(57)【要約】【課題】マスクと基板とを走査しつつ露光する際、所望の露光精度を維持したまま露光処理に寄与しない加速・減速を短くできる露光装置を提供する。【解決手段】露光装置ＥＸは、複数のパターン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、複数のパターンそれぞれのの形状計測結果と目標形状との誤差情報を予め記憶した記憶装置ＭＲＹと、マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴを制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。制御装置ＣＯＮＴは、記憶装置ＭＲＹの誤差情報に基づいて、マスクＭの姿勢をマスクステージＭＳＴを介して制御しつつ複数のパターンそれぞれを感光基板Ｐに露光する。【選択図】        図１
2004153095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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方法において、
前記マスクには、前記パターンを有するパターン領域が前記同期移動方向に複数設けられており、
前記複数のパターンそれぞれの形状を計測するとともに、該計測結果と前記複数のパターンそれぞれの目標形状との誤差を予め求め、
前記求めた結果に基づいて、前記マスク及び前記基板の少なくともいずれか一方の姿勢を制御しつつ前記複数のパターンそれぞれを前記基板に転写することを特徴とする露光方法。
【請求項２】
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方法において、
前記マスクには、前記パターンを有するパターン領域が前記同期移動方向に複数設けられており、
前記複数のパターンの前記同期移動方向の複数の所定位置における形状をそれぞれ計測するとともに、該計測結果と前記複数の所定位置における目標形状との誤差を予め求め、
前記求めた結果に基づいて、前記マスク及び前記基板の少なくともいずれか一方の姿勢を制御しつつ前記複数のパターンそれぞれを前記基板に転写することを特徴とする露光方法。
【請求項３】
前記誤差は、座標系に関する誤差を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の露光方法。
【請求項４】
前記パターン領域どうしは間隔をあけて設けられ、前記マスクのうち前記パターン領域以外の非パターン領域は遮光部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方法。
【請求項５】
前記マスクに対する前記露光光の照明領域をスリット状に設定し、
前記スリット状の照明領域の前記同期移動方向における幅を、前記パターン領域の前記同期移動方向前方側及び後方側の前記遮光部の前記同期移動方向における幅より小さく設定することを特徴とする請求項４記載の露光方法。
【請求項６】
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方法において、
前記マスクは、前記パターンを有するパターン領域と、前記パターン領域以外の非パターン領域に設けられた遮光部とを有しており、
前記マスクに対する前記露光光の照明領域をスリット状に設定し、
前記スリット状の照明領域の前記同期移動方向における幅を、前記パターン領域の前記同期移動方向前方側及び後方側の前記遮光部の前記同期移動方向における幅より小さく設定し、前記転写することを特徴とする露光方法。
【請求項７】
前記スリット状の照明領域の前記同期移動方向と交わる方向の両端と、前記パターン領域の前記同期移動方向と交わる方向両側に設けられた前記遮光部とを重ね合わせるように設定することを特徴とする請求項６記載の露光方法。
【請求項８】
第１の時点において前記照明領域に対する露光光の照射を開始するとともに、第２の時点において前記照明領域に対する露光光の照射を停止する際、
前記第１の時点を、前記照明領域と前記パターン領域の同期移動方向前方側の遮光部とが重なり、且つ、前記パターン領域の同期移動方向前端部から同期移動方向前方側における前記遮光部の所定範囲と前記照明領域とが重ならない時点に設定し、
前記第２の時点を、前記照明領域と前記パターン領域の同期移動方向後方側の遮光部とが重なり、且つ、前記パターン領域の同期移動方向後端部から同期移動方向後方側における前記遮光部の所定範囲と前記照明領域とが重ならない時点に設定することを特徴とする請求項６又は７記載の露光方法。
【請求項９】
パターンを有するパターン領域が所定方向に複数設けられたマスクを支持するマスクステージと、基板を支持する基板ステージとを備え、
前記マスクステージと前記基板ステージ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、
前記マスクステージは、前記所定方向と前記同期移動方向とを一致させて前記マスクを支持し、
前記複数のパターンそれぞれの形状計測結果と前記複数のパターンそれぞれの目標形状との誤差情報を予め記憶した記憶装置と、
