JPH04196513A

JPH04196513A - 投影露光装置および走査露光方法

Info

Publication number: JPH04196513A
Application number: JP2328221A
Authority: JP
Inventors: Takechika Nishi; 健爾西
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1992-07-16
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: JP2691319B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、半導体素子、液晶表示素子等の製造過程中の
リソグラフィー工程で使用される投影露光装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の投影露光装置には、大別して２つの方式
があり、１つはマスク（レチクル）のパターン全体を内
包し得る露光フィールドを持った投影光学系を介してウ
ェハやプレート等の感光基板をステップアンドリピート
方式で露光する方法であり、もう１つはマスクと感光基
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て相対走査して露光するスキャ
ン方法である。

前者のステンブアンドリピート露光方式を採用したステ
ッパーは、最近のリソグラフィー工程で主流をなす装置
であり、後者のスキャン露光方式を採用したアライナ−
にくらべて、解像力、重ね合せ精度、スルーブツト等が
いずれも高くなってきており、今後もしばら（はステッ
パーが主流であるものと考えられている。

ところで、最近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、Ｓ　Ｐ　Ｉ　Ｅ　　Ｖｏｌ。

１０８８　０ｐｔｉｃａｌ／Ｌａ５ｅｒ　Ｍｉｃｒｏｌ
ｉｔｈｏｇｒａｐｈｙＩ［（１９８９）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−次元に走査しつつ、ウェハをそれと同期
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ェハをステップ移動させる方式
とを混用したものである。

第９図はステップ＆スキャン方式の概念を説明する図で
あるが、ここではウェハＷ上のＸ方向のショット領域（
１チツプ、又はマルチチップ）の並びを円弧状スリント
照明光ＲＩＬで走査露光し、Ｙ方向についてはウェハＷ
をステッピングする。

同図中、破線で示した矢印がステップ＆スキャン（以下
、Ｓ＆Ｓとする）の露光順路を表わし、ショット領域Ｓ
Ａ＋　、ＳＡ２　、・・・・・・Ｓ　Ａ　ｂの順にＳ＆
Ｓ露光を行ない、次にウェハＷの中央にＹ方向に並んだ
ショット領域Ｓ　Ａ１、Ｓ　Ａｓ　、・・・・・・ＳＡ
１．の順に同様のＳ＆Ｓ露光を行なう。上記文献に開示
されたＳ＆Ｓ方式のアライナ−では、円弧状スリット照
明光ＲＩＬで照明されたレチクルパターンの像は、１／
４倍の縮小投影光学系を介してウェハＷ上に結像される
ため、レチクルステージのＸ方向の走査速度は、ウェハ
ステージのＸ方向の走査速度の４倍に精密に制御される
。また、円弧状スリット照明光ＲＸＬを使うのは、投影
光学系として屈折素子と反射素子とを組み合せた縮小系
を用い、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。そのような反射縮小投影系の一例は、例え
ばＵＳＰ、４，７４７，６７８に開示されている。

このような円弧状スリット照明光を使うＳ＆Ｓ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Ｓ＆Ｓ露光露光方
力用する試みが、例えば特開平２−２２９４２３号公報
で提案された。この公開公法には、レチクル（マスク）
を照明する露光光の形状を投影レンズ系の円形フィール
ドに内接する正六角形にし、その正六角形の対向する２
辺のエツジが走査露光方向と直交する方向に伸びるよう
にすることで、スループットをより向上させたＳ＆Ｓ露
光を実現することが開示されている。すなわち、この公
開公報においては、スキャン露光方向のレチクル（マス
ク）照明領域を極力大きく取ることによって、レチクル
ステージ、ウェハステージの走査速度を、円弧状スリッ
ト照明光を使ったＳ＆Ｓ露光方式にくらべて格段に高く
できることが示されている。

〔発明が解決しようとする諜１！！り上記、特開平２−２２９４２３号公報に開示された従来
技術によれば、走査露光方向に関するマスク照明領域を
極力広くしであるため、スルーブシト上では有利である
。

ところが、実際のマスクステージ、ウェハステージの走
査シーケンスを考慮すると、上記公開公報に開示された
装置においても、第９図のようなジクザクのＳ＆Ｓ方式
にせざるを得ない。

なぜなら、ウェハＷの直径を１５０ｍ（６インチ）とし
て、１回の連続したＸ方向走査のみでウェハ直径分の一
列のショット領域の並びの露光を完了しようとすると、
１１５倍の投影レンズ系を使うことを前提としたとき、
レチクルの走査方向（Ｘ方向）の長さは７５０ｍ（３０
インチ）にも達してしまい、このようなレチクルの製造
が極めて困難だからである。仮りにそのようなレチクル
が製造できたとしても、そのレチクルをＸ方向に走査す
るレチクルステージのストロークは７５０腫以上必要で
あることから、装置が極めて大型化することは必須であ
る。このため、上記公開公報のような装置であっても、
ジクザク走査をせざるを得ない。

