JPH10189442A - 露光装置及び露光方法 - Google Patents

露光装置及び露光方法

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JPH10189442A
JPH10189442A JP9320495A JP32049597A JPH10189442A JP H10189442 A JPH10189442 A JP H10189442A JP 9320495 A JP9320495 A JP 9320495A JP 32049597 A JP32049597 A JP 32049597A JP H10189442 A JPH10189442 A JP H10189442A
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exposure
pattern
sensitive substrate
optical system
substrate
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JP9320495A
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Nobutaka Umagome
伸貴 馬込
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    • G03F7/70425Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スループットの著しい低下を招くことなく、
従来より一層微細なパターンを高解像力で露光する。 【解決手段】 真空チャンバ16に投影光学系PLと電
子光学系24とが並んで取り付けられ、投影光学系PL
及び電子光学系24の各々で基板ステージ20に搭載さ
れた感応基板Wに露光できるように、干渉計システム
(30X等)により基板ステージ20の位置が管理され
ている。このため、例えば、所定のパターンの大部分を
光により感応基板W上に露光し、特に微細なパターンを
電子線により露光する、あるいは光により感応基板W上
にパターンを露光し、その露光されたパターンを修正す
るため、電子線により露光する等の同一の装置による光
と電子線による組み合わせ露光が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置及び露光
方法に係り、更に詳しくは半導体素子、液晶表示素子等
をリソグラフィ工程で製造する際に用いられる露光装置
及び露光方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、半導体素子等の製造のための
リソグラフィ工程で使用される露光装置としては、光を
用いてマスクパターンを感光材(レジスト)が塗布され
たウエハ等の基板上に露光する光露光装置(例えばいわ
ゆるステッパなど)と、電子線により基板上に塗布され
たレジストを露光することにより所定のパターンを描画
する電子線露光装置が代表的に挙げられる。
【0003】光露光装置としては、従来は等倍一括投影
露光装置が用いられていたが、半導体素子の高集積化に
伴うパターンの微細化に応えるべく、近年では水銀ラン
プの輝線(i線等)を露光光源とする露光装置、例えば
i線ステッパや、KrFエキシマレーザを露光光源とす
る露光装置、例えばエキシマステッパなどが主流となっ
てきた。これは、この種の装置は、光源が比較的低コス
トであること及び大面積露光が可能な点から半導体の量
産露光装置として好適だからである。
【0004】一方、電子線を用いるパターン形成技術の
特徴は、細かい線幅のパターン(微細パターン)を描画
できるだけでなく、紫外線やX線によるパターン形成技
術で使用するレチクル(フォトマスク)を必要とせず、
それ自体が高速のパターン発生機能を有する点にある。
従って、この電子線(電子ビーム)描画法のもつ高速描
画能力に着目した高速フォトマスク、レチクル製作装置
等の電子線露光装置が開発され多数使用されている。ま
た、これとは別に、主に先端をいく半導体素子の研究
用、試作開発用として発展してきた装置として、ウエハ
上のレジストに直接微細パターンを描画する「電子線直
接描画装置」がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在で
はパターンの微細化がますます進み、光による露光の限
界が見え隠れし始めている。すなわち、光露光装置で
は、ArFのエキシマレーザ光源が有効な最も短波長の
光源であると言われており、また、これ以上の短波長光
源としてレーザの逓倍波(高調波)も考えられるが、A
rFエキシマレーザ光源では電気−エネルギ変換効率の
面で、レーザの逓倍波では該当物質の変換効率の低さか
ら、いずれもエネルギー使用効率に問題がある。また、
最小線幅は、位相シフトレチクルを用いた位相シフト法
(光の位相を180度シフトして解像力を向上させよう
とする技術)、いわゆる変形照明法、多層レジスト法と
呼ばれる特殊レジスト技術(プロセス技術の改良)を用
いても、およそ波長の1/2程度にしかならない。従っ
て、これから到来するであろう1ギガバイト、4ギガバ
イトDRAMの時代には光露光装置では必要とされる解
像力を達成することは困難になることが予想される。
【0006】一方、電子線露光装置(以下、適宜「EB
露光装置」という)では、細い線幅を描画することは可
能であるが、描画に時間が掛かりすぎるので、広い面積
のチップの製造に適さず、半導体素子の大量生産にはス
ループットの面で十分なものとはなり得ないという不都
合があった。
【0007】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その第1の目的は、スループットの著しい低下を招
くことなく、従来より一層微細なパターンを高解像力で
露光することが可能な露光装置を提供することにある。
【0008】また、本発明の第2の目的は、スループッ
トの著しい低下を招くことなく、従来より一層微細なパ
ターンを高解像力で露光することが可能な露光方法を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、感応基板(W)上に所定のパターンを露光する露光
装置であって、前記感応基板(W)を搭載して2次元面
内を移動する基板ステージ(20)と;前記基板ステー
ジ(20)を収納する真空チャンバ(16)と;前記真
空チャンバ(16)に取り付けられ、前記基板ステージ
(20)に搭載された感応基板(W)上に光によりパタ
ーンを露光する投影光学系(PL)と;前記投影光学系
(PL)と並んで前記真空チャンバ(16)に取り付け
られ、前記基板ステージ(20)に搭載された感応基板
(W)上に電子線によりパターンを露光する電子光学系
(26)と;前記投影光学系(PL)及び前記電子光学
系(26)の各々で前記基板ステージ(20)に搭載さ
れた感応基板(W)に露光できるように前記基板ステー
ジ(20)の位置を管理する干渉計システムとを有す
る。
【0010】これによれば、真空チャンバに投影光学系
と電子光学系とが並んで取り付けられ、投影光学系及び
電子光学系の各々で基板ステージに搭載された感応基板
に露光できるように、干渉計システムにより真空チャン
バ内を移動する基板ステージの位置が管理されているこ
とから、同一の装置で感応基板上に光によるパターンの
露光と、電子線による露光とを適宜行なうことが可能と
なる。これにより、例えば、所定のパターンの大部分を
光により感応基板上に露光し、特に微細なパターンを電
子線により露光する、あるいは光により感応基板上にパ
