JPWO2006064728A1 - 投影光学系、露光装置、露光システム及び露光方法 - Google Patents

投影光学系、露光装置、露光システム及び露光方法 Download PDF

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Abstract

第1面Mの像を第2面P上に形成する投影光学系PLにおいて、入射面及び射出面が平面を有し、前記入射面の平面と前記射出面の平面とが所定の第1楔角を有する少なくとも1つの第1楔プリズム4を備え、前記第1面Mの法線方向をZ軸方向、前記入射面の平面と前記射出面の平面との交線の方向をX軸方向、前記Z軸方向及び前記X軸方向と直交する方向をY軸方向としたとき、前記第1楔プリズム4は略前記Y軸方向を軸として回転可能に構成される。

Description

この発明は、半導体素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスや液晶表示素子等のフラット・パネル・ディスプレイをリソグラフィ工程で製造するための露光装置に用いられる投影光学系、該投影光学系を備えた露光装置、該露光装置を備えた露光システム及び該露光装置を用いた露光方法に関するものである。
マイクロデバイスの一つである半導体素子又はフラット・パネル・ディスプレイの一つである液晶表示素子を製造する場合において、マスク(レチクル、フォトマスク等)のパターンを、投影光学系を介してフォトレジスト等の感光剤が塗布された基板(ガラスプレート、半導体ウエハ等)上に投影露光する投影露光装置が用いられている。
半導体素子等のマイクロデバイスを製造する際には、半導体ウエハ等の基板上に複数層のパターンが形成される。この場合に、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(スキャナ)を用いてマスクステージと基板ステージとを同期走査しつつ基板上にマスクの超微細なパターンを連続的に転写することにより、一部の層(例えば下層)のパターンを基板上に形成し、ステップ・アンド・リピート方式の一括露光型投影露光装置(ステッパ)を用いて、超微細なパターンが形成された基板上にマスクのややラフなパターンを重ねて転写することにより一部の層(例えば上層)のパターンを基板上に形成することが行われている(例えば、特開平2001−51193号公報及びこれに対応する米国特許第6,600,550号公報参照)。
ところで、走査型露光装置により、下層の矩形状のパターンを基板上に転写する際に、マスクステージの走査方向と基板ステージの走査方向とにずれが生じた場合、矩形状のパターンでなく平行四辺形状のパターンが基板上に形成される。この平行四辺形状のパターンが形成された基板上に、一括露光型投影露光装置により上層の矩形状のパターンが重ねて転写された場合、パターンの重ね合わせにずれが生じる。
この発明の目的は、パターンの重ね合わせ露光を高精度に行うことである。
前記目的を達成するために、本発明の第1形態では、第1面の像を第2面上に形成する投影光学系であって、入射面及び射出面が平面を有し、前記入射面の平面と前記射出面の平面とが所定の第1楔角を有する少なくとも1つの第1楔プリズムを備え、前記第1面の法線方向をZ軸方向、前記入射面の平面と前記射出面の平面との交線の方向をX軸方向、前記Z軸方向及び前記X軸方向と直交する方向をY軸方向としたとき、前記第1楔プリズムは略前記Y軸方向を軸として回転可能に構成されることを特徴とする。
また、本発明の第2形態では、所定のパターンを感光性基板上に露光する露光装置であって、ほぼ矩形状の視野領域内の前記所定のパターンの像を前記感光性基板上の露光領域内に形成する対物光学系と、前記露光領域内に形成される前記像を平行四辺形状に変形させる変形手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明の第3形態では、所定のパターンを感光性基板上に露光する露光装置であって、前記感光性基板上に形成される前記所定のパターン像を変形させる像変形手段と、前記像変形手段により変形された前記所定のパターン像と前記感光性基板とを相対的に回転させる回転手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明の第4形態では、第1形態の投影光学系を用いて、前記第1面に配置される所定のパターンを感光性基板上に投影する投影手段を備えることを特徴とする。
また、本発明の第5形態は、露光システムであって、第1パターン形成手段上の第1パターン領域の全体の像を感光性基板上に形成する第1投影手段を備え、前記第1パターン形成手段上の前記第1パターン領域を前記感光性基板上の所定の区画領域に一括的に静止露光する第1露光装置と、第2パターン形成手段上の第2パターン領域の一部の領域内のパターン像を前記感光性基板上に形成する第2投影手段を備え、前記パターン像及び前記感光性基板を相対移動させつつ、前記第2パターン形成手段上の前記第2パターン領域内のパターンを前記感光性基板上の前記所定の区画領域内に走査露光する第2露光装置とを備え、前記第1露光装置は第3又は第4形態の露光装置を備えることを特徴とする。
また、本発明の第6形態は露光方法であって、第3又は第4形態の露光装置を用いて、所定のパターンを感光性基板上に露光する露光工程を含むことを特徴とする。
また、本発明の第7形態は、所定のパターンを感光性基板上に露光する露光方法であって、前記感光性基板上に形成される前記所定のパターン像を変形させる像変形工程と、前記像変形工程により変形された前記所定のパターン像と前記感光性基板とを相対的に回転させる回転工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明の第8形態は露光方法であって、第1パターン形成手段上の第1パターン領域全体のパターンの像を感光性基板上の所定の区画領域に、前記第1パターン形成手段及び前記感光性基板を静止させた状態で一括露光する第1露光工程と、第2パターン形成手段上の第2パターン領域の一部の領域内のパターンの像を前記感光性基板上の前記所定の区画領域内に、前記第2パターン領域内の前記パターンの像及び前記感光性基板を相対移動させつつ走査露光する第2露光工程とを含み、前記第1露光工程は、前記感光性基板上に形成される前記第1パターン領域全体のパターンの像を変形させる像変形工程と、前記像変形工程により変形された第1パターン領域全体のパターンの像と前記感光性基板とを相対的に回転させる回転工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明の第9形態は、所定のパターンを感光性基板上に露光する露光方法であって、ほぼ矩形状の視野領域内の前記所定のパターンの像を前記感光性基板上の露光領域内に形成する像形成工程と、前記露光領域内に形成される前記像を平行四辺形状に変形させる変形工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明の第10形態は、露光方法であって、第1パターン形成手段上の第1パターン領域全体のパターンの像を感光性基板上の所定の区画領域に、前記第1パターン形成手段及び前記感光性基板を静止させた状態で一括露光する第1露光工程と、第2パターン形成手段上の第2パターン領域の一部の領域内のパターンの像を前記感光性基板上の前記所定の区画領域内に、前記第2パターン領域内の前記パターンの像及び前記感光性基板を相対移動させつつ走査露光する第2露光工程と、を含み、前記所定の区画領域はほぼ矩形状であり、前記第1露光工程は、ほぼ矩形状の視野領域内の前記所定のパターンの像を前記感光性基板上の露光領域内に形成する像形成工程と、前記露光領域内に形成される前記像を平行四辺形状に変形させる変形工程とを含むことを特徴とする。
