JP3316695B2 - 走査露光方法と該方法を用いるデバイス製造方法、及び走査型露光装置と該装置を用いるデバイス製造方法 - Google Patents
走査露光方法と該方法を用いるデバイス製造方法、及び走査型露光装置と該装置を用いるデバイス製造方法Info
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- JP3316695B2 JP3316695B2 JP17409792A JP17409792A JP3316695B2 JP 3316695 B2 JP3316695 B2 JP 3316695B2 JP 17409792 A JP17409792 A JP 17409792A JP 17409792 A JP17409792 A JP 17409792A JP 3316695 B2 JP3316695 B2 JP 3316695B2
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路等の微
細パターンの形成に使用される走査露光に関するもので
ある。
細パターンの形成に使用される走査露光に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の走査露光方式の投影露光
装置としてはミラープロジェクションアライナーがあ
り、マスクと感光基板とを投影光学系を挟んで対向させ
て円弧状スリット照明光のマスク照明のもとで相対走査
して露光を行っている。さらに、最近ではスキャン露光
方式においても高解像力を達成する新たな方式が、ＳＰ
ＩＥ Vol.1088 Optical/Laser MicrolithographyII(198
9)の第４２４頁〜４３３頁においてステップアンドスキ
ャン方式として提案された。ステップアンドスキャン方
式とは、マスク（レチクル）を一次元に走査しつつ、ウ
エハをそれと同期した速度で一次元に走査するスキャン
方式と、走査露光方向と直交する方向にウエハをステッ
プ移動させる方式とを混用したものである。
装置としてはミラープロジェクションアライナーがあ
り、マスクと感光基板とを投影光学系を挟んで対向させ
て円弧状スリット照明光のマスク照明のもとで相対走査
して露光を行っている。さらに、最近ではスキャン露光
方式においても高解像力を達成する新たな方式が、ＳＰ
ＩＥ Vol.1088 Optical/Laser MicrolithographyII(198
9)の第４２４頁〜４３３頁においてステップアンドスキ
ャン方式として提案された。ステップアンドスキャン方
式とは、マスク（レチクル）を一次元に走査しつつ、ウ
エハをそれと同期した速度で一次元に走査するスキャン
方式と、走査露光方向と直交する方向にウエハをステッ
プ移動させる方式とを混用したものである。
【０００３】ミラープロジェクション方式やステップア
ンドスキャン方式の露光装置に適用される投影光学系は
主として反射素子のみから成っており、円弧状スリット
照明光が使用されている。これは、投影光学系の光軸か
ら一定距離だけ離れた像高点の狭い範囲（輪帯状）で各
種収差がほぼ零になるという利点を得るためである。さ
らに上記の如き反射素子から成る投影光学系（反射投影
系）は、屈折素子から成る投影光学系（屈折投影系）と
比べて、より広い波長域の照明光を露光光として使用で
きる利点もある。これは、基板（ウエハ等）上に塗布さ
れる感光性薄膜（フォトレジスト）の内部で生じる定在
波を低減する効果が得られることになる。
ンドスキャン方式の露光装置に適用される投影光学系は
主として反射素子のみから成っており、円弧状スリット
照明光が使用されている。これは、投影光学系の光軸か
ら一定距離だけ離れた像高点の狭い範囲（輪帯状）で各
種収差がほぼ零になるという利点を得るためである。さ
らに上記の如き反射素子から成る投影光学系（反射投影
系）は、屈折素子から成る投影光学系（屈折投影系）と
比べて、より広い波長域の照明光を露光光として使用で
きる利点もある。これは、基板（ウエハ等）上に塗布さ
れる感光性薄膜（フォトレジスト）の内部で生じる定在
波を低減する効果が得られることになる。
【０００４】また、反射投影系は屈折投影系と異なり、
使用する光学素子の光透過率特性を問題とする必要がな
い。従って、屈折投影系では透過率のために実現困難な
真空紫外域のエネルギー線を使用する露光装置も、上記
の如き反射投影系では実現することができる。但し、投
影光学系の良像範囲が円弧状の領域に限定されるため、
より広い露光領域を確保するためには露光中のスキャン
（走査）が必要である。尚、ステップアンドスキャン方
式に好適な投影光学系、特に反射屈折縮小投影系の一例
は、例えばUSP.4,747,678 に開示されている。また、上
記の如き円弧状スリット照明光を使うステップアンドス
キャン露光方式の他に、円形のイメージフィールドを有
する通常の投影光学系（フル・フィールドタイプ）をス
テップアンドスキャン露光方式に応用する試みが、例え
ば特開平２−２２９４２３号公報で提案されている。
使用する光学素子の光透過率特性を問題とする必要がな
い。従って、屈折投影系では透過率のために実現困難な
真空紫外域のエネルギー線を使用する露光装置も、上記
の如き反射投影系では実現することができる。但し、投
影光学系の良像範囲が円弧状の領域に限定されるため、
より広い露光領域を確保するためには露光中のスキャン
（走査）が必要である。尚、ステップアンドスキャン方
式に好適な投影光学系、特に反射屈折縮小投影系の一例
は、例えばUSP.4,747,678 に開示されている。また、上
記の如き円弧状スリット照明光を使うステップアンドス
キャン露光方式の他に、円形のイメージフィールドを有
する通常の投影光学系（フル・フィールドタイプ）をス
テップアンドスキャン露光方式に応用する試みが、例え
ば特開平２−２２９４２３号公報で提案されている。
【０００５】ところで、最近では変形光源技術と呼ばれ
る傾斜照明法により、投影光学系の解像度及び焦点深度
を増大することが提案されている。傾斜照明法について
は、例えば特開平４−１０１１４８号公報に開示されて
いるように、レチクルパターンのピッチ及び方向性に応
じた最適な入射角度、方向から複数の照明光束をレチク
ルパターンに対して傾けて入射させるものである。
る傾斜照明法により、投影光学系の解像度及び焦点深度
を増大することが提案されている。傾斜照明法について
は、例えば特開平４−１０１１４８号公報に開示されて
いるように、レチクルパターンのピッチ及び方向性に応
じた最適な入射角度、方向から複数の照明光束をレチク
ルパターンに対して傾けて入射させるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き変形光源法を採用した投影露光装置では、従来装置
と比べてより大型、かつ複雑な照明光学系が必要とな
る。これは、変形光源法を有効に機能させるためには、
照明光のレチクルへの入射角度をより大きくする必要が
あり、従ってより一層開口数の大きな照明光学系が必要
となるからである。また、特に円弧状の良像範囲のみを
効率良く照明するための照明光学系においては、変形光
源用の照明系の設計、製造がより複雑化し、かつ装置の
大型化及び高コスト化してしまう。
如き変形光源法を採用した投影露光装置では、従来装置
と比べてより大型、かつ複雑な照明光学系が必要とな
る。これは、変形光源法を有効に機能させるためには、
照明光のレチクルへの入射角度をより大きくする必要が
あり、従ってより一層開口数の大きな照明光学系が必要
となるからである。また、特に円弧状の良像範囲のみを
効率良く照明するための照明光学系においては、変形光
