JPH06260391A - 露光方法 - Google Patents
露光方法Info
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- JPH06260391A JPH06260391A JP5042426A JP4242693A JPH06260391A JP H06260391 A JPH06260391 A JP H06260391A JP 5042426 A JP5042426 A JP 5042426A JP 4242693 A JP4242693 A JP 4242693A JP H06260391 A JPH06260391 A JP H06260391A
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- slit
- optical system
- wafer
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
- G03F9/7026—Focusing
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
Abstract
(57)【要約】
【目的】 スリットスキャン露光方式で露光を行う際
に、スループットを低下させることなく正確に焦点合わ
せ及びレベリングを行った状態で露光を行う。 【構成】 レチクルブラインド５で制限されるレチクル
３のパターンが投影光学系９を介して露光領域１１に投
影され、レチクル３の走査に同期して露光領域１１に対
してウエハ１０を走査することにより、レチクル３の全
パターンをウエハ１０上に露光する。ウエハ１０上の被
露光部の複数箇所の高さを多点フォーカス位置検出装置
１９により先読みし、この結果算出される高さ及び傾き
に基づいて、その被露光部が露光領域１１に達したとき
にＺレベリングステージ１２で設定される高さ及び傾き
を制御する。
に、スループットを低下させることなく正確に焦点合わ
せ及びレベリングを行った状態で露光を行う。 【構成】 レチクルブラインド５で制限されるレチクル
３のパターンが投影光学系９を介して露光領域１１に投
影され、レチクル３の走査に同期して露光領域１１に対
してウエハ１０を走査することにより、レチクル３の全
パターンをウエハ１０上に露光する。ウエハ１０上の被
露光部の複数箇所の高さを多点フォーカス位置検出装置
１９により先読みし、この結果算出される高さ及び傾き
に基づいて、その被露光部が露光領域１１に達したとき
にＺレベリングステージ１２で設定される高さ及び傾き
を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば露光光により矩
形又は円弧状等の照明領域を照明し、その照明領域に対
してマスク及び感光基板を同期して走査することによ
り、マスク上のパターンを感光基板上に露光する所謂ス
リットスキャン露光方式の露光装置に適用して好適な露
光方法に関する。
形又は円弧状等の照明領域を照明し、その照明領域に対
してマスク及び感光基板を同期して走査することによ
り、マスク上のパターンを感光基板上に露光する所謂ス
リットスキャン露光方式の露光装置に適用して好適な露
光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体素子、液晶表示素子又
は薄膜磁気ヘッド等をフォトリソグラフィー技術を用い
て製造する際に、フォトマスク又はレチクル（以下、
「レチクル」と総称する）のパターンを投影光学系を介
して、フォトレジスト等が塗布されたウエハ又はガラス
プレート等の感光基板上に露光する投影露光装置が使用
されている。最近は、半導体素子の１個のチップパター
ン等が大型化する傾向にあり、投影露光装置において
は、レチクル上のより大きな面積のパターンを感光基板
上に露光する大面積化が求められている。
は薄膜磁気ヘッド等をフォトリソグラフィー技術を用い
て製造する際に、フォトマスク又はレチクル（以下、
「レチクル」と総称する）のパターンを投影光学系を介
して、フォトレジスト等が塗布されたウエハ又はガラス
プレート等の感光基板上に露光する投影露光装置が使用
されている。最近は、半導体素子の１個のチップパター
ン等が大型化する傾向にあり、投影露光装置において
は、レチクル上のより大きな面積のパターンを感光基板
上に露光する大面積化が求められている。
【０００３】また、半導体素子等のパターンが微細化す
るのに応じて、投影光学系の解像度を向上することも求
められているが、投影光学系の解像度を向上するために
は、投影光学系の露光フィールドをあまり大きくできな
いという問題がある。特に、投影光学系として、反射屈
折系を使用するような場合には、無収差の露光フィール
ドの形状が円弧状の領域となることもある。
るのに応じて、投影光学系の解像度を向上することも求
められているが、投影光学系の解像度を向上するために
は、投影光学系の露光フィールドをあまり大きくできな
いという問題がある。特に、投影光学系として、反射屈
折系を使用するような場合には、無収差の露光フィール
ドの形状が円弧状の領域となることもある。
【０００４】斯かる被転写パターンの大面積化及び投影
光学系の露光フィールドの制限に応えるために、例えば
矩形、円弧状又は６角形等の照明領域（これを「スリッ
ト状の照明領域」という）に対してレチクル及び感光基
板を同期して走査することにより、レチクル上のそのス
リット状の照明領域より広い面積のパターンを感光基板
上に露光する所謂スリットスキャン露光方式の投影露光
装置が開発されている。一般に投影露光装置において
は、感光基板の露光面を投影光学系の像面（最良結像
面）に合わせ込んだ状態で露光を行う必要があるため、
スリットスキャン露光方式の投影露光装置においても、
感光基板の露光面の基準点のフォーカス方向の高さ（フ
ォーカス位置）をその像面に合わせるオートフォーカス
機構と、感光基板の露光面の平均的な面をその像面に平
行に合わせるためのオートレベリング機構とが設けられ
ている。
光学系の露光フィールドの制限に応えるために、例えば
矩形、円弧状又は６角形等の照明領域（これを「スリッ
ト状の照明領域」という）に対してレチクル及び感光基
板を同期して走査することにより、レチクル上のそのス
リット状の照明領域より広い面積のパターンを感光基板
上に露光する所謂スリットスキャン露光方式の投影露光
装置が開発されている。一般に投影露光装置において
は、感光基板の露光面を投影光学系の像面（最良結像
面）に合わせ込んだ状態で露光を行う必要があるため、
スリットスキャン露光方式の投影露光装置においても、
感光基板の露光面の基準点のフォーカス方向の高さ（フ
ォーカス位置）をその像面に合わせるオートフォーカス
機構と、感光基板の露光面の平均的な面をその像面に平
行に合わせるためのオートレベリング機構とが設けられ
ている。
【０００５】従来のオートフォーカス機構は、フォーカ
ス位置検出手段により投影光学系の露光フィールド内の
中心又はその近傍での感光基板の高さを検出し、その高
さを投影光学系の像面の高さ（ベストフォーカス位置）
に合わせ込むように、感光基板が載置された基板ステー
ジの高さを制御するものであった。同様に、従来のオー
トレベリング機構は、傾斜角検出手段により投影光学系
の露光フィールド内の感光基板の平均的な露光面の傾き
を検出し、その傾きを投影光学系の像面の傾きに合わせ
込むように、その基板ステージの傾きを制御するもので
あった。
ス位置検出手段により投影光学系の露光フィールド内の
中心又はその近傍での感光基板の高さを検出し、その高
さを投影光学系の像面の高さ（ベストフォーカス位置）
