JP2004311897A - Method and equipment for exposure, process for fabricating device, and mask - Google Patents

Method and equipment for exposure, process for fabricating device, and mask Download PDF

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Nobuyuki Irie
信行 入江
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Nikon Corp
株式会社ニコン
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce unevenness in light exposure when a plurality of patterns are exposed to overlap partially using a dimmer filter produced to have a specified transmissivity distribution. <P>SOLUTION: Exposure light IL from an exposure light source 1 passes through an oscillation mirror 6 and impinges on a micro fly eye integrator 2A. Light from the integrator 2A passes through a reticle blind 4, a density filter 55, a condenser lens system 8, and the like, and illuminates a reticle R. Pattern of the reticle R is then projected onto a photosensitive substrate G through a projection optical system PL. The exposure light IL is oscillated, as required, by means of the oscillation mirror 6. Since the light source image on the exit surface of the micro fly eye integrator 2A is a fine pitch lattice-like image, unevenness in light exposure by the light source image is reduced even when the light source image is transferred onto the photosensitive substrate G according to the principle of a kind of pinhole camera by a pattern in the density filter 55. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、マスク、半導体素子、撮像素子(CCD等)、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等の各種デバイスを製造するためのリソグラフィ工程で使用される露光技術に関し、更に詳しくは複数個のパターンを画面継ぎを行いながら転写(つなぎ露光)してより大きなパターンを露光する露光技術に関する。 The present invention is a mask, the semiconductor devices, imaging devices (CCD, etc.), a liquid crystal display device, or relates to an exposure technique used in lithography process for manufacturing various devices such as thin-film magnetic head, more particularly a plurality of patterns the an exposure technique for exposing a larger pattern is transferred while screen stitch (stitching exposure).
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
従来の半導体集積回路は、一般にマスクとしての一枚のレチクルのパターンを基板としてのウエハ上の各ショット領域に転写する工程を繰り返すことによって製造されていた。 Conventional semiconductor integrated circuits generally have a single pattern of a reticle as a mask is manufactured by repeating the step of transferring the respective shot areas on the wafer as a substrate. これに対して最近、大型化した半導体デバイスの製造を行うために、転写すべき一つの回路パターンの原版パターンを複数枚のレチクルのパターンに分割し、この複数枚のレチクルのパターンをウエハ上の一つのショット領域に画面継ぎを行いながら転写する露光方法、即ちつなぎ露光する露光方法も用いられている。 Recently contrary, in order to manufacture a large-sized semiconductor device, the original pattern of one circuit pattern to be transferred is divided into a pattern of a plurality of reticles, on the wafer a pattern of the plurality of reticles exposure method for transferring while screens joint in one shot area, i.e. exposure method for stitching exposure is also used. つなぎ露光は、「画角合成」とも呼ばれている。 Stitching exposure is also referred to as the "angle of view synthesis".
【0003】 [0003]
また、従来の実際に露光工程で使用されるレチクル(ワーキングレチクル)は、一般にガラス基板上に金属膜を形成し、この上のレジスト層に電子線描画装置によってデバイスパターンを直接描画した後、現像及びエッチング等の処理を施すことによって製造されていた。 Further, the conventional reticle is actually used in the exposure process (working reticle) is generally a metal film is formed on a glass substrate, after drawing a device pattern directly by electron beam lithography system on a layer of resist thereon, developing and it has been produced by performing processing such as etching. しかしながら、デバイスの大型化に対応してレチクルを大型化した場合に、その1枚のレチクルの全パターンを電子線描画装置で描画するのは、長い描画時間を要するために製造コストが上昇する。 However, when the size of the reticle in response to enlargement of the device, to draw the whole pattern of the one of the reticle by an electron beam drawing apparatus, the manufacturing cost is increased because it takes a long drawing time. そこで、特に大型のワーキングレチクルについては、電子線描画装置を用いて製造した複数枚のマスクーレチクルのパターンを、1枚のガラス基板上に画面継ぎを行いながら縮小して露光することによって製造する方法も用いられている。 Therefore, especially for large working reticle is manufactured by a pattern of a plurality of masks over reticle produced, by reducing while screen joint on one glass substrate exposed using an electron beam lithography system The method has also been used.
【0004】 [0004]
このように複数枚のレチクルのパターンのつなぎ露光を行って、1つのデバイス又は1枚のレチクルを製造する場合には、隣接するパターンの継ぎ部(境界部)でのパターンの切断を防止する必要がある。 Thus by performing the stitching exposure pattern of a plurality of reticles, when manufacturing a single device or a single reticle, necessary to prevent the cutting of the pattern at the joint portion of the adjacent patterns (boundary) there is. そこで、ステッパー等の投影露光装置を用いてつなぎ露光を行う際には、隣接するパターンの像の所定幅の周辺部を外側に向かって次第に透過率が減少する減光フィルタを介して重ね合わせて露光する方法が開発されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, when performing stitching exposure using the projection exposure apparatus such as a stepper is superimposed via a neutral density filter that gradually transmittance to decrease the peripheral portion of a predetermined width toward the outside of the image of the adjacent patterns method for exposing has been developed (e.g., see Patent Document 1).
【0005】 [0005]
【特許文献1】 [Patent Document 1]
国際公開(WO)第00/059012号パンフレット(図4、図7) International Publication (WO) No. 00/059012 pamphlet (4, 7)
【0006】 [0006]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
上記の如く画面継ぎを行いながら露光を行う際には、従来より継ぎ部で減光フィルタを介して二重露光を行っていた。 When performing exposure while screen splicing as described above, was carried out double exposure through a neutral density filter with conventionally joints. また、従来の減光フィルタの外側に向かって次第に透過率が減少する部分は、例えばガラス基板上に電子線描画装置を用いて多数の微細なドットパターンを局所的にはランダムで、かつ全体として所定の傾向で透過率が変化するような配置で描画することによって形成されていた。 Moreover, increasingly portions transmittance decreases toward the outside of the conventional neutral density filter, for example a large number of fine dot pattern using an electron beam writing device on a glass substrate randomly in the local and overall It was formed by drawing in an arrangement such as transmittance changes with a predetermined trend. また、その減光フィルタは、例えばレチクルのパターン面との共役面に対して或る程度デフォーカスした面に配置されるため、個々のドットパターンの像がデバイス又はレチクル用の基板上にそのまま転写されることはない。 Further, the neutral density filter, for example for placement on a surface and a degree of defocus with respect to the conjugate plane of the pattern surface of the reticle, as it is transferred the image of the individual dot pattern on the substrate for the device or reticle is is it is not.
【0007】 [0007]
しかしながら、その減光フィルタの多数のドットパターン中には、光透過部中に形成された孤立パターンのようなパターン、又は光透過部中に形成されたラインパターンのようなパターンが存在することがある。 However, in a number of the dot pattern of the neutral density filter, be patterned such as a line pattern, such pattern, or formed in the light transmission portion as an isolated pattern formed in the light transmitting unit is present is there. この場合に照明系中にフライアイ・インテグレータが配置されていると、その孤立パターン又はラインパターンのようなパターンが一種のピンホールカメラの開口の作用をして、ウエハ(又はガラス基板)上にそのフライアイ・インテグレータの射出面のデフォーカスした像である2次元又は1次元の格子状パターンの像が転写される恐れがあった。 When the fly-eye integrator in the illumination system in this case is arranged, the pattern such as an isolated pattern or line pattern by the action of the opening of one pinhole camera, onto a wafer (or glass substrate) image of two-dimensional or one-dimensional grid pattern that is defocused image of the exit surface of the fly-eye integrator there is a risk to be transferred. このような減光フィルタを用いて画面継ぎを行うと、隣接するパターンの継ぎ部付近において露光量むらが生じて、最終的に形成される回路パターンの線幅のばらつきが大きくなる恐れがあり、ひいてはデバイス又はマスクの歩留まり低下を招く恐れもある。 When a screen joint using such neutral density filters, exposure unevenness occurs in the vicinity of joints of adjacent patterns, variations in line width of a circuit pattern to be finally formed may become larger, there thus may lead to yield loss of the device or mask.
【0008】 [0008]
本発明は斯かる点に鑑み、例えば複数のパターンを画面継ぎを行いながら露光する場合のように、所定の透過率分布を持つ減光フィルタを用いて複数のパターンを一部が重なるように露光する場合、露光対象の基板上での露光量むらを低減できる露光技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the points mow 斯, for example as in the case of exposure with a plurality of patterns do screen splicing exposure so as to partially overlap the plurality of patterns using a neutral density filter having a predetermined transmittance distribution If it, and an object thereof is to provide an exposure technology capable of reducing the exposure unevenness on the substrate as the exposure objective.
更に本発明は、そのような露光技術を用いて複数のパターンを一部が重なるように露光することによって、大型のデバイス又はマスクを高精度に製造できる製造技術を提供することをも目的とする。 The present invention aims also by exposing to partially overlap a plurality of patterns, to provide a manufacturing technique for a large device or mask can be produced with high accuracy by using such an exposure technique .
【0009】 [0009]
更に本発明は、そのような露光技術を用いて製造できる大型のマスクを提供することをも目的とする。 The present invention aims also at providing a large mask which can be produced using such an exposure technique.
【0010】 [0010]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
本発明による第1の露光装置は、露光ビームでマスクを照明する照明系(10)を備え、基板(G)上で周辺部(30AB)が部分的に重なる複数の領域(30A,30B)にそれぞれマスクのパターンを転写するために、その周辺部でその露光ビームの強度を変化させてその各領域を露光する露光装置において、その照明系は、その露光ビームの複数の光源像を形成するマイクロフライアイ・インテグレータ(2A)と、そのマスク上の照明領域を規定する視野絞り(4)と、そのマイクロフライアイ・インテグレータの射出側に配置されて、その複数の領域のその周辺部でのその露光ビームの強度を少なくとも一方向に関して徐々に変化させるために、その少なくとも一方向に対応してその露光ビームに対する透過率が変化する透過率分 The first exposure apparatus according to the invention comprises an illumination system for illuminating the mask (10) with an exposure beam, in a plurality of regions around the portion on the substrate (G) (30ab) partially overlap (30A, 30B) to transfer a pattern of the mask, respectively, in the exposure apparatus at the peripheral portion thereof by changing the intensity of the exposure beam for exposing the respective regions, the illumination system forms a plurality of light source images of the exposure beam micro a fly's eye integrator (2A), and field stop (4) for defining the illumination area on the mask, is disposed on the exit side of the micro fly's eye integrator, that at the periphery of the plurality of regions to gradually changed with respect to at least one direction the intensity of the exposure beam, transmittance fraction transmittance changes for the exposure beam in response to the at least one direction を持つ減衰部(55a〜55d)が一部に形成される減光フィルタ(55)とを備えるものである。 Damping unit with (55a to 55d) are those having a neutral density filter which is formed on a part (55).
【0011】 [0011]
斯かる本発明によれば、マイクロフライアイ・インテグレータは通常のフライアイ・インテグレータに比べて各レンズエレメントの形状が例えば1/100程度に小さいため、仮にその減光フィルタの減衰部のパターンによってピンホールカメラと同様の作用によって、そのマイクロフライアイ・インテグレータの射出面の像がその基板上の複数の領域の周辺部(継ぎ部)の近くに形成されても、その射出面の像はピッチの小さい格子状である。 According to such present invention, since the shape of each lens element as compared to the micro fly's eye integrator typical fly's eye integrator is small, for example, about 1/100, if the pin by the pattern of decay portion of the neutral density filter by the action similar to the hole camera, even if the image of the exit surface of the micro fly's eye integrator is formed near the periphery of the plurality of regions of the substrate (joints) of the exit surface statue pitch a small lattice-like. 従って、その周辺部での露光量むらは小さくなる。 Therefore, exposure unevenness at the peripheral portion becomes smaller.
【0012】 [0012]
この場合、その照明系は、露光中にそのマイクロフライアイ・インテグレータに対するその露光ビームの入射角を変化させるために、その露光ビームを振動させる振動部材(6)を更に有することが望ましい。 In this case, the illumination system in order to vary the angle of incidence of the exposure beam during the exposure for the micro fly's eye integrator, it is desirable to further having a vibration member (6) for vibrating the exposure beam.
その振動部材によって、露光中にそのマイクロ・フライアイ・インテグレータの射出面の多数の光源像の位置が変位するため、平均化効果によって露光量むらは更に低減される。 By the vibration member, the position of the plurality of light source images of the exit surface of the micro-fly's eye integrator during exposure to displacement, exposure unevenness by averaging effect is further reduced.
【0013】 [0013]
また、1回の露光中のその振動部材によるその露光ビームの振動量は、そのマイクロフライアイ・インテグレータの射出面において、そのマイクロフライアイ・インテグレータによって形成される複数の光源像の明暗のピッチの1/2以上の振幅でその複数の光源像が振動する程度であることが望ましい。 The vibration amount of the exposure beam according to one of the vibration member during exposure, in its exit surface of the micro fly's eye integrator, the micro fly's eye a plurality of formed by integrator of light source images in the pitch of the light-dark it is desirable that the plurality of light source images at least half of the amplitude is the degree of vibration. これによって、露光量むらが殆どなくなる。 As a result, the exposure amount unevenness almost eliminated.
【0014】 [0014]
次に、本発明による第2の露光装置は、露光ビームでマスクを照明する照明系を備え、基板(G)上で周辺部(30AB)が部分的に重なる複数の領域(30A,30B)にそれぞれマスクのパターンを転写するために、その周辺部でその露光ビームの強度を変化させてその各領域を露光する露光装置において、その照明系は、その露光ビームの複数の光源像を形成するオプティカル・インテグレータ(2B)と、そのマスク上の照明領域を規定する視野絞り(4)と、そのオプティカル・インテグレータの射出側に配置されて、その複数の領域のその周辺部でのその露光ビームの強度を少なくとも一方向に関して徐々に変化させるために、その少なくとも一方向に対応してその露光ビームに対する透過率が変化する透過率分布を持つ減衰部 Then, the second exposure apparatus according to the invention comprises an illumination system for illuminating a mask with exposure beam into a plurality of regions around the portion on the substrate (G) (30AB) partially overlap (30A, 30B) to transfer a pattern of the mask, respectively, in an exposure apparatus for exposing the respective regions by changing the intensity of the exposure beam at the periphery, the illumination system forms a plurality of light source images of the exposure beam optical - an integrator (2B), and field stop (4) for defining the illumination area on the mask, it is disposed on the exit side of the optical integrator, the intensity of the exposure beam at the periphery of the plurality of regions at least in order to gradually change with respect to one direction, the damping portion having at least one direction corresponding transmittance distribution in which the transmittance changes for the exposure beam 55a〜55d)が一部に形成される減光フィルタ(55)と、そのオプティカル・インテグレータに入射するその露光ビームを拡散させる拡散部材(64)とを有するものである。 A neutral density filter (55) which 55a to 55d) is formed in a part, and has the diffusion member for diffusing the exposure beam (64) incident to the optical integrator.
