JP3451604B2 - 走査型露光装置 - Google Patents
走査型露光装置Info
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- G—PHYSICS
- 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
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-
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- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
- G03F7/70558—Dose control, i.e. achievement of a desired dose
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば矩形又は円弧状
等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方式、又はステップ
・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に関する。
等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方式、又はステップ
・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に関する。
【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、レチクル（又はフォトマスク等）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。最近は、半導体素子の１
個のチップパターン等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
ーンをウエハ上に露光する大面積化が求められている。
また、一括露光方式でそのような大面積化に応えようと
すると、広い露光フィールドの全体で高い結像性能を有
する投影光学系が必要となるが、このような投影光学系
は大型、且つ高価なものとなる。
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、レチクル（又はフォトマスク等）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。最近は、半導体素子の１
個のチップパターン等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
ーンをウエハ上に露光する大面積化が求められている。
また、一括露光方式でそのような大面積化に応えようと
すると、広い露光フィールドの全体で高い結像性能を有
する投影光学系が必要となるが、このような投影光学系
は大型、且つ高価なものとなる。
【０００３】そこで、比較的小型で且つ廉価な投影光学
系を使用して大面積化に応えるものとして、例えば矩形
状、円弧状又は複数の台形状等の照明領域（これを「ス
リット状の照明領域」という）に対してレチクルを走査
するのと同期して、その照明領域と共役なスリット状の
露光領域に対してウエハを走査することにより、レチク
ル上のパターンをウエハ上の各ショット領域に逐次露光
する所謂スリットスキャン方式の露光装置が注目されて
いる。また、ウエハ上の複数のショット領域にそれぞれ
スリットスキャン方式で露光を行う場合には、或るショ
ット領域から次のショット領域への移動はステッピング
方式で行われるため、このような露光方式はステップ・
アンド・スキャン方式とも呼ばれている。
系を使用して大面積化に応えるものとして、例えば矩形
状、円弧状又は複数の台形状等の照明領域（これを「ス
リット状の照明領域」という）に対してレチクルを走査
するのと同期して、その照明領域と共役なスリット状の
露光領域に対してウエハを走査することにより、レチク
ル上のパターンをウエハ上の各ショット領域に逐次露光
する所謂スリットスキャン方式の露光装置が注目されて
いる。また、ウエハ上の複数のショット領域にそれぞれ
スリットスキャン方式で露光を行う場合には、或るショ
ット領域から次のショット領域への移動はステッピング
方式で行われるため、このような露光方式はステップ・
アンド・スキャン方式とも呼ばれている。
【０００４】さて、一般にウエハ上に塗布されるフォト
レジスト等の感光材料には所定の適正露光量があるた
め、露光装置においてはウエハに対する露光量を制御す
るための露光量制御系が設けられている。この場合、一
括露光方式であれば、露光中にレチクル及びウエハが静
止しているため、露光量は露光用の照明光の照度と露光
時間との積で定まる。
レジスト等の感光材料には所定の適正露光量があるた
め、露光装置においてはウエハに対する露光量を制御す
るための露光量制御系が設けられている。この場合、一
括露光方式であれば、露光中にレチクル及びウエハが静
止しているため、露光量は露光用の照明光の照度と露光
時間との積で定まる。
【０００５】これに対して、スリットスキャン方式、又
はステップ・アンド・スキャン方式等の走査露光方式の
露光装置では、照明光のウエハ上での照度をＩ、スリッ
ト状の露光領域の走査方向の幅をＤ、ウエハの走査速度
をＶW とすると、ウエハ上での露光量ＥW は、次のよう
になる。 ＥW ＝Ｉ・Ｄ／ＶW （１） また、通常はスリット状の露光領域の幅Ｄは固定であ
り、且つ露光用の光源からの照明光の照度Ｉは変動が大
きく制御し難い量である。そこで、従来の走査露光方式
の露光装置では、露光シーケンスに先立って露光対象の
ウエハをウエハステージ上にロードする前に、露光用の
光源の発光（ダミー発光）を行って、照明光学系中の光
路上等に配置された照度センサによってその照明光の照
度を測定し、この測定結果に基づいて（１）式から適正
な走査速度ＶW を算出していた。そして、実際に走査露
光方式で露光を行う際には、ウエハの走査速度をそのよ
うに算出された走査速度に設定し、レチクルの走査速度
を対応する速度に設定することにより、ウエハ上での露
光量を制御していた。そして、ウエハ上の多数のショッ
ト領域への露光を行う際にも、そのウエハのロード前に
計測された照明光の照度に基づいて各ショット領域への
露光量を制御していた。
はステップ・アンド・スキャン方式等の走査露光方式の
露光装置では、照明光のウエハ上での照度をＩ、スリッ
ト状の露光領域の走査方向の幅をＤ、ウエハの走査速度
をＶW とすると、ウエハ上での露光量ＥW は、次のよう
になる。 ＥW ＝Ｉ・Ｄ／ＶW （１） また、通常はスリット状の露光領域の幅Ｄは固定であ
り、且つ露光用の光源からの照明光の照度Ｉは変動が大
きく制御し難い量である。そこで、従来の走査露光方式
の露光装置では、露光シーケンスに先立って露光対象の
ウエハをウエハステージ上にロードする前に、露光用の
光源の発光（ダミー発光）を行って、照明光学系中の光
路上等に配置された照度センサによってその照明光の照
度を測定し、この測定結果に基づいて（１）式から適正
な走査速度ＶW を算出していた。そして、実際に走査露
光方式で露光を行う際には、ウエハの走査速度をそのよ
うに算出された走査速度に設定し、レチクルの走査速度
を対応する速度に設定することにより、ウエハ上での露
光量を制御していた。そして、ウエハ上の多数のショッ
ト領域への露光を行う際にも、そのウエハのロード前に
計測された照明光の照度に基づいて各ショット領域への
露光量を制御していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の技
術においては、一枚のウエハをロードする前に計測した
照度に基づいて、ウエハ上の多数のショット領域への露
光量を制御していた。そのため、例えば露光用の光源の
光量変動の周期が短い場合には、ウエハ上の多数のショ
ット領域中で後半に露光されるようなショット領域で
は、露光量が適正露光量から外れ易くなるという不都合
があった。
術においては、一枚のウエハをロードする前に計測した
照度に基づいて、ウエハ上の多数のショット領域への露
光量を制御していた。そのため、例えば露光用の光源の
光量変動の周期が短い場合には、ウエハ上の多数のショ
ット領域中で後半に露光されるようなショット領域で
は、露光量が適正露光量から外れ易くなるという不都合
があった。
【０００７】更に、ウエハをロードする前に特別に照度
計測用の時間を設けていたため、露光工程のスループッ
ト（単位時間当りのウエハの処理枚数）が低下するとい
う不都合もあった。これを避けるためには、照度計測の
頻度を下げればよいが、それでは益々露光量が適正露光
