JPH11317363A - Method of scanning exposure and manufacture of device using the same - Google Patents

Method of scanning exposure and manufacture of device using the same

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JPH11317363A
JPH11317363A JP11065667A JP6566799A JPH11317363A JP H11317363 A JPH11317363 A JP H11317363A JP 11065667 A JP11065667 A JP 11065667A JP 6566799 A JP6566799 A JP 6566799A JP H11317363 A JPH11317363 A JP H11317363A
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pulse
wafer
reticle
scanning
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健爾 西
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    • 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
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    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce uneven illuminance on a substrate exposed to light, by adjusting variation in exposure beam due to change in the period of pulse oscillation of exposure beam. SOLUTION: Pulse laser light IL as exposure light projected from a beam shaping optical system 17 illuminates a reticle 12 through a mirror 18 and a condenser lens 19 with uniform illuminance. At this time, laser beam from a laser interferometer 23 secured on a guide 22 is reflected at a moving mirror 21, and the position in the z direction and amount of yawing of the reticle 12 are measured through the laser interferometer 23. These pieces of measurement data S1 are supplied to a main control system 25. The main control system 25 controls the movement of the reticle 12 through a drive 24, and controls the shape and the like of the opening in the variable visual field stop of the beam shaping optical system 17. Further, the main control system 25 controls the light emitting operation of a pulse laser light source 16 through a laser light source controller 26.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体集積回路
又は液晶表示素子等をリソグラフィ工程で製造する際に
使用される露光方法に関し、特にパルス発光する光源を
用いて所謂スリットスキャン露光方式で露光する走査露
光方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure method used, for example, when a semiconductor integrated circuit or a liquid crystal display element is manufactured by a lithography process. Scanning exposure method.

【0002】[0002]

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

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

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

【0005】[0005]

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

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

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

【0008】本発明は斯かる点に鑑み、パルス発光型の
光源を用いてスリットスキャン露光方式で露光を行う場
合に、感光基板上の照度むら(積算露光量むら)を低減
させることができる走査露光方法を提供することを目的
とする。本発明は更に、そのような走査露光方法を用い
たデバイス製造方法を提供することも目的とする。
In view of the foregoing, the present invention provides a scanning method capable of reducing illuminance unevenness (unified exposure amount unevenness) on a photosensitive substrate when performing exposure by a slit scan exposure method using a pulsed light source. An object of the present invention is to provide an exposure method. Another object of the present invention is to provide a device manufacturing method using such a scanning exposure method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明による第一走査露
光方法は、露光中に、パルス発振される露光ビームに対
して被照射体の移動を行う走査露光方法において、前記
露光ビームのパルス発振の周期の変更に起因する前記露
光ビームの変化を調整するものである。また、本発明に
よる第2の走査露光方法は、露光中に、パルス発振され
る露光ビームに対して被照射体の移動を行う走査露光方
法において、前記被照射体を保持して移動するステージ
の位置をモニターし、該モニター結果に基づいて、前記
露光ビームのパルス発振のタイミングを調整するもので
ある。
A first scanning exposure method according to the present invention is directed to a scanning exposure method for moving an object to be irradiated with a pulsed exposure beam during exposure. To adjust the change of the exposure beam caused by the change of the period. A second scanning exposure method according to the present invention is a scanning exposure method for moving an irradiation object with respect to an exposure beam that is pulsed during exposure, wherein the stage for holding and moving the irradiation object is held. The position is monitored, and the timing of pulse oscillation of the exposure beam is adjusted based on the monitoring result.

【0010】また、本発明による第3の走査露光方法
は、露光中に、パルス発振される露光ビームに対して被
照射体の移動を行う走査露光方法において、前記露光ビ
ームのパルス発振の直前に前記被照射体を保持するステ
ージの位置をモニターし、該モニターの結果に基づい
て、前記露光ビームのパルス発振のときに前記ステージ
の位置を補正するものである。
According to a third scanning exposure method of the present invention, in the scanning exposure method in which the irradiation object is moved with respect to the pulse-oscillated exposure beam during the exposure, The position of the stage holding the irradiation object is monitored, and the position of the stage is corrected at the time of pulse oscillation of the exposure beam based on the result of the monitoring.

【0011】また、本発明による第4の走査露光方法
は、露光中に、パルス発振される露光ビームに対して被
照射体の移動を行う走査露光方法において、前記露光ビ
ームのパルス発振の周期変更により前記露光ビームのパ
ワーが変化する場合には、前記露光ビームのパワーを調
整するものである。また、本発明によるデバイス製造方
法は、本発明の走査露光方法を使用するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a scanning exposure method for moving an irradiation object with respect to an exposure beam which is pulse-oscillated during exposure. The power of the exposure beam is adjusted when the power of the exposure beam changes. Further, a device manufacturing method according to the present invention uses the scanning exposure method of the present invention.

