JPWO2006085626A1 - Exposure method and apparatus, and device manufacturing method - Google Patents

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

基板等の物体上に露光されるパターンの像の線幅均一性を向上する露光装置である。光源(101)からの照明光(IL)でレチクル(119)及び投影光学系(120)を介してウエハ(121)を露光する露光装置において、照明光(IL)でレチクル(119)を照明する照明光学系中のレチクル(119)とほぼ共役な位置に、照明光(IL)の反射方向をそれぞれ制御可能な複数のミラー素子を含む反射素子アレイとしてのデジタルマイクロミラーデバイス(128)を配置し、デジタルマイクロミラーデバイス(128)の各ミラー素子の反射角を独立に制御することによって、レチクル(119)上の照明領域内の照度分布を制御する。An exposure apparatus that improves the line width uniformity of a pattern image exposed on an object such as a substrate. In an exposure apparatus that exposes the wafer (121) through the reticle (119) and the projection optical system (120) with illumination light (IL) from the light source (101), the reticle (119) is illuminated with illumination light (IL). A digital micromirror device (128) as a reflection element array including a plurality of mirror elements each capable of controlling the reflection direction of illumination light (IL) is disposed at a position almost conjugate with the reticle (119) in the illumination optical system. The illuminance distribution in the illumination area on the reticle (119) is controlled by independently controlling the reflection angle of each mirror element of the digital micromirror device (128).

Description

本発明は、露光ビームで物体を露光する露光技術に関し、更に詳しくは、例えば半導体素子、液晶表示素子、撮像素子(CCD等)、及び薄膜磁気ヘッド等の各種デバイスを製造するためのフォトリソグラフィ工程中でマスク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。   The present invention relates to an exposure technique for exposing an object with an exposure beam. More specifically, for example, a photolithography process for manufacturing various devices such as a semiconductor element, a liquid crystal display element, an imaging element (CCD, etc.), and a thin film magnetic head. The present invention relates to an exposure technique used for transferring a mask pattern onto a substrate.

半導体素子あるいは液晶表示素子等のデバイスの製造工程におけるフォトリソグラフィ工程では、マスクとしてのレチクル(又はフォトマスク等)に形成された回路パターンを投影光学系を介して基板としての感光材料(フォトレジスト等)が塗布されたウエハ又はガラスプレート上に投影する投影露光装置が用いられている。かかる投影露光装置として、ステップ・アンド・リピート方式の静止露光型(一括露光型)の露光装置(例えばいわゆるステッパ)、及びステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の露光装置(例えばいわゆるスキャニング・ステッパ)等が使用されている。   In a photolithography process in a manufacturing process of a device such as a semiconductor element or a liquid crystal display element, a circuit pattern formed on a reticle (or a photomask) as a mask is transferred to a photosensitive material (photoresist etc.) as a substrate through a projection optical system. Projection exposure apparatus for projecting onto a wafer or glass plate coated with (). As such a projection exposure apparatus, a step-and-repeat type static exposure type (collective exposure type) exposure apparatus (for example, a so-called stepper) and a step-and-scan type scanning exposure type exposure apparatus (for example, a so-called scanning stepper). ) Etc. are used.

例えば半導体素子の製造工程で使用される投影露光装置における1つの基本的な機能として、ウエハの各ショット領域内の各点に対する積算露光量(積算露光エネルギー)を適正範囲内に収めるための露光量制御機能がある。ステッパのような静止露光型の露光装置では、露光光源として超高圧水銀ランプのような連続光源、又はエキシマレーザ光源のようなパルスレーザ光源の何れを使用する場合でも、露光量制御方法としては基本的にはカットオフ制御が採用されていた。このカットオフ制御では、感光材料が塗布されたウエハへの露光光の照射中にその露光光の一部を分岐してインテグレータセンサと呼ばれる光電検出器に導き、このインテグレータセンサを介して間接的にウエハ上での露光量を検出し、この検出結果の積算値が当該感光材料で必要とされる積算露光量に対応する所定のレベル(クリティカルレベル)を超えるまでレーザ発光を続けるというような制御が行われる。具体的に、露光光が連続光の場合には、積算露光量がクリティカルレベルを超えたら露光光の光路をシャッタで閉じるというような制御が行われる。   For example, as one basic function in a projection exposure apparatus used in a manufacturing process of a semiconductor device, an exposure amount for keeping an integrated exposure amount (integrated exposure energy) for each point in each shot area of a wafer within an appropriate range. There is a control function. In a static exposure type exposure apparatus such as a stepper, the exposure amount control method is the basic regardless of whether a continuous light source such as an ultra-high pressure mercury lamp or a pulsed laser light source such as an excimer laser light source is used as an exposure light source. In particular, cut-off control was employed. In this cut-off control, a part of the exposure light is branched during exposure light exposure to the wafer coated with the photosensitive material and led to a photoelectric detector called an integrator sensor, and indirectly through this integrator sensor. Control is performed such that the amount of exposure on the wafer is detected and laser emission is continued until the integrated value of the detection result exceeds a predetermined level (critical level) corresponding to the integrated exposure amount required for the photosensitive material. Done. Specifically, when the exposure light is continuous light, control is performed such that the optical path of the exposure light is closed by a shutter when the integrated exposure amount exceeds a critical level.

一方、スキャニング・ステッパ等の走査露光型の露光装置では、ウエハ上の一点だけに着目した露光量制御が適用できないために、上述のカットオフ制御が適用できない。そこで、露光光源がパルスレーザ光源の場合においては、第1の制御方式として、単純に各パルス照明光の光量を積算して露光量制御を行う方式(オープン露光量制御方式)が使用されていた。また、第2の制御方式として、例えば、特開平6−252022号公報に開示されているように、ウエハ上のスリット状の露光領域(レチクル上のスリット状の照明領域に共役な領域であって、ウエハはこの露光領域に対して相対走査される。)に対する積算露光量をパルス照明光毎にリアルタイムで計測し、その積算露光量に基づいて次のパルス照明光の目標エネルギーを制御する方式(パルス毎露光量制御方式)も使用されている。   On the other hand, in a scanning exposure type exposure apparatus such as a scanning stepper, the above-described cut-off control cannot be applied because exposure amount control focusing on only one point on the wafer cannot be applied. Therefore, when the exposure light source is a pulse laser light source, a method (open exposure amount control method) in which the exposure amount control is performed by simply integrating the amount of each pulse illumination light is used as the first control method. . As a second control method, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-252022, a slit-shaped exposure region on a wafer (a region conjugate to a slit-shaped illumination region on a reticle is used. The wafer is scanned relative to this exposure area.) A method of measuring the integrated exposure amount for each pulse illumination light in real time and controlling the target energy of the next pulse illumination light based on the integrated exposure amount ( A pulse-by-pulse exposure control system) is also used.

