WO2007100081A1 - 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

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WO2007100081A1
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exposure
illumination
scanning direction
pattern
optical system
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PCT/JP2007/054012
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Yuichi Shibazaki
Hideki Komatsuda
Original Assignee
Nikon Corporation
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    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption

Definitions

  • the present invention relates to an exposure technique for transferring a pattern onto a substrate such as a wafer in a lithographic process for manufacturing various devices such as a semiconductor element, a liquid crystal display element, or a thin film magnetic head, for example. It is particularly suitable for use in multiple exposure, for example, double exposure, of the substrate.
  • the second pattern is divided into the second pattern, and these two patterns are subjected to double exposure by sequentially optimizing the exposure conditions to obtain high imaging performance.
  • the first exposure is performed using the first reticle on which one or more first patterns are formed, and then the first exposure is performed.
  • the second exposure was performed by exchanging the reticle with a second reticle having one or more second patterns.
  • high throughput cannot be obtained by performing exposure by exchanging the reticle in this way!
  • the first and second patterns are formed on one reticle, and the reticle pattern is transferred to adjacent first and second shot areas on the wafer by a scanning exposure method. After that, the wafer is stepped by one shot area in the scanning direction, and the reticle pattern is transferred to the second and third shot areas on the wafer, so that the second shot area is transferred to the second shot area.
  • An exposure method in which the first and second patterns are double-exposed has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this exposure method, the illumination conditions for the two patterns can be optimized by changing the illumination conditions for the first and second patterns during scanning exposure.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11 111601
  • the present invention is such that when two patterns (pattern areas) arranged close to each other are transferred onto a substrate by a scanning exposure method, the entire surface of each pattern can be illuminated under optimum illumination conditions.
  • the primary purpose is to provide technology.
  • the present invention is capable of performing double exposure with high throughput, and capable of performing exposure under optimal illumination conditions on the entire surface for each pattern (pattern region) subjected to double exposure.
  • the second objective is to provide technology and device manufacturing technology.
  • the first exposure method moves the mask in a predetermined scanning direction while irradiating the substrate (W) with the exposure beam via the mask (R) and the projection optical system (PL).
  • the first and second pattern regions (52A, 52B) are formed adjacent to the scanning direction on the mask in synchronization with the exposure method.
  • the first illumination area (10AP) having a variable width in the scanning direction is used to A first step of illuminating the first no-turn area under the lighting conditions and exposing the substrate;
  • the first illumination region (10AP) whose width in the scanning direction gradually narrows, is used for the first illumination condition.
  • the second illumination condition is set using the second illumination region (10BP) whose width in the scanning direction is variable.
  • a third step of exposing the substrate by illuminating the second pattern region is set using the second illumination region (10BP) whose width in the scanning direction is variable.
  • the present invention further moves the substrate in a direction corresponding to the scanning direction by a distance corresponding to the width of the second pattern region, from the first step to the third step.
  • the divided area (48F) exposed with the pattern image (B1) of the second pattern area on the substrate is duplicated with the pattern image (A2) of the first pattern area. It has the 4th process to expose.
  • the second exposure method according to the present invention is an exposure method in which the substrate (W) is exposed with an exposure beam via a projection optical system (PL).
  • the illumination conditions in the areas (10AP, 10BP) are set independently, and the first and second patterns (52A, 52B) arranged along the predetermined scanning direction for the first and second illumination areas are set.
  • the first exposure region irradiated with the exposure beam through the movement, the first pattern and the projection optical system, and the exposure beam irradiated through the second pattern and the projection optical system
  • the movement of the substrate with respect to the second exposure region is performed in synchronization, and the partitioned regions (48A, 48F) having different positions in the scanning direction on the substrate are subjected to scanning exposure.
  • the first exposure apparatus irradiates the substrate (W) with an exposure beam via the mask (R) and the projection optical system (PL) while moving the mask in a predetermined scanning direction.
  • the first illumination area (10AP) in the field of view of the projection optical system having a variable width in the scanning direction is illuminated under the first illumination condition.
  • the illumination optical system (IU) that illuminates the second illumination area (10BP) having a variable width in the scanning direction within the field of view with the second illumination condition and the position of the mask in the scanning direction
  • the first An illumination control device (42R) for controlling the width of the first and second illumination areas in the scanning direction is provided.
  • the illumination optical system includes a first partial illumination system (14A) that illuminates a region conjugate with the first illumination region under the first illumination condition, and the first The second partial illumination system (14B) that illuminates a region conjugate with the second illumination region under the second illumination condition, and the exposure beam from the first and second partial illumination systems is combined and masked.
  • a visual field synthesis system (15A to 15C, 16 to 20).
  • a second exposure apparatus is an exposure apparatus that exposes a substrate (W) with an exposure beam via a projection optical system (PL).
  • the exposure beam is emitted from the first and second illumination areas (10 AP). , 10BP), and the illumination optical system (IU) for setting the illumination conditions in the first and second illumination areas independently, and a predetermined scanning direction for the first and second illumination areas.
  • a device manufacturing method according to the present invention uses the exposure method or the exposure apparatus of the present invention.
  • the entire surface of the two pattern areas can be illuminated under optimum illumination conditions.
  • the exposure method of the present invention can be used. Furthermore, when the visual field synthesis system is provided, the first and second illumination areas can be illuminated with different illumination conditions with a simple configuration.
  • FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of an exposure apparatus used in an example of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a pattern arrangement of a reticle used in the embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the switching operation of the two illumination slits 10AP and 10BP on the reticle R during scanning exposure.
  • FIG. 4 is a plan view showing an example of a shot arrangement on a wafer according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view for explaining the case where exposure is performed on the second and third shot areas on the wafer.
  • FIG. 6 is a plan view for explaining the case where exposure is performed on the third and fourth shot areas on the wafer.
  • FIG. 7 is a diagram showing a main part of another example of an illumination optical system according to an embodiment of the present invention.
  • [0015] 1 ... Exposure light source, 2 ... Optical splitter, 7A, 7B ... Aperture stop plate, 10A, 10B ... Movable reticle blind, 10AP, 10BP ... Illumination slit, 14A, 14B ... Illumination unit, 16 ... Field synthesis IU ... Illumination optics, R ... Reticle, PL ... Projection optics, W ... Ueno, 22 ... Reticle stage, 25 ... Wafer stage, 42R ... Reticle stage drive system
  • the present invention is applied to a case where double exposure is performed using a scanning exposure type exposure apparatus having a step-and-scan method.
  • FIG. 1 shows an exposure apparatus of this example.
  • the exposure apparatus includes an exposure light source 1, an illumination optical system IU that illuminates a reticle R as a mask with exposure light from the exposure light source 1, and a reticle.
  • Reticle stage 22 that moves while holding R
  • projection optical system PL that projects an image of the pattern in the illumination area on reticle R onto wafer W coated with a resist (photosensitive material) as a substrate
  • a main control system 41 composed of a computer that comprehensively controls the operation of these drive mechanisms.
  • KrF excimer laser wavelength 248 ⁇ m
  • F laser wavelength 157nm
  • solid-state laser YAG laser or semiconductor laser, etc.
  • a harmonic generation device or a mercury lamp can be used as an exposure light source.
  • the exposure light IL which is a linearly polarized ultraviolet pulse laser beam emitted from the exposure light source 1, enters the illumination optical system IU via a beam matching unit (BMU) (not shown) and the like.
  • BMU beam matching unit
  • a polarization beam splitter PBS
  • the polarization direction of the exposure light IL incident on the light splitter 2 is the first exposure light ILl (S
  • the amount of light of the polarization component) is set to be equal to the amount of light of the second exposure light IL2 (P polarization component) transmitted through the light splitter 2.
  • a noise mirror can be used as the optical splitter 2.
  • the first exposure light IL1 incident on the first illumination unit 14A includes a polarization control element 4A for controlling the polarization state, a light amount control member (not shown), and a predetermined plane conjugate with the pupil plane of the projection optical system PL.
  • the light enters the optical integrator 6A through the shaping optical system 5A that changes the light intensity distribution (or intensity distribution) of the first exposure light IL1 on the pupil plane of the illumination optical system IU.
  • the light splitter 2 is a polarization beam splitter, the polarization control element 4A only needs to pass incident light as it is.
  • the polarization control element 4A is an optical element (such as a 1Z2 wavelength plate) for setting the polarization direction (or polarization distribution) of the first exposure light IL1 to a desired state. Etc.
  • the development optical system 5A includes, as an example, a diffractive optical element (DOE), a zoom lens system, and a pair of prisms (such as an axicon) at least one of which is movable.
  • DOE diffractive optical element
  • a force using a fly-eye lens may be used instead of an internal reflection integrator (rod integrator or the like), a diffractive optical element, or the like.
  • a plurality of optical integrators may be connected through a relay optical system.
  • an aperture stop plate 7A is rotatably arranged on the exit surface of the optical 'integrator 6A.
  • the aperture stop plate 7A Around the rotation axis of the aperture stop plate 7A, for example, one or two circular aperture stops 7A for normal illumination An aperture stop for X-axis dipole illumination consisting of a decentered small aperture, an aperture stop for Y-axis dipole illumination 7A3, which is rotated by 90 °, and a ring-shaped aperture stop for annular illumination An aperture stop for coherence factor ( ⁇ value) and the like are arranged. Then, the main control system 41 rotates the aperture stop plate 7 ⁇ via the drive motor 8 ⁇ to place a desired aperture stop on the exit surface of the optical 'integrator 6 ⁇ , and on the pupil plane of the illumination optical system IU.
  • ⁇ value coherence factor
  • the light amount distribution of the first exposure light IL1 that is, the illumination condition at the first illumination slit 10AP (described later) on the reticle R by the first exposure light IL1 can be set.
  • the illumination condition is made variable while suppressing the light loss due to aperture stop by using the molded optical system 5 mm together with the aperture stop plate 7 mm.
  • only the molding optical system 5 mm or the aperture stop plate 7 mm is provided for illumination.
  • the condition may be variable.
  • the polarization state of the first exposure light IL1 at the first illumination slit 10AP on the reticle R may be made variable by the polarization control element 4A.
  • the configurations of the polarization control element 4 ⁇ and the molding optical system 5 ⁇ ⁇ ⁇ are disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2006Z0170901.
  • a part of the first exposure light IL1 that has passed through the aperture stop arranged on the exit surface of the optical 'integrator 6' is branched and incident on an integrator sensor (not shown) composed of a photoelectric detector. The amount of light is measured, and the result of this measurement is that the integrated exposure at each point on the wafer W is indirectly detected. Further, most of the first exposure light IL1 enters the blind device (masking system) that sets the illumination area on the reticle R through the first relay lens 9mm.
  • the blind device masking system
  • the blind device has a fixed reticle blind (fixed field stop) 12 mm, and at least an illumination area with respect to the traveling direction (in this example, the vertical direction). It has a movable reticle blind (movable field stop) 10A with a variable width.
  • the fixed reticle blind 12mm and the movable reticle blind 10A are close to each other and placed on the conjugate plane with the pattern surface of the reticle R to be transferred.
  • the fixed reticle blind 12A is a field stop that regulates the shape of the slit-like illumination area (and the maximum width in the scanning direction) on the reticle R in the non-scanning direction (X direction in this example), and the movable reticle blind 10A.
  • the operation of the drive mechanism 11A is controlled by a reticle stage drive system 42R described later.
  • the movable reticle blind 10A is also used to control the width of the illumination area in the non-scanning direction. That is, the width of the illumination area in the non-scanning direction is set corresponding to the width of the pattern area of the reticle R.
  • the illumination area set by the blind device (10A, 12A) of the first illumination unit 14A and the blind device (10B, 12B) of the second illumination unit 14B thus, the field of view is synthesized on the pattern surface of the reticle R (that is, the object surface of the projection optical system PL) with the set illumination region. Therefore, in the following, the illumination area set on the reticle R by the first illumination unit 14A will be referred to as the first illumination slit 10AP, and the illumination area set on the reticle R by the second illumination unit 14B will be referred to as the second illumination slit. Called 10BP.
  • the width of the first illumination slit 10AP and the second illumination slit 10BP in this example is the maximum value defined by the fixed reticle blinds 12A and 12B, and the projection is performed. It is the same area in the field of view of the optical system PL.
  • the first exposure light IL1 that has passed through the fixed reticle blind 12A and the movable reticle blind 10A passes through the second relay lens 13A and the optical path folding mirror 15A, and is bent at substantially right angles and enters the field synthesizer 16.
  • the first illumination unit 14A is configured including the optical members from the polarization control element 4A to the second relay lens 13A.
  • the field combiner 16 is also a polarization beam splitter, and the first exposure light IL1 enters the field combiner 16 in the S-polarized state and is reflected.
