JP2011003714A - 露光方法、マスク、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば複数個の孤立パターンを含む孤立的なパターンを累進焦点露光法で高精度に露光する。
【解決手段】露光用の照明光ＩＬでレチクルＲのパターン及び投影光学系ＰＬを介してウエハＷを露光する露光方法において、そのパターンの形状及び照明光ＩＬの非対称な照明特性に応じて、投影光学系ＰＬの像面ＰＷ１に対するウエハＷの露光面の傾斜角θｐ、及びその露光面に沿ったウエハＷの移動方向の少なくとも一方の露光条件を設定する工程と、傾斜角θｐで傾斜したウエハＷ上にそのパターンの像を露光しつつ、ウエハＷの移動と、レチクルＲのその移動方向に対応する方向への移動とを同期して行う工程と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、露光光でパターン及び投影光学系を介して物体を露光する露光方法に関し、例えば累進焦点露光法で露光を行う場合に適用可能である。さらに、本発明は、例えば累進焦点露光法で露光を行う場合に使用可能なマスク、及びその露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。

例えば半導体デバイス等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するためのリソグラフィ工程中で使用される露光装置においては、投影光学系の解像力を高めるために、露光波長λの短波長化及び投影光学系の開口数ＮＡの増大が行われてきた。一方、投影光学系の焦点深度（ＤＯＦ）は、露光波長λに比例し、開口数ＮＡの二乗に反比例するため、単に露光波長λを短くして開口数ＮＡを大きくすると、焦点深度が浅くなり過ぎる恐れがある。このため、露光対象のパターンがメモリの回路部のように周期的なパターンである場合には、例えばいわゆる変形照明法により、解像力を高く維持した上で焦点深度を実質的に増大することが行われている。

一方、露光対象のパターンが孤立パターン、例えばコンタクトホールパターンである場合には、露光中に投影光学系の像面と露光対象の基板（ウエハ等）との投影光学系の光軸方向の相対的な位置関係を連続的又は断続的に変更する累進焦点露光法によって、投影光学系の見かけ上の焦点深度を実質的に増大できることが知られている。なお、累進焦点露光法は、フレックス法又はＣＤＰ露光法（又はＤＰ露光法）などと呼ばれることもある。また、露光時にレチクル（マスク）と基板とを投影光学系に対して相対的に同期移動する走査露光法において累進焦点露光法を適用した場合には、走査露光中に投影光学系の像面に対して所定の傾斜角で交差する面に沿って基板の露光面が移動するように、基板が駆動される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２９４５５０号公報

最近、露光対象のパターンとして、複数個（例えば２個）の同じ形状の孤立パターンを近接して配置した孤立的なパターンが使用されることがある。このような孤立的なパターンに対して走査露光法でかつ累進焦点露光法で露光を行うと、例えば露光光の僅かな非対称性によって、複数個の孤立パターンの像の大きさが互いに異なる場合のあることが分かってきた。

本発明はこのような事情に鑑み、例えば複数個の孤立パターンを含む孤立的なパターンを累進焦点露光法で高精度に露光できる露光技術、及びこの露光技術を用いるデバイス製造技術を提供することを目的とする。また、本発明は、その孤立的なパターンを累進焦点露光法で高精度に露光するために使用できるマスクを提供することを目的とする。

本発明による露光方法は、パターンが形成されたマスクと物体とを所定方向に同期移動することにより、露光光でそのマスク及び投影光学系を介してその物体を露光する露光方法において、その所定方向に関するその露光光の非対称な照明特性に応じて、その投影光学系の像面に対するその物体の露光面の傾斜角、及びその物体の露光面の傾斜方向に沿ったその物体の移動方向の少なくとも一方の露光条件を設定する工程と、その像面に対してその傾斜角で傾斜したその物体上に、その投影光学系によるそのパターンの像を露光しつつ、その物体のその傾斜方向に沿ったその所定方向への移動と、その投影光学系の物体面に沿うとともにその所定方向に対応する方向へのそのマスクの移動とを同期して行い、その物体を露光する工程と、を含むものである。

また、本発明によるマスクは、投影光学系の像面に対して所定の傾斜角で傾斜した物体上に、マスクのパターンのその投影光学系による像を露光しつつ、その物体のその傾斜角で傾斜した傾斜方向に沿った所定方向への移動と、そのマスクのその投影光学系の物体面に沿うとともにその所定方向に対応する方向への移動とを同期して行い、その物体を露光するために使用されるマスクであって、その所定方向に関するその露光光の非対称な照明特性と、その傾斜角及びその傾斜方向に沿ったその物体の移動方向の少なくとも一方の露光条件とに応じて、
そのパターンの形状が補正されたものである。

また、本発明によるデバイス製造方法は、本発明の露光方法を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成された基板を処理することと、を含むものである。

本発明の露光方法によれば、例えば複数個の孤立パターンを含む孤立的なパターンが露光対象である場合に、例えばその孤立的なパターンの形状及び露光光の非対称な照明特性に応じて、累進焦点露光法を適用する場合の基板の露光面の傾斜角及びその露光面に沿った移動方向の少なくとも一方の露光条件が設定される。従って、その孤立的なパターンを累進焦点露光法で高精度に露光できる。

また、本発明のマスクによれば、例えば複数個の孤立パターンを含む孤立的なパターンが形成される場合に、例えばその孤立的なパターンの形状、露光光の非対称な照明特性、及び累進焦点露光法を適用する場合の基板の露光面の傾斜角及びその露光面に沿った移動方向の少なくとも一方の露光条件に応じて、その孤立的なパターンの形状が補正される。従って、その孤立的なパターンを累進焦点露光法で高精度に露光できる。

実施形態の一例で使用される露光装置の概略構成を示す斜視図である。 （Ａ）は図１の露光装置の光学系の概略構成を示す図、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、及び（Ｆ）は、図２（Ａ）の露光領域１８ＷのＹ方向の異なる位置に入射する照明光の照明瞳面上における二次光源の形状を示す図である。 （Ａ）は累進焦点露光法で露光する場合の図１の露光装置の要部の概略構成を示す図、（Ｂ）は図３（Ａ）のレチクルＲのパターンの一部を示す拡大平面図、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、及び（Ｇ）は、図３（Ａ）のウエハＷ上に露光されるパターンの像の変化を示す拡大図、（Ｈ）はウエハＷ上に露光されるパターンの像を示す拡大図である。 （Ａ）は異なる傾斜角で累進焦点露光法で露光する場合の図１の露光装置の要部の概略構成を示す図、（Ｂ）は図４（Ａ）のレチクルＲのパターンの一部を示す拡大平面図、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、及び（Ｇ）は、図４（Ａ）のウエハＷ上に露光されるパターンの像の変化を示す拡大図、（Ｈ）はウエハＷ上に露光されるパターンの像を示す拡大図である。 （Ａ）はさらに異なる傾斜角で累進焦点露光法で露光する場合の図１の露光装置の要部の概略構成を示す図、（Ｂ）は図５（Ａ）のウエハＷ上に露光されるパターンの像を示す拡大図、（Ｃ）は累進焦点露光法で露光する場合の露光領域の走査方向の端部のデフォーカス幅と、露光されるパターンの像の線幅の差との関係の一例を示す図である。 実施形態の一例の露光方法を示すフローチャートである。 （Ａ）は実施形態の他の例における露光対象のパターンの一部を示す拡大図、（Ｂ）は図７（Ａ）のパターンの像を示す拡大図、（Ｃ）は線幅を補正したパターンを示す拡大図、（Ｄ）は図７（Ｃ）のパターンの像を示す拡大図である。 電子デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態の一例につき図１〜図６を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るスキャニングステッパー（スキャナー）よりなる走査露光型の露光装置１００の概略構成を示す。図１において、露光装置１００は、露光光源（不図示）と、この露光光源から射出される露光用の照明光（露光光）ＩＬによりレチクルＲ（マスク）を照明する照明光学系ＩＬＳとを備えている。さらに、露光装置１００は、レチクルＲを保持して移動するレチクルステージＲＳＴと、レチクルＲから射出された照明光ＩＬをフォトレジスト（感光材料）が塗布されたウエハＷ（基板）上に投射する投影光学系ＰＬと、ウエハＷの位置決め及び移動を行うウエハステージＷＳＴと、装置全体の動作を統括制御するコンピュータよりなる主制御系２と、その他の駆動系等とを備えている。

