(57)【要約】【課題】  スループットを殆ど低下させることなく、また種々のパターンが形成された特殊レチクルを用いることなく、ウエハの周辺の不要なパターンを消すため、又はウエハの周辺部に所定の段差等を形成するための露光を行う。【解決手段】  走査型露光装置のレチクルステージ３１のレチクルＲの保持面に対して走査方向に隣接する位置に、スリットパターン３６及び段差用パターン３７が形成された補助パターン板３３を設置する。ウエハＷの周辺部に露光を行う際に、スリットパターン３６又は段差用パターン３７を露光光の照明領域３５に移動して、ウエハＷを移動しながら露光を行う。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光ビームで第１物体及び投影光学系を介して第２物体を露光する露光方法において、
前記第２物体の複数のショット領域のそれぞれを前記第１物体及び前記投影光学系を介して露光する第１工程と、
前記第１物体の配置面上で前記第１物体に隣接する領域又は前記第２物体の露光面に対する共役面に配置された所定のパターンを前記露光ビームの照明領域に移動する第２工程と、
前記所定のパターンの少なくとも一部を、前記第２物体の周辺部のショット領域の少なくとも一部に転写する第３工程とを有することを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記所定のパターンが転写される前記第２物体の周辺部のショット領域は、前記第２物体の有効露光領域から少なくとも一部がはみ出るショット領域であることを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】
前記所定のパターンは、スリット状のパターン又はダミーパターンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光方法。
【請求項４】
前記露光方法は、前記露光ビームのスリット状の照明領域に対して前記第１物体を走査方向に移動して露光を行う走査露光方法であり、
前記所定のパターンは、前記スリット状の照明領域よりも前記走査方向の幅が狭いことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の露光方法。
【請求項５】
前記第３工程において、
前記所定のパターンを静止した状態で、前記第２物体を所定方向に移動することによって、前記所定のパターンとは異なる形状のパターンを前記第２物体上に転写することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の露光方法。
【請求項６】
前記第３工程において、
前記所定のパターンと前記第２物体のショット領域とを前記所定方向に交差する方向にずらした状態で、前記第２物体を前記所定方向に移動して、前記所定のパターンのエッジ部を含むパターンを前記第２物体上に転写することを特徴とする請求項５に記載の露光方法。
【請求項７】
前記所定のパターンと前記第２物体のショット領域のずれ量は、前記ショット領域の幅の非整数倍であることを特徴とする請求項６に記載の露光方法。
【請求項８】
露光ビームで第１物体を照明する照明光学系と、前記第１物体を経た前記露光ビームで第２物体を露光する投影光学系とを有する露光装置において、
前記第１物体の配置面上で前記第１物体に隣接する領域又は前記第２物体の露光面に対する共役面に配置されて、前記第２物体の周辺部のショット領域の少なくとも一部に転写される周辺露光用のパターンを備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項９】
前記周辺露光用のパターンは、前記第１物体を移動する第１ステージの前記第１物体を保持する保持面に隣接する領域に配置されるとともに、
前記周辺露光用のパターンは、スリット状のパターン又はダミーパターンであることを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記第２物体を保持する第２ステージと、
前記周辺露光用のパターンの露光時に、前記第２ステージを所定方向に連続移動するステージ制御系とを備えたことを特徴とする請求項８又は９に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記周辺露光用のパターンの露光の前に、前記ステージ制御系は、前記第２ステージを駆動して前記所定方向に交差する方向に前記第２物体のショット領域をずらし、
前記周辺露光用のパターンの露光時に、前記周辺露光用のパターンのエッジ部を前記第２物体上に転写することを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記第２物体のショット領域のずれ量は、前記ショット領域の幅の非整数倍であることを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体デバイス、撮像素子（ＣＣＤ等）、及び液晶ディスプレイ等の各種デバイスを製造するためのリソグラフィ工程で、マスクに形成されたパターンを基板上に転写するために使用される露光技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイスの製造工程の一つであるリソグラフィ工程においては、レチクル（又はフォトマスク等）に形成されているパターンをレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上に転写露光するために、露光装置が使用されている。露光装置としては、ステッパー等の一括露光型（静止露光型）の投影露光装置やスキャニングステッパー等の走査露光型の投影露光装置（走査型露光装置）などが使用されている。
