JP2000277409A

JP2000277409A - 露光装置および照明領域設定装置

Info

Publication number: JP2000277409A
Application number: JP11078687A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Hori; 和彦堀; Masanori Kato; 正紀加藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 2000-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】異物が付着した場合でも、露光装置の稼働率
低下を招くことを防止する。【解決手段】パターンを有したマスクＲに光源２から
のビームＢを照明し、照明されたマスクＲのパターンを
基板Ｐに転写する露光装置１において、光源２とマスク
Ｒとの間に配設され、ビームＢの少なくとも一部を遮光
し、且つ、ビームＢの反射を抑制する減光部を有し、減
光部を用いてビームＢの照明領域を設定する第１照明領
域設定部１７と、光源２とマスクＲとの間に配設され、
可変可能な開口を有した開口部を備え、開口部の開口の
大きさに応じてビームＢの照明領域を設定する第２照明
領域設定部１８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスクへ照射され
るビームの照明領域を設定する照明領域設定装置、およ
び光源からのビームを照明領域設定装置を介してマスク
上に照射し、照明されたマスクの像を感光基板の露光領
域に投影露光する露光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の露光装置では、露光対象
となる感光性基板の大型化に対応するために、感光性基
板の露光領域を複数の単位領域に分割し、各単位露光領
域に対する露光を複数回に亙って繰り返し、最終的に所
望の大面積を有するパターンを合成する手法、いわゆる
画面合成の手法が用いられている。画面合成を行う場
合、パターン投影用のレチクルの描画誤差、投影光学系
のディストーション、感光性基板を位置決めするステー
ジの位置決め誤差等に起因して、各単位露光領域の境界
位置においてパターンの切れ目が発生する事がある。そ
こで、パターンの切れ目の発生を防止するために、各単
位露光領域の境界を微少量だけ重ね合わせることによっ
て、すなわち、各単位露光領域を部分的に重複させるこ
とによって、画面合成のための露光を行っている。

【０００３】しかしながら、各単位露光領域を部分的に
重ね合わせると、重ね合わせた露光領域（以下、重複露
光領域と称する）の露光光量が重複露光領域以外の露光
領域の二倍（四重複露光領域では四倍）になり、感光剤
の特性およびパターン形状によってはパターンの継ぎ目
部分の線幅が大きく変化することになる。また、画面合
成を行うと、隣接する二つの単位露光領域の間の相対位
置ずれによってパターンの継ぎ目部分に段差が発生し、
製造デバイスの特性が損なわれることがある。さらに、
画面合成された単層のパターンを多層に重ね合わせる工
程において各層のパターン形成を異なる露光装置に分担
させた場合、各露光装置のレンズディストーションやス
テージの位置決め誤差の相違によって、各層における単
位露光領域の重ね合わせ誤差がパターンの継ぎ目部分で
不連続に変化することになる。この場合、特にアクティ
ブマトリックス液晶デバイスでは、パターン継ぎ目部分
でコントラストが不連続に変化して、デバイスの品質が
低下することになる。

【０００４】上記のような画面合成上の不都合を解決す
る露光装置としては、特開平６−２４４０７７号公報お
よび特開平６−３０２５０１号公報に開示されているも
のがある。これらの公報に記載された露光装置では、レ
チクルとほぼ共役な位置に配置されてレチクルの照明領
域を設定するためのレチクルブラインドに、露光量を制
御する機能を付加している。そして、この露光量制御機
能を用いて重複露光領域とそれ以外の露光領域とで露光
光量がほぼ等しくなるように光学像を形成することによ
り、継ぎ目部分が漸次変化し、継ぎ目の不連続な変化を
目立たなくしている。

【０００５】また、上述した特開平６−３０２５０１号
公報には、感光基板への露光中に、パターンを重複させ
るべき部分の範囲でレチクルブラインドを移動させるこ
とにより、継ぎ目部分での露光量がほぼ連続的に減光
し、よって、パターンの重複部分での露光量が他の部分
の露光量にほぼ等しくなるという技術が開示されてい
る。

【０００６】ところで、上述の二つの公報に記載された
露光装置では、レチクルブラインドをレチクルと共役な
位置またはその近傍に配置する必要がある。そのため、
レチクルブラインドに所定の大きさ以上の微小異物が付
着すると、この微小異物が感光性基板上に転写されて製
造デバイスの欠陥になるという虞がある。

【０００７】そこで、特開平７−１３５１６６号公報に
おいては、レチクルとほぼ共役な位置に配置されたレチ
クルブラインドに対して光束を照射し、レチクルブライ
ンドからの反射光束を検出する異物検査機構を付設した
露光装置を提案している。この露光装置では、簡単な構
成を有する異物検査機構により、レチクルブラインドか
らの光情報に基づいて異物の検査を定期的に行うことが
できるので、感光性基板に対する異物の転写を未然に防
止することができる。また、上記、特開平６−３０２５
０１号公報に記載された露光装置では、露光中にレチク
ルブラインドを一定量移動させているので、レチクルブ
ラインドのガラス部材に付着した異物の、感光性基板へ
の影響を低減させるということも行っていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の露光装置および照明領域設定装置には、
以下のような問題が存在する。露光毎にレチクルブライ
ンドを移動させながら露光することで、レチクルブライ
ンドのガラス部材に付着した異物の転写を低減させるこ
とはできるが、その異物が所定範囲を越えた大きさの場
合、感光性基板への悪影響は免れないという問題があっ
た。

