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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    • G03F7/70358Scanning 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、 The present invention relates, for example to illuminate the illumination area such as rectangular or arcuate with the exposure light, by scanning in synchronization with the mask and the photosensitive substrate relative to the illumination area, the pattern on the mask relates exposure method and an exposure apparatus of a so-called slit scan exposure method for exposing sequentially on a photosensitive substrate,
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。 Particularly it is suitably applied to a case of using a high spatial coherence light 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、 Conventionally, semiconductor devices, liquid crystal display devices or thin film magnetic heads, etc. when producing by photolithography, a photomask or reticle (hereinafter,
「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。 Through a pattern the projection optical system are collectively referred to as "reticle"), the projection exposure apparatus is used for a photoresist or the like is exposed on the substrate coated with (a wafer or a glass plate or the like). 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。 In such a projection exposure apparatus, the exposure light in order to improve the resolution by shorter wavelength, KrF excimer laser or ArF excimer laser excimer laser beam such as, or laser light in the ultraviolet region, such as a harmonic of an argon laser It has become to be used as the 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。 [0003] However, the laser beam spatial coherence (coherence) is high, resulting interference pattern called speckle pattern while passing through the illumination optical system, a problem that this is the illuminance unevenness of the reticle and substrate are is there. 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。 Therefore, in the projection exposure apparatus of the full field exposure type such as a conventional ordinary stepper, when using a laser beam as the exposure light, in order to reduce unevenness of illumination caused by the speckle pattern, the fly-eye in the illumination optical system lens vibrating mirror in front of (an optical integrator) were placed.
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、 Then, during a time of exposure by scanning a laser beam incident on the optical integrator in the vibration mirror, exposure while changing the phase of the speckle pattern generated reticle and substrate (interference fringes) ,
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。 Exposure of the whole surface of each shot area on the substrate had to be balanced. 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。 In this case, during a single exposure, the phase of the interference fringes by shaking the oscillating mirror to 2π change, the contrast of 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。 BRIEF An object Solved] Recently, there is a tendency that one chip size of the semiconductor device is increased in size, a large area in a projection exposure apparatus, which exposes a pattern of a larger area on the reticle onto a substrate there is a demand. 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」 To meet the limits for exposure field of the large area and the projection optical system of such a transfer pattern, for example, a rectangular, arcuate or hexagonal like illumination area (which "slit-shaped illumination area" in
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。 By synchronously scanning the reticle and photosensitive substrate relative) of a projection exposure apparatus by a so-called slit scan exposure method for exposing a pattern on the reticle sequentially on a substrate have been developed. 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。 Even in the projection exposure apparatus of such a slit scan exposure method, when using a high optical spatial coherence, such as laser light as exposure light, it is necessary to reduce the illuminance unevenness due 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。 However, in the slit scan exposure method, the emergence phase of Suppe cycle pattern for the reticle and the substrate are scanned changes with time. 従って先ず、レチクル及び基板の走査方向が問題となる。 Accordingly First, the scanning direction of the reticle and the substrate becomes a problem. 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、 If then combined vibration mirror using the time of the collective exposure method,
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。 How to control the oscillating mirror in accordance with the scanning speed of the scanning direction and the reticle and the substrate becomes a problem.

【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。 [0006] For example, FIGS. 7 (a) ~ (d) shows a state of scanning the reticle R in the X direction (scanning direction SR) with respect to the slit-shaped illumination area 51, from the state shown in FIG. 7 (a) toward the state of 7 (d), the pattern area PA of progressively reticle R is scanned by relatively illumination region 51. 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 Thus, although essentially the scanning is being performed with respect to the X direction in the pattern area PA of the reticle R, perpendicular to the X direction 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。 Because for the direction (non-scanning direction) is stationary, the influence of the speckle pattern is different in 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。 [0007] The present invention has been made in consideration of the point mow斯, aims when using high optical spatial coherence in an exposure method and exposure apparatus of the slit scanning exposure scheme as the exposure light, to minimize the uneven illuminance speckle pattern to.

【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 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
レンスを有する照明光(LB 0 )を発生する光源(1) Illumination light with Reference source for generating (LB 0) (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)及び基板 (W)を同期して走査する相対走査手段(32, When an illumination optical system (2-14) for illuminating an illumination area (15) of a predetermined shape in the illumination light, a mask relatively predetermined pattern is formed with respect to the illumination area (15) (R) and relative scanning means (32 to synchronously scanning the substrate (W),
34,35,RST,WST)とを有し、 その基板 34, 35, RST, WST) and has its substrate
(W)を走査露光する露光装置において、照明光(LB In an exposure apparatus that scans and exposes the (W), the illumination light (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。 0) in which the high spatial coherence direction (direction H) was the same as the relative scanning direction (direction SR) of the illumination area having a predetermined shape (15) and a mask (R) of the.

【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(LB 0 )を発生するパルス光源(1)と、 Further, the second exposure apparatus according to the present invention, for example as shown in FIGS. 1 and 2, the pulse light having a spatial coherence and pulse light source for generating (LB 0) (1),
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 And the pulse light at a predetermined shape illumination optical system for illuminating an illumination area (15) of (2-14), a mask relatively predetermined pattern is formed with respect to the illumination area (15) (R) and
基板 (W)を同期して走査する相対走査手段(32,3 Relative scanning means for synchronously scanning the substrate (W) (32,3
4,35,RST,WST)とを有し、 その基板(W) 4,35, RST, WST) and has its substrate (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。 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) depending on the pitch direction (direction SR), in which the phase of the speckle pattern of the pulsed light in the illumination region (15) provided with the phase changing means for changing for each pulsed light (8,9) .