本発明の第1形態にかかる投影光学系によれば、第1楔プリズムをY軸方向を軸として回転させることにより、第2面上に既に形成されている下のレイヤのパターンの形状に合わせて第1面のパターンの形状を変化させることができる。従って、極めて容易な手段によりパターンの重ね合わせ精度を向上させることができる。
また、本発明の第2形態にかかる露光装置によれば、感光性基板上に既に形成されている下のレイヤのパターンの形状に合わせて感光性基板上に形成される所定のパターンの像を平行四辺形状に変形させることができるため、パターンの重ね合わせ精度を向上させることができる。
また、本発明の第3形態にかかる露光装置によれば、感光性基板上に既に形成されている下のレイヤのパターンの形状に合わせて感光性基板上に形成される所定のパターンの像を変形及び回転させることができるため、パターンの重ね合わせ精度を向上させることができる。
また、本発明の第4形態にかかる露光装置によれば、第1楔プリズムをY軸方向を軸として回転させることにより、感光性基板上に既に形成されている下のレイヤのパターンの形状に合わせて所定のパターンの形状を変形させることができる投影光学系を用いて露光を行うため、パターンの重ね合わせ精度を向上させることができる。
また、本発明の第5形態にかかる露光システムによれば、第1露光装置が第2露光装置により露光されたパターンの領域に合わせて感光性基板上に形成される所定のパターンの領域を変形及び回転させることができる手段を備えているため、パターンの重ね合わせ精度を向上させることができる。
また、本発明の露光方法によれば、感光性基板上に既に形成されている下のレイヤのパターンの形状に合わせて感光性基板上に形成される所定のパターンの像を変形させるため、パターンの重ね合わせ精度を向上させることができ、良好な露光を行うことができる。
この実施の形態にかかる露光システムの概略構成を示す図である。 この実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。 この実施の形態にかかる楔プリズムの構成を示す図である。 プレートに形成されている下のレイヤのパターン形状について説明するための図である。 この実施の形態にかかる投影露光装置を用いたパターンの重ね合わせ誤差の補正方法を説明するためのフローチャートである。 この実施の形態にかかる楔プリズムがY軸方向を軸として回転したときの状態を説明するための図である。 この実施の形態にかかる楔プリズムがY軸方向を軸として回転したときの状態を説明するための図である。
この実施の形態にかかる楔プリズムがY軸方向を軸として回転したときの状態を説明するための図である。 この実施の形態にかかる楔プリズムがY軸方向を軸として回転したときの状態を説明するための図である。 この実施の形態にかかる楔プリズムがY軸方向を軸として回転したときのパターン形状について説明するための図である。 この実施の形態にかかる楔プリズムがY軸方向を軸として回転したときの状態を説明するための図である。 この実施の形態にかかる楔プリズムがY軸方向を軸として回転したときの状態を説明するための図である。 この実施の形態の変形例にかかる楔プリズムの構成を示す図である。 この実施の形態の変形例にかかる変形手段(像変形手段)の構成を示す図である。 この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。 実施例にかかる投影光学系のレンズ構成を示す図である。 実施例にかかる楔プリズムがY軸方向を軸として回転したときに形成されるパターン像の形状を説明するための図である。 実施例にかかるパターン像を回転させたときの状態を示す図である。 実施例にかかる投影光学系のメリジオナル方向及びサジタル方向における横収差を示す横収差図である。
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態にかかる露光システムについて説明する。図1は、この実施の形態にかかる露光システムの概略構成を示す図である。図1に示すように、この実施の形態にかかる露光システムは、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(第2露光装置)1A及びステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(第1露光装置)1Bを備えている。
走査型露光装置1Aは、不図示ではあるが、露光光で所定のパターン(第2パターン)が形成されているマスク(第2パターン形成手段)を照明する照明光学系、この照明光学系より照明されたマスクのパターン像を例えば感光性材料が塗布された半導体ウエハ等の基板P(図2参照)上に形成する投影光学系(第2投影手段)等を備えている。投影光学系は、マスク上に形成されているパターンの領域(第2パターン領域)の一部の領域内のパターン像を基板P上の所定の区画領域内に形成する。走査型露光装置(スキャナ)1Aは、マスクを載置するマスクステージ(ひいてはマスクのパターン像)及び基板Pを載置する基板ステージ(ひいては基板P)を相対移動しつつ投影光学系を介してマスクのパターンを基板P上の所定の領域内に走査露光する。
マスクステージ及び基板ステージの位置は、それぞれマスク側レーザ干渉計及び基板側レーザ干渉計により計測され、制御されている。また、走査型露光装置1Aは、走査型露光装置1Aの走査露光の制御を行う制御部3を備えている。制御部3にはマスクステージの走査方向及び走査方向と直交する方向(以下、非走査方向という。)における位置を計測するマスク側レーザ干渉計が接続されており、マスク側レーザ干渉計は計測したマスクステージの走査方向及び非走査方向における位置を制御部3に対して出力する。また、制御部3には基板ステージの走査方向及び非走査方向における位置を計測する基板側レーザ干渉計が接続されており、基板側レーザ干渉計は計測した基板ステージの走査方向及び非走査方向における位置を制御部3に対して出力する。
図2は、図1に示す投影露光装置1Bの概略構成を示す図である。図2に示すように、投影露光装置1Bは、図示しない光源から射出される露光光により所定のパターン(第1パターン)が形成されているマスク(第1パターン形成手段)Mを照明する照明光学系IL、照明光学系ILにより照明されたマスクMのパターン像を基板P上に形成する投影光学系(第1投影手段)PLを備えている。投影光学系PLは、マスクM上のパターン領域(第1パターン領域)の全体の像を基板P上の所定の区画領域に形成する。投影露光装置(ステッパ)1Bは、マスクステージMST上に載置されているマスク(第1面)Mのパターンを投影光学系PLを介して基板ステージPST上に載置されているプレート(第2面、感光性基板)P上の所定の領域に一括的に静止露光する。即ち、基板Pを静止した状態でマスクMのパターン(所定のパターン)を基板P上に投影露光する。なお、以下の説明においては、マスクM面の法線方向をZ軸方向、後述する楔プリズム4の入射面4aと射出面4bとの交線の方向をX軸方向、Z軸方向及びX軸方向に直交する方向をY軸方向とする。
照明光学系ILは図示しない光源を備えており、光源には例えば露光に必要な波長であるg線(436nm)、h線(405nm)、i線(365nm)の露光光を供給する水銀ランプ等が用いられる。光源から射出された光束は、図示しないライトガイド、ライトガイドから射出した光束を均一な照度分布を有する光束に変換する図示しないオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータから射出した光束を矩形状(長方形状)に整形するための開口を有する図示しないブラインド部、ブラインド部を通過した光束をマスクM上に結像する図示しないコンデンサレンズ等を介して、マスクMを矩形状の照明領域で照明する。
