JP4784746B2 - 照明光学装置、投影露光装置、投影光学系、及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
本発明はこのような事情に鑑み、近接して配置される2つのパターン、又は2つのパターン領域内のパターンを感光性の基板上に転写する場合に、各パターンの全面をそれぞれ最適な照明条件で照明できる照明技術及び露光技術を提供することを第1の目的とする。
また、本明細書の発明を実施するための最良の形態に記載されている別の照明光学装置は、第1面に配置されるパターンを第2面へ投影露光する投影露光装置に用いられて、その第1面に対して光源(10)からの照明光を供給する照明光学装置において、その光源とその第1面との間の光路中に配置されて、その光源からの互いに異なる複数の光束(IL1,IL2)をその第1面において近接して照射されるように合成する光路合成器(21)を備え、その光路合成器は、その第1面と光学的に共役な第3面(62)又はこの第3面の近傍に位置決めされた不連続点(21c)を備え、その複数の光束は、その不連続点により区画される複数の領域(21a,21b)のそれぞれを経由するものである。
また、本発明による露光装置は、照明光でパターンを照明し、そのパターン及び投影光学系(PL)を介して感光性の基板(W)を露光する投影露光装置において、そのパターンを照明するために、本発明のいずれかの照明光学装置(IU)を備えたものである。
また、本明細書の発明を実施するための最良の形態に記載されている投影光学系は、所定の走査方向に沿って配列された第1及び第2のパターン領域(R1A,R1B)をそれぞれ第1及び第2の光束で照明し、その第1及び第2のパターン領域を通過したその第1及び第2の光束でそれぞれ感光性の基板(W)を露光した状態で、その第1及び第2のパターン領域を持つパターンをその走査方向に移動するのに同期してその基板を対応する方向に移動して、その第1及び第2のパターン領域のパターンを一回の走査露光でそれぞれその基板上の隣接する第1及び第2の区画領域(48A,48F)に転写する投影露光装置において、その第1及び第2のパターン領域を通過したその第1及び第2の光束でそれぞれその基板を露光するために用いられる投影光学系(PL1)であって、その第1の光束によって形成される像とその第2の光束によって形成される像との相対位置をシフトさせる像シフタ(P1,P2)を備えたものである。
以下、本発明の好ましい第1の実施形態につき図1〜図10を参照して説明する。本例は、走査露光方式であるスキャニングステッパー型の投影露光装置を用いて露光を行う場合に本発明を適用したものである。
図1は本例の投影露光装置を示し、この図1において、投影露光装置は、露光光源10と、この露光光源10からの露光光でマスクとしてのレチクルRを照明する照明光学系IUと、レチクルRを保持して移動するレチクルステージRSTと、レチクルRの照明領域内のパターンの像を感光性の基板としてのレジスト(感光材料)が塗布されたウエハW上に投影する投影光学系PLと、ウエハWを保持して移動するウエハステージWSTと、これらのステージ等の駆動機構と、これらの駆動機構等の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御系36とを備えている。露光光源10としては、ArFエキシマレーザ(波長193nm)が使用されているが、その他に、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、F2 レーザ(波長157nm)、固体レーザ(YAGレーザ若しくは半導体レーザ等)の高調波発生装置、又は水銀ランプ等も露光光源として使用できる。
露光光源10から射出された直線偏光の紫外パルスレーザ光よりなる露光光(露光用の照明光)ILは、光軸AX1に沿って不図示のビームマッチングユニット(BMU)を介して光分割器11に入射して第1露光光IL1及び第2露光光IL2に分割され、第1露光光IL1はミラー12で反射されて光軸AX2を持つ第1照明ユニットIUAに入射し、第2露光光IL2は光軸AX4を持つ第2照明ユニットIUBに入射する。本例では、光分割器11として偏光ビームスプリッタ(PBS)が使用され、光分割器11に入射する露光光ILの偏光方向は、光分割器11を透過する第1露光光IL1(P偏光成分)の光量と、光分割器11で反射される第2露光光IL2(S偏光成分)の光量とが等しくなるように設定されている。
