善
の効果は比較的小さい。また、T3(ファインアライメ
ント時間)の場合は、上述したEGA方式を用いる際に
ショットのサンプリング数を少なくしたり、ショット単
体の計測時間を短縮すればスループットを向上させるこ
とができるが、逆にアライメント精度を劣化させること
になるため、安易にT3を短縮することはできない。
THOR = 3600 / (T1 + T2 + T3 + T4) (1) The operations of T1 to T4 are performed in the order of T1 → T2 → T3 → T4 → T
.. Are sequentially (sequentially) repeatedly executed. Therefore, if the speed of each element from T1 to T4 is increased, the denominator becomes smaller, and the throughput THOR can be improved. However, the above-described T1 (wafer replacement time) and T2 (search alignment time) are relatively small in improvement because only one operation is performed for one wafer. In the case of T3 (fine alignment time), the throughput can be improved by reducing the number of shot samples or reducing the measurement time of a single shot when using the above-described EGA method. Since the accuracy is degraded, T3 cannot be easily reduced.

【0016】また、T4(露光時間)は、ウエハ露光時
間とショット間のステッピング時間とを含んでいる。例
えば、ステップ・アンド・スキャン方式のような走査型
投影露光装置の場合は、ウエハ露光時間を短縮させる分
だけレチクルとウエハの相対走査速度を上げる必要があ
るが、同期精度が劣化することから、安易に走査速度を
上げることができない。
T4 (exposure time) includes a wafer exposure time and a stepping time between shots. For example, in the case of a scanning projection exposure apparatus such as a step-and-scan method, it is necessary to increase the relative scanning speed between the reticle and the wafer by the amount of shortening the wafer exposure time. The scanning speed cannot be easily increased.

【0017】また、この種の投影露光装置で上記スルー
プット面の他に、重要な条件としては、解像度、焦
点深度(DOF:Depth of Forcus)、線幅制御精度が
挙げられる。解像度Rは、露光波長をλとし、投影レン
ズの開口数をN.A.(Numerical Aperture)とする
と、λ/N.A.に比例し、焦点深度DOFはλ/
(N.A.)に比例する。
In this type of projection exposure apparatus, in addition to the above throughput, important conditions include resolution, depth of focus (DOF), and line width control accuracy. The resolution R is defined as follows: the exposure wavelength is λ, and the numerical aperture of the projection lens is N.D. A. (Numerical Aperture), λ / N. A. And the depth of focus DOF is λ /
(NA) is proportional to 2 .

【0018】このため、解像度Rを向上させる(Rの値
を小さくする)には、露光波長λを小さくするか、ある
いは開口数N.A.を大きくする必要がある。特に、最
近では半導体素子等の高密度化が進んでおり、デバイス
ルールが0.2μmL/S(ライン・アンド・スペー
ス)以下となってきていることから、これらのパターン
を露光形成する為には照明光源としてKrFエキシマレ
ーザを用いている。しかしながら、前述したように半導
体素子の集積度は、将来的に更に上がることは必至であ
り、KrFより短波長な光源を備えた装置の開発が望ま
れる。このようなより短波長な光源を備えた次世代の装
置の候補として、ArFエキシマレーザを光源とした装
置、電子線露光装置等が代表的に挙げられるが、ArF
エキシマレーザの場合は、高出力が出にくい上、レーザ
の寿命も短く、装置コストが高いという技術的な課題が
山積しており、また、電子線露光装置の場合、光露光装
置に比べてスループットが著しく低下するという不都合
があることから、短波長化を主な観点とした次世代機の
開発は思うようにいかないというのが現実である。
Therefore, in order to improve the resolution R (decrease the value of R), the exposure wavelength λ must be reduced or the numerical aperture N.P. A. Need to be larger. In particular, recently, the density of semiconductor elements and the like has been increasing, and the device rule has become 0.2 μmL / S (line and space) or less. A KrF excimer laser is used as an illumination light source. However, as described above, it is inevitable that the degree of integration of semiconductor elements will further increase in the future, and it is desired to develop a device having a light source having a shorter wavelength than KrF. Representative examples of a next-generation apparatus having such a shorter wavelength light source include an apparatus using an ArF excimer laser as a light source, an electron beam exposure apparatus, and the like.
In the case of excimer lasers, high output is difficult to produce, the laser life is short, and the technical costs are high, and the technical costs are high.In addition, the throughput of electron beam lithography systems is higher than that of optical lithography systems. However, the reality is that the development of the next-generation machine with the main viewpoint of shortening the wavelength will not be as expected.

【0019】解像度Rを上げる他の手法としては、開口
数N.A.を大きくすることも考えられるが、N.A.
を大きくすると、投影光学系のDOFが小さくなるとい
うデメリットがある。このDOFは、UDOF(Usable
Depth of Forcus:ユーザ側で使用する部分:パターン
段差やレジスト厚等)と、装置自身の総合焦点差(TF
D)とに大別することができる。これまでは、UDOF
の比率が大きかったため、DOFを大きく取る方向が露
光装置開発の主軸であり、このDOFを大きくとる技術
として例えば変形照明等が実用化されている。
Another technique for increasing the resolution R is to use a numerical aperture N.P. A. May be increased, but N.I. A.
Has a demerit that the DOF of the projection optical system is reduced. This DOF is UDOF (Usable
Depth of Forcus: The part used on the user side: pattern step, resist thickness, etc., and the total focal difference (TF
D). Until now, UDOF
Therefore, the direction in which the DOF is increased is the main axis of development of the exposure apparatus, and as a technique for increasing the DOF, for example, deformed illumination or the like has been put to practical use.

【0020】ところで、デバイスを製造するためには、
L/S(ライン・アンド・スペース)、孤立L(ライ
ン)、孤立S(スペース)、及びCH(コンタクトホー
ル)等が組み合わさったパターンをウエハ上に形成する
必要があるが、上記のL/S、孤立ライン等のパターン
形状毎に最適露光を行うための露光パラメータが異なっ
ている。このため、従来は、ED−TREE(レチクル
が異なるCHは除く)という手法を用いて、解像線幅が
目標値に対して所定の許容誤差内となり、かつ所定のD
OFが得られるような共通の露光パラメータ(コヒーレ
ンスファクタσ、N.A.、露光制御精度、レチクル描
画精度等)を求めて、これを露光装置の仕様とすること
が行われている。しかしながら、今後は以下のような技
術的な流れがあると考えられている。
By the way, in order to manufacture a device,
It is necessary to form a pattern combining L / S (line and space), isolated L (line), isolated S (space), and CH (contact hole) on the wafer. Exposure parameters for performing optimal exposure differ for each pattern shape such as S and isolated lines. For this reason, conventionally, using a method called ED-TREE (excluding CHs with different reticles), the resolution line width is within a predetermined tolerance with respect to a target value, and a predetermined D
A common exposure parameter (a coherence factor σ, NA, exposure control accuracy, reticle drawing accuracy, and the like) for obtaining an OF is obtained, and is used as a specification of an exposure apparatus. However, it is thought that there will be the following technical flows in the future.

【0021】露光波長がg線(436nm)→i線
(365nm)→KrF(248nm)と短波長化して
いる。今後はArF(193nm)→F(157n
m)と検討されているが、その技術的ハードルは高い。
EB露光に移行する可能性もある。
The exposure wavelength is shortened from g-line (436 nm) to i-line (365 nm) to KrF (248 nm). From now on, ArF (193 nm) → F 2 (157n
m), but the technical hurdle is high.
There is also a possibility of shifting to EB exposure.

【0022】ステップ・アンド・リピートのような静
止露光に代わりステップ・アンド・スキャンのような走
査露光がステッパーの主流になる事が予想されている。
この技術は、径の小さい投影光学系で大フィールド露光
が可能であり(特にスキャン方向)、その分高N.A.
化を実現し易い。
It is expected that scanning exposure such as step-and-scan will become the mainstream of steppers instead of static exposure such as step-and-repeat.
This technique enables a large field exposure with a projection optical system having a small diameter (especially in the scanning direction), and a higher N.D. A.
Is easy to realize.

【0023】上記のような技術動向を背景にして、限界
解像度を向上させる方法として、二重露光法が見直さ
れ、この二重露光法をKrF及びArF露光装置に用
い、0.1μmL/Sまで露光しようという試みが検討
されている。一般に、二重露光法は以下の3つの方法に
大別される。
Against the background of the technical trends described above, a double exposure method has been reviewed as a method of improving the limit resolution. This double exposure method is used in KrF and ArF exposure apparatuses, and is up to 0.1 μmL / S. Attempts to expose are being considered. Generally, the double exposure method is roughly classified into the following three methods.

【0024】(1)露光パラメータの異なるL/S、孤
立線を別々のレチクルに形成し、各々最適露光条件によ
り同一ウエハ上に二重に露光を行う。
(1) L / S and isolated lines having different exposure parameters are formed on different reticles, and double exposure is performed on the same wafer under optimum exposure conditions.

【0025】(2)位相シフト法等を導入すると、孤立
線よりL/Sの方が同一DOFにて限界解像度が高い。
これを利用することにより、1枚目のレチクルで全ての
パターンをL/Sで形成し、2枚目のレチクルにてL/
Sを間引きすることで孤立線を形成する。
(2) When the phase shift method or the like is introduced, the limit resolution of the L / S is higher than that of the isolated line in the same DOF.
By utilizing this, all patterns are formed with L / S on the first reticle, and L / S is formed on the second reticle.
An isolated line is formed by thinning S.

【0026】(3)一般に、L/Sより孤立線は、小さ
なN.A.でも高い解像度を得ることができる。そこ
で、全てのパターンを孤立線で形成し、1枚目と2枚目
のレチクルによってそれぞれ形成した孤立線の組み合わ
せにより、L/Sを形成する。
(3) In general, an isolated line is smaller than N / S A. But high resolution can be obtained. Therefore, all the patterns are formed by isolated lines, and the L / S is formed by combining the isolated lines formed by the first and second reticles, respectively.

【0027】上記の二重露光法は解像度向上、DOF向
上の2つの効果がある。
The above double exposure method has two effects, that is, an improvement in resolution and an improvement in DOF.

【0028】しかし、二重露光法は、複数のレチクルを
使って露光処理を複数回行う必要があるため、従来の装
置に比べて露光時間(T4)が倍以上になり、スループ
ットが大幅に劣化するという不都合があったことから、
現実には、二重露光法はあまり真剣に検討されてなく、
従来より露光波長の紫外化、変形照明、位相シフトレチ
クル等により、解像度、焦点深度(DOF)の向上が行
われてきた。
However, in the double exposure method, since the exposure processing needs to be performed a plurality of times using a plurality of reticles, the exposure time (T4) becomes twice or more as compared with the conventional apparatus, and the throughput is largely deteriorated. Because of the inconvenience of doing
In reality, the double exposure method is not considered seriously,
Conventionally, resolution and depth of focus (DOF) have been improved by ultraviolet exposure wavelength, modified illumination, phase shift reticle, and the like.