前記マスクステージ及び前記基板ステージを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記記憶装置の前記誤差情報に基づいて、前記マスク及び前記基板の少なくともいずれか一方の姿勢を前記ステージを介して制御しつつ前記複数のパターンそれぞれを前記基板に転写することを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
パターンを有するパターン領域が所定方向に複数設けられたマスクを支持するマスクステージと、基板を支持する基板ステージとを備え、
前記マスクステージと前記基板ステージ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、
前記マスクステージは、前記所定方向と前記同期移動方向とを一致させて前記マスクを支持し、
前記複数のパターンの前記同期移動方向の複数の所定位置における形状計測結果と前記複数の所定位置における目標形状との誤差情報を予め記憶した記憶装置と、
前記マスクステージ及び前記基板ステージを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記記憶装置の前記誤差情報に基づいて、前記マスク及び前記基板の少なくともいずれか一方の姿勢を前記ステージを介して制御しつつ前記複数のパターンそれぞれを前記基板に転写することを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
パターンが形成されたパターン領域以外の非パターン領域に遮光部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スリット状に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、前記スリット状の照明領域の前記同期移動方向における幅を、前記パターン領域の前記同期移動方向前方側及び後方側の前記遮光部の前記同期移動方向における幅より小さく設定することを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
パターンが形成されたパターン領域を備え、スリット状の照明領域で照明されるマスクにおいて、
該マスクは所定の方向に移動しつつ前記照明され、
前記パターン領域以外の非パターン領域に設けられた遮光部を有し、
前記パターン領域の前記移動方向前方側及び後方側の前記遮光部の前記移動方向における幅は、前記スリット状の照明領域の前記移動方向における幅より大きく設定されていることを特徴とするマスク。
【請求項１３】
前記スリット状の照明領域の前記移動方向と交わる方向の両端と、前記パターン領域の前記移動方向と交わる方向両側に設けられた前記遮光部とが重なり合うように設定されていることを特徴とする請求項１２記載のマスク。
【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露光する露光方法及び露光装置、並びにマスク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（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２０９２９４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
走査露光を行う際、マスクステージ及び基板ステージは、加速区間、定常区間、減速区間の順に移動し、感光基板に対する露光光の照射はステージの移動速度が一定である定常区間で行われ、加速区間及び減速区間は露光処理に寄与しない。したがって、所望の露光精度を維持したまま、これら加速区間及び減速区間を可能な限り短くすることがスループット向上の観点から望ましい。
【０００５】
また、露光装置において、マスク上における露光光の照明領域は照明領域設定装置としての可動のブラインドで設定され、マスクのパターン領域のみを照明することによりマスクのパターン領域以外の非パターン領域が感光基板上に露光されないようにしている。すなわち、ブラインドはマスクのパターン領域の大きさに応じて移動され、ブラインドを移動するための移動装置が必要であり、装置の大型化及び複雑化を招くことになる。
【０００６】
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、露光処理に寄与しない加速区間や減速区間を短くできる露光装置を提供することを第１の目的とする。また、装置の大型化及び複雑化を招くことなく、マスクのパターン領域のみを露光光で照明できる露光装置を提供することを第２の目的とする。
【０００７】
【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８に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の露光方法は、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）に転写する露光方法において、マスク（Ｍ）には、パターンを有するパターン領域（ＡＲ１〜ＡＲ３）が同期移動方向（Ｘ）に複数設けられており、複数のパターンそれぞれの形状を計測するとともに、該計測結果と複数のパターンそれぞれの目標形状との誤差を予め求め、求めた結果に基づいて、マスク（Ｍ）及び基板（Ｐ）の少なくともいずれか一方の姿勢を制御しつつ複数のパターンそれぞれを前記基板に転写することを特徴とする。
