JPH10149980A - Method for deciding exposing area of scanning aligner and projection optical system - Google Patents

Method for deciding exposing area of scanning aligner and projection optical system

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JPH10149980A
JPH10149980A JP8324646A JP32464696A JPH10149980A JP H10149980 A JPH10149980 A JP H10149980A JP 8324646 A JP8324646 A JP 8324646A JP 32464696 A JP32464696 A JP 32464696A JP H10149980 A JPH10149980 A JP H10149980A
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JP
Japan
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optical system
projection optical
scanning
pattern
reticle
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JP8324646A
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Japanese (ja)
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Yoshinobu Ito
良延 伊藤
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for deciding the shape of the exposed area of a scanning aligner by which the distortion of an exposed picture can be reduced. SOLUTION: In a method by which the shape of the exposed area 4 of a scanning aligner which transfers a pattern 1 on a reticle 1 to a wafer 2 in the longitudinal direction (x) of the area 4 perpendicular to the scanning direction (y) of the aligner is decided by forming the image of the pattern 1a in the area 4 on the wafer 2 through a projection optical system 3 and synchronously scanning the wafer 2 and reticle 1 at the speed ratio corresponding to the magnification of the optical system 3, and then, evenly forming the width of the area 4 in the scanning direction (y), the shape of the area 4 in the longitudinal direction (x) is decided so that the phase shift Φbetween the image in the area 4 and the pattern 1a caused by the optical system 3 can become the minimum based on the distortion aberration D (x, y) of the optical system and the arranging direction ϕ of the pattern 1a on the reticle 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、走査型露光装置の
露光領域の形状に関し、特に走査方向と直交する長手方
向についての露光領域の形状を定めるための方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shape of an exposure area of a scanning type exposure apparatus, and more particularly to a method for determining the shape of an exposure area in a longitudinal direction orthogonal to a scanning direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、集積回路の単位面積当たりの集積
率は益々微細化し、全体の露光領域は益々拡大してお
り、これに伴って、投影光学系の設計・製作は益々困難
となってきている。レチクル上のパターンを一括してウ
エハに転写する一括露光方式では、転写可能な画素数は
明らかに物理的限界に近づいてきている。したがって更
に1チップ当たりの画素数を増すとするならば、露光波
長の更なる短波長化と、チップ面積の増大が求められ
る。これに対して走査型露光方式は、物体面上に置かれ
たレチクルと、像面上に置かれたウエハを、投影光学系
の倍率に対応した速度比にて同期して移動させるもので
ある。この方法によれば、走査方向と直交する長手方向
(x方向)では、レンズ径による制限を受けるものの、
走査方向(y方向)については、原理的に無限大の長さ
を確保することが出来る。したがって走査型露光方法
は、チップ面積の拡大には打ってつけの技術であり、近
年注目を集めている。
2. Description of the Related Art In recent years, the integration ratio per unit area of integrated circuits has become increasingly finer, and the overall exposure area has been expanding more and more. As a result, the design and manufacture of projection optical systems have become more and more difficult. ing. In the collective exposure method in which the pattern on the reticle is collectively transferred to a wafer, the number of pixels that can be transferred is clearly approaching the physical limit. Therefore, if the number of pixels per chip is further increased, it is necessary to further shorten the exposure wavelength and increase the chip area. On the other hand, the scanning exposure method moves a reticle placed on an object plane and a wafer placed on an image plane synchronously at a speed ratio corresponding to the magnification of the projection optical system. . According to this method, in the longitudinal direction (x direction) orthogonal to the scanning direction, there is a limitation due to the lens diameter,
In the scanning direction (y direction), an infinite length can be secured in principle. Therefore, the scanning exposure method is a technique that is perfect for increasing the chip area, and has attracted attention in recent years.

【0003】通常の縮小投影一括露光方式では、露光さ
れる光学像の歪は、投影光学系の歪と空間的に1対1に
対応している。したがって照野全面に亘って、投影光学
系の歪を極力小さく抑える必要がある。これに対して走
査型露光方式では、投影光学系内に開口を配置すること
により、露光領域を制限している。したがって投影光学
系に要求される歪みは、この露光領域部分のみに着目す
ればよく、投影光学系の設計・製作は幾分か容易にな
る。
[0003] In the normal reduced projection batch exposure method, the distortion of the optical image to be exposed has a spatial one-to-one correspondence with the distortion of the projection optical system. Therefore, it is necessary to minimize distortion of the projection optical system over the entire illumination field. On the other hand, in the scanning exposure method, the exposure area is limited by arranging an opening in the projection optical system. Therefore, the distortion required for the projection optical system only needs to be focused on this exposure area portion, and the design and manufacture of the projection optical system are somewhat easier.

