JP2002353108A - 露光方法、露光装置、フォトマスク、デバイス製造方法、及びフォトマスク製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走査方向に直交する方向のみならず、走査方
向に沿う方向にもシームレスなつなぎ露光を実現する。 【解決手段】 レチクルＲｉ及び基板４の移動方向に沿
うＹ方向における幅が一定の照明光ＩＬを照射する前後
に、照明光ＩＬに対してＹ方向に進退可能なブラインド
１１１Ｙ１，１１１Ｙ２を移動させ、前記感応物体上の
積算エネルギー分布が傾斜的となるように、照明光ＩＬ
のＹ方向の幅をＸ方向に渡って全体的に変更しつつ、照
明光ＩＬを照射する。また、固定スリット板ＳＢに形成
されたスリット１３２を通過する照明光ＩＬのＸ方向に
おける端部の露光量を濃度フィルタＦｊによって傾斜的
に変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路、
液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド、その他のマイクロデバ
イス、又はフォトマスク等をフォトリソグラフィ技術を
用いて製造する際に使用される露光方法及び露光装置、
該露光方法を用いて製造されたフォトマスク、該フォト
マスクを用いるデバイス製造方法、並びに該露光装置を
用いるフォトマスク製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロデバイスの製造工程の一つであ
るフォトリソグラフィ工程では、露光対象としての基板
（フォトレジストが塗布された半導体ウエハやガラスプ
レート、又はブランクスと称される光透過性の基板等）
にフォトマスク又はレチクルのパターンの像を投影露光
する露光装置が使用される。近時においては、基板の大
型化等に伴う露光領域の大面積化に対応するため、基板
の露光領域を複数の単位領域（以下、ショット又はショ
ット領域という場合がある）に分割して、各ショットに
対して対応するパターンの像をそれぞれ一括的に順次投
影露光するようにした一括露光方式のスティチング型露
光装置が開発されている。

【０００３】このような露光装置においては、投影光学
系の収差、マスクや基板の位置決め誤差等により、各シ
ョットの継ぎ目部分に不整合が生じることがあるため、
一のショットについてのパターンの像の一部とこれに隣
接する他のショットについてのパターンの像の一部を重
ね合わせて露光するようにしている。かかるパターンの
像の重合部（つなぎ部又は重ね継ぎ部という場合があ
る）においては、露光量が重合部以外の部分に対して大
きくなるので、例えば、基板上に形成されたパターンの
該重合部における線幅（ライン又はスペースの幅）がフ
ォトレジストの特性に応じて細く又は太くなる。

【０００４】そこで、各ショットの周辺部（重合部とな
る部分）の露光量分布をその外側に行くに従って小さく
なるように傾斜的に設定して、該重合部の露光量が２回
の露光によって全体として、該重合部以外の部分の露光
量と等しくなるようにして、かかる重合部における線幅
変化の少ないシームレスなつなぎの実現を図っている。

【０００５】ショットの周辺部におけるかかる傾斜的な
露光量分布を実現するための技術としては、レチクル自
体の該重合部に対応する部分に透過光量を傾斜的に制限
する減光部を形成するようにしたものが知られている。
しかし、レチクル自体に減光部を形成するのは、レチク
ルの製造工数やコストが増大し、マイクロデバイス等の
製造コストを上昇させる。

【０００６】このため、ガラスプレートに上記と同様な
減光部を形成してなる濃度フィルタを、レチクルのパタ
ーン形成面とほぼ共役な位置に設けるようにしたもの、
あるいは、レチクルのパターン形成面とほぼ共役な位置
に光路に対して進退可能な遮光板（ブラインド）を有す
るブラインド機構を設けて、基板に対する露光処理中に
該遮光板を進出又は退去させることにより、かかる傾斜
的な露光量分布を実現するようにしたものが開発されて
いる。

【０００７】ところで、上述した露光装置は、レチクル
と基板とを静止させた状態で露光を行う一括露光方式の
露光装置であるが、近時においては、投影光学系のディ
ストーション、総合焦点誤差（像面湾曲、像面傾斜等を
含む）及び線幅誤差等の各種誤差の低減、解像度の向
上、台形ディストーションやフラットネス等の誤差の補
正の容易化等の観点から、スキャン方式（逐次露光方
式）の露光装置が開発され、実用に供されている。スキ
ャン方式の露光装置は、スリット状に整形された照明光
に対してレチクルと基板とを同期移動させることによ
り、各ショットに対して対応するパターンの像を、それ
ぞれ逐次的に投影露光するようにした露光装置である。

【０００８】このようなスキャン方式の露光装置でステ
ィチング露光（つなぎ露光）を行う場合において、上述
したようなシームレスなつなぎを実現するためのショッ
トの周辺部についての露光量を調整する技術としては、
スリット状の照明光の形状を台形状あるいは六角形とし
て、つまり、照明光の走査方向に直交する方向の端部の
形状をその先端に行くに従って細くなるようにして、該
周辺部の積算露光量が傾斜的となるようにしたものが知
られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、照明光
の形状を工夫する技術では、ショットを走査方向に直交
する方向にシームレスにつなぎ合わせることは可能であ
るが、走査方向に沿う方向にシームレスにつなぎ合わせ
ることができない。即ち、一次元方向のつなぎ合わせの
みで、二次元方向につなぎ合わせることができないとい
う問題があった。

【００１０】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、走査方向に直
交する方向のみならず、走査方向に沿う方向にもシーム
レスなつなぎ露光を実現する、即ち少なくとも走査方向
に沿う方向にシームレスなつなぎ露光を行うことができ
る露光方法及び露光装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】以下、この項に示す説明
では、本発明を、実施形態を表す図面に示す参照符号に
対応付けて説明するが、本発明の各構成要件は、これら
参照符号を付した図面に示すものに限定されない。

【００１２】１．本発明の第１の観点によると、マスク
（Ｒｉ）と感応物体（４）とを第１方向（Ｙ方向）に沿
って同期移動しつつスリット状のエネルギービーム（Ｉ
Ｌ）を照射して該マスクに形成されたパターンの像を該
感応物体上に逐次転写するようにした露光方法であっ
て、前記エネルギービームの前記第１方向の幅を一定と
して該エネルギービームを照射する第１ステップと、前
記第１ステップを実施する直前及び直後のうちの少なく
とも一方において、前記感応物体上の積算エネルギー分
布が傾斜的となるように、前記エネルギービームに対し
て進退可能な遮光部材（１１１Ｙ１、１１１Ｙ２）を移
動して該エネルギービームの該第１方向の幅を該第１方
向に直交する第２方向（Ｘ方向）に渡って全体的に変更
しつつ、該エネルギービームを照射する第２ステップと
を含む露光方法が提供される（請求項１参照）。

【００１３】この場合において、前記感応物体（４）上
で前記第２ステップにより前記エネルギービーム（Ｉ
Ｌ）が照射される部分がつなぎ部として重合するよう
に、前記第１方向（Ｙ方向）における前記感応物体上の
異なる領域に対して前記第１ステップ及び前記第２ステ
ップをそれぞれ実施するようにできる（請求項２参
照）。

【００１４】前記本発明の第１の観点に係る露光方法に
よると、感応物体上のショット領域（露光領域）の前記
第１方向に沿う方向の積算エネルギー分布を、略台形状
に設定することができるので、該第１方向に沿う２以上
のショット領域に対して重ね継ぎ露光を行った場合に、
つなぎ部と該つなぎ部以外の部分における積算エネルギ
ー量を実質的に一致させることが可能であり、該第１方
向に沿ってシームレスなつなぎ露光（重ね継ぎ露光）を
行うことができる。

【００１５】前記本発明の第１の観点に係る露光方法に
おいて、前記エネルギービーム（ＩＬ）の前記第２方向
（Ｘ方向）の両端部のうちの少なくとも一方における該
エネルギービーム（ＩＬ）のエネルギー量を先端に行く
に従って傾斜的に減少させる減光フィルタ（Ｆｊ）を介
して該エネルギービームを照射するようにできる（請求
項３参照）。

【００１６】また、前記本発明の第１の観点に係る露光
方法において、前記エネルギービーム（ＩＬ）の前記第
２方向（Ｘ方向）の両端部のうちの少なくとも一方にお
ける該エネルギービームの該第１方向（Ｙ方向）の幅を
先端に行くに従って傾斜的に狭くするスリット板（ＳＢ
１）を介して該エネルギービームを照射するようにでき
る（請求項４参照）。

【００１７】これらの場合において、前記感応物体
（４）上で前記減光フィルタ（Ｆｊ）又は前記スリット
板（ＳＢ１）を介して前記エネルギービーム（ＩＬ）が
照射される部分がつなぎ部として重合するように、前記
第２方向（Ｘ方向）における前記感応物体（４）上の異
なる領域に対して前記第１ステップ及び前記第２ステッ
プをそれぞれ実施するようにできる（請求項５参照）。

【００１８】前記本発明の第１の観点に係る露光方法の
改良技術によると、感応物体上のショット領域の前記第
１方向に直交する第２方向に沿う方向の積算エネルギー
分布をも、略台形状に設定することができるので、該第
２方向に沿う２以上のショット領域に対して重ね継ぎ露
光を行った場合に、つなぎ部と該つなぎ部以外の部分に
おける積算エネルギー量を実質的に一致させることが可
能であり、該第２方向に沿ってシームレスな重ね継ぎ露
光を行うことができる。これにより、逐次露光（スキャ
ン露光）方式において、前記感応物体上で前記第１方向
及び前記第２方向に二次元的に配列されたショット領域
に対して、シームレスなつなぎ露光を実現することがで
きる。

【００１９】前記本発明の第１の観点に係る露光方法に
おいて、転写用のパターン（２７）を拡大したパターン
（３６）を複数のマスク（Ｒｉ）のパターンに分割し、
前記感応物体（４）上で周辺部が部分的に重なる複数の
領域にそれぞれ前記マスクの投影光学系（３）による縮
小像を逐次転写するようにできる（請求項６参照）。

【００２０】２．本発明の第２の観点によると、マスク
（Ｒｉ）と感応物体（４）とを第１方向（Ｙ方向）に沿
って同期移動しつつスリット状のエネルギービーム（Ｉ
Ｌ）を照射して該マスクに形成されたパターンの像を該
感応物体上に逐次転写するようにした露光装置であっ
て、前記エネルギービームに対して前記第１方向（Ｙ方
向）に進退可能な遮光部材（１１１Ｙ１、１１１Ｙ２）
を有するブラインド装置（１１０）と、前記エネルギー
ビームの照射開始直後の所定期間及び照射終了直前の所
定期間のうちの少なくとも一方の期間中に、前記感応物
体上の積算エネルギー分布が傾斜的となるように、前記
ブラインド装置の前記遮光部材の移動を制御する制御装
置（９）とを備えた露光装置が提供される（請求項９参
照）。

【００２１】この場合において、前記感応物体（４）上
で積算エネルギー分布が傾斜的に設定される部分がつな
ぎ部として重合するように、前記第１方向（Ｙ方向）に
おける前記感応物体上の異なる領域に対してそれぞれ前
記エネルギービームを照射するようにできる（請求項１
０参照）。

【００２２】前記本発明の第２の観点に係る露光装置に
よると、感応物体上のショット領域（露光領域）の前記
第１方向に沿う方向の積算エネルギー分布を、略台形状
に設定することができるので、該第１方向に沿う２以上
のショット領域に対して重ね継ぎ露光を行った場合に、
つなぎ部と該つなぎ部以外の部分における積算エネルギ
ー量を実質的に一致させることが可能であり、該第１方
向に沿ってシームレスなつなぎ露光（重ね継ぎ露光）を
行うことができる。

【００２３】前記本発明の第２の観点に係る露光装置に
おいて、前記エネルギービーム（ＩＬ）の前記第２方向
（Ｘ方向）の両端部のうちの少なくとも一方における該
エネルギービーム（ＩＬ）のエネルギー量を先端に行く
に従って傾斜的に減少させる減光フィルタ（Ｆｊ）をさ
らに備えることができる（請求項１１参照）。

【００２４】また、前記本発明の第２の観点に係る露光
装置において、前記エネルギービーム（ＩＬ）の前記第
２方向（Ｘ方向）の両端部のうちの少なくとも一方にお
ける該エネルギービームの該第１方向（Ｙ方向）の幅を
先端に行くに従って傾斜的に狭くするスリット板（ＳＢ
１）をさらに備えることができる（請求項１２参照）。

【００２５】これらの場合において、前記感応物体
（４）上で前記減光フィルタ（Ｆｊ）又は前記スリット
板（ＳＢ１）を介して前記エネルギービーム（ＩＬ）が
照射される部分がつなぎ部として重合するように、前記
第１方向（Ｙ方向）に直交する第２方向（Ｘ方向）にお
ける前記感応物体上の異なる領域に対してそれぞれ前記
エネルギービームを照射するようにできる（請求項１３
参照）。

【００２６】前記本発明の第２の観点に係る露光装置の
改良技術によると、感応物体上のショット領域の前記第
１方向に直交する第２方向に沿う方向の積算エネルギー
分布をも、略台形状に設定することができるので、該第
２方向に沿う２以上のショット領域に対して重ね継ぎ露
光を行った場合に、つなぎ部と該つなぎ部以外の部分に
おける積算エネルギー量を実質的に一致させることが可
能であり、該第２方向に沿ってシームレスな重ね継ぎ露
光を行うことができる。これにより、逐次露光（スキャ
ン露光）方式において、前記感応物体上で前記第１方向
及び前記第２方向に二次元的に配列されたショット領域
に対して、シームレスなつなぎ露光を実現することがで
きる。

【００２７】前記本発明の第２の観点に係る露光装置に
おいて、前記マスク（Ｒｉ）を移動するマスクステージ
（２）と、基板（４）を移動する基板ステージ（６）と
を備え、前記制御装置（９）は、前記マスク、前記基板
及び前記遮光部材（１１１Ｙ１、１１１Ｙ２）が前記エ
ネルギービーム（ＩＬ）に対して同期して移動するよう
に、前記マスクステージ、前記基板ステージ及び前記ブ
ラインド装置（１１０）を制御するようにできる（請求
項１５参照）。

【００２８】前記本発明の第２の観点に係る露光装置に
おいて、前記遮光部材（１１１Ｙ１、１１１Ｙ２）は、
前記第１方向（Ｙ方向）に互いに独立して移動する複数
の遮光板を有し、前記制御装置（９）は、前記マスク
（Ｒｉ）の移動に同期して前記第１方向（Ｙ方向）に前
記複数の遮光板の少なくとも１つを移動させるようにで
きる。

【００２９】３．本発明の第３の観点によると、上述し
た第１の観点に係る露光方法又はその改良技術のいずれ
かを用いて製造されたフォトマスクが提供される（請求
項７参照）。このフォトマスクは、逐次露光（スキャン
露光）による優れた露光性能を十分に発揮しつつシーム
レスなつなぎ露光が可能な本発明の露光方法を用いて製
造されているので、形成されたパターンの精度が高く、
品質が良好である。

【００３０】４．本発明の第４の観点によると、上述し
た第３の観点に係るフォトマスクを用いて、該フォトマ
スクに形成されたパターンの像をデバイス基板上に転写
する工程を含むデバイス製造方法が提供される（請求項
８参照）。

【００３１】高精度なパターンが形成されたフォトマス
クを用いているので、デバイス基板上に高精度がパター
ンを形成することができ、高性能、高信頼、高品質なデ
バイス（半導体集積回路、液晶ディスプレイ、薄膜磁気
ヘッド、撮像素子、その他のマイクロデバイスを含む）
を製造することができる。

【００３２】５．本発明の第５の観点によると、上述し
た第２の観点に係る露光装置又はその改良技術のいずれ
かを用いて、複数のパターンをステップ・アンド・ステ
ィッチ方式でマスク基板上に転写する工程を含むフォト
マスク製造方法が提供される（請求項１６参照）。

【００３３】この場合において、前記複数のパターンと
して、前記フォトマスクに形成すべきデバイスパターン
の拡大パターンを複数に分割したものを用い、前記マス
ク基板上で周辺部が部分的に重なる複数の領域にそれぞ
れ投影光学系による縮小像を転写するようにできる（請
求項１７参照）。

【００３４】逐次露光（スキャン露光）による優れた露
光性能を十分に発揮しつつシームレスなつなぎ露光が可
能な本発明の露光装置を用いているので、パターンの精
度が高く、品質が良好なフォトマスクを製造することが
できる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る露
光装置の概略構成を示す図であり、この露光装置は、ス
テップ・アンド・スキャン方式のスティチング型投影露
光装置である。尚、以下の説明においては、図１中に示
されたＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標
系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。Ｘ
ＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＺ軸が紙面に対して平行と
なるよう設定され、Ｙ軸が紙面に対して垂直となる方向
に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸ
Ｙ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方
向に設定される。Ｙ軸に沿う方向がスキャン（走査）方
向である。