  • the amount of light decreases, but a half mirror may be used as the field synthesizer 16.
  • the polarization control element 4B and the light amount control member having the same configuration as the optical members in the first illumination unit 14A, respectively.
  • the second illumination unit 14B is configured by including the optical members up to the second relay lens 13B as well as the polarization control element 4B force.
  • the second exposure light IL2 that has passed through the second relay lens 13B is incident on the field synthesizer 16 with its optical axis shifted in parallel through the optical path bending mirrors 15B and 15C.
  • the field synthesizer 16 is a polarization beam splitter
  • the second exposure light IL2 enters the field synthesizer 16 in the P-polarized state and is transmitted as it is.
  • the field synthesizer 16 is a half mirror, the polarization state of the second exposure light IL2 can be controlled to a desired state.
  • the first exposure light IL1 and the second exposure light IL2 emitted from the field combiner 16 are combined on the same axis.
  • the first movable lighting unit 14A and the second lighting unit 14B have the same configuration.
  • the force movable reticle blinds 10A and 10B are driven independently of each other.
  • the first illumination slit 10AP which is the illumination area of the first exposure light IL1 is obtained by the blind devices 12A and 10A of the first illumination unit 14A and the blind devices 12B and 10B of the second illumination unit 14B.
  • the shape and Z or size (width) of the second illumination slit 10BP that is the illumination area of the second exposure light IL2 can be set independently of each other.
  • the aperture stop plates 7A and 7B are also driven independently of each other. Therefore, the illumination conditions in the first illumination slit 10AP set by the first illumination unit 14A and the illumination conditions in the second illumination slit 10BP set by the second illumination unit 14B are set independently of each other. can do.
  • the molding optical systems 5A and 5B can also be driven independently of each other. By adjusting the light intensity distributions of the first and second exposure lights IL1 and IL2 incident on the aperture stop arranged on the exit surfaces of the optical integrators 6A and 6B by the shaping optical systems 5A and 5B, the apertures can be adjusted. It is possible to suppress light loss due to the aperture.
  • the exposure lights IL1 and IL2 synthesized by the field synthesizer 16 are a mirror 17 that folds the optical path in the horizontal direction, a first condenser lens 18, a mirror 19 that folds the optical path almost vertically downward, and a second condenser lens 20 Then, the illumination slits 10AP and 10BP in the pattern area provided on the pattern surface (lower surface) of the reticle R are illuminated with a uniform illuminance distribution.
  • Mirror 15 A to 15C, a field synthesizer 16, mirrors 17 and 19, and condenser lenses 18 and 20 constitute an optical system for visual field synthesis, and the optical system for visual field synthesis and the first illumination unit 14A,
  • An illumination optical system IU is configured including the second illumination unit 14B.
  • the exposure lights IL1 and IL2 are irradiated to the first and second exposure areas on Ueno and W via the reticle R and the projection optical system PL, respectively, but the first and second exposure areas are projected onto the projection optical system.
  • the PL is conjugated with the first and second illumination slits 10AP and 10BP. Therefore, when the width in the scanning direction of the first and second illumination slits 10AP and 10BP is maximized, the first and second exposure regions are the same region in the field of view on the image plane side of the projection optical system PL. In other words, since they overlap completely, in the following, they are collectively referred to as an exposure area 21W.
  • the width in the scanning direction of the first and second illumination slits 10AP and 10BP is changed, the width in the scanning direction of the first and second exposure regions also changes. The description of the change in the width of the first and second exposure regions in FIG.
  • the pattern in the illumination slits 10AP and 10BP of the reticle R is coated with a resist at a predetermined projection magnification (1Z4, 1Z5, etc.) via the projection optical system PL.
  • the wafer W is a disk-shaped substrate having a diameter of 200 mm or 300 mm, for example.
  • the projection optical system PL is supported by a column (not shown) by a flange PLF.
  • a projection optical system PL is suspended from a main frame (not shown) disposed above the projection optical system PL or a reticle base 23.
  • the projection optical system PL in addition to the refractive system, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-249286, an optical system having an optical axis that faces the wafer from the reticle, and the optical axis And a catadioptric optical system that forms an intermediate image twice inside.
  • the projection optical system PL of this example is a refractive system, and its effective field on the object plane side is a circular area centered on the optical axis AX, and the area when the illumination slits 10AP and 10BP are maximized is These are rectangular areas that are elongated in the X direction and are inscribed in the circular area (outline of the effective field of view) around the optical axis AX.
  • the common area when the illumination slits 10AP and 10BP are maximized is the illumination field of the projection optical system PL (illumination field on the object plane side).
  • the first and second exposure regions when the width in the scanning direction is maximized are elongated in the X direction substantially inscribed in a circular field centered on the optical axis AX on the image plane side of the projection optical system PL.
  • This is a rectangular area, and this area is called the exposure field (exposure field on the image plane side) of the projection optical system PL.
  • the Z-axis is taken in parallel with the optical axis AX of the projection optical system PL, and along the scanning direction of the reticle R and the wafer W during scanning exposure in a plane perpendicular to the Z-axis (direction parallel to the paper surface of FIG. 1). Take the Y axis, and explain by taking the X axis along the non-scanning direction perpendicular to the scanning direction (the direction perpendicular to the page of Fig. 1).
  • reticle R is sucked and held on reticle stage 22, and reticle stage 22 is placed on reticle base 23 so as to be continuously movable in the Y direction by, for example, a linear motor or the like. Further, the reticle stage 22 incorporates a mechanism for finely moving the reticle R in the rotation directions around the X, Y, and Z axes.
  • the position of the reticle stage 22 (reticular R) is measured with high accuracy by the moving mirror 26R on the reticle stage 22 (which may be a reflecting surface formed on the stage) and a laser interferometer 27R disposed opposite to the moving mirror 26R.
  • the reticle stage drive system 42R controls the operation of the reticle stage 22.
  • reticle stage drive system 42R opens and closes movable reticle blinds 10A and 10B via drive mechanisms 11A and 11B based on position information in the Y direction (scanning direction) of reticle stage 22 (and thus reticle R).
  • the operation that is, the width in the Y direction of each of the first illumination slit 10AP and the second illumination slit 10BP is controlled.
  • opening / closing operation of movable reticle blinds 10A and 10B may be controlled by a control device provided independently of reticle stage drive system 42R.
  • the wafer w is attracted and held on the wafer stage 25 via a wafer holder (not shown), and the wafer stage 25 is rotated around the focus position (position in the Z direction) and the tilt angle (around the X and Y axes) of the wafer W.
  • a Z-tilt stage that controls), an XY stage that moves continuously in the Y direction on the wafer base 30 by a linear motor or the like, and a step move in the X and Y directions and a force are also configured.
  • the position of the wafer stage 25 (wafer W) is measured with high accuracy by a moving mirror 26W on the wafer stage 25 (which may be a reflecting surface formed on the stage) and a laser interferometer 27W arranged opposite thereto. This measurement Based on the result and control information from the main control system 41, the wafer stage drive system 42W controls the operation of the wafer stage 25.
  • the reticle R is moved through the reticle stage 22 through the wafer stage 25 in synchronization with the movement of the reticle R in the Y direction with respect to the illumination slits 10AP and Z or 1 OBP at a speed VR.
  • 8 is the projection magnification from the reticle R onto the wafer W (details will be described later).
  • the pattern image inside is sequentially transferred onto the shot area adjacent to the two scanning directions on the wafer W.
  • the projection optical system PL performs reverse projection, so that the scanning direction of the reticle R and the wafer W is opposite.
  • the projection optical system PL projects an erect image in the scanning direction
  • the reticle R and The scanning direction of the wafer W is the same.
  • the wafer stage 25 is moved stepwise to move the next shot area on the wafer to the scanning start position, and scanning exposure is repeated by the step-and-scan method to scan the wafer W. Exposure is performed sequentially for every two shot areas adjacent in the direction.
  • this exposure is an overlay exposure
  • An image processing alignment sensor 36 is installed to detect this.
  • a pair of alignment systems 34A and 34B of an image processing system are installed in order to measure the position of the alignment mark on the reticle R above the reticle stage 22 .
  • the alignment systems 34A and 34B are actually arranged above both ends of the illumination slits 10AP and 10BP in the X direction (non-scanning direction).
  • the detection results of the alignment sensor 36 and alignment systems 34A and 34B are processed by a alignment control system (not shown).
  • FIG. 2 is a plan view showing the pattern arrangement of the reticle R used in this example.
  • the rectangular area force surrounded by the shading band 51 of the reticle R is divided into two first and second pattern areas 52A and 52B having the same size in the Y direction, and is divided into the pattern areas 52A and 52B, respectively.
  • Different transfer patterns hereinafter referred to as patterns A and B, respectively
  • Patterns A and B are circuit pattern forces that are transferred to one layer of each shot area on the wafer W. These patterns are generated by overlaying and exposing the images of patterns A and B. A projected image is exposed on each shot area.
  • the pattern A in the first pattern area 52A is a line “and” space pattern in the Y direction (hereinafter referred to as “L & S” ⁇ turn) 55Y arranged in the Y direction at a resolution limit pitch.
  • the pattern B in the second pattern area 52B is composed of the L & S pattern 55X in the X direction arranged in the X direction at a pitch about the resolution limit.
  • the pattern A in the first pattern area 52A and the pattern B in the second pattern area 52B are respectively transferred to the wafer W by the first illumination slit 10AP and the second illumination slit 10BP in FIG. Transfer to each shot area above. Therefore, in order to enhance the resolution, the first illumination unit 14A has two secondary light sources separated in the Y direction so that the optimal illumination conditions for the Y-direction L & S pattern 55Y, that is, the Y-axis dipole illumination, is set.
  • the illumination slits 10AP and 10BP are illuminated with two-pole illumination orthogonal to each other.
  • the illumination condition of the first illumination slit 10AP is annular illumination
  • the second illumination slit 10BP The illumination condition may be a small ⁇ illumination.
  • the field synthesizer 16 in FIG. 1 is a half mirror, it is possible to optimize the polarized illumination at least one of the patterns A and ⁇ .
  • the size of the pattern areas 52 mm and 52 mm of the reticle R in FIG. 2 corresponds to the size of one shot area on the wafer W, and the light shielding band at the boundary between the pattern areas 52 mm and 52 mm.
  • No. 53 has a width corresponding to the width of a street line (scribe line) which becomes a boundary between adjacent shot areas on the wafer W. That is, two pattern areas 52 mm and An image obtained by reducing 52B with the projection magnification of the projection optical system PL corresponds to the size of two shot areas adjacent on the wafer W in the scanning direction.
  • the width of the light shielding zone 53 is 400 / zm. If there is such a width, the first illumination slit 10AP (or the second illumination slit 10BP) will be in the second pattern area even if there is a slight positioning error at the edges of the movable reticle blinds 10A and 10B in FIG. Irradiation into the 52B (or the first pattern region 52A) can be prevented. Also, the maximum width of the exposure area on the wafer W (exposure field width) is 6 mm as an example.
  • the magnification of the projection optical system PL is 1Z4
  • the maximum width of the illumination slit on the reticle R (lighting) The width of the field of view is 24mm. Therefore, the distance between patterns A and B (the width of shading zone 53) and the distance between two shot areas (the width of the street line) are set extremely narrow compared to the maximum width of the illumination slit and the maximum width of the exposure area. It has been.
  • a pair of alignment marks 54A and 54B are formed so as to sandwich the pattern area of the reticle R in the X direction, and the positions of these alignment marks 54A and 54B are aligned with the alignment system 34A, FIG. Reticle R alignment can be done by measuring at 34B.
  • FIG. 4 shows a shot arrangement on the wafer W of this example.
  • a large number of shot regions (typically represented by shot regions 48) are arranged on the wafer W at a predetermined pitch in the X direction and Y direction.
  • These shot areas 48 are rectangular areas having a width F in the Y direction (scanning direction) and a width E in the X direction, including the area up to the center of the street line at the boundary with the adjacent shot area. .
  • the pattern A image of the first pattern area 52A of the reticle R in FIG. 2 and the pattern B image of the second pattern area 52B are double-exposed.
  • two alignment marks 46A and 46B are attached to the shot area 48, and the coordinates (positions) of the alignment marks 46A and 46B of a predetermined number of shot areas 48 selected from the wafer W are shown in FIG. Measure with alignment sensor 36. Then, for example, the position of each shot area on the wafer W can be determined by performing statistical processing on the measured values using the enhanced 'global' alignment method disclosed in US Pat. No. 4,780,617. .
  • the reticle R shown in FIG. 2 is placed on the shot region 48 arranged on the wafer W.
  • the operation for double exposure of the images of patterns A and B in the two pattern areas 52A and 52B will be described.