【0004】ここで、投影光学系内に配置される開口の
形状、すなわち露光領域の形状は、従来は経験的ないし
は定性的に決定されていた。このような従来の手法の一
例として、次のようなものがある。すなわち投影光学系
の設計・製造段階において、走査方向と直交する長手方
向(x方向)の投影光学系の歪を出来るだけ小さくし、
このx方向に長手方向をもつ矩形形状の開口を設置する
という手法である(米国特許第5,281,996
号)。
Here, the shape of the opening arranged in the projection optical system, that is, the shape of the exposure area has been conventionally determined empirically or qualitatively. The following is an example of such a conventional method. That is, in the design and manufacturing stages of the projection optical system, the distortion of the projection optical system in the longitudinal direction (x direction) orthogonal to the scanning direction is reduced as much as possible,
In this method, a rectangular opening having a longitudinal direction in the x direction is provided (US Pat. No. 5,281,996).
issue).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】走査型露光方式では、
露光領域の長手方向(x方向)について、露光量が一様
でなければならないから、走査方向(y方向)の露光領
域の幅は、長手方向(x方向)について一様とする必要
がある。しかし露光領域の形状が矩形となるべき必然性
は必ずしもない。すなわち上記従来技術では、露光領域
の形状を矩形とすべき理論的根拠に乏しく、また露光さ
れる画像の歪に関する定量的評価に欠けるという問題点
がある。したがって本発明は、走査型露光装置の露光領
域について、露光される画像の歪を低減することができ
る露光領域の形状の決定手法を提供することを課題とす
る。
In the scanning exposure system,
Since the exposure amount must be uniform in the longitudinal direction (x direction) of the exposure area, the width of the exposure area in the scanning direction (y direction) needs to be uniform in the longitudinal direction (x direction). However, it is not always necessary that the shape of the exposure area be rectangular. In other words, the above-described prior art has a problem that the theoretical basis for making the shape of the exposure area rectangular is poor and lacks a quantitative evaluation on the distortion of the image to be exposed. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of determining the shape of an exposure area of an exposure area of a scanning exposure apparatus, which can reduce distortion of an image to be exposed.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】走査型露光方式では、レ
チクルとウエハを走査して露光するから、投影光学系が
有する歪収差と、焼き付けられたウエハ上の図形の歪み
との関係は複雑となる。この問題に対しては幾つかの研
究がなされているが、最近、文献すなわちJ. Braat and
P. Rennspies: Appl Opt 35 No.4 690-700(1996)によ
って、投影光学系と焼き付けられるウエハ上の図形との
歪の関係が明らかにされた。本発明はこの知見を発展さ
せてなされたものであり、すなわち、レチクル上のパタ
ーンの像のうちの露光領域内の像を投影光学系によって
ウエハ上に結像し、ウエハとレチクルとを投影光学系の
倍率に応じた速度比にて同期して走査し、走査方向に関
する露光領域の幅を一様に形成することにより、レチク
ル上のパターンをウエハ上に転写する走査型露光装置
の、露光領域の走査方向と直交する長手方向の形状を決
定する方法であって、投影光学系の歪収差とレクチル上
のパターンの配列方向とに基づいて、投影光学系による
露光領域内の像とパターンとの間の位相ずれが最小とな
るように、露光領域の長手方向の形状を定めることを特
徴とする、走査型露光装置の露光領域の決定方法であ
る。
In the scanning exposure method, since the exposure is performed by scanning the reticle and the wafer, the relationship between the distortion aberration of the projection optical system and the distortion of the figure printed on the wafer is complicated. Become. Some research has been done on this problem, but recently, the literature, J. Braat and
P. Rennspies: Appl Opt 35 No. 4 690-700 (1996) clarified the relationship between the distortion of the projection optics and the features on the wafer being printed. The present invention has been made by developing this knowledge, that is, an image in an exposure area of an image of a pattern on a reticle is formed on a wafer by a projection optical system, and the wafer and the reticle are projected optically. An exposure area of a scanning exposure apparatus that transfers a pattern on a reticle onto a wafer by scanning synchronously at a speed ratio according to the magnification of the system and uniformly forming the width of the exposure area in the scanning direction. A method of determining a shape in a longitudinal direction orthogonal to the scanning direction of the projection optical system, based on the distortion aberration of the projection optical system and the arrangement direction of the pattern on the reticle, the image and pattern in the exposure area by the projection optical system A method for determining an exposure area of a scanning exposure apparatus, characterized in that the shape of the exposure area in the longitudinal direction is determined so that the phase shift between the exposure areas is minimized.

【0007】本発明はまた、レチクル上のパターンの像
のうちの露光領域内の像を投影光学系によってウエハ上
に結像し、ウエハとレチクルとを投影光学系の倍率に応
じた速度比にて同期して走査し、走査方向に関する露光
領域の幅を一様に形成することにより、レチクル上のパ
ターンをウエハ上に転写する走査型露光装置の投影光学
系であって、投影光学系の歪収差の走査方向の成分と、
走査方向と直交する長手方向の成分との比が、露光領域
内の全域にわたって、実質的に一定となるように形成し
たことを特徴とする、走査型露光装置の投影光学系であ
る。
According to the present invention, an image in an exposure area of a pattern image on a reticle is formed on a wafer by a projection optical system, and the wafer and the reticle are adjusted to a speed ratio corresponding to a magnification of the projection optical system. The projection optical system of a scanning type exposure apparatus for transferring a pattern on a reticle onto a wafer by forming a uniform width of an exposure area in the scanning direction by scanning in synchronization with the scanning direction. A component in the scanning direction of the aberration;
A projection optical system of a scanning type exposure apparatus, characterized in that a ratio of a component in a longitudinal direction orthogonal to a scanning direction is formed to be substantially constant over the entire exposure area.

【0008】本発明はまた、レチクル上のパターンの像
のうちの露光領域内の像を投影光学系によってウエハ上
に結像し、ウエハとレチクルとを投影光学系の倍率に応
じた速度比にて同期して走査し、走査方向に関する露光
領域の幅を一様に形成することにより、レチクル上のパ
ターンをウエハ上に転写する走査型露光装置の、露光領
域の走査方向と直交する長手方向の形状を決定する方法
であって、投影光学系の歪収差の走査方向の成分と、走
査方向と直交する長手方向の成分との比が、実質的に一
定となるように、投影光学系を形成し、投影光学系の歪
収差に基づいて、投影光学系による露光領域内の像とパ
ターンとの間の位相ずれが最小となるように、露光領域
の長手方向の形状を定めることを特徴とする、走査型露
光装置の露光領域の決定方法である。
According to the present invention, an image in an exposure area of an image of a pattern on a reticle is formed on a wafer by a projection optical system, and the wafer and the reticle are adjusted to a speed ratio corresponding to a magnification of the projection optical system. The scanning type exposure apparatus that transfers the pattern on the reticle onto the wafer by forming the width of the exposure region in the scanning direction uniformly by scanning in synchronization with the scanning direction of the exposure region in the longitudinal direction orthogonal to the scanning direction of the exposure region. A method of determining a shape, wherein a projection optical system is formed such that a ratio of a distortion component of a projection optical system in a scanning direction to a component in a longitudinal direction orthogonal to the scanning direction is substantially constant. Then, based on the distortion of the projection optical system, the longitudinal shape of the exposure region is determined so that the phase shift between the image and the pattern in the exposure region by the projection optical system is minimized. , Exposure area of scanning exposure equipment A determination method.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明を適用する走査型露光装置の一例を示し、
レチクル1上のパターンは、投影光学系3によってウエ
ハ2上に投影・露光される。投影光学系3には開口4が
設けられており、したがってレチクル1上のパターン
は、開口4の形状に対応した部分のみがウエハ4上に投
影される。レチクル1とウエハ2は、投影光学系2の倍
率に応じた速度比にて同期して走査され、こうしてレチ
クル1上の全パターンが、ウエハ2上に投影・露光され
る。ここで投影光学系2の光軸zと直交する方向のう
ち、走査方向をy方向と定め、y方向に直交する方向を
x方向と定める。
Embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 shows an example of a scanning exposure apparatus to which the present invention is applied,
The pattern on the reticle 1 is projected and exposed on the wafer 2 by the projection optical system 3. An opening 4 is provided in the projection optical system 3. Therefore, only a portion of the pattern on the reticle 1 corresponding to the shape of the opening 4 is projected on the wafer 4. The reticle 1 and the wafer 2 are scanned synchronously at a speed ratio corresponding to the magnification of the projection optical system 2, and thus all the patterns on the reticle 1 are projected and exposed on the wafer 2. Here, among the directions orthogonal to the optical axis z of the projection optical system 2, the scanning direction is defined as the y direction, and the direction orthogonal to the y direction is defined as the x direction.