可動ブラインド18Aを通過した第1露光光IL1は、第1の1次リレー光学系19A、光路折り曲げ鏡20Aを経てほぼ直角に折り曲げられて光軸AX3に沿って進んだ後、光路合成鏡21の反射面21aで反射されて光軸AX6に沿って2次リレー光学系22に入射する。光路折り曲げ鏡20A及び光路合成鏡21は、1次リレー光学系19Aと可動ブラインド18Aの開口部の像が形成される位置との間に配置されている。2次リレー光学系22は、所定の面62とレチクル面とを光学的に共役にする光学系である。なお、以下ではその面62をレチクル共役面62と呼ぶ。
そして、光路合成鏡21で合成された露光光IL1及びIL2は、レンズ系22a、光路折り曲げ鏡22b、レンズ系22c、レンズ系22d、光路折り曲げ鏡22e、及びレンズ系22fを含む2次リレー光学系22を介して、光軸AX6、AX7、及びAX8に沿ってレチクルRのパターン面(レチクル面)に設けられたパターンを照明する。レチクルR上の照明光学系IUの光軸AX8は、投影光学系PLの光軸AX9と合致している。上記の照明ユニットIUA及びIUB、固定ブラインド31A及び31B、可動ブラインド18A及び18B、1次リレー光学系19A及び19B、光路折り曲げ鏡20A及び20B、光路合成鏡21、並びに2次リレー光学系22を含んで照明光学系IUが構成されている。
図4(a)は、本例で使用されるレチクルRのパターン配置を示す平面図であり、この図4(a)において、レチクルRの矩形の枠状の遮光帯51に囲まれた領域が、境界の遮光帯53によってY方向に2つの同一の大きさの第1及び第2のパターン領域RA,RBに分割され、パターン領域RA及びRB内にそれぞれ異なる転写用のパターン(以下、それぞれパターンA及びBと呼ぶ)が描画されている。パターンA及びBは、ウエハW上の各ショット領域の1つのレイヤに転写される回路パターンから生成されたパターンであり、パターンA及びBの像を重ねて露光することによってその回路パターンに対応する投影像が各ショット領域に露光される。一例として、パターンAは、Y方向に解像限界程度のピッチで配列されたY方向のライン・アンド・スペースパターン(以下、L&Sパターンという。)55Yよりなり、パターンBは、X方向に解像限界程度のピッチで配列されたX方向のL&Sパターン55Xよりなる。
ここでストリートラインとはウエハ上に形成される複数の半導体デバイスの各境界部に配置される線状の非デバイス領域をいい、現在では、その幅は100μm程度が主流である。ウエハW上のストリートラインの幅を100μmとして、投影光学系PLの倍率を1/4とすると、遮光帯53の幅は400μmとなる。従って、第1照明領域25A及び第2照明領域25Bの境界部を、400μm以内の位置精度で正確にパターン領域RA及びRBに一致させる必要がある。
なお、上記の可動ブラインド18A及び18Bの位置決め誤差や、リレー光学系のディストーションも考慮するなら、稜線21cのレチクル共役面62からのずれ量は、さらに小さいことが好ましい。
なお、このずれ量の許容値は、後述する他の実施形態や変形例においても同様である。
図8は、本例のウエハW上のショット配列を示し、この図8において、ウエハW上にX方向、Y方向に所定ピッチで多数のショット領域(代表的にショット領域48で表す。)が形成され、これらのショット領域48は、隣接するショット領域との境界部のストリートラインの中央までの領域を含めて、Y方向(走査方向)の幅FでX方向の幅Eの矩形領域である。これらのショット領域48にそれぞれ図4(a)のレチクルRの第1のパターン領域RAのパターンAの像と、第2のパターン領域RBのパターンBの像とが二重露光される。また、ショット領域48には例えば2つのアライメントマーク46A,46Bが付設され、ウエハW上から選択された所定個数のショット領域48内のアライメントマーク46A,46Bの座標をウエハ用のアライメントセンサ(不図示)で計測して統計処理を行うことで、例えばエンハンスト・グローバル・アライメント方式でウエハW上の各ショット領域のアライメントを行うことができる。
先ず、図8のウエハW上のY方向に隣接する2つのショット領域48A及び48Fに、1回の走査によってそれぞれ図4(a)のレチクルRのパターン領域RBのパターンBの像B1及びパターン領域RAのパターンAの像A1を露光する。このように図4(a)のレチクルR上のパターンA及びBと図8のウエハW上のパターンAの像A1及びパターンBの像B1とがY方向に入れ替わっているのは、本例の投影光学系PLが倒立像を形成するためである。また、図4(a)のように照明領域25A,25Bがともに閉じている状態では、図5(a)に示すように可動ブラインド18A,18Bはともに閉じている。