本発明の露光装置（ＥＸ）は、パターンを有するパターン領域（ＡＲ１〜ＡＲ３）が所定方向に複数設けられたマスク（Ｍ）を支持するマスクステージ（ＭＳＴ）と、基板を（Ｐ）支持する基板ステージ（ＰＳＴ）とを備え、マスクステージ（ＭＳＴ）と基板ステージ（ＰＳＴ）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、マスクステージ（ＭＳＴ）は、所定方向と同期移動方向（Ｘ）とを一致させてマスク（Ｍ）を支持し、複数のパターンそれぞれの形状計測結果と複数のパターンそれぞれの目標形状との誤差情報を予め記憶した記憶装置（ＭＲＹ）と、マスクステージ（ＭＳＴ）及び基板ステージ（ＰＳＴ）を制御する制御装置（ＣＯＮＴ）とを備え、制御装置（ＣＯＮＴ）は、記憶装置（ＭＲＹ）の誤差情報に基づいて、マスク（Ｍ）及び基板（Ｐ）の少なくともいずれか一方の姿勢をステージ（ＭＳＴ、ＰＳＴ）を介して制御しつつ複数のパターンそれぞれを基板（Ｐ）に転写することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、マスクに、パターンを有するパターン領域を同期移動方向に複数設けたので、１回の走査で、すなわち、１回の加速区間及び減速区間でもって、これら複数のパターンのそれぞれを基板に転写することができる。したがって、短時間で複数のパターンを基板上に効率良く転写できる。この場合、マスク上に複数のパターンが設けられていることにより、複数のパターンそれぞれがマスク上において所望の位置関係で形成されていない等のパターン形状に関する不都合が生じる場合があるが、パターンそれぞれの形状を計測し、この計測結果と目標形状との誤差を予め求めておき、この求めた結果に基づいて、マスク又は基板の姿勢を制御しつつ露光処理を行うことにより、複数のパターンそれぞれを所望の露光精度で露光することができる。
【０００９】
本発明の露光方法は、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）に転写する露光方法において、マスク（Ｍ）には、パターンを有するパターン領域（ＡＲ１〜ＡＲ３）が同期移動方向（Ｘ）に複数設けられており、複数のパターンの同期移動方向（Ｘ）の複数の所定位置（Ｘ１〜Ｘｎ）における形状をそれぞれ計測するとともに、該計測結果と複数の所定位置（Ｘ１〜Ｘｎ）における目標形状との誤差を予め求め、求めた結果に基づいて、マスク（Ｍ）及び基板（Ｐ）の少なくともいずれか一方の姿勢を制御しつつ複数のパターンそれぞれを基板（Ｐ）に転写することを特徴とする。
本発明の露光装置（ＥＸ）は、パターンを有するパターン領域（ＡＲ１〜ＡＲ３）が所定方向に複数設けられたマスク（Ｍ）を支持するマスクステージ（Ｍ）ＳＴと、基板（Ｐ）を支持する基板ステージ（ＰＳＴ）とを備え、マスクステージ（ＭＳＴ）と基板ステージ（ＰＳＴ）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（ＥＸ）において、マスクステージ（ＭＳＴ）は、所定方向と同期移動方向（Ｘ）とを一致させてマスク（Ｍ）を支持し、複数のパターンの同期移動方向（Ｘ）の複数の所定位置（Ｘ１〜Ｘｎ）における形状計測結果と複数の所定位置（Ｘ１〜Ｘｎ）における目標形状との誤差情報を予め記憶した記憶装置（ＭＲＹ）と、マスクステージ（ＭＳＴ）及び基板ステージ（ＰＳＴ）を制御する制御装置（ＣＯＮＴ）とを備え、制御装置（ＣＯＮＴ）は、記憶装置（ＭＲＹ）の誤差情報に基づいて、マスク（Ｍ）及び基板（Ｐ）の少なくともいずれか一方の姿勢をステージ（ＭＳＴ、ＰＳＴ）を介して制御しつつ複数のパターンそれぞれを基板（Ｐ）に転写することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、マスクに、パターンを有するパターン領域を同期移動方向に複数設けたので、１回の走査で、すなわち、１回の加速区間及び減速区間でもって、これら複数のパターンのそれぞれを基板に転写することができる。したがって、短時間で複数のパターンを基板上に転写できる。この場合、複数のパターンが設けられていることによりマスクは大型化し、例えば撓みが生じてパターンが歪む等のパターン形状に関する不都合が生じる場合があるが、複数のパターンの同期移動方向の複数の所定位置における形状をそれぞれ計測し、この計測結果と所定位置における目標形状との誤差を予め求めておき、この求めた結果に基づいて、マスク又は基板の姿勢を制御しつつ露光処理を行うことにより、複数のパターンそれぞれを所望の露光精度で露光することができる。
【００１１】
本発明の露光方法は、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）に転写する露光方法において、マスク（Ｍ）は、パターンを有するパターン領域（ＡＲ１〜ＡＲ３）と、パターン領域（ＡＲ１〜ＡＲ３）以外の非パターン領域に設けられた遮光部（Ｂ）とを有しており、マスク（Ｍ）に対する露光光（ＥＬ）の照明領域（ＳＲ）をスリット状に設定し、スリット状の照明領域（ＳＲ）の同期移動方向（Ｘ）における幅（Ｌ４）を、パターン領域（ＡＲ１〜ＡＲ３）の同期移動方向（Ｘ）前方側及び後方側の遮光部（Ｂ）の同期移動方向（Ｘ）における幅（Ｌ１、Ｌ２）より小さく設定し、転写することを特徴とする。
