JP4973652B2 - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、基板を露光する露光装置、及びデバイス製造方法に関する。
本願は、2006年3月3日に出願された特願2006−057786号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
半導体デバイスや液晶表示デバイス等のマイクロデバイスの製造工程の一つであるフォトリソグラフィ工程では、マスクのパターンの像で感光性の基板を露光する露光装置が用いられる。下記特許文献1には、複数のマスクを用いて複数の基板のそれぞれを並行して処理する露光装置に関する技術が開示されている。
特開昭61−161718号公報
ところで、露光装置には、高いスループットで基板を処理することが求められる。複数のマスクを用いて複数の基板のそれぞれを並行して処理することでスループットの向上を目指す場合、複数のマスクを用意する必要があるため、複数のマスクを用意することによるコストの上昇、ひいてはマイクロデバイスの製造コストの上昇を招く可能性がある。
本発明は、コストを抑えつつスループットを向上できる露光装置、及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。
本発明は実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。
本発明の第1の態様に従えば、基板を露光する露光装置において、第1視野領域(FA1)と第1視野領域(FA1)とは異なる第2視野領域(FA2)とを有し、パターン(PA)の像を第1像野領域(AR1)及び第2像野領域(AR2)に投影する投影光学系(PL)であり、第1視野領域(FA1)を介した露光光(EL)によってパターン(PA)の像が第1像野領域(AR1)に形成され、第2視野領域(FA2)を介した露光光(EL)によってパターン(PA)の像が第2像野領域(AR2)に形成される投影光学系を備え、第1像野領域(AR1)に形成されるパターン(PA)の像で第1基板(P1)を露光し、第2像野領域(AR2)に形成されるパターン(PA)の像で第2基板(P2)を露光する露光装置(EX)が提供される。
本発明の第1の態様によれば、コストを抑えつつスループットを向上でき、基板を効率良く露光することができる。
本発明の第2の態様に従えば、上記態様の露光装置(EX)を用いるデバイス製造方法が提供される。
本発明の第2の態様によれば、基板を効率良く露光できる露光装置を用いてデバイスを製造することができる。
本発明によれば、コストを抑えつつスループットを向上でき、基板を効率良く露光することができる。したがって、デバイスを生産性良く製造することができる。
第1実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 第1実施形態に係るマスクと視野領域との関係を示す図である。 基板ステージを上方から見た図である。 第2実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 第2実施形態に係る基板ステージを示す断面図である。 第3実施形態に係るマスクと視野領域との関係を示す図である。 第3実施形態に係るマスクと視野領域との関係を示す図である。 第4実施形態に係るマスクと視野領域との関係を示す図である。 第4実施形態に係るマスクと視野領域との関係を示す図である。 第5実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 第6実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
符号の説明
1…光源装置、2…マスクステージ、3…計測システム、4…第1基板ステージ、5…第2基板ステージ、7…制御装置、21…第1光学素子群、22…第2光学素子群、23…第3光学素子群、40…メインステージ、41…第1サブステージ、42…第2サブステージ、50…光学部材、51…第1反射面、52…第2反射面、AR1…第1像野領域、AR2…第2像野領域、AR3…第3像野領域、AR4…第4像野領域、BR1…第1光路、BR2…第2光路、EL…露光光、EX…露光装置、FA1…第1視野領域、FA2…第2視野領域、IL…照明系、M…マスク、P1…第1基板、P2…第2基板、P3…第3基板、P4…第4基板、PA…パターン、PL…投影光学系、S…ショット領域
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内における所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれに直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。
<第1実施形態>
第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る露光装置EXを示す概略構成図である。図1において、露光装置EXは、パターンPAを有するマスクMを保持して移動可能なマスクステージ2と、第1基板P1を保持して移動可能な第1基板ステージ4と、第1基板P1とは異なる第2基板P2を保持して移動可能な第2基板ステージ5と、各ステージの位置情報を計測可能な計測システム3と、マスクMのパターンPAを露光光ELで照明する照明系ILと、露光光ELで照明されたパターンPAの像を第1基板P1上及び第2基板P2上のそれぞれに投影する投影光学系PLと、露光装置EX全体の動作を制御する制御装置7とを備えている。第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5は、投影光学系PLの光射出側、すなわち投影光学系PLの像面側で、ベース部材BP上で移動可能である。第2基板ステージ5は、第1基板ステージ4とは独立して移動可能である。
なお、ここでいう基板は、例えばシリコンウエハのような半導体ウエハ等の基材上に感光材(フォトレジスト)を塗布したものを含み、感光膜とは別に保護膜(トップコート膜)などの各種の膜を塗布したものも含む。マスクは基板上に縮小投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含み、例えばガラス板等の透明板部材上にクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンが形成されたものである。この透過型マスクは、遮光膜でパターンが形成されるバイナリーマスクに限られず、例えばハーフトーン型、あるいは空間周波数変調型などの位相シフトマスクも含む。また、本実施形態においては、マスクとして透過型のマスクを用いるが、反射型のマスクを用いてもよい。
本実施形態の投影光学系PLは、第1視野領域FA1と、第1視野領域FA1とは異なる第2視野領域FA2とを有している。本実施形態においては、第1視野領域FA1と第2視野領域FA2とはY軸方向に離れている。また、本実施形態の投影光学系PLは、その投影光学系PLの光射出側、すなわち投影光学系PLの像面側に、第1像野領域AR1と第2像野領域AR2とを所定位置関係で設定する。投影光学系PLは、第1視野領域FA1内に位置するマスクMのパターンPAからの露光光ELに基づいて、そのパターンPAの像を第1像野領域AR1に形成するとともに、第2視野領域FA2内に位置するマスクMのパターンPAからの露光光ELに基づいて、そのパターンPAの像を第2像野領域AR2に形成する。