量から外れ易くなってしまう。また、最近は解像力を高
めるために、露光用の照明光として、ＡｒＦエキシマレ
ーザ光（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ光
（波長２４８ｎｍ）、金属蒸気レーザ光、又はＹＡＧレ
ーザ光の高調波のような近紫外域より短い波長の光が使
用されつつある。ところが、このように短波長の光の光
源は、パルス発光型が多く、パルス発光型の光源では一
般にパルス発光毎のエネルギーのばらつきが大きいた
め、特にウエハ上で短時間に照度が大きく変動する傾向
がある。従って、従来の露光量の制御方式をパルス発光
型の光源を使用する露光装置に適用すると、各ショット
領域での露光量が適正露光量から外れ易くなる。
計測用の時間を設けていたため、露光工程のスループッ
ト（単位時間当りのウエハの処理枚数）が低下するとい
う不都合もあった。これを避けるためには、照度計測の
頻度を下げればよいが、それでは益々露光量が適正露光
量から外れ易くなってしまう。また、最近は解像力を高
めるために、露光用の照明光として、ＡｒＦエキシマレ
ーザ光（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ光
（波長２４８ｎｍ）、金属蒸気レーザ光、又はＹＡＧレ
ーザ光の高調波のような近紫外域より短い波長の光が使
用されつつある。ところが、このように短波長の光の光
源は、パルス発光型が多く、パルス発光型の光源では一
般にパルス発光毎のエネルギーのばらつきが大きいた
め、特にウエハ上で短時間に照度が大きく変動する傾向
がある。従って、従来の露光量の制御方式をパルス発光
型の光源を使用する露光装置に適用すると、各ショット
領域での露光量が適正露光量から外れ易くなる。
【０００８】本発明は斯かる点に鑑み、露光用の照明光
の照度変動の周期が短いような場合でも、感光性の基板
上での露光量を適正露光量に制御できると共に、露光工
程のスループットが低下しない走査型露光装置を提供す
ることを目的とする。
の照度変動の周期が短いような場合でも、感光性の基板
上での露光量を適正露光量に制御できると共に、露光工
程のスループットが低下しない走査型露光装置を提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の走査
型露光装置は、転写用のパターンが形成されたマスク
（Ｒ）上の所定形状の照明領域（２１）を露光用の照明
光で感光性の基板（Ｗ）側に照明する照明手段（１〜
５，８）と、マスク（Ｒ）及び基板（Ｗ）を同期して走
査する走査用ステージ（１４，２６）とを有し、照明領
域（２１）に対してマスク（Ｒ）を所定の方向に走査す
るのと同期して基板（Ｗ）を所定の方向に走査すること
により、基板（Ｗ）上に又は基板（Ｗ）上の複数のショ
ット領域のそれぞれにマスク（Ｒ）のパターンを逐次露
光する走査型露光装置において、照明領域（２１）がマ
スク（Ｒ）上の転写用のパターン（２０Ａ，２０Ｂ）以
外の領域上に位置している期間、即ちそのマスク若しく
はその基板の減速期間、又はその基板のステッピング期
間にその照明光の照度を計測する照度計測手段（２３〜
２５）と、この照度計測手段の計測結果に基づいてマス
ク（Ｒ）のパターンを基板（Ｗ）上に逐次露光する際の
基板（Ｗ）に対する露光量を制御する露光量制御手段
（１８，１９）と、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、その第１の走査型露光
装置と実質的に同じ前提部において、その照明領域がそ
のマスク上のその転写用のパターン以外の領域上に位置
しているときにその照明光の照度を計測する照度計測手
段（２５）と、この照度計測手段の計測結果に基づいて
そのマスクのパターンをその基板上に逐次露光する際の
その基板に対する露光量を制御する露光量制御手段（１
８，１９）と、を備え、その走査用ステージはそのマス
クを走査するためのマスクステージ（２６）を有し、そ
の照度計測手段をそのマスクステージ上に設けたもので
ある。
型露光装置は、転写用のパターンが形成されたマスク
（Ｒ）上の所定形状の照明領域（２１）を露光用の照明
光で感光性の基板（Ｗ）側に照明する照明手段（１〜
５，８）と、マスク（Ｒ）及び基板（Ｗ）を同期して走
査する走査用ステージ（１４，２６）とを有し、照明領
域（２１）に対してマスク（Ｒ）を所定の方向に走査す
るのと同期して基板（Ｗ）を所定の方向に走査すること
により、基板（Ｗ）上に又は基板（Ｗ）上の複数のショ
ット領域のそれぞれにマスク（Ｒ）のパターンを逐次露
光する走査型露光装置において、照明領域（２１）がマ
スク（Ｒ）上の転写用のパターン（２０Ａ，２０Ｂ）以
外の領域上に位置している期間、即ちそのマスク若しく
はその基板の減速期間、又はその基板のステッピング期
間にその照明光の照度を計測する照度計測手段（２３〜
２５）と、この照度計測手段の計測結果に基づいてマス
ク（Ｒ）のパターンを基板（Ｗ）上に逐次露光する際の
基板（Ｗ）に対する露光量を制御する露光量制御手段
（１８，１９）と、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、その第１の走査型露光
装置と実質的に同じ前提部において、その照明領域がそ
のマスク上のその転写用のパターン以外の領域上に位置
しているときにその照明光の照度を計測する照度計測手
段（２５）と、この照度計測手段の計測結果に基づいて
そのマスクのパターンをその基板上に逐次露光する際の
その基板に対する露光量を制御する露光量制御手段（１
８，１９）と、を備え、その走査用ステージはそのマス
クを走査するためのマスクステージ（２６）を有し、そ
の照度計測手段をそのマスクステージ上に設けたもので
ある。
【００１０】この場合、露光量制御手段（１８，１９）
は、一例としてマスク（Ｒ）及び基板（Ｗ）の走査速
度、その照明手段からマスク（Ｒ）に照射される照明光
の照度、並びに照明領域（２１）のその所定方向の幅の
少なくとも１つを制御することにより基板（Ｗ）に対す
る露光量を制御するものである。また、その照明手段内
にその照明光を遮断するシャッター手段を設け、このシ
ャッター手段とその照明手段内の露光用光源（１）との
間に照度計測手段（２３〜２５）を配置することが望ま
しい。
は、一例としてマスク（Ｒ）及び基板（Ｗ）の走査速
度、その照明手段からマスク（Ｒ）に照射される照明光
の照度、並びに照明領域（２１）のその所定方向の幅の
少なくとも１つを制御することにより基板（Ｗ）に対す
る露光量を制御するものである。また、その照明手段内
にその照明光を遮断するシャッター手段を設け、このシ
ャッター手段とその照明手段内の露光用光源（１）との
間に照度計測手段（２３〜２５）を配置することが望ま
しい。
【００１１】また、そのシャッター手段としては、その
照明手段内のマスク（Ｒ）のパターン形成面と実質的に
共役な面に配置され、照明領域（２１）のその所定方向
の幅を変化させる可変視野絞り（７Ａ，７Ｂ）を使用す
ることが望ましい。
照明手段内のマスク（Ｒ）のパターン形成面と実質的に
共役な面に配置され、照明領域（２１）のその所定方向
の幅を変化させる可変視野絞り（７Ａ，７Ｂ）を使用す
ることが望ましい。
【００１２】
【作用】斯かる本発明によれば、走査露光方式の露光装
置では、マスク（Ｒ）及び基板（Ｗ）の走査を開始して
から両者がそれぞれ露光時の走査速度に達するまでに或
る程度の時間が必要であること、即ち、同期走査が行わ
れるまでに所定の助走区間が必要であることを利用し
て、その助走区間で照明光の照度を計測する。なお、露
光終了後の減速区間、又は基板（Ｗ）上の或るショット
領域から次のショット領域への移動中にも、その助走区
間と同様に照明光の照度を計測できる。照明光がパルス
光である場合には、例えば平均パルスエネルギーと単位
時間当りのパルス数との積を照度とみなせる。
置では、マスク（Ｒ）及び基板（Ｗ）の走査を開始して
から両者がそれぞれ露光時の走査速度に達するまでに或
る程度の時間が必要であること、即ち、同期走査が行わ
れるまでに所定の助走区間が必要であることを利用し
て、その助走区間で照明光の照度を計測する。なお、露
光終了後の減速区間、又は基板（Ｗ）上の或るショット
領域から次のショット領域への移動中にも、その助走区
間と同様に照明光の照度を計測できる。照明光がパルス
光である場合には、例えば平均パルスエネルギーと単位
時間当りのパルス数との積を照度とみなせる。
【００１３】そして、そのように計測された照度に基づ
いて、例えば（１）式より適正な露光量を得るための新
たな照度Ｉ、所定形状の照明領域（２１）の走査方向の
幅Ｄ、又は基板（Ｗ）の走査速度ＶW の値を定め、その
後の露光区間ではそのように定められた値に基づいて露
光量を制御する。これにより露光用の照明光の照度の変
