(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリット状光束で第１物体を照明し、該第１物体と該第２物体を投影光学系の投影倍率に対応させた速度比で走査することによって、第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に、投影する露光方法において、露光光により該第１物体側に設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させることにより、該投影光学系のレンズの該投影光学系の光軸に関してほぼ回転対称な領域を照明し、露光により発生する該投影光学系の非回転対称収差を補正又は小さくする段階を有することを特徴とする露光方法。
【請求項２】
スリット状光束で第１物体を照明し、該第１物体と該第２物体を投影光学系の投影倍率に対応させた速度比で走査することによって、第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に、投影する露光方法において、露光光により該第１物体側に設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させることにより、該投影光学系のレンズの通常露光時には照明されない領域を照明し、露光により発生する該投影光学系の非回転対称収差を補正又は小さくする段階を有することを特徴とする露光方法。
【請求項３】
スリット状光束で第１物体を照明し、該第１物体と該第２物体を投影光学系の投影倍率に対応させた速度比で走査することによって、第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に、投影する露光方法において、該第１物体側のステージに設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させることにより、該投影光学系のレンズの該投影光学系の光軸に関してほぼ回転対称な領域を照明し、露光により発生する該投影光学系の非回転対称収差を補正又は小さくする段階を有することを特徴とする露光方法。
【請求項４】
スリット状光束で第１物体を照明し、該第１物体と該第２物体を投影光学系の投影倍率に対応させた速度比で走査することによって、第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に、投影する露光方法において、該第１物体側のステージに設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させることにより、該投影光学系のレンズの通常露光時には照明されない領域を照明し、露光により発生する該投影光学系の非回転対称収差を補正又は小さくする段階を有することを特徴とする露光方法。
【請求項５】
スリット状光束で第１物体を照明し、該第１物体と該第２物体を該投影光学系の投影倍率に対応させた速度比で走査することによって第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に投影する露光方法において、露光光により該第１物体に設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させて、該投影光学系を構成する少なくとも一のレンズを熱的に実質的に飽和状態にする段階を有することを特徴とする露光方法。
【請求項６】
スリット状光束で第１物体を照明し、該第１物体と該第２物体を投影光学系の投影倍率に対応させた速度比で走査することによって第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に投影する露光方法において、該第１物体側のステージに設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させて、該投影光学系を構成する少なくとも一のレンズを熱的に実質的に飽和状態にする段階を有することを特徴とする露光方法。
【請求項７】
第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に投影する段階を含む露光方法において、露光光により該第１物体側に設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させることにより、該投影光学系のレンズの該投影光学系の光軸に関してほぼ回転対称な領域を照明し、露光により発生する該投影光学系の非回転対称収差を補正又は小さくする段階を有することを特徴とする露光方法。
【請求項８】
第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に投影する段階を含む露光方法において、露光光により該第１物体側に設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させることにより、該投影光学系のレンズの通常露光時には照明されない領域を照明し、露光により発生する該投影光学系の非回転対称収差を補正又は小さくする段階を有することを特徴とする露光方法。