マスクMが載置されているマスクステージMSTはX軸方向、Y軸方向に移動可能、及びZ軸方向を軸として回転可能に構成されている。マスクMに形成されているパターンを通過した光束は、投影光学系PLが備える楔プリズム(第2楔プリズム)2、楔プリズム(第1楔プリズム)4を通過する。この実施の形態においては、図2に示すように、楔プリズム2,4は、投影光学系PLの略テレセントリックな光路中の最もマスクM側に配置されている。図3は、楔プリズム2,4の構成を示す図である。図3に示すように、楔プリズム2の入射面2a及び射出面2bは平面を有し、入射面2aの平面と射出面2bとは楔角(所定の第2楔角)θ1を有している。
この実施の形態においては、楔プリズム2は、入射面2aの平面と射出面2bの平面との交線の方向がX軸方向となるように配置されている。また、楔プリズム2は、後述するX軸回転駆動部11を駆動させることにより略X軸方向を軸として回転可能に構成されており、後述するY軸回転駆動部13を駆動させることにより略Y軸方向を軸として回転可能に構成されている。
楔プリズム4の入射面4a及び射出面4bは平面を有し、入射面4aの平面と射出面4bとは楔角θ1と略同一の楔角(所定の第1楔角)θ2を有している。この実施の形態においては、楔プリズム4は入射面4aの平面と射出面4bの平面との交線の方向がX軸方向となるように配置されており、楔プリズム2の楔角θ1と楔プリズム4の楔角θ2とが略反対方向を向くように配置されている。また、楔プリズム4は、後述するX軸回転駆動部12を駆動させることにより略X軸方向を軸として回転可能に構成されており、後述するY軸回転駆動部14を駆動させることにより略Y軸方向を軸として回転可能に構成されている。なお、楔プリズム4を略X軸方向を軸として回転させたときの楔プリズム4の配置状態の例を図3の破線部で示している。
楔プリズム2及び楔プリズム4の少なくとも1つをX軸方向を軸として回転させることにより、投影光学系PLのY軸方向における投影倍率を調整することができる。また、楔プリズム2及び楔プリズム4の少なくとも1つをY軸方向を軸として回転させることにより、投影光学系PLのX軸方向及びY軸方向における投影位置をシフトさせることができる。即ち、投影光学系PLの光軸(Z軸)と直交する面(基板P面)内で非対称的に基板P上に形成されるマスクMのパターン像を変形させることができる(像変形手段)。
楔プリズム4から射出した光束は、投影光学系PLが備える対物光学系としての投影レンズ群5を通過して基板P上の投影領域(第1パターン領域)に到達し、基板P上にマスクMのパターンの全体の縮小像を形成する(投影手段)。このとき、基板P上に結像されるマスクMのパターンは矩形状であり、上述のX軸方向と矩形状の長手方向とが平行であり、上述のY軸方向と矩形状の短手方向とが平行である。また、基板Pが載置されている基板ステージPSTはX軸方向、Y軸方向に移動可能、及びZ軸方向を軸として回転可能に構成されている。基板ステージPSTをZ軸方向を軸として回転させることにより、マスクMのパターン像と基板Pとを相対的に回転させることができる(回転手段)。なお、基板ステージPSTをZ軸廻りに回転させる代わりに、マスクステージMSTをZ軸方向を軸として回転させても良く、基板ステージPST及びマスクステージMSTの双方をZ軸廻りに回転させても良い。
また、図3に示すように、制御部6には、X軸回転駆動部11が接続されており、X軸回転駆動部11は制御部6からの制御信号に基づいて楔プリズム2をX軸方向を軸として回転させる。また、制御部6にはY軸回転駆動部13が接続されており、Y軸回転駆動部13は制御部6からの制御信号に基づいて楔プリズム2をY軸方向を軸として回転させる。
また、図3に示すように、制御部6には、X軸回転駆動部12が接続されており、X軸回転駆動部12は制御部6からの制御信号に基づいて楔プリズム4をX軸方向を軸として回転させる。また、制御部6にはY軸回転駆動部14が接続されており、Y軸回転駆動部14は制御部6からの制御信号に基づいて楔プリズム4をY軸方向を軸として回転させる。
また、図2に示すように、制御部6にはマスクステージ駆動部8が接続されており、マスクステージ駆動部8は制御部6からの制御信号に基づいてマスクステージMSTをX軸方向またはY軸方向に移動、またはZ軸方向を軸として回転させる。更に、制御部6には基板ステージ駆動部10が接続されており、基板ステージ駆動部10は制御部6からの制御信号に基づいて基板ステージPSTをX軸方向またはY軸方向に移動、またはZ軸方向を軸として回転させる。
また、投影光学系PLの鏡筒の側面には、オフ・アクシス方式のアライメント検出系ALが取り付けられており、制御部6は、このアライメント検出系ALからの情報と基板側レーザ干渉計の計測値とに基づいて、基板P上に設けられたアライメントマークの位置を検出する。そして、制御部6は検出されたアライメントマークの位置から走査型露光装置1Aにおいて走査露光されたパターン(下のレイヤのパターン)の形状(領域)を算出する。
例えば、1ロットの基板上に一例として第2層目のパターンを転写する場合を考える。前提条件として、各基板Pには、走査型露光装置1Aを用いて、例えばアライメントマークを含む第1層目のパターンが転写された複数のショット領域(第2パターン領域)がすでに形成されているものとする。この実施の形態では、アライメントマークとして、X軸方向とY軸方向との位置をそれぞれ同時に検出することができる2次元マークがショット領域(第2パターン領域)毎に複数(好ましくは4個ずつ)形成されているものとする。
そして、例えばロット先頭の基板の各ショット領域に設けられた全アライメントマークの位置をアライメント検出系ALと基板側レーザ干渉計とを用いて検出する。制御部6は、検出した各アライメントマークの位置情報に基づいて、いわゆるショット内多点EGA(エンハンスト・グローバル・アライメント)の演算を行い、基板PのXY方向のスケーリング(基板Pの線形伸縮)、基板Pの回転誤差、基板PのXY方向のオフセット、ステージ座標系の直交度誤差、ショット領域のXY方向のスケーリング(ショット領域の線形伸縮)、ショット領域の回転誤差、ショット領域の直交度誤差を求める。なお、このようなショット内多点EGA方式については、例えば特開2003−59809号公報に開示されている。ここで、ショット内多点EGA方式を用いて求められたショット領域の直交度誤差が上述の走査露光されたパターン(第1層目のレイヤのパターン)の形状(領域)に対応している。
制御部6は、走査型露光装置1Aの制御部3から出力される走査型露光装置1Aが備えるマスク側レーザ干渉計及び基板側レーザ干渉計により計測されたマスクステージ及び基板ステージの位置情報に基づいて、走査型露光装置1Aにおいて走査露光されたパターン(下のレイヤのパターン)の形状(領域)を算出する。
制御部6は、算出された走査型露光装置1Aにおいて走査露光されたパターンの形状に基づいて、楔プリズム4のY軸方向を軸とする回転量を算出する。そして、制御部6は、算出された回転量に基づいてY軸回転駆動部14に制御信号を出力し、Y軸回転駆動部14を駆動させることにより楔プリズム4をY軸方向を軸として回転させる。
また、制御部6は、楔プリズム4のY軸方向を軸とする回転量に基づいて、マスクステージMSTまたは基板ステージPSTのZ軸方向を軸とする回転量を算出する。制御部6は、算出された回転量に基づいてマスクステージ駆動部8または基板ステージ駆動部10に制御信号を出力し、マスクステージ駆動部8または基板ステージ駆動部10を駆動させることによりマスクステージMST(マスクM)または基板ステージPST(基板P)をZ軸方向を軸として回転させる。