【００３６】図１において、光源１００からの光（ここ
では、ＡｒＦエキシマレーザとする）としての紫外パル
ス光ＩＬ（以下、照明光ＩＬと称する）は、照明光学系
１との間で光路を位置的にマッチングさせるための可動
ミラー等を含むビームマッチングユニット（ＢＭＵ）１
０１を通り、パイプ１０２を介して光アッテネータとし
ての可変減光器１０３に入射する。

【００３７】主制御系９は基板４上に塗布されたレジス
トに対する露光量を制御するため、光源１００との間で
通信することにより、発光の開始及び停止、発振周波
数、及びパルスエネルギーで定まる出力を制御するとと
もに、可変減光器１０３における照明光ＩＬに対する減
光率を段階的又は連続的に調整する。

【００３８】可変減光器１０３を通った照明光ＩＬは、
所定の光軸に沿って配置されるレンズ系１０４、１０５
よりなるビーム整形光学系を経て、オプチカル・インテ
グレータ（例えば、内面反射型インテグレータ（ロッド
インテグレータなど）、フライアイレンズ、又は回折光
学素子等であって、同図ではフライアイレンズ）１０６
に入射する。尚、フライアイレンズ１０６は、照度分布
均一性を高めるために、直列に２段配置してもよい。

【００３９】フライアイレンズ１０６の射出面には開口
絞り系１０７が配置されている。開口絞り系１０７に
は、通常照明用の円形の開口絞り、複数の偏心した小開
口よりなる変形照明用の開口絞り、輪帯照明用の開口絞
り等が切り換え自在に配置され、例えば基板４上に転写
すべきパターンに応じてレチクルＲｉの照明条件、即ち
照明光学系の瞳面上での照明光ＩＬの光量分布（オプテ
ィカル・インテグレータ１０６によって形成される２次
光源の形状や大きさなど）を変更可能となっている。な
お、開口絞り系１０７の代わりに、あるいはそれと組み
合わせて、例えば照明光学系の光路に交換して配置され
る複数の回折光学素子、照明光学系の光軸に沿って移動
可能なプリズム（円錐プリズムや多面体プリズムな
ど）、及びズーム光学系の少なくとも１つを含む光学ユ
ニットを、光源１００とオプティカル・インテグレータ
１０６との間に配置し、照明条件の変更に応じてオプテ
ィカル・インテグレータ１０６の入射面上での照明光Ｉ
Ｌの強度分布又は入射角度範囲を変更可能として、光量
損失を抑えることが好ましい。フライアイレンズ１０６
から射出されて開口絞り系１０７の所定の開口絞りを通
過した照明光ＩＬは、透過率が高く反射率が低いビーム
スプリッタ１０８に入射する。ビームスプリッタ１０８
で反射された光は光電検出器よりなるインテグレータセ
ンサ１０９に入射し、インテグレータセンサ１０９の検
出信号は不図示の信号線を介して主制御系９に供給され
る。

【００４０】ビームスプリッタ１０８の透過率及び反射
率は予め高精度に計測されて、主制御系９内のメモリに
記憶されており、主制御系９は、インテグレータセンサ
１０９の検出信号より間接的に投影光学系３に対する照
明光ＩＬの入射光量、ひいては基板４上での照明光ＩＬ
の光量をモニタできるように構成されている。

【００４１】ビームスプリッタ１０８を透過した照明光
ＩＬは、図２にも示されているように、レチクルブライ
ンド機構１１０、フィルタステージＦＳ（図２では図示
省略）に保持された濃度フィルタＦｊ、及び固定スリッ
ト板ＳＢにこの順に入射する。

【００４２】レチクルブラインド機構１１０は、４枚の
可動式のブラインド（遮光板）１１１（１１１Ｘ１，１
１１Ｘ２，１１１Ｙ１，１１１Ｙ２）及びその駆動機構
を備えて構成されている。図３に示されているように、
ブラインド１１１Ｘ１，１１１Ｘ２は、Ｘ方向ブライン
ドガイド１３１Ｘに沿ってＸ方向に移動できるようにそ
れぞれ支持されている。これらのブラインド１１１Ｘ
１，１１１Ｘ２は、主制御系９の制御の下、駆動機能
（例えばリニアモータなど）１３２Ｘによりそれぞれ独
立的に駆動されるようになっており、主制御系９の制御
の下、Ｘ方向の任意の位置に位置決めできるようになっ
ている。また、ブラインド１１１Ｘ１，１１１Ｘ２は、
その姿勢の微調整もできるようになっている。

【００４３】ブラインド１１１Ｙ１，１１１Ｙ２は、Ｙ
方向ブラインドガイド１３１Ｙに沿ってＹ方向に移動で
きるようにそれぞれ支持されている。尚、本実施形態で
はブラインド１１１Ｙ１，１１１Ｙ２の移動量が大きい
ため、ブラインド１１１Ｙ１，１１１Ｙ２がＹ方向ブラ
インドガイド１３１Ｙに沿って大きく移動可能となるよ
うに構成されている。これらのブラインド１１１Ｙ１，
１１１Ｙ２は、主制御系９の制御の下、駆動機構（例え
ばリニアモータなど）１３２Ｙ，１３２Ｙによりそれぞ
れ独立的に駆動されるようになっており、Ｙ方向の任意
の位置に位置決めできるようになっている。また、ブラ
インド１１１Ｙ１，１１１Ｙ２は、その姿勢の微調整も
できるようになっている。加えて、ブラインド１１１Ｙ
１，１１１Ｙ２は、互いの相対位置関係を保った状態で
後述するレチクルＲｉ、濃度フィルタＦｊ及び基板４の
スキャン動作に同期してＹ方向に移動できるようになっ
ている。

【００４４】ブラインド１１１Ｙ１，１１１Ｙ２を駆動
する駆動機構１３２Ｙ,１３２Ｙは、相互に独立して設
けられており、姿勢調整、位置決め、移動はそれぞれ独
立して行うことができるようになっている。これらの駆
動機構１３２Ｙ，１３２Ｙとしては、姿勢や位置の調整
を精密に行うための微動機構（ボイスコイルモータ又は
ＥＩコアなど）及び高速移動を実現する粗動機構（リニ
アモータなど）を組み合わせたものを採用することが望
ましい。

【００４５】レチクルブラインド機構１１０のブライン
ド１１１を通過した照明光ＩＬは、フィルタステージＦ
Ｓに保持された濃度フィルタＦｊに入射する。濃度フィ
ルタＦｊは不図示のフィルタホルダに着脱自在に保持さ
れており、フィルタホルダは、保持している濃度フィル
タＦｊをＸＹ平面内で回転方向及び並進方向に微動し、
かつＺ方向への微動、及びＸＹ平面に対する傾斜を可能
とする調整機構を有している。フィルタステージＦＳ
（濃度フィルタＦｊ）の位置及び姿勢は、主制御系９に
よる制御に基づいて該調整機構が作動されることにより
調整されるようになっている。

【００４６】濃度フィルタＦｊの下流側の近傍には、図
３に示されているように、Ｘ方向に延在する細長い矩形
状のスリット（開口）１３２を有する固定スリット板
（固定ブラインド）ＳＢが設けられており、濃度フィル
タＦｊを通過した照明光ＩＬは、この固定スリット板Ｓ
Ｂのスリット１３２によってＸ方向に延在する細長い矩
形状の光に整形される。本例では、固定スリット板ＳＢ
のスリット１３２はＸ方向の開口幅が濃度フィルタＦｊ
の幅と同程度以上に設定される。従って、照明光学系１
によって照明光ＩＬが照射されるレチクルＲｉ上の照明
領域、及び後述の投影光学系３に関してその照明領域と
共役で、かつレチクルＲｉのパターン像が形成される投
影領域（即ち、投影光学系３によって照明光ＩＬが照射
される基板４上の露光領域）は、走査露光時にレチクル
Ｒｉ及び基板４が移動される走査方向（Ｙ方向）に関す
る幅が固定スリット板ＳＢ（又はブラインド１１１Ｙ
１，１１１Ｙ２）によって規定され、その走査方向と直
交する非走査方向（Ｘ方向）に関する幅が実質的に濃度
フィルタＦｊ（又はブラインド１１１Ｘ１，１１１Ｘ
２）によって規定されることになる。

【００４７】また、スリット１３２の両端部ないしその
近傍には濃度フィルタＦｊの減光部１２３（詳細は後
述）が配置されており、スリット１３２を透過する照明
光ＩＬの光量がＸ方向の端部（先端）に行くに従って傾
斜的に減少するように設定されている。尚、図３におい
ては、濃度フィルタＦｊに形成された減光部１２３のう
ち、スリット１３２に対応する部分のみの減光部１２３
を図示しているが、濃度フィルタＦｊにはスリット１３
２に対応する部分以外の部分にも減光部１２３が設けら
れていてもよい。

【００４８】図２に示されているように、レチクルブラ
インド機構１１０のブラインド１１１、濃度フィルタＦ
ｊの減光部１２３を構成するドットパターン（詳細後
述）が形成された面、及び固定スリット板ＳＢは、後述
するレチクルＲｉのパターン形成面と共役な面ＰＬ１の
近傍に配置されている。なお、レチクルブラインド機構
１１０のブラインド１１１の少なくとも一部、例えば前
述の走査方向（Ｙ方向）に関する照明領域（及び投影領
域）の幅を制限するブラインド１１１Ｙ１，１１１Ｙ２
をその共役面ＰＬ１に配置してもよい。ここで、濃度フ
ィルタＦｊ及び固定スリット板ＳＢは、レチクル共役面
ＰＬ１から僅かにデフォーカスするように積極的に設定
されている。

【００４９】このようにデフォーカスさせるのは、以下
の理由による。即ち、濃度フィルタＦｊについては、そ
の減光部１２３を構成するドットパターンがレチクルＲ
ｉのパターン形成面（露光対象としての基板４の表面と
共役）上で解像されないようにするため、言い換えれ
ば、基板４にドットパターンが転写されないようにする
ためである。また、固定スリット板ＳＢについては、照
明光ＩＬは前述したようにパルス光であり、各パルス間
の光量にはばらつきがあるので、このばらつきの影響で
基板４の露光量の制御精度（均一性）が劣化するのを低
減するためである。即ち、照明光学系１内で固定スリッ
ト板１３１を前述の共役面ＰＬ１からずらすことで、レ
チクルＲｉ（基板４）上での、走査方向（Ｙ方向）に関
する照明光ＩＬの強度分布がその両端でそれぞれ傾斜部
を持つことになる。これにより、走査露光時に基板４上
の各点がその傾斜部を横切る間に複数のパルス光が照射
され、基板４上での露光量の制御精度、例えば露光量分
布の均一性の低下を防止できる。

【００５０】ここで、濃度フィルタＦｊの構成等につい
て詳細に説明する。濃度フィルタＦｊは、基本的に図４
（Ａ）に示されているような構成である。この濃度フィ
ルタＦｊは、石英ガラスのような光透過性の基板上に、
クロム等の遮光性材料を蒸着した遮光部１２１と、該遮
光性材料を蒸着しない透光部１２２と、該遮光性材料を
その存在確率を変化させながら蒸着した減光部（減衰
部）１２３とを有している。減光部１２３は、ドット状
に遮光性材料を蒸着したもので、ドットサイズは、濃度
フィルタＦｊを図１及び図２に示した位置に設置してい
る状態で、レチクルＲｉとの間に配置される光学系（１
１２〜１１６）の解像限界以下となるものである。

【００５１】減光部１２３の減光特性（減光率分布）
は、この実施形態では以下のように設定されている。こ
こで、図４（ａ）において、一対の減光部１２３の右側
を右辺部、左側を左辺部ということにする。これらの右
辺部及び左辺部は、基本的に固定スリット板ＳＢに形成
されたスリット１３２に対応する部分のみに形成されて
いればよいが、該スリット１３２に対応する部分の周辺
部分にも形成されていてもよい。

【００５２】右辺部及び左辺部の減光特性は、それぞれ
辺の内側（透光部１２２側）から外側（遮光部１２１
側）に行くに従って傾斜直線的に減光率が高くなるよう
に、即ち透過率が低くなるように設定されている。言い
換えれば、基板４上で隣接する２つのショットのみが重
ね合わされる領域（左右に隣接するショットが重ね合わ
される部分）が減光部１２３の左辺部と右辺部を介して
２回露光されることにより、透光部１２２を介して１回
露光された部分とほぼ等しい露光量となるように設定さ
れている。但し、右辺部及び左辺部の減光特性は、上記
のように傾斜直線的に設定しなくてもよく、例えば、内
側から外側に行くに従って曲線的に減光率が高くなるよ
うに設定してもよい。即ち、左辺部と右辺部とが、２回
の露光によって透光部１２２の露光量と等しくなるよう
に互いに補完し合うような特性に設定されていればよ
い。

【００５３】尚、ドット配置方法は、減光部１２３内で
透過率が同一な部分ではドットを同一ピッチＰで配置す
るよりも、Ｐに対して、ガウス分布をもつ乱数Ｒを各ド
ット毎に発生させたものを加えたＰ＋Ｒで配置するのが
よい。その理由は、ドット配置によって回折光が発生
し、場合によっては照明系の開口数（ＮＡ）を超えて感
光基板まで光が届かない現象が起き、設計透過率からの
誤差が大きくなるためである。

【００５４】また、ドットサイズは全て同一サイズが望
ましい。その理由は、複数種のドットサイズを使用して
いると、前述の回折による設計透過率からの誤差が発生
した場合に、その誤差が複雑、即ち透過率補正が複雑に
なるからである。

【００５５】ところで、濃度フィルタＦｊの減光部１２
３の描画は、ドット形状誤差を小さくするため高加速Ｅ
Ｂ描画機で描画するのが望ましく、またドット形状は、
プロセスによる形状誤差が測定しやすい長方形（正方
形）が望ましい。形状誤差がある場合は、その誤差量が
計測可能であれば透過率補正がしやすい利点がある。

【００５６】濃度フィルタＦｊの遮光部１２１、透光部
１２２、及び減光部１２３は、フィルタステージＦＳに
保持された状態で、マスターレチクルＲｉのパターン形
成面に対して共役な面ＰＬ１（図２参照）と当該濃度フ
ィルタＦｊとの光軸に沿う方向の距離（寸法）に応じ
て、該パターン形成面上で適正な形状となるように予め
補正されて形成されている。

【００５７】また、図４（ａ）に示されているように、
濃度フィルタＦｊの遮光部１２１には複数のマーク１２
４Ａ，１２４Ｂ，１２４Ｃ，１２４Ｄが形成されてい
る。これらのマーク１２４Ａ〜１２４Ｄは、濃度フィル
タＦｊの遮光部１２１の一部を除去して、矩形状あるい
はその他の形状の開口（光透過部）を形成することによ
り構成される。ここでは、図４（ｂ）に示されているよ
うに、複数のスリット状の開口からなるスリットマーク
を採用している。このスリットマークは、Ｘ方向及びＹ
方向の位置を計測するために、Ｙ方向に形成されたスリ
ットをＸ方向に配列したマーク要素１２５Ｘと、Ｘ方向
に形成されたスリットをＹ方向に配列したマーク要素１
２５Ｙとを組み合わせたものである。

【００５８】濃度フィルタＦｊのＸ、Ｙ方向の位置、Ｘ
Ｙ平面内での回転量、及び投影倍率は、例えばレチクル
Ｒｉ又は基板４が配置される所定面（投影光学系３の物
体面又は像面）上でマーク１２４Ａ，１２４Ｂ，１２４
Ｃ，１２４Ｄの像をそれぞれ検出して得られる位置情報
に基づいて、濃度フィルタＦｊの微動やレチクルＲｉと
の間に配置される光学系（１１３，１１４など）の光学
特性の変更などを行うことにより、調整される。また、
濃度フィルタＦｊのＺ方向の位置（デフォーカス量）及
びＺ方向チルト量（ＸＹ平面に対する傾斜角）について
は、例えば複数Ｚ位置でマーク１２４Ａ，１２４Ｂ，１
２４Ｃ，１２４Ｄの各像を検出し、信号強度又は信号コ
ントラストが最大となるＺ位置（ベストフォーカス位
置）に基づいて濃度フィルタＦｊを移動することによ
り、調整される。これにより、濃度フィルタＦｊは照明
光学系１内で前述の共役面ＰＬ１からある一定量デフォ
ーカスした位置に設置される。

