(57)【要約】【課題】マスクのパターンを感光基板に走査露光する際、所望の露光精度を維持したまま、スループットを向上できる露光装置を提供する。【解決手段】露光装置は、パターンが形成されたパターン形成領域ＰＡを有するマスクＭと感光基板とを同期移動しつつマスクＭを露光光で照明し、マスクＭのパターンを感光基板に転写する。この露光装置は、マスクＭに対する露光光の照明領域を、マスクＭの移動方向に等間隔で複数並べて設定するブラインドを備え、ブラインドは、照明領域の数及び照明領域どうしの間隔を、マスクＭのパターン形成領域ＰＡの移動方向の大きさに応じて設定する。【選択図】        図３
2004153096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンが形成されたパターン形成領域を有するマスクと基板とを同期移動しつつ前記マスクを露光光で照明し、前記マスクの前記パターンを前記基板に転写する露光装置において、
前記マスクに対する前記露光光の照明領域を、前記マスクの移動方向に等間隔で複数並べて設定する照明領域設定装置を備え、
前記照明領域設定装置は、前記照明領域の数及び前記照明領域どうしの間隔を、前記パターン形成領域の前記移動方向の大きさに応じて設定することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記複数の照明領域のそれぞれに対応する光路を遮蔽・開放可能なシャッタを備えることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記照明領域設定装置は、前記間隔を変更可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項４】
前記照明領域設定装置は、前記照明領域の大きさを変更可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項５】
マスクと基板とを同期移動しつつ前記マスクを露光光で照明し、前記マスクに形成されているパターンを前記基板に転写する露光装置において、
前記マスクに対する前記露光光の照明領域を設定する照明領域設定装置と、
前記照明領域設定装置で設定された前記照明領域を前記マスクの移動方向と反対方向へ移動する移動装置とを備えることを特徴とする露光装置。
【請求項６】
前記照明領域設定装置は、露光光を通過させる開口部を有するブラインドと、
前記ブラインドを移動可能に支持するブラインドステージとを有することを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項７】
前記ブラインドステージは、前記ブラインドを非接触で支持する非接触ベアリングと、
前記非接触ベアリングで支持された前記ブラインドを移動するリニアモータとを有することを特徴とする請求項６記載の露光装置。
【請求項８】
移動する前記ブラインドの位置を検出する位置検出装置を備えることを特徴とする請求項６又は７記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスクと基板とを同期移動しつつマスクのパターンを基板に転写する露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスや液晶表示デバイス等の電子デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光基板上に転写する、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、パターンを有するマスクを載置して２次元移動するマスクステージと感光基板を載置して２次元移動する基板ステージとを有し、マスク上に形成されたパターンをマスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながら投影光学系を介して感光基板に投影露光するものである。露光装置としては、感光基板上にマスクのパターン全体を同時に転写する一括型露光装置と、マスクステージと基板ステージとを同期走査しつつマスクのパターンを連続的に感光基板上に転写する走査型露光装置との２種類が主に知られている。このうち、１つのチップパターンが大型の半導体デバイスや液晶表示デバイスなどを製造する際には、露光領域の大型化の要求から走査型露光装置が主に用いられている。走査型露光装置は、走査方向と交差する方向に延びるスリット状の照明領域でマスクを照明しつつ、マスクと感光基板とを走査してマスクのパターンを感光基板に転写するものである（特許文献１、２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特公昭５２−３２５８４号公報
【特許文献２】
特開平４−２７７６１２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
