(57)【要約】【課題】マスクサイズより大きな面積のパターン像を露光するつなぎ方法において、走査方向につなぎを行った場合でも、スループットを低下させることなくつなぎ露光をおこなうことを目的とする。【解決手段】照明手段からの露光光を段階的に遮光する露光光遮光機構を備え、この露光光遮光機構を用いてプレート面上に到達する露光光を調整する手段と、プレート上のショットの開始直後あるいは終了直前の領域に対して露光光を調整しながら露光をおこない、非走査方向に隣接するショットを順次露光し、露光開始ショットの対角ショットに移動後、同様に非走査方向に隣接するショットを順次露光して、つなぎ領域に対して重ね露光をおこなう手段を有する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクステージに支持したマスク面上の回路パターンを照明手段からの露光光で照明し投影光学系によりプレートステージに載置したプレート面上に投影する投影露光装置において、マスクサイズより大きな面積のパターン像を露光する場合、照明手段からの露光光を段階的に遮光する露光光遮光機構を備え、
前記露光光遮光機構を用いてプレート面上に到達する露光光を調整する手段と、
プレート上のショットの開始直後あるいは終了直前の領域に対して露光光を調整しながら露光をおこない、非走査方向に隣接するショットを順次露光し、露光開始ショットの対角ショットに移動後、同様に非走査方向に隣接するショットを順次露光しながら、つなぎ露光領域に対して重ね露光をおこなう手段とを備えることを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】
前記つなぎ露光領域は、それぞれショットの露光開始直後同士、露光終了直前同士で重ね合わせることを特徴とする請求項１に記載の投影露光装置。
【請求項３】
前記露光光調整手段は、走査方向に対してマスクステージとプレートステージに同期して動作する遮光版を駆動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の投影露光装置。
【請求項４】
前記つなぎ露光領域は、プレートステージとマスクステージ、あるいは露光光調整手段を用いて、遮光板の駆動速度を変更することによって、つなぎ領域を可変にすること可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路、液晶表示素子等をフォトリソグラフィ技術を用いて製造する際に使用される露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロデバイスの製造工程の一つであるフォトリソグラフィ工程では、露光対象としての基板にフォトマスク又はレチクルに描写されたパターンを投影露光する露光装置が使用されている。近時においては、基板の大型化等に伴う露光領域の大面積化に対応するため、基板の露光領域を複数の単位領域（以下、ショット又はショット領域という場合がある）に分割して、各ショットに対して対応するパターンの像をそれぞれ一括的に順次投影露光するようにした一括露光方式のスティチング型露光装置が開発されている。
【０００３】
このような露光装置においては、投影光学系の収差、マスクや基板の位置決め誤差等により、各ショットの継ぎ目部分に不整合が生じることがあるため、隣接するショットのパターンの像の一部を重ね合わせて露光する手法として、スリット状に整形された照明光に対して、遮光部材を駆動することによって、照明光量を変化させ、感応物体上の積算照度を変更し、重ね合わせ部分の積算照度とその他領域の積算照度を等しくする手法が提案されている(特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５３１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