動周期が短い場合でも正確に実際の照度を計測でき、正
確な露光量制御を行うことができる。また、助走区間等
を利用して照度を計測しており、特別に照度計測用の時
間を設けているわけではないため、露光工程のスループ
ットは低下しない。
いて、例えば（１）式より適正な露光量を得るための新
たな照度Ｉ、所定形状の照明領域（２１）の走査方向の
幅Ｄ、又は基板（Ｗ）の走査速度ＶW の値を定め、その
後の露光区間ではそのように定められた値に基づいて露
光量を制御する。これにより露光用の照明光の照度の変
動周期が短い場合でも正確に実際の照度を計測でき、正
確な露光量制御を行うことができる。また、助走区間等
を利用して照度を計測しており、特別に照度計測用の時
間を設けているわけではないため、露光工程のスループ
ットは低下しない。
【００１４】次に、シャッター手段と照明光学系中の露
光用光源（１）との間に照度計測手段（２３〜２５）を
配置した場合には、例えば助走区間でマスクパターンを
基板（Ｗ）上に露光しないときにはシャッター手段で照
明光を遮断しておく。この場合でも照度計測手段（２３
〜２５）による照度計測を行うことができる。更に、そ
の照明光学系中のマスク（Ｒ）のパターン形成面と実質
的に共役な面に、所定形状の照明領域（２１）のそのマ
スクの走査方向の幅を変化させる可変視野絞り（７Ａ，
７Ｂ）を設け、この可変視野絞りでそのシャッター手段
を兼用する場合には、例えば図２に示すように、走査露
光方式で露光を行う際には、マスク（Ｒ）上の転写すべ
きパターン（２０Ａ，２０Ｂ）を囲む遮光帯（２０Ｃ，
２０Ｄ，２０Ｅ）上に可変視野絞り（７Ａ，７Ｂ）の投
影像のエッジが位置する状態で制御を行う。これによ
り、転写すべきパターン以外のパターンが感光性の基板
（Ｗ）上に転写されることがなくなる。しかも、照明光
の照度も正確に計測できる。
光用光源（１）との間に照度計測手段（２３〜２５）を
配置した場合には、例えば助走区間でマスクパターンを
基板（Ｗ）上に露光しないときにはシャッター手段で照
明光を遮断しておく。この場合でも照度計測手段（２３
〜２５）による照度計測を行うことができる。更に、そ
の照明光学系中のマスク（Ｒ）のパターン形成面と実質
的に共役な面に、所定形状の照明領域（２１）のそのマ
スクの走査方向の幅を変化させる可変視野絞り（７Ａ，
７Ｂ）を設け、この可変視野絞りでそのシャッター手段
を兼用する場合には、例えば図２に示すように、走査露
光方式で露光を行う際には、マスク（Ｒ）上の転写すべ
きパターン（２０Ａ，２０Ｂ）を囲む遮光帯（２０Ｃ，
２０Ｄ，２０Ｅ）上に可変視野絞り（７Ａ，７Ｂ）の投
影像のエッジが位置する状態で制御を行う。これによ
り、転写すべきパターン以外のパターンが感光性の基板
（Ｗ）上に転写されることがなくなる。しかも、照明光
の照度も正確に計測できる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明による走査型露光装置の一実施
例につき図面を参照して説明する。本実施例はステップ
・アンド・スキャン方式の投影露光装置に本発明を適用
したものである。図１は、本実施例の投影露光装置を示
し、この図１において、レチクルＲはパルス光源である
エキシマレーザ光源１と、ビーム整形光学系２〜リレー
レンズ８よりなる照明光学系とにより長方形のスリット
状の照明領域２１で均一な照度で証明され、スリット状
の照明領域２１内のレチクルＲの回路パターン像が投影
光学系１３を介してウエハＷ上に転写される。エキシマ
レーザ光源１としては、本実施例では例えばＫｒＦエキ
シマレーザ光源（発振波長：２４８ｎｍ）を使用する
が、その他にＡｒＦエキシマレーザ光源（発振波長：１
９３ｎｍ）等を使用できる。また、金属蒸気レーザ光
源、又はＹＡＧレーザの高調波発生装置等も露光用光源
として使用できる。
例につき図面を参照して説明する。本実施例はステップ
・アンド・スキャン方式の投影露光装置に本発明を適用
したものである。図１は、本実施例の投影露光装置を示
し、この図１において、レチクルＲはパルス光源である
エキシマレーザ光源１と、ビーム整形光学系２〜リレー
レンズ８よりなる照明光学系とにより長方形のスリット
状の照明領域２１で均一な照度で証明され、スリット状
の照明領域２１内のレチクルＲの回路パターン像が投影
光学系１３を介してウエハＷ上に転写される。エキシマ
レーザ光源１としては、本実施例では例えばＫｒＦエキ
シマレーザ光源（発振波長：２４８ｎｍ）を使用する
が、その他にＡｒＦエキシマレーザ光源（発振波長：１
９３ｎｍ）等を使用できる。また、金属蒸気レーザ光
源、又はＹＡＧレーザの高調波発生装置等も露光用光源
として使用できる。
【００１６】図１において、エキシマレーザ光源１から
のパルス照明光は、シリンドリカルレンズやビームエク
スパンダ等よりなるビーム整形光学系２によりビーム径
が拡大されてフライアイレンズ３に達する。フライアイ
レンズ３の射出面には多数の２次光源が形成され、これ
ら２次光源からのパルス照明光は、コンデンサーレンズ
４によって集光され、固定の視野絞り５を経て可動ブラ
インド７に達する。図１では視野絞り５は可動ブライン
ド７よりもコンデンサーレンズ５側に配置されている
が、その逆のリレーレンズ系８側へ配置しても構わな
い。
のパルス照明光は、シリンドリカルレンズやビームエク
スパンダ等よりなるビーム整形光学系２によりビーム径
が拡大されてフライアイレンズ３に達する。フライアイ
レンズ３の射出面には多数の２次光源が形成され、これ
ら２次光源からのパルス照明光は、コンデンサーレンズ
４によって集光され、固定の視野絞り５を経て可動ブラ
インド７に達する。図１では視野絞り５は可動ブライン
ド７よりもコンデンサーレンズ５側に配置されている
が、その逆のリレーレンズ系８側へ配置しても構わな
い。
【００１７】視野絞り５には、長方形のスリット状の開
口部が形成され、この視野絞り５を通過した光束は、長
方形のスリット状の断面を有する光束となり、リレーレ
ンズ系８に入射する。リレーレンズ系８は可動ブライン
ド７とレチクルＲのパターン形成面とを共役にするレン
ズ系であり、可動ブラインド７は後述の走査方向（Ｘ方
向）の幅を規定する２枚の羽根（遮光板）羽根７Ａ，７
Ｂ及び走査方向に垂直な方向の幅を規定する２枚の羽根
（不図示）より構成されている。走査方向の幅を規定す
る羽根７Ａ及び７Ｂはそれぞれ駆動部６Ａ及び６Ｂによ
り独立に走査方向に移動できるように支持されている。
本実施例では、固定の視野絞り５により設定されるレチ
クルＲ上のスリット状の照明領域２１内において、更に
可動ブラインド７により設定される所望の露光領域内に
のみパルス照明光が照射される。リレーレンズ系８は両
側テレセントリックな光学系であり、レチクルＲ上のス
リット状の照明領域２１ではテレセントリック性が維持
されている。
口部が形成され、この視野絞り５を通過した光束は、長
方形のスリット状の断面を有する光束となり、リレーレ
ンズ系８に入射する。リレーレンズ系８は可動ブライン
ド７とレチクルＲのパターン形成面とを共役にするレン
ズ系であり、可動ブラインド７は後述の走査方向（Ｘ方
向）の幅を規定する２枚の羽根（遮光板）羽根７Ａ，７
Ｂ及び走査方向に垂直な方向の幅を規定する２枚の羽根
（不図示）より構成されている。走査方向の幅を規定す
る羽根７Ａ及び７Ｂはそれぞれ駆動部６Ａ及び６Ｂによ
り独立に走査方向に移動できるように支持されている。
本実施例では、固定の視野絞り５により設定されるレチ
クルＲ上のスリット状の照明領域２１内において、更に
可動ブラインド７により設定される所望の露光領域内に
のみパルス照明光が照射される。リレーレンズ系８は両
側テレセントリックな光学系であり、レチクルＲ上のス
リット状の照明領域２１ではテレセントリック性が維持
されている。
【００１８】本例のレチクルＲはレチクルステージ２６
上に真空吸着され、レチクルＲ上のスリット状の照明領
域２１内で且つ可動ブラインド７により規定された回路
パターンの像が、投影光学系１３を介してウエハＷ上に
投影露光される。スリット状の照明領域２１と共役なウ
エハＷ上の領域をスリット状の露光領域２２とする。ま
た、投影光学系１３の光軸に垂直な２次元平面内で、ス
リット状の照明領域２１に対するレチクルＲの走査方向
をＸ方向（又は−Ｘ方向）、Ｘ方向に垂直で図１の紙面
に垂直な方向をＹ方向として、投影光学系１３の光軸に
平行な方向をＺ方向とする。
上に真空吸着され、レチクルＲ上のスリット状の照明領
域２１内で且つ可動ブラインド７により規定された回路
パターンの像が、投影光学系１３を介してウエハＷ上に
投影露光される。スリット状の照明領域２１と共役なウ
エハＷ上の領域をスリット状の露光領域２２とする。ま
た、投影光学系１３の光軸に垂直な２次元平面内で、ス
リット状の照明領域２１に対するレチクルＲの走査方向