なお、制御部6は、基板Pの熱による伸縮等によって変化する投影領域のY軸方向における倍率を補正するための楔プリズム2または楔プリズム4のX軸方向を軸とする回転量を算出し、算出された回転量に基づいてX軸回転駆動部11またはX軸回転駆動部12に制御信号を出力し、X軸回転駆動部11またはX軸回転駆動部12を駆動させることにより楔プリズム2または楔プリズム4をX軸方向を軸として回転させ、投影領域のY軸方向における倍率の補正も行う。
次に、この実施の形態にかかる露光システムを用いて、基板P上に形成されるパターンの重ね合わせ誤差を補正する方法について説明する。即ち、走査型露光装置1Aにおいて基板P上に走査露光される微細なパターン(下のレイヤのパターン)と、投影露光装置1Bにおいて基板P上に一括露光されるややラフなパターン(上のレイヤのパターン)との重ね合わせ誤差を補正する方法について説明する。
まず、走査型露光装置1Aにより下のレイヤのパターンが基板P上に走査露光される(第2露光工程)。例えば走査型露光装置1Aにおいてマスクステージの走査方向と基板ステージの走査方向とにずれが生じた場合、図4に示すように、矩形状(長方形状)のパターンP1でなく平行四辺形状のパターンP2が基板P上に形成される。この平行四辺形状のパターンP2が形成された基板P上に、投影露光装置1Bにより上のレイヤのパターンであるマスクMの矩形状(長方形状)のパターンが重ねて転写された場合、パターンの重ね合わせにずれが生じる。従って、この平行四辺形状のパターンP2の形状(領域)に合わせてマスクMのパターンを変形させる必要がある。
図5は、この実施の形態にかかる重ね合わせ誤差の補正方法について説明するためのフローチャートである。まず、制御部6は、第1層目のレイヤのパターンが露光された基板P上のアライメントマークの位置を検出し、この検出結果に基づいて各ショット領域(第2パターン領域)の直交度誤差(下(第1層目)のレイヤのパターン形状)を求める(ステップS10)。
次に、制御部6は、算出された下のレイヤのパターンの形状に基づいて、楔プリズム4のY軸方向を軸とする回転量を算出する(ステップS11)。制御部6は、ステップS11において算出された楔プリズム4の回転量に基づいてY軸回転駆動部14に制御信号を出力し、Y軸回転駆動部14を駆動させることにより楔プリズム4をY軸方向を軸として回転させる(ステップS12)。即ち、基板P上に形成されるマスクMのパターン像を変形させる(像変形工程)。
楔プリズム4をY軸方向を軸として回転させることにより、投影光学系PLのY軸方向における投影位置がシフトされる。図6Aは楔プリズム4をY軸方向を軸として時計回りに微少量回転させたときの−X方向側からみた場合の楔プリズム2,4の位置を示す図、図6Bは楔プリズム4をY軸方向を軸として時計回りに微少量回転させたときの+X方向側からみた場合の楔プリズム2,4の位置を示す図である。図6Aに示すように最も−X方向側を通過する露光光はY軸方向にt1シフトされ、図6Bに示すように最も+X方向側を通過する露光光はY軸方向にt2シフトされる。
また、楔プリズム4をY軸方向を軸として回転させることにより、投影光学系PLのX軸方向における投影位置もシフトされる。図7Aは楔プリズム4をY軸方向を軸として時計回りに微少量回転させたときの−Y方向側からみた場合の楔プリズム2,4の位置を示す図、図7Bは楔プリズム4をY軸方向を軸として時計回りに微少量回転させたときの+Y方向側からみた場合の楔プリズム2,4の位置を示す図である。図7Aに示すように最も−Y方向側を通過する露光光はX軸方向にs1シフトされ、図7Bに示すように最も+Y方向側を通過する露光光はX軸方向にs2シフトされる。
即ち、図8に示すように、楔プリズム4を回転させない場合に基板P上に形成されるマスクMのパターンP3が矩形状(長方形状)である場合、楔プリズム4をY軸方向を軸として時計回りに微少量回転させた場合に基板P上に形成されるマスクMのパターンP4は平行四辺形状となる。ここで、図8に示すように、パターンP4の平行四辺形の一方の対角線と平行な方向(第1方向)L1はパターンP3の矩形状の辺L11,L12とは異なる方向であり、第1方向L1の方向での変形量ΔqとパターンP4の平行四辺形の他方の対角線と平行な方向(第1方向と交差する第2方向)L2での変形量Δrとは異なっている。
次に、制御部6は、ステップS12において回転された楔プリズム4のY軸方向を軸とする回転量に基づいて、基板P上に形成されるマスクMのパターンの回転量、即ちマスクステージMSTまたは基板ステージPSTのZ軸方向を軸とする回転量を算出する(ステップS13)。
即ち、図8に示すように、楔プリズム4を回転させない場合に基板P上に形成されるマスクMのパターンP3が矩形状(長方形状)である場合、楔プリズム4をY軸方向を軸として時計回りに微少量回転させた場合に基板P上に形成されるマスクMのパターンP4は平行四辺形状となり、図4に示す前層のパターンP2とはZ軸方向を軸とする回転方向の位置にずれがある。なお、図8に示すΔtはY軸方向における変形量であって、図6に示すt1とt2との差の絶対値(|t1−t2|)、ΔsはX軸方向における変形量であって、図7に示すs1とs2との差の絶対値(|s1−s2|)である。
ここで、図9A及び図9Bに示すように、楔プリズム4の楔角θ2の大きさをθ、Y軸回転角の大きさをβ、図4に示す矩形状P1のX方向の長さをA(長手方向)、矩形状P1のY方向の長さをB(短手方向)としたとき、楔プリズム4をY軸方向を軸として微少量回転させたときの楔プリズム2と楔プリズム4との間の厚み(気体層の厚み)の差dと、楔角による楔プリズム4の厚みの差uとは、以下のようになる。
d = Atanβ
u = Btanθ
また、楔プリズム2,4を構成するガラス部材の屈折率をnとしたとき、t1とt2との差の絶対値Δtと、s1とs2との差の絶対値Δsとは、以下のようになる。
Δt = (n−1)dsinθ
Δs = (n−1/n)usinβ
ここで、楔角θ及びY軸回転角βが十分に小さいと仮定すると、
Δt/Δs = n(A/B)
となる。
このt1とt2との差の絶対値Δtとs1とs2との差の絶対値Δsとの比に基づいて、制御部6は、基板P上に形成されるマスクMのパターンの回転量、即ちマスクステージMSTまたは基板ステージPSTのZ軸方向を軸とする回転量を算出する。
次に、制御部6は、ステップS13において算出された回転量に基づいてマスクステージ駆動部8または基板ステージ駆動部10に制御信号を出力し、マスクステージ駆動部8または基板ステージ駆動部10を駆動させることによりマスクステージMST(マスクM)または基板ステージPST(基板P)をZ軸方向を軸として回転させる(ステップS14)。
ステップS14においてマスクステージMSTまたは基板ステージPSTをZ軸方向を軸として回転させることにより、マスクMのパターン像と基板Pとが相対的に回転され(回転工程)、図4に示す前層のパターンP2と図8に示す基板P上に形成されるマスクMのパターンP4とが略一致する。このように、投影露光装置1Bは、走査型露光装置1Aにより走査露光されたパターン形状に合わせて、マスクMのパターンを変形させて基板P上に露光する(第1露光工程)。