次に、図4(f)に示すように、レチクルRのパターン領域RAが第2照明領域25Bで照明されている状態で、パターン領域RBが図3の照野18APに入った時点で、第1照明領域25Aが開き始め(対応する図6(f)で可動ブラインド18Aが開き始めている)、図4(g)で第1照明領域25Aが全開となる(対応する図6(g)で可動ブラインド18Aが全開となる)。この状態では、照明領域25A及び25Bがともに全開であり、その境界部に遮光帯53があり、図8のウエハW上の隣接するショット領域48F及び48Aに並行してそれぞれレチクルRのパターン領域RA及びRBのパターンの像A1及びB1の一部が露光される。その後、さらにレチクルRが+Y方向に走査されると、図4(h)に示すように第2照明領域25Bが遮光帯53に追従して次第に閉じてきて(対応する図6(h)で可動ブラインド18Bが次第に閉じてくる)、図4(i)で第2照明領域25Bが完全に閉じて、レチクルRの第2のパターン領域RBのみが第1照明領域25Aで照明されるようになる(対応する図7(i)では可動ブラインド18Bが完全に閉じる)。この結果、図8のウエハW上のショット領域48Fへの露光が終了し、隣接するショット領域48Aのみの露光が継続される。
次に、この状態では、レチクルRの第2のパターン領域RBが図3の照野18AP内にあり、第1のパターン領域RAは照野18BPから外れているため、図4(j)及び図4(k)に示すように、レチクルRの第2のパターン領域RBのみが全開の第1照明領域25Aで照明され(対応する図7(j)、図7(k)では可動ブラインド18Aのみが全開である)、第2のパターン領域RBのパターンの像B1が、図8のウエハWのショット領域48Aに逐次露光される。その後、図4(l)に示すように、レチクルRの遮光帯51が第1照明領域25Aに達すると、第1照明領域25Aの幅は次第に0となり(対応する図7(l)では可動ブラインド18Aが次第に閉じる)、図8のショット領域48Aに対する像B1の露光も終了する。このように2つのパターン領域RA,RBを持つレチクルRを1回だけ照明領域25A,25Bに対してY方向に走査して露光を行うことによって、ウエハW上の隣接する2つのショット領域48A,48Fにパターン像が露光される。この際に、ショット領域48A及び48Fに対する露光はそれぞれ直交する方向の2極照明で行われる。
次に、図4(l)の状態に続いて、レチクルRを図3の照野18AP,18BPに対して+Y方向の走査開始位置に移動して、図8において、ウエハWをX方向に1つのショット領域48のX方向の幅Eだけステップ移動した後、レチクルRを−Y方向に移動するのに同期してウエハWを+Y方向に移動するとともに、照明領域25A,25Bを図4(l)から図4(a)の順に駆動することによって、図8のウエハW上のY方向に隣接するショット領域48B及び48GにそれぞれレチクルRのパターン領域RB及びRA内のパターンの像B1及びA1が露光される。以下、レチクルRを交互に+Y方向、Y方向に走査して、ウエハWを露光領域が相対的に図8の軌跡47Aに沿って移動するように同期して駆動して、図4(a)〜(l)に示すように照明領域25A,25Bを開閉することで、図8のウエハW上のX方向の一連のショット領域48A〜48Eに像B1が露光され、X方向の一連のショット領域48F〜48Jに像A1が露光される。
次に、図8のウエハWを−Y方向に一つのショット領域48のY方向の幅F分だけステップ移動した後、図9のウエハW上のY方向に隣接するショット領域48J及び48Oに対して、上記の第1工程〜第3工程を実行することで(走査方向は逆方向である)、1回の走査露光によって、ショット領域48J及び48Oにそれぞれ図4(a)のレチクルRのパターン領域RB及びRAのパターンの像B2及びA2を露光する。これによって、ショット領域48J上には、レチクルRの第2のパターン領域RBのパターンの像B2と第1のパターン領域RAのパターンの像A1とが二重露光される。
次に、図9のウエハWを−Y方向に一つのショット領域48(図8参照)のY方向の幅F分だけステップ移動した後、レチクルRを交互に+Y方向、−Y方向に走査して、ウエハWを露光領域が相対的に図10の軌跡47Cに沿って移動するように同期して駆動して、図4(a)〜(l)に示すように照明領域25A,25Bを開閉することで、図10のウエハW上のX方向の一連のショット領域48K〜48OにレチクルRの第2のパターン領域RBのパターンの像B3が露光され、X方向の一連のショット領域48P〜48Tに第1のパターン領域RAのパターンの像A3が露光される。この結果、X方向の3行目の一連のショット領域48K〜48Tには、それぞれ像A2と像B3とが二重露光される。
この際に、ウエハW上の走査方向に隣接する2つのショット領域には1回の走査で露光が行われるため、二重露光を極めて高いスループットで行うことができる。なお、ウエハW上のY方向の端部のショット領域には別途、レチクルRのパターン領域RA又はRBのパターンの像のみを二重露光する必要があるが、ウエハW上のショット領域の個数は実際には図8の配列よりもかなり多いため、スループットは殆ど低下しない。