【０００９】また、レチクルブラインドのガラス部材に
減光部を設ける等の露光量制御機能を有しつつも、露光
すべきパターンの必要精度に対応して露光量制御を行わ
ない、いわゆる通常露光を実施する場合でも、レチクル
ブラインドのガラス部材に、感光性基板への転写の虞の
ある異物が付着したときは、その異物を除去せずに露光
処理を実行することは許されない。そのため、異物の除
去作業が必要になり、露光装置自体の稼働率が低下して
しまうという問題点もあった。

【００１０】一方、レチクルブラインドには、照明光を
遮光するための遮光部や上記減光部がＣｒ等の金属膜で
形成されている。この金属膜が単層の場合、その反射率
は数十％以上になってしまう。そのため、レチクルブラ
インドに照明光が当たると、特に遮光部で反射した光が
レチクルブラインド以外のガラス部材によってさらに反
射を繰り返し、結果的に感光性基板での露光量むらを発
生させてしまうという虞もあった。

【００１１】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、レチクルブラインドに所定範囲以上の異物
が付着した場合でも、露光装置の稼働率低下を招くこと
を防止する露光装置および照明領域設定装置を提供する
ことを目的とする。また、本発明の別の目的は、照明領
域設定装置に照明光が当たっても、その反射光による露
光量むらを抑制することができる露光装置および照明領
域設定装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、実施の形態を示す図１ないし図３に対応
付けした以下の構成を採用している。本発明の露光装置
は、パターンを有したマスク（Ｒ）に光源（２）からの
ビーム（Ｂ）を照明し、照明されたマスク（Ｒ）のパタ
ーンを基板（Ｐ）に転写する露光装置（１）において、
光源（２）とマスク（Ｒ）との間に配設され、ビーム
（Ｂ）の少なくとも一部を遮光し、且つ、ビーム（Ｂ）
の反射を抑制する減光部（２５ａ、２５ｂ）を有し、減
光部（２５ａ、２５ｂ）を用いてビーム（Ｂ）の照明領
域を設定する第１照明領域設定部（１７）と、光源
（２）とマスク（Ｒ）との間に配設され、可変可能な開
口（Ｓ）を有した開口部（２８ａ、２８ｂ）を備え、開
口部（２８ａ、２８ｂ）の開口（Ｓ）の大きさに応じて
ビーム（Ｂ）の照明領域を設定する第２照明領域設定部
（１８）とを備えることを特徴とするものである。

【００１３】従って、本発明の露光装置では、減光部
（２５ａ、２５ｂ）を用いて光源（２）からのビーム
（Ｂ）の照明領域をマスク（Ｒ）に設定する際には第１
照明領域設定部（１７）を使用し、この第１照明領域設
定部（１７）に異物が付着した際には第２照明領域設定
部（１８）を使用して、ビーム（Ｂ）の照明領域を設定
することができる。この第２照明領域設定部（１８）
は、開口部（２８ａ、２８ｂ）の開口（Ｓ）の大きさに
応じてビーム（Ｂ）の照明領域を設定しており、開口
（Ｓ）には異物が付着することはないので、露光装置
（１）が異物によって稼働停止することを回避できる。
また、本発明の露光装置では、第１照明領域設定部（１
７）の減光部（２５ａ、２５ｂ）がビーム（Ｂ）の反射
を抑制するので、照明光の反射により基板（Ｐ）への露
光量むらを抑制することができる。

【００１４】また、本発明の照明領域設定装置は、ビー
ム（Ｂ）が照明する領域を設定する照明領域設定装置
（１１）において、ビーム（Ｂ）の少なくとも一部を減
光し、且つビーム（Ｂ）の反射を抑制する減光部（２５
ａ、２５ｂ）を有することを特徴とするものである。

【００１５】従って、本発明の照明領域設定装置では、
減光部（２５ａ、２５ｂ）がビーム（Ｂ）の反射を抑制
するので、照明光の反射により基板（Ｐ）への露光量む
らを抑制することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の露光装置および照
明領域設定装置の実施の形態を、図１ないし図３を参照
して説明する。ここでは、露光装置がステッパ方式であ
る場合の例を用いて説明する。

【００１７】図１は、露光装置１の概略構成図である。
露光装置１は、レチクル（マスク）Ｒに形成されたパタ
ーン（例えば、液晶表示素子パターン）をレジスト等が
塗布された感光性の感光基板（基板）Ｐ上へ投影転写す
るものであって、光源２、照明光学系３、投影光学系
４、基板ステージ５、およびレチクルステージ（不図
示）から概略構成されている。ここで、投影光学系４の
光軸に平行にＺ軸が、光軸に垂直な面内において、図１
の紙面に平行にＸ軸が、光軸に垂直な面内において図１
の紙面に垂直にＹ軸がそれぞれ設定されている。

【００１８】光源２は、露光光としてのビームＢを発す
るものであり、超高圧水銀ランプ等で構成されている。
この光源２には、回転楕円面からなる反射面を有し、光
源２が発する露光光を集光する楕円鏡２ａが付設されて
いる。そして、光源２は、楕円鏡２ａの第１焦点位置に
位置決めされている。したがって、光源２から射出され
た照明ビームＢは、反射ミラー６を介して楕円鏡２ａの
第２焦点位置に光源像を形成する。