以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行にＺ軸を取り、これに垂直な面（ほぼ水平面）内の直交する２方向にＸ軸及びＹ軸を取り、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に平行な軸の回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。本実施形態では、走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向はＹ軸に平行な方向（Ｙ方向）である。

露光光源としてはＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）が使用されている。露光光源として、それ以外にＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）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、固体レーザ（半導体レーザなど）の高調波発生装置、又は水銀ランプ等の放電ランプ等も使用することができる。
照明光学系ＩＬＳは、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、オプティカルインテグレータ（フライアイレンズ、ロッドインテグレータ、回折光学素子など）等を含む照度均一化光学系、照明光ＩＬの強度をモニタするインテグレータセンサ、レチクルブラインド（可変視野絞り）、及びコンデンサ光学系等を含んでいる。また、通常照明、輪帯照明、又は４極（若しくは２極）照明等の照明条件に応じて、照明光学系ＩＬＳ内の瞳面（照明瞳面）ＰＩＬに不図示の設定機構によって開口絞り７Ａ、輪帯状の開口が形成された開口絞り７Ｂ、又は４個等の開口が形成された開口絞り７Ｃ等が設置される。図１では、照明瞳面ＰＩＬ上に輪帯照明用の開口絞り７Ｂが設置されている。なお、例えば回折光学素子等によって照明瞳面ＰＩＬ上の二次光源の形状を正確に規定可能な場合には、必ずしも開口絞り７Ａ〜７Ｃ等を設置する必要はない。

照明光学系ＩＬＳは、レチクルＲのパターン面（レチクル面）において、パターン領域ＰＡ上のＸ方向（非走査方向）に細長い矩形の照明領域１８Ｒを照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。照明光学系ＩＬＳのレチクルブラインドは、レチクル面と光学的に共役な面ＰＩ１（図２（Ａ）参照）から僅かにデフォーカスした位置に配置され、矩形の開口が形成された固定ブラインド９と、そのレチクル面と共役な面ＰＩ１上に配置され、レチクルＲを＋Ｙ方向又は−Ｙ方向に移動する１回の走査露光中に照明領域１８ＲをＹ方向に開閉するために、固定ブラインド９の開口を開閉する１対の可動ブラインド８Ａ，８Ｂと、照明領域１８ＲのＸ方向の位置及び幅を規定するための１対の可動ブラインド（不図示）とを備えている。可動ブラインド８Ａ，８Ｂの動作はステージ駆動系４によって制御される。

図１において、照明光ＩＬのもとで、レチクルＲの照明領域１８Ｒ内の回路パターンは、両側テレセントリック（又はウエハ側に片側テレセントリック）の投影光学系ＰＬを介して所定の投影倍率（例えば１／４，１／５等の縮小倍率）で、ウエハＷ上の一つのショット領域ＳＡ上の露光領域１８Ｗ（照明領域１８Ｒと共役な領域）に投影される。ウエハＷは、例えば直径が２００ｍｍ、３００ｍｍ等の円板状のシリコン等の基材上にフォトレジストを塗布したものである。投影光学系ＰＬは例えば屈折系であるが、反射屈折系等も使用できる。レチクル面は投影光学系ＰＬの物体面に配置されるが、後述のように累進焦点露光法を使用する場合には、ウエハＷの表面（露光面）は投影光学系ＰＬの像面に対して傾斜した面に沿って移動する。

レチクルＲはレチクルホルダ（不図示）を介してレチクルステージＲＳＴ上に吸着保持されている。レチクルステージＲＳＴはレチクルベース１２のＸＹ平面に平行な上面にエアベアリングを介して載置され、その上面でＹ方向に一定速度で移動するとともに、Ｘ方向、Ｙ方向の位置及びθｚ方向の回転角の微調整を行う。レチクルステージＲＳＴの少なくともＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角を含む２次元的な位置情報は、一例としてＸ軸のレーザ干渉計１４Ｘと、Ｙ軸の２軸のレーザ干渉計１４ＹＡ，１４ＹＢとを含むレチクル側干渉計によって計測され、この計測値がステージ駆動系４及び主制御系２に供給される。ステージ駆動系４は、その位置情報及び主制御系２からの制御情報に基づいて、不図示の駆動機構（リニアモータなど）を介してレチクルステージＲＳＴの速度及び位置を制御する。

一方、ウエハＷはウエハホルダ２０を介してウエハステージＷＳＴ上に吸着保持されている。ウエハステージＷＳＴは、ＸＹステージ２４と、この上に設置されウエハＷを保持するＺチルトステージ２２とを含んでいる。ＸＹステージ２４は、ウエハベース２６のＸＹ平面に平行な上面にエアベアリングを介して載置され、その上面をＸ方向、Ｙ方向に移動し、必要に応じてθｚ方向の回転角が補正される。Ｚチルトステージ２２は、例えばＺ方向に変位可能な３箇所のＺ駆動部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ（図２（Ａ）参照）を個別に駆動して、Ｚチルトステージ２２の上面（ウエハＷ）の光軸ＡＸ方向の位置（Ｚ位置）、及びθｘ方向、θｙ方向の傾斜角を制御する。

図１において、さらに投影光学系ＰＬの側面に、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示されるものと同様の構成で、照射系３７ａ及び受光系３７ｂを含み、ウエハＷの露光面の複数点でのフォーカス位置を計測する斜入射方式の多点のオートフォーカスセンサ３７が設けられている。ステージ駆動系４は、オートフォーカスセンサ３７の計測結果に基づいて、ウエハＷの露光面が投影光学系ＰＬの像面に対して所定の関係を維持するように、オートフォーカス方式でＺチルトステージ２２を駆動する。

ウエハステージＷＳＴ（Ｚチルトステージ２２）の少なくともＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角を含む２次元的な位置情報が、一例としてＸ軸の２軸のレーザ干渉計３６ＸＰ，３６ＸＦと、Ｙ軸の２軸のレーザ干渉計３６ＹＡ，３６ＹＢとを含むウエハ側干渉計によって計測され、この計測値がステージ駆動系４及び主制御系２に供給される。その位置情報はアライメント制御系６にも供給される。ステージ駆動系４は、その位置情報及び主制御系２からの制御情報に基づいて、不図示の駆動機構（リニアモータなど）を介して、ウエハステージＷＳＴのＸＹステージ２４の２次元的な位置を制御する。