従って、走査露光方向に隣接したショット領域、例えば
第９図中のショッＤｉ域Ｓ　Ａ　＋　とＳ　Ａ、、とで
は、隣りのショット領域内にレチクルパターンが転写さ
れないようにレチクル上のパターン領域の周辺を遮光体
で広く覆っておく必要があった。

第１０図は六角形の照明領域ＨＩＬ、投影レンズ系の円
形イメージフィールドＩＦ、及びレチクルＲの走査露光
時の配置を示し、第１０図（Ａ）は六角形照明領域ＨＩ
ＬがレチクルＲ上のスキャン開始位置に設定された状態
を表し、この状態からレチクルＲのみが同図中の右方向
に一次元移動する。そして１回のスキャン終了時には第
１０図（Ｂ）のようになる。

この第１０図中でＣＰＩ　、ＣＰｚ　、・・・・・・Ｃ
Ｐ。

の夫々はレチクルＲ上にＸ方向に並べて形成されたチッ
プパターンであり、これら６つのチップパターンの並び
がＸ方向の１回のスキャンで露光されるべきショット領
域に対応している。尚、同図中、六角形照明領域ＨＩＬ
の中心点はイメージフィールドＩＦの中心、すなわち投
影レンズ系の光軸ＡＸとほぼ一致している。

二の第１０図からも明らかなように、レチクルＲ上の走
査開始部分や走査終了部分では、パターン領域の外側に
、少なくとも六角形照明領域ＨＩＬの走査方向の幅寸法
以上の遮光体を必要とする。

同時に、レチクルＲ自体も走査方向の寸法が大きくなる
とともにレチクルステージのＸ方向の移動ストロークも
、チップパターンのＣＰ、　〜ＣＰ。

全体のＸ方向の寸法と六角形照明領域ＨＩＬの走査方向
の寸法との合計分だけ必要となる等、装置化にあたって
の問題点が考えられる。

本発明は上述のような問題点に鑑み、レチクル（マスク
）上のパターン露光領域の周辺に格別に広い遮光体を設
けることなく、しかもレチクル（マスク）ステージの走
査露光時の移動ストロークも最小限にしつつ、スルーブ
ツトを高めたスキャン方式（又はＳ＆Ｓ方式）の投影露
光装置を提供することを目的とする。

〔課題を達成する為の手段〕

そこで本発明は、走査露光方式の投影露光装置において
、マスクとほぼ共役な位置に配置された可変視野絞りの
開口を介してマスクの転写領域に露光用の照明光を照射
する照明手段を設け、その可変視野絞り開口形状を（走
査露光方向と直交したエツジを有する）矩形にするとと
もに、マスク上の転写領域（パターン形成領域）の幅寸
法の方向（走査方向）に矩形絞り開口の幅を可変とする
駆動手段を設ける。

そして、マスクステージの一次元走査によって変化する
マスクの転写領域上での可変視野絞りの矩形開口像の位
置変化に連動して、可変視野絞りの矩形開口の幅を変更
するように、駆動手段を制御する制御手段を設けること
とした。

〔作用］従来の走査露光方式では、固定形状の開口（六角形、円
弧状等）を介して照明光をマスクに照射していたが、本
発明では開口（可変視野絞り）の走査方向の幅をマスク
走査、あるいは感光基板走査と連動して変化させるよう
にしたため、マスク上の走査開始部分や走査終了部分で
、マスクを大きくオーバーランさせなくても、開口幅を
順次狭くしていくだ′けで、同等のＳ＆Ｓｉ光方式が実
現できる。従って、マスクステージのオーバーランが不
要、もしくは極めて小さ（なるため、マスクステージの
移動ストロークも最小限にすることができるとともに、
マスク上のパターン形成領域の周辺に形成される遮光体
の幅も従来のマスクと同程度に少なくてよく、マスク製
造時に遮光体（通常はクロム層）中のピンホール欠陥を
検査する手間が低減されるといった利点がある。

さらに可変視野絞りの開口をマスク上のパターン形成領
域に合わせるような形状に設定することで、従来と同等
のステッパーとしても利用することができる。

また可変視野絞りの開口位置や幾何学的な形状を、投影
光学系のイメージフィールド内で一次元、二次元又は回
転方向に変化させるように構成することによって、様々
なチ・ンブサイズのマスクパターンに瞬時に対応するこ
とができる。

（実施例〕第１図は本発明の第１の実施例による投影露光装置の構
成を示し、本実施例では、両側テレセントリックで１１
５縮小の屈折素子のみ、あるいは屈折素子と反射素子と
の組み合わせで構成された投影光学系（以下、簡便のた
め単に投影レンズと呼ぶ）ＰＬを使うものとする。