に合わせ込むように、感光基板が載置された基板ステー
ジの高さを制御するものであった。同様に、従来のオー
トレベリング機構は、傾斜角検出手段により投影光学系
の露光フィールド内の感光基板の平均的な露光面の傾き
を検出し、その傾きを投影光学系の像面の傾きに合わせ
込むように、その基板ステージの傾きを制御するもので
あった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のオートフォーカ
ス機構においては、フォーカス位置検出手段による検出
点が投影光学系の露光フィールド内の露光中心又はその
近傍に設定されていたため、フォーカス位置検出手段で
の信号処理時間に起因する位相遅れの影響を受け、感光
基板の焦点合わせ（フォーカシング）が不正確になると
いう不都合があった。即ち、スリットスキャン露光方式
の場合には、感光基板が投影光学系の露光フィールドに
対して走査されるため、その露光フィールド内の露光中
心で検出された或る被露光領域のフォーカス位置に基づ
いて、所定の信号処理時間をおいて基板ステージの高さ
を調整しても、露光フィールド内には別の被露光領域が
入っているため、必ずしも正確に焦点合わせを行うこと
ができなかったのである。
ス機構においては、フォーカス位置検出手段による検出
点が投影光学系の露光フィールド内の露光中心又はその
近傍に設定されていたため、フォーカス位置検出手段で
の信号処理時間に起因する位相遅れの影響を受け、感光
基板の焦点合わせ（フォーカシング）が不正確になると
いう不都合があった。即ち、スリットスキャン露光方式
の場合には、感光基板が投影光学系の露光フィールドに
対して走査されるため、その露光フィールド内の露光中
心で検出された或る被露光領域のフォーカス位置に基づ
いて、所定の信号処理時間をおいて基板ステージの高さ
を調整しても、露光フィールド内には別の被露光領域が
入っているため、必ずしも正確に焦点合わせを行うこと
ができなかったのである。
【０００７】これを防ぐためには、基板ステージの送り
速度を低下させることが考えられるが、基板ステージの
送り速度を低下させると、露光時間が長くなりスループ
ットが低下するという不都合がある。同様に、従来のオ
ートレベリング機構においても、傾斜角検出手段による
検出面が投影光学系の露光フィールド内に設定されてい
たため、傾斜角検出手段での信号処理時間に起因する位
相遅れの影響を受け、感光基板のレベリングが不正確に
なるという不都合があった。
速度を低下させることが考えられるが、基板ステージの
送り速度を低下させると、露光時間が長くなりスループ
ットが低下するという不都合がある。同様に、従来のオ
ートレベリング機構においても、傾斜角検出手段による
検出面が投影光学系の露光フィールド内に設定されてい
たため、傾斜角検出手段での信号処理時間に起因する位
相遅れの影響を受け、感光基板のレベリングが不正確に
なるという不都合があった。
【０００８】本発明は斯かる点に鑑み、スリットスキャ
ン露光方式の投影露光装置において、スループットを低
下させることなく正確に焦点合わせを行った状態で露光
を行うことができる露光方法を提供することを目的とす
る。更に、本発明は、スリットスキャン露光方式の投影
露光装置において、スループットを低下させることなく
正確にレベリングを行った状態で露光を行うことができ
る露光方法を提供することを目的とする。
ン露光方式の投影露光装置において、スループットを低
下させることなく正確に焦点合わせを行った状態で露光
を行うことができる露光方法を提供することを目的とす
る。更に、本発明は、スリットスキャン露光方式の投影
露光装置において、スループットを低下させることなく
正確にレベリングを行った状態で露光を行うことができ
る露光方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の露光
方法は、例えば図１〜図３に示す如く、露光光でスリッ
ト状の照明領域を照明し、このスリット状の照明領域に
対して転写用のパターンが形成されたマスク（３）を走
査すると共に、そのスリット状の照明領域を投影光学系
（９）で投影したスリット状の露光領域（１１）に対し
てマスク（３）と同期して基板ステージ（１２，１３）
上の感光基板（１０）を走査することにより、マスク
（３）のパターンを感光基板（１０）上に露光する方法
において、マスク（３）及び感光基板（１０）の同期し
た走査を開始した後、スリット状の露光領域（１１）か
らその走査の方向と逆の方向に所定間隔だけ離れた感光
基板（１０）上の被露光領域（３０）の高さと投影光学
系（９）の像面の高さとの差分を検出すると共に、感光
基板（１０）が載置された基板ステージ（１２，１３）
で設定されている高さを検出し、被露光領域（３０）が
スリット状の露光領域（１１）内に達した際に、基板ス
テージ（１２，１３）で設定する高さを、その検出され
た高さにその検出された差分を加えた高さに設定するこ
とにより、被露光領域（３０）の高さを投影光学系
（９）の像面の高さに合わ込むようにしたものである。
方法は、例えば図１〜図３に示す如く、露光光でスリッ
ト状の照明領域を照明し、このスリット状の照明領域に
対して転写用のパターンが形成されたマスク（３）を走
査すると共に、そのスリット状の照明領域を投影光学系
（９）で投影したスリット状の露光領域（１１）に対し
てマスク（３）と同期して基板ステージ（１２，１３）
上の感光基板（１０）を走査することにより、マスク
（３）のパターンを感光基板（１０）上に露光する方法
において、マスク（３）及び感光基板（１０）の同期し
た走査を開始した後、スリット状の露光領域（１１）か
らその走査の方向と逆の方向に所定間隔だけ離れた感光
基板（１０）上の被露光領域（３０）の高さと投影光学
系（９）の像面の高さとの差分を検出すると共に、感光
基板（１０）が載置された基板ステージ（１２，１３）
で設定されている高さを検出し、被露光領域（３０）が
スリット状の露光領域（１１）内に達した際に、基板ス
テージ（１２，１３）で設定する高さを、その検出され
た高さにその検出された差分を加えた高さに設定するこ
とにより、被露光領域（３０）の高さを投影光学系
（９）の像面の高さに合わ込むようにしたものである。
【００１０】また、本発明の第２の露光方法は、例えば
図１〜図３に示す如く、露光光でスリット状の照明領域
を照明し、このスリット状の照明領域に対して転写用の
パターンが形成されたマスク（３）を走査すると共に、
そのスリット状の照明領域を投影光学系（９）で投影し
たスリット状の露光領域（１１）に対してマスク（３）
と同期して基板ステージ（１２，１３）上の感光基板
（１０）を走査することにより、マスク（３）のパター
ンを感光基板（１０）上に露光する方法において、マス
ク（３）及び感光基板（１０）の同期した走査を開始し
た後、スリット状の露光領域（１１）からその走査の方
向と逆の方向に所定間隔だけ離れた感光基板（１０）上
の被露光領域（３０）の傾斜量と投影光学系（９）の像
面の傾斜量との差分を検出すると共に、感光基板（１
０）が載置された基板ステージ（１２，１３）で設定さ
れている傾斜量を検出し、被露光領域（３０）がスリッ
ト状の露光領域（１１）内に達した際に、基板ステージ
（１２，１３）で設定する傾斜量を、その検出された傾
斜量にその検出された差分を加えた傾斜量に設定するこ
とにより、被露光領域（３０）を投影光学系（９）の像
面に平行に合わ込むようにしたものである。
図１〜図３に示す如く、露光光でスリット状の照明領域
を照明し、このスリット状の照明領域に対して転写用の
パターンが形成されたマスク（３）を走査すると共に、
そのスリット状の照明領域を投影光学系（９）で投影し