また、露光装置１００は液浸型であり、投影光学系ＰＬの先端の光学部材とウエハＷとの間の局所的な空間に照明光ＩＬを透過する液体（純水等）を供給して回収する局所液浸機構（不図示）が備えられている。局所液浸機構としては、例えば米国特許出願公開第２００７／２４２２４７号明細書、又は欧州特許出願公開第１４２０２９８号明細書等に開示されている機構を使用してもよい。

また、投影光学系ＰＬの側面において、ウエハＷ上のアライメントマークの位置を計測するための、オフアクシス方式で例えば画像処理方式のウエハアライメント系３８が不図示のフレームに支持されている。ウエハアライメント系３８の検出結果はアライメント制御系６に供給され、その検出結果からウエハＷのアライメントを行うことができる。さらに、Ｚチルトステージ２２上のウエハホルダ２０の近傍に基準部材２８が固定され、基準部材２８上にスリットパターン３０Ａ，３０Ｂ及び基準マーク３２が形成されている。Ｚチルトステージ２２内の基準部材２８の底面に、スリットパターン３０Ａ，３０Ｂを通過した光束を受光する空間像計測系３４が収納され、空間像計測系３４の検出信号がアライメント制御系６に供給されている。空間像計測系３４によって、レチクルＲのアライメントマーク（不図示）の像の位置を計測でき、この計測結果に基づいてレチクルＲのアライメントを行うことができる。さらに、基準部材２８上の基準マーク３２を介して、レチクルＲのパターンの像の中心（露光中心）とウエハアライメント系３８の検出中心との位置関係（ベースライン）を計測できる。

露光時には、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間に液体を供給し、レチクルＲの照明領域１８Ｒ内のパターンの投影光学系ＰＬによる像をウエハＷ上の一つのショット領域上に露光しつつ、レチクルＲとウエハＷとをＹ方向に投影倍率を速度比として同期して移動することで、当該ショット領域にレチクルＲのパターンの像が走査露光される。その後、ウエハステージＷＳＴを駆動してウエハＷをＸ方向、Ｙ方向にステップ移動する動作と、その走査露光動作とを繰り返すことによって、液浸法を用いたステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の各ショット領域にレチクルＲのパターン像が露光される。

この露光に際して、露光対象のレチクルＲのパターンが例えばコンタクトホールのような孤立パターン又は複数の孤立パターンが近接して配置された孤立的なパターンである場合に、投影光学系ＰＬの見かけ上の焦点深度（ＤＯＦ）を深くするために累進焦点露光法（又はＣＤＰ露光法）が使用されることがある。以下では、本実施形態の露光装置１００において累進焦点露光法を用いる走査露光方法につき説明する。

図２（Ａ）は、累進焦点露光法を用いて走査露光中の図１の露光装置１００の要部の概略構成を示す。図２（Ａ）において、照明光学系ＩＬＳは、開口絞り７Ｂの開口中に形成される輪帯状の二次光源７ＢＳからの照明光ＩＬを可動ブラインド８Ａ，８Ｂが配置される面ＰＩ１に導くレンズ系１０Ａと、可動ブラインド８Ａ，８Ｂで囲まれる開口及び固定ブラインド９の開口を通過した照明光ＩＬをレチクルＲのパターン面に導くレンズ系１０Ｂ及び１０Ｃとを備えている。固定ブラインド９は、レチクルＲのパターン面と共役な面ＰＩ１から−Ｚ方向に間隔δＺ１だけシフトした面ＰＩ２上に配置されている。以下では、固定ブラインド９は面ＰＩ１からデフォーカスしていると言う。なお、図２（Ａ）では、図１の照明光学系ＩＬＳ内の光路折り曲げ用のミラー（不図示）が省略されている。また、固定ブラインド９は面ＰＩ１から＋Ｚ方向にデフォーカスした面に配置してもよい。

また、レチクルＲのパターン面は投影光学系ＰＬの物体面に配置されており、一例としてレチクルステージＲＳＴによって、レチクルＲは−Ｙ方向Ｂ１に走査される。なお、通常、レチクルＲは、ウエハＷ上の異なるショット領域に露光する毎に、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向に交互に走査される。さらに、例えば前群レンズ系ＰＬａ及び後群レンズ系ＰＬｂを有する投影光学系ＰＬの像面ＰＷ１（レチクルＲのパターン面と共役な面）に対して、像面ＰＷ１上にあり、かつ光軸ＡＸを通りＸ軸に平行な軸の回りに反時計回りに傾斜角θｐで傾斜した傾斜面ＰＷ３を想定すると、ウエハＷの露光面Ｗａは傾斜面ＰＷ３上に配置されている。一例として投影光学系ＰＬがＹ方向に倒立像を形成するものとすると、レチクルステージＲＳＴに対応してウエハステージＷＳＴのＸＹステージ２４は＋Ｙ方向Ｂ２に移動する。

この場合、走査露光の途中では、可動ブラインド８Ａ，８Ｂは全開しており、固定ブラインド９が面ＰＩ１からデフォーカスしているため、固定ブラインド９の開口の像である露光領域１８Ｗのベストフォーカス面ＰＷ２は、像面ＰＷ１から−Ｚ方向に間隔δＺ２だけシフトした位置にある。従って、ウエハＷ上の露光領域１８ＷのＹ方向（走査方向）の両端の幅ｙｓの領域１８Ｗａ，１８Ｗｃは、照明光ＩＬの照度が外側に向かって次第に低下しているため、露光領域１８Ｗにおける照明光ＩＬのＹ方向の照度分布（照明領域１８Ｒの照度分布も同様）は、折れ線３９で示すように、両端部が傾斜した台形状である。折れ線３９の高さが最大の高さの１／２となる点のＹ方向の間隔を露光領域１８Ｗのスリット幅ＹＥとすると、スリット幅ＹＥは例えば４〜８ｍｍ程度であり、照度分布が傾斜した部分の幅ｙｓは例えば数１００μｍ〜１ｍｍ程度である。このように露光領域１８ＷのＹ方向の照度分布を台形状とするのは以下の理由による。即ち、エキシマレーザ等の紫外域で発光するレーザ光源は一般にパルス発光し、照明光ＩＬはパルス光である。そのため、露光領域１８ＷのＹ方向の照度分布が階段状に変化すると、走査露光後にウエハＷ上のＹ方向の異なる位置において照明光ＩＬの照射パルス数が異なって、ウエハＷ上に露光量むらが生じる恐れがある。

また、本実施形態のようにウエハＷの露光面Ｗａが像面ＰＷ１に対して傾斜角θｐで傾斜していると、露光領域１８Ｗの中央（光軸ＡＸ上）では露光面ＷａはレチクルＲのパターンの像のベストフォーカス位置（像面ＰＷ１上）にあるが、露光領域１８Ｗの−Ｙ方向及び＋Ｙ方向の端部では露光面Ｗａはそれぞれ像面ＰＷ１の下方及び上方にある。露光領域１８ＷのＹ方向の両端のＺ方向の高さの差（デフォーカス幅）である段差Ｚｃｄは、傾斜角θｐ（ｒａｄ）、スリット幅ＹＥ、及び照度分布が傾斜している領域１８Ｗａ，１８Ｗｃの幅ｙｓを用いてほぼ次のようになる。