【０００３】
これらの露光装置で露光されたウエハは、現像装置に送られて、レジストの現像が行われる。この際に、ウエハの周辺部で有効露光領域から一部がはみ出てしまうショット領域（以下、「周辺ショット」と言う。）においては、デバイスとして使用できない部分にもレジストの凹凸パターンが形成される。この凹凸パターンがいわゆるレジスト残滓等の異物となって、最終的に製造されるデバイスの歩留り低下の一つの要因となる。
【０００４】
この対策として、露光装置においてウエハの周辺ショットには、レチクルのパターン（デバイスパターン）を露光しない方法も考えられる。ところが、最近は１つのショット領域内に複数個の同一のデバイス（チップ）が形成されることがあり、この場合の周辺ショットの中には一部のデバイスが有効に使用できるものもある。そこで、１枚のウエハからできるだけ多くのデバイスを切り出してスループットを高めるためには、周辺ショットも含めてウエハのほぼ全面にレチクルのパターンを露光することが好ましい。
【０００５】
このようにウエハのほぼ全面に露光を行う場合、周辺ショット中で有効なデバイスパターン以外の部分で現像後にレジスト残滓が生ずるのを防止するために、現像装置側で周辺ショット中の不要なパターンを消すために、ウエハの周辺部のみを露光する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このような周辺露光用の装置では、周辺ショット中の不要なパターンのみを正確に露光することは困難である。そこで、露光装置側において、周辺ショット中で不要なパターンを重ね露光によって消すために、デバイスパターンが形成された実露光用のレチクルを、図６に示すような様々な形状のパターンＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３が形成された特殊レチクルＲ１に交換して、周辺ショットの一部にそのパターンＰＡ１〜ＰＡ３から選択されたパターンを露光することが行われていた。
【特許文献１】特開平５−２５９０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の如く、周辺ショット中の不要なパターンを消すために、実露光用のレチクルを特殊レチクルに交換して露光を行う方法では、レチクルの交換時間を要するために露光工程のスループットが低下するとともに、様々な特殊レチクルを製造する必要があるために、デバイスの製造コストが増大するという不都合があった。
また、最近のデバイス製造工程中では、パターンが形成された基板の表面を平坦化するために、化学機械的研磨（ＣＭＰ）工程が適用されることがある。このＣＭＰ工程を適用する際には、ウエハの周辺部にも中心部と同様の段差（又はパターン密集率）を持つパターンを形成する必要がある。しかしながら、例えばそれまでの製造工程において、ウエハ周辺の不要なパターンを消す処理が施されているような場合には、単に当該工程で用いるレチクルのパターンを露光するのみでは、ウエハの周辺部に中心部と同様のパターンを形成することが困難となることもある。
【０００７】
本発明は斯かる点に鑑み、スループットを殆ど低下させることなく、また種々の形状のパターンが形成された特殊レチクルを用いることなく、ウエハの周辺ショット中の不要なパターンを消すための露光を行うことができる露光技術を提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、スループットを殆ど低下させることなく、また種々の形状のパターンが形成された特殊レチクルを用いることなく、ウエハの周辺部に所定の段差等を形成するためのパターンを露光できる露光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】
【０００８】
本発明による露光装置は、露光ビームで第１物体（Ｒ）及び投影光学系（ＰＬ）を介して第２物体（Ｗ）を露光する露光方法において、その第２物体の複数のショット領域（Ｓｊ）のそれぞれを第１物体及び投影光学系を介して露光する第１工程と、その第１物体の配置面上でその第１物体に隣接する領域又はその第２物体の露光面に対する共役面に配置された所定のパターン（３６，３７）をその露光ビームの照明領域（３５）に移動する第２工程と、その所定のパターンの少なくとも一部を、その第２物体の周辺部のショット領域（Ｓ５，Ｓ６）の少なくとも一部に転写する第３工程とを有するものである。
【０００９】
斯かる本発明によれば、その第２物体の周辺部で不要なパターンを消すためか、又は所定の段差等を形成するためのパターンを露光するためには、その所定のパターンをその露光ビームの照明領域に移動して露光を行えばよい。この際に、スループットは殆ど低下することがなく、また種々の形状のパターンが形成された特殊レチクルを用いる必要もない。
【００１０】