A1)図1の照明光学系IUは、露光光源10とレチクル面(レチクルRのパターン面)との間に配置され、露光光源10とそのレチクル面との間にそのレチクル面と光学的に共役なレチクル共役面62を形成する2次リレー光学系22と、露光光源10とそのレチクル面との間に配置されて、露光光源10からの第1露光光IL1及び第2露光光IL2を、そのレチクル面において近接して照射されるように合成する光路合成鏡21とを備え、光路合成鏡21は、第1露光光IL1を反射する第1の反射面21aと、この反射面21aとは分離されており、第2露光光IL2を反射する第2の反射面21bとを含むとともに、それらの反射面21a及び21bの境界の稜線21cは、そのレチクル共役面62上に配置されている。なお、その稜線21cは、上記のようにそのレチクル共役面62の近傍に配置されていればよい。また、本例の投影露光装置は、その照明光学系IUを備えている。
A3)なお、図1の光分割器11を用いることなく、露光光IL1及びIL2を異なる露光光源から導いてもよい。この場合には、露光光IL1及びIL2毎に例えばパルス毎のエネルギー制御等を行うことも可能になり、パターン領域毎に互いに独立に制御できる照明条件の種類の範囲を広げることができる。
A5)ただし、後述の変形例でも示すように、光路合成鏡21の代わりに、露光光IL1及びIL2の一方のみを反射させて他方をそのまま通過させる光路合成部材を用いることも可能である。
また、光路合成鏡21の代わりに、露光光IL1及びIL2の少なくとも一方が通過する面を反射面と屈折面とを組み合わせた面とした光路合成部材を用いることも可能である。
A11)また、本実施形態の図1の照明光学系IUは、別の観点からすると、露光光源10とレチクル面との間に配置されて、露光光源10からの互いに異なる複数の露光光IL1,IL2をレチクル面において近接して照射されるように合成する光路合成鏡21を備え、光路合成鏡21は、レチクル共役面62又はこの近傍に位置決めされて2つの反射面21a,21bを不連続とする稜線21cを備え、その複数の露光光IL1,IL2は、その稜線21cにより区画される複数の反射面21a,21bをそれぞれ経由するものである。また、本例の投影露光装置は、その照明光学系IUを備えている。
A12)また、その光路合成鏡21の稜線21cは直線であり、その稜線21cのレチクル面における像も直線となり、レチクル面上で直線によって区画された複数のパターン領域をそれぞれ最適な照明条件で照明できる。
図11は、第1の実施形態の第1変形例の照明光学系の要部を示し、この図1及び図2に対応する部分に同一符号を付して示す図11において、この変形例が第1の実施形態と異なる点は、各可動ブラインド18A及び18Bにそれぞれ露光光を供給する照明ユニットIUA及びIUBの光軸AX2a及びAX4aが、対応する可動ブラインド18A及び18Bの全開時の開口部(照明領域23A及び23B)の中心となるように位置決めされている点である。すなわち、この変形例では1次リレー光学系19A及び19Bの光軸AX2b及びAX4bと、照明ユニットIUA及びIUBの光軸AX2a及びAX4aとは互いに共軸ではなく、レチクルRの走査方向に対応する方向にずれている。この構成により、照明ユニットIUA及びIUBとして、従来の可動ブラインドが全体として一つの照明光学系に用いられるものと同様の照明ユニットを用いることができる。
図12は、第1の実施形態の第2変形例の照明光学系の要部を示し、この図1及び図2に対応する部分に同一符号を付して示す図12において、この変形例が第1の実施形態と異なる点は、図1の互いに直交する2つの反射面21a,21bを持つ光路合成鏡21に代えて、1つの反射面を持つミラーよりなる光路合成器26を設けた点である。ここで、光路合成器26は、第2の1次リレー光学系19Bの光軸AX5に対して45°となるように斜設された反射面を持ち、その1次リレー光学系19Bからの光束を90°偏向させて2次リレー光学系22に導く。一方、第1の1次リレー光学系19Aからの光束は、光路合成器26の有効領域外の光路を直進して、2次リレー光学系22に向かう。ここで、光路合成器26の反射面の端辺26aは、1次リレー光学系19Aの光軸AX2、1次リレー光学系19Bの光軸AX5、及び2次リレー光学系22の光軸AX6が交差する点上に位置決めされている。なお、この交差点は、2次リレー光学系22に関して、レチクル面(レチクルRのパターン面)と光学的に共役な面上に位置する。この変形例は、光路合成器26の構成が簡略である。