源用の照明系の設計、製造がより複雑化し、かつ装置の
大型化及び高コスト化してしまう。
【０００７】本発明は上記問題点を鑑みてなされたもの
で、高解像度、大焦点深度の走査露光を達成することを
目的としている。
で、高解像度、大焦点深度の走査露光を達成することを
目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、照明光（Ｉ
Ｌ）に対して、パターン（ＲＰ）が形成された第１物体
（８）を第１方向へ移動するとともに、第１物体と同期
して第２物体（１３）を第２方向へ移動することにより
第２物体を走査露光する走査型露光装置において、第１
物体のパターン面における前記照明光の照明領域をスリ
ット状に規定するとともに、該スリット状に規定された
照明光（Ｌ 1 ，Ｌ 2 ）に、前記第１物体のパターン面に垂
直に入射する光よりも前記第１物体のパターン面と垂直
な方向に対して傾いた方向から前記第１物体のパターン
面に入射する光が多くなるような角度分布をもたせる照
明系（１〜７）と、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光学系（Ｇ 1 〜Ｇ 4 ，Ｍ 1 〜Ｍ 3 ）
と、走査露光中に、第１物体の前記第１方向の位置情報
とヨーイング情報とを計測する第１計測手段（１０，１
８）とを備えることとした。また本発明は、照明光（Ｉ
Ｌ）に対して、パターン（ＲＰ）が形成された第１物体
（８）を第１方向へ移動するとともに、第１物体と同期
して第２物体（１３）を第２方向へ移動することにより
第２物体を走査露光する走査露光方法において、第１物
体のパターン面における照明光の照明領域をスリット状
に規定するとともに、該スリット状に規定された照明光
に、第１物体のパターン面に垂直に入射する光よりも第
１物体のパターン面と垂直な方向に対して傾いた方向か
ら第１物体のパターン面に入射する光が多くなるような
角度分布をもたせ、角度分布を持った照明光（Ｌ 1 ，
Ｌ 2 ）で照明された第１物体のパターンの像を、投影光
学系（Ｇ 1 〜Ｇ 4 ，Ｍ 1 〜Ｍ 3 ）を介して第２物体上に投影
して走査露光を行い、走査露光中に、第１物体の第１方
向の位置情報とヨーイング情報とを計測することとし
た。
Ｌ）に対して、パターン（ＲＰ）が形成された第１物体
（８）を第１方向へ移動するとともに、第１物体と同期
して第２物体（１３）を第２方向へ移動することにより
第２物体を走査露光する走査型露光装置において、第１
物体のパターン面における前記照明光の照明領域をスリ
ット状に規定するとともに、該スリット状に規定された
照明光（Ｌ 1 ，Ｌ 2 ）に、前記第１物体のパターン面に垂
直に入射する光よりも前記第１物体のパターン面と垂直
な方向に対して傾いた方向から前記第１物体のパターン
面に入射する光が多くなるような角度分布をもたせる照
明系（１〜７）と、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光学系（Ｇ 1 〜Ｇ 4 ，Ｍ 1 〜Ｍ 3 ）
と、走査露光中に、第１物体の前記第１方向の位置情報
とヨーイング情報とを計測する第１計測手段（１０，１
８）とを備えることとした。また本発明は、照明光（Ｉ
Ｌ）に対して、パターン（ＲＰ）が形成された第１物体
（８）を第１方向へ移動するとともに、第１物体と同期
して第２物体（１３）を第２方向へ移動することにより
第２物体を走査露光する走査露光方法において、第１物
体のパターン面における照明光の照明領域をスリット状
に規定するとともに、該スリット状に規定された照明光
に、第１物体のパターン面に垂直に入射する光よりも第
１物体のパターン面と垂直な方向に対して傾いた方向か
ら第１物体のパターン面に入射する光が多くなるような
角度分布をもたせ、角度分布を持った照明光（Ｌ 1 ，
Ｌ 2 ）で照明された第１物体のパターンの像を、投影光
学系（Ｇ 1 〜Ｇ 4 ，Ｍ 1 〜Ｍ 3 ）を介して第２物体上に投影
して走査露光を行い、走査露光中に、第１物体の第１方
向の位置情報とヨーイング情報とを計測することとし
た。
【０００９】
【作用】その走査露光中に、第１物体（８）のパターン
面に垂直な方向に対して傾いた斜入射光束を用いて第１
物体を照明するようにしているので、高解像度、大焦点
深度の走査露光が可能となるとともに、その走査露光中
に第１物体の第１方向の位置情報とヨーイング情報とを
計測しているので、それらの計測情報を用いて高精度な
走査露光が可能となる。
面に垂直な方向に対して傾いた斜入射光束を用いて第１
物体を照明するようにしているので、高解像度、大焦点
深度の走査露光が可能となるとともに、その走査露光中
に第１物体の第１方向の位置情報とヨーイング情報とを
計測しているので、それらの計測情報を用いて高精度な
走査露光が可能となる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の実施例による投影露光装置の
概略的な構成を示し、本実施例では屈折素子と反射素子
との組み合わせで構成された１／４縮小の反射屈折縮小
投影光学系（以下、単に投影光学系と呼ぶ）を備えたス
テップアンドスキャン方式の投影露光装置について説明
する。
概略的な構成を示し、本実施例では屈折素子と反射素子
との組み合わせで構成された１／４縮小の反射屈折縮小
投影光学系（以下、単に投影光学系と呼ぶ）を備えたス
テップアンドスキャン方式の投影露光装置について説明
する。
【００１１】図１において、水銀ランプ１から射出した
照明光ＩＬは楕円鏡２で反射され、オプチカルインテグ
レータ（フライアイレンズ）、開口絞り（σ絞り）、及
び円弧状スリットを有する絞り部材等を含む照明光学系
３に入射する。尚、開口絞りは照明光学系の開口数、す
なわちσ値（投影光学系のレチクル側開口数と照明光学
系の開口数との比）を規定するための可変絞りであり、
本実施例ではσ値（コヒーレンスファクター）が０．１
〜０．３程度となるようにその開口径が定められてい
る。
照明光ＩＬは楕円鏡２で反射され、オプチカルインテグ
レータ（フライアイレンズ）、開口絞り（σ絞り）、及
び円弧状スリットを有する絞り部材等を含む照明光学系
３に入射する。尚、開口絞りは照明光学系の開口数、す
なわちσ値（投影光学系のレチクル側開口数と照明光学
系の開口数との比）を規定するための可変絞りであり、
本実施例ではσ値（コヒーレンスファクター）が０．１
〜０．３程度となるようにその開口径が定められてい
る。
【００１２】さらに照明光学系３を射出した照明光は、
ミラー４、コンデンサーレンズ５、及び裏面（レチクル
側の面）に回折格子状パターン７が形成されたガラス基
板６を介してレチクル８に照射される。ガラス基板６は
照明光ＩＬに対して透明な基板（石英基板等）であり、
回折格子状パターン７は基板６上に所定のピッチＰGで
設けられている１次元の位相型回折格子である。位相格
子パターン７は誘電体薄膜をパターンニングしたもの
で、デューティは１：１であり、その詳細は後述する。
尚、光源１からコンデンサーレンズ５までの構成は、従
来装置と全く同様である。
ミラー４、コンデンサーレンズ５、及び裏面（レチクル
側の面）に回折格子状パターン７が形成されたガラス基
板６を介してレチクル８に照射される。ガラス基板６は
照明光ＩＬに対して透明な基板（石英基板等）であり、
回折格子状パターン７は基板６上に所定のピッチＰGで
設けられている１次元の位相型回折格子である。位相格
子パターン７は誘電体薄膜をパターンニングしたもの
で、デューティは１：１であり、その詳細は後述する。
尚、光源１からコンデンサーレンズ５までの構成は、従
来装置と全く同様である。
【００１３】さて、ガラス基板６にほぼ垂直に入射した