また、半導体素子の製造工程の内のウエハ・プロセスでは、ウエハ表面(ウエハ面)の酸化、絶縁膜形成、電極の蒸着、イオン打ち込み、露光、及びエッチングといった工程を多数回繰り返すことにより回路パターンが形成される。このプロセスにおいては、ウエハの大きさが6インチ(150mm)から8インチ(200mm)、さらには12インチ(300mm)へと大型化してくると、感光材料の塗布膜厚がウエハ面内で不均一になる場合がある。更に、露光されたウエハ上の感光材料を現像する段階においても、ウエハ面内の場所によって現像特性の差が生じる場合がある。このような原因から、一枚のウエハにおいてショット領域の位置によって、さらには、ショット領域内の位置によってパターン線幅のシフトや解像不良が起こり製品の歩留まりを低下させる問題が生じている。この問題を解決するために、走査露光型の露光装置において、パルス照明光の光量をウエハ上の位置に応じて調整して、感光材料に照射される光量を補正する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In the wafer process of the semiconductor device manufacturing process, the circuit pattern is obtained by repeating the processes such as oxidation of the wafer surface (wafer surface), formation of an insulating film, electrode deposition, ion implantation, exposure, and etching many times. It is formed. In this process, when the wafer size is increased from 6 inches (150 mm) to 8 inches (200 mm), and further to 12 inches (300 mm), the coating thickness of the photosensitive material is not uniform within the wafer surface. It may become. Further, even in the stage of developing the photosensitive material on the exposed wafer, a difference in development characteristics may occur depending on the location on the wafer surface. For these reasons, there is a problem that the pattern line width shifts and the resolution defect occurs due to the position of the shot area in one wafer and also the position in the shot area, resulting in a decrease in product yield. In order to solve this problem, in a scanning exposure type exposure apparatus, a method has been proposed in which the amount of light of pulse illumination light is adjusted according to the position on the wafer to correct the amount of light irradiated to the photosensitive material ( For example, see Patent Document 1).

また、走査露光型の露光装置においては、ウエハ上の各ショット領域における各点の積算露光量はスリット状の照明領域の走査方向(短手方向)における照度の積分値である。そこで、ウエハ上の各点での積算露光量を制御するために、照明領域の走査方向の幅を非走査方向の複数の位置毎に機械的な機構で可変にした露光装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特許第3093528号公報 特開平10−340854号公報
In the scanning exposure type exposure apparatus, the integrated exposure amount at each point in each shot area on the wafer is an integral value of illuminance in the scanning direction (short direction) of the slit-shaped illumination area. Therefore, in order to control the integrated exposure amount at each point on the wafer, an exposure apparatus has been proposed in which the width in the scanning direction of the illumination area is variable by a mechanical mechanism for each of a plurality of positions in the non-scanning direction. (For example, refer to Patent Document 2).
Japanese Patent No. 3093528 Japanese Patent Laid-Open No. 10-340854

近年、多数の機能の回路を1個のチップ上に集積して多くの機能を持たせたシステムLSIの需要が高まっている。システムLSIは、単機能の回路を用途に合わせて、詰め合わせたような構造になっている。この構造によって、例えばロジック回路及びメモリ回路を1つのチップに含めて、ロジックと、DRAM、SRAM、NVRAM(Non-Volatile RAM)等のメモリとの特徴を併せ持つチップの製造が可能となる。このような半導体チップは製造工程を複雑化し、しばしば異なる回路毎に工程の最適化を図る必要がある。例えば、回路の寸法はそれぞれの回路の特性に敏感に影響するため、同一チップ上でロジック部分とメモリ部分とで最適な回路寸法が異なる。今後、ますます集積度が上がって各回路パターンの線幅の製造精度(線幅均一性)はより厳しくなる一方で、同一チップ上に組み込まれる異なる機能の回路の数が増加すると、各ショット領域の異なる機能の回路毎にそれぞれ所望の線幅均一性でパターンを転写することが困難になるという問題が生じている。   In recent years, there is an increasing demand for a system LSI in which a large number of functions are integrated on a single chip to have many functions. The system LSI has a structure in which single-function circuits are assembled according to the application. With this structure, for example, a logic circuit and a memory circuit can be included in one chip, and a chip having characteristics of logic and memories such as DRAM, SRAM, and NVRAM (Non-Volatile RAM) can be manufactured. Such a semiconductor chip complicates the manufacturing process, and it is often necessary to optimize the process for each different circuit. For example, since the circuit dimensions sensitively affect the characteristics of each circuit, the optimum circuit dimensions differ between the logic portion and the memory portion on the same chip. In the future, as the degree of integration increases and the manufacturing accuracy (line width uniformity) of each circuit pattern will become stricter, as the number of circuits with different functions incorporated on the same chip increases, each shot area There is a problem that it becomes difficult to transfer a pattern with a desired line width uniformity for each of the circuits having different functions.

また、感光材料の塗布膜厚及び/または現像特性がウエハ面内で不均一になることに起因して、一枚のウエハにおいてショット領域の位置、さらにはショット領域内の位置によってパターン線幅のシフトや解像不良が起こりデバイスの歩留まりを低下させるという問題に関して、上述の特許文献1に開示されているようにパルス照明光の光量をウエハ上での位置に応じて調整する方法では、非走査方向の光量分布を補正することはできないという問題がある。   Further, due to non-uniformity of the coating thickness and / or development characteristics of the photosensitive material within the wafer surface, the pattern line width varies depending on the position of the shot area and the position within the shot area on a single wafer. With respect to the problem that a shift or poor resolution occurs and the device yield decreases, the method of adjusting the amount of pulsed illumination light according to the position on the wafer as disclosed in Patent Document 1 described above is non-scanning. There is a problem that the light quantity distribution in the direction cannot be corrected.