本発明において、ショット領域とは、それぞれその第１物体及び投影光学系を介して露光されるようにその第２物体上に区画された領域（区画領域）である。また、その所定のパターンが転写されるその第２物体の周辺部のショット領域は、一例としてその第２物体の有効露光領域から少なくとも一部がはみ出るショット領域である。このようなショット領域では、一部が欠けたデバイスパターンが露光されるため、このパターンを消すために本発明が使用できる。
【００１１】
また、一例として、その所定のパターンは、スリット状のパターン（３６）又はダミーパターン（３７）である。そのスリット状のパターンを用いることで、不要なパターンを消すための露光を行うことができ、そのダミーパターン（例えば所定のライン・アンド・スペースパターン等）を用いることで、所定の段差等を形成するためのパターンを露光できる。
【００１２】
また、一例として、その露光方法は、その露光ビームのスリット状の照明領域（３５）に対してその第１物体を走査方向に移動して露光を行う走査露光方法であり、その所定のパターン（３６）は、そのスリット状の照明領域よりもその走査方向の幅が狭いものである。これによって、その所定のパターンを小さくできる。
また、その第３工程において、その所定のパターンを静止した状態で、その第２物体を所定方向（Ｙ方向）に移動することによって、その所定のパターンとは異なる形状のパターンをその第２物体上に転写してもよい。その第２物体を移動して露光を行うことで、その所定のパターンよりも広い面積のパターンをその第２物体上に露光できる。
【００１３】
また、その第３工程において、その所定のパターンとその第２物体のショット領域（Ｓ６）とをその所定方向に交差する方向（Ｘ方向）にずらした状態で、その第２物体をその所定方向に移動して、その所定のパターンのエッジ部（３６ａ）を含むパターンをその第２物体上に転写してもよい。これによって、その所定のパターンと形状が大きく異なるパターンを露光できるとともに、その所定のパターンの像の境界部を鮮明にできるため、例えば不要なパターンを最大限に消すことができる。
【００１４】
この場合、その所定のパターンとその第２物体のショット領域とのずれ量は、そのショット領域の幅の非整数倍であってもよい。これによって、例えばそのショット領域の１／２等の幅の領域にもその所定のパターンを露光できる。
次に、本発明による露光装置は、露光ビームで第１物体（Ｒ）を照明する照明光学系（１８）と、その第１物体を経たその露光ビームで第２物体（Ｗ）を露光する投影光学系（ＰＬ）とを有する露光装置において、その第１物体の配置面上でその第１物体に隣接する領域又はその第２物体の露光面に対する共役面に配置されて、その第２物体の周辺部のショット領域の少なくとも一部に転写される周辺露光用のパターン（３６，３７）を備えたものである。
【００１５】
本発明によれば、その第２物体の周辺部で不要なパターンを消すためか、又は所定の段差等を形成するためのパターンを露光するためには、その周辺露光用のパターンをその露光ビームの照明領域に移動して露光を行えばよい。
本発明において、一例として、その周辺露光用のパターンは、その第１物体を移動する第１ステージ（３１）のその第１物体を保持する保持面に隣接する領域に配置されるとともに、その周辺露光用のパターンは、スリット状のパターン（３６）又はダミーパターン（３７）である。これによって、その第１ステージを移動するだけで、迅速にその周辺露光用のパターンを露光できる。
【００１６】
また、その第２物体を保持する第２ステージ（３９）と、その周辺露光用のパターンの露光時に、その第２ステージを所定方向（Ｙ方向）に連続移動するステージ制御系（４１）とを備えてもよい。
また、その周辺露光用のパターンの露光の前に、そのステージ制御系は、その第２ステージを駆動してその所定方向に交差する方向（Ｘ方向）にその第２物体のショット領域をずらし、その周辺露光用のパターンの露光時に、その周辺露光用のパターンのエッジ部（３６ａ）をその第２物体上に転写してもよい。この場合、その第２物体のショット領域のずれ量は、そのショット領域の幅の非整数倍であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、所定のパターン又は周辺露光用のパターンを露光ビームの照明領域に移動するだけで、スループットを殆ど低下させることなく、また種々の形状のパターンが形成された特殊レチクルを用いることなく、ウエハの周辺ショット中の不要なパターンを消すための露光、又はウエハの周辺部に所定の段差等を形成するためのパターンの露光を行うことができる。
また、その所定のパターン又は周辺露光用のパターンを静止した状態で、第２物体を所定方向に移動して露光を行うことによって、その所定のパターン等よりも広い面積のパターンをその第２物体上に露光できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態の一例につき図１〜図５を参照して説明する。本例は、スキャニングステッパーよりなる走査露光型の投影露光装置（走査型露光装置）で露光を行う場合に本発明を適用したものである。