照明光ＩＬが回折格子状パターン７に入射すると、パタ
ーン７からは±１次回折光のみが発生し、ここで回折さ
れた±１次回折光は、レチクル８に対して所定角度だけ
傾いてパターン領域８ａ内に形成された回路パターン
（１次元のラインアンドスペースパターン）に入射す
る。尚、レチクルパターン面での照明光の照明領域は円
弧状である。レチクル８は、コラム１２上を少なくとも
Ｚ方向（紙面内上下方向）に等速移動可能なレチクルス
テージ９に保持される。レチクルステージ９は駆動系１
１によってＺ方向の一次元走査移動、ヨーイング補正の
ための微小回転移動等を行う。また、レチクルステージ
９の一端にはレーザ干渉計１０からの測長ビームを反射
する移動鏡９ｍが固定され、レチクル８のＺ方向の位置
とヨーイング量とが干渉計１０によってリアルタイムに
計測される。
照明光ＩＬが回折格子状パターン７に入射すると、パタ
ーン７からは±１次回折光のみが発生し、ここで回折さ
れた±１次回折光は、レチクル８に対して所定角度だけ
傾いてパターン領域８ａ内に形成された回路パターン
（１次元のラインアンドスペースパターン）に入射す
る。尚、レチクルパターン面での照明光の照明領域は円
弧状である。レチクル８は、コラム１２上を少なくとも
Ｚ方向（紙面内上下方向）に等速移動可能なレチクルス
テージ９に保持される。レチクルステージ９は駆動系１
１によってＺ方向の一次元走査移動、ヨーイング補正の
ための微小回転移動等を行う。また、レチクルステージ
９の一端にはレーザ干渉計１０からの測長ビームを反射
する移動鏡９ｍが固定され、レチクル８のＺ方向の位置
とヨーイング量とが干渉計１０によってリアルタイムに
計測される。
【００１４】レチクル８に形成されたパターンは、投影
光学系（Ｇ1 〜Ｇ4 、Ｍ1 、Ｍ2)により１／４に縮小さ
れてウエハ１３上に転写される。ウエハ１３は微小回転
可能なウエハホルダ１４に保持されるとともに、このホ
ルダ１４は２次元移動可能なウエハステージ１５上に設
けられている。ウエハステージ１５は駆動系１７により
駆動され、その座標位置とヨーイング量とはレーザ干渉
計１６によって計測される。また、ウエハステージ１５
の端部には干渉計１６からの測長ビームを反射するため
の固定鏡１４ｍが固定されている。
光学系（Ｇ1 〜Ｇ4 、Ｍ1 、Ｍ2)により１／４に縮小さ
れてウエハ１３上に転写される。ウエハ１３は微小回転
可能なウエハホルダ１４に保持されるとともに、このホ
ルダ１４は２次元移動可能なウエハステージ１５上に設
けられている。ウエハステージ１５は駆動系１７により
駆動され、その座標位置とヨーイング量とはレーザ干渉
計１６によって計測される。また、ウエハステージ１５
の端部には干渉計１６からの測長ビームを反射するため
の固定鏡１４ｍが固定されている。
【００１５】さて、図１中の投影光学系（Ｇ1 〜Ｇ4 、
Ｍ1 〜Ｍ3)の有効露光領域は円弧状のスリット領域であ
り、露光動作時にはより広い実効露光領域を得るため、
レチクル８とウエハ１３との各々を所定速度でＺ方向と
Ｘ方向とに移動（スキャン）する。このとき、主制御系
１８はレチクル８とウエハ１３との結像関係を崩さない
ように、ステージ９、１５のスキャン速度を制御する。
本実施例では投影倍率を１／４としたので、スキャン露
光時のウエハステージ１５のＸ方向の移動速度Ｖwsは、
レチクルステージ９のＺ方向の移動速度Ｖrsの１／４で
ある。主制御系１８は、干渉計１０、１６からの位置情
報（さらには速度情報）やヨーイング情報、駆動系１
１、１７内のタコジェネレータ等からの速度情報等に基
づいて、スキャン露光時にレチクルステージ９とウエハ
ステージ１５とを所定の速度比を保ちつつ、レチクルパ
ターンとウエハ１３上の１つのショット領域との相対位
置関係を所定のアライメント誤差内に押えたまま相対移
動させる。
Ｍ1 〜Ｍ3)の有効露光領域は円弧状のスリット領域であ
り、露光動作時にはより広い実効露光領域を得るため、
レチクル８とウエハ１３との各々を所定速度でＺ方向と
Ｘ方向とに移動（スキャン）する。このとき、主制御系
１８はレチクル８とウエハ１３との結像関係を崩さない
ように、ステージ９、１５のスキャン速度を制御する。
本実施例では投影倍率を１／４としたので、スキャン露
光時のウエハステージ１５のＸ方向の移動速度Ｖwsは、
レチクルステージ９のＺ方向の移動速度Ｖrsの１／４で
ある。主制御系１８は、干渉計１０、１６からの位置情
報（さらには速度情報）やヨーイング情報、駆動系１
１、１７内のタコジェネレータ等からの速度情報等に基
づいて、スキャン露光時にレチクルステージ９とウエハ
ステージ１５とを所定の速度比を保ちつつ、レチクルパ
ターンとウエハ１３上の１つのショット領域との相対位
置関係を所定のアライメント誤差内に押えたまま相対移
動させる。
【００１６】ここで、図１中に示した投影光学系の具体
的な構成について説明する。図示の通り、レチクルパタ
ーン面からの光束は両凸正レンズＬ11とレチクル側に凸
面を向けた負メニスカスレンズＬ12とから成る第１レン
ズ群Ｇ1 を通り、第１凹面反射鏡Ｍ1 に導かれ、ここで
の反射により所定の縮小倍率が与えられ、第１凹面反射
鏡Ｍ1 側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ21と第１
凹面反射鏡Ｍ1 側により強い曲率の面を向けた正レンズ
Ｌ22とから成る第２レンズ群Ｇ2 に入射する。第２レン
ズ群Ｇ2 により、さらに縮小された１次像Ｉ1 が形成さ
れる。１次像Ｉ 1 からの光束は光路屈曲用の平面反射鏡
Ｍ3 にて反射され、第２凹面反射鏡Ｍ2に入射し、ここ
での反射により等倍よりやや大きい倍率が与えられる。
さらに、第２凹面反射鏡Ｍ2 側により強い曲率の面を向
けた正レンズＬ31、第２凹面反射鏡Ｍ2 側に凸面を向け
たメニスカスレンズＬ32、及び第２凹面反射鏡Ｍ2 側に
より強い曲率の面を向けた正レンズＬ33から成る第３レ
ンズ群Ｇ3 により縮小倍率を与えられ、１次像Ｉ1 をさ
らに縮小した２次像がウエハ１３上に形成される。ここ
では、第２凹面反射鏡Ｍ2 と第３レンズ群Ｇ3 との間
に、第４レンズ群Ｇ4として弱い負屈折力を有する負レ
ンズが配置されており、高次の球面収差を良好に補正し
ている。
的な構成について説明する。図示の通り、レチクルパタ
ーン面からの光束は両凸正レンズＬ11とレチクル側に凸
面を向けた負メニスカスレンズＬ12とから成る第１レン
ズ群Ｇ1 を通り、第１凹面反射鏡Ｍ1 に導かれ、ここで
の反射により所定の縮小倍率が与えられ、第１凹面反射
鏡Ｍ1 側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ21と第１
凹面反射鏡Ｍ1 側により強い曲率の面を向けた正レンズ
Ｌ22とから成る第２レンズ群Ｇ2 に入射する。第２レン
ズ群Ｇ2 により、さらに縮小された１次像Ｉ1 が形成さ
れる。１次像Ｉ 1 からの光束は光路屈曲用の平面反射鏡
Ｍ3 にて反射され、第２凹面反射鏡Ｍ2に入射し、ここ
での反射により等倍よりやや大きい倍率が与えられる。
さらに、第２凹面反射鏡Ｍ2 側により強い曲率の面を向
けた正レンズＬ31、第２凹面反射鏡Ｍ2 側に凸面を向け
たメニスカスレンズＬ32、及び第２凹面反射鏡Ｍ2 側に
より強い曲率の面を向けた正レンズＬ33から成る第３レ
ンズ群Ｇ3 により縮小倍率を与えられ、１次像Ｉ1 をさ
らに縮小した２次像がウエハ１３上に形成される。ここ
では、第２凹面反射鏡Ｍ2 と第３レンズ群Ｇ3 との間
に、第４レンズ群Ｇ4として弱い負屈折力を有する負レ
ンズが配置されており、高次の球面収差を良好に補正し
ている。
【００１７】上記の構成において、第１レンズ群Ｇ1 、
