JPH06132191A - Projection exposure device - Google Patents

Projection exposure device

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JPH06132191A
JPH06132191A JP4277031A JP27703192A JPH06132191A JP H06132191 A JPH06132191 A JP H06132191A JP 4277031 A JP4277031 A JP 4277031A JP 27703192 A JP27703192 A JP 27703192A JP H06132191 A JPH06132191 A JP H06132191A
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exposure
wafer
reticle
projection
mask
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Takechika Nishi
健爾 西
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To decrease the illuminance irreguralities on a light sensitive substrate, in an projection exposure device for performing the exposure by a slit-scan exposure system by using a pulse-lighting type light source. CONSTITUTION:The pattern image of a reticle is projected on the arc-shaped exposed region 46P on a wafer 15. A wafer 15 is scanned in the direction of DW with respect to the exposed region 46P in synchronization with the scanning of the reticle on the lighting area. When the distance, wherein a wafer 15 is moved in the light-emitting interval (1 cycle) of the pulse laser light, is made to be DELTAL, the width beta.L of the exposing region 46P in the direction of DW is set at the integer times of the distance DELTAL.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体集積回路
又は液晶表示素子等をリソグラフィ工程で製造する際に
使用される投影露光装置に関し、特にパルス発光する光
源を用いて所謂スリットスキャン露光方式で露光を行う
投影露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure apparatus used, for example, in manufacturing a semiconductor integrated circuit, a liquid crystal display element or the like in a lithographic process, and more particularly to a so-called slit scan exposure method using a pulsed light source. The present invention relates to a projection exposure apparatus that performs exposure.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子又は液晶表示素子等をリソグ
ラフィ工程で製造する際に、露光光のもとでフォトマス
ク又はレチクル(以下「レチクル」と総称する)のパタ
ーン像を投影光学系を介して感光基板上に投影する投影
露光装置が使用されている。斯かる投影露光装置におい
ては、解像力をより向上することが求められているが、
解像力を向上するため1つの方法が露光光の短波長化で
ある。現在実用化レベルにある光源の中で波長が比較的
短いものは、ArFエキシマレーザー(波長:193n
m)、KrFエキシマレーザー(波長:248nm)等
のエキシマレーザー及び金属蒸気レーザー等である。し
かしながら、エキシマレーザー光源及び金属蒸気レーザ
ー光源はパルス発光(パルス発振)型であるため、その
使用に際しては水銀灯のような連続発光の光源の場合と
は違う配慮が必要である。
2. Description of the Related Art When a semiconductor device, a liquid crystal display device, or the like is manufactured by a lithography process, a pattern image of a photomask or reticle (hereinafter referred to as "reticle") is exposed under exposure light through a projection optical system. A projection exposure apparatus that projects on a photosensitive substrate is used. In such a projection exposure apparatus, it is required to further improve the resolution.
One method for improving the resolution is to shorten the wavelength of exposure light. Among the light sources currently in practical use, the one with a relatively short wavelength is an ArF excimer laser (wavelength: 193n
m), an excimer laser such as a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm), and a metal vapor laser. However, since the excimer laser light source and the metal vapor laser light source are of a pulse emission type (pulse oscillation type), it is necessary to consider the use differently from the case of a continuous emission light source such as a mercury lamp.

【0003】図7は従来のパルス発光型のレーザー光源
を備えた投影露光装置を示し、この図7において、パル
ス発光型のレーザー光源1から射出されたレーザービー
ムLBは、ビームエクスパンダ2によりビーム径が拡大
されて第1フライアイレンズ3に入射する。第1フライ
アイレンズ3の後側焦点面にはレンズエレメントの個数
に応じて2次光源が形成され、これら2次光源から発散
するレーザー光がそれぞれ偏向ミラー4及びコンデンサ
ーレンズ5を経て第2フライアイレンズ6に入射する。
第2フライアイレンズ6の後側焦点面にもレンズエレメ
ントの個数に応じて2次光源が形成され、これら2次光
源から発散するレーザー光がそれぞれ第1リレーレンズ
7及び偏向ミラー8を介して視野絞り9上に集光され
る。この視野絞り9の開口部に集光されるレーザー光
は、フライアイレンズ6の各レンズエレメントから射出
される互いにインコヒーレントで且つそれぞれ正規分布
的な照度分布を有する多数のレーザー光を重畳したもの
である。
FIG. 7 shows a projection exposure apparatus equipped with a conventional pulse emission type laser light source. In FIG. 7, a laser beam LB emitted from a pulse emission type laser light source 1 is beamed by a beam expander 2. The diameter is enlarged and the light enters the first fly-eye lens 3. Secondary light sources are formed on the rear focal plane of the first fly-eye lens 3 in accordance with the number of lens elements, and the laser light diverging from these secondary light sources passes through the deflection mirror 4 and the condenser lens 5, respectively, and then into the second fly. It is incident on the eye lens 6.
Secondary light sources are also formed on the rear focal plane of the second fly-eye lens 6 in accordance with the number of lens elements, and the laser light diverging from these secondary light sources passes through the first relay lens 7 and the deflection mirror 8 respectively. It is focused on the field stop 9. The laser light focused on the aperture of the field stop 9 is a combination of a large number of laser lights emitted from the respective lens elements of the fly-eye lens 6 and having incoherent mutual illuminance distributions. Is.

【0004】視野絞り9の開口を通過した露光光として
のパルスレーザー光ILは、第2リレーレンズ10及び
コンデンサーレンズ11を経て均一な照度でレチクル1
2を照明する。視野絞り9の配置面はレチクル12のパ
ターン形成面と共役であり、視野絞り9の開口の形状に
より、レチクル12上のパルスレーザー光ILによる照
明領域が設定される。パルスレーザー光ILのもとで、
レチクル12のパターンの像が投影光学系13を介して
ウエハステージ14上のウエハ15上に結像投影され
る。
The pulsed laser light IL as the exposure light that has passed through the aperture of the field stop 9 passes through the second relay lens 10 and the condenser lens 11 and has a uniform illuminance.
Illuminate 2. The arrangement surface of the field stop 9 is conjugate with the pattern forming surface of the reticle 12, and the illumination area of the reticle 12 with the pulsed laser light IL is set by the shape of the opening of the field stop 9. Under the pulsed laser light IL,
An image of the pattern of the reticle 12 is imaged and projected on the wafer 15 on the wafer stage 14 via the projection optical system 13.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
パルス発光型のレーザー光源を用いた投影露光装置とし
ては、レチクル12のパターン形成面のチップパターン
の像を一括してウエハ15上に露光する一括露光方式が
主流であった。そのため、投影光学系13もそのチップ
パターンの像を一度に露光するだけの露光フィールドを
備えていた。ところが、近年は露光光を短波長化するの
みならず、レチクル12上のより大きいチップパターン
の像をウエハ15上に露光する大フィールド化に対する
要求も高まっている。
As described above, in a conventional projection exposure apparatus using a pulsed light emitting laser light source, the images of the chip patterns on the pattern formation surface of the reticle 12 are collectively displayed on the wafer 15. The batch exposure method of exposing was the mainstream. Therefore, the projection optical system 13 also has an exposure field for exposing the image of the chip pattern at one time. However, in recent years, there is an increasing demand not only for shortening the wavelength of exposure light, but also for increasing the field to expose an image of a larger chip pattern on the reticle 12 onto the wafer 15.