【0010】図2は、開口4の形状、すなわち露光領域
4の形状を示す。x方向についての露光量が一様となる
ために、露光領域4のy方向の幅2c1は、x方向のい
ずれの位置においても一様であり、すなわち半幅c1
xによらない定数である。他方、露光領域4のy方向の
幅2c1の中点c2は、本発明では変数としている。すな
わち本発明の目的は、露光領域4の幅の中点の形状c2
(x)を定める方法を提供することにある。但し、露光
領域4のy方向の幅2c1は一様であるから、本発明の
目的は、露光領域4の走査方向先端側の形状c2(x)
+c1、又は後端側の形状c2(x)−c1を求めること
と言い換えても良い。
FIG. 2 shows the shape of the opening 4, that is, the shape of the exposure area 4. Since the exposure amount in the x direction is uniform, the width 2c 1 in the y direction of the exposure region 4 is uniform at any position in the x direction, that is, the half width c 1 is a constant independent of x. is there. On the other hand, the midpoint c 2 of width 2c 1 in the y direction of the exposure area 4 is a variable in the present invention. That is, the object of the present invention is to provide the shape c 2
It is to provide a method for defining (x). However, since the width 2c 1 of the exposure region 4 in the y direction is uniform, the object of the present invention is to make the shape c 2 (x) of the exposure region 4 on the tip side in the scanning direction.
+ C 1 , or the shape c 2 (x) −c 1 on the rear end side.

【0011】なお図1では、開口4はレチクル1の直後
に配置されているが、開口4は露光領域を定めるもので
あるから、ウエハ2の直前に配置することもできるし、
また投影光学系が中間結像を行っているときには、その
中間結像の位置に配置することもできる。また図1で
は、レチクル1とウエハ2との走査方向が同方向である
ように図示しているが、平行で反対向きに走査すること
もありうる。平行同方向に走査するか、平行反対方向に
走査するかは、中間結像の有無ないしは結像回数に依存
する。またレチクルとして、ウエハに投影されるパター
ンと相似な図形を用いるか、鏡面対称な図形を用いるか
にも依存する。更に、投影光学系として反射光学系を用
いるときには、レチクル1とウエハ2との走査方向は平
行ですらなくなる。
In FIG. 1, the opening 4 is arranged immediately after the reticle 1. However, since the opening 4 defines an exposure area, it can be arranged immediately before the wafer 2.
When the projection optical system is performing intermediate imaging, it can be arranged at the position of the intermediate imaging. Although FIG. 1 shows that the scanning directions of the reticle 1 and the wafer 2 are the same, scanning may be performed in parallel and opposite directions. Whether the scanning is performed in the same direction in parallel or in the opposite direction depends on the presence or absence of the intermediate image formation or the number of times of image formation. It also depends on whether a figure similar to the pattern projected on the wafer or a mirror-symmetric figure is used as the reticle. Further, when a reflection optical system is used as the projection optical system, the scanning directions of the reticle 1 and the wafer 2 are not even parallel.

【0012】図3は、レチクル1上のパターン1aを示
す模式図である。パターン1aの間隔をΛとし、パター
ン1aの配列方向をSとし、配列方向Sのx軸からの方
位をφとしている。図4は、パターン1aの配列方向S
に沿ったレチクル面での光強度分布と、ウエハ面での光
強度分布を示す模式図である。同図に示すように、投影
光学系3が有する収差に起因して、ウエハ面での光強度
分布は比率|mD|だけ変調深さが低下し、同時にS方
向にΦだけ位相ずれを起す。本発明の目的は、S方向へ
の位相ずれΦが最小となるように、露光領域4の中点の
形状c2(x)を定める方法を提供することにある。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a pattern 1 a on the reticle 1. The interval between the patterns 1a is represented by Λ, the arrangement direction of the patterns 1a is represented by S, and the azimuth of the arrangement direction S from the x-axis is represented by φ. FIG. 4 shows the arrangement direction S of the pattern 1a.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a light intensity distribution on a reticle surface along with a light intensity distribution on a wafer surface along a line. As shown in the figure, due to the aberration of the projection optical system 3, the modulation depth of the light intensity distribution on the wafer surface decreases by the ratio | m D |, and at the same time, a phase shift occurs by Φ in the S direction. . An object of the present invention is to provide a method for determining the shape c 2 (x) of the middle point of the exposure region 4 so that the phase shift Φ in the S direction is minimized.

【0013】さて、前記文献に示されているように、1
次元回折格子物体1aをレチクル面上に置き、y方向に
走査する露光装置で露光すると、変調深さの低下|mD
|と位相ズレΦの影響を受けるため、ウエハ面上での露
光量分布は次のようになる。 E(x,y):ウエハ面上での露光量分布 mD(x):正規化変調関数(normalized modulation f
unction) Φ(x):配列方向Sへの位相ズレ νx:1次元回折格子1aの像の空間周波数のx成分 νy:1次元回折格子1aの像の空間周波数のy成分 である。ここで、 M:投影レンズの倍率 Λ:1次元回折格子1aのピッチ φ:1次元回折格子1aの配列方向Sのx軸となす角度 である。
Now, as shown in the above document, 1
When the two-dimensional diffraction grating object 1a is placed on the reticle surface and exposed by an exposure device that scans in the y direction, the modulation depth decreases | m D
And the phase shift Φ, the exposure distribution on the wafer surface is as follows. E (x, y): Exposure amount distribution on wafer surface m D (x): Normalized modulation function (normalized modulation f)
unction) Φ (x): phase shift in array direction S ν x : x component of spatial frequency of image of one-dimensional diffraction grating 1a ν y : y component of spatial frequency of image of one-dimensional diffraction grating 1a here, M: magnification of the projection lens Λ: pitch of the one-dimensional diffraction grating 1a φ: angle formed with the x-axis in the arrangement direction S of the one-dimensional diffraction grating 1a.