第１凹面反射鏡Ｍ1 、及び第２レンズ群Ｇ2 が第１部分
光学系を構成し、第２凹面反射鏡Ｍ2 、第３レンズ群Ｇ
3 、及び第４レンズ群Ｇ4 が第２部分光学系を構成して
いる。第１部分光学系における第２レンズ群Ｇ2 は第１
凹面反射鏡Ｍ1 に向かう光束を遮ることなく第１凹面反
射鏡Ｍ1 からの反射光のみを集光するために、第１部分
光学系の光軸ＡX1の片側にのみ設けられている。また、
光路屈曲用の平面反射鏡Ｍ3 は、第３レンズ群Ｇ3 の近
傍において第１部分光学系の光軸ＡX1に対して４５°の
角度で斜設され、第２部分光学系の光軸ＡX2を第１部分
光学系の光軸ＡX1に対して直交するように構成してい
る。平面反射鏡Ｍ3 は１次像Ｉ1 の近傍でもあるため、
その大きさは小さく、第３レンズ群Ｇ3 中の第１正レン
ズＬ31の一部を切り欠くことで十分設置することができ
る。また、第２部分光学系中の第４レンズ群Ｇ4 は第１
部分光学系の光路を遮らないように設けられる。尚、こ
こでは平面反射鏡Ｍ3 の斜設角度を４５°としたが、当
然ながら光路の分離が可能な範囲で任意の配置とするこ
とができる。
第１凹面反射鏡Ｍ1 、及び第２レンズ群Ｇ2 が第１部分
光学系を構成し、第２凹面反射鏡Ｍ2 、第３レンズ群Ｇ
3 、及び第４レンズ群Ｇ4 が第２部分光学系を構成して
いる。第１部分光学系における第２レンズ群Ｇ2 は第１
凹面反射鏡Ｍ1 に向かう光束を遮ることなく第１凹面反
射鏡Ｍ1 からの反射光のみを集光するために、第１部分
光学系の光軸ＡX1の片側にのみ設けられている。また、
光路屈曲用の平面反射鏡Ｍ3 は、第３レンズ群Ｇ3 の近
傍において第１部分光学系の光軸ＡX1に対して４５°の
角度で斜設され、第２部分光学系の光軸ＡX2を第１部分
光学系の光軸ＡX1に対して直交するように構成してい
る。平面反射鏡Ｍ3 は１次像Ｉ1 の近傍でもあるため、
その大きさは小さく、第３レンズ群Ｇ3 中の第１正レン
ズＬ31の一部を切り欠くことで十分設置することができ
る。また、第２部分光学系中の第４レンズ群Ｇ4 は第１
部分光学系の光路を遮らないように設けられる。尚、こ
こでは平面反射鏡Ｍ3 の斜設角度を４５°としたが、当
然ながら光路の分離が可能な範囲で任意の配置とするこ
とができる。
【００１８】図２は、回折格子状パターン７、及びレチ
クル８の部分拡大図である。ここで、回折格子状パター
ン７は位相シフトパターンであり、位相シフト部を透過
した光の位相が光透過部（ガラス裸面部）の透過光の位
相に対してほぼ（２ｎ＋１）π[rad](ｎは整数）だけず
れるものとする。さて、ガラス基板６にほぼ垂直に入射
した照明光ＩＬが回折格子状パターン７に入射すると、
パターン７から発生する回折光は主に±１次回折光のみ
となり、特に０次光（直進光）は発生しない。このた
め、レチクル８に入射する照明光としては垂直入射光束
がなくなり、斜入射光束のみとなる。すなわち、回折格
子状パターン７からの±１次回折光Ｌ1 、Ｌ2 は、レチ
クル８と垂直な方向に対して互いに角度θ(sinθ＝λ／
ＰG 、λ：照明光ＩＬの波長）だけ傾いて対称的にレチ
クルパターン（１次元のラインアンドスペースパター
ン）ＲＰに入射することになる。
クル８の部分拡大図である。ここで、回折格子状パター
ン７は位相シフトパターンであり、位相シフト部を透過
した光の位相が光透過部（ガラス裸面部）の透過光の位
相に対してほぼ（２ｎ＋１）π[rad](ｎは整数）だけず
れるものとする。さて、ガラス基板６にほぼ垂直に入射
した照明光ＩＬが回折格子状パターン７に入射すると、
パターン７から発生する回折光は主に±１次回折光のみ
となり、特に０次光（直進光）は発生しない。このた
め、レチクル８に入射する照明光としては垂直入射光束
がなくなり、斜入射光束のみとなる。すなわち、回折格
子状パターン７からの±１次回折光Ｌ1 、Ｌ2 は、レチ
クル８と垂直な方向に対して互いに角度θ(sinθ＝λ／
ＰG 、λ：照明光ＩＬの波長）だけ傾いて対称的にレチ
クルパターン（１次元のラインアンドスペースパター
ン）ＲＰに入射することになる。
【００１９】この結果、例えば特開平４−１０１１４８
号公報に開示されている変形光源法（傾斜照明法）と同
様に、レチクルパターンＲＰから発生する±１次回折光
のいずれか一方と０次回折光とが、投影光学系の瞳面
（フーリエ変換面）内で光軸からほぼ等距離だけ離れた
２つの部分領域を通過し、高解像度と大焦点深度とが得
られることになる。すなわち、本発明は前述の回折格子
状パターンをレチクルパターンの光源側近傍に設けるこ
とにより、原理的には変形光源（傾斜照明）と等価な照
明を実現させたものである。
号公報に開示されている変形光源法（傾斜照明法）と同
様に、レチクルパターンＲＰから発生する±１次回折光
のいずれか一方と０次回折光とが、投影光学系の瞳面
（フーリエ変換面）内で光軸からほぼ等距離だけ離れた
２つの部分領域を通過し、高解像度と大焦点深度とが得
られることになる。すなわち、本発明は前述の回折格子
状パターンをレチクルパターンの光源側近傍に設けるこ
とにより、原理的には変形光源（傾斜照明）と等価な照
明を実現させたものである。
【００２０】ここで、回折格子状パターン７への入射角
も垂直のみでなく、垂直を中心としてある範囲（照明光
の開口数ＮＡIL）を持つが、この場合発生する回折光も
上記のθ方向を中心としてＮＡILの範囲を有する。ま
た、基板６上での回折格子状パターン７の形成領域は、
レチクル８のパターン面における照明領域（円弧状のス
リット領域）と同程度以上の大きさに定めれば良い。こ
のとき、上記の如き照明光の開口数ＮＡILを考慮し、回
折格子状パターン７の形成領域を、少なくとも開口数Ｎ
ＡILに見合った量だけ照明領域より広げておくことが望
ましい。
も垂直のみでなく、垂直を中心としてある範囲（照明光
の開口数ＮＡIL）を持つが、この場合発生する回折光も
上記のθ方向を中心としてＮＡILの範囲を有する。ま
た、基板６上での回折格子状パターン７の形成領域は、
レチクル８のパターン面における照明領域（円弧状のス
リット領域）と同程度以上の大きさに定めれば良い。こ
のとき、上記の如き照明光の開口数ＮＡILを考慮し、回
折格子状パターン７の形成領域を、少なくとも開口数Ｎ
ＡILに見合った量だけ照明領域より広げておくことが望
ましい。
【００２１】さらに、本実施例ではレチクル８の光源側
近傍に配置したガラス基板６の下面に回折格子状パター
ン７を形成しているが、レチクル８と垂直な方向に関す
る回折格子状パターン７とレチクルパターンＲＰとの間
隔Δｔは狭い方が良い。これは、回折格子状パターン７
の半影ぼけの影響等を除去するためである。尚、レチク
ルパターンＲＰに対する傾斜照明を実現するための間隔
Δｔは、Δｔ≧ＰG ／２ＮＡILなる関係を満足すれば良
い。また、回折格子状パターン７のピッチＰGとレチク
ルパターンＲＰのピッチＰR とは、ＰG ＝２×ＰR なる
関係に定められている。さらにレチクルパターンＲＰと
回折格子状パターン７とは、互いにほぼ平行となるよう
に配置され、回折格子状パターン７の周期（ピッチ）方
向とレチクルパターンＲＰの周期（ピッチ）方向とがほ
ぼ一致するように、レチクル８に対してガラス基板６が
相対的に位置合わせされる。従って、ガラス基板６（回
折格子状パターン７）はレチクルパターンのピッチに応
じて交換可能に構成するとともに、レチクル８とほぼ平
行な面内で２次元移動、及び回転可能に構成しておくこ
とが望ましい。
近傍に配置したガラス基板６の下面に回折格子状パター
ン７を形成しているが、レチクル８と垂直な方向に関す
る回折格子状パターン７とレチクルパターンＲＰとの間
隔Δｔは狭い方が良い。これは、回折格子状パターン７
の半影ぼけの影響等を除去するためである。尚、レチク
