JP3271760B2 - 走査露光方法、走査型露光装置、及び前記方法を用いるデバイス製造方法 - Google Patents
走査露光方法、走査型露光装置、及び前記方法を用いるデバイス製造方法Info
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Description
又は液晶表示素子等をリソグラフィ工程で製造する際に
使用される投影露光装置に関し、特に所謂スリットスキ
ャン露光方式で露光を行う投影露光装置に関する。
ラフィ工程で製造する際に、露光光のもとでフォトマス
ク又はレチクル(以下「レチクル」と総称する)のパタ
ーン像を投影光学系を介して感光基板上に投影する投影
露光装置が使用されている。斯かる装置として、スリッ
トスキャン露光方式の投影露光装置が知られている。
投影露光装置を示し、この図6において、光源系1から
射出された露光光ILは、ミラー2、視野絞り3、リレ
ーレンズ4、ミラー5及びコンデンサーレンズ6を経て
均一な照度でレチクル7を照明する。光源系1は、水銀
灯又はレーザー光源等の光源及びオプティカルインテグ
レータ等より構成されている。また、視野絞り3の配置
面とレチクル7の下面のパターン形成面とは共役であ
り、視野絞り3によりレチクル7のパターン形成面にス
リット状の照明領域が設定されている。この場合、レチ
クル7に平行な面内で図6に平行な方向をX方向、図6
に垂直な方向をY方向として、スリット状の照明領域の
長手方向がY方向に設定され、レチクル7とそのスリッ
ト状の照明領域との相対走査の方向はX方向であるとす
る。
方向への移動並びに回転を行うレチクルXYθステージ
8の上に保持され、レチクルXYθステージ8はレチク
ル側ベース9上に摺動自在に支持されている。レチクル
XYθステージ8上の相対走査方向であるX方向の一端
に移動鏡10が固定され、X軸用のレーザー干渉計11
からのレーザービームが移動鏡10により反射されてい
る。X軸用のレーザー干渉計11は、移動鏡10からの
レーザービームと参照鏡からのレーザービームとの干渉
ビームを光電変換することにより、レチクルXYθステ
ージ8のX方向の座標を検出している。また、レチクル
XYθステージ8の相対走査の方向に垂直なY方向の座
標及び回転角は、図示省略した静電容量センサーにより
計測されている。X軸用のレーザー干渉計11の計測座
標及びそれら静電容量センサーによる計測結果が主制御
系12に供給され、主制御系12はレチクルXYθステ
ージ8の移動速度、位置及び回転角を露光シーケンスに
応じて設定する。
ーンの像が投影光学系13を介してウエハ14上に投影
露光される。この際、ウエハ14上の1ショット分の領
域に対して、レチクル7上のスリット状の照明領域の共
役像、即ち投影光学系13の露光フィールドが小さいの
で、レチクル7を例えば−X方向に走査するのに同期し
てウエハ14をX方向に一定速度で走査することによ
り、ウエハ14上の1ショット分の領域への露光が行わ
れる。そのため、ウエハ14は、ウエハ14にX方向及
びY方向への移動を行うウエハXYステージ15上に保
持され、ウエハXYステージ15はウエハ側ベース16
上に摺動自在に支持されている。
の端部に移動鏡17が固定され、X軸用のレーザー干渉
計18からのレーザービームが移動鏡17により反射さ
れている。図示省略するも、ウエハXYステージ15上
のY方向の端部に移動鏡が固定され、図示省略したY軸
用のレーザー干渉計からのレーザービームがその移動鏡
により反射されている。X軸用のレーザー干渉計18及
びY軸用のレーザー干渉計は、それぞれウエハXYステ
ージ15上の移動鏡からのレーザービームと参照鏡から
のレーザービームとの干渉光を光電変換して、ウエハX
Yステージ15のX座標及びY座標を検出する。これら
X座標及びY座標も主制御系12に供給され、主制御系
12はウエハXYステージ15の移動速度及び位置を露
光シーケンスに応じて設定する。
露光を行う際の、ウエハ14及びレチクル7の相対走査
方法について説明する。先ず、露光時にはウエハ14
は、露光面の各点でそれぞれ露光量が一定になるように
等速度でX方向に走査する必要があるため、レーザー干
渉計18の計測結果に基づいて速度制御が行われる。具
体的に、レーザー干渉計18の計測結果であるX方向の
座標の微分値に適当なフィルタリングを施して、その値
が一定になるように制御される。
エハ14への縮小倍率をβ(β<1)とすると、その際
のレチクル7の−X方向への走査は、レーザー干渉計1
8による計測結果に対して縮小倍率の逆数である1/β
を乗じた値と、レーザー干渉計11による計測結果との
差を算出し、この差が0になるように位置制御すること
によって行われていた。
においては、ウエハ14及びレチクル7の相対走査時の
速度安定性が要求される。そのため、ウエハXYステー
ジ15及びレチクルXYθステージ8として、それぞれ
比較的大きな重量を有し、慣性を利用した外乱の影響が
少ないステージを採用することによって、安定した等速
度運動でウエハ14及びレチクル7を相対走査してい
た。
ステージ15及びレチクルXYθステージ8は等速運動
