JP2000260682A

JP2000260682A - 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法

Info

Publication number: JP2000260682A
Application number: JP11058271A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Shirata; 陽介白田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】従来ＤＰ露光が不可能であった条件下であっ
てもＤＰ露光を可能にする。【解決手段】主制御装置５０が、基板Ｗが、投影光学
系ＰＬの光軸ＡＸ方向の第１位置に静止して第１の露光
量で露光が行われ、第１位置から光軸方向の第２位置ま
で連続的に変化しながら第２の露光量で露光が行われ、
第２位置で静止して第３の露光量で露光が行われるよう
に、照明系１２及び基板駆動系５６を制御する。そし
て、この際に、主制御装置５０は、基板面の照度を調整
することにより露光時間を調整する。従って、主制御装
置５０により基板面の照度、すなわち第１〜第３の露光
量が適宜設定され、個々の工程の露光時間、又は全体の
露光時間が適宜設定される。従って、従来、ＤＰ露光が
困難であった条件下（レジスト感度及び、基板の光軸方
向移動幅の組み合わせ）でも、最適露光条件でのＤＰ露
光が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露光方法及び露光
装置、並びにデバイス製造方法に係り、さらに詳しく
は、半導体素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）
又は薄膜磁気ヘッド等を製造するためのリソグラフィ工
程で用いられる露光方法及び露光装置、並びにこれらを
用いるデバイスの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より半導体素子等を製造する際に、
マスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）
のパターンを投影光学系を介してフォトレジストが塗布
されたウエハ（又はガラスプレート等）上の各ショット
領域に転写露光するいわゆるステッパ等の投影露光装置
が使用されている。この種の投影露光装置においては、
ウエハ等の表面を投影光学系の最良結像面（レチクルと
の共役面）に配置した状態でレチクルパターンを転写し
ていた。しかしながら、ウエハ上に１回で露光される領
域（ショット領域）は１５mm角〜２２mm角程度であり、
その領域内でウエハ表面が微小に湾曲していたリ、表面
構造上、数μm程度の凹凸があると、ショッ卜領域内で
投影光学系の焦点深度を超える部分が現われる。これは
投影光学系の焦点深度が像面側（ウエハ側）で±１μm
程度しかないからである。

【０００３】そこで小さい焦点深度の投影光学系を持っ
た露光装置でも、実効的に広い焦点深度で露光を行える
方法として、例えば特開昭６３−４２１２２号公報等に
開示される、ウエハを投影光学系の光軸方向の２点、又
は３点に移動させて、各点で同一のレチクルバターンを
多重露光する方法が提案された。この方法では、光軸方
向に離れた２点を、投影光学系の焦点深度±△Ｚの幅程
度にすることによって、実効的な焦点深度を１．５〜３
倍程度に拡大している。

【０００４】しかし、上記特開昭６３−４２１２２号公
報等に開示される多重露光方法では、光軸方向の多点で
露光の停止、再開のためにシャッタを駆動しなければな
らず、ウエハを光軸方向へ駆動する際の基板テーブル
（Ｚステージ）の位置決め動作特性やシャッタの開閉動
作特性の影響等で、スループットが低下するという不都
合がある。

【０００５】かかる不都合を改善するものとして、露光
動作中に基板テーブル（Ｚステージ）を光軸方向に移動
させる方式とし、シャッタの動作特性と基板テーブル
（Ｚステージ）の動作特性とに基づいて、シャッタの開
成開始時点から閉成終了時点までの間に得られるウエハ
の光軸方向移動に伴う存在確率の分布が、光軸方向の少
なくとも２箇所でほぼ等しい極大値となるように、シャ
ッタの開閉制御とＺステージの位置制御とを連動させる
露光方法を採用した露光装置が、本願出願人により提案
されている（特開平５−１３３０５号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した特
開平５−１３３０５号公報に記載される露光方法のう
ち、実際に比較的多く行われているウエハ（基板）のＺ
方向の最小位置、最大位置の２点では静止露光を行い、
その中間位置では基板テーブル（Ｚステージ）を連続的
に等速度で最小位置から最大位置（あるいはこの反対）
に駆動しながら露光を行う露光方法（以下、本明細書に
おいては、この露光方法を「ＤＰ露光」と呼ぶ）を実行
する場合に、露光パワーの増大やレジスト感度の向上に
伴い、露光時間が短くなりすぎて、ＤＰ露光による効果
を得るために必要な基板ネーブルのＺ方向の振り幅（以
下、「Ｚ振り幅」とも呼ぶ）を確保しつつ露光を行うこ
とが出来ない場合が生じるようになってきた。これは、
基板テーブルのＺ方向の移動速度は機械的性能等によっ
て制限され、その移動時間は有限であるため、露光時間
が短くなると、全露光時間に占める２点間移動中に露光
する時間の割合が増し、露光時間が短くなり過ぎると、
ついには基板テーブルのＺ方向移動に要する時間の方が
露光時間より長くなる事態が生じるからである。

【０００７】これをより具体的に説明する。今、露光用
の光源として例えばエキシマレーザ光源を用い、この光
源の発振周波数（パルス発光周波数）が１[KHz]、ウエ
ハ面照度が２５０[mW/cm^２]、基板テーブルのＺ駆動能
力（単位距離の移動に要する時間）が５０[msec/μm]の
露光装置を用いて、あるパターンを露光する場合を考え
る。この際の最適条件が、露光量：１５[mJ/cm^２]、Ｚ
振り幅：１．５[μm]とすると、この場合、露光時間Ｔe
xp＝１５／２５０＝６０[msec]となるが、これでは、図
６からも明らかなように、露光時間がＺの駆動に必要な
Ｔmove＝７５[msec]を下回ってしまい、事実上ＤＰ露光
が不可能となっていた。

【０００８】特に、近年は、エキシマレーザを露光光源
とする露光装置が広く使われるようになり、エキシマレ
ーザの高出力化や、レジスト感度も化学増幅型レジスト
が主流となるなど、高感度化しており、１ショットの露
光に必要な露光時間は、年々短くなって来ている。この
ため、ますます上記の不都合が生じ易くなってきた。

【０００９】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その第１の目的は、従来ＤＰ露光が不可能であった
条件下であってもＤＰ露光を可能にする露光方法を提供
することにある。