【0006】大フィールド化に対する要求に応えるため
には、レチクル12及びウエハ15を視野絞り9により
設定される例えばスリット状の照明領域に対して同期し
て走査する所謂スリットスキャン露光方式が有効であ
る。これにより、レチクル12上のその照明領域よりも
広いパターンの像をウエハ15上に露光することができ
る。しかしながら、パルス発光型のレーザー光源を使用
する投影露光装置において単純にそのスリットスキャン
露光方式を適用すると、ウエハ15上の露光位置により
露光されるパルスレーザー光ILの数がばらついて、照
度むらが発生するという不都合があった。
In order to meet the demand for a large field, a so-called slit scan exposure system is effective in which the reticle 12 and the wafer 15 are scanned synchronously with, for example, a slit-shaped illumination area set by the field stop 9. . Thereby, an image of a pattern wider than the illuminated area on the reticle 12 can be exposed on the wafer 15. However, if the slit scan exposure method is simply applied to a projection exposure apparatus that uses a pulsed laser light source, the number of pulsed laser light ILs that are exposed varies depending on the exposure position on the wafer 15, and uneven illumination occurs. There was an inconvenience to do.

【0007】また、露光光を短波長化して例えば真空紫
外域のレーザー光を使用する場合には、通常の屈折素子
では透過率特性が悪くなることから、屈折素子のみから
なる屈折投影系では所望の結像特性を得ることが困難と
なる。そこで、露光光を短波長化した場合には、色収差
が無く光の吸収も少ない反射素子を含んだ反射屈折投影
系が有利である。但し、反射素子では、良像範囲が光軸
から所定量だけ離れた円弧状の領域であることから、大
フィールド化に対応するためには、特にスリットスキャ
ン露光方式が有効である。しかしながら、パルス発光型
のレーザー光源と反射屈折投影系とを備えた投影露光装
置に対してスリットスキャン露光方式を適用した場合に
は、屈折投影系を備えた投影露光装置の場合と同様に、
ウエハの走査とレーザー光源のパルス発光のタイミング
との関係等により、ウエハ上の露光位置によりパルスレ
ーザー光の照度むらが生じてしまう。
Further, when the wavelength of the exposure light is shortened and laser light in the vacuum ultraviolet region is used, for example, since the transmittance characteristic of the ordinary refraction element is deteriorated, it is desirable in the refraction projection system composed of only the refraction element. It becomes difficult to obtain the imaging characteristics of. Therefore, when the exposure light has a short wavelength, a catadioptric projection system including a reflective element that has no chromatic aberration and little absorption of light is advantageous. However, in the reflective element, since the good image range is an arcuate region that is away from the optical axis by a predetermined amount, the slit scan exposure method is particularly effective in order to cope with a large field. However, when the slit scan exposure method is applied to the projection exposure apparatus including the pulsed light source and the catadioptric projection system, as in the case of the projection exposure apparatus including the refraction projection system,
Due to the relationship between the scanning of the wafer and the timing of pulsed light emission of the laser light source, the illuminance unevenness of the pulsed laser light occurs depending on the exposure position on the wafer.

【0008】本発明は斯かる点に鑑み、パルス発光型の
光源を用いてスリットスキャン露光方式で露光を行う投
影露光装置において、感光基板上の照度むらを低減させ
ることを目的とする。
In view of the above problems, an object of the present invention is to reduce unevenness of illuminance on a photosensitive substrate in a projection exposure apparatus which performs exposure by a slit scan exposure system using a pulse emission type light source.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明による投影露光装
置は、例えば図1、図2及び図4(a)に示す如く、露
光光をパルス発光するパルス光源(16)と、その露光
光をマスク(12)に照射する照明光学系(17,1
8,19)と、マスク(12)に対するその露光光の照
明領域を設定する視野絞り(42A,42B,44A,
44B)と、その露光光のもとでマスク(12)のパタ
ーンの像を感光基板(15)上に投影する投影光学系
(27〜33)と、マスク(12)及び感光基板(1
5)をその投影光学系の光軸に垂直な方向にその視野絞
りに対して相対的に移動させる相対移動手段(24,2
5,38)とを有し、その視野絞りにより設定される照
明領域に対して、マスク(12)及び感光基板(15)
を相対的に走査することにより、マスク(12)のその
視野絞りにより設定される照明領域よりも広い領域のパ
ターンの像を感光基板(15)上に投影する投影露光装
置において、その視野絞りにより設定されるマスク(1
2)上の照明領域の感光基板(15)上の投影像(46
P)のその相対的な走査の方向の幅β・Lを、パルス光
源(16)のパルス発光の1周期の間に感光基板(1
5)がマスク(12)上の照明領域の投影像(46P)
に対して相対的に移動する距離ΔLの整数倍に設定した
ものである。
A projection exposure apparatus according to the present invention, for example, as shown in FIGS. 1, 2 and 4 (a), uses a pulse light source (16) for emitting a pulse of exposure light and the exposure light. An illumination optical system (17, 1) for irradiating the mask (12)
8 and 19) and the field diaphragms (42A, 42B, 44A, 42A, 42B, 44A, which set the illumination area of the exposure light for the mask (12).
44B), a projection optical system (27 to 33) for projecting an image of the pattern of the mask (12) onto the photosensitive substrate (15) under the exposure light, the mask (12) and the photosensitive substrate (1).
Relative moving means (24, 2) for moving 5) relative to the field stop in a direction perpendicular to the optical axis of the projection optical system.
5, 38), and a mask (12) and a photosensitive substrate (15) for an illumination area set by the field stop.
In a projection exposure apparatus that projects an image of a pattern of an area wider than the illumination area set by the field stop of the mask (12) on the photosensitive substrate (15) by relatively scanning the field stop. Mask to be set (1
2) The projected image (46) on the photosensitive substrate (15) in the illuminated area on
The width β · L of P) in the relative scanning direction is set to the photosensitive substrate (1) during one cycle of pulse emission of the pulse light source (16).
5) is a projected image (46P) of the illuminated area on the mask (12)
Is set to an integral multiple of the distance ΔL that moves relative to.