この実施の形態にかかる露光システム(投影露光装置)によれば、楔プリズム4をY軸方向を軸として回転させることができるため、基板P上に既に形成されている下のレイヤのパターンの形状(例えば、平行四辺形)に合わせてマスクMのパターンの形状(例えば、長方形)を変形させることができる。即ち、マスクMの長方形状のパターンを平行四辺形状のパターンに変形させることができる。従って、既存の投影領域の倍率調整を行うための楔プリズムを用いて、パターンの重ね合わせ精度を向上させることができる。また、楔プリズムはY軸方向を軸として時計まわり及び反時計まわりに回転可能に構成されているため、下のレイヤのパターンを露光する際の+方向及び−方向の両方の走査方向のずれに対して対応することができる。なお、この実施の形態にかかる露光システム(投影露光装置)によれば、基板P上に既に形成されている下の複数のレイヤのうち、所定の方向を一つ下のレイヤ(前層)に合わせ、それとほぼ直交する方向を二つ下のレイヤ(前々層)に合わせることもできる。
なお、この実施の形態にかかる投影露光装置においては、楔プリズム4をY軸方向を軸として回転駆動させることにより基板P上に形成されるマスクMのパターン像を変形させているが、楔プリズム2をY軸方向を軸として回転駆動させることにより基板P上に形成されるマスクMのパターン像を変形させるようにしてもよい。また、楔プリズム2及び楔プリズム4をY軸方向を軸として回転駆動させることにより基板P上に形成されるマスクMのパターン像を変形させるようにしてもよい。
また、この実施の形態にかかる投影露光装置においては、楔プリズム2及び楔プリズム4がX軸方向及びY軸方向を軸として回転可能に構成されているが、楔プリズム2または楔プリズム4がX軸方向及びY軸方向を軸として回転可能に構成されるようにしてもよい。また、楔プリズム2がX軸方向またはY軸方向を軸として回転可能に構成され、楔プリズム4がY軸方向またはX軸方向を軸として回転可能に構成されるようにしてもよい。また、楔プリズム2がX軸方向及びY軸方向を軸として回転可能に構成され、楔プリズム4がX軸方向またはY軸方向を軸として回転可能に構成されるようにしてもよく、楔プリズム2がX軸方向またはY軸方向を軸として回転可能に構成され、楔プリズム4がX軸方向及びY軸方向を軸として回転可能に構成されるようにしてもよい。
また、この実施の形態にかかる投影露光装置においては、2つの楔プリズム2,4を備えているが、少なくとも1つの楔プリズムを備えるようにすればよい。
また、この実施の形態にかかる投影露光装置においては、楔プリズム2,4が投影光学系PLの略テレセントリックな光路中の最もマスクM面側に配置されているが、楔プリズム2,4が投影光学系PLの略テレセントリックな光路中であってマスクM面側に配置されていれば、マスクMと楔プリズム2,4との間、または楔プリズム2,4の間に他の光学部材を介在させてもよい。
また、この実施の形態にかかる投影露光装置においては、マスクステージまたは基板ステージをZ軸方向を軸として回転させることにより、プレート上に形成されるパターン像を回転させているが、投影光学系に像回転機構を備え、その像回転機構を用いてプレート上に形成されるパターン像を回転させるようにしてもよい。
このような像回転機構としては、例えば梯形プリズム(Dove prism)や、3枚鏡のイメージローテーター等を用いることができる。また、例えば特許第3666606号公報及びこれに対応する米国特許第5,614,988号公報に開示される投影光学系や、国際特許公開第WO99/45580号パンフレット及びこれに対応する米国特許第6,583,856号公報に開示される投影光学系、あるいは国際特許公開第WO01/65296号パンフレット及びこれに対応する米国特許公開第2003/0011755号公報に開示される投影光学系を用いる場合には、光路折曲げ鏡を例えばマスク面法線方向又は基板面法線方向を軸として回転させることにより、プレート上に形成されるパターン像を回転させることができる。
また、上述の実施形態において、図10に示すように第1楔プリズム2及び第2楔プリズム4をZ軸廻りに回転させるZ軸回転駆動部15を設けてもよい。第1楔プリズム2及び第2楔プリズム4をZ軸廻りに回転させた後に、Y軸回転駆動部13によって楔プリズム2を回転させると、XY平面内においてY軸と所定角度γだけ回転した回転軸Rを中心として楔プリズム2が回転する。なお、図10では理解を容易にするため、楔プリズム2,4の回転動作前の状態を二点鎖線で示している。この構成により、マスクステージまたは基板ステージをZ軸方向を軸として回転させることなく、マスクMの長方形状のパターンを平行四辺形状のパターンに変形させることができる。なお、楔プリズム2,4のZ軸廻りの回転動作とマスクステージまたは基板ステージのZ軸廻りの回転動作とを組み合わせても良い。
また、上述の実施形態の第1楔プリズム2及び第2楔プリズム4に代えて、図11に示すように、XY平面内に平行平面板24を設け、ひねり駆動部16を用いて、この平行平面板24をXY平面内においてY軸と所定角度εだけ回転した回転軸Q(ひねり軸Q)を中心としてひねるように変形させても良い。なお、図11では理解を容易にするため、平行平面板24のひねり動作前の状態を二点鎖線で示している。この構成により、マスクステージまたは基板ステージをZ軸方向を軸として回転させることなく、マスクMの長方形状のパターンを平行四辺形状のパターンに変形させることができる。なお、ひねり軸QをX軸又はY軸と平行に設定する場合には、平行平面板24のひねり変形動作に併せて、マスクステージまたは基板ステージをZ軸方向を軸として回転させれば良い。
また、第1楔プリズム2及び第2楔プリズム4に代えて、Z軸廻りの相対的な回転角度を制御できる一対のトーリックレンズを設けてもよい。このとき、このトーリックレンズ対を投影レンズ群5内に設けてもよい。
また、この実施の形態にかかる露光システムにおいては、マスクに形成されたパターンをプレート上に露光する走査型露光装置及び投影露光装置を備えているが、パターンジェネレータにより形成されるパターンをプレート上に露光する走査型露光装置または投影露光装置を備えるようにしてもよい。
また、この実施の形態にかかる露光システムにおいては、一括露光型投影露光装置1Bのアライメント検出系ALを用いて、走査型投影露光装置1Aにより転写されたパターン形状を求めていたが、走査型投影露光装置1Aからマスクステージ及び基板ステージの位置情報を取得し、この位置情報に基づいて走査型投影露光装置1Aにより転写されたパターン形状を算出してもよい。このとき、一括露光型投影露光装置1Bの制御部6は、走査型投影露光装置1Aの制御部3から出力される走査型投影露光装置1Aが備えるマスク側レーザ干渉計及び基板側レーザ干渉計により計測されたマスクステージ及び基板ステージの時系列的な位置情報を取得し、この情報に基づいて、マスクステージ及び基板ステージがどのように走査されたか、ひいてはマスク及び基板がどのように走査されたかを求め、走査型投影露光装置1Aによって走査露光されたパターン(第1層目のパターン)の形状(領域)を算出することになる。
上述の実施の形態にかかる露光システムでは、照明光学系ILによってレチクル(マスク)を照明し、投影光学系PLを用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板(ウエハ)に露光することにより、マイクロデバイス(半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等)を製造することができる。以下、上述の実施の形態にかかる露光システムを用いて感光性基板としてウエハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図12のフローチャートを参照して説明する。