中は安定している。しかしながら、レチクル7とウエハ
14との相対位置(レーザー干渉計の計測結果の差)が
ずれた場合には、その重量のために制御性が悪くなり、
ウエハ14上に露光された像に歪が生ずる一因になると
いう不都合があった。
走査方向に垂直なY方向及び回転方向に対しては実質的
に静止させる必要があり、そのためには、レチクル7と
ウエハ14との相対位置をY方向及び回転方向に調整す
る微小位置制御可能な機構が必要である。従来はウエハ
XYステージ15及びレチクルXYθステージ8がその
微小位置制御可能な機構を兼ねていた。しかしながら、
両ステージ共に比較的大きな重量を有するため、応答性
が悪いと共に制御が複雑であるという不都合があった。
即ち、従来のスリットスキャン露光方式の投影露光装置
では、相対走査方向の定速度駆動制御並びにX方向、Y
方法及び回転方向の位置合わせを同時に精度よく制御す
ることが困難であるという不都合があった。
る場合には、走査露光中にもレチクル及びウエハの位置
を継続して高精度に計測する必要がある。本発明は斯か
る点に鑑み、スリットスキャン露光方式で第1物体とし
てのレチクルのパターンを第2物体としてのウエハ上に
転写する際に、レチクル及びウエハの少なくとも一方の
位置を高精度に計測できる走査露光方法及び走査型露光
装置を提供することを目的とする。
走査方向の定速度駆動、並びにレチクルとウエハとの位
置合わせを同時に高精度に行うことができるようにする
ことをも目的とする。また、本発明はその走査露光方法
を用いて高精度にデバイスを製造できるデバイス製造方
法を提供することをも目的とする。
型露光装置は、露光ビームに対して第1物体(7)を移
動するのに同期して第2物体(14)を移動することに
より、その第2物体を走査露光する走査型露光装置にお
いて、その露光ビームの照射領域(43)のほぼ中心を
通る計測軸を有し、その第1物体が同期移動される走査
方向と交差する非走査方向に関するその第1物体の位置
情報を計測する非走査方向用の干渉計システム(35)
を備えたものである。また、本発明による第2の走査型
露光装置は、露光ビームに対して第1物体を移動するの
に同期して第2物体を移動することによりその第2物体
を走査露光する走査型露光装置において、その第1物体
を保持する可動体と、その同期移動される走査方向に関
するその第1物体の位置情報を検出するための複数の計
測軸を有する走査方向用の干渉計システムと、その複数
の計測軸に対応してその可動体上に分離して配置された
反射面と、を備えたものである。
は、露光ビームに対して第1物体を移動するのに同期し
て第2物体を移動することによりその第2物体を走査露
光する走査型露光装置において、その走査露光中、その
第1物体の移動平面内における、その同期移動の方向に
関するその第1物体の位置情報とその同期移動の方向と
交差する方向に関するその第1物体の位置情報とその第
1物体の回転情報とを検出するために3つの計測軸を有
する干渉計システムを備えたものである。これらの場
合、その第1物体を移動するための第1駆動システム
と、該第1駆動手段とは独立して、その第2物体を移動
するための第2駆動システムとをさらに備えることが望
ましい。また、その第1駆動システムは、その第1物体
がその露光ビームで走査されるようにその第1物体を動
かす第1駆動手段と、その第1駆動システムによりその
第1物体が同期移動しているときにその第1駆動手段と
は独立して、その露光ビームとその第1物体とを相対移
動する第2駆動手段とを有することが望ましい。
は、露光ビームに対して第1物体を移動するのに同期し
て第2物体を移動することによりその第2物体を走査露
光する走査型露光装置において、その第1物体のパター
ン像をその第2物体上に投影する投影系と、その第2物
体のアライメント情報を検出するアライメント系とを備
え、その投影系の光軸とそのアライメント系の検出中心
とはその第2物体の同期移動の方向に離れて配置されて
いるものである。また、本発明による第1のデバイス製
造方法は、本発明の走査型露光装置を用いて露光を行う
工程を含むものである。
ビームに対して第1物体を移動するのに同期して第2物
体を移動することによりその第2物体を走査露光する走
査露光方法において、その露光ビームの照射領域の中心
を通る計測軸を有する第1干渉計システムを使って、そ
の第1物体の同期移動の方向と交差する方向に関するそ
の第1物体の位置情報を計測するものである。また、本
発明による第2のデバイス製造方法は、本発明の走査露
光方法を用いるものである。
体(マスク)の同期移動方向に交差する方向の位置は干
渉計システムによって計測される。更に、その干渉計シ
ステムの計測軸は露光ビームの照射領域のほぼ中心を通
るため、例えばその第1物体が微小回転していても、そ
の照射領域に対してその第1物体の位置が高精度に計測
される。
(7)を駆動する手段が、相対走査駆動部及びガイド部
を有する第1駆動手段と、その第1物体に並進移動及び
回転を行わせる第2駆動手段とに分離されている場合に
は、これら2個の駆動手段がそれぞれ独立に制御され
る。従って、その第1駆動手段としては、例えば相対走