図13は、第1の実施形態の第3変形例の照明光学系の要部を示し、この図12に対応する部分に同一符号を付して示す図13において、この変形例は、図12の第2変形例に示した光路合成器26に代えて、一部に反射面を有する台形状の光透過性プリズム部材からなる光路合成器27を設けたものである。この光路合成器27は、1次リレー光学系19Aからの光束が入射する入射面27A1と、当該入射面27A1を介した光束が射出される射出面27A2と、1次リレー光学系19Bからの光束を90°偏向させる反射面27Bとを備えている。ここで、入射面27A1と射出面27A2とは互いに平行になるように設けられ、反射面27Bは、1次リレー光学系19Bの光軸AX5に対して45°となるように斜設されている。本変形例の光路合成器27においても、反射面27Bの端辺が、2次リレー光学系22に関してレチクル面と光学的に共役な面上に位置している。なお、光路合成器27の射出面27A2も2次リレー光学系22に関してレチクル面と光学的に共役な面上に位置している。
図14は、第1の実施形態の第4変形例の照明光学系の要部を示し、この図12に対応する部分に同一符号を付して示す図14において、この変形例は、図12の第2変形例に示した光路合成器26に代えて、1次リレー光学系19A及び19Bの光軸に対して45°で斜設された平行平面板上に部分的に反射膜(例えばアルミ蒸着膜)よりなる部分反射面61aを設けてなる光路合成器61を用いるものである。この場合、1次リレー光学系19Aからの光束は光路合成器61の透過部を透過して2次リレー光学系22に入射し、1次リレー光学系19Bからの光束は光路合成器61の部分反射面61aで90°偏向されて2次リレー光学系22に入射する。この変形例の光路合成器61も構成が簡略である。
図15は、第1の実施形態の第5変形例の照明光学系の要部を示し、この図1及び図2に対応する部分に同一符号を付して示す図15において、この変形例は、図1の第1の実施形態の光路合成鏡21に代えて、境界線63cを挟むように対称に傾斜した屈折面63a及び63bを持つ1次元プリズムアレイよりなる光路合成器63を用いるものである。この変形例では、1次リレー光学系19A、その前段の図1の可動ブラインド18A、及び照明ユニットIUAよりなる第1の光学系の光軸、並びに1次リレー光学系19B、その前段の図1の可動ブラインド18B、及び照明ユニットIUBよりなる第2の光学系の光軸は、それぞれ図15の光路合成器63の屈折面63a及び63bで屈折した後の光軸が2次リレー光学系22の光軸に平行になるように、対称に傾斜している。すなわち、1次リレー光学系19A及び19Bからの光束はそれぞれ光路合成器63の屈折面63a及び63bに入射して同軸に合成される。この場合、光路合成器63の屈折面63a及び63bを不連続とする直線状の境界線63cはレチクル共役面62又はこの近傍の面上に位置している。これによって、1次リレー光学系19A及び19Bからの光束をレチクル面上で確実に異なるパターン領域に照射できる。この変形例によれば、図1の例の光路折り曲げ鏡20A,20Bを省略することが可能となり、照明光学系の構成を簡略化できる。
なお、図15の光路合成器63の代わりに、図16に示すフレネルゾーンプレート型又は位相格子型の1次元の屈折部材64を用いてもよい。
[第2の実施形態]
以下、本発明の第2の実施形態につき図17〜図20を参照して説明する。本例も、スキャニングステッパー型の投影露光装置を用いて露光を行う場合に本発明を適用したものであり、図17〜図20において図1〜図11に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。本例は、第1の実施形態のように1枚のレチクル上に複数のパターン領域(パターン)を設けるのではなく、走査方向に並べて配置される複数のレチクルを用いる点が異なっている。この複数のレチクル間には所定の走査方向の間隔があるが、対応するウエハ上の複数のショット領域の間隔は第1の実施形態と同じく線状の狭いストリートライン領域であるため、本例では投影光学系中に像シフタを設けている。
図17のウエハW上のY方向に隣接するショット領域を図20(a)のショット領域48A,48Fであるとして、1回の走査露光で図19(a)の2枚のレチクルR1A,R1B(図18(a)の配置と同じである。)のパターンをウエハW上のショット領域48A,48F上に転写する場合の動作につき図19(a)〜(l)及び図20(a)〜(l)を参照して説明する。
[第2の実施形態の変形例]