  • the projection optical system PL of this example performs reverse projection
  • the patterns A and B of the reticle R in FIG. 2 are upright images on two side regions 48 adjacent to each other in the scanning direction on the wafer W. Is projected as
  • two shot areas 48A and 48F adjacent to each other in the Y direction on wafer W in FIG. 4 are scanned once for pattern A image A 1 and pattern area 52B in pattern area 52A of reticle R in FIG. Expose pattern B image B1.
  • the reticle R starts scanning in the + Y direction with respect to the illumination field of the projection optical system PL, and the reticle R moves in accordance with the movement of the pattern region 52A of the reticle R.
  • the width of the first illumination slit 10AP in the scanning direction gradually increases.
  • the wafer W starts scanning in the Y direction with respect to the exposure field of the projection optical system PL, and the first exposure region is within the exposure field according to the movement of the shot region 48 A on the wafer W.
  • the width in the scanning direction gradually increases.
  • the wafer W is driven in synchronization so that the shot areas 48A and 48F on the wafer W overlap the images of the pattern areas 52A and 52B on the reticle R, respectively.
  • the first illumination slit 10AP has the maximum width in the scanning direction. .
  • the pattern image A1 of the first pattern region 52A is sequentially exposed to the shot region 48A of the wafer W in FIG.
  • the reticle With reference to the shading band 53 of the scale, the first illumination area 10A is illuminated by the first illumination slit 10AP in the illumination field in the + Y direction, and the second illumination slit 10BP in the illumination field in the Y direction. Illuminate the second pattern region 52B. At this time, the width of the first illumination slit 10AP in the scanning direction is gradually narrowed, and the width of the second illumination slit 10BP in the scanning direction is gradually widened, so that the reticle R in the shot region 48F on the wafer W in FIG.
  • the exposure of the pattern image B1 in the second pattern area 52B is started.
  • the widths of the two illumination slits 10AP and 10BP in the scanning direction become equal, as shown in FIG.
  • the width of the first illumination slit 10AP is gradually narrowed, and when the width becomes zero, the exposure of the image A1 to the shot region 48 ⁇ in FIG. 4 is completed.
  • the width in the scanning direction of the second illumination slit 10BP is maximized.
  • the pattern image B1 force in the second pattern region 52B is sequentially exposed to the shot region 48F of the wafer W in FIG.
  • the width of the second illumination slit 10BP gradually decreases, and when the width becomes zero, the exposure of the image B1 to the shot region 48F in FIG. 4 is also finished.
  • the reticle R is moved to the scanning start position in the + Y direction with respect to the illumination field of the projection optical system PL, and in FIG. 4, the wafer W is moved in the X direction. Then, the wafer W is moved in the + Y direction in synchronization with the movement of the reticle R in the Y direction.
  • the widths of the illumination slits 10AP and 10BP in the scanning direction change from FIG. 3 (G) to FIG. 3 (A) in order, and the shot slits 48B and 48G adjacent to the Y direction on the wafer W in FIG. Pattern images A1 and B1 in the pattern areas 52A and 52B of the reticle R are exposed.
  • the wafer stage 25 is driven so that the wafer W and the exposure area 21 W move relatively along the locus 47A in FIG. 4, and the widths of the illumination slits lOAP and 10BP are independently changed as shown in FIG.
  • the image A1 is exposed to the shot areas 48A to 48E in the first row on the wafer W in FIG. 4, and the images are shot in the shot areas 48F to 48J in the second row. B1 is exposed.
  • the wafer W in FIG. 4 is stepped in the Y direction by the width F in the Y direction of the shot region 48, and then the shot regions 48J and 480 adjacent in the Y direction on the wafer W in FIG.
  • the image A2 and the second pattern of the pattern of the first pattern region 52A of the reticle R in FIG. 2 are respectively formed in the shot regions 48J and 480 by one scan.
  • the wafer stage 25 is driven so that the wafer W and the exposure area 21W move relatively along the locus 47B in FIG. 5, and the width of the illumination slits 10AP and 10BP as shown in FIG.
  • the image A2 is exposed to the shot areas 48J to 48F in the second row on the wafer W in FIG. 5, and the shot area in the third row Image B2 is exposed to 480-48K.
  • the image B1 and the image A2 are double-exposed, respectively.
  • the wafer W and the exposure area 21W are relatively moved relative to each other in FIG.
  • the reticle R and the wafer W are moved synchronously while the width of the illumination slits 10AP and 10BP is changed independently as shown in Fig. 3.
  • the pattern A in the first pattern area of the reticle R is exposed to the shot area 48K to 480 in the third row on the wafer W in FIG. 6, and the second pattern is exposed in the shot areas 48 to 48 in the fourth row.
  • Image ⁇ 3 of the pattern in area 52 ⁇ is exposed.
  • the image areas 2 and A3 are double-exposed in the shot areas 48 to 48 in the third row.
  • the pattern image and the second pattern of the first pattern region 52 ⁇ of the reticle R are formed on all shot regions except the shot region at the edge of the wafer direction on the wafer W.
  • the image of the pattern in area 52 mm is double exposed. At this time, since the two shot areas adjacent to each other in the running direction on the wafer W are exposed by one scanning, double exposure can be performed with a very high noise output.
  • the shot area at the edge in the ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ direction on the wafer W requires a separate exposure of the pattern area 52 ⁇ or 52 ⁇ pattern image on the reticle R. Number of shot areas on the wafer W Since the actual number is much larger than the number of shot areas in Fig. 4, the throughput is hardly reduced.
  • the exposure of the pattern image of the pattern area 52 ⁇ to the shot areas 48 ⁇ to 48 ⁇ at the edge of the + ⁇ direction is performed prior to the above exposure operation, and the pattern area 52 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ to the shot area at the edge of the ⁇ direction is exposed.
  • the pattern image may be exposed after the above exposure operation.
  • the width in the scanning direction of the two illumination slits 10AP and 10BP on the reticle R is controlled independently using the two illumination units 14A and 14B in FIG. It is possible to illuminate the entire surface of the pattern areas 52A and 52B of the second reticle R under optimized illumination conditions. Therefore, it is possible to obtain high imaging characteristics for the projected image after double exposure.
  • the force used to use one exposure light source 1 As shown in FIG. 7, two exposure light sources 1A and 1B that independently emit pulses are used. May be used. Further, as shown in FIG. 1, the force used to combine the two exposure lights IL1 and IL2 by the field combiner 16 in front of the mirror 17, as shown in FIG. 7, instead of the mirror 17, the polarization beam splitter 17A (or A half mirror) may be installed. In FIG. 7, the exposure light IL1 of the first exposure light source 1A is guided to the first illumination unit 14A through the mirror 3A, and the exposure light IL2 from the second exposure light source 1B is transmitted through the mirror 3B. 2 Guided to lighting unit 14B.
  • the exposure light IL1 from the second relay lens 13A is guided to the polarization beam splitter 17A via the mirror 15A, and the exposure light IL2 from the second relay lens 13B is guided to the polarization beam splitter 17A via the mirrors 15B and 15C.
  • two exposure lights IL1 and IL2 can be synthesized using the polarization beam splitter 17A as a field synthesizer.
  • the combined luminous flux is supplied to the first condenser lens 18 in FIG.
  • the configuration of the illumination optical system can be simplified.
  • the spectral width, center wavelength, pulse frequency, and the like of the exposure light IL1 and IL2 can be controlled independently.
  • Two pattern regions 52A and 52B May be formed on different reticles, and the two reticles may be held apart in the scanning direction on the reticle stage 22 in FIG. 1 to perform double exposure.
  • the force S that double-exposes each shot area on the wafer with the patterns A and B of the two pattern areas 52A and 52B arranged along the scanning direction, and at least three patterns A region may be arranged along the scanning direction to perform triple or more multiple exposure.
  • the patterns A and B formed in the two pattern regions 52A and 52B are different from each other. However, the patterns A and B may be the same.
  • the projection optical system in the exposure apparatus of the above embodiment has one field on the object plane side and one field on the image plane side.
  • the present invention is not limited to this.
  • two projection optical systems are provided on the image plane side. It may have a visual field.
  • the exposure apparatus of the above embodiment is provided with a single projection optical system having a field of view on which the first and second illumination areas are inscribed on the object plane side.
  • a plurality of projection optical systems that project a pattern formed on each pattern region into a plurality of patterns may be provided.
  • the projection optical system in the exposure apparatus of the above embodiment may be not only a reduction system, but also an equal magnification system and an enlargement system, and the projection optical system is not only a refractive system but any of a reflective system and a reflective refractive system.
  • the projected image may be either an inverted image or an erect image.
  • the exposure area irradiated with the exposure light via the projection optical system is a force that is an on-axis area including the optical axis in the field of view of the projection optical system, for example, as disclosed in International Publication No. 2004Z107011 pamphlet.
  • An optical system (a reflective system or a reflex system) that has a plurality of reflecting surfaces and forms an intermediate image at least once is provided in a part thereof, and has a single optical axis, so-called inline type reflection.
  • the exposure area may be an off-axis area that does not include the optical axis.
  • the illumination area and the exposure area described above are rectangular in shape, but are not limited thereto, and may be, for example, an arc, a trapezoid, or a parallelogram.
  • the reticle stage, the wello, and the scan using the interferometer system Force to measure the position information of the stage is not limited to this.
  • an encoder system that detects a scale (diffraction grating) provided on the upper surface of the wafer stage may be used.
  • a hybrid system including both the interferometer system and the encoder system is used, and the measurement results of the encoder system are calibrated (calibrated) using the measurement results of the interferometer system.
  • the position of the substrate stage may be controlled by switching between the interferometer system and the encoder system or using both.
  • the substrate to be exposed in the above embodiment is not limited to a semiconductor wafer for manufacturing a semiconductor device, but a glass substrate for a display device, a ceramic wafer for a thin film magnetic head, or a mask used in an exposure apparatus. Or reticle reticles (synthetic quartz, silicon wafers) or film members are applied.
  • the substrate may have other shapes such as a rectangle other than a circular shape.
  • the exposure apparatus of the above embodiment is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-163099 (corresponding US Pat. No. 6,590,634;) and Japanese Translation of PCT Publication No. 2000-505958 (corresponding US Pat. No. 5,969,444).
  • a plurality of wafer stages may be provided, and the exposure operation and the measurement operation (including alignment operation) may be performed in parallel.
  • the exposure apparatus of the above embodiment is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-135400 (corresponding international publication 1999/23692) and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-164504 (corresponding US Pat. No. 6,897,963).
  • it may be movable independently of the wafer stage, and may include a measurement stage on which a measurement member (for example, a reference member on which a reference mark is formed and Z or various photoelectric sensors) is mounted.
  • an illumination optical system composed of a plurality of optical elements and a projection optical system are incorporated in the exposure apparatus main body. It can be manufactured by making adjustments, attaching a reticle stage or wafer stage consisting of many machine parts to the exposure apparatus body, connecting wiring and piping, and making overall adjustments (electrical adjustment, operation check, etc.) . It is desirable to manufacture the exposure apparatus in a clean room where the temperature and cleanliness are controlled.
  • this A semiconductor device has a function function design step, a step of manufacturing a reticle based on this step, a step of forming a wafer with a silicon material force, and a reticle pattern by aligning with the projection exposure apparatus of the above embodiment. It is manufactured through a step of exposing the wafer to a wafer, a step of forming a circuit pattern such as etching, a device assembling step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), and an inspection step.
  • the present invention is also applicable to the case where exposure is performed with a liquid immersion type exposure apparatus disclosed in, for example, WO99Z49504 pamphlet, WO2004 / 019128 pamphlet and the like.
  • a liquid recovery apparatus force (not shown) in FIG. 1 is locally supplied between the projection optical system PL and the wafer W, such as pure water, and the supplied liquid is not. It is recovered by the liquid recovery apparatus shown in the figure.
  • the present invention provides a wavelength number ⁇ ! It can also be applied to exposure using a projection exposure system that uses extreme ultraviolet light (EUV light) of ⁇ lOOnm as the exposure beam.
  • EUV light extreme ultraviolet light
  • the present invention is not limited to application to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device, but for example, for a liquid crystal display element formed on a square glass plate or a display apparatus such as a plasma display.
  • the present invention can also be widely applied to various exposure apparatuses for manufacturing various kinds of devices such as image pickup devices, image sensors (CCD, etc.), micromachines, thin film magnetic heads, and DNA chips.
  • the present invention can also be applied to an exposure process (exposure apparatus) when manufacturing a mask (photomask, reticle, etc.) on which a mask pattern of various devices is formed using a photolithographic process. .