【請求項９】
第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に投影する段階を含む露光方法において、該第１物体側のステージに設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させることにより、該投影光学系のレンズの該投影光学系の光軸に関してほぼ回転対称な領域を照明し、露光により発生する該投影光学系の非回転対称収差を補正又は発生量を小さくする段階を有することを特徴とする露光方法。
【請求項１０】
第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に投影する段階を含む露光方法において、該第１物体側のステージに設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させることにより、該投影光学系のレンズの通常露光時には照明されない領域を照明し、露光により発生する該投影光学系の非回転対称収差を補正又は発生量を小さくする段階を有することを特徴とする露光方法。
【請求項１１】
第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に投影する段階を含む露光方法において、露光光により該第１物体に設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させて、該投影光学系を構成する少なくとも一のレンズを熱的に実質的に飽和状態にする段階を有することを特徴とする露光方法。
【請求項１２】
第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に投影する段階を含む露光方法において、該第１物体側のステージに設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させて、該投影光学系を構成する少なくとも一のレンズを熱的に実質的に飽和状態にする段階を有することを特徴とする露光方法。
【請求項１３】
前記第１物体側に設けたマークの照明はウエハに対する正規のショット露光の前又は／及び該ウエハのショット露光とショット露光の間に行っていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項の露光方法。
【請求項１４】
前記マークは前記第１物体を載置している可動ステージに設けられていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項の露光方法。
【請求項１５】
前記マークは投影光学系の光軸に関して非回転対称な光束を発生させる光束発散素子であることを特徴とする請求項５、６、１１、１２のいずれか１項の露光方法。
【請求項１６】
前記マークは入射光束を主に走査方向に拡散させる光束発散素子であることを特徴とする請求項１５項の露光方法。
【請求項１７】
前記マークからの光束は前記投影光学系に対し、その光軸に対し回転対称な領域に入射していることを特徴とする請求項５、６、１１、１２のいずれか１項の露光方法。
【請求項１８】
前記マークからの光束は、前記投影光学系に対して、前記第２物体のショットの露光時のレンズの照射領域の補間領域に入射していることを特徴とする請求項１５の露光方法。
【請求項１９】
前記第１物体を矩形又は円弧形状の照明領域をその上に形成するスリット状光束により照明することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項の露光方法。
【請求項２０】
前記投影光学系は、複数のレンズを有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項の露光方法。
【請求項２１】
請求項１から１２のいずれか１項の露光方法を用いていることを特徴とする走査型露光装置。
【請求項２２】
請求項１から１２のいずれか１項の露光方法を用いていることを特徴とする露光装置。
【請求項２３】
請求項１から１２のいずれか１項の露光方法を用いてデバイスパターンでウエハを露光する段階と該露光したウエハを現像する段階とを含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は露光方法及びそれを用いた走査型露光装置に関し、例えばスリット状光束により照明されたフォトマスクパターン（レチクルパターン）をウエハ上にフォトマスクとウエハとをスリット状光束及び投影光学系に対して同期して走査することによってフォトマスクパターンでウエハを露光して、ＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイスやＣＣＤ等の撮像デバイスや液晶パネルなどの表示デバイスや磁気ヘッド等のデバイスを製造するときに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の半導体素子の製造技術の進展は目覚しく、又それに伴う微細加工技術の進展も著しい。特に光加工技術の中心を成すサブミクロンの解像力を有する縮小投影露光装置、（ステッパー）に対しては、更なる解像力向上にむけて光学系の開口数（ＮＡ）の拡大や、露光波長の短縮化が図られている。