【００１０】また、本発明の第２の目的は、従来ＤＰ露
光が不可能であった条件下であってもＤＰ露光を行うこ
とができる露光装置を提供することにある。

【００１１】また、本発明の第３の目的は、高集積度の
マイクロデバイスを低コストで製造することが可能なデ
バイス製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、露光光をマスク（Ｒ）に照射し、該マスクに形成さ
れたパターンを投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｗ）
上に転写するに際し、前記基板を前記投影光学系の光軸
（ＡＸ）方向の第１位置と第２位置との間で移動させる
露光方法において、前記基板を前記投影光学系の光軸方
向の第１位置（Ｚ1）に静止して第１の露光量で露光を
行う第１工程と；前記第１工程の後、前記基板を前記光
軸方向の第２位置（Ｚ2）まで連続的に変化させながら
第２の露光量で露光を行う第２工程と；前記第２工程の
後、前記基板を前記第２位置で静止して第３の露光量で
露光を行う第３工程とを含み、前記第１〜第３工程の露
光時間を調整することを特徴とする。

【００１３】これによれば、第１工程において、基板を
投影光学系の光軸方向の第１位置に静止して第１の露光
量で露光を行い、その後、第２工程において、基板を光
軸方向の第２位置まで連続的に変化させながら第２の露
光量で露光を行い、さらにその後、基板を第２位置で静
止して第３の露光量で露光を行い、上記の第１〜第３工
程の露光時間を調整する。すなわち、本発明によれば、
第１〜第３の露光量を適宜設定することにより、個々の
工程の露光時間、又は全体の露光時間を適宜設定する。
このため、従来、ＤＰ露光が困難であった条件下（レジ
スト感度及び、基板の光軸方向移動幅の組み合わせ）で
も、最適露光条件でのＤＰ露光が可能になる。

【００１４】例えば、第１〜第３の露光量（基板面照
度）を同一にするには、基板の光軸方向の移動能力を考
慮して第２の露光時間を適当な値に定め、この第２の露
光時間が全露光時間に占める割合を合理的な範囲内に定
め、この結果決定される全露光時間で目標積算露光量を
除して得られる平均露光量を、第１〜第３の露光量とし
て設定すれば良い。あるいは、この設定された平均露光
量と同一の値に第２の露光量を定め、従って、第２の露
光時間も上記と同一に定め、この第２の露光時間におけ
る積算露光量を目標積算露光量から引いた積算露光量が
第１、第３の露光時間に基板上に与えられるように、第
１、第３の露光量、及び第１、第３の露光時間を定めて
も良い。

【００１５】上記請求項１に記載の露光方法において、
請求項２に記載の発明の如く、前記第２工程における積
算露光量が前記第１工程における積算露光量と前記第３
工程における積算露光量との総和以下となるように前記
各工程における前記基板面の照度を調整することにより
前記露光時間を調整することが望ましい。かかる場合に
は、第１位置と第２位置の２箇所に基板が存在する存在
確率分布が、全体の半分以上を占め、多重露光による焦
点深度向上の効果を効果的に発揮できるからである。

【００１６】上記請求項１又は２に記載の露光方法にお
いて、請求項３に記載の発明のように第１工程における
積算露光量と前記第３工程における積算露光量とが同一
であることが望ましい。これは、通常、ＤＰ露光は、最
良結像面位置（ベストフォーカス位置）を中心として第
１位置と第２位置が定められるので、最も最良結像面位
置から遠い、第１位置と第２位置における積算露光量に
偏りがなくなれば、いずれの位置の影響も同等に受け、
良好な露光結果が期待されるからである。

【００１７】上記請求項１〜３に記載の各発明におい
て、露光量の調整方法、すなわち露光時間の調整方法は
種々考えられる。例えば、請求項４に記載の発明の如
く、前記露光光の光源がパルスレーザ光源である場合
に、前記露光時間の調整は、前記パルス光源のパルス発
光の周波数及び前記マスクに照射されるパルスエネルギ
の少なくとも一方を変化させることにより行っても良
く、あるいは、請求項５に記載の発明の如く、前記露光
光の光源がランプ光源である場合に、前記露光時間の調
整は、前記ランプ光源のパワー及び前記基板に照射され
る露光光の強度の少なくとも一方を変化させることによ
り行っても良い。

【００１８】請求項６に記載の発明に係る露光装置は、
マスク（Ｒ）を露光用照明光（ＩＬ）で照明する照明系
（１２）と；前記マスクから出射された前記露光用照明
光を基板（Ｗ）上に投射する投影光学系（ＰＬ）と；前
記基板（Ｗ）を前記投影光学系（ＰＬ）の光軸（ＡＸ）
方向に駆動する基板駆動系（５６）と；前記基板が、前
記投影光学系の光軸方向の第１位置（Ｚ1）に静止して
第１の露光量で露光が行われ、前記第１位置から前記光
軸方向の第２位置（Ｚ2）まで連続的に変化しながら第
２の露光量で露光が行われ、前記第２位置で静止して第
３の露光量で露光が行われるように、前記照明系及び前
記基板駆動系を制御する制御装置（５０）とを備え、前
記制御装置が、前記基板面の照度を調整することにより
露光時間を調整することを特徴とする。

【００１９】これによれば、制御装置により、基板が、
投影光学系の光軸方向の第１位置に静止して第１の露光
量で露光が行われ、第１位置から光軸方向の第２位置ま
で連続的に変化しながら第２の露光量で露光が行われ、
第２位置で静止して第３の露光量で露光が行われるよう
に、照明系及び基板駆動系が制御される。そして、この
際に、制御装置では、基板面の照度を調整することによ
り露光時間を調整する。この場合において、制御装置で
は、第１〜第３の露光量が全て同一となるように基板面
の照度、すなわち露光量を調整しても良く、あるいは、
第１〜第３の露光量が異なるように調整しても良い。

【００２０】いずれにしても、本発明によれば、制御装
置により基板面の照度、すなわち第１〜第３の露光量を
適宜設定することにより、個々の工程の露光時間、又は
全体の露光時間が適宜設定される。従って、従来、ＤＰ
露光が困難であった条件下（レジスト感度及び、基板の
光軸方向移動幅の組み合わせ）でも、最適露光条件での
ＤＰ露光が可能になる。