本実施形態の露光装置EXは、投影光学系PLによって第1像野領域AR1に形成されるパターンPAの像で、第1基板ステージ4に保持されている第1基板P1上のショット領域Sを露光し、第2像野領域AR2に形成されるパターンPAの像で、第2基板ステージ5に保持されている第2基板P2上のショット領域Sを露光する。具体的には、露光装置EXは、第1視野領域FA1内に位置するマスクMのパターンPAを照明系ILから射出した露光光ELで照明するとともに、第2視野領域FA2内に位置するマスクMのパターンPAを照明系ILから射出した露光光ELで照明する。投影光学系PLの第1視野領域FA1内に位置するパターンPAからの露光光ELに基づいて、第1基板P1上に形成された第1像野領域AR1にパターンPAの像が形成される。投影光学系PLの第2視野領域FA2内に位置するパターンPAからの露光光ELに基づいて、第2基板P2上に形成された第2像野領域AR2にパターンPAの像が形成される。露光装置EXは、第1像野領域AR1に形成されるパターンPAの像で第1基板P1を露光し、第2像野領域AR2に形成されるパターンPAの像で第2基板P2を露光する。
また、本実施形態の露光装置EXは、マスクMと第1基板P1及び第2基板P2とを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクMのパターンPAの像を第1基板P1上及び第2基板P2上のそれぞれに投影する走査型露光装置(所謂スキャニングステッパ)である。本実施形態においては、第1基板P1及び第2基板P2の走査方向(同期移動方向)をY軸方向とする。また、本実施形態においては、第1基板P1及び第2基板P2のY軸方向への移動と同期して、マスクMもY軸方向に移動する。すなわち、本実施形態においては、マスクMの走査方向(同期移動方向)もY軸方向である。
本実施形態においては、露光装置EXは、第1基板P1の露光と、第2基板P2の露光の少なくとも一部とを並行して実行する。露光装置EXは、第1像野領域AR1に対して第1基板P1のショット領域SをY軸方向に移動しつつ、第1像野領域AR1に形成されるパターンPAの像で第1基板P1上のショット領域Sを露光する。また、露光装置EXは、第2像野領域AR2に対して第2基板P2のショット領域SをY軸方向に移動しつつ、第2像野領域AR2に形成されるパターンPAの像で第2基板P2上のショット領域Sを露光する。第1基板P1及び第2基板P2のそれぞれのショット領域Sの露光中において、マスクMもY軸方向に移動し、投影光学系PLの第1視野領域FA1及び第2視野領域FA2に対してマスクMのパターンPAがY軸方向に移動する。
照明系ILについて説明する。本実施形態の照明系ILは、1つの光源装置1からの露光光ELを2つの露光光ELに分割し、それら分割した露光光ELのそれぞれを、投影光学系PLの第1視野領域FA1と第2視野領域FA2とに照射する。上述のように、第1視野領域FA1と第2視野領域FA2とはY軸方向に離れている。照明系ILは、互いに離れた第1視野領域FA1と第2視野領域FA2とに露光光ELを照射する。
制御装置7は、第1基板P1及び第2基板P2を露光するとき、マスクステージ2に保持されたマスクMを、投影光学系PLの第1視野領域FA1及び第2視野領域FA2に配置する。マスクMのパターンPAが形成されたパターン形成領域のうち、第1視野領域FA1及び第2視野領域FA2に配置された2つの所定領域のそれぞれは、照明系ILによって投影光学系PLの第1視野領域FA1及び第2視野領域FA2のそれぞれに照射される露光光ELによって照明される。マスクMは、マスクステージ2に保持される。照明系ILは、第1視野領域FA1及び第2視野領域FA2に配置されたマスクM上の2つの所定領域を均一な照度分布の露光光ELで照明する。
次に、マスクステージ2について説明する。図1において、マスクステージ2は、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置2Dの駆動により、マスクMを保持して、少なくともX軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6自由度の方向に移動可能である。マスクステージ2は、マスクMのパターンPAが形成されたパターン形成面とXY平面とがほぼ平行となるように、マスクMを保持する。マスクステージ2(ひいてはマスクM)の位置情報は、計測システム3のレーザ干渉計32によって計測される。レーザ干渉計32は、マスクステージ2上に設けられた移動鏡の反射面32Kを用いてマスクステージ2の位置情報を計測する。制御装置7は、レーザ干渉計32の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置2Dを駆動し、マスクステージ2に保持されているマスクMの位置制御を行う。
図2は、マスクステージ2に保持されたマスクMを示す平面図である。図2に示すように、マスクステージ2は、マスクMのパターンPAが形成されたパターン形成面とXY平面とがほぼ平行となるように、マスクMを保持する。図2に示すように、第1視野領域FA1と第2視野領域FA2とはY軸方向に離れている。上述のように、照明系ILは、露光光ELを、投影光学系PLの第1視野領域FA1と第2視野領域FA2とに照射する。制御装置7は、マスクステージ2で保持したマスクMのパターンPAが形成されたパターン形成領域を第1視野領域FA1及び第2視野領域FA2に配置する。これにより、そのパターン形成領域の2つの所定領域のそれぞれに、照明系ILからの露光光ELを照射することができる。また、本実施形態においては、照明系ILからの露光光ELが照射される第1視野領域FA1及び第2視野領域FA2のそれぞれは、ブラインド装置15の第1開口15A及び第2開口15Bによって、X軸方向を長手方向とする矩形状(スリット状)に設定される。すなわち、第1開口15A及び第2開口15Bは、X軸方向に沿った長軸を有する矩形状を有する。
マスクステージ2は、パターンPAを有するマスクMを第1視野領域FA1及び第2視野領域FA2に対してY軸方向に移動可能である。制御装置7は、第1基板P1及び第2基板P2を露光するとき、マスクMのうち、少なくともパターンPAが形成されたパターン形成領域が第1視野領域FA1及び第2視野領域FA2のそれぞれを通過するように、マスクステージ2を制御してマスクMをY軸方向に移動する。
次に、図1を参照しながら投影光学系PLについて説明する。投影光学系PLは、第1視野領域FA1内に位置するパターンPAからの露光光ELに基づいてパターンPAの像を所定の倍率(投影倍率)で第1像野領域AR1に形成(投影)し、第2視野領域FA2内に位置するパターンPAからの露光光ELに基づいてパターンPAの像を所定の倍率(投影倍率)で第2像野領域AR2に形成(投影)する。本実施形態の投影光学系PLは、その投影倍率が例えば1/4、1/5、1/8等の縮小系である。なお、投影光学系PLとしては、縮小系、等倍系及び拡大系のいずれであってもよい。また、投影光学系PLの複数の光学素子は不図示の鏡筒で保持されている。