査時に安定した等速度運動が行えるような重量のあるス
テージ及び1軸方向のみに高精度で長距離の駆動が可能
なガイドを使用し、その第2駆動手段としては、例えば
並進方向及び回転方向に微小量の動作が可能で軽量な制
御性の良好なステージ及びガイドを使用することによ
り、等速性及び位置制御性の良好なスリットスキャン露
光が行われる。
露光装置の一実施例につき図1〜図5を参照して説明す
る。図1は、本例のスリットスキャン露光方式の投影露
光装置を示し、この図1において、レチクル7に平行な
面内で図1の紙面に垂直な方向にX軸、図1の紙面に平
行な方向にY軸をとり、XY平面に垂直にZ軸をとる。
また、スリットスキャン露光の際の相対走査方向をX方
向とする。
て、レチクル側ベース19にはX方向に長いエアガイド
を形成し、レチクル側ベース19上にXY平面内でX方
向に摺動自在にレチクル側走査ステージ20を載置す
る。そして、レチクル側走査ステージ20上にXY平面
内での並進及び回転ができる状態でレチクル側微動ステ
ージ21を載置し、レチクル側微動ステージ21上にレ
チクル7を保持する。露光時には、レチクル7のパター
ン領域を、照明光学系22からの露光光ILによるスリ
ット状の照明領域で照明し、そのスリット状の照明領域
に対してレチクル7をX方向に走査する。照明光学系2
2は、光源、シャッター、オプティカルインテグレー
タ、スリット状の照明領域を設定するための視野絞り及
びコンデンサーレンズ等より構成されている。
の移動鏡(図1では移動鏡33のみを表示)を固定し、
これら3個の移動鏡から反射されるレーザービームを用
いて、3個のレーザー干渉計(図1ではレーザー干渉計
35のみを表示)によりそれぞれレチクル側微動ステー
ジ21の位置検出を行う。これらレーザー干渉計による
計測結果を主制御系23に供給する。3個の位置計測結
果より、レチクル側微動ステージ21のXY平面内での
位置及び回転角が求められる。主制御系23は、相対走
査用の駆動装置24を介してレチクル側走査ステージ2
0の動作を制御し、微動制御用の駆動装置25を介して
レチクル側微動ステージ21の動作を制御することによ
り、レチクル7の相対走査速度及び位置の制御を行う。
のスリット状の照明領域のパターン像が投影光学系13
を介してウエハ14上に投影露光される。ウエハ14用
のステージ系において、ウエハ側ベース26にはX方向
に長いエアガイドを形成し、ウエハ側ベース26上にX
Y平面内でX方向に摺動自在にウエハ側Xステージ27
を載置する。そして、ウエハ側Xステージ27上にXY
平面内でY方向への移動ができる状態でウエハ側Yステ
ージ28を載置し、ウエハ側Yステージ28上にウエハ
14を保持する。なお、図示省略するも、ウエハ側Yス
テージ28とウエハ14との間には、Zステージ及びレ
ベリング用のステージ等が設けられている。ウエハ側X
ステージ27上の一端にはステッピングモーター29を
固定し、ステッピングモーター29によりボールねじ3
0を介してウエハ側Yステージ28をY方向に駆動す
る。
動鏡(図1では移動鏡45のみを表示)を固定し、これ
ら3個の移動鏡から反射されるレーザービームを用い
て、3個のレーザー干渉計(図1ではレーザー干渉計4
7Bのみを表示)によりそれぞれウエハ側Yステージ2
8の位置検出を行う。これらレーザー干渉計による計測
結果も主制御系23に供給する。3個の位置計測結果よ
り、ウエハ側Yステージ28のXY平面内での位置及び
回転角が求められる。主制御系23は、駆動装置31を
介してウエハ側Xステージ27及びウエハ側Yステージ
28の動作を制御することにより、ウエハ14の相対走
査速度及び位置の制御を行う。
であり、この図2において、レチクル側ベース19上に
X方向に2列のエアーガイド19a及び19bを形成
し、エアーガイド19a及び19bの両側にそれぞれX
方向に一列に電磁石32A及び32Bを埋め込む。ま
た、エアーガイド19a及び19bの上にレチクル側走
査ステージ20を載置し、レチクル側走査ステージ20
上にレチクル側微動ステージ21を載置する。レチクル
側走査ステージ20の裏面には永久磁石が埋め込まれ、
レチクル側走査ステージ20はX方向にリニアモーター
方式で駆動される。また、リニアモーターの熱がレチク
ル側微動ステージ21側に伝導しないように、レチクル
側走査ステージ20には冷却機能(例えば、温度制御さ
れた気体または流体を循環する方式)がついている。レ
チクル側微動ステージ21のY方向の端部には、Y軸に
垂直でX方向に長い反射面を有する移動鏡33を取り付
け、レチクル側微動ステージ21のX方向の端部の2箇
所に、X軸に垂直な反射面を有する移動鏡34A及び3
4Bを取り付ける。
用のレーザー干渉計35をレチクル側ベース19に対し
て固定するように配置し、移動鏡34Aに対向するよう
にX軸用のレーザー干渉計36Aをレチクル側ベース1
9に対して固定するように配置し、移動鏡34Bに対向
するように回転計測用のレーザー干渉計36Bをレチク
ル側ベース19に対して固定するように配置する。Y軸
用のレーザー干渉計35により計測されたレチクル側微
動ステージ21のY座標データRSy、X軸用のレーザ