ルパターンＲＰに対する傾斜照明を実現するための間隔
Δｔは、Δｔ≧ＰG ／２ＮＡILなる関係を満足すれば良
い。また、回折格子状パターン７のピッチＰGとレチク
ルパターンＲＰのピッチＰR とは、ＰG ＝２×ＰR なる
関係に定められている。さらにレチクルパターンＲＰと
回折格子状パターン７とは、互いにほぼ平行となるよう
に配置され、回折格子状パターン７の周期（ピッチ）方
向とレチクルパターンＲＰの周期（ピッチ）方向とがほ
ぼ一致するように、レチクル８に対してガラス基板６が
相対的に位置合わせされる。従って、ガラス基板６（回
折格子状パターン７）はレチクルパターンのピッチに応
じて交換可能に構成するとともに、レチクル８とほぼ平
行な面内で２次元移動、及び回転可能に構成しておくこ
とが望ましい。
【００２２】以上、本発明の原理と回折格子状パターン
の具体的な構成とについて説明したが、実際のレチクル
パターンは主に、互いに直交する２方向の各々に配列さ
れた周期性パターン（縦方向パターンと横方向パター
ン）を多く含んでいる。そこで、この種のレチクルパタ
ーンに好適な回折格子状パターンの一例を図３に示す。
図３に示すように、回折格子状パターン３０は市松格子
状の位相型回折格子（位相シフトパターン）である。ま
た、ガラス基板６上での回折格子状パターン３０の形成
領域は円弧状で、レチクルパターン面での照明光学系の
照明領域、すなわち投影光学系の有効露光領域よりも多
少広くなるように定めれている。これは、回折格子状パ
ターン３０とレチクルパターンＲＰとの間隔Δｔによっ
て発生する照明領域の広がり（ぼけ）を考慮してのこと
である。尚、図３では図示の都合上、市松格子の大きさ
（ピッチ）を誇張して示してある。実際は、円弧状領域
に比べてはるかに微細なピッチＰG ＝２×ＰR で形成さ
れている。
の具体的な構成とについて説明したが、実際のレチクル
パターンは主に、互いに直交する２方向の各々に配列さ
れた周期性パターン（縦方向パターンと横方向パター
ン）を多く含んでいる。そこで、この種のレチクルパタ
ーンに好適な回折格子状パターンの一例を図３に示す。
図３に示すように、回折格子状パターン３０は市松格子
状の位相型回折格子（位相シフトパターン）である。ま
た、ガラス基板６上での回折格子状パターン３０の形成
領域は円弧状で、レチクルパターン面での照明光学系の
照明領域、すなわち投影光学系の有効露光領域よりも多
少広くなるように定めれている。これは、回折格子状パ
ターン３０とレチクルパターンＲＰとの間隔Δｔによっ
て発生する照明領域の広がり（ぼけ）を考慮してのこと
である。尚、図３では図示の都合上、市松格子の大きさ
（ピッチ）を誇張して示してある。実際は、円弧状領域
に比べてはるかに微細なピッチＰG ＝２×ＰR で形成さ
れている。
【００２３】さて、図３の如き回折格子状パターン３０
にほぼ垂直に照明光ＩＬが入射すると、４つの１次回折
光がそれぞれ（Ｙ、Ｚ）＝（＋１、＋１）、（＋１、−
１）、（−１、＋１）、（−１、−１）の方向に発生す
ることになる。また、その回折角は市松格子状パターン
の周期（ピッチ）によって一義的に定まる。従って、レ
チクル８に入射する光束は主として上記４方向からの１
次回折光のみとなり、垂直入射光束（回折格子状パター
ン３０からの０次回折光）は生じない。
にほぼ垂直に照明光ＩＬが入射すると、４つの１次回折
光がそれぞれ（Ｙ、Ｚ）＝（＋１、＋１）、（＋１、−
１）、（−１、＋１）、（−１、−１）の方向に発生す
ることになる。また、その回折角は市松格子状パターン
の周期（ピッチ）によって一義的に定まる。従って、レ
チクル８に入射する光束は主として上記４方向からの１
次回折光のみとなり、垂直入射光束（回折格子状パター
ン３０からの０次回折光）は生じない。
【００２４】この結果、レチクル８への入射光２１の角
度分布は図４に示す如きものとなる。図４において、ｕ
はＹ方向の角度、ｖはＺ方向の角度を示し、２０は投影
光学系の開口を表している。これは、最近提案されてい
る変形光源法と全く等価なものである。これらの各回折
光のレチクルへの入射角は、レチクルパターンのピッチ
により最適値を有する。この入射角については、例えば
1992年ＳＰＩＥ 1974-63 "New Imaging Technique for
64M-DRAM" 等に述べられている。但し、本実施例のよう
にレチクルの光源側近傍に配置した位相型回折格子によ
り回折光を発生させることで、変形光源法と等価な照明
状態（系）を実現する場合には、位相型回折格子のピッ
チをＸ、Ｙ方向共に、レチクルパターンのＸ、Ｙ方向の
ピッチの２倍に定めておけば良い。これは、図３に示し
た市松格子の場合にも全く同様である。これによって、
レチクルパターンのピッチに応じた最適な照明光入射角
を得ることができる。
度分布は図４に示す如きものとなる。図４において、ｕ
はＹ方向の角度、ｖはＺ方向の角度を示し、２０は投影
光学系の開口を表している。これは、最近提案されてい
る変形光源法と全く等価なものである。これらの各回折
光のレチクルへの入射角は、レチクルパターンのピッチ
により最適値を有する。この入射角については、例えば
1992年ＳＰＩＥ 1974-63 "New Imaging Technique for
64M-DRAM" 等に述べられている。但し、本実施例のよう
にレチクルの光源側近傍に配置した位相型回折格子によ
り回折光を発生させることで、変形光源法と等価な照明
状態（系）を実現する場合には、位相型回折格子のピッ
チをＸ、Ｙ方向共に、レチクルパターンのＸ、Ｙ方向の
ピッチの２倍に定めておけば良い。これは、図３に示し
た市松格子の場合にも全く同様である。これによって、
レチクルパターンのピッチに応じた最適な照明光入射角
を得ることができる。
【００２５】また、上記関係は照明光の波長によらず一
定であるので、光源が広帯域、あるいは離散的な数本の
輝線よりなる波長幅を有していても、レチクルパターン
のピッチに応じた最適の照明条件を実現できる。尚、位
相型回折格子７、３０によって与えられる位相差は露光
波長が変化すると、理想的な位相差π[rad] よりずれる
ことになる。但し、例えば中心波長が２４０ｎｍで波長
幅が±１０ｎｍ程度の光源を想定すると、波長２４０ｎ
ｍの光に対して１８０°（π[rad])の位相差を与える位
相シフターは、２３０ｎｍの光に対しては１８７．８°
の位相差を与えることになる。このような場合、位相シ
フターによる０次光の相殺は完全には生じないため、図
４の原点（ｕ＝ｖ＝０）近傍に０次回折光が生じる、す
なわちレチクルに対して従来の如きほぼ垂直なる入射光
が生じてしまうことになる。この結果、上記構成の装置
（図１）における変形光源法と等価な効果は薄らぐこと
となる。しかしながら、１８７．８°の位相差で生じる
０次光と４つの１次回折光との強度比はわずか０．７％
にすぎないので、実質上像質（解像度、焦点深度）が劣
化するような量ではない。
定であるので、光源が広帯域、あるいは離散的な数本の
輝線よりなる波長幅を有していても、レチクルパターン
のピッチに応じた最適の照明条件を実現できる。尚、位
相型回折格子７、３０によって与えられる位相差は露光
波長が変化すると、理想的な位相差π[rad] よりずれる
ことになる。但し、例えば中心波長が２４０ｎｍで波長
幅が±１０ｎｍ程度の光源を想定すると、波長２４０ｎ
ｍの光に対して１８０°（π[rad])の位相差を与える位
相シフターは、２３０ｎｍの光に対しては１８７．８°
の位相差を与えることになる。このような場合、位相シ
フターによる０次光の相殺は完全には生じないため、図
４の原点（ｕ＝ｖ＝０）近傍に０次回折光が生じる、す
なわちレチクルに対して従来の如きほぼ垂直なる入射光