【0015】 [0015]
斯かる本発明によれば、拡散部材によって露光ビームが拡散されるため、そのオプティカル・インテグレータによって形成される複数の光源像の明部が大きくなる。 According to such present invention, since the exposure beam is diffused by the diffusion member, the light area of ​​the plurality of light source images formed by the optical integrator is increased. 従って、仮にその減光フィルタの減衰部のパターンによってピンホールカメラと同様の作用によって、そのフライアイ・インテグレータの射出面の像がその基板上の複数の領域の周辺部(継ぎ部)の近くに形成されても、その射出面の像は全体としてほぼ均一な明るさとなるため、その周辺部での露光量むらは小さくなる。 Therefore, if the same action as pinhole camera by the pattern of decay portion of the neutral density filter, the image of the exit surface of the fly's eye integrator is close to the periphery of the plurality of regions of the substrate (joints) It is formed, since the substantially uniform brightness overall statue of the exit surface, exposure unevenness at the peripheral portion becomes smaller.
【0016】 [0016]
この場合、そのオプティカル・インテグレータが、複数のレンズエレメントを束ねて形成されるフライアイ・インテグレータであるとき、その拡散部材は、そのフライアイ・インテグレータを構成する各レンズエレメントに入射するその露光ビームをそれぞれ拡散する程度の粗さを持つことが望ましい。 In this case, the optical integrator is, when a fly-eye integrator, which is formed by bundling a plurality of lens elements, the diffusing member, the exposure beam incident on each lens element constituting the fly-eye integrator it is desirable to have a roughness degree of diffusion, respectively. これによって、各レンズエレメント毎に形成される光源像の明部が大きくなるため、露光量むらが大きく低減される。 Thus, since the light portion of the light source image formed on each lens element becomes large, the exposure amount unevenness is greatly reduced.
【0017】 [0017]
また、その照明系は、露光中にそのオプティカル・インテグレータに対するその露光ビームの位置が変化するようにその露光ビームを振動させる振動部材(6)を更に有することが望ましい。 Also, the illumination system preferably further having a vibration member having a position of the exposure beam to vibrate the exposure beam so that changes to the optical integrator during exposure (6). その露光ビームが振動することで、露光中にそのフライアイ・インテグレータによって形成される複数の光源像が変位するため、平均化効果によって露光量むらは更に低減される。 By the exposure beam vibrates, since a plurality of light source images formed by the fly-eye integrator during exposure is displaced, exposure unevenness by averaging effect is further reduced.
【0018】 [0018]
この場合、そのオプティカル・インテグレータは、複数のレンズエレメントを束ねて形成されるフライアイ・インテグレータであり、1回の露光中のその振動部材によるその露光ビームの振動量は、そのフライアイ・インテグレータの入射面におけるその露光ビームの変位の振幅が、その各レンズエレメントの幅の1/2以上となる程度であることが望ましい。 In this case, the optical integrator is a fly-eye integrator, which is formed by bundling a plurality of lens elements, the vibration amount of the exposure beam by one of the vibration member during exposure, the fly-eye integrator the amplitude of the displacement of the exposure beam at the entrance surface, it is desirable that the device such that half or more of the width of the respective lens elements. これによって、露光量むらが殆どなくなる。 As a result, the exposure amount unevenness almost eliminated.
【0019】 [0019]
また、本発明による露光方法は、本発明の何れかの露光装置を用いて、マスクのパターンを画面継ぎを行いながら基板(G;W)上に露光する露光方法であって、第1のマスク(RA)のパターンの継ぎ部をその減光フィルタを介してその基板上に露光する第1工程と、第2のマスク(RB)のパターンの継ぎ部をその減光フィルタを介してその基板上のその第1のマスクのパターンのその継ぎ部の像の上に露光する第2工程とを有するものである。 The exposure method according to the invention, using any of the exposure apparatus of the present invention, the substrate while the pattern of the mask performs a screen joint; An exposure method for exposing on (G W), a first mask through a pattern the neutral density filter the joints of the (RA) a first step of exposing on the substrate, on the substrate the joints of the pattern of the second mask (RB) through the neutral density filter in which a second step of exposing on the first image of the joint portion of the pattern of the mask.
【0020】 [0020]
この露光方法によれば、複数のパターンの画面継ぎによって大きいパターンを露光することができると共に、露光量むらが低減されてる。 According to this exposure method, it is possible to expose a large pattern by screen splicing of a plurality of patterns, exposure unevenness is reduced.
また、本発明のデバイス製造方法は、リソグラフィ工程を含みマスク又はデバイスを製造するためのデバイス製造方法であって、本発明の何れかの露光方法又は露光装置によって複数のパターン(RA〜RD)を画面継ぎを行いながら露光する工程を含むものである。 Further, the device manufacturing method of the present invention, there is provided a device manufacturing method for manufacturing a mask or device includes a lithography process, a plurality of patterns by either exposure method or exposure apparatus of the present invention (RA to RD) it is intended to include the step of exposure while the screen joint. この際に複数のマスクパターンをつなぎ露光することによって、その基板上に直接電子線描画装置等を用いてマスクパターンを描画する方式に比べて、高精度かつ高スループットにマスク又はデバイスを量産できる。 By exposing connecting a plurality of mask patterns in this, as compared with the method of drawing a mask pattern using a direct electron beam lithography system or the like on the substrate, it can be mass-produced mask or device with high accuracy and high throughput.
【0021】 [0021]
また、本発明のマスクは、本発明のデバイス製造方法を用いて製造されたものである。 The mask of the present invention are those produced using the device manufacturing method of the present invention. 本発明の適用によって、大型マスクを高精度に製造することができる。 By application of the present invention, it is possible to manufacture a large mask with high precision.
【0022】 [0022]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明の第1の実施形態につき図1〜図8を参照して説明する。 Hereinafter, will be explained with reference to FIGS. 1 to 8 in the first embodiment of the present invention. 本例は、投影露光装置を用いて複数のマスクパターンの像を画面継ぎを行いながら1つの基板上に転写する場合に本発明を適用したものである。 This example is an application of the present invention when transferring an image of a plurality of mask patterns on a single substrate while screen joint using the projection exposure apparatus.
図1は、本例の投影露光装置の概略構成を示し、この図1において、露光光源1としてはKrFエキシマレーザ光源(波長248nm)が使用されている。 Figure 1 shows a schematic arrangement of a projection exposure apparatus of this embodiment, in FIG. 1, KrF excimer laser light source (wavelength 248 nm) is used as the exposure light source 1. なお、露光光源としては、ArFエキシマレーザ光源(波長193nm)、F レーザ光源(波長157nm)、Kr レーザ(波長146nm)、Ar レーザ光源(波長126nm)などの紫外パルスレーザ光源、YAGレーザの高調波発生光源、半導体レーザの高調波発生装置、又は水銀ランプ(i線等)なども使用することができる。 As the exposure light source, ArF excimer laser light source (wavelength 193 nm), F 2 laser light source (wavelength 157 nm), Kr 2 laser (wavelength 146 nm), Ar 2 laser light source (wavelength 126 nm) ultraviolet pulse laser light source such as, YAG laser harmonic generating light source, a semiconductor laser of the harmonic generator, or mercury lamp (i-ray, etc.), etc. may be used.
【0023】 [0023]
露光時に露光光源1からパルス発光された露光ビームとしての露光光(露光用の照明光)ILは、シリンドリカルレンズを含むビーム整形光学系BE1を通過して断面形状がほぼ正方形に整形された後、ミラーM1及びM2で反射されて、ビームエキスパンダBE2によって断面形状が所定の大きさまで拡大される。 Exposure light as a pulse the emitted exposure beam from an exposure light source 1 at the time of exposure (illumination light for exposure) IL, after cross section through the beam shaping optical system BE1 including a cylindrical lens is shaped into substantially a square, is reflected by the mirror M1 and M2, the beam expander BE2 sectional shape is expanded to a predetermined size. ビームエクスパンダBE2から射出されたほぼ平行な露光光ILは、ミラーM3で反射された後、振動部材としての振動ミラー6によって光路が折り曲げられて、オプティカル・インテグレータ(ユニフォマイザ又はホモジナイザ)としてのマイクロフライアイ・インテグレータ2Aに入射して、照度分布が均一化される。 Beam Aix substantially parallel exposure light IL emitted from the expander BE2 is reflected by the mirror M3, by bending the optical path by the vibrating mirror 6 as the vibration member, a micro as an optical integrator (uniformizer or homogenizer) enters the fly-eye integrator 2A, the illuminance distribution is made uniform.
【0024】 [0024]
振動ミラー6には、回転軸6aの周りにこの振動ミラー6を所定の角度範囲で振動させる駆動モータ61が設けられており、装置全体の動作を統轄制御する主制御系24が駆動モータ61の動作を制御する。 The vibrating mirror 6, the vibrating mirror 6 around the rotation shaft 6a and the drive motor 61 for vibrating provided in a predetermined angle range, the main control system 24 for supervising controlling the operation of the entire apparatus of the drive motor 61 to control the operation. なお、更に回転軸6aに直交する回転軸6bの周りに振動ミラー6を振動させる機構を設け、振動ミラー6を直交する2軸の周りに振動できるようにしてもよい。 Still further the mechanism for vibrating the vibrating mirror 6 around the rotation shaft 6b perpendicular to the rotation shaft 6a may be provided to allow oscillate about two axes orthogonal to the vibration mirror 6. また、マイクロフライアイ・インテグレータ2Aは、断面形状が幅数10μm程度の角型又は直径が数10μm程度の円形の多数の微小レンズを束ねたものである。 The micro fly's eye integrator 2A is one in which cross-sectional shape is rectangular or diameter of the order of a width of several 10 [mu] m were bundled multiple microlenses circular several 10 [mu] m.
【0025】 [0025]
また、マイクロフライアイ・インテグレータ2Aの射出面(照明光学系の瞳面)には、露光光ILの開口数、ひいてはコヒーレンスファクタ(σ値)を設定すると共に、露光光の光量分布を円形、輪帯状、複数の偏心した領域などに設定して照明条件を決定するための照明系開口絞り(σ絞り)7が配置されている。 Further, on the exit surface of the micro fly's eye integrator 2A (pupil plane of the illumination optical system), the numerical aperture of the exposure light IL, together sets the thus coherence factor (sigma value), the circular light amount distribution of the exposure light, wheel strip, set such a plurality of eccentric areas aperture illumination system aperture for determining the illumination condition (sigma stop) 7 is disposed. 照明系開口絞り7を通過した露光光ILは、リレーレンズ3を経て可変視野絞りとしてのレチクルブラインド4に入射する。 The exposure light IL that has passed through the illumination system aperture diaphragm 7 is incident on the reticle blind 4 as a variable field stop via the relay lens 3. レチクルブラインド4は、一例として図2に示すように、2枚の移動自在のL字型の遮光板41,42の4箇所のエッジ41A,41B,42A,42Bで囲まれる可変開口(斜線を施した領域)Sによって、転写対象のレチクルR上の照明領域(露光画角)を決定する。 Reticle blind 4, as shown in FIG. 2 as an example, two movable L-shaped four positions of the edge 41A of the light shielding plate 41 and 42, 41B, 42A, variable aperture (facilities diagonal lines surrounded by 42B by regions) S, determining the illumination area on the reticle R to be transcribed (exposure field angle). 遮光板41,42は、不図示の駆動機構によってそれぞれ照明光学系の光軸に垂直な平面内の直交するX方向、Y方向に駆動される。 Shielding plates 41 and 42, perpendicular to the X direction in a plane perpendicular to the optical axis of the illumination optical system, respectively, by a driving mechanism (not shown) is driven in the Y direction. 図1の主制御系24が、その駆動機構を介してレチクルブラインド4の開口の位置及び大きさを制御する。 The main control system 24 Figure 1 controls the position and size of the opening of the reticle blind 4 through the drive mechanism.
【0026】 [0026]
図1において、レチクルブラインド4を通過した露光光ILは、濃度フィルタ55を通過して、後述のように画面継ぎを行いながら露光する(つなぎ露光する)際に適した強度分布(照度分布)を与えられる。 1, the exposure light IL passing through the reticle blind 4 passes through the density filter 55 is exposed while the screen splicing as described below (the stitching exposure to) when the intensity distribution suitable for (illuminance distribution) Given. 即ち、減光フィルタとしての濃度フィルタ55は、つなぎ露光する際の継ぎ部の積算露光量を他の部分の積算露光量と同一にするための透過率分布を有している(詳細後述)。 That is, the density filter 55 as neutral density filter has a transmittance distribution to the integrated exposure amount of joints at the time of stitching exposure the same as the integrated exposure amount of the other part (details will be described later). 濃度フィルタ55を通過した露光光は、リレーレンズ8A、光路折り曲げ用のミラーM4及びコンデンサレンズ8Bを経て、転写用の原版パターンの形成されたマスクとしてのレチクルRのパターン面(下面)を照明する。 Exposure light which has passed through the density filter 55, passes through relay lens 8A, a mirror M4 and a condenser lens 8B for bending the optical path, for illuminating the pattern surface of the reticle R as a mask formed of the original pattern to be transferred (the lower surface) . リレーレンズ8A及びコンデンサレンズ8Bに関してレチクルRのパターン面(レチクル面)に共役な面を面P1(図8参照)とすると、レチクルブラインド4は面P1又は面P1に近接した面上に配置されており、濃度フィルタ55のフィルタ形成面は面P1からΔFだけ僅かにレチクルR側(露光光源1側でもよい)にデフォーカスした位置に設定されている。 When a plane conjugate to the pattern surface of the reticle R (reticle plane) with respect to the relay lens 8A and a condenser lens 8B and surface P1 (see FIG. 8), the reticle blind 4 is disposed on a plane close to the plane P1 or the plane P1 cage, the filter forming surface of the density filter 55 is set at a position defocused (which may be a exposure light source 1 side) only ΔF from the surface P1 slightly reticle R side. 濃度フィルタ55の作用によって、露光光ILはレチクルRのパターン領域の周辺部で外側に向けて次第に小さくなる強度分布(照度分布)を有する。 By the action of the density filter 55, the exposure light IL having gradually becomes smaller intensity distribution toward the outside at the periphery of the pattern area of ​​the reticle R (the illuminance distribution).