ー干渉計36Aにより計測されたレチクル側微動ステー
ジ21のX座標データRSx、及び回転計測用のレーザ
ー干渉計36Bにより計測されたレチクル側微動ステー
ジ21の回転角データRSθを図1の主制御系23に供
給する。尚、X軸用のレーザー干渉計36Aのビーム
は、光路が長い為に独立した空調機構(図示省略)が搭
載されている。具体的には、ビーム光路を覆う固定カバ
ー(筒)を、移動鏡34Aと固定鏡(例えば投影光学系
13の鏡筒部に固定)との各々に向かうビームを射出す
るビームスプリッターと移動鏡との間の光路、及び/又
はそのビームスプリッターと固定鏡との間の光路のほぼ
全域又は一部を覆うように設ける。その固定カバーの内
部に温度制御された気体を流しても良い。
上には、レチクル側微動ステージ21をそれぞれX方向
に微動するアクチュエータ38,40及びレチクル側微
動ステージ21をY方向に微動するアクチュエータ42
を固定する。アクチュエータ38及び40とレチクル側
微動ステージ21との接触位置はほぼ移動鏡34A及び
34Bと対称な位置である。そして、レチクル側微動ス
テージ21は3対のばね37A,37B、39A,39
B及び41A,41Bを介してそれぞれアクチュエータ
38、40及び42の方向に付勢されている。3個のア
クチュエータ38,40及び42の変位量を調整するこ
とにより、レチクル側微動ステージ21及びレチクル7
にXY平面内での移動及び回転を行わせることができ
る。
Y方向に長いスリット状の照明領域43が形成される
が、この照明領域43の中心43aを通りY軸に平行な
直線上に、Y軸用のレーザー干渉計35の光軸が設定さ
れている。レチクル7を回転させる際には、その照明領
域43の中心43aを軸として回転させる必要がある
が、レチクル7をX方向に走査するとその中心43aも
レチクル7上の位置が変化する。そこで、3個のアクチ
ュエータ38,40及び42の変位量を調整することに
より、その中心43aの位置に追従してレチクル7の回
転中心をずらすようにする。
り、この図3において、ウエハ側ベース26上にX方向
に2列のエアーガイド26a及び26bを形成し、エア
ーガイド26a及び26bの両側にそれぞれX方向に一
列に電磁石44A及び44Bを埋め込む。また、エアー
ガイド26a及び26bの上にウエハ側Xステージ27
を載置し、ウエハ側Xステージ27上にウエハ側Yステ
ージ28を載置する。ウエハ側Xステージ27の裏面に
は永久磁石が埋め込まれ、ウエハ側Xステージ27はX
方向にリニアモーター方式で高精度に駆動される。リニ
アモーターの熱がウエハ側Yステージ28側に伝導しな
いように、ウエハ側Xステージ27には冷却機能がつい
ている。また、ウエハ側Xステージ27上にY方向に2
列のエアーガイド27a及び27bを形成し、これらエ
アーガイド27a及び27bに沿ってステッピングモー
ター29によりウエハ側Yステージ28をY方向に駆動
する。
部には、Y軸に垂直でX方向に長い反射面を有する移動
鏡45を取り付け、X方向の端部には、X軸に垂直でY
方向に長い反射面を有する移動鏡46を取り付ける。そ
して、移動鏡45に対向するようにX方向に所定間隔を
開けて、Y軸用のレーザー干渉計47A及び回転計測用
のレーザー干渉計47Bをウエハ側ベース26に対して
固定するように配置し、移動鏡46に対向するようにX
軸用のレーザー干渉計48をウエハ側ベース26に対し
て固定するように配置する。Y軸用のレーザー干渉計4
7Aにより計測されたウエハ側Yステージ28のY座標
データWSy、X軸用のレーザー干渉計48により計測
されたウエハ側Yステージ28のX座標データWSx、
及び回転計測用のレーザー干渉計47Bにより計測され
たウエハ側Yステージ28の回転角データWSθが図1
の主制御系23に供給されている。
レーザー干渉計48の光軸との交点に投影光学系13の
光軸が位置する。また、投影光学系13のY方向の側方
にオフ・アクシス方式のアライメント系49が配置され
ているが、レーザー干渉計47Bの光軸上にそのアライ
メント系49の検出中心が位置し、且つアライメント系
49の検出中心を通りX軸に平行な直線上にレーザー干
渉計48の光軸がある。また、図2のスリット状の照明
領域43の投影光学系13によるウエハ14上の共役像
の領域が、Y方向に長いスリット状の露光領域43Pで
ある。但し、図2の照明領域43のY方向の端部はレチ
クル7の遮光部で多少けられるため、露光領域43Pの
Y方向の長さは、照明領域43そのものの共役像の長さ
よりも短くなっている。
光時の制御方法につき説明する。一般にレチクル7のパ
ターンはウエハ14上に縮小投影される。その理由は、
縮小投影する方がレチクル7のパターンの寸法やゴミ管
理等の点で有利となるからである。ところが、レチクル
7からウエハ14への投影倍率をβとすると、スリット
スキャン露光時は、その投影倍率βの逆数を乗じた分だ
けレチクル側のステージをウエハ側のステージに対して
高速で駆動する必要がある。従って、露光時の相対走査
及びステージ制御に対する処理能力は、レチクル側のス
テージの駆動能力に依存する場合が多い。