走査型露光装置において、スループット向上の観点から、マスクステージ及び基板ステージの走査速度を高速化することが望ましい。しかしながら、走査速度を高速化するとこれに伴ってマスクステージ及び基板ステージの加速度も上昇させなければならない。ステージの加速度の上昇は振動発生の原因となり、発生した振動により露光精度が低下するという問題が生じる。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、マスクと感光基板とを同期移動しつつマスクのパターンを感光基板に露光する際、所望の露光精度を維持したまま、スループットを向上できる露光装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明は、実施の形態に示す図１〜図１２に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の露光装置（ＥＸ）は、パターンが形成されたパターン形成領域（ＰＡ）を有するマスク（Ｍ）と基板（Ｐ）とを同期移動しつつマスク（Ｍ）を露光光（ＥＬ）で照明し、マスク（Ｍ）のパターンを基板（Ｐ）に転写する露光装置において、マスク（Ｍ）に対する露光光（ＥＬ）の照明領域（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）を、マスク（Ｍ）の移動方向に等間隔で複数並べて設定する照明領域設定装置（４）を備え、照明領域設定装置（４）は、照明領域（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）の数及び照明領域（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）どうしの間隔を、パターン形成領域（ＰＡ）の移動方向の大きさに応じて設定することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、マスクに対する露光光の照明領域は、照明領域設定装置により走査方向に等間隔で複数並べて設定されるので、従来のように１つの照明領域でマスクのパターン形成領域の全てを走査しなくても、複数の照明領域のそれぞれでパターン形成領域を分割して照明すればよいので、短時間でパターン形成領域の全域を照明することができる。また、照明領域設定装置は、照明領域の数及び照明領域どうしの間隔を、パターン形成領域の走査方向における大きさに応じて設定するので、最適な照明領域の数及び間隔で効率良く高精度な露光処理を行うことができる。
【０００８】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、マスク（Ｍ）と基板（Ｐ）とを同期移動しつつマスク（Ｍ）を露光光（ＥＬ）で照明し、マスク（Ｍ）に形成されているパターンを基板（Ｐ）に転写する露光装置において、マスク（Ｍ）に対する露光光（ＥＬ）の照明領域を設定する照明領域設定装置（４、１０、１１）と、照明領域設定装置（４、１０、１１）で設定された照明領域をマスク（Ｍ）の移動方向と反対方向へ移動する移動装置（１２）とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、照明領域をマスクの移動方向と反対側に移動するようにしたので、マスクを支持するマスクステージの走査速度を高速にしなくても、照明領域に対するマスクの相対速度を高速化できるので、短時間のうちにマスクのパターン形成領域の全域を照明領域で照明することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の露光装置の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の露光装置の第１実施形態を示す概略構成図である。
図１において、露光装置ＥＸは、パターンが形成されたパターン形成領域を有するマスクＭを支持するマスクステージＭＳＴと、感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンを基板ステージＰＳＴに支持されている感光基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬとを備えている。本実施形態において、露光装置ＥＸは、マスクＭと感光基板Ｐとを同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明し、マスクＭに形成されているパターンを感光基板Ｐに転写する、いわゆるスリットスキャン型露光装置である。以下の説明において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向と垂直に交わる平面内において前記同期移動方向（走査方向）をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向と垂直に交わる方向（非走査方向）をＹ軸方向とする。
【００１１】
照明光学系ＩＬは、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明するものであり、光源１から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ＥＬを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、及び露光光ＥＬの光路の向きを変える偏向ミラー３ａ、３ｂ等を備えている。照明光学系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２  レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ）などが用いられる。
【００１２】