本発明の露光装置（ＥＸ）は、パターンが形成されたパターン領域（ＡＲ１〜ＡＲ３）以外の非パターン領域に遮光部（Ｂ）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）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（ＳＲ）をスリット状に設定する照明領域設定装置（６）を備え、照明領域設定装置（６）は、スリット状の照明領域（ＳＲ）の同期移動方向（Ｘ）における幅（Ｌ４）を、パターン領域（ＡＲ１〜ＡＲ３）の同期移動方向（Ｘ）前方側及び後方側の遮光部（Ｂ）の同期移動方向（Ｘ）における幅（Ｌ１、Ｌ２）より小さく設定することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、マスクのパターン領域以外の非パターン領域を遮光部とし、スリット状に設定された照明領域の同期移動方向における幅を、遮光部の同期移動方向における幅より小さく設定したので、マスクのパターン領域以外の非パターン領域が基板上に露光されるのを簡易な構成で防止することができる。
【００１３】
本発明のマスク（Ｍ）は、パターンが形成されたパターン領域（ＡＲ１〜ＡＲ３）を備え、スリット状の照明領域（Ｓ）で照明されるマスク（Ｍ）において、マスク（Ｍ）は所定の方向（Ｘ）に移動しつつ照明され、パターン領域（ＡＲ１〜ＡＲ３）以外の非パターン領域に設けられた遮光部（Ｂ）を有し、パターン領域（ＡＲ１〜ＡＲ３）の移動方向（Ｘ）前方側及び後方側の遮光部（Ｂ）の移動方向（Ｘ）における幅（Ｌ１、Ｌ２）は、スリット状の照明領域（ＳＲ）の移動方向（Ｘ）における幅（Ｌ４）より大きく設定されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、マスクのパターン領域以外の非パターン領域を遮光部とし、この遮光部の同期移動方向における幅を、スリット状に設定された照明領域の同期移動方向における幅より大きく設定したので、マスクのパターン領域以外の非パターン領域が基板上に露光されるのを簡易な構成で防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の露光装置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一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、パターンを有するマスク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をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向と垂直に交わる方向をＹ軸方向とする。
【００１６】
照明光学系ＩＬは、光源１と、光源１から射出された光束を集光する楕円鏡２と、楕円鏡２からの光束を平行光束にするコリメータレンズ３と、コリメータレンズ３からの光束に基づき、その射出面で多数の２次光源を形成するオプティカルインテグレータ４と、オプティカルインテグレータ４からの露光光を集光するコンデンサレンズ５と、リレーレンズ系７とを備えている。なお、照明光学系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば超高圧水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）および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）およびＦ２  レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ）などが用いられる。
【００１７】
照明光学系ＩＬには、コンデンサレンズ５からの露光光ＥＬを整形し、マスクＭ上の照明領域を設定するブラインド（照明領域設定装置）６が設けられている。このブラインド６は長方形のスリット状の開口部を有しており、ブラインド６の開口部を通過した露光光ＥＬは長方形のスリット状の断面を有する光束となり、リレーレンズ系７に入射する。リレーレンズ系７はブラインド６とマスクＭのパターン形成面とを共役にするレンズ系であり、マスクＭ上のパターン形成面はブラインド６で設定された照明領域で照明される。ブラインド６は、マスクに対する露光光ＥＬの照明領域を長方形のスリット状に設定し、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。
【００１８】
マスクステージＭＳＴは、マスクＭを支持してＺ軸方向と垂直に交わる平面内（ＸＹ平面内）で移動可能に設けられている。更に、マスクステージＭＳＴは、Ｚ軸方向及びθＺ方向（Ｚ軸回り）にも微動可能となっている。
図２は、マスクＭを支持しているマスクステージＭＳＴを＋Ｚ側から見た図である。図２に示すように、マスクＭには、パターンを有するパターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３が所定方向に複数設けられている。本実施形態では、マスクＭはＡＲ１〜ＡＲ３の３つのパターン領域を有しているが、２つあるいは４つ以上の任意の数でもよい。そして、マスクステージＭＳＴは、パターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３の並び方向と同期移動方向（Ｘ軸方向）とを一致させてマスクＭを支持する。このため、マスクＭ上の複数のパターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３のそれぞれはＸ軸方向に並ぶように設定される。