【0029】しかしながら、次世代機の目標とする解像
線幅である0.1μmは、上記の露光波長の紫外化、変
形照明、位相シフトレチクル等の工夫では、実現が困難
である。従って、先に述べた二重露光法をKrF、Ar
F露光装置に用いることにより、0.1μmL/Sまで
の露光を実現することが、256M、1GのDRAMの
量産を目的とする次世代機の開発の有力な選択肢である
ことは疑いない。
However, it is difficult to realize the target resolution line width of 0.1 μm of the next-generation device by devising the above-mentioned ultraviolet exposure wavelength, modified illumination, and phase shift reticle. Therefore, the above-described double exposure method is applied to KrF, Ar
There is no doubt that realizing exposure up to 0.1 μmL / S by using the F exposure apparatus is a powerful option for the development of next-generation machines for mass production of 256M and 1G DRAMs.

【0030】二重露光法により更に解像力を向上させる
ための手段として、前述した変形照明を用いて二重露光
を行うことが考えられるが、従来の変形照明法では、所
定方向のL/Sや孤立Lに対しては解像度と焦点深度
(DOF)の向上を図ることが可能であるが、前記所定
方向に直交する方向のパターンの解像度と焦点深度が著
しく低下するという不都合があり、かかる不都合は直交
2軸方向から変形照明を同時に行うことにより殆ど解決
できるが、各Lパターンについて見ると、そのパターン
の両端部(2次元エッジが存在する部分)では像が著し
く劣化する(例えば、エッジ部がだれてテーパ状とな
る)ため、輪帯型の照明方法を用いて露光する場合より
も却って精度向上が見込まれないという不都合があっ
た。
As means for further improving the resolving power by the double exposure method, double exposure using the above-mentioned modified illumination is considered. In the conventional modified illumination method, L / S and L / S in a predetermined direction are considered. The resolution and the depth of focus (DOF) can be improved for the isolated L, but there is a disadvantage that the resolution and the depth of focus of the pattern in the direction orthogonal to the predetermined direction are significantly reduced. This can be mostly solved by simultaneously performing deformed illumination from two orthogonal axis directions. However, when looking at each L pattern, the image is significantly deteriorated at both end portions (portions where two-dimensional edges exist) of the pattern (for example, when the edge portion is Therefore, there is a disadvantage that the accuracy cannot be expected to be improved more than when the exposure is performed using the annular illumination method.

【0031】また、二重露光法に独特の別の問題とし
て、前述の如く複数のレチクルを使って露光処理を複数
回行う必要からスループットが必然的に低下するという
不都合があった。この場合、実露光時間の増加のみでな
く、従来はレチクルステージに搭載されるレチクルが1
枚であったため、二重露光法を実施する場合は、レチ
クルローダ等を用いてレチクルライブラリに所蔵された
レチクルを1枚ずつ取り出してレチクルステージとの間
でレチクル交換を行い、レチクルを位置合わせ(アラ
イメント)した後、そのレチクルを介して露光処理が
行われ、再びに戻ってレチクル交換を行うという一連
のシーケンスを順次繰り返す必要があったため、その分
スループットが低下するという不都合もあった。従っ
て、複数枚のレチクルを交換して使用する場合に、レチ
クル交換時間を短縮して幾分でもスループットを向上さ
せることが要請されている。
As another problem peculiar to the double exposure method, there is an inconvenience that the throughput is necessarily reduced due to the necessity of performing the exposure processing a plurality of times using a plurality of reticles as described above. In this case, not only is the actual exposure time increased, but also the reticle conventionally mounted on the reticle stage requires one reticle.
When performing the double exposure method, the reticle stored in the reticle library is taken out one by one using a reticle loader or the like, and the reticle is exchanged with the reticle stage to align the reticle. After the alignment, the exposure process is performed through the reticle, and a series of sequences of returning to the reticle and performing reticle exchange must be sequentially repeated. Therefore, there is a disadvantage that the throughput is reduced accordingly. Therefore, when a plurality of reticles are exchanged and used, it is required to shorten the reticle exchange time and improve the throughput to some extent.

【0032】かかるレチクル交換時間を短縮する方法と
して、レチクルステージ上にレチクルを複数枚載せるこ
とも考えられるが、このようにした場合には、ステージ
が大型化して、特に走査型露光装置の場合にその位置制
御性が劣化するという不都合も生じる。
As a method of shortening the reticle exchange time, it is conceivable to mount a plurality of reticles on a reticle stage. However, in such a case, the stage becomes large, and particularly in the case of a scanning type exposure apparatus. There is also a disadvantage that the position controllability is deteriorated.

【0033】更に、上述した二重露光のように複数枚の
レチクルをセットで使用する場合は、それら複数枚のレ
チクルの管理に関しても特別の工夫が要請される。ここ
で、微細パターンを露光形成する場合には、フォーカス
変化、露光量変化、ステージの同期精度変化等による各
種の誤差により、パターンの線幅が変化する。これらの
誤差は、一定の傾向をもって再現する性質の定誤差と一
定の傾向をもたずに確率的に発生する不定誤差(ランダ
ム誤差)とに大別でき、これらの誤差を何らかの方法で
除去することができるとすれば、形成されるデバイスパ
ターンの精度向上、微細化を図る上で有利である。
Further, when a plurality of reticles are used as a set as in the above-described double exposure, a special device is required for managing the plurality of reticles. When a fine pattern is formed by exposure, the line width of the pattern changes due to various errors due to a change in focus, a change in exposure amount, a change in synchronization accuracy of the stage, and the like. These errors can be roughly classified into a fixed error having a characteristic of reproducing with a certain tendency and an indefinite error (random error) which occurs stochastically without a certain tendency, and these errors are removed by some method. If it can be performed, it is advantageous in improving the accuracy and miniaturization of the device pattern to be formed.

【0034】しかしながら、上述したように1回目に全
て密集パターン(L/S)を露光し、2回目に孤立線に
するような露光方法は、形成すべきデバイスパターンに
ついて、それぞれフォトレジストの感光特性に応じた適
正露光量で2回の露光を実施するものであるが、形成さ
れるデバイスパターンは密集パターン、孤立パターン共
に実質は1回の露光によって形成されている。このた
め、ランダム誤差の低減の観点からは、1回露光により
デバイスパターンを形成する通常の露光方法と何ら変わ
るところはなく、ランダム誤差によるパターン形状の劣
化等を防止できないという問題がある。また、走査型の
露光装置においては、走査方向によってステージの送り
誤差等が異なる場合があり、デバイスパターン間でパタ
ーン形状等にバラツキが生じることがある。
However, as described above, the exposure method in which the dense pattern (L / S) is entirely exposed at the first time and the isolated line is formed at the second time is based on the photosensitive characteristic of the photoresist for each device pattern to be formed. In this case, two exposures are performed with an appropriate exposure amount according to the above. However, both the dense pattern and the isolated pattern are substantially formed by one exposure. For this reason, from the viewpoint of reducing random errors, there is no difference from the normal exposure method of forming a device pattern by one-time exposure, and there is a problem that deterioration of the pattern shape due to random errors cannot be prevented. Also, in a scanning type exposure apparatus, a stage feed error or the like may vary depending on a scanning direction, and a pattern shape or the like may vary between device patterns.

【0035】さらに、フォトレジストの感光特性に応じ
た適正露光量で2回の露光を実施するものであるから、
1回露光でデバイスパターンを形成する場合と比較して
2倍の露光量が必要であり、処理に長時間を要するとと
もに、レーザ等の光源のコストを削減できないという問
題がある。
Further, since the exposure is performed twice with an appropriate exposure amount according to the photosensitive characteristics of the photoresist,
As compared with the case where a device pattern is formed by one-time exposure, the exposure amount is required twice, which requires a long time for processing, and the cost of a light source such as a laser cannot be reduced.

【0036】加えて、デバイスパターンの線幅は一般に
レチクルパターンの線幅に依存するが、かかるレチクル
パターンの線幅を変更することなく、単一のレチクルを
用いてデバイスパターンの線幅を自在に変更調整できる
とすれば、デバイスパターンを形成する上での各種の要
請に柔軟に対応することができ便宜である。
In addition, although the line width of the device pattern generally depends on the line width of the reticle pattern, the line width of the device pattern can be freely adjusted using a single reticle without changing the line width of the reticle pattern. If it can be changed and adjusted, it is convenient because it can flexibly respond to various requests in forming a device pattern.

【0037】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、走査型の露光装置におい
て、微細パターンを精度良く形成することを目的とす
る。また、露光の処理速度を向上し、コストの低減を図
ることも目的とする。さらに、単一のマスクを用いてデ
バイスパターンの線幅を変更調整するための技術を提供
することも目的とする。
The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and has as its object to form a fine pattern with high accuracy in a scanning type exposure apparatus. Another object is to improve the processing speed of exposure and reduce costs. Another object of the present invention is to provide a technique for changing and adjusting the line width of a device pattern using a single mask.

【0038】[0038]

【課題を解決するための手段】以下、この項に示す説明
では、理解の容易化のため、本発明の各構成要件に実施
の形態の図に示す参照符号を付して説明するが、本発明
の各構成要件は、これら参照符号によって限定されるも
のではない。
Means for Solving the Problems In the following description, in order to facilitate understanding, each constituent element of the present invention will be described with reference numerals shown in the drawings of the embodiments. The constituent elements of the invention are not limited by these reference numerals.

【0039】1.上記目的を達成するための本発明の露
光方法は、マスクに形成されたパターンの像を投影光学
系(PL)を介して感光基板(W)上に走査方式で逐次
的に投影転写する露光方法において、前記感光基板の感
度特性に応じた適正露光量よりも少ない露光量で同一の
マスク(R)のパターン(41a,51a)の像を複数
回重ね合わせて転写することを特徴とする。この場合に
おいて、前記感光基板の感度特性に応じた適正露光量よ
りも少ない露光量で同一のマスクのパターンの像を走査
方向を逆転させて複数回重ね合わせて転写することが望
ましい。
1. An exposure method according to the present invention for achieving the above object is an exposure method of sequentially projecting and transferring a pattern image formed on a mask onto a photosensitive substrate (W) via a projection optical system (PL) by a scanning method. Wherein the image of the pattern (41a, 51a) of the same mask (R) is superposed and transferred a plurality of times with an exposure amount smaller than an appropriate exposure amount according to the sensitivity characteristics of the photosensitive substrate. In this case, it is desirable to transfer the image of the same mask pattern a plurality of times with the exposure amount smaller than the appropriate exposure amount according to the sensitivity characteristic of the photosensitive substrate by reversing the scanning direction.

【0040】また、上記目的を達成するための本発明の
露光装置は、マスク(R)に形成されたパターン(41
a,51a)の像を投影光学系を介して感光基板(W)
上に走査方式で逐次的に投影転写する露光装置におい
て、前記マスクを保持するマスクステージ(17)と、
前記感光基板を保持する基板ステージ(22)と、前記
マスクを照明する照明光学系(2,14)と、前記マス
クのパターンの像を前記感光基板上に投影する投影光学
系(PL)と、前記マスク及び前記感光基板を前記投影
光学系に対して同期移動するように前記マスクステージ
及び前記基板ステージを駆動する駆動装置(13)と、
前記感光基板の感度特性に応じた適正露光量よりも少な
い露光量で前記マスクのパターンの像を走査方向を逆転
させて複数回重ね合わせて投影転写するよう制御する制
御装置(7)とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the exposure apparatus of the present invention provides a pattern (41) formed on a mask (R).
a, 51a) through a projection optical system to form a photosensitive substrate (W)
An exposure apparatus for sequentially projecting and transferring an image by a scanning method on a mask stage (17) for holding the mask;
A substrate stage (22) for holding the photosensitive substrate, an illumination optical system (2, 14) for illuminating the mask, and a projection optical system (PL) for projecting an image of the pattern of the mask onto the photosensitive substrate. A driving device (13) for driving the mask stage and the substrate stage so as to move the mask and the photosensitive substrate synchronously with respect to the projection optical system;
A control device (7) for controlling the image of the pattern of the mask to be projected and transferred by superposing a plurality of times by reversing the scanning direction with an exposure amount smaller than an appropriate exposure amount according to the sensitivity characteristic of the photosensitive substrate. It is characterized by having.