マスクステージＭＳＴは、マスクＭを支持するものであって、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動及び微小回転可能となっている。マスクステージＭＳＴはリニアモータ等のマスクステージ駆動部ＭＳＴＤにより駆動され、マスクステージ駆動部ＭＳＴＤは、露光装置全体の動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴにより制御される。制御装置ＣＯＮＴはマスクＭを支持したマスクステージＭＳＴをマスクステージ駆動部ＭＳＴＤを介して所定速度（同期移動速度、走査速度）Ｖで＋Ｘ方向に移動させる。また、マスクステージＭＳＴのＸＹ平面内における位置は不図示のレーザ干渉計により検出される。レーザ干渉計の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計の検出結果に基づいてマスクＭを支持したマスクステージＭＳＴの位置制御を行う。
【００１３】
投影光学系ＰＬは、複数の光学素子（レンズ）で構成されており、これら光学素子は鏡筒に支持されている。投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンを感光基板Ｐに投影するものであり、マスクＭから感光基板Ｐへの投影倍率を１／Ｎに設定されている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは投影倍率１／４あるいは１／５の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、光学特性の補正を行う不図示の結像特性制御装置を有している。この結像特性制御装置は、例えば投影光学系ＰＬを構成する一部のレンズ群の間隔調整や、一部のレンズ群のレンズ室内の気体圧力調整を行うことにより、投影光学系ＰＬの投影倍率、歪曲収差等の光学特性の補正を行う。結像特性制御装置は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００１４】
基板ステージＰＳＴは、感光基板Ｐを支持するものであって、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で２次元移動可能となっている。更に、基板ステージＰＳＴはＺ軸方向にも移動可能に設けられ、θＺ方向、θＸ方向、及びθＹ方向にも移動可能に設けられている。基板ステージＰＳＴはリニアモータ等の基板ステージ駆動部ＰＳＴＤにより駆動され、駆動装置ＰＳＴＤは、露光装置全体の動作を統括制御する制御装置ＣＯＮＴにより制御される。制御装置ＣＯＮＴは感光基板Ｐを支持した基板ステージＰＳＴを基板ステージ駆動部ＰＳＴＤを介して所定速度Ｖ／Ｎで−Ｘ方向に移動させる。また、基板ステージＰＳＴのＸＹ平面内における位置は不図示のレーザ干渉計により検出される。更に、基板ステージＰＳＴに支持された感光基板ＰのＺ軸方向における位置は不図示の焦点位置検出系に検出される。レーザ干渉計及び焦点位置検出系の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計及び焦点位置検出系の検出結果に基づいて感光基板Ｐを支持した基板ステージＰＳＴの位置制御を行う。
【００１５】
露光装置ＥＸは、マスクＭに対する露光光ＥＬの照明領域を設定するブラインド（照明領域設定装置）４を備えている。ブラインド４は、例えば照明光学系ＩＬのハウジング（鏡筒）等の所定の部材に固定されている。ブラインド４は、照明光学系ＩＬの光路上において、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭと共役な位置に配置されている。ブラインド４は板状に形成されており、本実施形態において、ブラインド４の板面とＸＹ平面とが一致するように、すなわち、マスクＭとブラインド４とが平行になるように配置されている。
【００１６】
図２はブラインド４を示す図である。図２に示すように、ブラインド４は露光光ＥＬを通過させる複数の開口部４Ａ、４Ｂを備えている。本実施形態において、ブラインド４には２つの開口部４Ａ、４Ｂが形成されている。開口部４Ａ、４ＢのそれぞれはＹ軸方向を長手方向とする長方形のスリット状に形成されている。ブラインド４は、開口部４Ａの大きさを調整するシャッタ５Ａ、５Ｂ、及び開口部４Ｂの大きさを調整するシャッタ５Ｃ、５Ｄを備えている。シャッタ５Ａ、５Ｂのそれぞれは開口部４Ａの長手方向に沿って配置され、図中、Ｘ軸方向に不図示のアクチュエータによりブラインド４に対してスライドするように独立して移動可能となっている。シャッタ５Ａ、５Ｂそれぞれの移動量はアクチュエータを介して制御装置ＣＯＮＴにより独立して制御されるようになっている。制御装置ＣＯＮＴは、シャッタ５Ａ、５Ｂの移動量、すなわちシャッタ５Ａ、５Ｂのブラインド４に対する位置を制御することにより、開口部４Ａの大きさ（幅、Ｘ軸方向における大きさ）を調整可能となっている。更に、制御装置ＣＯＮＴは、シャッタ５Ａ、５Ｂそれぞれの位置を制御することにより、基準位置（例えばブラインド４のエッジ部Ｅ）に対する開口部４Ａの位置を調整可能である。
ここで、シャッタ５Ａ、５Ｂのエッジ部のそれぞれは直線状に形成されている。そして、シャッタ５Ａ、５Ｂのそれぞれが開口部４Ａの中央に近づく方向に移動し互いのエッジ部を当接する（あるいは所定量重ね合わせる）ことにより、開口部４Ａが閉じられる。一方、シャッタ５Ａ、５Ｂのそれぞれが開口部４Ａの中央から離れる方向に移動することにより、開口部４Ａが開けられる。
【００１７】