【００２１】例えば、第１〜第３の露光量（基板面照
度）を同一にするには、制御装置では、基板駆動系によ
る基板の光軸方向の移動能力を考慮して第２の露光時間
を適当な値に定め、この第２の露光時間が全露光時間に
占める割合を合理的な範囲内に定め、この結果決定され
る全露光時間で目標積算露光量を除して得られる平均露
光量を、第１〜第３の露光量として設定するように基板
面照度を調整すれば良い。あるいは、この設定された平
均露光量と同一の値に第２の露光量を定め、従って、第
２の露光時間も上記と同一に定め、この第２の露光時間
における積算露光量を目標積算露光量から引いた積算露
光量が第１、第３の露光時間に基板上に与えられるよう
に第１、第２の露光量を定めて基板面の照度を調整して
も良い。

【００２２】上記請求項６に記載の露光装置において、
請求項７に記載の発明の如く、前記制御装置（５０）
が、前記基板（Ｗ）が前記光軸（ＡＸ）方向の第１位置
（Ｚ1から前記第２位置（Ｚ2）まで連続的に変化しなが
ら第２の露光量で露光が行われる際の積算露光量が前記
第１位置における積算露光量と前記第２位置における積
算露光量との総和以下となるように前記基板面の照度を
調整することにより前記露光時間を調整するようにして
も良い。かかる場合には、第１位置と第２位置の２箇所
に基板が存在する存在確率分布が、全体の半分以上を占
め、多重露光による焦点深度向上の効果を効果的に発揮
できるからである。

【００２３】請求項８に記載のデバイス製造方法は、請
求項２又は３に記載の露光方法を露光工程で用いること
を特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
ないし図３に基づいて説明する。

【００２５】図１には、一実施形態の露光装置１０の概
略構成が示されている。この露光装置１０は、露光用光
源にパルスレーザ光源としてのエキシマレーザ光源を用
いたステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型露光
装置（いわゆるステッパ）である。

【００２６】この露光装置１０は、エキシマレーザ光源
１６を含む照明系１２、この照明系１２により照明され
るマスクとしてのレチクルＲを保持するレチクルホルダ
１１、レチクルＲのパターンを基板としてのウエハＷ上
に投影する投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持して水平面
（ＸＹ平面内）を移動するＸＹステージ１４、及びこれ
らの制御系等を備えている。

【００２７】前記照明系１２は、エキシマレーザ光源１
６、ビーム整形光学系１８、エネルギ粗調器２０、フラ
イアイレンズ２２、照明系開口絞り板２４、ビームスプ
リッタ２６、第１リレーレンズ２８Ａ、第２リレーレン
ズ２８Ｂ、レチクルブラインド（照明視野絞り）３０、
光路折り曲げ用のミラーＭ及びコンデンサレンズ３２等
を備えている。

【００２８】ここで、この照明系１２の上記構成各部に
ついて説明する。エキシマレーザ光源１６としては、Ｋ
ｒＦエキシマレーザ光源（発振波長２４８ｎｍ）、Ａｒ
Ｆエキシマレーザ光源（発振波長１９３ｎｍ）、又はＦ
_２エキシマレーザ光源（発振波長１５７ｎｍ）等が使用
される。なお、このエキシマレーザ光源１６に代えて、
金属蒸気レーザ光源やＹＡＧレーザの高調波発生装置等
のパルス光源を露光光源として使用しても良い。

【００２９】ビーム整形光学系１８は、エキシマレーザ
光源１６からパルス発光されたレーザビームＬＢの断面
形状を、該レーザビームＬＢの光路後方に設けられたフ
ライアイレンズ２２に効率よく入射するように整形する
もので、例えばシリンダレンズやビームエキスパンダ
（いずれも図示省略）等で構成される。

【００３０】エネルギ粗調器２０は、ビーム整形光学系
１８後方のレーザビームＬＢの光路上に配置され、ここ
では、回転板３４の周囲に透過率（＝１−減光率）の異
なる複数個（例えば６個）のＮＤフィルタ（図１ではそ
の内の２個のＮＤフィルタ３６Ａ、３６Ｄが示されてい
る）を配置し、その回転板３４を駆動モータ３８で回転
することにより、入射するレーザビームＬＢに対する透
過率を１００％から等比級数的に複数段階で切り換える
ことができるようになっている。駆動モータ３８は、後
述する主制御装置５０によって制御される。なお、その
回転板３４と同様の回転板を２段配置し、２組のＮＤフ
ィルタの組み合わせによってより細かく透過率を調整で
きるようにしても良い。

【００３１】前記フライアイレンズ２２は、エネルギ粗
調器２０後方のレーザビームＬＢの光路上に配置され、
レチクルＲを均一な照度分布で照明するために多数の２
次光源を形成する。この２次光源から射出されるレーザ
ビーム（露光用照明光）を以下においては、「パルス照
明光ＩＬ」と呼ぶものとする。

【００３２】このフライアイレンズ２２の射出面の近傍
に、円板状部材から成る照明系開口絞り板２４が配置さ
れている。この照明系開口絞り板２４には、ほぼ等角度
間隔で、例えば通常の円形開口より成る開口絞り、小さ
な円形開口より成りコヒーレンスファクタであるσ値を
小さくするための開口絞り、輪帯照明用の輪帯状の開口
絞り、及び変形光源法用に複数の開口を偏心させて配置
して成る変形開口絞り（図１ではこのうちの２種類の開
口絞りのみが図示されている）等が配置されている。こ
の照明系開口絞り板２４は、後述する主制御装置５０に
より制御されるモータ等の駆動装置４０により回転され
るようになっており、これによりいずれかの開口絞りが
パルス照明光ＩＬの光路上に選択的に設定される。

【００３３】照明系開口絞り板２４後方のパルス照明光
ＩＬの光路上に、反射率が小さく透過率の大きなビーム
スプリッタ２６が配置され、更にこの後方の光路上に、
レチクルブラインド３０を介在させて第１リレーレンズ
２８Ａ及び第２リレーレンズ２８Ｂから成るリレー光学
系が配置されている。レチクルブラインド３０は、レチ
クルＲのパターン面に対する共役面に配置され、レチク
ルＲ上の照明領域（パターン領域にほぼ一致）を規定す
る矩形開口が形成されている。

【００３４】リレー光学系を構成する第２リレーレンズ
２８Ｂ後方のパルス照明光ＩＬの光路上には、当該第２
リレーレンズ２８Ｂを通過したパルス照明光ＩＬをレチ
クルＲに向けて反射する折り曲げミラーＭが配置され、
このミラーＭ後方のパルス照明光ＩＬの光路上にコンデ
ンサレンズ３２が配置されている。