図1に示すように、本実施形態の投影光学系PLは、第1視野領域FA1からの露光光ELの光路である第1光路BR1中に配置された第1反射面51と、第2視野領域FA2からの露光光ELの光路である第2光路BR2中に配置された第2反射面52とを有する光学部材50を備えている。第1視野領域FA1からの第1光路BR1を進行する露光光ELは第1反射面51を経て第1像野領域AR1へ導かれ、第2光路BR2を進行する露光光ELは第2反射面52を経て第2像野領域AR2へ導かれる。
具体的には、投影光学系PLは、パターンPAからの露光光ELを第1反射面51及び第2反射面52へ導く第1光学素子群21と、第1反射面51で反射した露光光ELを第1像野領域AR1へ導く第2光学素子群22と、第2反射面52で反射した露光光ELを第2像野領域AR2へ導く第3光学素子群23とを有している。第1視野領域FA1内に位置するパターンPAからの露光光ELは、第1光学素子群21に導かれて第1反射面51に入射し、その第1反射面51で反射した後、第2光学素子群22に導かれて第1像野領域AR1に照射される。その第1像野領域AR1に、第1視野領域FA1内に位置するパターンPAの像が形成される。同様に、第2視野領域FA2内に位置するパターンPAからの露光光ELは、第1光学素子群21に導かれて第2反射面52に入射し、その第2反射面52で反射した後、第3光学素子群23に導かれて第2像野領域AR2に照射される。その第2像野領域AR2に、第2視野領域FA2内に位置するパターンPAの像が形成される。
本実施形態においては、第1光学素子群21は、パターンPAの像を1回結像させる。第2光学素子群22は、第1反射面51からの露光光ELが入射する第1部分群22Aと、第1基板P1と対向する光学素子を含む第2部分群22Bと、第1部分群22Aを介した露光光ELを第2部分群22Bに向けて反射する反射面22Cを有する反射部材とを含む。第1部分群22Aと第2部分群22Bとは、パターンPAの像をそれぞれ1回ずつ結像させる。したがって、第1視野領域FA1と第1像野領域AR1との間に配置された光学系による結像回数は3回である。第3光学素子群23は、第2反射面52からの露光光ELが入射する第3部分群23Aと、第2基板P2と対向する光学素子を含む第4部分群23Bと、第3部分群23Aを介した露光光ELを第4部分群23Bに向けて反射する反射面23Cを有する反射部材とを含む。第3部分群23Aと第4部分群23Bとは、パターンPAの像をそれぞれ1回ずつ結像させる。したがって、第2視野領域FA2と第2像野領域AR2との間に配置された光学系による結像回数は3回である。
本実施形態においては、光学部材50はプリズムを含む。第1反射面51及び第2反射面52は、第1視野領域FA1及び第2視野領域FA2と光学的に共役な位置又はその近傍に配置されている。本実施形態においては、第1反射面51と第2反射面52とはXY平面に対して傾斜する斜面である。第1反射面51と第2反射面52とが交わって形成される線分(頂点)53はX軸と平行である。光学部材50には、第1反射面51と第2反射面52とによって、第1光学素子群21に近づくように突出する凸部が形成される。光学部材50の凸部のYZ平面と平行な断面形状は、第1反射面51と第2反射面52とによってV字状に形成されている。
図1に示すように、本実施形態においては、第1光学素子群21の光軸AX1はZ軸とほぼ平行である。第2光学素子群22の第1部分群22Aの光軸AX2と第3光学素子群23の第3部分群23Aの光軸AX4とはY軸とほぼ平行であって互いに共軸となっている。したがって、光軸AX1と光軸AX2と光軸AX4とは1つの点で交わっている。また、第2光学素子群22の第2部分群22Bの光軸AX3と第3光学素子群23の第4部分群23Bの光軸AX5とはZ軸とほぼ平行である。光学部材50は、光軸AX1と光軸AX2と光軸AX4との交点と、線分(頂点)53とが一致するように配置されている。
次に、第1基板ステージ4について説明する。第1基板ステージ4は、エアベアリング4Aにより、ベース部材BPの上面(ガイド面)に対して非接触支持されており、露光光ELが照射され、パターンPAの像が形成される第1像野領域AR1を含む所定領域内で第1基板P1を保持して移動可能である。ベース部材BPの上面はXY平面とほぼ平行であり、第1基板ステージ4は、ベース部材BP上をXY平面に沿って移動可能である。また、第1基板ステージ4は、第1基板P1を保持する基板ホルダ4Hを備えている。基板ホルダ4Hは、第1基板P1の表面とXY平面とがほぼ平行となるように、第1基板P1を保持する。
露光装置EXは、第1基板ステージ4を駆動するための、リニアモータ等のアクチュエータを含む第1基板ステージ駆動装置4Dを備えている。第1基板ステージ4は、第1基板ステージ駆動装置4Dの駆動により、基板ホルダ4Hに第1基板P1を保持した状態で、ベース部材BP上で、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6自由度の方向に移動可能である。制御装置7は、第1基板ステージ駆動装置4Dを制御することにより、第1基板ステージ4の基板ホルダ4Hに保持された第1基板P1の表面のX軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6自由度の方向に関する位置を制御可能である。
次に、第2基板ステージ5について説明する。第2基板ステージ5は、第1基板ステージ4とほぼ同等の構成を有し、エアベアリング5Aにより、ベース部材BPの上面(ガイド面)に対して非接触支持されており、露光光ELが照射され、パターンPAの像が形成される第2像野領域AR2を含む所定領域内で第2基板P2を保持して移動可能である。また、第2基板ステージ5は、第2基板P2を保持する基板ホルダ5Hを備えている。基板ホルダ5Hは、第2基板P2の表面とXY平面とがほぼ平行となるように、第2基板P2を保持する。
露光装置EXは、第2基板ステージ5を駆動するための、リニアモータ等のアクチュエータを含む第2基板ステージ駆動装置5Dを備えている。第2基板ステージ5は、第2基板ステージ駆動装置5Dの駆動により、基板ホルダ5Hに第2基板P2を保持した状態で、ベース部材BP上で、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6自由度の方向に移動可能である。制御装置7は、第2基板ステージ駆動装置5Dを制御することにより、第2基板ステージ5の基板ホルダ5Hに保持された第2基板P2の表面のX軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6自由度の方向に関する位置を制御可能である。
第1基板ステージ4(第1基板P1)の位置情報は、計測システム3のレーザ干渉計34によって計測される。レーザ干渉計34は、第1基板ステージ4に設けられた反射面34Kを用いて第1基板ステージ4のX軸、Y軸、及びθZ方向に関する位置情報を計測する。また、第1基板ステージ4に保持されている第1基板P1の表面の面位置情報(Z軸、θX、及びθY方向に関する位置情報)は、不図示のフォーカス・レベリング検出系によって検出される。制御装置7は、レーザ干渉計34の計測結果及びフォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて第1基板ステージ駆動装置4Dを駆動し、第1基板ステージ4に保持されている第1基板P1の位置制御を行う。