【００５９】これらのマーク１２４Ａ，１２４Ｂ，１２
４Ｃ，１２４Ｄの計測については、照明光ＩＬでマーク
１２４Ａ，１２４Ｂを照明したときの像が固定スリット
板ＳＢに形成されたスリット１３２を通過するように、
濃度フィルタＦｊの位置を設定してマーク１２４Ａ，１
２４Ｂの像を空間像計測装置等により計測した後、照明
光ＩＬでマーク１２４Ｃ，１２４Ｄを照明したときの像
がスリット１３２を通過するように濃度フィルタＦｊの
位置を設定し、同様にマーク１２４Ｃ，１２４Ｄの像を
空間像計測装置等により計測する。空間像計測装置につ
いては後述する。

【００６０】尚、濃度フィルタＦｊに設けるマークの数
は４つに限られるものではなく、濃度フィルタＦｊの設
定精度などに応じて少なくとも１つを設けておけばよ
い。さらに、本例では、図４（ａ）において、濃度フィ
ルタＦｊの上辺側と下辺側（スキャン方向（Ｙ軸方向）
の上流側と下流側）にそれぞれ一対のマークを設けてい
るが、濃度フィルタＦｊの各辺についてそれぞれ１つず
つ、あるいは複数ずつ配置してもよい。この場合におい
て、各マークを濃度フィルタＦｊの中心に関して対称に
設けるようにしてもよいが、各マークは、濃度フィルタ
Ｆｊの中心に関して点対称とならないように配置する、
あるいはその複数のマークは点対称に配置し、別に認識
パターンを形成することが望ましい。これは、照明光学
系内に濃度フィルタを配置してエネルギー分布を計測し
た後にその濃度フィルタを取り出してその修正を加えて
再設定するとき、結果として照明光学系の光学特性（デ
ィストーションなど）を考慮して濃度フィルタの修正が
行われているため、その濃度フィルタが回転して再設定
されると、その修正が意味をなさなくなるためであり、
元の状態で濃度フィルタを再設定可能とするためであ
る。

【００６１】また、図３に示すように、固定スリット板
ＳＢには固定スリット板ＳＢのＸ、Ｙ方向の位置、ＸＹ
平面内での回転量、及び投影倍率を計測するための開口
部１３０が形成されている。この開口部１３０を濃度フ
ィルタＦｊの透光部１２２を介した照明光ＩＬで照明
し、得られた開口部１３０の像を上記の空間像計測装置
等により計測する。照明光ＩＬをレチクルＲｉに照射し
てレチクルＲｉに形成されたパターンの像を基板４に転
写する場合には、図示しない遮光板が開口部１３０を遮
蔽するように配置され、開口部１３０を通過した照明光
ＩＬがレチクルＲｉ、ひいては基板４に至らないように
設定される。

【００６２】尚、固定スリット板ＳＢのＸ、Ｙ方向の位
置等を計測する場合、上述のように、固定スリット板Ｓ
Ｂに形成された開口部１３０の像を計測してもよいが、
固定スリット板ＳＢに形成されている開口部１３２の像
を空間像計測装置等によって計測してもよい。後者の場
合には、固定スリット板ＳＢに開口部１３０を形成する
必要が無く、開口部１３０を通過する光を遮光するため
の遮光板も不必要となるので、装置構成を簡素化するこ
とができる。

【００６３】濃度フィルタＦｊは、図１に示されている
ように、フィルタステージＦＳの側方にフィルタライブ
ラリ１６ａを設けて、適宜に交換できるようにしてもよ
い。この場合、フィルタライブラリ１６ａはＺ方向に順
次配列されたＬ（Ｌは自然数）個の支持板１７ａを有
し、支持板１７ａに濃度フィルタＦ１，…，ＦＬが載置
される。フィルタライブラリ１６ａは、スライド装置１
８ａによってＺ方向に移動自在に支持され、フィルタス
テージＦＳとフィルタライブラリ１６ａとの間に、回転
自在でＺ方向に所定範囲で移動できるアームを備えたロ
ーダ１９ａが配置される。主制御系９がスライド装置１
８ａを介してフィルタライブラリ１６ａのＺ方向の位置
を調整した後、ローダ１９ａの動作を制御して、フィル
タライブラリ１６ａ中の所望の支持板１７ａとフィルタ
ステージＦＳとの間で、所望の濃度フィルタＦ１〜ＦＬ
を受け渡す。

【００６４】フィルタライブラリ１６ａを設けた場合、
各支持板１７ａに支持する複数の濃度フィルタＦｊとし
ては、特に限定されないが、ショット形状やショット配
列、使用するレチクルＲｉの種類等に応じて、遮光部１
２１、透光部１２２、減光部１２３の形状（大きさ、配
置など）、減光部１２３の減光特性がそれぞれ設定され
たものを選択することができる。

【００６５】ここで、ショットの重ね合わせについて考
察する。図５（ａ）〜（ｉ）は、ショットの重ね合わせ
に関する組み合わせを示す図である。図５（ａ）〜
（ｉ）に示されているように、ショットの重ね合わせは
計９種類に要約することができる。図５（ａ）〜（ｉ）
において、符号Ｆ１〜Ｆ９を付した矩形は基板４上に設
定されたショットを示している。また、各ショットＦ１
〜Ｆ９内の符号Ｉｍ１を付した領域は濃度フィルタＦｊ
の透光部１２２を通過したほぼ均一な照度の照明光ＩＬ
が照射される領域（以下、均一照明部という）を示し、
符号Ｉｍ２を付した箇所は、濃度フィルタＦｊに形成さ
れた減光部１２３によって減光された照明光ＩＬ、又は
ブラインド１１１Ｙ１，１１１Ｙ２の移動により減光さ
れた照明光ＩＬが照射され、重ね継ぎが行われる領域
（以下、重ね継ぎ部という）を示している。例えば、図
５（ａ）ではショットの右辺側と下辺側とが重ね継ぎ部
に設定され、図５（ｂ）ではショットの右辺側、左辺
側、及び下辺側が重ね継ぎ部に設定され、図５（ｃ）で
はショットの左辺側と下辺側とが重ね継ぎ部に設定され
ている。尚、ブラインド１１１Ｙ１，１１１Ｙ２の移動
により照明光ＩＬを減光する方法の詳細については後述
する。

【００６６】ショット配列がｐ（行）×ｑ（列）の行列
である場合、均一照明部Ｉｍ１及び重ね継ぎ部Ｉｍ２
は、ショット（１，１）については図５（ａ）のよう
に、ショット（１，２〜ｑ−１）については図５（ｂ）
のように、ショット（１，ｑ）については図５（ｃ）の
ように、ショット（２〜ｐ−１，１）については図５
（ｄ）のように、ショット（２〜ｐ−１，２〜ｑ−１）
については図５（ｅ）のように、ショット（２〜ｐ−
１，ｑ）については図５（ｆ）のように、ショット
（ｐ，１）については図５（ｇ）のように、ショット
（ｐ，２〜ｑ−１）については図５（ｈ）のように、シ
ョット（ｐ，ｑ）については図５（ｉ）のように設定さ
れる。

【００６７】本実施形態では、濃度フィルタＦｊとして
図４に示すものを用い、レチクルブラインド機構１１０
の４枚のブラインド１１１Ｘ１，１１１Ｘ２，１１１Ｙ
１，１１１Ｙ２のうちの２枚のブラインド１１１Ｘ１，
１１１Ｘ２の濃度フィルタＦｊに対する相対位置を選択
・設定して、ショットの左辺側又は右辺側を重ね継ぎ部
にするか否かを設定する。また、ショットの上辺側はブ
ラインド１１１Ｙ１の移動により重ね継ぎ部とするか否
かが設定され、ショットの下辺側はブラインド１１１Ｙ
２の移動により重ね継ぎ部とするか否かが設定される。

【００６８】また、濃度フィルタＦｊとしては、上述の
ようなガラス基板上にクロム等の遮光性材料で減光部や
遮光部を形成したもののみならず、液晶素子等を用いて
遮光部や減光部の位置、減光部の減光特性を必要に応じ
て変更できるようにしたものを用いることもでき、この
場合には、濃度フィルタを複数準備する必要がなくなる
とともに、製造するワーキングレチクル（マイクロデバ
イス）の仕様上の各種の要請に柔軟に対応することがで
き、高効率的である。

【００６９】図１及び図２に示されているように、濃度
フィルタＦｊを通過した照明光ＩＬは、固定スリット板
ＳＢの矩形状のスリット１３２によって整形された後、
反射ミラー１１２及びコンデンサレンズ系１１３、結像
用レンズ系１１４、反射ミラー１１５、及び主コンデン
サレンズ系１１６を介して、レチクルＲｉの回路パター
ン領域上で固定スリット板ＳＢのスリット１３２と相似
な照明領域を照明する。尚、図２では、簡単のため、反
射ミラー１１２及び１１５は省略している。また、本実
施形態による露光装置（図１）はデバイス製造だけでな
く、フォトマスク又はレチクル（ワーキングレチクル）
の製造にも用いることができるので、以下ではレチクル
Ｒｉをマスターレチクル、露光対象とする基板４をブラ
ンクスとも呼んでいる。

【００７０】照明光学系１から射出された照明光ＩＬに
より、マスクステージとしてのレチクルステージ２に保
持されたマスターレチクルＲｉの一部が照明される。レ
チクルステージ２には、ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）のマスタ
ーレチクルＲｉが保持されている。

【００７１】本実施形態においては、レチクルステージ
２の側方に棚状のレチクルライブラリ１６ｂが配置さ
れ、このレチクルライブラリ１６ｂはＺ方向に順次配列
されたＮ（Ｎは自然数）個の支持板１７ｂを有し、支持
板１７ｂにマスターレチクルＲ１，…，ＲＮが載置され
ている。レチクルライブラリ１６ｂは、スライド装置１
８ｂによってＺ方向に移動自在に支持されており、レチ
クルステージ２とレチクルライブラリ１６ｂとの間に、
回転自在でＺ方向に所定範囲で移動できるアームを備え
たローダ１９ｂが配置されている。主制御系９がスライ
ド装置１８ｂを介してレチクルライブラリ１６ｂのＺ方
向の位置を調整した後、ローダ１９ｂの動作を制御し
て、レチクルライブラリ１６ｂ中の所望の支持板１７ｂ
とレチクルステージ２との間で、所望のマスターレチク
ルＲ１〜ＲＬを受け渡しできるように構成されている。

【００７２】マスターレチクルＲｉのスリット状の照明
領域内のパターンの像は、投影光学系３を介して縮小倍
率１／α（αは例えば５、又は４等）で、ワーキングレ
チクル用の感光物体としての基板（ブランクス）４の表
面に投影される。図６は、マスターレチクルの親パター
ンの縮小像を基板上に投影する場合を示す要部斜視図で
ある。尚、図６において、図１に示した露光装置が備え
る部材と同一の部材には同一の符号が付してある。図１
及び図６において、基板４は、石英ガラスのような光透
過性の基板であり、その表面のパターン領域にクロム、
又はケイ化モリブデン等のマスク材料の薄膜が形成さ
れ、このパターン領域２５を挟むように位置合わせ用の
２つの２次元マークよりなるアライメントマーク２４
Ａ，２４Ｂが形成されている。

【００７３】これらのアライメントマーク２４Ａ，２４
Ｂは、電子ビーム描画装置、レーザビーム描画装置、投
影露光装置（ステッパー、スキャナー）等を用いて、パ
ターンの転写を行う前に予め形成される。また、基板４
の表面にマスク材料を覆うようにフォトレジストが塗布
されている。

【００７４】レチクルステージ２は、保持しているマス
ターレチクルＲｉをＸＹ平面内で回転方向及び並進方向
に微動して、その姿勢を調整することができる。また、
Ｙ方向に一定速度で往復移動できるようになっている。
レチクルステージ２のＸ座標、Ｙ座標、及び回転角は、
不図示のレーザ干渉計によって計測され、この計測値、
及び主制御系９からの制御情報に基づいて、駆動モータ
（リニアモータやボイスコイルモータ等）が駆動され、
レチクルステージ２の走査速度及び位置の制御が行われ
る。

【００７５】一方、基板４は、基板の変形による位置ず
れが起きないように、３本のピンで構成されるホルダ上
に無吸着（キネマティック支持）またはソフト吸着さ
れ、この基板ホルダは試料台５上に固定され、試料台５
は基板ステージ６上に固定されている。試料台５は、オ
ートフォーカス方式で基板４のフォーカス位置（光軸Ａ
Ｘ方向の位置）、及び傾斜角を制御することによって、
基板４の表面を投影光学系３の像面に合わせ込む。この
試料台５上には位置決め用の基準マーク部材１２、レチ
クルステージ２に設けられる基準マーク（不図示）、マ
スターレチクルＲｉのマーク、及び濃度フィルタＦｊの
マークなどの投影像を検出する空間像計測センサ１２
６、及び不図示の照度分布検出センサ（いわゆる照度ム
ラセンサ）が固定されている。また、基板ステージ６
は、ベース７上で例えばリニアモータにより試料台５
（基板４）のＹ方向への等速走査、Ｘ方向及びＹ方向へ
のステッピング動作を行う。

【００７６】試料台５の上部に固定された移動鏡８ｍ、
及び対向して配置されたレーザ干渉計８によって試料台
５のＸ座標、Ｙ座標、及び回転角が計測され、この計測
値がステージ制御系１０、及び主制御系９に供給されて
いる。移動鏡８ｍは、図６に示すように、Ｘ軸の移動鏡
８ｍＸ、及びＹ軸の移動鏡８ｍＹを総称するものであ
る。ステージ制御系１０は、その計測値、及び主制御系
９からの制御情報に基づいて、基板ステージ６のリニア
モータ等の動作を制御する。基板４の回転誤差は、主制
御系９を介してレチクルステージ２を微少回転すること
で補正される。

【００７７】主制御系９は、レチクルステージ２及び基
板ステージ６のそれぞれの移動位置、移動速度、移動加
速度、位置オフセット等の各種情報をステージ制御系１
０等に送る。そして、走査露光時には、レチクルステー
ジ２と基板ステージ６とが同期駆動され、照明光学系１
によって照明光ＩＬが照射される照明領域に対してレチ
クルＲｉが＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に速度Ｖｒで移動
されるのに同期して、投影光学系３によって照明光ＩＬ
が照射される露光領域（照明領域内のパターン像が形成
される投影領域）に対して基板４が−Ｙ方向（又は＋Ｙ
方向）に速度（１／α）・Ｖｒ（αは例えば５、又は
４）で移動される。これにより、本例ではレチクルＲｉ
のパターン領域２０（図６）の全面が照明光ＩＬで照明
されるとともに、基板４上の１つのショット領域が照明
光ＩＬで走査露光され、そのショット領域にレチクルＲ
ｉのパターンが転写される。

【００７８】尚、主制御系９には、磁気ディスク装置等
の記憶装置１１が接続され、記憶装置１１に、露光デー
タファイルが格納されている。露光データファイルに
は、マスターレチクルＲ１〜ＲＮの相互の位置関係に関
する情報、マスターレチクルＲ１〜ＲＮについての濃度
フィルタに関する情報、アライメント情報等が記録され
ている。

【００７９】次に、濃度フィルタＦｊに形成されたスリ
ット状の開口から構成されるスリットマーク１２４Ａ〜
１２４Ｄ（図４（ａ），（ｂ））等の計測装置（空間像
計測装置）１２６について、図７を参照して説明する。
図７において、基板ステージ６上には、濃度フィルタＦ
ｊの遮光部１２１に形成されたスリットマーク１２４Ａ
〜１２４Ｄの投影光学系３による投影像等を計測するた
めの受光部が設けられている。この受光部は、同図に示
すように矩形（この実施形態では正方形）状の開口５４
を有する受光板５５の下側に光電センサ（光電変換素
子）５６を設けて構成され、光電センサ５６による検出
信号は、主制御系９に入力される。尚、開口５４の下側
に光電センサ５６を設けずに、ライトガイドなどにより
光を導いて他の部分で光電センサなどにより検出するよ
うにしてもよい。

【００８０】ここで、照明光ＩＬで濃度フィルタＦｊに
形成されたマーク１２４Ａ，１２４Ｂを照明し、その空
間像を計測する場合を例に挙げて説明する。このとき、
マーク１２４Ａ，１２４Ｂの像が固定スリット板ＳＢに
形成されたスリット１３２を通過するように、濃度フィ
ルタＦｊの位置が設定されているとする。スリット１３
２を透過したスリットマーク１２４Ａ，１２４Ｂの像
は、投影光学系３に至り、スリットマーク１２４Ａ，１
２４Ｂの投影光学系３による投影像が受光板５５の表面
に形成される。

