JP3265503B2 - Exposure method and apparatus - Google Patents

Exposure method and apparatus

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JP3265503B2
JP3265503B2 JP14101693A JP14101693A JP3265503B2 JP 3265503 B2 JP3265503 B2 JP 3265503B2 JP 14101693 A JP14101693 A JP 14101693A JP 14101693 A JP14101693 A JP 14101693A JP 3265503 B2 JP3265503 B2 JP 3265503B2
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    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば露光光で矩形又
は円弧状等の照明領域を照明し、その照明領域に対して
マスク及び感光基板を同期して走査することにより、マ
スク上のパターンを逐次感光基板上に露光する所謂スリ
ットスキャン露光方式の露光方法及び露光装置に関し、
特に空間コヒーレンスの高い光を露光光として用いる場
合に適用して好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of illuminating a rectangular or arcuate illuminated area with exposure light, and scanning a mask and a photosensitive substrate in synchronism with the illuminated area. A so-called slit scan exposure method and an exposure apparatus for sequentially exposing a photosensitive substrate,
It is particularly suitable for use when light having high spatial coherence is used as exposure light.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体素子、液晶表示素子又
は薄膜磁気ヘッド等をフォトリソグラフィー技術を用い
て製造する際に、フォトマスク又はレチクル(以下、
「レチクル」と総称する)のパターンを投影光学系を介
して、フォトレジスト等が塗布された基板(ウエハ又は
ガラスプレート等)上に露光する投影露光装置が使用さ
れている。斯かる投影露光装置では、露光光を短波長化
して解像度を向上させるために、KrFエキシマレーザ
若しくはArFエキシマレーザのようなエキシマレーザ
光、又はアルゴンレーザの高調波のような紫外域のレー
ザ光が露光光として使用されるようになって来ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a semiconductor device, a liquid crystal display device, a thin film magnetic head, or the like is manufactured by using photolithography technology, a photomask or a reticle (hereinafter, referred to as a "reticle") has been used.
2. Related Art A projection exposure apparatus that exposes a pattern of a “reticle” onto a substrate (a wafer or a glass plate or the like) coated with a photoresist or the like via a projection optical system is used. In such a projection exposure apparatus, an excimer laser light such as a KrF excimer laser or an ArF excimer laser, or an ultraviolet laser light such as a harmonic of an argon laser is used in order to shorten the exposure light and improve the resolution. It has come to be used as exposure light.

【0003】ところが、レーザ光は空間コヒーレンス
(可干渉性)が高く、照明光学系を通過する間にスペッ
クルパターンと呼ばれる干渉縞が生じ、これがレチクル
及び基板上での照度むらになるという問題がある。そこ
で、従来の通常のステッパーのような一括露光方式の投
影露光装置で、レーザ光を露光光として使用する場合に
は、スペックルパターンによる照度むらを減少させるた
めに、照明光学系中のフライアイレンズ(オプティカル
・インテグレータ)の前に振動ミラーを配置していた。
そして、1度の露光の間に、そのオプティカル・インテ
グレータに入射するレーザ光をその振動ミラーで走査す
ることによって、レチクル及び基板上に生じるスペック
ルパターン(干渉縞)の位相を変えながら露光を行い、
基板上の各ショット領域内の全面での露光量が均一にな
るようにしていた。この場合、一回の露光の間に、干渉
縞の位相が2π変化するように振動ミラーを振ることに
より、基板上の露光量の分布のコントラストが最小にな
る。
However, the laser light has a high spatial coherence (coherence), and causes interference fringes called a speckle pattern while passing through the illumination optical system, which causes uneven illuminance on the reticle and the substrate. is there. Therefore, when a laser beam is used as the exposure light in a projection exposure apparatus of a collective exposure method such as a conventional ordinary stepper, in order to reduce illuminance unevenness due to a speckle pattern, a fly-eye in an illumination optical system is used. A vibrating mirror was placed in front of the lens (optical integrator).
Then, during one exposure, the laser beam incident on the optical integrator is scanned by the vibrating mirror, thereby performing the exposure while changing the phase of the speckle pattern (interference fringe) generated on the reticle and the substrate. ,
The exposure amount over the entire surface of each shot area on the substrate was made uniform. In this case, by oscillating the vibrating mirror so that the phase of the interference fringes changes by 2π during one exposure, the contrast of the distribution of the exposure amount on the substrate is minimized.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】最近は、半導体素子の
1個のチップサイズが大型化する傾向にあり、投影露光
装置においては、レチクル上のより大きな面積のパター
ンを基板上に露光する大面積化が求められている。斯か
る被転写パターンの大面積化及び投影光学系の露光フィ
ールドの制限に応えるために、例えば矩形、円弧状又は
6角形等の照明領域(これを「スリット状の照明領域」
という)に対してレチクル及び感光性の基板を同期して
走査することにより、レチクル上のパターンを逐次基板
上に露光する所謂スリットスキャン露光方式の投影露光
装置が開発されている。このようなスリットスキャン露
光方式の投影露光装置でも、露光光としてレーザ光のよ
うな空間コヒーレンスの高い光を使用する場合には、ス
ペックルパターンによる照度むらを低減させる必要があ
る。
Recently, the size of one chip of a semiconductor device has been increasing, and in a projection exposure apparatus, a large area pattern for exposing a pattern having a larger area on a reticle onto a substrate is required. Is required. In order to increase the area of the transferred pattern and to limit the exposure field of the projection optical system, an illumination area such as a rectangle, an arc, or a hexagon is referred to as a “slit illumination area”.
A so-called slit scan exposure type projection exposure apparatus has been developed in which a reticle and a photosensitive substrate are synchronously scanned to sequentially expose a pattern on the reticle onto the substrate. Even in such a slit scan exposure type projection exposure apparatus, when light having high spatial coherence such as laser light is used as exposure light, it is necessary to reduce illuminance unevenness due to a speckle pattern.

【0005】しかしながら、スリットスキャン露光方式
では、レチクル及び基板が走査されているためスッペク
ルパターンの出現する位相が時間変化する。従って先
ず、レチクル及び基板の走査方向が問題となる。次に一
括露光方式のときに用いた振動ミラーを併用する場合、
その走査方向並びにレチクル及び基板の走査速度に合わ
せて振動ミラーをどのように制御するかが問題になる。
However, in the slit scan exposure method, since the reticle and the substrate are scanned, the phase at which the Supplekle pattern appears changes with time. Therefore, first, the scanning direction of the reticle and the substrate becomes a problem. Next, when using the vibrating mirror used in the batch exposure method,
The problem is how to control the vibrating mirror in accordance with the scanning direction and the scanning speed of the reticle and the substrate.

【0006】例えば、図7(a)〜(d)はスリット状
の照明領域51に対してX方向(走査方向SR)にレチ
クルRを走査する状態を示し、図7(a)の状態から図
7(d)の状態にかけて、次第にレチクルRのパターン
領域PAが相対的に照明領域51により走査される。従
って、レチクルRのパターン領域PAではX方向に対し
ては実質的に走査が行われているが、X方向に垂直なY
方向(非走査方向)に対しては静止状態であるため、走
査方向と非走査方向とでスペックルパターンの影響が異
なっている。
For example, FIGS. 7A to 7D show a state in which the reticle R is scanned in the X direction (scanning direction SR) with respect to the slit-shaped illumination area 51, and is a view from the state of FIG. 7D, the pattern area PA of the reticle R is gradually scanned by the illumination area 51. Accordingly, in the pattern area PA of the reticle R, scanning is substantially performed in the X direction, but Y is perpendicular to the X direction.
In the scanning direction and the non-scanning direction, the effect of the speckle pattern differs between the scanning direction and the non-scanning direction.

【0007】本発明は斯かる点に鑑み、スリットスキャ
ン露光方式の露光方法及び露光装置で空間コヒーレンス
の高い光を露光光として使用する場合に、スペックルパ
ターンによる照度むらをできるだけ小さくすることを目
的とする。
In view of the foregoing, it is an object of the present invention to minimize illuminance unevenness due to a speckle pattern when light having high spatial coherence is used as exposure light in an exposure method and an exposure apparatus of a slit scan exposure method. And

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明による第1の露光
装置は、例えば図1及び図2に示すように、空間コヒー
レンスを有する照明光(LB0)を発生する光源(1)
と、その照明光で所定形状の照明領域(15)を照明す
る照明光学系(2〜14)と、照明領域(15)に対し
て相対的に所定のパターンが形成されたマスク(R)及
基板(W)を同期して走査する相対走査手段(32,
34,35,RST,WST)とを有し、その基板
(W)を走査露光する露光装置において、照明光(LB
0)の空間コヒーレンスの高い方向(方向H)を所定形状
の照明領域(15)とマスク(R)との相対的な走査方
向(方向SR)と同一にしたものである。
The first exposure apparatus according to the present invention SUMMARY OF THE INVENTION may, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, space coherency
(1) for generating illumination light (LB 0 ) having a reference
An illumination optical system (2 to 14) for illuminating an illumination area (15) having a predetermined shape with the illumination light; a mask (R) having a predetermined pattern formed relative to the illumination area (15); Relative scanning means (32, 32) for synchronously scanning the substrate (W)
34, 35, RST, WST) and has its substrate
In an exposure apparatus for scanning and exposing (W) , illumination light (LB)
The direction (direction H) of high spatial coherence of ( 0 ) is the same as the relative scanning direction (direction SR) between the illumination region (15) having a predetermined shape and the mask (R).