たスリット状の露光領域（１１）に対してマスク（３）
と同期して基板ステージ（１２，１３）上の感光基板
（１０）を走査することにより、マスク（３）のパター
ンを感光基板（１０）上に露光する方法において、マス
ク（３）及び感光基板（１０）の同期した走査を開始し
た後、スリット状の露光領域（１１）からその走査の方
向と逆の方向に所定間隔だけ離れた感光基板（１０）上
の被露光領域（３０）の傾斜量と投影光学系（９）の像
面の傾斜量との差分を検出すると共に、感光基板（１
０）が載置された基板ステージ（１２，１３）で設定さ
れている傾斜量を検出し、被露光領域（３０）がスリッ
ト状の露光領域（１１）内に達した際に、基板ステージ
（１２，１３）で設定する傾斜量を、その検出された傾
斜量にその検出された差分を加えた傾斜量に設定するこ
とにより、被露光領域（３０）を投影光学系（９）の像
面に平行に合わ込むようにしたものである。
【００１１】
【作用】斯かる本発明の第１の露光方法によれば、フォ
ーカス位置検出手段による感光基板（１０）の高さの検
出が、フォーカス位置検出手段の信号処理時間による位
相遅れ及び基板ステージ（１２，１３）の送り速度より
決定される距離だけ露光領域（１１）から離れた場所で
行われる。そして、或る被露光領域（３０）の検出され
た高さに基づく焦点合わせは、その被露光領域（３０）
がその露光領域（１１）に移動したときに行われるの
で、その間の時間差によりフォーカス位置検出手段等の
位相遅れ等を相殺することができ、焦点合わせが正確に
行われる。
ーカス位置検出手段による感光基板（１０）の高さの検
出が、フォーカス位置検出手段の信号処理時間による位
相遅れ及び基板ステージ（１２，１３）の送り速度より
決定される距離だけ露光領域（１１）から離れた場所で
行われる。そして、或る被露光領域（３０）の検出され
た高さに基づく焦点合わせは、その被露光領域（３０）
がその露光領域（１１）に移動したときに行われるの
で、その間の時間差によりフォーカス位置検出手段等の
位相遅れ等を相殺することができ、焦点合わせが正確に
行われる。
【００１２】同様に、第２の露光方法によれば、傾斜角
検出手段による感光基板（１０）の傾斜角の検出が、傾
斜角検出手段の信号処理時間による位相遅れ及び基板ス
テージ（１２，１３）の送り速度より決定される距離だ
け露光領域（１１）から離れた場所で行われる。そし
て、或る被露光領域（３０）の検出された傾斜角に基づ
くレベリングは、その被露光領域（３０）がその露光領
域（１１）に移動したときに行われるので、その間の時
間差により傾斜角検出手段等の位相遅れ等を相殺するこ
とができ、レベリングが正確に行われる。
検出手段による感光基板（１０）の傾斜角の検出が、傾
斜角検出手段の信号処理時間による位相遅れ及び基板ス
テージ（１２，１３）の送り速度より決定される距離だ
け露光領域（１１）から離れた場所で行われる。そし
て、或る被露光領域（３０）の検出された傾斜角に基づ
くレベリングは、その被露光領域（３０）がその露光領
域（１１）に移動したときに行われるので、その間の時
間差により傾斜角検出手段等の位相遅れ等を相殺するこ
とができ、レベリングが正確に行われる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例につき図面を参照し
て説明する。本実施例は、露光光用の光源としてエキシ
マレーザ光源等のパルス発振型の光源を使用する、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を示し、
この図１において、エキシマレーザ光源等のパルスレー
ザ光源１からのパルス光が照明光学系２に入射する。パ
ルスレーザ光源１のパルス発光のタイミングは図示省略
したトリガー制御部により任意に設定される。照明光学
系２は、ビーム整形光学系、減光光学系、オプティカル
インテグレータ、視野絞り及びコンデンサーレンズ系等
より構成され、パルス光は照明光学系２によりほぼ均一
な照度のパルス露光光ＩＬに変換され、このパルス露光
光ＩＬがレチクル３を照明する。
て説明する。本実施例は、露光光用の光源としてエキシ
マレーザ光源等のパルス発振型の光源を使用する、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を示し、
この図１において、エキシマレーザ光源等のパルスレー
ザ光源１からのパルス光が照明光学系２に入射する。パ
ルスレーザ光源１のパルス発光のタイミングは図示省略
したトリガー制御部により任意に設定される。照明光学
系２は、ビーム整形光学系、減光光学系、オプティカル
インテグレータ、視野絞り及びコンデンサーレンズ系等
より構成され、パルス光は照明光学系２によりほぼ均一
な照度のパルス露光光ＩＬに変換され、このパルス露光
光ＩＬがレチクル３を照明する。
【００１４】レチクル３は、レチクルステージ４上に保
持され、レチクルステージ４は投影光学系９の光軸に垂
直な面内で図１の紙面に平行なＸ方向（又は−Ｘ方向）
にレチクル３を走査すると共に、Ｘ方向に垂直なＹ方向
（図１の紙面に垂直な方向）にレチクル３の位置決めを
行う。レチクルステージ４の下面に、矩形の開口が形成
されたレチクルブラインド５が配置され、このレチクル
ブラインド５の開口により、実質的にレチクル３上に矩
形の照明領域が設定されている。また、レチクルステー
ジ４上に移動鏡６が固定され、外部のレチクル側干渉計
７からのレーザビームが移動鏡６で反射され、レチクル
側干渉計７によりレチクルステージ４のＸ方向及びＹ方
向の座標が常時計測され、このように計測された座標情
報Ｓ１が、装置全体の動作を制御する主制御系８に供給
されている。
持され、レチクルステージ４は投影光学系９の光軸に垂
直な面内で図１の紙面に平行なＸ方向（又は−Ｘ方向）
にレチクル３を走査すると共に、Ｘ方向に垂直なＹ方向
（図１の紙面に垂直な方向）にレチクル３の位置決めを
行う。レチクルステージ４の下面に、矩形の開口が形成
されたレチクルブラインド５が配置され、このレチクル
ブラインド５の開口により、実質的にレチクル３上に矩
形の照明領域が設定されている。また、レチクルステー
ジ４上に移動鏡６が固定され、外部のレチクル側干渉計
７からのレーザビームが移動鏡６で反射され、レチクル
側干渉計７によりレチクルステージ４のＸ方向及びＹ方
向の座標が常時計測され、このように計測された座標情
報Ｓ１が、装置全体の動作を制御する主制御系８に供給
されている。
【００１５】レチクル６上に描かれたパターンの内で、
レチクルブラインド５の開口により制限された部分の像
が、投影光学系９を介して感光基板としてのフォトレジ
ストが塗布されたウエハ１０上に投影される。レチクル
ブラインド５の開口により制限されるレチクル３上の領
域と投影光学系５に関して共役な領域が、矩形の露光領
域１１となっている。また、ウエハ１０はＺレベリング
ステージ１２上に保持され、Ｚレベリングステージ１２
はウエハ側ＸＹステージ１３上に載置されている。Ｚレ
ベリングステージ１２は、投影光学系９の光軸方向であ
るＺ方向にウエハ１０の位置決めを行うＺステージと、
ウエハ１０の露光面を所望の傾斜角だけ傾斜させるレベ
リングステージ等より構成されている。一方、ウエハ側
ＸＹステージ１３は、Ｘ方向にウエハ１０を走査するＸ
ステージと、Ｙ方向にウエハ１０を位置決めするＹステ
ージとより構成されている。
レチクルブラインド５の開口により制限された部分の像
が、投影光学系９を介して感光基板としてのフォトレジ
ストが塗布されたウエハ１０上に投影される。レチクル
ブラインド５の開口により制限されるレチクル３上の領
域と投影光学系５に関して共役な領域が、矩形の露光領
域１１となっている。また、ウエハ１０はＺレベリング