【0012】[0012]

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

【0013】この場合、感光基板(15)上で光源(1
6)がパルス発光した時点でその投影像(46P)のエ
ッジ部に在る露光位置を点P1として、1回のパルス発
光で感光基板(15)上の各露光位置に照射されるエネ
ルギー量をΔEとする。従って、パルス発光時に投影像
(46P)のエッジ部に在る点にはΔE/2のエネルギ
ーが照射される。すると、点P1に照射されるエネルギ
ー量EP1は次のようになる。 EP1=2・ΔE/2+(n−1)・ΔE =n・ΔE
In this case, the light source (1) is placed on the photosensitive substrate (15).
When the exposure position at the edge of the projected image (46P) at the point of time when 6) emits the pulse is defined as a point P1, the energy amount applied to each exposure position on the photosensitive substrate (15) by one pulse emission is Let ΔE. Therefore, a point at the edge of the projected image (46P) is irradiated with energy of ΔE / 2 during the pulse emission. Then, the energy amount EP1 applied to the point P1 is as follows. EP1 = 2 · ΔE / 2 + (n−1) · ΔE = n · ΔE

【0014】また、パルス発光時に投影像(46P)の
エッジ部の僅かに内側に在る点P2については、投影像
(46P)の中に在る間にn回のパルス発光が行われる
ので、点P2に照射されるエネルギー量もn・ΔEとな
り、感光基板(15)上の全ての露光位置において照射
されるエネルギー量はそれぞれn・ΔEとなり、照度む
らは無くなる。
At point P2 slightly inside the edge of the projected image (46P) at the time of pulse emission, n times of pulse emission are performed while in the projected image (46P). The amount of energy applied to the point P2 is also n · ΔE, and the amount of energy applied to all the exposure positions on the photosensitive substrate (15) is also n · ΔE, so that illuminance unevenness is eliminated.

【0015】これに対して、図4(b)に示すように、
照明領域の感光基板(15)上の投影像(46P)の相
対的な走査方向(DW方向)の幅β・L1が、パルス光
源(16)のパルス発光の1周期の間に感光基板(1
5)がそのDW方向に移動する距離ΔL1の例えば3.
5倍であるとする。この場合、感光基板(15)上で光
源(16)がパルス発光した時点でその投影像(46
P)のエッジ部に在る露光位置を点Q1とすると、点Q
1に照射されるエネルギー量EQ1は、3.5・ΔEとな
る。
On the other hand, as shown in FIG.
The width β · L1 in the relative scanning direction (DW direction) of the projection image (46P) on the photosensitive substrate (15) in the illumination area is such that the photosensitive substrate (1) is generated during one cycle of pulse emission of the pulse light source (16).
5) is, for example, 3.
Assume that it is five times. In this case, when the light source (16) emits a pulse on the photosensitive substrate (15), its projected image (46) is emitted.
Assuming that the exposure position at the edge of P) is a point Q1, the point Q
The amount of energy EQ1 applied to 1 is 3.5 · ΔE.

【0016】また、パルス発光時に投影像(46P)の
エッジ部の僅かに内側に在る点Q2に照射されるエネル
ギー量EQ2は4・ΔEとなり、パルス発光時に投影像
(46P)のエッジ部の僅かに外側に在る点Q3に照射
されるエネルギー量EQ3は3・ΔEとなる。従って、感
光基板(15)上の露光位置に応じて照射されるエネル
ギー量は3・ΔE〜4・ΔEの間でばらつくため、照度
むらが発生する。同様に、パルス発振の同期の変更や感
光基板(被照射体)の位置の誤差等が生じても照度むら
が発生するため、それらに応じて露光ビームのパワーや
発振のタイミング等の調整を行うことで、照度むらは低
く抑えられる。
The energy amount EQ2 applied to the point Q2 slightly inside the edge of the projected image (46P) at the time of pulse emission is 4.ΔE, and the energy of the edge of the projected image (46P) at the time of pulse emission is 4.ΔE. The energy amount EQ3 applied to the point Q3 slightly outside is 3.ΔE. Therefore, the amount of energy applied in accordance with the exposure position on the photosensitive substrate (15) varies between 3 · ΔE and 4 · ΔE, so that illuminance unevenness occurs. Similarly, even if the synchronization of the pulse oscillation is changed or an error in the position of the photosensitive substrate (irradiated object) occurs, the illuminance unevenness occurs. Therefore, the power of the exposure beam, the timing of oscillation, and the like are adjusted accordingly. As a result, illuminance unevenness can be kept low.

【0017】[0017]

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

【0018】レチクル12はレチクルステージ20上に
保持され、レチクルステージ20のZ方向(図1の紙面
内の上下方向)の一端に移動鏡21が取り付けられ、レ
チクルステージ20及び移動鏡21はガイド22に沿っ
てZ方向に等速移動できるように支持されている。レチ
クルステージ20にはZ方向への移動及びヨーイング補
正のための微小回転等を行うための駆動装置24が接続
されている。また、ガイド22に対して固定されたレー
ザー干渉計23からのレーザービームが移動鏡21に反
射され、レーザー干渉計23によりレチクル12のZ方
向の位置及びヨーイング量が常時計測され、これらの計
測データS1が主制御系25に供給されている。主制御
系25は、駆動装置24を介してレチクル12の動作を
制御し、ビーム整形光学系17中の可変視野絞りの開口
の形状等を制御すると共に、レーザー光源制御装置26
を介してパルスレーザー光源16の発光動作を制御す
る。
The reticle 12 is held on a reticle stage 20, and a movable mirror 21 is attached to one end of the reticle stage 20 in the Z direction (the vertical direction in the plane of FIG. 1). Are supported so as to be able to move at a constant speed in the Z direction along the axis. The reticle stage 20 is connected to a driving device 24 for performing movement in the Z direction, minute rotation for yawing correction, and the like. The laser beam from the laser interferometer 23 fixed to the guide 22 is reflected by the movable mirror 21, and the laser interferometer 23 constantly measures the position and yawing amount of the reticle 12 in the Z direction. S1 is supplied to the main control system 25. The main control system 25 controls the operation of the reticle 12 via the driving device 24, controls the shape of the aperture of the variable field stop in the beam shaping optical system 17, and controls the laser light source control device 26.
The light emission operation of the pulse laser light source 16 is controlled via the.