をX方向及びY方向へ移動する際に駆動装置31にウエ
ハ用のX方向駆動指令ODWx及びY方向駆動指令OD
Wyを発する。X方向駆動指令ODWx及びY方向駆動
指令ODWyは、それぞれウエハ側Xステージ27のリ
ニアモーター及びウエハ側Yステージ28用のステッピ
ングモーター29の動きを制御するものである。更に、
主制御系23は、レチクル7を相対走査方向であるX方
向へ移動する際に、走査用の駆動装置24にレチクル用
の第1の駆動指令ODR1を発し、レチクル7にXY平
面内での移動及び回転を行わせる際に、微動用の駆動装
置25にレチクル用の第2の駆動指令ODR2を発す
る。第1の駆動指令ODR1はレチクル側走査ステージ
20のリニアモーターの動作を制御し、第2の駆動指令
ODR2はレチクル側微動ステージ21の3個のアクチ
ュエータ38,40,42(図2参照)の動作を制御す
る。
照して制御方法の一例を説明する。図5(a)はレチク
ル7とスリット状の照明領域43との相対的な位置関係
を示し、図5(b)はウエハ14とスリット状の露光領
域43Pとの相対的な位置関係を示す。そして、本例で
はレチクル7のパターンの縮小像を、それぞれウエハ1
4上の隣り合う2個のショット領域50A及び50Bに
順次露光するものとする。説明の便宜上、初期状態で
は、図5(a)の照明領域43の中心がレチクル17の
中心の位置Aに在り、図5(b)の露光領域43Pの中
心がウエハ14の第1のショット領域50Aの中心の位
置APに在るとする。更に、初期状態では、レチクル7
はX方向に速度V/βで走査され、ウエハ14は−X方
向に速度Vで走査されており、レチクル7とウエハ14
との相対的な位置及び回転角の誤差は0であるものとす
る。この初期状態から図4のステップ101に移行す
る。
制御系23は、ウエハ側Xステージ27を速度Vで−X
方向に等速で駆動し、レチクル側走査ステージ20を速
度V/βでX方向に等速で駆動する。ウエハ側Xステー
ジ27を等速で駆動するには、主制御系23はレーザー
干渉計48から供給されるX座標データWSxの微分値
をサンプリングして、この微分値が速度Vに対応する一
定値になるようにX方向駆動指令ODWxを発令する。
同様に、レチクル側走査ステージ20を等速で駆動する
には、主制御系23はレーザー干渉計36Aから供給さ
れるX座標データRSxの微分値をサンプリングして、
この微分値が速度V/βに対応する一定値になるように
第1の駆動指令ODR1を発する。
ル7とウエハ14との相対的な位置ずれ及び回転が生じ
ている可能性がある。そこで、主制御系23は、ウエハ
側Yステージ28の位置制御及びレチクル側微動ステー
ジ21の位置制御を行う。即ち、主制御系23は、ウエ
ハ14側のX座標データWSxとレチクル7側のX座標
データRSx/βとの差分WSx−RSx/β、ウエハ
14側のY座標データWSyとレチクル7側のY座標デ
ータRSy/βとの差分WSy−RSy/β、ウエハ1
4側の回転角データWSθとレチクル7側の回転角デー
タRSθとの差分WSθ−RSθをサンプリングする。
Y方向駆動指令ODWyを発し、駆動装置25に第2の
駆動指令ODR2を発して、それら3個の差分が所定の
値になるように位置制御を行う。これにより、図5
(a)において、照明領域43の中心は位置Aからレチ
クル7のパターン領域外の位置Bに達し、図5(b)に
おいて、露光領域43Pの中心は位置APからウエハ1
4の第1のショット領域50Aの外の位置BPに達し
て、1回目のスリットスキャン露光が完了する。
23は、ウエハ側Xステージ27を一度減速してからX
方向に加速するように駆動し、ウエハ側Yステージ28
を一度Y方向に加速してから減速する。これと並行し
て、主制御系23は、レチクル側走査ステージ20を減
速して、レチクル側微動ステージ21の位置を基準位置
へリセットする。これにより、図5(a)において、照
明領域43の中心は位置Bから更に外側の位置Cに達し
て停止し、図5(b)において、露光領域43Pの中心
は位置BPからウエハ14の第2のショット領域50B
の外側の位置CPに達する。この位置CPにおいて、ウ
エハ側Xステージ27は既にX方向への等速度走査を開
始している。
23は、ウエハ側Xステージ27をX方向に速度Vで等
速度で駆動し、ウエハ側Yステージ28の位置を位置制
御により安定させる。これにより、ウエハ側Yステージ
28の加速及び減速による振動が減衰する。また、これ
と並行して、レチクル側走査ステージ20を−X方向に
加速する。これにより、図5(a)において、照明領域
43の中心は位置Cからレチクル7に近い位置Dに達
し、図5(b)において、露光領域43Pの中心は位置
CPからウエハ14の第2のショット領域50Bに近い
位置DPに達する。位置Dにおいて、レチクル側走査ス
テージ20はX方向へ速度V/βで等速移動を開始して
いる。従って、レチクル7とウエハ14との相対走査速
度は設計値に達しているが、レチクル7とウエハ14と
の相対位置及び相対回転角は、ずれている可能性があ
る。
系23は、ウエハ側Xステージ27を速度VでX方向に
等速で駆動し、レチクル側走査ステージ20を速度V/