【０００３】
又、従来の反射投影光学系を用いた等倍の走査露光装置を改良し、この反射投影光学系に屈折素子を組み込んで反射素子と屈折素子とを組み合わせたもの（カタディオプトリック光学系）、あるいは屈折素子のみで構成したものなどの縮小投影光学系を用いて、フォトマスクのステージ（マスクステージ）と感光基板のステージ（ウエハステージ）の両方を縮小倍率に応じた速度比で同期走査する走査露光装置も注目されている。
【０００４】
図８は従来のこのような改良されたステップアンドスキャン方式の走査型露光装置の要部概略図である。同図において、デバイスパターン２１（原画）が描かれているマスク１はマスクステージ４で支持され、感光基板であるウエハ３はウエハステージ５で支持されている。マスク１とウエハ３は投影光学系２を介して光学的に共役な位置に置かれており、不図示の照明系からの図中Ｙ方向に伸びるスリット状露光光６がマスク１を照明し、照明されたマスク１のパターンが投影露光系２の投影倍率が乗ぜられた大きさでウエハ３に結像せしめられる。
【０００５】
走査露光は、このスリット状露光光６及び投影光学系２に対してマスクステージ４とウエハステージ５の双方を駆動手段で光学倍率に応じた速度比でＸ方向に動かしてスリット状露光光と投影光学系２に対してマスク１とウエハ３を走査することによりマスク３上のデバイスパターン２１全面をウエハ３上の転写領域に転写するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
いわゆるステップアンドスキャン方式の走査型露光装置は、ウエハ３上の１つのショット３１の走査露光が終了すると、ウエハ３が載ったステージ５を所定量移動させてウエハ３上の次のショットの走査露光を行なう。これを繰り返してウエハ３全体の露光を行なっている。
【０００７】
この走査型露光装置では露光領域が矩形状（スリット状）である為に、露光によって照明される投影光学系２の各レンズ部材はそれらの配置される場所に応じて矩形状、ないしは、スリット状光束６が照明光束の広がり分だけ膨らんだ楕円状の光束で照明されることでレンズ部材のスリット状又は楕円状の領域が加熱される。
【０００８】
露光が進行するにつれてこのような加熱環境は投影レンズを回転非対称に変形させて回転非対称な収差を発生させる。例えば、ウエハー上への結像光束に非点収差が生じ、これがデバイスパターンの像を著しく劣化させてしまうという問題があった。
【０００９】
この傾向は焼付波長がｉ線（３６５ｎｍ）から遠紫外域（２４８ｎｍ，１９３ｎｍ）へと短波長化するに従って、物性的に光エネルギーが硝材に吸収されやすくなる為、ますます顕著になる。
【００１０】
特開平１０−５０５８５号公報で、この問題の解決法の一例が示されている。
【００１１】
本発明は、同公報の発明とは異なる効果的方法で上記の回転非対称な収差の問題を軽減できる露光方法及び走査型露光装置の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の露光方法は、スリット状光束で第１物体を照明し、該第１物体と該第２物体を投影光学系の投影倍率に対応させた速度比で走査することによって、第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に、投影する露光方法において、露光光により該第１物体側に設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させることにより、該投影光学系のレンズの該投影光学系の光軸に関してほぼ回転対称な領域を照明し、露光により発生する該投影光学系の非回転対称収差を補正又は小さくする段階を有することを特徴としている。請求項２の発明の露光方法は、スリット状光束で第１物体を照明し、該第１物体と該第２物体を投影光学系の投影倍率に対応させた速度比で走査することによって、第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に、投影する露光方法において、露光光により該第１物体側に設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させることにより、該投影光学系のレンズの通常露光時には照明されない領域を照明し、露光により発生する該投影光学系の非回転対称収差を補正又は小さくする段階を有することを特徴としている。
【００１３】
請求項３の発明の露光方法は、スリット状光束で第１物体を照明し、該第１物体と該第２物体を投影光学系の投影倍率に対応させた速度比で走査することによって、第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に、投影する露光方法において、該第１物体側のステージに設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させることにより、該投影光学系のレンズの該投影光学系の光軸に関してほぼ回転対称な領域を照明し、露光により発生する該投影光学系の非回転対称収差を補正又は小さくする段階を有することを特徴としている。