【0019】レチクル12のパターンを通過したパルス
レーザー光ILは、第1レンズ群27を経て第1凹面鏡
28に導かれ、ここでの反射により所定の縮小倍率が得
られる。第1凹面鏡28で反射されたパルスレーザー光
は、第2レンズ群29を経て光路屈曲用の平面反射鏡3
0で反射されて負レンズ31を介して第2凹面鏡32に
入射し、ここでの反射により等倍よりやや大きい倍率が
与えられる。第2凹面鏡32で反射されたパルスレーザ
ー光は、負レンズ31を経て第3レンズ群33により縮
小倍率が与えられてウエハ15に入射する。ウエハ15
上にはレチクル12の照明領域のパターンが1/4倍に
縮小して転写される。第1レンズ群27〜第3レンズ群
33により投影光学系が構成されている。
The pulsed laser beam IL that has passed through the pattern of the reticle 12 is guided to a first concave mirror 28 via a first lens group 27, and a predetermined reduction magnification is obtained by reflection there. The pulse laser light reflected by the first concave mirror 28 passes through the second lens group 29 and is reflected by the plane reflecting mirror 3 for bending the optical path.
The light is reflected at 0 and enters the second concave mirror 32 via the negative lens 31, and the reflection there gives a magnification slightly larger than the same magnification. The pulse laser light reflected by the second concave mirror 32 passes through the negative lens 31 and is given a reduction magnification by the third lens group 33 and is incident on the wafer 15. Wafer 15
On the upper surface, the pattern of the illumination area of the reticle 12 is transferred in a reduced size of 1/4. The first to third lens groups 27 to 33 constitute a projection optical system.

【0020】ウエハ15は、微小回転自在なウエハホル
ダー34上に保持され、ウエハホルダー34はウエハス
テージ35上に固定されている。ウエハステージ35
は、図1の紙面内の左右方向であるX方向及び図1の紙
面に垂直なY方向よりなる2次元平面内でウエハ15を
位置決めするXYステージ、及びZ方向にウエハ15を
位置決めするZステージ等より構成されている。ウエハ
ステージ35上にレーザー干渉計37からのレーザービ
ームを反射するための移動鏡36が固定され、レーザー
干渉計37はウエハ15のXY平面内での位置及びヨー
イング量を常時計測し、この計測データが主制御系25
に供給されている。主制御系25は、駆動装置38を介
してウエハステージ35の動作を制御する。
The wafer 15 is held on a micro-rotatable wafer holder 34, and the wafer holder 34 is fixed on a wafer stage 35. Wafer stage 35
Are an XY stage for positioning the wafer 15 in a two-dimensional plane including an X direction which is a horizontal direction in the plane of FIG. 1 and a Y direction perpendicular to the plane of FIG. 1, and a Z stage for positioning the wafer 15 in the Z direction. And so on. A movable mirror 36 for reflecting the laser beam from the laser interferometer 37 is fixed on the wafer stage 35, and the laser interferometer 37 constantly measures the position of the wafer 15 in the XY plane and the amount of yawing. Is the main control system 25
Is supplied to The main control system 25 controls the operation of the wafer stage 35 via the driving device 38.

【0021】図2は図1のビーム整形光学系17中の構
成要素を示し、回転板39は図1のビーム整形光学系1
7のレーザービームLBの入射部に配置されているもの
である。回転板39の周縁部のレーザービームLBの通
過領域には、レーザービームLBに対する透過率が段階
的に変化しているNDフィルター板40A,40B,4
0C,‥‥が装着され、主制御系25が駆動装置41を
介して回転板39の回転角を調整することにより、図1
のウエハ15に照射されるパルスレーザー光ILの照度
を所望の範囲に設定することができる。図示省略する
も、例えば図1のウエハステージ35上には、パルスレ
ーザー光ILの照度をモニターするための照射量モニタ
ーが配置されている。
FIG. 2 shows components in the beam shaping optical system 17 shown in FIG.
7 is arranged at the incident portion of the laser beam LB. The ND filter plates 40A, 40B, 4 whose transmittance with respect to the laser beam LB changes stepwise are provided in the area where the laser beam LB passes on the periphery of the rotary plate 39.
0C and ‥‥ are attached, and the main control system 25 adjusts the rotation angle of the rotating plate 39 via the driving device 41, whereby FIG.
The illuminance of the pulse laser beam IL applied to the wafer 15 can be set in a desired range. Although not shown, for example, an irradiation amount monitor for monitoring the illuminance of the pulse laser beam IL is disposed on the wafer stage 35 in FIG.

【0022】図2において、2枚の長いブレード42
A,42B及び2枚の短かいブレード44A,44Bに
より可変視野絞りが構成されている。これらブレード4
2A,42B及び44A,44Bで囲まれた円弧状の開
口46Qが、レチクル12上の照明領域に対応する。ま
た、主制御系25が駆動装置43を介してブレード42
A及び42Bの間隔を調整し、駆動装置45を介してブ
レード44A及び44Bの間隔を調整することにより、
開口46Qの大きさを調整することができる。この開口
46Qのレチクル12のパターン形成面での投影像の領
域がレチクル12上の円弧状の照明領域である。
In FIG. 2, two long blades 42
A, 42B and two short blades 44A, 44B constitute a variable field stop. These blades 4
An arc-shaped opening 46Q surrounded by 2A, 42B and 44A, 44B corresponds to an illumination area on the reticle 12. Further, the main control system 25 controls the blade 42 via the driving device 43.
By adjusting the interval between A and 42B and adjusting the interval between blades 44A and 44B via the driving device 45,
The size of the opening 46Q can be adjusted. The area of the projection image of the opening 46Q on the pattern forming surface of the reticle 12 is an arc-shaped illumination area on the reticle 12.