【0027】 [0027]
露光光源1、ビーム整形光学系BE1、ビームエクスパンダBE2、ミラーM1〜M3、マイクロフライアイ・インテグレータ2A、照明系開口絞り7、リレーレンズ3、レチクルブラインド4、濃度フィルタ55、リレーレンズ8A、ミラーM4、及びコンデンサレンズ8Bを含んで照明光学系10が構成されている。 The exposure light source 1, a beam shaping optical system BE1, a beam expander BE2, mirrors M1 to M3, the micro fly's eye integrator 2A, the illumination system aperture diaphragm 7, the relay lens 3, the reticle blind 4, the density filter 55, a relay lens 8A, a mirror M4, and the illumination optical system 10 is configured to include a condenser lens 8B. 露光光ILのもとで、レチクルRの照明領域内のパターンは、両側テレセントリックの投影光学系PLを介して投影倍率β(βは1/4,1/5等)で感光基板G上の一つのショット領域に投影される。 Under the exposure light IL, the pattern in the illumination area of ​​the reticle R is one on the photosensitive substrate G projection magnification beta via the projection optical system PL of the bilateral telecentric (beta 1 / 4,1 / 5, etc.) It is projected on One shot area. 基板としての感光基板Gは、ワーキングレチクル用の四角形のガラス基板にクロム等の金属膜を被着した後、フォトレジストを塗布したものである。 Photosensitive substrate G as a substrate, after depositing a metal film such as chromium on a glass substrate of the rectangle for working reticle is obtained by applying a photoresist. 更に、感光基板Gの周辺部には複数のアライメントマーク(不図示)が形成されている。 Further, the peripheral portion of the photosensitive substrate G has a plurality of alignment marks (not shown) is formed. なお、露光対象の基板としては、例えば半導体(シリコン等)又はSOI(silicon on insulator)等の直径が200〜300mm程度の円板状の基板であるウエハWも使用することができる。 As the substrate to be exposed, for example, may be a diameter, such as a semiconductor (silicon or the like) or SOI (Silicon on Insulator) is also used wafer W is a disk-shaped substrate of about 200 to 300 mm. 以下、投影光学系PLの光軸AXに平行にZ軸を取り、感光基板G上のZ軸に垂直な平面内で互いに直交する方向にX軸及びY軸を取って説明する。 Hereinafter, taking the Z-axis parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL, taking X-axis and Y-axis is described in the directions perpendicular to each other in a plane perpendicular to the Z axis on a photosensitive substrate G. なお、図2のX方向、Y方向は、それぞれ図1のX方向、Y方向に対応する方向である。 Incidentally, X-direction, Y-direction in FIG. 2, X-direction, respectively, of FIG 1, a direction corresponding to the Y direction.
【0028】 [0028]
図1において、濃度フィルタ55は、可動テーブル53及び可動テーブル52を介して不図示のベース上で、駆動モータ52x,52y等によって照明光学系10の光軸に垂直な平面内でX方向、Y方向に対応する方向に移動可能で、且つその光軸の周りに回転可能に支持されている。 In Figure 1, the density filter 55, on the base (not shown) through a movable table 53 and movable table 52, a drive motor 52x, X-direction in a plane perpendicular to the optical axis of the illumination optical system 10 by 52y etc., Y movable in a direction corresponding to the direction, and is and rotatably supported around the optical axis. 可動テーブル52,53には濃度フィルタ55の位置及び回転角を検出するセンサが組み込まれており、そのセンサの検出結果が駆動系29に供給されている。 The movable table 52 has a built-in sensor for detecting the position and rotation angle of the density filter 55, the detection result of the sensor is supplied to the drive system 29. そして、主制御系24が駆動系29を介して可動テーブル52,53を駆動することによって、濃度フィルタ55の位置及び回転角を制御できるように構成されている。 Then, the main control system 24 by driving the movable table 52 through a drive system 29, and is configured to be able to control the position and rotation angle of the density filter 55. 可動テーブル52,53等から濃度フィルタ55の位置決め装置5が構成されている。 Positioner 5 of the density filter 55 from the movable table 52, 53, etc. are configured. 通常は、濃度フィルタ55の回転角はレチクルブラインド4によって規定される四角形の照明領域(図2の可変開口Sの投影像)に合わせて固定されており、画面継ぎの位置に応じて濃度フィルタ55のレチクルブラインド4に対する相対位置が制御される。 Typically, the rotation angle of the density filter 55 is fixed in accordance with the illumination area of ​​the rectangle defined by the reticle blind 4 (projected image of the variable aperture S in FIG. 2), the density filter 55 in accordance with the position of the screen splicing relative position is controlled in respect to the reticle blind 4. また、本例では、濃度フィルタ55は、照明光学系10の光軸に垂直に配置されているが、例えば国際公開(WO)第00/059012号パンフレットに開示されているように、濃度フィルタ55の照明光学系10の光軸に垂直な面に対する傾斜角、及びその光軸に沿った位置を制御するための機構を設けてもよい。 Further, in this embodiment, the density filter 55, as has been arranged perpendicularly to the optical axis of the illumination optical system 10, for example, disclosed in International Publication (WO) No. 00/059012 pamphlet, the density filter 55 inclination angle relative to a plane perpendicular to the optical axis of the illumination optical system 10, and mechanisms may be provided for controlling the position along the optical axis.
【0029】 [0029]
また、レチクルRはレチクルステージ21上に保持され、レチクルステージ21はレチクルベース22上をX方向、Y方向、回転方向に微動して、レチクルRの位置決めを行う。 Further, the reticle R is held on a reticle stage 21, the reticle stage 21 on the reticle base 22 X-direction, and the fine movement Y direction, the rotational direction, thereby positioning the reticle R. レチクルステージ21の位置(回転量を含む)は、この上に設けられた移動鏡20Xm,20Ym及び外部に配置されたレーザ干渉計20X,20Yによって計測され、この計測値及び主制御系24からの制御情報に基づいて、レチクルステージ駆動系23はレチクルステージ21の位置を制御する。 Position of the reticle stage 21 (including the amount of rotation) is movable mirror 20Xm provided on this, 20Ym and external placement laser interferometers 20X, measured by 20Y, from the measured value and the main control system 24 based on the control information, a reticle stage driving system 23 controls the position of the reticle stage 21. レチクルRの周辺部の上方には、レチクルR上のアライメントマークとレチクルアライメント用の基準マークとを検出するためのレチクルアライメント顕微鏡(不図示)が配置されており、この検出結果に基づいて主制御系24はレチクルRのアライメントを行う。 Above the peripheral portion of the reticle R, the reticle alignment microscope for detecting the reference mark for the alignment mark and the reticle alignment on the reticle R (not shown) is arranged, the main control on the basis of the detection result system 24 performs the alignment of the reticle R.
【0030】 [0030]
また、レチクルステージ21の近傍には、不図示であるがレチクルステージ21上のレチクルを交換するレチクルローダ、及び画面継ぎに使用される複数のレチクルが収納されたレチクルライブラリが設置されている。 In the vicinity of the reticle stage 21, reticle loader although not shown, for exchanging a reticle on the reticle stage 21, and reticle library where a plurality of reticle used to screen splicing housed is installed. これによって、レチクルステージ21上のレチクルRは別のレチクルと高速に交換される。 Thus, the reticle R on the reticle stage 21 is replaced by another reticle and fast.
一方、感光基板G(又はウエハW)は、不図示のウエハホルダを介してウエハステージ25上に保持され、ウエハステージ25はウエハベース26上でX方向、Y方向にステップ移動する。 On the other hand, a photosensitive substrate G (or wafer W) is held on a wafer stage 25 via a wafer holder (not shown), the wafer stage 25 is X direction on the wafer base 26 and step movement in the Y direction. ウエハステージ25のXY平面内での位置(回転量を含む)はレーザ干渉計27X,27Yによって計測され、この計測値及び主制御系24からの制御情報に基づいて、ウエハステージ駆動系28はウエハステージ25の動作を制御する。 Position in the XY plane of wafer stage 25 (including rotation) are measured laser interferometer 27X, the 27Y, based on the control information from the measured value and the main control system 24, a wafer stage drive system 28 is a wafer to control the operation of the stage 25. 更に、ウエハステージ25は、オートフォーカス方式で感光基板Gの表面を投影光学系PLの像面に合わせ込む。 Further, the wafer stage 25, Komu combined the surface of the photosensitive substrate G on the image plane of the projection optical system PL in the auto focus system. ウエハステージ25上の感光基板Gの近傍には、ピンホールを通過した光を集光して光電変換する照度センサ63が固定され、マーク検出系としても機能する照度センサ63の検出信号が主制御系24に供給されている。 In the vicinity of the photosensitive substrate G on the wafer stage 25, the illumination sensor 63 for photoelectrically converting condenses the light passing through the pinhole is fixed, the detection signal is the main control of the illuminance sensor 63 that also functions as a mark detection system It is supplied to the system 24. 照度センサ63の検出信号より、濃度フィルタ55を通過した露光光ILのウエハステージ25上での強度分布を計測することができる。 From the detection signal of the illuminance sensor 63, it is possible to measure the intensity distribution on the wafer stage 25 of the exposure light IL passing through the density filter 55.
【0031】 [0031]
更に、ウエハステージ25上の感光基板Gの近傍には、例えばレチクルアライメント用の2つの2次元の基準マークと、ウエハアライメント用の1つの2次元の基準マークとが形成された基準マーク部材(不図示)が設置されている。 Further, in the vicinity of the photosensitive substrate G on the wafer stage 25, for example, two 2-dimensional reference marks for reticle alignment, one two-dimensional reference mark member and the reference mark is formed in the wafer alignment (not shown) is installed. また、ウエハステージ25の上方には、ウエハアライメント用の基準マーク及び感光基板G上のアライメントマークの位置を検出するためのアライメントセンサ(不図示)が配置されており、この検出結果に基づいて主制御系24は、感光基板Gのアライメントを行う。 Above the wafer stage 25, an alignment sensor for detecting the position of the alignment mark on the reference mark and the photosensitive substrate G for wafer alignment (not shown) is arranged, the main based on the detection result control system 24 performs alignment of the photosensitive substrate G.
【0032】 [0032]
さて、本例の投影露光装置では、感光基板G上の各ショット領域への露光に際して、複数のレチクルのパターンの縮小像を画面継ぎを行いながら露光(つなぎ露光)する。 Now, the projection exposure apparatus of this embodiment, upon exposure of each shot area on the photosensitive substrate G, is exposed while screen splicing a reduced image of the pattern of the plurality of reticles (stitching exposure). この際に、隣接する2つのパターンの縮小像の境界部では所定幅の継ぎ部(つなぎ部)を重ね合わせて露光すると共に、4個のパターンの縮小像が隣接する領域では、その4個の縮小像のそれぞれの隅の継ぎ部としての角部を重ね合わせて露光する。 At this time, the at the boundary portion of the reduced image of two patterns adjacent exposure superposed joints of predetermined width (connecting portion), in the region where the reduced image of the four patterns are adjacent, four of the superposed corners of the respective corner of the joint portion of the reduced image is exposed. これによって、最終的にその継ぎ部に形成される回路パターンの切断を防止している。 Thus, to prevent the final cut of the circuit pattern formed on the joints.
【0033】 [0033]
ところが、単に複数の縮小像を重ね合わせて露光すると、積算露光量が他の部分よりも増加してしまうため、本例では濃度フィルタ55を用いて各レチクルのパターンの縮小像を露光する際に、その周辺部の照度(ひいては露光量)を外側に向かって次第に減少するように設定している。 However, simply when exposed by overlapping plurality of reduced images, since the accumulated exposure amount is increased than other portions, when exposing a reduced image of the pattern of the reticle by using the density filter 55 in the present example It is set so as to gradually decrease the illuminance (hence exposure amount) of the peripheral portion toward the outside. なお、そのようにつなぎ露光する際に、レチクルパターンによってはその継ぎ部(例えば、第1パターンの転写時に露光光ILで露光される1つのショット領域内の第1部分と、第2パターンの転写時に露光光ILで露光されるその1つのショット領域内の第2部分との重畳部)に必ずしもデバイス用の回路パターンが存在しない、或いは回路パターンが存在してもその接続部が存在しないこともあり得る。 Note that when so stitching exposure, the joint portion by a reticle pattern (e.g., a first portion of one shot area to be exposed with the exposure light IL at the time of transfer of the first pattern, transfer of the second pattern sometimes there is no necessarily circuit pattern for the device to the superimposing unit) and the second portion of the one shot area to be exposed with the exposure light IL, or even if there is the circuit pattern may not exist the connection part possible. この場合でも積算露光量をその他の領域に合わせるために、濃度フィルタ55が有効である。 To align the integrated exposure amount even in this case the other regions, the density filter 55 is effective. 以下、濃度フィルタ55の構成及び使用方法につき説明する。 Hereinafter, it will be explained the configuration and use of the density filter 55.