請求項４の発明の露光方法は、スリット状光束で第１物体を照明し、該第１物体と該第２物体を投影光学系の投影倍率に対応させた速度比で走査することによって、第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に、投影する露光方法において、該第１物体側のステージに設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させることにより、該投影光学系のレンズの通常露光時には照明されない領域を照明し、露光により発生する該投影光学系の非回転対称収差を補正又は小さくする段階を有することを特徴としている。
【００１４】
請求項５の発明の露光方法は、スリット状光束で第１物体を照明し、該第１物体と該第２物体を該投影光学系の投影倍率に対応させた速度比で走査することによって第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に投影する露光方法において、露光光により該第１物体に設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させて、該投影光学系を構成する少なくとも一のレンズを熱的に実質的に飽和状態にする段階を有することを特徴としている。
【００１５】
請求項６の発明の露光方法は、スリット状光束で第１物体を照明し、該第１物体と該第２物体を投影光学系の投影倍率に対応させた速度比で走査することによって第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に投影する露光方法において、該第１物体側のステージに設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させて、該投影光学系を構成する少なくとも一のレンズを熱的に実質的に飽和状態にする段階を有することを特徴としている。
【００１６】
請求項７の発明の露光方法は、第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に投影する段階を含む露光方法において、露光光により該第１物体側に設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させることにより、該投影光学系のレンズの該投影光学系の光軸に関してほぼ回転対称な領域を照明し、露光により発生する該投影光学系の非回転対称収差を補正又は小さくする段階を有することを特徴としている。
請求項８の発明の露光方法は、第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に投影する段階を含む露光方法において、露光光により該第１物体側に設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させることにより、該投影光学系のレンズの通常露光時には照明されない領域を照明し、露光により発生する該投影光学系の非回転対称収差を補正又は小さくする段階を有することを特徴としている。
【００１７】
請求項９の発明の露光方法は、第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に投影する段階を含む露光方法において、該第１物体側のステージに設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させることにより、該投影光学系のレンズの該投影光学系の光軸に関してほぼ回転対称な領域を照明し、露光により発生する該投影光学系の非回転対称収差を補正又は発生量を小さくする段階を有することを特徴としている。
請求項１０の発明の露光方法は、第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に投影する段階を含む露光方法において、該第１物体側のステージに設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させることにより、該投影光学系のレンズの通常露光時には照明されない領域を照明し、露光により発生する該投影光学系の非回転対称収差を補正又は発生量を小さくする段階を有することを特徴としている。
【００１８】
請求項１１の発明の露光方法は、第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に投影する段階を含む露光方法において、露光光により該第１物体に設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させて、該投影光学系を構成する少なくとも一のレンズを熱的に実質的に飽和状態にする段階を有することを特徴としている。