Ｚｃｄ＝（ＹＥ＋ｙｓ）θｐ …（１）
従って、累進焦点露光法では、走査露光中にウエハステージＷＳＴのＺチルトステージ２２（Ｚ駆動部２３Ａ〜２３Ｃ）の駆動量を次第に変化させ、ウエハＷの露光面Ｗａが常に像面ＰＷ１に対して傾斜角θｐで傾斜する傾斜面ＰＷ３に合致するように、ウエハＷを傾斜面ＰＷ３に沿った方向Ｂ３に走査する。なお、レチクルＲを＋Ｙ方向に走査する場合には、ウエハＷの露光面Ｗａが傾斜面ＰＷ３に沿って方向Ｂ３と逆方向に移動するようにウエハＷが走査される。この結果、ウエハＷ上の各点は露光領域１８Ｗを通過する際に像面ＰＷ１を中心として段差Ｚｃｄの幅（デフォーカス幅）でＺ方向に移動する。これによって、累進焦点の効果が得られるため、孤立パターン又は孤立的なパターンの像に対する投影光学系ＰＬの見かけ上の焦点深度が増大し、ウエハＷ上の各ショット領域にそれぞれ孤立パターン又は孤立的なパターンの像を高解像度で露光できる。

しかしながら、本実施形態のように露光面Ｗａが固定ブラインド９の開口の像（露光領域１８Ｗ）のベストフォーカス面ＰＷ２から上方に（又は下方でも同様）離れているとともに、露光面Ｗａが投影光学系ＰＬの像面ＰＷ１に対して傾斜しているときには、露光領域１８Ｗの両端の照度分布が傾斜している領域１８Ｗａ，１８Ｗｃの露光面Ｗａに入射する照明光ＩＬの開き角が、Ｚ軸に平行な軸に関してＹ方向に対称でなくなり（照明光ＩＬの照明瞳面ＰＩＬ上での二次光源の形状が開口絞り７Ｂの二次光源７ＢＳの一部となり）、その部分でテレセントリック性が確保されなくなる。例えば露光領域１８Ｗの−Ｙ方向の端部に入射する照明光ＩＬは、照明瞳面ＰＩＬ上の二次光源７ＢＳのうち、図２（Ｂ）に示す−Ｙ方向の端部の領域７ＢＳａから射出された光束のみである。また、露光領域１８Ｗの−Ｙ方向の領域１８Ｗａ内の点Ａ１に入射する照明光ＩＬ１は、図２（Ｃ）に示す二次光源７ＢＳのうち−Ｙ方向の半面側の領域７ＢＳｂから射出された光束のみである。

一方、露光領域１８Ｗの照度分布が平坦な領域１８Ｗｂ内の任意の点Ａ２に入射する照明光ＩＬ２は、図２（Ｄ）に示す二次光源７ＢＳの全部の領域から射出された光束である。さらに、露光領域１８Ｗの＋Ｙ方向の領域１８Ｗｃ内の点Ａ３に入射する照明光ＩＬ３は、図２（Ｅ）に示す二次光源７ＢＳのうち＋Ｙ方向の半面側の領域７ＢＳｃから射出された光束のみである。そして、露光領域１８Ｗの＋Ｙ方向の端部に入射する照明光ＩＬは、図２（Ｆ）に示す二次光源７ＢＳの＋Ｙ方向の端部の領域７ＢＳｄから射出された光束のみである。さらに、図２（Ａ）において、点Ａ１に入射する照明光ＩＬ１は全体としてＺ軸に平行な軸に対して反時計回りに傾斜しており、点Ａ２に入射する照明光ＩＬ２は全体としてＺ軸に平行であり、点Ａ３に入射する照明光ＩＬ３は全体としてＺ軸に平行な軸に対して時計回りに傾斜している。従って、露光領域１８Ｗ内の−Ｙ方向の領域１８Ｗａに入射する照明光ＩＬ１は、入射位置が−Ｙ方向（端部）に近づくほど反時計回りの傾斜角が大きくなる。また、＋Ｙ方向の領域１８Ｗｃに入射する照明光ＩＬ３は、入射位置が＋Ｙ方向（端部）に近づくほど時計回りの傾斜角が大きくなる。

このように露光領域１８Ｗの両端部で実質的に照明光ＩＬのテレセントリック性が対称に崩れている状態で、累進焦点露光法を行うと、−Ｙ方向の端部の領域１８Ｗａでは露光面Ｗａが像面ＰＷ１より低いため、領域１８Ｗａの−Ｙ方向側ほどレチクルＲのパターンの像の位置が目標位置に対して＋Ｙ方向にずれ、＋Ｙ方向の端部の領域１８Ｗｃでは露光面Ｗａが像面ＰＷ１より高いため、領域１８Ｗｃの＋Ｙ方向側ほどレチクルＲのパターンの像の位置が目標位置に対して＋Ｙ方向にずれる。このように照明光のテレセントリック性のずれ及びウエハＷの露光面Ｗａの傾斜によって、露光領域１８Ｗの両端の領域１８Ｗａ，１８ＷｃでレチクルＲのパターンの像の結像位置が同じ方向にシフトすることが、本実施形態における照明光ＩＬの非対称な照明特性（非対称性）である。

このような照明光ＩＬの非対称性があると、複数（例えば２つ）の孤立パターンが近接して配置されている孤立的なパターンを露光する場合に、光学的近接効果(optical proximity effect: OPE)との相乗作用によってウエハＷ上に露光される像の対称性が低下する。即ち、図３（Ａ）は、図２（Ａ）のレチクルステージＲＳＴからウエハステージＷＳＴまでの要部の概略構成を示し、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のレチクルＲに形成されているパターンの一部の拡大平面図である。図３（Ｂ）に示すように、レチクルＲには、遮光膜を背景としてＸ方向及びＹ方向の幅ａの２つの正方形のコンタクトホールパターン（以下、ＣＨパターンという）ＣＨ１，ＣＨ２をＹ方向（走査方向）に間隔ｂで配列したツインホールパターンが形成されている。レチクルＲのパターン領域には、１対のＣＨパターンＣＨ１，ＣＨ２よりなるツインホールパターンとほぼ同じ形状の多数のツインホールパターンがＸ方向、Ｙ方向に所定間隔で形成されている。ＣＨパターンＣＨ１，ＣＨ２の投影像の段階で、一例として幅ａは６０〜１５０ｎｍ程度、間隔ｂは４０〜２００ｎｍ程度である。

この場合、図３（Ａ）において、レチクルＲを−Ｙ方向Ｂ１に走査し、ウエハＷを傾斜面ＰＷ３に沿った方向Ｂ３に走査するものとして、ウエハＷ上のツインホールパターンの像が露光される所定の被露光部が露光領域１８Ｗを＋Ｙ方向に横切るときに、その被露光部には図３（Ｃ）〜図３（Ｇ）に示すように、ＣＨパターンＣＨ１，ＣＨ２の像CH1P，CH2Pが連続的に露光される。なお、点線の像ＣＨＡ，ＣＨＢはＣＨパターンＣＨ１，ＣＨ２の像の目標位置（設計上の位置）を示し、本来の点線の像ＣＨＡ，ＣＨＢは、目標位置に対して重なっているが、説明の都合上、Ｘ方向にシフトさせている。また、図３（Ｃ）は、その被露光部が−Ｙ方向の領域１８Ｗａに入った直後の像、図３（Ｄ）は、その被露光部が領域１８Ｗａから照度分布が平坦な領域１８Ｗｂに入った直後の像、図３（Ｅ）はその被露光部が領域１８Ｗｂの中央部にあるときの像、図３（Ｆ）はその被露光部が＋Ｙ方向の領域１８Ｗｃに入った直後の像、図３（Ｇ）はその被露光部が領域１８Ｗｃを通過する直前の像である。