【００１９】照明光学系３は、反射ミラー６ａ、６ｂ、
コレクターレンズ７、波長選択フィルタ８、フライアイ
インテグレータ９、第１リレーレンズ１０、レチクルブ
ラインド（照明領域設定装置）１１およびブラインドリ
レー系１２、１３から概略構成されている。そして、第
２焦点位置に形成された光源像からのビームＢは、コレ
クターレンズ７によりほぼ平行な光束に変換された後、
所望の波長域の光束のみを透過させる波長選択フィルタ
８に入射する。波長選択フィルタ８を介して選択された
露光波長のビームＢ（例えば、ｇ線またはｉ線等）は、
フライアイインテグレータ９に入射する。

【００２０】フライアイインテグレータ９は、多数の正
レンズエレメントをその中心軸線が光軸に沿って延びる
ように縦横に配列することにより構成されている。した
がって、フライアイインテグレータ９に入射したビーム
Ｂは、多数のレンズエレメントにより波面分割され、フ
ライインテグレータ９の射出面近傍にレンズエレメント
の数と同数の光源像からなる二次光源を形成する。すな
わち、フライアイインテグレータ９の射出側には、実質
的な面光源が形成される。

【００２１】二次光源からのビームＢは、第１リレーレ
ンズ１０に入射して集光され、レチクルブラインド１１
を照明する。レチクルブラインド１１は、光源２とレチ
クルＲとの間に配設され該レチクルＲの照明領域を設定
するものであって、レチクルＲと光学的にほぼ共役な位
置に配置されている。なお、レチクルブラインド１１の
構成および作用については後述する。

【００２２】投影光学系４は、レチクルＲの照明領域に
存在するパターンの像を感光基板Ｐ上に結像させるもの
である。基板ステージ５は、基板Ｐを保持するものであ
って、互いに直交する方向（Ｘ方向、Ｙ方向）へ二次元
的に移動自在とされている。この基板ステージ５上に
は、移動鏡１４が設けられている。移動鏡１４には、レ
ーザ干渉計（不図示）からレーザ光が射出され、その反
射光と入射光との干渉に基づいて移動鏡１４とレーザ干
渉計との間の距離、すなわち基板ステージ５の位置が検
出される構成になっている。

【００２３】したがって、レチクルＲを透過したビーム
Ｂは、投影光学系４を介して感光基板Ｐに結像する。そ
して、感光基板Ｐ上の露光領域には、レチクルＲの照明
領域にあるパターン像が形成される。そして、基板ステ
ージ５の位置を検出しつつ、基板ステージ５を介して感
光基板Ｐを二次元的に移動させながら順次露光を行うこ
とにより、感光基板Ｐの露光領域にレチクルＲのパター
ンを逐次転写することができる。

【００２４】図２に示すように、レチクルブラインド１
１は、レチクルＲの共役面Ｋを挟んで、且つ共役面Ｋと
ほぼ平行に配置される一対のホルダ１５，１６と重複露
光用ブラインド（第１照明領域設定部）１７と通常露光
用ブラインド（第２照明領域設定部）１８と駆動系（移
動手段）１９，２０と不図示の制御部を備えた構成にな
っている。ホルダ１５，１６は、共役面Ｋ側と逆側の面
が共役面Ｋに対して十分離間する厚さに設定され、ビー
ムＢと直交する平面内でそれぞれ移動可能になってい
る。また、ホルダ１５，１６には、ビームＢが貫通する
ための貫通孔１５ａ、１６ａがそれぞれ形成されてい
る。

【００２５】駆動系１９，２０は、ホルダ１５，１６を
それぞれ上記平面内で移動させるものである。これら駆
動系１９，２０は、制御部によってその駆動を制御され
ている。

【００２６】重複露光用ブラインド１７は、感光基板Ｐ
上に露光量制御を伴って画面合成を行う際に主に用いら
れるものであって、ホルダ１５に保持されたブラインド
部材２１ａ、カバープレート２２ａと、ホルダ１６に保
持されたブラインド部材２１ｂ、カバープレート２２ｂ
とから概略構成されている。

【００２７】ブラインド部材２１ａ、２１ｂは、ホルダ
１５，１６のそれぞれ共役面Ｋ側に該共役面Ｋを挟んで
互いに対向するように微小隙間（例えば、３００μｍ程
度）をあけてＹＺ平面に沿って配置され、ホルダ１５，
１６に対してビームＢと直交するＹＺ平面内でこの互い
に直交する方向に、不図示の駆動機構によりそれぞれ移
動自在とされている。この駆動機構は、上記制御部によ
り制御されている。また、ブラインド部材２１ａ、２１
ｂは、ホルダ１５、１６に形成された貫通孔１５ａ、１
６ａの共役面Ｋ側の開口端をそれぞれ覆うように配設さ
れている。

【００２８】図３に示すように、各ブラインド部材２１
ａ、２１ｂは、平面視矩形状に形成された透明なガラス
基板で構成されている。また、各ブラインド部材２１
ａ、２１ｂが対向する面には、透光部２３ａ、２３ｂ
と、遮光部２４ａ、２４ｂと、減光部２５ａ、２５ｂと
が設けられている。これら遮光部２４ａ、２４ｂおよび
減光部２５ａ、２５ｂは、ビームＢに対する反射率が１
０％程度の低反射金属膜でそれぞれ形成されている。

【００２９】透光部２３ａ、２３ｂは、ビームＢをほぼ
１００％透過させる領域である。遮光部２４ａ、２４ｂ
は、ビームＢの透過をほぼ１００％遮る領域である。減
光部２３ａ、２３ｂは、ビームＢの透過率を線形的に変
化させることで該減光部２３ａ、２３ｂを透過するビー
ムＢを線形的に減光するものである。