【0014】更に、正規化変調関数mD(x)は、投影
レンズの歪収差D(x,y)と次の関係で結ばれる。 但し、η=y+vwt α:露光領域の走査方向一端側の位置 β:露光領域の走査方向他端側の位置 Dx(x,y):投影レンズの歪収差のx成分 Dy(x,y):投影レンズの歪収差のy成分 vw:ウエハのy方向への走査速度 t:時間 ここで、 1:露光領域の半幅 c2:露光領域の幅の中心位置 である。
Further, the normalized modulation function m D (x) is connected to the distortion D (x, y) of the projection lens in the following relationship. However, η = y + v w t α: the position of the scanning direction one end side of the exposure area beta: Position D x in the scanning direction other end side of the exposure region (x, y): the distortion aberration of the projection lens x component D y (x , Y): y component of distortion aberration of the projection lens v w : scanning speed of the wafer in the y direction t: time where: c 1 : half width of exposure area c 2 : center position of width of exposure area

【0015】極めて忠実な図形転写が要求される半導体
露光装置においては、変調深さの低下と位相ズレは致命
的な欠陥となる。特に位相ズレΦは画像の相似性を乱す
大きな原因となるので、注意深く除去されねばならな
い。投影レンズのもつ歪収差D(x,y)が、ウエハ面
上に投影された1次元回折格子像のピッチに較べて充分
小さいとき、1次元回折像の位相ズレΦ(x)は次のよ
うに表される。 但し、α0、β0は、それぞれ投影レンズのx方向の歪収
差Dx(x,y)とy方向の歪収差Dy(x,y)をルジ
ャンドルの多項式で展開した0次の展開係数であり、 である。
In a semiconductor exposure apparatus that requires extremely faithful pattern transfer, a decrease in modulation depth and a phase shift are fatal defects. In particular, the phase shift Φ is a major cause of disturbing the similarity of the image, and must be carefully removed. When the distortion aberration D (x, y) of the projection lens is sufficiently smaller than the pitch of the one-dimensional diffraction grating image projected on the wafer surface, the phase shift Φ (x) of the one-dimensional diffraction image is as follows. Is represented by Here, α 0 and β 0 are 0th order expansion coefficients obtained by expanding the distortion aberration D x (x, y) in the x direction and the distortion aberration D y (x, y) in the y direction of the projection lens by Legendre polynomials, respectively. And It is.

【0016】位相ズレΦ(x)は正方向のことも負方向
のこともあるから、像歪を低減するには、位相ズレΦ
(x)の絶対値が最小になる必要がある。(5)式よ
り、位相ズレΦ(x)の絶対値を最小にすることは、 の絶対値を最小にすることと等価である。また(6)式
より明らかなように、α0、β0は、xの関数であるほ
か、露光領域4の走査方向の半幅c1と中心位置c2の関
数である。したがってgは、x、c1、c2の関数である
ほか、1次元回折格子1aの方位φの関数である。以下
に詳述する第1実施例は、与えられたφとc1に対し
て、gの値の絶対値を最小にするように、xの関数とし
てc2を決定するものである。このようにして決定され
た最適露光形状では、方位φの1次元回折格子に対して
位相ズレΦが最小となる。
Since the phase shift Φ (x) may be in the positive direction or in the negative direction, the phase shift Φ (x) is required to reduce the image distortion.
The absolute value of (x) needs to be minimized. From equation (5), minimizing the absolute value of the phase shift Φ (x) Is equivalent to minimizing the absolute value of Further, as is apparent from the equation (6), α 0 and β 0 are functions of the half width c 1 and the center position c 2 of the exposure region 4 in the scanning direction in addition to the functions of x. Therefore, g is a function of the orientation φ of the one-dimensional diffraction grating 1a as well as a function of x, c 1 , and c 2 . In the first embodiment described in detail below, for a given φ and c 1 , c 2 is determined as a function of x so as to minimize the absolute value of the value of g. In the optimal exposure shape determined in this way, the phase shift Φ becomes minimum with respect to the one-dimensional diffraction grating having the azimuth φ.

【0017】さて、投影レンズのx、y方向の歪収差D
X(x,y)、Dy(x,y)はツェルニケの多項式Z
n,mを用いて次のように展開される。 更に極座標に変換するため、 とすると、ρの3次までのツェルニケの多項式Z
n,mは、表1に示すとおりとなる。
Now, the distortion D in the x and y directions of the projection lens
X (x, y) and D y (x, y) are Zernike polynomials Z
It is expanded as follows using n and m . To further convert to polar coordinates, Then, the Zernike polynomial Z up to the third order of ρ
n and m are as shown in Table 1.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】他方、投影レンズのx、y方向の歪収差D
X(x,y)、Dy(x,y)のルジャンドルの多項式で
展開した0次の展開係数α0、β0と、ツェルニケの多項
式の3次までの展開係数An,m、Bn,mとの間には、次の
関係がある。 なお(9a)式において、α0をβ0で置き換え、An,m
をBn,mで置き換えたものが、(9b)式である。
On the other hand, the distortion D in the x and y directions of the projection lens
Zero-order expansion coefficients α 0 , β 0 expanded by Legendre polynomials of X (x, y) and D y (x, y), and expansion coefficients A n, m , B n of the Zernike polynomials up to the third order , m have the following relationship. In equation (9a), α 0 is replaced by β 0 , and A n, m
Is replaced by B n, m is equation (9b).

【0020】かくして、先ず投影レンズのx、y方向の
歪収差Dx(x,y)、Dy(x,y)を求め、これに基
づいて展開係数An,m、Bn,mを求め、次いで(9a)式
と(9b)式を用いてα0、β0を定式化し、更に(7)
式のg(x,c1,c2,φ)を定式化し、次いでgの絶
対値が最小となるようにc2をxの関数として求めるこ
とにより、与えられた投影レンズとパターンの配列方向
の方位φと露光領域の半幅c1とについて、像歪が最も
少なくなる露光領域の形状c2を定めることができる。
Thus, first, the distortions D x (x, y) and D y (x, y) of the projection lens in the x and y directions are obtained, and the expansion coefficients A n, m and B n, m are calculated based on these. Then, α 0 and β 0 are formulated using the equations (9a) and (9b), and further, (7)
By formulating g (x, c 1 , c 2 , φ) in the equation, and then obtaining c 2 as a function of x so that the absolute value of g is minimized, the given projection lens and pattern arrangement direction the azimuth φ and the half-width c 1 of the exposure area, it is possible to define the shape c 2 of the exposure region image distortion is minimized.