【0041】かかる本発明の露光方法及び露光装置によ
ると、感光基板の感度特性に応じた適正露光量よりも少
ない露光量で同一のマスクのパターンを複数回重ね合わ
せて転写するようにしたから、一定の傾向をもたずに確
率的に発生するランダム誤差が平均化効果によって低減
され、露光精度が向上し、微細パターンを精度良く形成
することができるようになる。また、走査方向を逆転さ
せて複数回の走査露光を行うようにすることにより、同
一方向に複数回の走査露光を行う場合と比較して、処理
に要する時間を短縮できるとともに、走査方向の違いに
よる例えばステージの送り精度等に基づく定誤差も平均
化され、デバイスパターン間でバラツキの少ない高精度
なパターンを形成することができる。
According to the exposure method and the exposure apparatus of the present invention, the same mask pattern is transferred by overlapping a plurality of times with an exposure amount smaller than an appropriate exposure amount according to the sensitivity characteristics of the photosensitive substrate. Random errors that occur stochastically without having a certain tendency are reduced by the averaging effect, so that exposure accuracy is improved and a fine pattern can be formed with high accuracy. In addition, by performing the scanning exposure a plurality of times by reversing the scanning direction, the time required for the processing can be reduced as compared with the case where the scanning exposure is performed a plurality of times in the same direction. For example, a constant error based on, for example, the stage feed accuracy can be averaged, and a highly accurate pattern with little variation between device patterns can be formed.

【0042】さらに、同一のマスクのパターンの像を複
数回重ね合わせて転写するようにしたから、複数のマス
クを使って露光処理を複数回行う従来技術と比較して、
マスクの交換作業が不要であり、スループットを向上す
ることができるとともに、マスク交換時間の短縮を考慮
して、マスクステージ上にマスクを複数枚載せる必要も
なく、ステージの大型化等の不都合もなくすことがで
き、加えて、マスク管理上も有利である。
Further, since the image of the pattern of the same mask is superimposed and transferred a plurality of times, compared with the prior art in which exposure processing is performed a plurality of times using a plurality of masks,
The mask replacement operation is not required, and the throughput can be improved. In addition, it is not necessary to place a plurality of masks on the mask stage in consideration of the reduction of the mask replacement time, and there is no inconvenience such as an increase in the size of the stage. In addition, it is advantageous in mask management.

【0043】また、複数回の露光のうちの1回の露光は
感光基板の感度特性に応じた適正露光量よりも少ない露
光量で行うようにしたから、感光基板上に形成すべきデ
バイスパターンを互いに重複しないように分割して、分
割されたそれぞれのパターンをそれぞれ適正露光量で露
光するようにした従来技術と比較して、走査速度を高速
化することが可能となり、処理を高速化できるととも
に、光源として比較的に低出力のものを採用することが
可能となり、装置コストを低減することもできる。
In addition, since one exposure of the plurality of exposures is performed with an exposure amount smaller than an appropriate exposure amount according to the sensitivity characteristics of the photosensitive substrate, a device pattern to be formed on the photosensitive substrate is changed. Compared to the prior art in which the pattern is divided so as not to overlap with each other and each of the divided patterns is exposed with an appropriate exposure amount, the scanning speed can be increased, and the processing can be accelerated. In addition, a light source having a relatively low output can be adopted as the light source, and the cost of the apparatus can be reduced.

【0044】上記の構成において、前記複数回の転写の
うちの相前後する転写間で前記マスクのパターンの前記
感光基板上での像位置をシフトさせる(ずらす)ように
できる。このように複数回の転写のうちの相前後する転
写間で感光基板上での像位置をシフトさせることによ
り、感光基板上に形成されるデバイスパターンの線幅を
該像位置のシフト量(ずれ量)に応じて自在に調整する
ことができ、マスクのパターンの感光基板上における投
影像の線幅よりも細い線幅のデバイスパターンを形成す
ることが可能となる。
In the above arrangement, the image position of the pattern of the mask on the photosensitive substrate may be shifted (shifted) between successive ones of the plurality of transfers. By shifting the image position on the photosensitive substrate between successive ones of the multiple transfers in this way, the line width of the device pattern formed on the photosensitive substrate can be shifted by the shift amount (shift) of the image position. ) Can be freely adjusted according to the amount of the mask pattern, and a device pattern having a line width smaller than the line width of the projected image of the mask pattern on the photosensitive substrate can be formed.

【0045】かかる複数回の転写のうちの相前後する転
写間における感光基板上での像位置のシフトは、特に限
定されないが、例えば、前記マスク及び前記感光基板の
少なくとも一方の走査開始位置を相前後する転写間で異
ならせることにより、像位置を走査方向にシフトさせる
ことができる。但し、マスクと感光基板の相対位置関係
を相前後する転写間で非走査方向(走査方向に直交する
方向)にずらすことにより、像位置をシフトさせるよう
にしてもよく、あるいは、相前後する転写間でマスクと
感光基板の相対位置関係は変更せずに、投影系による像
の感光基板上での投影位置をシフトさせるようにしても
よい。
The shift of the image position on the photosensitive substrate between successive ones of the plural times of transfer is not particularly limited. For example, the shift of the scanning start position of at least one of the mask and the photosensitive substrate is shifted. The image position can be shifted in the scanning direction by making the difference between the successive transfer. However, the image position may be shifted by shifting the relative positional relationship between the mask and the photosensitive substrate in the non-scanning direction (the direction orthogonal to the scanning direction) between the successive transfers. The projection position of the image by the projection system on the photosensitive substrate may be shifted without changing the relative positional relationship between the mask and the photosensitive substrate.

【0046】なお、前記複数回の露光におけるそれぞれ
の照明条件等を含む露光条件は、特に限定されず、同一
でも異ならせても良いが、露光量については、前記複数
回の転写により前記感光基板に与えられる露光量の総和
が前記感光基板の感度特性に応じた適正露光量となるよ
うに設定することができ、この場合において、前記複数
回の転写のそれぞれにより前記感光基板に与えられる露
光量を互いにほぼ等しく設定することができる。
The exposure conditions including the respective illumination conditions and the like in the plurality of exposures are not particularly limited, and may be the same or different. Can be set to be an appropriate exposure amount according to the sensitivity characteristics of the photosensitive substrate, in this case, the exposure amount given to the photosensitive substrate by each of the plurality of transfer Can be set approximately equal to each other.

【0047】2.上記目的を達成するための本発明の露
光方法は、感光基板(W)を照明光で多重露光して、前
記感光基板上に第1方向に沿って延びるデバイスパター
ン(41b,51b)を形成する露光方法において、前
記照明光に対してマスク(R)を相対移動するのに同期
して、前記感光基板を前記第1方向と直交する第2方向
に移動する第1走査露光と、前記第1走査露光時とは逆
向きに前記マスクと前記感光基板とを同期移動する第2
走査露光とで、前記感光基板上で前記マスクのパターン
(41a,51a)の像の一部が重なるように、前記パ
ターンの像の転写位置を前記第2方向(走査方向)にず
らすことを特徴とする。この場合において、前記第1及
び第2走査露光で前記マスク上の同一のパターンを用
い、前記感光基板上で前記同一のパターンの像が重なる
部分に前記デバイスパターンが形成されるようにするこ
とができる。
2. According to the exposure method of the present invention for achieving the above object, the photosensitive substrate (W) is subjected to multiple exposure with illumination light to form device patterns (41b, 51b) extending along the first direction on the photosensitive substrate. In the exposure method, a first scanning exposure for moving the photosensitive substrate in a second direction orthogonal to the first direction in synchronization with a relative movement of the mask (R) with respect to the illumination light; A second synchronously moving the mask and the photosensitive substrate in a direction opposite to that of the scanning exposure;
In the scanning exposure, the transfer position of the image of the pattern is shifted in the second direction (scanning direction) such that a part of the image of the pattern of the mask (41a, 51a) overlaps on the photosensitive substrate. And In this case, the same pattern on the mask is used in the first and second scanning exposures, and the device pattern is formed in a portion where the image of the same pattern overlaps on the photosensitive substrate. it can.

【0048】また、上記目的を達成するための本発明の
露光装置は、マスク(R)に照明光を照射する照明系
(2,14)を備え、前記マスクを介して前記照明光で
感光基板(W)を多重露光して、前記感光基板上に第1
方向に沿って延びるデバイスパターン(41b,51
b)を形成する露光装置において、前記感光基板を前記
照明光で走査露光するために、前記照明光に対して前記
マスクを相対移動するのに同期して、前記感光基板を前
記第1方向と直交する第2方向に移動するステージシス
テム(17,22)と、前記第1走査露光時と前記第2
走査露光時とで、前記マスク及び前記感光基板を逆向き
に移動し、かつ前記感光基板上で前記マスクのパターン
(41a,51a)の像の転写位置を前記第2方向にず
らして前記パターンの像の一部を重ねるように、前記ス
テージシステムの駆動を制御する制御装置(7,13)
とを備えたことを特徴とする。
An exposure apparatus according to the present invention for achieving the above object includes an illumination system (2, 14) for irradiating a mask (R) with illumination light, and the photosensitive substrate is irradiated with the illumination light via the mask. (W) is subjected to multiple exposure, and a first
Device patterns (41b, 51b)
In the exposure apparatus for forming b), in order to scan and expose the photosensitive substrate with the illumination light, the photosensitive substrate is moved in the first direction in synchronization with the relative movement of the mask with respect to the illumination light. A stage system (17, 22) moving in a second direction orthogonal to the first scanning exposure,
At the time of scanning exposure, the mask and the photosensitive substrate are moved in opposite directions, and the transfer position of the image of the pattern (41a, 51a) of the mask on the photosensitive substrate is shifted in the second direction. A control device (7, 13) for controlling the driving of the stage system so as to overlap a part of the image
And characterized in that:

【0049】かかる本発明の露光方法及び露光装置によ
ると、第1及び第2走査露光の少なくとも2回の露光に
より、マスクのパターンの像を重ね合わせて転写するよ
うにしたから、一定の傾向をもたずに確率的に発生する
ランダム誤差が平均化効果によって低減され、露光精度
が向上し、微細パターンを精度良く形成することができ
るようになる。また、第1走査露光と第2走査露光とで
走査方向を逆転させるようにしたから、同一方向に走査
露光を行う場合と比較して、処理に要する時間を短縮で
きるとともに、走査方向の違いによる例えばステージの
送り精度等に基づく定誤差も平均化され、デバイスパタ
ーン間でバラツキの少ない高精度なパターンを形成する
ことができる。
According to the exposure method and the exposure apparatus of the present invention, the image of the pattern of the mask is superposed and transferred by at least two times of the first and second scanning exposures. The random error that occurs stochastically without any occurrence is reduced by the averaging effect, the exposure accuracy is improved, and a fine pattern can be formed with high accuracy. Further, since the scanning direction is reversed between the first scanning exposure and the second scanning exposure, the time required for processing can be reduced as compared with the case where scanning exposure is performed in the same direction, and the difference in the scanning direction can be reduced. For example, a constant error based on the stage feed accuracy and the like is averaged, and a highly accurate pattern with little variation between device patterns can be formed.