図１は、本例のステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置の概略構成を示し、この図１において、露光光源１としてはＡｒＦエキシマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）が使用されている。但し、露光光源１としては、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、Ｆ2 レーザ（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ2 レーザ（波長１４６ｎｍ）、ＹＡＧレーザの高調波発生装置、半導体レーザの高調波発生装置、又は水銀ランプ等を使用することができる。露光光源１からの紫外パルス光よりなる露光光ＩＬ（露光ビーム）は、ビームマッチングユニット（ＢＭＵ）２を通り、光アッテネータとしての可変減光器３に入射する。ウエハ上の感光材料としてのレジストに対する露光量を制御するための露光制御ユニット２１が、露光光源１の発光の開始及び停止、並びに出力（発振周波数、パルスエネルギー）を制御すると共に、可変減光器３における減光率を段階的、又は連続的に調整する。
【００１９】
可変減光器３を通った露光光ＩＬは、レンズ系４Ａ，４Ｂよりなるビーム成形系５を経て第１段のオプティカル・インテグレータ（ユニフォマイザ、又はホモジナイザ）としての第１フライアイレンズ６に入射する。この第１フライアイレンズ６から射出された露光光ＩＬは、第１レンズ系７Ａ、光路折り曲げ用のミラー８、及び第２レンズ系７Ｂを介して第２段のオプティカル・インテグレータとしての第２フライアイレンズ９に入射する。
【００２０】
第２フライアイレンズ９の射出面、即ち照明光学系の瞳面（レチクルＲのパターン面（レチクル面）に対するフーリエ変換面）には開口絞り板１０が、駆動モータ１０ｅによって回転自在に配置されている。開口絞り板１０には、通常照明用の円形の開口絞り１０ａ、輪帯照明用の開口絞り１０ｂ、及び複数（例えば４個）の偏心した小開口よりなる変形照明用の開口絞り（不図示）や小さいコヒーレンスファクタ（σ値）用の小円形の開口絞り（不図示）等が切り換え自在に配置されている。装置全体の動作を統轄制御する主制御系２２が駆動モータ１０ｅを介して開口絞り板１０を回転して、照明条件を設定する。
【００２１】
図１において、第２フライアイレンズ９から射出されて所定の開口絞り（図１では通常照明用の開口絞り１０ａ）を通過した露光光ＩＬは、透過率が高く反射率が低いビームスプリッタ１１に入射する。ビームスプリッタ１１で反射された露光光は、集光用のレンズ１９を介して光電検出器よりなるインテグレータセンサ２０に入射し、インテグレータセンサ２０の検出信号は露光制御ユニット２１に供給されている。インテグレータセンサ２０の検出信号と被露光基板としてのウエハＷ上での露光光ＩＬの照度との関係は予め高精度に計測されて、露光制御ユニット２１内のメモリに記憶されている。露光制御ユニット２１は、インテグレータセンサ２０の検出信号より間接的にウエハＷに対する露光光ＩＬの照度（平均値）及びその積分値をモニタし、このモニタ結果に基づいて露光光ＩＬの照度（パルスエネルギー）を制御する。
【００２２】
ビームスプリッタ１１を透過した露光光ＩＬは、光軸ＩＡＸに沿ってレンズ系１２，１３を経て順次、固定ブラインド（固定照明視野絞り）１４Ａ及び可動ブラインド（可動照明視野絞り）１４Ｂに入射する。後者の可動ブラインド１４Ｂはレチクル面に対する共役面に設置され、前者の固定ブラインド１４Ａはその共役面から所定量だけデフォーカスした面に配置されている。固定ブラインド１４Ａは、例えば特開平４−１９６５１３号公報に開示されているように、投影光学系ＰＬの円形視野内の中央で走査露光方向と直交した方向に直線スリット状、又は矩形状（以下、単に「スリット状」とも言う。）に伸びるように配置された開口部を有する。更に、可動ブラインド１４Ｂは、ウエハＷ上の各ショット領域への走査露光の開始時及び終了時に不要な露光を防止するために、照明領域の走査方向の幅を可変とするために使用される。更に可動ブラインド１４Ｂは、走査方向と直交した方向（非走査方向）に関してレチクルＲのパターン領域の位置及び幅を可変とするためにも使用される。可動ブラインド１４Ｂの開口率の情報は露光制御ユニット２１にも供給され、インテグレータセンサ２０の検出信号から求められる照度にその開口率を乗じた値が、ウエハＷ上の実際の照度となる。
【００２３】
通常の露光時に固定ブラインド１４Ａを通過した露光光ＩＬは、光路折り曲げ用のミラー１５、第１コンデンサレンズレンズ系１６、及び第２コンデンサレンズ系１７を介して、レチクルＲのパターン面（下面）の照明領域（照明視野領域）３５を照明する。可変減光器３から第２コンデンサレンズ系１７までの部材を含んで照明光学系１８が構成されている。
【００２４】
露光光ＩＬのもとで、レチクルＲの照明領域内の回路パターンの像が両側（又は片側）テレセントリックな投影光学系ＰＬを介して所定の投影倍率β（βは例えば１／４，１／５等）で、投影光学系ＰＬの結像面に配置された基板（被露光基板）、例えば本実施形態におけるウエハＷ上のレジスト層のスリット状の露光領域３５Ｐに転写される。レチクルＲ及びウエハＷはそれぞれ第１物体及び第２物体（感光体）と見なすことができ、ウエハＷは例えば半導体（シリコン等）又はＳＯＩ(silicon on insulator)等の直径が２００〜３００ｍｍ程度の円板状の基板である。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方向（ここでは図１の紙面に平行な方向）にＹ軸を取り、走査方向に直交する非走査方向（ここでは図１の紙面に垂直な方向）にＸ軸を取って説明する。