【0009】また、本発明による第2の露光装置は、例
えば図1及び図2に示すように、空間コヒーレンスを有
するパルス光(LB0)を発生するパルス光源(1)と、
そのパルス光で所定形状の照明領域(15)を照明する
照明光学系(2〜14)と、照明領域(15)に対して
相対的に所定のパターンが形成されたマスク(R)及び
基板(W)を同期して走査する相対走査手段(32,3
4,35,RST,WST)とを有し、その基板(W)
を走査露光する露光装置において、所定形状の照明領域
(15)とマスク(R)との相対的な走査速度と、照明
領域(15)でのそのパルス光のスペックルパターンの
その相対的な走査方向(方向SR)のピッチとに応じ
て、照明領域(15)でのそのパルス光のスペックルパ
ターンの位相をそのパルス光毎に変化させる位相可変手
段(8,9)を設けたものである。
A second exposure apparatus according to the present invention comprises a pulse light source (1) for generating pulse light (LB 0 ) having spatial coherence , as shown in FIGS. 1 and 2, for example.
An illumination optical system (2 to 14) for illuminating an illumination area (15) having a predetermined shape with the pulse light; a mask (R) having a predetermined pattern formed relative to the illumination area (15);
Relative scanning means (32, 3) for synchronously scanning the substrate (W)
4, 35, RST, WST) and the substrate (W)
In an exposure apparatus for scanning exposure and a relative scanning velocity of the illumination area having a predetermined shape (15) and a mask (R), the relative scanning of the speckle pattern of the pulsed light in the illumination region (15) Phase variable means (8, 9) for changing the phase of the speckle pattern of the pulse light in the illumination area (15) for each pulse light in accordance with the pitch in the direction (direction SR). .

【0010】この場合、そのパルス光の空間コヒーレン
スを検出する空間コヒーレンス検出手段(17,18)
と、このように検出されたそのパルス光の空間コヒーレ
ンスに応じて位相可変手段(8,9)の動作を制御する
制御手段(32)とを設けることが望ましい。次に、本
発明による第3の露光装置は、空間コヒーレンスを有す
る照明光を発生する光源と、その照明光で所定形状の照
明領域を照明する照明光学系と、その照明領域に対して
相対的に所定のパターンが形成されたマスク及び基板を
同期して走査する相対走査手段とを有し、その基板を走
査露光する露光装置において、その照明領域内に形成さ
れたその照明光のスペックルパターンをその照明領域内
で変位させる変位手段と、その走査露光中、その照明領
域に対してそのマスクとその基板とが移動しているとき
に、その照明領域内に形成されるスペックルパターンの
影響が低減されるようにその変位手段を制御する制御手
段とを備えたものである。 また、本発明による第4の露
光装置は、空間コヒーレンスを有する照明光を発生する
光源と、その照明光で所定形状の照明領域を照明する照
明光学系と、その照明領域に対して相対的に所定のパタ
ーンが形成されたマスク及び基板を同期して走査する相
対走査手段とを有し、その基板を走査露光する露光装置
において、その照明光の発散角の情報を測定する測定手
段と、この測定された発散角の情報に基づいて、その基
板の露光条件を制御する制御手段とを備えたものであ
る。 また、本発明による第5の露光装置は、空間コヒー
レンスを有する照明光を発生する光源と、照明光で所定
形状の照明領域を照明する照明光学系と、その照明領域
に対して相対的に所定のパターンが形成されたマスク及
び基板を同期して走査する相対走査手段とを有し、その
基板を走査露光する露光装置において、その照明光学系
は、その光源からの照明光を第1の偏光成分の第1照明
光と第2の偏光成分の第2照明光とに分離する偏光手段
を有し、その第1照明光とその第2照明光は、そのマス
ク上での照度分布がその相対走査方向に互いにずれてい
るものである。 次に、本発明による第1の露光方法は、
空間コヒーレンスを有する照明光で所 定形状の照明領域
を照明するとともに、その照明領域に対して相対的に所
定のパターンが形成されたマスク及び基板を同期して走
査することによって、その基板を走査露光する露光方法
において、その照明領域内に形成されるスペックルパタ
ーンのコントラストの高い方向を、その所定形状の照明
領域とそのマスクとの相対的な走査方向と同一にしたも
のである。 また、本発明による第2の露光方法は、空間
コヒーレンスを有する照明光で照明領域を照明するとと
もに、その照明領域に対して相対的に所定のパターンが
形成されたマスク及び基板を同期して走査することによ
って、その基板を走査露光する露光方法において、その
照明光は長手方向と短手方向とを有する断面形状を持っ
て光源から発射され、その照明光の断面形状の短手方向
が、その照明領域とそのマスクとの相対的な走査方向と
一致するようにしたものである。 また、本発明による第
3の露光方法は、空間コヒーレンスを有する照明光で所
定形状の照明領域を照明するとともに、その照明領域に
対して相対的に所定のパターンが形成されたマスク及び
基板を同期して走査することによって、その基板を走査
露光する露光方法において、その走査露光中、その照明
領域に対してそのマスクとその基板とが移動していると
きに、その照明領域内に形成されるスペックルパターン
の影響が小さくなるようにその照明領域内でそのスペッ
クルパターンを変位させるものである。
In this case, spatial coherence detecting means (17, 18) for detecting the spatial coherence of the pulse light.
And a control means (32) for controlling the operation of the phase variable means (8, 9) in accordance with the spatial coherence of the pulse light detected in this way. Next, the book
A third exposure apparatus according to the present invention has spatial coherence
A light source that generates an illuminating light,
The illumination optical system that illuminates the bright area and the illumination area
A mask and substrate on which a relatively predetermined pattern is formed
Relative scanning means for scanning synchronously, and scanning the substrate.
In an exposure apparatus that performs inspection and exposure,
The speckle pattern of the illumination light
Displacing means for displacing with the
The mask and the substrate are moving with respect to the area
Of the speckle pattern formed in the illumination area
Control means for controlling the displacement means so that the effects are reduced
And a step. In addition, the fourth dew according to the present invention.
The optical device generates illumination light having spatial coherence
A light source and an illumination for illuminating an illumination area of a predetermined shape with the illumination light.
Bright optics and a predetermined pattern relative to the illumination area.
Synchronously scans the mask and substrate on which the pattern has been formed.
Exposure apparatus having scanning means for scanning and exposing the substrate
Measuring instrument that measures the divergence angle of the illumination light
Based on the step and the measured divergence angle information,
Control means for controlling the exposure conditions of the plate.
You. Further, the fifth exposure apparatus according to the present invention provides a spatial
A light source for generating illumination light having a
Illumination optical system for illuminating shaped illumination area and its illumination area
Mask with a predetermined pattern formed relative to
And relative scanning means for scanning the substrate and the substrate synchronously.
In an exposure apparatus for scanning and exposing a substrate, an illumination optical system is provided.
Converts the illumination light from the light source into a first illumination of a first polarization component.
Polarizing means for separating light and second illumination light of a second polarization component
And the first illumination light and the second illumination light are
The illuminance distribution on the
Things. Next, a first exposure method according to the present invention includes:
Tokoro shaped shaped illumination area in the illumination light having a spatial coherence
And illuminate the area relative to the illumination area.
The mask and substrate on which a fixed pattern is formed
Exposure method for scanning and exposing the substrate by inspecting
The speckle pattern formed in the illumination area
The direction of high contrast of the
The relative scanning direction between the area and its mask
It is. Further, the second exposure method according to the present invention provides a
When illuminating the illumination area with illumination light having coherence
In addition, a predetermined pattern relative to the illumination area
By synchronously scanning the formed mask and substrate
Thus, in an exposure method for scanning and exposing the substrate,
Illumination light has a cross-sectional shape with a longitudinal direction and a lateral direction
In the transverse direction of the cross-sectional shape of the illumination light emitted from the light source
Is the relative scanning direction between the illumination area and the mask.
It is made to match. In addition, the present invention
Exposure method 3 employs illumination light having spatial coherence.
Along with illuminating a fixed-shaped illumination area,
A mask on which a predetermined pattern is relatively formed, and
Scanning a board by scanning it synchronously
In the exposure method for exposing, the illumination is performed during the scanning exposure.
The mask and the substrate are moving with respect to the region
Speckle pattern formed in the illumination area
Within the illuminated area so that the effects of
This is to displace the circle pattern.

【0011】[0011]

【作用】斯かる本発明の第1の露光装置によれば、予め
照明光(LB0)の光束に垂直な面内で空間コヒーレンス
(可干渉性の程度)の高い方向を計測しておき、所定形
状の照明領域(15)においてマスク(R)との相対的
な走査の方向(SR方向)に、その空間コヒーレンスの
高い方向を合わせている。従って、例えば図4に示すよ
うに、照明領域(15)上に形成される照明光によるス
ペックルパターンの走査方向(SR方向)の照度分布
は、分布曲線40のように所定ピッチで比較的大きい振
幅で変動する。また、その照明領域(15)上のスペッ
クルパターンの非走査方向(Y方向)の照度分布は、分
布曲線41のように比較的平坦である。この場合、走査
方向ではマスク(R)上の各点の照度分布は、それぞれ
分布曲線40のように変化して、実質的に振動ミラーで
走査した場合と同様になるため、照度むらは少ない。ま
た、非走査方向ではもともと照度むらは少ないため、マ
スク(R)及び基板(W)の全面で照度むらが少なくな
る。
According to the first exposure apparatus of the present invention, a direction having high spatial coherence (degree of coherence) is measured in advance in a plane perpendicular to the light beam of the illumination light (LB 0 ). In the illumination area (15) having a predetermined shape, the direction of high spatial coherence is matched with the scanning direction (SR direction) relative to the mask (R). Therefore, as shown in FIG. 4, for example, the illuminance distribution in the scanning direction (SR direction) of the speckle pattern by the illumination light formed on the illumination area (15) is relatively large at a predetermined pitch as indicated by a distribution curve 40. Varies with amplitude. Further, the illuminance distribution in the non-scanning direction (Y direction) of the speckle pattern on the illumination area (15) is relatively flat like a distribution curve 41. In this case, in the scanning direction, the illuminance distribution at each point on the mask (R) changes as indicated by a distribution curve 40, and is substantially the same as when scanning with a vibrating mirror. Also, since the illuminance unevenness is originally small in the non-scanning direction, the illuminance unevenness is reduced over the entire surface of the mask (R) and the substrate (W).