βで−X方向に等速で駆動する。更に、主制御系23
は、ウエハ側Yステージ28の位置制御及びレチクル側
微動ステージ21の位置制御を行う。即ち、主制御系2
3は、ウエハ14側のX座標データWSxとレチクル7
側のX座標データRSx/βとの差分WSx−RSx/
β、ウエハ14側のY座標データWSyとレチクル7側
のY座標データRSy/βとの差分WSy−RSy/
β、ウエハ14側の回転角データWSθとレチクル7側
の回転角データRSθとの差分WSθ−RSθをサンプ
リングする。そして、主制御系23は、駆動装置31に
Y方向駆動指令ODWyを発し、駆動装置25に第2の
駆動指令ODR2を発して、それら3個の差分が所定の
値になるように位置制御を行う。
の位置ずれが補正される。このとき、図5(a)に示す
ように、照明領域43の中心はレチクル7のパターン領
域の外側の位置Eに在り、図5(b)に示すように、露
光領域43Pの中心はウエハ14の第2のショット領域
50Bの外側の位置EPに在る。その後、ステップ10
5において、レチクル7とウエハ14との等速度駆動及
び位置ずれ補正が完了した時点で、図5(a)に示すよ
うに、照明領域43の中心はレチクル7のパターン領域
の直前の位置Fに在り、図5(b)に示すように、露光
領域43Pの中心はウエハ14の第2のショット領域5
0Bの直前の位置FPに在る。
うことにより、図5(a)に示すように、照明領域43
はレチクル7を中心の位置Gまで相対的に走査し、図5
(b)に示すように、露光領域43Pはウエハ14の第
2のショット領域50Bを中心の位置GPまで相対的に
走査する。その後、ステップ101以下の動作を繰り返
すことにより、ウエハ14の第2の前ショット領域50
B及びその次のショット領域へのレチクル7のパターン
の縮小像の露光が行われる。
のステージが相対走査用のレチクル側走査ステージ20
と位置合わせ用のレチクル側微動ステージ21とに分離
され、且つレチクル側走査ステージ20とレチクル側微
動ステージ21とが独立に駆動できるようになってい
る。このため、レチクル7及びウエハ14をそれぞれ定
速度で駆動している際にも、レチクル7とウエハ14と
の位置ずれを容易且つ迅速に補正できる。従って、レチ
クル7のパターンの像を歪なくウエハ14の各ショット
領域に露光することができる。
ージ20の上にレチクル側微動ステージ21が搭載され
ている。そこで、レチクル側走査ステージ20及びレチ
クル側微動ステージ21の重量をそれぞれM1及びM2
とすると、相対走査用のリニアモーターは(M1+M
2)の重量のステージ20,21を駆動するのに対し
て、図2のアクチュエータ38,40,42は重量M2
のレチクル側微動ステージ21の駆動を行うことにな
る。従って、位置補正の応答性が良好である。また、レ
チクル側走査ステージ20上でレチクル側微動ステージ
21に加速度aを与えたときに、レチクル側走査ステー
ジ20に作用する反作用によるレチクル側走査ステージ
20の加速度をbとすると、次式が成立する。 M2・a=(M1+M2)b
なり、レチクル側微動ステージ21の位置制御を行って
も、レチクル側走査ステージ20の定速走査はほとんど
影響されない。このため、安定した速度制御が行われ
る。なお、上述実施例では、投影光学系13として屈折
光学系が使用されているため、レチクル7上の照明領域
43は矩形のスリット状である。これに対して、投影光
学系13として反射屈折光学系を使用した場合等には、
レチクル7上の照明領域43は円弧状に形成されること
がある。
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。
れているため、例えば第1物体(マスク)の位置が高精
度に計測される。また、第1物体(マスク)の駆動手段
を、第1物体を相対走査するための第1駆動手段と第1
物体の位置調整を行うための第2駆動手段とに分離した
場合には、第1物体及び第2物体(感光基板)共に等速
性を保つための最適制御と相対位置合わせのための最適
制御とを分離でき、第1物体及び第2物体の相対走査方
向の駆動並びに第1物体と第2物体との位置合わせを同
時に高精度に行うことができる利点がある。また、第2
駆動手段は相対走査のための機構を含まず軽量にできる
ため、第1物体と第2物体との位置合わせを高い応答性
で実行できる。
構成図である。
る。
る。
御方法の一例を示すフローチャートである。
を示す平面図、(b)は図5(a)に対応するウエハと
露光領域との相対位置関係を示す平面図である。
置を示す構成図である。
ー干渉計 43 スリット状の照明領域 43P スリット状の露光領域
Claims (27)
- 【請求項1】 露光ビームに対して第1物体を移動する
のに同期して第2物体を移動することにより、前記第2
物体を走査露光する走査型露光装置において、 前記露光ビームの照射領域のほぼ中心を通る計測軸を有
し、前記第1物体が同期移動される走査方向と交差する
非走査方向に関する前記第1物体の位置情報を計測する
非走査方向用の干渉計システムを備えたことを特徴とす
る走査型露光装置。 - 【請求項2】 前記走査方向に関する前記第1物体の位