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

　二重露光を行う各パターン毎にそれぞれ全面で最適な照明条件で照明し、かつ高スループットで露光を行う露光方法を提供する。走査露光方式でレチクル（Ｒ）のパターンをウエハ（Ｗ）上に転写する際に、レチクル（Ｒ）上に走査方向に隣接して第１、第２のパターン領域を形成しておき、その第１、第２のパターン領域が同時に投影光学系（ＰＬ）の視野内を通過しているときに、次第にその走査方向の幅が狭くなる第１照明スリット（１０ＡＰ）を用いて第１の照明条件でその第１のパターン領域を照明し、次第にその走査方向の幅が広くなる第２照明スリット（１０ＢＰ）を用いて第２の照明条件でその第２のパターン領域を照明してウエハ（Ｗ）を露光する。

Description

明 細 書
露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等の各種デバ イスを製造するためのリソグラフイエ程中でパターンをウェハ等の基板上に転写する ための露光技術に関し、特に基板を多重露光、例えば二重露光する際に使用して 好適なものである。
背景技術
[0002] 半導体素子等を製造する際に使用される、マスクとしてのレチクルのパターンをレ ジストが塗布されたウェハ（又はガラスプレート等）上に転写するための露光方法の 一つに、二重露光法がある。これは、ウェハ上の同一レイヤに例えば周期的パターン と孤立的パターンとが混じったパターンを露光するような場合に、レチクルパターンを 周期的パターンに対応する第 1のパターンと、孤立的パターンに対応する第 2のバタ ーンとに分けて、これら 2つのパターンを順次露光条件を最適化させて二重露光する ことにより、高い結像性能を得るものである。従来、このような二重露光法で露光を行 う場合、その第 1のノターンが 1個又は複数個形成された第 1のレチクルを用いて 1回 目の露光を行い、次に第 1のレチクルをその第 2のパターンが 1個又は複数個形成さ れた第 2のレチクルに交換して 2回目の露光を行っていた。しかしながら、このように レチクルを交換して露光を行うのでは高 、スループットが得られな!/、。
[0003] そこで、 1枚のレチクルにその第 1及び第 2のパターンを形成しておき、走査露光方 式でそのレチクルのパターンをウェハ上の隣接する第 1及び第 2のショット領域に転 写した後、そのウェハを走査方向に 1つのショット領域分だけステップ移動して、その レチクルのパターンをウェハ上の第 2及び第 3のショット領域に転写することによって 、その第 2のショット領域にその第 1及び第 2のノターンを二重露光する露光方法が 提案されている（例えば、特許文献 1参照)。この露光方法では、走査露光時にその 第 1及び第 2のパターンの照明条件を変えることで、その 2つのパターンに対する照 明条件を最適化することができる。 特許文献 1 :特開平 11 111601号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 上記の如き従来の走査露光と組み合わせた二重露光法では、第 1又は第 2のバタ ーンのみが、照明条件が可変の照明領域内にあるときには、それぞれ照明条件の最 適化を行うことができる。し力しながら、照明領域内にその 2つのパターンが同時に入 つている状態では、両方のパターンに照明条件を個別に設定するのは困難である。 そのため、その第 1及び第 2のパターンの全面でそれぞれ照明条件を最適化すること は困難であった。
[0005] また、 2つのパターンの照明条件が大きく異なるような場合には、照明光学系で照 明条件を切り替えるのに或る程度の時間が必要となるため、レチクル (ひいてはゥェ ノ、）の走査速度を高めることが難しぐスループットをさらに高めるのが困難であるとい う問題もあった。
本発明はこのような事情に鑑み、近接して配置される 2つのパターン (パターン領域 )を走査露光方式で基板上に転写する場合に、各パターンの全面をそれぞれ最適な 照明条件で照明できる露光技術を提供することを第 1の目的とする。
[0006] さらに本発明は、高いスループットで二重露光を行うことが可能であるとともに、二 重露光を行うパターン (パターン領域)毎にそれぞれ全面で最適な照明条件で露光 を行うことができる露光技術及びデバイス製造技術を提供することを第 2の目的とす る。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明による第 1の露光方法は、マスク (R)及び投影光学系（PL)を介して基板 ( W)に露光ビームを照射しつつ、そのマスクを所定の走査方向に移動するのに同期 してその基板を移動する露光方法にお!、て、そのマスク上にその走査方向に隣接し て第 1及び第 2のパターン領域（52A, 52B)を形成しておき、そのマスクをその走査 方向に移動し、その第 1のパターン領域がその投影光学系の視野内を通過している ときに、その走査方向の幅が可変の第 1の照明領域（10AP)を用いて第 1の照明条 件でその第 1のノターン領域を照明してその基板を露光する第 1工程と、その第 1及 び第 2のパターン領域が同時にその視野内を通過しているときに、次第にその走査 方向の幅が狭くなるその第 1の照明領域（10AP)を用いてその第 1の照明条件でそ の第 1のパターン領域を照明するとともに、次第にその走査方向の幅が広くなる第 2 の照明領域（10BP)を用いて第 2の照明条件でその第 2のパターン領域を照明して その基板を露光する第 2工程と、その第 2のパターン領域がその視野内を通過して ヽ るときに、その走査方向の幅が可変のその第 2の照明領域（10BP)を用いてその第 2 の照明条件でその第 2のパターン領域を照明してその基板を露光する第 3工程とを 有するものである。
[0008] 本発明は、一例として、さらにその基板をその走査方向に対応する方向にその第 2 のパターン領域の幅に対応する距離だけステップ移動して、その第 1工程からその第 3工程までの動作を実行して、その基板上のその第 2のパターン領域のパターンの像 (B1)で露光された区画領域 (48F)をその第 1のパターン領域のパターンの像 (A2) で二重露光する第 4工程を有する。
また、本発明による第 2の露光方法は、投影光学系（PL)を介して露光ビームで基 板 (W)を露光する露光方法において、その露光ビームが照射される第 1及び第 2照 明領域（10AP, 10BP)での照明条件をそれぞれ独立に設定し、その第 1及び第 2 照明領域に対する、所定の走査方向に沿って配置される第 1及び第 2パターン (52 A, 52B)の移動と、その第 1パターンとその投影光学系とを介してその露光ビームが 照射される第 1露光領域、及びその第 2パターンとその投影光学系とを介してその露 光ビームが照射される第 2露光領域に対するその基板の移動とを同期して行 、、そ の基板上でその走査方向に関する位置が異なる区画領域 (48A, 48F)を走査露光 するものである。
[0009] また、本発明による第 1の露光装置は、マスク (R)及び投影光学系（PL)を介して基 板 (W)に露光ビームを照射しつつ、そのマスクを所定の走査方向に移動するのに同 期してその基板を移動する露光装置において、その投影光学系の視野内のその走 查方向の幅が可変の第 1の照明領域（10AP)を第 1の照明条件で照明するとともに 、その視野内のその走査方向の幅が可変の第 2の照明領域（10BP)を第 2の照明条 件で照明する照明光学系（IU)と、そのマスクのその走査方向の位置に応じてその第 1及び第 2の照明領域のその走査方向の幅を制御する照明制御装置 (42R)とを備 えたものである。
[0010] 本発明において、一例として、その照明光学系は、その第 1の照明領域と共役な領 域をその第 1の照明条件で照明する第 1の部分照明系（14A)と、その第 2の照明領 域と共役な領域をその第 2の照明条件で照明する第 2の部分照明系（14B)と、その 第 1及び第 2の部分照明系からの露光ビームを合成してそのマスクを照明する視野 合成系（15A〜15C, 16〜20)とを有する。
また、本発明による第 2の露光装置は、投影光学系（PL)を介して露光ビームで基 板 (W)を露光する露光装置において、その露光ビームを第 1及び第 2照明領域（10 AP, 10BP)に照射するとともに、その第 1及び第 2照明領域での照明条件をそれぞ れ独立に設定する照明光学系 (IU)と、その第 1及び第 2照明領域に対する、所定の 走査方向に沿って配置される第 1及び第 2パターン (52A, 52B)の移動と、その第 1 パターンとその投影光学系とを介してその露光ビームが照射される第 1露光領域、及 びその第 2パターンとその投影光学系とを介してその露光ビームが照射される第 2露 光領域に対するその基板の移動とを同期して行い、その基板上でその走査方向に 関する位置が異なる区画領域 (48A, 48F)を走査露光する制御装置 (41, 42R, 4 2W)とを備えるものである。
[0011] また、本発明によるデバイス製造方法は、本発明の露光方法又は露光装置を用い るものである。
なお、以上の本発明の所定要素に付した括弧付き符号は、本発明の一実施形態 を示す図面中の部材に対応しているが、各符号は本発明を分力り易くするために本 発明の要素を例示したに過ぎず、本発明をその実施形態の構成に限定するもので はない。
発明の効果
[0012] 本発明の露光方法によれば、その 2つの照明領域を切り替えて用いることによって 、その 2つのパターン領域の全面をそれぞれ最適な照明条件で照明できる。
また、その第 4工程を有する場合には、マスクを交換することなぐ走査露光方式に よって高いスループットで二重露光を行うことができる。 [0013] また、本発明の露光装置によれば、本発明の露光方法を使用できる。さらに、視野 合成系を有する場合には、簡単な構成でその第 1及び第 2の照明領域を異なる照明 条件で照明できる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本発明の実施形態の一例で使用される露光装置の概略構成を示す図である。
[図 2]その実施形態で使用されるレチクルのパターン配置を示す平面図である。
[図 3]走査露光時のレチクル R上での 2つの照明スリット 10AP, 10BPの切り換え動 作の説明図である。
[図 4]その実施形態のウェハ上のショット配列の一例を示す平面図である。
[図 5]ウェハ上の 2行目及び 3行目のショット領域に露光を行う場合の説明に供する平 面図である。
[図 6]ウェハ上の 3行目及び 4行目のショット領域に露光を行う場合の説明に供する平 面図である。
[図 7]本発明の実施形態の他の例の照明光学系の要部を示す図である。
符号の説明
[0015] 1…露光光源、 2…光分割器、 7A, 7B…開口絞り板、 10A, 10B…可動レチクル ブラインド、 10AP, 10BP…照明スリット、 14A, 14B…照明ユニット、 16· ··視野合成 器、 IU…照明光学系、 R…レチクル、 PL…投影光学系、 W…ウエノ、、 22· ··レチクル ステージ、 25· ··ウェハステージ、 42R…レチクルステージ駆動系
発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下、本発明の好ましい実施形態の一例につき図面を参照して説明する。本例は 、ステップ ·アンド'スキャン方式よりなる走査露光型の露光装置を用いて二重露光を 行う場合に本発明を適用したものである。
図 1は本例の露光装置を示し、この図 1において、その露光装置は、露光光源 1と、 この露光光源 1からの露光光でマスクとしてのレチクル Rを照明する照明光学系 IUと 、レチクル Rを保持して移動するレチクルステージ 22と、レチクル R上の照明領域内 のパターンの像を基板としてのレジスト (感光材料）が塗布されたウェハ W上に投影 する投影光学系 PLと、ウェハ Wを保持して移動するウエノ、ステージ 25と、これらのス テージ等の駆動機構と、これらの駆動機構等の動作を統括的に制御するコンビユー タよりなる主制御系 41とを備えている。露光光源 1としては、 ArFエキシマレーザ (波 長 193nm)が使用されている力 その他に、例えば KrFエキシマレーザ（波長 248η m)、F レーザ（波長 157nm)、固体レーザ (YAGレーザ若しくは半導体レーザ等）
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の高調波発生装置、又は水銀ランプ等も露光光源として使用できる。
[0017] 露光光源 1から射出された直線偏光の紫外パルスレーザ光よりなる露光光 ILは、不 図示のビームマッチングユニット（BMU)などを介して照明光学系 IUに入射して、光 分割器 2で第 1露光光 IL1及び第 2露光光 IL2に分割され、それぞれ第 1照明ュ-ッ ト 14A及び第 2照明ユニット 14Bに入射する。本例では、光分割器 2として偏光ビー ムスプリッタ (PBS)が使用され、光分割器 2に入射する露光光 ILの偏光方向は、光 分割器 2で反射される第 1露光光 ILl (S偏光成分)の光量と、光分割器 2を透過する 第 2露光光 IL2 (P偏光成分)の光量とが等しくなるように設定されている。なお、光分 割器 2として、例えばノヽーフミラーを使用することも可能である。