【００１９】
請求項１２の発明の露光方法は、第１物体のパターンを投影光学系により第２物体に投影する段階を含む露光方法において、該第１物体側のステージに設けたマークを照明し、該マークからの光束を該投影光学系に入射させて、該投影光学系を構成する少なくとも一のレンズを熱的に実質的に飽和状態にする段階を有することを特徴としている。
【００２０】
請求項１３の発明は、請求項１から１２のいずれか１項の発明において、前記第１物体側に設けたマークの照明はウエハに対する正規のショット露光の前又は／及び該ウエハのショット露光とショット露光の間に行っていることを特徴としている。
【００２１】
請求項１４の発明は、請求項１から１２のいずれか１項の発明において、前記マークは前記第１物体を載置している可動ステージに設けられていることを特徴としている。
【００２２】
請求項１５の発明は、請求項５、６、１１、１２のいずれか１項の発明において、前記マークは投影光学系の光軸に関して非回転対称な光束を発生させる光束発散素子であることを特徴としている。
【００２３】
請求項１６の発明は、請求項１５の発明において、前記マークは入射光束を主に走査方向に拡散させる光束発散素子であることを特徴としている。
【００２４】
請求項１７の発明は、請求項５、６、１１、１２のいずれか１項の発明において、前記マークからの光束は前記投影光学系に対し、その光軸に対し回転対称な領域に入射していることを特徴としている。
【００２５】
請求項１８の発明は、請求項１５の発明において、前記マークからの光束は、前記投影光学系に対して、前記第２物体のショットの露光時のレンズの照射領域の補間領域に入射していることを特徴としている。
【００２６】
請求項１９の発明は、請求項１から１２のいずれか１項の発明において、前記第１物体を矩形又は円弧形状の照明領域をその上に形成するスリット状光束により照明することを特徴としている。
【００２７】
請求項２０の発明は、請求項１から１２のいずれか１項の発明において、前記投影光学系は、複数のレンズを有することを特徴としている。
【００２８】
請求項２１の発明の走査型露光装置は、請求項１から１２のいずれか１項の露光方法を用いていることを特徴としている。
請求項２２の発明の露光装置は、請求項１から１２のいずれか１項の露光方法を用いていることを特徴としている。
請求項２３のデバイスの製造方法は、請求項１から１２のいずれか１項の露光方法を用いてデバイスパターンでウエハを露光する段階と該露光したウエハを現像する段階とを含むことを特徴としている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１，図２は本発明の露光方法を走査型露光装置に適用したときの実施形態１の構成概略図である。
【００３０】
図２は実施形態１の走査型露光装置の露光光の照射範囲を示している。図１と図２の光学系の構成は全く同じである。
【００３１】
本実施形態１は、光源１００から射出した光束を照明系（照明光学系）１０１を介してレチクル１０２（マスク）に照射することにより、レチクル１０２に形成されている回路パターンを投影レンズＰＬ（投影光学系）によって感光体を塗布したウエハ１０８上に縮小投影し且つレチクル１０２とウエハ１０８とを走査することにより回路パターンを感光体に焼き付けるステップアンドスキャン型の露光装置を示しており、液晶パネル等の表示デバイス、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体デバイス，ＣＣＤ等の撮像デバイス，磁気ヘッド等の検出デバイスを製造する際に好適なものである。
【００３２】
図１，図２において、光源１００（レーザーないしは超高圧水銀ランプ）から発した露光光束は、照明系１０１に導かれ、系１０１により、所定の開口数、照度、光強度、均一性を有し、且つ、矩形状の照射領域を形成する照明光束に変換され、レチクル１０２を照明する。
【００３３】
この場合、図の左側に示すようにレチクル１０２上の照射領域１２５は矩形状であり、実際の６インチレチクルの場合の照射領域は、１０４ｍｍ×１３２ｍｍ程度である。レチクル１０２は投影レンズＰＬに対して矢印１１３の方向に走査される。
本実施形態の走査型露光装置は、図２に示されるように、レチクル１０２の実素子パターン領域１５０を照明したときに、投影レンズＰＬ内の各レンズ１，２，３，４の照明光束（露光光）のうち主として実素子パターン領域１５０からの０次光が通過する空間１１９に存在する部分が露光によって強く加熱される。
【００３４】
図２の右側の図は、レチクル１０２の最も近くにあるので、この傾向がもっとも強く現れるレンズ１０４の光軸と直交する断面を示している。
【００３５】
レンズ１０４の斜線部で示す領域は照明領域１１６を示している。斜線部で示すレンズ１０４上の照明領域１１６は矩形状であって、このレンズ１０４のこの領域が強く加熱される状態を示している。通常の１ショットの露光中は、その他のレンズ１０５，１０６，１０７も少なからずこのような状態にある。個々のレンズ１０４〜１０７は元々メカ的に屈折面が光軸に関して回転対称に保持されているので、このような非回転対称な加熱が継続すると、各レンズ１０４〜１０７は光軸に関しては非回転対称な変形を起こす。