ステージ１２上に保持され、Ｚレベリングステージ１２
はウエハ側ＸＹステージ１３上に載置されている。Ｚレ
ベリングステージ１２は、投影光学系９の光軸方向であ
るＺ方向にウエハ１０の位置決めを行うＺステージと、
ウエハ１０の露光面を所望の傾斜角だけ傾斜させるレベ
リングステージ等より構成されている。一方、ウエハ側
ＸＹステージ１３は、Ｘ方向にウエハ１０を走査するＸ
ステージと、Ｙ方向にウエハ１０を位置決めするＹステ
ージとより構成されている。
【００１６】また、Ｚレベリングステージ１２の側面に
は移動鏡１４が取り付けられ、外部のウエハ側干渉計１
５からのレーザビームが移動鏡１４により反射され、ウ
エハ側干渉計１５によりウエハ側ＸＹステージ１３のＸ
座標及びＹ座標が常時計測され、このように計測された
座標情報が主制御系８に供給されている。更に、Ｚレベ
リングステージ１２において現在設定されている高さ
（フォーカス位置）及び傾きが、Ｚレベリングステージ
用位置検出装置１７により検出され、これにより検出さ
れた高さ及び傾きの情報が演算装置１８に供給されてい
る。Ｚレベリングステージ用位置検出装置１７は、例え
ば駆動モータの軸に取り付けられたロータリエンコーダ
又は直接高さを検出するポテンショメータ等より構成さ
れている。
は移動鏡１４が取り付けられ、外部のウエハ側干渉計１
５からのレーザビームが移動鏡１４により反射され、ウ
エハ側干渉計１５によりウエハ側ＸＹステージ１３のＸ
座標及びＹ座標が常時計測され、このように計測された
座標情報が主制御系８に供給されている。更に、Ｚレベ
リングステージ１２において現在設定されている高さ
（フォーカス位置）及び傾きが、Ｚレベリングステージ
用位置検出装置１７により検出され、これにより検出さ
れた高さ及び傾きの情報が演算装置１８に供給されてい
る。Ｚレベリングステージ用位置検出装置１７は、例え
ば駆動モータの軸に取り付けられたロータリエンコーダ
又は直接高さを検出するポテンショメータ等より構成さ
れている。
【００１７】そして、投影光学系９のＸ方向の両方の側
面部にそれぞれ多点フォーカス位置検出装置１９及び２
０が配置されている。図２は、多点フォーカス位置検出
装置１９及び２０の検出領域と矩形の露光領域１１との
関係を示し、この図２において、露光領域１１の中心１
１ａから−Ｘ方向に間隔Ｄの位置２１ａを中心として、
露光領域１１とほぼ等しい大きさの検出領域２１が設定
されている。この検出領域２１の、−Ｘ方向の辺上の５
個の検出点２２Ａ〜２６Ａ及びＸ方向の辺上の５個の検
出点２２Ｂ〜２６Ｂ上に、ウエハ１０の露光面に対する
法線に対して斜めに、それぞれ図１の第１の多点フォー
カス位置検出装置１９からスリットパターン像が投影さ
れている。このスリットパターン像の投影のための照明
光としては、フォトレジストに対する感光性の低い波長
域の光が使用される。
面部にそれぞれ多点フォーカス位置検出装置１９及び２
０が配置されている。図２は、多点フォーカス位置検出
装置１９及び２０の検出領域と矩形の露光領域１１との
関係を示し、この図２において、露光領域１１の中心１
１ａから−Ｘ方向に間隔Ｄの位置２１ａを中心として、
露光領域１１とほぼ等しい大きさの検出領域２１が設定
されている。この検出領域２１の、−Ｘ方向の辺上の５
個の検出点２２Ａ〜２６Ａ及びＸ方向の辺上の５個の検
出点２２Ｂ〜２６Ｂ上に、ウエハ１０の露光面に対する
法線に対して斜めに、それぞれ図１の第１の多点フォー
カス位置検出装置１９からスリットパターン像が投影さ
れている。このスリットパターン像の投影のための照明
光としては、フォトレジストに対する感光性の低い波長
域の光が使用される。
【００１８】これら１０個のスリットパターン像からの
反射光がそれぞれ多点フォーカス位置検出装置１９に戻
り、多点フォーカス位置検出装置１９は、それら１０個
のスリットパターン像の再結像された像の基準位置から
の横ずれ量に対応する１０個のフォーカス信号を生成す
る。ウエハ１０のＺ方向の高さが変化すると、それら１
０個のスリットパターン像の再結像された像の位置が横
ずれするため、それら１０個のフォーカス信号よりそれ
ぞれ検出領域２１の検出点２２Ａ〜２６Ａ及び２２Ｂ〜
２６Ｂにおけるウエハ１０の高さ（フォーカス位置）が
検出される。
反射光がそれぞれ多点フォーカス位置検出装置１９に戻
り、多点フォーカス位置検出装置１９は、それら１０個
のスリットパターン像の再結像された像の基準位置から
の横ずれ量に対応する１０個のフォーカス信号を生成す
る。ウエハ１０のＺ方向の高さが変化すると、それら１
０個のスリットパターン像の再結像された像の位置が横
ずれするため、それら１０個のフォーカス信号よりそれ
ぞれ検出領域２１の検出点２２Ａ〜２６Ａ及び２２Ｂ〜
２６Ｂにおけるウエハ１０の高さ（フォーカス位置）が
検出される。
【００１９】更に、図２において、露光領域１１の中心
１１ａからＸ方向に間隔Ｄの位置２７ａを中心として、
露光領域１１とほぼ等しい大きさの検出領域２７が設定
されており、この検出領域２７上の１０箇所の検出点上
に、ウエハ１０の露光面に対する法線に対して斜めに、
それぞれ図１の第２の多点フォーカス位置検出装置２０
からスリットパターン像が投影されている。これら１０
個のスリットパターン像からの反射光がそれぞれ多点フ
ォーカス位置検出装置２０に戻り、多点フォーカス位置
検出装置２０は、それら１０箇所の検出点のウエハ１０
の高さに対応する１０個のフォーカス信号を生成する。
例えばウエハ１０がＸ方向に沿った走査方向ＲＷに走査
される場合には、検出領域２１について第１の多点フォ
ーカス位置検出装置１９により検出された高さ情報が使
用され、ウエハ１０が−Ｘ方向に沿った走査方向ＲＷ′
に走査される場合には、検出領域２７について第２の多
点フォーカス位置検出装置２０により検出された高さ情
報が使用される。
１１ａからＸ方向に間隔Ｄの位置２７ａを中心として、
露光領域１１とほぼ等しい大きさの検出領域２７が設定
されており、この検出領域２７上の１０箇所の検出点上
に、ウエハ１０の露光面に対する法線に対して斜めに、
それぞれ図１の第２の多点フォーカス位置検出装置２０
からスリットパターン像が投影されている。これら１０
個のスリットパターン像からの反射光がそれぞれ多点フ
ォーカス位置検出装置２０に戻り、多点フォーカス位置
検出装置２０は、それら１０箇所の検出点のウエハ１０
の高さに対応する１０個のフォーカス信号を生成する。
例えばウエハ１０がＸ方向に沿った走査方向ＲＷに走査
される場合には、検出領域２１について第１の多点フォ
ーカス位置検出装置１９により検出された高さ情報が使
用され、ウエハ１０が−Ｘ方向に沿った走査方向ＲＷ′
に走査される場合には、検出領域２７について第２の多
点フォーカス位置検出装置２０により検出された高さ情
報が使用される。
【００２０】図１に戻り、多点フォーカス位置検出装置
１９及び２０からそれぞれ出力される第１組の１０個の
フォーカス信号の情報及び第２組の１０個のフォーカス
信号の情報Ｓ２が演算装置１８に供給されている。演算
装置１８は、後述のように先読みされたフォーカス位置
の情報から次に露光領域１１内で露光される被露光領域
に対して、Ｚレベリングステージ１２で設定すべき高さ
及び傾き（目標高さ及び目標傾き）を求め、これらの目
標高さ及び目標傾きの情報を主制御系８に知らせる。主
制御系８は、この情報に応じてウエハステージ制御装置
１６を介して、Ｚレベリングステージ１２の動作を制御
する。また、主制御系８は、図示省略したレチクルステ
ージ制御装置を介してレチクルステージ４の走査を行う
と共に、これと同期してウエハステージ制御装置１６を
介して、レチクル側ＸＹステージ１３の走査動作を制御