【0050】さらに、前記第1走査露光と第2走査露光
とで前記マスクのパターンの像の一部が重なるように前
記パターンの像の転写位置を走査方向(第2方向)にず
らすようにしたから、デバイスパターンの線幅を該ずれ
量に応じて自在に調整することが可能であり、マスクの
パターンの感光基板上における投影像の線幅よりも細い
線幅のデバイスパターンを形成することが可能となる。
Further, the transfer position of the pattern image is shifted in the scanning direction (second direction) so that a part of the image of the pattern of the mask overlaps between the first scanning exposure and the second scanning exposure. Therefore, it is possible to freely adjust the line width of the device pattern according to the deviation amount, and it is possible to form a device pattern having a line width smaller than the line width of the projected image of the mask pattern on the photosensitive substrate. It becomes possible.

【0051】上記の構成において、前記第1及び第2走
査露光でそれぞれ前記感光基板に与えられる露光量を、
前記感光基板の感度特性に応じた適正値よりも少なくす
ることができる。このようにすれば、感光基板上に形成
すべきデバイスパターンを互いに重複しないように分割
して、分割されたそれぞれのパターンをそれぞれ適正露
光量で露光するようにした従来技術と比較して、走査速
度を高速化することが可能となるから処理を高速化でき
るとともに、光源として比較的に低出力のものを採用す
ることが可能となり、装置コストを低減することもでき
る。
In the above arrangement, the exposure amounts given to the photosensitive substrate in the first and second scanning exposures are respectively:
It can be smaller than an appropriate value according to the sensitivity characteristics of the photosensitive substrate. In this way, the device pattern to be formed on the photosensitive substrate is divided so as not to overlap with each other, and each of the divided patterns is exposed at an appropriate exposure amount. Since the speed can be increased, the processing can be accelerated, and a light source having a relatively low output can be adopted, and the cost of the apparatus can be reduced.

【0052】なお、前記第1及び第2走査露光における
それぞれの照明条件等を含む露光条件は、特に限定され
ず、同一でも異ならせても良いが、露光量については、
前記第1及び第2走査露光により前記感光基板に与えら
れる露光量の総和が前記感光基板の感度特性に応じた適
正値となるように設定することができ、この場合におい
て、前記第1及び第2走査露光のそれぞれにより前記感
光基板に与えられる露光量を互いにほぼ等しく設定する
ことができる。
The exposure conditions including the respective illumination conditions and the like in the first and second scanning exposures are not particularly limited, and may be the same or different.
The sum of the exposure amounts given to the photosensitive substrate by the first and second scanning exposures can be set so as to be an appropriate value according to the sensitivity characteristics of the photosensitive substrate. In this case, the first and second scanning exposures can be performed. The exposure amount given to the photosensitive substrate by each of the two scanning exposures can be set substantially equal to each other.

【0053】[0053]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0054】まず、本発明の実施形態の投影露光装置に
ついて図1を参照して説明する。図1は投影光学系とし
て反射屈折系を使用したステップ・アンド・スキャン方
式の投影露光装置の概略構成を示している。
First, a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a schematic configuration of a step-and-scan type projection exposure apparatus using a catadioptric system as a projection optical system.

【0055】この図1において、露光制御装置1により
発光状態が制御されたエキシマレーザ光源2から射出さ
れたパルスレーザ光よりなる照明光ILは、偏向ミラー
3で偏向されて第1照明系4に達する。エキシマレーザ
光源2として本例では、KrFエキシマレーザ(波長2
48nm)のレーザ光源が使用される。但し、露光用の
光源としては、ArFエキシマレーザ(波長193n
m)、又はFレーザ(波長157nm)のレーザ光
源を使用してもよく、金属蒸気レーザ光源、YAGレー
ザの高調波発生装置、又は水銀ランプ等の輝線ランプ等
を使用してもよい。
In FIG. 1, an illumination light IL composed of a pulse laser beam emitted from an excimer laser light source 2 whose light emission state is controlled by an exposure control device 1 is deflected by a deflecting mirror 3 to a first illumination system 4. Reach. In this example, a KrF excimer laser (wavelength 2
48 nm) laser light source is used. However, as an exposure light source, an ArF excimer laser (wavelength 193n) was used.
m), or F 2 laser (may use a laser light source of wavelength 157 nm), a metal vapor laser light source, a harmonic generator of YAG laser, or may be used bright line lamp such as a mercury lamp.

【0056】なお、本実施形態の投影光学系PLは、例
えば非球面加工された反射面を有する凹面鏡、及びミラ
ーを含む複数の反射光学素子と、レンズ等の屈折光学素
子とを組み合わせた反射屈折光学系(カタディオプトリ
ック系)であるが、複数の屈折光学素子のみからなる投
影光学系であってもよい。
The projection optical system PL according to the present embodiment is a catadioptric system in which a plurality of reflective optical elements including a concave mirror having a reflective surface processed with an aspheric surface and a mirror and a refractive optical element such as a lens are used. Although it is an optical system (catadioptric system), a projection optical system including only a plurality of refractive optical elements may be used.

【0057】第1照明系4には、ビームエキスパンダ、
光量可変機構、照明光学系のコヒーレンスファクタ(所
謂σ値)を変更した場合に照明光の光量を切り換えるた
めの照明切り換え機構、及びフライアイレンズ等が含ま
れている。そして、第1照明系4の射出面に照明光IL
の面状に分布する2次光源が形成され、この2次光源の
形成面に照明条件を種々に切り換えるための照明系開口
絞り用の切り換えレボルバ5が配置されている。切り換
えレボルバ5の側面には、通常の円形の開口絞り、光軸
から偏心した複数の開口よりなる所謂変形照明用の開口
絞り、輪帯状の開口絞り、及び小さい円形開口よりなる
小さいσ値用の開口絞り等が形成され、切り換え装置6
を介して切り換え用レボルバ5を回転することによっ
て、所望の照明系開口絞りをその第1照明系4の射出面
に配置できるようになっている。また、そのように照明
系開口絞りを切り換えた場合には、切り換え装置6によ
って同期して、最も光量が大きくなるように第1照明系
4内の照明切り換え機構が切り換えられる。
The first illumination system 4 includes a beam expander,
It includes a light amount variable mechanism, an illumination switching mechanism for switching the amount of illumination light when the coherence factor (so-called σ value) of the illumination optical system is changed, a fly-eye lens, and the like. Then, the illumination light IL is applied to the exit surface of the first illumination system 4.
A secondary light source distributed in a plane is formed, and a switching revolver 5 for an illumination system aperture stop for variously switching illumination conditions is disposed on a surface on which the secondary light source is formed. On the side surface of the switching revolver 5, a normal circular aperture stop, a so-called deformed illumination aperture stop having a plurality of apertures eccentric from the optical axis, a ring-shaped aperture stop, and a small σ value having a small circular aperture are provided. An aperture stop or the like is formed, and the switching device 6
By rotating the switching revolver 5 through the illuminator, a desired illumination system aperture stop can be arranged on the exit surface of the first illumination system 4. Further, when the illumination system aperture stop is switched in such a manner, the illumination switching mechanism in the first illumination system 4 is switched by the switching device 6 so that the light amount becomes largest.

【0058】切り換え装置6の動作は、露光制御装置1
によって制御され、露光制御装置1の動作は、装置全体
の動作を統轄制御する主制御装置7によって制御されて
いる。
The operation of the switching device 6 is similar to that of the exposure control device 1.
The operation of the exposure control apparatus 1 is controlled by a main controller 7 that controls the overall operation of the apparatus.

【0059】切り換え用レボルバ5で設定された照明系
開口絞りを透過した照明光ILは、透過率が大きく反射
率の小さいビームスプリッタ8に入射し、ビームスプリ
ッタ8で反射された照明光は、フォトダイオード等の光
電検出器よりなるインテグレータセンサ9で受光され
る。そのインテグレータセンサ9で照明光を光電変換し
て得られる検出信号が露光制御装置1に供給される。そ
の検出信号とウエハ上での露光量との関係は予め計測し
て記憶されており、露光制御装置1では、その検出信号
よりウエハ上での積算露光量をモニタする。また、その
検出信号は、露光用の照明光ILを使用する各種センサ
系の出力信号を規格化するのにも利用される。
The illumination light IL transmitted through the illumination system aperture stop set by the switching revolver 5 is incident on a beam splitter 8 having a large transmittance and a small reflectance, and the illumination light reflected by the beam splitter 8 is converted into a photo. The light is received by an integrator sensor 9 including a photoelectric detector such as a diode. A detection signal obtained by photoelectrically converting the illumination light by the integrator sensor 9 is supplied to the exposure control device 1. The relationship between the detection signal and the exposure amount on the wafer is measured and stored in advance, and the exposure control device 1 monitors the integrated exposure amount on the wafer from the detection signal. The detection signal is also used to normalize output signals of various sensor systems using the illumination light IL for exposure.

【0060】ビームスプリッタ8を透過した照明光IL
は、第2照明系10を介して照明視野絞り系(レチクル
ブラインド系)11を照明する。この照明視野絞り系1
1の配置面は、第1照明系4中のフライアイレンズの入
射面と共役であり、フライアイレンズの各レンズエレメ
ントの断面形状とほぼ相似の照明領域でその照明視野絞
り系11が照明される。照明視野絞り系11は、可動ブ
ラインドと固定ブラインドとに分かれており、固定ブラ
インドは固定された矩形の開口を有する視野絞りであ
り、可動ブラインドはレチクルの走査方向及び非走査方
向に可動な開閉自在の2対の可動ブレードである。固定
ブラインドでレチクル上の照明領域の形状や大きさ
(幅)の決定が行われ、可動ブラインドで走査露光の開
始時及び終了時にその固定ブラインドの開口の覆いをそ
れぞれ徐々に開く動作、及び閉める動作が行われる。こ
れによって、ウエハ上で本来の露光対象のショット領域
以外の領域に照明光が照射されるのが防止される。
The illumination light IL transmitted through the beam splitter 8
Illuminates an illumination field stop system (reticle blind system) 11 via a second illumination system 10. This illumination field stop system 1
The arrangement surface 1 is conjugate with the entrance surface of the fly-eye lens in the first illumination system 4, and the illumination field stop system 11 is illuminated in an illumination area substantially similar to the cross-sectional shape of each lens element of the fly-eye lens. You. The illumination field stop system 11 is divided into a movable blind and a fixed blind, and the fixed blind is a field stop having a fixed rectangular opening. Are two pairs of movable blades. The fixed blind determines the shape and size (width) of the illumination area on the reticle, and the movable blind gradually opens and closes the covering of the fixed blind at the start and end of scanning exposure. Is performed. As a result, it is possible to prevent the area other than the original shot area on the wafer from being irradiated with the illumination light.