【００８１】主制御系９により基板ステージ６を移動し
てスリットマーク１２４Ａ，１２４Ｂの投影像の一つに
対応する位置の近傍に該受光部を対応させた状態で、図
８（ａ）に示すように、その投影像５７に対して受光部
の開口５４をスキャン（走査移動）することにより、光
電センサ５６によって図８（ｂ）に示されるような信号
が検出される。即ち、スリットマーク１２４Ａ，１２４
Ｂの複数のスリット（透光部）のうちのスキャン方向に
対して先頭のスリット像が開口５４内に現れ、順次隣接
するスリット像が開口５４内に現れ、全部のスリットが
開口５４内に現れた後、順次開口５４の外に移動してい
き、最終的に全てのスリット像が開口５４の外に移動す
る。

【００８２】このとき、図８（ｂ）に示すように、光電
センサ５６の出力（受光量）は、各スリットの投影像５
７が開口５４の移動に伴いほぼ均等的に階段状に増加
し、ピークを迎えた後に階段状に減少する。従って、こ
の検出値のピーク位置における基板ステージ６の座標位
置を検出することにより、スリットマーク１２４Ａ，１
２４Ｂの投影像のＸ又はＹ方向の位置を計測することが
できる。

【００８３】上述した計測方法は基板ステージ６を駆動
してＸ（又はＹ）方向にスキャンすることにより、スリ
ットマーク１２４Ａ，１２４Ｂの投影像のＸ（又はＹ）
方向の位置を計測するものであるが、Ｘ（又はＹ）方向
にスキャンすると同時にＺ方向にも移動（試料台５を上
下方向に移動）することにより、Ｘ（又はＹ）方向の位
置のみならず、結像位置（結像面）をも検出することが
できる。即ち、Ｘ（又はＹ）方向のみならず、Ｚ方向に
も移動すると、光電センサ５６の出力は、図８（ｂ）の
ように階段状に大きくなるのは同様であるが、階段の落
差は図８（ｂ）のように均等的ではなく、センサ５６の
受光面が結像位置に近づくに従って、階段の落差が大き
くなり、離れるに従って階段の落差が小さくなる。従っ
て、光電センサ５６の出力信号をＸ（又はＹ）について
微分し、その微分信号における複数のピークを結んだ補
間曲線が最大となるＺ位置を求めれば、その位置が結像
位置であり、結像位置を極めて容易に求めることができ
る。各マーク１２４Ａ〜１２４Ｄの少なくとも３個につ
いて結像位置をも計測することにより、濃度フィルタＦ
ｊの所定の基準に対するシフトや回転のみならず、ＸＹ
平面に対する傾き（チルト量）をも検出することが可能
であり、かかる傾きについても姿勢調整することが可能
となる。

【００８４】尚、濃度フィルタＦｊに形成するマーク１
２４Ａ〜１２４Ｄは、このような計測方法による計測に
適したスリットマーク１２５Ｘ、１２５Ｙに限定される
ことはなく、回折格子マークやその他のマークであって
もよいのは勿論である。また、受光板５５の開口５４を
Ｘ又はＹ方向とＺ方向とに同時に移動するのではなく、
Ｘ又はＹ方向の移動とＺ方向の移動とを交互に繰り返し
て各マークの結像位置を計測してもよい。さらに、受光
板５５の開口５４は矩形状に限られるものではなく、例
えばスリット状でもよい。

【００８５】次に、本実施形態で最も特徴的なブライン
ド１１１、レチクルＲｉ及び基板４の動作について、図
９（ａ）及び図９（ｂ）〜図１５（ａ）及び図１５
（ｂ）を参照して説明する。なお、これらの図はブライ
ンド１１１の駆動装置１３２Ｘ，１３２Ｙが不図示であ
る点を除き、それぞれ図２及び図３と実質的に同一構成
であるので、ここでは動作説明のみを行う。また、図９
（ａ）〜図１５（ａ）ではそれぞれレチクルＲｉはパタ
ーン領域２０に相当し、基板４は１つのショット領域に
相当するものとして図示し、かつ固定スリット板ＳＢと
レチクルＲｉとの間に配置される光学系（１１３など）
及び投影光学系３はそれぞれ等倍系であるものとして図
示している。

【００８６】まず、非走査方向としてのＸ方向及び走査
方向としてのＹ方向のいずれの方向にも重ね継ぎを行わ
ない場合におけるブラインド１１１、レチクルＲｉ及び
基板４の動作について、図９（ａ）及び図９（ｂ）並び
に図１０（ａ）及び図１０（ｂ）を参照して説明する。
露光開始の前準備として、アライメント処理（詳細後
述）によってレチクルＲｉの姿勢と基板４の姿勢とが整
合するよう姿勢調整された後、濃度フィルタＦｊ及びブ
ラインド１１１（１１１Ｘ１，１１１Ｘ２，１１１Ｙ
１，１１１Ｙ２）の姿勢がレチクルＲｉの姿勢に整合す
るよう姿勢調整されているものとする。また、基板４は
最初に露光すべきショットの近傍にステッピングされて
いるものとする。

【００８７】図９（ａ）に示されているように、露光開
始直前において、Ｘ方向のブラインド１１１Ｘ１及び１
１１Ｘ２は、Ｘ方向のショットサイズを規定する位置に
設定される。また、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示され
ているように、Ｙ方向のブラインド１１１Ｙ１（前羽
根）は、光源１からの照明光ＩＬが固定スリット板ＳＢ
のスリット１３２を通過しないように（基板４に光が届
かないように）遮光（遮蔽）した状態となっている。

【００８８】この状態から、レチクルＲｉ及び基板４の
同期移動（スキャン）が開始され、十分に安定な速度に
なった時点で露光が開始される。このとき、ブラインド
１１１Ｙ１はレチクルＲｉ（基板４）に対して同期した
速度で＋Ｙ方向に移動され、固定スリット板ＳＢに形成
されたスリット１３２を開放する。これにより、照明光
ＩＬがスリット１３２を通過可能な状態となるため、レ
チクルＲｉのパターンの対応する部分が照明され、その
部分のパターンの像を含む照明光ＩＬによって基板４が
照明され、対応するパターンが基板４に転写される。

【００８９】露光終了直前には、図１０（ａ）及び図１
０（ｂ）に示されているように、ブラインド１１１Ｙ２
（後羽根）がレチクルＲｉ（基板４）に対して同期した
速度で＋Ｙ方向に移動され、スリット１３２が完全に遮
光されることにより、当該ショットに対する露光が終了
する。

【００９０】このように、Ｙ方向に重ね継ぎを行わない
場合にはブラインド１１１Ｙ１及びブラインド１１１Ｙ
２が＋Ｙ方向に上記のようなタイミングで互いに独立し
て移動して固定スリット板ＳＢに形成されたスリット１
３２を開放又は遮蔽することにより、基板４上への照明
光ＩＬの照射及び非照射を行っている。尚、図９（ａ）
及び図９（ｂ）並びに図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に
おいては、ブラインド１１１Ｙ１とブラインド１１１Ｙ
２とが互いに独立してＹ軸方向に移動する場合を例に挙
げて説明したが、ブラインド１１１Ｙ１とブラインド１
１１Ｙ２との間隔を基板４上のショットのＹ方向のサイ
ズないしレチクルＲｉのパターン領域のＹ方向のサイズ
に対応するように予め設定して、その間隔を保ったまま
レチクルＲｉ及び基板４の移動に同期してブラインド１
１１Ｙ１及びブラインド１１１Ｙ２を一体として移動さ
せるようにしてもよい。

【００９１】尚、Ｘ方向に重ね継ぎを行わないので、フ
ィルタステージＦＳ上に濃度フィルタＦｊを配置する必
要はない。但し、フィルタステージＦＳ上に濃度フィル
タＦｊを配置したままであってもよい。この場合には、
該濃度フィルタＦｊの減光部１２３がＸ方向ブラインド
１１１Ｘ１，１１１Ｘ２によって遮蔽されるように、Ｘ
方向のブラインド１１１Ｘ１、１１１Ｘ２の位置を適宜
に設定した上で、上述した処理を行う。

【００９２】また、Ｙ方向には重ね継ぎを行わずに、Ｘ
方向にのみ重ね継ぎを行う場合には、フィルタステージ
ＦＳ上に濃度フィルタＦｊを配置し、濃度フィルタＦｊ
の減光部１２３が、固定スリット板ＳＢに形成されたス
リット１３２の両端部各々に配置されるように姿勢制御
した上で、上述した処理を行う。これにより、基板４上
の対応するショットのＸ方向の両側部に積算露光量が傾
斜的に設定された傾斜部が形成されることになる。換言
すれば、Ｘ方向に略台形状の露光量分布を実現すること
ができる。この場合において、ショットのＸ方向の両側
部の一方にのみ傾斜部を形成する場合には、Ｘ方向ブラ
インド１１１Ｘ１又は１１１Ｘ２により、図４（ａ）に
示した濃度フィルタＦｊの一対の減光部１２３のうちの
対応する減光部を遮蔽することにより実現することがで
き、あるいはそのような一方にのみ減光部１２３を有す
る別の濃度フィルタＦｊに交換して上述した処理を行え
ばよい。

【００９３】次に、Ｘ方向及びＹ方向に重ね継ぎを行う
場合のブラインド１１１、レチクルＲｉ及び基板４の動
作について図１１（ａ）及び図１１（ｂ）〜図１６
（ａ）及び図１６（ｂ）を参照して説明する。

【００９４】前準備として、上述した重ね継ぎを行わな
い場合と同様に、アライメント処理（詳細後述）によっ
てレチクルＲｉの姿勢と基板４の姿勢とが整合するよう
姿勢調整された後、濃度フィルタＦｊ及びブラインド１
１１（１１１Ｘ１，１１１Ｘ２，１１１Ｙ１，１１１Ｙ
２）の姿勢がレチクルＲｉの姿勢に整合するよう姿勢調
整されているものとする。このとき、濃度フィルタＦｊ
は、レチクルＲｉに対応する初期位置に設定され、その
減光部１２３が、例えば図１２（ｂ）に示したように、
固定スリット板ＳＢに形成されたスリット１３２の両端
部各々に配置されるように姿勢制御される。また、基板
４は最初に露光すべきショットの近傍にステッピングさ
れているものとする。

【００９５】尚、図４（ａ）に示した濃度フィルタＦｊ
を用いて図５（ａ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）、図５
（ｆ）、図５（ｇ）、及び図５（ｉ）に示したようにシ
ョットの左辺側又は右辺側の重ね継ぎを行わない場合に
は、ブラインド１１１Ｘ１又はブラインド１１１Ｘ２
は、濃度フィルタＦｊの減光部１２３の左辺部又は右辺
部を通過する照明光ＩＬを遮光する位置に配置される。

【００９６】以下の説明では、図５（ｅ）に示したよう
にショット領域の四辺全てを重ね継ぎ露光する場合を例
に挙げて説明する。この場合には、Ｘブランド１１１Ｘ
１，１１Ｘ２は、図４（ａ）に示した濃度フィルタＦｊ
の減光部１２３を遮光しない位置、つまり、例えば図１
２（ｂ）に示したように、各減光部１２３の端部の位置
にそれぞれ配置される。

【００９７】また、Ｙ方向のブラインド１１１Ｙ２（後
羽根）は、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示されてい
るように、光源１からの照明光ＩＬが固定スリット板Ｓ
Ｂのスリット１３２を通過しないように（基板４に光が
届かないように）遮光（遮蔽）している。この状態か
ら、ブラインド１１１Ｙ２、レチクルＲｉ及び基板４の
同期移動（スキャン）が開始され、十分に安定な速度に
なった時点で露光が開始される。

【００９８】露光開始直後においては、図１２（ａ）及
び図１２（ｂ）に示されているような配置となってお
り、ブラインド１１１Ｙ２がレチクルＲｉ（基板４）に
対して同期した速度で−Ｙ方向に移動することにより、
ブラインド１１１Ｙ２によるスリット１３２の遮蔽部分
が徐々に減少して（スリット１３２が徐々に開放され
て）、スリット１３２を通過する照明光ＩＬの光量が増
大する。スリット１３２を透過した照明光ＩＬによっ
て、レチクルＲｉのパターンの対応する部分が照明さ
れ、その部分のパターンの像を含む照明光によって基板
４が照明され、対応するパターンが基板４に転写され
る。

【００９９】この状態では、ブラインド１１１Ｙ２の移
動によってスリット１３２を通過する照明光ＩＬの光量
が徐々に増大する。また、Ｘ方向には濃度フィルタＦｊ
の減光部１２３の左辺部及び右辺部の減光特性に応じて
台形状となっている。ここで、図９（ａ）及び図９
（ｂ）を用いて説明したように、重ね継ぎを行わない場
合には、露光開始直後においてブラインド１１１Ｙ１は
＋Ｙ方向にレチクルＲｉに対して同期した速度で移動し
ていたが、重ね継ぎを行う場合には図１２（ａ）及び図
１２（ｂ）に示したように、ブラインド１１１Ｙ２がレ
チクルＲｉに対して同期した速度で−Ｙ方向に移動して
いる点に注意しなければならない。

【０１００】ブラインド１１１Ｙ２、レチクルＲｉ及び
基板４の同期移動が進行すると、図１３（ａ）及び図１
３（ｂ）に示されているように、スリット１３２は完全
に開放され、スリット１３２を通過する総光量が一定の
照明光ＩＬでショットの中央部が露光される。この状態
では、スリット１３２を通過した照明光ＩＬの照度分布
はＹ方向には一様であるが、Ｘ方向には濃度フィルタＦ
ｊの減光部１２３の左辺部及び右辺部の特性に応じて台
形状となっている。

【０１０１】露光終了直前には、図１４（ａ）及び図１
４（ｂ）に示されているように、ブラインド１１１Ｙ１
が−Ｙ方向に移動してスリット１３２を徐々に遮蔽する
ことにより、スリット１３２を通過する照明光ＩＬの光
量が徐々に減少する。この光量が調整された照度光ＩＬ
でレチクルＲｉに形成されたパターンの対応する部分が
照明され、その部分のパターンの像を含む照明光ＩＬに
よって基板４が照明され、対応するパターンが基板４に
転写される。ブラインド１１１Ｙ１の移動によって照明
光ＩＬの光量がＹ方向に徐々に減少する。

【０１０２】ここで、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）を
用いて説明したように、重ね継ぎを行わない場合には、
露光開始直後においてブラインド１１１Ｙ２はレチクル
Ｒｉ（基板４）に対して同期した速度で＋Ｙ方向に移動
していたが、重ね継ぎを行う場合には図１４（ａ）及び
図１４（ｂ）に示したように、ブラインド１１１Ｙ１が
レチクルＲｉ（基板４）に対して同期した速度で−Ｙ方
向に移動している点に注意しなければならない。

【０１０３】次いで、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に
示されているように、ブラインド１１１Ｙ１が−Ｙ方向
にさらに移動してスリット１３２が完全に遮光されるこ
とにより、当該ショットに対する露光が終了する。

【０１０４】以上の動作により、基板４の当該ショット
は濃度フィルタＦｊの減光部１２３の特性に従って、シ
ョットの左辺側及び右辺側がその外側に行くに従って露
光量がほぼ直線的に小さくなるような露光量分布をもっ
て露光され、ブラインド１１１Ｙ１及びブラインド１１
１Ｙ２のＹ方向への移動により、ショットの上辺側及び
下辺側がその外側に行くに従って露光量がほぼ直線的に
小さくなるような露光量分布をもって露光される。

【０１０５】尚、上述した説明では、ショットのＹ方向
の両端部に傾斜部を形成するために、Ｙ方向ブラインド
１１１Ｙ１，１１１Ｙ２をレチクルＲｉ（基板４）の移
動速度に同期した速度で移動するものとしているが、Ｙ
方向ブラインド１１１Ｙ１，１１１Ｙ２をレチクルＲｉ
（基板４）の移動速度に対して速度差をもって等速移動
させることにより、当該ショット上の当該傾斜部の傾斜
角度を任意に変更調整することが可能である。また、必
要なら、傾斜部の形成中にブラインド１１１Ｙ１又は１
１１Ｙ２の移動速度を変更することにより、曲線的に減
少又は増大する露光量分布を有する傾斜部を形成するこ
とが可能である。

【０１０６】次に、以上説明したブラインド１１１Ｙ
１，１１１Ｙ２の移動による重ね継ぎを行った際のショ
ット端部における積算露光量分布について説明する。図
１６（ａ）〜図１６（ｒ）は、重ね継ぎを行った際のブ
ラインド１１１Ｙ１，１１１Ｙ２の位置と基板４上にお
ける積算露光量との関係を説明するための図であり、図
１６（ａ）〜図１６（ｉ）は露光開始時点付近における
説明図であり、図１６（ｊ）〜図１６（ｒ）は露光終了
時点付近における説明図である。尚、図１６（ａ）〜図
１６（ｒ）中において、符号ＩＬ１を付した折れ線は、
ショットに形成したい照明光ＩＬの積算露光量分布を示
している。この積算露光量分布ＩＬ１は、図１６（ａ）
〜図１６（ｊ）において、固定スリット板ＳＢに対して
相対的に図中左方向に移動しているが、これはショット
の移動に伴い、形成したい照明光ＩＬの積算露光量分布
も移動することを示している。