水銀ランプ２からの露光用照明光は楕円鏡４で第２焦点
に集光される。この第２焦点には、モータ８によって照
明光の遮断と透過とを切り替えるロータリーシャンク−
６が配置される。ツヤツタ−６を通った照明光束はミラ
ーＩＯで反射され、インプットレンズ１２を介してフラ
イアイレンズ系１４に入射する。フライアイレンズ系１
４の射出側には、多数の２次光源像が形成され、各２次
光源像からの照明光はビームスプリッタ１６を介してレ
ンズ系（コンデンサーレンズ）１８に入射する。レンズ
系１８の後側焦点面には、レチクルブラインド機構２０
の可動ブレードＢＬ、　、ＢＬｚ　、ＢＬｓ　、ＢＬ４
が第２図のように配置されている。４枚のブレードＢＬ
、　、ＢＬ、　、ＢＬ３、ＢＬ、は夫々駆動系２２によ
って独立に移動される。本実施例ではブレードＢＬ、　
、ＢＬ、の工。

ジによってＸ方向（走査露光方向）の開口ＡＰの幅が決
定され、ブレードＢＬ３、ＢＬ、のエツジによってＸ方
向（ステッピング方向）の開口ＡＰの長さが決定される
ものとする。

また、４枚のブレードＢＬ、〜ＢＬ、の各エツジで規定
された開口ＡＰの形状は、投影レンズＰＬの円形イメー
ジフィールド内Ｆ内に包含されるように定められる。さ
て、ブラインド機構２０の位置で、照明光は均一な照度
分布となり、ブラインド機構２０の開口ＡＰを通過した
照明光は、レンズ系２４、ミラー２６、及びメインコン
デンサーレンズ２８を介してレチクルＲを照射する。こ
のとき、ブラインド機構２０の４枚のブレードＢＬ、−
ＢＬ、で規定された開口ＡＰの像がレチクルＲ下面のパ
ターン面に結像される。尚、レンズ系２４とコンデンサ
ーレンズ２８とによって任意の結像倍率を与えることが
できるが、ここではブラインド機構２０の関口ＡＰを約
２倍に拡大してレチクルＲに投影しているものとする。

従ってスキャン露光時のレチクルＲの走査速Ｋ　Ｖ　ｒ
　ＳとレチクルＲ上に投影されたブラインド機構２０の
ブレードＢＬ、　、ＢＬｔのエツジ像の移動速度とを一
致させるためには、ブレードＢＬ＋　、ＢＬ２のＸ方向
の移動速度ｖｂｌをＶｒｓ／２に設定すればよい。

さて、開口ＡＰで規定された照明光を受けたレチクルＲ
は、コラム３２上を少なくともＸ方向に等速移動可能な
レチクルステージ３０に保持される。コラム３２は不図
示ではあるが、投影レンズＰＬの鏡筒を固定するコラム
と一体になっている。

レチクルステージ３０は駆動系３４によってＸ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
を行なう。またレチクルステージ３０の一端にはレーザ
干渉計３８からの消長ビームを反射する移動鏡３６が固
定され、レチクルＲのＸ方向の位置とヨーイング量がレ
ーザ干渉計３８によってリアルタイムに計測される。尚
、レーザ干渉計３８用の固定鏡（基準鏡）４０は投影レ
ンズＰＬの鏡筒上端部に固定されている。

レチクルＲに形成されたパターンの像は投影レンズＰＬ
によって１１５に縮小されてウェハＷ上に結像される。

ウェハＷは微小回転可能なウェハホルダ４４に基準マー
ク板ＦＭとともに保持される。ホルダ４４は投影レンズ
ＰＬの光軸ＡＸ（Ｚ）方向に微動可能なＺステージ４６
上に設けられる。そしてＺステージ４６はＸ、Ｙ方向に
二次元移動するＸＹステージ４８上に設けられ、このＸ
Ｙステージ４８は駆動系５４で駆動される。またＸＹス
テージ４８の座標位置とヨーイング量とはレーザ干渉計
５０によって計測され、そのレーザ干渉計５０のための
固定鏡４２は投影レンズＰＬの鏡筒下端部に固定され、
移動鏡５２はＺステージ４６の一端部に固定される。

本実施例では投影倍率を１１５としたので、スキャン露
光時のＸＹステージ４８のＸ方向の移動速度Ｖｗｓは、
レチクルステージ３０の速度Ｖｒｓの１１５である。さ
らに本実施例では、レチクルＲと投影レンズＰＬとを介
してウェハＷ上のアライメントマーク（又は基準マーク
ＦＭ）を検出するＴＴＲ（スルーザレチクル）方式のア
ライメントシステム６０と、レチクルＲの下方空間から
投影レンズＰＬを介してウェハＷ上のアライメントマー
ク（又は基準マークＦＭ）を検出するＴＴＬ（ス）Ｌｉ
−サレンズ）方式のアライメントシステム６２とを設け
、Ｓ＆Ｓ露光の開始前、あるいはスキャン露光中にレチ
クルＲとウェハＷとの相対的な位置合せを行なうように
した。