【0061】この照明視野絞り系11中の可動ブライン
ドの動作は、駆動装置12によって制御されており、ス
テージ制御装置13によって後述のようにレチクルとウ
エハとの同期走査を行う際に、ステージ制御装置13
は、駆動装置12を介してその走査方向の可動ブライン
ドを同期して駆動する。照明視野絞り系11を通過した
照明光ILは、第3照明系14を経てレチクルRのパタ
ーン面(下面)の矩形の照明領域15を均一な照度分布
で照明する。照明視野絞り系11の可動ブラインドの配
置面は、レチクルRのパターン面と共役であり、かつ固
定ブラインドはその共役面から光軸方向に離れて(デフ
ォーカスして)配置されており、照明領域15の形状は
その固定ブラインドの開口によって規定されている。
The operation of the movable blind in the illumination field stop system 11 is controlled by a drive unit 12. When the stage control unit 13 performs synchronous scanning of a reticle and a wafer as described later, the stage control unit 13
Drives the movable blind in the scanning direction in synchronization with the driving device 12. The illumination light IL that has passed through the illumination field stop system 11 illuminates a rectangular illumination area 15 on the pattern surface (lower surface) of the reticle R with a uniform illumination distribution via a third illumination system 14. The arrangement surface of the movable blind of the illumination field stop system 11 is conjugate with the pattern surface of the reticle R, and the fixed blind is arranged away from the conjugate surface in the direction of the optical axis (defocused). The shape of 15 is defined by the opening of its fixed blind.

【0062】以下では、レチクルRのパターン面に平行
な面内で図1の紙面に垂直にX軸を、図1の紙面に平行
にY軸を取り、レチクルRのパターン面に垂直にZ軸を
取って説明する。このとき、レチクルR上の照明領域1
5は、X方向に長い矩形領域であり、走査露光時には、
照明領域15に対してレチクルRが+Y方向、又は−Y
方向に走査される。即ち、走査方向はY方向に設定され
ている。
In the following, the X axis is taken perpendicular to the plane of FIG. 1 in the plane parallel to the pattern plane of the reticle R, the Y axis is taken parallel to the plane of FIG. 1, and the Z axis is taken perpendicular to the pattern plane of the reticle R. Take and explain. At this time, the illumination area 1 on the reticle R
5 is a rectangular area long in the X direction.
Reticle R is in the + Y direction or -Y with respect to illumination area 15
Scan in the direction. That is, the scanning direction is set in the Y direction.

【0063】レチクルR上の照明領域15内のパターン
は、両側(又はウエハ側に片側)テレセントリックな投
影光学系PLを介して投影倍率β(βは例えば1/4,
1/5等)で縮小されて、フォトレジストが塗布された
ウエハW表面の露光領域16に結像投影される。なお、
図1の投影光学系PLの具体的な構成は、例えば特開平
9−246140号公報に開示されている。
The pattern in the illumination area 15 on the reticle R is projected through a telecentric projection optical system PL on both sides (or one side on the wafer side) to a projection magnification β (β is, for example, 1/4,
(1/5, etc.), and image-formed and projected on an exposure area 16 on the surface of the wafer W coated with the photoresist. In addition,
The specific configuration of the projection optical system PL in FIG. 1 is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-246140.

【0064】レチクルRは、レチクルステージ17上に
保持され、レチクルステージ17はレチクル支持台18
上のY方向に伸びたガイド上にエアベアリングを介して
載置されている。レチクルステージ17はリニアモータ
によってレチクル支持台18上をY方向に一定速度で走
査できると共に、X方向、Y方向、及び回転方向(θ方
向)にレチクルRの位置を調整できる調整機構を備えて
いる。レチクルステージ17の端部に固定された移動鏡
19m、及び不図示のコラムに固定されたレーザ干渉計
(Y軸以外は図示せず)19によって、レチクルステー
ジ17(レチクルR)のX方向、Y方向の位置が常時
0.001μm程度の分解能で計測されると共に、レチ
クルステージ17の回転角も計測され、計測値がステー
ジ制御装置13に供給され、ステージ制御装置13は供
給された計測値に応じてレチクル支持台18上のリニア
モータ等の動作を制御する。
Reticle R is held on reticle stage 17, and reticle stage 17 is mounted on reticle support 18.
It is mounted on an upper guide extending in the Y direction via an air bearing. The reticle stage 17 can scan the reticle support base 18 in the Y direction at a constant speed by a linear motor, and has an adjustment mechanism that can adjust the position of the reticle R in the X direction, the Y direction, and the rotation direction (θ direction). . A moving mirror 19m fixed to the end of the reticle stage 17 and a laser interferometer (not shown except for the Y axis) 19 fixed to a column (not shown) use the moving mirror 19m and the X direction of the reticle stage 17 (reticle R). The position in the direction is always measured with a resolution of about 0.001 μm, the rotation angle of the reticle stage 17 is also measured, and the measured value is supplied to the stage control device 13. The stage control device 13 responds to the supplied measured value. Thus, the operation of a linear motor or the like on the reticle support 18 is controlled.

【0065】一方、ウエハWはウエハホルダ20を介し
て試料台21上に保持され、試料台21はウエハステー
ジ22上に載置され、ウエハステージ22は、定盤23
上のガイド上にエアベアリングを介して載置されてい
る。そして、ウエハステージ22は、定盤23上でリニ
アモータによってY方向に一定速度での走査、及びステ
ッピング移動ができると共に、X方向へのステッピング
移動ができるように構成されている。また、ウエハステ
ージ22内には、試料台21をZ方向に所定範囲で移動
するZステージ機構、及び試料台21の傾斜角を調整す
るチルト機構(レベリング機構)が組み込まれている。
On the other hand, the wafer W is held on a sample table 21 via a wafer holder 20, the sample table 21 is mounted on a wafer stage 22, and the wafer stage 22 is
It is mounted on the upper guide via an air bearing. The wafer stage 22 is configured to perform scanning and stepping movement at a constant speed in the Y direction on the surface plate 23 by a linear motor, and to perform stepping movement in the X direction. Further, a Z stage mechanism for moving the sample table 21 in a predetermined range in the Z direction and a tilt mechanism (leveling mechanism) for adjusting the tilt angle of the sample table 21 are incorporated in the wafer stage 22.

【0066】試料台21の側面部に固定された移動鏡2
4m、及び不図示のコラムに固定されたレーザ干渉計
(Y軸以外は図示せず)24によって、試料台21(ウ
エハW)のX方向、Y方向の位置が常時0.001μm
程度の分解能で計測されると共に、試料台21の回転角
も計測される。その計測値はステージ制御装置13に供
給され、ステージ制御装置13は供給された計測値に応
じてウエハステージ22の駆動用のリニアモータ等の動
作を制御する。
Moving mirror 2 fixed to the side of sample stage 21
The position of the sample table 21 (wafer W) in the X and Y directions is always 0.001 μm by a laser interferometer (not shown except for the Y axis) 24 fixed to a column (not shown) and 4 m.
At the same time, the rotation angle of the sample table 21 is measured. The measured value is supplied to the stage control device 13, and the stage control device 13 controls the operation of the linear motor for driving the wafer stage 22 and the like according to the supplied measured value.

【0067】走査露光時には、主制御装置7からステー
ジ制御装置13に露光開始のコマンドが送出され、これ
に応じてステージ制御装置13では、レチクルステージ
17を介してレチクルRをY方向に速度V2で走査する
のと同期して、ウエハステージ22を介してウエハWを
Y方向に速度Vwで走査する。レチクルRからウエハW
への投影倍率βを用いて、ウエハWの走査速度Vwはβ
・V2に設定される。
At the time of scanning exposure, an exposure start command is sent from the main controller 7 to the stage controller 13. In response to this, the stage controller 13 moves the reticle R via the reticle stage 17 in the Y direction at a speed V 2. In synchronization with the scanning, the wafer W is scanned through the wafer stage 22 in the Y direction at a speed Vw. Reticle R to wafer W
The scanning speed Vw of the wafer W is β
-Set to V2.

【0068】また、投影光学系PLは定盤23上に植設
されたコの字型のコラム25の上板中に保持されてい
る。そして、投影光学系PLのX方向の側面部に、ウエ
ハWの表面の複数の計測点に斜めにスリット像等を投影
して、それら複数の計測点でのZ方向の位置(フォーカ
ス位置)に対応する複数のフォーカス信号を出力する、
斜入射方式の多点のオートフォーカスセンサ(以下、
「AFセンサ」という)26が配置されている。多点の
AFセンサ26からの複数のフォーカス信号は、フォー
カス・チルト制御装置27に供給され、フォーカス・チ
ルト制御装置27では、それら複数のフォーカス信号よ
りウエハWの表面のフォーカス位置及び傾斜角を求め、
求めた結果をステージ制御装置13に供給する。
The projection optical system PL is held in an upper plate of a U-shaped column 25 planted on the surface plate 23. Then, a slit image or the like is projected obliquely to a plurality of measurement points on the surface of the wafer W on the side surface of the projection optical system PL in the X direction, and the positions (focus positions) in the Z direction at the plurality of measurement points are set. Output a plurality of corresponding focus signals,
Oblique incidence multi-point auto focus sensor (hereinafter, referred to as
An “AF sensor” 26 is disposed. A plurality of focus signals from the multi-point AF sensor 26 are supplied to a focus / tilt control device 27, and the focus / tilt control device 27 obtains a focus position and a tilt angle of the surface of the wafer W from the plurality of focus signals. ,
The obtained result is supplied to the stage control device 13.

【0069】ステージ制御装置13では、供給されたフ
ォーカス位置及び傾斜角が、それぞれ予め求められてい
る投影光学系PLの結像面のフォーカス位置及び傾斜角
に合致するように、ウエハステージ22内のZステージ
機構、及びチルト機構をサーボ方式で駆動する。これに
よって、走査露光中においても、ウエハWの露光領域1
6内の表面はオートフォーカス方式、及びオートレベリ
ング方式で投影光学系PLの結像面に合致するように制
御される。
The stage controller 13 adjusts the focus position and the tilt angle of the wafer stage 22 so that the supplied focus position and the tilt angle match the focus position and the tilt angle of the imaging plane of the projection optical system PL, which are obtained in advance. The Z stage mechanism and the tilt mechanism are driven by a servo system. Thereby, even during the scanning exposure, the exposure region 1 of the wafer W is
The surface in 6 is controlled by the autofocus method and the autoleveling method so as to match the image forming plane of the projection optical system PL.

