JP2018010105A - 露光装置、露光方法、および物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光量の均一化の点で有利な露光装置を提供する。【解決手段】基板Ｗと原版Ｒを移動させながら、基板Ｗをショット領域ごとに走査露光を行う露光装置であって、ショット領域を露光する露光光を整形する整形部１１７と、露光光の光量分布を調整する照明部１１４と、整形部１１７および、照明部１１４を制御する制御部１７０と、有し、制御部１７０は、ショット領域内で非走査方向に離れた第１の領域および第２の領域のそれぞれの積算露光量分布が等しくなるように照明部１１４を制御し、ショット領域における走査方向の積算露光量が均一となるように整形部１１７を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、露光装置、露光方法、および物品製造方法に関する。

液晶表示デバイスなどの製造工程の１つであるリソグラフィー工程において、原版および基板を同期させて移動させつつ、投影光学系を介して基板上の露光領域に原版のパターンを転写する走査型露光装置（スキャナ）が使用されている。さらに、近年では、スキャナにより基板の大形化に伴う露光領域の大面積化に対応するため、露光領域を複数の単位露光領域（ショット領域）に分割し、各ショット領域に対応するパターンの像を順次露光する方法が開発されている。この方法では、走査方向と直交する方向に隣接するショット領域の一部をつなぎ合わせて露光するつなぎ露光が行われる。

つなぎ合わされた部分（つなぎ部）は、隣接するショット領域の一部が互いに重なり合うため、つなぎ部以外の部分よりも露光量が大きくなり、パターンの線幅がつなぎ部とそれ以外の部分とで均一でなくなる。つなぎ部とそれ以外の部分の露光量を均一にする露光装置として、特許文献１は、光源と原版との間に設けられた遮光板によりつなぎ部の露光量を調節する露光装置を開示している。

特許第３７１１５８６号公報

スキャナでは、例えば、スリット幅を調整できるスリット状の照射領域（照明光）でショット領域を露光する。スリット幅を調整することで、照明光でショット領域の走査露光をしたときのショット領域内における各位置の積算露光量の分布を均一とすることができる。しかしながら、上記特許文献１は、走査方向におけるスリット幅を調整して照射領域を変更した場合、非走査方向における各位置の積算露光量の分布が、スリット幅を調整しなかった場合の積算露光量の分布と異なってしまう。そのため、ショット領域内における積算露光量の分布を均一にすることが困難となりうる。

本発明は、例えば、露光量の均一化の点で有利な露光装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一側面としての露光装置は、基板と原版を移動させながら、基板をショット領域ごとに走査露光を行う露光装置であって、ショット領域を露光する露光光を整形する整形部と、露光光の光量分布を調整する照明部と、整形部および、照明部を制御する制御部と、有し、制御部は、ショット領域内で非走査方向に離れた第１の領域および第２の領域のそれぞれの積算された露光量分布が等しくなるように照明部を制御し、ショット領域における走査方向の積算露光量が均一となるように整形部を制御する、ことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、露光量の均一化の点で有利な露光装置を提供することができる。

第１実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。 照度分布補正部の特徴および投影領域の形状を説明する図である。 可変スリット機構の開口の形状を調整する機構を説明する図である。 通常露光を行う場合の投影領域を示す図である。 つなぎ露光を行う場合の１回目の走査露光時の遮光の様子を示す図である。 つなぎ露光を行う場合の２回目の走査露光時の遮光の様子を示す図である。 投影領域と投影領域内のつなぎ幅の関係、および投影領域内の積算照度の分布を示すグラフである。 均一な照度分布で投影領域を照明し、図５および図６のように遮光してつなぎ露光をした場合の露光量を示すグラフである。 投影領域が図７（Ｂ）の照度分布で照明された場合に、走査方向の照度分布を調整し、図５および図６のように遮光してつなぎ露光をした場合の露光量を示すグラフである。 投影領域が図７（Ｃ）の照度分布で照明された場合に、図５および図６のように遮光してつなぎ露光をした場合の露光量を示すグラフである。 シリンドリカルレンズを光軸方向に駆動させた場合の露光量の分布を示すグラフである。 第１実施形態のつなぎ露光の工程を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る露光装置に含まれる照明光学系のＸＹ平面図である。 投影領域と投影領域内のつなぎ幅の関係、および投影領域内の積算照度の分布を示すグラフである。 通常露光を行う場合の投影領域、および、つなぎ露光を行う場合の遮光の様子を示す図である。 均一な照度分布で投影領域を照明し、つなぎ露光をした場合の露光量の分布を示すグラフである。 第２実施形態のつなぎ露光の工程を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。

（第１実施形態）
図１（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。図１（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る露光装置に含まれる照明光学系のＸＹ平面図である。露光装置１００は、例えば、液晶表示デバイスや有機ＥＬデバイスなどのフラットパネルの製造工程におけるリソグラフィー工程にて使用されうる。特に本実施形態では、露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式にて、レチクル（マスク）Ｒに形成されているパターンの像を基板Ｗ上に転写（露光）する走査型投影露光装置とする。露光装置１００は、照明光学系１１０と、投影光学系１２０と、レチクルステージ１３０と、基板ステージ１４０と、照度センサー１５０と、遮光ブレード機構（遮光部）１６０と、制御部１７０と、を有する。なお、図１以下の各図では、鉛直方向であるＺ軸に垂直な平面内で露光時のレチクルＲおよび基板Ｗの走査方向にＹ軸を取り、Ｙ軸に直交する非走査方向にＸ軸を取っている。また、基板Ｗは、例えば硝材製で、表面に感光剤（レジスト）が塗布されている被処理基板である。さらに、レチクルＲは、例えば硝材製で、基板Ｗに転写されるべきパターン（微細な凹凸パターン）が形成されている原版である。