が生じてしまうことになる。この結果、上記構成の装置
（図１）における変形光源法と等価な効果は薄らぐこと
となる。しかしながら、１８７．８°の位相差で生じる
０次光と４つの１次回折光との強度比はわずか０．７％
にすぎないので、実質上像質（解像度、焦点深度）が劣
化するような量ではない。
【００２６】また、図１から明らかなように回折格子状
パターン７は、レチクルパターンを転写すべきウエハ面
と共役な関係（結像関係）にはないので、その欠陥や付
着した異物がウエハ面に転写され難く、多少の欠陥等が
存在していても全く問題とはならない。さらに、図３に
示す如き位相型回折格子３０に対して、レチクル８はＺ
方向に走査（スキャン）されることになるが、このスキ
ャンに伴う平均化（Ｚ方向）によっても回折格子の欠陥
等が平滑化され、より一層目立たなくなるという効果が
ある。
パターン７は、レチクルパターンを転写すべきウエハ面
と共役な関係（結像関係）にはないので、その欠陥や付
着した異物がウエハ面に転写され難く、多少の欠陥等が
存在していても全く問題とはならない。さらに、図３に
示す如き位相型回折格子３０に対して、レチクル８はＺ
方向に走査（スキャン）されることになるが、このスキ
ャンに伴う平均化（Ｚ方向）によっても回折格子の欠陥
等が平滑化され、より一層目立たなくなるという効果が
ある。
【００２７】ここで、上記実施例（図２）では回折格子
状パターン７をガラス基板６に形成していたが、例えば
レチクル８のガラス面（パターン形成面と反対側の面）
に形成しても良い。但し、この場合にはレチクルパター
ンの形成領域８ａに対応してほぼ全面に回折格子状パタ
ーンを形成しておく必要がある。また、レチクル８のパ
ターン面と共役な面、もしくはその共役面から光源側に
所定間隔（上記Δｔとコンデンサーレンズ５等を含む合
成系の倍率とに対応した値）だけ離れた面内に回折格子
状パターンを配置するようにしても良い。前者の場合、
欠陥等の転写という問題は上記の如きスキャンに伴う平
均化効果のみにより低減するしかないが、先に述べた半
影ぼけはなくなるといった利点がある。後者の場合は、
上記実施例と全く同様の効果が得られる。さらに、レチ
クルパターン面での照明領域を円弧状とするため、照明
光学系３中のレチクルパターン面とほぼ共役な面内に配
置される絞り部材、すなわち円弧状スリットに回折格子
状パターンを形成するようにしても良い。
状パターン７をガラス基板６に形成していたが、例えば
レチクル８のガラス面（パターン形成面と反対側の面）
に形成しても良い。但し、この場合にはレチクルパター
ンの形成領域８ａに対応してほぼ全面に回折格子状パタ
ーンを形成しておく必要がある。また、レチクル８のパ
ターン面と共役な面、もしくはその共役面から光源側に
所定間隔（上記Δｔとコンデンサーレンズ５等を含む合
成系の倍率とに対応した値）だけ離れた面内に回折格子
状パターンを配置するようにしても良い。前者の場合、
欠陥等の転写という問題は上記の如きスキャンに伴う平
均化効果のみにより低減するしかないが、先に述べた半
影ぼけはなくなるといった利点がある。後者の場合は、
上記実施例と全く同様の効果が得られる。さらに、レチ
クルパターン面での照明領域を円弧状とするため、照明
光学系３中のレチクルパターン面とほぼ共役な面内に配
置される絞り部材、すなわち円弧状スリットに回折格子
状パターンを形成するようにしても良い。
【００２８】また、図３に示したように上記実施例で
は、レチクル８のスキャン方向（Ｚ方向）と回折格子状
パターン３０の周期方向（ピッチ方向で、Ｙ、Ｚ方向）
とを一致、または直交させていたが、上記の如きスキャ
ンによる平均化効果により、少なくとも一方の周期方向
をスキャン方向に対してほんのわずかにずらしても良
い。このことは、回折格子状パターンを製造する上で有
利になることを意味している。
は、レチクル８のスキャン方向（Ｚ方向）と回折格子状
パターン３０の周期方向（ピッチ方向で、Ｙ、Ｚ方向）
とを一致、または直交させていたが、上記の如きスキャ
ンによる平均化効果により、少なくとも一方の周期方向
をスキャン方向に対してほんのわずかにずらしても良
い。このことは、回折格子状パターンを製造する上で有
利になることを意味している。
【００２９】ところで、図１の装置に適用される回折格
子状パターンは、投影光学系（及び照明光学系）のレチ
クル側有効領域程度の大きさ（面積）であれば良く、レ
チクルのパターン領域に対応してその全面に形成してお
く必要はない。従って、大きなサイズのレチクルを使用
する場合でも、回折格子自体は小型のもので良く、コス
ト的に有利である。また、同一ガラス基板上に、互いに
ピッチや周期方向が異なる複数の位相型回折格子を形成
しておき、レチクルパターンのピッチに応じてガラス基
板を移動し、そのレチクルパターンに最適な回折格子を
照明光路中に配置するように構成しても良い。
子状パターンは、投影光学系（及び照明光学系）のレチ
クル側有効領域程度の大きさ（面積）であれば良く、レ
チクルのパターン領域に対応してその全面に形成してお
く必要はない。従って、大きなサイズのレチクルを使用
する場合でも、回折格子自体は小型のもので良く、コス
ト的に有利である。また、同一ガラス基板上に、互いに
ピッチや周期方向が異なる複数の位相型回折格子を形成
しておき、レチクルパターンのピッチに応じてガラス基
板を移動し、そのレチクルパターンに最適な回折格子を
照明光路中に配置するように構成しても良い。
【００３０】尚、上記実施例では投影光学系として反射
屈折縮小投影光学系を用いた例を示したが、反射素子の
みから成る投影光学系、屈折素子のみから成る投影光学
系等を用いても、上記と全く同様の効果を得られる。特
に屈折素子のみから成る投影光学系を用いる場合には、
レチクルパターン面上での照明領域を矩形状としても良
い。また、上記の如き投影光学系の投影倍率も任意の倍
率であって構わない。さらに、ステップアンドスキャン
方式以外のいかなるスキャン方式の投影露光装置に対し
ても本発明を適用して同様の効果を得ることができる。
屈折縮小投影光学系を用いた例を示したが、反射素子の
みから成る投影光学系、屈折素子のみから成る投影光学
系等を用いても、上記と全く同様の効果を得られる。特
に屈折素子のみから成る投影光学系を用いる場合には、
レチクルパターン面上での照明領域を矩形状としても良
い。また、上記の如き投影光学系の投影倍率も任意の倍
率であって構わない。さらに、ステップアンドスキャン
方式以外のいかなるスキャン方式の投影露光装置に対し
ても本発明を適用して同様の効果を得ることができる。
【００３１】
【効果】以上のように本発明によれば、高解像度、大焦
点深度の走査露光が可能となるとともに、高精度な走査
露光が可能となる。また露光波長が比較的広帯域でもよ
い反射型、もしくは反射屈折型の投影光学系を備えた投
影露光装置にも容易に応用できる。
点深度の走査露光が可能となるとともに、高精度な走査
露光が可能となる。また露光波長が比較的広帯域でもよ
い反射型、もしくは反射屈折型の投影光学系を備えた投
影露光装置にも容易に応用できる。
【図１】本発明の実施例による投影露光装置の概略的な
構成を示す図。
構成を示す図。
【図２】回折格子状パターン及びレチクルの部分拡大
図。
図。
【図３】図１に示す装置に好適な回折格子状パターンの
一例を示す図。
一例を示す図。
【図４】図３に示す回折格子状パターンを用いたときの
レチクルへの入射光の角度分布を示す図。
レチクルへの入射光の角度分布を示す図。