【0034】 [0034]
先ず、図1において、本例では濃度フィルタ55のフィルタ面の透過率分布によってレチクル面での照度分布を設定するため、理論的にはそのフィルタ面はレチクル面と共役な面上にあるのが望ましい。 First, in FIG. 1, to set the illuminance distribution on the reticle surface by the transmittance distribution of the filter surface of the density filter 55 in this example, that in theory the filter surface that is on the reticle surface and a plane conjugate desirable. しかしながら、その配置でそのフィルタ面に欠陥部や塵等の異物が存在すると、その欠陥部や異物もレチクルRのパターンと共に感光基板G上に転写される恐れがある。 However, if foreign matter such as defect or dust on the filter surface in the configuration are present, it may be transferred onto a photosensitive substrate G with the pattern of the defective part or foreign matters reticle R. そこで、濃度フィルタ55のフィルタ面は、その共役な面から僅かにレチクル側(又は露光光源側でもよい)にデフォーカスした位置に配置されている。 Therefore, the filter surface of the density filter 55 is arranged in the defocused position slightly reticle side from the plane conjugate (or at the exposure light source side).
【0035】 [0035]
図8は、図1の投影露光装置の光学系を簡略化して示し、この図8において、図1のビーム整形光学系BE1からミラーM3までの光学系が一つのビーム整形光学系BEで表され、図1のリレーレンズ8Aからコンデンサレンズ8Bまでの光学系が一つのコンデンサレンズ系8で表されている。 Figure 8 illustrates a simplified optical system of the projection exposure apparatus of FIG. 1, in FIG. 8, the optical system from the beam shaping optical system BE1 of Fig. 1 to the mirror M3 is represented by one of the beam shaping optical system BE , an optical system from the relay lens 8A of FIG. 1 to the condenser lens 8B is represented by one of the condenser lens system 8. この図8において、レチクルブラインド4は、レチクル面P2と共役な面P1又はこれに近接した面上に配置され、濃度フィルタ55のフィルタ面P5は、面P1からΔFだけレチクルR側にデフォーカスして配置されている。 In FIG. 8, a reticle blind 4 is placed on the reticle surface P2 and a plane conjugate P1 or a surface adjacent thereto, the filter surface P5 of the density filter 55 is defocused on the reticle R side by ΔF from the surface P1 It is arranged Te. また、レチクル面P2に対して感光基板Gの露光面P3は共役であり、フィルタ面P5に対してコンデンサレンズ系8に関して共役な面P6、及びコンデンサレンズ系8及び投影光学系PLに関して共役な面P7はそれぞれレチクル面P2及び露光面P3からデフォーカスしている。 The exposure surface P3 of the photosensitive substrate G with respect to the reticle plane P2 is a conjugated, plane conjugate with respect to a plane conjugate P6, and a condenser lens system 8 and the projection optical system PL with respect to the condenser lens system 8 to the filter surface P5 P7 is defocused from the reticle plane P2 and the exposure plane P3, respectively.
【0036】 [0036]
但し、濃度フィルタ55のフィルタ面P5の異物を少なくできる環境下では、そのフィルタ面P5をほぼ面P1上に設置してもよい。 However, in an environment that can reduce foreign matter filter surface P5 of the density filter 55, it may be provided the filter surface P5 approximately on the plane P1. なお、本例のように濃度フィルタ55に多数の微細パターンを局所的にランダムに、且つ全体として所定の分布となるように描画する場合にも、各微細パターンの像が感光基板G上に転写されないように、フィルタ面P5は面P1から僅かにデフォーカスしておくことが望ましい。 Incidentally, the locally random number of fine patterns to the density filter 55 as in the present embodiment, and when the whole drawing to a predetermined distribution are also transferred image is on the photosensitive substrate G of each fine pattern so as not to be, the filter surface P5, it is desirable to slightly defocused from the plane P1.
【0037】 [0037]
また、つなぎ露光後のデバイスの線幅精度等を向上させようとすると、継ぎ部での露光光ILの照度分布(強度分布)を高精度に制御する必要があると共に、レチクルRと濃度フィルタ55との相対的な位置決め精度を高める必要がある。 Also, if an attempt to improve the line width accuracy, etc. of the device after stitching exposure, the need to control the illuminance distribution of the exposure light IL in the joints (intensity distribution) with high accuracy, the reticle R and the density filter 55 it is necessary to increase the relative positioning accuracy between. 例えば、図5において、感光基板G上にX方向に隣接するショット領域30Aとショット領域30Bとを継ぎ部30ABで重ね合わせて露光する場合、継ぎ部30ABのX方向の幅は一定値に維持する必要がある。 For example, in FIG. 5, when exposure is superposed at joints 30AB a shot area 30A and a shot area 30B adjacent in the X direction on the photosensitive substrate G, X direction width of the joints 30AB is maintained at a constant value There is a need. そこで、レチクルRと濃度フィルタ55との相対的な位置関係を所定の状態に設定するために、図1の可動テーブル52,53を含む位置決め装置5が使用される。 Therefore, in order to set the relative positional relationship between the reticle R and the density filter 55 to a predetermined state, the positioning device 5 including a movable table 52, 53 in FIG. 1 are used. 更に、照明領域の周辺部の少なくとも一部で強度が徐々に変化する照度分布を正確に形成するために、図1の面P1に対する濃度フィルタ55のフィルタ面のデフォーカス量は、周辺の複数点でほぼ等しくなるように設定されている。 Furthermore, in order to accurately form the illuminance distribution in which at least a part in intensity changes gradually in the peripheral portion of the illumination area, the defocus amount of the filter surface of the density filter 55 with respect to the plane P1 of FIG. 1, a plurality of points around in is set to be substantially equal. 更に、濃度フィルタ55のデフォーカス量が大きくなり過ぎると、照明光学系10の収差によってレチクル面上での強度分布が濃度フィルタ55の透過率分布から許容範囲を超えてずれる恐れがある。 Furthermore, when the defocus amount of the density filter 55 is too large, there intensity distribution on the reticle surface by the aberration of the illumination optical system 10 may deviate beyond the allowable range of the transmittance distribution of the density filter 55. そこで、濃度フィルタ55のデフォーカス量は、所定の許容範囲内に収まるように設定されている。 Therefore, the defocus amount of the density filter 55 is set to fall within a predetermined allowable range.
【0038】 [0038]
また、濃度フィルタ55のレチクルRに対する位置関係を検出する際に、照度センサ63を使用することができる。 Further, when detecting the positional relationship with respect to the reticle R of the density filter 55, may be used illuminance sensor 63. そのためには、一例として図1において主制御系24が、ウエハステージ25を駆動して投影光学系PLの露光領域(投影光学系PLに関して前述の照明領域と共役な照明光ILの照射領域)に照度センサ63を移動させて、露光光ILの照射を開始させる。 Therefore, as an example the main control system 24 in FIG. 1, the drives wafer stage 25 exposure area of ​​the projection optical system PL (the irradiation area of ​​the aforementioned illumination area conjugate with the illumination light IL with respect to the projection optical system PL) by moving the illuminance sensor 63, to start the irradiation of the exposure light IL. その後、主制御系24が、ウエハステージ25を駆動して照度センサ63でその露光領域を横切らせて、ウエハステージ25の座標に対応させて照度センサ63の検出信号を取り込むことによって、濃度フィルタ55の位置及び回転角をモニタする。 Thereafter, the main control system 24 drives the wafer stage 25 by traverse the exposed area with the illumination sensor 63, by incorporating a detection signal of the illuminance sensor 63 in correspondence with the coordinates of the wafer stage 25, the density filter 55 monitoring the position and rotation angle of. この際に、例えば濃度フィルタ55及びレチクルRの双方に対応するようにアライメントマークを設けておき、これらのアライメントマークの像の位置も検出することによって、濃度フィルタ55のレチクルR上での投影像と、レチクルRとの位置関係(X方向の位置関係、Y方向の位置関係、及びZ軸回りの相対回転の少なくとも1つ)を高精度に検出することができる。 In this case, for example, may be provided with alignment marks so as to correspond to both of the density filter 55 and the reticle R, by also detecting the position of the image of these alignment marks, a projection image on the reticle R of the density filter 55 When, it is possible to detect the positional relationship between the reticle R (the positional relationship in the X direction, the positional relationship in the Y direction, and the relative rotation of the Z-axis at least one) with high accuracy. 主制御系24は、このように検出される位置関係が所定の関係になるように、駆動系29を介して位置決め装置5の動作を制御する。 The main control system 24, such that the positional relationship detected in this way becomes a predetermined relationship, and controls the operation of the positioning device 5 via the drive system 29. これによって、濃度フィルタ55の位置決めが行われる。 Thus, the positioning of the density filter 55 is performed.
【0039】 [0039]
また、そのレチクルRとして、レチクルステージ21上にアライメントマークのみが形成されたガラス基板を設置して、ウエハステージ25のX方向、Y方向の座標に対応させて照度センサ63の検出信号を検出することによって、濃度フィルタ55の照明光学系10及び投影光学系PLを介した投影像の照度分布(強度分布)、ひいては濃度フィルタ55の透過率分布を計測することもできる。 Further, as a reticle R, only the alignment mark on the reticle stage 21 by installing the glass substrate formed with, X direction of the wafer stage 25, corresponding to the Y direction of the coordinate detecting the detection signal of the illuminance sensor 63 it allows the illuminance distribution of the projection image through the illumination optical system 10 and projection optical system PL of the density filter 55 (intensity distribution) can be therefore measured the transmittance distribution of the density filter 55. また、濃度フィルタ55中の所定のパターンによって一種のピンホールカメラの原理によってオプティカル・インテグレータの射出面の像がウエハステージ25上に投影される場合にも、その射出面の2次元又は1次元の像は照度センサ63の検出信号によってモニタすることができる。 Further, even when the image of the exit surface of the optical integrator is projected on the wafer stage 25 by the principle of a kind of pinhole camera by a predetermined pattern in the density filter 55, the exit surface 2-dimensional or one-dimensional image can be monitored by the detection signal of the illuminance sensor 63.
【0040】 [0040]
なお、濃度フィルタ55を他の透過率分布を有する濃度フィルタと交換できるようにしてもよい。 Incidentally, it is also possible to exchange the density filter 55 and the concentration filter having other transmittance distribution. このように濃度フィルタを交換する際には、可動テーブル53を複数の濃度フィルタを保持できるような大きさに形成しておくか、又は濃度フィルタを保持するホルダ(不図示)を可動テーブル53に対して着脱できるようにしておけばよい。 When replacing this way the density filter, either previously formed the movable table 53 sized to hold a plurality of density filter, or a holder (not shown) to hold the density filter to the movable table 53 it is sufficient to be able to detachable for. また、濃度フィルタが保管される収納部と可動テーブル53との間で濃度フィルタを移送する交換機構を設けてもよい。 It is also possible to provide a replacement mechanism for transferring the density filter between the housing portion and the movable table 53 that density filter is stored.
【0041】 [0041]
次に、濃度フィルタ55のフィルタの透過率分布につき説明する。 It will now be described transmittance distribution of the filter of the density filter 55.
図3(A)は、濃度フィルタ55のフィルタ部の透過率分布を示す図であり、図3(A)において、図1のX方向、Y方向に対応する方向をそれぞれx方向、y方向としてある。 3 (A) is a diagram showing the transmittance distribution of the filter portion of the density filter 55, in FIG. 3 (A), X direction in FIG. 1, a direction corresponding to the Y-direction x-direction, respectively, as the y-direction is there. また、濃度フィルタ55のフィルタ部に形成されている格子パターンは、座標を示すために仮想的に描いたパターンであり、実際にはそのフィルタ部内の透過率は1(100%)と0(0%)との間で実質的に連続的に変化している。 The lattice pattern is formed in the filter unit of the density filter 55, a pattern drawn virtually to indicate coordinates, actually transmittance in the filter unit 1 (100%) 0 (0 is changed substantially continuously between%). 即ち、そのフィルタ部内には、その一部の拡大図である図4に示すように、極めて微細な多数の角形(円形でもよい)のドットパターン56が、局所的にはランダムに、且つ平均的には位置に応じて所望の透過率分布が得られるような密度で形成されている。 That is, the inside the filter unit, as shown in FIG. 4 is an enlarged view of a portion thereof, the dot pattern 56 of very fine multiple square (or circular) is randomly the local and average It is formed at a density such that the desired transmittance distribution can be obtained depending on the position in the. なお、位置に応じて各ドットパターン56の密度の他にその大きさを変えることも可能である。 Note that it is possible to change the other to the magnitude of the density of each dot patterns 56 depending on the position. また、透過率が1であるとは、濃度フィルタ55用の透過性の基板自体の透過率をいう。 Further, a transmittance of 1 refers to the permeability transmittance of the substrate itself for density filter 55. また、ドットパターンから発生する回折光及び照明光学系の光学特性(ディストーションなど)をも考慮して、レチクル又は感光基板(ウエハ)上で所望の照明光量分布が得られるようにドットパターンの密度(又は更にその大きさ)を調整してその透過率分布を設定することが望ましい。 Further, in consideration of the diffracted light and the illumination optical system optical properties of generated from the dot pattern (such as distortion), the density of the dot pattern, as desired illumination intensity distribution on the reticle or photosensitive substrate (wafer) is obtained ( or even it is desirable to set the transmittance distribution by adjusting its size).
【0042】 [0042]
そのような濃度フィルタ55は、透過性の基板上にクロム等の遮光膜を形成し、その上に電子線レジストを塗布し、その上に電子線描画装置によって対応するパターンを描画した後、現像、エッチング及びレジスト剥離等の工程を経ることによって製造することができる。 Such density filter 55, thereby forming a light-shielding film such as chromium transparent substrate, an electron beam resist is applied thereon, after drawing a corresponding pattern by electron beam lithography system thereon, developing it can be prepared by undergoing the etching and resist stripping, etc. process. この製造工程で一部の領域に欠陥又は連続するエッジ等が形成された場合でも、そのフィルタ面はレチクルRとの共役面からデフォーカスしているため、その欠陥等がウエハ上に転写されることはない。 Even when such defects or continuous edge is formed in a partial region in the manufacturing process, since the filter surface is defocused from the conjugate plane of the reticle R, the defect or the like is transferred onto the wafer it is not. そこで、その濃度フィルタ55のデフォーカス量は、濃度フィルタ55の製造時の電子線描画装置の描画精度、各ドットパターンの大きさ、及びウエハ上での露光量(ドーズ)の誤差に対する許容度等をも考慮して設定される。 Therefore, the defocus amount of the density filter 55, drawing accuracy of the electron beam lithography system during the production of the density filter 55, the size of each dot patterns, and tolerance, etc. to the error of the exposure amount on the wafer (dose) It is set in consideration also.