【０１０７】まず、図１６（ａ）に示すように、ブライ
ンド１１１Ｙ２が固定スリット板ＳＢに形成されたスリ
ット１３２全体を遮蔽して、ショットに照明光ＩＬが照
射されない状態にある。この状態からブラインド１１１
Ｙ２が一定の速度で移動し、徐々に固定スリット板ＳＢ
に形成されたスリット１３２を開放すると、図１６
（ｂ）〜図１６（ｄ）に示したように、一定の割合でシ
ョットに照射される照明光ＩＬの光量が増加するため、
照明光ＩＬの積算露光量分布ＩＬ１は、図示のように、
徐々に増大する分布となる。尚、積算露光量分布ＩＬ１
が増大し始める点は、スリット１３２を介した照明光Ｉ
Ｌの照射が開始されたショット内の位置を示している。

【０１０８】ブラインド１１１Ｙ２の移動が進み、図１
６（ｅ）に示したように、固定スリット板ＳＢに形成さ
れたスリット１３２が完全に開放された状態となると総
光量が一定の照明光ＩＬが照射されるため、図１６
（ｂ）〜図１６（ｄ）に示した場合のように積算露光量
分布ＩＬ１は増大しなくなる。以降、図１６（ｆ）〜図
１６（ｉ）では総光量が一定の照明光ＩＬで照明される
ため、積算露光量分布ＩＬ１は一定の値となる。尚、積
算露光量分布ＩＬ１が一定となる点は、スリット１３２
が完全に開放され、ショットに総光量が一定の照明光Ｉ
Ｌが照射され始めた位置である。

【０１０９】次に、図１６（ｊ）〜図１６（ｎ）に示さ
れるように、ブラインド１１１Ｙ１がスリット１３２の
方向に移動しているが、スリット１３２を遮蔽しない間
は、ショットには総光量が一定の照明光ＩＬが照明され
るため、積算露光量分布ＩＬ１は一定である。ブライン
ド１１１Ｙ１の移動がさらに進み、スリット１３２の一
部を遮蔽すると、図１６（ｏ）〜図１６（ｑ）に示され
るように、ショットに照射される照明光ＩＬの光量が一
定の割合で減少する。よって、照明光ＩＬの積算露光量
分布ＩＬ１は、図示のように、徐々に減少する分布とな
る。尚、積算露光量分布ＩＬ１が減少し始める点は、ブ
ラインド１１１Ｙ１によるスリット１３２の遮蔽が開始
されたショット内の位置を示している。

【０１１０】ブラインド１１１Ｙ１の移動がさらに進
み、スリット１３２を完全に遮蔽すると、照明光ＩＬが
ショットに照明されなくなる。尚、図１６（ｊ）〜図１
６（ｒ）中には積算露光量分布ＩＬ１が徐々に減少して
その値が零となる分布を示しているが、積算露光量分布
ＩＬ１の値が零となる点は、ブラインド１１１Ｙ１がス
リット１３２を完全に遮蔽して照明光ＩＬが照射されな
くなったショット内の位置を示している。このようにし
て、ブラインド１１１Ｙ１又はブラインド１１１Ｙ２の
移動により、重ね継ぎ部における積算露光量分布が設定
される。

【０１１１】ここで、図１６（ａ）〜図１６（ｒ）に示
した重ね継ぎ部（図中、積算露光量分布ＩＬ１が徐々に
増大し、又は徐々に減少する箇所）の幅を寸法ａに設定
する場合には、固定スリット板ＳＢに形成されたスリッ
ト１３２の像が等倍でショットに転写されると仮定する
と、スリット１３２のＹ方向の幅をａ／２に設定し、基
板４とブラインド１１１Ｙ１又はブラインド１１１Ｙ２
との移動速度を等しくする必要がある。スリット１３２
の像が等倍でショットに転写されない場合（コンデンサ
レンズ系１１３、結像用レンズ系１１４、及び主コンデ
ンサレンズ系１１６からなる光学系の倍率が１でない場
合、又は投影光学系３の倍率が１でない場合）には、ス
リット１３２のＹ方向の幅及び基板４上におけるスリッ
トの像の移動速度は、投影光学系３等の倍率を考慮して
上記の関係を満たすよう設定される。

【０１１２】図１７は、１つのショットに対して濃度フ
ィルタＦｊを用いてＸ方向の重ね継ぎ部を形成し、ブラ
インド１１１Ｙ１，１１１Ｙ２の移動によりＹ方向の重
ね継ぎ部を形成したときの積算露光量分布の一例を示す
図である。図１７に示すように、ショットの中央付近で
は積算露光量分布がほぼ一定で変化しないが、ショット
の周辺部ではその外側に行くに従って積算露光量がほぼ
直線的に減少する分布となる。尚、図１７中において
は、重ね継ぎ部において積算露光量が等しくなる箇所
を、地図の等高線の如く線で繋いで図示している。

【０１１３】ここで、ショットの四隅の積算露光量分布
について考察する。いま、Ｘ方向及びＹ方向に四つのシ
ョットを重ね継ぎする場合を考える。例えば、図５
（ａ）〜図５（ｉ）に示したショットＦ１〜Ｆ９のうち
ショットＦ１、Ｆ２、Ｆ４、Ｆ５を重ね継ぎする場合、
ショットＦ１，Ｆ４の右辺側及びショットＦ２，Ｆ５の
左辺側、並びにショットＦ１，Ｆ２の下辺側及びショッ
トＦ４，Ｆ５の上辺側はそれぞれ計２回露光処理が行わ
れる。これに対し、ショットＦ１、Ｆ２、Ｆ４、Ｆ５全
てが重なる部分（例えば、ショットＦ５の左上隅部）は
計４回露光される。従って、積算露光量分布を基板４の
表面全体に亘って均一にするためには、この計４回露光
処理が行われる部分の積算露光量の和を考える必要があ
る。

【０１１４】図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｄ）及び
図５（ｅ）を参照すると、上記例において計４回露光さ
れる箇所は、ショットＦ１の右下隅部、ショットＦ２の
左下隅部、ショットＦ４の右上隅部、ショットＦ５の左
上隅部である。いま、これら各隅部において、ショット
の外側に行くに従って変化する積算露光量分布が等しい
と仮定すると、計４回露光される箇所における積算露光
量分布は、ショットＦ５の四隅における積算露光量分布
の和に等しくなる。

【０１１５】図１８は、ショットの四隅における積算露
光量の設定方法を説明するための図である。ここで、シ
ョットＦ５の右上隅部Ｇ１、左上隅部Ｇ２、左下隅部Ｇ
３、右下隅部Ｇ４の積算露光量分布をそれぞれＴ１、Ｔ
２、Ｔ３、Ｔ４とする。

【０１１６】いま、簡単化のために、基板４の移動に同
期してブラインド１１１Ｙ１，１１１Ｙ２の移動を行わ
ない場合を考える。この場合は濃度フィルタＦｊの減光
部１２３により減光された照明光ＩＬの露光量の分布の
みを考慮すれば良いので、ショットＦ５の四隅における
積算露光量分布は、以下の（１）式で表すことができ
る。

【０１１７】

【０１１８】上記（１）式において、ａは重ね継ぎ部の
幅を示しており、また、重ね継ぎを行わない部分（例え
ば、ショットの中央部）の積算露光量を１００としてい
る。また、上記（１）式においては、右上隅部Ｇ１、左
上隅部Ｇ２、左下隅部Ｇ３、右下隅部Ｇ４各々につい
て、図１８に示した独立したｘｙ座標系が設定されてい
る。

【０１１９】ここで、ブラインド１１１Ｙ１，１１１Ｙ
２を移動を考慮すると、図１８に示した各座標系におい
て、積算露光量はブラインド１１１Ｙ１の移動により右
上隅部Ｇ１及び左上隅部Ｇ２については（ａ−ｙ）／ａ
の割合で変化し、ブラインド１１１Ｙ２の移動により左
下隅部Ｇ３及び右下隅部Ｇ４についてはｙ／ａの割合で
変化する。従って、ブラインド１１１Ｙ１，１１１Ｙ２
の移動による積算露光量の変化率を上記（１）式に掛け
合わせると、以下の（２）式が得られる。

【０１２０】

【０１２１】上記（２）式で表される右上隅部Ｇ１、左
上隅部Ｇ２、左下隅部Ｇ３、右下隅部Ｇ４各々の積算露
光量分布Ｔ１〜Ｔ４を足し合わせると重ね継ぎを行わな
い部分の積算露光量と同様に１００となり、ｘ及びｙに
依存しない一定の値となる。従って、濃度フィルタＦｊ
及びブラインド１１１Ｙ１，１１１Ｙ２の移動を併用し
た本実施形態では、ショットの四隅における積算露光量
分布を上記（２）式で表される分布とすることで、計４
回露光される重ね継ぎ部分の積算露光量分布の和と重ね
継ぎが行われないショット中央の露光量とを等しくする
ことができる。

【０１２２】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。本発明の他の実施形態では濃度フィルタＦｊを用
いずに２次元の重ね継ぎ露光を可能とするものである。
図１９は、本発明の他の実施形態の要部の光軸に沿う方
向の配置を光源側から見た図である。

【０１２３】図１９に示した本発明の他の実施形態と図
３に示した実施形態とが異なる点は、図３に示した固定
スリット板ＳＢに代えて平行四辺形形状のスリット１４
０が形成された固定スリット板ＳＢ１を設けるととも
に、濃度フィルタＦｊを省略した点である。固定スリッ
ト板ＳＢ１に形成されたスリット１４０の形状を平行四
辺形形状とするのは、スリット１４０の先端（＋Ｘ方向
及び−Ｘ方向）に行くに従って、Ｙ方向の幅を傾斜的に
狭くすることにより通過する照明光ＩＬの光量を傾斜的
に減少させて、ショットの重ね継ぎ部におけるＸ方向の
露光量分布を傾斜的に変化させるためである。即ち、平
行四辺形形状のスリット１４０の先端部分は、前述した
実施形態で用いられていた減光フィルタＦｊの減光部１
２３の左辺部及び右辺部と同様の機能を果たすことにな
る。

【０１２４】ここで、固定スリット板ＳＢ１に形成され
ているスリット１４０の形状について詳細に説明する。
図２０は、固定スリット板ＳＢ１に形成されているスリ
ット１４０の形状を説明するための図である。前述した
実施形態と同様に、ショットの重ね継ぎ部の幅をａに設
定する場合には、固定スリット板ＳＢ１に形成されたス
リット１４０の像が等倍でショットに転写されると仮定
すると、図２０に示したようにスリット１４０のＹ方向
の幅をａ／２に設定し、基板４とブラインド１１１Ｙ１
又はブラインド１１１Ｙ２との移動速度を等しくする必
要がある。また、Ｘ方向における重ね継ぎ部の幅もａで
あるので、図２０に示したようにスリット１４０端部の
Ｘ軸方向の長さがａに設定される。

【０１２５】また、スリット１４０の像が等倍でショッ
トに転写されない場合（コンデンサレンズ系１１３、結
像用レンズ系１１４、及び主コンデンサレンズ系１１６
からなる光学系の倍率が１でない場合、又は投影光学系
３の倍率が１でない場合）には、上述したスリット１４
０の寸法及び基板４上におけるスリット１４０の像の移
動速度は、投影光学等３の倍率を考慮して上記の関係を
満たすよう設定される。

【０１２６】この実施形態では、スリット１４０を通過
した照明光ＩＬをレチクルＲｉに照射して、ブラインド
１１１Ｙ１，１１１Ｙ２、レチクルＲｉ、及び基板４を
同期移動しつつ、レチクルＲｉのパターンを基板４に転
写するわけであるが、露光時におけるブラインド１１１
Ｙ１，１１１Ｙ２は、図９（ａ）及び図９（ｂ）〜図１
６（ａ）及び図１６（ｂ）を用いて説明した方法と同様
の方法で移動する。

【０１２７】図２１は、本発明の他の実施形態におい
て、１つのショットに対してスリット１４０を通過した
照明光ＩＬによりＸ方向の重ね継ぎ部を形成し、ブライ
ンド１１１Ｙ１，１１１Ｙ２の移動によりＹ方向の重ね
継ぎ部を形成したときの積算露光量分布の一例を示す図
である。図２１に示すように、本発明の他の実施形態に
おいても、ショットの中央付近では積算露光量がほぼ一
定で変化しないが、ショットの周辺部ではその外側に行
くに従って積算露光量がほぼ直線的に減少する分布が得
られる。尚、図２１中においても、重ね継ぎ部において
積算露光量が等しくなる箇所を、地図の等高線の如く線
で繋いで図示している。

【０１２８】図２１に示したように、ショット周辺の各
辺側における積算露光量分布は、図１７に示した積算露
光量分布と同様である。しかし、本実施形態ではＸ方向
の露光量分布を台形状するために平行四辺形形状のスリ
ット１４０が形成された固定スリット板ＳＢ１を用いて
いるため、ショットの四隅における積算露光量分布が図
１７に示した積算露光量分布と異なったものとなる。

【０１２９】ここで、本発明の他の実施形態において、
ショットを露光したときの四隅の積算露光量分布につい
て説明する。前述したように、ショットの四隅は計４回
の露光処理が行われるため、積算露光量分布を基板４の
表面全体に渡って均一にするためには、この計４回露光
される部分を考慮する必要がある。よって、前述の場合
と同様に、ショットＦ５（図５（ｅ）参照）の四隅にお
ける積算露光量分布の和を考える。

【０１３０】図２２は、ショットの四隅における積算露
光量の設定方法を説明するための図である。図１８と同
様に、各隅部Ｇ１１〜Ｇ１４に対して、図２２に示した
ｘｙ座標系を設定する。基板４の表面全体に渡って積算
露光量分布をほぼ均一化するためには、前述したように
四隅の積算露光量の和が一定となればよい。いま、簡単
化のために各四隅を図中右下がりの対角線で分割される
２つの部分に分割して考える。つまり、右上隅部Ｇ１１
を部分領域Ｇ１１ａ，Ｇ１１ｂに分割し、左上隅部Ｇ１
２を部分領域Ｇ１２ａ，Ｇ１２ｂに分割し、左下隅部Ｇ
１３を部分領域Ｇ１３ａ，Ｇ１３ｂに分割し、右下隅部
Ｇ１４を部分領域Ｇ１４ａ，Ｇ１４ｂに分割する。

【０１３１】ここで、四隅の積算露光量の和が一定とな
るためには、部分領域Ｇ１１ａ〜Ｇ１４ａにおける積算
露光量の和が一定となり、且つ部分領域Ｇ１１ｂ〜Ｇ１
４ｂの積算露光量の和が一定となればよい。いま、部分
領域Ｇ１１ａ〜Ｇ１４ａの積算露光量分布をそれぞれＴ
１１ａ〜Ｔ１４ａとすると、各積算露光量分布は以下の
（３）式で表される。

【０１３２】

【０１３３】また、部分領域Ｇ１１ｂ〜Ｇ１４ｂの積算
露光量分布をそれぞれＴ１１ｂ〜Ｔ１４ｂとすると、各
積算露光量分布は以下の（４）式で表される。

【０１３４】

【０１３５】尚、上記（３）式及び（４）式において
は、（１）式及び（２）式と同様に、重ね継ぎ部の幅を
ａとし、また、重ね継ぎを行わない部分（例えば、ショ
ットの中央部）の積算露光量を１００としている。

【０１３６】上記（３）式に示された積算露光量分布Ｔ
１１ａ〜Ｔ１４ａを足し合わせると重ね継ぎを行わない
部分の積算露光量と同様に１００となり、ｘ及びｙに依
存しない一定の値となる。さらに、（４）式に示された
積算露光量分布Ｔ１１ｂ〜Ｔ１４ｂを足し合わせると同
様にその値は１００となる。よって、部分領域Ｇ１１ａ
〜Ｇ１４ａにおける積算露光量の和が一定となり、且つ
部分領域Ｇ１１ｂ〜Ｇ１４ｂの積算旅行量の和が一定と
なるので、四隅の積算露光量の和を一定とすることがで
きる。従って、平行四辺形形状のスリット１４０が形成
された固定スリット板ＳＢ１を用いて重ね継ぎを行った
場合であっても、基板４の表面全面に渡って積算露光量
分布をほぼ一定にすることができる。尚、スリット１４
０の形状としては、上述したような平行四辺形に限られ
るものではなく他の形状であってもよい。