[0018] 第 1照明ユニット 14Aに入射した第 1露光光 IL1は、偏光状態を制御する偏光制御 素子 4A、光量制御部材 (不図示)、及び投影光学系 PLの瞳面と共役な所定面、す なわち照明光学系 IUの瞳面上での第 1露光光 IL1の光量分布 (又は強度分布)を可 変とする成形光学系 5Aを経てオプティカル 'インテグレータ 6Aに入射する。光分割 器 2が偏光ビームスプリッタである場合には、偏光制御素子 4Aは入射光をそのまま 通過させるのみでよい。光分割器 2がハーフミラーである場合には、偏光制御素子 4 Aは、第 1露光光 IL1の偏光方向（又は偏光分布）を所望の状態に設定するための 光学素子（ 1Z2波長板等)などから構成される。
[0019] 成开光学系 5Aは、一例として回折光学素子（Diflfractive Optical Element:DOE)、 ズームレンズ系、及び少なくとも一方が可動の一対のプリズム（アキシコン等）を含ん で構成される。本例では、オプティカル 'インテグレータ 6Aとしてはフライアイレンズが 使用されている力 その代わりに内面反射型インテグレータ（ロッドインテグレータ等） 、又は回折光学素子等を用いてもよい。また、露光光の照度分布の均一性をより向 上するために、複数のオプティカル 'インテグレータをリレー光学系を介して連結して 用いてもよい。 [0020] オプティカル 'インテグレータ 6Aの射出面には、開口絞り板 7Aが回転自在に配置 され、開口絞り板 7Aの回転軸の周りには、例えば通常照明用の円形の開口絞り 7A 1、 2個の偏心した小開口よりなる X軸の 2極照明用の開口絞り、この開口絞りを 90° 回転した形状の Y軸の 2極照明用の開口絞り 7A3、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り 、及び小さ 、円形の小さ 、コヒーレンスファクタ（ σ値)用の開口絞り等が配置されて いる。そして、主制御系 41が、駆動モータ 8Αを介して開口絞り板 7Αを回転すること によって、オプティカル 'インテグレータ 6Αの射出面に所望の開口絞りを配置して、 照明光学系 IUの瞳面上での第 1露光光 IL1の光量分布、すなわち第 1露光光 IL1に よるレチクル R上の第 1照明スリット 10AP (後述)での照明条件を設定できるように構 成されている。本例では、成形光学系 5Αを開口絞り板 7Αと併用することで、開口絞 りによる光量損失を抑えつつ照明条件を可変としているが、成形光学系 5Αあるいは 開口絞り板 7Αのみを設けて照明条件を可変としてもよい。開口絞り板 7Αを設けず成 形光学系 5Αのみによって照明条件を変更する場合、成形光学系 5Αの光学素子の 移動及び Ζ又は交換、例えば回折光学素子の交換と、ズームレンズ系又はプリズム の移動とが行われる。また、例えば偏光制御素子 4Αによって、レチクル R上の第 1照 明スリット 10APでの第 1露光光 IL1の偏光状態を可変としてもよい。なお、偏光制御 素子 4Α及び成形光学系 5Αの構成は、例えば米国特許出願公開第 2006Z01709 01号などに開示されている。
[0021] オプティカル 'インテグレータ 6Αの射出面に配置される開口絞りを通過した第 1露 光光 IL1の一部は分岐されて、光電検出器よりなるインテグレータセンサ（不図示）に 入射して、その光量が計測され、この計測結果力 ウェハ W上の各点での積算露光 量が間接的に検出される。また、第 1露光光 IL1の大部分は、第 1リレーレンズ 9Αを 経て、レチクル R上の照明領域を設定するブラインド装置 (マスキングシステム）に入 射する。本例では、このブラインド装置が、例えば米国特許第 5,473,410号などに開 示されているように、固定レチクルブラインド（固定視野絞り） 12Α、及び少なくとも走 查方向（本例では Υ方向）に関して照明領域の幅を可変とする可動レチクルブライン ド（可動視野絞り） 10Aを有する。固定レチクルブラインド 12Α、及び可動レチタルブ ラインド 10Aは近接して、ほぼ転写対象のレチクル Rのパターン面との共役面に配置 されている。固定レチクルブラインド 12Aは、レチクル R上で非走査方向（本例では X 方向）に細長いスリット状の照明領域の形状 (及び走査方向の最大幅)を規定する視 野絞りであり、可動レチクルブラインド 10Aは、走査露光時にレチクル R上の所望の ノ ターン領域以外の領域に第 1露光光 ILが照射されな 、ように駆動機構 11 Aによつ て駆動される。駆動機構 11Aの動作は、後述のレチクルステージ駆動系 42Rによつ て制御される。可動レチクルブラインド 10Aは、その照明領域の非走査方向の幅を 制御するためにも使用される。すなわち、非走査方向に関してその照明領域の幅を レチクル Rのパターン領域の幅に対応して設定する。
[0022] 本例では後述のように、第 1照明ユニット 14Aのブラインド装置（10A、 12 A)によつ て設定される照明領域と、第 2照明ユニット 14Bのブラインド装置（10B、 12B)によつ て設定される照明領域とがレチクル Rのパターン面 (すなわち、投影光学系 PLの物 体面)で視野合成される。このため、以下では第 1照明ユニット 14Aによってレチクル R上に設定される照明領域を第 1照明スリット 10APと呼び、第 2照明ユニット 14Bに よってレチクル R上に設定される照明領域を第 2照明スリット 10BPと呼ぶ。可動レチ クルブラインド 10A及び 10Bが全開の状態では、本例の第 1照明スリット 10AP及び 第 2照明スリット 10BPは、その幅が固定レチクルブラインド 12A及び 12Bによって規 定される最大値になるとともに、投影光学系 PLの視野内の同一の領域となる。
[0023] 固定レチクルブラインド 12A及び可動レチクルブラインド 10Aを通過した第 1露光 光 IL1は、第 2リレーレンズ 13A、光路折り曲げ用のミラー 15Aを経てほぼ直角に折り 曲げられて視野合成器 16に入射する。以上の偏光制御素子 4Aから第 2リレーレン ズ 13Aまでの光学部材を含んで第 1照明ユニット 14Aが構成されている。光分割器 2 が偏光ビームスプリッタである場合には、視野合成器 16も偏光ビームスプリッタであり 、第 1露光光 IL1は S偏光状態で視野合成器 16に入射して反射される。しかしながら 、例えば第 1露光光 IL1の偏光状態を制御する偏光照明を使用するときには、光量 は減少することになるが、視野合成器 16としてハーフミラーを使用してもよい。
[0024] 一方、第 2照明ユニット 14Bに入射した第 2露光光 IL2は、ミラー 3で反射された後、 第 1照明ユニット 14A内の光学部材とそれぞれ同一構成の偏光制御素子 4B、光量 制御部材 (不図示）、成形光学系 5B、オプティカル 'インテグレータ 6B、開口絞り板 7 B (駆動モータ 8Bで駆動される）、インテグレータセンサ用の分岐光学系（不図示）、 第 1リレーレンズ 9B、固定レチクルブラインド 12B、及び可動レチクルブラインド 10B ( レチクルステージ駆動系 42Rによって制御される駆動機構 11Bで駆動される）を介し て第 2リレーレンズ 13Bに入射する。偏光制御素子 4B力も第 2リレーレンズ 13Bまで の光学部材を含んで第 2照明ユニット 14Bが構成されている。第 2リレーレンズ 13Bを 通過した第 2露光光 IL2は、光路折り曲げ用のミラー 15B及び 15Cを介して光軸が 平行にずれた状態で、視野合成器 16に入射する。視野合成器 16が偏光ビームスプ リツタである場合には、第 2露光光 IL2は、 P偏光状態で視野合成器 16に入射してそ のまま透過する。視野合成器 16がハーフミラーである場合には、第 2露光光 IL2につ いても偏光状態を所望の状態に制御することができる。
[0025] この結果、視野合成器 16から射出される第 1露光光 IL1及び第 2露光光 IL2は同 軸に合成される。本例では、第 1照明ユニット 14Aと第 2照明ユニット 14Bとは同一構 成である力 可動レチクルブラインド 10A及び 10Bは互いに独立に駆動される。従つ て、第 1照明ユニット 14Aのブラインド装置 12A及 10Aと、第 2照明ユニット 14Bのブ ラインド装置 12B及び 10Bとによって、第 1露光光 IL1の照明領域である第 1照明スリ ット 10APと、第 2露光光 IL2の照明領域である第 2照明スリット 10BPとでその形状及 び Z又は大きさ（幅）を互いに独立に設定することができる。
[0026] さらに、開口絞り板 7A及び 7Bも互いに独立に駆動される。従って、第 1照明ュ-ッ ト 14Aによって設定される第 1照明スリット 10AP内の照明条件と、第 2照明ユニット 1 4Bによって設定される第 2照明スリット 10BP内の照明条件とは互いに独立に設定す ることができる。なお、本例では成形光学系 5A及び 5Bも互いに独立に駆動可能で ある。成形光学系 5A及び 5Bによって、オプティカル 'インテグレータ 6A、 6Bの射出 面に配置される開口絞りに入射する第 1及び第 2露光光 IL1、 IL2の光量分布をそれ ぞれ調整することで、その開口絞りによる光量損失を抑えることが可能となっている。
[0027] 視野合成器 16で合成された露光光 IL1及び IL2は、光路を水平方向に折り曲げる ミラー 17、第 1コンデンサレンズ 18、光路をほぼ鉛直下方に折り曲げるミラー 19、及 び第 2コンデンサレンズ 20を経て、レチクル Rのパターン面（下面）に設けられたパタ ーン領域内の照明スリット 10AP及び 10BPを均一な照度分布で照明する。ミラー 15 A〜15C、視野合成器 16、ミラー 17, 19、及びコンデンサレンズ 18, 20を含んで視 野合成用の光学系が構成され、この視野合成用の光学系と、第 1照明ユニット 14Aと 、第 2照明ユニット 14Bとを含んで照明光学系 IUが構成されている。本例では、露光 光 IL1及び IL2はレチクル R及び投影光学系 PLを介してウエノ、 W上の第 1及び第 2 露光領域にそれぞれ照射されるが、第 1及び第 2露光領域は投影光学系 PLに関し て第 1及び第 2照明スリット 10AP、 10BPと共役な関係になっている。従って、第 1及 び第 2照明スリット 10AP、 10BPの走査方向の幅が最大となる場合、第 1及び第 2露 光領域は投影光学系 PLの像面側の視野内で同一の領域となる、すなわち完全に重 なるので、以下ではまとめて露光領域 21Wと呼ぶ。また、第 1及び第 2照明スリット 10 AP、 10BPの走査方向の幅を変更すると、同様に第 1及び第 2露光領域の走査方向 の幅も変化するので、以下では走査露光時におけるウェハ W上での第 1及び第 2露 光領域の幅の変化などについてその説明を省略する。
[0028] 露光光 IL1, IL2のもとで、レチクル Rの照明スリット 10AP, 10BP内のパターンは、 投影光学系 PLを介して所定の投影倍率 ( は 1Z4, 1Z5等)でレジストが塗布さ れたウェハ W上の露光領域 21 Wに投影される。ウェハ Wは、例えば直径が 200mm 又は 300mm等の円板状の基板である。投影光学系 PLは、フランジ部 PLFによって 不図示のコラムに支持されている。なお、例えば国際公開第 2006Z038952号パン フレットなどに開示されているように、投影光学系 PLの上方に配置される不図示のメ インフレーム、あるいはレチクルベース 23などに対して投影光学系 PLを吊り下げ支 持しても良い。投影光学系 PLとしては、屈折系の他に、例えば特開 2001— 24928 6号公報に開示されているように、レチクルからウェハに向力う光軸を持つ光学系と、 その光軸に対してほぼ直交する光軸を持つ反射屈折光学系とを有し、内部で中間 像を 2回形成する反射屈折投影光学系等も使用できる。
[0029] 本例の投影光学系 PLは屈折系であり、その物体面側の有効視野は光軸 AXを中 心とする円形領域であり、照明スリット 10AP及び 10BPを最大にしたときの領域は、 それぞれその光軸 AXを中心としてその円形領域 (有効視野の輪郭）にほぼ内接す る X方向に細長い長方形の領域である。ここでは、照明スリット 10AP及び 10BPを最 大にしたときの共通の領域を、投影光学系 PLの照明視野 (物体面側の照明視野)と 呼ぶ。同様に、走査方向の幅が最大になるときの第 1及び第 2露光領域は、投影光 学系 PLの像面側で光軸 AXを中心とする円形視野にほぼ内接する X方向に細長 、 長方形の領域であり、この領域を投影光学系 PLの露光視野 (像面側の露光視野)と 呼ぶ。以下、投影光学系 PLの光軸 AXに平行に Z軸を取り、 Z軸に垂直な平面内で 走査露光時のレチクル R及びウェハ Wの走査方向（図 1の紙面に平行な方向）に沿 つて Y軸を取り、その走査方向に垂直な非走査方向（図 1の紙面に垂直な方向）に沿 つて X軸を取って説明する。