する。
１９及び２０からそれぞれ出力される第１組の１０個の
フォーカス信号の情報及び第２組の１０個のフォーカス
信号の情報Ｓ２が演算装置１８に供給されている。演算
装置１８は、後述のように先読みされたフォーカス位置
の情報から次に露光領域１１内で露光される被露光領域
に対して、Ｚレベリングステージ１２で設定すべき高さ
及び傾き（目標高さ及び目標傾き）を求め、これらの目
標高さ及び目標傾きの情報を主制御系８に知らせる。主
制御系８は、この情報に応じてウエハステージ制御装置
１６を介して、Ｚレベリングステージ１２の動作を制御
する。また、主制御系８は、図示省略したレチクルステ
ージ制御装置を介してレチクルステージ４の走査を行う
と共に、これと同期してウエハステージ制御装置１６を
介して、レチクル側ＸＹステージ１３の走査動作を制御
する。
【００２１】本例でスリットスキャン露光方式の露光を
行う際には、例えばレチクル３がレチクルステージ４に
より走査方向ＲＲ（−Ｘ方向）に走査されるのに同期し
て、ウエハ１０がＸＹステージ１３により走査方向ＲＷ
（Ｘ方向）に走査される。この場合、投影光学系９の投
影倍率をβとして、レチクル３の走査速度をＶＲとする
と、ウエハ１０の走査速度はβ・ＶＲとなる。これによ
り、レチクル３上の全部のパターンが順次ウエハ１０上
に露光される。但し、走査方向は逆でもよく、レチクル
３がＸ方向に走査される場合には、それと同期してウエ
ハ１０は−Ｘ方向に走査される。
行う際には、例えばレチクル３がレチクルステージ４に
より走査方向ＲＲ（−Ｘ方向）に走査されるのに同期し
て、ウエハ１０がＸＹステージ１３により走査方向ＲＷ
（Ｘ方向）に走査される。この場合、投影光学系９の投
影倍率をβとして、レチクル３の走査速度をＶＲとする
と、ウエハ１０の走査速度はβ・ＶＲとなる。これによ
り、レチクル３上の全部のパターンが順次ウエハ１０上
に露光される。但し、走査方向は逆でもよく、レチクル
３がＸ方向に走査される場合には、それと同期してウエ
ハ１０は−Ｘ方向に走査される。
【００２２】また、スリットスキャン露光時のレチクル
ステージ４およびウエハ側ＸＹステージ１３の移動速度
は、レチクル３上に照射されるパルス露光光ＩＬの光
量、レチクルブラインド５の開口の幅及びウエハ１０に
塗布されたフォトレジストの感度により決定される。即
ち、レチクルステージ４の移動によりレチクル３上のパ
ターンがレチクルブラインド５の開口を横切る時間内
に、フォトレジストが十分に感光するようにステージの
速度が決定される。また、図２に示す露光領域１１の中
心点１１ａと検出領域２１（又は２７）の中心点２１ａ
（又は２７ａ）までの間隔Ｄは、多点フォーカス位置検
出装置１９（又は２０）及び演算装置１８内における信
号処理時間による遅延時間の間にウエハ側ＸＹステージ
１３が移動する距離と同じかそれ以上の長さに設定され
ている。
ステージ４およびウエハ側ＸＹステージ１３の移動速度
は、レチクル３上に照射されるパルス露光光ＩＬの光
量、レチクルブラインド５の開口の幅及びウエハ１０に
塗布されたフォトレジストの感度により決定される。即
ち、レチクルステージ４の移動によりレチクル３上のパ
ターンがレチクルブラインド５の開口を横切る時間内
に、フォトレジストが十分に感光するようにステージの
速度が決定される。また、図２に示す露光領域１１の中
心点１１ａと検出領域２１（又は２７）の中心点２１ａ
（又は２７ａ）までの間隔Ｄは、多点フォーカス位置検
出装置１９（又は２０）及び演算装置１８内における信
号処理時間による遅延時間の間にウエハ側ＸＹステージ
１３が移動する距離と同じかそれ以上の長さに設定され
ている。
【００２３】次に、図４のフローチャートを参照して、
本例の露光動作の一例につき説明する。本例の露光動作
では次の〜の条件を前提としている。 ウエハ１０上の被露光部の表面を合わせ込む基準面
は、投影光学系９の像面（最良結像面）である。 Ｚレベリングステージ１２で設定されている高さ及び
傾きは、Ｚレベリングステージ１２上にウエハホルダ
（図示省略）を介して平坦度が良好なウエハ（スーパー
フラットウエハ）を保持した場合の、そのウエハの表面
の高さ及び傾きであるとする。そのようにＺレベリング
ステージ１２で設定されている高さ及び傾きで定まる面
を「ホルダ面」と呼ぶ。
本例の露光動作の一例につき説明する。本例の露光動作
では次の〜の条件を前提としている。 ウエハ１０上の被露光部の表面を合わせ込む基準面
は、投影光学系９の像面（最良結像面）である。 Ｚレベリングステージ１２で設定されている高さ及び
傾きは、Ｚレベリングステージ１２上にウエハホルダ
（図示省略）を介して平坦度が良好なウエハ（スーパー
フラットウエハ）を保持した場合の、そのウエハの表面
の高さ及び傾きであるとする。そのようにＺレベリング
ステージ１２で設定されている高さ及び傾きで定まる面
を「ホルダ面」と呼ぶ。
【００２４】図１のＺレベリングステージ１２のレベ
リングの際の回転中心は、図２の露光領域１１の中心１
１ａと一致している。即ち、ウエハ側ＸＹステージ１３
のＸ座標及びＹ座標の値に拘らず、Ｚレベリングステー
ジ１２でレベリングを行った場合、露光領域１１の中心
１１ａのウエハ１０の高さ（フォーカス位置）は変化し
ない。
リングの際の回転中心は、図２の露光領域１１の中心１
１ａと一致している。即ち、ウエハ側ＸＹステージ１３
のＸ座標及びＹ座標の値に拘らず、Ｚレベリングステー
ジ１２でレベリングを行った場合、露光領域１１の中心
１１ａのウエハ１０の高さ（フォーカス位置）は変化し
ない。
【００２５】このような条件下で先ず図４のステップ１
０１において、図２の検出領域２１内の１０個の検出点
２２Ａ〜２６Ａ，２２Ｂ〜２６Ｂ及び検出領域２７内の
１０個の検出点にそれぞれ対応するフォーカス信号のキ
ャリブレーションを行う。例えば、検出領域２１内の検
出点２２Ａ〜２６Ａ，２２Ｂ〜２６Ｂにそれぞれ対応す
るフォーカス信号のキャリブレーションを行うには、図
１のレチクルステージ４上に焦点計測用のパターンが形
成されたテストレチクルを載置し、図１のＺレベリング
ステージ１２上にフォトレジストが塗布された試し焼き
用のウエハを保持する。そして、Ｚレベリングステージ
１２の傾きを零に固定し、高さを所定の値に設定した状
態で、多点フォーカス位置検出装置１９を介してそれら
１０個の検出点に対応するフォーカス信号を得る。その
後、ウエハ側ＸＹステージ１３を駆動して、図２の検出
領域２１内の被露光部を露光領域１１に移動してから、
その被露光部にテストレチクルのパターンを露光する。
また、試し焼き用のウエハの他の被露光部を用いて、そ
れぞれＺレベリングステージ１２での高さ（フォーカス
位置）を少しずつ変えて、１０個のフォーカス信号を得
ると共に、それぞれの被露光部にテストレチクルのパタ
ーンを露光する。
０１において、図２の検出領域２１内の１０個の検出点
２２Ａ〜２６Ａ，２２Ｂ〜２６Ｂ及び検出領域２７内の
１０個の検出点にそれぞれ対応するフォーカス信号のキ
ャリブレーションを行う。例えば、検出領域２１内の検
出点２２Ａ〜２６Ａ，２２Ｂ〜２６Ｂにそれぞれ対応す
るフォーカス信号のキャリブレーションを行うには、図
１のレチクルステージ４上に焦点計測用のパターンが形
成されたテストレチクルを載置し、図１のＺレベリング
ステージ１２上にフォトレジストが塗布された試し焼き
用のウエハを保持する。そして、Ｚレベリングステージ
１２の傾きを零に固定し、高さを所定の値に設定した状
態で、多点フォーカス位置検出装置１９を介してそれら
１０個の検出点に対応するフォーカス信号を得る。その
後、ウエハ側ＸＹステージ１３を駆動して、図２の検出
領域２１内の被露光部を露光領域１１に移動してから、