【０１３７】以上説明した本発明の実施形態及び他の実
施形態の何れも、Ｘ方向にショットを重ね継ぎする場合
及びＹ方向にショットを重ね継ぎする場合の何れの場合
であっても、重ね継ぎ部における積算露光量分布の和を
ほぼ一定とすることができるため高精度で重ね継ぎ露光
することができる。

【０１３８】また、複数のショットをＸＹ平面内におい
て高精度で重ね継ぎすることができるため、基板４が大
面積化した場合であってもＸ方向及びＹ方向にシームレ
スなつなぎ露光を実現することができる。その結果とし
て、つなぎ部におけるパターンの線幅やピッチの均一性
が良好で、高精度なパターンを形成することができる。

【０１３９】ところで、上述した実施形態では、重ね継
ぎ部における露光量分布を傾斜的に変化させるために、
ブラインド１１１Ｙ１，１１１Ｙ２を別々に独立して移
動させていたが、予めブラインド１１１Ｙ１とブライン
ド１１Ｙ２とのＹ方向の間隔を調整しておき、レチクル
Ｒｉ及び基板４の移動に同期させてブラインド１１１Ｘ
１，１１１Ｙ２を一体として移動させてもよい。このよ
うに移動させることにより、レチクルＲｉ及び基板４の
移動に対する同期精度を向上させることができるととも
に、レチクルブラインド機構１１０の振動を低減するこ
とができるため、重ね継ぎ精度を向上させる上で好適で
ある。

【０１４０】また、上記実施形態では、重ね継ぎ部にお
ける積算露光量分布の和をショット中心における積算露
光量とほぼ同一にする場合について説明したが、重ね継
ぎ部における積算露光量分布の和をショット中心におけ
る積算露光量よりも若干少なくすることがよいことが実
験的に得られている。よって、重ね継ぎ部における積算
露光量の和をショット中心の積算露光量よりも若干少な
くするためには、ブラインド１１１Ｘ１，１１１Ｙ２の
移動速度やスリット１３２，１４０の幅を微調整すれば
よい。

【０１４１】ブラインド１１１Ｙ１，１１１Ｙ２の移動
速度によって調整する場合には、１１１Ｘ１，１１１Ｙ
２を等速で移動させるのではなく、若干加減速を加える
ことにより移動速度を可変させてもよい。また、スリッ
ト１３２，１４０の形状は、照明光学系１や投影光学系
３のディストーション（歪曲収差）を考慮して長方形形
状又は平行四辺形形状から若干変形させることにより、
基板４上で理想的な長方形又は平行四辺形の像を得るよ
うにしてもよい。

【０１４２】尚、図１の露光装置では、複数のレチクル
Ｒｉを用いてスティッチング露光を行うものとしたが、
複数のパターンが形成される１枚のレチクルを用いても
よいし、あるいは１つのパターンが用いるだけでもよ
い。また、図１に示した露光装置では、ホルダに形成さ
れる３本のピンで基板４を支持するものとしたが、例え
ばピンチャックホルダを用いて基板４を真空吸着しても
よい。

【０１４３】本実施形態による露光装置は、複数のレチ
クルを用いてつなぎ露光を行うものであり、半導体集積
回路を製造する際に用いられるのみならず、レチクルを
製造する際にも用いられる。ここで、マスターレチクル
Ｒｉとこの露光装置を用いて製造されるレチクル、即ち
ワーキングレチクルの製造方法の概略について説明す
る。

【０１４４】図２３は、マスターレチクルＲｉを用いて
レチクル（ワーキングレチクル）を製造する際の製造工
程を説明するための図である。図２３中に示したワーキ
ングレチクル３４が最終的に製造されるレチクルであ
る。このワーキングレチクル３４は、石英ガラス等から
なる光透過性の基板（ブランクス）の一面に、クロム
（Ｃｒ）、ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ_２ 等）、又は
その他のマスク材料より転写用の原版パターン２７を形
成したものである。また、その原版パターン２７を挟む
ように２つのアライメントマーク２４Ａ，２４Ｂが形成
されている。

【０１４５】ワーキングレチクル３４は、光学式の投影
露光装置の投影光学系を介して、１／β倍（βは１より
大きい整数、又は半整数等であり、一例として４，５，
又は６等）の縮小投影で使用されるものである。即ち、
図２３において、ワーキングレチクル３４の原版パター
ン２７の１／β倍の縮小像２７Ｗを、フォトレジストが
塗布されたウエハＷ上の各ショット領域４８に露光した
後、現像やエッチング等を行うことによって、その各シ
ョット領域４８に所定の回路パターン３５が形成され
る。

【０１４６】図２３において、まず最終的に製造される
半導体デバイスのあるレイヤの回路パターン３５が設計
される。回路パターン３５は直交する辺の幅がｄＸ，ｄ
Ｙの矩形の領域内に種々のライン・アンド・スペースパ
ターン（又は孤立パターン）等を形成したものである。
この実施形態では、その回路パターン３５をβ倍して、
直交する辺の幅がβ・ｄＸ，β・ｄＹの矩形の領域から
なる原版パターン２７をコンピュータの画像データ上で
作成する。β倍は、ワーキングレチクル３４が使用され
る投影露光装置の縮小倍率（１／β）の逆数である。
尚、反転投影されるときは反転して拡大される。

【０１４７】次に、原版パターン２７をα倍（αは１よ
り大きい整数、又は半整数等であり、一例として４，
５，又は６等）して、直交する辺の幅がα・β・ｄＸ，
α・β・ｄＹの矩形の領域よりなる親パターン３６を画
像データ上で作成し、その親パターン３６を縦横にそれ
ぞれα個に分割して、α×α個の親パターンＰ１，Ｐ
２，Ｐ３，…，ＰＮ（Ｎ＝α^２）を画像データ上で作成
する。図２３では、α＝５の場合が示されている。尚、
この親パターン３６の分割数αは、必ずしも原版パター
ン２７から親パターン３６への倍率αに合致させる必要
はない。その後、それらの親パターンＰｉ（ｉ＝１〜
Ｎ）について、それぞれ電子ビーム描画装置（又はレー
ザビーム描画装置等も使用できる）用の描画データを生
成し、その親パターンＰｉをそれぞれ等倍で、親マスク
としてのマスターレチクルＲｉ上に転写する。

【０１４８】例えば、１枚目のマスターレチクルＲ１を
製造する際には、石英ガラス等の光透過性の基板上にク
ロム、又はケイ化モリブデン等のマスク材料の薄膜を形
成し、この上に電子線レジストを塗布した後、電子ビー
ム描画装置を用いてその電子線レジスト上に１番目の親
パターンＰ１の等倍の潜像を描画する。その後、電子線
レジストの現像を行ってから、エッチング、及びレジス
ト剥離等を施すことによって、マスターレチクルＲ１上
のパターン領域２０に親パターンＰ１が形成される。

【０１４９】この際に、マスターレチクルＲ１上には、
親パターンＰ１に対して所定の位置関係で２つの２次元
マークよりなるアライメントマーク２１Ａ，２１Ｂを形
成しておく。同様に他のマスターレチクルＲｉにも、電
子ビーム描画装置等を用いてそれぞれ親パターンＰｉ、
及びアライメントマーク２１Ａ，２１Ｂが形成される。
このアライメントマーク２１Ａ，２１Ｂは、基板又は濃
度フィルタに対する位置合わせに使用される。

【０１５０】このように、電子ビーム描画装置（又はレ
ーザビーム描画装置）で描画する各親パターンＰｉは、
原版パターン２７をα倍に拡大したパターンであるた
め、各描画データの量は、原版パターン２７を直接描画
する場合に比べて１／α^２程度に減少している。さら
に、親パターンＰｉの最小線幅は、原版パターン２７の
最小線幅に比べてα倍（例えば５倍、又は４倍等）であ
るため、各親パターンＰｉは、それぞれ従来の電子線レ
ジストを用いて電子ビーム描画装置によって短時間に、
かつ高精度に描画できる。また、一度Ｎ枚のマスターレ
チクルＲ１〜ＲＮを製造すれば、後はそれらを繰り返し
使用することによって、必要な枚数のワーキングレチク
ル３４を製造できるため、マスターレチクルＲ１〜ＲＮ
を製造するための時間は、大きな負担ではない。このよ
うにして製造されたＮ枚のマスターレチクルＲｉを用
い、マスターレチクルＲｉの親パターンＰｉの１／α倍
の縮小像ＰＩｉ（ｉ＝１〜Ｎ）を、それぞれつなぎ合わ
せを行いながら（互いの一部を重ね合わせつつ）転写す
ることによってワーキングレチクル３４が製造される。

【０１５１】マスターレチクルＲｉを用いたワーキング
レチクル３４の露光動作の詳細は、以下の通りである。
まず、基板ステージ６のステップ移動によって基板４上
の第１番目のショット領域が露光開始位置（スキャンの
開始位置）に移動される。これと並行して、レチクルラ
イブラリ１６ｂからマスターレチクルＲ１がローダ１９
ｂを介してレチクルステージ２に搬入・保持されるとと
もに、フィルタライブラリ１６ａから濃度フィルタＦ１
がローダ１９ａを介してフィルタステージＦＳに搬入・
保持される。そして、マスターレチクルＲ１及び濃度フ
ィルタＦ１のアライメント等が行われた後、上述したよ
うに、濃度フィルタＦｊ、ブラインド１１１Ｙ１，１１
１Ｙ２、レチクルＲｉ及び基板４の同期移動が行われ、
そのマスターレチクルＲ１の縮小像が投影光学系３を介
して基板４上の対応するショット領域に逐次転写され
る。

【０１５２】基板４上の１番目のショット領域への１番
目のマスターレチクルＲ１の縮小像のスキャン露光が終
了すると、基板ステージ６のステップ移動によって基板
４上の次のショット領域が露光開始位置に移動される。
これと並行して、レチクルステージ２上のマスターレチ
クルＲ１がローダ１９を介してライブラリ１６に搬出さ
れ、次の転写対象のマスターレチクルＲ２がライブラリ
１６からローダ１９を介してレチクルステージ２に搬入
・保持されるとともに、必要に応じてフィルタステージ
ＦＳ上の濃度フィルタＦ１がローダ１９を介してライブ
ラリ１６に搬出され、次の転写対象のマスターレチクル
Ｒ２に対応する濃度フィルタＦ２がライブラリ１６から
ローダ１９を介してフィルタステージＦＳ上に搬入・保
持される。そして、マスターレチクルＲ２及び濃度フィ
ルタＦ２のアライメント等が行われた後、そのマスター
レチクルＲ２の縮小像が投影光学系３を介して基板４上
の当該ショット領域に同様に逐次転写される。

【０１５３】以下ステップ・アンド・スキャン方式（ス
テップ・アンド・スティッチ方式）で基板４上の残りの
ショット領域に、濃度フィルタＦ２〜ＦＮが必要に応じ
て適宜に取り換えられつつ、順次対応するマスターレチ
クルＲ３〜ＲＮの縮小像の露光転写が行われる。なお、
濃度フィルタを交換することなく、図４（ａ）に示した
濃度フィルタＦｊのみを用いて基板４上の各ショット領
域を走査露光してもよい。

【０１５４】次に、基板４とマスターレチクルＲｉのア
ライメントについて説明する。図２４は、レチクルのア
ライメント機構を示し、この図２４において、試料台５
上で基板４の近傍に光透過性の基準マーク部材１２が固
定され、基準マーク部材１２上にＸ方向に所定間隔で例
えば十字型の１対の基準マーク１３Ａ，１３Ｂが形成さ
れている。また、基準マーク１３Ａ，１３Ｂの底部に
は、照明光ＩＬから分岐された照明光で投影光学系３側
に基準マーク１３Ａ，１３Ｂを照明する照明系が設置さ
れている。マスターレチクルＲｉのアライメント時に
は、図１の基板ステージ６を駆動することによって、図
２４に示すように、基準マーク部材１２上の基準マーク
１３Ａ，１３Ｂの中心がほぼ投影光学系３の光軸ＡＸに
合致するように、基準マーク１３Ａ，１３Ｂが位置決め
される。

【０１５５】また、マスターレチクルＲｉのパターン面
（下面）のパターン領域２０をＸ方向に挟むように、一
例として十字型の２つのアライメントマーク２１Ａ，２
１Ｂが形成されている。基準マーク１３Ａ，１３Ｂの間
隔は、アライメントマーク２１Ａ，２１Ｂの投影光学系
３による縮小像の間隔とほぼ等しく設定されており、上
記のように基準マーク１３Ａ，１３Ｂの中心をほぼ光軸
ＡＸに合致させた状態で、基準マーク部材１２の底面側
から照明光ＩＬと同じ波長の照明光で照明することによ
って、基準マーク１３Ａ，１３Ｂの投影光学系３による
拡大像がそれぞれマスターレチクルＲｉのアライメント
マーク２１Ａ，２１Ｂの近傍に形成される。

【０１５６】これらのアライメントマーク２１Ａ，２１
Ｂの上方に投影光学系３側からの照明光を±Ｘ方向に反
射するためのミラー２２Ａ，２２Ｂが配置され、ミラー
２２Ａ，２２Ｂで反射された照明光を受光するようにＴ
ＴＲ（スルー・ザ・レチクル）方式で、画像処理方式の
アライメントセンサ１４Ａ，１４Ｂが備えられている。
アライメントセンサ１４Ａ，１４Ｂはそれぞれ結像系
と、ＣＣＤカメラ等の２次元の撮像素子とを備え、その
撮像素子がアライメントマーク２１Ａ，２１Ｂ、及び対
応する基準マーク１３Ａ，１３Ｂの像を撮像し、その撮
像信号が図１のアライメント信号処理系１５に供給され
ている。

【０１５７】アライメント信号処理系１５は、その撮像
信号を画像処理して、基準マーク１３Ａ，１３Ｂの像に
対するアライメントマーク２１Ａ，２１ＢのＸ方向、Ｙ
方向への位置ずれ量を求め、これら２組の位置ずれ量を
主制御系９に供給する。主制御系９は、その２組の位置
ずれ量が互いに対称に、かつそれぞれ所定範囲内に収ま
るようにレチクルステージ２の位置決めを行う。これに
よって、基準マーク１３Ａ，１３Ｂに対して、アライメ
ントマーク２１Ａ，２１Ｂ、ひいてはマスターレチクル
Ｒｉのパターン領域２０内の親パターンＰｉ（図２３参
照）が位置決めされる。

【０１５８】言い換えると、マスターレチクルＲｉの親
パターンＰｉの投影光学系３による縮小像の中心（露光
中心）は、実質的に基準マーク１３Ａ，１３Ｂの中心
（ほぼ光軸ＡＸ）に位置決めされ、親パターンＰｉの輪
郭（パターン領域２０の輪郭）の直交する辺はそれぞれ
Ｘ軸、及びＹ軸に平行に設定される。この状態で図１の
主制御系９は、レーザ干渉計８によって計測される試料
台５のＸ方向、Ｙ方向の座標（ＸＦ_０，ＹＦ_０）を記憶
することで、マスターレチクルＲｉのアライメントが終
了する。この後は、親パターンＰｉの露光中心に、試料
台５上の任意の点を移動することができる。

【０１５９】また、図１に示されているように、投影光
学系３の側部には、基板４上のマークの位置検出を行う
ために、オフ・アクシス方式で、画像処理方式のアライ
メントセンサ２３が備えられている。アライメントセン
サ２３は、フォトレジストに対して非感光性で広帯域の
照明光で被検マークを照明し、被検マークの像をＣＣＤ
カメラ等の２次元の撮像素子で撮像し、撮像信号をアラ
イメント信号処理系１５に供給する。尚、アライメント
センサ２３の検出中心とマスターレチクルＲｉのパター
ンの投影像の中心（露光中心）との間隔（ベースライン
量）は、基準マーク部材１２上の所定の基準マークを用
いて予め求められて、主制御系９内に記憶されている。

【０１６０】図２４に示すように、基板４上のＸ方向の
端部に例えば十字型の２つのアライメントマーク２４
Ａ，２４Ｂが形成されている。そして、マスターレチク
ルＲｉのアライメントが終了した後、基板ステージ６を
駆動することによって、図１のアライメントセンサ２３
の検出領域に順次、図２４の基準マーク１３Ａ，１３
Ｂ、及び基板４上のアライメントマーク２４Ａ，２４Ｂ
を移動して、それぞれ基準マーク１３Ａ，１３Ｂ、及び
アライメントマーク２４Ａ，２４Ｂのアライメントセン
サ２３の検出中心に対する位置ずれ量を計測する。これ
らの計測結果は主制御系９に供給され、これらの計測結
果を用いて主制御系９は、基準マーク１３Ａ，１３Ｂの
中心がアライメントセンサ２３の検出中心に合致すると
きの試料台５の座標（ＸＰ_０，ＹＰ_０）、及びアライメ
ントマーク２４Ａ，２４Ｂの中心がアライメントセンサ
２３の検出中心に合致するときの試料台５の座標（ＸＰ
_１，ＹＰ_１）を求める。これによって、基板４のアライ
メントが終了する。