また、非走査方向の露光量分布を制御するために、照明領域の走査方向の幅を非走査方向の位置毎に機械的な機構で可変にする特許文献2に開示されている方式では、機械的な機構を用いるが故に、ショット領域間のステッピング移動中や1つのショット領域の露光中に照明領域の幅を高速に変更することは困難である。
本発明は斯かる事情の下になされたもので、基板等の物体上に露光されるパターンの像の線幅均一性を向上させる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。
In addition, in order to control the exposure amount distribution in the non-scanning direction, the method disclosed in Patent Document 2 in which the width in the scanning direction of the illumination region is variable by a mechanical mechanism for each position in the non-scanning direction, Therefore, it is difficult to change the width of the illumination area at high speed during stepping movement between shot areas or during exposure of one shot area.
The present invention has been made under such circumstances, and a first object thereof is to provide an exposure technique capable of improving the line width uniformity of an image of a pattern exposed on an object such as a substrate. .

また、本発明は、走査露光を行う場合に、基板等の物体上に露光されるパターンの像の線幅均一性を向上させることができる露光技術を提供することを第2の目的とする。
また、本発明は、そのような露光技術を用いるデバイス製造技術を提供することをも目的とする。
A second object of the present invention is to provide an exposure technique capable of improving the line width uniformity of a pattern image exposed on an object such as a substrate when performing scanning exposure.
Another object of the present invention is to provide a device manufacturing technique using such an exposure technique.

本発明による露光装置は、光源からの露光ビームで物体を露光する露光装置において、その露光ビームの反射方向をそれぞれ制御可能な複数の反射素子を含み、その物体上のその露光ビームの照明領域における照度分布を調整するためにその光源とその物体との間に配置された反射素子アレイと、その物体に対する露光量を制御するための露光量制御データが格納された記憶装置と、その記憶装置に記憶されているその露光量制御データに基づいて、その反射素子アレイを制御する制御装置とを備えたものである。   An exposure apparatus according to the present invention is an exposure apparatus that exposes an object with an exposure beam from a light source. The exposure apparatus includes a plurality of reflecting elements each capable of controlling a reflection direction of the exposure beam, and in an illumination area of the exposure beam on the object. A reflection element array arranged between the light source and the object for adjusting the illuminance distribution, a storage device storing exposure amount control data for controlling the exposure amount for the object, and the storage device And a control device for controlling the reflective element array based on the stored exposure amount control data.

斯かる本発明によれば、その反射素子アレイの個々の反射素子による露光ビームの反射方向を互いに独立に制御することによって、その物体上の照明領域の照度分布を制御できる。従って、その照明領域内の複数の局所的な領域毎に最適な露光量で露光を行うことができるため、その物体上に露光されるパターンの像の線幅均一性を向上できる。
なお、その物体を例えば所定のパターンを介して露光する場合には、そのパターン上の露光ビームの照明領域における照度分布を制御する。また、一括露光の場合には、一例としてその物体上の各局所領域に対する積算露光量が適正露光量に達したときに、当該局所領域を照明する反射素子を制御して、それ以降はその局所領域が露光ビームで照明されないようにすればよい。これによって、その物体上の局所領域毎に最適な露光量で露光が行えるようになる。
According to the present invention, the illuminance distribution of the illumination area on the object can be controlled by independently controlling the reflection direction of the exposure beam by the individual reflecting elements of the reflecting element array. Therefore, since exposure can be performed with an optimum exposure amount for each of a plurality of local regions in the illumination region, the line width uniformity of the pattern image exposed on the object can be improved.
When the object is exposed through a predetermined pattern, for example, the illuminance distribution in the illumination area of the exposure beam on the pattern is controlled. In the case of batch exposure, as an example, when the integrated exposure amount for each local region on the object reaches an appropriate exposure amount, the reflective element that illuminates the local region is controlled, and thereafter It is only necessary that the area is not illuminated with the exposure beam. As a result, exposure can be performed with an optimum exposure amount for each local region on the object.

本発明において、一例としてその反射素子アレイは、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)からなるものである。デジタルマイクロミラーデバイスは、例えばシリコン等の基板上に独立してチルト角を電気的に制御可能な微小な反射素子が数十万〜数百万個程度マトリックス状に敷き詰められたものである。また、その反射素子アレイとしては、現在例えばプロジェクタ等に用いられているデジタルマイクロミラーデバイスを使用することができる。   In the present invention, as an example, the reflective element array is a digital micromirror device (DMD). In the digital micromirror device, for example, several hundreds of thousands to several millions of minute reflecting elements capable of electrically controlling the tilt angle independently are laid in a matrix on a substrate such as silicon. In addition, as the reflective element array, a digital micromirror device currently used in, for example, a projector can be used.

また、一例として、その反射素子アレイを構成する各反射素子は、それぞれその露光ビームを第1及び第2の反射方向のいずれかに反射し、その光源からのその露光ビームをその反射素子アレイに導くビームスプリッタと、その第2の反射方向に反射されたその露光ビームを遮光する絞り部材とをさらに備えてもよい。この場合、各反射素子の反射方向をその第1又は第2の反射方向に切り替えることによって、それぞれ各反射素子からの露光ビームのその物体に対する照射又は非照射を切り替えることができる。従って、簡単な構成で、その物体上の局所的な照度分布を高速に制御できる。   Further, as an example, each of the reflecting elements constituting the reflecting element array reflects the exposure beam in one of the first and second reflecting directions, and the exposure beam from the light source is reflected on the reflecting element array. You may further provide the beam splitter which guides, and the aperture member which light-shields the exposure beam reflected in the 2nd reflection direction. In this case, by switching the reflection direction of each reflection element to the first or second reflection direction, irradiation or non-irradiation of the exposure beam from each reflection element to the object can be switched. Therefore, the local illumination distribution on the object can be controlled at high speed with a simple configuration.