【００３５】このようにして構成された照明系１２の作
用を簡単に説明すると、エキシマレーザ光源１６からパ
ルス発光されたレーザビームＬＢは、ビーム整形光学系
１８に入射して、ここで後方のフライアイレンズ２２に
効率よく入射するようにその断面形状が整形された後、
エネルギ粗調器２０に入射する。そして、このエネルギ
粗調器２０のいずれかのＮＤフィルタを透過したレーザ
ビームＬＢは、フライアイレンズ２２に入射する。これ
により、フライアイレンズ２２の射出端に多数の２次光
源が形成される。この多数の２次光源から射出されたパ
ルス照明光ＩＬは、照明系開口絞り板２４上のいずれか
の開口絞りを通過した後、透過率が大きく反射率が小さ
なビームスプリッタ２６に至る。このビームスプリッタ
２６を透過した露光用照明光としてのパルス照明光ＩＬ
は、第１リレーレンズ２８Ａを経てレチクルブラインド
３０の矩形の開口部を通過した後、第２リレーレンズ２
８Ｂを通過してミラーＭによって光路が垂直下方に折り
曲げられた後、コンデンサレンズ３２を経て、レチクル
ホルダ１１上に保持されたレチクルＲ上の矩形の照明領
域を均一な照度分布で照明する。

【００３６】一方、ビームスプリッタ２６で反射された
パルス照明光ＩＬは、集光レンズ４４を介して光電変換
素子よりなるインテグレータセンサ４６で受光され、イ
ンテグレータセンサ４６の光電変換信号が、不図示のピ
ークホールド回路及びＡ／Ｄ変換器を介して出力ＤＳ
（digit/pulse)として主制御装置５０に供給される。イ
ンテグレータセンサ４６としては、例えば遠紫外域で感
度があり、且つエキシマレーザ光源１６のパルス発光を
検出するために高い応答周波数を有するＰＩＮ型のフォ
トダイオード等が使用できる。このインテグレータセン
サ４６の出力ＤＳと、ウエハＷの表面上でのパルス照明
光ＩＬの照度（露光量）との相関係数は予め求められ
て、主制御装置５０に併設されたメモリ５１内に記憶さ
れている。

【００３７】前記レチクルホルダ１１上にレチクルＲが
載置され、不図示のバキュームチャック等を介して吸着
保持されている。レチクルホルダ１１は、水平面（ＸＹ
平面）内でＸ方向（図１における紙面内左右方向）、こ
れに直交するＹ方向（図１における紙面直交方向）、及
びθ方向（ＸＹ面に直交するＺ軸回りの回転方向）に微
小駆動可能に構成されている。なお、レチクルＲに用い
る材質は、使用する光源によって使い分ける必要があ
る。すなわち、ＫｒＦエキシマレーザ光源やＡｒＦエキ
シマレーザ光源を光源とする場合は、合成石英を用いる
ことができるが、Ｆ_２エキシマレーザ光源を用いる場合
は、ホタル石で形成する必要がある。

【００３８】レチクルホルダ１１の位置は、レチクルホ
ルダ上に固定された移動鏡５２Ｒを介して外部のレーザ
干渉計５４Ｒによって所定の分解能（例えば、０．５〜
１[nm]程度の分解能）で計測され、このレーザ干渉計５
４Ｒの計測値が主制御装置５０に供給されるようになっ
ている。

【００３９】前記投影光学系ＰＬは、両側テレセントリ
ックな光学配置になるように配置された共通のＺ軸方向
の光軸ＡＸを有する複数枚のレンズエレメントから構成
されている。また、この投影光学系ＰＬとしては、投影
倍率β（βは例えば１／４又は１／５）の縮小投影光学
系が使用されている。このため、前記の如くして、パル
ス照明光ＩＬによりレチクルＲ上の照明領域が照明され
ると、そのレチクルＲに形成されたパターンが投影光学
系ＰＬによって投影倍率βで縮小された像が表面にレジ
スト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上のショット領域
に転写される。

【００４０】なお、照明光ＩＬとしてＫｒＦエキシマレ
ーザ光やＡｒＦエキシマレーザ光を用いる場合には、投
影光学系ＰＬを構成する各レンズエレメントとしては合
成石英等を用いることができるが、Ｆ_２エキシマレーザ
光を用いる場合には、この投影光学系ＰＬに使用される
レンズの材質は、全てホタル石が用いられる。

【００４１】前記ＸＹステージ１４は、不図示のベース
上に載置され、例えば２次元平面モータ等によってＸＹ
面内で自在に駆動されるようになっている。ＸＹステー
ジ１４上に、基板テーブル５８が搭載され、この基板テ
ーブル５８上に不図示のウエハホルダを介してウエハＷ
が真空吸着等により保持されている。基板テーブル５８
は、駆動機構によりＺ方向（あるいはＺ方向及びＸＹ面
に対する傾斜方向）に駆動され、ウエハＷのＺ方向の位
置（あるいはＺ方向位置及び傾斜）を調整する機能を有
する。従って、ウエハＷは、２次元平面モータ及び駆動
機構によって４自由度（あるいは６自由度）の位置決め
が可能である。図１では、便宜上、上記２次元平面モー
タ及び駆動機構が代表してウエハ駆動装置５６として図
示されている。以下の説明においては、ウエハ駆動装置
５６によって、基板テーブル５８がＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向
に駆動されるものとする。

【００４２】また、ＸＹステージ１４の位置は、基板テ
ーブル５８上に固定された移動鏡５２Ｗを介して外部の
レーザ干渉計５４Ｗによって所定の分解能（例えば、
０．５〜１[nm]程度の分解能）で計測され、このレーザ
干渉計５４Ｗの計測値が主制御装置５０に供給されるよ
うになっている。

【００４３】制御系は、図１中、主制御装置５０によっ
て主に構成される。主制御装置５０は、ＣＰＵ（中央演
算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、Ｒ
ＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等から成るいわゆ
るマイクロコンピュータ（又はワークステーション）を
含んで構成され、露光動作が的確に行われるように、例
えばウエハＷのステッピング、露光タイミング等を統括
して制御する。

【００４４】具体的には、主制御装置５０は、例えばス
テッピングの際には、レーザ干渉計５４Ｗの計測値に基
づいてウエハ駆動装置５６を介してＸＹステージ１４の
位置を制御する。また、主制御装置５０は、制御情報Ｔ
Ｓをエキシマレーザ光源１６に供給することによって、
エキシマレーザ光源１６の発光タイミング、及び発光パ
ワー等を制御する。また、主制御装置５０は、エネルギ
粗調器２０、照明系開口絞り板２４をモータ３８、駆動
装置４０をそれぞれ介して制御する。このように本実施
形態では、主制御装置５０が、露光コントローラ及びス
テージコントローラの役目をも有している。これらのコ
ントローラを主制御装置５０とは別に設けても良いこと
は勿論である。