【０１６１】この結果、基準マーク１３Ａ，１３Ｂの中
心とアライメントマーク２４Ａ，２４Ｂの中心とのＸ方
向、Ｙ方向の間隔は（ＸＰ_０−ＸＰ_１，ＹＰ_０−Ｙ
Ｐ_１）となる。そこで、マスターレチクルＲｉのアライ
メント時の試料台５の座標（ＸＦ _０，ＹＦ_０）に対し
て、その間隔（ＸＰ_０−ＸＰ_１，ＹＰ_０−ＹＰ_１）分だ
け図１の基板ステージ６を駆動することによって、図６
に示すように、マスターレチクルＲｉのアライメントマ
ーク２１Ａ，２１Ｂの投影像の中心（露光中心）に、基
板４のアライメントマーク２４Ａ，２４Ｂの中心（基板
４の中心）を高精度に合致させることができる。この状
態から、図１の基板ステージ６を駆動して試料台５をＸ
方向、Ｙ方向に移動することによって、基板４上の中心
に対して所望の位置にマスターレチクルＲｉの親パター
ンＰｉの縮小像ＰＩｉを露光できる。

【０１６２】即ち、図６は、ｉ番目のマスターレチクル
Ｒｉの親パターンＰｉを投影光学系３を介して基板４上
に縮小転写する状態を示し、この図６において、基板４
の表面のアライメントマーク２４Ａ，２４Ｂの中心を中
心として、Ｘ軸及びＹ軸に平行な辺で囲まれた矩形のパ
ターン領域２５が、主制御系９内で仮想的に設定され
る。パターン領域２５の大きさは、図２３の親パターン
３６を１／α倍に縮小した大きさであり、パターン領域
２５が、Ｘ方向、Ｙ方向にそれぞれα個に均等に分割さ
れてショット領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，ＳＮ（Ｎ＝α
^２）が仮想的に設定される。ショット領域Ｓｉ（ｉ＝１
〜Ｎ）の位置は、図２３の親パターン３６を仮に図６の
投影光学系３を介して縮小投影した場合の、ｉ番目の親
パターンＰｉの縮小像ＰＩｉの位置に設定されている。

【０１６３】尚、１枚の基板４の露光に際しては、マス
ターレチクルＲｉの交換にかかわらず、基板４は３本の
ピンで構成された試料台５上に無吸着またはソフト吸着
され、露光時には基板４の位置がずれないように基板ス
テージ６を超低加速度、超低速度で移動させる。従っ
て、１枚の基板４の露光中に、基準マーク１３Ａ，１３
Ｂと基板４との位置関係が変化することはないので、マ
スターレチクルＲｉの交換時には、マスターレチクルＲ
ｉを基準マーク１３Ａ，１３Ｂに対して位置合わせすれ
ばよく、１枚のマスターレチクル毎に、基板４上のアラ
イメントマーク２４Ａ，２４Ｂの位置を検出する必要は
ない。

【０１６４】以上マスターレチクルＲｉと基板４との位
置合わせについて説明したが、マスターレチクルＲｉと
濃度フィルタＦｊの相対的な位置合わせもマーク１２４
Ａ〜１２４Ｄの位置情報を計測した結果に基づいて行わ
れる。このとき、基板ステージ６の特性上、ヨーイング
誤差等の誤差によって基板４に微小な回転を生じること
があり、このためマスターレチクルＲｉと基板４の相対
姿勢に微小なズレを生じる。このような誤差は、予め計
測され、あるいは実処理中に計測され、これが相殺され
るように、レチクルステージ２又は基板ステージ６が制
御されて、マスターレチクルＲｉと基板４の姿勢が整合
するように補正されるようになっている。マスターレチ
クルＲｉの姿勢が変更調整された場合には、濃度フィル
タＦｊの姿勢もそれに整合するように調整される。

【０１６５】このような処理の後、主制御系９は、その
親パターンＰｉの縮小像を基板４上のショット領域Ｓｉ
に投影露光する。図６においては、基板４のパターン領
域２５内で既に露光された親パターンの縮小像は実線で
示され、未露光の縮小像は点線で示されている。

【０１６６】このようにして、図１のＮ個のマスターレ
チクルＲ１〜ＲＮの親パターンＰ１〜ＰＮの縮小像を、
順次基板４上の対応するショット領域Ｓ１〜ＳＮに露光
することで、各親パターンＰ１〜ＰＮの縮小像は、それ
ぞれ隣接する親パターンの縮小像とつなぎ合わせを行い
ながら露光されたことになる。これによって、基板４上
に図２３の親パターン３６を１／α倍で縮小した投影像
２６が露光転写される。その後、基板４上のフォトレジ
ストを現像して、エッチング、及び残っているレジスト
パターンの剥離等を施すことによって、基板４上の投影
像２６は、図２３に示すような原版パターン２７となっ
て、ワーキングレチクル３４が完成する。

【０１６７】以上説明したように、本実施形態の露光装
置によると、ショットを走査方向（Ｙ方向）及び該走査
方向に直交する方向（Ｘ方向）に任意に、シームレスに
つなぎ合わせることができる。従って、スキャン露光に
よる各種の利点を享受しつつ二次元方向にシームレスな
つなぎ露光を行うことができるようになる。

【０１６８】ここで、スキャン露光の利点としては、以
下のものがある。即ち、投影光学系等を構成するレンズ
等の光学部品として小型のものを採用できるので、ディ
ストーション、像面湾曲、像面傾斜等の各種誤差を少な
くすることができる。また、同様に開口数（ＮＡ）を高
くすることができ、高解像化を図ることができる。さら
に、スキャン動作中に最適フォーカスとなるように基板
４のレベリングを行ったり、あるいはレチクルＲｉと基
板４の相対位置関係を積極的に僅かにずらして結像特性
を調整することにより、台形ディストーションを補正し
たりすることが可能であり、各種の誤差を補正すること
ができる。

【０１６９】また、上述した濃度フィルタＦｊを用いて
Ｘ方向に傾斜部を形成する実施形態では、レチクルＲｉ
に照射するスリット光ＩＬとして、矩形状のものを採用
しているので、光源の短波長化による解像度の向上等の
ために照明光ＩＬとしてエキシマレーザ光などのパルス
光を採用した場合であっても、十分に平均化効果を享受
することができ、従って、従来のスリット光の形状を工
夫してつなぎ部の露光量を傾斜的に設定する技術と異な
り、露光量ムラの発生を少なくすることができる。

【０１７０】ところで、本実施形態のようなスキャン型
でスティチング露光を行う露光装置においては、レチク
ルＲｉと基板４とを同期的に移動させつつ露光するた
め、スリット状の照明光がレチクルＲｉのパターン領域
（転写すべきパターンが形成された領域）に至る前、及
び該パターン領域を通過した後においては、スリット光
で基板４を露光しないよう遮光する必要がある。このた
め、レチクルＲｉのパターン領域の外側には、クロム等
を蒸着・形成してなる遮光帯域（遮光領域）が設けられ
る。ここで、この遮光帯域は、少なくともスリット光の
走査方向の幅（走査方向に離間された複数の部分照明光
により走査するものにあっては、先行する部分照明光の
先端縁と後続する部分照明光の後端縁との間の寸法）よ
りも広くする必要があり、一般には走査時の最高速度と
の関係で加速及び減速区間も考慮するので、当該スリッ
ト光の幅よりも十分大きい幅を確保する必要がある。

【０１７１】しかしながら、レチクルは一般的に透明ガ
ラス基板上にクロムを蒸着して作成するが、蒸着面積を
広くするとピンホール等の点欠陥が生じることが多く、
遮光帯域に点欠陥があると、本来的に露光すべきでない
部分を点状に露光してしまう。上記のように、レチクル
の遮光帯域を広くした場合には、点欠陥の生じる確率が
高くなってしまい、基板の露光を行う上で好ましくない
という問題がある。更に、遮光帯域の幅を広くすると、
ピンホールなどの点欠陥の検査エリアが拡大し、レチク
ルのコストが上昇してしまうという問題もある。

【０１７２】このような問題に対処するためには、ブラ
インド１１１Ｙ１及び１１１Ｙ２と同様の他のブライン
ドを設け、これらをレチクルＲｉの遮光部に対応する位
置に設定して、該レチクルＲｉ（基板４）に同期して移
動するようにするとよい。このようにすれば、レチクル
Ｒｉのパターン領域の外側に形成される遮光部に点欠陥
（ピンホール）等があった場合であっても、問題が生じ
ることはない。

【０１７３】尚、基板ステージ６、レチクルステージ
２、フィルタステージＦｊ、及びブラインド１１１の駆
動装置としては、例えばリニアモータを採用することが
でき、そのようなリニアモータを採用した場合における
ステージ（可動部）の支持機構としては、エアベアリン
グを用いたエア浮上型、又はローレンツ力やリアクタン
ス力を用いた磁気浮上型のものを採用することができ
る。また、ステージは、図３に示したようなガイド１３
１Ｘ、１３１Ｙに沿って移動するタイプでもよいし、そ
のようなガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。

【０１７４】リニアモータは、ベース部材に固定される
固定子（ステータ）と、そのベース部材に対して移動す
るステージに固定される可動子（スライダ）とからな
り、固定子がコイルを含むときは、可動子は磁石等の発
磁体を含み、固定子が発磁体を含むときは、可動子はコ
イルを含む。尚、発磁体が可動子に含まれ、コイルが固
定子に含まれているものをムービング・マグネット型の
リニアモータといい、コイルが可動子に含まれ、発磁体
が固定子に含まれるものをムービング・コイル型のリニ
アモータという。

【０１７５】かかるステージの移動に伴う反力により露
光装置本体に発生する振動を防止するためには、例え
ば、電気制御式のリアクションフレーム機構（アクティ
ブ型）を採用することができる。このリアクションフレ
ーム機構は、リニアモータの固定子をもベース部材上に
エアベアリング等の非接触手段によって浮かせた構造と
する。そして、露光装置本体とは別に設けられたリアク
ション架台と該固定子との間を、制御装置による制御に
基づき電気制御可能なボイスコイルモータ等のアクチュ
エータを備えたリアクションフレームで連結し、ステー
ジの駆動に応じて、該アクチュエータの作動を制御し
て、固定子に作用する反力Ｆを相殺するような力−Ｆを
作用させることにより、該反力をリアクション架台を介
して床面（大地）に逃がすようにした機構である。尚、
リニアモータの固定子とリアクション架台との間をリア
クションフレーム（剛体棒）で単に連結する機械式のリ
アクションフレーム機構（パッシブ型）を採用すること
もできる。

【０１７６】また、ステージの移動時に該ステージを含
む可動部全体の質量と実質的に同じ物体を逆方向に同じ
加速度で移動するように構成して、互いの反力を相殺す
るようにしたものを採用してもよい。

【０１７７】フィルタステージＦＳ、ブラインド１１１
及び固定スリット板ＳＢを含む部分は、ミラー１１２か
らレンズ１１６までの光学部品等を支持する構造体やレ
チクルステージ２、投影光学系３及び基板ステージ２等
を支持する構造体とは別の構造体に支持することが望ま
しい。これらの移動に伴う反力による影響をなるべく少
なくするためである。なお、照明光学系１内で最もレチ
クル側に配置される可動部（図１ではフィルタステージ
ＦＳ）まではその別の構造体に設け、それよりもレチク
ル側に配置される光学要素は、例えば投影光学系３など
を支持する構造体に設けてもよい。

【０１７８】ところで、上述した実施形態において、濃
度フィルタＦｊは照明光学系１内に配置される場合を例
に挙げて説明したが、例えばレチクルＲｉの近傍に配置
してもよいし、あるいは投影光学系３の像面側に配置し
てもよい。さらに、投影光学系３としてレチクルパター
ンの中間像を形成し、その中間像を基板４上に再結像す
る光学系を用いる場合には、その中間像の形成面、又は
その形成面から所定間隔だけ離して濃度フィルタＦｊを
配置してもよい。

【０１７９】なお、照明光学系（又は投影光学系）内で
基板４の表面（投影光学系３の像面）と共役な面（ＰＬ
１など）に濃度フィルタＦｊを配置する場合、例えば濃
度フィルタＦｊと基板４との間に拡散板を設ける、ある
いは濃度フィルタＦｊとレチクルＲｉとの間に配置され
る少なくとも１つの光学素子を移動し、基板４上でのド
ットパターンの像を不鮮明にする、即ちドットパターン
による照度均一性の低下を防止することが好ましい。こ
のとき、濃度フィルタＦｊをその共役面からずらして配
置してもよいし、あるいは濃度フィルタＦｊのドットサ
イズを、レチクルＲｉとの間に配置される光学系（１１
３など）の解像限界以下としなくてもよい。また、濃度
フィルタＦｊはその減光部１２３が同一の透明基板に形
成されるものとしたが、その減光部１２３を複数に分割
してそれぞれ異なる透明基板に形成してもよい。例え
ば、走査方向に延びる一対の減光部を互いに分けてもよ
い。

【０１８０】また、固定スリット板ＳＢ，ＳＢ１は照明
光学系内に配置するものとしたが、例えばレチクルＲｉ
又は基板４の近傍、あるいは投影光学系３の中間像の近
傍に配置してもよい。さらに、照明光学系（又は投影光
学系）内で基板４の表面と共役な面に固定スリット板Ｓ
Ｂ，ＳＢを配置してもよい。この場合、例えば固定スリ
ット板ＳＢ，ＳＢ１とレチクルＲｉとの間に配置される
光学系の収差などを調整して、走査方向（Ｙ方向）に関
する基板４上での照明光ＩＬの強度分布をその両端でそ
れぞれスロープ部とすることが好ましい。なお、前述の
実施形態ではレ濃度フィルタＦｊとは別に固定スリット
板ＳＢ，ＳＢ１を設けるものとしたが、濃度フィルタＦ
ｊの遮光部１２１に、固定スリット板ＳＢ，ＳＢ１とし
ての機能を持たせるようにして、該固定スリット板Ｓ
Ｂ，ＳＢ１を省略してもよい。

【０１８１】さらに、レチクルブラインド機構１１０は
その少なくとも１つのブラインドがレチクルＲｉ又は基
板４の近傍に配置されてもよいし、あるいは基板４の表
面と共役な面（前述の中間像が形成される面など）に配
置されてもよい。このとき、例えばブラインド１１１Ｘ
１，１１１Ｘ２とブラインド１１１Ｙ１，１１１Ｙ２と
を、リレー光学系などによってほぼ共役に配置してもよ
い。

【０１８２】ところで、前述の実施形態ではオプチカル
・インテグレータ１０６として、照明光学系内でレチク
ルＲｉのパターン形成面と共役な面に入射面が実質的に
配置され、かつそのパターン形成面に対するフーリエ変
換面（照明光学系の瞳面）に射出面が実質的に配置され
るフライアイレンズを用いるものとしている。しかしな
がら、オプチカル・インテグレータ１０６として、照明
光学系内でレチクルＲｉのパターン形成面と共役な面に
射出面が実質的に配置される内面反射型インテグレータ
を用いてもよい。この場合、前述したレチクルブライン
ド機構１１０の少なくとも一部、濃度フィルタＦｊ、及
び固定スリット板ＳＢ，ＳＢ１の少なくとも１つを、内
面反射型インテグレータの射出面に近接して配置しても
よい。

【０１８３】尚、上述した実施形態では、ショット領域
の形状は矩形状としているが、必ずしも矩形状である必
要はない。また、各ショットが同一形状である必要もな
く、大きさ等が異なっていてもよい。さらに、つなぎ部
の形状も、長方形である必要はない。尚、本願明細書中
における「つなぎ露光」とは、パターン同士をつなぎ合
わせることのみならず、パターンとパターンとを所望の
位置関係で配置することをも含む意味である。

【０１８４】ワーキングレチクル３４に形成するデバイ
スパターンを拡大したデバイスパターンを要素パターン
毎に分ける、例えば密集パターンと孤立パターンとに分
けてマスターレチクルに形成し、基板４上での親パター
ン同士のつなぎ部をなくす、あるいは減らすようにして
もよい。この場合、ワーキングレチクルのデバイスパタ
ーンによっては、１枚のマスターレチクルの親パターン
を基板４上の複数の領域にそれぞれ転写することもある
ので、ワーキングレチクルの製造に使用するマスターレ
チクルの枚数を減らすことができる。又は、その拡大し
たパターンを機能ブロック単位で分ける、例えばＣＰ
Ｕ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコ
ンバータをそれぞれ１単位として、少なくとも１つの機
能ブロックを、複数のマスターレチクルにそれぞれ形成
するようにしてもよい。