ターンを露光し、その露光されたパターンを修正するた
め、電子線により露光する等の光と電子線による組み合
わせ露光が可能となる。従って、大面積のパターンを高
スループットで露光することができるという光露光の長
所と、微細パターンを高精度に露光することができると
いう電子線露光の長所とにより、スループットの著しい
低下を招くことなく、従来より一層微細なパターンを高
解像力で露光することが可能となる。
【0011】この場合において、干渉計システムは、投
影光学系及び電子光学系の各々で基板ステージに搭載さ
れた感応基板に露光できるように基板ステージの位置を
管理するものであれば、どのような構成のものでも良
い。例えば、請求項2に記載の発明の如く、前記干渉計
システムは、前記投影光学系(PL)の光軸中心と前記
電子光学系(26)の光軸中心を結ぶ第1軸方向の第1
測長軸(Xo)と、前記投影光学系(PL)の光軸中心
で前記第1測長軸(Xo)と垂直に交差する第2測長軸
(Yo)と、前記電子光学系(26)の光軸中心で前記
第1測長軸(Xo)と垂直に交差する第3測長軸(Y
e)とを少なくとも有するものであっても良い。このよ
うにすると、投影光学系による光露光時と電子光学系に
よる電子線露光時のいずれの時にも、基板ステージの回
転によるアッベ誤差の影響を受けることなく、基板ステ
ージ上の感応基板を露光位置へ正確に位置決めすること
が可能になる。
【0012】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の露光装置において、前記投影光学系(PL)の光軸中
心と前記電子光学系(26)の光軸中心を結ぶ第1軸上
に、前記感応基板(W)上に形成された位置検出用マー
クを検出するマーク検出系(24)を更に有することを
特徴とする。これによれば、投影光学系の光軸中心と電
子光学系の光軸中心を結ぶ第1軸上に、感応基板上に形
成された位置検出用マークを検出するマーク検出系が配
置されていることから、基板ステージの第1軸に直交す
る方向の移動可能範囲を最小限に設定することが可能と
なることに加え、干渉計システムとして第1軸に沿った
測長軸を有するものを設ければ、投影光学系による光露
光時、電子光学系による電子線露光時、マーク検出系に
よる位置合わせマークの検出時のいずれのときにも第1
軸方向に関しては、アッベ誤差の影響を受けることなく
基板ステージの位置を正確に管理することが可能にな
る。また、この場合、投影光学系とは別にマーク検出系
が設けられているので、マーク検出系の光学設計を自由
に行なうことが可能になる他、非光学的なマーク検出系
を用いることも可能になる。
【0013】上記請求項3に記載の露光装置において
は、干渉計システムは基板ステージの移動範囲の全域に
渡ってその位置の計測が可能であれば足り、従って第1
軸に直交する方向の測長軸は少なくとも一本あれば良い
が、請求項4に記載の発明の如く、前記干渉計システム
は、前記第1軸方向の第1測長軸(Xo)と、前記投影
光学系(PL)の光軸中心で前記第1測長軸(Xo)と
垂直に交差する第2測長軸(Yo)と、前記電子光学系
(26)の光軸中心で前記第1測長軸(Xo)と垂直に
交差する第3測長軸(Ye)と、前記マーク検出系(2
4)の検出中心で前記第1測長軸(Xo)と垂直に交差
する第4測長軸(Ya)とを少なくとも有していること
が望ましい。このようにすると、投影光学系による光露
光時、電子光学系による電子線露光時及びマーク検出系
によるマーク検出時のいずれの時にも、基板ステージの
回転によるアッベ誤差の影響を受けることなく、基板ス
テージの2次元方向の位置を正確に管理することが可能
になる。
【0014】請求項5に記載の発明は、請求項1に記載
の露光装置を用いて前記感応基板を露光する露光方法で
あって、前記投影光学系(PL)により前記感応基板
(W)上にパターンを露光する第1工程と;前記第1工
程で前記感応基板(W)上に露光されたパターンを修正
するために前記電子光学系(26)により露光する第2
工程とを含む。これによれば、投影光学系により感応基
板上にパターンが光露光され、しかる後感応基板上に露
光されたパターンを修正するために電子光学系により電
子線露光が行われる。従って、大面積のパターンを高ス
ループットで露光することができるという光露光の長所
と、微細パターンを高精度に露光することができるとい
う電子線露光の長所とにより、スループットの著しい低
下を招くことなく、従来より一層微細なパターンを高解
像力で露光することが可能となる。この場合、同一の露
光装置によって、光露光に続いて、感応基板の交換等を
行なうことなく、電子線による修正露光が行われるの
で、光露光に続いて別の装置で電子線による修正露光を
行なう場合に比べて、一層スループットの向上が可能で
ある。
【0015】但し、スループットよりも露光精度が要求
される場合には、次の請求項6に記載の発明のようにし
ても良い。すなわち、請求項6に記載の発明は、感応基
板上にパターンを露光する露光方法であって、前記感応
基板上に光を用いてパターンを露光する第1工程と;前
記第1工程で露光されたパターンを修正するために電子
線を用いて前記感応基板を露光する第2工程とを含む。
この場合であっても、大面積のパターンを高スループッ
トで光により露光し、光露光で不十分な部分を電子線露
光により修正することができるので、電子線露光のみを
行なう従来に比べ、高スループットで微細パターンを高
精度に露光することが可能になる。
【0016】請求項7に記載の発明は、マイクロデバイ
スを製造するリソグラフィ工程で使用される露光装置で
あって、感応基板(W)を保持するステージ(20)
と;前記ステージを収納する真空チャンバ(16)と;
前記感応基板を光ビームで露光する第1露光システム
(21、22、PL)と;前記感応基板を電子ビームで
露光する第2露光システム(26)とを備え、前記第1
及び第2露光システムはそれぞれその少なくとも一部が
前記真空チャンバー外に配置されていることを特徴とす
る。
【0017】これによれば、ステージに保持された感応
基板が第1露光システムにより光ビームで露光され、ま
た第2露光システムによって電子ビームで露光される。
従って、ある回路パターンを感応基板上に露光するに際
して、大部分のパターンを第1露光システムによって露
光し、特に微細なパターンあるいは光により露光するこ
とが困難なパターンのみを第2システムによって電子ビ
ームにより露光することが可能になる。従って、スルー
プットをあまり低下させることなく、微細パターンを高
精度に露光することが可能になる。また、この場合、第
1及び第2露光システムの少なくとも一部が真空チャン
バ外に配置されているので、これらが全て真空チャンバ
内に収納される場合に比べ、真空チャンバの容積を小さ
くすることができ、真空吸引に要する時間及び真空ポン
プの必要能力等を低減してコストの低減を図ることがで
き、第1露光システム、第2露光システムの使用の際の
発熱がチャンバ内に与える影響を軽減でき、特にチャン
バ外に露出している部分を冷却する場合には、この影響
を一層軽減できる。
【0018】上記請求項7に記載の露光装置において、
請求項8に記載の発明の如く、前記第1露光システム
(21、22、PL)は、前記光ビームで照射されるデ
バイスパターンを前記感応基板(W)上に転写し、前記
第2露光システム(26)は、前記デバイスパターンが
転写される前記感応基板上の区画領域の少なくとも一部
に前記電子ビームを照射しても良い。
【0019】この場合において、請求項9に記載の発明
の如く、前記第2露光システムは、前記第1露光システ
ムによって前記感応基板上に転写されたデバイスパター