同様に、シャッタ５Ｃ、５Ｄそれぞれの移動量も不図示のアクチュエータを介して制御装置ＣＯＮＴにより独立して制御されるようになっており、制御装置ＣＯＮＴは、シャッタ５Ｃ、５Ｄの位置を制御することにより、開口部４Ｂの大きさ（幅）の調整、及び基準位置に対する開口部４Ｂの位置を調整する。
【００１８】
シャッタ５Ａ〜５Ｄで調整されたブラインド４の開口部４Ａ、４Ｂを通過した露光光ＥＬは長方形のスリット状の断面を有する光束となり、マスクＭ上のパターン形成領域はブラインド４で設定された照明領域で照明される。ブラインド４は、露光光ＥＬによるマスクＭ上の照明領域を長方形のスリット状に整形し、マスクＭはスリット状の照明領域を露光光ＥＬで照明される。
【００１９】
図３は露光光ＥＬで照明されているマスクＭを示す図である。
図３に示すように、マスクＭは、このマスクＭの中央部に配置され、感光基板Ｐに転写すべきパターンを有するパターン形成領域ＰＡと、パターン形成領域ＰＡの周囲に設定されている非パターン領域ＰＣとを有している。そして、パターン形成領域ＰＡと非パターン領域ＰＣとの間には、クロム等の遮光材料からなる遮光領域ＰＢが設けられている。マスクＭの遮光領域ＰＢは、照明された露光光ＥＬを通過させない。
【００２０】
マスクＭは、ブラインド４の開口部４Ａで設定された照明領域６Ａと、ブラインド４の開口部４Ｂで設定された照明領域６Ｂとを露光光ＥＬで照明される。照明領域６Ａ、６Ｂのそれぞれは、ブラインド４の開口部４Ａ、４Ｂにより、長方形のスリット状に整形されている。ブラインド４は、照明領域６Ａ、６Ｂそれぞれの長手方向とＹ軸方向（非走査方向）とを一致させるように、且つ、照明領域６Ａ、６ＢのそれぞれをＸ軸方向（走査方向）に並べるように、これら照明領域６Ａ、６Ｂを設定する。
【００２１】
ここで、ブラインド４は、照明領域６Ａ、６ＢのＹ軸方向における端部とマスクＭの遮光領域ＰＢとを所定量重ね合わせるように、これら照明領域６Ａ、６Ｂを設定する。照明領域６Ａ、６ＢのＹ軸方向における端部とマスクＭの遮光領域ＰＢとを所定量重ね合わせるように設定することにより、ブラインド４に、開口部４Ａ、４Ｂそれぞれの長手方向の大きさ（Ｙ軸方向における大きさ）を調整するためのシャッタを設けなくても、非パターン領域ＰＣを照明せずにパターン形成領域ＰＡのみを照明することができる。
【００２２】
制御装置ＣＯＮＴは、ブラインド４のシャッタ５Ａ〜５Ｄのそれぞれを駆動することにより、照明領域６Ａ及び６ＢのＸ軸方向における大きさ（幅）Ｌ１及びＬ２を調整可能であるとともに、これら照明領域６Ａ及び６Ｂどうしの間隔Ｌ３を調整可能である。例えば、照明領域６Ａの幅Ｌ１を調整する場合、制御装置ＣＯＮＴはシャッタ５Ａ（５Ｂ）に対するシャッタ５Ｂ（５Ａ）の位置を調整する。同様に、照明領域６Ｂの幅Ｌ２を調整する場合、制御装置ＣＯＮＴはシャッタ５Ｃ（５Ｄ）に対するシャッタ５Ｄ（５Ｃ）の位置を調整する。照明領域６Ａ及び６Ｂどうしの間隔Ｌ３を調整する場合、制御装置ＣＯＮＴは、例えば、シャッタ５Ａ、５Ｂの相対位置（開口部４Ａの大きさ）を維持した状態で、シャッタ５Ａ、５Ｂを同じ方向に移動する。このように、ブラインド４により照明領域６Ａ、６Ｂそれぞれの大きさ（幅）、及び照明領域６Ａ、６Ｂどうしの間隔が調整可能である。更に、シャッタ５Ａ〜５Ｄを駆動することにより、照明領域６Ａ、６Ｂに対応する露光光ＥＬの光路が遮蔽・開放され、これにより照明領域の数が調整可能である。
【００２３】
ここで、ブラインド４には、シャッタ５Ａ〜５Ｄそれぞれの基準位置（例えばブラインド４のエッジ部Ｅ）に対する位置を検出可能な、例えばエンコーダからなる検出装置が設けられている。制御装置ＣＯＮＴは検出装置の検出結果に基づいて、開口部４Ａ、４Ｂの大きさ及び位置をシャッタ５Ａ〜５Ｄを用いて調整することにより、マスクＭ上の照明領域６Ａ、６Ｂの大きさ及び位置（間隔）を調整可能である。
【００２４】
本実施形態において、幅Ｌ１と幅Ｌ２とは同じ値に設定されている。また、Ｘ軸方向に並んでいる２つの照明領域６Ａ、６Ｂは互いに平行であり、マスクＭのパターン形成領域ＰＡのＸ軸方向における中央部ｘ０と＋Ｘ側端部（＋Ｘ側遮光領域ＰＢの−Ｘ側縁部）ｘ１との距離Ｌ４と、−Ｘ側に設定されている照明領域６ＡのＸ軸方向における中央部と照明領域６Ａに対して＋Ｘ側に設定されている照明領域６Ｂの−Ｘ側縁部との距離Ｌ５とは同じ値に設定されている。すなわち、パターン形成領域ＰＡのＸ軸方向における大きさＬ０＝２×Ｌ４であり、距離Ｌ４＝Ｌ５＝Ｌ３−１／２×Ｌ１  である。したがって、幅Ｌ１（Ｌ２）が十分に小さい場合、照明領域６Ａ、６Ｂどうしの間隔Ｌ３は、パターン形成領域ＰＡの大きさＬ０のほぼ１／２に設定されている。
【００２５】
以上説明した構成を有する露光装置ＥＸを用いてマスクＭのパターンを感光基板Ｐに露光する方法について図４を参照しながら説明する。
図４（ａ）に示すように、＋Ｘ方向に速度Ｖで等速移動するマスクＭに対して、制御装置ＣＯＮＴは、照明領域６Ｂの−Ｘ側縁部とマスクＭのパターン形成領域ＰＡの＋Ｘ側縁部（＋Ｘ側遮光領域ＰＢの−Ｘ側縁部）ｘ１とが一致した時点で、換言すれば、照明領域６Ｂがパターン形成領域ＰＡに配される直前の時点で、光源１からの光束の射出を開始し、マスクＭに対する露光光ＥＬの照明を開始する。このとき、照明領域６ＡのＸ軸方向における中央部とパターン形成領域ＰＡのＸ軸方向における中央部ｘ０とが一致している。ここで、マスクＭの位置はレーザ干渉計により検出されているため、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計の検出結果に基づいてマスクＭの位置を求めることができる。また、照明領域６Ａ、６ＢのマスクＭ上における位置はブラインド４により予め一義的に設定されているので、制御装置ＣＯＮＴは、レーザー干渉計の検出結果と、予め求められている照明領域６Ａ、６Ｂの位置情報とに基づいて、照明領域６Ｂの−Ｘ側縁部が、等速移動するマスクＭの遮光領域ＰＢの縁部ｘ１と一致するときのマスクＭの位置を求めることができる。