【０１８５】尚、図２３の原版パターン２７に例えば密
集パターンと孤立パターンとが形成されている場合、マ
スターレチクルＲ１〜ＲＮ中の１枚のマスターレチクル
Ｒａには密集パターンのみが形成され、別の１枚のマス
ターレチクルＲｂには孤立パターンのみが形成されるこ
とがある。このとき、密集パターンと孤立パターンとで
は最良の照明条件や結像条件等の露光条件が異なるた
め、マスターレチクルＲｉの露光毎に、その親パターン
Ｐｉに応じて、露光条件、即ち照明光学系１内の開口絞
りの形状や大きさ、コヒーレンスファクタ（σ値）、及
び投影光学系３の開口数等を最適化するようにしてもよ
い。

【０１８６】この際に、親パターンＰｉが密集パターン
（周期パターン）であるときには変形照明法を採用し、
２次光源の形状を輪帯状、あるいは照明光学系の光軸か
らほぼ等距離だけ離れた複数の局所領域に規定すればよ
い。また、その露光条件を最適化するために、投影光学
系３の瞳面付近に例えば光軸を中心とする円形領域で照
明光を遮光する光学フィルタ（いわゆる瞳フィルタ）を
挿脱したり、又は投影光学系３の像面と基板４の表面と
を所定範囲内で相対的に振動させるいわゆる累進焦点法
（フレックス法）を併用したりしてもよい。

【０１８７】また、親マスクを位相シフトマスクとし
て、照明光学系のσ値を例えば０．１〜０．４程度とし
て、上述の累進焦点法を採用してもよい。フォトマスク
はクロムなどの遮光層のみからなるマスクに限られるも
のではなく、空間周波数変調型（渋谷−レベンソン
型）、エッジ強調型、及びハーフトーン型などの位相シ
フトマスクであってもよい。特に空間周波数変調型やエ
ッジ強調型では、マスク基板上の遮光パターンに重ね合
わせて位相シフターをパターニングするため、例えばそ
の位相シフター用の親マスクを別途用意しておくことに
なる。

【０１８８】上述した実施形態では露光用照明光として
波長が１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光としている
が、それ以上の紫外光、例えばｇ線、ｉ線、及びＫｒＦ
エキシマレーザなどの遠紫外（ＤＵＶ）光、及びＦ_２レ
ーザ（波長１５７ｎｍ）、Ａｒ_２レーザ（波長１２６ｎ
ｍ）などの真空紫外（ＶＵＶ）光を用いることができ
る。

【０１８９】また、Ｆ_２レーザを用いる露光装置では、
レチクルや濃度フィルタは、蛍石、フッ素がドープされ
た合成石英、フッ化マグネシウム、ＬｉＦ、ＬａＦ_３、
リチウム・カルシウム・アルミニウム・フロライド（ラ
イカフ結晶）又は水晶等から製造されたものが使用され
る。

【０１９０】尚、エキシマレーザの代わりに、例えば波
長２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍのいずれかに発
振スペクトルを持つＹＡＧレーザなどの固体レーザの高
調波を用いるようにしてもよい。

【０１９１】また、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバー
レーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レ
ーザを、例えばエルビウム（又はエルビウムとイットリ
ビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅
し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調
波を用いてもよい。

【０１９２】また、レーザプラズマ光源、又はＳＯＲか
ら発生する軟Ｘ線領域、例えば波長１３．４ｎｍ、又は
１１．５ｎｍのＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ
Ｖｉｏｌｅｔ）光を用いるようにしてもよい。

【０１９３】投影光学系は縮小系だけでなく等倍系、又
は拡大系（例えば、液晶ディスプレイ又はプラズマディ
スプレイ製造用露光装置などで使用される）を用いても
よい。更に投影光学系は、反射光学系、屈折光学系、及
び反射屈折光学系のいずれを用いてもよい。

【０１９４】さらに、フォトマスクや半導体素子の製造
に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子などを
含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパター
ンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘ
ッドの製造に用いられる、デバイスパターンをセラミッ
クウエハ上に転写する露光装置、撮像素子（ＣＣＤな
ど）やマイクロマシンなどの製造に用いられる露光装置
等にも本発明を適用することができる。

【０１９５】フォトマスク（ワーキングレチクル）の製
造以外に用いられる露光装置では、デバイスパターンが
転写される被露光基板（デバイス基板）が真空吸着又は
静電吸着などによって基板ステージ６上に保持される。
ところで、ＥＵＶ光を用いる露光装置では反射型マスク
が用いられ、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は
電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマス
ク、メンブレンマスク）が用いられるので、マスクの原
版としてはシリコンウエハなどが用いられる。

【０１９６】複数のレンズから構成される照明光学系、
投影光学系を露光装置本体に組み込み光学調整をすると
ともに、多数の機械部品からなるレチクルステージや基
板ステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接
続し、さらに総合調整（電気調整、動作確認等）をする
ことにより本実施形態の露光装置を製造することができ
る。尚、露光装置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内で行うことが望ましい。

【０１９７】半導体デバイスは、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て、上
述した実施形態の露光装置によりワーキングレチクルを
製造するステップ、シリコン材料からウエハを製造する
ステップ、上述した実施形態の露光装置等によりレチク
ルのパターンをウエハに露光転写するステップ、デバイ
ス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工
程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製
造される。

【０１９８】尚、本発明は、上述した各実施形態に限定
されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変する
ことができることは言うまでもない。

【０１９９】

【発明の効果】本発明によると、マスク及び感応物体の
移動方向（走査方向）沿う方向の露光量を任意に調整す
ることができるので、該走査方向に沿う方向にシームレ
スなつなぎ露光を実現することができるという効果があ
る。また、該走査方向に直交する非走査方向の露光量に
ついても任意に調節することができるため、二次元的な
つなぎ露光を高精度で行うことができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る露光装置の概略構成
を示す図である。

【図２】 本発明の実施形態の要部の光軸に沿う方向の
配置を横から見た図である。

【図３】 本発明の実施形態の要部の光軸に沿う方向の
配置を光源側から見た図である。

【図４】 濃度フィルタの基本的な構成を示す上面図で
ある。

【図５】 ショットの重ね合わせに関する組み合わせを
示す図である。

【図６】 マスターレチクルの親パターンの縮小像を基
板上に投影する場合を示す要部斜視図である。

【図７】 空間像計測装置の概略構成を示す図である。

【図８】 スリットマークの計測についての説明図であ
り、（ａ）はマークの投影像を走査する状態を示す図、
（ｂ）は光電センサの出力を示す図である。

【図９】 走査方向に重ね継ぎを行わない場合のスキャ
ン露光開始直前における各部の位置を示す図であり、
（ａ）は光軸に沿う方向の配置を横から見た図、（ｂ）
は光軸に沿う方向の配置を光源側から見た図である。

【図１０】 走査方向に重ね継ぎを行わない場合のスキ
ャン露光終了直後における各部の位置を示す図であり、
（ａ）は光軸に沿う方向の配置を横から見た図、（ｂ）
は光軸に沿う方向の配置を光源側から見た図である。

【図１１】 走査方向に重ね継ぎを行う場合のスキャン
露光開始直前における各部の位置を示す図であり、
（ａ）は光軸に沿う方向の配置を横から見た図、（ｂ）
は光軸に沿う方向の配置を光源側から見た図である。

【図１２】 走査方向に重ね継ぎを行う場合のスキャン
露光開始直後における各部の位置を示す図であり、
（ａ）は光軸に沿う方向の配置を横から見た図、（ｂ）
は光軸に沿う方向の配置を光源側から見た図である。

【図１３】 走査方向に重ね継ぎを行う場合のスキャン
露光中における各部の位置を示す図であり、（ａ）は光
軸に沿う方向の配置を横から見た図、（ｂ）は光軸に沿
う方向の配置を光源側から見た図である。

【図１４】 走査方向に重ね継ぎを行う場合のスキャン
露光終了直前における各部の位置を示す図であり、
（ａ）は光軸に沿う方向の配置を横から見た図、（ｂ）
は光軸に沿う方向の配置を光源側から見た図である。

【図１５】 走査方向に重ね継ぎを行う場合のスキャン
露光終了直後における各部の位置を示す図であり、
（ａ）は光軸に沿う方向の配置を横から見た図、（ｂ）
は光軸に沿う方向の配置を光源側から見た図である。

【図１６】 走査方向に重ね継ぎを行う際のブラインド
１１１Ｙ１，１１１Ｙ２の位置と基板４上における積算
露光量との関係を説明するための図であり、（ａ）〜
（ｉ）は露光開始時点付近における説明図であり、
（ｊ）〜（ｒ）は露光終了時点付近における説明図であ
る。

【図１７】 ショットに対して濃度フィルタＦｊを用い
て非走査方向の重ね継ぎ部を形成し、ブラインドの移動
により走査方向の重ね継ぎ部を形成したときの積算露光
量分布の一例を示す図である。

【図１８】 ショットの四隅における積算露光量の設定
方法を説明するための図である。

【図１９】 本発明の他の実施形態の要部の光軸に沿う
方向の配置を光源側から見た図である。

【図２０】 固定スリット板に形成されているスリット
の形状を説明するための図である。

【図２１】 本発明の他の実施形態において、ショット
に対してスリットを通過した照明光により非走査方向の
重ね継ぎ部を形成し、ブラインドの移動により走査方向
の重ね継ぎ部を形成したときの積算露光量分布の一例を
示す図である。

【図２２】 ショットの四隅における積算露光量の設定
方法を説明するための図である。

【図２３】 マスターレチクルを用いてレチクル（ワー
キングレチクル）を製造する際の製造工程を説明するた
めの図である。

【図２４】 本発明の実施形態のレチクルのアライメン
ト機構を示す図である。

【符号の説明】

２…レチクルステージ（マスクステージ） ３…投影光学系 ４…感応物体（基板） ６…基板ステージ ９…主制御系（制御装置） ２７…原版パターン（転写用のパターン） ３６…親パターン（転写用のパターンを拡大したパター
ン） １１０…レチクルブラインド機構（ブラインド装置） １１１Ｙ１，１１１Ｙ２…ブラインド（遮光部材） Ｆｊ…濃度フィルタ ＩＬ…照明光（エネルギービーム） Ｒｉ…レチクル（マスク） ＳＢ１…固定スリット板（スリット板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０２ Ｇ０３Ｆ 7/20 ５２１ ５２１ 7/22 Ｈ 7/22 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１４Ａ ５１５Ｅ ５１８ ５１５Ｄ ５０２Ｐ Ｆターム(参考） 2H042 AA11 AA15 AA25 2H052 BA02 BA03 BA09 BA12 2H095 BA02 BA05 BA07 BA12 BB07 BB28 BB32 BB33 2H097 AA05 AA11 AB09 BB01 CA06 CA13 EA03 GB01 JA01 KA03 LA10 LA12 LA20 5F046 AA11 CB05 CB08 CB17 CB23 CC01 CC02 CC03 DA01 DA02 DB01 DC02 DC12 DD06

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスクと感応物体とを第１方向に沿って
   同期移動しつつスリット状のエネルギービームを照射し
   て該マスクに形成されたパターンの像を該感応物体上に
   逐次転写するようにした露光方法であって、 前記エネルギービームの前記第１方向の幅を一定として
   該エネルギービームを照射する第１ステップと、 前記第１ステップを実施する直前及び直後のうちの少な
   くとも一方において、前記感応物体上の積算エネルギー
   分布が傾斜的となるように、前記エネルギービームに対
   して進退可能な遮光部材を移動して該エネルギービーム
   の該第１方向の幅を該第１方向に直交する第２方向に渡
   って全体的に変更しつつ、該エネルギービームを照射す
   る第２ステップとを含むことを特徴とする露光方法。
2. 【請求項２】 前記感応物体上で前記第２ステップによ
   り前記エネルギービームが照射される部分がつなぎ部と
   して重合するように、前記第１方向における前記感応物
   体上の異なる領域に対して前記第１ステップ及び前記第
   ２ステップをそれぞれ実施することを特徴とする請求項
   １に記載の露光方法。
3. 【請求項３】 前記エネルギービームの前記第２方向の
   両端部のうちの少なくとも一方における該エネルギービ
   ームのエネルギー量を先端に行くに従って傾斜的に減少
   させる減光フィルタを介して該エネルギービームを照射
   することを特徴とする請求項１又は２に記載の露光方
   法。
4. 【請求項４】 前記エネルギービームの前記第２方向の
   両端部のうちの少なくとも一方における該エネルギービ
   ームの該第１方向の幅を先端に行くに従って傾斜的に狭
   くするスリット板を介して該エネルギービームを照射す
   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. 【請求項５】 前記感応物体上で前記減光フィルタ又は
   前記スリット板を介して前記エネルギービームが照射さ
   れる部分がつなぎ部として重合するように、前記第２方
   向における前記感応物体上の異なる領域に対して前記第
   １ステップ及び前記第２ステップをそれぞれ実施するこ
   とを特徴とする請求項３又は４に記載の露光方法。
6. 【請求項６】 転写用のパターンを拡大したパターンを
   複数のマスクのパターンに分割し、前記感応物体上で周
   辺部が部分的に重なる複数の領域にそれぞれ前記マスク
   の投影光学系による縮小像を逐次転写することを特徴と
   する請求項１〜５のいずれか一項に記載の露光方法。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか一項に記載の露
   光方法を用いて製造されたフォトマスク。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のフォトマスクを用いて
   該フォトマスクに形成されたパターンの像をデバイス基
   板上に転写する工程を含むデバイス製造方法。
9. 【請求項９】 マスクと感応物体とを第１方向に沿って
   同期移動しつつスリット状のエネルギービームを照射し
   て該マスクに形成されたパターンの像を該感応物体上に
   逐次転写するようにした露光装置であって、 前記エネルギービームに対して前記第１方向に進退可能
   な遮光部材を有するブラインド装置と、 前記エネルギービームの照射開始直後の所定期間及び照
   射終了直前の所定期間のうちの少なくとも一方の期間中
   に、前記感応物体上の積算エネルギー分布が傾斜的とな
   るように、前記ブラインド装置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。
10. 【請求項１０】 前記感応物体上で積算エネルギー分布
    が傾斜的に設定される部分がつなぎ部として重合するよ
    うに、前記第１方向における前記感応物体上の異なる領
    域に対してそれぞれ前記エネルギービームを照射するこ
    とを特徴とする請求項９に記載の露光装置。
11. 【請求項１１】 前記エネルギービームの前記第２方向
    の両端部のうちの少なくとも一方における該エネルギー
    ビームのエネルギー量を先端に行くに従って傾斜的に減
    少させる減光フィルタをさらに備えたことを特徴とする
    請求項９又は１０に記載の露光装置。
12. 【請求項１２】 前記エネルギービームの前記第２方向
    の両端部のうちの少なくとも一方における該エネルギー
    ビームの該第１方向の幅を先端に行くに従って傾斜的に
    狭くするスリット板をさらに備えたことを特徴とする請
    求項９又は１０に記載の露光装置。
13. 【請求項１３】 前記感応物体上で前記減光フィルタ又
    は前記スリット板を介して前記エネルギービームが照射
    される部分がつなぎ部として重合するように、前記第１
    方向に直交する第２方向における前記感応物体上の異な
    る領域に対してそれぞれ前記エネルギービームを照射す
    ることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の露光装
    置。
14. 【請求項１４】 前記マスクを移動するマスクステージ
    と、 基板を移動する基板ステージを備え、 前記制御装置は、前記マスク、前記基板及び前記遮光部
    材が前記エネルギービームに対して同期して移動するよ
    うに、前記マスクステージ、前記基板ステージ、及び前
    記ブラインド装置を制御することを特徴とする請求項９
    〜１３のいずれか一項に記載の露光装置。
15. 【請求項１５】 前記遮光部材は、前記第１方向に互い
    に独立して移動する複数の遮光板を有し、 前記制御装置は、前記マスクの移動に同期して前記第１
    方向に前記複数の遮光板の少なくとも１つを移動させる
    ことを特徴とする請求項１４に記載の露光装置。
16. 【請求項１６】 請求項９〜１５のいずれか一項に記載
    の露光装置を用いて、複数のパターンをステップ・アン
    ド・スティッチ方式でマスク基板上に転写する工程を含
    むフォトマスク製造方法。
17. 【請求項１７】 前記複数のパターンは、前記フォトマ
    スクに形成すべきデバイスパターンの拡大パターンを複
    数に分割したものであり、前記マスク基板上で周辺部が
    部分的に重なる複数の領域にそれぞれ投影光学系による
    縮小像が転写されることを特徴とする請求項１６に記載
    のフォトマスク製造方法。