【0010】[0010]

【作用】斯かる本発明によれば、例えば図4(a)にお
いて、マスク上の照明領域の感光基板(15)上の投影
像(46P)の相対的な走査方向(DW方向)の幅β・
Lが、パルス光源(16)のパルス発光の1周期の間に
感光基板(15)がそのRS方向に移動する距離ΔLの
n倍(nは1以上の整数)であるとする。即ち、次式が
成立している。 β・L=n・ΔL
According to the present invention, for example, in FIG. 4A, the width β in the relative scanning direction (DW direction) of the projected image (46P) on the photosensitive substrate (15) in the illumination region on the mask.・
It is assumed that L is n times (n is an integer of 1 or more) the distance ΔL that the photosensitive substrate (15) moves in the RS direction during one cycle of pulsed light emission of the pulsed light source (16). That is, the following equation is established. β ・ L = n ・ ΔL

【0011】この場合、感光基板(15)上で光源(1
6)がパルス発光した時点でその投影像(46P)のエ
ッジ部に在る露光位置を点P1として、1回のパルス発
光で感光基板(15)上の各露光位置に照射されるエネ
ルギー量をΔEとする。従って、パルス発光時に投影像
(46P)のエッジ部に在る点にはΔE/2のエネルギ
ーが照射される。すると、点P1に照射されるエネルギ
ー量EP1は次のようになる。 EP1=2・ΔE/2+(n−1)・ΔE =n・ΔE
In this case, the light source (1
6) is the point P1 which is the exposure position at the edge of the projected image (46P) at the time of pulse emission, and shows the amount of energy applied to each exposure position on the photosensitive substrate (15) by one pulse emission. Let ΔE. Therefore, at the time of pulsed light emission, the point at the edge of the projected image (46P) is irradiated with energy of ΔE / 2. Then, the amount of energy E P1 applied to the point P1 is as follows. E P1 = 2 · ΔE / 2 + (n-1) · ΔE = n · ΔE

【0012】また、パルス発光時に投影像(46P)の
エッジ部の僅かに内側に在る点P2については、投影像
(46P)の中に在る間にn回のパルス発光が行われる
ので、点P2に照射されるエネルギー量もn・ΔEとな
り、感光基板(15)上の全ての露光位置において照射
されるエネルギー量はそれぞれn・ΔEとなり、照度む
らは無くなる。
Further, at the point P2 slightly inside the edge portion of the projected image (46P) during pulsed light emission, pulsed light emission is performed n times while being in the projected image (46P). The amount of energy applied to the point P2 is also n · ΔE, and the amount of energy applied to all exposure positions on the photosensitive substrate (15) is n · ΔE, so that there is no unevenness in illuminance.

【0013】これに対して、図4(b)に示すように、
照明領域の感光基板(15)上の投影像(46P)の相
対的な走査方向(DW方向)の幅β・L1が、パルス光
源(16)のパルス発光の1周期の間に感光基板(1
5)がそのDW方向に移動する距離ΔL1の例えば3.
5倍であるとする。この場合、感光基板(15)上で光
源(16)がパルス発光した時点でその投影像(46
P)のエッジ部に在る露光位置を点Q1とすると、点Q
1に照射されるエネルギー量EQ1は、3.5・ΔEとな
る。
On the other hand, as shown in FIG.
The width β · L1 in the relative scanning direction (DW direction) of the projected image (46P) on the photosensitive substrate (15) in the illumination region is such that the photosensitive substrate (1
5) of the distance ΔL1 in which the DW direction moves, for example, 3.
It is supposed to be 5 times. In this case, when the light source (16) emits pulses on the photosensitive substrate (15), the projected image (46
If the exposure position at the edge of P) is point Q1, point Q1
The amount of energy E Q1 applied to 1 is 3.5 · ΔE.

【0014】また、パルス発光時に投影像(46P)の
エッジ部の僅かに内側に在る点Q2に照射されるエネル
ギー量EQ2は4・ΔEとなり、パルス発光時に投影像
(46P)のエッジ部の僅かに外側に在る点Q3に照射
されるエネルギー量EQ3は3・ΔEとなる。従って、感
光基板(15)上の露光位置に応じて照射されるエネル
ギー量は3・ΔE〜4・ΔEの間でばらつくため、照度
むらが発生する。
The amount of energy E Q2 applied to a point Q2 slightly inside the edge portion of the projected image (46P) during pulse emission is 4 · ΔE, and the edge portion of the projected image (46P) during pulse emission. The amount of energy E Q3 radiated to the point Q3, which is slightly outside of, is 3 · ΔE. Therefore, the amount of energy irradiated according to the exposure position on the photosensitive substrate (15) varies from 3 · ΔE to 4 · ΔE, which causes uneven illuminance.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明による投影露光装置の一実施例
につき図1〜図4を参照して説明する。本実施例は、パ
ルス発光型のレーザー光源及び反射屈折投影系を備えた
スリットスキャン露光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の全
体の構成を示し、この図1において、エキシマレーザー
光源等のパルスレーザー光源16から射出されたレーザ
ービームLBは、ビームエクスパンダ、オプティカルイ
ンテグレータ、開口絞り、リレーレンズ系及び可変視野
絞り等よりなるビーム整形光学系17に入射する。ビー
ム整形光学系17から射出された露光光としてのパルス
レーザー光ILが、ミラー18及びコンデンサーレンズ
19を経て均一な照度でレチクル12を照明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the projection exposure apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In the present embodiment, the present invention is applied to a slit scan exposure type projection exposure apparatus equipped with a pulsed laser light source and a catadioptric projection system. FIG. 1 shows the entire configuration of the projection exposure apparatus of the present embodiment. In FIG. 1, a laser beam LB emitted from a pulse laser light source 16 such as an excimer laser light source is a beam expander, an optical integrator, an aperture stop, The light enters the beam shaping optical system 17 including a relay lens system and a variable field stop. The pulse laser light IL as the exposure light emitted from the beam shaping optical system 17 passes through the mirror 18 and the condenser lens 19 and illuminates the reticle 12 with a uniform illuminance.

【0016】レチクル12はレチクルステージ20上に
保持され、レチクルステージ20のZ方向(図1の紙面
内の上下方向)の一端に移動鏡21が取り付けられ、レ
チクルステージ20及び移動鏡21はガイド22に沿っ
てZ方向に等速移動できるように支持されている。レチ
クルステージ20にはZ方向への移動及びヨーイング補
正のための微小回転等を行うための駆動装置24が接続
されている。また、ガイド22に対して固定されたレー
ザー干渉計23からのレーザービームが移動鏡21に反
射され、レーザー干渉計23によりレチクル12のZ方
向の位置及びヨーイング量が常時計測され、これらの計
測データS1が主制御系25に供給されている。主制御
系25は、駆動装置24を介してレチクル12の動作を
制御し、ビーム整形光学系17中の可変視野絞りの開口
の形状等を制御すると共に、レーザー光源制御装置26
を介してパルスレーザー光源16の発光動作を制御す
る。
The reticle 12 is held on the reticle stage 20, and a movable mirror 21 is attached to one end of the reticle stage 20 in the Z direction (vertical direction in the plane of FIG. 1). The reticle stage 20 and the movable mirror 21 are guided by a guide 22. It is supported so as to be able to move at a constant speed in the Z direction. The reticle stage 20 is connected with a drive device 24 for performing movement in the Z direction and minute rotation for yawing correction. Further, the laser beam from the laser interferometer 23 fixed to the guide 22 is reflected by the moving mirror 21, and the laser interferometer 23 constantly measures the Z direction position and yawing amount of the reticle 12, and the measurement data S1 is supplied to the main control system 25. The main control system 25 controls the operation of the reticle 12 via the drive unit 24, controls the shape of the aperture of the variable field stop in the beam shaping optical system 17, and the laser light source control unit 26.
The light emitting operation of the pulsed laser light source 16 is controlled via.