【0012】また、本発明の第2の露光装置によれば、
照明光としてパルス光が使用されている。パルス光が例
えば遠紫外域のエキシマレーザ光(波長が例えば248
nm)である場合、光学系での色収差を消すことが容易
ではないため、パルス光源(1)では回折格子及びスリ
ット等を使用することによりスペクトル線幅を狭帯化し
たパルス光を発生する。そのため、図1において、光源
(1)から射出されるパルス光(LB0)は、水平方向
(H方向)で空間コヒーレンスが高く且つビーム幅が狭
くなっているが、垂直方向(V方向)では空間コヒーレ
ンスが低く且つビーム幅が広くなっている。従って、本
発明では光源(1)から射出されるパルス光(LB0)の
水平方向を、マスク(R)上のスリット状の照明領域
(15)の走査方向に設定する。
According to the second exposure apparatus of the present invention,
Pulse light is used as illumination light. The pulsed light is, for example, an excimer laser beam in the far ultraviolet region (wavelength is,
nm), it is not easy to eliminate chromatic aberration in the optical system. Therefore, the pulse light source (1) generates pulsed light having a narrowed spectral line width by using a diffraction grating and a slit. Therefore, in FIG. 1, the pulse light (LB 0 ) emitted from the light source (1) has a high spatial coherence and a narrow beam width in the horizontal direction (H direction), but has a narrow beam width in the vertical direction (V direction). The spatial coherence is low and the beam width is wide. Therefore, in the present invention, the horizontal direction of the pulse light (LB 0 ) emitted from the light source (1) is set to the scanning direction of the slit-shaped illumination area (15) on the mask (R).

【0013】この場合、そのパルス光(LB0)の水平方
向の幅と垂直方向の幅との比は、一般に通常のスリット
状の照明領域(15)の走査方向の幅と非走査方向の幅
との比よりも小さいため、例えば図3に示すような、2
枚のシリンドリカルレンズ38及び39を用いて、その
パルス光(LB0)の水平方向の幅を広げる必要がある。
このとき、入射するパルス光(LB0)の拡がり角を
θ1 、前段のシリンドリカルレンズ38の焦点距離をf
1 、後段のシリンドリカルレンズ39の焦点距離をf2
とすると、シリンドリカルレンズ39から射出されるパ
ルス光(LB)の拡がり角θ2 は、次のようになる。
In this case, the ratio of the width in the horizontal direction to the width in the vertical direction of the pulse light (LB 0 ) is generally determined by the width in the scanning direction and the width in the non-scanning direction of the ordinary slit-shaped illumination area (15). Is smaller than the ratio of
It is necessary to increase the horizontal width of the pulse light (LB 0 ) using the cylindrical lenses 38 and 39.
At this time, the spread angle of the incident pulse light (LB 0 ) is θ 1 , and the focal length of the preceding cylindrical lens 38 is f
1 , the focal length of the subsequent cylindrical lens 39 is set to f 2
Then, the divergence angle θ 2 of the pulse light (LB) emitted from the cylindrical lens 39 is as follows.

【0014】θ2 =(f1 /f2 )θ1 (1) 従って、水平方向のビーム幅を拡げるために、f1 <f
2 とすると、次のようになり、射出されるパルス光(L
B)の拡がり角θ2 は小さくなる。 θ1 >θ2 (2) 従って、ビーム幅を水平方向に拡げると、図4に示すよ
うに照明領域(15)の走査方向(SR方向)での空間
コヒーレンスは更に高くなる。そのため、走査方向には
コントラストの高いスペックルパターンが形成される。
これに対して非走査方向のスペックルパターンのコント
ラストは低いため、非走査方向では照度むらは少ない。
Θ 2 = (f 1 / f 2 ) θ 1 (1) Therefore, in order to increase the horizontal beam width, f 1 <f
Assuming that 2 , pulse light (L
The spread angle θ 2 of B) becomes small. θ 1 > θ 2 (2) Accordingly, when the beam width is expanded in the horizontal direction, the spatial coherence of the illumination area (15) in the scanning direction (SR direction) is further increased as shown in FIG. Therefore, a speckle pattern with high contrast is formed in the scanning direction.
On the other hand, since the contrast of the speckle pattern in the non-scanning direction is low, the illuminance unevenness is small in the non-scanning direction.

【0015】その照明領域(15)の走査方向の照度分
布は例えば図5(a)の分布曲線40のようになる。マ
スク及び基板の走査方向をこの方向に選べば、走査によ
る位相ずれによって図5(b)のように様々な位相の波
の畳重になるので、積算効果によってスペックルの軽減
が見込まれる。但し、何等かの制御を行わない場合、走
査速度によっては、パルス発光のタイミングとスペック
ルパターンの位相がほぼ一致する形になり、マスク
(R)上の或る照射点では、例えば図5(a)の位置4
0C,40F,…の順に露光が行われ、別の照射点では
位置40B,40E,…の順に露光が行われて、積算効
果が見込めず、照度むらが軽減されない可能性もある。
これを避けるために、図5(a)の位置40C,40
F,40Iで、パルス発光が行われるような走査速度の
ときは、振動ミラーを走査させて、位置40Fで発光す
るときはδA、位置40Iで発光するときはδBだけ横
ずれさせるような走査制御をする。
The illumination distribution in the scanning direction of the illumination area (15) is, for example, as shown by a distribution curve 40 in FIG. If the scanning direction of the mask and the substrate is selected in this direction, waves of various phases are superimposed as shown in FIG. 5B due to the phase shift due to the scanning, so that speckle can be reduced by the integration effect. However, when some control is not performed, the timing of pulse emission and the phase of the speckle pattern substantially coincide with each other depending on the scanning speed, and at a certain irradiation point on the mask (R), for example, as shown in FIG. a) Position 4
The exposure is performed in the order of 0C, 40F,..., And the exposure is performed in the order of the positions 40B, 40E,... At another irradiation point, so that the integration effect cannot be expected and the illuminance unevenness may not be reduced.
In order to avoid this, the positions 40C and 40C in FIG.
At F and 40I, when the scanning speed is such that pulsed light emission is performed, the scanning control is performed such that the oscillating mirror is scanned, and when the light is emitted at the position 40F, the lateral shift is δA, and when the light is emitted at the position 40I, the lateral shift is δB. I do.

【0016】これによりマスク(R)上の各照射点は、
図5(b)の分布曲線40,42,43という、パルス
数に応じて等分されて、異なる位相のスペックルパター
ンをもつ照度で露光されるため、積算露光量は平均化さ
れ、マスク(R)上の走査方向での照度むらは低減され
る。即ち、マスク(R)上の任意の照射点において、
n,mを整数として、パルス発光毎に分布曲線40上の
走査方向の位相が0,2mπ+(2π/n),4mπ+
(4π/n),6mπ+(6π/n),・・・,2(n
−1)mπ+2(n−1)π/n,・・・となるよう
に、位相可変手段(8,9)の動作を制御することによ
り、走査方向の照度むらが低減される。
Thus, each irradiation point on the mask (R) is
That the distribution curve 40, 42, 43 of FIG. 5 (b), are equally divided in accordance with the number of pulses to be exposed by illumination with scan pet cycle pattern of different phases, the integrated exposure amount is averaged, the mask Illumination unevenness in the scanning direction on (R) is reduced. That is, at an arbitrary irradiation point on the mask (R),
When n and m are integers, the phase in the scanning direction on the distribution curve 40 for each pulse emission is 0, 2mπ + (2π / n), 4mπ +
(4π / n), 6mπ + (6π / n), ..., 2 (n
By controlling the operation of the phase varying means (8, 9) so that -1) mπ + 2 (n-1) π / n,..., Illuminance unevenness in the scanning direction is reduced.

【0017】また、そのパルス光の空間コヒーレンスを
検出する空間コヒーレンス検出手段(17,18)と、
このように検出されたそのパルス光の空間コヒーレンス
に応じて位相可変手段(8,9)の動作を制御する制御
手段(32)とを設けた場合には、検出された空間コヒ
ーレンスに応じて、マスク(R)及び基板(W)上での
スペックルパターンに起因する照度むらが最小になるよ
うに、位相可変手段(8,9)の動作を制御する。
A spatial coherence detecting means (17, 18) for detecting the spatial coherence of the pulse light;
When the control means (32) for controlling the operation of the phase varying means (8, 9) in accordance with the spatial coherence of the pulse light detected in this way is provided, The operation of the phase varying means (8, 9) is controlled so that the illuminance unevenness caused by the speckle pattern on the mask (R) and the substrate (W) is minimized.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の一実施例につき図面を参照し
て説明する。本実施例は、露光光の光源としてパルス発
振型のレーザ光源を使用したスリットスキャン露光方式
の投影露光装置に本発明を適用したものである。図1は
本例の投影露光装置の光学系を示し、この図1におい
て、エキシマレーザ光源1から射出された遠紫外域(波
長は例えば248nm)のレーザビームLB0 は、紫外
用反射ミラーM1,M2,M3及びM4を介してシリン
ドリカルレンズを含むビーム整形光学系2に入射する。
エキシマレーザ光源1から射出されたレーザビームLB
0 の断面形状は、水平方向(H方向)の幅が垂直方向
(V方向)の幅よりかなり狭い細長い矩形であり、ビー
ム整形光学系2では、レーザビームLB0 の水平方向の
幅を拡げ、後述のスリット状の照明領域15の縦横比と
ほぼ同じ縦横比の断面形状のレーザビームLBを射出す
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, the present invention is applied to a slit scan exposure type projection exposure apparatus using a pulse oscillation type laser light source as a light source of exposure light. FIG. 1 shows an optical system of the projection exposure apparatus of the present embodiment. In FIG. 1, a laser beam LB 0 in the far ultraviolet region (wavelength is, for example, 248 nm) emitted from an excimer laser light source 1 is reflected by an ultraviolet reflecting mirror M1, The light enters the beam shaping optical system 2 including a cylindrical lens via M2, M3, and M4.
Laser beam LB emitted from excimer laser light source 1
0 cross-sectional shape is substantially narrower elongated rectangular than the width of the width in the vertical direction in the horizontal direction (H direction) (V direction), the beam shaping optical system 2, the horizontal width of the laser beam LB 0 spread, A laser beam LB having a cross-sectional shape having substantially the same aspect ratio as that of a slit-shaped illumination area 15 described later is emitted.