また、その露光量制御データは、その物体上に形成されるパターン像の線幅分布が所定分布になるように設定されてもよい。これによって、そのパターン像の線幅均一性をさらに向上できる。
また、その物体が感光体が塗布された基板であるときに、その露光量制御データは、その基板上の位置によるその感光体の塗布厚の不均一性及び現像特性の不均一性の少なくとも一方を補正するように設定されてもよい。これによって、感光体の塗布厚むら又は現像特性のむらに起因する線幅均一性の劣化を改善できる。
The exposure amount control data may be set so that the line width distribution of the pattern image formed on the object has a predetermined distribution. Thereby, the line width uniformity of the pattern image can be further improved.
Further, when the object is a substrate coated with a photoconductor, the exposure amount control data includes at least one of nonuniformity in the coating thickness of the photoconductor and nonuniformity in development characteristics depending on the position on the substrate. May be set so as to correct. As a result, it is possible to improve the deterioration of the line width uniformity due to the uneven coating thickness or the development characteristics of the photoreceptor.

また、その反射素子アレイは、その光源とその物体との間のその物体と実質的に共役の位置、又はこの実質的に共役の位置から所定量だけずれた位置に配置することができる。その反射素子アレイをその実質的に共役な位置に配置したときには、その反射素子アレイの露光ビームの反射方向の分布に応じてその物体上の照度分布が定まるため、照度分布の制御が容易である。一方、その反射素子アレイをその実質的に共役な位置から所定量だけずらして配置したときには、その反射素子アレイの各反射素子の境界部の像がその物体上に投影されないため、照度むらが低減される場合がある。   The reflective element array can be disposed at a position substantially conjugate with the object between the light source and the object, or at a position shifted by a predetermined amount from the substantially conjugate position. When the reflective element array is disposed at the substantially conjugate position, the illuminance distribution on the object is determined according to the distribution in the reflection direction of the exposure beam of the reflective element array, so that the illuminance distribution can be easily controlled. . On the other hand, when the reflecting element array is shifted from the substantially conjugate position by a predetermined amount, the image of the boundary portion of each reflecting element of the reflecting element array is not projected onto the object, thereby reducing illuminance unevenness. May be.

また、その物体の露光中にその物体に対するその露光ビームの積算露光量を求める演算装置をさらに備え、その制御装置は、その演算装置によって求められる積算露光量及びその露光量制御データに基づいて、その反射素子アレイを制御してもよい。これによって、その物体上の積算露光量を高精度に制御できる。
また、一例として、その露光装置は、その物体の露光中にその露光ビームに対してその物体を移動する走査露光型である。
In addition, the image processing apparatus further includes an arithmetic device that calculates an integrated exposure amount of the exposure beam for the object during the exposure of the object, and the control device is based on the integrated exposure amount determined by the arithmetic device and the exposure amount control data, The reflective element array may be controlled. Thereby, the integrated exposure amount on the object can be controlled with high accuracy.
As an example, the exposure apparatus is a scanning exposure type that moves the object relative to the exposure beam during the exposure of the object.

このようにその露光装置が走査露光型である場合、その物体の走査方向の位置情報を計測する位置検出装置をさらに備え、その制御装置は、その位置検出装置によって求められる位置情報及びその露光量制御データに基づいて、その反射素子アレイを制御してもよい。これによって、走査露光後に物体上に露光されるパターンの像の線幅均一性を向上できる。
また、その露光量制御データは、その露光ビームの照明領域の走査方向の光量積算値がその走査方向に直交する非走査方向に渡って実質的に均一となるように設定されてもよい。この場合、走査露光後の物体上の積算露光量の分布が均一になる。もちろん、非走査方向における光量積算値の分布が不均一となるように露光量制御データを設定することもできる。
また、一例として、その反射素子アレイは、その露光ビームの照明領域の走査方向の所定箇所に対応する領域に1本又は複数本のライン状に配列された複数の反射素子を含むものである。この場合、そのライン状に配列された1本又は複数本の複数の反射素子は、例えばその物体の走査方向に直交する非走査方向にほぼ平行に配置される。これによって、細長い小型の反射素子アレイを用いるだけで、走査露光後の積算露光量の分布を制御できる。
When the exposure apparatus is a scanning exposure type as described above, the exposure apparatus further includes a position detection apparatus that measures position information of the object in the scanning direction, and the control apparatus includes the position information obtained by the position detection apparatus and the exposure amount thereof. The reflective element array may be controlled based on the control data. Thereby, the line width uniformity of the pattern image exposed on the object after scanning exposure can be improved.
Further, the exposure amount control data may be set so that the integrated light amount value in the scanning direction of the illumination area of the exposure beam is substantially uniform over the non-scanning direction orthogonal to the scanning direction. In this case, the distribution of the integrated exposure amount on the object after scanning exposure becomes uniform. Of course, the exposure amount control data can also be set so that the distribution of the integrated light amount value in the non-scanning direction becomes non-uniform.
As an example, the reflective element array includes a plurality of reflective elements arranged in one or more lines in a region corresponding to a predetermined position in the scanning direction of the illumination region of the exposure beam. In this case, the one or a plurality of reflecting elements arranged in a line are arranged substantially in parallel in the non-scanning direction orthogonal to the scanning direction of the object, for example. Thereby, the distribution of the integrated exposure amount after the scanning exposure can be controlled only by using an elongated and small reflective element array.

また、その制御装置は、その反射素子アレイを制御して、その露光ビームの照明領域の走査方向における幅を制御してもよい。これによって、例えば機械的に照明光学系の視野絞りの幅を制御する場合に比べて、高速にかつ細かいピッチでその照明領域の幅をより再現性よく制御できるため、非走査方向の積算露光量の分布を高精度に制御できる。
また、その露光量制御データは、その物体上の複数の区画領域のそれぞれに対して設定されてもよい。これによって、例えばその物体上の複数の区画領域毎に最適な露光量分布が異なる場合でも、各区画領域毎に露光量の分布を最適化できる。
The control device may control the reflective element array to control the width of the illumination region of the exposure beam in the scanning direction. This makes it possible to control the width of the illumination area at a high speed and with a fine pitch with higher reproducibility than when mechanically controlling the width of the field stop of the illumination optical system. Can be controlled with high accuracy.
The exposure amount control data may be set for each of a plurality of partitioned areas on the object. Thereby, for example, even when the optimal exposure amount distribution differs for each of the plurality of partitioned areas on the object, the distribution of the exposure amount can be optimized for each partitioned area.