照明光学系１１０は、露光光の光量分布を調整する照明部と露光光を整形する整形部とを有する。照明光学系１１０は、例えば、光源１１１、楕円ミラー１１２、第１コンデンサーレンズ１１３、ハエの目レンズ（照明部）１１４、第２コンデンサーレンズ１１５、平面ミラー１１６、可変スリット機構（整形部）１１７、結像光学系１１８から構成される。また、照明光学系１１０がレチクルＲ（基板Ｗ）を照明する照度は、制御部１７０と接続した照度分布調整装置１７１から光源点灯部１７２およびハエの目レンズ駆動部１７３への指令により調整される。

光源１１１としては、例えば、Ｈｇランプが使用可能であるが、ｉ線、ｈ線、ｇ線等のＨｇランプの出力波長の一部を用いる場合もある。光源１１１の発光部は、楕円ミラー１１２の第一焦点に配置されている。光源１１１から発光された光束は、楕円ミラー１１２により楕円ミラー１１２の第二焦点面Ｆに集光する。

図１では、光源１１１の発光部を球体とし、球体の中心点からの光線を実線で示し、球体表面のＹ軸方向の頂点（左側、および右側）から発せされる光線を点線で示した。光源１１１の発光部の中心点から発せられる光線は、楕円ミラー１１２での反射面中央で反射した後、楕円ミラー１１２の第二焦点面Ｆで一点に集光する。これに対し、光源１１１の発光部の左側頂点から発せられる光線は、楕円ミラー１１２の反射面左端で反射した後、楕円ミラー１１２の第二焦点面Ｆの後方で一点に集光する。また、光源１１１の発光部の右側頂点から発せられる光線は、楕円ミラー１１２の反射面左端で反射した後、楕円ミラー１１２の第二焦点面Ｆの前方で一点に集光する。そのため為、楕円ミラー１１２の第二焦点面Ｆでは、光源１１１の発光部の左側頂点から発せられた光線と右側頂点から発せられた光線が、拡がりを持って集光している。

第一コンデンサーレンズ１１３は、楕円ミラー１１２により第二焦点面Ｆに拡がりを持って集光した光束の像を、ハエの目レンズ１１４の入射面に拡大して結像する。ハエの目レンズ１１４は、例えば、シリンドリカルレンズ１１４１〜１１４４と、照度分布補正部１１４５から構成される光学素子である。図１（Ａ）および照明光学系１１０のＸＹ平面図である図１（Ｂ）に示すとおり、シリンドリカルレンズ１１４１、１１４３はＹＺ平面内に曲率をもち、シリンドリカルレンズ１１４２、１１４４はＸＹ平面内に曲率をもつ。ハエの目レンズ１１４を出た光束は、ＹＺ平面内とＸＹ平面内で異なるＮＡを持つ。

可変スリット機構１１７は、ハエの目レンズ１１４を出射し、レチクルＲおよび基板Ｗに入射する光束の光路状に配置される。ハエの目レンズ１１４を出射した光束は、第２コンデンサーレンズ１１５を経て、平面ミラー１１６で反射した後、可変スリット機構１１７を照明する。この時、第２コンデンサーレンズ１１５は、可変スリット機構１１７をケーラー照明しており、ハエの目レンズ１１４の光束の出射面と、可変スリット機構１１７の配置された面は、光学的に瞳面と像面の関係にある。ケーラー照明では、瞳面から射出されるＮＡで像面の照明範囲の大きさが決まる。シリンドリカルレンズ１１４１とシリンドリカルレンズ１１４３は、可変スリット機構１１７上のＹ方向の照射領域を決定し、シリンドリカルレンズ１１４２とシリンドリカルレンズ１１４４は、可変スリット機構１１７上のＸ方向の照射領域を決定している。

図２（Ａ）は、照度分布補正部１１４５の特徴を説明する図である。−Ｙ方向から見た図であり、説明のためシリンドリカルレンズ１１４２と照度分布補正部１１４５とを縦に並べて示している。光束は照度分布補正部１１４５を通過してシリンドリカルレンズ１１４１を経てシリンドリカルレンズ１１４２に入射する。シリンドリカルレンズ１１４２は、シリンドリカルレンズ１１４２ａ〜１１４２ｃから構成されており、照度分布補正部１１４５は、シリンドリカルレンズ１１４２ａ〜１１４２ｃのそれぞれに対応しＸ方向に３つに分かれた透過率分布を持っている。

例えば、照度分布補正部１１４５の個々に分かれた領域は、領域のＸ方向中心から周辺にかけて徐々に透過率が増加する傾向を持っている。本実施形態では、可変スリット機構１１７が配置された面は、Ｘ方向に長い矩形形状に照明されている。照度分布補正部１１４５は、光軸方向（Ｙ方向）に位置が調整されるシリンドリカルレンズ１１４２との組み合わせでＸ方向の光強度分布を所定の分布に補正している。

照度分布調整装置１７１は、制御部１７０の指示に基づいてレンズ駆動部１７３０に指令を出し、シリンドリカルレンズ１１４２を光軸方向（Ｙ方向）に駆動すると共に、光源点灯部１７２に指令を出し、光源１１１の出力を調整する。シリンドリカルレンズ１１４２とシリンドリカルレンズ１１４４の間隔を変えると、可変スリット機構１１７上の照射領域のＸ方向の照度分布（露光量分布）が変化する。

可変スリット機構１１７は、図１（Ｂ）に示すように、Ｘ方向に長い円弧形状の開口を有しており、可変スリット機構１１７を通過した光束は、結像光学系１１８によりレチクルＲ面上に結像し、円弧形状の照明領域を形成する。