【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) [0010] In this case, the spatial coherence detection means for detecting the spatial coherence of the pulse light (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。 When it is desirable to provide this control means for controlling the operation of the phase variable unit (8, 9) according to the spatial coherence of the detected the pulse light and (32). 次に、本 Next, the
発明による第3の露光装置は、空間コヒーレンスを有す Third exposure apparatus according to the invention may have a spatial coherence
る照明光を発生する光源と、その照明光で所定形状の照 A light source for generating illumination light that, irradiation of a predetermined shape by the illumination light
明領域を照明する照明光学系と、その照明領域に対して An illumination optical system for illuminating a bright area relative to the illumination area
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 The mask and the substrate relatively predetermined pattern is formed
同期して走査する相対走査手段とを有し、その基板を走 And a relative scanning means for synchronously scanning, running the substrate
査露光する露光装置において、その照明領域内に形成さ In exposure apparatus that査露light, the formation of the illumination region
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 The the illumination region a speckle pattern of the illumination light
で変位させる変位手段と、その走査露光中、その照明領 In a displacement means for displacing, during the scanning exposure, the illumination territory
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 When the mask and its substrate is moving relative to the frequency
に、その照明領域内に形成されるスペックルパターンの , The speckle pattern formed on the illumination area
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 Control hand effect to control the displacement means to be reduced
段とを備えたものである。 It is that a stage. また、本発明による第4の露 The fourth dew according to the invention
光装置は、空間コヒーレンスを有する照明光を発生する Optical apparatus, generates illumination light having a spatial coherence
光源と、その照明光で所定形状の照明領域を照明する照 A light source, irradiation for illuminating the illumination region of a predetermined shape in the illumination light
明光学系と、その照明領域に対して相対的に所定のパタ And Meiko science-based, relatively predetermined pattern with respect to the illumination area
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 Phase synchronism with scanning the mask and the substrate over down is formed
対走査手段とを有し、その基板を走査露光する露光装置 And a pair scanning means, for scanning exposing the substrate exposure apparatus
において、その照明光の発散角の情報を測定する測定手 In the measurement the hand for measuring the information divergence angle of the illumination light
段と、この測定された発散角の情報に基づいて、その基 And stage, on the basis of the measured information of the divergence angle, the group
板の露光条件を制御する制御手段とを備えたものであ Der and control means for controlling the exposure conditions of the plate
る。 That. また、本発明による第5の露光装置は、空間コヒー A fifth exposure apparatus according to the present invention, the spatial coherency
レンスを有する照明光を発生する光源と、照明光で所定 A light source for generating an illumination light having a Reference, predetermined by the illumination light
形状の照明領域を照明する照明光学系と、その照明領域 An illumination optical system for illuminating an illumination area of shape, the illumination region
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 Mask relatively predetermined pattern is formed against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 And a relative scanning means for synchronously scanning the fine substrate, that
基板を走査露光する露光装置において、その照明光学系 In an exposure apparatus that scans and exposes the substrate, the illumination optical system
は、その光源からの照明光を第1の偏光成分の第1照明 A first illuminating illumination light from the light source of the first polarization component
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 Polarizing means for separating and a second illumination light of the light and a second polarized light component
を有し、その第1照明光とその第2照明光は、そのマス Has, with its first illumination light that second illumination light, its mass
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 Illuminance distribution on the click is not shifted from each other in the relative scanning direction
るものである。 Is shall. 次に、本発明による第1の露光方法は、 Then, a first exposure method according to the invention,
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 Tokoro shaped shaped illumination area in the illumination light having a spatial coherence
を照明するとともに、その照明領域に対して相対的に所 While illuminating the relatively plant for the illumination area
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 Running synchronously constant mask and the substrate on which a pattern is formed of
査することによって、その基板を走査露光する露光方法 By査exposure method of scanning exposing the substrate
において、その照明領域内に形成されるスペックルパタ In, Supekkurupata formed within illumination area
ーンのコントラストの高い方向を、その所定形状の照明 The direction of high contrast over emissions, illumination of the predetermined shape
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 It was also the same as the relative scanning direction of the area and the mask
のである。 Than is. また、本発明による第2の露光方法は、空間 The second exposure method according to the present invention, the space
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 When illuminating the illumination area in the illumination light having a coherence bets
もに、その照明領域に対して相対的に所定のパターンが Moni, relatively predetermined pattern relative to the illumination area
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 The formed mask and the substrate that are scanned synchronously
って、その基板を走査露光する露光方法において、その What, in the exposure method of scanning exposure of the substrate, that
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 Illumination light with the cross-sectional shape having a longitudinal direction and a lateral direction
て光源から発射され、その照明光の断面形状の短手方向 Emitted from the light source Te, the lateral direction of the cross-sectional shape of the illumination light
が、その照明領域とそのマスクとの相対的な走査方向と But a relative scanning direction of the illumination region and the mask
一致するようにしたものである。 It is obtained as matching. また、本発明による第 Also, the according to the invention
3の露光方法は、空間コヒーレンスを有する照明光で所 Third exposure method, Tokoro with illumination light having a spatial coherence
定形状の照明領域を照明するとともに、その照明領域に While illuminating the shaped like illumination area, on the illumination area
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 Mask and a relatively predetermined pattern is formed for
基板を同期して走査することによって、その基板を走査 By synchronously scanning the substrate, scanning the substrate
露光する露光方法において、その走査露光中、その照明 The exposure method of exposing, during the scanning exposure, the illumination
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 If the mask and its substrate is moving relative to the area
きに、その照明領域内に形成されるスペックルパターン To come, the speckle pattern that is formed in the illumination area
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 Its Supe' the influence becomes so in the illumination area smaller
クルパターンを変位させるものである。 It is intended to displace the cycle 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(LB 0 )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。 According to the first exposure apparatus of the present invention, it leaves the direction of high spatial coherence (degree of coherence) in a plane perpendicular to the optical beam of the pre-illumination light (LB 0) is measured, a mask direction of relative scanning of the (R) (SR direction) in the illumination region of a predetermined shape (15), and the combined high direction of its spatial coherence. 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。 Thus, for example, as shown in FIG. 4, the illuminance distribution in the scanning direction of the speckle pattern by the illumination light formed on the illumination region (15) (SR direction) is relatively large at a predetermined pitch as distribution curve 40 changes in amplitude. 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。 Further, the illuminance distribution in the non-scanning direction (Y direction) of the speckle pattern on the illumination region (15) is relatively flat as a distribution curve 41. 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。 In this case, the illuminance distribution of the points on the mask (R) is the scanning direction, each change as distribution curve 40, to become similar to the case of scanning a substantially vibration mirror, illuminance unevenness is small. 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。 Further, since originally the illuminance unevenness is small in the non-scanning direction, illuminance unevenness is reduced on the whole 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、 [0014] According to a second exposure apparatus of the present invention,
照明光としてパルス光が使用されている。 Pulsed light is used as illumination light. 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 Pulsed light, for example, far ultraviolet region of the excimer laser beam (wavelength e.g. 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。 If it is nm), because it is not easy to eliminate chromatic aberration of the optical system, for generating a pulsed light narrowed spectral line width by using a pulsed light source (1) in the diffraction grating and a slit or the like. そのため、図1において、光源(1)から射出されるパルス光(LB 0 )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。 Therefore, in FIG. 1, a light source (1) pulse light emitted from the (LB 0) is the horizontal direction and the beam width increased spatial coherence (H direction) is narrower, in the vertical direction (V direction) and the beam width is wider low spatial coherence. 従って、本発明では光源(1)から射出されるパルス光(LB 0 )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。 Accordingly, the present invention in the horizontal direction of the pulsed light emitted from the light source (1) (LB 0), is set to the scanning direction of the mask slit-shaped illumination area (15) on the (R).