次に、本発明による露光方法は、光源からの露光ビームを物体に照射して、その物体を露光する露光方法において、その物体上の複数の区画領域のそれぞれに対する露光量及び露光量分布の少なくとも一方を制御するための露光量制御データを求める第1工程と、その光源とその物体との間に配置され、それぞれその露光ビームの反射方向を制御可能な複数の反射素子を含む反射素子アレイを用いて、その露光量制御データに基づきその物体上のその露光ビームの照明領域における照度分布を制御する第2工程とを有するものである。   Next, an exposure method according to the present invention is an exposure method in which an object is exposed by irradiating an exposure beam from a light source, and at least an exposure amount and an exposure amount distribution for each of a plurality of partitioned regions on the object. A reflection element array including a plurality of reflection elements arranged between the light source and the object and capable of controlling the reflection direction of the exposure beam; And a second step of controlling the illuminance distribution in the illumination region of the exposure beam on the object based on the exposure amount control data.

斯かる本発明によれば、その反射素子アレイの個々の反射素子による露光ビームの反射方向を互いに独立に制御することによって、その照明領域内の複数の局所的な領域毎に最適な照度分布で露光を行うことができる。従って、その物体上に露光されるパターンの像の線幅均一性を向上できる。
また、本発明によるデバイス製造方法は、本発明の露光装置又は露光方法を用いるものである。本発明の適用によって物体上に露光されるパターンの像の線幅均一性を向上できるため、システムLSIのように複数の異なる機能の回路を組み合わせた構成のデバイスを高精度に製造できる。
According to the present invention, by controlling the reflection direction of the exposure beam by the individual reflecting elements of the reflecting element array independently of each other, an optimal illuminance distribution can be obtained for each of a plurality of local areas in the illumination area. Exposure can be performed. Therefore, the line width uniformity of the pattern image exposed on the object can be improved.
A device manufacturing method according to the present invention uses the exposure apparatus or exposure method of the present invention. By applying the present invention, it is possible to improve the line width uniformity of an image of a pattern exposed on an object, so that a device having a configuration in which a plurality of circuits having different functions are combined like a system LSI can be manufactured with high accuracy.

本発明によれば、物体上の局所領域毎に最適な露光量で露光を行うことができる。従って、基板等の物体上に露光されるパターンの像の線幅均一性を向上できる。   According to the present invention, exposure can be performed with an optimum exposure amount for each local region on an object. Accordingly, it is possible to improve the line width uniformity of the pattern image exposed on the object such as the substrate.

本発明の第1の実施形態の投影露光装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the projection exposure apparatus of the 1st Embodiment of this invention. 第1の実施形態のレチクル上の露光量マップを示す図である。It is a figure which shows the exposure amount map on the reticle of 1st Embodiment. 図2の露光量マップに対応する図1のDMD128の反射面を示す図である。It is a figure which shows the reflective surface of DMD128 of FIG. 1 corresponding to the exposure amount map of FIG. (a)はウエハ上の露光領域の照度分布の一例を示す図、(b)は図4(a)の照度分布を補正するための補正露光量マップを示す図である。(A) is a figure which shows an example of the illumination intensity distribution of the exposure area | region on a wafer, (b) is a figure which shows the correction | amendment exposure amount map for correct | amending the illumination intensity distribution of Fig.4 (a). (a)はレジストプロセスに起因するウエハ上の補正すべき露光量分布を示す図、(b)は図5(a)に対応するレチクル上の補正露光量マップを示す図である。(A) is a figure which shows exposure amount distribution which should be corrected on the wafer resulting from a resist process, (b) is a figure which shows the correction | amendment exposure amount map on the reticle corresponding to Fig.5 (a). (a)は第1の実施形態の積算露光量の変化の一例を示す図、(b)は図6(a)に対応する単位時間当たりのエネルギーの変化を示す図である。(A) is a figure which shows an example of the change of the integrated exposure amount of 1st Embodiment, (b) is a figure which shows the change of the energy per unit time corresponding to Fig.6 (a). 本発明の第2の実施形態の投影露光装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the projection exposure apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 図7の反射ミラー11からレチクルRまでの光路を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the optical path from the reflective mirror 11 of FIG. 7 to the reticle R. 図7の反射ミラー11のミラー素子部D1,D2の構成を示す透視図である。It is a perspective view which shows the structure of the mirror element part D1, D2 of the reflective mirror 11 of FIG. 第2の実施形態のレチクルR上の露光量マップを示す図である。It is a figure which shows the exposure amount map on the reticle R of 2nd Embodiment. 図10のレチクルRと照明領域42Rとの相対的な位置の変化を示す平面図である。It is a top view which shows the change of the relative position of the reticle R of FIG. 10, and the illumination area | region 42R. 図11の時刻t1 における図7の反射ミラー11のミラー素子部D1の各ミラー素子のオン又はオフの状態を示す透視図である。FIG. 12 is a perspective view showing an ON or OFF state of each mirror element of the mirror element portion D1 of the reflection mirror 11 of FIG. 7 at time t 1 of FIG. 図11の時刻t2 における図7の反射ミラー11のミラー素子部D1の各ミラー素子のオン又はオフの状態を示す透視図である。It is a perspective view showing the on or off state of each mirror element of the mirror element D1 of the reflecting mirror 11 in FIG. 7 at time t 2 in FIG. 11. 適正露光量が次第に大きくなる場合の、図11の時刻t2 における図7の反射ミラー11のミラー素子部D1の各ミラー素子のオン又はオフの状態を示す透視図である。When proper exposure amount is gradually increased, is a perspective view showing the on or off state of each mirror element of the mirror element D1 of the reflecting mirror 11 in FIG. 7 at time t 2 in FIG. 11. (a)はレジストプロセスに起因するウエハ上の補正すべき露光量分布を示す図、(b)は図15(a)に対応するショット領域上の補正露光量マップを示す図である。(A) is a figure which shows the exposure amount distribution which should be correct | amended on the wafer resulting from a resist process, (b) is a figure which shows the correction | amendment exposure amount map on the shot area corresponding to Fig.15 (a). (a)は走査露光時のウエハ上の露光領域の照度分布の一例を示す図、(b)は図16(a)の照度分布で走査露光した後の非走査方向の積算露光量分布を示す図である。(A) is a figure which shows an example of the illumination intensity distribution of the exposure area | region on the wafer at the time of scanning exposure, (b) shows the integrated exposure amount distribution of the non-scanning direction after scanning exposure with the illumination intensity distribution of Fig.16 (a). FIG. (a)は走査露光時のウエハ上の露光領域の幅を制御した場合の照度分布の一例を示す図、(b)は図17(a)の照度分布で走査露光した後の非走査方向の積算露光量分布を示す図である。(A) is a figure which shows an example of the illumination intensity distribution at the time of controlling the width | variety of the exposure area | region on the wafer at the time of scanning exposure, (b) is a non-scanning direction after scanning exposure with the illumination intensity distribution of Fig.17 (a). It is a figure which shows integrated exposure amount distribution. 第2の実施形態の変形例の投影露光装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the projection exposure apparatus of the modification of 2nd Embodiment. 図18の反射ミラー11からレチクルRまでの光路を示す斜視図である。FIG. 19 is a perspective view showing an optical path from the reflecting mirror 11 to the reticle R in FIG. 18. (a)は図18の投影露光装置においてミラー素子部D3を全部オン状態にしたときの照明領域42Rの走査方向の照度分布を示す図、(b)は図18の投影露光装置においてミラー素子部D3を全部オフ状態にしたときの照明領域42Rの走査方向の照度分布を示す図である。18A is a diagram showing an illuminance distribution in the scanning direction of the illumination region 42R when all the mirror element portions D3 are turned on in the projection exposure apparatus of FIG. 18, and FIG. 18B is a mirror element portion in the projection exposure apparatus of FIG. It is a figure which shows the illumination intensity distribution of the scanning direction of the illumination area | region 42R when all D3 is made into an OFF state.