投影光学系１２０は、平面ミラー１２１、凹面ミラー１２２、凸面ミラー１２３、平面ミラー１２４から構成され、レチクルＲ面上に形成されたパターンの像を、基板Ｗ上に結像し、図２（Ｂ）に示す円弧形状の投影領域（ショット領域）ＰＡを形成する。

照度センサー１５０は、例えば、基板Ｗの表面と同じ高さにピンホール開口を有する光量センサーであり、基板ステージ１４０を駆動させる事により、円弧形状の投影領域ＰＡ内（ショット領域内）のＹ方向、およびＸ方向の複数点の照度分布を測定する。

遮光ブレード機構１６０は、走査方向に進退可能であり、つなぎ露光を行う際に、露光光を遮光することで円弧形状の投影領域ＰＡの形状を調整する。ここで、つなぎ露光とは、走査方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に隣接するショット領域の一部をつなぎ合わせて露光することを指すものとする。つなぎ合わされる部分をつなぎ領域という。

制御部１７０は、レチクルＲを保持したレチクルステージ１３０と、基板Ｗを保持した基板ステージ１４０を同期させてＹ方向に走査露光させ、レチクルＲ上のパターンを、感光材が塗布された基板Ｗ上に転写する。

図３は、可変スリット機構１１７の開口の形状を調整する機構を説明する図である。可変スリット機構１１７は、固定遮光部１１７０と駆動遮光部１１７ａ〜１１７ｑにより円弧形状の開口を形成する。可変スリット駆動装置１５４は、制御部１７０の指令により、駆動遮光部１１７ａ〜１１７ｑを駆動させ、円弧形状の開口のＹ方向のスリット幅Ｗａ〜Ｗｑを調整する。これにより、露光光が整形される。

図４〜６は、遮光ブレード機構１６０の構造と、遮光される円弧形状の投影領域ＰＡの関係を説明する図である。遮光ブレード機構１６０は、２つの遮光ブレード１６１、および、１６２を有し、遮光ブレード駆動装置１５５は、制御部１７０の指令により、２つの遮光ブレード１６１、１６２のそれぞれをＹ方向、および、Ｘ方向に駆動させる。

図４は、通常露光を行う場合であり、制御部１７０は、２つの遮光ブレード１６１、および、１６２を円弧形状の投影領域ＰＡの外側の位置に退避させる。投影領域ＰＡは、−Ｘ方向の一端と＋方向の他端とのそれぞれにつなぎ領域ｄ_１およびｄ_２を含む。

図５は、つなぎ露光を行う場合の１回目の走査露光時の遮光の様子を示す図である。制御部１７０は、遮光ブレード１６１を投影領域ＰＡ内に移動させ、投影領域ＰＡをつなぎ領域ｄ_１、つなぎ領域以外の非つなぎ領域ｄ_１０に分割する。

図６は、つなぎ露光を行う場合の２回目の走査露光時の遮光の様子を示す図である。制御部１７０は、遮光ブレード１６２を投影領域ＰＡ内に移動させ、投影領域ＰＡをつなぎ領域ｄ_２、非つなぎ領域ｄ_２０に分割する。

以上が、本実施形態に係る露光装置の構成である。次に、図７〜図１０を用いて、可変スリット機構１１７を備えた露光装置１００においてつなぎ露光をしたときに生じうる露光ムラの説明をする。

図７（Ａ）〜（Ｃ）は、投影領域ＰＡと投影領域ＰＡ内のつなぎ幅の関係、および投影領域ＰＡ内の積算照度を示すグラフである。なお、以降、説明の簡単のため、投影領域ＰＡの形状を矩形とする。図７（Ａ）〜（Ｃ）の左のグラフは、投影領域ＰＡを−Ｙ方向から見た場合に、横軸をＸ位置、縦軸をＹ方向の積算照度（積算露光量）としたグラフ（非走査方向の露光量分布）である。一方、図７（Ａ）〜（Ｃ）の右のグラフは、投影領域ＰＡを＋Ｘ方向から見た場合に、横軸をＹ位置、縦軸をＸ方向の積算照度としたグラフ（走査方向の露光量分布）である。

図７（Ａ）に示したグラフは、投影領域ＰＡを均一な照度分布で照明した場合であり、投影領域ＰＡ内の積算照度は、−Ｙ方向から見ても＋Ｘ方向から見ても一定である。図７（Ｂ）に示したグラフは、投影領域ＰＡを＋Ｘ方向に右上がりのＹ方向の積算照度をもち、Ｘ方向の積算照度をＹ方向によらず一定にした照度分布で照明した場合のグラフである。−Ｙ方向から見ると、Ｙ方向の積算照度は＋Ｘ方向に進むにつれ強くなっていく傾向にあり（左のグラフ）、＋Ｘ方向から見ると、Ｘ方向の積算照度はＹ位置によらず一定である。図７（Ｃ）に示したグラフは、投影領域ＰＡを＋Ｙ方向に右上がりのＸ方向の積算照度をもち、Ｙ方向の積算照度をＸ方向によらず一定にした照度分布で照明した場合のグラフである。−Ｙ方向から見ると、Ｙ方向の積算照度はＸ方向によらず一定であり、＋Ｘ方向から見ると、Ｘ方向の積算照度は＋Ｙ方向に進むにつれ強くなっていく傾向にある。

図８（Ａ）〜（Ｃ）は、投影領域ＰＡが図７（Ａ）の照度分布で照明され、図５および図６のように遮光してつなぎ露光をした場合の、横軸をＸ位置としたときのＹ方向の積算露光量（積算照度）を示すグラフである。図８（Ａ）は、図５のように遮光して走査露光した場合の露光量、図８（Ｂ）は、図６のように遮光して走査露光した場合の露光量、図８（Ｃ）は、１回目と２回目の露光量を合算した露光量を示す。