置情報を計測する走査方向用の干渉計システムをさらに
備えたことを特徴とする請求項1に記載の走査型露光装
置。 - 【請求項3】 前記走査方向用の干渉計システムは複数
の計測軸を有し、前記第1物体の回転情報も計測するこ
とを特徴とする請求項2に記載の走査型露光装置。 - 【請求項4】 露光ビームに対して第1物体を移動する
のに同期して第2物体を移動することにより、前記第2
物体を走査露光する走査型露光装置において、 前記第1物体を保持する可動体と、 前記同期移動される走査方向に関する前記第1物体の位
置情報を検出するための複数の計測軸を有する走査方向
用の干渉計システムと、 前記複数の計測軸に対応して前記可動体上に分離して配
置された反射面と、 を備えたことを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項5】 前記走査方向と交差する非走査方向に関
して前記第1物体の位置情報を検出する非走査方向用の
干渉計システムと、前記非走査方向に関する前記第1物体の位置情報を計測
するために前記走査方向 に沿って前記可動体上に延設さ
れた反射面と、 を備えたことを特徴とする請求項4に記載の走査型露光
装置。 - 【請求項6】 前記非走査方向用の干渉計システムの計
測軸は前記露光ビームの照明領域のほぼ中心を通ること
を特徴とする請求項5に記載の走査型露光装置。 - 【請求項7】 前記第1物体のパターンの像を前記第2
物体上に投影するための投影系と、 前記第2物体のアライメント情報を検出するアライメン
ト系と、 をさらに備えたことを特徴とする請求項1から6のいず
れか一項に記載の走査型露光装置。 - 【請求項8】 前記投影系の光軸と前記アライメント系
の検出位置とは、前記第2物体の同期移動の方向に離れ
ていることを特徴とする請求項7に記載の走査型露光装
置。 - 【請求項9】 前記投影系の光軸を通る計測軸を有し、
前記第2物体の計測を行う第1干渉計システムをさらに
備えたことを特徴とする請求項7又は8に記載の走査型
露光装置。 - 【請求項10】 前記アライメント系の検出中心を通る
計測軸を有し、前記第2物体の計測を行う第2干渉計シ
ステムをさらに備えたことを特徴とする請求項7から9
のいずれか一項に記載の走査型露光装置。 - 【請求項11】 前記投影系の光軸と前記アライメント
系の検出中心とを通る計測軸を有し、前記第2物体の計
測を行う第3干渉計システムを備えたことを特徴とする
請求項7から10のいずれか一項に記載の走査型露光装
置。 - 【請求項12】 露光ビームに対して第1物体を移動す
るのに同期して第2物体を移動することにより、前記第
2物体を走査露光する走査型露光装置において、 前記走査露光中、前記第1物体の移動平面内における、
前記同期移動の方向に関する前記第1物体の位置情報と
前記同期移動の方向と交差する方向に関する前記第1物
体の位置情報と前記第1物体の回転情報とを検出するた
めに3つの計測軸を有する干渉計システムを備えたこと
を特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項13】 前記干渉計システムは、前記同期移動
の方向に沿って配置された2つの計測軸と前記同期移動
の方向と交差する方向に沿って配置された1つの計測軸
を有することを特徴とする請求項12に記載の走査型露
光装置。 - 【請求項14】 前記第1物体は、前記同期移動中に前
記露光ビームの照射領域の中心を軸として回転可能であ
ることを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に
記載の走査型露光装置。 - 【請求項15】 前記第1物体を移動するための第1駆
動システムと、 該第1駆動手段とは独立して、前記第2物体を移動する
ための第2駆動システムとをさらに備えたことを特徴と
する請求項1から14のいずれか一項に記載の走査型露
光装置。 - 【請求項16】 前記第1駆動システムは、前記第1物
体が前記露光ビームで走査されるように前記第1物体を
動かす第1駆動手段と、前記第1駆動システムにより前
記第1物体が同期移動しているときに前記第1駆動手段
とは独立して、前記露光ビームと前記第1物体とを相対
移動する第2駆動手段とを有することを特徴とする請求
項15に記載の走査型露光装置。 - 【請求項17】 前記第2駆動システムは、前記第2物
体が前記露光ビームで走査されるように前記第2物体を
動かす第3駆動手段と、前記第2物体が前記第3駆動手
段により移動しているときに前記第3駆動手段とは独立
して、前記第2物体を移動する第4駆動手段とを有する
ことを特徴とする請求項15又は16に記載の走査型露
光装置。 - 【請求項18】 露光ビームに対して第1物体を移動す
るのに同期して第2物体を移動することにより、前記第
2物体を走査露光する走査型露光装置において、 前記第1物体のパターン像を前記第2物体上に投影する
投影系と、 前記第2物体のアライメント情報を検出するアライメン
ト系とを備え、 前記投影系の光軸と前記アライメント系の検出中心とは
前記第2物体の同期移動の方向に離れて配置されている