【００２５】
図１において、レチクルＲは、レチクルステージ３１（第１ステージ）上の保持面に吸着保持され、レチクルステージ３１は、レチクルベース３２上にＹ方向に等速移動できると共に、Ｘ方向、Ｙ方向、回転方向に微動できるように載置されている。レチクルステージ３１（レチクルＲ）の２次元的な位置、及び回転角は駆動制御ユニット３４内のレーザ干渉計によってリアルタイムに計測されている。この計測結果及び主制御系２２からの制御情報に基づいて、駆動制御ユニット３４内の駆動モータ（リニアモータやボイスコイルモータ等）は、レチクルステージ３１の走査速度及び位置の制御を行う。駆動制御ユニット３４は、更に主制御系２２からの制御情報に基づいて、可動ブラインド１４Ｂの開口の大きさの設定又は走査方向への開閉を行う。
【００２６】
また、レチクルステージ３１のレチクルＲの保持面のＹ方向（走査方向）に隣接する領域に、露光光ＩＬを透過するガラス基板よりなる補助パターン板３３が固定され、補助パターン板３３のパターン面（下面）に所定パターン又は周辺露光用のパターンとしてのスリットパターン３６及び段差用パターン３７（ダミーパターン）が形成されている（詳細後述）。レチクルＲのパターン面と補助パターン板３３のパターン面とはＺ方向の高さが同一に設定されている。レチクルステージ３１のレチクルＲ及び補助パターン板３３のパターン面に対向する部分には、露光光ＩＬを通過させるための開口が形成され、レチクルベース３２には照明領域３５からの露光光ＩＬを通過させるための開口が形成されている。
【００２７】
図２は、図１のレチクルステージ３１の平面図であり、この図２において、レチクルＲのパターン面の矩形のパターン領域ＰＡ内にデバイスパターン（転写用のパターン）及びアライメントマークとしてのレチクルマーク（不図示）が形成されている。また、パターン領域ＰＡ上の露光光ＩＬの照明領域３５は、本例では投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを中心として、Ｙ方向（走査方向）の幅（スリット幅）がＤでＸ方向（非走査方向）に細長い長方形の領域である。照明領域３５は、図１の照明光学系１８内の固定ブラインド１４Ａの開口部の像でもあり、そのスリット幅Ｄは図１の可動ブラインド１４Ｂを全開しているときの幅であり、照明領域３５のＸ方向の最大幅はパターン領域ＰＡの幅よりも広く設定されている。また、固定ブラインド１４Ａはレチクル面から所定量だけデフォーカスした面に配置されているため、照明領域３５の輪郭部は或る程度ぼけており、その輪郭部では露光光ＩＬの照度はほぼ所定の傾斜で変化する。これによって、露光光ＩＬが本例のようにパルス光である場合にも、ウエハＷの全面で実質的に露光量分布が均一化される。
【００２８】
また、補助パターン板３３のパターン面に形成されたスリットパターン３６は、遮光膜を背景としてＹ方向の幅ｄがそのスリット幅Ｄよりも狭く、かつＸ方向の幅がレチクルＲのパターン領域ＰＡの幅とほぼ等しいＸ方向に細長い長方形の開口パターンである。スリットパターン３６の幅ｄは照明領域３５のスリット幅Ｄに対して数分の１程度である。一例として、ウエハＷ上への投影像に換算した長さで、スリット幅Ｄは５〜１０ｍｍ程度、スリットパターン３６の幅ｄは１〜２ｍｍ程度である。また、補助パターン板３３のパターン面において、スリットパターン３６に対して−Ｙ方向に形成された段差用パターン３７は、外形がスリットパターン３６とほぼ等しく、内部にＸ方向に所定ピッチで透過部と遮光部とを形成したライン・アンド・スペースパターン、即ち縦線のみのパターンである。なお、段差用パターン３７（ダミーパターン）としては、その他の任意のパターンを使用できる。
【００２９】
後述のウエハＷの周辺で所定の露光パターンを消すための露光を行う際には、レチクルステージ３１をＹ方向に駆動することによって、照明領域３５内にスリットパターン３６が移動し、ウエハＷの周辺にＣＭＰ工程用の所定の段差を形成するためのパターンを露光する際には、照明領域３５内に段差用パターン３７が移動する。このために、レチクルＲのパターン領域ＰＡ内のレチクルマーク（不図示）と、スリットパターン３６及び段差用パターン３７との位置関係は予め高精度に計測されており、その位置関係の情報は、主制御系２２に接続された磁気ディスク装置等の記憶装置２７に露光データとして記憶されている。なお、補助パターン板３３には、スリットパターン３６及び段差用パターン３７の両方を形成しておく必要は必ずしもなく、例えばスリットパターン３６又は段差用パターン３７のいずれか一方を形成しておいてもよい。
【００３０】