【0017】レチクル12のパターンを通過したパルス
レーザー光ILは、第1レンズ群27を経て第1凹面鏡
28に導かれ、ここでの反射により所定の縮小倍率が得
られる。第1凹面鏡28で反射されたパルスレーザー光
は、第2レンズ群29を経て光路屈曲用の平面反射鏡3
0で反射されて負レンズ31を介して第2凹面鏡32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。第2凹面鏡32で反射されたパルスレーザ
ー光は、負レンズ31を経て第3レンズ群33により縮
小倍率が与えられてウエハ15に入射する。ウエハ15
上にはレチクル12の照明領域のパターンが1/4倍に
縮小して転写される。第1レンズ群27〜第3レンズ群
33により投影光学系が構成されている。
The pulsed laser light IL that has passed through the pattern of the reticle 12 is guided to the first concave mirror 28 through the first lens group 27, and is reflected there to obtain a predetermined reduction magnification. The pulsed laser light reflected by the first concave mirror 28 passes through the second lens group 29 and the plane reflecting mirror 3 for bending the optical path.
The light is reflected at 0 and enters the second concave mirror 32 through the negative lens 31, and the reflection here gives a magnification slightly larger than equal magnification. The pulsed laser light reflected by the second concave mirror 32 passes through the negative lens 31, is given a reduction magnification by the third lens group 33, and enters the wafer 15. Wafer 15
The pattern of the illumination area of the reticle 12 is transferred onto the top of the reticle 12 in a reduced size of 1/4. A projection optical system is configured by the first lens group 27 to the third lens group 33.

【0018】ウエハ15は、微小回転自在なウエハホル
ダー34上に保持され、ウエハホルダー34はウエハス
テージ35上に固定されている。ウエハステージ35
は、図1の紙面内の左右方向であるX方向及び図1の紙
面に垂直なY方向よりなる2次元平面内でウエハ15を
位置決めするXYステージ、及びZ方向にウエハ15を
位置決めするZステージ等より構成されている。ウエハ
ステージ35上にレーザー干渉計37からのレーザービ
ームを反射するための移動鏡36が固定され、レーザー
干渉計37はウエハ15のXY平面内での位置及びヨー
イング量を常時計測し、この計測データが主制御系25
に供給されている。主制御系25は、駆動装置38を介
してウエハステージ35の動作を制御する。
The wafer 15 is held on a wafer holder 34 which is capable of minute rotation, and the wafer holder 34 is fixed on a wafer stage 35. Wafer stage 35
Is an XY stage for positioning the wafer 15 in a two-dimensional plane consisting of an X direction which is a left-right direction in the plane of FIG. 1 and a Y direction perpendicular to the plane of FIG. 1, and a Z stage which positions the wafer 15 in the Z direction. Etc. A movable mirror 36 for reflecting the laser beam from the laser interferometer 37 is fixed on the wafer stage 35, and the laser interferometer 37 constantly measures the position and yawing amount of the wafer 15 in the XY plane. Is the main control system 25
Is being supplied to. The main control system 25 controls the operation of the wafer stage 35 via the drive device 38.

【0019】図2は図1のビーム整形光学系17中の構
成要素を示し、回転板39は図1のビーム整形光学系1
7のレーザービームLBの入射部に配置されているもの
である。回転板39の周縁部のレーザービームLBの通
過領域には、レーザービームLBに対する透過率が段階
的に変化しているNDフィルター板40A,40B,4
0C,‥‥が装着され、主制御系25が駆動装置41を
介して回転板39の回転角を調整することにより、図1
のウエハ15に照射されるパルスレーザー光ILの照度
を所望の範囲に設定することができる。図示省略する
も、例えば図1のウエハステージ35上には、パルスレ
ーザー光ILの照度をモニターするための照射量モニタ
ーが配置されている。
FIG. 2 shows the components in the beam shaping optical system 17 of FIG. 1, and the rotary plate 39 is a beam shaping optical system 1 of FIG.
The laser beam LB of No. 7 is arranged at the incident portion. The ND filter plates 40A, 40B, 4 in which the transmittance for the laser beam LB changes stepwise in the passage region of the laser beam LB on the peripheral portion of the rotating plate 39.
0C, ... Are mounted, and the main control system 25 adjusts the rotation angle of the rotary plate 39 via the drive unit 41, so that FIG.
It is possible to set the illuminance of the pulsed laser light IL applied to the wafer 15 in a desired range. Although not shown, for example, an irradiation amount monitor for monitoring the illuminance of the pulsed laser light IL is arranged on the wafer stage 35 in FIG.

【0020】図2において、2枚の長いブレード42
A,42B及び2枚の短かいブレード44A,44Bに
より可変視野絞りが構成されている。これらブレード4
2A,42B及び44A,44Bで囲まれた円弧状の開
口46Qが、レチクル12上の照明領域に対応する。ま
た、主制御系25が駆動装置43を介してブレード42
A及び42Bの間隔を調整し、駆動装置45を介してブ
レード44A及び44Bの間隔を調整することにより、
開口46Qの大きさを調整することができる。この開口
46Qのレチクル12のパターン形成面での投影像の領
域がレチクル12上の円弧状の照明領域である。
In FIG. 2, two long blades 42 are shown.
A variable field stop is constituted by A, 42B and two short blades 44A, 44B. These blades 4
An arc-shaped opening 46Q surrounded by 2A, 42B and 44A, 44B corresponds to the illumination area on the reticle 12. In addition, the main control system 25 uses the drive device 43 to drive the blade 42
By adjusting the distance between A and 42B and adjusting the distance between the blades 44A and 44B via the drive device 45,
The size of the opening 46Q can be adjusted. The area of the projected image of the opening 46Q on the pattern formation surface of the reticle 12 is an arcuate illumination area on the reticle 12.

【0021】図3はレチクル12上の照明領域46を示
し、照明領域46は間隔Lの平行な2個の円周と間隔M
の平行な2個の直線とにより囲まれた円弧状の領域であ
る。即ち、照明領域46の長手方向の幅はMであり、そ
の長手方向に垂直な幅の狭い方向(DR方向)の照明領
域46の幅はどこでもLである。この幅の狭いDR方向
にレチクル12を走査することにより、照明領域46内
のパルスレーザー光がレチクル12上のより広いパター
ン領域を順次照明する。また、図3のDR方向は図1の
−Z方向と同じである。
FIG. 3 shows an illuminated area 46 on the reticle 12, which is comprised of two parallel circles with an interval L and an interval M.
Is an arcuate region surrounded by two parallel straight lines. That is, the width of the illumination area 46 in the longitudinal direction is M, and the width of the illumination area 46 in the narrow direction (DR direction) perpendicular to the longitudinal direction is L anywhere. By scanning the reticle 12 in the narrow DR direction, the pulsed laser light in the illumination area 46 sequentially illuminates a wider pattern area on the reticle 12. The DR direction in FIG. 3 is the same as the −Z direction in FIG.