ことを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項19】 請求項1から18のいずれか一項に記
載の走査型露光装置を用いて露光を行う工程を含むデバ
イス製造方法。 - 【請求項20】 露光ビームに対して第1物体を移動す
るのに同期して第2物体を移動することにより前記第2
物体を走査露光する走査露光方法において、 前記露光ビームの照射領域の中心を通る計測軸を有する
第1干渉計システムを使って、前記第1物体の同期移動
の方向と交差する方向に関する前記第1物体の位置情報
を計測することを特徴とする走査露光方法。 - 【請求項21】 前記第1物体の同期移動の方向に関す
る前記第1物体の位置情報を第2干渉計システムを用い
て計測することを特徴とする請求項20に記載の走査露
光方法。 - 【請求項22】 前記第2干渉計システムは複数の計測
軸を有し、前記第1物体の回転情報も計測することを特
徴とする請求項21に記載の走査露光方法。 - 【請求項23】 前記第1物体のパターンの像を前記第
2物体上に投影する投影系の光軸を通る計測軸を有する
第3干渉計システムを用いて前記第2物体の計測を行う
ことを特徴とする請求項20から22のいずれか一項に
記載の走査露光方法。 - 【請求項24】 前記第2物体のアライメント情報を検
出するアライメント系の検出中心を通る計測軸を有する
第4干渉計システムを使って、前記第2物体の計測を行
うことを特徴とする請求項20から23のいずれか一項
に記載の走査露光方法。 - 【請求項25】 前記第1物体のパターンの像を前記第
2物体上に投影するための投影系の光軸を通り、かつ前
記第2物体のアライメント情報を検出するアライメント
系の検出中心を通る計測軸を有する第5干渉計システム
を用いて前記第2物体の計測を行うことを特徴とする請
求項20から24のいずれか一項に記載の走査露光方
法。 - 【請求項26】 前記第1物体は、前記同期移動中に前
記露光ビームの照射領域の中心を軸として回転可能であ
ることを特徴とする請求項20から25のいずれか一項
に記載の走査露光方法。 - 【請求項27】 請求項20から26のいずれか一項に
記載の走査露光方法を用いるデバイス製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09422599A JP3271760B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 走査露光方法、走査型露光装置、及び前記方法を用いるデバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09422599A JP3271760B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 走査露光方法、走査型露光装置、及び前記方法を用いるデバイス製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28998592A Division JP3180301B2 (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-28 | 走査露光方法、走査型露光装置及び前記方法を使用するデバイス製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11354435A JPH11354435A (ja) | 1999-12-24 |
JP3271760B2 true JP3271760B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=14104382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09422599A Expired - Lifetime JP3271760B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 走査露光方法、走査型露光装置、及び前記方法を用いるデバイス製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3271760B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6198837B2 (ja) * | 2012-10-23 | 2017-09-20 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | パターニングデバイス操作システム及びリソグラフィ装置 |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP09422599A patent/JP3271760B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11354435A (ja) | 1999-12-24 |
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