【００１９】
マスクＭのパターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３どうしは間隔をあけて設けられており、マスクＭのうちパターン領域以外の非パターン領域は遮光部Ｂとなっている。遮光部Ｂは、例えばＣｒからなる。各パターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３はストリートライン（感光基板Ｐ上のショット領域を区画するライン）に相当する遮光部Ｂで区画されており、３つのパターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３の集合領域の周辺にはストリートラインより広い幅の遮光部Ｂが設けられている。このうち、集合領域（３つのパターン領域を合わせた領域）のうちマスクＭの移動方向前方側、すなわち＋Ｘ側における遮光部ＢのＸ軸方向における幅Ｌ１は、マスクＭ上における長方形のスリット状の照明領域ＳＲのＸ軸方向における幅Ｌ４より大きく設定されている。同様に、集合領域のうちマスクＭの移動方向後方側、すなわち−Ｘ側における遮光部ＢのＸ軸方向における幅Ｌ２は、照明領域ＳＲのＸ軸方向における幅Ｌ４より大きく設定されている。換言すれば、ブラインド６は、スリット状の照明領域ＳＲのＸ軸方向における幅を、パターン領域（集合領域）＋Ｘ側及び−Ｘ側に設けられた遮光部ＢのＸ軸方向における幅Ｌ１及びＬ２より小さく設定する。なお、本実施形態において、マスクＭの移動方向前方側における遮光部Ｂの幅Ｌ１と移動方向後方側における遮光部Ｂの幅Ｌ２とは同じ値に設定されている。
【００２０】
また、遮光部Ｂ全体のＹ軸方向における幅Ｌ３は、照明領域ＳＲのＹ軸方向における幅Ｌ５より大きく設定されている。そして、スリット状の照明領域ＳＲのＹ軸方向両端と、パターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３のＹ軸方向両側に設けられた遮光部Ｂとは重なり合うように設定されている。
【００２１】
図１に戻って、マスクステージＭＳＴはマスクステージ駆動部ＭＳＴＤにより駆動される。マスクステージ駆動部ＭＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御され、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。
【００２２】
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。
【００２３】
基板ステージＰＳＴは、感光基板Ｐを支持してＺ軸方向と垂直に交わる平面内（ＸＹ平面内）で移動可能に設けられている。更に、基板ステージＰＳＴはＺ軸方向、θＺ方向（Ｚ軸回り）、θＸ方向（Ｘ軸回り）、θＹ方向（Ｙ軸回り）にも移動可能に設けられている。基板ステージＰＳＴは基板ステージ駆動部ＰＳＴＤにより駆動される。基板ステージ駆動部ＰＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御され、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。また、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。
【００２４】
次に、上述した構成を備える露光装置ＥＸを用いてマスクＭのパターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３のそれぞれに形成されているパターンを感光基板Ｐに露光する方法の第１実施形態について図３を参照しながら説明する。
まず、マスクＭがマスクステージＭＳＴに支持される前に、マスクＭ上に形成されているパターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３それぞれのパターン形状が形状計測装置により計測される（ステップＳＡ１）。
形状計測装置は、各パターン（パターン領域）の形状及びマスクＭを基準とした座標系に基づく位置を計測する。
【００２５】
次いで、形状計測装置は、各パターンそれぞれの形状計測結果と各パターンそれぞれの目標形状との誤差を求める（ステップＳＡ２）。
すなわち、形状計測装置は、図４の模式図に示すように、各パターンの形状及びマスク座標系に対する位置、すなわち、予め設定されている目標形状に対する描画誤差や、シフト、スケーリング、ローテーション、及び直交度を求め、これらパターン形状に関する誤差情報を求める。
【００２６】
ステップＳＡ２で求めた複数のパターンそれぞれの形状計測結果と複数のパターンそれぞれの目標形状との誤差情報が記憶装置ＭＲＹ（図１参照）に記憶される（ステップＳＡ３）。
【００２７】
次いで、マスクＭがマスクステージＭＳＴに支持される。マスクステージＭＳＴは、パターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３の並び方向（所定方向）と同期移動方向（Ｘ軸方向）とを一致させてマスクＭを支持する（ステップＳＡ４）。