【0013】この場合、そのパルス光(LB 0 )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 [0013] In this case, the horizontal ratio of the width and vertical width of the generally conventional slit-shaped illumination area scanning direction (15) width and the non-scanning direction of the width of the pulse light (LB 0) smaller than the ratio between, for example, as shown in FIG. 3, 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(LB 0 )の水平方向の幅を広げる必要がある。 Using cylindrical lenses 38 and 39, it is necessary to widen the horizontal width of the pulse light (LB 0).
このとき、入射するパルス光(LB 0 )の拡がり角をθ 1 、前段のシリンドリカルレンズ38の焦点距離をf In this case, 1 the spread angle of the incident pulse light (LB 0) theta, the focal length of the front of the cylindrical lens 38 f
1 、後段のシリンドリカルレンズ39の焦点距離をf 2 1, the focal length of the subsequent cylindrical lens 39 f 2
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θ 2は、次のようになる。 When, divergence angle theta 2 of the pulse beam (LB) emitted from the cylindrical lens 39 is as follows.

【0014】θ 2 =(f 1 /f 2 )θ 1 (1) 従って、水平方向のビーム幅を拡げるために、f 1 <f [0014] theta 2 = Therefore (f 1 / f 2) θ 1 (1), in order to widen the horizontal beam width, f 1 <f
2とすると、次のようになり、射出されるパルス光(L When 2, is as follows, emitted by pulsed light (L
B)の拡がり角θ 2は小さくなる。 Divergence angle θ 2 is smaller of B). θ 1 >θ 2 (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。 θ 1> θ 2 (2) Therefore, when expanding the beam width in the horizontal direction, the spatial coherence of the scanning direction (SR direction) of the illumination area (15) as shown in Figure 4 further increases. 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。 Therefore, the scanning direction is higher speckle pattern contrast is formed.
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。 For low contrast in the non-scanning direction of the speckle pattern contrast, 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。 The illuminance distribution in the scanning direction of the illumination area (15) becomes the distribution curve 40 shown in FIG. 5 (a), for example. 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。 If you choose the scanning direction of the mask and the substrate in this direction, since the phase shift due to scanning becomes different phase waves of tatami heavy as in FIG. 5 (b), the reduction of speckle accumulation effect can be expected. 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 However, without any some kind of control, the scanning speed, will form phase of the timing and the speckle pattern of the pulse light emission is substantially aligned, in certain irradiation point on the mask (R), for example 5 ( position of a) 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。 0C, 40F, ... order exposure is performed for, in another irradiation spot position 40B, 40E, ... order exposure is performed, and can not be expected cumulative effect, illuminance unevenness is also possible that not mitigated.
これを避けるために、図5(a)の位置40C,40 To avoid this, the position 40C, 40 in FIGS. 5 (a)
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。 F, in 40I, when the scanning velocity, such as pulse emission is performed, by scanning an oscillating mirror, .delta.A when emitting at position 40F, the scanning control as to lateral displacement by δB when emitting at position 40I to.