【0022】本実施例でスリットスキャン露光を行う際
には、図1において、レチクル12上の円弧状の照明領
域46をパルスレーザー光ILで照明した状態で、駆動
装置24及びレチクルステージ20を介してレチクル1
2を−Z方向(即ち、図3のDR方向)に一定の速度V
で走査する。その照明領域46と共役なウエハ15上の
露光領域46Pに、その照明領域46内のレチクル12
のパターンの像が結像投影される。また、第1レンズ群
27〜第3レンズ群33よりなる投影光学系のレチクル
12からウエハ15に対する投影倍率をβとして(本例
ではβ=1/4)、駆動装置38及びウエハステージ3
5を介してウエハ15をX方向に一定の速度β・Vで走
査する。
When performing slit scan exposure in the present embodiment, in FIG. 1, the arc-shaped illumination area 46 on the reticle 12 is illuminated by the pulsed laser light IL, and the drive device 24 and the reticle stage 20 are used. Reticle 1
2 is a constant velocity V in the -Z direction (that is, the DR direction in FIG. 3).
Scan with. The exposure area 46P on the wafer 15 which is conjugate with the illumination area 46 is provided with the reticle 12 in the illumination area 46.
The image of the pattern is image-projected. Further, assuming that the projection magnification of the projection optical system including the first lens group 27 to the third lens group 33 from the reticle 12 to the wafer 15 is β (β = 1/4 in this example), the driving device 38 and the wafer stage 3 are used.
The wafer 15 is scanned in the X direction at a constant speed β · V via the scanning line 5.

【0023】レチクル12及びウエハ15を走査する際
には、例えばレチクル12上の所定のアライメントマー
クとウエハ15上の所定のアライメントマークとが合致
したときの、レーザー干渉計23の計測値とレーザー干
渉計37の計測値との差を基準値として記憶しておき、
レーザー干渉計23の計測値とレーザー干渉計37の計
測値との差がその予め記憶した基準値となるように駆動
装置24及び38の動作を制御する。従って、レチクル
12及びウエハ15は常に所定の関係で互いに静止した
状態で、それぞれ照明領域46及び露光領域46Pに対
して幅の狭い方向に走査される。
When scanning the reticle 12 and the wafer 15, for example, when the predetermined alignment mark on the reticle 12 and the predetermined alignment mark on the wafer 15 match, the measurement value of the laser interferometer 23 and the laser interference. The difference between the total of 37 measured values is stored as a reference value,
The operations of the driving devices 24 and 38 are controlled so that the difference between the measurement value of the laser interferometer 23 and the measurement value of the laser interferometer 37 becomes the reference value stored in advance. Therefore, the reticle 12 and the wafer 15 are always stationary in a predetermined relationship with each other, and are scanned in a narrower direction with respect to the illumination area 46 and the exposure area 46P, respectively.

【0024】次に、円弧状の露光領域46Pの幅の狭い
方向、即ち相対的な走査方向の幅の条件につき説明す
る。図4(a)は本実施例のウエハ15上の円弧状の露
光領域46Pを示し、この図4(a)において、露光領
域46Pに対してウエハ15が走査される方向をDW方
向(これはX方向でもある)とすると、投影光学系の投
影倍率がβであるため、DW方向の露光領域46Pの幅
はβ・Lである。また、図1のパルスレーザー光源16
のパルス発光の周期(即ち、発光周波数の逆数)をTと
して、スリットスキャン露光を行っているときに1周期
Tの間にウエハ15がDW方向に走査される距離をΔL
とする。この場合、露光領域46Pの走査方向であるD
W方向の幅β・Lを、距離ΔLの整数倍に設定する。ま
た、ウエハ15のDW方向の速度はβ・Vであるため、
距離ΔLはT・β・Vである。即ち、nを1以上の整数
として次式が成立する。
Next, the condition of the width of the arc-shaped exposure area 46P in the narrow width direction, that is, the width in the relative scanning direction will be described. FIG. 4A shows an arc-shaped exposure region 46P on the wafer 15 of this embodiment. In FIG. 4A, the direction in which the wafer 15 is scanned with respect to the exposure region 46P is the DW direction (this is Also in the X direction), since the projection magnification of the projection optical system is β, the width of the exposure region 46P in the DW direction is β · L. In addition, the pulse laser light source 16 of FIG.
The pulse scanning period (that is, the reciprocal of the emission frequency) is T, and the distance over which the wafer 15 is scanned in the DW direction during one period T during slit scan exposure is ΔL.
And In this case, D, which is the scanning direction of the exposure area 46P,
The width β · L in the W direction is set to an integral multiple of the distance ΔL. Further, since the speed of the wafer 15 in the DW direction is β · V,
The distance ΔL is T · β · V. That is, the following formula is established with n being an integer of 1 or more.

【数1】β・L=n・ΔL=n・T・β・V[Equation 1] β · L = n · ΔL = n · T · β · V

【0025】図4(a)では、β・L=3・ΔLの場合
を示している。このときには、例えばパルス発光があっ
た時点で露光領域46Pのエッジ部に存在するウエハ1
5上の点P1は、それに続くパルス発光時点で順次位置
P1A,P1B,P1Cと走査される。また、1回のパ
ルス発光で露光領域46Pの内部の露光点に照射される
露光エネルギーをΔEとすると、露光点P1には、3・
ΔE(=ΔE/2+2・ΔE+ΔE/2)の露光エネル
ギーが照射される。また、例えばパルス発光があった時
点で露光領域46Pのエッジ部の内側に存在するウエハ
15上の露光点P2は、それに続くパルス発光時点で順
次位置P2A,P2B,P2Cと走査される。そして、
露光点P2には、3・ΔEの露光エネルギーが照射され
る。従って、本例によれば、ウエハ15上の露光領域4
6Pによって走査される全ての露光点に対して、同一の
n・ΔEの露光エネルギーが照射される。従って、照度
むらがなくなり、ウエハ15上の結像特性が向上する。
但し、露光エネルギーにはパルス発光毎のばらつきがあ
るので、このばらつきの影響については後述する。
FIG. 4A shows the case of β · L = 3 · ΔL. At this time, for example, the wafer 1 existing at the edge portion of the exposure region 46P at the time when pulsed light emission occurs
The point P1 on 5 is sequentially scanned with the positions P1A, P1B, and P1C at the time of the subsequent pulse emission. Further, assuming that the exposure energy applied to the exposure point inside the exposure region 46P by one pulse emission is ΔE, the exposure point P1 has 3 ·.
Exposure energy of ΔE (= ΔE / 2 + 2 · ΔE + ΔE / 2) is applied. Further, for example, the exposure point P2 on the wafer 15 existing inside the edge portion of the exposure region 46P at the time of pulse emission is sequentially scanned to the positions P2A, P2B, P2C at the subsequent pulse emission. And
The exposure point P2 is irradiated with exposure energy of 3 · ΔE. Therefore, according to this example, the exposure area 4 on the wafer 15 is
The same exposure energy of n · ΔE is applied to all exposure points scanned by 6P. Therefore, there is no unevenness in illuminance, and the imaging characteristics on the wafer 15 are improved.
However, since there is a variation in the exposure energy for each pulse emission, the influence of this variation will be described later.