【0023】図3はレチクル12上の照明領域46を示
し、照明領域46は間隔Lの平行な2個の円周と間隔M
の平行な2個の直線とにより囲まれた円弧状の領域であ
る。即ち、照明領域46の長手方向の幅はMであり、そ
の長手方向に垂直な幅の狭い方向(DR方向)の照明領
域46の幅はどこでもLである。この幅の狭いDR方向
にレチクル12を走査することにより、照明領域46内
のパルスレーザー光がレチクル12上のより広いパター
ン領域を順次照明する。また、図3のDR方向は図1の
−Z方向と同じである。
FIG. 3 shows an illuminated area 46 on the reticle 12, the illuminated area 46 being composed of two parallel circumferences having a distance L and a distance M.
Is an arc-shaped area surrounded by two parallel straight lines. That is, the width of the illumination area 46 in the longitudinal direction is M, and the width of the illumination area 46 in a narrow direction perpendicular to the longitudinal direction (DR direction) is L everywhere. By scanning the reticle 12 in the narrow DR direction, the pulse laser light in the illumination area 46 sequentially illuminates a wider pattern area on the reticle 12. The DR direction in FIG. 3 is the same as the −Z direction in FIG.

【0024】本実施例でスリットスキャン露光を行う際
には、図1において、レチクル12上の円弧状の照明領
域46をパルスレーザー光ILで照明した状態で、駆動
装置24及びレチクルステージ20を介してレチクル1
2を−Z方向(即ち、図3のDR方向)に一定の速度V
で走査する。その照明領域46と共役なウエハ15上の
露光領域46Pに、その照明領域46内のレチクル12
のパターンの像が結像投影される。また、第1レンズ群
27〜第3レンズ群33よりなる投影光学系のレチクル
12からウエハ15に対する投影倍率をβとして(本例
ではβ=1/4)、駆動装置38及びウエハステージ3
5を介してウエハ15をX方向に一定の速度β・Vで走
査する。
In performing slit scan exposure in this embodiment, in FIG. 1, the circular illumination area 46 on the reticle 12 is illuminated with the pulsed laser light IL through the driving device 24 and the reticle stage 20. Reticle 1
2 at a constant velocity V in the -Z direction (that is, the DR direction in FIG. 3).
Scan with. A reticle 12 in the illumination area 46 is provided on an exposure area 46P on the wafer 15 conjugate with the illumination area 46.
Is image-formed and projected. The projection magnification of the projection optical system including the first lens group 27 to the third lens group 33 from the reticle 12 to the wafer 15 is β (β = 1/4 in this example), and the driving device 38 and the wafer stage 3
5 scans the wafer 15 in the X direction at a constant speed β · V.

【0025】レチクル12及びウエハ15を走査する際
には、例えばレチクル12上の所定のアライメントマー
クとウエハ15上の所定のアライメントマークとが合致
したときの、レーザー干渉計23の計測値とレーザー干
渉計37の計測値との差を基準値として記憶しておき、
レーザー干渉計23の計測値とレーザー干渉計37の計
測値との差がその予め記憶した基準値となるように駆動
装置24及び38の動作を制御する。従って、レチクル
12及びウエハ15は常に所定の関係で互いに静止した
状態で、それぞれ照明領域46及び露光領域46Pに対
して幅の狭い方向に走査される。
When scanning the reticle 12 and the wafer 15, for example, when a predetermined alignment mark on the reticle 12 and a predetermined alignment mark on the wafer 15 match, the measured value of the laser interferometer 23 and the laser interference The difference from the measured value of the total 37 is stored as a reference value,
The operation of the driving devices 24 and 38 is controlled such that the difference between the measurement value of the laser interferometer 23 and the measurement value of the laser interferometer 37 becomes the reference value stored in advance. Therefore, the reticle 12 and the wafer 15 are scanned in a narrow direction with respect to the illumination area 46 and the exposure area 46P in a state where the reticle 12 and the wafer 15 are always stationary with respect to each other.

【0026】次に、円弧状の露光領域46Pの幅の狭い
方向、即ち相対的な走査方向の幅の条件につき説明す
る。図4(a)は本実施例のウエハ15上の円弧状の露
光領域46Pを示し、この図4(a)において、露光領
域46Pに対してウエハ15が走査される方向をDW方
向(これはX方向でもある)とすると、投影光学系の投
影倍率がβであるため、DW方向の露光領域46Pの幅
はβ・Lである。また、図1のパルスレーザー光源16
のパルス発光の周期(即ち、発光周波数の逆数)をTと
して、スリットスキャン露光を行っているときに1周期
Tの間にウエハ15がDW方向に走査される距離をΔL
とする。この場合、露光領域46Pの走査方向であるD
W方向の幅β・Lを、距離ΔLの整数倍に設定する。ま
た、ウエハ15のDW方向の速度はβ・Vであるため、
距離ΔLはT・β・Vである。即ち、nを1以上の整数
として次式が成立する。
Next, a description will be given of the condition of the width of the arc-shaped exposure area 46P in the narrower direction, that is, the relative width in the scanning direction. FIG. 4A shows an arc-shaped exposure region 46P on the wafer 15 of this embodiment. In FIG. 4A, the direction in which the wafer 15 is scanned with respect to the exposure region 46P is the DW direction (this is If the projection magnification of the projection optical system is β, the width of the exposure area 46P in the DW direction is β · L. Further, the pulse laser light source 16 of FIG.
T is the period of the pulse emission (i.e., the reciprocal of the emission frequency), and the distance that the wafer 15 is scanned in the DW direction during one period T during slit scan exposure is ΔL.
And In this case, the scanning direction of the exposure area 46P is D
The width β · L in the W direction is set to an integral multiple of the distance ΔL. Further, since the speed of the wafer 15 in the DW direction is β · V,
The distance ΔL is T · β · V. That is, the following equation is satisfied when n is an integer of 1 or more.