図７（Ａ）の照度分布により露光する時は、制御部１７０は、可変スリット駆動装置１５４が駆動遮光部１１７ａ〜１１７ｑを駆動させ、円弧形状の開口のＹ方向のスリット幅Ｗａ〜Ｗｑをすべて等しい幅に調整する。そして、つなぎ領域ｄ_１とｄ_２とのＸ方向の大きさを等しくすると、１回目の積算照度（図８（Ａ））と２回目の積算照度（図８（Ｂ））とを足すと、図８（Ｃ）に示したように、Ｘ位置に対して均一な積算照度となる。

図９（Ａ）〜（Ｃ）は、投影領域ＰＡを図７（Ｂ）の照度分布で照明した場合に、非走査方向の照度分布を調整し、図５および図６のように遮光してつなぎ露光をした場合の非走査方向の照度分布を示すグラフである。図９（Ａ）は、図５のように遮光して走査露光した場合の露光量、図９（Ｂ）は、図６のように遮光して走査露光した場合の露光量、図９（Ｃ）は、１回目と２回目の露光量を合算した露光量を示す。

投影領域ＰＡを図７（Ｂ）の照度分布で照明する場合、つなぎ露光をする前に、非走査方向の照度分布を均一とする。すなわち、制御部１７０の指令により、可変スリット駆動装置１５４が駆動遮光部１１７ａ〜１１７ｑを駆動させ、円弧形状の開口のＹ方向のスリット幅Ｗａ〜Ｗｑを調整する。図７（Ｂ）の照度分布は、＋Ｘ方向に右上がりのＹ方向の積算照度をもつため、−Ｘ方向の一端のスリット幅は大きく、＋Ｘ方向の他端のスリット幅は小さくする。この時、つなぎ領域ｄ_１は図８（Ａ）の場合と比べて広くなり、つなぎ領域ｄ_２は図８（Ｂ）の場合と比べて狭くなる。その結果、１回目の積算照度と２回目の積算照度とを足すと、図９（Ｃ）に示したように、非走査方向の照度分布が不均一となる。

この不均一な投影領域は、３つの領域に分けられる。すなわち、非つなぎ領域ｄ_２０とつなぎ領域ｄ_１とで二重露光される部分、つなぎ領域ｄ_１とつなぎ領域ｄ_２とで二重露光される部分およびつなぎ領域ｄ_１のみで露光される部分である。

また、図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、投影領域ＰＡが図７（Ｃ）の照度分布で照明された場合に、図５および図６のように遮光してつなぎ露光をした場合の、非走査方向の照度分布を示すグラフである。図１０（Ａ）は、図５のように遮光して走査露光した場合の露光量、図１０（Ｂ）は、図６のように遮光して走査露光した場合の露光量、図１０（Ｃ）は、１回目と２回目の露光量を合算した露光量を示す。

投影領域ＰＡが図７（Ｃ）の照度分布で照明された場合、非走査方向の照度分布は均一であるため、つなぎ露光をする前のスリット幅Ｗａ〜Ｗｑはすべて等しくする。この時、つなぎ領域ｄ_１およびｄ_２のＸ方向の大きさは等しくなる。しかし、図７（Ｃ）の照度分布は、＋Ｘ方向から見ると、Ｘ方向の積算照度が＋Ｙ方向に右上がりであるため、１回目の走査露光による露光量は、図１０（Ａ）に示す通り、つなぎ領域ｄ_１により露光された領域において＋Ｘ方向に山なりの増加傾向を示す。また、２回目の走査露光による露光量は、図１０（Ｂ）に示す通り、つなぎ領域ｄ_２により露光された領域において＋Ｘ方向に山なりの減少傾向を示す。その結果、１回目の積算照度と２回目の積算照度とを足すと、図１０（Ｃ）に示したように、非走査方向の照度分布は不均一となる。

以上の通り、投影領域ＰＡ内の照度分布が不均一な場合、非走査方向の照度分布が均一となるよう可変スリット機構１１７を用いて調整しても、遮光した走査露光によりつなぎ露光を行うと、非走査方向の照度分布は不均一となりうる。本実施形態によれば、可変スリット機構１１７により走査方向（Ｙ方向）の積算露光量を均一化しつつ、つなぎ露光によりＸ方向の照度を均一化できる。具体的な方法を以下に示す。

図１１（Ａ）および（Ｂ）は、シリンドリカルレンズ１１４２を光軸方向（Ｙ方向）に駆動させた場合の、投影領域ＰＡ内の露光量の分布を示している。例えば、シリンドリカルレンズ１１４２の位置を、図７（Ａ）に示すような均一な照度分布を示す位置から、光軸に沿って−Ｙ方向に移動させると、図１１（Ａ）のような凹形の照度分布を示す。＋Ｙ方向に移動させると、図１１（Ｂ）のような凸形の照度分布を示す。

このように、照度分布調整装置１７１は、レンズ駆動部１７３に指令を出し、ハエの目レンズ１１４内のシリンドリカルレンズ１１４２を光軸方向（Ｙ方向）に駆動させ、投影領域ＰＡ内の非走査方向の露光量分布を２次曲線状に変化させる事ができる。

投影領域ＰＡが図７（Ｂ）の照度分布で照明された場合に、照度分布の曲率成分の調整を用いた照度分布の均一化について説明する。この場合、照度分布調整装置１７１は、投影領域ＰＡ内のつなぎ領域ｄ_１およびｄ_２の積算照度を個別に補正する。