つなぎ露光をおこなわない露光装置においては、マスクのパターンを各ショットに順次転写する場合、スループット向上のため、通常マスクを交互スキャン(往復スキャン)させることで、順次次のショットに対する露光を行う。しかしながら、走査方向につなぎ露光をおこなう露光装置においては、走査方向に隣接するショット間でつなぎ重ね露光をおこなう場合、マスクステージとプレートステージの駆動量が異なることや、同走査方向に対して同期しながら露光をおこなう必要があるため、ショット間でマスクステージあるいはプレートステージのどちらか一方を、走査方向に対して余分に駆動させる必要があり、スループットを低下させてしまう課題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題点に顧みてなされたものであって、その目的は、つなぎ露光によるスループットへの影響を極力抑えることができる適切な順序で、つなぎ露光をおこなうことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明に係る走査型投影露光装置は、マスクステージに支持したマスク面上の回路パターンを照明手段からの照明光で照明し、投影光学系によりプレートステージに載置したプレート面上の複数ショット領域に対して順次投影する投影露光装置において、マスクのパターン形成面とほぼ共役な位置に、光路に対して走査方向に沿って進退可能な遮光版を有するブラインド機構を備え、このブラインド機構を用いて、プレート面上に照射される照明光の光量を調整する手段を有し、つなぎ露光において最適な露光順序で順次露光することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、つなぎを行わない通常露光手段と比較し、つなぎ露光によるスループットの低下を最小限に抑えることが可能となり、かつつなぎ部の重複領域の積算照度を他領域と合わせる手法をとることで、高精度なつなぎを保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の好適な一実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施例に係るつなぎ露光方法の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施例に係るつなぎ領域の照度分布を示す図である。
【図４】従来のつなぎ露光における課題を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係る従来つなぎ露光順との差異を示した図である。
【図６】本発明の実施例に係る露光順序を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施例］
図１は本実施例の投影露光装置を簡略的に示した全体図である。
【００１１】
光源１はi 線 、g 線、h 線などの水銀ランプを使用した光である。この光源Ｉで光を発生させ、照明系Ｉｓを経由して光を照射する。照明系Ｉｓでは不図示のハエの目レンズを用いて光の照度を均一にしたり、光を集光してマスクMに光を照明する役割を持つ。マスクMは露光転写される回路パターンが描画されたガラスの原版であり、マスクステージＭｓ上に搭載され、バキュームにより吸着保持されている。マスクステージＭｓはマスクMを搭載した状態で駆動される。マスクMを透過した光はガラスなどを素材としたプレートPに照射され、表面に塗布された感光材が化学反応を起こす事で回路パターンが転写される。
【００１２】
プレートPはプレートステージＰｓに搭載され、バキュームにより吸着保持されている。本実施例の露光装置は、ステップアンドスキャン方式の投影露光装置であり、ステージ制御手段ＳｃによりマスクMを搭載したマスクステージＭｓとプレートPを搭載したプレートステージＰｓが制御され、それぞれを同期走査させてマスクMに描画されたパターンの像がプレートPに露光転写される。光源Ｉから発せられた光ＦはマスクMを透過し、マスクＭのパターンを透過した回折光は投影光学系Ｐｏを経由してプレートPに照射される。
【００１３】
これらの投影光学系は、マスクMとプレートPとを光学的に共役な関係に維持し、マスクMのパターンの像をプレートPに投影する。前記のように、マスクＭを透過した光Ｆは、プレートＰに到達し、各露光領域を順次投影露光するのだが、各露光領域以上の大面積の領域をつなぎ露光する場合、つなぎ部に対してプレートＰ上に到達する積算照度を調整する必要がある。光源Ｉから発せられる光量を調整する手段として遮光版ＳＭとブレード制御手段Ｂｃが搭載されている。
【００１４】
次に、図２（ａ）、（ｂ）を用いてつなぎ部の露光方法について説明する。
【００１５】
図２（ａ）は、側面から見た図であり、ショットの露光終了直前でつなぎ部を露光する状態を示す。
【００１６】