６ ガラス基板 ７、３０ 回折格子状パターン ８ レチクル １３ ウエハ １８ 主制御系 Ｇ1 〜Ｇ4 、Ｍ1 〜Ｍ3 投影光学系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−179958（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−180612（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−101148（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−91662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−288014（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−156737（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−277612（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−196513（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20
Claims (32)
- 【請求項１】 照明光に対して、パターンが形成された
第１物体を第１方向へ移動するとともに、該第１物体と
同期して第２物体を第２方向へ移動することにより該第
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物体のパターン面における前記照明光の照明領
域をスリット状に規定するとともに、該スリット状に規
定された照明光に、前記第１物体のパターン面に垂直に
入射する光よりも前記第１物体のパターン面と垂直な方
向に対して傾いた方向から前記第１物体のパターン面に
入射する光が多くなるような角度分布をもたせる照明系
と 、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
る投影光学系と 、前記走査露光中に、前記第１物体の前記第１方向の位置
情報とヨーイング情報とを計測する第１計測手段と 、を備えたことを特徴とする走査型露光装置 。 - 【請求項２】 前記第１計測手段は、前記第１物体の速
度情報を計測する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】 前記走査露光中に、前記第２物体の前記
第２方向の位置情報およびヨーイング情報を計測する第
２計測手段をさらに備え、前記第１計測手段と前記第２計測手段から情報に基づい
て、前記走査露光中に、前記第１物体と前記第２物体と
を所定の速度比で移動させる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４】 前記走査露光中に、前記第２物体の前記
第２方向の位置情報およびヨーイング情報を計測する第
２計測手段をさらに備え、前記第１計測手段と前記第２計測手段からの情報に基づ
いて、前記走査露光中に、前記第１物体のパターンと前
記第２物体上の１つのショット領域との相対位置関係を
所定のアライメント誤差内に抑えつつ移動させることを
特徴とする請求項１に記載の走査型露光装置 。 - 【請求項５】 前記走査露光中に、前記第１物体と前記
第２物体とを互いに異なる速度で移動させることを特徴
とする請求項４に記載の走査型露光装置。 - 【請求項６】 前記走査露光中に、ヨーイング補正のた
めに前記第１物体 を微小回転させることを特徴とする請
求項４又は５に記載の走査型露光装置。 - 【請求項７】 前記照明系は、前記第１物体に形成され
たパターンに応じて前記傾いた方向からの照明光による
前記第１物体の照明条件を設定するための光学部材を有
することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載
の走査型露光装置。 - 【請求項８】 前記光学部材は、前記第１物体のパター
ンに応じて交換可能に設けら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】 前記光学部材は、前記第１物体のパター
ンに応じて移動可能に設けら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１０】 前記照明系は、前記第１物体に形成さ
れた周期性を有するパターンから発生する１次回折光と
０次回折光とのそれぞれが、前記投影光学系の瞳面で光
軸を含まない部分領域を通過するように、前記第１物体
に入射する照明光に角度分布を持たせたことを特徴とす
る請求項１〜９の何れか一項に記載の走査型露光装置。 - 【請求項１１】 前記照明系は、前記第１物体に形成さ
れた周期性を有するパターンから発生する異なる次数の
回折光のそれぞれが、前記投影光学系の瞳面で光軸から
ほぼ等距離だけ離れた部分領域を通過するよう、前記第
１物体に入射する照明光に角度分布を持たせたことを特
徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の走査型露光
装置。 - 【請求項１２】 前記照明系は、前記第１物体のパター
ン面に入射する照明光の角度分布を、前記第１物体に形
成されたパターンのピッチに応じて設定することを特徴
とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の走査型露光
装置。 - 【請求項１３】 前記投影光学系は、屈折素子と反射素
子との組み合わせで構成される反射屈折投影系、該反射
素子のみから構成される反射投影系、該屈折素子のみか
ら構成される屈折投影系のうちのいずれかであることを
特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の走査型
露光装置。 - 【請求項１４】 前記照明系は、前記第１物体のパター
ン面に入射する照明光を、前記第１物体のパターン面と
垂直な方向に対して傾いた方向から前記照明領域に入射
する斜入射光束のみとすることを特徴とする請求項１〜
１３の何れ か一項に記載の走査型露光装置。 - 【請求項１５】 前記照明系は、前記第１物体のパター
ン面に入射する照明光に、前記第１物体のパターン面に
垂直に入射する光よりも、前記第１物体のパターン面と
垂直な方向に対して前記第１方向に傾いた方向から前記
第１物体のパターン面に入射する光が多くなるような角
度分布をもたせることを特徴とする請求項１〜１４の何
れか一項に記載の走査型露光装置。 - 【請求項１６】 前記照明系は、前記第１物体のパター
ン面に入射する照明光に、前記第１物体のパターン面に
垂直に入射する光よりも、前記第１物体のパターン面と
垂直な方向に対して前記第１方向と直交する方向に傾い
た方向から前記第１物体のパターン面に入射する光が多
くなるような角度分布をもたせることを特徴とする請求
項１〜１４の何れか一項に記載の走査型露光装置。 - 【請求項１７】 前記照明領域は、円弧または矩形のス
リット状に規定されることを特徴とする請求項１〜１６
の何れか一項に記載の走査型露光装置。 - 【請求項１８】 請求項１〜１７の何れか一項に記載の
走査型露光装置を用いるデバイス製造方法。 - 【請求項１９】 照明光に対して、パターンが形成され
た第１物体を第１方向へ移動するとともに、該第１物体
と同期して第２物体を第２方向へ移動することにより該
第２物体を走査露光する走査露光方法において、前記第１物体のパターン面における前記照明光の照明領
域をスリット状に規定するとともに、該スリット状に規
定された照明光に、前記第１物体のパターン面に垂直に
入射する光よりも前記第１物体のパターン面と垂直な方
向に対して傾いた方向から前記第１物体のパターン面に