【００２８】
制御装置ＣＯＮＴは、記憶装置ＭＲＹに記憶されているパターン形状誤差情報に基づいて、形状計測結果と目標形状とが一致するように補正値を求め、この補正値に基づいてマスクステージＭＳＴを介してマスクＭの姿勢を制御しつつ走査露光を行う（ステップＳＡ５）。
すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、マスクＭに形成されているパターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３それぞれのパターン形状と目標形状とが一致するように、マスクＭの姿勢を制御しつつ露光を行う。例えば、図４に示すように、パターン領域ＡＲ１の実際の形状が目標形状に対してＹ軸方向にずれて形成されている場合には、制御装置ＣＯＮＴは記憶装置ＭＲＹに記憶されている誤差情報（図中δ参照）に基づいて補正量を求め、この求めた補正量に基づいて、形状計測結果と目標形状とが一致するようにマスクＭを支持しているマスクステージＭＳＴをＹ軸方向に移動しつつマスクＭのパターン領域ＡＲ１のパターンを感光基板Ｐに転写する。つまり、制御装置ＣＯＮＴは、マスク座標系のＹ軸方向における誤差を補正しつつ露光処理を行う。同様に、例えば、図４に示すように、パターン領域ＡＲ２の実際の形状（形状計測装置の計測結果）が目標形状に対してθＺ方向に回転して形成されている場合には、制御装置ＣＯＮＴは記憶装置ＭＲＹに記憶されている誤差情報（図中θ参照）に基づいて補正量を求め、この求めた補正量に基づいて、形状計測結果と目標形状とが一致するようにマスクＭを支持しているマスクステージＭＳＴをθＺ方向に回転しつつマスクＭのパターン領域ＡＲ２のパターンを感光基板Ｐに転写する。なお、ここではマスクＭの姿勢を制御しているが、マスクＭのパターンの位置や形状が目標値と異なっていて感光基板Ｐの所望の位置にマスクＭのパターンが転写されないような場合には、マスクＭの姿勢を制御せずに、感光基板Ｐの姿勢（位置）を制御しつつ露光処理を行うようにしてもよい。もちろん、マスクＭと感光基板Ｐとの双方の姿勢を制御しつつ露光処理を行うようにしてもよい。
【００２９】
また、ここでは、マスクＭのパターン形状と目標形状との誤差を低減するようにマスクＭや感光基板Ｐの姿勢制御を行いつつ露光処理を行う構成であるが、例えば、図４に示すパターン領域ＡＲ３のように、目標形状に対して実際の形状が小さい場合、制御装置ＣＯＮＴは、記憶装置ＭＲＹに記憶している誤差情報に基づいてスケーリング補正値を求め、この補正値に基づいて投影光学系ＰＬに設けられている不図示のスケーリング調整機構を制御しつつ、感光基板Ｐ上に所望の大きさでパターンが転写されるように露光処理を行う構成としてもよい。
【００３０】
次に、形状計測結果と目標形状とが一致するように補正値を求めた後、この補正値に基づいてマスクＭ（あるいは感光基板Ｐ）の姿勢を制御しつつ走査露光を行う動作について図５を参照しながら説明する。
前記補正値に基づいてマスクＭの姿勢を制御しつつ走査露光を開始するにあたり、マスクＭを支持したマスクステージＭＳＴは、照明光学系ＩＬからの露光光ＥＬに対してＸ軸方向に走査を開始する。すなわち、マスクステージＭＳＴは走査露光をするにあたり加速を開始する。
【００３１】
制御装置ＣＯＮＴは、図５（ａ）に示すように、照明領域ＳＲの＋Ｘ側縁部Ｃ０と、パターン領域（集合領域）の＋Ｘ側の遮光部Ｂの縁部Ｃ２とが重なった時点で、光源１の発光を開始する開始信号を出力し、照明領域ＳＲに対する露光光ＥＬの照明を開始する。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、照明領域ＳＲに対する露光光ＥＬの照射を開始する時点（第１の時点）を、照明領域ＳＲとパターン領域（集合領域）の＋Ｘ側の遮光部Ｂとが重なり、且つ、集合領域の同期移動方向前端部、すなわち、パターン領域ＡＲ１の＋Ｘ側縁部Ｃ３から＋Ｘ側における遮光部Ｂの所定範囲ＡＲ４と照明領域ＳＲとが重ならない時点に設定する。所定範囲ＡＲ４は、遮光部ＢのＸ軸方向における幅Ｌ１のほうが照明領域ＳＲのＸ軸方向における幅Ｌ４より大きいため、形成される。ここで、加速しているマスクステージＭＳＴは、照明領域ＳＲの縁部Ｃ０と遮光部Ｂの縁部Ｃ２とが一致した時点で加速区間を終了するように設定されている。加速区間が終了した後、マスクステージＭＳＴは一定速度Ｖで移動する。ここで、マスクステージＭＳＴの整定区間は、照明領域ＳＲの−Ｘ側縁部Ｃ１とパターン領域ＡＲ１の＋Ｘ側縁部Ｃ３とが一致するまでの間に、すなわち所定範囲ＡＲ４に少なくとも設定される。これにより、パターン領域ＡＲ１は定常区間でもって照明領域ＳＲを露光光ＥＬで照明される。また、所定範囲ＡＲ４を設けたことによって、例えば制御装置ＣＯＮＴが発光の開始信号を出力した時点から実際に光源１が発光する時点までに時間がかかったり、各種制御系の制御遅れが生じたりした場合でも、パターン領域を定常区間でもって露光光ＥＬで照明することができる。
なお、加速区間とは、マスクが目標値（目標速度）まで加速される区間であり、整定区間とは、移動速度が目標値に対して所定範囲（例えば±２％）に達し、安定するまでの区間であり、定常区間とは、移動速度が定常状態となり、所定の精度を有する露光処理を行うことができる区間であり、減速区間とは、マスクの移動が減速される区間である。