【0019】図3は、ビーム整形光学系2の構成を示
し、この図3に示すように、入射するレーザビームLB
0 は、焦点距離f1 のシリンドリカルレンズ38及び焦
点距離f2(f2 >f1)のシリンドリカルレンズ39を経
て、断面形状の水平方向の幅がf2/f1 倍に拡大され
る。入射するレーザビームLB 0 の拡がり角をθ1 とす
ると、射出されるレーザビームLBの拡がり角θ2 は、
拡がり角θ1 のf1/f2 に減少している。一般に、光束
の空間コヒーレンスは拡がり角が小さい程高いため、射
出されるレーザビームLBの水平方向(H方向)の空間
コヒーレンスは、入射するレーザビームLB0 よりも高
められている。
FIG. 3 shows the configuration of the beam shaping optical system 2. As shown in FIG.
In the case of 0 , the horizontal width of the cross-sectional shape is enlarged to f 2 / f 1 times through a cylindrical lens 38 having a focal length f 1 and a cylindrical lens 39 having a focal length f 2 (f 2 > f 1 ). Assuming that the divergence angle of the incident laser beam LB 0 is θ 1 , the divergence angle θ 2 of the emitted laser beam LB is
The spread angle θ 1 is reduced to f 1 / f 2 . In general, for the spatial coherence of the light beam is high enough divergence angle is small, the spatial coherence of the horizontal direction of the laser beam LB emitted (H direction) has been higher than the laser beam LB 0 incident.

【0020】図1に戻り、ビーム整形光学系2から射出
されたレーザビームLBは、紫外用反射ミラーM5で折
り曲げられてビームエクスパンダー(又はズームレン
ズ)3に入射し、所定の断面寸法にまで断面形状が拡大
される。ビームエクスパンダー3から射出された平行な
レーザビームLBは、偏光手段としての水晶プリズム4
に入射し、2つの直交する偏光成分に分離される。この
ように分離された2つの偏光成分は、光路補正用の石英
ガラスプリズム5に入射し、ビームの進行方向が補正さ
れる。その後、2つの偏光成分のレーザビームは、1段
目のフライアイレンズ6及びリレーレンズ7を経て、振
動ミラー8で折り曲げられる。振動ミラー8は駆動装置
9により、水平面上の所定の角度範囲内でレーザビーム
を適切な制御方法で走査する。
Returning to FIG. 1, the laser beam LB emitted from the beam shaping optical system 2 is bent by the ultraviolet reflecting mirror M5 and enters the beam expander (or zoom lens) 3 to reach a predetermined sectional dimension. The cross-sectional shape is enlarged. The parallel laser beam LB emitted from the beam expander 3 is applied to a quartz prism 4 as a polarizing means.
And split into two orthogonal polarization components. The two polarized components separated in this way enter the quartz glass prism 5 for optical path correction, and the traveling direction of the beam is corrected. Thereafter, the laser beams of the two polarization components pass through the first-stage fly-eye lens 6 and relay lens 7 and are bent by the vibrating mirror 8. The oscillating mirror 8 is driven by the driving device 9 to scan the laser beam within a predetermined angle range on a horizontal plane by an appropriate control method.

【0021】振動ミラー8で走査されるレーザビーム
が、リレーレンズ10を経て2段目のフライアイレンズ
11に入射し、その射出側の焦点面に多数の3次光源
(スポット光)が結像され、これら多数の3次光源から
のレーザビームが、更に集光レンズ12によって集光さ
れミラー13で曲り折げられて、メインコンデンサーレ
ンズ14に入射する。多数の3次光源からのレーザビー
ムはメインコンデンサーレンズ14によって、レチクル
R上の短辺方向の幅がDの長方形の照明領域15に重量
して照射される。その照明領域15内のパターン像が投
影光学系PLを介してウエハW上の長方形の露光領域1
6内に結像投影される。
A laser beam scanned by the vibrating mirror 8 is incident on the second-stage fly-eye lens 11 via the relay lens 10, and a large number of tertiary light sources (spot lights) are formed on a focal plane on the emission side. Then, the laser beams from the many tertiary light sources are further condensed by the condensing lens 12, bent by the mirror 13, and incident on the main condenser lens 14. Laser beams from a number of tertiary light sources are irradiated by the main condenser lens 14 on the illuminated area 15 having a rectangular shape whose width in the short side direction on the reticle R is D. The pattern image in the illumination area 15 is projected onto the rectangular exposure area 1 on the wafer W via the projection optical system PL.
6 is imaged and projected.

【0022】この場合、投影光学系PLの光軸に平行に
Z軸を取り、その光軸に垂直なXY平面内のX軸を長方
形の照明領域15の短辺方向に取る。そして、本例で
は、投影光学系PLの投影倍率をβとして、照明領域1
5に対してレチクルRをX方向(これを「走査方向S
R」とする)に速度Vで走査するのと同期して、ウエハ
Wを−X方向(これを「走査方向SW」とする)に速度
β・Vで走査することにより、レチクルRのパターン領
域PA内の回路パターン像が逐次ウエハWのショット領
域に投影露光される。
In this case, the Z axis is set in parallel with the optical axis of the projection optical system PL, and the X axis in the XY plane perpendicular to the optical axis is set in the short side direction of the rectangular illumination area 15. In this example, the projection magnification of the projection optical system PL is β, and the illumination area 1
5 with respect to the reticle R in the X direction (the
R ”), the wafer W is scanned at a speed β · V in the −X direction (this is referred to as a“ scanning direction SW ”) in synchronization with scanning at a speed V, thereby forming a pattern area of the reticle R. The circuit pattern image in the PA is sequentially projected and exposed on the shot area of the wafer W.

【0023】図1において、エキシマレーザ光の空間コ
ヒーレンスを調べるために、集光レンズL1を紫外用反
射ミラーM5の後ろに設置し、紫外用反射ミラーM5で
の漏れ光を集光レンズL1の後側焦点位置に集光させ、
その焦点位置に設置したCCDよりなる2次元撮像素子
17で2次元的に分布する漏れ光を受光する。そして、
2次元撮像素子17からの撮像信号を画像処理系18で
処理することで、レーザビームの発散角を測定するよう
にした。レーザビームの発散角は空間コヒーレンスに対
して反比例の関係にあるため、その測定した発散角によ
り、照明領域15上での走査方向SR及び非走査方向の
空間コヒーレンスを算出することができる。
In FIG. 1, in order to check the spatial coherence of the excimer laser light, a condenser lens L1 is installed behind the ultraviolet reflecting mirror M5, and the light leaking from the ultraviolet reflecting mirror M5 is reflected after the condenser lens L1. Focus on the side focus position,
A two-dimensionally distributed leakage light is received by a two-dimensional image pickup device 17 composed of a CCD installed at the focal position. And
The image signal from the two-dimensional image sensor 17 is processed by the image processing system 18 to measure the divergence angle of the laser beam. Since the divergence angle of the laser beam is inversely proportional to the spatial coherence, the spatial coherence in the scanning direction SR and the non-scanning direction on the illumination area 15 can be calculated from the measured divergence angle.

【0024】図2は、図1の投影露光装置の制御系を示
し、この図2において、エキシマレーザ光源1内には、
レーザ発振の媒体となるガスや発振トリガ用の電極を封
入したレーザチューブ21、共振器を構成する所定の反
射率(100%未満)を持ったフロントミラー22、そ
の共振器のリアミラー23、波長選択用の開口板29、
波長選択及び波長狭帯化用のプリズム24、及び反射型
回折格子25等が、光学素子として設けられている。更
に、エキシマレーザ光源1には、レーザチューブ21内
の電極に高電圧を印加して発振を行わせるための発振制
御部26、発振されるレーザビームの絶対波長を常に一
定にするために、回折格子25の傾斜角を調整する波長
調整駆動部27、及びリアミラー23の傾きを調整する
ための駆動部28等が設けられている。
FIG. 2 shows a control system of the projection exposure apparatus of FIG. 1. In FIG. 2, the excimer laser light source 1 includes:
A laser tube 21 enclosing a gas serving as a medium for laser oscillation and an electrode for oscillation trigger; a front mirror 22 having a predetermined reflectance (less than 100%) constituting a resonator; a rear mirror 23 of the resonator; Opening plate 29 for
A prism 24 for wavelength selection and wavelength narrowing, a reflection type diffraction grating 25, and the like are provided as optical elements. Further, the excimer laser light source 1 has an oscillation control unit 26 for applying a high voltage to the electrodes in the laser tube 21 to oscillate, and a diffraction device for constantly keeping the absolute wavelength of the oscillated laser beam constant. A wavelength adjustment drive unit 27 for adjusting the tilt angle of the grating 25, a drive unit 28 for adjusting the tilt of the rear mirror 23, and the like are provided.