【００３０】ブラインド部材２１ａでは、透光部２３ａ
がＹ方向およびＺ方向に沿った矩形状に形成され、遮光
部２４ａがＺ方向に沿って延びた矩形状部分とＹ方向に
沿って延びた矩形状部分とからなり全体的にＬ字形状に
形成されている。また、遮光部２４ａは、透光部２３ａ
の＋Ｚ方向側および＋Ｙ方向側に形成されている。そし
て、透光部２３ａと遮光部２４ａのＹ方向に沿った矩形
状部分との間には、Ｙ方向に沿って延在する矩形状の減
光部２５ａが形成されている。

【００３１】したがって、減光部２５ａにおいてビーム
Ｂの透過率は、透光部２３ａから遮光部２４ａへ＋Ｚ方
向に沿って１００％から０％まで線形的に減少すること
になる。また、透光部２３ａと遮光部２４ａのＺ方向に
沿った矩形状部分との境界線は、Ｚ方向に沿ったエッジ
パターン２６ａを構成している。

【００３２】一方、ブラインド部材２１ｂは、ブライン
ド部材２１ａと基本的に同じ構成を有するが、遮光部２
４ｂが透光部２３ａの−Ｚ方向側および−Ｙ方向側に形
成されている点が相違している。そして、上記ブライン
ド部材２１ａ、２１ｂが移動して、透光部２３ａ、２３
ｂおよび減光部２５ａ、２５ｂが組み合わされること
で、レチクルＲの照明領域の位置、大きさが設定される
構成になっている。

【００３３】カバープレート２２ａ、２２ｂは、ビーム
Ｂを透過するガラス等の透過性材料で形成され、ホルダ
１５、１６の貫通孔１５ａ、１６ａの共役面Ｋ側と逆側
の開口端をそれぞれ覆うように貼設されている。そし
て、これら貫通孔１５ａ、１６ａがブラインド部材２１
ａ、２１ｂおよびカバープレート２２ａ、２２ｂで開口
端を覆われることで閉空間２７ａ、２７ｂが形成されて
いる。

【００３４】この重複露光用ブラインド１７を用いて露
光する際には、露光中にブラインド部材２１ａ、２１ｂ
がＹ方向に移動することにより、エッジパターン２６
ａ、２６ｂが一定量動作し、この動作部分の照明領域の
露光量を制御することができる。また、Ｚ方向に対して
は減光部２５ａ、２５ｂ自体により、減光部２５ａ、２
５ｂに対応する照明領域の露光量を制御することができ
る。なお、重複露光により感光基板Ｐに画面合成を行う
具体的な方法は、特願平１０−１０３４３５号と同様な
ため、ここでは割愛する。

【００３５】通常露光用ブラインド１８は、露光量制御
を伴わない露光を行う際に主に用いられるものであっ
て、ホルダ１５に保持されたブレード（開口部）２８
ａ、光路長補正プレート（光路長補正部材）２９ａと、
ホルダ１６に保持されたブレード（開口部）２８ｂ、光
路長補正プレート（光路長補正部材）２９ｂとから概略
構成されている。

【００３６】ブレード２８ａ、２８ｂは、ホルダ１５，
１６のそれぞれ共役面Ｋ側に該共役面Ｋを挟んで互いに
対向するように微小隙間（例えば、３００μｍ程度）を
あけてＹＺ平面に沿って配置され、ホルダ１５，１６に
対してビームＢと直交するＹＺ平面内でこの互いに直交
する方向に、不図示の駆動機構によりそれぞれ移動自在
とされている。この駆動機構は、上記制御部により制御
されている。また、ブレード２８ａ、２８ｂは、ホルダ
１５、１６に形成された貫通孔１５ｂ、１６ｂの共役面
Ｋ側の開口端の近傍にそれぞれ配設されている。

【００３７】図３に示すように、各ブレード２８ａ、２
８ｂは、ビームＢの透過をほぼ１００％遮る材料をＬ字
状に屈曲させ、ビームＢと直交させた状態で組み合わせ
ることにより、矩形状の開口Ｓを形成するようになって
いる。ここで、ブレード２８ａは開口Ｓの＋Ｚ側および
＋Ｙ側を形成し、ブレード２８ｂは開口Ｓの−Ｚ側およ
び−Ｙ側を形成している。そして、ブレード２８ａ、２
８ｂが移動することにより開口Ｓが可変可能となり、こ
の開口Ｓの大きさに応じてレチクルＲに対するビームＢ
の照明領域を設定する構成になっている。

【００３８】光路長補正プレート２９ａ、２９ｂは、ビ
ームＢを透過するガラス等の透過性材料で形成され、ホ
ルダ１５、１６の貫通孔１５ｂ、１６ｂの共役面Ｋ側と
逆側の開口端をそれぞれ覆うようにホルダ１５、１６に
それぞれ貼設されている。また、光路長補正プレート２
９ａの厚さは、通常露光用ブラインド１８を通過するビ
ームＢの光路長を、重複露光用ブラインド１７を通過す
るビームＢの光路長と同じになるように補正するため
に、ブラインド部材２１ａの透光部２３ａの厚さと、カ
バープレート２２ａの厚さとの合計に一致するように設
定されている。同様に、光路長補正プレート２９ｂの厚
さは、ブラインド部材２１ｂの透光部２３ｂの厚さと、
カバープレート２２ｂの厚さとの合計に一致するように
設定されている。