【００３６】
すなわち、各レンズ１０４〜１０７の屈折面が矩形状照明域の長手方向と短手方向とで曲率半径が異なる形状（トーリック面）になる。その結果、投影レンズＰＬに、前述したような非点収差が発生する。
【００３７】
本実施形態ではこれを回避するためにレチクルステージ１０２ａに設けたマーク１０３を用いて予備露光を行っている。
【００３８】
本実施形態では、図１に示すように通常の露光の前にレチクルステージ１０２ａを移動して、同レチクルステージ１０２ａ上に予め設けた予備露光用のマークとしてのレンズ照明マーク１０３をその上に照明系１０１の矩形状照明領域１２５が形成される位置の下で静止させ、投影レンズＰＬの直下にウエハ１０８のショット領域が無い状態で、該レンズ照明マーク１０３及びその付近を矩形状光束（露光光）で照明し、マーク１０３からの光で投影レンズＰＬを所定の時間露光し続ける予備露光を行っている。
【００３９】
レンズ照明マーク１０３を形成する位置は照明光が照射される位置であればどこでも良く、例えば図６に示すように、レチクル１０２上に形成してもいい。
【００４０】
なお、図６の走査型露光装置は、レチクル１０２のではなくて、レチクル１０２にレンズ照明マーク１０３を設けている点が図１の実施形態と異なっており、その他の構成は同じである。
【００４１】
図１において、左側の図は投影レンズＰＬの内部の斜線領域は、この状態でのレンズ内部の照明空間を示している。右側の図は図２の右側の図に対応していて、レンズ１０４の光軸と直交する断面における照明領域を斜線で表している。
【００４２】
本実施形態ではレンズ照明マーク１０３を光束発散素子より構成し、そこからの照明光が光軸に対して回転対称な発散光束となって、投影レンズＰＬの各レンズ１０４〜１０７に光軸に対して回転対称な照明領域が形成されるように入射させている。
【００４３】
即ち図１の右側に示すようにレンズ１０４の照明範囲１２０が、図２の右側に示す照明範囲１１６と異なり、レンズ１０４を照明範囲がほぼ回転対称となるように照明することにより投影レンズＰＬ全体が熱的な飽和状態にするようにしている。これによってその後、通常の露光（各ショットの露光）時に回転非対称な照明光をレンズが受けても非点収差のような非回転対称な収差を発生しないようにしている。
【００４４】
図３は本実施形態における、予備露光のタイミングを示すフローチャートである。
【００４５】
以上のように本実施形態では、可動レチクルステージ１０２ａ上に予備露光マーク（光束発散素子）を配置してそれを露光光で照明し、該予備露光マークによる拡散光、（回折光や散乱光も含む。）によって、投影レンズＰＬの、通常露光（正規のショット露光）動作時には照明されない硝子の領域を含む光軸に関して回転対称な円形領域を露光して加熱する。それによりレンズを熱的に対称に加熱させた状態に維持し、通常の露光動作を行っている。これによって投影光学系の非回転対称収差の発生を防止している。即ち露光により発生する投影レンズＰＬの非回転対称収差を補正又は小さくなるようにしている。
【００４６】
図４は本実施形態における予備露光用のマークとしてのレンズ照明マーク（光束発散素子）１０３に用いられるマークを複数例示す説明図である。
【００４７】
図４（Ａ）のレンズ照明マークはＣＣ’軸を回転対称軸としてもつ偏向プリズムより構成したマークの断面図である。ＣＣ’軸を含む断面内でレンズ照明マーク１０３は微小な三角プリズムの繰り返しで構成されていて、矢印のように入射光束を偏向する作用がある。レンズ照明マーク１０３の領域には図４（Ａ）のような三角プリズムが多数配置されている。
【００４８】
図４（Ｂ）のレンズ照明マーク１０３は図４（Ａ）のマークと同じ機能を有する階段状回折素子（ｂｉｎａｒｙ  ｏｐｔｉｃｓ）で構成したマークである。
【００４９】
図４（Ｃ）のレンズ照明マーク１０３は図４（Ａ）のマークと同じ機能を有するクロムのような遮光性材料で振幅形の回折格子で構成したマークである。
【００５０】
図４（Ｄ）のレンズ照明マーク１０３は拡散板より構成したマークであり、拡散面の粗さを加減して透過光の指向性を、図（Ａ）〜（Ｃ）のマークに近いものに設定してある。
【００５１】
尚、光束発散素子としては、以上説明したマーク以外に光学楔、レンチキュラー板等が適用可能である。
【００５２】
図５は本発明の露光方法を走査型露光装置に適用したときの実施形態２の要部概略図である。本実施形態２の露光装置の基本構成は図１の実施形態１と同じである。本実施形態は図１の実施形態１に比べて予備露光時の照明光束が、投影レンズＰＬ（特にレンズ１０４）を光軸に関して回転対称にではなく、レンズの通常の露光時には照明されない領域（補間領域）１２１を主に、照らしている点が異なっている。そして、図５中の投影レンズＰＬ内部の二股に分かれた斜線は、レンズ照明マークからの透過光の光路を示している。尚、レンズ上照明領域の形状は、どのようなものでも良い。