をＸ方向（又は−Ｘ方向）、Ｘ方向に垂直で図１の紙面
に垂直な方向をＹ方向として、投影光学系１３の光軸に
平行な方向をＺ方向とする。
【００１９】この場合、レチクルステージ２６はレチク
ルベース９上でレチクルステージ駆動部１０に駆動され
て、レチクルＲをＸ方向又は−Ｘ方向に走査し、可動ブ
ラインド７の駆動部６Ａ，６Ｂの動作は可動ブラインド
制御部１１により制御される。レチクルステージ２６の
一端に移動鏡２７が固定され、移動鏡２７及び外部のレ
ーザ干渉計２８によりレチクルステージ２６のＸ方向の
座標が常時計測され、計測結果がレチクルステージ駆動
部１０に供給されている。レチクルステージ駆動部１０
は、供給された座標位置に基づいてレチクルステージ２
６の位置及び走査速度を主制御系１２に設定された値に
設定する。主制御系１２は、更に可動ブラインド制御部
１１の動作を制御すると共に、装置全体の動作を制御す
る。なお、実際にはレチクルステージ２６は、Ｙ方向及
び回転方向にもレチクルＲの位置を調整する機能を有す
る。
ルベース９上でレチクルステージ駆動部１０に駆動され
て、レチクルＲをＸ方向又は−Ｘ方向に走査し、可動ブ
ラインド７の駆動部６Ａ，６Ｂの動作は可動ブラインド
制御部１１により制御される。レチクルステージ２６の
一端に移動鏡２７が固定され、移動鏡２７及び外部のレ
ーザ干渉計２８によりレチクルステージ２６のＸ方向の
座標が常時計測され、計測結果がレチクルステージ駆動
部１０に供給されている。レチクルステージ駆動部１０
は、供給された座標位置に基づいてレチクルステージ２
６の位置及び走査速度を主制御系１２に設定された値に
設定する。主制御系１２は、更に可動ブラインド制御部
１１の動作を制御すると共に、装置全体の動作を制御す
る。なお、実際にはレチクルステージ２６は、Ｙ方向及
び回転方向にもレチクルＲの位置を調整する機能を有す
る。
【００２０】一方、ウエハＷはウエハホルダ２９を介し
てウエハステージ１４に載置され、ウエハステージ１４
は、投影光学系１３の光軸に垂直な面内でウエハＷの位
置決めを行うと共にウエハＷを±Ｘ方向に走査するＸＹ
ステージ、及びＺ方向にウエハＷの位置決めを行うＺス
テージ等より構成されている。ウエハホルダ２９の一端
にＬ字型の移動鏡３０が固定され、移動鏡３０及び外部
のレーザ干渉計３１によりウエハステージ１４内のＸＹ
ステージのＸ方向及びＹ方向の座標が常時計測され、こ
のように計測された座標がウエハステージ駆動部１５に
供給されている。ウエハステージ駆動部１５は、供給さ
れる座標に基づいてウエハステージ１４の位置及び移動
速度を主制御系１２に設定された値に設定する。
てウエハステージ１４に載置され、ウエハステージ１４
は、投影光学系１３の光軸に垂直な面内でウエハＷの位
置決めを行うと共にウエハＷを±Ｘ方向に走査するＸＹ
ステージ、及びＺ方向にウエハＷの位置決めを行うＺス
テージ等より構成されている。ウエハホルダ２９の一端
にＬ字型の移動鏡３０が固定され、移動鏡３０及び外部
のレーザ干渉計３１によりウエハステージ１４内のＸＹ
ステージのＸ方向及びＹ方向の座標が常時計測され、こ
のように計測された座標がウエハステージ駆動部１５に
供給されている。ウエハステージ駆動部１５は、供給さ
れる座標に基づいてウエハステージ１４の位置及び移動
速度を主制御系１２に設定された値に設定する。
【００２１】そして、レチクルＲ上のパターン像を走査
露光方式で投影倍率βの投影光学系１３を介してウエハ
Ｗ上の各ショット領域に露光する際には、スリット状の
照明領域２１に対してＸ方向（又は−Ｘ方向）に、レチ
クルステージ９を介してレチクルＲを速度ＶR で走査す
る。また、この走査と同期して、照明領域２１と共役な
スリット状の露光領域２２に対して−Ｘ方向（又はＸ方
向）に、ウエハステージ１４を介してウエハＷを速度Ｖ
W(＝β・ＶR)で走査する。これにより、ウエハＷ上の各
ショット領域にレチクルＲの回路パターン像が逐次転写
される。
露光方式で投影倍率βの投影光学系１３を介してウエハ
Ｗ上の各ショット領域に露光する際には、スリット状の
照明領域２１に対してＸ方向（又は−Ｘ方向）に、レチ
クルステージ９を介してレチクルＲを速度ＶR で走査す
る。また、この走査と同期して、照明領域２１と共役な
スリット状の露光領域２２に対して−Ｘ方向（又はＸ方
向）に、ウエハステージ１４を介してウエハＷを速度Ｖ
W(＝β・ＶR)で走査する。これにより、ウエハＷ上の各
ショット領域にレチクルＲの回路パターン像が逐次転写
される。
【００２２】次に、図１において、フライアイレンズ３
とコンデンサーレンズ４との間に透過率が大きい（反射
率が小さい）ビームスプリッター２３が配置され、ビー
ムスプリッター２３で反射されたパルス照明光は、集光
レンズ２４を介してフォトマルチプライア（ＰＩＮ型の
フォトダイオード等も可）よりなる光電検出器２５に入
射している。光電検出器２５の検出信号は露光量制御系
１８に供給され、露光量制御系１８では、その検出信号
からパルス照明光の各露光エネルギー（パルスエネルギ
ー）を求める。これらパルスエネルギーの平均値と、単
位時間当りの発光回数（発光周波数）との積がパルス照
明光の照度となる。
とコンデンサーレンズ４との間に透過率が大きい（反射
率が小さい）ビームスプリッター２３が配置され、ビー
ムスプリッター２３で反射されたパルス照明光は、集光
レンズ２４を介してフォトマルチプライア（ＰＩＮ型の
フォトダイオード等も可）よりなる光電検出器２５に入
射している。光電検出器２５の検出信号は露光量制御系
１８に供給され、露光量制御系１８では、その検出信号
からパルス照明光の各露光エネルギー（パルスエネルギ
ー）を求める。これらパルスエネルギーの平均値と、単
位時間当りの発光回数（発光周波数）との積がパルス照
明光の照度となる。
【００２３】露光量制御系１８は、計測されたパルス照
明光の照度に基づいて、ウエハＷ上のフォトレジストに
対して適正な露光量を与えるための、照度の補正量、及
びウエハＷの走査速度ＶW(又はレチクルＲの走査速度Ｖ
R)を算出する。また、ウエハＷ上への露光量は、スリッ
ト状の露光領域２２の幅を変えることによっても調整で
きるが、本実施例では走査露光時の露光領域２２の幅は
固定の視野絞り５により規定されるため、その露光領域
２２の幅の調整は行わない。
明光の照度に基づいて、ウエハＷ上のフォトレジストに
対して適正な露光量を与えるための、照度の補正量、及
びウエハＷの走査速度ＶW(又はレチクルＲの走査速度Ｖ
R)を算出する。また、ウエハＷ上への露光量は、スリッ
ト状の露光領域２２の幅を変えることによっても調整で
きるが、本実施例では走査露光時の露光領域２２の幅は
固定の視野絞り５により規定されるため、その露光領域
２２の幅の調整は行わない。
【００２４】そして、照度を補正する必要がある場合に
は、露光量制御系１８は、レーザ電源１９を介してエキ
シマレーザ光源１の発光エネルギーを調整する。これ
は、エキシマレーザ光源の場合には、電源電圧を調整す
ることにより、所定範囲で平均的なパルスエネルギーを
調整できることを利用するものである。また、照度を補
正せずにウエハＷの走査速度ＶW を調整する場合、又は
照度と走査速度ＶW とを同時に調整する場合には、露光
量制御系１８は、算出された走査速度ＶW を主制御系１
２に知らせる。これに応じて主制御系１２は、レチクル
ステージ駆動部１０及びウエハステージ駆動部１５に対
してそれぞれ調整後の走査速度ＶR 及びＶ W を設定す
る。
は、露光量制御系１８は、レーザ電源１９を介してエキ
シマレーザ光源１の発光エネルギーを調整する。これ
は、エキシマレーザ光源の場合には、電源電圧を調整す
ることにより、所定範囲で平均的なパルスエネルギーを
調整できることを利用するものである。また、照度を補
正せずにウエハＷの走査速度ＶW を調整する場合、又は
照度と走査速度ＶW とを同時に調整する場合には、露光
量制御系１８は、算出された走査速度ＶW を主制御系１
２に知らせる。これに応じて主制御系１２は、レチクル
ステージ駆動部１０及びウエハステージ駆動部１５に対
してそれぞれ調整後の走査速度ＶR 及びＶ W を設定す
る。
【００２５】次に、本実施例の露光動作の一例につき説
明する。近年では、レチクル交換に要する時間を短縮し
てスループットを向上させるために、レチクル上に複数
の回路パターン領域を設けることが行われている。本実
施例のレチクルＲ上にも２個の回路パターン領域が設け
られており、レチクルＲ上の２個の回路パターン領域中
から転写対象の回路パターン領域を選択するために可動
ブラインド７を使用する。そこで、本実施例の投影露光
装置には、レチクルＲ上の回路パターン領域に関する情
報を入力する入力部１６と、この入力部１６からの回路
パターン情報を記憶するメモリー部１７とが設けられ、