[0030] 先ず、レチクル Rはレチクルステージ 22上に吸着保持され、レチクルステージ 22は レチクルベース 23上に例えばリニアモータ等によって Y方向に連続移動できるように 載置されている。更に、レチクルステージ 22には、レチクル Rを X方向、 Y方向、 Z軸 の周りの回転方向に微動する機構も組み込まれて 、る。レチクルステージ 22 (レチタ ル R)の位置は、レチクルステージ 22上の移動鏡 26R (ステージに形成した反射面で もよい。）及びこれに対向して配置されたレーザ干渉計 27Rによって高精度に計測さ れ、この計測結果及び主制御系 41からの制御情報に基づ 、てレチクルステージ駆 動系 42Rがレチクルステージ 22の動作を制御する。また、レチクルステージ駆動系 4 2Rは、レチクルステージ 22 (ひいてはレチクル R)の Y方向（走査方向）の位置情報 に基づ 、て、駆動機構 11A及び 11Bを介して可動レチクルブラインド 10A及び 10B の開閉動作、即ち第 1照明スリット 10AP及び第 2照明スリット 10BPのそれぞれの Y 方向の幅を制御する。
[0031] なお、可動レチクルブラインド 10A及び 10Bの開閉動作は、レチクルステージ駆動 系 42Rとは独立に設けた制御装置によって制御してもよい。
一方、ウェハ wはウェハホルダ（不図示）を介してウェハステージ 25上に吸着保持 され、ウェハステージ 25は、ウェハ Wのフォーカス位置（Z方向の位置）及び傾斜角（ X軸及び Y軸回りの回転)を制御する Zチルトステージと、例えばリニアモータ等によ つてウェハベース 30上で Y方向に連続移動すると共に、 X方向及び Y方向にステツ プ移動する XYステージと力も構成されている。ウェハステージ 25 (ウェハ W)の位置 は、ウェハステージ 25上の移動鏡 26W (ステージに形成した反射面でもよい。）及び これに対向して配置されたレーザ干渉計 27Wによって高精度に計測され、この計測 結果及び主制御系 41からの制御情報に基づいてウェハステージ駆動系 42Wがゥェ ハステージ 25の動作を制御する。
[0032] 通常の走査露光時には、レチクルステージ 22を介してレチクル Rを照明スリット 10 AP及び Z又は 1 OBPに対して Y方向に速度 VRで移動するのと同期して、ウェハス テージ 25を介してウェハ Wを露光領域 21Wに対して Y方向に速度 j8 ·Κ |8はレチ クル Rからウェハ Wへの投影倍率）で移動することによって、レチクル Rの一連の 2つ のパターン領域 (詳細後述）内のパターン像がウェハ W上の 2つの走査方向に隣接 したショット領域に逐次転写される。なお、本例では投影光学系 PLが反転投影を行う ため、レチクノレ R及びウェハ Wの走査方向は逆方向である力 投影光学系 PLが走査 方向に正立像を投影する場合には、レチクル R及びウェハ Wの走査方向は同一であ る。その後、ウェハステージ 25をステップ移動させてウェハ上の次のショット領域を走 查開始位置に移動して、走査露光を行うという動作がステップ ·アンド'スキャン方式 で繰り返されて、ウェハ W上の走査方向に隣接する 2つのショット領域毎に順次露光 が行われる。
[0033] また、この露光が重ね合わせ露光である場合には、予めレチクル Rとウェハ Wとの ァライメントを行っておく必要がある。そこで、ウェハステージ 25上のウェハの近傍に 基準マークが形成された基準マーク部材 29が固定され、投影光学系 PLの側面にゥ エノ、 W上の各ショット領域に付設されたァライメントマークの位置を検出するための画 像処理方式のァライメントセンサ 36が設置されている。また、レチクルステージ 22の 上方に、レチクル R上のァライメントマークの位置を計測するために、画像処理方式 の 1対のァライメント系 34A, 34Bが設置されている。ァライメント系 34A, 34Bは、実 際には照明スリット 10AP, 10BPの X方向（非走査方向）の両端部の上方に配置され ている。ァライメントセンサ 36及びァライメント系 34A, 34Bの検出結果は不図示のァ ライメント制御系で処理されて 、る。
[0034] 以下、本例の二重露光の動作の一例につき説明する。本例のレチクル Rのパター ン面には、走査方向に沿って二重露光用の 2個のパターン領域 (転写用のパターン） が形成されている。
図 2は、本例で使用されるレチクル Rのパターン配置を示す平面図であり、この図 2 において、レチクル Rの遮光帯 51に囲まれた矩形領域力 Y方向に 2つの同一の大 きさの第 1及び第 2のパターン領域 52A, 52Bに分割され、パターン領域 52A及び 5 2B内にそれぞれ異なる転写用のパターン (以下、それぞれパターン A及び Bと呼ぶ） が描画されている。パターン A及び Bは、ウェハ W上の各ショット領域の 1つのレイヤ に転写される回路パターン力 生成されたパターンであり、パターン A及び Bの像を 重ねて露光することによってその回路パターンに対応する投影像が各ショット領域に 露光される。一例として、第 1のパターン領域 52A内のパターン Aは、 Y方向に解像 限界程度のピッチで配列された Y方向のライン 'アンド'スペースパターン (以下、 L& Sノ《ターンという。） 55Yよりなり、第 2のパターン領域 52B内のパターン Bは、 X方向 に解像限界程度のピッチで配列された X方向の L&Sパターン 55Xよりなる。
[0035] 本例では、図 1の第 1照明スリット 10AP及び第 2照明スリット 10BPによってそれぞ れ第 1のパターン領域 52A内のパターン A及び第 2のパターン領域 52B内のパター ン Bをウェハ W上の各ショット領域に転写する。そこで、解像力を高めるために、第 1 照明ユニット 14Aでは Y方向の L&Sパターン 55Yに最適な照明条件、すなわち Y軸 の 2極照明が設定されるように、 Y方向に離れた 2つの 2次光源を形成する、 2極照明 用の開口絞り 7A3を選択する。一方、第 2照明ユニット 14Bでは X方向の L&Sパタ ーン 55Xに最適な照明条件、すなわち X軸の 2極照明が設定されるように、 X方向に 離れた 2つの 2次光源を形成する、 2極照明用の開口絞り 7B2を選択する。この場合 、照明スリット 10AP及び 10BPは、互いに直交する 2極照明で照明される。なお、例 えばパターン Aが周期的パターンよりなり、パターン Bが孤立的パターンよりなる場合 には、一例として、第 1照明スリット 10APの照明条件を輪帯照明として、第 2照明スリ ット 10BPの照明条件を小 σ照明等としてもよい。また、図 1の視野合成器 16がハー フミラーである場合には、パターン A, Βの少なくとも一方で偏光照明の最適化を行う ことも可能である。
[0036] また、図 2のレチクル Rのパターン領域 52Α及び 52Βの大きさは、それぞれウェハ W上の一つのショット領域の大きさに対応しており、パターン領域 52Α及び 52Βの境 界の遮光帯 53は、ウェハ W上の隣接するショット領域の境界となるストリートライン (ス クライブライン）の幅に対応する幅を持っている。即ち、 2つのパターン領域 52Α及び 52Bを投影光学系 PLの投影倍率で縮小した像が、ウェハ W上の走査方向に隣接す る 2つのショット領域の大きさに対応する。ウェハ W上のストリートラインの幅を 100 μ mとして、投影光学系 PLの倍率を 1Z4とすると、遮光帯 53の幅は 400 /z mとなる。こ の程度の幅があれば、図 1の可動レチクルブラインド 10A及び 10Bのエッジ部の僅か な位置決め誤差があっても、第 1照明スリット 10AP (又は第 2照明スリット 10BP)が第 2のパターン領域 52B (又は第 1のパターン領域 52A)内に照射されるのを防止でき る。また、ウェハ W上での露光領域の最大幅 (露光視野の幅）は一例として 6mmであ り、投影光学系 PLの倍率を 1Z4とすると、レチクル R上での照明スリットの最大幅（照 明視野の幅）は 24mmである。従って、パターン A、 Bの間隔（遮光帯 53の幅）、及び 2つのショット領域の間隔 (ストリートラインの幅）は、照明スリットの最大幅、及び露光 領域の最大幅と比べて極端に狭く設定されて 、る。
[0037] また、レチクル Rのパターン領域を X方向に挟むように 1対のァライメントマーク 54A 及び 54Bが形成されており、これらのァライメントマーク 54A及び 54Bの位置を図 1の ァライメント系 34A, 34Bで計測することによって、レチクル Rのァライメントを行うこと ができる。
図 4は、本例のウェハ W上のショット配列を示し、この図 4において、ウェハ W上に X 方向、 Y方向に所定ピッチで多数のショット領域 (代表的にショット領域 48で表す。 ) が形成され、これらのショット領域 48は、隣接するショット領域との境界部のストリート ラインの中央までの領域を含めて、 Y方向（走査方向）の幅 Fで X方向の幅 Eの矩形 領域である。これらのショット領域 48にそれぞれ図 2のレチクル Rの第 1のパターン領 域 52Aのパターン Aの像と、第 2のパターン領域 52Bのパターン Bの像とが二重露光 される。また、ショット領域 48には例えば 2つのァライメントマーク 46A, 46Bが付設さ れ、ウェハ W上から選択された所定個数のショット領域 48のァライメントマーク 46A, 46Bの座標 (位置）を図 1のァライメントセンサ 36で計測する。そして、例えば米国特 許第 4,780,617号に開示されるェンハンスト 'グローバル 'ァライメント方式にてその 計測値を統計処理することでウェハ W上の各ショット領域の位置を決定してァラィメ ントを行うことができる。
[0038] 次に、図 4に示すようにウェハ W上に配列されるショット領域 48に、図 2のレチクル R の 2つのパターン領域 52A, 52Bのパターン A, Bの像を二重露光する場合の動作 にっき説明する。なお、本例の投影光学系 PLは反転投影を行うが、説明の便宜上、 図 2のレチクル Rのパターン A及び Bは、ウェハ W上の走査方向に隣接する 2つのシ ヨット領域 48に正立像として投影されるものとする。
[0039] [第 1工程]
先ず、図 4のウェハ W上の Y方向に隣接する 2つのショット領域 48A及び 48Fに、 1 回の走査によってそれぞれ図 2のレチクル Rのパターン領域 52Aのパターン Aの像 A 1及びパターン領域 52Bのパターン Bの像 B1を露光する。このために、図 3 (A)に示 すように、レチクル Rは投影光学系 PLの照明視野に対して +Y方向への走査が開始 され、レチクル Rのパターン領域 52Aの移動に応じてその照明視野内で第 1照明スリ ット 10APの走査方向の幅が次第に広くなる。これに同期して、ウェハ Wは投影光学 系 PLの露光視野に対して Y方向への走査が開始され、ウェハ W上のショット領域 48 Aの移動に応じてその露光視野内で第 1露光領域の走査方向の幅が次第に広く なる。この際に、レチクル R上のパターン領域 52A及び 52Bの像に対してそれぞれゥ ェハ W上のショット領域 48A及び 48Fが重なるように、ウェハ Wが同期して駆動され る。そして、図 3 (B)に示すように、レチクル Rの第 1のパターン領域 52Aのみが投影 光学系 PLの照明視野内にある状態では、第 1照明スリット 10APは走査方向の幅が 最大となる。これによつて、第 1のパターン領域 52Aのパターンの像 A1が、図 4のゥ ェハ Wのショット領域 48Aに逐次露光される。
[0040] [第 2工程]
次に、図 3 (C)〖こ示すように、レチクル Rの第 1のパターン領域 52Aの他に第 2のパ ターン領域 52Bも投影光学系 PLの照明視野内に入って来たときには、レチクル尺の 遮光帯 53を基準として、 +Y方向の照明視野では第 1照明スリット 10APで第 1のパ ターン領域 52Aを照明し、遮光帯 53よりも— Y方向の照明視野では第 2照明スリット 10BPで第 2のパターン領域 52Bを照明する。この際に、第 1照明スリット 10APの走 查方向の幅は次第に狭くなり、第 2照明スリット 10BPの走査方向の幅は次第に広く なり、図 4のウェハ W上のショット領域 48Fにレチクル Rの第 2のパターン領域 52Bの パターンの像 B1の露光が開始される。 [0041] そして、レチクル Rが +Y方向に走査されるにつれて、図 3 (D)に示すように、 2つの 照明スリット 10AP及び 10BPの走査方向の幅は等しくなり、次に図 3 (E)に示すよう に、第 1照明スリット 10APの幅は次第に狭くなり、その幅が零となった時点で図 4の ショット領域 48Ηに対する像 A1の露光が終了する。
[第 3工程]
次に、図 3 (F)に示すように、レチクル Rの第 2のパターン領域 52Βのみが投影光学 系 PLの照明視野内にある状態では、第 2照明スリット 10BPの走査方向の幅が最大 となり、第 2のパターン領域 52Bのパターンの像 B1力 図 4のウェハ Wのショット領域 48Fに逐次露光される。その後、図 3 (G)に示すように、第 2照明スリット 10BPの幅は 次第に狭くなり、その幅が零となった時点で図 4のショット領域 48Fに対する像 B1の 露光も終了する。