【0026】それに対して、例えば図4(b)に示すよ
うに、露光領域46Pの走査方向であるDW方向の幅を
β・L1として、この幅β・L1を、パルスレーザー光
源16のパルス発光の1周期Tの間にウエハ15がDW
方向に走査される距離ΔLの3.5倍とする。この場
合、パルス発光があった時点で露光領域46Pのエッジ
部に存在するウエハ15上の露光点Q1には、3.5・
ΔEの露光エネルギーが照射され、パルス発光があった
時点で露光領域46Pのエッジ部の内側に存在するウエ
ハ15上の露光点Q2には、4・ΔEの露光エネルギー
が照射され、パルス発光があった時点で露光領域46P
のエッジ部の外側に存在するウエハ15上の露光点Q3
には、3・ΔEの露光エネルギーが照射される。従っ
て、照度むらが発生していることが分かる。
On the other hand, for example, as shown in FIG. 4B, the width of the exposure region 46P in the DW direction which is the scanning direction is β · L1, and this width β · L1 is pulsed by the pulse laser light source 16. Wafer 15 is DW during one cycle T of
The distance ΔL scanned in the direction is 3.5 times. In this case, the exposure point Q1 on the wafer 15 existing at the edge portion of the exposure region 46P at the time when the pulse emission is generated is 3.5.
The exposure point Q2 on the wafer 15 existing inside the edge portion of the exposure region 46P at the time when the exposure energy of ΔE is irradiated and the pulse light emission is irradiated with the exposure energy of 4 · ΔE and the pulse light emission occurs. Exposure area 46P
Exposure point Q3 on the wafer 15 existing outside the edge of
Is irradiated with exposure energy of 3 · ΔE. Therefore, it can be seen that the illuminance unevenness occurs.

【0027】次に、本実施例でスリットスキャン露光方
式で露光を行う場合の動作について説明する。先ず、図
1においてウエハ15のX方向への走査速度β・Vは、
パルスレーザー光ILのウエハ15上での1パルス当り
の平均的な照度P、ウエハ15に塗布されたレジストの
感度S及びパルスレーザー光ILのパルス発光毎の照度
のばらつきΔPi (i=1,2,‥‥)により決定され
る。また、上述のように本例ではウエハ15上の各露光
点にn回パルスレーザー光ILが照射されるので、各露
光点の積算照度PTは次のようになる。但し、Σは添字
iに関する1からnまでの和を意味する。
Next, the operation in the case of performing exposure by the slit scan exposure system in this embodiment will be described. First, in FIG. 1, the scanning speed β · V of the wafer 15 in the X direction is
The average illuminance P of the pulsed laser light IL per pulse on the wafer 15, the sensitivity S of the resist applied on the wafer 15, and the illuminance variation ΔP i (i = 1, 1) for each pulsed emission of the pulsed laser light IL. 2, ...). Further, as described above, in this example, each exposure point on the wafer 15 is irradiated with the pulsed laser light IL n times, so that the integrated illuminance PT of each exposure point is as follows. However, Σ means the sum of 1 to n regarding the subscript i.

【数2】PT=Σ(P+ΔPi(2) PT = Σ (P + ΔP i )

【0028】これにより、パルスレーザー光ILが照射
される回数nを大きくする程に積算照度PTのばらつ
き、即ち照度むらが減少することが分かる。従って、そ
の積算照度PTのばらつきをどの程度に抑えるかによっ
て、パルスレーザー光ILの照射の回数(パルス数)n
の値が決定される。例えばnを20に設定すると、照度
むらは0.05%程度に抑制される。また、ウエハ12
上の各露光点の積算照度PTはほぼn・Pであるため、
レジスト感度Sより、図1のパルスレーザー光源16か
ら射出されるレーザービームLBのパワーをどの程度に
設定すればよいかが決定される。この決定されたレベル
にパルスレーザー光源16のレーザービームLBのパワ
ーを設定するために、図2に示すように、主制御系25
は各種透過率のNDフィルター板が装着された回転板3
9の角度を対応する角度に設定する。
From this, it is understood that the dispersion of the integrated illuminance PT, that is, the illuminance unevenness decreases as the number n of times the pulsed laser light IL is irradiated increases. Therefore, depending on how much the variation in the integrated illuminance PT is suppressed, the number of irradiations of the pulsed laser light IL (the number of pulses) n
The value of is determined. For example, when n is set to 20, the uneven illuminance is suppressed to about 0.05%. Also, the wafer 12
Since the integrated illuminance PT at each exposure point above is approximately n · P,
The resist sensitivity S determines how much the power of the laser beam LB emitted from the pulsed laser light source 16 in FIG. 1 should be set. In order to set the power of the laser beam LB of the pulse laser light source 16 to this determined level, as shown in FIG. 2, the main control system 25
Is a rotating plate 3 equipped with ND filter plates of various transmittances.
Set the angle of 9 to the corresponding angle.

【0029】次に、図3に示すように、レチクル12上
の照明領域46の走査方向であるDR方向の幅Lに対応
させて、レチクル12及びウエハ15の駆動速度を設定
する。先ず、図4(a)において、ウエハ15上の露光
領域46PのDW方向の幅はβ・Lであり、DW方向の
ウエハ15の走査速度はβ・Vである。また、図1のパ
ルスレーザー光源16のパルス発光の周期Tの間にウエ
ハ15が方向DWに移動する距離はT・β・Vである。
従って、(数1)と同じ次の関係が成立している。
Next, as shown in FIG. 3, the drive speed of the reticle 12 and the wafer 15 is set in correspondence with the width L of the illumination area 46 on the reticle 12 in the DR direction which is the scanning direction. First, in FIG. 4A, the width of the exposure region 46P on the wafer 15 in the DW direction is β · L, and the scanning speed of the wafer 15 in the DW direction is β · V. Further, the distance that the wafer 15 moves in the direction DW during the period T of pulsed light emission of the pulsed laser light source 16 of FIG. 1 is T.beta..multidot.V.
Therefore, the same relationship as in (Equation 1) holds.

【数3】β・L=n・ΔL=n・T・β・V[Formula 3] β · L = n · ΔL = n · T · β · V

【0030】これにより、レチクル12の走査方向への
走査速度Vは次のようになる。この走査速度Vを用いて
ウエハ15の走査速度はβ・Vに設定される。
As a result, the scanning speed V of the reticle 12 in the scanning direction is as follows. Using this scanning speed V, the scanning speed of the wafer 15 is set to β · V.

【数4】V=L/(n・T) また、機構部の構成によりレチクル12の走査速度Vに
は上限Vmax があるので、(数4)より、V≦Vmax
なるように、レチクル12上の照明領域46の走査方向
の幅Lの値を調整する。そのためには、図2のブレード
42A及び42Bの間隔を調整すればよい。その後、ス
リットスキャン露光方式でレチクル12のパターンの像
をウエハ15上に露光すると、ウエハ15上の全ての露
光領域において、パルスレーザー光ILによる照度がほ
ぼ同一レベルとなり、良好な転写特性が得られる。
[Expression 4] V = L / (n · T) Further, since the scanning speed V of the reticle 12 has an upper limit V max due to the configuration of the mechanical section, from (Expression 4), V ≦ V max The value of the width L of the illumination area 46 on the reticle 12 in the scanning direction is adjusted. For that purpose, the interval between the blades 42A and 42B in FIG. 2 may be adjusted. After that, when the image of the pattern of the reticle 12 is exposed on the wafer 15 by the slit scan exposure method, the illuminance by the pulse laser beam IL becomes almost the same level in all the exposure areas on the wafer 15, and good transfer characteristics are obtained. .