図１に戻り、ウエハＷは、ウエハホルダ３８を介してウエハステージ３９（第２ステージ）上に吸着保持され、ウエハステージ３９は、ウエハベース４０上で投影光学系ＰＬの像面と平行なＸＹ平面に沿って２次元移動する。即ち、ウエハステージ３９は、ウエハベース４０上でＹ方向に一定速度で移動すると共に、Ｘ方向、Ｙ方向にステップ移動する。更に、ウエハステージ３９には、ウエハＷのＺ方向の位置（フォーカス位置）、並びにＸ軸及びＹ軸の回りの傾斜角を制御するＺレベリング機構も組み込まれている。また、投影光学系ＰＬの側面に、ウエハＷの表面（被検面）の複数の計測点に斜めにスリット像を投影する投射光学系２５Ａと、その被検面からの反射光を受光してそれらの複数の計測点のフォーカス位置に対応するフォーカス信号を生成する受光光学系２５Ｂとからなる多点のオートフォーカスセンサ２５Ａ，２５Ｂも設けられており、それらのフォーカス信号が主制御系２２中の合焦制御部に供給されている。走査露光時には、その主制御系２２中の合焦制御部は、それらのフォーカス信号（フォーカス位置）の情報に基づいてオートフォーカス方式でウエハステージ３９中のＺレベリング機構を連続的に駆動する。これによって、ウエハＷの表面が投影光学系ＰＬの像面に合焦される。
【００３１】
ウエハステージ３９のＸ方向、Ｙ方向の位置、及びＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りの回転角は駆動制御ユニット４１（ステージ制御系）内のレーザ干渉計によってリアルタイムに計測されている。この計測結果及び主制御系２２からの制御情報に基づいて、駆動制御ユニット４１内の駆動モータ（リニアモータ等）は、ウエハステージ３９の走査速度及び位置の制御を行う。
【００３２】
また、走査露光を行う際には、予めレチクルＲとウエハＷとのアライメントを行っておく必要がある。そのため、レチクルステージ３１上にはレチクルＲのレチクルマークの位置を計測するレチクルアライメント顕微鏡（不図示）が設置されている。本例では、上記のようにそのレチクルアライメント顕微鏡の観察中心位置と補助パターン板３３のスリットパターン３６及び段差用パターン３７との位置関係が予め記憶されているため、レチクルＲのアライメントが行われると、補助パターン板３３のアライメントも行われたことになる。更に、ウエハＷ上のアライメントマーク（ウエハマーク）の位置を計測するために、投影光学系ＰＬの側面にオフ・アクシス方式で画像処理方式（ＦＩＡ方式：Field Image Alignment 方式）のアライメントセンサ２３が設置されている。アライメントセンサ２３の検出信号はアライメント処理系２６に供給され、アライメント処理系２６で求められるウエハマークの座標位置の情報が主制御系２２に供給される。主制御系２２は、その座標位置の情報に基づいてウエハＷ上の全部のショット領域の配列座標を求める。
【００３３】
このようにウエハＷのアライメントが行われた後に走査露光が行われる。即ち、主制御系２２は、レチクルステージ３１及びウエハステージ３９のそれぞれの移動位置、移動速度、移動加速度、位置オフセット等の各種情報を駆動制御ユニット３４及び４１に送る。これに応じて、レチクルステージ３１を介して露光光ＩＬの照明領域３５に対してレチクルＲが＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に速度Ｖｒで走査されるのに同期して、ウエハステージ３９を介してレチクルＲのパターン像の露光領域３５Ｐに対してウエハＷが−Ｙ方向（又は＋Ｙ方向）に速度β・Ｖｒ（βはレチクルＲからウエハＷへの投影倍率）で走査される。この際の走査露光の開始時及び終了時に不要な部分への露光を防止するために、駆動制御ユニット３４によって可動ブラインド１４Ｂの開閉動作が制御される。レチクルＲとウエハＷとの移動方向が逆であるのは、本例の投影光学系ＰＬが反転投影を行うためである。
【００３４】
更に主制御系２２は、ウエハＷ上の各ショット領域のレジストを適正露光量で走査露光するための各種露光条件を記憶装置２７内の露光データファイルより読み出して、露光制御ユニット２１とも連携して各ショット領域に適正露光量で露光が行われるように露光光源１の出力及び可変減光器３の減光率を制御する。そして、一つのショット領域への走査露光が終了すると、ウエハステージ３９のステップ移動によって、ウエハＷ上の次のショット領域が露光領域３５Ｐの手前に移動し、以下ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の全部のショット領域にレチクルＲのパターンの像が露光される（第１工程）。
【００３５】
この露光工程に続いて、本例では以下のようにウエハＷの周辺部のショット領域としての周辺ショット（ウエハの周辺部で有効露光領域から一部がはみ出でしまうショット領域）内の一部の露光されたパターン（露光パターン）を消すための露光（周辺露光）を行う。
図３は、図１のウエハＷのショットマップの一例を示し、この図３において、ウエハＷのレジストが塗布された有効露光領域（図３では円形の外形の内部の領域に対応している）は、Ｘ方向の幅ＰＸでＹ方向の幅ＰＹの多数のショット領域Ｓｊ（図３では、ｊ＝１〜３１）に区画されており、全部のショット領域Ｓｊにそれぞれ図１のレチクルＲのパターン像が露光されている。一例として、本例のショット領域Ｓｊは、それぞれ同一のデバイス（チップ）が４個（２行×２列）形成される４個取りのショット領域であるとする。この場合、ウエハＷの８個の周辺ショットＳ１，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ１２，Ｓ２０，Ｓ２６，Ｓ２７，Ｓ３１内のＹ方向の端部の４個のショット領域Ｓ１，Ｓ５，Ｓ２７，Ｓ３１では、ウエハＷのエッジ側の半分の欠けた領域Ｓ１ａ，Ｓ５ａ，Ｓ２７ａ，Ｓ３１ａ（２個のデバイス分の領域）がそれぞれ露光パターンを消すべき領域（周辺露光の対象となる領域）となる。また、それらの周辺ショットの内のＸ方向の端部の４個のショット領域Ｓ６，Ｓ１２，Ｓ２０，Ｓ２６では、ウエハＷのエッジ側の１／４の欠けた領域Ｓ６ａ，Ｓ１２ａ，Ｓ２０ａ，Ｓ２６ａ（１個のデバイス分の領域）がそれぞれ露光パターンを消すべき領域（周辺露光の対象となる領域）となる。