[0042] 次に、図 3 (H)に示すように、レチクル Rを投影光学系 PLの照明視野に対して +Y 方向の走査開始位置に移動するとともに、図 4において、ウェハ Wを X方向に 1つの ショット領域 48の X方向の幅 Eだけステップ移動した後、レチクル Rを Y方向に移動 するのに同期してウェハ Wを +Y方向に移動する。この場合、照明スリット 10AP, 10 BPは走査方向の幅が図 3 (G)から図 3 (A)の順に変化し、図 4のウェハ W上の Y方 向に隣接するショット領域 48B及び 48Gにそれぞれレチクル Rのパターン領域 52A 及び 52B内のパターンの像 A1及び B1が露光される。以下、ウェハ Wと露光領域 21 Wとが相対的に図 4の軌跡 47Aに沿って移動するようにウェハステージ 25を駆動し、 図 3に示すように照明スリット lOAP, 10BPの幅を独立に変化させながらレチクル尺と ウェハ Wとの同期移動を行うことで、図 4のウェハ W上の 1行目のショット領域 48A〜 48Eに像 A1が露光され、 2行目のショット領域 48F〜48Jに像 B1が露光される。
[0043] [第 4工程]
次に、図 4のウェハ Wを Y方向にショット領域 48の Y方向の幅 F分だけステップ移 動した後、図 5のウェハ W上の Y方向に隣接するショット領域 48J及び 480に対して、 上記の第 1工程〜第 3工程を実行することで、 1回の走査によって、ショット領域 48J 及び 480にそれぞれ図 2のレチクル Rの第 1のパターン領域 52Aのパターンの像 A2 及び第 2のパターン領域 52Bのパターンの像 B2を露光する。これによつて、ショット 領域 48J上には、レチクル Rの第 2のパターン領域 52Bのパターンの像 B1と第 1のパ ターン領域 52Aのパターンの像 A2とが二重露光される。
[0044] 以下、ウェハ Wと露光領域 21Wとが相対的に図 5の軌跡 47Bに沿って移動するよ うにウェハステージ 25を駆動し、図 3〖こ示すよう〖こ照明スリット 10AP, 10BPの幅を独 立に変化させながらレチクル Rとウェハ Wとの同期移動を行うことで、図 5のウェハ W 上の 2行目のショット領域 48J〜48Fに像 A2が露光され、 3行目のショット領域 480 〜48Kに像 B2が露光される。そして、 2行目のショット領域 48F〜48Jは、それぞれ 像 B1と像 A2とが二重露光される。
[0045] 次に、図 5のウェハ Wを Y方向にショット領域 48 (図 4参照）の Y方向の幅 F分だ けステップ移動した後、ウェハ Wと露光領域 21Wとが相対的に図 6の軌跡 47Cに沿 つて移動するようにウエノ、ステージ 25を駆動し、図 3に示すように照明スリット 10AP, 10BPの幅を独立に変化させながらレチクル Rとウェハ Wとの同期移動を行うことで、 図 6のウェハ W上の 3行目のショット領域 48K〜480にレチクル Rの第 1のパターン 領域 52Αのパターンの像 A3が露光され、 4行目のショット領域 48Ρ〜48Τに第 2の パターン領域 52Βのパターンの像 Β3が露光される。この結果、 3行目のショット領域 4 8Κ〜48Τは、それぞれ像 Β2と像 A3とが二重露光される。
[0046] この動作を繰り返すことによって、ウェハ W上の士 Υ方向の端部のショット領域を除 く全部のショット領域に、レチクル Rの第 1のパターン領域 52Αのパターンの像と第 2 のパターン領域 52Βのパターンの像とが二重露光される。この際に、ウェハ W上の走 查方向に隣接する 2つのショット領域は 1回の走査で露光が行われるため、二重露光 を極めて高!ヽスノレ一プットで行うことができる。
[0047] なお、ウェハ W上の Υ方向の端部のショット領域には別途、レチクル Rのパターン領 域 52Α又は 52Βのパターンの像のみを露光する必要がある力 ウェハ W上のショット 領域の個数は実際には図 4のショット領域の個数よりもかなり多いため、スループット は殆ど低下しない。ここで、 +Υ方向の端部のショット領域 48Α〜48Εに対するパタ ーン領域 52Βのパターンの像の露光は上記の露光動作に先立って行い、 Υ方向 の端部のショット領域に対するパターン領域 52Αのパターンの像の露光は上記の露 光動作後に行ってもよい。 また、本例では、図 1の 2つの照明ユニット 14A及び 14Bを用いてレチクル R上の 2 つの照明スリット 10AP及び 10BPの走査方向の幅を独立に制御しているため、走査 露光中に、図 2のレチクル Rのパターン領域 52A及び 52B内のパターンの全面をそ れぞれ最適化した照明条件で照明することができる。従って、二重露光後の投影像 につ 、て高 、結像特性を得ることができる。
[0048] その後、ウエノ、 Wを現像することによって、各ショット領域にレジストパターンが形成 され、このレジストパターンをマスクとしてエッチング等を行うことによって目標とする回 路パターンが形成される。この際に、パターン A及び Bの像はそれぞれ最適化された 露光条件 (照明条件を含む)で露光されて 、るため、二重露光されたパターンの像の 結像特性 (解像度等）は全面で極めて良好であり、最終的に形成される回路パター ンの線幅制御性等も極めて良好である。従って、半導体デバイス等を高精度に製造 できる。
[0049] なお、上記の実施形態では、図 1に示すように、 1つの露光光源 1を用いるものとし た力 図 7に示すように、独立にパルス発光する 2台の露光光源 1A, 1Bを用いてもよ い。また、図 1に示すようにミラー 17の前で視野合成器 16によって 2つの露光光 IL1 , IL2を合成するものとした力 図 7に示すように、ミラー 17の代わりに偏光ビームスプ リツタ 17A (又はハーフミラー）を設置してもよい。図 7において、第 1の露光光源 1A 力 の露光光 IL1は、ミラー 3Aを介して第 1照明ユニット 14Aに導かれ、第 2の露光 光源 1Bからの露光光 IL2は、ミラー 3Bを介して第 2照明ユニット 14Bに導かれる。ま た、第 2リレーレンズ 13Aからの露光光 IL 1をミラー 15Aを介して偏光ビームスプリツ タ 17Aに導き、第 2リレーレンズ 13Bからの露光光 IL2をミラー 15B, 15Cを介して偏 光ビームスプリッタ 17Aに導くことで、偏光ビームスプリッタ 17Aを視野合成器として 2 つの露光光 IL1, IL2を合成できる。合成後の光束は図 1の第 1コンデンサレンズ 18 に供給される。これによつて、照明光学系の構成を簡素化できる。また、照明ユニット 14A及び 14Bに対応してそれぞれ独立に露光光源を備えることによって、露光光 IL 1, IL2のスペクトル幅、中心波長、パルス周波数等を独立に制御できる。
[0050] また、上記の実施形態では、図 2に示すように 1つのレチクル R上に隣接して 2つの パターン領域 52A及び 52Bが形成されている力 2つのパターン領域 52A及び 52B を異なるレチクルに形成しておき、図 1のレチクルステージ 22上でその 2つのレチク ルを走査方向に離して保持して、二重露光を行ってもよい。さらに、上記実施形態で は、走査方向に沿って配置される 2つのパターン領域 52A及び 52Bのパターン A、 B でウェハ上の各ショット領域を二重露光するものとした力 S、少なくとも 3つのパターン 領域を走査方向に沿って配置して、三重以上の多重露光を行ってもよい。また、上 記実施形態では 2つのパターン領域 52A、 52Bに形成するパターン A、 Bが異なるも のとしたが、パターン A、 Bは同一であってもよい。
[0051] なお、上記実施形態の露光装置における投影光学系は、物体面側の視野及び像 面側の視野を 1つずつ有するものとしたが、これに限らず、例えば像面側に 2つの視 野を有するものでもよい。この場合、 2つの像面側の視野内にそれぞれ前述の第 1及 び第 2露光領域が配置されるので、 2つのウェハステージを用いることによって 2枚の ウェハの二重露光を並行して行うことが可能となり、さらなるスループットの向上を図 ることができる。また、上記実施形態の露光装置は、物体面側で前述の第 1及び第 2 照明領域が内接する視野を有する単一の投影光学系を備えるものとしたが、例えば 米国特許第 7,088,425号などに開示されているように、各パターン領域に形成され るパターンを複数に分けてウェハ上に投影する複数の投影光学系を備えてもよい。
[0052] また、上記実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍系 及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系は屈折系のみならず反射系及び反射 屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。さ らに、投影光学系を介して露光光が照射される露光領域は、投影光学系の視野内で 光軸を含むオンァクシス領域である力 例えば国際公開第 2004Z107011号パン フレットに開示されるように、複数の反射面を有しかつ中間像を少なくとも 1回形成す る光学系（反射系または反屈系）がその一部に設けられ、かつ単一の光軸を有する、 いわゆるインライン型の反射屈折系と同様に、その露光領域は光軸を含まないオフ ァクシス領域でも良い。また、前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形であ るものとしたが、これに限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い
[0053] また、上記実施形態では、干渉計システムを用いてレチクルステージ及びウエノ、ス テージの位置情報を計測するものとした力 これに限らず、例えばウェハステージの 上面に設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもょ ヽ 。この場合、干渉計システムとエンコーダシステムの両方を備えるハイブリッドシステム とし、干渉計システムの計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正 (キ ヤリブレーシヨン）を行うことが好ましい。また、干渉計システムとエンコーダシステムと を切り替えて用いる、あるいはその両方を用いて、基板ステージの位置制御を行うよ うにしてもよい。
[0054] なお、上記実施形態の露光対象の基板としては、半導体デバイス製造用の半導体 ウェハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミ ックウエノ、、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版 (合成石英、 シリコンウェハ）、またはフィルム部材等が適用される。また、基板はその形状が円形 に限られるものでなぐ矩形など他の形状でもよい。
[0055] また、上記実施形態の露光装置は、例えば特開平 10— 163099号公報 (対応米 国特許第 6,590,634号；)、特表 2000— 505958号公報（対応米国特許第 5,969,4 41号)などに開示されているように複数のウェハステージを備え、露光動作と計測動 作 (ァライメント動作を含む）とを並行して行ってもよい。さらに、上記実施形態の露光 装置は、例えば特開平 11— 135400号公報 (対応国際公開 1999/23692)、及び 特開 2000— 164504号 (対応米国特許第 6,897,963号)公報などに開示されてい るように、ウェハステージとは独立に移動可能であるとともに、計測部材 (例えば、基 準マークが形成された基準部材及び Z又は各種の光電センサ）を搭載した計測ステ ージを備えていてもよい。
[0056] なお、上述の実施形態の露光装置は、不図示のコラム機構を設置した後、それぞ れ複数の光学素子から構成される照明光学系、及び投影光学系を露光装置本体に 組み込み光学調整をして、多数の機械部品からなるレチクルステージやウェハステ ージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、総合調整 (電気調整、動作 確認等)をすることにより製造することができる。なお、その露光装置の製造は温度及 びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
[0057] また、上記の実施形態の露光装置を用いて半導体デバイスを製造する場合、この 半導体デバイスは、デバイスの機能'性能設計を行うステップ、このステップに基づい てレチクルを製造するステップ、シリコン材料力もウェハを形成するステップ、上記の 実施形態の投影露光装置によりァライメントを行ってレチクルのパターンをウェハに 露光するステップ、エッチング等の回路パターンを形成するステップ、デバイス組み 立てステップ (ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、及び検 查ステップ等を経て製造される。
[0058] なお、本発明は、例えば国際公開第 99Z49504号パンフレット、国際公開第 200 4/019128号パンフレット等で開示されて 、る液浸型の露光装置で露光を行う場合 にも適用できる。この場合には、走査露光時に、図 1において、不図示の液体回収装 置力 投影光学系 PLとウェハ Wとの間に純水等の液体が局所的に供給され、供給 された液体は不図示の液体回収装置によって回収される。
また、本発明は、波長数 ηπ！〜 lOOnm程度の極端紫外光 (EUV光)を露光ビーム として用いる投影露光装置で露光を行う場合にも適用できる。