主制御系１２は、そのメモリー部１７の回路パターン情
報に基づいて可動ブラインド制御部１１及び駆動部６
Ａ，６Ｂを介して、可動ブラインド７の羽根７Ａ，７Ｂ
を所定のシーケンスで駆動する。
明する。近年では、レチクル交換に要する時間を短縮し
てスループットを向上させるために、レチクル上に複数
の回路パターン領域を設けることが行われている。本実
施例のレチクルＲ上にも２個の回路パターン領域が設け
られており、レチクルＲ上の２個の回路パターン領域中
から転写対象の回路パターン領域を選択するために可動
ブラインド７を使用する。そこで、本実施例の投影露光
装置には、レチクルＲ上の回路パターン領域に関する情
報を入力する入力部１６と、この入力部１６からの回路
パターン情報を記憶するメモリー部１７とが設けられ、
主制御系１２は、そのメモリー部１７の回路パターン情
報に基づいて可動ブラインド制御部１１及び駆動部６
Ａ，６Ｂを介して、可動ブラインド７の羽根７Ａ，７Ｂ
を所定のシーケンスで駆動する。
【００２６】図２（ａ）はレチクルＲ及び照明領域２１
を示し、この図２（ａ）において、レチクルＲ上に２つ
の回路パターン領域２０Ａ及び２０Ｂが形成され、回路
パターン領域２０Ａ，２０Ｂの境界部には走査方向の幅
がＬ１の遮光部（遮光帯）２０Ｃが形成され、回路パタ
ーン領域２０Ａ，２０Ｂの走査方向の外側にも同じく幅
Ｌ１の遮光部２０Ｄ，２０Ｅがそれぞれ形成されてい
る。また、本例のレチクルＲ上に形成されるスリット状
の照明領域２１は、図２（ａ）に示すように、走査方向
の幅がＬ２の細長い長方形であり、遮光部２０Ｃ，２０
Ｄ，２０Ｅの幅Ｌ１は照明領域２１の幅Ｌ２より狭く設
定されている。
を示し、この図２（ａ）において、レチクルＲ上に２つ
の回路パターン領域２０Ａ及び２０Ｂが形成され、回路
パターン領域２０Ａ，２０Ｂの境界部には走査方向の幅
がＬ１の遮光部（遮光帯）２０Ｃが形成され、回路パタ
ーン領域２０Ａ，２０Ｂの走査方向の外側にも同じく幅
Ｌ１の遮光部２０Ｄ，２０Ｅがそれぞれ形成されてい
る。また、本例のレチクルＲ上に形成されるスリット状
の照明領域２１は、図２（ａ）に示すように、走査方向
の幅がＬ２の細長い長方形であり、遮光部２０Ｃ，２０
Ｄ，２０Ｅの幅Ｌ１は照明領域２１の幅Ｌ２より狭く設
定されている。
【００２７】このとき、先ず、オペレータは図１の入力
部１６を介してメモリー部１７に、レチクルＲ上の回路
パターン領域２０Ａ，２０Ｂに関する情報を入力する。
そして、第１の回路パターン領域２０Ａ内のパターン像
を投影光学系１３を介してウエハＷ上に転写する場合に
は、主制御系１２はメモリー部１７に記憶された回路パ
ターン情報中の第１の回路パターン領域２０Ａに関する
情報を読み出し、この情報に基づいて可動ブラインド制
御部１１を介して可動ブラインド７の羽根７Ａ，７Ｂの
走査方向の位置を制御する。これにより、図２（ｂ）〜
（ｆ）に示すように、レチクルＲ上の第２の回路パター
ン領域２０Ｂを常に他方の羽根７Ｂで覆い、第１の回路
パターン領域２０Ａのみにスリット状の照明領域２１の
照明光が照射されるようにする。但し、図２において、
レチクルＲ上には実際には可動ブラインド７の羽根７Ａ
及び７Ｂの像が投影されるが、それらの像をそれぞれ羽
根７Ａ及び７Ｂとみなしている。
部１６を介してメモリー部１７に、レチクルＲ上の回路
パターン領域２０Ａ，２０Ｂに関する情報を入力する。
そして、第１の回路パターン領域２０Ａ内のパターン像
を投影光学系１３を介してウエハＷ上に転写する場合に
は、主制御系１２はメモリー部１７に記憶された回路パ
ターン情報中の第１の回路パターン領域２０Ａに関する
情報を読み出し、この情報に基づいて可動ブラインド制
御部１１を介して可動ブラインド７の羽根７Ａ，７Ｂの
走査方向の位置を制御する。これにより、図２（ｂ）〜
（ｆ）に示すように、レチクルＲ上の第２の回路パター
ン領域２０Ｂを常に他方の羽根７Ｂで覆い、第１の回路
パターン領域２０Ａのみにスリット状の照明領域２１の
照明光が照射されるようにする。但し、図２において、
レチクルＲ上には実際には可動ブラインド７の羽根７Ａ
及び７Ｂの像が投影されるが、それらの像をそれぞれ羽
根７Ａ及び７Ｂとみなしている。
【００２８】より詳しく説明すると、図１の主制御系１
２はレチクルステージ駆動部１０を介してレチクルステ
ージ２６を駆動して、レチクルＲ上の回路パターン領域
２０Ａの左側にスリット状の照明領域２１を位置させた
後、図２（ｂ）に示すように、羽根７Ａ，７Ｂを閉じ
て、これらの羽根７Ａ，７Ｂの境界部を遮光部２０Ｄ上
に重なるように位置させる。そして、図１の主制御系１
２は露光量制御系１８を介しエキシマレーザ光源１のパ
ルス発光を介してさせる。このように羽根７Ａ，７Ｂが
閉じている期間でも、図１において、光電検出器２５に
はパルス照明光が入射するため、光電検出器２５からの
検出信号から露光量制御系１８はパルス照明光の照度を
計測し、この計測結果に基づいて、エキシマレーザ光源
１の発光エネルギーの補正量、又はウエハＷの走査速度
の補正量を決定する。
２はレチクルステージ駆動部１０を介してレチクルステ
ージ２６を駆動して、レチクルＲ上の回路パターン領域
２０Ａの左側にスリット状の照明領域２１を位置させた
後、図２（ｂ）に示すように、羽根７Ａ，７Ｂを閉じ
て、これらの羽根７Ａ，７Ｂの境界部を遮光部２０Ｄ上
に重なるように位置させる。そして、図１の主制御系１
２は露光量制御系１８を介しエキシマレーザ光源１のパ
ルス発光を介してさせる。このように羽根７Ａ，７Ｂが
閉じている期間でも、図１において、光電検出器２５に
はパルス照明光が入射するため、光電検出器２５からの
検出信号から露光量制御系１８はパルス照明光の照度を
計測し、この計測結果に基づいて、エキシマレーザ光源
１の発光エネルギーの補正量、又はウエハＷの走査速度
の補正量を決定する。
【００２９】次に、図１のレチクルステージ２６及び駆
動部６Ａを駆動して、図２（ｃ）に示すようにレチクル
Ｒ及び羽根７Ａを同期して−Ｘ方向（走査方向）に移動
させる。なお、実際には図１より分かるように、羽根７
ＡはＸ方向に移動しているが、図２では投影像を扱って
いるため、羽根７Ａ，７Ｂの走査方向はレチクルＲの走
査方向と同じである。また、照明領域２１中で、左側の
羽根７Ａの右エッジ部７Ａｅと右側の羽根７Ｂの左エッ
ジ部７Ｂｅとで挟まれた可変の露光領域内のパターンが
ウエハＷに露光される。
動部６Ａを駆動して、図２（ｃ）に示すようにレチクル
Ｒ及び羽根７Ａを同期して−Ｘ方向（走査方向）に移動
させる。なお、実際には図１より分かるように、羽根７
ＡはＸ方向に移動しているが、図２では投影像を扱って
いるため、羽根７Ａ，７Ｂの走査方向はレチクルＲの走
査方向と同じである。また、照明領域２１中で、左側の
羽根７Ａの右エッジ部７Ａｅと右側の羽根７Ｂの左エッ
ジ部７Ｂｅとで挟まれた可変の露光領域内のパターンが
ウエハＷに露光される。
【００３０】図２（ｄ）に示すように、羽根７Ａの右エ
ッジ部７Ａｅが照明領域２１の左端を超えた時点で、羽
根７Ａが減速を開始する。この動作と並行して、羽根７
Ｂに遮光部２０Ｃが重なった時点以降、図２（ｅ）に示
すように羽根７ＢはレチクルＲと同期して−Ｘ方向に走
査される。そして、図２（ｆ）に示すようにパターン領
域２０Ａが照明領域２１を通過して露光が終了した時点
で、レチクルＲ及び羽根７Ｂの減速が開始され、最終的
にレチクルＲが静止した時点では、羽根７Ａ及び７Ｂは
遮光部２０Ｃ上で閉じるような形で静止する。このとき
に図１のエキシマレーザ光源１のパルス発光も停止され
る。
ッジ部７Ａｅが照明領域２１の左端を超えた時点で、羽
根７Ａが減速を開始する。この動作と並行して、羽根７
Ｂに遮光部２０Ｃが重なった時点以降、図２（ｅ）に示
すように羽根７ＢはレチクルＲと同期して−Ｘ方向に走
査される。そして、図２（ｆ）に示すようにパターン領
域２０Ａが照明領域２１を通過して露光が終了した時点
で、レチクルＲ及び羽根７Ｂの減速が開始され、最終的
にレチクルＲが静止した時点では、羽根７Ａ及び７Ｂは
遮光部２０Ｃ上で閉じるような形で静止する。このとき
に図１のエキシマレーザ光源１のパルス発光も停止され
る。
【００３１】一方、レチクルＲ及び可動ブラインド７の
動作に同期して、主制御系１２は、ウエハステージ駆動
部１５を介してウエハステージ１４を駆動してウエハＷ
を走査方向（Ｘ方向）に走査する。投影光学系１３のレ
チクルＲからウエハＷへの投影倍率をβとすると、露光
中にはレチクルＲが−Ｘ方向（又はＸ方向）に速度Ｖ R
で走査されるのと同期して、ウエハＷはＸ方向（又は−
Ｘ方向）に速度ＶW （＝β・ＶR ）で走査される。この
場合、レチクルＲ上の第１の回路パターン領域２０Ａの
みにパルス照明光が照射されるので、ウエハＷ上には第
１の回路パターン領域２０Ａのパターン像のみが転写さ
れる。なお、レチクルＲを照明領域２１に対してＸ方向