【００３６】
以下では、代表的に周辺ショットＳ５及びＳ６の領域Ｓ５ａ及びＳ６ａに周辺露光を行う場合につき説明する。先ず、周辺ショットＳ５の領域Ｓ５ａに露光を行う場合には、図２において、レチクルステージ３１をＹ方向に駆動して、補助パターン板３３のスリットパターン３６を照明領域３５内に移動する（第２工程）。この結果、照明領域３５はスリットパターン３６を囲む位置Ｐ１に設定される。これと並行して、図１のウエハステージ３９を駆動して、図３のウエハＷの周辺ショットＳ５の−Ｙ方向の端部を露光領域３５Ｐ内のスリットパターン３６の像３６Ｐの位置に移動する。この段階では、露光光ＩＬは照射されていない。次に、レチクルステージ３１は固定した状態で、露光光ＩＬの照射を開始して、図１のウエハステージ３９を駆動して、図３においてウエハＷを矢印Ａ１の方向（−Ｙ方向で、所定方向に対応する）に移動しながら、周辺ショットＳ５の領域Ｓ５ａにスリットパターン３６の像３６Ｐを露光する（第３工程）。この際の露光量は、領域Ｓ５ａ内のレジストが全部完全に露光されるように設定される。
【００３７】
このようにウエハＷ側を移動（走査）して露光を行うことによって、Ｙ方向の幅の狭いスリットパターン３６を用いた場合であっても、周辺ショットＳ５上のＹ方向の幅の広い領域Ｓ５（スリットパターン３６の像と形状の異なる領域）に露光を行うことができる。この際に、図３の周辺ショットＳ５の領域Ｓ５ａの上半分の領域との境界部５１Ａには、図２のスリットパターン３６のエッジの像が転写されるため、境界部５１Ａが鮮明になり、周辺ショットＳ５内のＹ方向の不要な露光パターンのみを高精度に消すことができる。
【００３８】
次に、周辺ショットＳ６の領域Ｓ６ａに露光を行う場合には、図２において、補助パターン板３３のスリットパターン３６の＋Ｘ方向の半分を覆うように照明領域３５の形状を設定する（第２工程）。このためには、照明領域３５のＸ方向の幅を図１の可動ブラインド１４Ｂによって制限すればよい。
図５は、そのようにスリットパターン３６の＋Ｘ方向の半分を照明領域３５で照明する状態を示している。これと並行して、ウエハステージ３９を駆動して、図５に示すように、露光領域３５Ｐ内のスリットパターン３６の像３６Ｐの中心（光軸ＡＸ）をウエハＷの周辺ショットＳ６の＋Ｘ方向の端部の中央（正確には、その中央から像３６Ｐの幅の１／２だけ−Ｙ方向に移動した位置）に移動する。これは、スリットパターン３６の像３６Ｐと、その周辺ショットＳ６とを、Ｘ方向（所定方向に直交する方向）に周辺ショットＳ６のＸ方向の幅ＰＸの１／２（非整数倍）だけずらしたことを意味する。この段階では、露光光ＩＬは照射されていない。次に、レチクルステージ３１は固定した状態で、露光光ＩＬの照射を開始して、ウエハステージ３９を駆動して、ウエハＷを矢印Ａ２の方向（＋Ｙ方向で所定方向に対応する）に移動しながら、周辺ショットＳ６の領域Ｓ６ａ（図３参照）にスリットパターン３６の像３６Ｐを露光する（第３工程）。この際の露光量も、領域Ｓ６ａ内のレジストが全部完全に露光されるように設定される。
【００３９】
このようにウエハＷの周辺ショットＳ６とスリットパターン３６の像とをＸ方向に周辺ショットのＸ方向の幅ＰＸの非整数倍だけずらして露光を行うことによって、図３の周辺ショットＳ６の領域Ｓ６ａの他の領域との境界部５１Ｂ及び５１Ｃには、図５のスリットパターン３６のエッジ３６ａ及び３６ｂの像が転写される。従って、境界部５１Ｂ及び５１Ｃが鮮明になり、周辺ショットＳ６内の局所的な不要な露光パターンのみを高精度に消すことができる。
【００４０】
同様にして、図３の他の周辺ショットＳ１，Ｓ１２，Ｓ２０，Ｓ２６，Ｓ２７，Ｓ３１の領域Ｓ１ａ〜Ｓ３１ａにもそれぞれ図２のスリットパターン３６の像が露光される。従って、それに続く現像工程でウエハＷのレジストを現像すると、レジストがポジタイプの場合には、図３の周辺ショットＳ１〜Ｓ３１の領域Ｓ１ａ〜Ｓ３１ａではレジストがほぼ完全に除去される。一方、レジストがネガタイプの場合には、現像後に図３の周辺ショットＳ１〜Ｓ３１の領域Ｓ１ａ〜Ｓ３１ａではレジストがほぼ完全に硬化されるため、いずれの場合でも凹凸パターンよりなるレジスト残滓等の異物が発生することがなく、最終的に製造されるデバイスの歩留りが高く維持される。
【００４１】
なお、図３の周辺ショットＳ１〜Ｓ３１の一部が欠ける領域Ｓ１ａ〜Ｓ３１ａには、図２のスリットパターン３６の代わりに段差用パターン３７の像を露光することも可能である。この場合には、図４にウエハＷの一部を示すように、周辺ショットＳ５及びＳ６の領域Ｓ５ａ及びＳ６ａにはそれぞれ段差用パターン３７の像３７Ｐが露光される。この場合、段差用パターン３７は、Ｙ方向に沿った複数の縦線パターンから構成されているため、ウエハＷをＹ方向に移動して露光を行うことによって、領域Ｓ５ａ及びＳ６ａにはそれぞれＸ方向に所定ピッチで明暗のパターンを配置したライン・アンド・スペースパターンの像が露光される。このウエハＷが現像等の露光工程を経ることによって、領域Ｓ５ａ及びＳ６ａにはＸ方向に所定の段差（凹凸）を持つパターンが形成される。従って、例えば中央部に段差が形成されているウエハＷに化学機械的研磨（ＣＭＰ）工程を適用するような場合には、周辺部にも段差が形成されているため、平坦化を高精度に行うことができる。