【００３９】一方、図２に示すように、レチクルブライ
ンド１１の近傍には、異物検査装置３０が配設されてい
る。異物検査装置３０は、重複露光用ブラインド１７に
おけるブラインド部材２１ａ、２１ｂの共役面Ｋ側に異
物が付着しているかどうか（異物の有無）を検出するも
のであって、照明ユニット３１とディテクタ３２とから
構成されている。照明ユニット３１は、制御部の指示に
基づいて、共役面Ｆに沿ってブラインド部材２１ａ、２
１ｂ間に水銀光等の検出光を投射するものであって、ホ
ルダ１５、１６の−Ｙ方向側に取り付けられている。

【００４０】ディテクタ３２は、照明ユニット３１が投
射した検出光の散乱光を検出するものであって、カバー
プレート２２ａと対向し貫通孔１５ａに臨む位置に対し
て進出、退避するように、ガイドレール（不図示）に沿
って移動自在とされている。ディテクタ３２の検出結果
は、制御部に出力されるようになっている。

【００４１】上記の構成の露光装置および照明領域設定
装置の動作について以下に説明する。まず、予め露光に
用いられるレチクル、このレチクルに対応する露光方法
（重複露光または通常露光）、レチクルに対する照明領
域の位置、大きさ等の露光条件を設定しておく。ここで
は、重複露光を複数層続けた後に通常露光を行うものと
する。また、レチクルＲは、レチクルアライメント系３
３によってアライメントされる。

【００４２】そして、露光を実施するにあたって制御部
は、設定された露光条件に応じて、すなわち、使用する
レチクルＲのパターンに基づいて駆動系１９，２０に指
示を出し、重複露光用ブラインド１７がビームＢの光路
上に位置するようにホルダ１５，１６をまず移動させ
る。次に、駆動機構がブラインド部材２１ａ、２１ｂを
移動させて、レチクルＲに対する照明領域を設定条件に
合致させる。

【００４３】重複露光用ブラインド１７によりレチクル
Ｒの照明領域が設定されると、続いて異物検査を行う。
具体的には、異物検査装置３０のディテクタ３２をガイ
ドレールに沿って移動させて、図２に示すように、ホル
ダ１５の貫通孔１５ａに臨む位置に進出させる。次に、
照明ユニット３１が、ブラインド部材２１ａ、２１ｂ間
に検出光を投射する。そして、ディテクタ３２は、検出
光の散乱光を検出する。ここで、ブラインド部材２１
ａ、２１ｂの共役面Ｋ側の表面に異物が付着していた場
合は、異物が付着していない場合に比較して散乱光の光
量が変化するので異物の存在を検出できる。

【００４４】ここで、ブラインド部材２１ａ、２１ｂの
裏面側は、上記の異物検査装置３０では異物の有無を検
出できないが、ブラインド部材２１ａ、２１ｂの裏面側
がそれぞれ閉空間２７ａ、２７ｂになっているので異物
が付着することはない。また、カバープレート２２ａ、
２２ｂに付着した異物も異物検査装置３０では検出でき
ないが、カバープレート２２ａ、２２ｂを共役面Ｋに対
してビームＢの光路上の光学特性に基づいて離間させる
ことで、上記カバープレート２２ａ、２２ｂに付着した
異物の像が感光基板Ｐに結像して転写されることはな
い。

【００４５】異物検査で異物が検出されなかったとき
は、照明ユニット３１からの検出光の投射を停止すると
ともに、ディテクタ３２をガイドレールに沿って移動さ
せて、貫通孔１５ａに臨む位置から退避させる。この
後、光源２から射出されたビームＢは、レチクルブライ
ンド１１によってレチクルＲへの照明領域が設定され、
この照明領域に存在するパターンの像を投影光学系４を
介して感光基板Ｐ上に結像する。

【００４６】このとき、ビームＢは、ブラインド部材２
１ａ、２１ｂの遮光部２４ａ、２４ｂにおいて遮光さ
れ、減光部２５ａ、２５ｂにおいて減光されるが、これ
ら遮光部２４ａ、２４ｂおよび減光部２５ａ、２５ｂが
低反射金属膜で形成されているため、各部でほとんど反
射しない。そのため、感光基板Ｐまで到達するビームＢ
の反射光の量を抑制することができる。

【００４７】一方、上記異物検査時に異物が検出される
と、制御部は重複露光を中止して通常露光に切り換え
る。具体的には、駆動系１９，２０に指示を出し、通常
露光用ブラインド１８がビームＢの光路上に位置するよ
うにホルダ１５，１６を移動させる。次に、精度的に厳
しく管理する必要がないパターンが形成された照明領域
に応じた開口Ｓを形成するように駆動機構を介してブレ
ード２８ａ、２８ｂを移動させるか、あるいは、いわゆ
るラフレイヤーを露光するためのレチクルに交換し、こ
のレチクルの照明領域に応じた開口Ｓを形成するよう
に、駆動機構を介してブレード２８ａ、２８ｂを移動さ
せる。

【００４８】通常露光用ブラインド１８によりレチクル
Ｒの照明領域が設定されると、光源２から光路長補正プ
レート２９ａ、２９ｂを介して射出されたビームＢによ
り、この照明領域に存在するパターンの像を投影光学系
４を介して感光基板Ｐ上に露光する。ここで、通常露光
用ブラインド１８では、照明領域を開口Ｓで設定してい
るので異物が付着する虞はなく、したがって異物検査を
実施する必要がない。