ンの一部に前記電子ビームを照射してその修正を行なっ
ても良い。
【0020】上記請求項7に記載の露光装置において、
請求項10に記載の発明の如く、前記第1露光システム
は、前記感応基板上にデバイスパターンの第1部分を転
写し、前記第2露光システムは、前記デバイスパターン
の前記第1部分と異なる第2部分を前記感応基板上に転
写しても良い。
【0021】この場合において、請求項11に記載の発
明の如く、前記第2部分のパターンは、前記第1部分の
パターンよりも微細であることが好ましい。かかる場合
には、第1露光システムにより光ビームでデバイスパタ
ーンの第1部分を感応基板上に転写し、第2露光システ
ムにより第1部分のパターンよりも微細なデバイスパタ
ーンの第2部分を電子ビームにより感応基板上に転写す
ることになるので、パターンを高スループットで露光す
ることができるという光露光の長所と、微細パターンを
高精度に露光することができるという電子線露光の長所
とにより、スループットの著しい低下を招くことなく、
従来より一層微細なパターンを高解像力で露光すること
が可能となる。
【0022】上記請求項10又は11に記載の発明にお
いて、請求項12に記載の発明の如く、前記第1部分の
面積は、前記第2部分の面積よりも大きいことがより望
ましい。かかる場合には、より大面積の第1部分が第1
露光システムによる光露光によって感応基板上に転写さ
れるので、よりスループットの向上が可能になる。
【0023】上記請求項7〜12に記載の各発明におい
て、請求項13に記載の発明の如く、前記第1露光シス
テムは、前記光ビームをマスクに照射する照明系(2
2)と、前記マスクから出射する前記光ビームを前記感
応基板上に投射する投影光学系(PL)とを有し、前記
投影光学系は前記感応基板側の少なくとも一部が前記真
空チャンバ(16)に取り付けられていても良い。
【0024】また、上記請求項7〜13に記載の各発明
において、請求項14に記載の発明の如く、前記第2露
光システム(26)は、前記電子ビームを前記感応基板
上に投射する電磁レンズ系(52、54)を有し、該電
磁レンズ系は前記感応基板側の少なくとも一部が前記真
空チャンバに取り付けられていても良い。
【0025】上記請求項7〜14に記載の各発明におい
て、請求項15に記載の発明の如く、前記第2露光シス
テムは、ペンシルビーム方式、可変成形ビーム方式、セ
ルプロジェクション方式、ブランキング・アパーチャ・
アレイ方式、及びEBPSのいずれか1つ、あるいはそ
れらを組み合わせたもののいずれであっても良い。
【0026】請求項16に記載の発明は、マイクロデバ
イスを製造するリソグラフィ工程で使用される露光装置
であって、光ビームが照射される第1パターンの少なく
とも一部の像を感応基板上に投影する投影光学系(P
L)と;第2パターンを転写するために、電子ビームを
前記感応基板上に投射する電子光学系(26)と;前記
投影光学系と前記電子光学系とがそれぞれ接続される真
空チャンバ(16)と;前記真空チャンバ内に配置さ
れ、前記第1及び第2パターンが前記感応基板上の同一
領域内に転写されるように前記基板を移動する装置(2
0、42)とを備える。
【0027】これによれば、真空チャンバに投影光学系
と電子光学系とがそれぞれ接続され、光ビームが照射さ
れる第1パターンの少なくとも一部の像を投影光学系に
より感応基板上に投影し、第2パターンを転写するため
に電子光学系により感応基板上に電子ビームを投射する
ことにより、第1及び第2パターンが感応基板上の同一
領域内に転写されるように基板を移動する装置を備えて
いることから、同一の装置で感応基板上に光によるパタ
ーンの露光と、電子線による露光とを適宜行なうことが
可能となる。これにより、大面積のパターンを高スルー
プットで露光することができるという光露光の長所と、
微細パターンを高精度に露光することができるという電
子線露光の長所とにより、スループットの著しい低下を
招くことなく、従来より一層微細なパターンを高解像力
で露光することが可能となる。
【0028】請求項17に記載の発明は、デバイスパタ
ーンを感応基板上に転写する露光方法であって、光ビー
ムが照射される第1パターンを前記感応基板上に転写す
る工程と;前記第1パターンが転写される前記感応基板
上の区画領域内に、電子ビームを用いて第2パターンを
転写する工程とを含む。これによれば、光ビームが照射
される第1パターンが感応基板上に転写され、第1パタ
ーンが転写される前記感応基板上の区画領域内に、電子
ビームを用いて第2パターンが転写される。このため、
電子ビーム露光のみを行なう従来に比べ、高スループッ
トで微細パターンを高精度に露光することが可能にな
る。
【0029】この場合において、請求項18に記載の発
明の如く、前記第2パターンは前記第1パターンよりも
微細であることが、スループット向上の点からはより望
ましい。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
ないし図7に基づいて説明する。
【0031】図1には、一実施形態に係る露光装置10
の構成が概略的に示されている。この露光装置10は、
設置床上に複数(ここでは4つ)の除振台12(但し、
紙面奥側の2つは図示せず)を介して水平に保持された
ウエハステージ台14と、このウエハステージ台14上
に搭載された真空チャンバ16及びウエハ交換用チャン
バ18と、真空チャンバ16内に収納されウエハステー
ジ台14上で2次元移動する基板ステージとしてのウエ
ハステージ20と、真空チャンバ16の内部にその一端
(図1における下端)が臨む状態で真空チャンバ16の
天板に取り付けられた投影光学系PLと、この投影光学
系PLの上方でレチクル(フォトマスク)Rを水平に保
持するレチクルステージ21と、レチクルRの上方に配
置された照明系22と、その一端(図1における下端)
が真空チャンバ16内部にそれぞれ臨む状態で真空チャ
ンバ16の天板にそれぞれ取り付けられたマーク検出系
としてのオフアクシス方式のアライメントセンサ24及
び電子光学系としての電子鏡筒26とを備えている。
【0032】前記4つの除振台12としては、ダンピン
グ液中に圧縮コイルバネを入れた機械式ダンパや空気式
ダンパ等を除振パッドとして備え、除振パッド自体があ
る程度のセンタリング機能を備えたものが使用されてお
り、これら4つの除振台12を介して設置床からウエハ
ステージ台14に作用する微振動がマイクロGレベルで
絶縁されるようになっている。
【0033】上記ウエハステージ台14の内部には、不
図示の電磁コイル(いわゆるムービングマグネット型の
リニアモータの固定側コイルのようなもの)が埋め込ま
れており、この電磁コイルの電磁力でその底面に不図示
の永久磁石(又は電磁石)が埋め込まれたウエハステー
ジ20が駆動されるようになっている。すなわち、ウエ
ハステージ台14の内部に埋め込まれた不図示の電磁コ
イルとウエハステージ20底部の不図示の永久磁石(又
は電磁石)とによって、非接触でウエハステージ20を
2次元方向に駆動するステージ駆動系42(図3参照)
が構成されている。従って、本実施形態の場合は、真空
チャンバ16内にメカ的な送りネジや、ガイドレール等
は設ける必要がない。
【0034】また、ウエハステージ台14の内部には、
ウエハステージ20の移動の際や、後述する光露光、電
子ビーム露光で発生する熱を外部に放熱するための、廃
熱パイプ28が張り巡らされている。この排熱(廃熱)
の仕組みについては後述する。
【0035】真空チャンバ16とウエハ交換用チャンバ
18とは、不図示の開閉扉を介して隣接しており、真空
チャンバ14の内部は真空度の高い高真空室とされてい
る。一方、ウエハ交換用チャンバ18の内部は真空チャ