【0025】また、フロントミラー22から射出された
レーザビームの一部を、ビームスプリッター30を介し
て波長検出器(分光器等)31に導き、波長検出器31
でレーザビームの波長を検出し、検出した波長を波長調
整駆動部27に伝達する。波長調整駆動部27は、波長
検出器31で検出された波長に応じて、予め定められた
絶対波長との差が規格内になるように回折格子25の傾
斜角を変化させる。また、2次元撮像素子17からの撮
像信号を画像処理系18で処理して検知されるビーム発
散角に応じた信号(具体的には、2次元撮像素子17上
に作られたビームスポットの大きさに応じた信号)は、
エキシマレーザ光源1のリアミラー23の駆動部28へ
フィードバックされると共に、装置全体の動作を制御す
る主制御装置32へも送られる。駆動部28は予め定め
られた値に対して実測されたビームの発散角の値が、許
容範囲以上に外れているときは、リアミラー23の傾斜
角を変化させる。
A part of the laser beam emitted from the front mirror 22 is guided to a wavelength detector (spectroscope, etc.) 31 via a beam splitter 30, and the wavelength detector 31
Detects the wavelength of the laser beam, and transmits the detected wavelength to the wavelength adjustment drive unit 27. The wavelength adjustment drive unit 27 changes the inclination angle of the diffraction grating 25 according to the wavelength detected by the wavelength detector 31 so that the difference from a predetermined absolute wavelength falls within a standard. In addition, a signal corresponding to the beam divergence angle detected by processing the image signal from the two-dimensional image sensor 17 by the image processing system 18 (specifically, the size of the beam spot formed on the two-dimensional image sensor 17) Signal)
The signal is fed back to the drive unit 28 of the rear mirror 23 of the excimer laser light source 1, and is also sent to the main controller 32 that controls the operation of the entire apparatus. The drive unit 28 changes the tilt angle of the rear mirror 23 when the value of the divergence angle of the beam actually measured with respect to a predetermined value is out of the allowable range.

【0026】また、図1のレチクルRの位置決め及び走
査は図2のレチクルステージRSTによって行われ、ウ
エハWの位置決め及び走査は図2のウエハステージWS
Tによって行われる。レチクルステージRSTは、1チ
ップのパターンが描かれたレチクルRの照射範囲を順次
変えるために、レチクルRの走査を行う。ウエハステー
ジWSTは、ウエハW上の複数のショット領域の夫々に
対してレチクルRのパターン像が露光されるように、X
方向及びY方向にステップ・アンド・リピート方式でウ
エハWを移動させる機能と、レチクルRの照射範囲に応
じてレチクルRの走査に同期してウエハWを走査する機
能とを合わせ持つ。
The positioning and scanning of the reticle R of FIG. 1 are performed by the reticle stage RST of FIG. 2, and the positioning and scanning of the wafer W are performed by the wafer stage WS of FIG.
Performed by T. The reticle stage RST scans the reticle R in order to sequentially change the irradiation range of the reticle R on which the pattern of one chip is drawn. Wafer stage WST is controlled so that a pattern image of reticle R is exposed to each of a plurality of shot areas on wafer W.
It has a function of moving the wafer W in the step and repeat method in the direction and the Y direction, and a function of scanning the wafer W in synchronization with the scanning of the reticle R according to the irradiation range of the reticle R.

【0027】主制御装置32は、発振制御部26を介し
てエキシマレーザ光源1の発振を制御し、ウエハステー
ジ制御系34及びレチクルステージ制御系35を介して
それぞれウエハステージWST及びレチクルステージR
STの動作を制御する。そして、主制御装置32は、駆
動装置9を介して振動ミラー8の振動の振幅及び周期等
を制御する。また、主制御装置32には、入力装置とし
てのキーボード36、座標入力装置(所謂マウス)37
や出力装置としての表示部(CRTディスプレイ、メー
タ等)33等が接続されている。キーボード36及び座
標入力装置37は、或るウエハの露光処理にあたって1
ショット領域当り何パルスで露光するかを予め指定する
ことの他に、種々のシーケンス設定やパラメータ設定の
ために使われる。
Main controller 32 controls the oscillation of excimer laser light source 1 via oscillation controller 26, and controls wafer stage WST and reticle stage R via wafer stage control system 34 and reticle stage control system 35, respectively.
Control the operation of ST. Then, the main control device 32 controls the amplitude and cycle of the vibration of the vibrating mirror 8 via the driving device 9. The main controller 32 includes a keyboard 36 as an input device and a coordinate input device (a so-called mouse) 37.
And a display unit (CRT display, meter, etc.) 33 as an output device, and the like. The keyboard 36 and the coordinate input device 37 are used for exposure processing of a certain wafer.
In addition to specifying in advance how many pulses should be exposed per shot area, it is used for various sequence settings and parameter settings.

【0028】また、主制御装置32は、予備発振中のエ
キシマレーザ光源1からのレーザビームのビーム発散角
の情報を画像処理系18から受け取り、スループットを
下げないで、スペックルパターンを最も小さくするよう
に最適化された発振周波数、及びウエハW上の1つのシ
ョット領域に照射されるレーザビームのパルス数を決定
して、発振制御部26に指令を発する。並行して主制御
装置32は、振動ミラー8の振動周期、振幅、及び位相
を決定して駆動装置9に指令を発すると共に、レチクル
ステージ制御系35およびウエハステージ制御系34に
は、最適な走査速度を決定して指令を出す。
The main controller 32 receives information on the beam divergence angle of the laser beam from the excimer laser light source 1 during the preliminary oscillation from the image processing system 18 and minimizes the speckle pattern without lowering the throughput. The oscillation frequency optimized as described above and the number of pulses of the laser beam applied to one shot area on the wafer W are determined, and a command is issued to the oscillation control unit 26. At the same time, the main controller 32 determines the oscillation period, amplitude, and phase of the oscillation mirror 8 and issues a command to the driving device 9, and also provides the reticle stage control system 35 and the wafer stage control system 34 with optimal scanning. Decide the speed and issue a command.

【0029】次に、本例でレチクルR及びウエハW上の
照度むらを低減させるための構成につき説明する。先
ず、本例では、図1においてエキシマレーザ光源1から
射出されるレーザビームLB0 の空間コヒーレンスは水
平方向(H方向)に高くなっている。そこで、そのレー
ザビームLB0 の空間コヒーレンスの高い方向が照明領
域15の短辺方向、即ち走査方向SRになるように、照
明光学系を構成する。これにより、レチクルR上の照明
領域15上に形成されるレーザビームのスペックルパタ
ーンは、走査方向SRのコントラストが高く、非走査方
向(Y方向)のコントラストが低くなっている。
Next, a configuration for reducing uneven illuminance on the reticle R and the wafer W in this embodiment will be described. First, in this embodiment, the spatial coherence of the laser beam LB 0 emitted from the excimer laser light source 1 in FIG. 1 is high in the horizontal direction (H direction). Therefore, the illumination optical system is configured so that the direction in which the spatial coherence of the laser beam LB 0 is high is the short side direction of the illumination area 15, that is, the scanning direction SR. Thus, the speckle pattern of the laser beam formed on the illumination region 15 on the reticle R has a high contrast in the scanning direction SR and a low contrast in the non-scanning direction (Y direction).

【0030】図1のレチクルR上及びウエハW上に生成
されるスペックルパターンには、フライアイレンズ6及
び11のレンズエレメントの配列に対応した周期的な成
分が含まれており、この干渉パターンのコントラスト
は、レチクルR上のX方向に高くなる。本例では、スペ
ックルパターンのコントラストを低減させるために、レ
ーザビームLBを、偏光手段としての水晶プリズム4に
より所定の角度をなす2つの偏光成分のレーザビームに
分離してレチクルRを照明している。その2つの偏光成
分の内の、第1の偏光成分のレーザビームによる照明領
域15の走査方向(X方向)の照度分布I(X)(相対
値)は、図6(a)の分布曲線40のように、所定ピッ
チで周期的に変化している。これに対して、第2の偏光
成分のレーザビームによる照度分布I(X)は、分布曲
線44で示すように分布曲線40に対してX方向に半ピ
ッチだけずれている。これにより全体の照度分布I
(X)は、図6(b)の分布曲線45となり、照度分布
の変動の振幅は低減される。
The speckle pattern generated on the reticle R and the wafer W in FIG. 1 includes a periodic component corresponding to the arrangement of the lens elements of the fly-eye lenses 6 and 11, and the interference pattern Becomes higher in the X direction on the reticle R. In this example, in order to reduce the contrast of the speckle pattern, the laser beam LB is separated into two polarized component laser beams having a predetermined angle by a quartz prism 4 as a polarizing means, and the reticle R is illuminated. I have. The illuminance distribution I (X) (relative value) in the scanning direction (X direction) of the illumination region 15 by the laser beam of the first polarization component of the two polarization components is represented by a distribution curve 40 in FIG. And periodically changes at a predetermined pitch. On the other hand, the illuminance distribution I (X) by the laser beam of the second polarization component is shifted by a half pitch in the X direction with respect to the distribution curve 40 as shown by the distribution curve 44. Thus, the entire illuminance distribution I
(X) becomes the distribution curve 45 in FIG. 6B, and the amplitude of the fluctuation of the illuminance distribution is reduced.

【0031】図4は本例のレチクルR上の照明領域15
の照度分布を示し、レチクルR上には図4(a)に示す
ように走査方向SR(X方向)の幅Dの照明領域15が
形成されている。そして、照明領域15のX方向の照度
分布I(X)は、図4(b)の分布曲線40のように所
定ピッチで比較的大きな振幅で変化し、照明領域15の
Y方向の照度分布I(Y)は、図4(c)の分布曲線4
1のようにほぼ平坦である。従って、非走査方向である
Y方向での照度むらは小さくなっている。また、本例で
は、X方向での照度むらを、照明領域15に対するレチ
クルRの走査及び図1の振動ミラー8によるレーザビー
ムの走査により解消する。
FIG. 4 shows an illumination area 15 on the reticle R of this embodiment.
In FIG. 4A, an illumination area 15 having a width D in the scanning direction SR (X direction) is formed on the reticle R. Then, the illuminance distribution I (X) in the X direction of the illumination area 15 changes with a relatively large amplitude at a predetermined pitch as shown by a distribution curve 40 in FIG. (Y) is the distribution curve 4 in FIG.
It is almost flat like 1. Therefore, the illuminance unevenness in the Y direction, which is the non-scanning direction, is reduced. In this example, uneven illuminance in the X direction is eliminated by scanning the illumination area 15 with the reticle R and scanning the laser beam with the vibrating mirror 8 in FIG.