に走査する場合には、可動ブラインド７の羽根７Ａ，７
Ｂは図２（ｆ）〜図２（ｂ）の順序で制御される。
動作に同期して、主制御系１２は、ウエハステージ駆動
部１５を介してウエハステージ１４を駆動してウエハＷ
を走査方向（Ｘ方向）に走査する。投影光学系１３のレ
チクルＲからウエハＷへの投影倍率をβとすると、露光
中にはレチクルＲが−Ｘ方向（又はＸ方向）に速度Ｖ R
で走査されるのと同期して、ウエハＷはＸ方向（又は−
Ｘ方向）に速度ＶW （＝β・ＶR ）で走査される。この
場合、レチクルＲ上の第１の回路パターン領域２０Ａの
みにパルス照明光が照射されるので、ウエハＷ上には第
１の回路パターン領域２０Ａのパターン像のみが転写さ
れる。なお、レチクルＲを照明領域２１に対してＸ方向
に走査する場合には、可動ブラインド７の羽根７Ａ，７
Ｂは図２（ｆ）〜図２（ｂ）の順序で制御される。
【００３２】この場合、本実施例では露光の直前のパル
ス照明光の照度（パルスエネルギー）を計測し、それに
基づいて照度若しくは走査速度（又は両方）を調整して
いるため、ウエハＷ上での露光量を正確に適正露光量に
できる。また、可動ブラインド７が閉じてレチクルが加
速されている期間（助走期間）に照度の計測を行うこと
ができるため、ウエハＷに対して不要な露光を行うこと
なく、照度計測を高精度に行うことができる。なお、ウ
エハＷ上の１点が、投影光学系１３によるレチクルパタ
ーンの投影領域（レチクル上での照明領域と相似な領
域）を走査方向に沿って横切る間にウエハＷに照射され
るパルス光の数を調整するようにしてもよい。更に、そ
の投影領域の走査方向の幅を可変としてもよい。但し、
何れにおいても前述の如くウエハＷ上の１点がその投影
領域を横切る間のパルス数は整数とすることが望まし
い。
ス照明光の照度（パルスエネルギー）を計測し、それに
基づいて照度若しくは走査速度（又は両方）を調整して
いるため、ウエハＷ上での露光量を正確に適正露光量に
できる。また、可動ブラインド７が閉じてレチクルが加
速されている期間（助走期間）に照度の計測を行うこと
ができるため、ウエハＷに対して不要な露光を行うこと
なく、照度計測を高精度に行うことができる。なお、ウ
エハＷ上の１点が、投影光学系１３によるレチクルパタ
ーンの投影領域（レチクル上での照明領域と相似な領
域）を走査方向に沿って横切る間にウエハＷに照射され
るパルス光の数を調整するようにしてもよい。更に、そ
の投影領域の走査方向の幅を可変としてもよい。但し、
何れにおいても前述の如くウエハＷ上の１点がその投影
領域を横切る間のパルス数は整数とすることが望まし
い。
【００３３】また、図２（ｆ）に示すように、走査露光
が終了してレチクルが減速される期間、即ち可動ブライ
ンド７の羽根７Ａ，７Ｂが再び閉じている期間にパルス
照明光の照度を計測し、この計測結果に基づいてその次
の露光での照度の補正量若しくは走査速度の補正量（又
は両方）を算出するようにしてもよい。更に、レチクル
が停止しているときに照度を計測してもよい。次に、図
２（ａ）のレチクルＲの２個の回路パターン領域２０
Ａ，２０Ｂのパターンを、ウエハＷ上の各ショット領域
に順次走査露光方式で露光する場合の動作の一例につき
図３及び図４を参照して説明する。
が終了してレチクルが減速される期間、即ち可動ブライ
ンド７の羽根７Ａ，７Ｂが再び閉じている期間にパルス
照明光の照度を計測し、この計測結果に基づいてその次
の露光での照度の補正量若しくは走査速度の補正量（又
は両方）を算出するようにしてもよい。更に、レチクル
が停止しているときに照度を計測してもよい。次に、図
２（ａ）のレチクルＲの２個の回路パターン領域２０
Ａ，２０Ｂのパターンを、ウエハＷ上の各ショット領域
に順次走査露光方式で露光する場合の動作の一例につき
図３及び図４を参照して説明する。
【００３４】図３はウエハＷ上のショット領域の配列を
示し、この図３において、ウエハＷ上にはＸ方向（走査
方向）及びＹ方向にそれぞれ所定間隔で多数のショット
領域３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，…が配列され、これらシ
ョット領域にそれぞれレチクルＲの回路パターン像が走
査露光方式で露光される。この際に、図２で説明したよ
うに可動ブラインド７の動作により、レチクルＲ上の回
路パターン領域２０Ａ，２０Ｂ及び遮光部以外の領域に
はパルス照明光が照射されないので、不要なパターンの
露光が防止されている。
示し、この図３において、ウエハＷ上にはＸ方向（走査
方向）及びＹ方向にそれぞれ所定間隔で多数のショット
領域３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，…が配列され、これらシ
ョット領域にそれぞれレチクルＲの回路パターン像が走
査露光方式で露光される。この際に、図２で説明したよ
うに可動ブラインド７の動作により、レチクルＲ上の回
路パターン領域２０Ａ，２０Ｂ及び遮光部以外の領域に
はパルス照明光が照射されないので、不要なパターンの
露光が防止されている。
【００３５】そして先ず、ウエハＷ上の第１のショット
領域３２Ａに露光を行う際には、エキシマレーザ光源１
にパルス発光を行わせた状態で、スリット状の露光領域
２２（実際には可動ブラインド７により制限されてい
る）に対してショット領域３２Ａが＋Ｘ方向に加速さ
れ、助走区間３５Ａ内でウエハＷは所定の走査速度に達
する。その後、ウエハＷを基準とすると、露光領域２２
が軌跡３３Ａに沿って次第に位置３４Ａから位置３４Ｂ
へと移動してショット領域３２ＡにレチクルＲのパター
ン像が逐次露光される。また、ショット領域３２Ａと位
置３４Ｂとの間の区間（これを「減速区間」という）３
５Ｂでは、ウエハＷが次第に減速される。
領域３２Ａに露光を行う際には、エキシマレーザ光源１
にパルス発光を行わせた状態で、スリット状の露光領域
２２（実際には可動ブラインド７により制限されてい
る）に対してショット領域３２Ａが＋Ｘ方向に加速さ
れ、助走区間３５Ａ内でウエハＷは所定の走査速度に達
する。その後、ウエハＷを基準とすると、露光領域２２
が軌跡３３Ａに沿って次第に位置３４Ａから位置３４Ｂ
へと移動してショット領域３２ＡにレチクルＲのパター
ン像が逐次露光される。また、ショット領域３２Ａと位
置３４Ｂとの間の区間（これを「減速区間」という）３
５Ｂでは、ウエハＷが次第に減速される。
【００３６】その後、図１のウエハステージ１４をＹ方
向にステッピングすると、図３に示すようにスリット状
の露光領域２２は位置３４Ｂから、第２のショット領域
３２Ｂの手前の位置３４Ｃに移動する。次に、スリット
状の露光領域２２に対してショット領域３２Ｂが−Ｘ方
向に加速され、助走区間３５Ｃ内でウエハＷは所定の走
査速度に達する。その後、ウエハＷを基準とすると、露
光領域２２が軌跡３３Ｂに沿って次第に位置３４Ｄから
ショット領域３２Ｂの外部へと移動してショット領域３
２ＢにもレチクルＲのパターン像が逐次露光される。
向にステッピングすると、図３に示すようにスリット状
の露光領域２２は位置３４Ｂから、第２のショット領域
３２Ｂの手前の位置３４Ｃに移動する。次に、スリット
状の露光領域２２に対してショット領域３２Ｂが−Ｘ方
向に加速され、助走区間３５Ｃ内でウエハＷは所定の走
査速度に達する。その後、ウエハＷを基準とすると、露
光領域２２が軌跡３３Ｂに沿って次第に位置３４Ｄから
ショット領域３２Ｂの外部へと移動してショット領域３
２ＢにもレチクルＲのパターン像が逐次露光される。
【００３７】図４は、この場合のレチクルＲの走査速度
ＶR の変化の様子を示し、図４において、図３の助走区
間３２Ａに対応する加速期間Ｔ１では走査速度ＶR は次
第に大きくなって所定値に達し、それに続く露光期間Ｔ
２では走査速度ＶR はその所定値に維持される。また、
図３の減速区間３５及び助走区間３５Ｃに対応する減加
速期間Ｔ３では、レチクルＲの走査速度ＶR は一度０に
なった後に負の方向に加速されて所定値に達する。それ
に続く露光期間Ｔ４では走査速度ＶR はその所定値に維
持され、その後の期間Ｔ５で走査速度ＶR は次第に再び
０になる。また、図３において、第３のショット領域３
２Ｃ以降への露光を行う際にも、例えばレチクルＲの走
査方向が順次反転するようにウエハＷの走査方向が定め
られる。
ＶR の変化の様子を示し、図４において、図３の助走区
間３２Ａに対応する加速期間Ｔ１では走査速度ＶR は次
第に大きくなって所定値に達し、それに続く露光期間Ｔ
２では走査速度ＶR はその所定値に維持される。また、
図３の減速区間３５及び助走区間３５Ｃに対応する減加
速期間Ｔ３では、レチクルＲの走査速度ＶR は一度０に
なった後に負の方向に加速されて所定値に達する。それ
に続く露光期間Ｔ４では走査速度ＶR はその所定値に維