【0031】なお、以上の説明ではパルスの発光間隔
(周期T)を一定としていたが、例えば走査速度VをV
max 、幅LをVmax に対応した値としたままで周期Tを
調整するようにしても良い。これは、主制御系25から
の指令に基づいて制御装置26により行われる。また、
図2のブレード42A及び42Bの間隔(L)が固定の
場合には、予め定められたnの値に基づいて(数4)よ
り図1のパルスレーザー光源16のパルス発光の周期
T、及び/又はレチクル12の走査速度Vを調整するよ
うにしても良い。要は、投影像46Pとウエハ15とが
その投影像46Pの走査方向の巾(β・L)だけ相対移
動する間に整数n回だけパルス発光させるように、間隔
L、周期T、走査速度Vのうちの少なくとも1つを調整
すれば良い。このとき、nの値は、ウエハ上で要求され
る所望の照度均一性を達成するのに最低限必要なパルス
数(前述の如く、パルス間のエネルギー量のばらつきに
応じて一義的に定められる)であることが望ましい。
尚、この必要パルス数の決定方法は、例えば特開平3−
179357号公報に開示されている。また、パルス発
光の周期Tの変更によりレーザービームのパワーが変化
する場合には、図2の回転板39の角度を調整してレー
ザービームのパワーを再調整する必要がある。
In the above description, the pulse emission interval (cycle T) is constant, but for example, the scanning speed V is V
The cycle T may be adjusted with max and width L kept at values corresponding to V max . This is performed by the controller 26 based on a command from the main control system 25. Also,
When the interval (L) between the blades 42A and 42B in FIG. 2 is fixed, the pulse emission period T of the pulse laser light source 16 in FIG. 1 based on the predetermined value of n, and / Alternatively, the scanning speed V of the reticle 12 may be adjusted. In short, the interval L, the period T, and the scanning speed V are set so that the projected image 46P and the wafer 15 are pulse-emitted only an integer number of times during the relative movement of the projected image 46P in the scanning direction (β · L). At least one of them should be adjusted. At this time, the value of n is the minimum number of pulses required to achieve the desired illuminance uniformity required on the wafer (as described above, it is uniquely determined according to the variation in the energy amount between the pulses. ) Is desirable.
A method of determining the required number of pulses is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
It is disclosed in Japanese Patent Publication No. 179357. Further, when the power of the laser beam changes due to the change of the pulse emission period T, it is necessary to readjust the power of the laser beam by adjusting the angle of the rotary plate 39 in FIG.

【0032】また、本実施例では、レチクル12の走査
速度V、パルス発光の周期T及びレチクル12上の円弧
状の照明領域46の走査方向の幅Lの間には、1以上の
整数nを用いて、(数4)の関係があればよい。従っ
て、(数4)を満たす範囲内で、走査速度Vは振動の少
ない最適速度に近い速度、パルス発光の周期Tはパルス
毎の照度むらが最も少なく出力が安定した周期に近い周
期、照明領域の幅Lは歪曲収差の平均化及びウエハ15
のレベリング等を考慮した最適幅に近い幅にそれぞれ設
定することができる。これにより、ウエハ15上の照度
むらを最小限に維持した上で、投影露光装置としての性
能を最大限に引き出すことができる。すなわち、本実施
例ではnの値を照度均一性を達成するのに必要なパルス
数に定めた上で、例えば装置のスループットを重視する
場合には走査速度VをVmaxとし、周期Tと幅Lとの少
なくとも一方を調整すれば良く、また投影光学系の結像
特性(歪曲収差等)を重視する場合には幅Lを最適な結
像特性が得られる幅に設定し、周期Tと走査速度Vとの
少なくとも一方を調整するようにしても良い。
Further, in this embodiment, an integer n of 1 or more is provided between the scanning speed V of the reticle 12, the period T of pulsed light emission, and the width L of the arc-shaped illumination area 46 on the reticle 12 in the scanning direction. It suffices if the relationship of (Equation 4) is used. Therefore, within the range that satisfies (Equation 4), the scanning speed V is a speed close to the optimum speed with little vibration, the pulse emission cycle T is a cycle close to the cycle in which the illuminance unevenness for each pulse is the smallest and the output is stable, The width L of the wafer 15
The width can be set to a width close to the optimum width in consideration of the leveling of the above. This makes it possible to maximize the performance of the projection exposure apparatus while keeping the illuminance unevenness on the wafer 15 to a minimum. That is, in this embodiment, the value of n is set to the number of pulses required to achieve the illuminance uniformity, and for example, when the throughput of the apparatus is emphasized, the scanning speed V is set to V max , the cycle T and the width are set. It suffices to adjust at least one of L and L. When importance is attached to the image forming characteristics (distortion aberration, etc.) of the projection optical system, the width L is set to a width capable of obtaining an optimum image forming characteristic, and the period T and scanning are performed. At least one of the speed V may be adjusted.

【0033】なお、本実施例の方法を適用しても、実際
にはウエハステージ35の位置誤差分だけ照度むらが生
じる虞がある。そこで、パルスレーザー光源16のパル
ス発光の直前にウエハステージ35の位置をモニターし
て、パルス発光時にウエハステージ35の位置を補正す
るか、又はパルス発光のタイミングをそのステージの位
置誤差分だけ補正すれば、照度むらをより少なくするこ
とができる。
Even if the method of this embodiment is applied, there is a possibility that unevenness in illuminance may actually occur due to the positional error of the wafer stage 35. Therefore, the position of the wafer stage 35 is monitored immediately before the pulsed light emission of the pulsed laser light source 16 and the position of the wafer stage 35 is corrected during the pulsed light emission, or the timing of the pulsed light emission is corrected by the position error of the stage. If this is the case, uneven illumination can be reduced.

【0034】次に、本発明の他の実施例につき図5及び
図6を参照して説明する。本実施例は、図7に示すよう
に投影光学系として屈折投影系を用いた投影露光装置に
本発明を適用したものである。図5は本例の投影露光装
置の投影光学系13の近傍の構成を示し、パルスレーザ
ー光ILのもとでレチクル12のパターン像がウエハ1
5上に露光される。そのパルスレーザー光ILはレチク
ル12上の矩形の照明領域を照明し、レチクル12はそ
の照明領域の幅の狭い方向であるX方向に一定速度Vで
走査される。それに同期して、投影光学系13の投影倍
率をβとして、ウエハ15は−X方向に速度β・Vで走
査される。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the present invention is applied to a projection exposure apparatus using a refractive projection system as a projection optical system as shown in FIG. FIG. 5 shows the configuration in the vicinity of the projection optical system 13 of the projection exposure apparatus of this example, in which the pattern image of the reticle 12 is the wafer 1 under the pulsed laser light IL.
5 is exposed. The pulsed laser light IL illuminates a rectangular illumination area on the reticle 12, and the reticle 12 is scanned at a constant speed V in the X direction, which is the narrower direction of the illumination area. In synchronization with this, the projection magnification of the projection optical system 13 is set to β, and the wafer 15 is scanned in the −X direction at a speed β · V.