【００２６】
そして、図４（ｂ）に示すように、＋Ｘ方向に等速移動している間、マスクＭは照明領域６Ａ、６Ｂに基づく露光光ＥＬで照明される。露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンは、投影光学系ＰＬを介して、−Ｘ方向に等速移動している感光基板Ｐに転写される。
【００２７】
図４（ｃ）に示すように、照明領域６Ａの＋Ｘ側縁部とパターン形成領域ＰＡの−Ｘ側縁部（−Ｘ側遮光領域ＰＢの＋Ｘ側縁部）ｘ２とが一致した時点で、換言すれば、照明領域６Ａがパターン形成領域ＰＡから退避した時点で、制御装置ＣＯＮＴは、光源１からの光束の射出を停止し、マスクＭに対する露光光ＥＬの照明を終了する。このとき、照明領域６ＢのＸ軸方向における中央部とマスクＭのＸ軸方向における中央部とが一致する。露光装置ＥＸは、１つの照明領域での露光処理に比べて短い走査距離で１回の走査露光を終了することができる。本実施形態では、照明領域６Ａ、６Ｂどうしの間隔Ｌ３はパターン形成領域ＰＡの走査方向における大きさＬ０のほぼ１／２に設定されているため、１つの照明領域での走査露光処理に比べてほぼ１／２の走査距離で１回の走査露光を終了することができる。
【００２８】
図５は、マスクＭのパターン形成領域ＰＡのＸ軸方向における位置と、照明領域６Ａ及び６Ｂで照明された露光光ＥＬの光量（ドーズ量）との関係を示す図であり、横軸はパターン形成領域ＰＡのＸ軸方向における位置、上側のグラフの縦軸は照明領域６Ａに基づく光量、下側のグラフの縦軸は照明領域６Ｂに基づく光量である。この図に示すように、Ｘ軸方向に速度Ｖで等速移動するマスクＭのパターン形成領域ＰＡに対して、照明領域６Ａの露光光ＥＬは位置ｘ０〜ｘ２の領域を照明し、露光開始点である位置ｘ０付近において−Ｘ側に向かって光量を０から漸次増加させる。この増加領域は照明領域６Ａの幅Ｌ１に一致する。そして、この増加領域より−Ｘ側のパターン形成領域ＰＡにおける光量は均一となる。一方、照明領域６Ｂの露光光ＥＬは位置ｘ１〜ｘ０の領域を照明し、露光終了点である位置ｘ０付近において−Ｘ側に向かって光量を０から漸次減少させる。この減少領域は照明領域６Ｂの幅Ｌ２に一致する。この減少領域より＋Ｘ側のパターン形成領域ＰＡにおける光量は均一である。そして、照明領域６Ｂの減少領域の幅Ｌ２は照明領域６Ａの増加領域Ｌ１に一致するため、これらそれぞれの光量を重ね合わせることによりパターン形成領域ＰＡ全域において均一な光量を得ることができる。
【００２９】
そして、照明領域６Ａ、６Ｂの幅Ｌ１、Ｌ２を同じ値に設定するとともに、パターン形成領域ＰＡの中央部ｘ０と＋Ｘ側縁部ｘ１との距離Ｌ４と、照明領域６ＡのＸ軸方向における中央部と照明領域６Ｂの−Ｘ側縁部との距離Ｌ５とを同じ値に設定したことにより、一回の走査で、且つ、走査中にシャッタ５Ａ〜５Ｄを駆動することなく、パターン形成領域ＰＡの全域を均一な光量で照明できる。
【００３０】
以上説明したように、マスクＭに対する露光光ＥＬの照明領域を、ブラインド４及びシャッタ５Ａ〜５Ｄにより走査方向に複数並べて設定したので、従来のように１つの照明領域でマスクＭのパターン形成領域ＰＡの全てを走査しなくても、複数の照明領域６Ａ、６Ｂのそれぞれで、パターン形成領域ＰＡを、位置ｘ１〜ｘ０と、ｘ０〜ｘ２とに分割して照明すればよいので、短時間でパターン形成領域ＰＡの全域を照明することができる。
【００３１】
そして、パターン形成領域ＰＡの中央部ｘ０と＋Ｘ側縁部ｘ１との距離Ｌ４と、照明領域６ＡのＸ軸方向における中央部と照明領域６Ｂの−Ｘ側縁部との距離Ｌ５とを同じ値に設定するなど、照明領域の数、及び照明領域どうしの間隔を、パターン形成領域ＰＡの走査方向における大きさに応じて設定したので、走査中にシャッタ５Ａ〜５Ｄを駆動することなく、１回の走査でパターン形成領域ＰＡの全域を均一な光量で照明できる。このように、パターン形成領域ＰＡの大きさに応じて最適な照明領域の数及び間隔を設定することで、効率良く高精度な露光処理を行うことができる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、パターン形成領域ＰＡの中央部ｘ０と＋Ｘ側縁部ｘ１との距離Ｌ４と、照明領域６ＡのＸ軸方向における中央部と照明領域６Ｂの−Ｘ側縁部との距離Ｌ５とを同じ値に設定したが、異なっていてもよい。距離Ｌ５が距離Ｌ４より短い場合、照明領域６ＢがマスクＭのＸ軸方向中央部ｘ０近傍を照明する前に照明領域６Ａで既に照明されたパターン形成領域ＰＡを照明することになるが、このとき、例えば、照明領域６Ｂでの照明を行わないように、シャッタ５Ｃ、５Ｄで照明領域６Ｂに対応する光路を遮蔽すればパターン形成領域ＰＡの全域を均一な光量で照明できる。一方、距離Ｌ５が距離Ｌ４より長い場合、照明領域６ＢがマスクＭのＸ軸方向中央部ｘ０近傍を照明する前に、照明領域６Ａがパターン形成領域ＰＡから出てしまうが、照明領域６Ａがパターン形成領域ＰＡから出たら、照明領域６Ｂでの照明の最中に照明領域６Ａに対応する光路をシャッタ５Ａ、５Ｂで遮蔽するとともに、照明領域６Ｂで中央部ｘ０より更に−Ｘ側まで照明することにより、パターン形成領域ＰＡの全域を均一な光量で照明できる。