まず、つなぎ領域ｄ_１の積算照度を補正する場合、制御部１７０は、図４に示したように２つの遮光ブレード１６１、１６２を投影領域ＰＡの外側に退避させ、つなぎ領域ｄ_１内のスリット幅ＷｂおよびＷｃを所定の幅に揃える。照度分布調整装置１７１は、シリンドリカルレンズ１１４２を＋Ｙ方向に移動させ、つなぎ領域ｄ_１の積算照度を平坦化すると共に、光源１１１の出力を調整し、つなぎ領域ｄ_１の積算照度を所定の値に補正する。

次に、つなぎ領域ｄ_２の積算照度を補正する場合、制御部１７０は、図４に示したように２つの遮光ブレード１６１、１６２を投影領域ＰＡの外側に退避させ、つなぎ領域ｄ_２内のスリット幅ＷｏおよびＷｐを所定の幅に揃える。照度分布調整装置１７１は、シリンドリカルレンズ１１４２を−Ｙ方向に移動させ、つなぎ領域ｄ_２の積算照度を平坦化すると共に、光源１１１の出力を調整し、つなぎ領域ｄ_２の積算照度を所定の値に補正する。

以上のように調整することで、１回目の積算照度と２回目の積算照度とを足したつなぎ領域での照度分布がＸ方向に均一となる。

投影領域ＰＡが図７（Ｃ）の照度分布で照明された場合に、照度分布の曲率成分の調整を用いた照度分布の均一化について説明する。図７（Ｂ）の照度分布の補正と同様に、つなぎ領域ｄ_１およびｄ_２の積算照度は個別に補正される。

まず、つなぎ領域ｄ_１の積算照度を補正する場合、制御部１７０は、図５に示したように遮光ブレード１６１を投影領域ＰＡ内に駆動させた状態で、つなぎ領域ｄ_１内のスリット幅ＷｂおよびＷｃを所定の幅に揃える。この時、投影領域ＰＡ内のつなぎ領域ｄ_１の積算照度は、図１０（Ａ）に示すように山なりの増加傾向を示す。

照度分布調整装置１７１は、シリンドリカルレンズ１１４２を−Ｙ方向（または＋Ｙ方向）に移動させ、つなぎ領域ｄ_１の積算照度の傾きを線形にすると共に、光源１１１の出力を調整し、つなぎ領域ｄ_１の積算照度を所定の値に補正する。

次に、つなぎ領域ｄ_２の積算照度を補正する場合、制御部１７０は、図６に示したように遮光ブレード１６２を投影領域ＰＡ内に駆動させた状態で、つなぎ領域ｄ_２内のスリット幅Ｗｏ、Ｗｐを所定の幅に揃える。この時、投影領域ＰＡ内のつなぎ領域ｄ_２の積算照度は、図１０（Ｂ）に示すように山なりの減少傾向を示す。

照度分布調整装置１７１はシリンドリカルレンズ１１４２を−Ｙ方向（または＋Ｙ方向）に移動させ、つなぎ領域ｄ_２の積算照度の傾きを線形にすると共に、光源１１１の出力を調整し、つなぎ領域ｄ_２の積算照度を所定の値に補正する。

以上のように調整することで、１回目の積算照度と２回目の積算照度とを足したつなぎ領域での照度分布がＸ方向に均一となる。

なお、上記では、図７（Ｂ）の照度分布で照明された場合、つなぎ領域での露光量を均一化し、合算したときにつなぎ領域と非つなぎ領域とで均一となるように露光量を調整していた。しかしながら、つなぎ領域での露光量の傾きを調整して、合算したときに均一となるような調整としてもよい。また、図７（Ｃ）のＸ方向の照度分布で照明された場合、つなぎ領域の露光量を均一化して合算したときに均一となるような調整としてもよい。

図１２は、本実施形態のつなぎ露光の工程を示すフローチャートである。各工程は制御部１７０からの指令により実行される。つなぎ露光は、工程Ｓ１１〜Ｓ１７の１回目の走査露光と、工程Ｓ２１〜Ｓ２７の２回目の走査露光との２つに分かれる。

工程Ｓ１１で、制御部１７０は、遮光ブレード駆動装置１５５に指令を出し、図５に示したように、遮光ブレード１６１を投影領域ＰＡ内に駆動させる。工程Ｓ１２で、制御部１７０は、可変スリット駆動装置１７１に指令を出し、つなぎ領域ｄ_１内のスリット幅Ｗｂ、Ｗｃを所定の幅に揃えるように、駆動遮光部１１７ｂ、１１７ｃを駆動させる。工程Ｓ１３で、制御部１７０は、基板ステージ１４０を駆動させ、照度センサー１５０により、つなぎ領域ｄ_１内の走査方向（Ｙ方向）の積算照度を測定する。

工程Ｓ１４で、制御部１７０は、照度分布調整装置１７１に指令を出し、つなぎ領域ｄ_１内の走査方向の積算照度を所定の値に調整する。工程Ｓ１５で、制御部１７０は、基板ステージ１４０を駆動させ、照度センサー１５０により、非つなぎ領域ｄ_１０内の走査方向の積算照度を測定する。工程Ｓ１６で、制御部１７０は、可変スリット駆動装置１７１に指令を出し、非つなぎ領域ｄ_１０内のスリット幅Ｗｄ〜Ｗｑを調整し、非つなぎ領域ｄ_１０内の走査方向の積算照度を所定の値に調整する。工程Ｓ１７で、制御部１７０は、基板ステージ１４０を駆動させ、基板Ｗを所定の位置に配置させた後、一回目の走査露光を行う。