符号の説明Explanation of symbols

11…反射ミラー、D1,D2,D3…ミラー素子部、12…照明系、13…ビームスプリッタ、16…エキシマレーザ光源、33…DMD駆動装置、37…コンデンサーレンズ、PL…投影光学系、R…レチクル、W…ウエハ、SA…ショット領域、42R…照明領域、42W…露光領域、50…主制御装置、51…記憶装置、54W…レーザ干渉計、55…遮光体、101…水銀ランプ、126…ビームスプリッタ、127…コンデンサーレンズ、128…デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、129…遮光体、119…レチクル、120…投影光学系、121…ウエハ、125…主制御系、130…記憶装置、131…DMD駆動装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Reflection mirror, D1, D2, D3 ... Mirror element part, 12 ... Illumination system, 13 ... Beam splitter, 16 ... Excimer laser light source, 33 ... DMD drive device, 37 ... Condenser lens, PL ... Projection optical system, R ... Reticle, W ... wafer, SA ... shot area, 42R ... illumination area, 42W ... exposure area, 50 ... main control device, 51 ... storage device, 54W ... laser interferometer, 55 ... light shield, 101 ... mercury lamp, 126 ... Beam splitter, 127 ... condenser lens, 128 ... digital micromirror device (DMD), 129 ... light shield, 119 ... reticle, 120 ... projection optical system, 121 ... wafer, 125 ... main control system, 130 ... storage device, 131 ... DMD drive

[第1の実施形態]
以下、本発明の好ましい第1の実施形態につき図1〜図6を参照して説明する。本例は、一括露光型の露光装置としてのステッパよりなる投影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、本例の投影露光装置の概略構成を示し、この図1において、露光用の光源としては水銀ランプ101が使用されている。ただし、露光用の光源としては、KrF(波長248nm)若しくはArF(波長193nm)等のエキシマレーザ、F2 レーザ(波長157nm)、YAGレーザの高調波発生装置、又は固体レーザ(半導体レーザ等)の高調波発生装置等も使用することができる。水銀ランプ101からの露光ビームとしての照明光ILは、楕円鏡102によって集光された後、集光光学系103a及び所望の波長帯の光(例えばi線)を選択する光学フィルタ103bを含む集光フィルタ系103を経てシャッタ104に達する。シャッタ104は、タイマ制御系106からの指令に基づいてシャッタ制御機構105により開閉される。シャッタ104が開状態の場合、照明光ILはインプットレンズ107を介してほぼ平行光束となって、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)としてのフライアイレンズ108に入射する。
[First Embodiment]
A preferred first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In this example, the present invention is applied when exposure is performed by a projection exposure apparatus including a stepper as a batch exposure type exposure apparatus.
FIG. 1 shows a schematic configuration of the projection exposure apparatus of this example. In FIG. 1, a mercury lamp 101 is used as a light source for exposure. However, as an exposure light source, an excimer laser such as KrF (wavelength 248 nm) or ArF (wavelength 193 nm), an F 2 laser (wavelength 157 nm), a harmonic generator of a YAG laser, or a solid-state laser (semiconductor laser, etc.) A harmonic generator or the like can also be used. The illumination light IL as the exposure beam from the mercury lamp 101 is collected by the elliptical mirror 102, and then includes a collection optical system 103a and an optical filter 103b for selecting light (for example, i-line) in a desired wavelength band. The light reaches the shutter 104 through the optical filter system 103. The shutter 104 is opened and closed by a shutter control mechanism 105 based on a command from the timer control system 106. When the shutter 104 is in the open state, the illumination light IL becomes a substantially parallel light beam via the input lens 107 and enters the fly-eye lens 108 as an optical integrator (a homogenizer or a homogenizer).