このように、異なる照明領域どうしのパターン形成領域における重ね合わせ部の光量と重ね合わせ部以外の光量とが略一致するように、マスクＭに対する露光光ＥＬの照明動作が制御される。
【００３３】
また、上記実施形態では、照明領域６Ａ、６Ｂの幅Ｌ１、Ｌ２は同じ値に設定されているとともに、走査中においてその値は固定されているように説明したが、走査中において、シャッタ５Ａ〜５Ｄのそれぞれを駆動して幅Ｌ１、Ｌ２の値を変更しつつ走査露光を行うようにしてもよい。こうすることにより、マスクＭ（あるいは感光基板Ｐ）の走査方向におけるドーズ量を調整できる。
【００３４】
上記実施形態では、ブラインド４は２つの開口部４Ａ、４Ｂを有するように説明したが、図６に示すように、ブラインド４は３つの開口部４Ａ、４Ｂ、４Ｃを有していてもよい。ここで、開口部４Ａにはシャッタ５Ａ、５Ｂが設けられ、開口部４Ｂにはシャッタ５Ｃ、５Ｄが設けられ、開口部４Ｃにはシャッタ５Ｅ、５Ｆが設けられている。そして、これらシャッタ５Ａ〜５Ｆのそれぞれの位置を調整することにより、図７に示すように、これら開口部４Ａ〜４Ｃのそれぞれに対応するマスクＭ上の照明領域６Ａ〜６Ｃのそれぞれが走査方向に等間隔で複数並べて設定される。そして、複数の照明領域６Ａ〜６Ｃの幅のそれぞれを同じ値に設定するとともに、照明領域６Ａ〜６Ｃどうしを等間隔で並べることにより、１回の走査でパターン形成領域ＰＡの全域を効率良く照明できる。なお、図７において、（ａ）にはマスクＭのパターン形成領域ＰＡに対する露光光ＥＬの照明開始時点における各照明領域６Ａ〜６Ｃの位置が模式的に示されており、（ｂ）には露光光ＥＬの照明終了時点における各照明領域６Ａ〜６Ｃの位置が模式的に示されている。
【００３５】
ここで、複数の照明領域を用いて１回の走査でパターン形成領域ＰＡの全域を均一な光量で照明するために、パターン形成領域ＰＡの走査方向における大きさをＬ０、照明領域の数をＮｓ、１つの照明領域の幅をＬ１とした場合、照明領域どうしの間隔Ｌ３は、
Ｌ３  ＝  （Ｌ０＋Ｌ１）／Ｎｓ
の条件を満足するように設定するとよい。そして、幅Ｌ１が十分に小さい場合は、Ｌ３＝Ｌ０／Ｎｓとなる。したがって、図７に示す例では、Ｎｓ＝３なので、照明領域６Ａ〜６Ｃどうしの間隔Ｌ３＝（Ｌ０＋Ｌ１）／３（幅Ｌ１が十分に小さい場合にはＬ３＝Ｌ０／３）であることが望ましい。
このように、幅Ｌ１を有する照明領域の数Ｎｓ、及び照明領域どうしの間隔Ｌ３を、パターン形成領域ＰＡの走査方向における大きさＬ０に応じて設定することにより、効率良く走査露光を行うことができる。
なお、照明領域の数は、３以上の任意の複数でよいことはもちろんである。
【００３６】
上記実施形態では、シャッタを用いて照明領域どうしの間隔を調整するように説明したが、ブラインドに、幅の小さい開口部を多数並べて形成するとともにこれら開口部のそれぞれにこの開口部を開閉可能なシャッタをそれぞれ設け、複数の開口部のうち任意の開口部をシャッタで閉じることによっても、開いている開口部どうしの間隔、すなわち照明領域どうしの間隔を調整することができる。
【００３７】
上記各実施形態では、照明領域の数や幅、あるいは間隔の調整はシャッタを用いて行うように説明したが、開口部の数、幅、あるいは間隔がそれぞれ異なる複数のブラインドを、照明光学系ＩＬの光路に対して進退自在にそれぞれ設け、マスクステージＭＳＴに支持されたマスクＭのパターン形成領域ＰＡの大きさに応じて、これら複数のブラインドを交換するようにしてもよい。
【００３８】
次に、本発明の露光装置の第２実施形態について図８〜図１１を参照しながら説明する。ここで、以下の説明において、上述した第１実施形態と同一又は同等の構成部分についてはその説明を簡略もしくは省略する。
図８に示す露光装置ＥＸは、マスクステージＭＳＴに支持されたマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンを基板ステージＰＳＴに支持されている感光基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬとを備えている。そして、照明光学系ＩＬには、マスクＭに対する露光光ＥＬの照明領域を設定する照明領域設定装置１０が設けられている。照明領域設定装置１０は、露光光ＥＬを通過させる開口部４Ａを有するブラインド４と、ブラインド４を移動可能に支持するブラインドステージ１１とを備えている。ブラインド４は、ブラインドステージ１１に支持されつつＸ軸方向に移動可能となっている。本実施形態において、第１実施形態同様、ブラインド４の板面とＸＹ平面とが一致するように、照明領域設定装置１０が照明光学系ＩＬの光路上に配置されている。
【００３９】
図９及び図１０は照明領域設定装置１０を示す図であって、図９は−Ｚ側から見た図、図１０は−Ｘ側から見た図である。
この図に示すように、照明領域設定装置１０は、ブラインドステージ１１と、ブラインドステージ１１にＸ軸方向に移動可能に支持されているブラインド４とを備えている。ブラインドステージ１１は、例えば照明光学系ＩＬのハウジングなど所定の部材に固定されている。