【００３２】
マスクＭは一定速度Ｖで走査し、図５（ｂ）に示すように、複数のパターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３のそれぞれに形成されているパターンが照明領域ＳＲで照明され、これら複数のパターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３のパターンそれぞれが順次感光基板Ｐに転写される。
【００３３】
パターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３のそれぞれに対する露光光ＥＬの照明が終了したら、制御装置ＣＯＮＴは、図５（ｃ）に示すように、照明領域ＳＲの＋Ｘ側縁部Ｃ０と、パターン領域（集合領域）の−Ｘ側の縁部Ｃ４とが重なった時点で、光源１の発光を停止する停止信号を出力し、照明領域ＳＲに対する露光光ＥＬの照明を停止する。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、照明領域ＳＲに対する露光光ＥＬの照射を停止する時点（第２の時点）を、照明領域ＳＲとパターン領域（集合領域）の−Ｘ側の遮光部Ｂとが重なり、且つ、集合領域の同期移動方向後端部、すなわち、パターン領域ＡＲ３の−Ｘ側縁部Ｃ４から−Ｘ側における遮光部Ｂの所定範囲ＡＲ５と照明領域ＳＲとが重ならない時点に設定する。所定範囲ＡＲ５は、遮光部ＢのＸ軸方向における幅Ｌ２のほうが照明領域ＳＲのＸ軸方向における幅Ｌ４より大きいため、形成される。ここで、加速しているマスクステージＭＳＴは、照明領域ＳＲの縁部Ｃ０とパターン領域ＡＲ３の縁部Ｃ４とが一致した時点で定常区間を終了するように設定されている。定常区間が終了した後、マスクステージＭＳＴは減速する。所定範囲ＡＲ５を設けたことによって、例えば制御装置ＣＯＮＴが発光の停止信号を出力した時点から実際に光源１が発光を停止する時点までに時間がかかったとしても、この所定範囲ＡＲ５で光源１からの発光を停止することができる。
【００３４】
以上説明したように、マスクＭに、パターンを有するパターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３を走査方向に複数設けたので、１回の走査で、すなわち、１回の加速区間及び減速区間でもって、これら複数のパターンのそれぞれを感光基板Ｐに転写することができ、スループットを向上することができる。この場合、マスクＭ上に複数のパターンが設けられていることにより、複数のパターンそれぞれが描画誤差を生じていたり、例えばパターン領域ＡＲ１が他のパターン領域ＡＲ２、ＡＲ３に対してＹ軸方向にずれていたり、あるいは目標位置に対してＸ軸方向にずれていたりといったようにマスクＭ上において所望の位置関係で形成されていない等、パターン形状に関する不都合が生じる場合があっても、パターンそれぞれの形状を計測し、この計測結果と目標形状との誤差を予め求めておき、この求めた結果に基づいて補正値を求め、この求めた補正値に基づいてマスクＭあるいは感光基板Ｐ姿勢を制御しつつ露光処理を行うことにより、複数のパターンそれぞれを所望の露光精度で露光することができる。
【００３５】
また、マスクＭのパターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３以外の非パターン領域を遮光部Ｂとし、スリット状に設定された照明領域ＳＲのＸ軸方向における幅Ｌ４を、遮光部ＢのＸ軸方向における幅Ｌ１，Ｌ２より小さく設定したので、従来のような移動装置を備えたブラインドを用いなくても、マスクＭのパターン領域以外の非パターン領域が感光基板Ｐ上に露光されるのを簡易な構成で防止することができる。また、照明領域ＳＲのＹ軸方向両端と、パターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３のＹ軸方向両側の遮光部Ｂとが重なり合うように設定したことにより、パターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３は確実に露光光ＥＬで照明される。
【００３６】
なお、上記実施形態において、マスクＭのパターン形状計測は、マスクＭをマスクステージＭＳＴで支持する前に行うが、マスクＭをマスクステージＭＳＴに支持した状態で行う構成としてもよい。
【００３７】
次に、マスクＭのパターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３のそれぞれに形成されているパターンを感光基板Ｐに露光する方法の第２実施形態について図６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ものとする。