持され、その後の期間Ｔ５で走査速度ＶR は次第に再び
０になる。また、図３において、第３のショット領域３
２Ｃ以降への露光を行う際にも、例えばレチクルＲの走
査方向が順次反転するようにウエハＷの走査方向が定め
られる。
【００３８】この場合、本実施例では図３の助走区間３
５Ａで計測した照度に基づいてウエハＷ上のショット領
域３２Ａへの露光量を制御する。また、第２のショット
領域３２Ｂに対する露光量の制御は、直前の助走区間３
５Ｃで計測した照度に基づいて行う。これにより、各シ
ョット領域での露光量制御が高精度に行われる。また、
特別に照度計測用の時間を設けるわけではないため、露
光工程のスループットは低下しない。但し、例えば第１
のショット領域３２Ａの減速区間３５Ｂ、又は減速区間
３５Ｂから次の助走区間３５Ｃへ移る間のステッピング
区間でパルス照明光の照度を計測し、この計測結果に基
づいて第２のショット領域３２Ｂでの露光量制御を行う
ようにしてもよい。
５Ａで計測した照度に基づいてウエハＷ上のショット領
域３２Ａへの露光量を制御する。また、第２のショット
領域３２Ｂに対する露光量の制御は、直前の助走区間３
５Ｃで計測した照度に基づいて行う。これにより、各シ
ョット領域での露光量制御が高精度に行われる。また、
特別に照度計測用の時間を設けるわけではないため、露
光工程のスループットは低下しない。但し、例えば第１
のショット領域３２Ａの減速区間３５Ｂ、又は減速区間
３５Ｂから次の助走区間３５Ｃへ移る間のステッピング
区間でパルス照明光の照度を計測し、この計測結果に基
づいて第２のショット領域３２Ｂでの露光量制御を行う
ようにしてもよい。
【００３９】また、エキシマレーザ光源１のパルスエネ
ルギーの変動の周期が比較的長い場合には、必ずしもウ
エハＷ上の全部のショット領域に対してそれぞれ助走区
間又は減速区間等で照度計測を行う必要はなく、例えば
２個のショット領域毎、又は３個のショット領域毎等に
照度計測を行うようにしてもよい。なお、図１の実施例
において、ビームスプリッター２３と例えばコンデンサ
ーレンズ４との間にシャッターを配置して、ウエハＷへ
の不要な露光を避けたいときにはそのシャッターでパル
ス照明光を遮断するようにしてもよい。
ルギーの変動の周期が比較的長い場合には、必ずしもウ
エハＷ上の全部のショット領域に対してそれぞれ助走区
間又は減速区間等で照度計測を行う必要はなく、例えば
２個のショット領域毎、又は３個のショット領域毎等に
照度計測を行うようにしてもよい。なお、図１の実施例
において、ビームスプリッター２３と例えばコンデンサ
ーレンズ４との間にシャッターを配置して、ウエハＷへ
の不要な露光を避けたいときにはそのシャッターでパル
ス照明光を遮断するようにしてもよい。
【００４０】また、そのシャッターをロータリーシャッ
ターとし、このシャッターで光路を閉じたとき、その反
射光を光電検出器２５に導くようにしてもよい。また、
そのシャッターは、光電検出器２５、又はその光電検出
器２５に光を導くための光分割器とウエハＷとの間にあ
れば、どこに配置しても構わない。また、ロータリーシ
ャッターの羽根に光電検出器２５を直接設けてもよい。
また、レチクルステージ２６に光電検出器２５を設け、
走査露光の直前、又は直後に照度計測をしてもよい。こ
のとき、レチクル、及び投影光学系を通ってウエハＷに
達する光をカットするシャッター（遮光板）を配置して
おくとよい。但し、本実施例のように可動ブラインド７
で照明光の遮断を行う方式では、構成が簡略である。
ターとし、このシャッターで光路を閉じたとき、その反
射光を光電検出器２５に導くようにしてもよい。また、
そのシャッターは、光電検出器２５、又はその光電検出
器２５に光を導くための光分割器とウエハＷとの間にあ
れば、どこに配置しても構わない。また、ロータリーシ
ャッターの羽根に光電検出器２５を直接設けてもよい。
また、レチクルステージ２６に光電検出器２５を設け、
走査露光の直前、又は直後に照度計測をしてもよい。こ
のとき、レチクル、及び投影光学系を通ってウエハＷに
達する光をカットするシャッター（遮光板）を配置して
おくとよい。但し、本実施例のように可動ブラインド７
で照明光の遮断を行う方式では、構成が簡略である。
【００４１】また、図１では露光光源としてパルス発光
するエキシマレーザ光源１が使用されているが、水銀ラ
ンプのような連続光源を露光光源として使用した場合に
も本発明は適用される。このとき、照度、走査速度、レ
チクル上での照明領域の走査方向の幅（すなわち固定の
視野絞り５を可変絞りとしたときの走査方向の開口幅）
の少なくとも１つを調整するようにしてもよい。但し、
連続光源では照度変動の周期が長いため、照度計測の頻
度を少なくしてもよい。更に、本発明は投影露光装置の
みに限定されず、コンタクト方式やプロキシミティ方式
の露光装置にも適用できることも言うまでもない。この
ように本発明は上述実施例に限定されず、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。
するエキシマレーザ光源１が使用されているが、水銀ラ
ンプのような連続光源を露光光源として使用した場合に
も本発明は適用される。このとき、照度、走査速度、レ
チクル上での照明領域の走査方向の幅（すなわち固定の
視野絞り５を可変絞りとしたときの走査方向の開口幅）
の少なくとも１つを調整するようにしてもよい。但し、
連続光源では照度変動の周期が長いため、照度計測の頻
度を少なくしてもよい。更に、本発明は投影露光装置の
みに限定されず、コンタクト方式やプロキシミティ方式
の露光装置にも適用できることも言うまでもない。この
ように本発明は上述実施例に限定されず、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。
【００４２】
【発明の効果】本発明の走査型露光装置によれば、所定
形状の照明領域がマスク上の転写用のパターン以外の領
域上にある期間、即ち走査露光の助走期間（加速期
間）、減速期間、又はステッピング期間等に照明光の照
度計測を行い、この計測結果に基づいてその次の走査露
光での露光量を制御できるため、露光用の照明光の照度
変動の周期が短いような場合でも、感光性の基板上での
露光量を適正露光量に制御できる利点がある。また、照
度の計測は、助走期間又は減速期間等のシーケンス上で
本来必要な期間で行われるため、露光工程のスループッ
トが低下しない利点がある。
形状の照明領域がマスク上の転写用のパターン以外の領
域上にある期間、即ち走査露光の助走期間（加速期
間）、減速期間、又はステッピング期間等に照明光の照
度計測を行い、この計測結果に基づいてその次の走査露
光での露光量を制御できるため、露光用の照明光の照度
変動の周期が短いような場合でも、感光性の基板上での
露光量を適正露光量に制御できる利点がある。また、照
度の計測は、助走期間又は減速期間等のシーケンス上で
本来必要な期間で行われるため、露光工程のスループッ
トが低下しない利点がある。
【００４３】また、露光量制御手段が、マスク及び基板
の走査速度、照明光学系からマスクに照射される照明光
の照度、並びに所定形状の照明領域のそのマスクの走査
方向の幅の少なくとも１つを制御することにより基板に
対する露光量を制御する場合には、容易に適正露光量を
得ることができる。更に、照明光学系中に照明光を遮断
するシャッター手段を設け、このシャッター手段とその
照明光学系中の露光用光源との間に照度計測手段を配置
した場合には、シャッター手段により照明光を遮断して
いる期間でも照明光の照度計測を行うことができる。
の走査速度、照明光学系からマスクに照射される照明光
の照度、並びに所定形状の照明領域のそのマスクの走査
方向の幅の少なくとも１つを制御することにより基板に
対する露光量を制御する場合には、容易に適正露光量を
得ることができる。更に、照明光学系中に照明光を遮断
するシャッター手段を設け、このシャッター手段とその
照明光学系中の露光用光源との間に照度計測手段を配置
した場合には、シャッター手段により照明光を遮断して
いる期間でも照明光の照度計測を行うことができる。
【００４４】特に、照明光学系中のマスクのパターン形
成面と実質的に共役な面に配置され、所定形状の照明領
域のそのマスクの走査方向の幅を変化させる可変視野絞
りが、そのシャッター手段を兼用する場合には、マスク
パターンが複数の回路パターン領域に分割されていると
きに、その中の所望の回路パターンのみを走査露光方式
で基板上に露光できる。更に、例えば助走区間等ではそ
の可変視野絞りを閉じることにより、基板への露光を行
うことなく、照明光の照度を計測できる利点がある。
成面と実質的に共役な面に配置され、所定形状の照明領
域のそのマスクの走査方向の幅を変化させる可変視野絞
りが、そのシャッター手段を兼用する場合には、マスク