ンバ16内部より真空度の幾分低い低真空室となってい
る。このウエハ交換用チャンバ18が設けられているた
め、ウエハ交換時等に真空チャンバ16内部を外部と直
接連通させる必要がなくなり、結果的に真空チャンバ1
6内の真空度が不用意に低下しない(高い真空度を維持
できる)ようになっている。ウエハ交換用チャンバ18
の内部には、実際には、外部とのウエハ交換及び真空チ
ャンバ16内のウエハステージ20との間でウエハ交換
を行なう不図示のウエハ交換機構が収納されている。
【0036】ウエハステージ20は、真空チャンバ16
内で、不図示の真空与圧型空気軸受けを介してウエハス
テージ台14上面から所定のクリアランスを介して浮上
支持されており、このウエハステージ20は、前述した
ステージ駆動系42により非接触状態でXY面内で駆動
される。このウエハステージ20上に不図示のウエハホ
ルダを介して感応基板としてのウエハWが保持されてい
る。このウエハWの表面には、ここでは光による露光と
電子ビームによる露光がともに可能なレジスト(例えば
化学増幅型レジストの一部のもの)が塗布されている。
【0037】前記ウエハステージ20は、ここでは排熱
性、熱伝導性の良いセラミック製のものが使用されてい
る。これは、ウエハステージ20の移動の際や、後述す
る光露光、電子ビーム露光で発生する熱をウエハステー
ジ台14及びウエハステージ台14内に張り巡らされた
廃熱パイプ28を介して外部に排熱しやすくするためで
ある。ここで、排熱の仕組みについて簡単に説明する
と、通常ウエハステージ20は前述の如くウエハステー
ジ台14上に浮上支持されているので、移動時及び露光
時に熱が溜るが、所定の排熱位置を定めておいて、その
位置にウエハステージ20が来たときに、真空与圧型空
気軸受けを非作動状態にしてウエハステージ20をウエ
ハステージ台14上に自重により落下させ、溜まった熱
をウエハステージ台14に伝達し、この内部に張り巡ら
された廃熱パイプ28を介して外部に放熱させる。排熱
位置としては、ウエハ交換のための待機位置が最も好ま
しい。
【0038】また、ウエハステージ20の図1における
右側面及び紙面奥側面は、鏡面とされており、これらの
鏡面に対向してレーザ干渉計30が真空チャンバ16内
部に配置されている(但し、図1ではウエハステージ2
0の右側面にレーザビームを投射して、その反射光を受
光することにより、ウエハステージ20のX軸方向の位
置を計測するX干渉計30Xのみを図示し、紙面奥側の
干渉計については図示が省略されている)。
【0039】ここで、これらの干渉計を含んで構成され
る干渉計システムの構成及び投影光学系PL、アライメ
ントセンサ24及び電子鏡筒26の配置について、図2
に基づいて説明する。
【0040】図2には、真空チャンバ16の天板を取り
除いた状態の露光装置10の概略平面図が示されてい
る。この図2に示されるように、投影光学系PLとアラ
イメントセンサ24と、電子鏡筒26はX軸方向に沿っ
て所定間隔で配置されている。
【0041】そして、投影光学系PL、アライメントセ
ンサ24、電子鏡筒26の各光軸中心を通るX軸方向の
第1測長軸としての測長軸Xoを有するXレーザ干渉計
30Xによって、ウエハステージ20のX位置が計測さ
れるようになっている。
【0042】また、Y軸方向位置計測用の3つのY干渉
計、すなわち光露光用Y軸干渉計30Yo、アライメン
ト用Y軸干渉計30Ya、電子ビーム露光用Y軸干渉計
30Yeの測長軸、すなわち測長軸Yo(第2測長
軸)、測長軸Ya(第4測長軸)、測長軸Ye(第3測
長軸)は、測長軸Xoとそれぞれ投影光学系PL、アラ
イメントセンサ24、電子鏡筒26の各光軸中心で直交
しており、各干渉計による計測値にアッベ誤差が生じな
いようになっている。ここで、干渉計30X、30Y
o、30Ya、30Yeとしては、基準位置(不図示の
固定鏡位置)からの被計測物体(ここではウエハステー
ジ20)の計測軸(測長軸)方向の相対変位を計測する
ことにより、被計測物体の計測軸方向の位置を計測する
干渉計、例えばヘテロダイン方式のトワイマングリーン
干渉計が使用され、本実施形態では、これら4つの干渉
計30X、30Yo、30Ya、30Yeによって、ウ
エハステージ20の位置を管理する干渉計システムが構
成されている。
【0043】さらに、図2からも明らかなように、本実
施形態ではウエハステージ20として、その一辺の長さ
がウエハWの直径より僅かに長い程度の小型のものが使
用されている。従って、ウエハステージ20の移動位置
によっては、干渉計30Yo、30Ya、30Yeの干
渉計ビームが切れ、ウエハステージ20の位置制御が不
能になると一見思われるが、本実施形態では、測長軸X
oを有する干渉計30Xの計測値に基づき、後述する主
制御装置40(図3参照)が、これらの干渉計30Y
o、30Ya、30Yeをリセットする方式(便宜上
「ステージリセット方式」という)を採用しているの
で、問題は起こらない。このステージリセット方式と
は、一言で言えば、測定や位置決めに必要な干渉計を使
う直前にリセットし、使える状態にする方式のことであ
る(このステージリセット方式の具体的な内容について
は、後に詳述する)。
【0044】前記アライメントセンサ24としては、こ
こでは、画像処理方式のいわゆるFIA(field Image
Alignment )系のアライメントセンサが用いられてお
り、このアライメントセンサ24は、結像光学系24a
とセンサヘッド部(光源及びCCD等の2次元撮像素子
を含む)24bとを有している。これによれば、センサ
ヘッド部24b内のハロゲンランプ等のブロードバンド
な照明光を発する不図示の光源から発せられた照明光が
結像光学系24aを構成する不図示の対物レンズを通過
した後ウエハW(又は後述する基準板)上に照射され、
そのウエハW表面の不図示のウエハマーク領域からの反
射光が結像光学系内部に戻り、対物レンズ、不図示の指
標板を順次透過してセンサヘッド部24b内のCCD等
の撮像面上にウエハマークの像、及び指標板上の指標の
像が結像される。これらの像の光電変換信号が不図示の
信号処理回路により処理され、不図示の演算回路によっ
てウエハマークと指標との相対位置が算出される。
【0045】なお、アライメントセンサとしてはFIA
系に限らず、LIA(Laser Interferometric Alignmen
t) 系やLSA(Laser Step Alignment)系等の他の光
アライメント系は勿論、位相差顕微鏡や微分干渉顕微鏡
等の他の光学装置や、トンネル効果を利用して試料表面
の原子レベルの凹凸を検出するSTM(Scanning Tunne
l Microscope:走査型トンネル顕微鏡)や原子間力(引
力や斥力)を利用して試料表面の原子分子レベルの凹凸
を検出するAFM(Atomic Force Microscope:原子間
力顕微鏡)等の非光学装置等を使用することも可能であ
る。
【0046】前記センサヘッド部24bは、使用時に発
熱するので、真空チャンバ16の外部に配置されてお
り、使用に当たってはこのセンサヘッド部24bの周囲
を空冷等により冷却することが望ましい。
【0047】前記電子鏡筒26は、電子ビームによりウ
エハW上のレジストの露光を行なうもので、電子銃を内
蔵し、この電子銃からの電子ビームをスポットビームに
収束してこれをラスタスキャン又はベクタスキャンする
タイプ、アパーチャ(ステンシルマスク)の組み合わせ
により、電子銃で発生した電子ビームの形状を自由自在
に成形してこれを偏光器等で必要な所に当て露光を行な
うタイプのいずれのタイプの電子光学系を用いてもよ
い。本実施形態では、この電子鏡筒26によって第2露