同様に、第2基板ステージ5(第2基板P2)の位置情報は、計測システム3のレーザ干渉計35によって計測される。レーザ干渉計35は、第2基板ステージ5に設けられた反射面35Kを用いて第2基板ステージ5のX軸、Y軸、及びθZ方向に関する位置情報を計測する。また、第2基板ステージ5に保持されている第2基板P2の表面の面位置情報(Z軸、θX、及びθY方向に関する位置情報)は、不図示のフォーカス・レベリング検出系によって検出される。制御装置7は、レーザ干渉計35の計測結果及びフォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて第2基板ステージ駆動装置5Dを駆動し、第2基板ステージ5に保持されている第2基板P2の位置制御を行う。
フォーカス・レベリング検出系は、例えば米国特許第6,608,681号などに開示されるように、その複数の計測点でそれぞれ基板のZ軸方向の位置情報を計測することで、基板の面位置情報を検出するものである。本実施形態では、この複数の計測点はその少なくとも一部が第1、第2露光領域AR1、AR2内に設定されるが、全ての計測点が第1、第2露光領域AR1、AR2の外側に設定されてもよい。
なお、露光装置EXが、例えば特開2000−323404号公報、特表2001−513267号公報等に開示されているような、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のZ軸方向の位置情報を計測可能なレーザ干渉計(Z干渉計)を備えていてもよい。
図3は、第1基板P1を保持した第1基板ステージ4を上方から見た平面図である。図3に示すように、第1基板P1上には、露光対象領域である複数のショット領域S(S1〜S21)がマトリクス状に設定されているとともに、各ショット領域S1〜S21のそれぞれに対応するように複数のアライメントマークAMが設けられている。本実施形態では、ショット領域SのY軸方向の両側にそれぞれアライメントマークAMが形成されているが、アライメントマークAMの個数や位置はこれに限定されるものではない。
また、図3に示すように、第1基板P1上での第1像野領域AR1は、X軸方向を長手方向とする矩形状(スリット状)に設定されている。第1露光光ELが照射される第1像野領域AR1は、投影光学系PLの投影領域である。
第1基板ステージ4は、第1基板P1上のショット領域Sを第1像野領域AR1に対してY軸方向に移動可能である。制御装置7は、第1基板P1を露光するとき、第1基板P1上のショット領域S(S1〜S21)が第1露光光ELによる第1像野領域AR1を通過するように、第1基板ステージ4を制御して第1基板P1をY軸方向に移動する。
また、制御装置7は、第1基板P1のショット領域S1〜S21のそれぞれを露光するとき、図3中、例えば矢印y1で示すように、第1像野領域AR1と第1基板P1とを相対的に移動しつつ、第1像野領域AR1に露光光ELを照射することによって、第1基板P1上に露光光ELを照射する。制御装置7は、第1像野領域AR1が第1基板P1に対して矢印y1に沿って移動するように、第1基板ステージ4の動作を制御する。制御装置7は、第1基板P1の−Y方向へのスキャン動作と+Y方向へのスキャン動作とを繰り返すことによって、第1基板P1上の複数のショット領域S1〜S21を順次露光する。
以上、図3を参照して、第1基板ステージ4及びその第1基板ステージ4上の第1基板P1について説明したが、第2基板ステージ5及びその第2基板ステージ5上の第2基板P2もほぼ同等の構成を有する。第2基板P2上での第2像野領域(投影領域)AR2は、X軸方向を長手方向とする矩形状(スリット状)に設定されている。制御装置7は、第2基板P2を露光するとき、第2基板P2上のショット領域S(S1〜S21)が第2露光光ELによる第2像野領域AR2を通過するように、第2基板ステージ5を制御して第1基板P1をY軸方向に移動する。制御装置7は、第2基板P2の−Y方向へのスキャン動作と+Y方向へのスキャン動作とを繰り返すことによって、第2基板P2上の複数のショット領域S1〜S21を順次露光する。
次に、上述の構成を有する露光装置EXを用いて第1基板P1及び第2基板P2を露光する方法について説明する。
制御装置7は、マスクMをマスクステージ2にロードするとともに、第1基板P1及び第2基板P2のそれぞれを第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のそれぞれにロードする。制御装置7は、例えばアライメントマークAMを検出した結果に基づいて第1基板P1及び第2基板P2上の各ショット領域Sの位置情報を取得する動作、第1像野領域AR1及び第2像野領域AR2に形成される像面の位置情報を取得する動作、及び第1基板P1及び第2基板P2の表面の面位置情報(凹凸情報を含む)を取得する動作等、露光を開始する前の所定処理を適宜実行する。
また、本実施形態においては、露光装置EXは、第1基板P1の露光と第2基板P2の露光とを並行して行う。制御装置7は、露光を開始する前の所定処理として、第1基板P1のショット領域Sに対する第1像野領域AR1に形成されるパターンPAの像の投影が開始及び終了されるタイミング、及び第2基板P2のショット領域Sに対する第2像野領域AR2に形成されるパターンPAの像の投影が開始及び終了されるタイミングが最適状態となるように、露光中におけるマスクステージ2(マスクM)、第1基板ステージ4(第1基板P1)、及び第2基板ステージ5(第2基板P2)の位置、速度、及び加速度等を含む移動条件を設定する。
上述の所定処理を実行した後、制御装置7は、第1基板P1及び第2基板P2の露光を開始する。制御装置7は、照明系ILを用いて、第1視野領域FA1と第2視野領域FA2とのそれぞれに露光光ELを照射する動作を開始する。制御装置7は、計測システム3で、マスクステージ2、第1基板ステージ4、及び第2基板ステージ5の位置情報をモニタしつつ、第1像野領域AR1に対する第1基板P1のY軸方向への移動と、第2像野領域AR2に対する第2基板P2のY軸方向への移動と、第1視野領域FA1及び第2視野領域FA2に対するマスクMのY軸方向への移動とを同期して行いつつ、第1基板P1及び第2基板P2上のショット領域Sを露光する。なお、本実施形態においては、第1基板P1及び第2基板P2の露光中に、例えばマスクMが+Y方向に移動される場合、第1基板P1及び第2基板P2は−Y方向に移動され、マスクMが−Y方向に移動される場合、第1基板P1及び第2基板P2は+Y方向に移動される。
第1基板P1上の第1像野領域AR1には、第1視野領域FA1内に位置するパターンPAからの露光光ELに基づいて、第1視野領域FA1内に位置するパターンPAの像が形成される。第1基板P1上のショット領域Sは、第1像野領域AR1に形成されるパターンPAの像で露光される。また、第2基板P2上の第2像野領域AR2には、第2視野領域FA2内に位置するパターンPAからの露光光ELに基づいて、第2視野領域FA2内に位置するパターンPAの像が形成される。第2基板P2上のショット領域Sは、第2像野領域AR2に形成されるパターンPAの像で露光される。
第1基板P1及び第2基板P2の露光中には、制御装置7は、第1像野領域AR1に形成されるパターンPAの像面と第1基板P1の表面(露光面)とが所望の位置関係となるように、且つ第2像野領域AR2に形成されるパターンPAの像面と第2基板P2の表面(露光面)とが所望の位置関係となるように、第1基板ステージ4及び第2基板ステージ5のZ軸、θX、及びθY方向の位置を制御する。これにより、パターンPAの像面と第1基板P1及び第2基板P2の表面(露光面)との位置関係を調整しつつ、第1基板P1及び第2基板P2が露光される。