【数1】β・L=n・ΔL=n・T・β・V## EQU1 ## β · L = n · ΔL = n · T · β · V

【0027】図4(a)では、β・L=3・ΔLの場合
を示している。このときには、例えばパルス発光があっ
た時点で露光領域46Pのエッジ部に存在するウエハ1
5上の点P1は、それに続くパルス発光時点で順次位置
P1A,P1B,P1Cと走査される。また、1回のパ
ルス発光で露光領域46Pの内部の露光点に照射される
露光エネルギーをΔEとすると、露光点P1には、3・
ΔE(=ΔE/2+2・ΔE+ΔE/2)の露光エネル
ギーが照射される。また、例えばパルス発光があった時
点で露光領域46Pのエッジ部の内側に存在するウエハ
15上の露光点P2は、それに続くパルス発光時点で順
次位置P2A,P2B,P2Cと走査される。そして、
露光点P2には、3・ΔEの露光エネルギーが照射され
る。従って、本例によれば、ウエハ15上の露光領域4
6Pによって走査される全ての露光点に対して、同一の
n・ΔEの露光エネルギーが照射される。従って、照度
むらがなくなり、ウエハ15上の結像特性が向上する。
但し、露光エネルギーにはパルス発光毎のばらつきがあ
るので、このばらつきの影響については後述する。
FIG. 4A shows a case where β · L = 3 · ΔL. At this time, for example, the wafer 1 existing at the edge of the exposure region 46P at the time of pulse emission
The point P1 on 5 is sequentially scanned with the positions P1A, P1B, and P1C at the time of the subsequent pulse emission. If the exposure energy applied to the exposure point inside the exposure area 46P by one pulse emission is ΔE, the exposure point P1 has 3 ·
An exposure energy of ΔE (= ΔE / 2 + 2 · ΔE + ΔE / 2) is applied. Further, for example, the exposure point P2 on the wafer 15 existing inside the edge portion of the exposure area 46P at the time of the pulse emission is sequentially scanned with the positions P2A, P2B, P2C at the subsequent pulse emission time. And
The exposure point P2 is irradiated with exposure energy of 3 · ΔE. Therefore, according to this example, the exposure area 4 on the wafer 15
The same exposure energy of n · ΔE is applied to all the exposure points scanned by 6P. Therefore, uneven illuminance is eliminated, and the imaging characteristics on the wafer 15 are improved.
However, since the exposure energy has a variation for each pulse emission, the influence of the variation will be described later.

【0028】それに対して、例えば図4(b)に示すよ
うに、露光領域46Pの走査方向であるDW方向の幅を
β・L1として、この幅β・L1を、パルスレーザー光
源16のパルス発光の1周期Tの間にウエハ15がDW
方向に走査される距離ΔLの3.5倍とする。この場
合、パルス発光があった時点で露光領域46Pのエッジ
部に存在するウエハ15上の露光点Q1には、3.5・
ΔEの露光エネルギーが照射され、パルス発光があった
時点で露光領域46Pのエッジ部の内側に存在するウエ
ハ15上の露光点Q2には、4・ΔEの露光エネルギー
が照射され、パルス発光があった時点で露光領域46P
のエッジ部の外側に存在するウエハ15上の露光点Q3
には、3・ΔEの露光エネルギーが照射される。従っ
て、照度むらが発生していることが分かる。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, for example, the width of the exposure region 46P in the DW direction, which is the scanning direction, is β · L1, and the width β · L1 is the pulse emission of the pulse laser light source 16. During one cycle T of DW
It is assumed to be 3.5 times the distance ΔL scanned in the direction. In this case, the exposure point Q1 on the wafer 15 existing at the edge of the exposure area 46P at the time of the pulse emission is 3.5 ·
Exposure energy of ΔE is applied, and at the time of pulse emission, the exposure point Q2 on the wafer 15 existing inside the edge of the exposure area 46P is exposed to exposure energy of 4 · ΔE, and pulse emission occurs. Exposure area 46P
Exposure point Q3 on wafer 15 existing outside the edge of
Is irradiated with an exposure energy of 3 · ΔE. Therefore, it can be seen that uneven illuminance has occurred.

【0029】次に、本実施例でスリットスキャン露光方
式で露光を行う場合の動作について説明する。先ず、図
1においてウエハ15のX方向への走査速度β・Vは、
パルスレーザー光ILのウエハ15上での1パルス当り
の平均的な照度P、ウエハ15に塗布されたレジストの
感度S及びパルスレーザー光ILのパルス発光毎の照度
のばらつきΔPi (i=1,2,‥‥)により決定され
る。また、上述のように本例ではウエハ15上の各露光
点にn回パルスレーザー光ILが照射されるので、各露
光点の積算照度PTは次のようになる。但し、Σは添字
iに関する1からnまでの和を意味する。
Next, a description will be given of the operation in the case of performing the exposure by the slit scan exposure method in this embodiment. First, in FIG. 1, the scanning speed β · V of the wafer 15 in the X direction is
The average illuminance P per pulse of the pulse laser light IL on the wafer 15, the sensitivity S of the resist applied to the wafer 15, and the illuminance variation ΔPi (i = 1, 2) for each pulse emission of the pulse laser light IL , ‥‥). Further, as described above, in this example, each exposure point on the wafer 15 is irradiated with the pulse laser beam IL n times, so that the integrated illuminance PT at each exposure point is as follows. Here, Σ means the sum of 1 to n for the subscript i.