−Ｙ方向の領域１８Ｗａでは、外側ほど投影像の位置が＋Ｙ方向にずれるため、図３（Ｃ）のツインホールパターンの像CH1P，CH2Pの間隔は、設計上の間隔よりも狭くなり、ＯＰＥによって特に−Ｙ方向側の像CH2PのＸ方向、Ｙ方向の線幅は広くなる。なお、＋Ｙ方向側の像CH1Pに関しては、他方の像CH2Pの光量が小さいために線幅が広くなる効果は小さい。また、図３（Ｅ）の中央の領域１８Ｗｂでは、像CH1P，CH2Pの大きさは同じである。さらに、＋Ｙ方向の領域１８Ｗｃでは、外側ほど投影像の位置が＋Ｙ方向にずれるため、図３（Ｇ）のツインホールパターンの像CH1P，CH2Pの間隔は、設計上の間隔より広くなり、ＯＰＥの低下によって特に＋Ｙ方向側の像CH1PのＸ方向、Ｙ方向の線幅は設計値より狭くなる。なお、−Ｙ方向側の像CH2Pに関しても、他方の像CH1Pの光量は小さいが、線幅は或る程度狭くなる。

従って、ウエハＷを方向Ｂ３に沿って走査した後、ウエハＷ上の被露光部に形成されるツインホールパターンの像は、図３（Ｈ）に示すように、＋Ｙ方向側の像CH1Pの線幅が他方の像CH2Pの線幅よりも狭くなり、非対称性が発生する。

なお、図３（Ａ）において、レチクルＲを＋Ｙ方向Ｂ１Ｖに走査し、ウエハステージＷＳＴのＸＹステージ２４を−Ｙ方向Ｂ２Ｖに走査し、Ｚチルトステージ２２を介してウエハＷを方向Ｂ３と逆の方向Ｂ３Ｖに走査した場合にも、ウエハＷ上の被露光部には、図３（Ｈ）と同様の像が露光される。
上記のツインホールパターンの像の線幅の非対称性は、像面ＰＷ１に対するウエハＷの露光面Ｗａ（傾斜面ＰＷ３）の傾斜角θｐ（ひいては露光領域１８Ｗの両端の段差Ｚｃｄ）、レチクルＲ上でのＣＨパターンＣＨ１，ＣＨ２の線幅ａ及び間隔ｂ、露光領域１８Ｗの両端の領域１８Ｗａ，１８Ｗｃの平均的な幅ｙｓ、並びに照明光ＩＬの照明条件等によって変化する。

例えば、図４（Ａ）は、像面ＰＷ１に対するウエハＷの露光面Ｗａ（傾斜面ＰＷ３’）の傾斜角θｐ１を図３（Ａ）の傾斜角θｐより小さくした場合を示す。図４（Ａ）において、露光領域１８Ｗの両端の段差Ｚｃｄ１も傾斜角θｐ１に比例して小さくなっている。この場合も、レチクルＲを−Ｙ方向Ｂ１に走査し、ウエハＷを傾斜面ＰＷ３’に沿った方向Ｂ３’に走査するものとして、図４（Ｂ）のレチクルＲ上のツインホールパターン（ＣＨパターンＣＨ１，ＣＨ２）の像が露光されるウエハＷ上の被露光部が露光領域１８Ｗを＋Ｙ方向に横切るときに、その被露光部には図４（Ｃ）〜図４（Ｇ）に示すように、ＣＨパターンＣＨ１，ＣＨ２の像CH1P，CH2Pが連続的に露光される（点線の像ＣＨＡ，ＣＨＢは目標位置である）。

また、−Ｙ方向の領域１８Ｗａでは、外側ほど投影像の位置が＋Ｙ方向にずれるため、図４（Ｃ）のツインホールパターンの像CH1P，CH2Pの間隔ｂｂ１は、設計上の間隔よりも僅かに狭くなり、ＯＰＥによって特に−Ｙ方向側の像CH2Pの線幅は広くなる。また、＋Ｙ方向の領域１８Ｗｃでは、外側ほど投影像の位置が＋Ｙ方向にずれるため、図４（Ｇ）のツインホールパターンの像CH1P，CH2Pの間隔ｂｂ２は、設計上の間隔よりも僅かに広くなり、ＯＰＥの低下によって特に＋Ｙ方向側の像CH1PのＸ方向、Ｙ方向の線幅は設計値より僅かに狭くなる。

ただし、図４（Ａ）のように露光面Ｗａの傾斜角θｐ１が小さい場合には、露光領域１８Ｗの両端の領域１８Ｗａ，１８Ｗｃの幅はほぼ同じであり、−Ｙ方向のＣＨパターンの像CH2Pには領域１８Ｗａにおける線幅が広くなる効果が強く作用し、像CH2Pの線幅は広くなる。これに対して、＋Ｙ方向のＣＨパターンの像CH1Pは、領域１８Ｗａにおける線幅を広くする効果と領域１８Ｗｃにおける線幅を狭くする効果とが同じ程度になり、像CH1Pの線幅はあまり変化しない。この結果、ウエハＷを方向Ｂ３’に沿って走査した後、ウエハＷ上の被露光部に形成されるツインホールパターンの像は、図４（Ｈ）に示すように、−Ｙ方向側の像CH2Pの線幅が他方の像CH1Pの線幅よりも広くなる。

なお、図４（Ａ）において、レチクルＲを＋Ｙ方向に走査し、ウエハステージＷＳＴを介してウエハＷを方向Ｂ３’と逆の方向Ｂ３Ｖ’に走査した場合にも、ウエハＷ上の被露光部には、図４（Ｈ）と同様の像が露光される。
また、図５（Ａ）は、図３（Ａ）の場合に対してウエハＷの露光面Ｗａの像面ＰＷ１に対する傾斜角（−θｐ）の符号を変えたものである。即ち、図５（Ａ）の場合には、露光面Ｗａは像面ＰＷ１に対して時計回りに角度θｐだけ傾斜している。このときの露光領域１８Ｗの両端の段差Ｚｃｄは、式（１）より負の値になる。また、図５（Ａ）において、図３（Ｂ）のＣＨパターンＣＨ１，ＣＨ２の像をウエハＷ上に露光するために、例えばレチクルＲを＋Ｙ方向Ｂ１Ｖに走査し、ウエハステージＷＳＴのＸＹステージ２４を−Ｙ方向Ｂ２Ｖに走査し、ウエハＷの露光面Ｗａを傾斜角（−θｐ）の傾斜面ＰＷ３に沿う方向Ｂ３Ｖに走査したときに、ウエハＷ上には図５（Ｂ）に示すように、ＣＨパターンの像CH1P及びこれより線幅の狭いＣＨパターンの像CH2Pが露光される。図５（Ｂ）の像は、図３（Ｈ）の像の左右を入れ替えたものである。