図21は、第2の実施形態の変形例の投影露光装置の投影光学系PL2及びレチクルステージRST1を走査方向(+Y方向)から見た図、図22は、図21の投影光学系PL2及びレチクルステージRST1を非走査方向(+X方向)から見た図、図23(a)は、図21のレチクルステージRST1上の複数(ここでは2枚)のレチクルR1A及びR1Bと不図示の照明光学系による投影光学系PL2の視野PL2FB及びPL2FA内の照野18BP及び18APとの位置関係を示す図、図23(b)は図21の投影光学系PL2のイメージフィールドPL2G内の全開時の2つの露光領域28A,28Bを示している。
本変形例の投影光学系PL2は、第1群G1A、第2群G2A、及び第3群G3からなる第1の結像光学系と、第1群G1B、第2群G2B、及び第3群G3からなる第2の結像光学系とを有している。従って、不図示の結像特性制御装置(例えば圧電素子等を用いて、制御対象の光学部材を光軸方向及び光軸に垂直な面内の直交する2軸の周りの回転方向に駆動する機構を含む装置)によって、レチクル面と像シフタP1,P2との間の光学部材である、複数の第1群G1A,G1Bを構成する光学部材の位置・姿勢を制御するか、及び/又は複数の第2群G2A,G2Bを構成する光学部材の位置・姿勢を制御することにより、レチクルR1Aからの光束によりウエハW上に結像される像の結像状態と、レチクルR1Bからの光束によりウエハW上に結像される像の結像状態とをそれぞれ独立に制御することができる。
以下、本発明の第3の実施形態につき図24〜図30を参照して説明する。本例も、スキャニングステッパー型の投影露光装置を用いて露光を行う場合に本発明を適用したものであり、図24〜図30において図1〜図10に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。本例は、第1の実施形態とは異なり、光路合成器が可動ブラインドの機能の一部を兼用するものである。
また、本例の光路合成鏡73は、可動子74a及び固定子74bよりなるリニアモータ等の駆動機構74によって、稜線73cがレチクル共役面62Aに沿って固定ブラインド31の開口部内で移動するように駆動される。そして、可動ブラインド18A1及び18B1はそれぞれ稜線73cと固定ブラインド31の端部との間の開口部を開閉するように駆動される。光路合成鏡73及び可動ブラインド18A1,18B1は、図1のステージ駆動系35と同様の不図示の駆動系によってレチクルRの走査方向の位置に応じて駆動される。
次に、本例の投影露光装置の露光動作の一例につき説明する。本例のレチクルRのパターン面は、図27(a)に示すように、境界の遮光帯53によってY方向に2つのパターン領域RA,RBに分割され、パターン領域RA及びRB内にそれぞれパターンA及びBが形成されている。そして、1回の走査露光によってレチクルRの2つのパターン領域RA,RBのパターンA,Bの像がウエハW上の走査方向に隣接する2つのショット領域に露光される。
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子(CCD等)、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びDNAチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク(フォトマスク、レチクル等)をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程(露光装置)にも適用することができる。このように、本発明は上述の実施形態に限定されず、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ことは勿論である。
Claims (18)
- 第1面に配置されるパターンを第2面へ投影露光する投影露光装置に用いられて、前記第1面に対して光源からの照明光を供給する照明光学装置において、
前記光源と前記第1面との間に配置され、前記光源と前記第1面との間に前記第1面と光学的に共役な第3面を形成するリレー光学系と;
前記光源と前記第1面との間の光路中に配置されて、前記光源からの第1の光束と前記第1の光束とは異なる第2の光束とを、前記第1面において近接して照射されるように合成する光路合成器と;
前記第1の光束の光路中に配置された第1の可動ブラインドと;
前記第2の光束の光路中に配置された第2の可動ブラインドと;
前記第1の可動ブラインドと前記第3面との間の光路中に配置されて、前記第1の可動ブラインドの像を前記第3面上に形成する第1の前段のリレー光学系と;
前記第2の可動ブラインドと前記第3面との間の光路中に配置されて、前記第2の可動ブランドの像を前記第3面上の前記第1の可動ブラインドの像に隣接して形成する第2の前段のリレー光学系と;
を備え、