光システムが構成されている。
【0048】図4には、この電子鏡筒26の具体的な内
部構成の一例が示されている。この図4に示される電子
鏡筒26は、電子銃50、第1電磁レンズ52及び第2
電磁レンズ54等を備えたペンシルビーム方式(ガウス
ビーム方式)の電子光学系である。この図4の電子鏡筒
26では、電子銃50で発した電子ビームをそれぞれ所
定電圧が印加された第1電磁レンズ52、第2電磁レン
ズ54から成る電磁レンズ系によって加速し絞ってスポ
ット上の電子ビームを作り、そのスポットビームでウエ
ハW上のレジストを露光するものである。なお、図4で
は、簡略化して電子鏡筒26の内部構成が示されている
が、実際には、対物アパーチャ、偏向電極、反射電子検
出素子及び非点補正コイル等が設けられている。
【0049】電子鏡筒26のその他の構成としては、
マスク(アパーチャ)に予め作られた1辺が5μm程度
の正方形、平行四辺形等の単純なパターンを投影するセ
ルプロジェクション方式の電子光学系や、セルプロジ
ェクション方式に比べて多少複雑なパターンが予め作成
されたマスク(アパーチャ)にある大きさ(1辺が5μ
mの正方形)のビームを当て、そのマスクを透過した電
子ビームの断面形状に対応するパターンを投影する可変
成形ビーム方式の電子光学系や、マスクに複数のシャ
ッタ(通常、誘電体マスクにマトリクス上配置で電極を
形成し、各電極位置にそれぞれ電圧を印加したり印加し
なかったりすることにより、各電極部を一種のコンデン
サとして機能させることによりシャッタを構成する)が
あるブランキング・アパーチャ・アレイ方式等のEBD
W(EB直描方式)は勿論、光露光システムと同様の
マスク(ステンシルマスク)を用いて250μm角程度
の面積を一度に露光するEBPS(EBプロジェクショ
ンシステム)のいずれの構成を採用しても勿論構わな
い。あるいは、第2露光システムとしての電子鏡筒は、
上記ペンシルビーム方式、上記〜の各方式の任意の
組み合わせにより構成してもよい。重要なことは、光露
光より十分に微細な露光ができることである。
【0050】前記照明系22は、光源(例えばエキシマ
レーザ)、シャッタ、ブラインド、インプットレンズ、
フライアイレンズ、リレーレンズ、メインコンデンサレ
ンズ(いずれも図示せず)等を含んで構成されている。
【0051】この照明系22は、光源からの露光用の照
明光によってレチクルRの下面(パターン形成面)のパ
ターンを均一な照度分布で照明する。ここで、露光用照
明光は、単色光(又は準単色光)であり、その波長(露
光波長)は例えば、KrFエキシマーレーザの248n
m、ArFエキシマレーザの193nm等である。
【0052】レチクルRが搭載されたレチクルステージ
21は、不図示の駆動系によってX方向(図1における
紙面左右方向)、Y方向(図1における紙面直交方向)
及びθ方向(XY面内の回転方向)に微小駆動可能とさ
れている。
【0053】前記投影光学系PLは、その光軸AXがX
Y平面に直交するZ軸方向とされ、ここでは両側テレセ
ントリックで、所定の縮小倍率β(βは例えば1/5)
を有するものが使用されている。このため、レチクルR
のパターンとウエハW上のショット領域との位置合わせ
(アライメント)が行われた状態で、照明光によりレチ
クルRが均一な照度で照明されると、パターン形成面の
パターンが投影光学系PLにより縮小倍率βで縮小され
て、レジストが塗布されたウエハW上に投影され、ウエ
ハW上の各ショット領域(例えば各LSIチップの領
域)にパターンの縮小像が形成される。
【0054】すなわち、本実施形態では、照明系22、
レチクルRが搭載されたレチクルステージ21及び投影
光学系PLによって第1露光システムが構成され、ま
た、この第1露光システムとウエハWを保持してXY移
動するウエハステージ20及びこの駆動系42(これ
は、前述の如く、ウエハステージ台14内部の電磁コイ
ルとウエハステージ20側の永久磁石とによって構成さ
れる)、及び干渉計30X,30Yo,30Yaとこれ
らの制御系とによって、ウエハW上の各ショット領域を
露光位置(投影光学系PLの真下)に位置決めしつつ、
レチクルパターンを投影露光するステップ・アンド・リ
ピート方式の光露光装置が構成されている。
【0055】図3には、本実施形態に係る露光装置10
の制御系の概略構成が示されている。この制御系は、C
PU(中央処理装置)、ROM、RAM等を含んで構成
されるミニコンピュータ(又はマイクロコンピュータ)
から成る主制御装置40を中心として構成され、この主
制御装置40には、前述した4つの干渉計30X、30
Yo、30Ya、30Yeが接続されている。また、こ
の主制御装置40には、前述したアライメントセンサ2
4と、光露光コントローラ44及びEB露光コントロー
ラ46等の各種コントローラが接続されている。
【0056】本実施形態では、図3からも容易に想像さ
れるように、主制御装置40が、干渉計30X、30Y
o、30Ya、30Yeの計測値をモニタしつつウエハ
ステージ台14内に埋め込まれた不図示の電磁コイルを
含むステージ駆動系42を制御することにより、ウエハ
ステージ20の移動を制御するステージコントローラの
役目をも兼ねている。
【0057】光露光コントローラ44は、照明系22内
の不図示の光源のオン・オフ及び不図示のシャッタの開
閉等を制御することにより光露光を制御するコントロー
ラである。EB露光コントローラは、電子鏡筒26内の
電子銃、偏光器等(いずれも図示省略)を制御すること
により電子ビーム露光を制御するコントローラである。
これら光露光コントローラ44、EB露光コントローラ
46は主制御装置40の管理下に置かれている。
【0058】次に、図2、図3を参照しつつ、本実施形
態における主制御装置40の機能を、ステージリセット
機能を中心として説明する。
【0059】この主制御装置40のステージリセット機
能は、ウエハステージ20の移動時に、前記測長軸Y
o、Ya、Yeの干渉計ビームのいずれかが切れ、その
測長軸を有する干渉計が計測不能となったとき、測長軸
Xoの干渉計30X(この干渉計の干渉計ビームは切れ
ることはない)の計測値に基づいて、ウエハステージ2
0の所定の基準点がそれぞれのリセット位置にきたとき
に対応する測長軸の干渉計をリセットする機能である。
【0060】これを更に詳述すると、ウエハステージ2
0の上面には、図2に示されるように基準板FMが設け
られており、この基準板FMは、その表面がウエハW表
面とほぼ同一高さになるように設定され、その表面には
種々の基準マーク(いずれも図示省略)が形成されてい
る。
【0061】 ウエハ交換が終了した状態で、ウエハ
ステージ20が図2に示される位置にあるものとする
と、この状態では干渉計30Yaの測長ビームは切れた
状態にあるが、測長軸Xoの干渉計ビームは切れること
がなく、また測長軸Yoの干渉計ビームは切れいていな
いので、干渉計30X、30Yoの計測値が主制御装置
40に入力されている。従って、主制御装置40では干
渉計30X、30Yoの計測値に基づいてこのときのウ
エハステージのXY2次元座標位置を認識することがで
きるとともに、このX座標に基づいて測長軸Ya(及び
Ye)の干渉計ビームが切れている状態であることを正
確に認識している。但し、このとき干渉計Yoは後述す
るようにしてリセットされており、ウエハステージ20
は基準板FMの中心が投影光学系PLの光軸のほぼ直下
に位置した点(前回の干渉計30Yoのリセット位置)
を原点とする(Xo,Yo)座標系で管理されている。
【0062】次に、主制御装置40では干渉計30Yo
の計測値をモニタしつつそのYo座標が0になるまでウ
エハステージ20を図2における−Y方向に駆動する。