その被露光部にテストレチクルのパターンを露光する。
また、試し焼き用のウエハの他の被露光部を用いて、そ
れぞれＺレベリングステージ１２での高さ（フォーカス
位置）を少しずつ変えて、１０個のフォーカス信号を得
ると共に、それぞれの被露光部にテストレチクルのパタ
ーンを露光する。
【００２６】その後、そのウエハの現像を行うことによ
り、図２の検出領域２１内の各検出点２２Ａ〜２６Ａ，
２２Ｂ〜２６Ｂにおいてテストレチクルのパターンが最
も鮮明に結像されたときのフォーカス位置、即ち投影光
学系９の像面位置を求める。これにより、それら検出点
２２Ａ〜２６Ａ，２２Ｂ〜２６Ｂに対応するそれぞれの
フォーカス信号の、投影光学系９の像面位置に対応する
基準レベルが求められる。同様に、他方の検出領域２７
内の１０個の検出点に対応するフォーカス信号について
も、それぞれ投影光学系９の像面位置に対応する基準レ
ベルが求められる。
り、図２の検出領域２１内の各検出点２２Ａ〜２６Ａ，
２２Ｂ〜２６Ｂにおいてテストレチクルのパターンが最
も鮮明に結像されたときのフォーカス位置、即ち投影光
学系９の像面位置を求める。これにより、それら検出点
２２Ａ〜２６Ａ，２２Ｂ〜２６Ｂに対応するそれぞれの
フォーカス信号の、投影光学系９の像面位置に対応する
基準レベルが求められる。同様に、他方の検出領域２７
内の１０個の検出点に対応するフォーカス信号について
も、それぞれ投影光学系９の像面位置に対応する基準レ
ベルが求められる。
【００２７】次に、ステップ１０２において、転写用の
パターンが形成されたレチクル３をレチクルステージ４
上にロードし、フォトレジストが塗布された露光対象と
するウエハ１０をＺレベリングステージ１２上にロード
する。そして、レチクル３の走査方向ＲＲへの走査を開
始するのと同期して、ウエハ１０の走査方向ＲＷへの走
査を開始する。次に、ステップ１０３において、図３
（ａ）に示すように、ウエハ１０上の被露光部３０の中
心が、多点フォーカス位置検出装置１９の検出領域２１
の中心２１ａに達したときに、図２に示す検出点２２Ａ
〜２６Ａ（これらをまとめて「検出点ＸＡ」という）及
び検出点２２Ｂ〜２６Ｂ（これらをまとめて「検出点Ｘ
Ｂ」という）のそれぞれのフォーカス信号を多点フォー
カス位置検出装置１９で求め、これらフォーカス信号を
演算装置１８に供給する。これは検出点ＸＡ及びＸＢに
おける被露光部３０の高さ（フォーカス位置）を求める
のと等価である。５個の検出点ＸＡにおいて計測された
高さの平均値をＺ1A、５個の検出点ＸＢにおいて計測さ
れた高さの平均値をＺ1Bとする。
パターンが形成されたレチクル３をレチクルステージ４
上にロードし、フォトレジストが塗布された露光対象と
するウエハ１０をＺレベリングステージ１２上にロード
する。そして、レチクル３の走査方向ＲＲへの走査を開
始するのと同期して、ウエハ１０の走査方向ＲＷへの走
査を開始する。次に、ステップ１０３において、図３
（ａ）に示すように、ウエハ１０上の被露光部３０の中
心が、多点フォーカス位置検出装置１９の検出領域２１
の中心２１ａに達したときに、図２に示す検出点２２Ａ
〜２６Ａ（これらをまとめて「検出点ＸＡ」という）及
び検出点２２Ｂ〜２６Ｂ（これらをまとめて「検出点Ｘ
Ｂ」という）のそれぞれのフォーカス信号を多点フォー
カス位置検出装置１９で求め、これらフォーカス信号を
演算装置１８に供給する。これは検出点ＸＡ及びＸＢに
おける被露光部３０の高さ（フォーカス位置）を求める
のと等価である。５個の検出点ＸＡにおいて計測された
高さの平均値をＺ1A、５個の検出点ＸＢにおいて計測さ
れた高さの平均値をＺ1Bとする。
【００２８】また、被露光部３０の中心が検出領域２１
の中心２１ａに達した時点で、Ｚレベリングステージ用
位置検出装置１７を介して、並行して図１のＺレベリン
グステージ１２で設定されている高さ及び傾き、即ち図
３（ａ）に示すホルダ面２９の露光領域１１の中心１１
ａでの高さＺH0及び傾きを検出し、これらの高さＺH0及
び傾きを演算装置１８に供給する。なお、傾きとは、傾
斜角の正接で表され、ホルダ面２９のＸＺ面内での傾斜
角をθHX、ＹＺ面内での傾斜角をθHYとする。
の中心２１ａに達した時点で、Ｚレベリングステージ用
位置検出装置１７を介して、並行して図１のＺレベリン
グステージ１２で設定されている高さ及び傾き、即ち図
３（ａ）に示すホルダ面２９の露光領域１１の中心１１
ａでの高さＺH0及び傾きを検出し、これらの高さＺH0及
び傾きを演算装置１８に供給する。なお、傾きとは、傾
斜角の正接で表され、ホルダ面２９のＸＺ面内での傾斜
角をθHX、ＹＺ面内での傾斜角をθHYとする。
【００２９】その後、ステップ１０４において、演算装
置１８は、ホルダ面２９を基準とした場合の被露光部３
０の検出領域２１での平均の高さ（平均高さ）Ｚ1Cを次
式より求める。以下において、露光領域の中心１１ａと
検出領域の中心２１ａとの間隔Ｄは、先読み距離と考え
ることができる。
置１８は、ホルダ面２９を基準とした場合の被露光部３
０の検出領域２１での平均の高さ（平均高さ）Ｚ1Cを次
式より求める。以下において、露光領域の中心１１ａと
検出領域の中心２１ａとの間隔Ｄは、先読み距離と考え
ることができる。
【数１】Ｚ1C＝（Ｚ1A＋Ｚ1B）／２−Ｄ・ｔａｎθHX
【００３０】また、演算装置１８は、ホルダ面２９を基
準とした場合の被露光部３０の検出領域２１での平均的
な傾き（平均傾き）を求める。なお、ウエハ１０の表面
にはプロセスにより凹凸があるため、ウエハ１０上の被
露光部３０の傾きとは、被露光部３０内の平均的な面の
傾き、即ちウエハ１０上のローカルな表面の傾きであ
る。先ず、検出点ＸＡと検出点ＸＢとのＸ方向の距離を
Ｅとして、平均傾きのＸＺ平面内での傾きに対応する傾
斜角をθ1Xとすると、傾きｔａｎθ1Xは次のようにな
る。
準とした場合の被露光部３０の検出領域２１での平均的
な傾き（平均傾き）を求める。なお、ウエハ１０の表面
にはプロセスにより凹凸があるため、ウエハ１０上の被
露光部３０の傾きとは、被露光部３０内の平均的な面の
傾き、即ちウエハ１０上のローカルな表面の傾きであ
る。先ず、検出点ＸＡと検出点ＸＢとのＸ方向の距離を
Ｅとして、平均傾きのＸＺ平面内での傾きに対応する傾
斜角をθ1Xとすると、傾きｔａｎθ1Xは次のようにな
る。
【数２】ｔａｎθ1X＝（Ｚ1A−Ｚ1B）／Ｅ−ｔａｎθHX
【００３１】また、ホルダ面２９を基準とした場合の被
露光部３０の検出領域２１でのＹＺ面内での傾き（傾斜
角でθ1Y）は、例えば図２の検出点２２Ａ，２２Ｂの平
均の高さをＺ1D、検出点２６Ａ，２６Ｂの平均の高さを
Ｚ1E、検出点２２Ａと検出点２６ＡとのＹ方向の間隔を
Ｅとすると、次式から求められる。
露光部３０の検出領域２１でのＹＺ面内での傾き（傾斜
角でθ1Y）は、例えば図２の検出点２２Ａ，２２Ｂの平
均の高さをＺ1D、検出点２６Ａ，２６Ｂの平均の高さを
Ｚ1E、検出点２２Ａと検出点２６ＡとのＹ方向の間隔を
Ｅとすると、次式から求められる。
【数３】ｔａｎθ1Y＝（Ｚ1D−Ｚ1E）／Ｅ−ｔａｎθHY
【００３２】次に、ステップ１０５において演算装置１
８は、被露光部３０を露光領域１１に移動して露光を行
うときに、Ｚレベリングステージ１２で設定すべき高さ
（目標高さ）ＺH 及び設定すべき傾き（目標傾き）を求
める。これら目標高さＺH 及び目標傾きは、それぞれ基
準面である投影光学系９の最良結像像面２８の高さＺ 0
及び傾きから、被露光部３０の平均高さ及び平均傾きを
差し引いたものである。即ち、目標高さＺH は次のよう
になる。
８は、被露光部３０を露光領域１１に移動して露光を行
うときに、Ｚレベリングステージ１２で設定すべき高さ
（目標高さ）ＺH 及び設定すべき傾き（目標傾き）を求