また第１図中に示した光電センサー６４は、基準マーク
ＦＭを発光タイプにしたとき、その発光マークからの光
を投影レンズＰＬ、レチクルＲ、コンデンサーレンズ２
８、レンズ系２４．１８、及びビームスプリッタ１６を
介して受光するもので、ＸＹステージ４８の座標系にお
けるレチクルＲの位置を規定する場合や、各アライメン
トシステム６０．６２の検出中心の位置を規定する場合
に使われる。

ところでブラインド機構２０の開口ＡＰは、走査方向（
Ｘ方向）と直交するＹ方向に関して極力長くすることに
よって、Ｘ方向の走査回数、すなわちウェハＷのＹ方向
のステッピング回数を少なくすることができる。ただし
、レチクルＲ上のチップパターンのサイズや形状、配列
によっては、開口ＡＰのＹ方向の長さをブレードＢＬＩ
、ＢＬ４の各エツジで変更した方がよいこともある。例
えばブレードＢＬ、、ＢＬ、の対向するエツジが、ウェ
ハＷ上のショット領域を区画するストリートライン上に
合致するように調整するとよい。このようにすれば、シ
ョット領域のＹ方向のサイズ変化に容易に対応できる。

また１つのショット９５域のＹ方向の寸法が開口ＡＰの
Ｙ方向の最大寸法以上になる場合は、先の特開平２−２
２９４２３号公報にみられるように、ショット領域の内
部でオーバーラツプ露光を行なって、露光量のシームレ
ス化を行なう必要がある。

この場合の方法については後で詳しく述べる。

次に本実施例の装置の動作を説明するが、そのシーケン
スと制御は、主制御部１００によって統括的に管理され
る。主制御部１００の基本的な動作は、レーザ干渉計３
８．５ｏがらの位置情報、ヨーイング情報の入力、駆動
系３４．５４内のタコジェネレータ等からの速度情報の
入力等に基づいて、スキャン露光時にレチクルステージ
３ｏとＸＹステージ４８とを所定の速度比を保ちつつ、
レチクルパターンとウェハパターン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
ことにある。

そして本実施例の主制御部１００は、その動作に加えて
ブラインド機構２０の走査方向のブレードＢＬ１、ＢＬ
ｔのエツジ位置をレチクルステージ３０の走査と同期し
てＸ方向に移動させるように、駆動系２２を連動制御す
ることを大きな特徴としている。

尚、走査露光時の照明光量を一定すると、開口ＡＰの走
査方向の最大開き幅が大きくなるにつれてレチクルステ
ージ３０、ＸＹステージ４８の絶対速度は大きくしなけ
ればならない、原理的には、ウェハＷ上のレジストに同
一露光量（ｄｏｓｅ量）を与えるものとしたとき、開口
ＡＰの幅を２倍にすると、ＸＹステージ４８、レチクル
ステージ３０も２倍の速度にしなければならない。

第３図は第１図、第２図に示した装置に装着可能なレチ
クルＲとブラインド機構２０の開口ＡＰとの配置関係を
示し、ここではレチクルＲ上に４つのチップバター７Ｃ
Ｐ＋　、ＣＰｚ　、ＣＦ２　、ＣＦ２が走査方向に並ん
でいるものとする。各チップパターンはストリートライ
ンに相当する遮光帯で区画され、４つのチップでパター
ンの集合５Ｈ１Ｒ（ショット領域）の周辺はストリート
ラインよりも広い輻Ｄｓｂの遮光帯でかこまれている。

ここで、レチクルＲ上のショット領域の周辺の左右の遮
光帯を５Ｂｊ２．ＳＢｒとし、その外側にはレチクルア
ライメントマークＲＭ、　、ＲＭ、が形成されているも
のとする。

またブラインド機構２０の開口ＡＰは、走査方向（Ｘ方
向）と直交するＹ方向に平行に伸びたブレードＢＬ、の
エツジＥ、　とブレードＢＬｔのエツジＥ２を有し、こ
のエツジＥ、　、Ｅｔの走査方向の幅をＤａｐとする。

さらに開口ＡＰのＹ方向の長さは、レチクルＲ上のショ
ット領域のＹ方向の幅とほぼ一致し、周辺のＸ方向に伸
びた遮光帯の中心に関口ＡＰの長手方向を規定するエツ
ジが合致するようにブレードＢＬ１、ＢＬ、が設定され
る。

次に第４図を参照して、本実施例のＳ＆Ｓ露光の様子を
説明する。ここでは前提として、第３図に示したレチク
ルＲとウェハＷとをアライメントシステム６０．６２、
光電センサー６４等を用いて相対位置合せしたものとす
る。尚、第４図は第３図のレチクルＲを横からみたもの
で、ここではブラインド機１２０のブレードＢＬ、　、
ＢＬ２の動作をわかり易くするために、レチクルＲの直
上にブレードＢＬ、　、ＢＬ２を図示した。