以上より、図３（Ｂ）のツインホールパターン（ＣＨパターンＣＨ１，ＣＨ２）の像を走査露光方式でかつ累進焦点露光法で露光した場合、ＣＨパターンＣＨ１の像のＹ方向の線幅を基準としたときのＣＨパターンＣＨ２の像のＹ方向の線幅の差ΔＣＤＹと、露光領域１８ＷのＹ方向の両端の段差Ｚｃｄ（又は像面ＰＷ１に対する露光面Ｗａの傾斜角θｐ）との関係は、図５（Ｃ）の曲線４０Ａのようになる。線幅の差ΔＣＤＹの符号は、段差Ｚｃｄの符号（傾斜角θｐの符号）が反転すると反転している。また、曲線４０Ａにおいて、線幅の差ΔＣＤＹは、段差Ｚｃｄ（又は傾斜角θｐ）が大きくなると一度大きくなって低下した後、再び大きくなっている。また、図３（Ｂ）のＣＨパターンＣＨ１，ＣＨ２の間隔ｂの値が例えば大きくなったときには、線幅の差ΔＣＤＹと段差Ｚｃｄ（又は傾斜角θｐ）との関係は点線の曲線４０Ｂのようになる。

同様に、ＣＨパターンＣＨ１の像のＸ方向の線幅を基準としたときのＣＨパターンＣＨ２の像のＸ方向の線幅の差ΔＣＤＸについても、段差Ｚｃｄ（又は傾斜角θｐ）との関係を求めることができる。図５（Ｃ）の曲線４０Ａ，４０Ｂ等の特性は、露光対象のツインホールパターンの形状、照明条件、及び累進焦点露光法の段差Ｚｃｄ（デフォーカス幅又は傾斜角θｐ）等に応じて、例えばコンピュータのシミュレーションによって予め求めておくことができる。さらに、その特性は、例えばテストプリントによって形成されるパターンの線幅を走査型電子顕微鏡等で計測することによっても求めることができる。

例えば半導体デバイス等を製造する場合に、そのようなツインホールパターンを形成する工程では、一例として隣接する２つのＣＨパターンの像の線幅の差をできるだけ小さくすることが求められる。以下、図３（Ｂ）のようなツインホールパターンを累進焦点露光法を用いて露光する場合に、照明光の非対称性の影響を軽減させて、２つのＣＨパターンの像の線幅の差ΔＣＤＸ，ΔＣＤＹを小さくするための露光方法の一例につき図６のフローチャートを参照して説明する。

先ず図６のステップ１０１において、上述のように、主制御系２内の特性演算部では、露光対象の種々のツインホールパターンの形状（線幅ａ及び間隔ｂ）、累進焦点露光法で露光する際の露光領域１８Ｗの両端の段差Ｚｃｄ（又は露光面Ｗａの傾斜角θｐ）、照明条件（照明瞳面ＰＩＬ上での二次光源の形状）、並びに露光領域１８Ｗのスリット幅ＹＥ及び照度分布が傾斜している領域の幅ｙｓに応じて、当該ツインホールパターンの２つの像の線幅のＸ方向の差ΔＣＤＸ及びＹ方向の差ΔＣＤＹ（例えば図５（Ｃ）の曲線４０Ａ，４０Ｂ）を計算する。なお、この計算の代わりに、又はこの計算に加えて上記のテストプリントによる線幅の差の計測を行ってもよい。

次のステップ１０２において、ステップ１０１で求めた線幅の差ΔＣＤＸ，ΔＣＤＹの特性をツインホールパターンの形状及び露光領域１８Ｗの段差Ｚｃｄ（又は傾斜角θｐ）等の関数又はテーブルとして、例えば主制御系２内の記憶装置に記憶する。次のステップ１０３において、図２（Ａ）のレチクルステージＲＳＴ上に露光対象のレチクル（レチクルＲとする）をロードし、図１の空間像計測系３４を用いてレチクルＲのアライメントを行う。次のステップ１０４において、主制御系２内の第１露光制御部は、レチクルＲのツインホールパターンのデータに基づいて、レチクルＲのパターンを累進焦点露光法で露光する際に例えば最も見かけ上の焦点深度（ＤＯＦ）を深くできるように、露光領域１８Ｗの両端の段差Ｚｃｄ（デフォーカス幅）の絶対値Ｚｃｄａを決定する。この段差Ｚｃｄの絶対値は、例えば予め求めてあるテーブル等を用いて照明光ＩＬの非対称性に関係なく定めることができる。

次のステップ１０５において、主制御系２内の第２露光制御部は、レチクルＲのツインホールパターンのデータ及びステップ１０２で記憶した線幅の差ΔＣＤＸ，ΔＣＤＹの特性に基づいて、そのツインホールパターンの２つのＣＨパターンＣＨ１，ＣＨ２の像の線幅のＸ方向の差ΔＣＤＸ及びＹ方向の差ΔＣＤＹの平均値が小さくなるように、走査露光時の露光領域１８Ｗの段差Ｚｃｄ（又は傾斜角θｐ）の符号を決定する。この場合、段差Ｚｃｄの絶対値Ｚｃｄａはステップ１０４で決定されているため、その段差Ｚｃｄの符号を例えば以下のようにして決定する。即ち、例えばその像の線幅のＹ方向の差ΔＣＤＹと段差Ｚｃｄとの関係が図５（Ｃ）の曲線４０Ａで表されるものと仮定すると、そのツインホールパターンのデータからレチクルＲのパターンの描画誤差による線幅の差ΔＣＤＹ’が正の符号であることが分かっている場合には、累進焦点露光法による線幅の差ΔＣＤＹが負の値（−ＣＤｘ）になるように、段差Ｚｃｄを負の−Ｚｃｄａに設定する。この場合には、傾斜角θｐは式（１）に基づいて、図５（Ａ）に示すように時計回りの角度になる。なお、実際にはＸ方向の線幅の差ΔＣＤＸ’とその差ΔＣＤＹ’との平均値に基づいて最終的な段差Ｚｃｄの符号が設定される（以下同様）。

一方、そのツインホールパターンのデータからレチクルＲのパターンの描画誤差による線幅の差ΔＣＤＹ’が負の符号であることが分かっている場合には、累進焦点露光法による線幅の差ΔＣＤＹが正の値（ＣＤｘ）になるように、段差Ｚｃｄを正の値Ｚｃｄａに設定する。これに応じて傾斜角θｐも正の値になる。これによって、露光後のツインホールパターンの像の線幅の差が低減される。ステップ１０５で決定された段差Ｚｃｄ（又は傾斜角θｐ）の符号及び値の情報は図１のステージ駆動系４に供給される。