【００４５】本実施形態の露光装置１０では、更に、不
図示の保持部材を介して投影光学系ＰＬに一体的に取り
付けられた、フォーカス検出系１９が設けられている。
このフォーカス検出系１９として、ウエハＷに斜めから
検出ビームを照射する照射光学系１９ａと、この検出ビ
ームのウエハＷ面からの反射光を受光する受光光学系１
９ｂとを備え、ウエハＷのＺ方向の位置を検出する斜入
射光式の焦点位置検出系が用いられている。このフォー
カス検出系１９としては、例えば特公平８−２１５３１
号公報等に開示された焦点位置検出系が用いられる。

【００４６】この他、本実施形態の露光装置１０では、
ウエハＷ上の各ショット領域に付設された不図示のアラ
イメントマークを検出するためのオフアクシス方式のア
ライメント系等も設けられている。主制御装置５０で
は、後述するＤＰ露光に先立ってアライメント系を用い
てウエハＷ上のアライメントマークの位置検出を行い、
この検出結果を用いて例えば特開昭６１−４４４２９号
公報に開示されるような統計演算によりウエハＷ上のシ
ョット領域の配列座標を算出する。そして、この配列座
標データに基づいてレーザ干渉計５４Ｗの計測値をモニ
タしつつウエハ駆動装置５６を制御してレチクルＲとウ
エハＷとの位置合わせを行うようになっている。すなわ
ち、本実施形態の露光装置１０では、ウエハＷ上の各シ
ョット領域をレチクルＲのパターン像の投影位置に順次
位置決めする位置決め動作と、そのレチクルパターンを
ウエハ上に転写する露光動作とを繰り返し行うことによ
り、ステップ・アンド・リピート方式でウエハＷ上の各
ショット領域にレチクルパターンを転写する。そして、
上記の露光動作の際に、後述するＤＰ露光が行われる。

【００４７】図２には、図１の露光装置１０の露光量制
御に関連する構成部分が取り出して示されている。この
図２に示されるように、エキシマレーザ光源１６の内部
には、レーザ共振器１６ａ、ビームスプリッタ１６ｂ、
エネルギモニタ１６ｃ、エネルギコントローラ１６ｄ及
び高圧電源１６ｅ等が設けられている。また、このエキ
シマレーザ光源１６内のビームスプリッタ１６ｂの外側
には、主制御装置５０からの制御情報に応じてレーザビ
ームＬＢを遮光するためのシャッタ１６ｆも配置されて
いる。

【００４８】ここで、この図２を用いて、エキシマレー
ザ光源１６を中心とする露光量制御の仕組みについて簡
単に説明する。レーザ共振器１６ａからパルス的に放出
されたレーザビームは、透過率が高く僅かな反射率を有
するビームスプリッタ１６ｂに入射し、ビームスプリッ
タ１６ｂを透過したレーザビームＬＢが外部に出射され
る。また、ビームスプリッタ１６ｂで反射されたレーザ
ビームＬＢが光電変換素子より成るエネルギモニタ１６
ｃに入射し、エネルギモニタ１６ｃからの光電変換信号
が不図示のピークホールド回路を介して出力ＥＳとして
エネルギコントローラ１６ｄに供給されている。エネル
ギモニタ１６ｃの出力ＥＳに対応するエネルギの制御量
の単位は[mJ/pulse]である。

【００４９】通常の発光時には、エネルギコントローラ
１６ｄは、エネルギモニタ１６ｃの出力ＥＳが、主制御
装置５０から供給された制御情報ＴＳ中の１パルス当た
りのエネルギの目標値に対応した値となるように、高圧
電源１６ｅでの電源電圧をフィードバック制御する。ま
た、エネルギコントローラ１６ｄは、レーザ共振器１６
ａに供給されるエネルギを高圧電源１６ｅを介して制御
することにより発振周波数（パルス発光周波数）をも変
更する。すなわち、エネルギコントローラ１６ｄは、主
制御装置５０からの制御情報ＴＳに応じて高圧電源１６
ｅの電源電圧を制御することにより、エキシマレーザ光
源１６の発振周波数を主制御装置５０で指示された周波
数に設定するとともに、エキシマレーザ光源１６での１
パルス当たりのエネルギが主制御装置５０で指示された
値となるように高圧電源１６ｅの電源電圧のフィードバ
ック制御を行なう。

【００５０】次に、本実施形態の露光装置１０における
ＤＰ露光方法の概略について図３に基づいて説明する。
この図３は、ウエハＷ上の１ショット領域についてのＤ
Ｐ露光の際のウエハＷのＺ位置（すなわち基板テーブル
５８のＺ位置）の時間変化を、横軸に露光開始からの経
過時間ｔ[msec]を取って示したものである。

【００５１】前提として、インテグレータセンサ４６
は、不図示の基準照度計を用いてキャリブレーションさ
れ、このインテグレータセンサ４６の出力ＤＳ[digit/p
ulse]と、ウエハＷの表面上でのパルス照明光ＩＬの照
度（露光量）[mJ/(cm^２・pulse)]を変換するための変換
係数（相関係数）は装置の設置時に予め求められて、主
制御装置５０に併設されたメモリ５１内に記憶され、ま
た、インテグレータセンサ４６の出力ＤＳより間接的に
求められるウエハＷ面（像面）上での露光量、すなわち
インテグレータセンサ４６による処理量Ｐ[mJ/(cm^２・pu
lse)]とエネルギモニタ１６ｃの出力ＥＳ[mJ/pulse]と
の変換係数も露光開始に先立って求められ、制御テーブ
ルとしてメモリ５１内に記憶されているものとする。な
お、この制御テーブルの作成方法については、公知であ
り、例えば特開平９−３２０９３２号公報等に開示され
ているので、ここでは詳細な説明は省略するものとす
る。

【００５２】また、前提として、当該ショット領域の露
光位置（レチクルＲのパターンの投影位置）への位置決
めは完了しているものとする。さらに、このＤＰ露光に
おいては、ベストフォーカス位置Ｚbestを中心として、
上下に振り幅ΔＺ[μm]の範囲、すなわち（Ｚbest−Δ
Ｚ）≦Ｚ≦（Ｚbest＋ΔＺ）の範囲でウエハＷのＺ位置
を変化させながらＤＰ露光を行うものとする。