まず第４図（Ａ）に示すように、レチクルＲをＸ方向の
走査開始点に設定する。同様に、ウェハＷ上の対応する
１つのショット領域をＸ方向の走査開始に設定する。

このとき、レチクルＲを照明する開口ＡＰの像は、理想
的には幅Ｄａρが零であることが望ましいが、ブレード
ＢＬ、　、、ＢＬｔのエツジＥ＋、Ｅｘの出来具合によ
って完全に零にすることは難しい。

そこで本実施例では、開口ＡＰの像のレチクル上ての幅
ＤａｐがレチクルＲの右側の遮光帯５ＢｒＯ幅Ｄｓｂよ
りも狭くなる程度に設定する。通常、遮光帯５ＢｒＯ幅
Ｄｓｂは４〜６ｍ程度であり、開口ＡＰの像のレチクル
上での幅Ｄａｐは１１ａｌ程にするとよい。

そして、第４図（Ａ）に示すように関口ＡＰのＸ方向の
中心を、光軸ＡＸに対してΔＸｓだけ、レチクルＲの走
査進行方向と逆方向（同図中の左側）にずらしておく、
この距離ΔＸｓは、このレチクルＲに対する開口ＡＰの
最大開き幅Ｄａｐの約半分に設定する。より詳しく述べ
ると、開口ＡＰの長手方向の寸法はレチクルＲのショッ
ト領域のＹ方向の幅で自ずと決ってしまうため、開口Ａ
ＰのＸ方向の幅Ｄａｐの最大値ＤＡｍａｘもイメージフ
ィールドＩＦの直径によって決ってくる。その最大値は
ＤＡ■ａｘは主制御部１００によって予め計算される。

さらに第４図（Ａ）の走査開始点での開口ＡＰの幅（最
小）をＤＡｍｉｎとすると、厳密には、ＤＡＩＩＩｎ＋
２・Δχｓ＝ＤＡｍａｘの関係を満たすように距離ΔＸ
ｓが決められる。

次にレチクルステージ３０とχＹステージ４８とを投影
倍率に比例した速度比で互いに逆方向に移動させる。こ
のとき第４図（Ｂ）に示すように、ブラインド機構２０
のうち、レチクルＲの進行方向のブレードＢＬｚのみを
レチクルＲの移動と同期して動じ、ブレードＢＬ、のエ
ツジＥ２の像が遮光１ｓＢｒ上にあるようにする。

そしてレチクルＲの走査が進み、ブレードＢＬ２のエツ
ジＥ！が第４図（Ｃ）のように関口ＡＰの最大開き幅を
規定する位置に達したら、それ以後ブレードＢＬ、の移
動を中止する。従ってブラインド機構２０の駆動系２２
内には各ブレードの移動量と移動速度とをモニターする
エンコーダ、タコジェネレータ等が設けられ、これらか
らの位置情報と速度情報とは主制御部１００に送られ、
レチクルステージ３０の走査運動と同調させるために使
われる。

こうしてレチクルＲは、最大幅の開口ＡＰを通した照明
光上照射されつつ、一定速度でＸ方向に送られ、第４図
（Ｄ）の位置までくる。すなわち、レチクルＲの進行方
向と逆方向にあるブレードＢＬ、のエツジＥ、の像が、
レチクルＲのショット領域の左側の遮光帯５Ｂｆｆｉに
かかった時点から第４図（Ｅ）に示すように、ブレード
Ｂ　Ｌ　＋　の工・ンジＥ１の像をレチクルＲの移動速
度と同期させて同一方向に走らせる。

そして、左側の遮光帯ＳＢ１が右側のブレードＢＬｚの
エツジ像によって遮へいされた時点（このとき左側のブ
レードＢＬ、も移動してきて、開口ＡＰＯ幅Ｄａｐは最
小値ＤＡｍｉｎになっている）で、レチクルステージ３
０とブレードＢＬ、の移動を中止する。

以上の動作によってレチクルの１スキヤンによる露光（
１ショット分の露光）終了し、シャッター６が閉しられ
る。ただしその位置で開口ＡＰＯ幅Ｄａｐが遮光帯５Ｂ
ｌ（又はＳＢ　ｒ）の輻Ｄｓｂにくらべて十分に狭く、
ウエノ１Ｗへもれる照明光を零にすることができるとき
は、シャ・ンター６を開いたままにしてもよい。

次にＸＹステージ４８をＸ方向にショット領域の一列分
だけステッピングさせ、今までと逆方向にＸＹステージ
４８とレチクルステージ３０とを走査して、ウェハＷ上
の異なるショット領域に同様のスキャン露光を行なう。

以上、本実施例によれば、レチクルステージ３０の走査
方向のストロークを最小限にすることができ、また走査
方間に関するショット領域の両側を規定する遮光帯ＳＢ
ｆ、５ＢｒＯ幅Ｄｓｂも少なくて済む等の利点がある。