【００４９】また、ビームＢは、光路長補正プレート２
９ａ、２９ｂによって、重複露光用ブラインド１７を通
過したときと、通常露光用ブラインドを通過したときと
で光路長が同じになるように補正されているので、感光
基板Ｐへ到達するビームＢのフォーカスを各ブラインド
１７，１８間で合わせることができる。

【００５０】なお、重複露光用ブラインド１７に付着し
た異物は、定期メンテナンスを実施する際に清掃、除去
すればよい。また、通常露光では、レチクルＲのパター
ンの外側に遮光帯を設けてあり、その遮光帯で最終的な
露光領域が決定されるため、通常露光用ブラインド１８
における位置決め精度は数十μｍでよい。

【００５１】本実施の形態の露光装置および照明領域設
定装置では、ブラインド部材２１ａ２１ｂに異物が付着
して重複露光用ブラインド１７が使用不能になっても、
露光装置１の稼働を停止させる必要がなく、通常露光用
ブラインド１８を用いて露光を継続することができるの
で、露光装置１の稼働率低下を未然に防ぐことができ
る。また、異物検査装置３０が異物を検出すると、駆動
系１９，２０がブラインドを切り換えるので、異物が付
着した状態での露光を確実に阻止することができ、デバ
イス品質および露光処理の歩留まりを向上させることも
できる。

【００５２】また、本実施の形態の露光装置および照明
領域設定装置では、ブラインド部材２１ａ、２１ｂの共
役面Ｋ側と逆側にカバープレート２２ａ、２２ｂによっ
て閉空間２７ａ、２７ｂを形成しているので、ブライン
ド部材２１ａ、２１ｂの裏面側に異物が付着せず、異物
が付着した場合の清掃作業が表面側だけで済むのでメン
テナンス時間の短縮も実現することができる。加えて、
異物検査装置３０が検出できないブラインド部材２１
ａ、２１ｂの裏側に異物が付着しないので、照度むらを
起こすことや、異物の像が感光基板Ｐへ転写されてしま
うことなく、レチクルＲに形成されたパターンを所定通
り感光基板Ｐ上へ転写することができる。

【００５３】そして、本実施の形態の露光装置および照
明領域設定装置では、通常露光用ブラインド１８に光路
長補正プレート２９ａ、２９ｂを設けてあるので、重複
露光用ブラインド１７を通過するビームＢと通常露光用
ブラインドを通過するビームＢの光路長を同一にするこ
とができ、光路長の差に起因する悪影響を事前に排除す
ることができる。

【００５４】また、本実施の形態の露光装置および照明
領域設定装置では、重複露光、通常露光それぞれの方法
に応じてブラインド１７，１８を分けてあるので、機構
的にも簡易になり、装置の小型化、低価格化、さらには
メンテナンス性も向上させることができる。また、駆動
系１９，２０が、使用するレチクルＲのパターンに応じ
てどちらかのブラインド１７，１８を適宜ビームＢの光
路に移動させるので、重複露光および通常露光の切換を
容易、且つ迅速に実施することができる。

【００５５】さらに、本実施の形態の露光装置および照
明領域設定装置では、遮光部２４ａ、２４ｂおよび減光
部２５ａ、２５ｂを低反射金属膜で形成しているため、
各部での反射光の発生を抑制することができる。そのた
め、感光基板Ｐまで到達するビームＢの反射光の量を低
減させることで、デバイス上に発生する露光むらも抑制
することができる。

【００５６】図４は、本発明の露光装置および照明領域
設定装置の第２の実施の形態を示す図である。この図に
おいて、図１ないし図３に示す第１の実施の形態の構成
要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明
を省略する。第２の実施の形態と上記の第１の実施の形
態とが異なる点は、ブラインド部材２１ａ、２１ｂの構
成である。

【００５７】すなわち、ブラインド部材２１ａ、２１ｂ
の遮光部２４ａ、２４ｂ上には、共役面Ｋ側に位置して
反射防止部材３４ａ、３４ｂがそれぞれ貼設されてい
る。反射防止部材３４ａ、３４ｂは、ブラックＣｒ等の
反射率が１％以下の超低反射金属片で形成されるもので
ある。他の構成は、上記の第１の実施の形態と同様であ
る。

【００５８】本実施の形態の露光装置および照明領域設
定装置では、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果
が得られることに加えて、遮光部２４ａ、２４ｂでの反
射光の発生をほぼ抑止することができる。そのため、感
光基板Ｐまで到達するビームＢの反射光をほとんど消滅
させることで、デバイス上に発生する露光むらを抑止す
ることもできる。

【００５９】なお、上記実施の形態において、重複露光
を行う際には重複露光用ブラインド１７を用い、通常露
光を行う際には通常露光用ブラインド１８を用いる構成
としたが、これに限られるものではなく、重複露光用ブ
ラインド１７を用いて通常露光を実施することや、通常
露光用ブラインド１８のブレード２８ａ、２８ｂを露光
中に移動させることで通常露光用ブラインド１８を用い
ての重複露光も実施することが可能である。

【００６０】また、重複露光用ブラインド１７および通
常露光用ブラインド１８がそれぞれの駆動機構によりホ
ルダ１５，１６に対して移動自在な構成としたが、例え
ば、各駆動機構を設けずに、重複露光用ブラインド１７
および通常露光用ブラインド１８をホルダ１５，１６と
一体的に構成し、ホルダ１５，１６の駆動系１９，２０
によってＹＺ平面に沿って移動するような構成にしても
よい。