なお、ステップ１０５では、線幅の差がより小さくなるように、累進焦点露光法による焦点深度の増大効果が大きく変化しない範囲（所定範囲）で、段差Ｚｃｄの絶対値自体を調整するようにしてもよい。
次のステップ１０６において、図２（Ａ）のウエハステージＷＳＴ上にフォトレジストが塗布された未露光のウエハＷをロードし、図１のウエハアライメント系３８を用いてウエハＷのアライメントを行う。次のステップ１０７において、図２（Ａ）に示すように、ウエハＷの露光面（表面）Ｗａを像面ＰＷ１に対して角度θｐで傾斜した傾斜面ＰＷ３に沿って移動しながら、ウエハＷの一つのショット領域にレチクルＲのパターンの像を走査露光する動作と、ウエハＷをＸ方向、Ｙ方向にステップ移動する動作とを繰り返し、ステップ・アンド・スキャン方式でかつ累進焦点露光法でウエハＷの各ショット領域にレチクルＲのツインホールパターンの像を露光する。次のステップ１０８で露光済みのウエハＷをアンロードした後、ステップ１０９で次の露光対象のウエハがあるかどうかを判定し、未露光のウエハがある場合にはステップ１０６〜１０８を繰り返す。そして、ステップ１０９で未露光のウエハが尽きたときに露光工程が終了する。

本実施形態の作用効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態の露光装置１００による露光方法は、パターンが形成されたレチクルＲとウエハＷとをＹ方向（走査方向）に同期移動することにより、露光用の照明光ＩＬでレチクルＲ及び投影光学系ＰＬを介してウエハＷを露光する露光方法において、そのＹ方向に関する照明光ＩＬの非対称な照明特性（例えば図２（Ａ）の露光領域１８Ｗの両端の領域１８Ｗａ，１８Ｗｃにおいてテレセントリック性が対称に崩れていること、及び領域１８Ｗａ，１８Ｗｃが像面ＰＷ１に対して逆方向にずれていること）に応じて、投影光学系ＰＬの像面ＰＷ１に対するウエハＷの露光面Ｗａの傾斜角θｐ（又は段差Ｚｃｄ）の絶対値及び符号を含む露光条件を設定するステップ１０４，１０５と、像面ＰＷ１に対してその設定された傾斜角θｐで傾斜したウエハＷの露光面Ｗａ上に、投影光学系ＰＬによるそのパターンの像を露光しつつ、ウエハＷの傾斜角θｐで傾斜した傾斜方向に沿ったＹ方向への移動と、投影光学系ＰＬの物体面に沿うとともにウエハＷの移動方向に対応するＹ方向へのレチクルＲの移動とを同期して行い、ウエハＷを露光するステップ１０７とを含んでいる。

本実施形態によれば、２個の孤立パターン（ＣＨパターンＣＨ１，ＣＨ２）を含む孤立的なパターンが露光対象である場合に、その孤立的なパターンの形状及び照明光ＩＬの非対称な照明特性に応じて、そのＣＨパターンＣＨ１，ＣＨ２の像の線幅の差が小さくなるように、累進焦点露光法を適用する場合の傾斜角θｐの露光条件が設定される。従って、その孤立的なパターンを累進焦点露光法で高精度に露光できる。

なお、露光対象の孤立的なパターンは、３つ以上のコンタクトホールパターンが近接して配置されたパターン、又は他の任意の複数のパターンであってもよい。
また、露光条件としては、その傾斜角θｐ（段差Ｚｃｄ）の代わりに、又はその傾斜角θｐとともに露光面Ｗａ（傾斜方向）に沿ったウエハＷの移動方向（例えば図３（Ａ）の方向Ｂ３又は方向Ｂ３Ｖ）を考慮してもよい。

（２）また、その照明光ＩＬの非対称な照明特性には、露光領域１８ＷのＹ方向（走査方向）の両端の照度分布が傾斜している領域（デフォーカス部）１８Ｗａ，１８Ｗｃの幅ｙｓも含まれている。その幅ｙｓが変更された場合には、例えば図５（Ｃ）の線幅の差ΔＣＤＹを表す曲線４０Ａ，４０Ｂ等の特性も変更される。
（３）また、その照明光ＩＬの非対称な照明特性は、照明光ＩＬの投影光学系ＰＬの瞳面（又は照明瞳面ＰＩＬ）における光強度分布の情報（瞳面の非対称性）も含まれる。従って、照明条件（輪帯照明、４極照明等）が切り替えられた場合には、それに応じて図５（Ｃ）の曲線４０Ａ，４０Ｂ等の特性も変更される。

（４）また、その露光条件を設定するステップ１０４，１０５は、照明光ＩＬの非対称な照明特性及びレチクルＲのツインホールパターンの線幅ａ及び間隔ｂ（形状の情報）に応じてその露光条件を設定している。従って、露光対象のパターンが変更された場合にも、それぞれ露光されるパターンの像の線幅の差が小さくなるように累進焦点露光法を適用できる。

なお、その露光条件を設定する際に、線幅ａ及び間隔ｂの少なくとも一方のみを考慮してもよい。この場合にも、露光されるパターンの線幅の差を小さくできる。
（５）また、その露光条件を設定するステップ１０４，１０５は、投影光学系ＰＬの結像特性に含まれる非対称な収差成分に応じて、その露光条件を設定してもよい。これによって、例えば２極照明等を行って、投影光学系ＰＬの結像特性に非対称な収差成分（例えば光軸上での非点収差（センターアス）等）が発生した場合でも、その非対称な収差成分の影響を低減できる。

次に、本発明の実施形態の他の例につき図７を参照して説明する。図６の露光方法では、露光後のツインホールパターンの像の線幅の差が小さくなるように、累進焦点露光法を用いる場合の露光面の傾斜角θｐ（又は露光領域１８Ｗの両端の段差Ｚｃｄ）を決定していた。この実施形態では、累進焦点露光法を用いる場合の傾斜角θｐ（又は段差Ｚｃｄ）が例えば焦点深度を最も深くするという条件で決定されている場合に、レチクルＲに形成されるパターンの形状を補正するものとする。

即ち、補正前のレチクルＲのパターンが、図７（Ａ）に示すように、線幅ａの正方形のＣＨパターンＣＨ１，ＣＨ２を間隔ｂで配置したツインホールパターンであり、その決定された傾斜角θｐで累進焦点露光法を適用した場合に、ウエハＷ上に露光されたパターンが、図７（Ｂ）に示すように、Ｘ方向の幅ａ１ＸでＹ方向の幅ａ１Ｙの第１のＣＨパターンの像CH1P、及びＸ方向の幅ａ２ＸでＹ方向の幅ａ２Ｙの第２のＣＨパターンの像CH2Pであるとする（なお、倒立像であるため、Ｙ方向の位置が入れ替わっている）。なお、幅ａ２Ｘ，ａ２Ｙは幅ａ１Ｘ，ａ１Ｙよりも大きいとする。この場合、レチクルＲの代わりに、図７（Ｃ）に示すように、幅ａの正方形のＣＨパターンＣＨ１とＸ方向の幅ａｃＸでＹ方向の幅ａｃＹのＣＨパターンＣＨ２とが間隔ｂで配置されたレチクルＲ１を使用する。即ち、レチクルＲ１のＣＨパターンＣＨ２は、補正前のパターン４１よりも小さく形成されている。

また、図７（Ｂ）の像CH1P，CH2Pの幅と、図７（Ｃ）のＣＨパターンＣＨ２の幅ａｃＸ，ａｃＹとの関係は以下の通りである。
ａｃＸ＝ａ・ａ１Ｘ／ａ２Ｘ …（２）
ａｃＹ＝ａ・ａ１Ｙ／ａ２Ｙ …（３）
この結果、図７（Ｃ）のレチクルＲ１のパターンをその傾斜角θｐの累進焦点露光法で露光した場合に、ウエハＷ上に露光されるパターンは、図７（Ｄ）に示すように、Ｘ方向の幅ａ１ＸでＹ方向の幅ａ１Ｙの同じ大きさの２つの像CH1P，CH2Pとなる。