【0032】図5(a)は、その照明領域15での1パ
ルス光当りの走査方向(X方向)の照度分布I(X)に
対応する分布曲線40を示し、原点からX座標がDまで
の領域が図4(a)の照明領域15の内部である。ま
た、照明領域15に対してレチクルRがX方向に走査さ
れると、レチクルR上の各照射点が図5(a)(図5
(b)も同様)のX軸に沿って移動していくものとす
る。
FIG. 5A shows a distribution curve 40 corresponding to the illuminance distribution I (X) in the scanning direction (X direction) per pulse light in the illumination area 15, from the origin to the X coordinate D. Is the interior of the illumination area 15 in FIG. When the reticle R is scanned in the X direction with respect to the illumination area 15, each irradiation point on the reticle R is set as shown in FIG.
(The same applies to (b)).

【0033】本例では、パルス発光が行われ、分布曲線
40のピッチをPX,1パルスのエネルギー密度及びレ
ジスト感度から求められる必要パルス数をnとすると
き、n回のパルス発光で、0,PX/n,2PX/n,
・・・,(n−1)PX/nの各位置にピークを持つ分
布曲線が得られるような走査速度(0,PX/n,2P
X/n,・・・,(n−1)PX/nの順にピークをも
つ分布曲線が出現する必要はない。n回のパルス発光
で、各々の位置にピークを持つ分布曲線が全て得られれ
ばよい。また、nが充分に大きくて、ピッチPXをn/
2,n/3,・・・等分した位置にピークを持つ分布曲
線が得られればよい場合もある。)が、予め決定されて
いる速度(照射領域Dを必要パルス数nで割ってレーザ
ーの発振周波数fを掛けた値V=(D/n)f)と一致
する場合、図1の振動ミラー8を走査させるまでもな
く、レチクルR上及びウエハW上での照度むらは最も効
率よく軽減される。
In this embodiment, pulse light emission is performed, and when the pitch of the distribution curve 40 is PX, and the required number of pulses obtained from the energy density of one pulse and the resist sensitivity is n, 0, 0 pulse light emission is performed in n times of pulse light emission. PX / n, 2PX / n,
.., (N-1) The scanning speed (0, PX / n, 2P) at which a distribution curve having a peak at each position of PX / n is obtained.
It is not necessary that a distribution curve having peaks in the order of X / n,..., (N-1) PX / n appears. It is sufficient that all the distribution curves having peaks at each position can be obtained by n times of pulse emission. Also, if n is sufficiently large, the pitch PX is set to n /
There may be a case where a distribution curve having a peak at an equally divided position may be obtained. ) Coincides with a predetermined speed (a value V = (D / n) f obtained by dividing the irradiation area D by the required number n of pulses and multiplying the oscillation frequency f of the laser) by the vibrating mirror 8 in FIG. Irradiance unevenness on the reticle R and the wafer W is reduced most efficiently.

【0034】例えば、必要パルス数が3の場合には、1
パルス毎にレチクルRはX方向にD/3だけ移動する。
従って、図5(a)に示すように、レチクルR上の或る
照射点(X=0)では、間隔D/3の位置40A,40
E,40I,…の順に露光が行われ、X方向の露光量分
布を見ると、図5(b)の分布曲線40,42,43の
パルスの重ね合わせとなるため、積算露光量の光量むら
は、極めて小さくなる。レチクルRが1パルス毎に移動
する距離は、照明領域15の走査方向の幅Dの整数分の
1に予め設定されている。
For example, when the required number of pulses is 3, 1
The reticle R moves in the X direction by D / 3 for each pulse.
Therefore, as shown in FIG. 5A, at a certain irradiation point (X = 0) on the reticle R, the positions 40A and 40 with the interval D / 3 are set.
Exposure is performed in the order of E, 40I,..., And when the exposure amount distribution in the X direction is viewed, the pulses of the distribution curves 40, 42, and 43 in FIG. Becomes extremely small. The distance that the reticle R moves for each pulse is set in advance to an integral fraction of the width D of the illumination area 15 in the scanning direction.

【0035】但し、レチクルR及びウエハWの走査速度
は後述のようにウエハW上での適正露光量等により決定
されるため、必ずしも前記の条件が満足されない場合が
ある。このような場合には、図1の振動ミラー8を走査
して、0,PX/n,2PX/n,・・・,(n−1)
PX/nの位置にピークをもつ分布曲線が得られるよう
にする必要がある。
However, since the scanning speed of the reticle R and the wafer W is determined by an appropriate exposure amount on the wafer W as described later, the above conditions may not always be satisfied. In such a case, the oscillating mirror 8 in FIG. 1 is scanned, and 0, PX / n, 2PX / n,.
It is necessary to obtain a distribution curve having a peak at the position of PX / n.

【0036】具体的に必要パルス数が4の場合には、1
パルス毎にレチクルRは、X方向にD/4だけ移動す
る。従って、図5(a)に示すようにレチクルR上の或
る照射点(X=0)では、間隔がD/4の位置40A,
40D,40G,40K・・・の順に露光が行われ、別
の或る点、X=0の位置からD/6だけ離れた点では、
位置40C,40F,40I,40Lの順に露光が行わ
れるため、X方向の積算露光量の分布は、分布曲線40
の重ね合わせとなり、光量むらの軽減は全くされない。
そこで振動ミラー8を走査させる。例えば、位置40F
での露光のときはPX/4,位置40IのときはPX/
2,位置40Lのときは3PX/4だけ振動ミラー8の
走査によって位相を変えると、図5(c)のように異な
る4種類の位相の波の重畳となり、照度むらが極めて小
さくなる。図5(c)で、分布曲線46,47,48
は、分布曲線40から振動ミラー8によってそれぞれ位
相をPX/4,PX/2,3PX/4だけ変えたもので
ある。
Specifically, when the required number of pulses is 4, 1
The reticle R moves by D / 4 in the X direction for each pulse. Therefore, at a certain irradiation point (X = 0) on the reticle R as shown in FIG.
Exposure is performed in the order of 40D, 40G, 40K,..., And at another point, a point separated by D / 6 from the position of X = 0,
Since exposure is performed in the order of the positions 40C, 40F, 40I, and 40L, the distribution of the integrated exposure amount in the X direction is represented by a distribution curve 40.
Are superimposed, and the light amount unevenness is not reduced at all.
Then, the vibration mirror 8 is scanned. For example, position 40F
At the time of exposure at PX / 4 and PX / at the position 40I.
If the phase is changed by scanning the vibrating mirror 8 by 3 PX / 4 at the position 2 at the position 40L, waves of four different phases are superimposed as shown in FIG. 5C, and the illuminance unevenness becomes extremely small. In FIG. 5 (c), distribution curves 46, 47, 48
Are obtained by changing the phases of the distribution curve 40 by PX / 4, PX / 2, and 3PX / 4 by the vibrating mirror 8, respectively.

【0037】次に、レチクルR及びウエハWの走査速度
につき説明する。先ずウエハWの走査速度は、ウエハW
に与える適正露光量(これはウエハW上に塗布されてい
るレジストの感度により定まる)と、パルス毎のエネル
ギー量とによって決定される。エキシマレーザ光源1の
ような光源の場合、パルス毎に放出されるエネルギー量
が異なるので、照明光学系の中で減光して、パルス数を
増やして露光することによって、その積算効果でウエハ
Wに与える露光量のばらつきが少なくなるように、パル
ス毎のエネルギー量は決定される。
Next, the scanning speed of the reticle R and the wafer W will be described. First, the scanning speed of the wafer W
(Determined by the sensitivity of the resist applied on the wafer W) and the amount of energy for each pulse. In the case of a light source such as the excimer laser light source 1, since the amount of energy emitted for each pulse is different, the light is reduced in the illumination optical system and the number of pulses is increased to expose the wafer W. The amount of energy for each pulse is determined so that the variation in the amount of exposure given to the laser beam is reduced.

【0038】ウエハに与える適正露光量をE、パルス毎
のエネルギー量(平均エネルギー量)をEP とすると、
露光パルス数はE/EP で表され、レチクルR上で一度
に照明される範囲の走査方向の長さ(即ち照明領域15
の走査方向の幅)はDであるため、1パルス毎のレチク
ルRの移動量は(EP /E)Dとなり、エキシマレーザ
光源1の発振周波数がf[Hz]のとき、レチクルRの
走査速度Vは、次式の値に設定される。
Assuming that the appropriate exposure amount given to the wafer is E and the energy amount per pulse (average energy amount) is E P ,
The number of exposure pulses is represented by E / E P , and the length in the scanning direction of the area illuminated on the reticle R at one time (that is, the illumination area 15).
Of the reticle R per pulse is (E P / E) D, and the scanning of the reticle R is performed when the oscillation frequency of the excimer laser light source 1 is f [Hz]. The speed V is set to the value of the following equation.

【0039】V=(EP /E)f・D (3) なお、上述実施例では照明領域15の非走査方向(図4
のY方向)へのスペックルパターンの走査は行っていな
かったが、非走査方向の照度むらをより軽減するために
は、例えば図1において振動ミラー8を垂直方向へ振る
ことにより、非走査方向へもスペックルパターンの走査
を行うことが望ましい。
V = (E P / E) f · D (3) In the above embodiment, the non-scanning direction of the illumination area 15 (FIG. 4)
Although the scanning of the speckle pattern in the (Y direction) was not performed, in order to further reduce the illuminance unevenness in the non-scanning direction, for example, the vibration mirror 8 in FIG. It is also desirable to scan the speckle pattern.

【0040】また、図4において、走査方向SR(X方
向)と非走査方向(Y方向)との両方にスペックルパタ
ーンを振動させるためには、X方向とY方向とに交差す
る方向にスペックルパターンを振動させても良い。
In FIG. 4, in order to vibrate the speckle pattern in both the scanning direction SR (X direction) and the non-scanning direction (Y direction), the spec The pattern may be vibrated.