【数2】PT=Σ(P+ΔPi )## EQU2 ## PT = Σ (P + ΔPi)

【0030】これにより、パルスレーザー光ILが照射
される回数nを大きくする程に積算照度PTのばらつ
き、即ち照度むらが減少することが分かる。従って、そ
の積算照度PTのばらつきをどの程度に抑えるかによっ
て、パルスレーザー光ILの照射の回数(パルス数)n
の値が決定される。例えばnを20に設定すると、照度
むらは0.05%程度に抑制される。また、ウエハ12
上の各露光点の積算照度PTはほぼn・Pであるため、
レジスト感度Sより、図1のパルスレーザー光源16か
ら射出されるレーザービームLBのパワーをどの程度に
設定すればよいかが決定される。この決定されたレベル
にパルスレーザー光源16のレーザービームLBのパワ
ーを設定するために、図2に示すように、主制御系25
は各種透過率のNDフィルター板が装着された回転板3
9の角度を対応する角度に設定する。
Thus, it can be seen that the variation in the integrated illuminance PT, that is, the illuminance unevenness decreases as the number n of times of irradiation with the pulse laser beam IL increases. Therefore, depending on how much the variation of the integrated illuminance PT is suppressed, the number of times of irradiation of the pulse laser light IL (the number of pulses) n
Is determined. For example, when n is set to 20, illuminance unevenness is suppressed to about 0.05%. The wafer 12
Since the integrated illuminance PT of each of the above exposure points is approximately n · P,
From the resist sensitivity S, it is determined how much the power of the laser beam LB emitted from the pulse laser light source 16 in FIG. 1 should be set. In order to set the power of the laser beam LB of the pulse laser light source 16 to the determined level, as shown in FIG.
Is a rotating plate 3 equipped with ND filter plates of various transmittances.
9 is set to the corresponding angle.

【0031】次に、図3に示すように、レチクル12上
の照明領域46の走査方向であるDR方向の幅Lに対応
させて、レチクル12及びウエハ15の駆動速度を設定
する。先ず、図4(a)において、ウエハ15上の露光
領域46PのDW方向の幅はβ・Lであり、DW方向の
ウエハ15の走査速度はβ・Vである。また、図1のパ
ルスレーザー光源16のパルス発光の周期Tの間にウエ
ハ15が方向DWに移動する距離はT・β・Vである。
従って、(数1)と同じ次の関係が成立している。
Next, as shown in FIG. 3, the driving speed of the reticle 12 and the wafer 15 is set in accordance with the width L of the illumination area 46 on the reticle 12 in the scanning direction DR. First, in FIG. 4A, the width of the exposure area 46P on the wafer 15 in the DW direction is β · L, and the scanning speed of the wafer 15 in the DW direction is β · V. The distance that the wafer 15 moves in the direction DW during the pulse emission period T of the pulse laser light source 16 in FIG. 1 is T · β · V.
Therefore, the following relationship holds as in (Equation 1).

【数3】β・L=n・ΔL=n・T・β・V## EQU3 ## β · L = n · ΔL = n · T · β · V

【0032】これにより、レチクル12の走査方向への
走査速度Vは次のようになる。この走査速度Vを用いて
ウエハ15の走査速度はβ・Vに設定される。
Thus, the scanning speed V of the reticle 12 in the scanning direction is as follows. Using the scanning speed V, the scanning speed of the wafer 15 is set to β · V.

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

【0033】なお、以上の説明ではパルスの発光間隔
(周期T)を一定としていたが、例えば走査速度VをV
max 、幅LをVmax に対応した値としたままで周期Tを
調整するようにしても良い。これは、主制御系25から
の指令に基づいて制御装置26により行われる。また、
図2のブレード42A及び42Bの間隔(L)が固定の
場合には、予め定められたnの値に基づいて(数4)よ
り図1のパルスレーザー光源16のパルス発光の周期
T、及び/又はレチクル12の走査速度Vを調整するよ
うにしても良い。要は、投影像46Pとウエハ15とが
その投影像46Pの走査方向の巾(β・L)だけ相対移
動する間に整数n回だけパルス発光させるように、間隔
L、周期T、走査速度Vのうちの少なくとも1つを調整
すれば良い。このとき、nの値は、ウエハ上で要求され
る所望の照度均一性を達成するのに最低限必要なパルス
数(前述の如く、パルス間のエネルギー量のばらつきに
応じて一義的に定められる)であることが望ましい。
尚、この必要パルス数の決定方法は、例えば特開平3−
179357号公報に開示されている。また、パルス発
光の周期Tの変更によりレーザービームのパワーが変化
する場合には、図2の回転板39の角度を調整してレー
ザービームのパワーを再調整する必要がある。
In the above description, the light emission interval (period T) of the pulse is fixed.
The cycle T may be adjusted while keeping the max and the width L at values corresponding to Vmax. This is performed by the control device 26 based on a command from the main control system 25. Also,
When the interval (L) between the blades 42A and 42B in FIG. 2 is fixed, the period T of the pulse emission of the pulse laser light source 16 in FIG. Alternatively, the scanning speed V of the reticle 12 may be adjusted. The point is that the interval L, the period T, and the scanning speed V are set so that an integer n pulses are emitted while the projection image 46P and the wafer 15 relatively move by the width (β · L) of the projection image 46P in the scanning direction. At least one of them may be adjusted. At this time, the value of n is determined uniquely according to the minimum number of pulses required to achieve the desired uniformity of illuminance required on the wafer (as described above, according to the variation in the amount of energy between the pulses). ) Is desirable.
The method of determining the required number of pulses is described in, for example,
No. 179357. Further, when the power of the laser beam changes due to the change of the pulse emission period T, it is necessary to adjust the angle of the rotating plate 39 in FIG. 2 to readjust the laser beam power.