以上説明したように、本実施形態においては、1つのマスクMを用いて、第1基板P1と第2基板P2とを同時に露光することができる。したがって、コストを抑えつつスループットを向上することができ、複数の基板を効率良く露光することができる。本実施形態においては、一回のスキャン動作で、第1基板P1及び第2基板P2上のショット領域Sを同時に露光することができる。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について、図4及び図5を参照して説明する。本実施形態の特徴的な部分は、基板ステージ4’が、メインステージ40と、第1サブステージ41と、第2サブステージとを有している点にある。メインステージ40は、投影光学系PLの光射出側(像面側)で、第1基板P1及び第2基板P2を保持してほぼ同一の走査方向へ移動可能である。第1サブステージ41は、メインステージ40に対して第1基板P1を移動可能である。第2サブステージ42は、メインステージ40に対して第2基板P2を移動可能である。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図4は、本実施形態に係る露光装置EXを示す概略構成図、図5は、本実施形態に係る基板ステージ4’を示す断面図である。基板ステージ4’は、メインステージ40と、メインステージ40上で第1基板P1を保持した状態で移動可能な第1サブステージ41と、メインステージ40上で第2基板P2を保持した状態で移動可能な第2サブステージ42とを備えている。
メインステージ40は、第1サブステージ41を介して第1基板P1を保持し、第2サブステージ42を介して第2基板P2を保持する。メインステージ40は、第1サブステージ41及び第2サブステージ42を介して第1基板P1及び第2基板P2を保持して同一の走査方向(Y軸方向)、及び走査方向と交差する方向(X軸方向)に移動可能である。また、メインステージ40は、θZ方向にも移動可能である。
メインステージ40は、エアベアリング4Aにより、ベース部材BPの上面(ガイド面)に対して非接触支持されている。ベース部材BPの上面はXY平面とほぼ平行である。メインステージ40は、ベース部材BP上をXY平面に沿って移動可能である。また、露光装置EXは、メインステージ40をX軸、Y軸、及びθZ方向に移動するための、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含むメインステージ駆動装置40Dを有している。例えば、メインステージ40がY軸方向に移動することにより、メインステージ40上の第1サブステージ41及び第2サブステージ42も、メインステージ40と一緒にY軸方向に移動する。したがって、メインステージ40がY軸方向に移動することにより、第1サブステージ41及び第2サブステージ42に保持された第1基板P1及び第2基板P2も、メインステージ40と一緒にY軸方向に移動する。同様に、メインステージ40がX軸方向に移動することにより、メインステージ40上の第1サブステージ41及び第2サブステージ42も、メインステージ40と一緒にX軸方向に移動する。したがって、メインステージ40がX軸方向に移動することにより、第1サブステージ41及び第2サブステージ42に保持された第1基板P1及び第2基板P2も、メインステージ40と一緒にX軸方向に移動する。
第1サブステージ41は、テーブル41Aと、テーブル41A上に搭載され、第1基板P1を保持するホルダ41Bとを有している。テーブル41Aは、メインステージ40に対して、Z軸、θX、及びθY方向に移動可能に設けられている。ホルダ41Bは、テーブル41Aに対して、X軸、Y軸、及びθZ方向に移動可能に設けられている。基板ステージ4’は、第1サブステージ41のテーブル41Aとホルダ41Bとの間に設けられた、例えばボイスコイルモータ等の複数のアクチュエータを含む第1駆動系41DHと、テーブル41Aとメインステージ40との間に設けられた、例えばボイスコイルモータ等の複数のアクチュエータ4Vを含む第2駆動系41DVとを備えている。第1駆動系41DHにより、テーブル41Aに対してホルダ41BをX軸、Y軸、及びθZ方向に微小に移動可能であり、第2駆動系41DVにより、メインステージ40に対してテーブル41AをZ軸、θX、及びθY方向に微小に移動可能である。制御装置7は、第2駆動系41DVを制御して、テーブル41AのZ軸、θX、及びθY方向に関する位置を調整することにより、テーブル41A上のホルダ41Bに保持されている第1基板P1のZ軸、θX、及びθY方向に関する位置を調整可能である。また、制御装置7は、第1駆動系41DHを駆動することによって、テーブル41Aに対して、ホルダ41Bを、X軸、Y軸、及びθZ方向に移動可能である。制御装置7は、第1駆動系41DHを制御して、ホルダ41BのX軸、Y軸、及びθZ方向に関する位置を調整することにより、ホルダ41Bに保持されている第1基板P1のX軸、Y軸、及びθZ方向に関する位置を調整可能である。このように、制御装置7は、第1駆動系41DH及び第2駆動系41DVを含む第1サブステージ駆動装置41Dを駆動することにより、第1サブステージ41のホルダ41Bに保持されている第1基板P1のX軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6自由度の方向に関する位置を調整可能である。
第1サブステージ41と同様、第2サブステージ42は、テーブル42Aと、テーブル42A上に搭載され、第2基板P2を保持するホルダ42Bとを有している。テーブル42Aは、メインステージ40に対して、Z軸、θX、及びθY方向に移動可能に設けられている。ホルダ42Bは、テーブル42Aに対して、X軸、Y軸、及びθZ方向に移動可能に設けられている。また、第2サブステージ42のテーブル42Aとホルダ42Bとの間には、第1駆動系42DHが設けられ、テーブル42Aとメインステージ40との間には、第2駆動系42DVが設けられている。第1駆動系42DHにより、テーブル42Aに対してホルダ42BをX軸、Y軸、及びθZ方向に微小に移動可能であり、第2駆動系42DVにより、メインステージ40に対してテーブル42AをZ軸、θX、及びθY方向に微小に移動可能である。制御装置7は、第1駆動系42DH及び第2駆動系42DVを含む第2サブステージ駆動装置42Dを駆動することにより、第2サブステージ42のホルダ42Bに保持されている第2基板P2のX軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6自由度の方向に関する位置を調整可能である。
本実施形態の計測システム3’は、メインステージ40、第1サブステージ41、及び第2サブステージ42の位置情報をそれぞれ計測可能である。計測システム3’は、メインステージ40に設けられた反射面130、第1サブステージ41に設けられた反射部材の反射面131、及び第2サブステージ42に設けられた反射面132と、反射面130、131、132に計測光を投射するとともに、その反射光を受光してメインステージ40、第1サブステージ41、及び第2サブステージ42のそれぞれの位置情報を取得するレーザ干渉計134とを含む。