工程Ｓ２１で、制御部１７０は、遮光ブレード駆動装置１５５に指令を出し、図６に示したように、遮光ブレード１６２を投影領域ＰＡ内に駆動させる。工程Ｓ２２で、制御部１７０は、可変スリット駆動装置１７１に指令を出し、つなぎ領域ｄ_２内のスリット幅Ｗｏ、Ｗｐを所定の幅に揃えるように、駆動遮光部１１７ｏ、１１７ｐを駆動させる。工程Ｓ２３で、制御部１７０は、基板ステージ１４０を駆動させ、照度センサー１５０により、つなぎ領域ｄ_２内の走査方向の積算照度を測定する。

工程Ｓ２４で、制御部１７０は、照度分布調整装置１７１に指令を出し、つなぎ領域ｄ_２内の走査方向の積算照度を所定の値に調整する。工程Ｓ２５で、制御部１７０は、基板ステージ１４０を駆動させ、照度センサー１５０により、非つなぎ領域ｄ_２０内の走査方向の積算照度を測定する。工程Ｓ２６で、制御部１７０は、可変スリット駆動装置１７１に指令を出し、非つなぎ領域ｄ_２０内のスリット幅Ｗａ〜Ｗｎを調整し、非つなぎ領域ｄ_２０内の走査方向の積算照度を所定の値に調整する。工程Ｓ２７で、制御部１７０は、基板ステージ１４０を駆動させ、基板Ｗを所定の位置に配置させた後、二回目の走査露光を行う。

以上のように、本実施形態の露光装置は、可変スリット機構１１７により走査方向（Ｙ方向）の照度を均一化しつつ、つなぎ露光によりＸ方向の照度を均一化できる。本実施形態によれば、露光量の均一化の点で有利な露光装置を提供することができる。

（第２実施形態）
図１３は本発明の第２実施形態に係る露光装置に含まれる照明光学系２１０のＸＹ平面図である。第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、説明は省略する。照明光学系２１０は、２つの光源２１１、２１２、２つの楕円ミラー２１３、２１４、合成ミラー２１５、２つの前側コンデンサーレンズ２１６、２１７、および、後側コンデンサーレンズ２１８を有する。

光源２１１の発光部は、楕円ミラー２１３の第一焦点に配置されており、光源２１１から発光された光束は、楕円ミラー２１３で反射した後、合成ミラー２１５で偏向され、楕円ミラー２１３の第二焦点面Ｆ１に集光する。同じく、光源２１２の発光部は、楕円ミラー２１４の第一焦点に配置されており、光源２１２から発光された光束は、楕円ミラー２１４で反射した後、合成ミラー２１５で偏向され、楕円ミラー２１４の第二焦点面Ｆ２に集光する。

前側コンデンサーレンズ２１６、又は、前側コンデンサーレンズ２１７は、それぞれ後側コンデンサーレンズ２１８と合わせて、第１実施形態の第一コンデンサーレンズ１１３と同等の働きをする。前側コンデンサーレンズ２１６と後側コンデンサーレンズ２１８は、楕円ミラー２１３により第二焦点面Ｆ１に集光した拡がりを持った光束の像を、ハエの目レンズ１１４の入射面に拡大して結像する。同じく、前側コンデンサーレンズ２１７と後側コンデンサーレンズ２１８は、楕円ミラー２１４により第二焦点面Ｆ２に集光した拡がりを持った光束の像を、ハエの目レンズ１１４の入射面に拡大して結像する。

ハエの目レンズ１１４の入射面で、光源２１１から発した光束で形成される像の位置と光源２１２から発した光束で形成される像の位置は重なり合い１つの像となる。後側コンデンサーレンズ２１８の入射瞳Ｐ上には、前側コンデンサーレンズ２１６の射出瞳、前側コンデンサーレンズ２１７の射出瞳が、偏心して配置されている。この時、後側コンデンサーレンズ２１８の入射瞳Ｐ面は、ハエの目レンズ１１４の入射面に対しては、光学的に瞳面と像面の関係にあり、ハエの目レンズ１１４の射出面に対して光学的に共役の関係にある。したがって、後側コンデンサーレンズ２１８は、入射瞳Ｐ面に対し偏心して形成された光源２１１、２１２の光束を用いて、ハエの目レンズ１１４の入射面をケーラー照明している事になる。

図１４（Ａ）〜（Ｅ）は、投影領域ＰＡと投影領域ＰＡ内のつなぎ幅の関係、および投影領域ＰＡ内の積算照度を示すグラフである。図１４（Ａ）〜（Ｅ）の左のグラフは、非走査方向の照度分布である。一方、図１４（Ａ）〜（Ｅ）の右のグラフは、走査方向の照度分布である。

図１４（Ａ）、（Ｂ）は、図１３に示した２つの光源のうち、片方のみを点灯させた場合の、投影領域ＰＡ内の走査方向の積算照度を示している。ハエの目レンズ１１４の入射面を、偏心した複数の光源からの光束でケーラー照明し、かつハエの目レンズ１１４を用いて照射面をケーラー照明する照明光学系では、片方の光源のみで照明した場合、照射面の照度分布は傾いた分布となる。

図１４（Ａ）は、光源２１１のみを発光させた場合を示しており、投影領域ＰＡ内の走査方向の積算照度は右下がりの傾向を持つ。図１４（Ｂ）は、光源２１２のみを発光させた場合を示しており、投影領域ＰＡ内の走査方向の積算照度は右上がりの傾向を持つ。

図１４（Ｃ）、（Ｄ）は、２つの光源を同時に点灯させた場合であり、光源２１１により得られる積算照度を一点鎖線で示し、光源２１２により得られる積算照度を点線で示した。図１４（Ｃ）は、光源２１１と光源２１２との出力が等しい場合であり、２つの光源により得られる積算照度は、実線で示したように平坦な分布となる。図１４（Ｄ）は、光源２１１の出力を光源２１２の出力より大きくなるように設定した場合であり、２つの光源により得られる積算照度は、実線で示したように右下がりの分布となる。