【0021】図5は、以上の工程に基づく本発明による
第1実施例のフローチャートである。先ず投影レンズの
x、y方向の歪収差Dx(x,y)、Dy(x,y)の測
定と(図5のa)、展開係数An,m、Bn,mの計算を行う
(同b)。次いでxの値を最小値に初期化した後(同
c)、xループに入る。次いでxが最大値を越していな
い限り(同d)、c2の値をサーチ範囲の最小値に初期
化し(同e)、gの絶対値の最小値gminを最大値に初
期化した後(同f)、c2ループに入る。次いでc2の値
がサーチ範囲の最大値を越していない限り(同g)、g
(x,c1,c2,φ)を計算し(同h)、gの絶対値が
最小値gminよりも小さいときには(同i)、最小値g
minの更新を行い、且つそのときのc2の値を最良値とし
て更新する(同j)。しかる後、c2の値を適当な差分
Δc2だけ増加して(同k)、c2ループを繰り返す。c
2の値がサーチ範囲の最大値を越したときには(同
g)、c2ループを終了し、そのときのxにおけるc2
最良値を保存する(同l)。しかる後、xの値を適当な
差分Δxだけ増加して(同m)、xループを繰り返す。
xの値が最大値を越したときには(同d)、xループを
終了して、プログラムを終了する(同n)。図5におい
て、P(x)が位置xにおける最適な露光領域の幅の中
心位置を表す。
FIG. 5 is a flowchart of the first embodiment according to the present invention based on the above steps. First, measurement of the distortion aberrations D x (x, y) and D y (x, y) of the projection lens in the x and y directions (a in FIG. 5) and calculation of expansion coefficients A n, m and B n, m (B). Next, after the value of x is initialized to the minimum value (c), the process enters the x loop. Then as long as x is not beyond the maximum value (the d), the value of c 2 is initialized to a minimum value of the search range (the same e), after initializing the maximum value the minimum value g min of the absolute value of g entering (at f), c 2 loop. Next, as long as the value of c 2 does not exceed the maximum value of the search range (the same g), g
(X, c 1 , c 2 , φ) is calculated (h), and when the absolute value of g is smaller than the minimum value g min (i), the minimum value g
updates the min, and updates the value of c 2 at that time as the best value (same j). Thereafter, the value of c 2 is increased by an appropriate difference Δc 2 (k), and the c 2 loop is repeated. c
When the value of 2 exceeds the maximum value of the search range (g), the c 2 loop is terminated, and the best value of c 2 at x at that time is stored (l). Thereafter, the value of x is increased by an appropriate difference Δx (the same m), and the x loop is repeated.
When the value of x exceeds the maximum value (d), the x loop is terminated and the program is terminated (n). In FIG. 5, P (x) represents the center position of the optimum width of the exposure area at the position x.

【0022】次に一例として、投影レンズのx方向の歪
収差Dx(x,y)をツェルニケの多項式で展開した展
開係数An,mのうち、A2,0だけがA2,0≠0で、他の展
開係数はすべて0であり、すなわち、 Dx(x,y)=A2,02,0 であり、同様に、 Dy(x,y)=B2,22,2 であり、且つ、 A2,0=B2,2 である場合の最適露光領域の形状の計算結果を図6〜図
9に示す。各図における矢印は、歪収差D(x,y)を
表す。図6はパターンの配列方向Sの方位φが、φ=0
゜のときの最適露光領域形状であり、図7、図8及び図
9はそれぞれφ=45゜、φ=90゜及びφ=135゜
のときの最適露光領域形状を示す。回折格子の配列方向
の方位φにより、最適な露光領域の形状が変化する様子
が見てとれる。このように走査方式の半導体露光装置に
おいて、上記の手段により露光領域を制限する開口の形
状を決定すれば、ウエハ上に転写される図形は、レチク
ル上の図形に対して画像歪の少ない、相似性の高い図形
となる。
[0022] Then as an example, the distortion aberration D x (x, y) in the x direction of the projection lens expansion coefficient expand in the Zernike Polynomials A n, of m, only A 2, 0 is A 2, 0 ≠ 0, all other expansion coefficients are 0, ie, D x (x, y) = A 2,0 Z 2,0 , and similarly D y (x, y) = B 2,2 Z a 2,2, and shows the calculation result of the shape of the optimum exposure region when a a 2, 0 = B 2,2 in FIGS. 6-9. The arrow in each figure represents the distortion D (x, y). FIG. 6 shows that the azimuth φ in the pattern arrangement direction S is φ = 0.
7, 8 and 9 show the optimum exposure region shapes when φ = 45 °, φ = 90 °, and φ = 135 °, respectively. It can be seen that the optimum shape of the exposure area changes depending on the azimuth φ in the arrangement direction of the diffraction grating. As described above, in the scanning type semiconductor exposure apparatus, if the shape of the opening for limiting the exposure area is determined by the above-described means, the figure transferred onto the wafer will be similar to the figure on the reticle with less image distortion. It becomes a figure with high character.

【0023】なお、投影レンズの歪収差が、3次を越え
る高次の歪収差を持っているときには、(9a)式と
(9b)式は次のように表すことができる。 このときにも、与えられた開口半幅c1に対して各々の
位置xにおいて(10a),(10b)式を(7)式に
代入し、(7)式が最小になる開口の中心位置c2を求
めれば、位相ズレを最小にする開口が決定できる。
When the distortion of the projection lens has a higher order distortion than the third order, the equations (9a) and (9b) can be expressed as follows. In this case, (10a) at each position x with respect to the opening half-width c 1 given, by substituting the (10b) Equation (7), (7) the center position c of the opening type is minimized By obtaining 2 , the aperture that minimizes the phase shift can be determined.

【0024】次に、第2実施例について説明する。図5
に示す第1実施例のフローチャートでは、パターンの配
列方向Sの方位φとして、単一の方位を予め指定し、そ
の方位φにおいて、(7)式のgの絶対値を最小とする
ように開口形状を決定していた。この結果、図6〜図9
に示されるように、最適な開口形状は指定した方位φご
とに異なることとなった。そこでこの第2実施例では、
図10に示すように、xループとc2ループとの間にφ
ループを設け、複数の方位φの各々について、gの絶対
値の最小値gminと、そのときのc2の値を求め、しかる
後、gの絶対値の最小値gminが最大となる方位φでの
2の値を採用している。
Next, a second embodiment will be described. FIG.
In the flowchart of the first embodiment shown in FIG. 7, a single azimuth is designated in advance as the azimuth φ in the pattern arrangement direction S, and the aperture is set so that the absolute value of g in Expression (7) is minimized in that azimuth φ The shape was determined. As a result, FIGS.
As shown in the figure, the optimum aperture shape was different for each of the specified directions φ. Therefore, in the second embodiment,
As shown in FIG. 10, φ is placed between the x loop and the c 2 loop.
A loop is provided, and the minimum value g min of the absolute value of g and the value of c 2 at that time are obtained for each of the plurality of directions φ, and then the direction in which the minimum value g min of the absolute value of g is the maximum The value of c 2 at φ is adopted.