【0035】図6は、図5のウエハ15上の矩形の露光
領域48を示し、露光領域48内にレチクル12のパタ
ーンが露光されている。露光領域48の走査方向(−X
方向)の幅はβ・L2であり、長手方向の幅はβ・M2
(M2>L2)である。この場合、円形の領域49を図
5の投影光学系13の最大限の露光領域とすると、露光
領域48の長手方向の幅β・M2は、円形の露光領域4
9の直径とほぼ等しい。これに対して、通常の一括露光
方式の場合のウエハ15上の露光領域50は、円形の露
光領域49に内接するほぼ正方形の領域である。従っ
て、矩形の露光領域48に対してウエハ15を−X方向
に走査して露光を行うことにより、一括露光方式の場合
よりも幅の広い領域に露光を行うことができる。
FIG. 6 shows a rectangular exposure area 48 on the wafer 15 of FIG. 5, in which the pattern of the reticle 12 is exposed. Scanning direction of exposure area 48 (-X
Direction) is β · L2, and the longitudinal width is β · M2
(M2> L2). In this case, assuming that the circular region 49 is the maximum exposure region of the projection optical system 13 of FIG. 5, the longitudinal width β · M2 of the exposure region 48 is the circular exposure region 4
It is almost equal to the diameter of 9. On the other hand, the exposure area 50 on the wafer 15 in the case of the normal batch exposure method is a substantially square area inscribed in the circular exposure area 49. Therefore, by scanning the wafer 15 in the −X direction with respect to the rectangular exposure area 48 to perform exposure, it is possible to perform exposure in a wider area than in the case of the collective exposure method.

【0036】また、パスルレーザー光ILの発光周期を
Tとして、周期Tの間にウエハ15が−X方向に走査さ
れる距離をΔL2とすると、本例ではその露光領域48
の走査方向である−X方向の幅β・L2を、1以上の整
数nを用いて次のように設定する。
If the emission period of the pulse laser beam IL is T, and the distance over which the wafer 15 is scanned in the −X direction during the period T is ΔL2, then the exposure region 48 in this example.
The width β · L2 in the −X direction, which is the scanning direction of, is set as follows using an integer n of 1 or more.

【数5】β・L2=n・ΔL2[Formula 5] β · L2 = n · ΔL2

【0037】他の構成は図1の実施例と同様である。こ
れにより、ウエハ15上の各露光点ではパルスレーザー
光がそれぞれn回分照射される。従って、ウエハ15上
の全ての露光点のパルスレーザー光ILによる照度はほ
ぼ同一となり、照度むらが最小になる。なお、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ことは勿論である。
The other structure is similar to that of the embodiment shown in FIG. As a result, each exposure point on the wafer 15 is irradiated with the pulsed laser light n times. Therefore, the illuminance by the pulsed laser light IL at all the exposure points on the wafer 15 is substantially the same, and the illuminance unevenness is minimized. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、パルス発光型の光源を
用いてスリットスキャン露光方式で露光を行う投影露光
装置において、感光基板上の各点が露光光としてのパル
ス光によりそれぞれ同じ回数だけ露光されるので、感光
基板上の照度むらを低減することができる利点がある。
According to the present invention, in a projection exposure apparatus which performs exposure by a slit scan exposure method using a pulsed light source, each point on a photosensitive substrate is exposed to the same number of times by pulsed light as exposure light. Since the light is exposed, there is an advantage that uneven illuminance on the photosensitive substrate can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による投影露光装置の一実施例を示す構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a projection exposure apparatus according to the present invention.

【図2】図1のビーム整形光学系17中の光学素子を示
す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing optical elements in the beam shaping optical system 17 of FIG.

【図3】その実施例のレチクル上の円弧状の照明領域を
示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing an arcuate illumination area on the reticle of the embodiment.

【図4】(a)はその実施例のウエハ上の円弧状の露光
領域を示す拡大平面図、(b)は本発明を適用しない場
合の円弧状の露光領域を示す拡大平面図である。
FIG. 4A is an enlarged plan view showing an arcuate exposure region on a wafer of the embodiment, and FIG. 4B is an enlarged plan view showing an arcuate exposure region when the present invention is not applied.

【図5】本発明の他の実施例の投影露光装置の要部を示
す概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a main part of a projection exposure apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図6】図5の実施例のウエハ上の矩形の露光領域を示
す拡大平面図である。
6 is an enlarged plan view showing a rectangular exposure area on the wafer in the embodiment of FIG.

【図7】従来のパルス発光型のレーザー光源を備えた投
影露光装置を示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing a projection exposure apparatus provided with a conventional pulsed light emission type laser light source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 レチクル 15 ウエハ 16 パルスレーザー光源 17 ビーム整形光学系 19 コンデンサーレンズ 20 レチクルステージ 22 ガイド 23,37 レーザー干渉計 24,38 駆動装置 25 主制御系 28 第1凹面鏡 32 第2凹面鏡 35 ウエハステージ 46 レチクル上の照明領域 46P,48 ウエハ上の露光領域 12 reticle 15 wafer 16 pulse laser light source 17 beam shaping optical system 19 condenser lens 20 reticle stage 22 guide 23, 37 laser interferometer 24, 38 driver 25 main control system 28 first concave mirror 32 second concave mirror 35 wafer stage 46 reticle upper Illumination area 46P, 48 Exposure area on wafer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 露光光をパルス発光するパルス光源と、
前記露光光をマスクに照射する照明光学系と、前記マス
クに対する前記露光光の照明領域を設定する視野絞り
と、前記露光光のもとで前記マスクのパターンの像を感
光基板上に投影する投影光学系と、前記マスク及び前記
感光基板を前記投影光学系の光軸に垂直な方向に前記視
野絞りに対して相対的に移動させる相対移動手段とを有
し、 前記視野絞りにより設定される照明領域に対して、前記
マスク及び前記感光基板を相対的に走査することによ
り、前記マスクの前記視野絞りにより設定される照明領
域よりも広い領域のパターンの像を前記感光基板上に投
影する投影露光装置において、 前記視野絞りにより設定される前記マスク上の照明領域
の前記感光基板上の投影像の前記相対的な走査の方向の
幅を、前記パルス光源のパルス発光の1周期の間に前記
感光基板が前記マスク上の照明領域の投影像に対して相
対的に移動する距離の整数倍に設定した事を特徴とする
投影露光装置。
1. A pulse light source for emitting exposure light in pulses,
An illumination optical system that irradiates the mask with the exposure light, a field stop that sets an illumination region of the exposure light with respect to the mask, and a projection that projects an image of the pattern of the mask onto the photosensitive substrate under the exposure light. An illumination system having an optical system and relative movement means for relatively moving the mask and the photosensitive substrate with respect to the field stop in a direction perpendicular to the optical axis of the projection optical system, the illumination being set by the field stop. Projection exposure for projecting an image of a pattern of a region wider than an illumination region set by the field stop of the mask onto the photosensitive substrate by relatively scanning the mask and the photosensitive substrate with respect to the region. In the apparatus, the width in the relative scanning direction of the projected image on the photosensitive substrate of the illumination area on the mask set by the field stop is set to 1 of the pulse emission of the pulse light source. The projection exposure apparatus in which the photosensitive substrate is characterized in that set to an integral multiple of the distance which moves relative to the projected image of the illuminated region on the mask during the period.
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