【0070】さらに、投影光学系PLの+Y方向の側面
にオフ・アクシス方式のアライメントセンサ28が固定
されており、アライメント時にはアライメントセンサ2
8によってウエハWの各ショット領域に付設されたアラ
イメント用のウエハマークの位置検出が行われ、検出信
号がアライメント信号処理装置29に供給されている。
アライメント信号処理装置29にはレーザ干渉計24の
計測値も供給され、アライメント信号処理装置29で
は、その検出信号及びレーザ干渉計24の計測値より検
出対象のウエハマークのステージ座標系(X,Y)での
座標を算出して、主制御装置7に供給する。ステージ座
標系(X,Y)とは、レーザ干渉計24によって計測さ
れる試料台21のX座標及びY座標に基づいて定められ
る座標系を言う。主制御装置7では、供給されたウエハ
マークの座標より、ウエハW上の各ショット領域のステ
ージ座標系(X,Y)での配列座標を求めてステージ制
御装置13に供給し、ステージ制御装置13では供給さ
れた配列座標に基づいて各ショット領域の走査露光を行
う際のウエハステージ22の位置を制御する。
Further, an off-axis type alignment sensor 28 is fixed to a side surface of the projection optical system PL in the + Y direction.
The position detection of the alignment wafer mark attached to each shot area of the wafer W is performed by 8, and a detection signal is supplied to the alignment signal processing device 29.
The measured value of the laser interferometer 24 is also supplied to the alignment signal processor 29, and the alignment signal processor 29 calculates the stage coordinate system (X, Y) of the wafer mark to be detected from the detection signal and the measured value of the laser interferometer 24. ) Is calculated and supplied to the main controller 7. The stage coordinate system (X, Y) refers to a coordinate system determined based on the X and Y coordinates of the sample table 21 measured by the laser interferometer 24. The main controller 7 obtains array coordinates in the stage coordinate system (X, Y) of each shot area on the wafer W from the coordinates of the supplied wafer mark, and supplies the coordinates to the stage controller 13. Controls the position of the wafer stage 22 when scanning exposure of each shot area is performed based on the supplied array coordinates.

【0071】また、試料台21上には基準マーク部材F
Mが固定され、基準マーク部材FMの表面にはアライメ
ントセンサの位置基準となる種々の基準マーク、及びウ
エハWの反射率の基準となる基準反射面等が形成されて
いる。そして、投影光学系PLの上端部に、ウエハW側
から投影光学系PLを介して反射される光束等を検出す
る反射光検出系30が取り付けられ、反射光検出系30
の検出信号が自己計測装置31に供給されている。主制
御装置7の管理のもとで、自己計測装置31ではウエハ
Wの反射量(反射率)のモニタ、照度むらの計測、及び
空間像の計測等を行う。
The reference mark member F is placed on the sample table 21.
M is fixed, and on the surface of the reference mark member FM, various reference marks serving as a position reference of the alignment sensor, a reference reflection surface serving as a reference of the reflectance of the wafer W, and the like are formed. At the upper end of the projection optical system PL, a reflected light detection system 30 for detecting a light beam or the like reflected from the wafer W via the projection optical system PL is attached.
Is supplied to the self-measuring device 31. Under the control of the main controller 7, the self-measuring device 31 monitors the amount of reflection (reflectance) of the wafer W, measures illuminance unevenness, measures an aerial image, and the like.

【0072】ステージ制御装置13の制御により、レチ
クルRが所定の照明位置(走査初期位置)に位置され
る。この状態で、ウエハW上における実質的な露光量が
適宜な露光量となるように、照明視野絞り系11による
視野等との関係で、露光制御装置1の制御によりエキシ
マレーザ光源2により適宜な発振周波数でパルスレーザ
光が照射されるとともに、ステージ制御装置13の制御
によりウエハWとレチクルRが適宜な速度で相対移動さ
れることにより走査露光が実施される。
Under the control of the stage controller 13, the reticle R is positioned at a predetermined illumination position (initial scanning position). In this state, the excimer laser light source 2 controls the excimer laser light source 2 under the control of the exposure control device 1 in relation to the field of view of the illumination field stop system 11 so that the substantial exposure amount on the wafer W becomes an appropriate exposure amount. Scanning exposure is performed by irradiating pulse laser light at the oscillation frequency and moving the wafer W and the reticle R relative to each other at an appropriate speed under the control of the stage controller 13.

【0073】ここで、デバイスパターンとして、周期性
を有する密集パターン(L/S)及び孤立パターンを形
成する場合について、図2(A)及び(B)並びに図3
(A)及び(B)を参照して説明する。なお、図2
(A)及び図3(A)はレチクル上に形成されたレチク
ルパターンを示しており、着色された部分は遮光部、着
色されていない部分は透光部である。図2(B)及び図
3(B)はウエハW上に形成すべき、あるいは形成され
たデバイスパターンを示しており、着色された部分はラ
イン(凸部)、着色されていない部分はスペース(凹
部)である。
FIGS. 2A and 2B and FIGS. 3A and 3B show a case where a dense pattern (L / S) and an isolated pattern having a periodicity are formed as device patterns.
Description will be made with reference to (A) and (B). Note that FIG.
3A and 3A show a reticle pattern formed on a reticle, in which a colored portion is a light-shielding portion and an uncolored portion is a light-transmitting portion. FIGS. 2B and 3B show device patterns to be formed or formed on the wafer W. The colored portions are lines (convex portions), and the uncolored portions are spaces ( Recess).

【0074】図2(B)に示されるような密集パターン
41b及び図3(B)に示されるような孤立パターン5
1bを構成要素とするデバイスパターンを所定の感度特
性を有するフォトレジスト(ポジレジスト)が塗布され
たウエハW上に形成するものとする。
The dense pattern 41b as shown in FIG. 2B and the isolated pattern 5 as shown in FIG.
It is assumed that a device pattern including 1b as a component is formed on a wafer W coated with a photoresist (positive resist) having predetermined sensitivity characteristics.

【0075】この場合、まず、図2(A)又は図3
(A)に示されるようなレチクルパターンが形成された
レチクルRをレチクルステージ17に吸着保持する。レ
チクルステージ17に対するレチクルRの姿勢は、パタ
ーン41a,51aの延びている方向(X方向、第1方
向)が走査方向(Y方向、第2方向)に対してほぼ直交
するように設定される。次いで、ステージ制御装置13
によりレチクルステージ17のレチクル位置調整機構等
を制御して、第1レチクルRを所定の照明位置(走査開
始初期位置)に設定し、ウエハステージ22上に吸着保
持されたウエハW上における実質的な露光量がウエハW
に塗布されたフォトレジストの感度特性に応じた適正露
光量の1/2となるように、照明視野絞り系11による
視野(開口幅)、エキシマレーザの強度(平均値)等と
の関係で、エキシマレーザ光源2によるレーザ光の発振
周波数及び走査速度の一方又は双方を適宜に選択調整し
て第1回目の走査露光を実施する。
In this case, first, FIG. 2A or FIG.
The reticle R on which the reticle pattern is formed as shown in FIG. The attitude of the reticle R with respect to the reticle stage 17 is set such that the extending direction (X direction, first direction) of the patterns 41a, 51a is substantially orthogonal to the scanning direction (Y direction, second direction). Next, the stage controller 13
Controls the reticle position adjusting mechanism of the reticle stage 17 to set the first reticle R at a predetermined illumination position (scanning initial position), and substantially adjusts the position of the wafer W held on the wafer stage 22 by suction. Exposure amount is wafer W
In relation to the field of view (opening width) of the illumination field stop system 11, the intensity of the excimer laser (average value), etc., the exposure amount becomes 1 / of the appropriate exposure amount according to the sensitivity characteristic of the photoresist applied to the photoresist. The first scanning exposure is performed by appropriately selecting and adjusting one or both of the oscillation frequency and the scanning speed of the laser light from the excimer laser light source 2.

【0076】次いで、レチクルステージ17及びウエハ
ステージ22の移動方向をそれぞれ逆転することによ
り、第1回目の走査露光と走査方向を逆向きにして、上
記と同様に、ウエハW上における実質的な露光量がウエ
ハWに塗布されたフォトレジストの感度特性に応じた適
正露光量の1/2となるようにして第2回目の走査露光
を実施する。
Next, by reversing the moving directions of the reticle stage 17 and the wafer stage 22, the scanning direction is reversed from the first scanning exposure, and the substantial exposure on the wafer W is performed in the same manner as described above. The second scanning exposure is performed so that the amount becomes の of the appropriate exposure amount according to the sensitivity characteristics of the photoresist applied to the wafer W.

【0077】このとき、第2回目の走査露光におけるレ
チクルステージ17のウエハステージ22に対する走査
開始時期を、第1回目の走査露光におけるレチクルステ
ージ17のウエハステージ22に対する走査開始時期よ
りも遅らせ、あるいは進めることにより、第2回目の走
査露光におけるレチクルRとウエハWの走査方向の相対
位置関係を第1回目の走査露光におけるレチクルRとウ
エハWの走査方向の相対位置関係に対してずらしてい
る。これにより、ウエハW上での第1回目の走査露光に
よる投影像と第2回目の走査露光による投影像の走査方
向の位置がずれる(シフトする)ことになり、これらの
投影像の重複する部分が適正露光量で露光され、当該重
複部分(重畳部分)がデバイスパターンとなる。
At this time, the scan start timing of the reticle stage 17 on the wafer stage 22 in the second scan exposure is delayed or advanced from the scan start timing of the reticle stage 17 on the wafer stage 22 in the first scan exposure. Accordingly, the relative positional relationship between the reticle R and the wafer W in the scanning direction in the second scanning exposure is shifted from the relative positional relationship between the reticle R and the wafer W in the scanning direction in the first scanning exposure. As a result, the position of the projection image formed by the first scanning exposure on the wafer W and the position of the projection image formed by the second scanning exposure in the scanning direction are shifted (shifted). Are exposed with an appropriate exposure amount, and the overlapping portion (overlapping portion) becomes a device pattern.

【0078】すなわち、図2又は図3に示されているよ
うに、レチクルパターン41a又は51aの線幅をLW
Rとし、ウエハW上に形成すべきデバイスパターン41
b、51bの線幅をLWWとした場合に、第1回目の走
査露光時に対して第2回目の走査露光時のレチクルRの
位置を(LWR−LWW)だけずらすことにより、当該
ずれ量に応じた線幅のデバイスパターン41b、51b
を形成することができる。
That is, as shown in FIG. 2 or FIG. 3, the line width of the reticle pattern 41a or 51a is set to LW.
R, the device pattern 41 to be formed on the wafer W
When the line widths of b and 51b are set to LWW, the position of the reticle R at the time of the second scanning exposure is shifted by (LWR-LWW) with respect to the time of the first scanning exposure, so that the position of the reticle R is changed according to the shift amount. Device patterns 41b and 51b having different line widths
Can be formed.

【0079】なお、本実施形態では、第1回目の走査露
光と第2回目の走査露光とで、レチクルRとウエハWの
相対位置関係を走査方向にずらすことにより、そのずれ
量に応じた微細な線幅を有するデバイスパターンを形成
するようにしているが、かかる相対位置関係をずらさず
に一致させて第1回目の走査露光と第2回目の走査露光
を行うようにしてもよいことは言うまでもない。このよ
うにして形成されたデバイスパターンは図示は省略する
が、レチクルRに形成されたレチクルパターン(図2
(A)又は図3(A)参照)の投影光学系PLによるウ
エハW上の投影像の線幅にほぼ等しい線幅のパターンと
なる。
In the present embodiment, the relative positional relationship between the reticle R and the wafer W is shifted in the scanning direction between the first scanning exposure and the second scanning exposure, so that a fine pattern corresponding to the shift amount is obtained. Although a device pattern having a wide line width is formed, it is needless to say that the first scanning exposure and the second scanning exposure may be performed by matching the relative positional relationship without shifting. No. Although the device pattern thus formed is not shown, the reticle pattern formed on the reticle R (FIG.
The pattern has a line width substantially equal to the line width of the image projected on the wafer W by the projection optical system PL shown in FIG.