【0016】これによりマスク(R)上の各照射点は、 [0016] Thus each irradiation point on the mask (R) is
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。 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 illuminance unevenness in the scanning direction on the (R) is reduced. 即ち、マスク(R)上の任意の照射点において、 That is, at any irradiation point on the mask (R),
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+ n, the integer m, the phase of the scanning direction on the pulse emission distribution for each curve 40 0,2mπ + (2π / n), 4mπ +
(4π/n),6mπ+(6π/n),・・・,2(n (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。 -1) mπ + 2 (n-1) π / n, such that a., By controlling the operation of the phase variable unit (8, 9), the 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、 Further, the spatial coherence detection unit (17, 18) for detecting the spatial coherence of the pulse light,
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。 When provided with a control means for controlling the operation of the phase variable unit (8, 9) (32) according to the spatial coherence of the thus detected the pulsed light, in response to the detected spatial coherence, as the illuminance unevenness due to speckle pattern on the mask (R) and the substrate (W) is minimized, to control the operation of the phase variable unit (8, 9).

【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。 EXAMPLES The following will be described with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention. 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。 This embodiment is an application of the present invention to the projection exposure apparatus of the slit scanning exposure system using a laser light source of pulse oscillation type as the light source of the exposure light. 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LB 0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。 Figure 1 shows an optical system of a projection exposure apparatus of this embodiment, in FIG. 1, the laser beam LB 0 in far ultraviolet region emitted from an excimer laser light source 1 (wavelength e.g. 248 nm) is purple external reflecting mirror M1, M2, M3 and via the M4 enters the beam shaping optical system 2 including a cylindrical lens.
エキシマレーザ光源1から射出されたレーザビームLB The laser beam LB emitted from an excimer laser light source 1
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LB 0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。 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, It emits a laser beam LB of the cross-sectional shape of substantially the same aspect ratio as the aspect ratio of the slit-shaped illumination area 15 to be described later.

【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 [0019] Figure 3 shows the structure of the beam shaping optical system 2, as shown in FIG. 3, the laser beam LB incident
0は、焦点距離f 1のシリンドリカルレンズ38及び焦点距離f 2 (f 2 >f 1 )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f 2 /f 1倍に拡大される。 0 undergoes a cylindrical lens 39 having a focal length f 1 of the cylindrical lens 38 and the focal length f 2 (f 2> f 1 ), the horizontal width of the cross section is enlarged to 1x f 2 / f. 入射するレーザビームLB 0 の拡がり角をθ 1とすると、射出されるレーザビームLBの拡がり角θ 2は、 When the spread angle of the laser beam LB 0 which enters the theta 1, divergence angle theta 2 of the laser beam LB emitted is
拡がり角θ 1のf 1 /f 2に減少している。 It is reduced to f 1 / f 2 of the divergence angle θ 1. 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LB 0よりも高められている。 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。 [0020] Returning to Figure 1, the laser beam LB emitted from the beam shaping optical system 2 is bent purple external reflecting mirror M5 enters a beam expander (or zoom lens) 3, to a predetermined cross-sectional dimension sectional shape is enlarged. 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 Beam Aix parallel laser beam LB emitted from the compander 3, crystal prism 4 as polarizing means
に入射し、2つの直交する偏光成分に分離される。 Incident on, is separated into two orthogonal polarization components of. 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。 The two polarization components separated as is incident on quartz glass prism 5 of the optical path for correcting the traveling direction of the beam is corrected. 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。 Thereafter, the laser beam of the two polarization components through the fly's eye lens 6 and the relay lens 7 of the first stage, is bent in the vibrating mirror 8. 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。 Oscillating mirror 8 by the drive unit 9, for scanning a laser beam with a suitable control method within a predetermined angular range on a horizontal plane.

【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。 The laser beams scanned by the vibration mirror 8 is incident on the fly-eye lens 11 in the second stage through a relay lens 10, a large number of tertiary light sources in the focal plane of the exit side (spot light) imaging is, the laser beam from these multiple tertiary light sources, further are bent Orige by the mirror 13 is condensed by the condenser lens 12, it enters the main condenser lens 14. 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。 The laser beam is a main condenser lens 14 from a number of tertiary light sources, the width in the short side direction on the reticle R is illuminated by weight on a rectangular illumination region 15 of D. 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 Rectangular exposure area 1 on the wafer W pattern image of the illumination area 15 via the projection optical system PL
6内に結像投影される。 It is imaged projected to 6.

【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。 [0022] In this case, taken parallel to the Z axis to the optical axis of the projection optical system PL, take the X-axis in the optical axis perpendicular XY plane in the direction of the short side of the rectangular illumination region 15. 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 In the present embodiment, as the projection magnification of the projection optical system PL beta, illumination region 1
5に対してレチクルRをX方向(これを「走査方向S X direction (this reticle R against 5 "scan direction 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 synchronism with scanning at a speed V in the R "), by scanning the wafer W -X direction (which in the" scan direction SW "to) the velocity beta · V, the pattern area of ​​the reticle R the circuit pattern image in the PA is a projection exposure shot area of ​​the successive wafers 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、 [0023] In FIG. 1, in order to examine the spatial coherence of the excimer laser beam, a condensing lens L1 placed behind the purple external reflecting mirror M5, after condensing lens L1 light leakage purple external reflecting mirror M5 It is focused on the back focal point,
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。 It receives leakage light that two-dimensionally distributed by the two-dimensional image pickup device 17 as a CCD installed in the focal position. そして、 And,
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。 The imaging signals from the two-dimensional image pickup device 17 by treatment with an image processing system 18, and to measure the divergence angle of the laser beam. 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。 Since the divergence angle of the laser beam which is inversely proportional to the spatial coherence can be by the divergence angles thereof measured to calculate the spatial coherence of the scanning direction SR and non-scanning direction on the illumination region 15.