図5においては、レーザ干渉計134は、メインステージ40の+Y側に配置されており、Y軸方向を計測軸とする複数の計測光を反射面130に照射可能である。レーザ干渉計134は、反射面130に照射した計測光の反射光に基づいて、メインステージ40のY軸方向及びθZ方向に関する位置情報を取得可能である。
メインステージ40の所定位置には開口が形成される。レーザ干渉計134は、その開口を介して、Y軸方向を計測軸とする複数の計測光を反射面131に照射可能であるとともに、Y軸方向を計測軸とする計測光を反射面132に照射可能である。レーザ干渉計134は、反射面131、132に照射した計測光の反射光に基づいて、第1サブステージ41(ホルダ41B)及び第2サブステージ42(ホルダ42B)のY軸方向及びθZ方向に関する位置情報を取得可能である。
不図示ではあるが、計測システム3’は、メインステージ40、第1サブステージ41、及び第2サブステージ42のそれぞれの所定位置に設けられた反射面にX軸方向を計測軸とする複数の計測光を照射可能なレーザ干渉計を備えており、メインステージ40、第1サブステージ41(ホルダ41B)、及び第2サブステージ42(ホルダ42B)のX軸方向に関する位置情報を取得可能である。
また、計測システム3’は、メインステージ40、第1サブステージ41、及び第2サブステージ42のそれぞれの所定位置に設けられた反射面にZ軸方向を計測軸とする複数の計測光を照射可能なレーザ干渉計を備えていてもよく、これにより、メインステージ40、第1サブステージ41(ホルダ41B)、及び第2サブステージ42(ホルダ42B)のZ軸、θX、及びθY方向に関する位置情報を取得可能である。
制御装置7は、計測システム3’の計測結果に基づいて、メインステージ40、第1サブステージ41、及び第2サブステージ42を適宜駆動し、第1サブステージ41及び第2サブステージ42のホルダ41B及びホルダ42Bに保持されている第1基板P1及び第2基板P2の位置制御を行う。また、制御装置7は、メインステージ40に対して第1サブステージ41及び第2サブステージ42の少なくとも一方を移動することによって、第1基板P1と第2基板P2との相対的な位置関係を調整することができる。
第1基板P1及び第2基板P2を露光するときには、マスクステージ2を用いて、マスクMを走査方向(Y軸方向)に移動しつつ、メインステージ40を用いて、第1基板P1と第2基板P2とを走査方向(Y軸方向)に移動しながら、第1基板P1及び第2基板P2のそれぞれに露光光ELが照射される。制御装置7は、メインステージ40によるY軸方向の移動中に、第1サブステージ41及び第2サブステージ42を駆動して、第1基板P1及び第2基板P2の位置及び姿勢を調整しつつ、第1基板P1及び第2基板P2を露光することができる。
このように、図4及び図5を示した基板ステージ4’を用いることによっても、第1基板P1と第2基板P2とをほぼ同時に露光することができ、複数の基板を効率良く露光することができる。
<第3実施形態>
次に、第3実施形態について、図6A及び6Bを参照して説明する。上述の実施形態においては、照明系ILは、光源装置1から射出された露光光ELを2つの露光光ELに分割し、それら分割した露光光ELのそれぞれを、第1視野領域FA1と第2視野領域FA2とに照射している。本実施形態の特徴的な部分は、露光光ELを分割せずに、第1視野領域FA1と第2視野領域FA2との両方に露光光ELを照射する点にある。
図6Aは、本実施形態に係るマスクステージ2に保持されたマスクMを示す平面図、図6Bは、マスクMを通過した露光光ELが光学部材50に照射されている状態を示す模式図である。
図6Aに示すように、本実施形態においては、照明系ILは、露光光ELを分割せず、投影光学系PLの第1視野領域FA1と第2視野領域FA2とに露光光ELを照射する。本実施形態においては、投影光学系PLの第1視野領域FA1と第2視野領域FA2とはY軸方向に並ぶように設定され、第1視野領域FA1の−Y側のエッジと第2視野領域FA2の+Y側のエッジとは接触(又は接近)している。
第1視野領域FA1と第2視野領域FA2とに照射された露光光ELは、図6Bの模式図に示すように、光学部材50の線分(頂点)53を境界として、第1反射面51に照射される露光光ELと、第2反射面52に照射される露光光ELとに分割される。第1反射面51に照射された露光光ELは、第1像野領域AR1へ導かれ、第2反射面52に照射された露光光ELは、第2像野領域AR2へ導かれる。
このように、照明系ILで露光光ELを分割せずに、第1視野領域FA1と第2視野領域FA2との両方に露光光ELを照射し、投影光学系PLの光学部材50で分割するようにしてもよい。本実施形態においては、照明系ILで露光光ELを分割せず、互いに接触(又は接近)している第1視野領域FA1と第2視野領域FA2とを形成した場合でも、頂点53を境界として、第1視野領域FA1からの露光光ELを第1像野領域AR1に導き、第2視野領域FA2からの露光光ELを第2像野領域AR2に導くことができる。
<第4実施形態>
次に、第4実施形態について、図7A及び7Bを参照して説明する。上述の実施形態においては、光学部材50の頂点53はV字状であるが、図7Bに示すように、光学部材50のYZ平面に平行な断面形状を台形状にしてもよい。これにより、図7Aに示すように、照明系ILで露光光ELを分割せずに、第1視野領域FA1と第2視野領域FA2とに入射させた場合でも、第1視野領域FA1からの露光光ELを第1像野領域AR1に導き、第2視野領域FA2からの露光光ELを第2像野領域AR2に導くことができる。
<第5実施形態>
次に、第5実施形態について、図8を参照して説明する。本実施形態の特徴的な部分は、投影光学系PLは、第1視野領域FA1内に位置するパターンPAからの露光光ELに基づいてパターンPAの像を第1像野領域AR1とは異なる第3像野領域AR3に形成する点にある。
図8は、第5実施形態に係る露光装置EXを示す模式図である。図8に示すように、第1視野領域FA1からの露光光ELが進行する第1光路BR1の所定位置には、第1視野領域FA1からの露光光ELを分岐する分岐光学素素子(ビームスプリッタ)61が配置されている。第1視野領域FA1から第1光路BR1を進行する露光光ELは、第1反射面51を経て、分岐光学素子61で分岐され、第1像野領域AR1と第3像野領域AR3とに導かれる。投影光学系PLにおいて、第1視野領域FA1からの露光光ELを分岐光学素子61で分岐することによって、第1視野領域FA1内に位置するパターンPAからの露光光ELに基づいてパターンPAの像を第1像野領域AR1と第3像野領域AR3とに形成することができる。
また、本実施形態においては、第2視野領域FA2からの露光光ELが進行する第2光路BR2の所定位置にも、第2視野領域FA2からの露光光ELを分岐する分岐光学素素子(ビームスプリッタ)62が配置されている。第2視野領域FA2から第2光路BR2を進行する露光光ELは、第2反射面52を経て、分岐光学素子62で分岐され、第2像野領域AR2と、第2像野領域AR2とは異なる第4像野領域AR4とに導かれる。投影光学系PLにおいて、第2視野領域FA2からの露光光ELを分岐光学素子62で分岐することによって、第2視野領域FA2内に位置するパターンPAからの露光光ELに基づいてパターンPAの像を第2像野領域AR2と第4像野領域AR4とに形成することができる。