【００４２】
なお、上記の実施形態では、スリットパターン３６（又は段差用パターン３７、以下同様）（所定のパターン又は周辺露光用のパターン）を小型化するために、周辺露光時にウエハＷ側を移動している。しかしながら、例えばレチクルステージ３１のスペースに余裕があるような場合には、スリットパターン３６の幅を広くして、周辺露光時にウエハＷを静止させておいてもよい。さらに、スリットパターン３６の幅を広くして、周辺露光時に照明領域３５に対してスリットパターン３６及びウエハＷを同期して移動させてもよい。
【００４３】
また、上記の実施形態では、スリットパターン３６及び段差用パターン３７はレチクルステージ３１上の補助パターン板３３（第１物体の配置面）に形成されている。その他の構成として、例えば図１の投影光学系ＰＬが内部で一度結像を行うタイプであるような場合には、その結像面（第２物体の露光面の共役面）にスリットパターン３６及び段差用パターン３７を配置して、周辺露光時にスリットパターン３６又は段差用パターン３７を露光光ＩＬの照明領域に移動してもよい。また、さらに別の構成として、スリットパターン３６及び段差用パターン３７を図１の可動ブラインド１４Ｂの配置面（第２物体の露光面の共役面）に配置してもよい。
【００４４】
なお、上述の実施形態の投影露光装置は、不図示のコラム機構を設置した後、複数のレンズから構成される照明光学系、反射屈折系からなる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エ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。
【００４５】
また、上記の実施形態の投影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、シリコン材料からウエ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アライメントを行ってレチクルのパターンをウエ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）、及び検査ステップ等を経て製造される。
【００４６】
なお、本発明は、走査型露光装置のみならず、ステッパー等の一括露光型（静止露光型）の投影露光装置で露光を行う場合にも適用できることは明きらかである。また、本発明は、例えば国際公開（ＷＯ）第９９／４９５０４号で開示されている液浸型の露光装置で露光を行う場合にも適用できる。また、本発明は、波長数ｎｍ〜１００ｎｍ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。
【００４７】
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ィ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）をフォトリソグフィ工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。
【００４８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、スループットを殆ど低下させることなく、また種々の形状のパターンが形成された特殊レチクルを用いることなく、ウエハの周辺の不要なパターンを消すための露光、又はウエハの周辺部に所定の段差等を形成するためのパターンの露光を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態の一例の投影露光装置の概略構成を示す一部を切り欠いた図である。
【図２】図１のレチクルステージ３１を示す平面図である。
【図３】図１のウエハＷのショットマップの一例を示す平面図である。
【図４】図３のウエハＷの周辺ショットに別のパターンを露光する場合を示す要部の平面図である。
【図５】補助パターン板３３のスリットパターン３６の像とウエハＷの周辺ショットＳ６とをＸ方向にずらして露光を行う場合を示す要部の斜視図である。
【図６】従来の特殊レチクルの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１８…照明光学系、Ｒ…レチクル、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、３１…レチクルステージ、１４Ａ…固定ブラインド、１４Ｂ…可動ブラインド、３３…補助パターン板、３５…照明領域、３５Ｐ…露光領域、３６…スリットパターン、３７…段差用パターン、３９…ウエハステージ、４１…駆動制御ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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