まず、図12のステップS301において、1ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップS302において、その1ロットのウエハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップS303において、まず走査型露光装置(スキャナ)1Aを用いて、マスク上のパターン像が投影光学系PLを介してその1ロットのウエハ上の各ショット領域に走査露光される。その後、ステップS304において、その1ロットのウエハ上のフォトレジストの現像が行なわれた後、ステップS305において、その1ロットのウエハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行なうことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。
その後、投影露光装置1Bを用いて、ステップS301〜ステップS305の動作を繰り返すことにより更に上のレイヤの回路パターンの形成等が行われることによって、半導体素子等のデバイスが製造される。このとき、投影露光装置1Bにより露光を行う前に、走査型露光装置1Aにより形成された下のレイヤのパターン形状に合わせて、投影露光装置1Bによりウエハ上に形成されるパターン形状の補正が行われる。上述のマイクロデバイス製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる露光システム(投影露光装置)を用いて上のレイヤの回路パターンの露光を行うため、ウエハ上に形成されるパターンの重ね合わせの誤差を高精度に補正することができ、良好なマイクロデバイスを得ることができる。
なお、ステップS301〜ステップS305では、ウエハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウエハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。
また、上述の実施の形態にかかる露光システムでは、プレート(ガラス基板)上に所定のパターン(回路パターン、電極パターン等)を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図13のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図13において、パターン形成工程S401では、走査型露光装置(スキャナ)1A及び投影露光装置(ステッパ)1Bを用いてマスクの微細なパターン及びややラフなパターン等を感光性基板(レジストが塗布されたガラス基板等)に重ね合わせて転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。このとき、投影露光装置1Bにより露光を行う前に、走査型露光装置1Aにより形成された下のレイヤのパターンの形状に合わせて、投影露光装置1Bにおいて露光されるプレート上に形成されるパターンの形状の補正が行われる。
この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程S402へ移行する。
次に、カラーフィルタ形成工程S402では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応した3つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはR、G、Bの3本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程S402の後に、セル組み立て工程S403が実行される。セル組み立て工程S403では、パターン形成工程S401にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルタ形成工程S402にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。セル組み立て工程S403では、例えば、パターン形成工程S401にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程S402にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル(液晶セル)を製造する。
その後、モジュール組み立て工程S404にて、組み立てられた液晶パネル(液晶セル)の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる露光システム(投影露光装置)を用いて露光を行うため、プレート上に形成されるパターンの重ね合わせの誤差を高精度に補正することができ、良好な半導体デバイスを得ることができる。
実施例にかかる露光システムの構成は、図1に示す上述の実施の形態にかかる露光システムの構成と同一であるため、実施例にかかる露光システムの説明には、上述の実施の形態にかかる露光システムの説明で用いた符号を用いる。なお、この実施例にかかる投影露光装置1Bにおいては、露光光源としてKrFエキシマレーザを使用し、32×26mmフィールドに対して良好に収差が補正されている。
図14は、この実施例にかかる投影露光装置1Bが備える投影光学系PLのレンズ構成を示す図である。図14に示すように、この実施例にかかる投影光学系PLは、マスクM側(第1面側)から順に、マスクM側にXY平面に平行な面及び基板P側(第2面側)に1°の楔角を有する平行な面を向けた楔プリズム2、マスクM側に1°の楔角を有する平行な面及び基板P側にXY平面に平行な面を向けた楔プリズム4を備えている。
また、両凸レンズL3、基板P側に非球面状に形成された凹面を向けた負メニスカスレンズL4、基板P側に非球面状に形成された凹面を有する両凹レンズL5、マスクM側に凹面を向けた負メニスカスレンズL6、マスクM側に非球面状に形成された凹面を向けた正メニスカスレンズL7、両凸レンズL8、マスクM側に凹面を向けた正メニスカスレンズL9、両凸レンズL10、マスクM側に凸面を向けた正メニスカスレンズL11、基板P側に非球面状に形成された凹面を向けた正メニスカスレンズL12、マスクM側に非球面状に形成された凹面を有する両凹レンズL13、両凹レンズL14、基板P側に非球面状に形成された凹面を有する両凹レンズL15、マスクM側に非球面状に形成された凹面を向けた正メニスカスレンズL16、マスクM側に凹面を向けた正メニスカスレンズL17、マスクM側に凹面を向けた正メニスカスレンズL18、両凸レンズL19、開口絞りAS、マスクM側に凸面を向けた負メニスカスレンズL20、両凸レンズL21、マスクM側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22、マスクM側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23、基板P側に非球面状に形成された凹面を向けた正メニスカスレンズL24、マスクM側に凸面を向けた負メニスカスレンズL25、マスクM側に凸面を向けた正メニスカスレンズL26、平行平面板L27を備えている。
また、この実施例にかかる投影光学系PLの諸元の値を示す。この諸元においては、NAは開口数を示している。また、この実施例にかかる投影光学系PLの光学部材諸元を表1に示す。表1の光学部材諸元においては、第1カラムの面番号は物体側からの光線進行方向に沿った面の順序、第2カラムは各面の曲率半径(mm)、第3カラムは各面の軸上間隔すなわち面間隔(mm)、第4カラムは偏芯度、第5カラムは光学部材の硝材(ガラス名)、第6カラムは備考をそれぞれ示している。
また、この実施例にかかる投影光学系PLに用いられている非球面状のレンズ面を持つレンズの非球面係数を表2に示す。表2においては、第1カラムの非球面番号は表1の光学部材諸元の第2カラム(曲率半径)に示す非球面番号と対応している。第2カラムは各非球面の中心曲率CURV(1/mm)、第3カラムは円錐係数Kと12次の非球面係数、第4カラムは4次と14次の非球面係数、第5カラムは6次と16次の非球面係数、第6カラムは8次と18次の非球面係数、第7カラムは10次と20次の非球面係数をそれぞれ示している。