【００６１】また、反射防止部材３４ａ、３４ｂをブラ
インド部材２１ａの射出側、ブラインド部材２１ｂの入
射側に貼設する構成としたが、これに限定されるもので
はなく、例えば、逆側に貼設する構成や両側に設ける構
成であってもよい。さらに、反射防止部材３４ａ、３４
ｂとして超低反射金属片の代わりに樹脂を焼き付けるこ
とで、この部分における反射率をほぼ０％にすることが
でき、デバイス上に発生する露光むらもほぼ抑止するこ
とができる。

【００６２】なお、基板としては、液晶ディスプレイデ
バイス用のガラスプレートや、半導体デバイス用の半導
体ウエハ、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、ある
いは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版
（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。

【００６３】露光装置１としては、レチクルＲと感光基
板Ｐとを静止した状態でレチクルＲのパターンを露光
し、感光基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・ア
ンド・リピート方式の露光装置（ステッパー）でも、レ
チクルＲと感光基板Ｐとを同期移動してレチクルＲのパ
ターンを露光するステップ・アンド・スキャン方式の走
査型投影露光装置（スキャニング・ステッパー）にも適
用することができる。

【００６４】露光装置１の種類としては、液晶ディスプ
レイデバイス製造用や、半導体製造用の露光装置や、薄
膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはレチクルＲ
などを製造するための露光装置などにも広く適用でき
る。

【００６５】また、光源２として、超高圧水銀ランプか
ら発生する輝線（ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０４．
ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザ
（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎ
ｍ）、Ｆ₂レーザ（１５７ｎｍ）、Ｘ線などを用いるこ
とができる。また、ＹＡＧレーザや半導体レーザ等の高
周波などを用いてもよい。

【００６６】投影光学系４の倍率は、縮小系のみならず
等倍および拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系
４としては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場
合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材
料を用い、Ｆ₂レーザを用いる場合は反射屈折系または
屈折系の光学系にする。

【００６７】基板ステージ５やレチクルステージにリニ
アモータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア
浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用い
た磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステー
ジは、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイド
を設けないガイドレスタイプであってもよい。

【００６８】基板ステージ５の移動により発生する反力
は、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がし
てもよい。レチクルステージの移動により発生する反力
は、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がし
てもよい。

【００６９】複数の光学素子から構成される照明光学系
３および投影光学系４をそれぞれ露光装置本体に組み込
んでその光学調整をするとともに、重複露光用ブライン
ド１７および通常露光用ブラインド１８を組み込み、多
数の機械部品からなるレチクルステージや基板ステージ
５を露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更
に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより
本実施の形態の露光装置１を製造することができる。な
お、露光装置１の製造は、温度およびクリーン度等が管
理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

【００７０】液晶ディスプレイデバイスや半導体デバイ
ス等のデバイスは、各デバイスの機能・性能設計を行う
ステップ、この設計ステップに基づいたレチクルＲを製
作するステップ、感光基板Ｐ、ウエハ等を製作するステ
ップ、前述した実施の形態の露光装置１によりレチクル
Ｒのパターンを感光基板Ｐ、ウエハに露光するステッ
プ、各デバイスを組み立てるステップ、検査ステップ等
を経て製造される。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る露
光装置は、減光部を用いてビームの照明領域を設定する
第１照明領域設定部と、可変可能な開口の大きさに応じ
てビームの照明領域を設定する第２照明領域設定部とを
備える構成となっている。これにより、この露光装置で
は、第１照明領域設定部が使用不能になり重複露光が実
施できなくなっても、露光装置の稼働を停止させる必要
がなく、第２照明領域設定部を用いて通常露光を継続す
ることができるので、露光装置の稼働率低下を未然に防
ぐことができるという効果が得られる。また、照明領域
設定部を分けることで、機構的にも簡易になり、装置の
小型化、低価格化、さらにはメンテナンス性も向上させ
ることができる。さらに、減光部での反射光の発生を抑
制することができるため、基板まで到達するビームの反
射光の量を低減させることで、デバイス上に発生する露
光むらを抑制できるという効果も得られる。

【００７２】請求項２に係る露光装置は、第１照明領域
設定部にビームの反射を防止する反射防止部材が設けら
れる構成となっている。これにより、この露光装置で
は、反射光の発生をほぼ抑止することができるため、基
板まで到達するビームの反射光をほとんど消滅させるこ
とで、デバイス上に発生する露光むらをほとんど抑止で
きるという効果が得られる。

【００７３】請求項３に係る露光装置は、移動手段が、
第１照明領域設定部および第２照明領域設定部のどちら
か一方を選択してビームの光路に移動させる構成となっ
ている。これにより、この露光装置では、状況に応じて
第１照明領域設定部および第２照明領域設定部の切換を
容易、且つ迅速に実施することができ、装置のスループ
ットが向上するという効果が得られる。

【００７４】請求項４に係る露光装置は、移動手段が、
マスクのパターンに応じて第１照明領域設定部および第
２照明領域設定部のどちらか一方をビームの光路に移動
させる構成となっている。これにより、この露光装置で
は、マスクのパターンに応じて第１照明領域設定部およ
び第２照明領域設定部の切換を容易、且つ迅速に実施す
ることができ、装置のスループットが向上するという効
果が得られる。

【００７５】請求項５に係る露光装置は、移動手段が、
異物検査装置の検査結果に応じて第１照明領域設定部お
よび第２照明領域設定部のどちらか一方をビームの光路
に移動させる構成となっている。これにより、この露光
装置では、異物を検出したときに照明領域設定部を切り
換えるので、異物が付着した状態での露光を確実に阻止
することができ、デバイス品質および露光処理の歩留ま
りを向上させることができるという効果が得られる。