フライアイレンズ108の射出面(照明光学系の瞳面)には多数の2次光源像が形成され、これらによりレチクル119を照明する照明光ILの照度分布が平坦化される。フライアイレンズ108を通過した照明光ILは、反射率が98%程度のビームスプリッタ109に入射する。ビームスプリッタ109で反射された照明光ILは、第1リレーレンズ113を経て、ブラインド駆動系115により開口の形状が制御された照明用ブラインド(可変視野絞り)114上で所定の可変の照明領域を照明する光束に制限される。装置全体の動作を制御する主制御系125が、ブラインド駆動系115を介して照明用ブラインド114の開口の形状、ひいてはレチクル119上の照明領域の形状を制御する。照明用ブラインド114を通過した照明光ILが、第2リレーレンズ116、ビームスプリッタ126、及びコンデンサーレンズ127を介して、反射素子アレイとしてのデジタルマイクロミラーデバイス(以下、DMDと言う。)128の反射面を均一な照度分布で照明する。後述のようにDMD128は反射面のチルト角が可変の微小な反射素子としての多数のミラー素子を備えており、DMD128の反射面は、マスクとしてのレチクル119のパターン面(パターン形成面)と共役な位置にある。主制御系125が、DMD駆動装置131(制御装置)を介してDMD128の個々のミラー素子の反射面のチルト角を互いに独立に制御する。   A large number of secondary light source images are formed on the exit surface of the fly-eye lens 108 (the pupil plane of the illumination optical system), and the illuminance distribution of the illumination light IL that illuminates the reticle 119 is thereby flattened. The illumination light IL that has passed through the fly-eye lens 108 is incident on a beam splitter 109 having a reflectance of about 98%. The illumination light IL reflected by the beam splitter 109 passes through the first relay lens 113 and passes through a predetermined variable illumination area on the illumination blind (variable field stop) 114 whose aperture shape is controlled by the blind drive system 115. Limited to luminous flux to illuminate. A main control system 125 that controls the operation of the entire apparatus controls the shape of the opening of the illumination blind 114 and the shape of the illumination area on the reticle 119 via the blind drive system 115. The illumination light IL that has passed through the illumination blind 114 is reflected by a digital micromirror device (hereinafter referred to as DMD) 128 as a reflective element array via the second relay lens 116, the beam splitter 126, and the condenser lens 127. Illuminate the surface with a uniform illumination distribution. As will be described later, the DMD 128 includes a large number of mirror elements as minute reflecting elements having a variable tilt angle of the reflecting surface. The reflecting surface of the DMD 128 is conjugate with the pattern surface (pattern forming surface) of the reticle 119 as a mask. In the right position. The main control system 125 controls the tilt angles of the reflecting surfaces of the individual mirror elements of the DMD 128 independently of each other via the DMD driving device 131 (control device).

DMD128からの反射光は、再びコンデンサーレンズ127及びビームスプリッタ126を経て絞り部材としての中央に円形の開口129aが形成された遮光体129に入射する。遮光体129の代わりに、光を吸収する吸収体を使用することもできる。DMD128の多数のミラー素子から所定の方向に反射された照明光ILが、遮光体129の開口129aを通過した後、コンデンサーレンズ118を介してレチクル119のパターン面の照明領域内のパターンを照明する。   The reflected light from the DMD 128 passes through the condenser lens 127 and the beam splitter 126 again, and enters the light blocking body 129 having a circular opening 129a formed at the center as a diaphragm member. Instead of the light shielding body 129, an absorber that absorbs light may be used. Illumination light IL reflected in a predetermined direction from a number of mirror elements of DMD 128 passes through opening 129a of light shield 129, and then illuminates the pattern in the illumination area of the pattern surface of reticle 119 via condenser lens 118. .

水銀ランプ101、楕円鏡102、及び集光フィルタ系103を含んで露光用の光源装置の少なくとも一部が構成され、シャッタ104、インプットレンズ107、フライアイレンズ108、ビームスプリッタ109、第1リレーレンズ113、照明用ブラインド(可変視野絞り)114、第2リレーレンズ116、ビームスプリッタ126、コンデンサーレンズ127、DMD128、遮光体129、及びコンデンサーレンズ118を含んで照明光学系の少なくとも一部が構成されている。   At least a part of a light source device for exposure is configured including a mercury lamp 101, an elliptical mirror 102, and a condensing filter system 103, and includes a shutter 104, an input lens 107, a fly-eye lens 108, a beam splitter 109, and a first relay lens. 113, an illumination blind (variable field stop) 114, a second relay lens 116, a beam splitter 126, a condenser lens 127, a DMD 128, a light shield 129, and a condenser lens 118 constitute at least a part of the illumination optical system. Yes.

照明光ILのもとで、レチクル119の照明領域内のパターンが両側(又は片側)テレセントリックな投影光学系120を介して投影倍率β(βは例えば1/4、1/5等の縮小倍率)で、基板としてのフォトレジスト(感光体又は感光材料)が塗布されたウエハ121の一つのショット領域上の露光領域に投影露光される。ウエハ121の表面は、それぞれレチクル119のパターンの像が転写される多数の矩形のショット領域(区画領域)に区画されている。レチクル119上の照明領域とウエハ121上の露光領域とは共役であり、ウエハ121上の露光領域は照明領域とみなすこともできる。ウエハ121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。   Under the illumination light IL, the pattern in the illumination area of the reticle 119 is projected on both sides (or one side) through the telecentric projection optical system 120 (β is a reduction magnification such as 1/4, 1/5, etc.). Then, projection exposure is performed on an exposure area on one shot area of the wafer 121 coated with a photoresist (photosensitive material or photosensitive material) as a substrate. The surface of the wafer 121 is partitioned into a number of rectangular shot regions (partition regions) onto which the pattern image of the reticle 119 is transferred. The illumination area on the reticle 119 and the exposure area on the wafer 121 are conjugate, and the exposure area on the wafer 121 can be regarded as an illumination area. The wafer 121 is a disk-shaped substrate having a diameter of about 200 to 300 mm, such as a semiconductor (silicon or the like) or SOI (silicon on insulator).