【0043】 [0043]
図3(A)の濃度フィルタ55の矩形のフィルタ部において、つなぎ露光する際に重ね合わせて露光するx方向の両端の継ぎ部(重ね合わせ部)55a,55bの幅をa、y方向の両端の継ぎ部(重ね合わせ部)55c,55dの幅をbとして、継ぎ部55a〜55dで囲まれた内部の領域のx方向の幅をa 、y方向の幅をb とする。 In the rectangular filter of FIG density filter 55 (A), joint portions at both ends in the x-direction to be exposed superposed upon stitching exposure (overlapping portions) 55a, the width a in 55b, the y-direction end joints (overlapping portions) 55c of, the width of 55d as b, and the width in the x direction within the region surrounded by the joints 55a~55d and a 0, y-direction width b 0 of. また、その矩形のフィルタ部の左下の頂点を位置x及び位置yの原点とすると、そのフィルタ部のx方向及びy方向の範囲は次のようになる。 Further, when the lower left vertex of the filter portion of the rectangle as the origin of the position x and position y, x and y directions in the range of the filter unit is as follows.
【0044】 [0044]
0≦x≦2a+a ,0≦y≦2b+b 0 ≦ x ≦ 2a + a 0 , 0 ≦ y ≦ 2b + b 0
通常は、幅aと幅bとは等しく設定される。 Normally, it is set equal to the width a and the width b. そして、フィルタ部内の座標(x,y)の点Pでの透過率をT(x,y) とすると、透過率T(x,y) は次のように領域(Ai)(i=1〜9)別にTA に設定されている。 Then, the coordinates (x, y) in the filter unit transmittance T (x, y) at point P when the transmittance T (x, y) as follows: the area (Ai) (i = 1~ 9) is set to separate from TA i. なお、透過率TA に比例してウエハ上での露光量Q が決定されるため、透過率TA を露光量Q (又は透過する露光光ILの強度)で置き換えることも可能である。 Since the exposure amount Q i on the wafer is determined in proportion to the transmittance TA i, it is possible to replace the transmittance TA i at the exposure amount Q i (or intensity of the exposure light IL that passes) . この場合には、100%とは最大露光量(又は最大強度)を意味することになる。 In this case, the mean maximum exposure amount (or maximum intensity) is 100%.
【0045】 [0045]
領域(A1):0≦x<a,0≦y<b Region (A1): 0 ≦ x <a, 0 ≦ y <b
TA =100(x/a)・(y/b)[%] (1) TA 1 = 100 (x / a ) · (y / b) [%] (1)
領域(A2):a≦x≦a+a ,0≦y<b Region (A2): a ≦ x ≦ a + a 0, 0 ≦ y <b
TA =100(y/b)[%] (2) TA 2 = 100 (y / b ) [%] (2)
領域(A3):a+a <x≦2a+a ,0≦y<b Area (A3): a + a 0 <x ≦ 2a + a 0, 0 ≦ y <b
TA =100[1−{x−(a+a )}/a]・(y/b)[%](3) TA 3 = 100 [1- {x- (a + a 0)} / a] · (y / b) [%] (3)
領域(A4):0≦x<a,b≦y≦b+b Region (A4): 0 ≦ x < a, b ≦ y ≦ b + b 0
TA =100(x/a)[%] (4) TA 4 = 100 (x / a ) [%] (4)
領域(A5):a≦x≦a+a ,b≦y≦b+b Area (A5): a ≦ x ≦ a + a 0, b ≦ y ≦ b + b 0
TA =100[%] (5) TA 5 = 100 [%] ( 5)
領域(A6):a+a <x≦2a+a ,b≦y≦b+b Region (A6): a + a 0 <x ≦ 2a + a 0, b ≦ y ≦ b + b 0
TA =100[1−{x−(a+a )}/a][%] (6) TA 6 = 100 [1- {x- (a + a 0)} / a] [%] (6)
領域(A7):0≦x<a,b+b <y≦2b+b Region (A7): 0 ≦ x < a, b + b 0 <y ≦ 2b + b 0
TA =100(x/a)・[1−{y−(b+b )}/b][%](7) TA 7 = 100 (x / a ) · [1- {y- (b + b 0)} / b] [%] (7)
領域(A8):a≦x≦a+a ,b+b <y≦2b+b Region (A8): a ≦ x ≦ a + a 0, b + b 0 <y ≦ 2b + b 0
TA =100[1−{y−(b+b )}/b][%] (8) TA 8 = 100 [1- {y- (b + b 0)} / b] [%] (8)
領域(A9):a+a <x≦2a+a ,b+b <y≦2b+b Area (A9): a + a 0 <x ≦ 2a + a 0, b + b 0 <y ≦ 2b + b 0
TA =100[1−{x−(a+a )}/a]・[1−{y−(b+b )}/b][%] (9) TA 9 = 100 [1- {x- (a + a 0)} / a] · [1- {y- (b + b 0)} / b] [%] (9)
そのフィルタ部の外部の領域では、以下のように透過率は0である。 Outside the region of the filter unit, the transmittance in the following is zero.
【0046】 [0046]
T(x,y) =0[%] (10) T (x, y) = 0 [%] (10)
この場合、領域(A1)〜(A4)及び領域(A6)〜(A9)が減光フィルタの減衰部に対応している。 In this case, the area (A1) ~ (A4) and the area (A6) ~ (A9) corresponds to the attenuation of the light-reducing filter. そして、フィルタ領域の左下の矩形の角部である領域(A1)の透過率TA は、x方向に外側に一次元的に低下する分布(x/a)と、y方向に外側に一次元的に低下する分布(y/a)とを掛け合わせた分布である。 Then, the transmittance TA 1 region is the angular portions of the rectangular lower left filter region (A1) is distributed to decrease one-dimensionally outwardly in the x direction and (x / a), one-dimensional outward in the y-direction is the distribution (y / a) and was multiplied distribution decreases manner. また、フィルタ領域の右下、左上、及び右上の矩形の角部の領域の透過率TA ,TA 及びTA も、それぞれx方向に外側に一次元的に低下する分布と、y方向に外側に一次元的に低下する分布とを掛け合わせた分布である。 Further, the lower right of the filter area, upper left, and the transmittance TA 3 at the top right of the rectangular corner areas, TA 7 and TA 9 also, the distribution decreases one-dimensional outward in the x-direction, respectively, in the y-direction is a distribution obtained by multiplying the distribution of reduced one-dimensionally on the outside. また、図3(A)のBB線に沿う領域での透過率Tは、図3(B)に示すように位置xが0からaに変化するのに応じて、位置xに関して線形に0から1(100%)まで変化しており、同様に図3(A)のCC線に沿う領域での透過率Tは、図3(C)に示すように位置yが0からbに変化するのに応じて、位置yに関して線形に0から1(100%)まで変化している。 Also, the transmittance T in the region along the line BB in FIG. 3 (A), depending on the position x is 0 as shown in FIG. 3 (B) to change to a, from 0 to linear with respect to the position x 1 is changing to (100%), the transmittance T in the region along the CC line in the same manner Fig. 3 (a), the position y as shown in FIG. 3 (C) changes from 0 to b depending on, changes from 0 to linear with respect to the position y to 1 (100%).
【0047】 [0047]
このような濃度フィルタ55では、その中に孤立的な点状パターン、又は孤立的なラインパターンが存在する場合がある。 In such density filter 55, which may isolatively punctate pattern therein, or an isolated specific line pattern exists.
即ち、図4は、濃度フィルタ55中の継ぎ部55bの多数のドットパターンの分布の一例を示し、この図4において、例えばドットパターン62は、光透過部中の点状パターンとみなし得る。 That is, FIG. 4 shows an example of the distribution of a large number of dot patterns of joints 55b in the density filter 55, in FIG. 4, for example, the dot pattern 62 may be considered a point-like pattern in the light transmitting unit. また、例えば所定個数以上のドットパターンがX方向又はY方向に連なったパターンなどは、光透過部中のラインパターンとみなし得る。 Further, for example, a pattern of a predetermined number or more of dot patterns, which are arranged in this X-direction or Y-direction may be considered a line pattern in the light transmitting unit. このように孤立的な点状パターン又はラインパターンが存在すると、オプティカル・インテグレータの射出面の像が僅かに感光基板G上に転写される恐れがある。 Thus an isolated manner punctate pattern or line pattern is present, there is a possibility that the image of the exit surface of the optical integrator is transferred onto slightly photosensitive substrate G.
【0048】 [0048]
即ち、図8において、フィルタ面P5上に点状パターン又はラインパターンが存在すると、上記のように一種のピンホールカメラの原理によって、オプティカル・インテグレータの射出面の像がフィルタ面P5と共役な面P6及びP7上に形成される。 That is, in FIG. 8, the point-like pattern or line pattern on the filter surface P5 is present, one of the pinhole camera principle of the image is the filter surface P5 plane conjugate of the exit surface of the optical integrator as described above It is formed on the P6 and P7. この場合、面P7は露光面P3からデフォーカスしているため、露光面P3には、その射出面のデフォーカスした淡い像が投影されることになる。 In this case, since the surface P7 is defocused from the exposure plane P3, the exposure plane P3, so that the light image obtained by defocusing the exit surface is projected. 但し、本例ではオプティカル・インテグレータとして、多数の微細なレンズエレメントがほぼ密着して配置されたマイクロフライアイ・インテグレータ2Aが使用されているため、その射出面の露光面P3に投影される像は、ピッチの極めて小さいデフォーカスした2次元の格子状パターンとなっており、ほぼ露光量むらは発生しない。 However, as the optical integrator in the present embodiment, since the number of the micro fly's eye integrator 2A fine lens elements are arranged in substantially close contact is used, the image projected on the exposure surface P3 of the exit surface , has a two-dimensional grid pattern in which very small defocusing pitch, not nearly exposure unevenness occurs.
【0049】 [0049]
なお、より露光量むらを小さくするため、本例ではレチクルRのパターンを感光基板G(又はウエハW)上に露光しているときに、振動ミラー6を回転軸6aの周りに所定の角度範囲で往復回転(振動)させている。 In order to reduce the more exposure unevenness, when in this embodiment the exposure of the pattern of the reticle R onto the photosensitive substrate G (or wafer W), a predetermined angular range around the vibrating mirror 6 rotating shaft 6a and reciprocally rotating (vibrating) in. マイクロフライアイ・インテグレータ2Aの射出面における光源像の所定方向(例えばX方向に対応する方向)のピッチをPMとすると、その振動ミラー6の振動の角度範囲は、その光源像がそのピッチPMの1/2倍以上変位する程度で、望ましくは1/2倍から数倍変位する程度でよい。 When the pitch of the predetermined direction of the light source images at the exit surface of the micro fly's eye integrator 2A (e.g. a direction corresponding to the X direction) and PM, the angle range of vibration of the vibrating mirror 6, the light source image of the pitch PM the extent of displacement more than half, preferably be on the order to several times displaced from 1/2. これによって、感光基板G上での露光量むらは更に低減される。 Thus, exposure unevenness on the photosensitive substrate G is further reduced. また、マイクロフライアイ・インテグレータ2Aの使用によって露光量むらが十分に小さくなっている場合には、振動ミラー6による露光光ILの振動は必ずしも行う必要はない。 The micro if exposure unevenness by the use of the fly-eye integrator 2A is sufficiently small, the vibration of the exposure light IL by the vibrating mirror 6 is not necessarily performed.
【0050】 [0050]
なお、本例の露光光ILはレーザ光であるため、その露光光ILによって発生する干渉パターン(スペックルパターン)を低減するために、振動ミラー6によって露光光ILを振る場合がある。 The exposure light IL of this embodiment, since a laser beam, in order to reduce the interference pattern generated by the exposure light IL (speckle pattern), which may shake the exposure light IL by the vibrating mirror 6. この場合には、その干渉パターン低減用の振動ミラー6によって、オプティカル・インテグレータの射出面の像の転写を防止するための振動ミラーを兼用することもできる。 In this case, the vibrating mirror 6 for reducing the interference pattern, it may be used also the oscillating mirror for preventing the transfer of the image of the exit surface of the optical integrator.
【0051】 [0051]
次に、本例の濃度フィルタ55を用いてつなぎ露光を行う場合の露光シーケンスの一例につき、図5及び図7を参照して説明する。 Then, per example of an exposure sequence for performing the stitching exposure using the density filter 55 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 7.
図5は、本例の画面継ぎを行う露光によって図1の感光基板G上に露光される大きい投影像を示し、この図5において、互いに異なるマスターレチクル(RA,RB,RC,RDとする)のパターンの縮小像がそれぞれ隣接する矩形のショット領域30A,30B,30C,30Dに露光される。 5, by exposure a screen splicing of this example showed a large projected image to be exposed onto the photosensitive substrate G in FIG. 1, in FIG. 5, (which RA, RB, RC, and RD) different master reticles from each other rectangular shot area 30A where reduced image of the pattern is adjacent respectively, 30B, 30C, exposed to 30D. この際に、ショット領域30A,30B,30C,30DのX方向の境界部の継ぎ部30AB,30CD、及びY方向の境界部の継ぎ部30AC,30BDが二重に重ね合わせて露光される。 At this time, shot areas 30A, 30B, 30C, joints 30AB of the boundary portion in the X direction of 30D, 30CD, and the Y-direction of the boundary portion of the joint portion 30AC, is exposed 30BD allowed is superimposed on a double. 更に、4個のショット領域30A〜30Dが隣接する矩形の継ぎ部31では、それら4個のショット領域30A〜30Dの矩形の角部が4重に重ね合わせて露光される。 Further, the rectangular joints 31 to which four shot areas 30A~30D adjacent corners of the rectangular their four shot areas 30A~30D is exposed superimposed fourfold. この際に、仮に図3(A)の濃度フィルタ55と図1のレチクルステージ21上のレチクルとの回転誤差が位置決め装置5によっては取りきれないときには、その回転誤差を相殺するようにレチクルステージ21を回転し、かつウエハステージ25の座標系をその回転誤差分だけ補正し、補正後の座標系に基づいて感光基板Gを斜めにステップ移動させるようにすればよい。 At this time, if when the rotational error between the reticle on the density filter 55 and the reticle stage 21 of FIG. 1 shown in FIG. 3 (A) is not be taken by the positioning device 5, the reticle stage 21 so as to cancel the rotational error the rotation and the coordinate system of the wafer stage 25 is corrected by the rotation error amount, obliquely photosensitive substrate G on the basis of the coordinate system of the corrected may be so moved stepwise. これによって、継ぎ部の露光量の誤差(ドーズ誤差)を低減できる。 Thus, it is possible to reduce the joints of the exposure amount error (dose errors).