【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、 [0024] Figure 2 shows the control system of the projection exposure apparatus of FIG. 1, in FIG. 2, the excimer laser light source 1,
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、 The laser tube 21 enclosing the electrodes for the medium to become gas and oscillation trigger the laser oscillation, front mirror 22 having a predetermined reflectance (less than 100%) of a resonator, the resonator of the rear mirror 23, the wavelength selective aperture plate 29 of use,
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。 Prism 24 for wavelength selection and wavelength band narrowing, and the reflection type diffraction grating 25 or the like is provided as an optical element. 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。 Furthermore, the excimer laser light source 1, in order to oscillation control unit 26 for causing oscillation by applying a high voltage to the electrodes in the laser tube 21, always the absolute wavelength of the laser beam oscillated constant, diffraction wavelength adjusting driver 27 for adjusting the tilt angle of the grating 25, and such as the drive unit 28 for adjusting the inclination of the rear mirror 23 is 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 Further, a portion of the laser beam irradiated from the front mirror 22, a wavelength detector through the beam splitter 30 (spectrometer, etc.) leads to 31, a wavelength detector 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。 In detecting the wavelength of the laser beam and transmits the detected wavelength to the wavelength adjusting driver 27. 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。 Wavelength adjusting driver 27, in accordance with the wavelength detected by the wavelength detector 31, the difference between the absolute predetermined wavelength changes the inclination angle of the diffraction grating 25 to be in the standard. 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、 In addition, the response signal (specifically the beam divergence angle to be detected by processing the image pickup signal from the two-dimensional image pickup device 17 in the image processing system 18, a beam spot made on the two-dimensional imaging element 17 size signal) is that if the,
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。 While being fed back to the drive unit 28 of the excimer laser light source 1 of the rear mirror 23, also sent to the main control unit 32 for controlling the operation of the entire apparatus. 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。 The value of the divergence angle of the drive unit 28 was measured with respect to a predetermined value beams, when out above allowable range, changes the inclination angle of the rear mirror 23.

【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 Further, positioning and scanning of the reticle R in FIG. 1 is carried out by the reticle stage RST in FIG. 2, the positioning and scanning of the wafer W in FIG. 2 wafer stage WS
Tによって行われる。 It is carried out by T. 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。 The reticle stage RST, for sequentially changing the irradiation range of the reticle R on which a pattern of one chip is drawn, to scan the reticle R. 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 Wafer stage WST, as the pattern image of the reticle R is exposed for each of the plurality of shot areas on the wafer W, 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。 Having both the function of moving the wafer W by the step-and-repeat method on the direction and Y-direction, and a function of scanning the wafer W in synchronization with the scanning of the reticle R in accordance with 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 The main controller 32 controls the oscillation of the excimer laser light source 1 through the oscillation control unit 26, respectively via the wafer stage control system 34 and the reticle stage control system 35 wafer stage WST and the reticle stage R
STの動作を制御する。 To control the operation of the ST. 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。 Then, main controller 32 controls the amplitude and period, etc. of the oscillation of the oscillating mirror 8 via the driving device 9. 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 Further, the main controller 32, a keyboard 36 as an input device, a coordinate input device (so-called mouse) 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。 And a display unit (CRT display, meters, etc.) as an output device 33, etc. are connected. 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 Keyboard 36 and the coordinate input device 37 1 when the exposure process of one wafer
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。 Other be previously specify whether exposure shot area per many pulses are used for a variety of 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。 [0028] The main control unit 32 receives the laser beam information of the beam divergence angle from an excimer laser light source 1 in the pre-oscillation from the image processing system 18, without lowering the throughput and minimize the speckle pattern as optimized oscillation frequency, and to determine the number of pulses of the laser beam irradiated on one shot area on the wafer W, it issues a command to the oscillation control unit 26. 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 in parallel, the oscillation period of the oscillating mirror 8, amplitude, and with emit to command to the driving device 9 determines the phase, the reticle stage control system 35 and the wafer stage control system 34, the optimal scan It issues a command to determine the speed.

【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。 Next, it will be explained a configuration for reducing the illuminance unevenness on the reticle R and the wafer W in this example. 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LB 0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。 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). そこで、そのレーザビームLB 0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。 Therefore, the short-side direction of the laser beam LB highly directional illumination region 15 spatial coherence of 0, i.e., so that the scanning direction SR, which constitute an illumination optical system. 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。 Thus, the speckle pattern of the laser beam formed on the illumination region 15 on the reticle R, the contrast in the scanning direction SR is high, the contrast in the non-scanning direction (Y-direction) is low.

【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。 [0030] The speckle pattern created on the reticle R in FIG 1 and on the wafer W, are included the periodic component corresponding to the arrangement of the lens elements of the fly's eye lens 6 and 11, the interference pattern contrast is higher in the X direction on the reticle R. 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。 In this example, in order to reduce the contrast of the speckle pattern, the laser beam LB, and illuminates the reticle R is separated into laser beams of two polarization components forms a predetermined angle by a quartz prism 4 as polarizing means there. 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。 Of its two polarization components, the first laser beam by the scanning direction of the illumination area 15 of the polarization component intensity distribution I of (X direction) (X) (relative value), the distribution curve of FIG. 6 (a) 40 as it is cyclically varied at a predetermined pitch. 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。 In contrast, the illuminance distribution I by the second laser beam of the polarization component (X) is shifted by a half pitch in the X direction with respect to the distribution curve 40 as indicated by the distribution curve 44. これにより全体の照度分布I This whole of the illuminance distribution 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。 (X) is the distribution curve 45 next to FIG. 6 (b), the amplitude of 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 [0031] Figure 4 is illuminated on the reticle R of this embodiment region 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。 It shows the illuminance distribution, is on the reticle R illuminated area 15 having a width D in the scanning direction SR (X direction) as shown in FIG. 4 (a) is formed. 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 Then, the illuminance distribution I in the X direction of the illumination area 15 (X) varies with a relatively large amplitude at a predetermined pitch as the distribution curve 40 of FIG. 4 (b), the illuminance distribution I in the Y direction of the illumination area 15 (Y), the distribution curve 4 shown in FIG. 4 (c)
1のようにほぼ平坦である。 As 1 is substantially flat. 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。 Thus, illuminance unevenness in the Y direction which is the non-scanning direction is small. 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。 Further, in this embodiment, the uneven illuminance in the X direction, to eliminate the scanning of the laser beam by the vibrating mirror 8 of the scanning and Figure 1 of the reticle R relative to illumination area 15.