これにより、基準板FMの中心がほぼ測長軸Xo軸に一
致した状態となる。次いで、主制御装置40では、干渉
計30Xの計測値をモニタしつつウエハステージ20を
+X方向に移動して基準板FMをアライメントセンサ2
4のほぼ直下に位置させる。この状態で、主制御装置4
0ではアライメントセンサ24の出力に基づいて基準板
FMの所定の基準マーク(例えば、基準板FMの中心に
形成されているマーク)の位置をアライメントセンサ2
4内の指標中心を基準として計測すると同時に測長軸Y
aを有する干渉計30Yaをリセットする。
【0063】これにより、ウエハステージ20の位置
は、干渉計30X、30Yaの計測値に基づく(Xo,
Ya)座標系で管理されるようになる。
【0064】ここで、図2の場合には、干渉計30Ya
のリセット位置では干渉計Yoの干渉計ビームは切れな
いので、上記のウエハステージ20の図2の位置から基
準板FMがアライメントセンサ24のほぼ直下に位置す
る位置までの移動は、干渉計30X、30Yoの計測値
に基づいて図2に矢印mで示される直線経路に沿って行
なっても良い。
【0065】しかし、例えば、測長軸YoとYaの間隔
がもっと離れている場合には、上記のウエハステージ2
0の移動の途中で干渉計Yoの干渉計ビームは切れてし
まい、ウエハステージ20の位置制御が不能となってし
まう。これに対し、前述したようにウエハステージ20
を−Y軸方向に一旦移動させた後、+X方向に移動させ
る方法を採用すれば、位置制御不能状態が生じることな
く、干渉計30Yaを予め定められたリセット位置(例
えば、基準板FMがアライメントセンサ24の直下に位
置する位置)でリセットすることができる。
【0066】その後、アライメント計測が行なわれる。
すなわち、主制御装置40ではウエハW上の複数のショ
ット領域の内、予め定められた特定のサンプルショット
の位置検出用マーク(ウエハマーク)の位置計測を、干
渉計30X、30Yaの計測値をモニタしつつウエハス
テージ20を順次移動して、アライメントセンサ24の
出力に基づいて(Xo,Ya)座標系上で行なう。そし
て、この計測した各サンプルショットのウエハマーク位
置と設計上のショット領域の配列データとを用いて、例
えば特開昭61−44429号公報等に開示されるよう
な最小二乗法による統計演算を行なって、ウエハ上の上
記複数ショット領域の全配列データを求める。但し、計
算結果は、基準板FMの中心位置を基準とするデータに
変換しておくことが望ましい。
【0067】 上記のアライメント計測の終了後(こ
の状態では、干渉計30Yoの干渉計ビームは切れてい
るものとする)、露光処理シーケンスに移行する。
【0068】すなわち、主制御装置40では、干渉計3
0X、30Yaの計測値をモニタしつつ、基準板FMが
アライメントセンサ24のほぼ真下に位置する位置まで
ウエハステージ20をステージ駆動系42を介して移動
させた後、干渉計30Xの計測値をモニタしつつ基準板
FMが投影光学系PLのほぼ真下に位置する位置までウ
エハステージ20を−X方向に移動する。
【0069】次いで主制御装置40では、不図示のレチ
クル顕微鏡を用いて投影光学系を介した基準板FM上の
所定の基準マークとレチクルR上のレチクルマークとの
相対位置ずれを計測すると同時に、干渉計30Yoをリ
セットする。これにより、再びウエハステージ20の位
置が座標系(Xo,Yo)上で管理されるようになる。
【0070】そして、主制御装置40では上記の相対位
置ずれの計測結果と先に算出したショット配列データと
に基づいて、干渉計30X、30Yoの計測値をモニタ
しつつウエハW上の各ショット領域を露光位置に位置決
めしつつ、光露光コントローラ44を介して照明光学系
内のシャッタを開閉制御しながら、ステップアンドリピ
ート方式でレチクルパターンをウエハ上に順次露光す
る。
【0071】このようにしてレチクルパターンの露光が
終了すると、主制御装置40では特に微細なパターン
や、上記の光露光で十分な露光ができなかったパターン
の修正露光を行なうべく、ウエハステージ20を電子鏡
筒26の下方まで移動させる。
【0072】このときのウエハステージ20の移動も、
上記で説明した場合と同様の手順で行なわれ、基準板
FMが電子鏡筒26のほぼ真下に位置した状態で測長軸
Yeを有する干渉計30Yeのリセットが、主制御装置
40によって行われる。これにより、ウエハステージ4
0の位置は(Xo,Ye)座標系上で管理されるように
なる。そして、主制御装置40では、干渉計30X、3
0Yeの計測値をモニタしつつ、修正露光の対象となる
ショット領域を露光位置(電子鏡筒26の直下)に位置
決めし、ウエハステージ20の停止状態であるいはウエ
ハステージ20を移動させつつEB露光コントローラ4
6を介して電子ビームによる修正露光を行なう。
【0073】ここで、上述した光ビームによる投影光学
系PLを介したレチクルパターンの転写と、電子鏡筒2
6による電子ビームを用いたその転写像の修正露光の具
体例について、図5に基づいて簡単に説明する。
【0074】図5(A)に示されるような矩形(長方
形)のパターンP1を投影光学系PLを介して露光用照
明光によりポジ型レジストが塗布されたウエハW上に転
写した場合に、例えば図5(B)に示されるように、矩
形の4角の部分が十分に解像できないことが比較的多く
生じる。かかる場合に、ウエハステージ20を移動しつ
つ電子鏡筒26からの電子ビームを用いて図5(C)中
に斜線部にて示される4角の部分を修正露光することに
より、最終的に露光現像後に図5(D)に示されるよう
な所望のパターンP1’を得ることができる。
【0075】同様に、図6(A)に示されるようなレチ
クルR上に隣接して配置された矩形パターンP2、P
3、P4に露光用照明光を照射してポジ型レジストが塗
布されたウエハW上に該パターンP2、P3、P4を転
写した場合に、図6(B)に示されるように各角部が十
分に解像できないようなL字状の転写パターンになるこ
とが比較的多く生じる。このような場合に、ウエハステ
ージ20を移動しつつ電子鏡筒26からの電子ビームを
用いて図6(C)中に斜線部にて示される角の部分を修
正露光することにより、最終的に露光現像後に図6
(D)に示されるような所望のL字パターンPを得るこ
とができる。
【0076】この他、本実施形態では、図7に示される
ような大面積の四角形の第1パターンP11(例えばメ
モリセルの一部)と、この第1パターンP11に接続さ
れるラインパターンP12(例えば周辺回路の一部、あ
るいは配線の一部)とから成るパターンPをウエハW上
に転写したい場合、第1パターンP11に対応するパタ
ーンをレチクルR上に予め形成し、これを投影光学系P
Lを介してウエハW上に転写し、ウエハステージ20を
移動して、第2パターンP12を電子鏡筒26により光
ビームでウエハW上に転写するようなことも可能であ
る。この場合には、大面積のパターンを高スループット
で露光することができるという光露光の長所と、微細パ
ターンを高精度に露光することができるという電子ビー
ム露光の長所とにより、スループットの著しい低下を招
くことなく、極く微細なパターンを一部に含むパターン
を高解像力で露光することが可能となる。
【0077】ここで、先に説明した修正露光の場合に
は、ガウスビーム方式やセルプロジェクション方式、可
変成形ビーム方式、ブランキング・アパーチャ・アレイ
方式等のEB直描方式の方がより繊細な修正露光が可能
な点で好適であるが、1つのデバイスパターンを部分毎
に分割してウエハW上に転写する場合には、より面積の
大きい領域を一度に露光できる点からEBPSがより好
適であると言える。勿論、転写すべきパターン線幅が極