【００５３】まず、主制御装置５０では、フォーカス検
出系１９の検出値をモニタしつつウエハＷ表面のＺ位置
がＺ1（＝Ｚbest−ΔＺ）になるように、ウエハ駆動装
置５６を介して基板テーブル５８を位置決めする。この
ときシャッタ１６ｆは閉じられており、エキシマレーザ
光源１６は、次に説明する第１の露光条件に応じた発振
周波数で発振中で安定化しているものとする。上記の基
板テーブル５８の位置決めが完了すると、主制御装置５
０ではシャッタ１６ｆを開く。これにより、露光が開始
される。

【００５４】〈第１工程〉露光開始後、主制御装置５０
では、第１の露光条件で、所定時間Ｔ1[msec]の間、ウ
エハＷを投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向の第１位置、す
なわちＺ1位置に静止して露光を行う。

【００５５】〈第２工程〉時間Ｔ１の経過後、主制御装
置５０では、ウエハＷを光軸ＡＸ方向の第２位置、すな
わちＺ2まで連続的に変化させながら第２の露光条件
で、所定時間Ｔmoveの間露光を行う。この第２工程にお
いて、主制御装置５０では、フォーカス検出系１９の検
出値をモニタしつつウエハＷ表面のＺ位置がＺ1からＺ2
（＝Ｚbest＋ΔＺ）まで連続的に変化するように、ウエ
ハ駆動装置５６を介して基板テーブル５８を最大駆動能
力で駆動する。通常、所定時間Ｔmoveは、基板テーブル
５８の駆動能力（加減速時間、最高速度、及び静定時間
など）と、Ｚ振り幅（２ΔＺ）によって決定されるが、
図３では便宜上一定速度で駆動されるものとして示され
ている。

【００５６】〈第３工程〉上記所定時間Ｔmoveが経過
し、ウエハＷ表面がＺ2位置に達すると、主制御装置５
０では、ウエハＷをＺ2位置で静止して第３の露光条件
で所定時間Ｔ２の間露光を行う。そして、上記の所定時
間Ｔ２が経過すると、主制御装置５０では、シャッタ１
６ｆを閉じる。これにより、１ショットに対するＤＰ露
光が終了する。

【００５７】上述したＤＰ露光の際に、主制御装置５０
では、上記第１〜第３工程におけるウエハ面の照度（像
面照度）を後述するようにして調整し、露光時間を調整
する。以下においては、この露光時間の調整について、
具体的な例をいくつか説明する。

【００５８】〈第１の例〉まず、最初に、上記第１〜第
３の露光条件が一定の場合について説明する。ここで
は、説明の便宜上から前述した従来例と同一の条件下、
すなわち、あるパターンを露光する際の最適条件が、目
標積算露光量：１５［mJ／cm^２］、Ｚ振り幅（２Δ
Ｚ）：１．５[μm]で、基板テーブル５８のＺ駆動能力
が５０ｍ[msec/μm]の場合について説明する。

【００５９】この場合、先の従来例と同様に、エキシマ
レーザ光源１６の発振周波数が１[KHz]であり、最大ウ
エハ面照度（露光量）が２５０[mW/cm^２]である場合
に、このままの条件設定で露光を行うと仮定すると、露
光時間Ｔexpが、１５／２５０＝０．０６[sec]＝６０[m
sec]となり、Ｚ駆動に必要な時間、すなわち１．５[μ
m]×５０[msec/μm]＝７５[msec]を下回ってしまい、事
実上のＤＰ露光が不可能となってしまう。この場合、１
パルス当たりのエネルギは、１５／６０＝０．２５[mJ/
（cm^２・pulse）]に設定されている。

【００６０】そこで、かかる場合に、主制御装置５０で
は、シャッタ１６ｆの開成に先立って、次の〜のい
ずれかの手法により、ウエハ面に単位時間に照射される
光量を所望の割合で低下させるための準備を行う。主制御装置５０では、エネルギコントローラ１６ｄ
にレーザ発振周波数を４００［Ｈｚ］に変更するような
制御情報ＴＳを与える。これにより、エネルギコントロ
ーラ１６ｄにより、主制御装置５０からの制御情報ＴＳ
に応じて高圧電源１６ｅの電源電圧が制御され、エキシ
マレーザ光源１６の発振周波数が４００［Ｈｚ］に設定
される。この場合、１パルス当たりのエネルギは変更さ
れない。主制御装置５０では、シャッタ１６ｆの開成に先立
って、エネルギコントローラ１６ｄにレーザ発光エネル
ギを２／５に変更するような制御情報ＴＳを与える。こ
れにより、エネルギコントローラ１６ｄにより、制御情
報ＴＳに応じて高圧電源１６ｅの電源電圧がフィードバ
ック制御され、エキシマレーザ光源１６での１パルス当
たりのエネルギが２／５×０．２５＝０．１[mJ/（cm^２
・pulse）]に設定される。この場合、エキシマレーザ光
源１６の発振周波数は変更されない。主制御装置５０では、エネルギ粗調器２０における
透過率を４０％に設定する。この場合、エキシマレーザ
光源１６の発振周波数及び１パルス当たりのエネルギは
変更されない。

【００６１】上記〜のいずれか準備動作の後、主制
御装置５０では、シャッタ１６ｆを開成し、上述した第
１工程〜第３工程の手順に従って、ＤＰ露光を行う。

【００６２】この場合、ウエハ面照度（露光量）は、２
５０×２／５＝１００[mW/cm^２]になり、全露光時間Ｔe
xpは、１５／１００＝０．１５[sec]＝１５０[msec]と
なり、Ｔexp（＝１５０）≧Ｔmove（＝７５）が成り立
ち、最適条件、すなわち積算露光量：１５[mJ/cm^２]、
Ｚ振り幅：１．５[μm]のＤＰ露光が可能となる。

【００６３】なお、ウエハ面照度を変更するために、エ
キシマレーザ光源１６の発振周波数、１パルス当たりの
エネルギ、エネルギ粗調器２０における透過率を適宜組
み合わせて調整しても良いことは勿論である。

【００６４】〈第２の例〉上記の第１の例では、最適条
件下でのＤＰ露光が可能になったが、第１〜第３の露光
条件を同一としたため、１ショットの露光時間が１５０
[msec]も掛かってしまう。そこで、露光時間の短縮を図
るために、この第２の例では、上記第１〜第３工程の露
光条件を異ならせたものである。