本実施形態の露光装置EXは、第3像野領域AR3に形成されるパターンPAの像で、第1基板P1及び第2基板P2とは異なる第3基板P3を露光することができる。同様に、露光装置EXは、第4像野領域AR4に形成されるパターンPAの像で、第1、第2、第3基板P1、P2、P3とは異なる第4基板P4を露光することができる。
<第6実施形態>
次に、第6実施形態について、図9を参照して説明する。図9の模式図に示すように、露光装置EXは、投影光学系PLにより第1像野領域AR1及び第3像野領域AR3のそれぞれに形成したパターンPAの像で、第1基板P1上の第1のショット領域Saと、その第1のショット領域Saとは別の第2のショット領域Sbとを同時に露光することができる。すなわち、露光装置EXは、投影光学系PLにより第1像野領域AR1及び第3像野領域AR3のそれぞれに形成したパターンPAの像で、1つの基板上における互いに重複しないショット領域のそれぞれを同時に露光することができる。また、露光装置EXは、第1基板P1上の複数(2つ)のショット領域を同時に露光する動作と並行して、第2基板P2上のショット領域Scを第2像野領域AR2に形成されたパターンPAの像で露光することもできる。また、露光装置EXは、第1基板P1上の複数のショット領域を第1像野領域AR1及び第3像野領域AR3に形成されたパターンPAの像で同時に露光する動作と並行して、第2基板P2上のショット領域Sc、Sdを第2像野領域AR2及び第4像野領域AR4に形成されたパターンPAの像で同時に露光することもできる。
なお、上述の第6、第7実施形態においては、第1光路BR1上に1つの分岐光学素子61を配置し、第1視野領域FA1からの露光光ELを2つに分岐しているが、その分岐した露光光ELの少なくとも一方の光路上に更に分岐光学素子を設けて露光光ELを分岐してもよい。同様に、第2光路BR2上に複数の分岐光学素子を設けて露光光ELを分岐してもよい。このように、複数の分岐光学素子を用いて露光光ELを分岐することにより、視野領域に対して像野領域の数を異ならせる(多くする)ことができる。
なお、上述の第1〜第7の各実施形態において、投影光学系PLとしては、例えば反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子及び屈折光学素子の両方を含む反射屈折系のいずれであってもよい。
なお、上述の各実施形態において、例えば国際公開第99/49504号パンフレット等に開示されているような液浸法を適用してもよい。すなわち、第1像野領域AR1及び第2像野領域AR2を覆うように、液体の液浸領域を第1基板P1及び第2基板P2上に形成し、その液体を介して露光光ELを第1基板P1及び第2基板P2上に照射するようにしてもよい。なお、液体としては、水(純水)を用いてもよいし、水以外のもの、例えば過フッ化ポリエーテル(PFPE)やフッ素系オイル等のフッ素系流体、あるいはセダー油などを用いてもよい。また、液体としては、水よりも露光光に対する屈折率が高い液体、例えば屈折率が1.6〜1.8程度のものを使用してもよい。更に、石英や蛍石よりも屈折率が高い(例えば1.6以上)材料で終端光学素子FLを形成してもよい。ここで、純水よりも屈折率が高い(例えば1.5以上)の液体LQとしては、例えば、屈折率が約1.50のイソプロパノール、屈折率が約1.61のグリセロール(グリセリン)といったC−H結合あるいはO−H結合を持つ所定液体、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の所定液体(有機溶剤)、あるいは屈折率が約1.60のデカリン(Decalin: Decahydronaphthalene)などが挙げられる。また、液体LQは、これら液体のうち任意の2種類以上の液体を混合したものでもよいし、純水にこれら液体の少なくとも1つを添加(混合)したものでもよい。さらに、液体LQは、純水にH、Cs、K、Cl、SO 2−、PO 2−等の塩基又は酸を添加(混合)したものでもよいし、純水にAl酸化物等の微粒子を添加(混合)したものでもよい。なお、液体としては、光の吸収係数が小さく、温度依存性が少なく、投影光学系、及び/又は基板の表面に塗布されている感光材(又はトップコート膜あるいは反射防止膜など)に対して安定なものであることが好ましい。液体として、超臨界流体を用いることも可能である。また、基板には、液体から感光材や基材を保護するトップコート膜などを設けることができる。また、終端光学素子を、例えば石英(シリカ)、あるいは、フッ化カルシウム(蛍石)、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化リチウム、及びフッ化ナトリウム等のフッ化化合物の単結晶材料で形成してもよいし、石英や蛍石よりも屈折率が高い(例えば1.6以上)材料で形成してもよい。屈折率が1.6以上の材料としては、例えば、国際公開第2005/059617号パンフレットに開示されるサファイア、二酸化ゲルマニウム等、あるいは、国際公開第2005/059618号パンフレットに開示される塩化カリウム(屈折率は約1.75)等を用いることができる。
液浸法を用いる場合、例えば、国際公開第2004/019128号パンフレット(対応米国特許公開第2005/0248856号)に開示されているように、終端光学素子の像面側の光路に加えて、終端光学素子の物体面側の光路も液体で満たすようにしてもよい。さらに、終端光学素子の表面の一部(少なくとも液体との接触面を含む)又は全部に、親液性及び/又は溶解防止機能を有する薄膜を形成してもよい。なお、石英は液体との親和性が高く、かつ溶解防止膜も不要であるが、蛍石は少なくとも溶解防止膜を形成することが好ましい。
上記各実施形態では、計測システム3として干渉計システムを用いて、マスクステージ及び基板ステージの位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば基板ステージの上面に設けられるスケール(回折格子)を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。この場合、干渉計システムとエンコーダシステムの両方を備えるハイブリッドシステムとし、干渉計システムの計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正(キャリブレーション)を行うことが好ましい。また、干渉計システムとエンコーダシステムとを切り替えて用いる、あるいはその両方を用いて、基板ステージの位置制御を行うようにしてもよい。
なお、上記各実施形態の基板としては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版(合成石英、シリコンウエハ)、またはフィルム部材等が適用される。また、基板はその形状が円形に限られるものでなく、矩形など他の形状でもよい。
また、上記各実施形態の露光装置EXは、例えば特開平11−135400号公報(対応国際公開1999/23692)、及び特開2000−164504号公報(対応米国特許第6,897,963号)などに開示されているように、基板を保持する基板ステージとは独立に移動可能であるとともに、計測部材(例えば、基準マークが形成された基準部材及び/又は各種の光電センサ)を搭載した計測ステージを備えていてもよい。