尚、レチクルステージ３０が第４図（Ａ）の状態から加
速して等速走査になるまでは、ウェハＷ上で走査方向に
関する露光量むらが発生する。

このため、走査開始時に第４図（Ａ）の状態になるまで
ブリスキャン（助走）範囲を定める必要もある。その場
合、ブリスキャンの長さに応して遮光帯ＳＢｒ、ＳＢｊ
！の幅Ｄｓｂを広げることになる。このことは、１回の
スキャン露光終了時にレチクルステージ３０（ＸＹステ
ージ４８）の等速運動を急激に停止させられないことに
応して、オーバースキャンを必要とする場合においても
同様にあてはまることである。

ただし、ブリスキャン、オーバースキャンを行なう場合
でも、シャンク−６を高速にし、開放応答時間（シャッ
ターの全閉状態から全開までに要する時間）と閉成応答
時間とが十分に短いときは、レチクルステージ３０がブ
リスキャン（加速）を完了して本スキャンに入った時点
（第４図（Ａ）の位′ｔ）、又は本スキャンからオーバ
ーラン（減速）に移った時点で、シャッター６を連動さ
せて開閉すればよい。

例えばレチクルステージ３０の本スキャン時の等速走査
速度をＶｒｓ、（閣／５ｅｅ）、遮光帯ＳＢｆ、ＳＢｒ
の幅をＤｓｂ　（ｍ）　、開口ＡＰのレチクルＲ上での
最小幅をＤＡｍｉｎ（■）とすると、Ｄｓｂ＞ＤＡ＋＊
ｉｎの条件のもとで、シャッター６の応答時間ｔ、は、
次の関係を満たしていればよい。

（Ｄｓｂ−ＤＡ＋ｉｎ）／Ｖｒｓ＞ｔ＊また本実施例の
装置では、レチクルステージ３０のヨーイング量とＸＹ
ステージ４８のヨーイング量とがレーザ干渉計３８．５
０によって夫々独立に計測されているので、２つのヨー
イング量の差を主制御部１００で求め、その差が零にな
るようにレチクルステージ３０、又はウェハホルダー４
４をスキャン露光中に微小回転させればよい。

ただしその場合、微小回転の回転中心は常に開口ＡＰの
中心になるようにする必要があり、装置の構造を考慮す
ると、レチクルステージ３０のＸ方向のガイド部分を光
軸ＡＸを中心として微小回転させる方式が容易に実現で
きる。

第５図は、第１図、第２図に示した装置に装着可能なレ
チクルＲのパターン配置例を示し、チップパターンＣＰ
＋　、ＣＰｚ　、ＣＰｓは、第３図に示したレチクルＲ
と同様にスリット状開口ＡＰからの照明光を使ったステ
ップ・アンド・スキャン方式でウェハを露光するように
使われる。また同一のレチクルＲ上に形成された別のチ
ップパターンＣＰ、　、ＣＰ、は、ステンブ・アンド・
リビー）　（Ｓ＆Ｒ）方式でウェハを露光するように使
われる。このよう″な使い分けは、ブラインド機構２０
のブレードＢＬ、〜ＢＬ、による開口ＡＰの設定によっ
て容易に実現でき、例えばチップパターンＣＰ、を露光
するときは、レチクルステージ３０を移動させてチップ
パターンＣＰ４のパターン中心が光軸Ａχと一致するよ
うに設定するとともに、開口ＡＰの形状をチ・ノブパタ
ーンＣＰ４の外形に合わせるだけでよい。そしてχＹス
テージ４８のみをステッピングモードで移動させればよ
い。

以上のように第５図に示したレチクルパターンにすると
、Ｓ＆Ｓ露光とＳ＆Ｒ露光とが同一装置によって選択的
に、しかもレチクル交換なしに実行できる。

第６図は、露光すべきレチクル上のチップパターンのス
キャン方向と直交する方向（Ｘ方向）のサイズが、投影
光学系のイメージフィールド？Ｆに対して大きくなる場
合に対応したブラインド機構２０のブレードＢＬ、〜Ｂ
Ｌ、の形状の一例を示し、開口ＡＰの走査方向（Ｘ方向
）の幅を規定するエツジＥ、　、Ｅ２は、先の第２図と
同様にＸ方向に平行に伸びているが、開口ＡＰの長手方
向を規定するエツジＥｓ、Ｅ＝は互いに平行ではあるが
、Ｘ軸に対しては傾いており、開口ＡＰは平行四辺形に
なる。この場合、４枚のブレードＢＬ１〜ＢＬ、はスキ
ャン露光時のレチクル移動に連動してＸ、Ｘ方向に移動
する。ただし、スキャン露光方向のブレードＢＬ、　、
ＢＬ、のエツジＥ１、Ｅ２の像のＸ方向の移動速度Ｖｂ
ｘは、レチクルの走査速度Ｖｒｓとほぼ同一であるが、
プレートＢＬ、、ＢＬ、を動がす必要のあるときは、そ
のエツジＥ３、Ｅ４のＸ方向の移動速度Ｖｂｙは、エツ
ジＥ、、Ｅ、のＸ軸に対する１頃き角をθｅとすると、
Ｖｂｙ＝　Ｖｂｘ−ｔａｎ　θｅの関係に同期させる必
要がある。