つなぎ露光においては、図２（ａ）に示されているように、ショットの露光終了直前に、マスクＭとプレートＰとを同期して遮光版ＳＭを＋Ｙ方向に移動する。この動作でスリット２を徐々に遮蔽することにより、スリット２を通過する照明光Ｆの光量が徐々に減少する。この光量が調整された照度光Ｆで、マスクＭに形成されたパターンの対応する部分が照明され、その部分のパターンの像を含む照明光ＦによってプレートＰが照明され、対応するパターンがプレートＰに転写される。この動作により、ショットの終了直前の部分が、その外側に行くに従って、露光量がほぼ直線的に小さくなるような露光量分布をもって露光される。
【００１７】
次に図２（ｂ）は、側面から見た図であり、ショットの露光開始直後でつなぎ部を露光する場合の、ショットの露光開始時の状態を示す。露光開始時は、遮光版ＳＭによって、照明光Ｆから発せられる光量が遮断されている。露光開始直後にマスクＭとプレートＰとを同期して遮光版ＳＭを−Ｙ方向に移動する。この動作でスリットＳを徐々に開放することにより、マスクＭに形成されたパターンの対応する部分が照明され、その部分のパターンの像を含む照明光ＦによってプレートＰが照明され、対応パターンがプレートＰに転写される。この動作により、ショットの開始直後の部分が、その内側に行くにしたがって、露光量がほぼ直線的に大きくなるような露光量分布をもって露光される。
【００１８】
次に、図３に上記方法でつなぎ領域を露光した際の積算照度について示す。
【００１９】
図２（ａ）、（ｂ）で示したようなつなぎ露光をすることによって、走査方向（Ｙ方向）に対して、つなぎ部の露光量を調整することが可能となり、重ねつなぎ露光をおこなうことにより、つなぎ部とつなぎ部以外の積算照度を等しくすることが可能となる。図３の縦軸は、プレート上のショット領域に照射される積算照度を示す。図３の横軸は、プレート上の座標を示す。第一ショットの露光時の積算照度Mi1は、つなぎ部Ｃにおいて、傾斜的な露光量分布をもって露光される。第二ショットの露光時の積算照度Mi2は、つなぎ部Ｃで同様の傾斜的な露光量分布をもって露光される。つなぎ部Ｃは上記２ショットで重ね露光されるため、つなぎ部Ｃ以外の単露光領域と積算照度が一致する。
【００２０】
しかしながら、上記のように走査方向に対して順次つなぎをおこなう場合、第一ショットと第二ショット間で、マスクＭあるいはプレートＰについて走査方向に対する余分な駆動処理が必要になり、スループットの低下に繋がる可能性がある。
【００２１】
図４（ａ）,（ｂ）に、走査方向でつなぎ露光をおこなった際に発生する、ショット間の余分な駆動の一例を示す。
【００２２】
図４（ａ）は、側面から見た図であり、第一ショットＳ１に対して、マスクＭとプレートＰを−Ｙ方向に同期駆動し露光した直後の状態を示す。
【００２３】
マスクＭとプレートＰが走査方向に同期駆動し、スリットＳを通過する照明光Ｆによって、プレートＰ上の第一ショットＳ１を露光し、露光終了直前のつなぎ部Ｔをつなぎ露光する。図４（ｂ）は第二ショットＳ２の露光開始直前の状態を示す。図４（ａ）の第一ショットＳ１露光終了位置からプレートＰを−Ｙ方向に駆動し、第二ショットＳ２を露光するための準備位置に駆動する。第二ショットＳ２を露光する際は、マスクＭとプレートＰが＋Ｙ方向に同期駆動し、スリット２を通過する照明光Ｆによって、プレートＰ上の第二ショットＳ２を露光し、露光終了直前のつなぎ部Ｔをつなぎ露光する。
【００２４】
上記のように、走査方向でつなぎ露光をおこなう場合、第一ショット露光後から第二ショット露光準備までに、スリットＳに対してプレートＰとマスクＭの位置を合わせる必要があるため、ショット間での余分な駆動が発生する。なお、図４（ａ）、図４（ｂ）の説明では、プレートＰを駆動することによって、次ショットにおけるマスクＭとプレートＰの位置あわせをおこなっているが、マスクＭを駆動して位置あわせをおこなってもよい。
【００２５】
図５を用いて、これに対して、スループットの低下を最小限に抑える、つなぎ露光におけるショット間の駆動方向について示す。
【００２６】
図５は、上方から見た図であり、ショット間での走査方向（Ｙ方向）と非走査方向（Ｘ方向）の駆動距離の関係を示し、プレートＰに配置される複数露光領域のレイアウト一例を示したものである。
【００２７】