めて細い場合には、0.2nm程度の線幅を精度良く露
光できるのでガウスビーム方式が最も好適である。
【0078】以上説明したように、本実施形態の露光装
置10によると、真空チャンバ16に光露光用の投影光
学系PLと電子ビーム露光用の電子鏡筒24とを同時に
設けたことから、光露光の特徴である、大面積で、殆ど
のパターンを露光し、最も微細なところは電子ビームで
露光したり、光では分解能的に足りなくて、長さが短く
なったり、角が丸くなってしまうところをEBで修正露
光することが可能になる。すなわち、電子ビームによる
露光時には、0.2nm程度の高解像力が期待されるの
で、非常に細かな修正露光が可能となる。従って、殆ど
のパターンを光により露光し、その修正露光を電子ビー
ムにより行なうことにより、スループットを高く維持し
た状態で、微細パターンを高解像力で露光することが可
能になる。
【0079】また、光露光に続いて電子ビーム露光を連
続的に行なう場合に、ウエハの載せ替え等が不要である
ことから、光露光からEB露光に移るまでの間の時間ロ
スを低減することができ、その分スループットを向上さ
せることができる。但し、上述した光露光により感応基
板上に形成されたパターンの修正を電子線による露光で
行なう方法は、同一の装置に限らず、別々の光露光装置
と電子線露光装置とを用いて行なっても良い。かかる場
合にも、大面積のパターンを高スループットで光により
露光し、光露光で不十分な部分を電子線露光により修正
することができるので、電子線露光のみを行なう場合に
比べ、高スループットで微細パターンを高精度に露光す
ることが可能になる。
【0080】また、本実施形態の露光装置10では、ス
テージリセット方式が採用されていることから、ウエハ
ステージ20の1辺の長さをウエハ直径より僅かに大き
い程度にすることが可能となる。従って、真空チャンバ
を含む装置全体の小型化を図ることが可能となり、ステ
ージの大型化、重量化による運動・制御性能の悪化等の
不都合も回避することができる。
【0081】しかしながら、干渉計ビームを受光するウ
エハステージ鏡面(あるいは移動鏡を用いる場合には、
その移動鏡)の長さを長く設定して、測長軸Yo、Y
a、Yeの3本の干渉計ビームが切れないようにしてお
く場合には、上記ステージリセット方式は必ずしも採用
しなくても良い。
【0082】また、本実施形態では、投影光学系PL及
び電子鏡筒26の大部分が真空チャンバ16外に配置さ
れているので、これらが全て真空チャンバ16内に収納
される場合に比べ、真空チャンバ16の容積を大幅に小
さくすることができ、真空吸引に要する時間及び真空ポ
ンプの必要能力等を低減してコストの低減を図ることが
でき、投影光学系PL、電子鏡筒26による露光の際の
発熱がチャンバ16内に与える影響を軽減でき、特にチ
ャンバ16外に露出している部分を冷却する場合には、
この影響を一層軽減できる。
【0083】なお、上記実施形態では、基準板FM上の
基準マークを基準として、この基準マークが所定のリセ
ット位置に位置決めされたとき干渉計のリセットを行な
う場合について例示したが、基準板FM上の基準マーク
の代わりに例えばウエハW上の特定のアライメントマー
クを位置基準として用いることも可能である。
【0084】更に、上記実施形態の露光装置10では、
ウエハステージ20は真空室内を移動するので、この位
置を管理する干渉計の空気揺らぎや音波によるゆらぎが
殆ど無く、これによりステージの位置制御精度の向上を
図ることができるという利点もある。この他、光アライ
メントと、EBアライメントが共用できるので対プロセ
ス性が向上するといったメリットもある。
【0085】なお、上記実施形態では、露光装置10を
構成する光露光装置部分が、ステップアンドリピート方
式の露光装置である場合について説明したが、これに限
らず、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式等の走
査型露光装置やスティッチング露光方式の露光装置と電
子鏡筒とを同一の装置として構成してもよい。
【0086】また、上記実施形態では、アライメント系
として、オフアクシス方式のアライメントセンサを設け
た場合について説明したが、これに代えてあるいはこれ
とともにTTR、TTL方式のアライメントセンサを設
けても良い。
【0087】なお、上記実施形態では、投影光学系PL
とアライメントセンサ24と電子鏡筒26とが一直線状
に並んで配置された場合について説明したが、本発明が
これに限定されることはない。但し、これらが一直線上
に並ばない場合は、アッベ誤差の発生を防止するため、
X軸方向の干渉計の本数をその分増やす必要がある。
【0088】また、ウエハ交換用チャンバ18内に、ウ
エハ交換機が内蔵されていることから、真空チャンバ1
6内でアライメント・露光を行なうのと並行してウエハ
交換用チャンバ18と外部との間でウエハのやり取りを
行なうことが可能であり、処理がオーバーラップする分
だけ全体のスループットを向上させることが可能であ
る。この観点から考えれば、ウエハ交換用チャンバを2
つ設けるとともに、ウエハステージを2つ設けて、一方
のウエハステージ側でアライメント・露光を行なう間
に、他方のウエハステージ側でウエハ交換、排熱処理を
実行するようにしても良い。
【0089】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1〜4及び
請求項7〜16に記載の各発明によれば、スループット
の著しい低下を招くことなく、従来より一層微細なパタ
ーンを高解像力で露光することができるという従来にな
い優れた効果がある。
【0090】また、請求項5、6及び請求項17、18
に記載の各発明によれば、スループットの著しい低下を
招くことなく、従来より一層微細なパターンを高解像力
で露光することが可能な露光方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示
す図である。
【図2】真空チャンバの天板を取り除いた状態の図1の
露光装置の概略平面図である。
【図3】図1の露光装置の制御系の概略構成を示すブロ
ック図である。
【図4】図1の電子鏡筒の内部構成の一例を示す図であ
る。
【図5】電子ビームによる修正露光の一具体例を説明す
るための図である((A)〜(D))。
【図6】電子ビームによる修正露光の他の具体例を説明
するための図である((A)〜(D))。
【図7】同一のデバイスパターンの一部を光露光により
ウエハ上に転写し、残りの一部を電子ビームによりウエ
ハ上の同一ショットに転写する露光方法の一例を説明す
るための図である。
【符号の説明】
10 露光装置 16 真空チャンバ 20 ウエハステージ(基板ステージ、ステージ) 21 レチクルステージ(第1露光システムの一部) 22 照明系(第1露光システムの一部) 24 アライメントセンサ(マーク検出系) 26 電子光学系(第2露光システム) 30X、30Yo、30Ye、30Ya 干渉計システ
ム 40 主制御装置(制御手段) W ウエハ(感応基板) PL 投影光学系(第1露光システムの一部) Xo 第1測長軸 Yo 第2測長軸 Ye 第3測長軸 Ya 第4測長軸

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 感応基板上に所定のパターンを露光する
    露光装置であって、 前記感応基板を搭載して2次元面内を移動する基板ステ
    ージと;前記基板ステージを収納する真空チャンバと;
    前記真空チャンバに取り付けられ、前記基板ステージに
    搭載された感応基板上に光によりパターンを露光する投