【００５３】
本実施形態では予備露光で通常露光に対する補間的な照明ないし露光を投影レンズＰＬに施す事によって結果的にレンズのほぼ全面を均一に照明し、加熱し飽和させる。通常の露光開始時には投影レンズＰＬは光軸上に関し回転非対称（矩形状）に加熱されるが、たとえば１枚目のウエハーを露光し終わってそれを搬出する際に本実施例２の予備露光を行う。そうすることで投影レンズはＰＬは回転対称に照明及び、加熱され、次のウエハーを露光する際に懸念される非回転対称収差の発生をおさえることが出来る。どのタイミングで予備露光を行なうかは投影レンズＰＬの熱に対する変化特性によって決める。
【００５４】
例えば、熱敏感度の高い投影レンズの場合、ウエハー毎に予備露光する必要があるが、熱敏感度の低いレンズならウエハー数枚とか１ロットに１回、あるいは、複数のロットを対象とするジョブの先頭のみに予備露光を行えば充分である。また、１２”ウエハーの様に１枚当たりのショット数の多いウエハーの場合には、１枚のウエハーの露光途中に通常のショット露光を中断して予備露光動作に入っても良い。
【００５５】
又、投影レンズＰＬ内のレンズ部材としてはレンズ１０４のようにレチクル１０２近傍のものに限らず、図中のレンズ１０５〜１０７のように瞳近傍のものに対しても本発明は有効である。
【００５６】
本実施形態に使用するレンズ照明マーク１０３としては、先に紹介した図４（Ａ）〜（Ｄ）の各々の光学素子において、軸ｃｃ’まわりの回転対称ではなくて、
で軸ｃｃ’を線対称軸とした一次元状の対称なパターンの光学素子のいずれかを用いれば良い。
【００５７】
又、レンズ照明マークを照明する光は、露光光とは波長を異にするウエハを感光させない光でも良い。又、本発明は走査型露光装置に限定されず、非走査型の通常のステッパー（ステップ＆リピート型投影露光装置）において、投影レンズに非回転対称な収差を発生させるようなレチクルを用いる場合にも適用される。
【００５８】
図７は本実施形態２の予備露光のタイミングを示すフローチャートである。
【００５９】
本発明のデバイスの製造方法では以上の各実施形態の露光方法を用いた走査型露光装置を用いて、レチクルとウエハとの位置合わせを行った後に、レチクル面上のデバイスパターンをウエハ面上に投影露光し、その後、該露光したウエハを現像処理する工程を介してデバイスを製造している。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、第１物体としてのレチクル面上のパターンを投影光学系で第２物体としてのウエハ面上に光軸に対して非対称な露光照明領域で走査投影する際、予め適切に設定した予備露光を行なうことにより、非対称収差の発生を防止し、高集積度の半導体デバイスを容易に製造することができる露光方法及びそれを用いた走査型露光装置を達成することができる。
【００６１】
特に本発明によれば、走査型露光装置のような非対称な露光照明領域を持つ光学システムにおいて露光によって生じる非対称収差の発生を抑えることができる。
【００６２】
それにより、露光負荷を増大しても初期の光学結像性能を劣化せずに焼き付けつづける事が可能となる。
【００６３】
しかも予備露光マークがレチクルステージ上に配置されているので、予備露光用の専用レチクルが不要であるとともに、ステージ移動だけで同マークを露光できる。したがって、レチクル交換の時間も不要となる。
【００６４】
露光装置のスループットをおとさずにデバイス生産できる。半導体デバイスのトータルスループットを格段に向上出来る、等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光方法を用いた走査型露光装置の実施形態１の要部概略図である。
【図２】本発明の露光方法を用いた走査型露光装置の実施形態１の要部概略図である。
【図３】本発明の露光方法の予備露光のタイミングを示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る予備露光マークの説明図である。
【図５】本発明の露光方法を用いた走査型露光装置の実施形態２の要部概略図である。
【図６】図１の一部分を変更したときの走査型露光装置の要部概略図である。
【図７】本発明の露光方法の予備露光のタイミングのフローチャートである。
【図８】従来の走査型露光装置の要部概略図。
【符号の説明】
１００    光源
１０１    照明系
１０２    レチクル
１０３    予備露光マーク
１０４〜１０７    レンズ
ＰＬ    投影光学系
１０８    ウエハ
【図１】
0003548464.tif 000002
【図２】
0003548464.tif 000003
【図３】
0003548464.tif 000004
【図４】
0003548464.tif 000005
【図５】
0003548464.tif 000006
【図６】
0003548464.tif 000007
【図７】
0003548464.tif 000008
【図８】
0003548464.tif 000009