前記光路合成器は、前記第1の光束に対応する第1領域と、前記第1領域とは分離し、前記第2の光束に対応する第2領域とを含むとともに、
前記第1領域と前記第2領域との境界は、前記第3面又は該第3面の近傍に配置されることを特徴とする照明光学装置。 - 前記第1及び第2の可動ブラインドにそれぞれ前記第1及び第2の光束を供給する第1及び第2照明ユニットをさらに備え、
前記第1照明ユニットと前記第1の前段のリレー光学系とは共軸に配置され、前記第2照明ユニットと前記第2の前段のリレー光学系とは共軸に配置されることを特徴とする請求項1に記載の照明光学装置。 - 前記第1及び第2の可動ブラインドにそれぞれ前記第1及び第2の光束を供給する第1及び第2照明ユニットをさらに備え、
前記第1照明ユニットと前記第1の前段のリレー光学系とは非共軸に配置され、前記第2照明ユニットと前記第2の前段のリレー光学系とは非共軸に配置されることを特徴とする請求項1に記載の照明光学装置。 - 前記光源は一つであり、
前記光源からの照明光を前記第1及び第2の光束に分岐する複数光束生成器をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の照明光学装置。 - 前記光源は、前記第1の光束を供給する第1光源と、前記第2の光束を供給する第2光源とを含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の照明光学装置。
- 前記光路合成器の前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方は反射面を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の照明光学装置。
- 前記光路合成器の前記第1領域及び前記第2領域はともに反射面を含むことを特徴とする請求項6に記載の照明光学装置。
- 前記光路合成器の前記第1領域及び前記第2領域の少なくとも一方は屈折面を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の照明光学装置。
- 前記第1の光束と前記第2の光束とは、前記第1面に入射する際の入射角度分布が互いに異なることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の照明光学装置。
- 前記第1の光束と前記第2の光束とは、前記第1面に入射する際の偏光状態が互いに異なることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の照明光学装置。
- 前記第1の光束と前記第2の光束とは、前記第1面における照度が互いに異なることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の照明光学装置。
- 照明光でパターンを照明し、前記パターン及び投影光学系を介して感光性の基板を露光する投影露光装置において、
前記パターンを照明するために、請求項1から11のいずれか一項に記載の照明光学装置を備えたことを特徴とする投影露光装置。 - 前記投影光学系は、前記第1の光束によって形成される像と前記第2の光束によって形成される像との相対位置をシフトさせる像シフタを有することを特徴とする請求項12に記載の投影露光装置。
- 前記投影露光装置は、前記第1面に配置されるパターンを所定の走査方向に移動するのに同期して、前記第2面に配置される感光性の基板を対応する方向に移動して露光を行う走査露光型であり、
前記第1面に配置されるパターンは、前記走査方向に沿って配置された複数のパターン領域を持つことを特徴とする請求項12又は13に記載の投影露光装置。 - 請求項12から14のいずれか一項に記載の投影露光装置を用いることを特徴とするデバイス製造方法。
- 請求項14に記載の投影露光装置を用いるデバイス製造方法であって、
前記複数のパターン領域は1つのマスク上に形成されていることを特徴とするデバイス製造方法。 - 請求項14に記載の投影露光装置を用いるデバイス製造方法であって、
前記複数のパターン領域は複数のマスク上に形成されていることを特徴とするデバイス製造方法。 - 前記パターンは、前記走査方向に沿って配列された第1及び第2のパターン領域を持ち、
前記第1及び第2のパターン領域をそれぞれ前記第1及び第2の光束で照明しながら、前記第1及び第2のパターン領域のパターンを一回の走査露光でそれぞれ前記基板上の隣接する第1及び第2の区画領域に転写することを特徴とする請求項16又は17に記載のデバイス製造方法。
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