このように、本実施形態の照明光学系は、２つの光源の出力バランスにより、照射面の照度分布を１次曲線状に変化させる事ができる。

したがって、投影領域ＰＡ内の非走査方向の照度分布が図７（Ｂ）に示した右上がりの状態にある場合は、２つの光源の出力バランスを調整する事で、つなぎ領域ｄ_１、ｄ_２を含めた全域の積算照度の分布を平坦化することができる。

一方、図１４（Ｅ）は、投影領域ＰＡ内の非走査方向の照度分布が、山型（曲率成分）を持ち、かつ分布の頂点が右側にシフト（線形成分）している状態を示している。この場合、照度分布調整装置１７１は、投影領域ＰＡ内の走査方向の積算照度の分布を曲率成分と線形成分とに分けて、それぞれ独立に調整する。

照度分布調整装置１７１は、レンズ駆動部１７３に指令を出し、シリンドリカルレンズ１１４２を動かす事で露光量分布を２次曲線状に変化させることで補正する。さらに、光源点灯部１７２に指令を出し、光源２１１、および２１２の出力バランスにより積算照度の分布を線形に変化させることで補正する。

このように、本実施形態の照明光学系２１０は、積算照度の分布の曲率成分および線形成分を独立に補正する事により、つなぎ領域ｄ_１、ｄ_２の積算照度の分布を同時に平坦化する事が出来る。

次に、本実施形態の照明光学系２１０を備えた露光装置を用いて三つのショット領域をつなぐ場合について、図１５〜図１７を用いて説明する。

図１５（Ａ）および（Ｂ）は、通常露光を行う場合の投影領域ＰＡ、および、つなぎ露光を行う場合の遮光の様子を示す図である。図１５（Ａ）で示す通常露光時では、制御部１７０は、２つの遮光ブレード１６１、および、１６２を円弧形状の投影領域ＰＡの外側の位置に退避させる。

投影領域ＰＡのつなぎ領域は、−Ｘ方向の一端と＋方向にある他端に設けられる。三つのショット領域は、三回の走査露光によりつなげられる。一回目の走査露光時は、−Ｘ方向の一端につなぎ領域ｄ_１を設けて露光し、二回目の走査露光時は、＋Ｘ方向の他端につなぎ領域ｄ_２１、−Ｘ方向の他端につなぎ領域ｄ_２２を設けて露光する。三回目の走査露光時は、＋Ｘ方向の他端につなぎ領域ｄ_３を設けて露光する。つなぎ領域ｄ_１は、つなぎ領域ｄ_２１と重なり、つなぎ領域ｄ_３は、つなぎ領域ｄ_２２と重なる。本実施形態の照明光学系２１０を用いると、投影領域ＰＡの両端のつなぎ領域ｄ_２１およびｄ_２１の積算露光量を同時に所定の分布に調整することが出来る。

図１５（Ｂ）は二回目の走査露光時の遮光の様子を示す図である。制御部１７０は、遮光ブレード１６２、および１６１を投影領域ＰＡ内に移動させ、つなぎ領域ｄ_２１、つなぎ領域ｄ_２２、非つなぎ領域ｄ_２０に投影領域ＰＡを分割する。一回目の走査露光時は、図５と同様に遮光し、三回目の走査露光時は、図６と同様に遮光する。

図１６（Ａ）〜（Ｄ）は、投影領域ＰＡが図７（Ａ）のように均一な照度分布で照明され、図５、図６および図１５（Ｂ）のように遮光してつなぎ露光をした場合の、横軸をＸ位置としたときのＹ方向の積算露光量（積算照度）を示すグラフである。図１６（Ａ）は、図５のように遮光した場合の露光量、図１６（Ｂ）は、図１５（Ｂ）のように遮光した場合の露光量、図１６（Ｃ）は、図６のように遮光した場合の露光量、図１６（Ｄ）は、それぞれを合算した露光量を示す。図１６（Ｄ）に示す通り、つなぎ露光により、Ｘ位置に対して均一な積算照度を得ることができる。

図１７は、本実施形態の投影光学系２１０を用いた露光装置によるつなぎ露光の工程を示すフローチャートである。各工程は制御部１７０からの指令により実行される。つなぎ露光は、工程Ｓ３１の１回目の走査露光と、工程Ｓ３２〜Ｓ３７の２回目の走査露光と、工程Ｓ３８の３回目の走査露光に分かれる。１回目の走査露光である工程Ｓ３１は、第１実施形態の工程Ｓ１１〜Ｓ１７と同様であり、３回目の走査露光である工程Ｓ３８は、第１実施形態の工程Ｓ２１〜Ｓ２７と同様である。

まず、工程Ｓ３１で、１回目の走査露光が行われる。続いて、工程Ｓ３２で、制御部１７０は、遮光ブレード駆動装置１５５に指令を出し、図１５（ｂ）に示したように、遮光ブレード１６１、および１６２を投影領域ＰＡ内に駆動させる。工程Ｓ３３で、制御部１７０は、可変スリット駆動装置１７１に指令を出し、つなぎ領域ｄ_２１内のスリット幅Ｗｏ、Ｗｐを所定の幅に揃えるように、駆動遮光部１１７ｏ、１１７ｐを駆動させる。同時に、制御部１７０は、可変スリット駆動装置１７１に指令を出し、つなぎ領域ｄ_２２内のスリット幅Ｗｂ、Ｗｃを所定の幅に揃えるように、駆動遮光部１１７ｂ、１１７ｃを駆動させる。