【0034】また、本実施例では、レチクル12の走査
速度V、パルス発光の周期T及びレチクル12上の円弧
状の照明領域46の走査方向の幅Lの間には、1以上の
整数nを用いて、(数4)の関係があればよい。従っ
て、(数4)を満たす範囲内で、走査速度Vは振動の少
ない最適速度に近い速度、パルス発光の周期Tはパルス
毎の照度むらが最も少なく出力が安定した周期に近い周
期、照明領域の幅Lは歪曲収差の平均化及びウエハ15
のレベリング等を考慮した最適幅に近い幅にそれぞれ設
定することができる。これにより、ウエハ15上の照度
むらを最小限に維持した上で、投影露光装置としての性
能を最大限に引き出すことができる。すなわち、本実施
例ではnの値を照度均一性を達成するのに必要なパルス
数に定めた上で、例えば装置のスループットを重視する
場合には走査速度VをVmaxとし、周期Tと幅Lとの少
なくとも一方を調整すれば良く、また投影光学系の結像
特性(歪曲収差等)を重視する場合には幅Lを最適な結
像特性が得られる幅に設定し、周期Tと走査速度Vとの
少なくとも一方を調整するようにしても良い。
In this embodiment, an integer n of 1 or more is set between the scanning speed V of the reticle 12, the period T of pulse emission, and the width L of the arc-shaped illumination area 46 on the reticle 12 in the scanning direction. It suffices if the relationship of (Equation 4) is used. Accordingly, within the range satisfying (Equation 4), the scanning speed V is a speed close to the optimum speed with little vibration, the pulse emission cycle T is a cycle close to the cycle in which the illuminance unevenness for each pulse is the least and the output is stable, and the illumination area. Is equal to the average of the distortion and the wafer 15
The width can be set to a width close to the optimum width in consideration of the leveling or the like. This makes it possible to maximize the performance as a projection exposure apparatus while maintaining the illuminance unevenness on the wafer 15 to a minimum. That is, in the present embodiment, the value of n is set to the number of pulses required to achieve the uniformity of the illuminance, and, for example, when importance is placed on the throughput of the apparatus, the scanning speed V is set to Vmax, the period T and the width L are set. If the focus is on the imaging characteristics (distortion etc.) of the projection optical system, the width L is set to a width at which the optimum imaging characteristics can be obtained, and the period T and the scanning speed are adjusted. At least one of V and V may be adjusted.

【0035】なお、本実施例の方法を適用しても、実際
にはウエハステージ35の位置誤差分だけ照度むらが生
じる虞がある。そこで、パルスレーザー光源16のパル
ス発光の直前にウエハステージ35の位置をモニターし
て、パルス発光時にウエハステージ35の位置を補正す
るか、又はパルス発光のタイミングをそのステージの位
置誤差分だけ補正すれば、照度むらをより少なくするこ
とができる。
Incidentally, even if the method of this embodiment is applied, there is a possibility that illuminance unevenness may actually occur due to the position error of the wafer stage 35. Therefore, the position of the wafer stage 35 is monitored just before the pulse emission of the pulse laser light source 16 and the position of the wafer stage 35 is corrected at the time of the pulse emission, or the timing of the pulse emission is corrected by the position error of the stage. Thus, uneven illuminance can be reduced.

【0036】次に、本発明の他の実施例につき図5及び
図6を参照して説明する。本実施例は、図7に示すよう
に投影光学系として屈折投影系を用いた投影露光装置に
本発明を適用したものである。図5は本例の投影露光装
置の投影光学系13の近傍の構成を示し、パルスレーザ
ー光ILのもとでレチクル12のパターン像がウエハ1
5上に露光される。そのパルスレーザー光ILはレチク
ル12上の矩形の照明領域を照明し、レチクル12はそ
の照明領域の幅の狭い方向であるX方向に一定速度Vで
走査される。それに同期して、投影光学系13の投影倍
率をβとして、ウエハ15は−X方向に速度β・Vで走
査される。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, as shown in FIG. 7, the present invention is applied to a projection exposure apparatus using a refraction projection system as a projection optical system. FIG. 5 shows a configuration in the vicinity of the projection optical system 13 of the projection exposure apparatus of the present embodiment, and the pattern image of the reticle 12 is
5 is exposed. The pulse laser beam IL illuminates a rectangular illumination area on the reticle 12, and the reticle 12 is scanned at a constant speed V in the X direction, which is a direction in which the width of the illumination area is narrow. In synchronization with this, the wafer 15 is scanned in the −X direction at a speed β · V, where β is the projection magnification of the projection optical system 13.