【００６５】この場合、Ｔmoveを上記と同様７５[msec]
にするため、第２の露光条件をウエハ面照度１００[mW/
cm^２]にし、例えば、第１、第３の露光条件として最大
ウエハ面照度（＝２５０[mW/cm^２]）を同一時間与える
ものとすると、

【００６６】目標積算露光量−第２工程における積算露
光量＝１５−１００×０．０７５＝７．５[mJ/cm^２] Ｔ１＋Ｔ２＝７．５÷２５０＝０．０３[sec]＝３０[ms
ec] Ｔ１＝Ｔ２＝１５[msec] となる。

【００６７】従って、主制御装置５０では、上記のよう
に各工程における露光時間、露光量が設定されるよう
に、ＤＰ露光中の各工程におけるウエハ面照度をエキシ
マレーザ光源１６の発振周波数を調整するか、エキシマ
レーザ光源１６での１パルス当たりのエネルギを調整す
るか、これらの組み合わせによりウエハ面照度を調整す
るのである。ここで、エネルギ粗調器２０における透過
率の調整によりウエハ面照度を調整しないのは、応答性
を考慮した場合に現実的でないからである。

【００６８】この第２の例では、全露光時間Ｔexp＝１
０５[msec]となって、Ｔexp（＝１０５）≧Ｔmove（＝
７５）が成り立ち、最適条件、すなわち積算露光量：１
５[mJ/cm^２]、Ｚ振り幅：１．５[μm]のＤＰ露光が可能
となるのに加え、露光時間も４５[msec]も短くなり、ス
ループットの向上も可能である。

【００６９】上記第２の例では、時間Ｔmoveにおける積
算露光量が、全積算露光量の１／２となるように設定し
たが、これに限らず、時間Ｔmoveにおける積算露光量
が、全積算露光量の１／２より小さくなるように、主制
御装置５０では、第１〜第３工程におけるウエハ面照度
を調整しても良い。いずれの場合も、ウエハＷの第１位
置Ｚ1と第２位置Ｚ2の２箇所にウエハＷが存在する存在
確率分布が、全体の半分以上を占め、多重焦点露光によ
る焦点深度向上の効果を効果的に発揮できるからであ
る。

【００７０】また、上記第２の例で、第１工程における
積算露光量と第３工程における積算露光量とが同一であ
るようにしたのは、もっとも最良結像面位置（ベストフ
ォーカス位置）Ｚbestから遠い、第１位置と第２位置に
おける積算露光量に偏りがなくなるので、いずれの位置
の影響も同等に受け、良好な露光結果が期待されるから
である。

【００７１】但し、上記第１、第２の例は、露光時間調
整の例示であって本発明がこれに限定されないことは勿
論である。

【００７２】以上説明したように、本実施形態の露光装
置及びその露光方法によると、１ショット当たりの露光
時間を任意に調整することが可能となり、従来ＤＰ露光
が不可能であった、露光パワーとレジスト感度及び、Ｚ
振り幅の組み合わせでも、良好な条件で、ＤＰ露光が可
能になる。

【００７３】また、このようにＤＰ露光が可能になると
言うことは、ＤＰ露光本来の目的であるより細かいパタ
ーンに対し露光の際の焦点深度向上の効果が得られるこ
とを意味し、同程度の性能の露光装置を用いてもより最
先端（高集積度）のデバイス製造が可能になることを意
味する。

【００７４】また、露光量（ウエハ面照度）の調整をエ
キシマレーザ光源１６の発振周波数の調整による場合に
は、単位時間当たりの発光パルス数を従来例の場合に比
較して減少させることができるので、発光パルス数に応
じて劣化が生じるレーザ内部の消耗品（ガスや、電極、
光学部品等）の消耗を抑制することができるという利点
がある。

【００７５】また、１パルス当たりのエネルギを調整し
たり、エネルギ粗調器２０により減光率を調整したりす
ることにより露光量（ウエハ面照度）の調整を行う場合
には、ウエハ面上でのレーザ発光１パルス当たりの露光
エネルギーが小さくなり、必要露光パルス数が増えるた
め、従来のパルス数制御における積算露光量制御におい
ては、露光量制御精度が向上するという利点もある。

【００７６】なお、上記実施形態では、露光光源として
パルスレーザ光源の一種であるエキシマレーザ光源を用
いる場合について説明したが、本発明がこれに限定され
るものではない。すなわち、光源として、超高圧水銀ラ
ンプ等のランプ光源を用いる露光装置であっても同様に
適用が可能である。

【００７７】例えば、光源に２．５[KW]水銀ランプ使用
で、ウエハ面照度１．２[W/cm^２]、基板テーブル５８の
Ｚ駆動能力が５０[msec/μm]において、あるパターンを
露光する際の最適条件が、露光量７２[mJ/cm^２]、Ｚ振
り幅：１．５[μm]だとすると、従来の露光方法では、
露光時間Ｔexpは、６０[msec]となって、露光時間がＺ
駆動に必要なＴmove＝７５[msec]を下回ってしまい、事
実上ＤＰ露光が不可能となっていた。

【００７８】そこで、本発明をかかるランプ光源を用い
た露光装置に適用し、例えば、ランプ発光エネルギを２
／５に変更したり、照明光路中に配置されたランダムウ
ォークフィルタ等の減光手段を用いて、ウエハ面照度を
４８０[mW/cm²]に設定して、上記実施形態中の第１の例
と同様にしてＤＰ露光を行えば、Ｔexp＝１５０[msec]
となり、Ｔexp≧Ｔmoveが成り立ち最適条件でのＤＰ露
光が可能になる。また、上記実施形態中の第２の例と同
様のＤＰ露光の場合にも、ランプ発光エネルギの調整
や、照明光路中の減光手段により減光率を調整すること
により、ウエハ面照度、ひいては露光時間の調整を行え
ば良い。

【００７９】《デバイス製造方法》次に、上述した露光
装置及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したデバイ
スの製造方法の実施形態について説明する。

【００８０】図４には、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半
導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マ
イクロマシン等）の製造例のフローチャートが示されて
いる。図４に示されるように、まず、ステップ２０１
（設計ステップ）において、デバイスの機能・性能設計
（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その
機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、
ステップ２０２（マスク製作ステップ）において、設計
した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、
ステップ２０３（ウエハ製造ステップ）において、シリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。