【0080】本実施形態によると、第1回目及び第2回
目の走査露光の2回の走査露光により、レチクルRのパ
ターンの像を重ね合わせて転写するようにしたから、一
定の傾向をもたずに確率的に発生するランダム誤差が平
均化効果によって低減され、微細パターンを精度良く形
成することができるようになる。また、第1回目の走査
露光と第2回目の走査露光とではマスク及び感光基板の
移動方向を逆向きにして走査するようにしたから、第1
回目の走査露光と第2回目の走査露光とでレチクルR及
びウエハWの移動方向を同一方向となるように走査する
場合と比較して、処理に要する時間を短縮できるととも
に、移動方向の違いによる例えばステージの送り精度等
に基づく定誤差も平均化されるので、デバイスパターン
間でバラツキが少なく、高精度なパターンを形成するこ
とができる。
According to the present embodiment, the pattern image of the reticle R is superimposed and transferred by the two scanning exposures of the first and second scanning exposures, so that there is a certain tendency. However, random errors that occur stochastically are reduced by the averaging effect, and a fine pattern can be formed with high accuracy. In addition, in the first scanning exposure and the second scanning exposure, scanning is performed with the moving directions of the mask and the photosensitive substrate reversed.
The time required for processing can be reduced as compared with the case where the reticle R and the wafer W are moved so that the moving directions of the reticle R and the wafer W are the same in the second scanning exposure and the second scanning exposure. For example, since a constant error based on the stage feed accuracy and the like is also averaged, variations between device patterns are small, and a highly accurate pattern can be formed.

【0081】さらに、第1回目の走査露光と第2回目の
走査露光とでレチクルRのパターンの像の一部が重なる
ように、パターンの転写位置を走査方向にずらすように
したから、デバイスパターンの線幅を該ずれ量に応じて
自在に調整することが可能であり、レチクルRのパター
ンのウエハW上における投影像の線幅よりも細い線幅の
デバイスパターンを形成することが可能となる。従っ
て、このずれ量を調整することにより同一のレチクルR
を使用して、異なる線幅のデバイスパターンを形成する
ことができ、デバイスパターンを形成する上で各種の要
請にレチクルRを変更することなく柔軟に対応すること
ができる。
Furthermore, the transfer position of the pattern is shifted in the scanning direction so that a part of the image of the pattern of the reticle R is overlapped in the first scanning exposure and the second scanning exposure, so that the device pattern is exposed. Can be freely adjusted according to the deviation amount, and a device pattern having a line width smaller than the line width of the projected image of the pattern of the reticle R on the wafer W can be formed. . Therefore, by adjusting this shift amount, the same reticle R
Can be used to form device patterns with different line widths, and can flexibly respond to various requests for forming device patterns without changing the reticle R.

【0082】なお、本実施形態では2回露光のうちの第
1回目及び第2回目の露光量を、それぞれ適正露光量の
1/2の露光量としており、ランダム誤差の低減の観点
からはこのような設定が有効であるが、必ずしも第1回
目と第2回目の露光量が一致している必要はなく、第1
回目の露光量を第2回目よりも大とし、あるいは第2回
目の露光量を第1回目よりも大とすることができる。こ
の場合には、第1回目と第2回目の露光量の和を該適正
露光量と一致するように配分することができる。
In the present embodiment, the first and second exposures of the two exposures are respectively set to の of the appropriate exposure, and from the viewpoint of reducing the random error, this is set. Although such a setting is effective, it is not always necessary that the first and second exposure doses match.
The second exposure may be greater than the second exposure, or the second exposure may be greater than the first exposure. In this case, the sum of the first and second exposures can be distributed so as to match the appropriate exposure.

【0083】また、本実施形態では、単一のレチクルR
の同一のパターンの像をウエハW上に多重転写するよう
にしたから、複数のレチクルRを使って露光処理を複数
回行う従来技術と比較して、レチクルの交換作業が不要
であり、スループットを向上することができるととも
に、レチクル交換時間の短縮を考慮して、レチクルステ
ージ上にレチクルを複数枚載せる必要もなく、ステージ
の大型化等の不都合もなくすことができ、加えて、レチ
クル管理上も有利である。
In this embodiment, a single reticle R
Since the same pattern image is multiple-transferred onto the wafer W, the reticle exchange operation is not required as compared with the related art in which the exposure processing is performed a plurality of times using a plurality of reticles R, and the throughput is reduced. In addition to improving the reticle management time, there is no need to load multiple reticles on the reticle stage in consideration of shortening of the reticle exchange time, and it is possible to eliminate inconvenience such as enlargement of the stage. It is advantageous.

【0084】但し、単一のレチクルRに2種類以上のパ
ターンを形成して、レチクルRを部分的にブラインド等
で遮光する等して、これらのパターンをそれぞれ用いて
ウエハW上に多重露光してもよく、このようにすること
により、スループットの向上、ステージの大型化の回
避、レチクル管理の容易化を図ることができる。この場
合において、レチクルR上に形成されている一のパター
ンと他のパターンとは、その線幅を含む形状を異ならせ
ることができる。
However, two or more types of patterns are formed on a single reticle R, and the reticle R is partially shielded from light by blinds or the like. By doing so, it is possible to improve the throughput, avoid an increase in the size of the stage, and facilitate reticle management. In this case, one pattern formed on the reticle R and another pattern can have different shapes including the line width.

【0085】上述した実施形態では、レチクルRのパタ
ーンの延びる方向が走査方向に直交するようにレチクル
Rを配置して、第1回目の走査露光と第2回目の走査露
光とでウエハW上での像位置を、レチクルRの走査開始
位置をずらすことにより走査方向にシフトするようにし
ているが、ウエハWの走査開始位置をずらすことにより
シフトしてもよい。また、かかるレチクルR及びウエハ
Wの両方の走査開始位置をずらすことによりウエハW上
の像位置をシフトしてもよい。
In the above-described embodiment, the reticle R is arranged so that the direction in which the pattern of the reticle R extends is orthogonal to the scanning direction, and the first scanning exposure and the second scanning exposure are performed on the wafer W. Is shifted in the scanning direction by shifting the scanning start position of the reticle R, but may be shifted by shifting the scanning start position of the wafer W. Further, the image position on the wafer W may be shifted by shifting the scanning start positions of both the reticle R and the wafer W.

【0086】さらに、レチクルRのパターンの延びる方
向が走査方向に沿うようにレチクルRを配置して、レチ
クルR及びウエハWの走査方向に直交する方向の相対位
置関係を、レチクルR及び/又はウエハWの位置調整機
構等によりずらすことにより、ウエハW上での像位置を
走査方向に直交する方向にシフトさせるようにしてもよ
い。加えて、レチクルRとウエハWの相対位置関係は変
更せずに、例えば、投影光学系を構成する光学素子の一
部を移動できるように、あるいは像位置シフト用の光学
素子を光路中に挿入できるように構成する等して、投影
光学系による像のウエハWの表面上での投影位置を直接
シフトさせるようにしてもよい。
Further, the reticle R is arranged such that the direction in which the pattern of the reticle R extends extends along the scanning direction, and the relative positional relationship between the reticle R and the wafer W in the direction orthogonal to the scanning direction is determined by the reticle R and / or the wafer. The image position on the wafer W may be shifted in a direction orthogonal to the scanning direction by shifting the position by a position adjustment mechanism of W or the like. In addition, without changing the relative positional relationship between the reticle R and the wafer W, for example, a part of an optical element constituting the projection optical system can be moved, or an optical element for shifting the image position is inserted into the optical path. For example, the projection position of the image by the projection optical system on the surface of the wafer W may be directly shifted by, for example, configuring the projection optical system.

【0087】また、上述したようなステップ・アンド・
スキャン方式の縮小投影露光装置の場合には、ウエハ上
の1つのショット領域に対して2回の走査露光を連続し
て行い、順次ショットを移動しつつ同様に2回の走査露
光を連続して行うようにすることもできるが、全てのあ
るいは一部のショット領域に対して第1回目の走査露光
を順次実施した後に、第2回目の走査露光を順次実施す
るようにしてもよい。
Further, the step-and-
In the case of a scan-type reduction projection exposure apparatus, two scanning exposures are continuously performed on one shot area on a wafer, and two scanning exposures are continuously performed while sequentially moving shots. Alternatively, the second scanning exposure may be sequentially performed after the first scanning exposure is sequentially performed on all or a part of the shot areas.

【0088】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。
The embodiments described above are described for facilitating the understanding of the present invention, and are not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

【0089】例えば、上記各実施形態では、第1回目及
び第2回目の2回の走査露光によって所望のデバイスパ
ターンを形成するようにしているが、本発明はこれに限
定されることはなく、さらに複数回(3回以上)の露光
によってデバイスパターンを形成することもできる。ま
た、パターンの大きさや形状、光源の波長、投影光学系
の開口数(N.A.)や照明光学系の開口(視野絞り)
形状等も上記に限定されることはなく任意に変更するこ
とができる。
For example, in each of the above embodiments, a desired device pattern is formed by the first and second scanning exposures. However, the present invention is not limited to this. Furthermore, a device pattern can also be formed by a plurality of (three or more) exposures. The size and shape of the pattern, the wavelength of the light source, the numerical aperture (NA) of the projection optical system, and the aperture (field stop) of the illumination optical system
The shape and the like are not limited to the above, and can be arbitrarily changed.

【0090】また、第1回目の走査露光と第2回目の走
査露光とでその条件、例えばレボルバ5の開口絞りによ
って規定される露光用照明光の強度分布(2次光源の形
状や大きさ)、投影光学系PLの瞳面に配置される可変
開口絞りによって規定される開口数N.A.、特開平4
−277612号公報や特開平6−314646号公報
に開示されている、露光中に投影光学系PLの結像面と
ウエハWとをその光軸に沿った方向に移動する累進焦点
法の有無、及びレチクルパターンから発生して投影光学
系PLの瞳面(フーリエ変換面)に分布する結像光束の
一部の光学特性(振幅透過率、位相等)を変化させる光
学フィルター(いわゆる瞳フィルター)の有無等を異な
らせてもよい。
The conditions of the first scanning exposure and the second scanning exposure, for example, the intensity distribution of the exposure illumination light defined by the aperture stop of the revolver 5 (shape and size of the secondary light source) , A numerical aperture N.R. defined by a variable aperture stop arranged on a pupil plane of the projection optical system PL. A. , JP-A-4
-277612 and JP-A-6-314646, the presence or absence of a progressive focusing method for moving the image plane of the projection optical system PL and the wafer W in the direction along the optical axis during exposure, And an optical filter (so-called pupil filter) for changing a part of the optical characteristics (amplitude transmittance, phase, etc.) of the imaging light flux generated from the reticle pattern and distributed on the pupil plane (Fourier transform plane) of the projection optical system PL. The presence or absence may be different.