【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。 FIG. 5 (a) shows the distribution curve 40 corresponding to the illuminance distribution I (X) of the pulse light per scanning direction in the illumination area 15 (X-direction), from the origin X coordinate up to D region of the internal illumination area 15 in FIG. 4 (a). 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 Further, when the reticle R is scanned in the X direction with respect to the illumination area 15, each irradiation point on the reticle R in FIG. 5 (a) (Fig. 5
(b)も同様)のX軸に沿って移動していくものとする。 (B) are also intended to continue to move along the X-axis of the same).

【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, [0033] In this example, the pulse emission is performed, the necessary number of pulses required pitch of distribution curve 40 from PX, 1 pulse energy density and the resist sensitivity when the n, n times with the pulse emission, 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 ···, (n-1) PX / n scan rate such distribution curve is obtained having peaks at each position of (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。 X / n, ···, (n-1) PX / n distribution curve with a peak in the order of the need not to appear. 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。 In n times of the pulse emission, the distribution curve having a peak in each of positions only to be obtained all. また、nが充分に大きくて、ピッチPXをn/ In addition, n is sufficiently large, the pitch PX 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。 2, n / 3, there is a case where the distribution curve with a peak in a position ... equally divided only to be obtained. )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。 ) That matches the speed which is previously determined (a value multiplied by the oscillation frequency f of dividing the irradiation area D with the required number of pulses n laser V = (D / n) f), the vibrating mirror 8 of Figure 1 Needless to scanning the uneven illuminance on the reticle R on 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 [0034] For example, if the required number of pulses is 3, 1
パルス毎にレチクルRはX方向にD/3だけ移動する。 The reticle R is moved in the X direction by D / 3 for each pulse.
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 Accordingly, as shown in FIG. 5 (a), in one irradiation point on the reticle R (X = 0), the position of the distance D / 3 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。 E, 40I, ... order exposure is performed, and looking at the exposure amount distribution in the X direction, since the superposition of the pulse distribution curve 40, 42, 43 of FIG. 5 (b), the light amount unevenness of the integrated exposure amount It is extremely small. 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。 Distance reticle R is moved per pulse is preset to an integral fraction of the width D of the scanning direction of the illumination area 15.

【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。 [0035] However, the scanning speed of the reticle R and the wafer W is to be determined by the proper exposure amount, etc. on the wafer W as described below, in some cases necessarily the conditions are not met. 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) In such a case, by scanning the vibrating mirror 8 of Figure 1, 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。 Distribution curve has to be thus obtained 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 [0036] When specifically required number of pulses is 4, 1
パルス毎にレチクルRは、X方向にD/4だけ移動する。 Reticle R with each pulse is moved in the X direction by D / 4. 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, Thus, certain irradiation point on the reticle R as shown in FIG. 5 (a) (X = 0) in the interval is D / 4 position 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、 40D, 40G, exposed in the order of 40K · · · is made, in terms away another one point, from the position of X = 0 only D / 6,
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 Position 40C, 40F, 40I, since the exposure in the order of 40L is performed, the integrated exposure amount distribution in the X direction, the distribution curve 40
の重ね合わせとなり、光量むらの軽減は全くされない。 Become a superposition, reduce the amount of light unevenness is not at all.
そこで振動ミラー8を走査させる。 So scanning the vibrating mirror 8. 例えば、位置40F For example, the position 40F
での露光のときはPX/4,位置40IのときはPX/ The PX / 4 time of exposure at, when the position 40I 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。 2, when the when the position 40L changing the phase by scanning the 3px / 4 only vibrating mirror 8, becomes four different wave phase superimposed as shown in FIG. 5 (c), the uneven illuminance is extremely small. 図5(c)で、分布曲線46,47,48 In FIG. 5 (c), the distribution curve 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。 It is obtained by changing the respective phases by the vibrating mirror 8 from the distribution curve 40 by PX / 4, PX / 2,3PX / 4.

【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。 Next, it will be described scanning speed of the reticle R and the wafer W. 先ずウエハWの走査速度は、ウエハW First, the scanning speed of the wafer W, the wafer 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。 Appropriate exposure amount giving a (which is determined by the sensitivity of the resist coated on the wafer W), is determined by the amount of energy per pulse. 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。 For the light source such as an excimer laser light source 1, the amount of energy released with each pulse is different, and dimmed in the illumination optical system, by exposing by increasing the number of pulses, the wafer W in the integrated effect as variation in the exposure amount is reduced to give the amount of energy per pulse is determined.