スキャン方式（逐次露光方式）の露光装置は、スリット状に整形された照明光に対してマスクとプレートとを同時移動させることにより、各ショットに対して対応するパターンの像を、それぞれ逐次的に投影露光するようにした露光装置である。このような露光装置では、走査方向と直交する照明領域は、スリット２に制限される。近年、液晶テレビなど露光対象となる機器は、縦横の比率が異なるパネルで製造されるため、図５に示す通り、露光領域も縦横（Ｘ方向とＹ方向の露光領域）のサイズがことなる。ここで、スリット２のＸ方向のサイズをショットの長軸に合わせた場合、他ＵＮＩＴもそれに応じて大きくする必要があり、装置の大型化につながるため、通常スリット２のＸ方向のサイズはショットの短軸にあわせられる。
【００２８】
また、プレートＰ上の各ショット領域をできるだけ多く確保することで、複数枚のプレートを露光した際のスループットが向上するため、走査方向に直交する方向に隣接するショットは、出来るだけ近づけられるように配置される。以上を踏まえ、つなぎ露光におけるショット間の駆動に関して、Ｘ方向とＹ方向について示す。
【００２９】
ショット間で走査方向（Ｙ方向）に駆動する場合、第一ショットＳ１を露光し、次に第四ショットＳ４を露光する。第一ショットと第二ショットの間では、Ｙ方向の１ショットサイズＤｙ分の駆動をおこなう必要がある。次にショット間で非走査方向（Ｘ方向）に駆動する場合、第一ショットＳ１を露光し、次に第二ショットＳ２を露光する。第一ショットと第二ショットの間では、Ｘ方向のスリットサイズＤｘ分の駆動をおこなう必要がある。ここで、上記で説明したとおり、Ｘ方向のスリットサイズＤｘでは、Ｙ方向の１ショットサイズＤｙと比較して、十分に短く、駆動時間が少なくてすむため、ショット間でのスループットが向上する。
【００３０】
次に図６を用いて、スループットの低下を最小限に抑えるつなぎ露光における露光方法について説明する。図６は図１に示すプレートＰ上に配置される複数露光領域のレイアウト一例を、上方から見た図である。
【００３１】
プレートＰ上に配置される複数のショット領域１〜６に対して、１から順番に露光をおこなう。
【００３２】
この際、各ショット領域に記載の矢印７〜１２の方向にしたがって、プレートＰを支える不図示のプレートステージを、順次駆動しながら露光をおこなう。この時、像の形成は、矢印７〜１２と逆の方向で行わされるため、プレートステージの駆動方向が外側に向いているショット１、３、４、６では、露光終了直前でつなぎ領域１３、１５を露光し、プレートステージの駆動方向が内側に向いているショット２，５では、露光開始直後でつなぎ領域１４を露光する。複数のショット領域１〜６に対して１から順番に露光をおこなう場合、ショット間で、プレートステージは、走査方向に直交する非走査方向（Ｘ方向）への駆動が必要になるが、非走査方向（Ｘ方向）への駆動量は、図４（ａ）、（ｂ）で示したシ走査方向（Ｙ方向）への１ショット領域分の駆動量に対して、スリットＳの照明領域分の駆動のみとなるため、駆動量は十分に短く、短時間で次ショットの開始が可能となる。また、この時、マスクステージは交互スキャン（往復スキャン）可能となるため、マスクステージに関してはショット間の余分な駆動動作は発生しない。
【００３３】
上述した方法で露光する場合、つなぎ領域１３〜１５は、ショット領域１〜３のつなぎ露光と、ショット領域４〜６のつなぎ露光によって、重ねつなぎ露光されることになるのだが、つなぎ露光をおこなうタイミングにおいて、露光開始直後と露光終了直前では、つなぎ領域のサイズが異なる。したがって、走査方向（Ｙ方向）に隣接するショット同士でつなぎ露光をおこなうためには、それぞれ露光開始直後同士、露光終了直前同士であることに注意しなくてはならない。つまり、ショット領域１と６、３と４でつなぎ露光する際は、それぞれ露光終了直前同士でおこない、ショット領域２と５でつなぎ露光する場合は、共に露光開始直後でつなぎ領域を露光する必要がある。
【００３４】
上述した露光方法でつなぎ露光をおこなうことにより、つなぎ露光をおこなわない通常の露光に対して、つなぎによるスループットの低下を最小限におさえることが可能となる。
【符号の説明】
【００３５】
１：光源
２：照明系
３：遮光版
４：マスクステージ
５：投影光学系
６：プレートステージ
７：ステージ制御手段
８：ブレード制御手段
【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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