上記各実施形態では、パターンを形成するためにマスクを用いたが、これに代えて、可変のパターンを生成する電子マスク(可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはパターンジェネレータとも呼ばれる)を用いることができる。電子マスクとして、例えば非発光型画像表示素子(空間光変調器:Spatial Light Modulator (SLM)とも呼ばれる)の一種であるDMD(Deformable Micro-mirror Device又はDigital Micro-mirror Device)を用い得る。DMDは、所定の電子データに基づいて駆動する複数の反射素子(微小ミラー)を有し、複数の反射素子は、DMDの表面に2次元マトリックス状に配列され、かつ素子単位で駆動されて露光光を反射、偏向する。各反射素子はその反射面の角度が調整される。DMDの動作は、制御装置により制御され得る。制御装置は、基板上に形成すべきパターンに応じた電子データ(パターン情報)に基づいてDMDの反射素子を駆動し、照明系により照射される露光光を反射素子でパターン化する。DMDを使用することにより、パターンが形成されたマスク(レチクル)を用いて露光する場合に比べて、パターンが変更されたときに、マスクの交換作業及びマスクステージにおけるマスクの位置合わせ操作が不要になる。なお、電子マスクを用いる露光装置では、マスクステージを設けず、基板ステージによって基板をX軸及びY軸方向に移動するだけでもよい。なお、DMDを用いた露光装置は、例えば特開平8−313842号公報、特開2004−304135号公報、米国特許第6,778,257号公報に開示されている。
露光装置EXの種類としては、基板Pに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD)、マイクロマシン、MEMS、DNAチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
なお、法令で許容される限りにおいて、上記各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許などの開示を援用して本文の記載の一部とする。
以上のように、上記実施形態の露光装置EXは、各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図10に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ201、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作するステップ202、デバイスの基材である基板を製造するステップ203、前述した実施形態の露光装置EXによりマスクのパターンを基板に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱(キュア)及びエッチング工程などの基板処理プロセスを含むステップ204、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。

Claims (18)

  1. 基板を露光する露光装置において、
    第1視野領域と該第1視野領域とは異なる第2視野領域とを有し、パターンの像を第1像野領域及び第2像野領域に投影する投影光学系であり、前記第1視野領域を介した露光光によって前記パターンの像が前記第1像野領域に形成され、前記第2視野領域を介した露光光によって前記パターンの像が前記第2像野領域に形成される前記投影光学系を備え、
    前記第1像野領域に形成される前記パターンの像で第1基板を露光し、前記第2像野領域に形成される前記パターンの像で第2基板を露光する露光装置。
  2. 前記第1視野領域及び前記第2視野領域を前記露光光で照明する照明系をさらに備えた請求項1記載の露光装置。
  3. 前記照明系は、そこからの前記露光光が前記第1視野領域と前記第2視野領域とのそれぞれを照明する1つの光源を有する請求項2記載の露光装置。
  4. 前記投影光学系は、前記第1視野領域からの前記露光光の光路である第1光路中に配置された第1反射面と、前記第2視野領域からの前記露光光の光路である第2光路中に配置された第2反射面とを有し、
    前記第1光路を進行する前記露光光は前記第1反射面を経て前記第1像野領域へ導かれ、前記第2光路を進行する前記露光光は前記第2反射面を経て前記第2像野領域へ導かれる請求項1〜3のいずれか一項記載の露光装置。
  5. 前記第1反射面及び前記第2反射面は、前記第1視野領域及び前記第2視野領域と光学的に共役な位置又はその近傍に配置されている請求項4記載の露光装置。
  6. 前記投影光学系は、前記パターンからの前記露光光を前記第1反射面及び前記第2反射面へ導く第1光学素子群と、
    前記第1反射面で反射した前記露光光を前記第1像野領域へ導く第2光学素子群と、
    前記第2反射面で反射した前記露光光を前記第2像野領域へ導く第3光学素子群とを有する請求項4又は5記載の露光装置。
  7. 前記第1像野領域に対して前記第1基板の所定領域を所定の走査方向に移動しつつ、前記第1基板上の所定領域を露光し、
    前記第2像野領域に対して前記第2基板の所定領域を所定の走査方向に移動しつつ、前記第2基板上の所定領域を露光する請求項1〜6のいずれか一項記載の露光装置。
  8. 前記第1基板を所定の走査方向に移動させ、前記第2基板を所定の走査方向に移動させる基板移動システムをさらに備えた請求項7記載の露光装置。
  9. 前記基板移動システムは、前記投影光学系の光射出側で、前記第1基板を保持して移動させる第1基板ステージと、前記第2基板を保持して前記第1基板ステージとは独立して移動させる第2基板ステージとを含む請求項8記載の露光装置。
  10. 前記基板移動システムは、前記投影光学系の光射出側で、前記第1基板及び前記第2基板を保持してほぼ同一の走査方向へ移動可能なメインステージと、
    前記メインステージに対して前記第1基板を移動させる第1移動装置と、
    前記メインステージに対して前記第2基板を移動させる第2移動装置とを含む請求項8記載の露光装置。
  11. 前記第1基板及び前記第2基板のそれぞれの位置情報を計測する計測システムをさらに備えた請求項1〜10のいずれか一項記載の露光装置。
  12. 前記第1視野領域と前記第2視野領域とは所定方向に離れている請求項1〜11のいずれか一項記載の露光装置。
  13. 前記第1視野領域及び前記第2視野領域に対して前記パターンを前記所定方向に移動しつつ、前記第1基板及び前記第2基板を露光する請求項1〜12のいずれか一項記載の露光装置。
  14. 前記第1基板の露光と前記第2基板の露光の少なくとも一部とを並行して実行する請求項1〜13のいずれか一項記載の露光装置。
  15. 前記投影光学系は、前記第1視野領域内に位置する前記パターンからの前記露光光に基づいて前記パターンの像を第3像野領域に形成する請求項1〜14のいずれか一項記載の露光装置。
  16. 前記第3像野領域に形成される前記パターンの像で第3基板を露光する請求項15記載の露光装置。
  17. 前記投影光学系は、前記第2視野領域内に位置する前記パターンからの前記露光光に基づいて前記パターンの像を第4像野領域に形成する請求項15記載の露光装置。
  18. 請求項1〜請求項17のいずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。
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