工程Ｓ３４で、制御部１７０は、基板ステージ１４０を駆動させ、照度センサー７により、つなぎ領域ｄ_２１、ｄ_２２内の走査方向の積算照度を測定する。工程Ｓ３５で、制御部１７０は、照度分布調整装置１７１に指令を出し、つなぎ領域ｄ_２１、ｄ_２２内の走査方向の積算照度を所定の値に調整する。

この時、照度分布調整装置１７１は、異なる位置の２つのつなぎ領域ｄ_２１、ｄ_２２内の走査方向の積算照度を調整する為、投影領域ＰＡ内の走査方向の積算照度の分布を曲率成分と線形成分とに分けてそれぞれ独立に調整する。

工程Ｓ３６で、制御部１７０は、基板ステージ１４０を駆動させ、照度センサー７により、非つなぎ領域ｄ_２０内の走査方向の積算照度を測定する。工程Ｓ３７で、制御部１７０は、可変スリット駆動装置１７１に指令を出し、非つなぎ領域ｄ_２０内のスリット幅Ｗｄ〜Ｗｎを調整し、非つなぎ領域ｄ_２０内の走査方向の積算照度を所定の値に調整し、２回目の走査露光が行われる。工程Ｓ３８で、３回目の走査露光が行われる。

なお、Ｓ３１、およびＳ３８で行われる調整は、第１実施形態と同様であってもよいが、工程Ｓ３５のように曲率成分と線形成分とに分けてそれぞれ独立に調整しても良い。以上のように本実施形態によって、２つ以上の領域をつなぐ場合であっても第１実施形態と同様の効果を得られる。

なお、上記実施形態では、遮光ブレード機構１６０は、基板Ｗの直上に構成したが、光学的に共役な位置である可変スリット機構１１７、あるいは、レチクルＲの直上、または直下の露光光の光路上に構成しても良い。さらに、レチクルＲおよび基板Ｗと光学的に共役な位置の近傍に配置してもよい。また、上記実施形態に加え、ハエの目レンズ１１４を構成するシリンドリカルレンズ１１４１とシリンドリカルレンズ１１４３の間隔を変えて、可変スリット機構１１７上の照射領域のＹ方向の照度分布を補正できるようにしても良い。

第２実施形態では２つの光源で構成した照明系を示したが、３つ以上の光源を構成しても良く、この場合、少なくとも２つの光源は、照明領域ＰＡの走査方向に直交する方向に偏心した状態で、ハエの目レンズ１１４の入射面をケーラー照明するものとする。さらに、可変スリット機構１１７の走査方向の幅を一定とした状態で、照度分布調整装置１７１によりつなぎ領域、非つなぎ領域内の走査方向の積算照度を所定の値に調整しても良い。

（物品製造方法に係る実施形態）
本実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板を露光する工程）と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。さらに、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１００ 露光装置
１１４ ハエの目レンズ（光学素子）
１１７ 可変スリット機構（整形部）
１７０ 制御部
Ｒ レチクル（マスク、原版）
Ｗ 基板

Claims (8)

1. 基板と原版を移動させながら、前記基板をショット領域ごとに走査露光を行う露光装置であって、
   前記ショット領域を露光する露光光を整形する整形部と、
   前記露光光の光量分布を調整する照明部と、
   前記整形部および、前記照明部を制御する制御部と、有し、
   前記制御部は、
   前記ショット領域内で非走査方向に離れた第１の領域および第２の領域のそれぞれの積算された露光量分布が等しくなるように前記照明部を制御し、
   前記ショット領域における走査方向の積算露光量が均一となるように前記整形部を制御する、ことを特徴とする露光装置。
2. 前記照明部は、
   前記非走査方向に第１の露光量分布で前記ショット領域を露光する光束を出射する第１の光源と、
   前記非走査方向に第２の露光量分布で前記ショット領域を露光する光束を出射する第２の光源と、を有し、
   前記制御部は、前記第１の光源および前記第２の光源の出力を個別に制御し、前記ショット領域における前記非走査方向の露光量分布を１次曲線状に変化させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記照明部は、
   前記ショット領域における前記非走査方向の露光量分布を２次曲線状に変化させる光学素子を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 前記整形部は、
   前記原版および前記基板と光学的に共役な位置に配置され、前記走査方向の前記露光光の幅を変化させる、
   ことを特徴とする請求項１及至３のうちいずれか１項に記載の露光装置。
5. 前記露光装置は、
   前記ショット領域内で、前記第１の領域の前記露光光の一部を遮光するように進退可能な第１の遮光部および、
   前記第２の領域の前記露光光の一部を遮光するように進退可能な第２の遮光部を有し、
   第１ショット領域と、前記非走査方向で前記第１ショット領域に隣接する第２ショット領域が、
   前記第１ショット領域の前記第１の領域と、前記第２ショット領域の前記第２の領域と、を重ねるつなぎ露光を行う、
   ことを特徴とする請求項１及至４のうちいずれか１項に記載の露光装置。
6. 前記第１の遮光部および前記第２の遮光部は、
   前記原版および前記基板と光学的に共役な位置の近傍に配置される、
   ことを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
7. 基板と原版を移動させながら、前記基板をショット領域ごとに走査露光する露光方法であって、
   前記ショット領域内で非走査方向に離れた第１の領域および第２の領域のそれぞれの積算された露光量分布が等しくなるように前記ショット領域を露光する露光光の光量分布を調整し、
   前記ショット領域における走査方向の積算露光量が均一となるように前記露光光を整形する、
   ことを特徴とする露光方法。
8. 請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の露光装置を用いてパターンを基板上に形成する工程と、
   前記工程で前記パターンを形成された前記基板を処理する工程と、を有する
   ことを特徴とする物品の製造方法。

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