第７図は、第６図に示した開口形状によるＳ＆Ｓ露光時
の走査シーケンスを模式的に示したものである。第７図
中、開口ＡＰはレチクルＲ上に投影したものとして考え
、その各エツジＥ１〜Ｅ４で表示した。また第６図、７
図の第２実施例では、ウェハＷ上に投影すべきレチクル
Ｒ上のチップパターン領域ＣＰが開口ＡＰの長手方向の
寸法の約２倍の大きさをもつものとする。このため第２
実施例ではレチクルステージ３０も走査方向と直交した
Ｘ方向に精密にステッピングする構造にしておく。

まず、第６図中のブレードＢＬ＋〜ＢＬ２を調整して、
走査開始上では第７図（Ａ）のような状態に設定する。

すなわち、最も幅をせばめた状態の開口ＡＰがレチクル
只の右側の遮光帯ＳＢｒ上に位置するようにすると共に
、開口ＡＰの左側のエツジＥ、は、光軸ＡＸから最も離
れた位置（開口ＡＰをＸ方向に最も広げたときのエツジ
位置）に設定する。また第７図中、走査方向（Ｘ方向）
にベルト状に伸びた領域Ａｄ、Ａｓは一回の走査露光で
は露光量不足となる部分である。この領域ＡｄＳＡｓは
開口ＡＰの上下のエツジＥ、　、Ｅ、がＸ軸に対して傾
いていることによって生しるものであり、各領域Ａｄ、
ＡｓのＸ方向の幅は、エツジＥ、　、Ｅ。

の傾き角θｅとエツジＥ、とＥ２の最大関口幅ＤＡｍａ
ｘとによって、Ｄ　Ａｍａｘ　　・ｔａｎ　θｅとして
一義的に決まる。この露光量ムラとなる領域Ａｄ、Ａｓ
のうち、パターン領域ＣＰ中に設定される領域Ａｄに対
しては、開口ＡＰの工、ジＥ、　、Ｅ。

による三角形部分をＸ方向に関してオーハーラ・ノブさ
せて走査露光することで、露光量の均一化を図るように
した。また、他方の領域Ａｓに関しては、ここを丁度レ
チクルＲ上の遮光帯に合せるようにした。

さて、第７図（Ａ）の状態からレチクルＲとエツジＥ、
（ブレードＢＬ２）を＋Ｘ方向（同圀中の右側）にほぼ
同し速度で走らせる。やがて第７図（Ｂ）に示すように
関口ＡＰのＸ方向の幅が最大となり、エツジＥ２の移動
も中止する。この第７図（Ｂ）の状態では、関口ＡＰの
中心と光軸ＡＸとがほぼ一致する。

その後はレチクルＲのみが＋χＸ方向等速移動し、第７
図（Ｃ）のように開口ＡＰの左側のエツジＥ、が左側の
遮光帯ＳＢｆに入った時点から、エツジＥ、（ブレード
ＢＬ、）レチクルＲとほぼ同し速度で右側（＋Ｘ方向）
へ移動する。こうして、チップパターン頭載ＣＰの下側
の約半分が露光され、レチクルＲと開口ＡＰとは第７図
（Ｄ）のような状態で停止する。

次に、レチクルＲを−Ｙ力方向一定量だけ精密にステッ
ピングさせる。ウェハＷは＋Ｙ力方向同様にステッピン
グされる。すると第７図（Ｅ）に示すような状態になる
。このときオーバーラツプ領域ＡｄがエツジＥ、で規定
される三角形部分で重畳露光されるようにＹ方向の相対
位置関係が設定される。またこの際、開口ＡＰのＹ方向
の長さを変える必要があるときは、エツジＥ３　　（ブ
レードＢＬ、）、又はエツジＥ４　　（）゛レードＢＬ
、）をＹ方向に移動調整する。

次に、レチクルＲを−Ｘ方向に走査移動させるとともに
、エツジＥ、（ブレードＢＬ、”）を−Ｘ方向に連動し
て移動させる。そして第７図（Ｆ）のようにエツジＥ＋
　、Ｅｘによる開口幅が最大となったら、エツジＥ１の
移動を中止し、レチクルＲのみを−Ｘ方同に引き続き等
速移動させる。

以上の動作によって、投影光学系のイメージフィールド
のＹ方向の寸法以上の大きなチップパターン領域ＣＰを
ウェハＷ上に露光することができる。しかもオーバーラ
ンプ領域Ａｄを設定し、開口ＡＰの形状によって露光量
不足となる両端部分（三角部分）を２回の走査露光によ
って重畳露光するので、領域Ａｄ内の露光量も均一化さ
れる。