【0025】すなわちこの第2実施例の手法は、像歪が
最悪となる方位における当該像歪が最小となるように、
開口形状を決定するものである。この結果、個々の位置
xについて得られる開口の中心位置c2は、ある方位φ
にとっては必ずしも最良の位置ではないかも知れない
が、それでもその方位φについての像歪は、像歪が最悪
となる方位の当該像歪よりも悪くなることはない。φル
ープで繰り返す複数の方位φとしては、例えばφ=0
゜、45゜、90゜及び135゜とすることができる。
That is, the method of the second embodiment is designed to minimize the image distortion in the azimuth where the image distortion is the worst.
This determines the opening shape. As a result, the center position c 2 of the opening obtained for each position x is a certain direction φ
May not necessarily be the best position, but the image distortion in the direction φ is never worse than the image distortion in the direction in which the image distortion is the worst. As a plurality of directions φ repeated in the φ loop, for example, φ = 0
, 45 °, 90 ° and 135 °.

【0026】次に第3実施例について説明する。上記説
明より明らかなように、最適な開口形状はパターンの配
列方向Sの方位φごとに異なる。すなわち(7)式中の
α0を最小にするx、c1、c2の組みと、β0を最小にす
るx、c1、c2の組みとは一般に異なるから、(7)式
の全体を最小にするx、c1、c2の組みは、パターンの
配列方向の方位φに依存して変化することとなる。通常
のIC用のレチクルは、種々の方位φを持つ1次元回折
格子状のパターンから構成されているが、(7)式中の
α0を最小にするx、c1、c2の組みと、β0を最小にす
るx、c1、c2の組みとが異なる限りは、いずれの方位
φにとっても像歪が最小となる、という開口形状は存在
しないことになる。
Next, a third embodiment will be described. As is clear from the above description, the optimum opening shape differs for each direction φ in the pattern arrangement direction S. That (7) and a set of x, c 1, c 2 of the alpha 0 to a minimum in the formula, x is a beta 0 to a minimum, because generally different from the set of c 1, c 2, the equation (7) The set of x, c 1 , and c 2 that minimizes the whole changes depending on the direction φ in the pattern arrangement direction. An ordinary reticle for IC is composed of a one-dimensional diffraction grating pattern having various directions φ, and a set of x, c 1 , and c 2 that minimizes α 0 in equation (7). , Β 0 , there is no aperture shape that minimizes image distortion for any orientation φ, as long as the combination of x, c 1 , and c 2 that minimizes β.

【0027】そこで、もしもx方向の歪収差Dx(x,
y)とy方向の歪収差Dy(x,y)との間に、 なる相関があるときには、(7)式は、 と表される。すなわち(12)式の右辺に示されるよう
に、回折格子の方位φに関係する量(νx+kνy)と、
歪収差に関係する量α0(x,c1,c2)とを変数分離
することができる。したがって(11)式を満たすよう
に投影光学系を製作することにより、gが最小となる
x、c1、c2の組みは、α0が最小となるx、c1、c2
の組みと同じになり、この結果、gが最小となるc
2を、回折格子の方位φとは無関係に求めることができ
る。
Thus, if the distortion D x (x,
y) and the distortion aberration D y (x, y) in the y direction, When there is a correlation of: It is expressed as That is, as shown on the right side of the equation (12), the quantity (ν x + kν y ) related to the orientation φ of the diffraction grating,
The variable α 0 (x, c 1 , c 2 ) related to distortion can be separated into variables. Therefore (11) by fabricating the projection optical system so as to satisfy the equation, x where g is minimum set of c 1, c 2 is, x the alpha 0 is minimized, c 1, c 2
And as a result c
2 can be obtained independently of the orientation φ of the diffraction grating.

【0028】なお(11)式の関係を、ツェルニケの多
項式で展開した展開係数An,m、Bn,mを用いて表現する
と、次のようになる。すなわち、第1に、歪収差D
(x,y)のx成分Dx(x,y)とy成分Dy(x,
y)とは、同じタイプの収差から構成されていること、
すなわち、An,m≠0である(ni,mi)の組み(i=
1〜j)と、Bn,m≠0である(ni,mi)の組み(i
=1〜j)とが一致すること、第2に、その一致する
(ni,mi)の組み(i=1〜j)のAn,m(≠0)と
n,m(≠0)の間で、 の関係を満足すること、である。
The relation of the equation (11) can be expressed as follows using expansion coefficients A n, m and B n, m developed by Zernike polynomials. That is, first, the distortion D
X component D x (x, y) and y component D y (x, y) of (x, y)
y) means that they are composed of the same type of aberration,
That is, a set of (n i , m i ) where A n, m ≠ 0 (i = m
1 to j) and (n i , m i ) where B n, m ≠ 0 ( i )
= 1 to j) and that the match, the second, the match (n i, A n of the set of m i) (i = 1~j) , m (≠ 0) and B n, m (≠ 0) To satisfy the relationship.

【0029】一例として、表1に示される基本収差にお
いて、(n,m)の組みのうち(3,3)の組みの収差
だけが存在するとき、すなわち、 のときには、(9)式においてA3,3以外の展開係数を
0とおくことにより、α0(x,c1,c2)は次のよう
になる。
As an example, in the basic aberrations shown in Table 1, when only (3,3) aberrations among (n, m) aberrations exist, that is, At this time, α 0 (x, c 1 , c 2 ) becomes as follows by setting expansion coefficients other than A 3 and 3 in equation (9) to 0.

【0030】位相ズレを最小にする最適開口は、(1
4)式の右辺のかっこ内から決定される開口であり、開
口の中心線の形状は次のようになる。 図11に、(15)式で与えられる開口形状を、歪収差
図形と併せて示す。なおこの歪収差図形は、(11)式
を満たしており、すなわち矢印の大きさと向きは各位置
(x,y)によって異なるが、各矢印は反対方向を含め
て互いに平行となっている。
The optimum aperture for minimizing the phase shift is (1
The opening is determined from the parentheses on the right side of Equation 4), and the shape of the center line of the opening is as follows. FIG. 11 shows the aperture shape given by the equation (15) together with the distortion figure. Note that this distortion aberration figure satisfies the expression (11), that is, the size and the direction of the arrow differ depending on each position (x, y), but the arrows are parallel to each other including the opposite direction.

【0031】同様に(n,m)の組みのうち(3,−
1)の組みの収差だけが存在するとき、すなわち、 のときには、(9)式においてA3,-1以外の展開係数を
0とおくことにより、α0(x,c1,c2)は次のよう
になる。
Similarly, (3, −) of the set (n, m)
When only the set of aberrations of 1) exists, that is, In this case, α 0 (x, c 1 , c 2 ) becomes as follows by setting the expansion coefficients other than A 3, -1 in equation (9) to 0.