【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E Pとすると、 [0038] E a proper exposure amount to be supplied to the wafer, and the amount of energy per pulse (the average amount of energy) and E P,
露光パルス数はE/E P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 Exposure pulse number is represented by E / E P, the length of the scanning direction of the area to be illuminated at one time on the reticle R (i.e. the illumination region 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(E P /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。 The width of the scanning direction) is D, when the amount of movement of the reticle R of each pulse (E P / E) D, and the oscillation frequency of the excimer laser light source 1 f of [Hz], the scanning of the reticle R velocity V is set to a value of the following equation.

【0039】V=(E P /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 [0039] V = (E P / E) f · D (3) In the above embodiment the non-scanning direction of the illumination area 15 (FIG. 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。 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, by shaking the oscillating mirror 8 in the vertical direction in FIG. 1, for example, non-scanning direction it is desirable to perform the scanning of the speckle patterns to.

【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。 Further, in FIG. 4, in order to vibrate the speckle pattern in both the scanning direction SR and (X direction) and the non-scanning direction (Y direction), specifications in a direction crossing in the X and Y directions Le 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。 [0041] Note that the method of matching the high direction and the scan direction spatial coherence is also the following method. 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。 Exposure apparatus reticle body, the wafer X, if scans can configure the Y directions, even after connecting the main body and the laser light source, it is only the coherence is high direction scan direction . 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。 At this time, as the determined scanning direction is a lateral direction of the illumination area on the reticle, it is necessary to set the shape of the illumination area eg by the reticle blind. 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。 Direction high spatial coherence of the laser light from the laser light source, the direction of high coherence of the laser beam incident on the illumination optical system of the exposure apparatus so as to match the scan direction, for example, may be adjusted by the plurality of mirrors.
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。 However it may be necessary to adjust such fly-eye lens. 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。 In general, it is desirable to Crossed device in consideration of the high coherence direction.

【0042】なお、本発明は上述実施例に限定されず、 [0042] The present invention is not restricted to the above-described embodiments,
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。 For example, the case of using a laser beam consisting of harmonics of a YAG laser as the exposure light, such as when using continuous light, such as a mercury lamp i-line as exposure light, the various configurations without departing from the gist of the present invention it is a matter of course that 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、 According to the present invention, the direction having high contrast of the interference fringes of the scan pet cycle pattern matches the scanning direction,
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。 Illuminance unevenness of the scanning direction is to be reduced by relative scanning of the illumination region and the mask (substrate) is advantageous in that the uneven illuminance speckle pattern is reduced.

【0044】また本発明によれば、 照明領域に対してマ [0044] According to the present invention, Ma with respect to illumination area
スクと基板とを相対走査しているときに、照明領域内で When it is relative scanning the disk and the substrate, within the illumination area
スペックルパターンを変位するようにしているので、照 Since so as to displace the speckle pattern, irradiation
明領域とマスク(基板)との相対的な走査による軽減と And Mitigation relative scanning between the bright region and the mask (substrate)
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 By combined speckle pattern the influence of the uneven illuminance
極めて小さくすることできる。 It can be made extremely small.

【0045】 特に、照明領域とマスク(基板)との相対 [0045] In particular, relative to the illumination region and the mask (substrate)
的な走査速度と、その照明領域でのパルス光のスペック Specific scanning speed and, specification of the pulsed light in the illumination region
ルパターンの相対的な走査方向のピッチとに応じて、照 Depending on the relative scanning direction of the pitch of the Le pattern, irradiation
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 Pal phase of the pulsed light of the speckle pattern in a bright region
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。 By changing for each scan light, it can be further reduced illuminance unevenness due speckle pattern.

【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。 1 is a perspective view showing a projection exposure apparatus of 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。 2 is a block diagram showing a control system of the projection exposure apparatus of Example.

【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。 3 is a configuration diagram illustrating 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。 4 is a perspective view showing the illuminance distribution of the 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。 5 (a) is a diagram showing an illumination distribution in the scanning direction of the illumination area 15 on the reticle R, (b) and (c) the illuminance in the scanning direction of the illumination area 15 in the case of vibrating the respective speckle patterns distribution is a diagram showing a.

【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。 6 (a) is a view showing the two illuminance distributions of the illumination region 15 is illuminated with the illumination area 15 with a laser beam from the two directions, (b) the two illuminance distribution of FIG. 6 (a) is a diagram showing an illuminance distribution of the 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。 7 is a diagram showing a state of scanning of the reticle relative to a slit-shaped illumination area.