【００７６】請求項６に係る露光装置は、ビームを透過
し、且つ透光部との間に閉空間を形成するカバープレー
トを設ける構成となっている。これにより、この露光装
置では、異物が付着した場合の清掃作業が一面側だけで
済むのでメンテナンス時間の短縮も実現できることに加
えて、異物検査装置が検出できない部分に異物が付着し
ないので、照度むらを起こすことや、異物の像が基板へ
転写されてしまうことなく、マスクに形成されたパター
ンを所定通り基板上へ転写できるという効果が得られ
る。

【００７７】請求項７に係る露光装置は、光路長補正部
材が透光部およびカバープレートを透過するビームの光
路長に基づいて第２照明領域設定部を通過するビームの
光路長を補正する構成となっている。これにより、この
露光装置では、第１照明領域設定部を通過するビームと
第２照明領域設定部を通過するビームの光路長を同一に
することができ、光路長の差に起因する悪影響を事前に
排除できるという効果が得られる。

【００７８】請求項８に係る照明領域設定装置は、ビー
ムの一部を減光し、ビームの反射を抑制する減光部を有
する構成となっている。これにより、この照明領域設定
装置では、重複露光を実施する際にもビームの反射を抑
制できるという効果が得られる。

【００７９】請求項９に係る照明領域設定装置は、ビー
ムの入射側と射出側との少なくとも一方にビームの反射
を防止する反射防止部材を設ける構成となっている。こ
れにより、この照明領域設定装置では、反射光の発生を
ほぼ抑止することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図であっ
て、重複露光用ブラインドおよび通常露光用ブラインド
を備えた露光装置の概略構成図である。

【図２】同重複露光用ブラインドおよび通常露光用ブ
ラインドの要部の詳細図である。

【図３】同重複露光用ブラインドおよび通常露光用ブ
ラインドの要部構成を示す拡大斜視図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す図であっ
て、重複露光用ブラインドおよび通常露光用ブラインド
の要部構成を示す拡大斜視図である。

【符号の説明】

ＢビームＰ感光基板（基板）Ｒレチクル（マスク）Ｓ開口１露光装置２光源１１レチクルブラインド（照明領域設定装置）１７重複露光用ブラインド（第１照明領域設定部）１８通常露光用ブラインド（第２照明領域設定部）１９、２０駆動系（移動手段）２２ａ、２２ｂカバープレート２３ａ、２３ｂ透光部２５ａ、２５ｂ減光部２７ａ、２７ｂ閉空間２８ａ、２８ｂブレード（開口部）２９ａ、２９ｂ光路長補正プレート（光路長補正部
材）３０異物検査装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5F046 AA18 BA03 CA02 CA07 CB01 CB05 CB08 CB12 CB13 CB19 CB23 CC01 CC03 CC16 DA01 DA11 DA30 DB01 DC02 DD06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パターンを有したマスクに光源からのビ
ームを照明し、照明された前記マスクのパターンを基板
に転写する露光装置において、前記光源と前記マスクとの間に配設され、前記ビームの
少なくとも一部を遮光し、且つ、前記ビームの反射を抑
制する減光部を有し、該減光部を用いて前記ビームの照
明領域を設定する第１照明領域設定部と、前記光源と前記マスクとの間に配設され、可変可能な開
口を有した開口部を備え、該開口部の開口の大きさに応
じて前記ビームの照明領域を設定する第２照明領域設定
部とを備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】請求項１記載の露光装置において、前記第１照明領域設定部には、前記ビームの入射側と射
出側との少なくとも一方に、前記ビームの反射を防止す
る反射防止部材が設けられていることを特徴とする露光
装置。
【請求項３】請求項１または２記載の露光装置におい
て、前記第１照明領域設定部および前記第２照明領域設定部
のどちらか一方を選択して前記ビームの光路に移動させ
る移動手段を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項４】請求項３記載の露光装置において、前記移動手段は、前記パターンに応じて前記第１照明領
域設定部および前記第２照明領域設定部のどちらか一方
を前記光路に移動させることを特徴とする露光装置。
【請求項５】請求項３記載の露光装置において、前記第１照明領域設定部に対して検出光を投射して、該
第１照明領域設定部の異物の有無を検出する異物検査装
置を備え、前記移動手段は、前記異物検査装置の検出結果に応じて
前記第１照明領域設定部および前記第２照明領域設定部
のどちらか一方を前記光路に移動させることを特徴とす
る露光装置。
【請求項６】請求項１から５のいずれかに記載された
露光装置において、前記第１照明領域設定部には、前記ビームを透過する透
光部と、前記ビームを透過し、且つ前記透光部との間に閉空間を
形成するカバープレートとが設けられていることを特徴
とする露光装置。
【請求項７】請求項６記載の露光装置において、前記第２照明領域設定部には、該第２照明領域設定部を
通過する前記ビームの光路長を、前記透光部および前記
カバープレートを透過する前記ビームの光路長に基づい
て補正する光路長補正部材が配設されることを特徴とす
る露光装置。
【請求項８】ビームが照明する領域を設定する照明領
域設定装置において、前記ビームの少なくとも一部を減光し、且つ前記ビーム
の反射を抑制する減光部を有することを特徴とする照明
領域設定装置。
【請求項９】請求項８記載の照明領域設定装置におい
て、前記ビームの入射側と射出側との少なくとも一方に、前
記ビームの反射を防止する反射防止部材が設けられてい
ることを特徴とする照明領域設定装置。