Ｘ軸方向に並んだ複数のパターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３を有するマスクＭをマスクステージＭＳＴに支持する前に、形状計測装置が、複数のパターンのＸ軸方向の複数の所定位置Ｘ１〜Ｘｎにおけるパターン形状を計測する。本実施形態において、複数の所定位置Ｘ１〜ＸｎはＸ軸方向において等間隔に設定されている。なお、複数の所定位置Ｘ１〜Ｘｎは等間隔に設定される必要はなく、任意の間隔でもって設定されていてもよい。ここで、形状計測装置は、マスクＭを基準とした座標系に基づくパターンそれぞれの位置及び形状を計測する。形状計測装置は、Ｘ軸方向における複数の所定位置におけるパターン形状を計測することにより、上述の第１実施形態同様、実際のパターンのＸ軸方向及びＹ軸方向における目標位置に対する位置誤差を求めることができるとともに、図７（ａ）、（ｂ）の模式図に示すように、パターンのＺ軸方向における各所定位置での誤差、及びθＹ方向における誤差を求めることができる。θＹ方向における誤差は、例えばマスクＭが大型化したことによる撓みの発生に起因するものである。
【００３８】
形状計測装置は、複数の所定位置におけるパターンの形状計測結果と各所定位置における目標形状との誤差を求める。そして、求めた誤差情報が記憶装置ＭＲＹに記憶される。
【００３９】
形状計測をした後、マスクＭがマスクステージＭＳＴに支持される。マスクステージＭＳＴは、パターン領域ＡＲ１〜ＡＲ３の並び方向と同期移動方向とを一致させてマスクＭを支持する。制御装置ＣＯＮＴは、記憶装置ＭＲＹに記憶されている各所定位置における形状誤差情報に基づいて、マスクＭに形成されている各所定位置のそれぞれにおけるパターン形状と目標形状とが一致するように補正値を求め、この求めた補正値に基づいてマスクＭの姿勢を制御しつつ露光を行う。
【００４０】
以上説明したように、第１実施形態では、複数のパターン毎に補正値を求めこの補正値に基づいて露光処理を行う構成であったが、第２実施形態のように、複数の所定位置毎に補正を求め、この求めた補正値に基づいてマスクＭ（あるいは感光基板Ｐ）の姿勢を制御しつつ露光処理を行う構成とすることもできる。こうすることにより、例えばマスクＭに撓みが生じてパターンが歪む等のパターン形状に関する不都合が生じた場合であっても、複数のパターンそれぞれを所望の露光精度で露光することができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、Ｚ軸方向における誤差やθＹ方向における誤差も形状計測装置で計測するように説明したが、マスクＭのパターンを感光基板Ｐに露光し、現像処理を行って感光基板Ｐに形成されたパターン形状を計測し、この感光基板Ｐのパターン形状計測結果に基づいて、マスクＭのパターンのＺ軸方向における誤差及びθＹ方向における誤差情報を求めるようにしてもよい。
【００４２】
なお、上記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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
半導体デバイスは、図８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。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、マスクに、パターンを有するパターン領域を同期移動方向に複数設けたので、１回の走査で、すなわち、１回の加速区間及び減速区間でもって、これら複数のパターンのそれぞれを基板に転写することができ、スループットを向上できる。そして、複数のパターンそれぞれが目標形状に対して誤差を生じていても、パターン形状を計測し、この計測結果と目標形状との誤差を予め求めておき、この求めた結果に基づいて補正値を求め、この補正値に基づきマスク又は基板の姿勢を制御しつつ露光処理を行うことにより、複数のパターンそれぞれを所望の露光精度で露光することができる。
【００５１】
また、本発明によれば、マスクのパターン領域以外の非パターン領域を遮光部とし、スリット状に設定された照明領域の同期移動方向における幅を、遮光部の同期移動方向における幅より小さく設定したので、マスクのパターン領域以外の非パターン領域が基板上に露光されるのを簡易な構成で防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】マスクに形成されたパターン領域及び遮光部と照明領域との関係を説明するための図である。
【図３】本発明の露光方法の第１実施形態を示すフローチャート図である。
【図４】パターン形状計測結果と目標形状との関係を示す模式図である。
【図５】マスクのパターンを照明領域で照明する様子を説明するための図である。
【図６】本発明の露光方法の第２実施形態を説明するための図である。
【図７】パターン形状誤差を説明するための模式図である。
【図８】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】
ＡＲ１〜ＡＲ３    パターン領域
Ｂ    遮光部
ＣＯＮＴ    制御装置
ＥＬ    露光光
Ｍ    マスク
ＭＲＹ    記憶装置
ＭＳＴ    マスクステージ
ＰＳＴ    基板ステージ
Ｐ    感光基板（基板）
ＳＲ    照明領域
【図１】
2004153095.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004153095.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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