なお、この実施例においては、非球面は、投影光学系PLの光軸に垂直な方向の高さをYとし、非球面の頂点における接平面から高さYにおける非球面上の位置までの投影光学系PLの光軸に沿った距離(サグ量)をZとし、中心曲率をCURVとし、円錐係数をKとし、4次の非球面係数をA、6次の非球面係数をB、8次の非球面係数をC、10次の非球面係数をD、12次の非球面係数をE、14次の非球面係数をF、16次の非球面係数をG、18次の非球面係数をH、20次の非球面係数をJとしたとき、以下の数式1で表される。
Figure 2006064728
(諸元)
像側NA: 0.79
露光領域:32×25mmの長方形領域(最大像高20.3mm)
結像倍率: 1/4 倍
中心波長: 248.0nm
石英ガラス(SiO)屈折率:1.50839
Figure 2006064728
Figure 2006064728
楔プリズム2,4は、中心厚7mm、楔角(θ)1°であり、楔プリズム(第1楔プリズム)2をY軸方向を軸として30秒回転(β)させた場合の基板P上に形成されるパターン像P5を図15に示す。なお、図15に示すP6は、楔プリズム2を回転させない場合に基板P上に形成されるパターン像を示している。また、図15に示すパターン像P5の位置を示す複数の(x、y)座標は、パターン像P6からの変形量を示しており、単位はnmである。
ここで、図15に示すΔtとΔsとを比較すると、Δt:Δs=1.9:1.0となった。次に、パターン像P5(基板ステージPST)を時計回りに0.85μrad回転させた場合の基板P上に形成されるパターン像P5を図16に示す。なお、図15と同様に、図16に示すパターン像P5の位置を示す複数の(x、y)座標は、パターン像P6からの変形量を示しており、単位はnmである。
走査型露光装置1Aにおいて前層のパターンを露光した際に68nm(±34nm)の走査方向におけるずれが生じ、矩形状のパターンが露光されず平行四辺形状のパターンが露光された場合に、前層の平行四辺形状のパターンの形状との重ねずれが0.3nm以下となるように、投影露光装置1Bにおいて露光するパターンの形状を図14に示すように補正することができる。即ち、パターン像P5の形状を、走査型露光装置1Aにより露光された前層の平行四辺形状のパターン像の形状と略一致させることができる。
また、図17は、この実施例にかかる投影光学系PLのメリジオナル方向及びサジタル方向における横収差を示す横収差図であり、Yは像高を示している。図17の横収差図に示すように、この実施例にかかる投影光学系PLは、波面収差の変動量は5mλRMS以下であり、像面変動も5nm以下である。
この実施例にかかる投影光学系によれば、収差発生は微量であり結像性能の劣化もなく、楔プリズムをY軸方向を軸として回転させることによりパターンの重ね合わせ誤差をシンプルかつ高精度に補正することができる。
以上のように、この発明の投影光学系、露光装置、露光システム及び露光方法は、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスや液晶表示素子等のフラット・パネル・ディスプレイをリソグラフィ工程で高精度に製造するのに適している。

Claims (38)

  1. 第1面の像を第2面上に形成する投影光学系において、
    入射面及び射出面が平面を有し、前記入射面の平面と前記射出面の平面とが所定の第1楔角を有する第1楔プリズムを備え、
    前記第1面の法線方向をZ軸方向、前記入射面の平面と前記射出面の平面との交線の方向をX軸方向、前記Z軸方向及び前記X軸方向と直交する方向をY軸方向としたとき、前記第1楔プリズムは略前記Y軸方向を軸として回転可能に構成されることを特徴とする投影光学系。
  2. 前記第1楔プリズムの近傍に配置されて、入射面及び射出面が平面を有し、前記入射面の平面と前記射出面の平面とが所定の第2楔角を有する第2楔プリズムを備え、
    前記第2楔プリズムの前記第2楔角は前記第1楔プリズムの前記第1楔角と略同一であり、前記第1楔プリズムと前記第2楔プリズムとは楔角の方向が略反対方向を向くように配置されることを特徴とする請求項1記載の投影光学系。
  3. 前記第1楔プリズムは、略前記X軸方向を軸として回転可能に構成されることを特徴とする請求項1または請求項2記載の投影光学系。
  4. 前記第2楔プリズムは、略前記X軸方向を軸として回転可能に構成されることを特徴とする請求項2記載の投影光学系。
  5. 前記第1楔プリズムは、略テレセントリックな光路中に配置されることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の投影光学系。
  6. 前記第2面上に形成される前記第1面の像は縮小像であり、
    前記第1楔プリズムは、該投影光学系の光路中の前記第1面側に配置されることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の投影光学系。
  7. 前記第1楔プリズムは、該投影光学系の光路中の最も前記第1面側に配置されることを特徴とする請求項6記載の投影光学系。
  8. 前記第2面上に結像される前記第1面のパターンは矩形状であり、
    前記X軸方向と前記矩形状の長手方向とが平行であり、前記Y軸方向と前記矩形状の短手方向とが平行であることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載の投影光学系。
  9. 第2面上に結像される前記第1面のパターンは矩形状であり、
    前記X軸方向と前記矩形状の長手方向とは所定の角度をなし、前記Y軸方向と前記矩形状の短手方向とは前記所定の角度をなすことを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載の投影光学系。
  10. 所定のパターンを感光性基板上に露光する露光装置において、
    ほぼ矩形状の視野領域内の前記所定のパターンの像を前記感光性基板上の露光領域内に形成する対物光学系と、
    前記露光領域内に形成される前記像を平行四辺形に変形させる変形手段と、
    を備えることを特徴とする露光装置。
  11. 前記変形手段は、前記感光性基板上に形成される前記所定のパターンの像を変形させる像変形手段と、
    前記像変形手段により変形された前記所定のパターンの像と前記感光性基板とを相対的に回転させる回転手段と、
    を備えることを特徴とする請求項10記載の露光装置。
  12. 前記像変形手段は、前記対物光学系の光軸と直交する面内で非対称的に前記所定のパターンの像を変形させることを特徴とする請求項11記載の露光装置。
  13. 前記像変形手段は、前記光軸と直交する面内における第1方向での変形量と、前記面内において該第1方向と交差する第2方向での変形量とが異なるように、前記所定のパターンの像を変形させることを特徴とする請求項12記載の露光装置。
  14. 前記第1方向は前記ほぼ矩形状の視野領域の辺とは異なる方向に設定されることを特徴とする請求項13記載の露光装置。
  15. 前記像変形手段は、入射面及び射出面が平面を有し、前記入射面の平面と前記射出面の平面とが所定の第1楔角を有する第1楔プリズムを備え、
    前記所定のパターンが位置する第1面の法線方向をZ軸方向、前記入射面の平面と前記射出面の平面との交線の方向をX軸方向、前記Z軸方向及び前記X軸方向と直交する方向をY軸方向としたとき、前記第1楔プリズムは略前記Y軸方向を軸として回転可能に構成されることを特徴とする請求項11乃至請求項14の何れか一項に記載の露光装置。