[0059] また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく 、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマデイス プレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子 (CCD等）、マイクロマシー ン、薄膜磁気ヘッド、及び DNAチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置 にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマ スク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフイエ程を用いて製造する際の、露光 工程 (露光装置）にも適用することができる。
[0060] なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、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。また、明細書、特許請求の範囲、図面、及 び要約を含む 2006年 3月 3日付け提出の日本国特願 2006— 058739号の全ての 開示内容は、そっくりそのまま引用して本願に組み込まれて！/、る。
なお、法令で許容される限りにおいて、上記実施形態で引用した露光装置などに 関する全ての弓 I例の開示を援用して本文の記載の一部とする。
産業上の利用可能性
[0061] 本発明によれば、二重露光を最適な照明条件で高スループットで行うことができる ため、微細なパターンを持つデバイスを高精度に高スループットで製造できる。

Claims

請求の範囲
[1] マスク及び投影光学系を介して基板に露光ビームを照射しつつ、前記マスクを所 定の走査方向に移動するのに同期して前記基板を移動する露光方法において、 前記マスク上に前記走査方向に隣接して第 1及び第 2のパターン領域を形成して おさ、
前記マスクを前記走査方向に移動し、前記第 1のパターン領域が前記投影光学系 の視野内を通過しているときに、前記走査方向の幅が可変の第 1の照明領域を用い て第 1の照明条件で前記第 1のパターン領域を照明して前記基板を露光する第 1ェ 程と、
前記第 1及び第 2のパターン領域が同時に前記視野内を通過しているときに、次第 に前記走査方向の幅が狭くなる前記第 1の照明領域を用いて前記第 1の照明条件 で前記第 1のパターン領域を照明するとともに、次第に前記走査方向の幅が広くなる 第 2の照明領域を用いて第 2の照明条件で前記第 2のパターン領域を照明して前記 基板を露光する第 2工程と、
前記第 2のパターン領域が前記視野内を通過しているときに、前記走査方向の幅 が可変の前記第 2の照明領域を用いて前記第 2の照明条件で前記第 2のパターン領 域を照明して前記基板を露光する第 3工程と
を有することを特徴とする露光方法。
[2] 前記基板を前記走査方向に対応する方向に前記第 2のパターン領域の幅に対応 する距離だけステップ移動して、前記第 1工程から前記第 3工程までの動作を実行し て、前記基板上の前記第 2のパターン領域のパターンの像で露光された区画領域を 前記第 1のパターン領域のパターンの像で二重露光する第 4工程を有することを特 徴とする請求項 1に記載の露光方法。
[3] 前記第 1及び第 2の照明条件は互いに異なることを特徴とする請求項 1又は 2に記 載の露光方法。
[4] 前記第 1及び第 2の照明領域の前記走査方向の幅を最大にした領域は実質的に 完全に重なることを特徴とする請求項 1から 3のいずれか一項に記載の露光方法。
[5] 前記第 1及び第 2のパターン領域は互いに異なるマスクに形成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露光方法。
[6] 投影光学系を介して露光ビームで基板を露光する露光方法にお!、て、
前記露光ビームが照射される第 1及び第 2照明領域での照明条件をそれぞれ独立 に設定し、
前記第 1及び第 2照明領域に対する、所定の走査方向に沿って配置される第 1及 び第 2パターンの移動と、前記第 1パターンと前記投影光学系とを介して前記露光ビ ームが照射される第 1露光領域、及び前記第 2パターンと前記投影光学系とを介して 前記露光ビームが照射される第 2露光領域に対する前記基板の移動とを同期して行 い、前記基板上でその走査方向に関する位置が異なる区画領域を走査露光すること を特徴とする露光方法。
[7] 前記異なる領域はそれぞれ、前記同期移動による前記第 1及び第 2パターンの一 方の露光と、前記第 1及び第 2パターンの他方と前記基板との同期移動による他方 のパターンの露光とを含む多重露光が行われことを特徴とする請求項 6に記載の露 光方法。
[8] 前記第 1及び第 2露光領域は、前記走査方向に関して少なくとも一部が重なるよう に配置されることを特徴とする請求項 6又は 7に記載の露光方法。
[9] 前記第 1及び第 2露光領域は、前記同期移動中に前記走査方向の幅が独立に変 更されかつ前記走査方向に関してその最大幅が前記異なる領域の間隔よりも広いこ とを特徴とする請求項 6から 8のいずれか一項に記載の露光方法。
[10] 前記第 1及び第 2露光領域は、前記走査方向の幅が独立に可変であり、前記同期 移動中に前記異なる領域内で重ならな 、ようにその幅が変更されることを特徴とする 請求項 6から 9のいずれか一項に記載の露光方法。
[11] 前記第 1及び第 2照明領域の前記走査方向の幅を独立に可変として、前記第 1及 び第 2露光領域の前記走査方向の幅を変更することを特徴とする請求項 9又は 10に 記載の露光方法。
[12] 前記同期移動時に前記第 1及び第 2照明領域での照明条件が互いに異なることを 特徴とする請求項 6から 11のいずれか一項に記載の露光方法。
[13] 前記第 1及び第 2パターンは同一のマスクに形成されることを特徴とする請求項 6か ら 12の 、ずれか一項に記載の露光方法。
[14] 前記第 1及び第 2露光領域は、前記投影光学系の単一の視野内に配置されること を特徴とする請求項 6から 13の 、ずれか一項に記載の露光方法。
[15] 前記第 1及び第 2照明領域は、前記投影光学系の単一の視野内に配置されること を特徴とする請求項 6から 14のいずれか一項に記載の露光方法。
[16] 前記第 1及び第 2の照明領域は同一の露光光源からの露光ビームで照明されるこ とを特徴とする請求項 1から 15のいずれか一項に記載の露光方法。
[17] 前記第 1及び第 2の照明領域は互いに異なる露光光源力 の露光ビームで照明さ れることを特徴とする請求項 1から 15のいずれか一項に記載の露光方法。
[18] 前記基板の露光中に、前記投影光学系と前記基板との間に前記露光ビームを透 過する液体を供給することを特徴とする請求項 1から 17のいずれか一項に記載の露 光方法。
[19] マスク及び投影光学系を介して基板に露光ビームを照射しつつ、前記マスクを所 定の走査方向に移動するのに同期して前記基板を移動する露光装置において、 前記投影光学系の視野内の前記走査方向の幅が可変の第 1の照明領域を第 1の 照明条件で照明するとともに、前記視野内の前記走査方向の幅が可変の第 2の照明 領域を第 2の照明条件で照明する照明光学系と、
前記マスクの前記走査方向の位置に応じて前記第 1及び第 2の照明領域の前記走 查方向の幅を制御する照明制御装置とを備えたことを特徴とする露光装置。
[20] 前記マスク上に前記走査方向に隣接して第 1及び第 2のパターン領域が形成され ているときに、
前記照明制御装置は、前記マスクが前記走査方向に移動するのに同期して、前記 第 1及び第 2の照明領域がそれぞれ前記第 1及び第 2のノターン領域のみを照明す るように前記第 1及び第 2の照明領域の前記走査方向の幅を制御することを特徴とす る請求項 19に記載の露光装置。
[21] 前記照明光学系は、
前記第 1の照明領域を前記第 1の照明条件で照明する第 1の部分照明系と、 前記第 2の照明領域を前記第 2の照明条件で照明する第 2の部分照明系と、 前記第 1及び第 2の部分照明系からの露光ビームを合成して前記マスクを照明する 視野合成系とを有することを特徴とする請求項 19又は 20に記載の露光装置。
[22] 前記第 1及び第 2の部分照明系はそれぞれ可変視野絞りを備え、
前記照明制御装置は、前記 2つの可変視野絞りの開閉動作を制御することを特徴 とする請求項 21に記載の露光装置。
[23] 露光光源と、
前記露光光源からの露光ビームを 2分割して前記第 1及び第 2の部分照明系に導 く分岐光学系とを備えたことを特徴とする請求項 21又は 22に記載の露光装置。
[24] 前記第 1及び第 2の部分照明系はそれぞれ露光光源を有することを特徴とする請 求項 21又は 22に記載の露光装置。
[25] 前記第 1及び第 2の照明条件は互いに異なることを特徴とする請求項 19から 24の
V、ずれか一項に記載の露光装置。
[26] 前記第 1及び第 2の照明領域の前記走査方向の幅を最大にした領域は実質的に 完全に重なることを特徴とする請求項 19から 25のいずれか一項に記載の露光装置
[27] 前記投影光学系と前記基板との間に前記露光ビームを透過する液体を供給して回 収する液体供給機構を備えたことを特徴とする請求項 19から 26のいずれか一項に 記載の露光装置。
[28] 投影光学系を介して露光ビームで基板を露光する露光装置にお!、て、
前記露光ビームを第 1及び第 2照明領域に照射するとともに、前記第 1及び第 2照 明領域での照明条件をそれぞれ独立に設定する照明光学系と、
前記第 1及び第 2照明領域に対する、所定の走査方向に沿って配置される第 1及 び第 2パターンの移動と、前記第 1パターンと前記投影光学系とを介して前記露光ビ ームが照射される第 1露光領域、及び前記第 2パターンと前記投影光学系とを介して 前記露光ビームが照射される第 2露光領域に対する前記基板の移動とを同期して行 い、前記基板上でその走査方向に関する位置が異なる区画領域を走査露光する制 御装置とを備えることを特徴とする露光装置。
[29] 前記制御装置は、前記同期移動による前記第 1及び第 2パターンの一方の露光と、 前記第 1及び第 2パターンの他方と前記基板との同期移動による他方のパターンの 露光とを含む多重露光を、前記異なる領域でそれぞれ行うことを特徴とする請求項 2 8に記載の露光装置。
[30] 前記第 1及び第 2露光領域は、前記走査方向に関して少なくとも一部が重なるよう に配置されることを特徴とする請求項 28又は 29に記載の露光装置。
[31] 前記制御装置は、前記同期移動時に前記第 1及び第 2照明領域での照明条件を 互いに異ならせることを特徴とする請求項 28から 30のいずれか一項に記載の露光 装置。
[32] 前記第 1及び第 2露光領域の前記走査方向の幅を独立に変更する光学装置をさら に備え、前記第 1及び第 2露光領域は、前記走査方向に関して前記同期移動中に 設定される最大幅が前記異なる領域の間隔よりも広いことを特徴とする請求項 28か ら 31のいずれか一項に記載の露光装置。
[33] 前記第 1及び第 2露光領域の前記走査方向の幅を独立に変更する光学装置をさら に備え、前記第 1及び第 2露光領域は、前記同期移動中に前記異なる領域内で重な らな 、ようにその幅が変更されることを特徴とする請求項 28から 32の 、ずれか一項 に記載の露光装置。
[34] 前記光学装置は、前記第 1及び第 2照明領域の前記走査方向の幅を独立に可変と して、前記第 1及び第 2露光領域の前記走査方向の幅を変更することを特徴とする請 求項 32又は 33に記載の露光装置。
[35] 前記照明光学系は、それぞれ前記露光ビームが入射し、前記第 1及び第 2照明領 域での照明条件を可変とする第 1及び第 2成形光学系を有することを特徴とする請求 項 28から 34の!ヽずれか一項に記載の露光装置。
[36] 前記照明光学系は、少なくとも一方が偏向部材を介して入射する、前記第 1及び第
2成形光学系からの露光ビームを前記第 1及び第 2照明領域に照射する合成光学系 を有することを特徴とする請求項 35に記載の露光装置。
[37] 前記第 1及び第 2露光領域の前記走査方向の幅を独立に変更する光学装置をさら に備え、前記光学装置は、前記第 1及び第 2成形光学系に設けられ、かつ前記第 1 及び第 2照明領域の前記走査方向の幅を可変とする第 1及び第 2マスキング部材を 有することを特徴とする請求項 35又は 36に記載の露光装置。
[38] 前記制御装置は、前記第 1及び第 2パターンが形成される同一のマスクを保持する マスクステージ、及び前記基板を保持する基板ステージを駆動して、前記第 1及び第
2パターンの少なくとも一方と前記基板とを同期移動することを特徴とする請求項 28 力も 37の 、ずれか一項に記載の露光装置。
[39] 前記第 1及び第 2露光領域は、前記投影光学系の単一の視野内に配置されること を特徴とする請求項 28から 38のいずれか一項に記載の露光装置。
[40] 前記第 1及び第 2照明領域は、前記投影光学系の単一の視野内に配置されること を特徴とする請求項 28から 39のいずれか一項に記載の露光装置。
[41] 請求項 1から 18のいずれか一項に記載の露光方法を用いることを特徴とするデバ イス製造方法。
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