図９に示すように、ブラインド４は、露光光ＥＬを通過させる開口部４Ａを備えている。開口部４ＡはＹ軸方向を長手方向とする長方形のスリット状に形成されている。また、ブラインドステージ１１の中央部にも露光光ＥＬを通過させる開口部１１Ａが形成されている。ブラインド４の開口部４Ａを通過した露光光ＥＬはブラインドステージ１１の開口部１１Ａを通過した後、マスクＭを照明する。ここで、ブラインドステージ１１の開口部１１ＡのＸ軸方向（走査方向）における大きさ（幅）は、ブラインド４の開口部４ＡのＸ軸方向における幅より十分に大きく、開口部１１ＡのＹ軸方向（非走査方向）における幅は、開口部４ＡのＹ軸方向における幅より小さい。したがって、マスクＭ上における照明領域のＸ軸方向（走査方向）における幅は、開口部４Ａの大きさによって規定され、照明領域のＹ軸方向（非走査方向）における幅は、開口部１１Ａの大きさによって規定される。
【００４０】
図１０に示すように、ブラインドステージ１１は、一対のリニアモータ（移動装置）１２、１２を備えている。リニアモータ１２は、ブラインドステージ１１上に支持されＸ軸方向に延びる固定子１２Ａと、この固定子１２Ａに対応して設けられ、ブラインド４に固定された可動子１２Ｂとを備えている。ブラインド４は、ブラインドステージ１１上をリニアモータ１２の駆動によりＸ軸方向（走査方向）に移動可能となっている。リニアモータ１２の駆動は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００４１】
また、ブラインド４の下面には一対の凹部１３Ｂ、１３Ｂが設けられ、ブラインドステージ１１上には、凹部１３Ｂに対応するようにＸ軸方向に延びるガイド部１３Ａ、１３Ａが設けられている。そして、ガイド部１３Ａと凹部１３Ｂとの間には、非接触ベアリングであるエアベアリング１４が設けられている。ブラインドステージ１１はエアベアリング１４によりブラインド４を所定のクリアランスで非接触に支持する。ブラインド４は、ブラインドステージ１１に非接触で支持されつつ、リニアモータ１２によりガイド部１３Ａに案内されながらＸ軸方向に移動する。
【００４２】
ブラインドステージ１１は、ブラインド４の位置を検出する例えばエンコーダからなる位置検出装置１５を備えている。位置検出装置１５は、ブラインドステージ１１に対するブラインド４の位置を検出し、制御装置ＣＯＮＴに位置検出結果を出力する。制御装置ＣＯＮＴは、位置検出装置１５によるブラインド４の位置検出結果に基づいてリニアモータ１２を駆動し、ブラインド４を所定の位置に移動する。
【００４３】
次に、上述した露光装置ＥＸを用いてマスクＭのパターンを感光基板Ｐに走査露光する方法について図１１を参照しながら説明する。図１１は、＋Ｘ方向に走査するマスクＭと、走査するマスクＭに対して−Ｘ方向に移動するブラインド４とを模式的に示した図である。
図１１（ａ）に示すように、走査露光を行うに際し、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭ（パターン形成領域ＰＡ）の＋Ｘ側縁部を露光光ＥＬで照明可能なように、ブラインドステージ１１に支持されているブラインド４の位置が設定される。
そして、図１１（ｂ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭを＋Ｘ方向に一定速度Ｖで移動するとともに、ブラインドステージ１１に支持されているブラインド４を−Ｘ方向に一定速度Ｖｂで移動する。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、リニアモータ（移動装置）１２を駆動することにより、照明領域設定装置１０で設定された照明領域をマスクＭの移動方向と反対方向へ移動する。制御装置ＣＯＮＴは、位置検出装置１５によるブラインド４の位置情報に基づいてブラインド４の速度を求めつつリニアモータ１２を駆動することにより、所望の速度でブラインド４を移動させる。
そして、図１１（ｃ）に示すように、移動するブラインド４により設定された照明領域がマスクＭ（パターン形成領域ＰＡ）の−Ｘ側縁部に達した段階で、１回の走査露光が終了する。
【００４４】
以上説明したように、ブラインド４を移動することで、照明領域をマスクＭの移動方向と反対側に移動するようにしたので、マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴの走査速度Ｖを上げなくても、照明領域に対するマスクＭの相対速度を（Ｖ＋Ｖｂ）と速くできるので、短時間のうちにマスクＭのパターン形成領域ＰＡの全域を照明領域で照明することができる。そして、マスクステージＭＳＴの速度（及び加速度）を上げなくてよいので、マスクステージＭＳＴの速度上昇（加速度上昇）に起因する振動や熱の発生を抑えることでき、精度良い露光処理を効率良く行うことができる。この場合、ブラインド４はマスクステージＭＳＴに比べて十分に軽いので、ブラインド４を移動することにより発生する振動レベルは、マスクステージＭＳＴの速度を上昇させたことにより発生する振動レベルより十分小さい。
【００４５】
上記実施形態では、ブラインド４を移動するとともにマスクステージＭＳＴも移動する構成であるが、マスクステージＭＳＴを移動せずにブラインド４だけを移動するようにしてもよい。このような構成はパターン形成領域の小さいマスクに対する露光光の照明に有効であるとともに、マスクステージ駆動部が不要となるので、装置構成の簡略化、及び振動発生源の削減が実現される。