    影光学系と;前記投影光学系と並んで前記真空チャンバ
    に取り付けられ、前記基板ステージに搭載された感応基
    板上に電子線によりパターンを露光する電子光学系と;
    前記投影光学系及び前記電子光学系の各々で前記基板ス
    テージに搭載された感応基板に露光できるように前記基
    板ステージの位置を管理する干渉計システムとを有する
    露光装置。
  2. 【請求項2】 前記干渉計システムは、前記投影光学系
    の光軸中心と前記電子光学系の光軸中心を結ぶ第1軸方
    向の第1測長軸と、前記投影光学系の光軸中心で前記第
    1測長軸と垂直に交差する第2測長軸と、前記電子光学
    系の光軸中心で前記第1測長軸と垂直に交差する第3測
    長軸とも少なくとも有することを特徴とする請求項1に
    記載の露光装置。
  3. 【請求項3】 前記投影光学系の光軸中心と前記電子光
    学系の光軸中心を結ぶ第1軸上に、前記感応基板上に形
    成された位置検出用マークを検出するマーク検出系を更
    に有することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
  4. 【請求項4】 前記干渉計システムは、前記第1軸方向
    の第1測長軸と、前記投影光学系の光軸中心で前記第1
    測長軸と垂直に交差する第2測長軸と、前記電子光学系
    の光軸中心で前記第1測長軸と垂直に交差する第3測長
    軸と、前記マーク検出系の検出中心で前記第1測長軸と
    垂直に交差する第4測長軸とを少なくとも有することを
    特徴とする請求項3に記載の露光装置。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の露光装置を用いて前記
    感応基板を露光する露光方法であって、 前記投影光学系により前記感応基板上にパターンを露光
    する第1工程と;前記第1工程で前記感応基板上に露光
    されたパターンを修正するために前記電子光学系により
    露光する第2工程とを含む露光方法。
  6. 【請求項6】 感応基板上にパターンを露光する露光方
    法であって、 前記感応基板上に光を用いてパターンを露光する第1工
    程と;前記第1工程で露光されたパターンを修正するた
    めに電子線を用いて前記感応基板を露光する第2工程と
    を含む露光方法。
  7. 【請求項7】 マイクロデバイスを製造するリソグラフ
    ィ工程で使用される露光装置であって、 感応基板を保持するステージと;前記ステージを収納す
    る真空チャンバと;前記感応基板を光ビームで露光する
    第1露光システムと;前記感応基板を電子ビームで露光
    する第2露光システムとを備え、 前記第1及び第2露光システムはそれぞれその少なくと
    も一部が前記真空チャンバー外に配置されていることを
    特徴とする露光装置。
  8. 【請求項8】 前記第1露光システムは、前記光ビーム
    で照射されるデバイスパターンを前記感応基板上に転写
    し、前記第2露光システムは、前記デバイスパターンが
    転写される前記感応基板上の区画領域の少なくとも一部
    に前記電子ビームを照射することを特徴とする請求項7
    に記載の露光装置。
  9. 【請求項9】 前記第2露光システムは、前記第1露光
    システムによって前記感応基板上に転写されたデバイス
    パターンの一部に前記電子ビームを照射してその修正を
    行なうことを特徴とする請求項8に記載の露光装置。
  10. 【請求項10】 前記第1露光システムは、前記感応基
    板上にデバイスパターンの第1部分を転写し、前記第2
    露光システムは、前記デバイスパターンの前記第1部分
    と異なる第2部分を前記感応基板上に転写することを特
    徴とする請求項7に記載の露光装置。
  11. 【請求項11】 前記第2部分のパターンは、前記第1
    部分のパターンよりも微細であることを特徴とする請求
    項10に記載の露光装置。
  12. 【請求項12】 前記第1部分の面積は、前記第2部分
    の面積よりも大きいことを特徴とする請求項10又は1
    1に記載の露光装置。
  13. 【請求項13】 前記第1露光システムは、前記光ビー
    ムをマスクに照射する照明系と、前記マスクから出射す
    る前記光ビームを前記感応基板上に投射する投影光学系
    とを有し、前記投影光学系は前記感応基板側の少なくと
    も一部が前記真空チャンバに取り付けられていることを
    特徴とする請求項7〜12のいずれか一項に記載の露光
    装置。
  14. 【請求項14】 前記第2露光システムは、前記電子ビ
    ームを前記感応基板上に投射する電磁レンズ系を有し、
    該電磁レンズ系は前記感応基板側の少なくとも一部が前
    記真空チャンバに取り付けられていることを特徴とする
    請求項7〜13のいずれか一項に記載の露光装置。
  15. 【請求項15】 前記第2露光システムは、ペンシルビ
    ーム方式、可変成形ビーム方式、セルプロジェクション
    方式、ブランキング・アパーチャ・アレイ方式、及びE
    BPSのいずれか1つ、あるいはそれらを組み合わせた
    ものであることを特徴とする請求項7〜14のいずれか
    一項に記載の露光装置。
  16. 【請求項16】 マイクロデバイスを製造するリソグラ
    フィ工程で使用される露光装置であって、 光ビームが照射される第1パターンの少なくとも一部の
    像を感応基板上に投影する投影光学系と;第2パターン
    を転写するために電子ビームを前記感応基板上に投射す
    る電子光学系と;前記投影光学系と前記電子光学系とが
    それぞれ接続される真空チャンバと;前記真空チャンバ
    内に配置され、前記第1及び第2パターンが前記感応基
    板上の同一領域内に転写されるように前記基板を移動す
    る装置とを備える露光装置。
  17. 【請求項17】 デバイスパターンを感応基板上に転写
    する露光方法であって、 光ビームが照射される第1パターンを前記感応基板上に
    転写する工程と;前記第1パターンが転写される前記感
    応基板上の区画領域内に、電子ビームを用いて第2パタ
    ーンを転写する工程とを含む露光方法。
  18. 【請求項18】 前記第2パターンは前記第1パターン
    よりも微細であることを特徴とする請求項17に記載の
    露光方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002057105A (ja) * 2000-08-14 2002-02-22 Nec Corp 半導体薄膜製造方法、半導体薄膜製造装置、およびマトリクス回路駆動装置
JP2002280290A (ja) * 2001-03-21 2002-09-27 Nec Corp 電子ビーム露光用及び該マスクを用いた電子ビーム露光方法
JP2003068609A (ja) * 2001-08-24 2003-03-07 Nikon Corp 減圧雰囲気下処理装置、エネルギビーム照射装置及び露光装置
KR100524265B1 (ko) * 1999-04-19 2005-10-26 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 진공챔버용 격리 마운트와 리소그래피 투영장치에의 그 적용

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