【符号の説明】 DESCRIPTION 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 1 excimer laser light source 6 fly's eye lens 8 vibrating mirror 15 illuminated region 17 the two-dimensional image pickup device 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 Following (56) references of the front page Patent flat 1-235289 (JP, A) JP flat 1-259533 (JP, A) JP flat 1-257327 (JP, A) JP flat 4-250455 (JP , a) JP flat 4-252012 (JP, a) JP flat 6-267826 (JP, a) (58 ) investigated the field (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) [the claims]
  1. 【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。 And 1. A light source for generating illumination light having a space coherence, an illumination optical system for illuminating an illumination area of a predetermined shape by the illumination light, relatively predetermined pattern is formed with respect to the illumination area and a relative scanning means for synchronously scanning the mask and the substrate, the exposure apparatus for scanning exposing the substrate, relative to the direction of high spatial coherence of the illumination light and the mask and the illumination region of the predetermined shape exposure apparatus being characterized in that the same Do scanning direction.
  2. 【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. A direction high spatial coherence of the illumination light, an exposure apparatus according to claim 1, wherein the contrast of the speckle pattern formed on the illumination area has a high direction.
  3. 【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。 Wherein the illuminating the speckle pattern of the illumination light formed in the region, the exposure apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a displacement means for displacing in the illumination area.
  4. 【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.
  5. 【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.
  6. 【請求項6】前記相対走査の方向と交差する方向は、 Wherein a direction intersecting the direction of the relative scanning,
    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。 The exposure apparatus according to claim 5, wherein the contrast of the speckle pattern is lower direction.
  7. 【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〜 Wherein said light source is a pulsed light source that pulse emission of the illumination light, the displacement means according to claim 3, characterized in that for displacing in synchronization said speckle pattern on the pulsed
    6の何れか一項記載の露光装置。 The exposure apparatus according to one of 6.
  8. 【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、 前記基板を走査露<br>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。 A pulsed light source that generates pulsed light having a 8. spatial coherence, an illumination optical system for illuminating an illumination area of a predetermined shape by the pulsed light, relatively predetermined pattern is formed with respect to the illumination area and a relative scanning means for synchronously scanning the mask and the substrate, the exposure apparatus for scanning exposure <br> light the substrate, and the relative scanning speed between the mask and the illumination region of the predetermined shape, in accordance with the said relative scanning direction of the pitch of the speckle pattern of the pulsed light in the illumination area, the phase variable for changing the phase of the speckle pattern of the pulsed light in the illumination area for each of the pulsed light exposure apparatus, characterized in that a means.
  9. 【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. It provided the spatial coherence detection means for detecting the spatial coherence of the pulsed light, and a control means for controlling the operation of the phase changing means in accordance with the spatial coherence of the pulse light issued 該検, the the exposure apparatus according to claim 8, wherein.
  10. 【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。 A light source for generating an illumination light having a 10. A spatial coherence, an illumination optical system for illuminating an illumination area of a predetermined shape by the illumination light, relatively predetermined pattern is formed with respect to the illumination area and a relative scanning means for synchronously scanning the mask and the substrate, the exposure apparatus for scanning exposing the substrate to displace the speckle pattern of the illumination light formed in the illumination area in the illumination area and displacement means, in the scanning exposure, when the substrate and the mask relative to the illumination area is moving, the displacement so that the influence of the speckle pattern formed in the illumination area is reduced exposure apparatus characterized by comprising: a control means for controlling the means.
  11. 【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。 Wherein said control means, an exposure apparatus according to claim 10, characterized in that the speckle pattern to control the displacement means to displace the relative scanning direction.
  12. 【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.
  13. 【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。 Wherein said control means, an exposure apparatus according to claim 11 or 12, wherein the controller controls the displacement means in accordance with the illuminance distribution of the speckle pattern.
  14. 【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 14. The control means according to claim 1, wherein the speckle pattern to control the displacement means so as to be displaced in a direction intersecting the direction of the relative scanning
    0〜13の何れか一項記載の露光装置。 The exposure apparatus according to one of 0 to 13.
  15. 【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 15. The light source is a pulsed light source that pulse emission of the illumination light, the displacement means according to claim 10, characterized in that for displacing in synchronization said speckle pattern on the pulsed
    〜14の何れか一項記載の露光装置。 The exposure apparatus according to one of to 14.
  16. 【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. further comprising detecting means for detecting the spatial coherence of the illumination light, wherein, claims, characterized in that for controlling the displacement means in accordance with the detected spatial coherence by the detecting means the exposure apparatus according to any one of claims 10 to 15.
  17. 【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。 A light source for generating an illumination light having a 17. spatial coherence, an illumination optical system for illuminating an illumination area of a predetermined shape by the illumination light, relatively predetermined pattern is formed with respect to the illumination area and a relative scanning means for synchronously scanning the mask and the substrate, the exposure apparatus for scanning exposing the substrate, and measuring means for measuring information divergence angle of the illumination light, the information of the divergence angle, which is the measuring based on the exposure apparatus characterized by and a control means for controlling the exposure conditions of the substrate.
  18. 【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 an illumination light having a spatial coherence, an illumination optical system for illuminating an illumination area of a predetermined shape in the illumination light, a mask having a relatively predetermined pattern is formed with respect to the illumination area and and a relative scanning means for synchronously scanning the substrate in the exposure apparatus for scanning exposing the substrate, the illumination optical system includes a first illumination light of a first polarization component of the illumination light from the light source has a polarizing means for separating and a second illumination light in the second polarization component, wherein the first illumination light and the second illumination light, the illuminance distribution on the mask is shifted from each other in said relative scanning direction exposure apparatus characterized by there.
  19. 【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。 While illuminating the illumination region of a predetermined shape at 19. The illumination light having a space coherence, by synchronously scanning the mask and the substrate relatively predetermined pattern is formed with respect to the illumination area, the exposure method of scanning exposure of the substrate, said direction having high contrast of the speckle pattern formed on the illumination area, and the same as the relative scanning direction of said mask and illuminating areas of the predetermined shape exposure method according to claim.
  20. 【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. with illuminates an illumination area in the illumination light having a spatial coherence, by scanning in synchronization with the mask and the substrate relatively predetermined pattern is formed with respect to the illumination area, said substrate the exposure method of scanning exposure, the illumination light is emitted from the light source has a cross-sectional shape having a longitudinal direction and a lateral direction, the lateral direction of the cross-sectional shape of the illumination light, and said and said illumination region mask exposure method is characterized in that to match the relative scanning direction.
  21. 【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。 While illuminating the illumination region of a predetermined shape 21. A illumination light having a space coherence, by synchronously scanning the mask and the substrate relatively predetermined pattern is formed with respect to the illumination area, the exposure method of scanning exposure of the substrate, wherein during the scanning exposure, when the substrate and the mask relative to the illumination area is moving, small influence of the speckle pattern formed in the illumination area exposure method for causing composed as in the illumination region displaces the speckle pattern.
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