【0091】さらに、上記はステップ・アンド・スキャ
ン方式の投影露光装置であるが、本発明が適用される露
光装置は、上記の露光装置に限定されるものではなく、
他のあらゆる走査型の露光装置に適用することが可能で
ある。
Further, the above is the projection exposure apparatus of the step-and-scan method, but the exposure apparatus to which the present invention is applied is not limited to the above-described exposure apparatus.
It can be applied to any other scanning type exposure apparatus.

【0092】[0092]

【発明の効果】本発明は以上詳述したように構成したの
で、露光時における誤差を平均化して微細パターンを精
度良く形成することができるようになるという効果があ
る。また、露光の処理速度を向上し、コストの低減を図
ることもできるという効果もある。さらに、マスクを交
換することなく異なる線幅のデバイスパターンを形成す
ることができるという効果もある。
Since the present invention is configured as described above in detail, there is an effect that errors during exposure can be averaged to form a fine pattern with high accuracy. In addition, there is an effect that the processing speed of exposure can be improved and cost can be reduced. Further, there is an effect that device patterns having different line widths can be formed without replacing the mask.

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

【図1】 本発明の実施形態の露光装置の全体の概略構
成を示す図である。
FIG. 1 is a view showing an overall schematic configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施形態の密集パターンを示す図で
あり、(A)はレチクルパターンを、(B)はデバイス
パターンを示している。
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing dense patterns according to the embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A shows a reticle pattern and FIG. 2B shows a device pattern.

【図3】 本発明の実施形態の孤立パターンを示す図で
あり、(A)はレチクルパターンを、(B)はデバイス
パターンを示している。
3A and 3B are diagrams showing an isolated pattern according to the embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A shows a reticle pattern, and FIG. 3B shows a device pattern.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…露光制御装置 2…エキシマレーザ光源 11…照明視野絞り系 13…ステージ制御装置 17…レチクルステージ 22…ウエハステージ R…レチクル W…ウエハ IL…照明光 PL…投影光学系 41a,51a…レチクルパターン 41b,51b…デバイスパターン REFERENCE SIGNS LIST 1 exposure control device 2 excimer laser light source 11 illumination field stop system 13 stage control device 17 reticle stage 22 wafer stage R reticle W wafer IL illumination light PL projection optical system 41a, 51a reticle pattern 41b, 51b: Device pattern

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F046 AA13 BA05 CA04 CA08 CB01 CB03 CB05 CB12 CB13 CB22 CB23 CB25 CC01 CC02 CC03 CC05 CC06 CC13 CC16 CC18 DA01 DA02 DA14 DB01 DB05 DC02 DC09 DC12 EA03 EA09 EA13 EB01 EB03 ED02 FC04 FC06  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F046 AA13 BA05 CA04 CA08 CB01 CB03 CB05 CB12 CB13 CB22 CB23 CB25 CC01 CC02 CC03 CC05 CC06 CC13 CC16 CC18 DA01 DA02 DA14 DB01 DB05 DC02 DC09 DC12 EA03 EA09 EA13 EB01 FC02 ED03

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マスクに形成されたパターンの像を投影
光学系を介して感光基板上に走査方式で逐次的に投影転
写する露光方法において、 前記感光基板の感度特性に応じた適正露光量よりも少な
い露光量で同一のマスクのパターンの像を複数回重ね合
わせて転写することを特徴とする露光方法。
1. An exposure method for sequentially projecting and transferring an image of a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate via a projection optical system by a scanning method, wherein an appropriate exposure amount according to sensitivity characteristics of the photosensitive substrate is obtained. An exposure method characterized in that an image of the same mask pattern is superimposed and transferred a plurality of times with a small amount of exposure.
【請求項2】 マスクに形成されたパターンの像を投影
光学系を介して感光基板上に走査方式で逐次的に投影転
写する露光方法において、 前記感光基板の感度特性に応じた適正露光量よりも少な
い露光量で同一のマスクのパターンの像を走査方向を逆
転させて複数回重ね合わせて転写することを特徴とする
露光方法。
2. An exposure method for sequentially projecting and transferring an image of a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate via a projection optical system by a scanning method, wherein an appropriate exposure amount according to the sensitivity characteristic of the photosensitive substrate is provided. An exposure method characterized in that an image of a pattern of the same mask is transferred by superposing a plurality of times by reversing the scanning direction with a small amount of exposure.
【請求項3】 前記複数回の転写のうちの相前後する転
写間で前記マスクのパターンの前記感光基板上での像位
置をシフトさせることを特徴とする請求項1又は2に記
載の露光方法。
3. The exposure method according to claim 1, wherein an image position of the pattern of the mask on the photosensitive substrate is shifted between successive ones of the plurality of transfers. .
【請求項4】 前記マスク及び前記感光基板の少なくと
も一方の走査開始位置を相前後する転写間で異ならせる
ことにより前記像位置をシフトさせることを特徴とする
請求項3に記載の露光方法。
4. The exposure method according to claim 3, wherein the image position is shifted by making a scanning start position of at least one of the mask and the photosensitive substrate different between successive transfer operations.
【請求項5】 前記複数回の転写により前記感光基板に
与えられる露光量の総和が前記感光基板の感度特性に応
じた適正露光量となることを特徴とする請求項1又は2
に記載の露光方法。
5. The method according to claim 1, wherein a total of exposure amounts given to the photosensitive substrate by the plurality of transfer operations is an appropriate exposure amount according to sensitivity characteristics of the photosensitive substrate.
Exposure method according to 1.
【請求項6】 前記複数回の転写のそれぞれにより前記
感光基板に与えられる露光量は互いにほぼ等しいことを
特徴とする請求項5に記載の露光方法。
6. The exposure method according to claim 5, wherein an exposure amount given to the photosensitive substrate by each of the plurality of transfers is substantially equal to each other.
【請求項7】 マスクに形成されたパターンの像を投影
光学系を介して感光基板上に走査方式で逐次的に投影転
写する露光装置において、 前記マスクを保持するマスクステージと、 前記感光基板を保持する基板ステージと、 前記マスクを照明する照明光学系と、 前記マスクのパターンの像を前記感光基板上に投影する
投影光学系と、 前記マスク及び前記感光基板を前記投影光学系に対して
同期移動するように前記マスクステージ及び前記基板ス
テージを駆動する駆動装置と、 前記感光基板の感度特性に応じた適正露光量よりも少な
い露光量で前記マスクのパターンの像を走査方向を逆転
させて複数回重ね合わせて投影転写するよう制御する制
御装置とを備えたことを特徴とする露光装置。
7. An exposure apparatus for sequentially projecting and transferring an image of a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate via a projection optical system by a scanning method, comprising: a mask stage for holding the mask; A substrate stage for holding, an illumination optical system for illuminating the mask, a projection optical system for projecting an image of a pattern of the mask onto the photosensitive substrate, and synchronizing the mask and the photosensitive substrate with respect to the projection optical system A driving device for driving the mask stage and the substrate stage so as to move; and a plurality of images obtained by reversing a scanning direction of the image of the pattern of the mask with an exposure amount smaller than an appropriate exposure amount according to the sensitivity characteristic of the photosensitive substrate. An exposure device, comprising: a control device for performing control so as to perform projection transfer by overlapping.
【請求項8】 感光基板を照明光で多重露光して、前記
感光基板上に第1方向に沿って延びるデバイスパターン
を形成する露光方法において、 前記照明光に対してマスクを相対移動するのに同期し
て、前記感光基板を前記第1方向と直交する第2方向に
移動する第1走査露光と、前記第1走査露光時とは逆向
きに前記マスクと前記感光基板とを同期移動する第2走
査露光とで、前記感光基板上で前記マスクのパターンの
像の一部が重なるように、前記パターンの像の転写位置
を前記第2方向にずらすことを特徴とする露光方法。
8. An exposure method for forming a device pattern extending along a first direction on the photosensitive substrate by performing multiple exposure of the photosensitive substrate with illumination light, wherein the mask is moved relative to the illumination light. A first scanning exposure that synchronously moves the photosensitive substrate in a second direction orthogonal to the first direction; and a first scanning exposure that synchronously moves the mask and the photosensitive substrate in a direction opposite to that in the first scanning exposure. An exposure method, wherein a transfer position of an image of the pattern is shifted in the second direction so that a part of an image of the pattern of the mask overlaps on the photosensitive substrate in the two-scan exposure.
【請求項9】 前記第1及び第2走査露光でそれぞれ前
記感光基板に与えられる露光量を、前記感光基板の感度
特性に応じた適正値よりも少なくすることを特徴とする
請求項8に記載の露光方法。
9. The method according to claim 8, wherein the exposure amount given to the photosensitive substrate in each of the first and second scanning exposures is smaller than an appropriate value according to a sensitivity characteristic of the photosensitive substrate. Exposure method.
【請求項10】 前記第1及び第2走査露光で前記マス
ク上の同一のパターンが用いられ、前記感光基板上で前
記同一のパターンの像が重なる部分に前記デバイスパタ
ーンが形成されることを特徴とする請求項8又は9に記
載の露光方法。
10. The device according to claim 1, wherein the same pattern on the mask is used in the first and second scanning exposures, and the device pattern is formed on a portion of the photosensitive substrate where an image of the same pattern overlaps. The exposure method according to claim 8 or 9, wherein
【請求項11】 マスクに照明光を照射する照明系を備
え、前記マスクを介して前記照明光で感光基板を多重露
光して、前記感光基板上に第1方向に沿って延びるデバ
イスパターンを形成する露光装置において、 前記感光基板を前記照明光で走査露光するために、前記
照明光に対して前記マスクを相対移動するのに同期し
て、前記感光基板を前記第1方向と直交する第2方向に
移動するステージシステムと、 前記第1走査露光時と前記第2走査露光時とで、前記マ
スク及び前記感光基板を逆向きに移動し、かつ前記感光
基板上で前記マスクのパターンの像の転写位置を前記第
2方向にずらして前記パターンの像の一部を重ねるよう
に、前記ステージシステムの駆動を制御する制御装置と
を備えたことを特徴とする露光装置。
11. An illumination system for irradiating a mask with illumination light, and a photosensitive substrate is subjected to multiple exposures with the illumination light through the mask to form a device pattern extending along a first direction on the photosensitive substrate. In order to scan and expose the photosensitive substrate with the illumination light, the exposure substrate performs a second movement perpendicular to the first direction in synchronization with the relative movement of the mask with respect to the illumination light. A stage system that moves in the direction, at the time of the first scanning exposure and at the time of the second scanning exposure, moves the mask and the photosensitive substrate in opposite directions, and forms an image of the pattern of the mask on the photosensitive substrate. An exposure apparatus, comprising: a control device that controls driving of the stage system so that a transfer position is shifted in the second direction so as to overlap a part of the image of the pattern.
【請求項12】 前記マスクのパターンの像の重畳部が
前記デバイスパターンとなるように、前記第1及び第2
走査露光でそれぞれ前記感光基板に与えられる露光量
を、前記感光基板の感度特性に応じた適正値よりも少な
くする露光量制御装置を更に備えたことを特徴とする請
求項11に記載の露光装置。
12. The first and second masks so that a superimposed portion of an image of the pattern of the mask becomes the device pattern.
The exposure apparatus according to claim 11, further comprising an exposure amount control device configured to reduce an exposure amount given to the photosensitive substrate by scanning exposure to a value smaller than an appropriate value according to sensitivity characteristics of the photosensitive substrate. .
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