【００８１】次に、ステップ２０４（ウエハ処理ステッ
プ）において、ステップ２０１〜ステップ２０３で用意
したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソ
グラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成
する。次いで、ステップ２０５（デバイス組立ステッ
プ）において、ステップ２０４で処理されたウエハを用
いてデバイス組立を行う。このステップ２０５には、ダ
イシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング
工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。

【００８２】最後に、ステップ２０６（検査ステップ）
において、ステップ２０５で作製されたデバイスの動作
確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工
程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。

【００８３】図５には、半導体デバイスの場合におけ
る、上記ステップ２０４の詳細なフロー例が示されてい
る。図５において、ステップ２１１（酸化ステップ）に
おいてはウエハの表面を酸化させる。ステップ２１２
（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形
成する。ステップ２１３（電極形成ステップ）において
はウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ２
１４（イオン打込みステップ）においてはウエハにイオ
ンを打ち込む。以上のステップ２１１〜ステップ２１４
それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成し
ており、各段階において必要な処理に応じて選択されて
実行される。

【００８４】ウエハプロセスの各段階において、上述の
前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程
が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ２
１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光
剤を塗布する。引き続き、ステップ２１６（露光ステッ
プ）において、上で説明した露光装置及び露光方法によ
ってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、
ステップ２１７（現像ステップ）においては露光された
ウエハを現像し、ステップ２１８（エッチングステッ
プ）において、レジストが残存している部分以外の部分
の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステ
ップ２１９（レジスト除去ステップ）において、エッチ
ングが済んで不要となったレジストを取り除く。

【００８５】これらの前処理工程と後処理工程とを繰り
返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターン
が形成される。

【００８６】以上説明した本実施形態のデバイス製造方
法を用いれば、露光工程（ステップ２１６）において上
記の露光装置１０及びそのＤＰ露光方法が用いられるの
で、より細かいパターンを露光する際の焦点深度を向上
させることにより、従来製造が困難であった高集積度の
マイクロデバイスを低コストで製造（生産）することが
可能になる。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜５に記
載の各発明によれば、従来ＤＰ露光が不可能であった条
件下であってもＤＰ露光を可能にする露光方法を提供す
ることができる。特に、請求項２に記載の発明によれ
ば、スループットを一層向上させることができるという
効果もある。

【００８８】また、請求項６又は７に記載の発明によれ
ば、従来ＤＰ露光が不可能であった条件下であってもＤ
Ｐ露光を可能にする露光装置を提供することができる。
特に、請求項７に記載の発明によれば、スループットを
一層向上させることができるという効果もある。

【００８９】また、請求項８に記載の発明によれば、従
来製造が困難であった高集積度のマイクロデバイスを低
コストで製造（生産）することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態に係る露光装置の全体構成を概略的
に示す図である。

【図２】図１の装置の露光量制御に関連する構成部分を
取り出して示す図である。

【図３】ウエハ上の１ショット領域についてのＤＰ露光
の際のウエハのＺ位置の時間変化を、横軸に露光開始か
らの経過時間ｔ[msec]を取って示す図である。

【図４】本発明に係るデバイス製造方法の実施形態を説
明するためのフローチャートである。

【図５】図４のステップ２０４における処理を示すフロ
ーチャートである。

【図６】発明が解決しようとする課題を説明するための
図である。

【符号の説明】

１０…露光装置、１２…照明系、１６…エキシマレーザ
光源（光源、パルスレーザ光源）、５０…主制御装置
（制御装置）、５６…ウエハ駆動装置（基板駆動系）、
Ｒ…レチクル（マスク）、ＩＬ…パルス照明光(露光用
照明光）、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ（基板）、Ａ
Ｘ…光軸、Ｚ1…第１位置、Ｚ2…第２位置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光光をマスクに照射し、該マスクに形
成されたパターンを投影光学系を介して基板上に転写す
るに際し、前記基板を前記投影光学系の光軸方向の第１
位置と第２位置との間で移動させる露光方法において、前記基板を前記投影光学系の光軸方向の第１位置に静止
して第１の露光量で露光を行う第１工程と；前記第１工
程の後、前記基板を前記光軸方向の第２位置まで連続的
に変化させながら第２の露光量で露光を行う第２工程
と；前記第２工程の後、前記基板を前記第２位置で静止
して第３の露光量で露光を行う第３工程とを含み、前記第１〜第３工程の露光時間を調整することを特徴と
する露光方法。
【請求項２】前記第２工程における積算露光量が前記
第１工程における積算露光量と前記第３工程における積
算露光量との総和以下となるように前記各工程における
前記基板面の照度を調整することにより前記露光時間を
調整することを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】前記第１工程における積算露光量と前記
第３工程における積算露光量とが同一であることを特徴
とする請求項１又は２に記載の露光方法。
【請求項４】前記露光光の光源がパルスレーザ光源で
ある場合に、前記露光時間の調整は、前記パルス光源の
パルス発光の周波数及び前記マスクに照射されるパルス
エネルギの少なくとも一方を変化させることにより行う
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の
露光方法。
【請求項５】前記露光光の光源がランプ光源である場
合に、前記露光時間の調整は、前記ランプ光源のパワー
及び前記基板に照射される露光光の強度の少なくとも一
方を変化させることにより行うことを特徴とする請求項
１〜３のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項６】マスクを露光用照明光で照明する照明系
と；前記マスクから出射された前記露光用照明光を基板
上に投射する投影光学系と；前記基板を前記投影光学系
の光軸方向に駆動する基板駆動系と；前記基板が、前記
投影光学系の光軸方向の第１位置に静止して第１の露光
量で露光が行われ、前記第１位置から前記光軸方向の第
２位置まで連続的に変化しながら第２の露光量で露光が
行われ、前記第２位置で静止して第３の露光量で露光が
行われるように、前記照明系及び前記基板駆動系を制御
する制御装置とを備え、前記制御装置が、前記基板面の照度を調整することによ
り露光時間を調整することを特徴とする露光装置。
【請求項７】前記制御装置が、前記基板が前記光軸方
向の第１位置から前記第２位置まで連続的に変化しなが
ら第２の露光量で露光が行われる際の積算露光量が前記
第１位置における積算露光量と前記第２位置における積
算露光量との総和以下となるように前記基板面の照度を
調整することにより前記露光時間を調整することを特徴
とする請求項６に記載の露光装置。
【請求項８】請求項２又は３に記載の露光方法を露光
工程で用いることを特徴とするデバイス製造方法。