【0052】 [0052]
また、本例ではマスターレチクルのパターンを2行×2列で感光基板G上に露光するため、図5の枠状の周辺部11は、パターンのない領域、即ち露光されない領域であるとする。 Moreover, since the exposure on the photosensitive substrate G the pattern of the master reticle 2 rows × 2 columns in this embodiment, the frame-shaped peripheral portion 11 of FIG. 5, and a region that is not free region pattern, i.e. exposure. また、例えばマスターレチクルのパターンを3行×3列以上で露光する場合には、最外周の枠状の周辺部が露光されない領域となる。 Further, for example, in the case of exposing a pattern of the master reticle 3 rows × 3 columns or more, a region where the peripheral portion of the outermost frame shape is not exposed.
先ず、図1の主制御系24の制御のもとで、ウエハステージ25上にワーキングレチクル用の感光基板Gをロードし、レチクルステージ21上に第1のマスターレチクルRA(図7(A)参照)をロードして、投影光学系PLの露光領域内にウエハステージ25上の基準マーク部材(不図示)を移動する。 First, under the control of the main control system 24 Figure 1, loading a photosensitive substrate G for working reticle on the wafer stage 25, the first master reticle RA on the reticle stage 21 (FIG. 7 (A) see ) load the to move the reference mark member on the wafer stage 25 (not shown) within the exposure region of the projection optical system PL. そして、不図示のレチクルアライメント顕微鏡を用いてそのマスターレチクルRA上の所定のアライメントマークと、対応する基準マークとの位置ずれ量を検出することによって、マスターレチクルRAのアライメントを行う。 Then, performed the predetermined alignment marks on the master reticle RA, by detecting the positional displacement amount between the corresponding reference marks, the alignment of the master reticle RA by using the reticle alignment microscope (not shown). 続いて、不図示のアライメントセンサによって対応する基準マーク及び感光基板G上の所定のアライメントマークの位置を順次検出し、この検出結果に基づいて図5の感光基板G上の第1のショット領域30Aに相当する領域を投影光学系PLの露光領域に位置決めする。 Subsequently, the position of the predetermined alignment marks on the corresponding reference marks and the photosensitive substrate G are sequentially detected by the alignment sensor (not shown), the first shot area 30A on the photosensitive substrate G in FIG. 5 on the basis of the detection result positioning a region corresponding to the exposure area of ​​the projection optical system PL.
【0053】 [0053]
次に図1のレチクルブラインド4及び濃度フィルタ55の位置決めを行う。 Then the positioning of the reticle blind 4 and a density filter 55 of FIG. 1.
図7(A)は、図1のリレーレンズ3側からレチクルブラインド4、濃度フィルタ55、及びマスターレチクルRAの共役像を見た図を示し、説明の便宜上、その共役像をマスターレチクルRA、照明光学系10の光軸を光軸AXとして、感光基板G上のX方向、Y方向に対応する方向をそれぞれX方向、Y方向としている。 FIG. 7 (A) the relay lens reticle blind 4 3 side of FIG. 1 shows a view of the conjugate image of the density filter 55, and the master reticle RA, for convenience of explanation, the conjugate image master reticle RA, lighting the optical axis of the optical system 10 as the optical axis AX, the X direction on the photosensitive substrate G, respectively X direction and a direction corresponding to the Y direction, and the Y-direction. 更に、説明の便宜上、レチクル面から感光基板G上への投影像も正立像としている。 Further, for convenience of explanation, the erect image is also projected image from the reticle surface onto a photosensitive substrate G. この場合、レチクルブラインド4はマスターレチクルRA上の転写すべき領域を正確に囲み、濃度フィルタ55の+X方向、−Y方向の継ぎ部55b,55cがマスターレチクルRAの継ぎ部を正確に覆う位置に位置決めされる。 In this case, the reticle blind 4 is exactly surrounds the area to be transferred on the master reticle RA, of the density filter 55 + X direction, -Y direction joints 55b, 55c is in a position to accurately cover the joints of the master reticle RA It is positioned. この状態で、マスターレチクルRAのパターン像を感光基板G上の第1のショット領域30Aに適正露光量E で露光する。 In this state, exposed with proper exposure amount E 0 of the pattern image of the master reticle RA in the first shot area 30A on the photosensitive substrate G. この際に、図1の振動ミラー6を振動させる。 At this time, to vibrate the vibrating mirror 6 in Figure 1. なお、図1の照度センサ63を用いて計測によって露光量むらが十分に小さくなっているときには、振動ミラー6の振動は省略することができる(以下同様)。 Incidentally, when the exposure amount irregularity is sufficiently small by the measurement using the illumination sensor 63 in FIG. 1, the vibration of the vibrating mirror 6 can be omitted (hereinafter the same).
【0054】 [0054]
次に、図1のレチクルステージ21上のレチクルを第2のマスターレチクルRBに交換する。 Then, replace the reticle on the reticle stage 21 in Figure 1 to the second master reticle RB. そして、マスターレチクルRBのアライメントを行った後、感光基板G上の第2のショット領域30Bを投影光学系PLの露光領域に移動する。 Then, after the alignment of the master reticle RB, to move the second shot area 30B on the photosensitive substrate G on the exposure area of ​​the projection optical system PL. そして、図7(B)に示すように、レチクルブラインド4はマスターレチクルRB上の転写すべき領域を正確に囲み、濃度フィルタ55の−X方向、−Y方向の継ぎ部55a,55cがマスターレチクルRBの継ぎ部を正確に覆うように位置決めされる。 Then, as shown in FIG. 7 (B), the reticle blind 4 is exactly surrounds the area to be transferred on the master reticle RB, -X direction of the density filter 55, -Y direction of joints 55a, 55c master reticle the joints of the RB is positioned to accurately cover. その後、マスターレチクルRBのパターン像を感光基板G上の第2のショット領域30Bに露光する。 Then, to expose a pattern image of the master reticle RB in the second shot area 30B on the photosensitive substrate G.
【0055】 [0055]
続いて、図1のレチクルステージ21上のレチクルを第3のマスターレチクルRCに交換し、感光基板G上の第3のショット領域30Cを投影光学系PLの露光領域に移動する。 Subsequently, exchange the reticle on the reticle stage 21 in Figure 1 to the third master reticle RC, to move the third shot area 30C on the photosensitive substrate G on the exposure area of ​​the projection optical system PL. そして、図7(C)に示すように、レチクルブラインド4がマスターレチクルRC上の転写すべき領域を正確に囲んだ状態で、且つ濃度フィルタ55の+X方向、+Y方向の継ぎ部55b,55dがマスターレチクルRCの継ぎ部を正確に覆う状態で、マスターレチクルRCのパターン像を感光基板G上の第3のショット領域30Cに露光する。 Then, as shown in FIG. 7 (C), exactly enclosed state area to be transferred on the reticle blind 4 is a master reticle RC, and + X direction of the density filter 55, + Y direction joints 55b, 55d are the joints of the master reticle RC in a state accurately cover exposes the pattern image of the master reticle RC to the third shot area 30C on the photosensitive substrate G.
【0056】 [0056]
次に、図1のレチクルステージ21上のレチクルを第4のマスターレチクルRDに交換し、感光基板G上の第4のショット領域30Dを投影光学系PLの露光領域に移動する。 Then, the reticle on the reticle stage 21 in Figure 1 is replaced with a fourth master reticle RD, to move the fourth shot area 30D on the photosensitive substrate G on the exposure area of ​​the projection optical system PL. そして、図7(D)に示すように、レチクルブラインド4がマスターレチクルRD上の転写すべき領域を正確に囲んだ状態で、且つ濃度フィルタ55の−X方向、+Y方向の継ぎ部55a,55dがマスターレチクルRDの継ぎ部を正確に覆う状態で、マスターレチクルRDのパターン像を感光基板G上の第4のショット領域30Dに露光する。 Then, as shown in FIG. 7 (D), the reticle blind 4 is exactly enclosed state region to be transferred on the master reticle RD, and the -X direction of the density filter 55, + Y direction joints 55a, 55d There in a state of covering exactly the joints of the master reticle RD, exposes the pattern image of the master reticle RD to the fourth shot area 30D on the photosensitive substrate G. これで全てのマスターレチクルの露光が終了したため、ウエハステージ25から感光基板Gがアンロードされ、続いてその感光基板Gの現像、エッチング、レジスト剥離等を行うことによって、感光基板Gからワーキングレチクルが得られる。 Now that the exposure of all the master reticle finished, the photosensitive substrate G from the wafer stage 25 is unloaded, followed by development of the photosensitive substrate G, etching, by performing resist peeling, the working reticle from the photosensitive substrate G can get.
【0057】 [0057]
この場合、図7(E)に示すように、感光基板G上の継ぎ部32での露光量EのX方向への分布は、図7(E)の折れ線33Aの露光量と折れ線33Bの露光量との合成となる。 In this case, as shown in FIG. 7 (E), the distribution in the X direction of the exposure amount E at joints 32 on the photosensitive substrate G is exposed at a dose of and line 33B polyline 33A shown in FIG. 7 (E) the synthesis of the amount. この際に、折れ線33Aの傾斜部と折れ線33Bの傾斜部との和は一定であるため、継ぎ部32での露光量は、直線33Cで示すように、その他の部分と同じく適正露光量E になる。 At this time, since the sum of the inclined portion of the inclined portion and line 33B polyline 33A is constant, the exposure amount at the joints 32, as indicated by the straight line 33C, other parts as well proper exposure amount E 0 become.
【0058】 [0058]
これに対して、本例のような対策を施さない場合には、その継ぎ部32の近傍の露光量Eに曲線33Dで示すようにオプティカル・インテグレータの射出面の像に起因する露光量むらが残存する恐れがある。 On the contrary, if no measures are taken, such as in this example, the exposure amount unevenness caused by the image of the exit surface of the optical integrator as shown by curve 33D to exposure E in the vicinity of the joint portion 32 there is a risk that remains.
なお、ウエハステージ25上にウエハWがロードされている場合にも、同様にして複数枚のレチクルのパターンの縮小像を画面継ぎを行いながら転写することによって、ウエハW上に大面積のデバイスパターンを転写することができる。 In the case where the wafer W is loaded on the wafer stage 25 is also, by transferring while a plurality of screens splicing a reduced image of the pattern of the reticle in the same manner, a large area on the wafer W device pattern it can be transferred. この際に、ウエハW上の複数の領域にその大面積のデバイスパターンを転写してもよい。 In this case, the device pattern of the large area into a plurality of areas on the wafer W may be transferred. また、1つの大面積のパターンを構成する複数のショット領域を全体として1つの大きいショット領域とみなし、個々のショット領域をその大きいショット領域内の部分領域とみなすことも可能である。 Further, regarded as one large shot area as a whole a plurality of shot regions constituting one pattern of a large area, it is also possible to regard the individual shot area and partial areas of the large shot area. また、複数枚のレチクルを使用する代わりに、レチクルRとして大型のレチクルを使用し、このレチクルのパターン面からレチクルブラインド4によって順次選択された複数のパターンを画面継ぎを行いながら感光基板G(又はウエハW)上の各領域に転写するようにしてもよい。 Also, instead of using a plurality of reticles, used a large reticle as the reticle R, while a plurality of patterns screens splicing which are sequentially selected by the reticle blind 4 from the pattern surface of the reticle photosensitive substrate G (or wafer W) may be transferred to each region on.
【0059】 [0059]
また、図5では、ショット領域30A〜30Dは同じ大きさであるが、これらの大きさは異なっていてもよい。 Further, in FIG. 5, but the shot area 30A~30D are the same size, these sizes may be different.
図6は、隣接するショット領域の大きさが異なる場合を示し、この図6において、4個のマスターレチクルのパターンの投影像をつなぎ合わせて感光基板Gが露光されると共に、最外周の領域11の内側の枠状の領域9A〜9Dが遮光帯とされている。 6 shows a case where the size of the adjacent shot areas are different, in FIG. 6, with piecing together the projected image of the pattern of the four master reticle photosensitive substrate G is exposed, outermost regions 11 inside the frame-shaped region 9A~9D of is the shielding band. この場合、各マスターレチクルのパターンを露光する際に、図1のレチクルブラインド4の遮光板41,42のエッジ41A,41B,42A,42B(図2参照)の像がその遮光帯9A〜9Dの範囲内に収まるように、主制御系24が不図示の駆動部を介してレチクルブラインド4を駆動する。 In this case, in exposing a pattern of the master reticle edge 41A of the light shielding plate 41 of the reticle blind 4 Figure 1, 41B, 42A, 42B image of the light-shielding band 9A~9D (see FIG. 2) as within the range, the main control system 24 drives the reticle blind 4 via a drive unit (not shown). これによって、感光基板G上の4個のショット領域の大きさが異なる場合にも、感光基板G上の不要な部分への露光を防止することができる。 Thus, if the size of four shot areas on the photosensitive substrate G varies, it is possible to prevent exposure to unnecessary portion on the photosensitive substrate G.