入射する光が多くなるような角度分布をもたせ、 前記角度分布を持った照明光で照明された前記第１物体
のパターンの像を、投影光学系を介して前記第２物体上
に投影して前記走査露光を行い 、前記走査露光中に、前記第１物体の前記第１方向の位置
情報とヨーイング情報とを計測することを特徴とする走
査露光方法 。 - 【請求項２０】 前記走査露光中に、前記第２物体の前
記第２方向の位置情報およびヨーイング情報を計測し、前記第１物体の前記第１方向の位置情報とヨーイング情
報、及び前記第２物体の前記第２方向の位置情報および
ヨーイング情報に基づいて、前記走査露光中に、前記第
１物体と前記第２物体とを所定の速度比で移動させるこ
とを特徴とする請求項１９に記載の走査露光方法 。 - 【請求項２１】 前記走査露光中に、前記第２物体の前
記第２方向の位置情報およびヨーイング情報を計測し、前記第１物体の前記第１方向の位置情報とヨーイング情
報、及び前記第２物体の前記第２方向の位置情報および
ヨーイング情報に基づいて、前記走査露光中に、前記第
１物体のパターンと前記第２物体上の１つのショット領
域との相対位置関係を所定のアライメント誤差内に抑え
つつ移動させることを特徴とする請求項１９に記載の走
査露光方法 。 - 【請求項２２】 前記走査露光中に、前記第１物体と前
記第２物体とを互いに異なる速度で移動させることを特
徴とする請求項２１に記載の走査露光方法。 - 【請求項２３】 前記走査露光中に、ヨーイング補正の
ために前記第１物体を微小回転させることを特徴とする
請求項２１又は２２に記載の走査露光方法。 - 【請求項２４】 前記投影光学系の瞳面で、前記第１物
体に形成された周期性を有するパターンから発生する１
次回折光と０次回折光とのそれぞれが光軸を含まない部
分領域を通過するように、前記第１物体に入射する照明
光に角度分布を持たせたことを特徴とする請求項１９〜
２３の何れか一項に記載の走査露光方法。 - 【請求項２５】 前記投影光学系の瞳面で、前記第１物
体に形成された周期性を有するパターンから発生する異
なる次数の回折光のそれぞれが光軸からほぼ等距離だけ
離れた部分領域を通過するように、前記第１物体に入射
する照明光に角度分布を持たせたことを特徴とする請求
項１９〜２３の何れか一項に記載の走査露光方法。 - 【請求項２６】 前記第１物体のパターン面に入射する
照明光の角度分布を、前記第１物体に形成されたパター
ンのピッチに応じて設定することを特徴と する請求項１
９〜２５の何れか一項に記載の走査露光方法。 - 【請求項２７】 前記第１物体のパターン面に入射する
照明光は、前記第１物体のパターン面に垂直に入射する
光よりも、前記第１物体のパターン面と垂直な方向に対
して前記第１方向に傾いた方向から前記第１物体のパタ
ーン面に入射する光が多くなるような角度分布をもつこ
とを特徴とする請求項１９〜２６の何れか一項に記載の
走査露光方法。 - 【請求項２８】 前記第１物体のパターン面に入射する
照明光は、前記第１物体のパターン面に垂直に入射する
光よりも、前記第１物体のパターン面と垂直な方向に対
して前記第１方向と直交する方向に傾いた方向から前記
第１物体のパターン面に入射する光が多くなるような角
度分布をもつことを特徴とする請求項１９〜２６の何れ
か一項に記載の走査露光方法。 - 【請求項２９】 前記第１物体に形成されたパターン
は、前記第１方向に配列された周期性パターンを含むこ
とを特徴とする請求項１９〜２８の何れか一項に記載の
走査露光方法。 - 【請求項３０】 前記第１物体に形成されたパターン
は、前記第１方向と直交する方向に配列された周期性パ
ターンを含むことを特徴とする請求項１９〜２８の何れ
か一項に記載の走査露光方法。 - 【請求項３１】 前記照明領域は、円弧または矩形のス
リット状に規定されることを特徴とする請求項１９〜３
０の何れか一項に記載の走査露光方法。 - 【請求項３２】 請求項１９〜３１の何れか一項に記載
の走査露光方法を用いるデバイス製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17409792A JP3316695B2 (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | 走査露光方法と該方法を用いるデバイス製造方法、及び走査型露光装置と該装置を用いるデバイス製造方法 |
| US08/476,908 US5703675A (en) | 1992-01-17 | 1995-06-07 | Projection-exposing apparatus with deflecting grating member |
| US08/473,995 US6249335B1 (en) | 1992-01-17 | 1995-06-07 | Photo-mask and method of exposing and projection-exposing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17409792A JP3316695B2 (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | 走査露光方法と該方法を用いるデバイス製造方法、及び走査型露光装置と該装置を用いるデバイス製造方法 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11058621A Division JPH11317362A (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | 走査型露光装置、および該装置を用いるデバイス製造方法 |
| JP2002001977A Division JP3438730B2 (ja) | 2002-01-09 | 2002-01-09 | 走査型露光装置、その走査型露光装置を用いるデバイス製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0620910A JPH0620910A (ja) | 1994-01-28 |
| JP3316695B2 true JP3316695B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=15972601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17409792A Expired - Lifetime JP3316695B2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-07-01 | 走査露光方法と該方法を用いるデバイス製造方法、及び走査型露光装置と該装置を用いるデバイス製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3316695B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08133380A (ja) * | 1994-11-04 | 1996-05-28 | Murata Mfg Co Ltd | 電子部品収納カセット |
-
1992
- 1992-07-01 JP JP17409792A patent/JP3316695B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0620910A (ja) | 1994-01-28 |
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