【0032】この場合には、位相ズレを最小にする最適
開口は、2つ存在する。第1の最適開口は、中心線がx
軸に一致する矩形開口であり、次式で与えられる。 第2の最適開口は(16)式の右辺のかっこ内から決定
される開口であり、開口の中心線の形状は次のようにな
る。 図12に、(18)式で与えられる第2の開口形状を、
歪収差図形と併せて示す。
In this case, there are two optimum apertures for minimizing the phase shift. The first optimal aperture has a centerline of x
A rectangular aperture that coincides with the axis and is given by: The second optimum opening is an opening determined from the parentheses on the right side of the equation (16), and the shape of the center line of the opening is as follows. FIG. 12 shows the second opening shape given by Expression (18) as follows:
This is shown together with the distortion figure.

【0033】このように歪収差が単一の低次収差の場合
には、最適開口の形状を解析的に容易に求めることがで
きる。解析的に求めることが困難なときには、例えば図
13に示す手法によって求めることができる。図13の
手法は、第3実施例の一般的な解法を示すフローチャー
トであり、実質的に図5の手法におけるgをα0に置き
換えたものである。
As described above, when the distortion is a single low-order aberration, the optimum aperture shape can be easily obtained analytically. When it is difficult to obtain the value analytically, the value can be obtained, for example, by the method shown in FIG. The method of FIG. 13 is a flowchart showing a general solution of the third embodiment, which is substantially the same as the method of FIG. 5 except that g is replaced by α 0 .

【0034】なお、この第3実施例の手法を適用するに
は、既述のように投影光学系が実質的に(11)式を満
たしている必要がある。ところで、第3実施例の手法を
適用するには、サーチする範囲において(11)式が満
たされている必要があるが、最終的に開口形状が決定さ
れ後には、開口以外の部分での歪収差は問題とならなく
なる。したがって次のようになる。すなわち本発明は、
露光領域の決定方法としての方法の発明と、投影光学系
としての物の発明とを含むが、方法の発明としては、最
終的に決定されるであろう開口形状を含む範囲におい
て、(11)式が満たされている必要がある。これに対
して、物の発明としては、最終的に決定された開口内の
みにおいて(11)式が満たされた投影光学系であれば
良いことになる。
In order to apply the method of the third embodiment, it is necessary that the projection optical system substantially satisfies the expression (11) as described above. By the way, in order to apply the method of the third embodiment, it is necessary that Expression (11) is satisfied in the search range. However, after the aperture shape is finally determined, distortion in portions other than the aperture is determined. Aberration is no longer a problem. Thus: That is, the present invention
Although the invention of the method as a method of determining an exposure area and the invention of a product as a projection optical system are included, the invention of the method includes (11) a range including an opening shape that will be finally determined. The expression must be satisfied. On the other hand, the invention of the object only needs to be a projection optical system that satisfies the expression (11) only in the finally determined aperture.

【0035】また、(11)式を満たすように投影光学
系を製作することは、必ずしも容易ではない。しかしな
がら(11)式を満たす状態に近ければ、換言すれば、
図11ないしは図12に示す歪収差の各矢印が相互に平
行な状態に近ければ、(7)式中のα0を最小にする
x、c1、c2の組みと、β0を最小にするx、c1、c2
の組みとは近づく。この状態で、前記第2実施例の手法
に基づいて開口形状を決定すれば、得られた開口の中心
位置c2は、いずれの方位φにとっても、最良の位置と
遜色ないことになる。それ故、可能な限り(11)式を
満たすように投影光学系を製作することが好ましい。
It is not always easy to manufacture a projection optical system so as to satisfy the expression (11). However, if the condition is close to satisfying the expression (11), in other words,
If the arrows of the distortion aberration shown in FIG. 11 or FIG. 12 are close to a state parallel to each other, the set of x, c 1 , c 2 that minimizes α 0 and the β 0 in equation (7) are minimized. X, c 1 , c 2
Approaching the pair. In this state, when determining the aperture shape on the basis of the method of the second embodiment, the resulting center position c 2 openings take in any orientation phi, so that the best position and not inferior. Therefore, it is preferable to manufacture the projection optical system so as to satisfy Expression (11) as much as possible.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上のように本発明は、投影レンズの歪
収差と、レチクル上の図形の方位φとから一意的に決定
される関数gを利用して、最適開口形状を決定するもの
である。また本発明は、投影レンズの歪収差のみから一
意的に決定される関数α0を利用して、最適開口形状を
決定する手法も開示している。したがってこれらの手法
により、露光画像の歪(位相ズレ)を最小にする開口領
域を得ることができる。半導体露光装置においては、変
調深さの低下と位相ズレは致命的欠陥となり、特に位相
ズレは、図形の相似性を乱す大きな原因となる。したが
って位相ズレを最小に抑える本発明による開口形状決定
法は、理に叶った方法と言うことができる。
As described above, according to the present invention, the optimum aperture shape is determined by using the function g uniquely determined from the distortion of the projection lens and the azimuth φ of the figure on the reticle. is there. The present invention also discloses a method of determining an optimum aperture shape using a function α 0 uniquely determined only from the distortion of the projection lens. Therefore, by these methods, an aperture region that minimizes distortion (phase shift) of an exposed image can be obtained. In a semiconductor exposure apparatus, a decrease in modulation depth and a phase shift are fatal defects, and in particular, a phase shift is a major cause of disturbing the similarity of figures. Therefore, the method for determining the aperture shape according to the present invention that minimizes the phase shift can be said to be a reasonable method.

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

【図1】本発明を適用する走査型露光装置を示す概略縦
断面図
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a scanning type exposure apparatus to which the present invention is applied.

【図2】走査型露光装置の投影光学系の開口形状を示す
平面図
FIG. 2 is a plan view showing an opening shape of a projection optical system of the scanning exposure apparatus.

【図3】レチクルパターンを示す平面図FIG. 3 is a plan view showing a reticle pattern.

【図4】レチクルパターンとその像との位相ずれを示す
模式図
FIG. 4 is a schematic diagram showing a phase shift between a reticle pattern and its image.

【図5】第1実施例による露光領域の決定方法を示すフ
ローチャート
FIG. 5 is a flowchart showing a method of determining an exposure area according to the first embodiment.

【図6】レチクルパターンの方位が0°のときの、第1
実施例によって決定された露光領域とその決定に用いた
歪収差との一例を示す図
FIG. 6 shows a first example when the reticle pattern orientation is 0 °.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an exposure area determined by an example and distortion aberration used for the determination.

【図7】レチクルパターンの方位が45°のときの、第
1実施例によって決定された露光領域とその決定に用い
た歪収差との一例を示す図
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an exposure area determined by the first embodiment and distortion aberration used for the determination when the reticle pattern orientation is 45 °.

【図8】レチクルパターンの方位が90°のときの、第
1実施例によって決定された露光領域とその決定に用い
た歪収差との一例を示す図
FIG. 8 is a diagram showing an example of an exposure area determined by the first embodiment and distortion aberration used for the determination when the reticle pattern orientation is 90 °.