【0060】 [0060]
また、図1において、レチクルRのパターン面と共役な面P1の近傍には濃度フィルタ55のフィルタ面が存在するため、レチクルブラインド4は濃度フィルタ55と機械的に干渉しないように、面P1から照明光学系の光軸方向に僅かにずれた位置に退避している。 Further, in FIG. 1, since in the vicinity of the pattern surface and a plane conjugate P1 of the reticle R is present the filter surface of the density filter 55, a reticle blind 4 so as not to mechanically interfere and the density filter 55, from the surface P1 It is retracted slightly displaced positions in the optical axis direction of the illumination optical system. しかしながら、このようにレチクルブラインド4がパターン面と共役な面P1から外れるのを防止するために、更に面P1を別の共役面にリレーするリレー光学系を配置し、その共役面にレチクルブラインド4を配置するようにしてもよい。 However, in this way to the reticle blind 4 is prevented from disengaging from the pattern surface and the conjugate plane P1, to place the relay optical system further relays the plane P1 to another conjugate plane, a reticle blind 4 to the conjugate plane the may be arranged.
【0061】 [0061]
これらの場合、図1のレチクルRに設ける遮光帯の幅は、レチクルブラインド4をデフォーカスさせたときには、このデフォーカスによるレチクルブラインド4の遮光板のエッジのぼけ量と、その遮光板の制御誤差と、その遮光板の機械的な精度と、レチクルブラインド4からレチクルRまでの光学系の収差と、その光学系のディストーション量とを総合的に考慮して設定する必要がある。 In these cases, the width of the light-shielding band provided on the reticle R in FIG. 1, when the reticle blind 4 is defocused, the blur amount of the edge of the light shielding plate of the reticle blind 4 according to the defocus, control error of the shading plate When the mechanical precision of the light shielding plate, and the aberration of the optical system from the reticle blind 4 to the reticle R, it is necessary to set by comprehensively considering the distortion of the optical system.
【0062】 [0062]
それ以外に、レチクルブラインド4を例えばレチクルRのパターン面(下面)の底面に近接して配置するようにしてもよい。 In the other, it may be disposed a reticle blind 4 for example in proximity to the bottom surface of the pattern surface of the reticle R (the lower surface). 逆に、濃度フィルタ55をレチクルRのパターン面の底面に配置して、そのパターン面と共役な面P1上にレチクルブラインド4を配置するようにしてもよい。 Conversely, by placing the density filter 55 to the bottom surface of the pattern surface of the reticle R, it may be disposed a reticle blind 4 over the pattern surface plane conjugate P1. また、投影光学系PLがレチクルパターンの中間像をウエハ上に再結像する場合は、投影光学系PL内でその中間像が形成される所定面からレチクルブラインド4又は濃度フィルタ55をずらして配置してもよく、要は感光基板G(又はウエハW)上で外側に向けて次第に減少する光量分布が得られればよい。 Further, if the projection optical system PL reimaging the intermediate image of the reticle pattern onto the wafer by shifting the reticle blind 4 or density filter 55 from the predetermined surface of the intermediate image is formed in the projection optical system PL arranged may be, short light amount distribution gradually decreases toward the outside on the photosensitive substrate G (or wafer W) is only to be obtained.
【0063】 [0063]
また、濃度フィルタ55のフィルタ面を上記のように面P1に対して適正量だけデフォーカスさせて配置した場合でも、その周囲環境のクリーン度が低い場合には、そのフィルタ面に許容範囲を超える大きさの塵等の異物が付着して、その異物がレチクルRを通して感光基板G上に転写される恐れがある。 Further, even when the filter surface of the density filter 55 was placed in defocus proper amount with respect to the plane P1 as described above, in the case cleanliness of the surrounding environment is low, unacceptable on the filter surface adhering foreign substances such as the size of the dust, there is a possibility that the foreign matter is transferred onto a photosensitive substrate G through a reticle R. これを防止するためには、そのフィルタ面を保護するように例えばセルロース等の光学的に影響を与えない薄膜(防塵膜としてのぺリクル)、又は透過性のガラス基板を張設することが望ましい。 To prevent this, it is desirable to stretched, for example, (pellicle as dust-proof film) film which does not give optically influences such as cellulose, or transparent glass substrate so as to protect the filter surface .
【0064】 [0064]
また、濃度フィルタ55の減衰部の透過率分布は、図3の分布には限定されず、例えば国際公開(WO)第00/059012号パンフレットに開示されているように、外側に向けて次第に減少する分布で、且つ画面継ぎ露光後の露光量が均一になる分布であれば、任意の分布を使用することができる。 Further, the transmittance distribution of the attenuation of the density filter 55 is not limited to the distribution of FIG. 3, for example as disclosed in International Publication (WO) No. 00/059012 pamphlet, gradually outwardly decreasing in distributed, if and screen stitching exposure after the exposure becomes uniform distribution, it is possible to use any distribution.
次に、本発明の第2の実施形態につき図9を参照して説明する。 Next, will be explained with reference to Figure 9 to a second embodiment of the present invention. 本例はオプティカル・インテグレータ(ユニフォマイザ又はホモジナイザ)として、通常のフライアイ・インテグレータを用いるものであり、図9において、図1及び図8に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。 This example as an optical integrator (uniformizer or homogenizer), which uses a conventional fly's eye integrator, a detailed description in FIG. 9, portions corresponding to FIGS. 1 and 8 are denoted by the same reference numerals omitted.
【0065】 [0065]
図9は、本例の投影露光装置の照明光学系10及び投影光学系PLを含む光学系を簡略化して示し、この図9において、オプティカル・インテグレータとして、通常の幅数mm程度の断面形状のレンズエレメントを束ねて形成されるフライアイ・インテグレータ2Bが配置されている。 Figure 9 shows a simplified optical system including an illumination optical system 10 and projection optical system PL of the projection exposure apparatus of this embodiment, in FIG. 9, as the optical integrator, a normal width several mm cross section fly-eye integrator 2B which is formed by bundling a lens element is disposed. また、フライアイ・インテグレータ2Bの入射面の近傍に拡散板64が配置されている。 The diffusion plate 64 is disposed in the vicinity of the entrance surface of the fly's eye integrator 2B. 拡散板64は、露光光ILを透過するガラス基板の表面を粗くしたものであり、フライアイ・インテグレータ2Bを構成する各レンズエレメントの幅をdとすると、拡散板64の粗さは幅dの範囲内の光を十分に拡散する程度に細かく設定されている。 Diffuser 64 is obtained by roughening the surface of a glass substrate which transmits exposure light IL, and the width of each lens element forming a fly's eye integrator 2B is d, the roughness of the diffusion plate 64 of a width d light within is finely set to an extent to sufficiently diffuse. これによって、露光光源1から射出されて振動ミラー6及び拡散板64を介してフライアイ・インテグレータ2Bの各レンズエレメントに入射する露光光ILは、それぞれ十分に進行方向が拡散されている。 Thus, the exposure light IL via a vibrating mirror 6 and the diffusion plate 64 is emitted from the exposure light source 1 is incident on each lens element of the fly-eye integrator 2B is sufficiently traveling directions is diffused.
【0066】 [0066]
これ以外の構成は第1の実施形態と同様であり、フライアイ・インテグレータ2Bから射出された露光光ILは、リレーレンズ3、レチクルブラインド4、濃度フィルタ55、コンデンサレンズ系8を介してレチクルRを照明し、レチクルRのパターン像は投影光学系PLを介して感光基板G上に投影される。 Other structures are the same as those of the first embodiment, the exposure light IL emitted from the fly-eye integrator. 2B, the reticle R via the relay lens 3, the reticle blind 4, the density filter 55, condenser lens system 8 illuminating the pattern image of the reticle R is projected onto the photosensitive substrate G via the projection optical system PL. そして、本例においても、図7に示した方法で画面継ぎ方式で複数のレチクルのパターンの像を感光基板G(又はウエハ)上に露光することができる。 Also in the present embodiment, it is possible to expose the image of the pattern of the plurality of reticles screen splicing system in the manner shown in FIG. 7 on the photosensitive substrate G (or wafer).
【0067】 [0067]
本例によれば、図9において、フライアイ・インテグレータ2Bの入射面に拡散板64が配置されているため、フライアイ・インテグレータ2Bの射出面に形成される多数の光源像はそれぞれ各レンズエレメントの断面形状程度まで拡がっている。 According to this example, in FIG. 9, the diffusion plate 64 on the incident surface of the fly-eye integrator 2B are located a number of light source images each lens respectively elements formed on the exit surface of the fly's eye integrator 2B It has spread to approximately the cross-sectional shape. 従って、濃度フィルタ55中のパターンによって一種のピンホールカメラの原理によってフライアイ・インテグレータ2Bの射出面のデフォーカスした像が感光基板G上に投影されたとしても、その像はほぼ均一な明るさの像であり露光量むらは殆ど発生しない。 Therefore, even defocused image of the exit surface of the fly-eye integrator 2B by the principle of a kind of pinhole camera is projected onto the photosensitive substrate G by the pattern in the density filter 55, its image is a substantially uniform brightness is the image exposure amount unevenness is hardly generated.
【0068】 [0068]
また、より露光量むらを小さくするためには、本例でもレチクルRのパターンを感光基板G(又はウエハW)上に露光しているときに、振動ミラー6を回転軸6aの周りに所定の角度範囲で往復回転(振動)させることが望ましい。 Further, in order to reduce the higher exposure amount unevenness, when the exposure of the pattern of the reticle R onto the photosensitive substrate G (or wafer W) in the present example, a predetermined around a rotation axis 6a of the vibrating mirror 6 reciprocally rotated in an angular range (vibration) is to be desirable. この場合、フライアイ・インテグレータ2Bを構成するレンズエレメントの幅dに対して、その振動ミラー6の振動の角度範囲は、その露光光ILがその幅dの1/2倍以上変位する程度で、望ましくは1/2倍から数倍変位する程度でよい。 In this case, the width d of the lens elements constituting the fly-eye integrator 2B, the angle range of the vibration of the vibration mirror 6, to the extent that the exposure light IL is displaced more than half of its width d, preferably it may be a degree to several times displaced from 1/2. 本例においても、露光光ILによって発生する干渉パターン(スペックルパターン)を低減するために、振動ミラー6によって露光光ILを振る場合には、その干渉パターン低減用の振動ミラー6によって、オプティカル・インテグレータの射出面の像による露光量むらを更に低減するための振動ミラーを兼用することができる。 In this embodiment, in order to reduce the interference pattern generated by the exposure light IL (speckle pattern), when the shake exposure light IL by the oscillating mirror 6, the vibrating mirror 6 for reducing the interference pattern, Optical it can be used also the oscillating mirror to further reduce the exposure amount irregularity due to the image of the exit surface of the integrator.
【0069】 [0069]
なお、上記各実施形態では感光基板上でつなぎ露光(スティッチング露光)が行われる複数のショット領域にそれぞれ異なるパターンを転写するものとしたが、その複数のショット領域の少なくとも2つに同一のパターンを転写してもよい。 In the above embodiments it is assumed to transfer the different patterns into a plurality of shot areas stitching exposure (stitching exposure) is performed on a photosensitive substrate, the same pattern in at least two of the plurality of shot areas it may be transferred to. また、上記各実施形態では照度センサ63を用いて露光領域内の照度分布を計測するものとしたが、例えばラインセンサなどを用いて照度分布の計測を行ってもよい。 Although the above embodiments was to be measured the illuminance distribution in the exposure area with the illuminance sensor 63, for example such as a line sensor may be performed to measure the illuminance distribution using.
【0070】 [0070]
なお、上記の実施の形態は、つなぎ露光方式でワーキングレチクルを製造する場合に本発明を適用したものであるが、本発明はつなぎ露光方式で撮像デバイス(CCD等)を含む半導体デバイス、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等の表示素子、薄膜磁気ヘッド、又はDNAチップ等を製造する場合にも適用することができる。 Incidentally, the above-described embodiment, but an application of the present invention in the production of the working reticle stitching exposure method, a semiconductor device the present invention including an image pickup device with stitching exposure method (CCD, etc.), liquid crystal display it can be applied when manufacturing display devices such as plasma displays, thin-film magnetic head, or a DNA chip or the like. なお、電子線露光装置やEUV露光装置ではワーキングレチクルのマスク基板としてシリコンウエハなどが用いられる。 Incidentally, a silicon wafer is used as a mask substrate working reticle in an electron beam exposure apparatus or an EUV exposure apparatus. 特にEUV露光装置では反射型のワーキングレチクルが使用される。 Particularly in the EUV exposure apparatus reflective working reticle is used.
【0071】 [0071]
なお、上記の実施の形態の投影露光装置において、露光光としてArFエキシマレーザ光等の真空紫外域の短波長の紫外光を使用する場合には、露光光の光路上には窒素ガス(N )やヘリウムガス(He)等の透過率の高い気体がパージされる。 Note that, in the projection exposure apparatus of the above embodiment, when using short-wavelength ultraviolet light in the vacuum ultraviolet region, such as ArF excimer laser light as exposure light, the optical path of the exposure light nitrogen gas (N 2 ) and helium gas (He) high transmittance gas or the like is purged.
また、濃度フィルタ55の位置合わせ用マークを検出する装置は照度センサ63に限られるものではなく、例えば照度センサ63とは別にウエハステージ25に少なくとも受光部を有する光学系を設置して用いてもよいし、あるいは照明光学系内に専用の光学系を組み込んでもよい。 Further, the apparatus for detecting the alignment mark of the density filter 55 is not limited to the illumination sensor 63, be used to set up an optical system having at least a light receiving portion for example separately to the wafer stage 25 and the illuminance sensor 63 good to, or may incorporate a dedicated optical system in the illumination optical system. また、その位置合わせ用マークの検出光として前述の露光光ILを用いてもよいし、露光光源1とは別の光源を用意して露光光ILと波長が実質的に同一の光を用いるようにしてもよい。 Further, may be used to the exposure light IL as the detection light of the mark for the alignment, the exposure light IL and a wavelength to have a separate light source from the exposure light source 1 is to use a substantially identical light it may be.