【0041】なお、空間コヒーレンスが高い方向とスキ
ャン方向とを一致させる方法には次のような手法もあ
る。 露光装置本体側でレチクル、ウエハをX、Y両方向に
スキャン可能に構成しておけば、本体とレーザ光源とを
接続させた後であっても、コヒーレンスが高い方向をス
キャン方向とするだけでよい。このとき、この決定され
たスキャン方向がレチクル上の照明領域の短手方向とな
るように、例えばレチクルブラインドで照明領域の形状
を設定する必要がある。 レーザ光源からのレーザ光の空間コヒーレンスの高い
方向が、スキャン方向と一致するように露光装置の照明
光学系に入射するレーザビームのコヒーレンスの高い方
向を、例えば複数枚のミラーによって調整すれば良い。
但しフライアイレンズ等の調整を行う必要があることも
ある。一般的にはコヒーレンスの高い方向を考慮して装
置を組むことが望ましい。
The following method can be used to match the direction in which the spatial coherence is high with the scan direction. If the reticle and wafer can be scanned in both the X and Y directions on the side of the exposure apparatus main body, even after the main body and the laser light source are connected, the direction in which the coherence is high only needs to be the scanning direction. . At this time, it is necessary to set the shape of the illumination area by, for example, a reticle blind so that the determined scanning direction is the short direction of the illumination area on the reticle. The direction of high coherence of the laser beam incident on the illumination optical system of the exposure apparatus may be adjusted by, for example, a plurality of mirrors so that the direction of high spatial coherence of the laser light from the laser light source coincides with the scan direction.
However, it may be necessary to adjust the fly-eye lens or the like. In general, it is desirable to set up the device in consideration of the direction of high coherence.

【0042】なお、本発明は上述実施例に限定されず、
例えば露光光としてYAGレーザーの高調波よりなるレ
ーザ光を用いる場合や、露光光として水銀ランプのi線
のような連続光を使用する場合など、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 above embodiment,
For example, various configurations may be used without departing from the gist of the present invention, such as when using laser light composed of harmonics of a YAG laser as exposure light, or when using continuous light such as i-line of a mercury lamp as exposure light. Of course, it can be taken.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明によれば、スペックルパターンの
干渉縞のコントラストの高い方向が走査方向に一致し、
その走査方向の照度むらは照明領域とマスク(基板)と
の相対的な走査で軽減されるため、スペックルパターン
による照度むらが小さくなる利点がある。
According to the present invention, the direction having high contrast of the interference fringes of the scan pet cycle pattern matches the scanning direction,
Irradiance unevenness in the scanning direction is reduced by relative scanning between the illumination area and the mask (substrate), and thus there is an advantage that unevenness in illuminance due to a speckle pattern is reduced.

【0044】また本発明によれば、照明領域に対してマ
スクと基板とを相対走査しているときに、照明領域内で
スペックルパターンを変位するようにしているので、照
明領域とマスク(基板)との相対的な走査による軽減と
あいまってスペックルパターンによる照度むらの影響を
極めて小さくすることできる。
Further, according to the present invention , the illumination area is masked.
When scanning the disk and substrate relative to each other,
Since the speckle pattern is displaced,
Reduction by relative scanning of bright area and mask (substrate)
Together with the effect of uneven illuminance due to speckle pattern
It can be extremely small.

【0045】特に、照明領域とマスク(基板)との相対
的な走査速度と、その照明領域でのパルス光のスペック
ルパターンの相対的な走査方向のピッチとに応じて、照
明領域でのパルス光のスペックルパターンの位相をパル
ス光毎に変化させることで、スペックルパターンによる
照度むらをより小さくできる。
In particular, the relative position between the illumination area and the mask (substrate)
Scanning speed and pulse light specifications in the illumination area
According to the relative scanning direction pitch of the pattern.
The phase of the speckle pattern of the pulsed light in the bright region
By changing for each light, the illuminance unevenness due to the speckle pattern can be further reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の投影露光装置を示す斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view showing a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施例の投影露光装置の制御系を示すブロック
図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a control system of the projection exposure apparatus according to the embodiment.

【図3】図1のビーム整形光学系2の一例を示す構成図
である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of a beam shaping optical system 2 of FIG.

【図4】レチクルR上の照明領域15の照度分布を示す
斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing an illuminance distribution of an illumination area 15 on the reticle R.

【図5】(a)はレチクルR上の照明領域15の走査方
向の照度分布を示す図、(b)及び(c)はそれぞれス
ペックルパターンを振動させる場合の照明領域15の走
査方向の照度分布を示す図である。
5A is a diagram showing an illuminance distribution in a scanning direction of an illumination area 15 on a reticle R, and FIGS. 5B and 5C are illuminances in a scanning direction of the illumination area 15 when a speckle pattern is vibrated, respectively. It is a figure showing distribution.

【図6】(a)は2方向からのレーザビームで照明領域
15を照明する場合の照明領域15の2つの照度分布を
示す図、(b)は図6(a)の2つの照度分布の和の照
度分布を示す図である。
6A is a diagram showing two illuminance distributions of the illumination region 15 when illuminating the illumination region 15 with laser beams from two directions, and FIG. 6B is a diagram showing two illuminance distributions of FIG. 6A. It is a figure which shows the illumination distribution of a sum.

【図7】スリット状の照明領域に対するレチクルの走査
の様子を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing how a reticle scans a slit-shaped illumination area.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エキシマレーザ光源 6,7 フライアイレンズ 8 振動ミラー 15 照明領域 17 2次元撮像素子 18 画像処理系 R レチクル PL 投影光学系 W ウエハ RST レチクルステージ WST ウエハステージ Reference Signs List 1 excimer laser light source 6, 7 fly-eye lens 8 vibrating mirror 15 illumination area 17 two-dimensional image sensor 18 image processing system R reticle PL projection optical system W wafer RST reticle stage WST wafer stage

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−235289(JP,A) 特開 平1−259533(JP,A) 特開 平1−257327(JP,A) 特開 平4−250455(JP,A) 特開 平4−252012(JP,A) 特開 平6−267826(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03B 27/32 G03F 7/20 521 Continuation of front page (56) References JP-A-1-235289 (JP, A) JP-A-1-259533 (JP, A) JP-A-1-257327 (JP, A) JP-A-4-250455 (JP) JP-A-4-252012 (JP, A) JP-A-6-267826 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03B 27/32 G03F 7/20 521