める。これら目標高さＺH 及び目標傾きは、それぞれ基
準面である投影光学系９の最良結像像面２８の高さＺ 0
及び傾きから、被露光部３０の平均高さ及び平均傾きを
差し引いたものである。即ち、目標高さＺH は次のよう
になる。
【数４】ＺH ＝Ｚ0 −Ｚ1C
【００３３】また、投影光学系９の像面の傾斜角のＸＺ
面内での傾斜角をθ0X、ＹＺ面内での傾斜角をθ0Yとす
ると、その目標傾きの傾斜角の内のＸＺ面内での傾斜角
θX及びＹＺ面内での傾斜角θY は次のようになる。
面内での傾斜角をθ0X、ＹＺ面内での傾斜角をθ0Yとす
ると、その目標傾きの傾斜角の内のＸＺ面内での傾斜角
θX及びＹＺ面内での傾斜角θY は次のようになる。
【数５】 ｔａｎθX ＝ｔａｎθ0X−ｔａｎθ1X， ｔａｎθY ＝ｔａｎθ0Y−ｔａｎθ1Y
【００３４】その後、ステップ１０６において、図３
（ｂ）に示すように、ウエハ１０上の被露光部３０が露
光領域１１に達したときに、主制御系８は、Ｚレベリン
グステージ１２で設定する高さをその目標高さＺH に設
定すると共に、Ｚレベリングステージ１２で設定するＸ
Ｚ面内での傾き及びＹＺ面内での傾きをそれぞれ目標と
する傾きｔａｎθX 及びｔａｎθY に設定する。それと
同時にステップ１０７において、主制御系８は、図１の
パルスレーザ光源１を発光させてレチクル３のパターン
をウエハ１０上の被露光部３０に露光する。この際に、
被露光部３０は、最良結像面２８にほぼ合致している。
（ｂ）に示すように、ウエハ１０上の被露光部３０が露
光領域１１に達したときに、主制御系８は、Ｚレベリン
グステージ１２で設定する高さをその目標高さＺH に設
定すると共に、Ｚレベリングステージ１２で設定するＸ
Ｚ面内での傾き及びＹＺ面内での傾きをそれぞれ目標と
する傾きｔａｎθX 及びｔａｎθY に設定する。それと
同時にステップ１０７において、主制御系８は、図１の
パルスレーザ光源１を発光させてレチクル３のパターン
をウエハ１０上の被露光部３０に露光する。この際に、
被露光部３０は、最良結像面２８にほぼ合致している。
【００３５】なお、以上の説明はウエハ１０上の或る被
露光部３０への露光を行う場合についての動作であり、
実際には、ウエハ１０上のＸ方向の一連の被露光部につ
いてそれぞれ図４の露光動作が時系列的に繰り返され
る。上述のように、本例によれば、ウエハ１０上の各被
露光部についてそれぞれ高さ及び傾きを先読みし、露光
時には先読みした結果に基づいてＺレベリングステージ
１２の高さ及び傾きを調整している。従って、ウエハ１
０の露光面にローカルな凹凸がある場合でも、ウエハ１
の露光面の全面を投影光学系９の像面に合わせ込んだ状
態で、レチクル３のパターンをウエハ１の露光面に露光
することができる。
露光部３０への露光を行う場合についての動作であり、
実際には、ウエハ１０上のＸ方向の一連の被露光部につ
いてそれぞれ図４の露光動作が時系列的に繰り返され
る。上述のように、本例によれば、ウエハ１０上の各被
露光部についてそれぞれ高さ及び傾きを先読みし、露光
時には先読みした結果に基づいてＺレベリングステージ
１２の高さ及び傾きを調整している。従って、ウエハ１
０の露光面にローカルな凹凸がある場合でも、ウエハ１
の露光面の全面を投影光学系９の像面に合わせ込んだ状
態で、レチクル３のパターンをウエハ１の露光面に露光
することができる。
【００３６】なお、上述実施例では、露光光の光源とし
てパルスレーザ光源１が使用されているため、被露光部
３０が露光領域１１に達したときに、正確に露光のタイ
ミングを合わせることができる。しかしながら、露光光
として水銀ランプ等の連続光を用いた場合でも、被露光
部３０の高さ等を先読みすることにより、露光時にはそ
の被露光部３０を投影光学系９の像面にほぼ正確に合わ
せ込むことができる。
てパルスレーザ光源１が使用されているため、被露光部
３０が露光領域１１に達したときに、正確に露光のタイ
ミングを合わせることができる。しかしながら、露光光
として水銀ランプ等の連続光を用いた場合でも、被露光
部３０の高さ等を先読みすることにより、露光時にはそ
の被露光部３０を投影光学系９の像面にほぼ正確に合わ
せ込むことができる。
【００３７】このように、本発明は上述実施例に限定さ
れず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り
得る。
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。
【００３８】
【発明の効果】本発明の第１の露光方法によれば、投影
光学系の露光領域の基準点から所定間隔だけ離れた位置
で露光に先立って感光基板上の被露光領域の高さの検出
を行い、その結果に基づいてその被露光領域の露光位置
で焦点合わせを行うようにしている。従って、フォーカ
ス位置検出手段の信号処理時間による位相遅れの影響を
受けることなく、正確に焦点合わせを行うことができる
利点がある。また、感光基板が載置された基板ステージ
の送り速度を必要以上に低下させなくても済むため、ス
ループットが低下することもない。
光学系の露光領域の基準点から所定間隔だけ離れた位置
で露光に先立って感光基板上の被露光領域の高さの検出
を行い、その結果に基づいてその被露光領域の露光位置
で焦点合わせを行うようにしている。従って、フォーカ
ス位置検出手段の信号処理時間による位相遅れの影響を
受けることなく、正確に焦点合わせを行うことができる
利点がある。また、感光基板が載置された基板ステージ
の送り速度を必要以上に低下させなくても済むため、ス
ループットが低下することもない。
【００３９】また、基板ステージでは被露光部の露光時
に、先読み時に設定されていた高さに、先読みで得られ
た被露光部の高さと像面の高さとの差分を加算した高さ
に設定するようにしているため、高速に演算を行うこと
ができると共に、制御が容易である。同様に、第２の露
光方法によれば、露光に先立って感光基板上の被露光領
域の傾斜量の検出を行っているため、傾斜角検出手段の
信号処理時間による位相遅れの影響を受けることなく、
正確にレベリングを行うことができる利点がある。ま
た、スループットが低下することもなく、制御が容易で
ある。
に、先読み時に設定されていた高さに、先読みで得られ
た被露光部の高さと像面の高さとの差分を加算した高さ
に設定するようにしているため、高速に演算を行うこと
ができると共に、制御が容易である。同様に、第２の露
光方法によれば、露光に先立って感光基板上の被露光領
域の傾斜量の検出を行っているため、傾斜角検出手段の
信号処理時間による位相遅れの影響を受けることなく、
正確にレベリングを行うことができる利点がある。ま
た、スループットが低下することもなく、制御が容易で
ある。
【図１】本発明の一実施例の露光方法が適用される投影
露光装置を示す構成図である。
露光装置を示す構成図である。
【図２】図１の露光領域と検出領域との関係を示す平面
図である。
図である。
【図３】（ａ）は先読み時の被露光部の状態を示す図、
（ｂ）は露光時の被露光部の状態を示す図である。
（ｂ）は露光時の被露光部の状態を示す図である。
【図４】実施例の露光動作の一例を示すフローチャート
である。
である。
１ パルスレーザ光源 ２ 照明光学系 ３ レチクル ４ レチクルステージ ５ レチクルブラインド ８ 主制御系 ９ 投影光学系 １０ ウエハ １１ 露光領域 １２ Ｚレベリングステージ １３ ウエハ側ＸＹステージ １６ ウエハステージ制御装置 １７ Ｚレベリングステージ用位置検出装置 １８ 演算装置 １９，２０ 多点フォーカス位置検出装置
Claims (2)
- 【請求項１】 露光光でスリット状の照明領域を照明