【図9】レチクルパターンの方位が135°のときの、
第1実施例によって決定された露光領域とその決定に用
いた歪収差との一例を示す図
FIG. 9 shows a case where the orientation of the reticle pattern is 135 °.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an exposure area determined by the first embodiment and distortion aberration used for the determination.

【図10】第2実施例による露光領域の決定方法を示す
フローチャート
FIG. 10 is a flowchart showing a method of determining an exposure area according to a second embodiment.

【図11】第3実施例によって決定された露光領域とそ
の決定に用いた歪収差との一例を示す図
FIG. 11 is a diagram showing an example of an exposure area determined by the third embodiment and distortion aberration used for the determination.

【図12】第3実施例によって決定された露光領域とそ
の決定に用いた歪収差との他の一例を示す図
FIG. 12 is a diagram showing another example of the exposure area determined by the third embodiment and the distortion used for the determination.

【図13】第3実施例による露光領域の一般的な決定方
法を示すフローチャート
FIG. 13 is a flowchart showing a general method for determining an exposure area according to a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…レチクル 1a…パターン(1
次元回折格子物体) 2…ウエハ 3…投影光学系 4…開口(露光領域)
1 ... reticle 1a ... pattern (1
2D wafer 3 Projection optical system 4 Aperture (exposure area)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レチクル上のパターンの像のうちの露光領
域内の像を投影光学系によってウエハ上に結像し、該ウ
エハと前記レチクルとを前記投影光学系の倍率に応じた
速度比にて同期して走査し、該走査方向に関する前記露
光領域の幅を一様に形成することにより、前記レチクル
上のパターンを前記ウエハ上に転写する走査型露光装置
の、前記露光領域の前記走査方向と直交する長手方向の
形状を決定する方法であって、 前記投影光学系の歪収差とレクチル上の前記パターンの
配列方向とに基づいて、投影光学系による前記露光領域
内の像と前記パターンとの間の位相ずれが最小となるよ
うに、露光領域の前記長手方向の形状を定めることを特
徴とする、走査型露光装置の露光領域の決定方法。
An image in an exposure area of an image of a pattern on a reticle is formed on a wafer by a projection optical system, and the wafer and the reticle are adjusted to a speed ratio according to a magnification of the projection optical system. Scanning in synchronization with each other and uniformly forming the width of the exposure region in the scanning direction, thereby transferring the pattern on the reticle onto the wafer. And a method of determining the shape in the longitudinal direction perpendicular to the, based on the distortion aberration of the projection optical system and the arrangement direction of the pattern on the reticle, the image and the pattern in the exposure area by the projection optical system And determining a shape of the exposure region in the longitudinal direction so that a phase shift between the exposure regions is minimized.
【請求項2】前記パターンの配列方向として単一の方向
を指定して、露光領域の前記長手方向の形状を定める、
請求項1記載の走査型露光装置の露光領域の決定方法。
2. A method according to claim 1, wherein a single direction is designated as an arrangement direction of the pattern, and the longitudinal shape of the exposure area is determined.
A method for determining an exposure area of the scanning exposure apparatus according to claim 1.
【請求項3】前記パターンの配列方向として複数の方向
を指定し、 該複数の配列方向のうちのいずれかの配列方向におい
て、前記位相ずれが最小となるように、露光領域の前記
長手方向の形状を定める、請求項1記載の走査型露光装
置の露光領域の決定方法。
3. A plurality of directions are designated as an arrangement direction of the pattern, and in any one of the plurality of arrangement directions, the longitudinal direction of the exposure region is minimized so that the phase shift is minimized. 2. The method according to claim 1, wherein the shape is determined.
【請求項4】レチクル上のパターンの像のうちの露光領
域内の像を投影光学系によってウエハ上に結像し、該ウ
エハと前記レチクルとを前記投影光学系の倍率に応じた
速度比にて同期して走査し、該走査方向に関する前記露
光領域の幅を一様に形成することにより、前記レチクル
上のパターンを前記ウエハ上に転写する走査型露光装置
の前記投影光学系であって、 該投影光学系の歪収差の前記走査方向の成分と、該走査
方向と直交する長手方向の成分との比が、前記露光領域
内の全域にわたって、実質的に一定となるように形成し
たことを特徴とする、走査型露光装置の投影光学系。
4. An image in an exposure area of a pattern image on a reticle is formed on a wafer by a projection optical system, and the wafer and the reticle are adjusted to a speed ratio according to a magnification of the projection optical system. The projection optical system of a scanning exposure apparatus for transferring a pattern on the reticle onto the wafer by forming a uniform width of the exposure region in the scanning direction. The ratio of the component in the scanning direction of the distortion of the projection optical system to the component in the longitudinal direction orthogonal to the scanning direction is formed so as to be substantially constant over the entire exposure area. A projection optical system of a scanning exposure apparatus, which is characterized by the following.
【請求項5】レチクル上のパターンの像のうちの露光領
域内の像を投影光学系によってウエハ上に結像し、該ウ
エハと前記レチクルとを前記投影光学系の倍率に応じた
速度比にて同期して走査し、該走査方向に関する前記露
光領域の幅を一様に形成することにより、前記レチクル
上のパターンを前記ウエハ上に転写する走査型露光装置
の、前記露光領域の前記走査方向と直交する長手方向の
形状を決定する方法であって、 該投影光学系の歪収差の前記走査方向の成分と、該走査
方向と直交する長手方向の成分との比が、実質的に一定
となるように、前記投影光学系を形成し、 該投影光学系の歪収差に基づいて、投影光学系による前
記露光領域内の像と前記パターンとの間の位相ずれが最
小となるように、露光領域の前記長手方向の形状を定め
ることを特徴とする、走査型露光装置の露光領域の決定
方法。
5. An image in an exposure area of a pattern image on a reticle is formed on a wafer by a projection optical system, and the wafer and the reticle are adjusted to a speed ratio according to a magnification of the projection optical system. Scanning in synchronization with each other and uniformly forming the width of the exposure region in the scanning direction, thereby transferring the pattern on the reticle onto the wafer. And determining a shape in the longitudinal direction orthogonal to the scanning direction, wherein the ratio of the component of the distortion of the projection optical system in the scanning direction and the component in the longitudinal direction orthogonal to the scanning direction is substantially constant. The projection optical system is formed such that a phase shift between the image in the exposure area and the pattern by the projection optical system based on the distortion of the projection optical system is minimized. Define the longitudinal shape of the area It characterized Rukoto method of determining the exposure area of the scanning type exposure apparatus.
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