パターンが複数の回路パターン領域に分割されていると
きに、その中の所望の回路パターンのみを走査露光方式
で基板上に露光できる。更に、例えば助走区間等ではそ
の可変視野絞りを閉じることにより、基板への露光を行
うことなく、照明光の照度を計測できる利点がある。
【図１】本発明による走査型露光装置の一実施例を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】レチクルＲ上の回路パターン領域の一例、及び
実施例での走査露光動作の一例の説明に供する図であ
る。
実施例での走査露光動作の一例の説明に供する図であ
る。
【図３】実施例で露光されるウエハ上のショット配列、
及びスリット状の露光領域の相対的な移動の軌跡を示す
部分拡大平面図である。
及びスリット状の露光領域の相対的な移動の軌跡を示す
部分拡大平面図である。
【図４】レチクルの走査速度の変化の一例を示す図であ
る。
る。
１ エキシマレーザ光源
３ フライアイレンズ
５ 固定の視野絞り
７ 可動ブラインド
７Ａ，７Ｂ 羽根
８ リレーレンズ
Ｒ レチクル
Ｗ ウエハ
１０ レチクルステージ駆動部
１１ 可動ブラインド制御部
１２ 主制御系
１３ 投影光学系
１４ ウエハステージ
１５ ウエハステージ駆動部
１８ 露光量制御系
２１ スリット状の照明領域
２３ ビームスプリッター
２５ 光電検出器
２６ レチクルステージ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−74092（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−45496（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−132195（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−132191（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−343286（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−196513（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−65222（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−5063（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−298719（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
G03F 7/20
Claims (6)
- 【請求項１】 感光性の基板に転写すべきパターンが形
成されたマスク上の所定形状の照明領域を露光用の照明
光で照明する照明手段と、前記マスク及び前記基板を同
期して走査する走査用ステージとを有し、前記照明領域
に対して前記マスクを所定方向に走査するのと同期して
前記基板を所定方向に走査することにより、前記基板上
に前記マスクのパターンを露光する走査型露光装置にお
いて、 前記照明領域が前記マスク上の前記転写用のパターン以
外の領域上に位置している、前記マスク又は前記基板の
減速期間に前記照明光の照度を計測する照度計測手段
と、 該照度計測手段の計測結果に基づいて前記マスクのパタ
ーンを前記基板上に逐次露光する際の前記基板に対する
露光量を制御する露光量制御手段と、を備えたことを特
徴とする走査型露光装置。 - 【請求項２】 感光性の基板に転写すべきパターンが形
成されたマスク上の所定形状の照明領域を露光用の照明
光で照明する照明手段と、前記マスク及び前記基板を同
期して走査する走査用ステージとを有し、前記照明領域
に対して前記マスクを所定方向に走査するのと同期して
前記基板を所定方向に走査することにより、前記基板上
の複数のショット領域のそれぞれに前記マスクのパター
ンを露光する走査型露光装置において、 前記照明領域が前記マスク上の前記転写用のパターン以
外の領域上に位置している、前記基板のステッピング期
間に前記照明光の照度を計測する照度計測手段と、 該照度計測手段の計測結果に基づいて前記マスクのパタ
ーンを前記基板上に逐次露光する際の前記基板に対する
露光量を制御する露光量制御手段と、を備えたことを特
徴とする走査型露光装置。 - 【請求項３】 感光性の基板に転写すべきパターンが形
成されたマスク上の所定形状の照明領域を露光用の照明
光で照明する照明手段と、前記マスク及び前記基板を同
期して走査する走査用ステージとを有し、前記照明領域
に対して前記マスクを所定方向に走査するのと同期して
前記基板を所定方向に走査することにより、前記基板上
に前記マスクのパターンを露光する走査型露光装置にお
いて、前記照明領域が前記マスク上の前記転写用のパタ
ーン以外の領域上に位置しているときに前記照明光の照
度を計測する照度計測手段と、 該照度計測手段の計測結果に基づいて前記マスクのパタ
ーンを前記基板上に逐次露光する際の前記基板に対する
露光量を制御する露光量制御手段と、を備え、 前記走査用ステージは前記マスクを走査するためのマス
クステージを有し、前記照度計測手段を前記マスクステ
ージ上に設けた ことを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項４】 前記露光量制御手段は、前記マスク及び
前記基板の走査速度、前記照明手段から前記マスクに照
射される照明光の照度、並びに前記照明領域の前記所定
方向の幅の少なくとも１つを制御することにより前記基
板に対する露光量を制御することを特徴とする請求項１
〜３のいずれか一項に記載の走査型露光装置。 - 【請求項５】 前記照明手段内に前記照明光を遮断する
シャッター手段を設け、該シャッター手段と前記照明手
段内の露光用光源との間に前記照度計測手段を配置した
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の
走査型露光装置。 - 【請求項６】 前記照明手段内で前記マスクのパターン
形成面と実質的に共役な面に配置され、前記照明領域の
前記所定方向の幅を変化させる可変視野絞りを備え、前記可変視野絞りは前記マスクの走査に同期して移動さ
れるとともに、前記露光の終了後に減速が開始される こ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の走
査型露光装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13561694A JP3451604B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 走査型露光装置 |
| US08/490,764 US5677754A (en) | 1994-06-17 | 1995-06-15 | Scanning exposure apparatus |
| KR1019950016564A KR100374901B1 (ko) | 1994-06-17 | 1995-06-17 | 주사노광장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13561694A JP3451604B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 走査型露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH088160A JPH088160A (ja) | 1996-01-12 |
| JP3451604B2 true JP3451604B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=15155977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13561694A Expired - Fee Related JP3451604B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 走査型露光装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5677754A (ja) |
| JP (1) | JP3451604B2 (ja) |
| KR (1) | KR100374901B1 (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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