し、該スリット状の照明領域に対して転写用のパターン
が形成されたマスクを走査すると共に、前記スリット状
の照明領域を投影光学系で投影したスリット状の露光領
域に対して前記マスクと同期して基板ステージ上の感光
基板を走査することにより、前記マスクのパターンを前
記感光基板上に露光する方法において、 前記マスク及び前記感光基板の同期した走査を開始した
後、前記スリット状の露光領域から前記走査の方向と逆
の方向に所定間隔だけ離れた前記感光基板上の被露光領
域の高さと前記投影光学系の像面の高さとの差分を検出
すると共に、前記感光基板が載置された前記基板ステー
ジで設定されている高さを検出し、 前記被露光領域が前記スリット状の露光領域内に達した
際に、前記基板ステージで設定する高さを、前記検出さ
れた高さに前記検出された差分を加えた高さに設定する
ことにより、 前記被露光領域の高さを前記投影光学系の像面の高さに
合わせ込むようにしたことを特徴とする露光方法。 - 【請求項２】 露光光でスリット状の照明領域を照明
し、該スリット状の照明領域に対して転写用のパターン
が形成されたマスクを走査すると共に、前記スリット状
の照明領域を投影光学系で投影したスリット状の露光領
域に対して前記マスクと同期して基板ステージ上の感光
基板を走査することにより、前記マスクのパターンを前
記感光基板上に露光する方法において、 前記マスク及び前記感光基板の同期した走査を開始した
後、前記スリット状の露光領域から前記走査の方向と逆
の方向に所定間隔だけ離れた前記感光基板上の被露光領
域の傾斜量と前記投影光学系の像面の傾斜量との差分を
検出すると共に、前記感光基板が載置された前記基板ス
テージで設定されている傾斜量を検出し、 前記被露光領域が前記スリット状の露光領域内に達した
際に、前記基板ステージで設定する傾斜量を、前記検出
された傾斜量に前記検出された差分を加えた傾斜量に設
定することにより、 前記被露光領域を前記投影光学系の像面に平行に合わせ
込むようにしたことを特徴とする露光方法。
Priority Applications (15)
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| US08/345,325 US5448332A (en) | 1992-12-25 | 1994-11-21 | Exposure method and apparatus |
| US08/482,555 US5693439A (en) | 1992-12-25 | 1995-06-07 | Exposure method and apparatus |
| US09/276,441 US6433872B1 (en) | 1992-12-25 | 1999-03-25 | Exposure method and apparatus |
| KR1019990010828A KR100307049B1 (ko) | 1992-12-25 | 1999-03-29 | 주사형 노광장치, 주사노광방법, 및 디바이스 제조방법 |
| KR1019990011935A KR100311427B1 (ko) | 1992-12-25 | 1999-03-29 | 주사노광방법과 그 방법을 사용하는 디바이스 제조방법 |
| KR1019990010827A KR100306310B1 (ko) | 1992-12-25 | 1999-03-29 | 주사형 노광장치와 그 장치를 사용하는 디바이스 제조방법 및 주사노광방법 |
| KR1019990010829A KR100325182B1 (ko) | 1992-12-25 | 1999-03-29 | 주사형 노광장치, 노광방법, 및 디바이스 제조방법 |
| KR1019990011934A KR100306311B1 (ko) | 1992-12-25 | 1999-03-29 | 주사형 노광장치와 그 장치를 사용하는 디바이스 제조방법 및 주사노광방법 |
| KR1019990015291A KR100325184B1 (ko) | 1992-12-25 | 1999-04-28 | 노광방법, 노광장치, 및 디바이스 제조방법 |
| KR1020010009582A KR100313732B1 (ko) | 1992-12-25 | 2001-02-26 | 주사형 노광장치와 그 장치를 사용하는 디바이스 제조방법및 주사노광방법 |
| KR1020010009581A KR100300627B1 (ko) | 1992-12-25 | 2001-02-26 | 주사형 노광장치와 그 장치를 사용하는 디바이스 제조방법및 주사노광방법 |
| KR1020010009876A KR100325193B1 (ko) | 1992-12-25 | 2001-02-27 | 주사형 노광장치와 그 장치를 사용하는 디바이스 제조방법및 주사노광방법 |
| US10/186,687 US6608681B2 (en) | 1992-12-25 | 2002-07-02 | Exposure method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04242693A JP3309927B2 (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 露光方法、走査型露光装置、及びデバイス製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP16749899A Division JP3278060B2 (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 走査露光方法、走査型露光装置、及び前記方法を用いるデバイス製造方法 |
| JP11167501A Division JP2000003871A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 露光方法 |
| JP16750099A Division JP3278061B2 (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 走査露光方法、走査型露光装置、及び前記方法を用いるデバイス製造方法 |
| JP16749999A Division JP3230675B2 (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 走査露光方法、走査型露光装置、及び前記方法を用いるデバイス製造方法 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP04242693A Expired - Fee Related JP3309927B2 (ja) | 1992-12-25 | 1993-03-03 | 露光方法、走査型露光装置、及びデバイス製造方法 |
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| JPH10326738A (ja) * | 1997-05-23 | 1998-12-08 | Nikon Corp | 投影露光装置 |
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- 1993-03-03 JP JP04242693A patent/JP3309927B2/ja not_active Expired - Fee Related
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