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 空間コヒーレンスを有する照明光を発生
する光源と、前記照明光で所定形状の照明領域を照明す
る照明光学系と、前記照明領域に対して相対的に所定
パターンが形成されたマスク及び基板を同期して走査す
る相対走査手段とを有し、前記基板を走査露光する露光
装置において、 前記照明光の空間コヒーレンスの高い方向を前記所定形
状の照明領域と前記マスクとの相対的な走査方向と同一
にしたことを特徴とする露光装置。
1. A light source for generating illumination light having spatial coherence , an illumination optical system for illuminating an illumination area of a predetermined shape with the illumination light, and a predetermined pattern formed relative to the illumination area. An exposure apparatus for scanning and exposing the substrate , the relative scanning unit scanning the mask and the substrate in synchronization with each other, wherein a direction in which the spatial coherence of the illumination light is high is relative to the illumination area of the predetermined shape and the mask An exposure apparatus characterized by having the same scanning direction.
【請求項2】 前記照明光の空間コヒーレンスの高い方
向は、前記照明領域内に形成されるスペックルパターン
のコントラストが高い方向であることを特徴とする請求
項1記載の露光装置。
2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the direction in which the spatial coherence of the illumination light is high is a direction in which the contrast of a speckle pattern formed in the illumination area is high.
【請求項3】 前記照明領域内に形成される前記照明光
のスペックルパターンを、前記照明領域内で変位させる
変位手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1又は
2記載の露光装置。
3. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a displacement unit for displacing a speckle pattern of the illumination light formed in the illumination area in the illumination area.
【請求項4】 前記変位手段は、前記スペックルパター
ンを前記相対走査の方向に変位させることを特徴とする
請求項3記載の露光装置。
Wherein said displacing means, an exposure apparatus according to claim 3, characterized in that to displace the speckle pattern in the direction of the relative scanning.
【請求項5】 前記変位手段は、前記スペックルパター
ンを前記相対走査の方向と交差する方向に変位させるこ
とを特徴とする請求項3又は4記載の露光装置。
Wherein said displacing means, an exposure apparatus according to claim 3 or 4 further characterized in that to displace the speckle pattern in a direction intersecting the direction of the relative scanning.
【請求項6】 前記相対走査の方向と交差する方向は、
前記スペックルパターンのコントラストが低い方向であ
ることを特徴とする請求項5記載の露光装置。
Wherein a direction intersecting the direction of the relative scanning,
The exposure apparatus according to claim 5, wherein the contrast of the speckle pattern is in a low direction.
【請求項7】 前記光源は、前記照明光をパルス発光す
るパルス光源であって、 前記変位手段は、前記スペックルパターンを前記パルス
発振に同期して変位させることを特徴とする請求項3〜
6の何れか一項記載の露光装置。
7. The light source according to claim 3, wherein the light source is a pulse light source that emits the illumination light in a pulsed manner, and wherein the displacement means displaces the speckle pattern in synchronization with the pulse oscillation.
7. The exposure apparatus according to claim 6.
【請求項8】 空間コヒーレンスを有するパルス光を発
生するパルス光源と、前記パルス光で所定形状の照明領
域を照明する照明光学系と、前記照明領域に対して相対
的に所定のパターンが形成されたマスク及び基板を同期
して走査する相対走査手段とを有し、前記基板を走査
光する露光装置において、 前記所定形状の照明領域と前記マスクとの相対的な走査
速度と、前記照明領域での前記パルス光のスペックルパ
ターンの前記相対的な走査方向のピッチとに応じて、前
記照明領域での前記パルス光のスペックルパターンの位
相を前記パルス光毎に変化させる位相可変手段を設けた
ことを特徴とする露光装置。
8. A pulse light source for generating pulse light having spatial coherence , an illumination optical system for illuminating an illumination area having a predetermined shape with the pulse light, and a predetermined pattern formed relative to the illumination area. Relative exposure means for scanning the mask and the substrate in synchronization with each other, and scanning and exposing the substrate , wherein the relative scanning speed of the illumination area of the predetermined shape and the mask A phase in which the phase of the speckle pattern of the pulse light in the illumination area is changed for each pulse light in accordance with a pitch of the speckle pattern of the pulse light in the illumination area in the relative scanning direction. An exposure apparatus comprising a variable unit.
【請求項9】 前記パルス光の空間コヒーレンスを検出
する空間コヒーレンス検出手段と、該検出された前記パ
ルス光の空間コヒーレンスに応じて前記位相可変手段の
動作を制御する制御手段と、を設けたことを特徴とする
請求項記載の露光装置。
9. A spatial coherence detecting means for detecting a spatial coherence of the pulse light, and a control means for controlling an operation of the phase varying means in accordance with the detected spatial coherence of the pulse light. The exposure apparatus according to claim 8, wherein:
【請求項10】 空間コヒーレンスを有する照明光を発
生する光源と、前記照明光で所定形状の照明領域を照明
する照明光学系と、前記照明領域に対して相対的に所定
のパターンが形成されたマスク及び基板を同期して走査
する相対走査手段とを有し、前記基板を走査露光する露
光装置において、 前記照明領域内に形成された前記照明光のスペックルパ
ターンを前記照明領域内で変位させる変位手段と、 前記走査露光中、前記照明領域に対して前記マスクと前
記基板とが移動しているときに、前記照明領域内に形成
されるスペックルパターンの影響が低減されるように前
記変位手段を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする露光装置。
10. A light source for generating illumination light having spatial coherence, an illumination optical system for illuminating an illumination area having a predetermined shape with the illumination light, and a predetermined pattern formed relative to the illumination area. An exposure apparatus for scanning and exposing the substrate, the relative scanning unit scanning the mask and the substrate in synchronization, wherein a speckle pattern of the illumination light formed in the illumination area is displaced in the illumination area. A displacement unit, wherein the displacement is performed such that the influence of a speckle pattern formed in the illumination area is reduced when the mask and the substrate are moving with respect to the illumination area during the scanning exposure. An exposure apparatus, comprising: control means for controlling means.
【請求項11】 前記制御手段は、前記スペックルパタ
ーンが前記相対走査方向に変位するように前記変位手段
を制御することを特徴とする請求項10記載の露光装
置。
11. An exposure apparatus according to claim 10, wherein said control means controls said displacement means so that said speckle pattern is displaced in said relative scanning direction.
【請求項12】 前記制御手段は、前記照明領域と前記
マスクとの相対的な走査速度に応じて、前記変位手段を
制御することを特徴とする請求項11記載の露光装置。
12. The method of claim 11, wherein the control means, in accordance with the relative scanning velocity between the said illumination region mask, the exposure apparatus according to claim 11, wherein the controller controls the displacement means.
【請求項13】 前記制御手段は、前記スペックルパタ
ーンの照度分布に応じて前記変位手段を制御することを
特徴とする請求項11又は12記載の露光装置。
13. An exposure apparatus according to claim 11, wherein said control means controls said displacement means in accordance with the illuminance distribution of said speckle pattern.
【請求項14】 前記制御手段は、前記スペックルパタ
ーンが前記相対走査の方向と交差する方向に変位するよ
うに前記変位手段を制御することを特徴とする請求項1
0〜13の何れか一項記載の露光装置。
14. The apparatus according to claim 1 , wherein said control means controls said displacement means so that said speckle pattern is displaced in a direction intersecting with said relative scanning direction.
An exposure apparatus according to any one of 0 to 13.
【請求項15】 前記光源は、前記照明光をパルス発光
するパルス光源であって、 前記変位手段は、前記スペックルパターンを前記パルス
発振に同期して変位させることを特徴とする請求項10
〜14の何れか一項記載の露光装置。
15. The light source according to claim 10, wherein the light source is a pulse light source that emits the illumination light in a pulsed manner, and wherein the displacement means displaces the speckle pattern in synchronization with the pulse oscillation.
15. The exposure apparatus according to any one of claims 14 to 14.
【請求項16】 前記照明光の空間コヒーレンスを検出
する検出手段をさらに備え、 前記制御手段は、前記検出手段で検出された空間コヒー
レンスに応じて前記変位手段を制御することを特徴とす
る請求項10〜15の何れか一項記載の露光装置。
16. The apparatus according to claim 16 , further comprising detecting means for detecting spatial coherence of said illumination light, wherein said control means controls said displacement means in accordance with the spatial coherence detected by said detecting means. The exposure apparatus according to any one of claims 10 to 15.
【請求項17】 空間コヒーレンスを有する照明光を発
生する光源と、前記照明光で所定形状の照明領域を照明
する照明光学系と、前記照明領域に対して相対的に所定
のパターンが形成されたマスク及び基板を同期して走査
する相対走査手段とを有し、前記基板を走査露光する露
光装置において、 前記照明光の発散角の情報を測定する測定手段と、 該測定された発散角の情報に基づいて、前記基板の露光
条件を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする露光装置。
17. A light source for generating illumination light having spatial coherence, an illumination optical system for illuminating an illumination area having a predetermined shape with the illumination light, and a predetermined pattern formed relative to the illumination area. An exposure apparatus that has a relative scanning unit that scans a mask and a substrate in synchronization with each other, and that scans and exposes the substrate. A measuring unit that measures information on a divergence angle of the illumination light, and information on the measured divergence angle. Control means for controlling an exposure condition of the substrate based on the control information.
【請求項18】 空間コヒーレンスを有する照明光を発
生する光源と、照明光で所定形状の照明領域を照明する
照明光学系と、前記照明領域に対して相対的に所定のパ
ターンが形成されたマスク及び基板を同期して走査する
相対走査手段とを有し、前記基板を走査露光する露光装
置において、 前記照明光学系は、前記光源からの照明光を第1の偏光
成分の第1照明光と第2の偏光成分の第2照明光とに分
離する偏光手段を有し、 前記第1照明光と前記第2照明光とは、前記マスク上で
の照度分布が前記相対走査方向に互いにずれていること
を特徴とする露光装置。
18. A light source for generating illumination light having spatial coherence, an illumination optical system for illuminating an illumination area having a predetermined shape with the illumination light, and a mask on which a predetermined pattern is formed relative to the illumination area. And an exposure apparatus for scanning and exposing the substrate, wherein the illumination optical system is configured to illuminate the illumination light from the light source with first illumination light of a first polarization component. A polarizing unit that separates the second illumination component into a second illumination light, wherein the first illumination light and the second illumination light have an illuminance distribution on the mask shifted from each other in the relative scanning direction. An exposure apparatus.
【請求項19】 空間コヒーレンスを有する照明光で所
定形状の照明領域を照明するとともに、前記照明領域に
対して相対的に所定のパターンが形成されたマスク及び
基板を同期して走査することによって、前記基板を走査
露光する露光方法において、 前記照明領域内に形成されるスペックルパターンのコン
トラストの高い方向を、前記所定形状の照明領域と前記
マスクとの相対的な走査方向と同一にしたことを特徴と
する露光方法。
19. An illumination area having a predetermined shape is illuminated with illumination light having spatial coherence, and a mask and a substrate on which a predetermined pattern is formed relative to the illumination area are synchronously scanned. In the exposure method of scanning and exposing the substrate, the high-contrast direction of a speckle pattern formed in the illumination area may be the same as the relative scanning direction of the illumination area of the predetermined shape and the mask. Characteristic exposure method.
【請求項20】 空間コヒーレンスを有する照明光で照
明領域を照明するとともに、前記照明領域に対して相対
的に所定のパターンが形成されたマスク及び基板を同期
して走査することによって、前記基板を走査露光する露
光方法において、 前記照明光は長手方向と短手方向とを有する断面形状を
持って光源から発射され、 前記照明光の断面形状の短手方向が、前記照明領域と前
記マスクとの相対的な走査方向と一致するようにしたこ
とを特徴とする露光方法。
20. Illuminating an illumination area with illumination light having spatial coherence, and synchronously scanning a mask and a substrate on which a predetermined pattern is formed with respect to the illumination area, thereby scanning the substrate. In the exposure method of performing scanning exposure, the illumination light is emitted from a light source having a cross-sectional shape having a longitudinal direction and a lateral direction, and the lateral direction of the cross-sectional shape of the illumination light is a distance between the illumination region and the mask. An exposure method, wherein the exposure method coincides with a relative scanning direction.
【請求項21】 空間コヒーレンスを有する照明光で所
定形状の照明領域を照明するとともに、前記照明領域に
対して相対的に所定のパターンが形成されたマスク及び
基板を同期して走査することによって、前記基板を走査
露光する露光方法において、 前記走査露光中、前記照明領域に対して前記マスクと前
記基板とが移動しているときに、前記照明領域内に形成
されるスペックルパターンの影響が小さくなるように前
記照明領域内で前記スペックルパターンを変位させるこ
とを特徴とする露光方法。
21. An illumination area having a predetermined shape is illuminated with illumination light having spatial coherence, and a mask and a substrate on which a predetermined pattern is formed relative to the illumination area are synchronously scanned, whereby: In the exposure method of scanning and exposing the substrate, during the scanning exposure, when the mask and the substrate are moving with respect to the illumination area, the influence of a speckle pattern formed in the illumination area is small. An exposing method, wherein the speckle pattern is displaced within the illumination area so as to be as follows.
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