【0072】 [0072]
また、上記の実施の形態は本発明を一括露光型の投影露光装置に適用したものであるが、本発明はプロキシミティ方式の露光装置でつなぎ露光を行う場合にも同様に適用することができる。 Further, the above embodiment is an application of the present invention to one-shot exposure type projection exposure apparatus, the present invention can be similarly applied to the case of performing the stitching exposure in a proximity type exposure apparatus . 更に本発明は、ステップ・アンド・スキャン方式のような走査露光型の投影露光装置でつなぎ露光を行う場合にも適用することができる。 The present invention can also be applied to a case where the stitching exposure in a scanning exposure type projection exposure apparatus, such as a step-and-scan method. そして、本発明は、例えば波長5nm〜15nm程度の軟X線やX線等の極端紫外光(EUV光)を露光ビームとするEUV露光装置でつなぎ露光を行う場合にも適用することができる。 The present invention may, for example, can also be applied when performing the stitching exposure wavelength 5nm~15nm about soft X-rays and X-rays of the extreme ultraviolet light (EUV light) with EUV exposure apparatus that the exposure beam. EUV光を用いる場合には、透過性の材料が殆ど無いため、濃度フィルタ(減光フィルタ)としては反射型の基板上に所定の反射率分布で反射膜(例えばモリブデンとシリコンとの多層膜、又はモリブデンとベリリウムとの多層膜)を形成した反射型のフィルタを使用してもよい。 When using the EUV light, permeable for material there is little, the multilayer film and the reflective film (e.g. molybdenum and silicon at a predetermined reflectance distribution to a reflective substrate as density filter (neutral density filter), or a multilayer film of molybdenum and beryllium) may be used reflection type filter formed with.
【0073】 [0073]
さらに、例えば国際公開(WO)99/49504号パンフレットなどに開示される、投影光学系PLとウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置でつなぎ露光を行う場合にも本発明を適用することができる。 Furthermore, for example, disclosed in, WO (WO) 99/49504 pamphlet, applying the present invention is also applicable to the case of performing the stitching exposure in an immersion type exposure apparatus in which liquid is filled between the projection optical system PL and the wafer can do. また、例えば国際公開(WO)98/24115号、98/40791号パンフレットに開示されるように、露光動作とアライメント動作(マーク検出動作)とをほぼ平行して行うために、2つのウエハステージを備える露光装置でつなぎ露光を行う場合にも本発明を適用することができる。 Further, for example, International Publication (WO) No. 98/24115, as disclosed in JP 98 / 40,791 pamphlet, in order to perform exposure operation and the alignment operation and (mark detection operation) substantially parallel to, the two wafer stages even when performing stitching exposure in comprising the exposure apparatus can be applied to the present invention.
【0074】 [0074]
また、露光光源や照度均一化光学系等から構成される照明光学系、及び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共に、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハ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、上述の実施の形態の濃度フィルタ55を取り付け、更に総合調整(電気調整、動作確認等)をすることにより上述の実施の形態の投影露光装置を製造することができる。 The exposure light source and an illuminance uniformity optical system such as an illumination optical system consisting of, and projecting with a built-in optical adjustment in an optical system of the exposure apparatus main body, a number of mechanical exposure apparatus main reticle stage and wafer stage comprised of components mounting and connection wires or pipes, attach the density filter 55 in the embodiments described above, further overall adjustment (electrical adjustment, operation confirmation, etc.) by the manufacturing projection exposure apparatus of the above embodiment that the can. なお、露光装置の製造は温度及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。 The exposure apparatus is preferably performed in a clean room where the temperature and cleanliness are controlled.
【0075】 [0075]
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, it is a matter of course can take various configurations without departing from the gist of the present invention.
【0076】 [0076]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
本発明によれば、所定の透過率分布を持つ減光フィルタを用いて複数のパターンを一部が重なるように露光する場合、露光対象の基板上での露光量むらを低減することができる。 According to the present invention, when exposure to partially overlap the plurality of patterns using a neutral density filter having a predetermined transmittance distribution, it is possible to reduce the exposure amount unevenness on the substrate as the exposure objective.
また、本発明のデバイス製造方法によれば、画面継ぎ方式で複数のパターンを露光することによって、大型のデバイス又はマスクを高精度に且つ高スループットで製造することができ、本発明のマスクによれば、大型のマスクを高精度に且つ高スループットで製造することができる。 Further, according to the device manufacturing method of the present invention, by exposing multiple patterns on the screen splicing method, can be produced and at a high throughput large devices or high-precision masks, according to the mask of the present invention if, it is possible to manufacture a large-sized mask and at a high throughput with high accuracy.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明の第1の実施形態で使用される投影露光装置を示す概略構成図である。 1 is a schematic diagram showing a projection exposure apparatus used in the first embodiment of the present invention.
【図2】図1中のレチクルブラインド4の構成例を示す拡大図である。 2 is an enlarged view showing a configuration example of a reticle blind 4 in FIG.
である。 It is.
【図3】図1中の濃度フィルタ55の透過率分布を示す図である。 3 is a diagram showing the transmittance distribution of the density filter 55 in FIG.
【図4】濃度フィルタ55のドットパターンの分布の一部を示す拡大図である。 4 is an enlarged view showing a part of a distribution of the dot patterns of the density filter 55.
【図5】図3の濃度フィルタ55を用いて画面継ぎを行いながら転写を行って得られる投影像を示す図である。 5 is a diagram showing a projection image obtained by performing transfer while screen joint using the density filter 55 in FIG. 3.
【図6】画面継ぎを行いながら転写を行って得られる別の投影像を示す図である。 6 is a diagram showing another projection image obtained by performing transfer while screen joint.
【図7】(A),(B),(C),(D)は画面継ぎを行う場合のレチクルブラインド4、濃度フィルタ55、及びレチクルの位置関係を示す図、(E)は画面継ぎを行って得られる継ぎ部の露光量を示す図である。 7 (A), (B), the (C), (D) is a view showing a reticle blind 4, the density filter 55, and the positional relationship of the reticle when a screen joint, (E) the screen splicing is a diagram showing an exposure amount of joints obtained by performing.
【図8】図1の投影露光装置の光学系を簡略化して示す図である。 8 is a diagram schematically showing an optical system of the projection exposure apparatus of FIG.
【図9】本発明の第2の実施形態の投影露光装置の光学系を簡略化して示す図である。 9 is a diagram schematically showing an optical system of a projection exposure apparatus of the second embodiment of the present invention.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
R…レチクル、PL…投影光学系、G…感光基板、W…ウエハ、RA〜RD…マスターレチクル、1…露光光源、2A…マイクロフライアイ・インテグレータ、2B…フライアイ・インテグレータ、4…レチクルブラインド、5…位置決め装置、29…駆動系、30A〜30D…ショット領域、30AB〜30AC,31…継ぎ部、55…濃度フィルタ、55a〜55d…継ぎ部、64…拡散板 R ... reticle, PL ... projection optical system, G ... photosensitive substrate, W ... wafer, RA to RD ... master reticle, 1 ... exposure light source, 2A ... micro fly's eye integrator, 2B ... fly eye integrator, 4 ... reticle blind , 5 ... positioning device 29 ... drive system, 30A to 30D ... shot area, 30AB~30AC, 31 ... joint, 55 ... concentration filter, 55a to 55d ... joints, 64 ... diffusion plate

Claims (10)

  1. 露光ビームでマスクを照明する照明系を備え、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マスクのパターンを転写するために、前記周辺部で前記露光ビームの強度を変化させて前記各領域を露光する露光装置において、 An illumination system for illuminating a mask with exposure beam, and to the peripheral portion on the substrate to transfer the pattern of each mask into a plurality of regions partially overlapping, varying the intensity of the exposure beam at the peripheral portion and the the exposure apparatus comprising each region,
    前記照明系は、 The illumination system,
    前記露光ビームの複数の光源像を形成するマイクロフライアイ・インテグレータと、 A micro fly's eye integrator for forming a plurality of light source images of the exposure beam,
    前記マスク上の照明領域を規定する視野絞りと、 A field stop defining an illumination region on the mask,
    前記マイクロフライアイ・インテグレータの射出側に配置されて、前記複数の領域の前記周辺部での前記露光ビームの強度を少なくとも一方向に関して徐々に変化させるために、前記少なくとも一方向に対応して前記露光ビームに対する透過率が変化する透過率分布を持つ減衰部が一部に形成される減光フィルタとを備えることを特徴とする露光装置。 Wherein provided on the exit side of the micro fly's eye integrator, the intensity of the exposure beam at the peripheral portion of the plurality of areas in order to gradually change with respect to at least one direction, wherein in response to the at least one direction exposure apparatus attenuating portion having a transmittance distribution in which the transmittance is changed relative to the exposure beam; and a neutral density filter which is formed on a part.
  2. 前記照明系は、露光中に前記マイクロフライアイ・インテグレータに対する前記露光ビームの入射角を変化させるために、前記露光ビームを振動させる振動部材を更に有することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 The illumination system, in order to change the incident angle of the exposure beam with respect to the micro fly's eye integrator during exposure, the exposure according to claim 1, further comprising a vibration member for vibrating the exposure beam apparatus.
  3. 1回の露光中の前記振動部材による前記露光ビームの振動量は、前記マイクロフライアイ・インテグレータの射出面において、前記マイクロフライアイ・インテグレータによって形成される複数の光源像の明暗のピッチの1/2以上の振幅で前記複数の光源像が振動する程度であることを特徴とする請求項2に記載の露光装置。 Vibration amount of the exposure beam by one of said vibration member during exposure, the micro in the exit plane of the fly's eye integrator, a plurality of light source images of light and dark pitch of which is formed by the micro fly's eye integrator 1 / an apparatus according to claim 2, wherein the plurality of light source images in two or more amplitude, characterized in that the extent of vibration.
  4. 露光ビームでマスクを照明する照明系を備え、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マスクのパターンを転写するために、前記周辺部で前記露光ビームの強度を変化させて前記各領域を露光する露光装置において、 An illumination system for illuminating a mask with exposure beam, and to the peripheral portion on the substrate to transfer the pattern of each mask into a plurality of regions partially overlapping, varying the intensity of the exposure beam at the peripheral portion and the the exposure apparatus comprising each region,
    前記照明系は、 The illumination system,
    前記露光ビームの複数の光源像を形成するオプティカル・インテグレータと、 And an optical integrator for forming a plurality of light source images of the exposure beam,
    前記マスク上の照明領域を規定する視野絞りと、 A field stop defining an illumination region on the mask,
    前記オプティカル・インテグレータの射出側に配置されて、前記複数の領域の前記周辺部での前記露光ビームの強度を少なくとも一方向に関して徐々に変化させるために、前記少なくとも一方向に対応して前記露光ビームに対する透過率が変化する透過率分布を持つ減衰部が一部に形成される減光フィルタと、 Is disposed on the exit side of the optical integrator, the intensity of the exposure beam at the peripheral portion of the plurality of areas in order to gradually change with respect to at least one direction, the exposure beam in response to the at least one direction a neutral density filter whose transmittance attenuation portion having a transmittance distribution that varies is formed in a part for,
    前記オプティカル・インテグレータに入射する前記露光ビームを拡散させる拡散部材とを有することを特徴とする露光装置。 Exposure apparatus characterized by having a diffusion member for diffusing the exposure beam incident on the optical integrator.
  5. 前記オプティカル・インテグレータは、複数のレンズエレメントを束ねて形成されるフライアイ・インテグレータであり、 The optical integrator is a fly-eye integrator, which is formed by bundling a plurality of lens elements,
    前記拡散部材は、前記フライアイ・インテグレータを構成する各レンズエレメントに入射する前記露光ビームをそれぞれ拡散する程度の粗さを持つことを特徴とする請求項4に記載の露光装置。 The diffusing member, an exposure apparatus according to claim 4, characterized by having a degree of roughness which diffuses the exposure beam incident on each lens element constituting the fly-eye integrator, respectively.
  6. 前記照明系は、露光中に前記オプティカル・インテグレータに対する前記露光ビームの位置が変化するように前記露光ビームを振動させる振動部材を更に有することを特徴とする請求項4又は5に記載の露光装置。 The illumination system exposure apparatus according to claim 4 or 5, further comprising a vibration member for vibrating the exposure beam so that the position of the exposure beam relative to the optical integrator during exposure varies.
  7. 前記オプティカル・インテグレータは、複数のレンズエレメントを束ねて形成されるフライアイ・インテグレータであり、 The optical integrator is a fly-eye integrator, which is formed by bundling a plurality of lens elements,
    1回の露光中の前記振動部材による前記露光ビームの振動量は、前記フライアイ・インテグレータの入射面における前記露光ビームの変位の振幅が、前記各レンズエレメントの幅の1/2以上となる程度であることを特徴とする請求項6に記載の露光装置。 The degree vibration amount of the exposure beam by one of said vibration member during exposure, the amplitude of the displacement of the exposure beam at the incident surface of the fly's eye integrator, which becomes the half or more of the width of each lens element an apparatus according to claim 6, characterized in that.
  8. 請求項1〜7の何れか一項に記載の露光装置を用いて、マスクのパターンを画面継ぎを行いながら基板上に露光する露光方法であって、 Using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 7, there is provided an exposure method for exposing a substrate with a pattern of the mask performs a screen joint,
    第1のマスクのパターンの継ぎ部を前記減光フィルタを介して前記基板上に露光する第1工程と、 A first step of exposing on said substrate a joint portion of the pattern of the first mask through the neutral density filter,
    第2のマスクのパターンの継ぎ部を前記減光フィルタを介して前記基板上の前記第1のマスクのパターンの前記継ぎ部の像の上に露光する第2工程とを有することを特徴とする露光方法。 And having a second step of exposing on the image of the joint portion of the pattern of the first mask of the substrate by the joints of the pattern of the second mask through the neutral density filter exposure method.
  9. リソグラフィ工程を含みマスク又はデバイスを製造するためのデバイス製造方法であって、 A device manufacturing method for manufacturing a mask or device includes a lithography process,
    請求項1〜7の何れか一項に記載の露光装置によって複数のパターンを画面継ぎを行いながら露光する工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。 Device manufacturing method characterized by comprising the step of exposing while screen splicing a plurality of patterns the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 7.
  10. 請求項9に記載のデバイス製造方法を用いて、複数のマスクパターンの画面継ぎによって形成されたマスク。 Using the device manufacturing method of claim 9, mask formed by screen splicing of a plurality of mask patterns.
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