【００４６】
上記実施形態では、ブラインド４を移動することによりマスクＭに対する照明領域を移動する構成であるが、例えば、図８において破線で示すように、偏向ミラー３ａ（あるいは３ｂ）の位置を移動して露光光ＥＬの光路を移動するようにしてもよい。あるいは、偏向ミラー３ａ（３ｂ）を傾斜させて露光光ＥＬの光路を移動するようにしてもよい。
【００４７】
なお、第２実施形態におけるブラインド４の開口部４Ａに、第１実施形態で説明したシャッタ５Ａ、５Ｂを設け、開口部４Ａの大きさを可変としてもよい。
【００４８】
なお、上記各実施形態の露光装置ＥＸの用途としては半導体製造用の露光装置や、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置に限定されることなく、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。
【００４９】
投影光学系ＰＬとしては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ２レーザやＸ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にし（マスクも反射型タイプのものを用いる）、また、電子線を用いる場合には光学系として電子レンズおよび偏向器からなる電子光学系を用いればいい。なお、電子線が通過する光路は真空状態にすることはいうまでもない。
【００５０】
基板ステージＰＳＴやマスクステージＰＳＭＳＴにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。
【００５１】
ステージの駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニット（永久磁石）と電機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に設ければよい。
【００５２】
基板ステージＰＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【００５３】
マスクステージＭＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【００５４】
以上のように、本実施形態の露光装置ＥＸは、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およ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。
【００５５】
半導体デバイスは、図１２に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板（ウエハ、ガラスプレート）を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりマスクＭのパターンを感光基板Ｐに露光する基板処理ステップ２０４、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）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マスクステージの走査速度を高速化しなくても、マスクのパターン形成領域の全域を短時間で照明できるので、振動や熱等の不具合の発生を抑えつつ精度良い露光処理を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光装置の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】照明領域設定装置の第１実施形態を示す概略斜視図である。
【図３】照明領域で照明されたマスクを示す平面図である。
【図４】露光処理の手順を説明するための図である。
【図５】複数の照明領域の光量とマスク上の位置との関係を示す図である。
【図６】照明領域設定装置の他の実施形態を示す概略斜視図である。
【図７】照明領域で照明されたマスクを示す平面図である。
【図８】本発明の露光装置の第２実施形態を示す概略構成図である。
【図９】照明領域設定装置の第２実施形態を示す概略斜視図である。
【図１０】図９の側面図である。
【図１１】露光処理の手順を説明するための図である。
【図１２】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
４    ブラインド（照明領域設定装置）
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ    開口部
５Ａ〜５Ｆ    シャッタ
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ    照明領域
１０    照明領域設定装置
１１    ブラインドステージ
１２    リニアモータ（移動装置）
１４    エアベアリング（非接触ベアリング）
１５    位置検出装置
ＥＬ    露光光
ＥＸ    露光装置
Ｍ    マスク
Ｐ    感光基板（基板）
ＰＡ    パターン形成領域
【図１】
2004153096.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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