この実施形態の作用効果等は以下の通りである。
（１）この実施形態で使用されるレチクルＲ１（マスク）は、投影光学系ＰＬの像面ＰＷ１に対して所定の傾斜角θｐで傾斜したウエハＷの露光面Ｗａ上に、露光用の照明光ＩＬのもとでレチクルのパターンの投影光学系ＰＬによる像を露光しつつ、走査露光方式でウエハＷを露光するために使用されるレチクルであって、照明光ＩＬの非対称な照明特性と、その傾斜角θｐの露光条件とに応じて、そのパターンの形状が補正されたものである。

この実施形態のレチクルＲ１によれば、例えば複数個の孤立パターンを含む孤立的なパターンが形成される場合に、例えばその孤立的なパターンの形状、照明光ＩＬの非対称な照明特性、及び累進焦点露光法を適用する場合のウエハＷの傾斜角θｐを含む露光条件に応じて、複数個の孤立パターンの像の線幅が等しくなるように、その孤立的なパターンの形状が補正される。従って、その孤立的なパターンを累進焦点露光法で高精度に露光できる。

なお、この実施形態においても、その孤立的なパターンの形状の補正は、その露光面に沿ったウエハＷの移動方向に基づいて行ってもよい。
（２）また、その照明光ＩＬの非対称な照明特性には、露光領域１８Ｗの走査方向の両端の照度分布が傾斜している領域（デフォーカス部）１８Ｗａ，１８Ｗｃの幅ｙｓも含まれている。その幅ｙｓが変更された場合には、レチクルＲ１に形成されるパターンの形状も補正されることが好ましい。

（３）また、その照明光ＩＬの非対称な照明特性は、照明光ＩＬの投影光学系ＰＬの瞳面（又は照明瞳面ＰＩＬ）における光強度分布の情報も含まれる。従って、照明条件（輪帯照明、４極照明等）が切り替えられた場合には、それに応じてレチクルＲ１に形成されるパターンの形状も補正されることが好ましい。
（４）この実施形態においても、露光対象のレチクルに形成される孤立的なパターンは、３つ以上のコンタクトホールパターンが近接して配置されたパターン、又は他の任意の複数のパターンであってもよい。

また、上記の実施形態の露光装置の露光方法を用いて半導体デバイス等の電子デバイス（又はマイクロデバイス）を製造する場合、電子デバイスは、図８に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたレチクル（マスク）を製作するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造してレジストを塗布するステップ２２３、前述した実施形態の露光装置（露光方法）によりレチクルのパターンを基板（感光基板）に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２２４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。

言い換えると、このデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光方法を用いて基板（ウエハ）上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成された基板を処理すること（ステップ２２４）とを含んでいる。この際に、上記の実施形態の露光方法によれば、ツインホールパターン等の孤立的なパターンの像を高精度に露光できるため、高精度に電子デバイスを製造できる。

なお、本発明は液浸型の露光装置で露光する場合のみならず、液体を介さないドライ露光型の露光装置で露光する場合にも適用できる。
また、本発明は、露光光として波長１００ｎｍ程度以下の極端紫外光（Extreme Ultraviolet Light:ＥＵＶ光）を用いるＥＵＶ露光装置に累進焦点露光法を適用する場合にも同様に適用できる。ＥＵＶ露光装置では、照明光学系及び投影光学系は所定のフィルタ等を除いて反射光学素子から構成され、レチクルも反射型である。

また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems)、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の露光工程にも適用することができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、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。

ＩＬＳ…照明光学系、Ｒ…レチクル、ＣＨ１，ＣＨ２…ＣＨ（コンタクトホール）パターン、ＲＳＴ…レチクルステージ、ＰＬ…投影光学系、ＰＷ１…像面、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ、２…主制御系、７Ｂ…開口絞り、９…固定ブラインド、１８Ｗ…露光領域、２２…Ｚチルトステージ、２３Ａ〜２３Ｃ…Ｚ駆動部

Claims (12)

1. パターンが形成されたマスクと物体とを所定方向に同期移動することにより、露光光で前記マスク及び投影光学系を介して前記物体を露光する露光方法において、
   前記所定方向に関する前記露光光の非対称な照明特性に応じて、前記投影光学系の像面に対する前記物体の露光面の傾斜角、及び前記物体の露光面の傾斜方向に沿った前記物体の移動方向の少なくとも一方の露光条件を設定する工程と、
   前記像面に対して前記傾斜角で傾斜した前記物体上に、前記投影光学系による前記パターンの像を露光しつつ、前記物体の前記傾斜方向に沿った前記所定方向への移動と、前記投影光学系の物体面に沿うとともに前記所定方向に対応する方向への前記マスクの移動とを同期して行い、前記物体を露光する工程と、
   を含むことを特徴とする露光方法。
2. 前記露光光の非対称な照明特性は、前記マスクを照明する前記露光光の照明領域における前記所定方向に関する両端部のデフォーカス部の幅を含むことを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
3. 前記露光光の非対称な照明特性は、前記投影光学系の瞳面における前記露光光の光強度分布の情報を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の露光方法。
4. 前記露光光の非対称な照明特性は、前記投影光学系の瞳面の非対称性を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の露光方法。
5. 前記露光条件を設定する工程は、前記露光光の非対称な照明特性及び前記パターンの形状の情報に応じて前記露光条件を設定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の露光方法。
6. 前記露光条件を設定する工程は、前記投影光学系の結像特性に含まれる非対称な収差成分に応じて、前記露光条件を設定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の露光方法。
7. 前記パターンの形状の情報は、２つの矩形パターンの前記所定方向に対応する方向及びこの方向に直交する方向の間隔の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項５に記載の露光方法。
8. 投影光学系の像面に対して所定の傾斜角で傾斜した物体上に、マスクのパターンの前記投影光学系による像を露光しつつ、前記物体の前記傾斜角で傾斜した傾斜方向に沿った所定方向への移動と、前記マスクの前記投影光学系の物体面に沿うとともに前記所定方向に対応する方向への移動とを同期して行い、前記物体を露光するために使用されるマスクであって、
   前記所定方向に関する前記露光光の非対称な照明特性と、前記傾斜角及び前記傾斜方向に沿った前記物体の移動方向の少なくとも一方の露光条件とに応じて、前記パターンの形状が補正されたことを特徴とするマスク。
9. 前記露光光の非対称な照明特性は、前記露光光の照明領域における前記所定方向に関する方向の両端部のデフォーカス部の幅を含むことを特徴とする請求項８に記載のマスク。
10. 前記パターンの形状の補正は、前記露光光の非対称な照明特性、前記露光条件、及び補正前の前記パターンの形状の情報に応じて行われることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のマスク。
11. 前記マスクは２つの矩形パターンを含み、前記２つの矩形パターンのうち少なくとも一方の前記所定方向に対応する方向及びこの方向に直交する方向の少なくとも一方の幅が補正されることを特徴とする請求項１０に記載のマスク。
12. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の露光方法を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、
    前記パターンが形成された基板を処理することと、を含むデバイス製造方法。

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