第８図はブラインド機構２０の他のブレード形状を示し
、走査方間を規定するブレードＢＬ、、Ｂ　Ｌ　ｚのエ
ツジＥ１、Ｅ２は互いに平行な直線であり、走査方間と
直交する方間のブレードＢＬ。

、ＢＬ、のエツジは光軸ＡＸを通るＹ軸に関して対称な
三角形となっている。そしてここではブレードＢＬ、、
ＢＬ、のエツジは互いにＹ方向に近づけていくと、はぼ
完全に遮光できるような相補形状になっている。従って
開口ＡＰの形状は、所謂シェブロン形にすることができ
る。このようなシェブロン形の場合も、両端の三角形部
分でオーバーラツプ露光を行なうと、同様に均一化が可
能である。

以上、本発明の各実施例では投影露光装置を前提とした
が、マスクとウェハとを近接させて、照射エネルギー（
Ｘ線、等）に対してマスクとウェハを一体に走査するプ
ロキシミティーアライナーにおいても同様の方式が採用
できる。

〔発明の効果〕

以上、本発明によれば、走査露光方式におけるマスク（
レチクル）の移動ストロークを最小限にすることが可能
になるとともに、マスク上の遮光帯の寸法を小さくする
ことができる。

同時にマスク上の走査方向の照明領域を太き（取ること
ができるので、移動ストロークの減少と相まって処理ス
ルーブツトを格段に高めることがてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による投影露光装置の構成を示
す図、第２図はブラインド機構のブレード形状を示す平
面図、第３図は第１図の装置に好適なレチクルのパター
ン配置を示す平面図、第４図は本発明の実施例における
走査露光動作を説明する図、第５図は第１図の装置に装
着可能なレチクルの他のパターン配置を示す平面図、第
６図は第２の実施例によるブラインド機構のブレード形
状を示す平面図、第７図は第２の実施例によるステップ
＆スキャン露光のシーケンスを説明する図、第８図は他
のブレード形状を示す平面図、第９図は円弧状スリット
照明光を使った従来のステップ及スキャン露光方式の概
念を説明する図、第１０図（Ａ）、（Ｂ）は正六角形照
明光を使った従来のスキャン露光方式を説明する図であ
る。［主要部分の符号の説明］Ｒ・・・・・・レチクル、ＰＬ・・・・・・投影光学系、Ｗ・・・・・・ウェハ、ＢＬ、　、ＢＬ、　、ＢＬ、　、ＢＬ、・・・・・・ブ
レード、ＡＰ・・・・・・開口、Ｅ、、Ｅ、、Ｅ、、Ｅ、・・・・・・開ロエノジ、２０
・・・・・・ブラインド機構、２２・・・・・・ブラインド駆動系、３０・・・・・・レチクルステージ、３４・・・・・・駆動系、４８・・・・・・ＸＹステージ、５４・・・・・・−駆動系、１００・・・・・・主制御系。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）マスク上の転写領域内に形成されたパターンを感
光基板上の被露光領域に投影する投影光学系と、前記マスクを前記投影光学系の光軸とほぼ垂直に保持し
た状態で、前記マスクの転写領域の一方向の幅寸法以上
の範囲に渡って一次元移動させるマスクステージと、前
記感光基板を前記マスクステージの一次元移動方向に沿
って、前記マスクステージの移動速度と同期した速度で
一次元移動させる基板ステージとを有し、前記マスクの
パターンを走査露光方式で前記感光基板に露光する投影
露光装置において、前記マスクとほぼ共役な位置に配置された可変視野絞り
の開口を介して、前記マスクの転写領域に露光用の照明
光を照射する照明手段と；前記可変視野絞りの開口形状を前記走査露光の方向とほ
ぼ直交したエッジを有する矩形にするとともに、前記走
査露光の方向に該矩形の幅を可変とする駆動手段と；前記マスクステージの一次元移動によって変化する前記
マスクの転写領域上での前記可変視野絞りの位置変化に
連動して、前記可変視野絞りの矩形の開口幅を変更する
ように、前記駆動手段を制御する制御手段とを設けたこ
とを特徴とする投影露光装置。
（２）前記制御手段は、前記マスクの転写領域の周辺部
が前記投影光学系の光軸近傍に向うのに同期して、前記
可変視野絞りの矩形開口の前記一次元移動方向に関する
幅を順次減少させるように前記駆動手段を制御すること
を特徴とする請求項第１項に記載の装置。
（３）前記可変視野絞りの開口は前記マスクの転写領域
のほぼ全体を含むような最大開放状態から前記マスクヘ
の照明光をほぼ遮へいする全閉状態まで二次元に形状を
可変とし、前記可変視野絞りの開口が前記最大開放状態
に設定されたときは、前記マスクステージと前記基板ス
テージとの相対走査を禁止して前記基板を静止露光する
ことを特徴とする請求項第１項に記載の装置。