  16. 前記第1楔プリズムの近傍に配置されて、入射面及び射出面が平面を有し、前記入射面の平面と前記射出面の平面とが所定の第2楔角を有する第2楔プリズムを備え、
    前記第2楔プリズムの前記第2楔角は前記第1楔プリズムの前記第1楔角と略同一であり、前記第1楔プリズムと前記第2楔プリズムとは楔角の方向が略反対方向を向くように配置されることを特徴とする請求項15記載の露光装置。
  17. 前記回転手段は、前記所定のパターンまたは前記感光性基板を回転させることを特徴とする請求項11乃至請求項16の何れか一項に記載の露光装置。
  18. 前記回転手段は、前記対物光学系の少なくとも一部を回転させることを特徴とする請求項11乃至請求項16の何れか一項に記載の露光装置。
  19. 前記対物光学系は、光路折曲げ鏡を含み、
    前記回転手段は、前記光路折曲げ鏡を回転させることを特徴とする請求項18記載の露光装置。
  20. 前記回転手段は、前記像変形手段を回転させることを特徴とする請求項11乃至請求項16の何れか一項に記載の露光装置。
  21. 前記変形手段は、入射面及び射出面が平面を有し、前記入射面の平面と前記射出面の平面とが所定の第1楔角を有する第1楔プリズムを備え、
    前記第1面の法線方向をZ軸方向、前記入射面の平面と前記射出面の平面との交線の方向をX軸方向、前記Z軸方向及び前記X軸方向と直交する方向をY軸方向としたとき、
    前記X軸方向及び前記Y軸方向は、前記矩形状の辺の方向とは所定の角度をなし、
    前記第1楔プリズムは略前記Y軸方向を軸として回転可能に構成されることを特徴とする請求項10記載の露光装置。
  22. 前記変形手段は、入射面及び射出面がほぼ平面である平行平面板と、該平行平面板を所定のひねり軸廻りにひねるように変形させるひねり駆動部とを備え、
    前記ひねり軸は、前記所定のパターンが位置する第1面と平行な面内であって、前記矩形状の辺の方向のいずれとも非平行な方向に設定されることを特徴とする請求項10記載の露光装置。
  23. 所定のパターンを感光性基板上に露光する露光装置において、
    前記感光性基板上に形成される前記所定のパターンの像を変形させる像変形手段と、
    前記像変形手段により変形された前記所定のパターンの像と前記感光性基板とを相対的に回転させる回転手段と、
    を備えることを特徴とする露光装置。
  24. 前記像変形手段は、前記所定のパターンの像を形成する対物光学系の光軸と直交する面内で非対照的に前記所定のパターンの像を変形させることを特徴とする請求項23記載の露光装置。
  25. 前記像変形手段は、前記光軸と直交する面内における第1方向での変形量と、前記面内において該第1方向と交差する第2方向での変形量とが異なるように、前記所定のパターンの像を変形させることを特徴とする請求項24記載の露光装置。
  26. 前記感光性基板上に形成される前記所定のパターンの像の領域はほぼ矩形状であり、前記第1方向は前記ほぼ矩形状の領域の辺とは異なる方向に設定されることを特徴とする請求項25記載の露光装置。
  27. 前記回転手段は、前記所定のパターンまたは前記感光性基板を回転させることを特徴とする請求項23乃至請求項26の何れか一項に記載の露光装置。
  28. 前記回転手段は、前記対物光学系の少なくとも一部を回転させることを特徴とする請求項23乃至請求項26の何れか一項に記載の露光装置。
  29. 前記対物光学系は、光路折曲げ鏡を含み、
    前記回転手段は、前記光路折曲げ鏡を回転させることを特徴とする請求項28記載の露光装置。
  30. 前記回転手段は、前記像変形手段を回転させることを特徴とする請求項23乃至請求項26の何れか一項に記載の露光装置。
  31. 請求項1乃至請求項9の何れか一項に記載の投影光学系を用いて、前記第1面に配置される所定のパターンを感光性基板上に投影する投影手段を備えることを特徴とする露光装置。
  32. 前記感光性基板を静止した状態で前記所定のパターンを前記感光性基板上に投影することを特徴とする請求項10乃至請求項31の何れか一項に記載の露光装置。
  33. 第1パターン形成手段上の第1パターン領域の全体の像を感光性基板上に形成する第1投影手段を備え、前記第1パターン形成手段上の前記第1パターン領域を前記感光性基板上の所定の区画領域に一括的に静止露光する第1露光装置と、
    第2パターン形成手段上の第2パターン領域の一部の領域内のパターン像を前記感光性基板上に形成する第2投影手段を備え、前記パターン像及び前記感光性基板を相対移動させつつ、前記第2パターン形成手段上の前記第2パターン領域内のパターンを前記感光性基板上の前記所定の区画領域内に走査露光する第2露光装置とを備え、
    前記第1露光装置は、請求項10乃至請求項32の何れか一項に記載の露光装置を備えることを特徴とする露光システム。
  34. 請求項10乃至請求項32の何れか一項に記載の露光装置を用いて、所定のパターンを感光性基板上に露光する露光工程を含むことを特徴とする露光方法。
  35. 所定のパターンを感光性基板上に露光する露光方法において、
    前記感光性基板上に形成される前記所定のパターンの像を変形させる像変形工程と、
    前記像変形工程により変形された前記所定のパターンの像と前記感光性基板とを相対的に回転させる回転工程と、
    を含むことを特徴とする露光方法。
  36. 第1パターン形成手段上の第1パターン領域全体のパターンの像を感光性基板上の所定の区画領域に、前記第1パターン形成手段及び前記感光性基板を静止させた状態で一括露光する第1露光工程と、
    第2パターン形成手段上の第2パターン領域の一部の領域内のパターンの像を前記感光性基板上の前記所定の区画領域内に、前記第2パターン領域内の前記パターンの像及び前記感光性基板を相対移動させつつ走査露光する第2露光工程と、
    を含み、
    前記第1露光工程は、
    前記感光性基板上に形成される前記第1パターン領域全体のパターンの像を変形させる像変形工程と、
    前記像変形工程により変形された第1パターン領域全体のパターンの像と前記感光性基板とを相対的に回転させる回転工程と、
    を含むことを特徴とする露光方法。
  37. 所定のパターンを感光性基板上に露光する露光方法において、
    ほぼ矩形状の視野領域内の前記所定のパターンの像を前記感光性基板上の露光領域内に形成する像形成工程と、
    前記露光領域内に形成される前記像を平行四辺形状に変形させる変形工程と、
    を含むことを特徴とする露光方法。
  38. 第1パターン形成手段上の第1パターン領域全体のパターンの像を感光性基板上の所定の区画領域に、前記第1パターン形成手段及び前記感光性基板を静止させた状態で一括露光する第1露光工程と、
    第2パターン形成手段上の第2パターン領域の一部の領域内のパターンの像を前記感光性基板上の前記所定の区画領域内に、前記第2パターン領域内の前記パターンの像及び前記感光性基板を相対移動させつつ走査露光する第2露光工程と、
    を含み、
    前記所定の区画領域はほぼ矩形状であり、
    前記第1露光工程は、
    ほぼ矩形状の視野領域内の前記所定のパターンの像を前記感光性基板上の露光領域内に形成する像形成工程と、
    前記露光領域内に形成される前記像を平行四辺形状に変形させる変形工程と、
    を含むことを特徴とする露光方法。
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