【0037】図6は、図5のウエハ15上の矩形の露光
領域48を示し、露光領域48内にレチクル12のパタ
ーンが露光されている。露光領域48の走査方向(−X
方向)の幅はβ・L2であり、長手方向の幅はβ・M2
(M2>L2)である。この場合、円形の領域49を図
5の投影光学系13の最大限の露光領域とすると、露光
領域48の長手方向の幅β・M2は、円形の露光領域4
9の直径とほぼ等しい。これに対して、通常の一括露光
方式の場合のウエハ15上の露光領域50は、円形の露
光領域49に内接するほぼ正方形の領域である。従っ
て、矩形の露光領域48に対してウエハ15を−X方向
に走査して露光を行うことにより、一括露光方式の場合
よりも幅の広い領域に露光を行うことができる。
FIG. 6 shows a rectangular exposure area 48 on the wafer 15 in FIG. 5, in which the pattern of the reticle 12 is exposed. Scanning direction of exposure area 48 (-X
Direction) is β · L2, and the width in the longitudinal direction is β · M2
(M2> L2). In this case, assuming that the circular area 49 is the maximum exposure area of the projection optical system 13 in FIG. 5, the longitudinal width β · M2 of the exposure area 48 is
9 is almost equal to the diameter. On the other hand, the exposure area 50 on the wafer 15 in the case of the ordinary batch exposure method is a substantially square area inscribed in the circular exposure area 49. Accordingly, by exposing the rectangular exposure region 48 by scanning the wafer 15 in the −X direction, it is possible to expose a wider region than in the case of the batch exposure method.

【0038】また、パスルレーザー光ILの発光周期を
Tとして、周期Tの間にウエハ15が−X方向に走査さ
れる距離をΔL2とすると、本例ではその露光領域48
の走査方向である−X方向の幅β・L2を、1以上の整
数nを用いて次のように設定する。
Assuming that the emission cycle of the pulsed laser light IL is T and the distance that the wafer 15 is scanned in the −X direction during the cycle T is ΔL2, in this example, the exposure region 48
The width β · L2 in the −X direction, which is the scanning direction, is set as follows using an integer n of 1 or more.

【数5】β・L2=n・ΔL2## EQU5 ## β · L2 = n · ΔL2

【0039】他の構成は図1の実施例と同様である。こ
れにより、ウエハ15上の各露光点ではパルスレーザー
光がそれぞれn回分照射される。従って、ウエハ15上
の全ての露光点のパルスレーザー光ILによる照度はほ
ぼ同一となり、照度むらが最小になる。なお、本発明は
上述実施例に限定されず本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の構成を取り得ることは勿論である。
The other structure is the same as that of the embodiment shown in FIG. As a result, pulse laser light is irradiated n times at each exposure point on the wafer 15. Accordingly, the illuminance of all the exposure points on the wafer 15 by the pulse laser beam IL is substantially the same, and the illuminance unevenness is minimized. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can take various configurations without departing from the gist of the present invention.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、パルス発光型の光源を
用いてスリットスキャン露光方式で露光を行うときに、
感光基板上の積算露光量むらを低減することができる利
点がある。
According to the present invention, when exposure is performed by a slit scan exposure method using a pulsed light source,
There is an advantage that the unevenness of the integrated exposure amount on the photosensitive substrate can be reduced.

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

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

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

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

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

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

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

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

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 露光中に、パルス発振される露光ビーム
に対して被照射体の移動を行う走査露光方法において、 前記露光ビームのパルス発振の周期の変更に起因する前
記露光ビームの変化を調整することを特徴とする走査露
光方法。
1. A scanning exposure method for moving an irradiation object with respect to an exposure beam that is pulse-oscillated during exposure, wherein a change in the exposure beam caused by a change in a pulse oscillation cycle of the exposure beam is adjusted. A scanning exposure method.
【請求項2】 露光中に、パルス発振される露光ビーム
に対して被照射体の移動を行う走査露光方法において、 前記被照射体を保持して移動するステージの位置をモニ
ターし、 該モニター結果に基づいて、前記露光ビームのパルス発
振のタイミングを調整することを特徴とする走査露光方
法。
2. A scanning exposure method for moving an irradiation object with respect to a pulsed exposure beam during exposure, comprising: monitoring a position of a stage that holds and moves the irradiation object; Scanning exposure method, wherein the timing of pulse oscillation of the exposure beam is adjusted based on
【請求項3】 露光中に、パルス発振される露光ビーム
に対して被照射体の移動を行う走査露光方法において、 前記露光ビームのパルス発振の直前に前記被照射体を保
持するステージの位置をモニターし、 該モニターの結果に基づいて、前記露光ビームのパルス
発振のときに前記ステージの位置を補正することを特徴
とする走査露光方法。
3. A scanning exposure method for moving an irradiation object with respect to an exposure beam pulse-oscillated during exposure, wherein a position of a stage for holding the irradiation object immediately before pulse oscillation of the exposure beam is changed. A scanning exposure method, comprising: monitoring and correcting the position of the stage at the time of pulse oscillation of the exposure beam based on a result of the monitoring.
【請求項4】 露光中に、パルス発振される露光ビーム
に対して被照射体の移動を行う走査露光方法において、 前記露光ビームのパルス発振の周期変更により前記露光
ビームのパワーが変化する場合には、前記露光ビームの
パワーを調整することを特徴とする走査露光方法。
4. A scanning exposure method for moving an object to be irradiated with a pulsed exposure beam during exposure, wherein the power of the exposure beam changes due to a change in the pulse oscillation cycle of the exposure beam. Is a method for adjusting the power of the exposure beam.
【請求項5】 前記露光ビームの照射領域はスリット状
に規定されることを特徴とする請求項1から4のいずれ
か一項に記載の走査露光方法。
5. The scanning exposure method according to claim 1, wherein an irradiation area of the exposure beam is defined in a slit shape.
【請求項6】 請求項1から5のいずれか一項に記載の
走査露光方法を用いるデバイス製造方法。
6. A device manufacturing method using the scanning exposure method according to claim 1.
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