なお、本例ではDMD128の反射面とレチクル119のパターン面とが光学的に共役な位置に配置されているため、DMD128を構成する各ミラー素子による照明光ILの反射光の分布がほぼそのままレチクル119の照明領域(又はウエハ121上の露光領域)の照度分布に対応する。しかしながら、DMD128上の各ミラー素子の境界がレチクル119のパターン面に格子状に投影されて、照度分布が許容範囲から外れる恐れがある場合は、DMD128の反射面をレチクル119のパターン面と共役な位置から所定量だけ(ここでは、その照度分布がその許容範囲内に収まるまで)ずれた位置に配置してもよい。   In this example, since the reflection surface of DMD 128 and the pattern surface of reticle 119 are arranged at optically conjugate positions, the distribution of the reflected light of illumination light IL by each mirror element constituting DMD 128 is almost as it is. This corresponds to the illuminance distribution of the illumination area 119 (or the exposure area on the wafer 121). However, when the boundary of each mirror element on the DMD 128 is projected in a grid pattern on the pattern surface of the reticle 119 and the illuminance distribution may be out of the allowable range, the DMD 128 reflection surface is conjugate with the pattern surface of the reticle 119. You may arrange | position in the position which shifted | deviated only predetermined amount from the position (here the illumination intensity distribution is settled in the tolerance | permissible_range).

また、照明光学系において、ビームスプリッタ109を透過した照明光は、集光レンズ110を介して光電変換用の光センサであるインテグレータセンサ111に入射し、この出力信号が照度算出系112に供給される。インテグレータセンサ111は、例えばレチクル119のパターン面とほぼ共役な位置にある。例えばレチクル119に回路パターンが形成されていない場合(透過率が1)の、ウエハ121での単位時間当たりの露光エネルギーとインテグレータセンサ111上での照度との間の換算係数が予め照度算出系112に記憶されている。照度算出系112においてインテグレータセンサ111の出力信号にその換算係数を乗ずることにより、ウエハ121での単位時間当たりの露光エネルギー(照度)が求められる。求められた単位時間当たりの露光エネルギーは主制御系125(積算露光量を求める演算装置)に供給される。さらに、この露光時の単位時間当たりの露光エネルギーでウエハ121(フォトレジスト)上での適正露光量を除算して得られる露光時間をタイマ制御系106に入力する。これに応じてタイマ制御系106が、一例としてその露光時間だけシャッタ104を開状態にすることにより、ウエハ121上での露光量を制御できる。   In the illumination optical system, the illumination light that has passed through the beam splitter 109 is incident on an integrator sensor 111 that is an optical sensor for photoelectric conversion via a condenser lens 110, and this output signal is supplied to an illuminance calculation system 112. The For example, the integrator sensor 111 is located at a position substantially conjugate with the pattern surface of the reticle 119. For example, when the circuit pattern is not formed on the reticle 119 (transmittance is 1), the conversion coefficient between the exposure energy per unit time on the wafer 121 and the illuminance on the integrator sensor 111 is preliminarily calculated. Is remembered. In the illuminance calculation system 112, the exposure energy (illuminance) per unit time on the wafer 121 is obtained by multiplying the output signal of the integrator sensor 111 by the conversion coefficient. The obtained exposure energy per unit time is supplied to the main control system 125 (arithmetic unit for obtaining the integrated exposure amount). Further, the exposure time obtained by dividing the appropriate exposure amount on the wafer 121 (photoresist) by the exposure energy per unit time at the time of exposure is input to the timer control system 106. In response to this, the timer control system 106 can control the exposure amount on the wafer 121 by opening the shutter 104 for the exposure time as an example.

ただし、本例では後述のようにDMD128においても、各ミラー素子の反射角の制御によって各ミラー素子によって反射される照明光毎の露光時間(積算露光量)が制御できる。
また、レチクル119上にパターンの特性(パターン線幅、パターンの繰り返し周期(ピッチ)、パターン密度など)が異なる複数の部分領域(局所領域)PTi(i=1,2,…)が存在する場合には、レチクル119上の複数の部分領域PTi毎に積算露光量を制御する。このために、レチクル119上の部分領域PTi毎に、各部分領域PTiの特性に応じて決定された適正露光量Piが求められる。そして、ウエハ121上での単位時間当たりの露光エネルギーEで各部分領域PTi毎の適正露光量Piを除算すると、各部分領域PTi毎の露光時間ti(i=1,2,3…)が求められる。
However, in this example, as described later, also in the DMD 128, the exposure time (integrated exposure amount) for each illumination light reflected by each mirror element can be controlled by controlling the reflection angle of each mirror element.
In addition, a plurality of partial regions (local regions) PTi (i = 1, 2,...) Having different pattern characteristics (pattern line width, pattern repetition period (pitch), pattern density, etc.) exist on the reticle 119. In other words, the integrated exposure amount is controlled for each of the plurality of partial areas PTi on the reticle 119. Therefore, for each partial area PTi on the reticle 119, an appropriate exposure amount Pi determined in accordance with the characteristics of each partial area PTi is obtained. Then, by dividing the appropriate exposure amount Pi for each partial region PTi by the exposure energy E per unit time on the wafer 121, the exposure time ti (i = 1, 2, 3,...) For each partial region PTi is obtained. It is done.

すなわち、以下のような関係がある。
ti=Pi/E(i=1,2,…) …(1)
なお、ウエハ121上における単位時間当たりの露光エネルギーEは、投影光学系PLの像面側に到達する平均的な露光エネルギーをウエハ121の露光を開始する前に計測することによって決めることができる。また、本例においては、露光時間tiの中で最も長い時間timaxがタイマ制御系106に供給され、その最長露光時間timaxが経過したときにシャッタ104が閉じられる。
That is, there is the following relationship.
ti = Pi / E (i = 1, 2,...) (1)
The exposure energy E per unit time on the wafer 121 can be determined by measuring the average exposure energy reaching the image plane side of the projection optical system PL before starting the exposure of the wafer 121. Further, in this embodiment, the longest time ti max in exposure time ti is supplied to the timer control system 106, the shutter 104 is closed when the maximum exposure time ti max has elapsed.

また、本例においては、インテグレータセンサ111を介して計測される単位時間当たりの露光エネルギーΔEの積算値が適正露光量Piとなった時点でその部分領域PTiへの露光を停止する。すなわち、主制御系125は、インテグレータセンサ111を介して計測される単位時間当たりの露光エネルギーΔEの積算値に基づいてDMD128の各ミラー素子のチルト角を制御して、各部分領域PTiの積算露光量が適正露光量Piとなるように、各部分領域PTi毎に露光時間を制御する。これにより、レチクル119上のパターン特性に応じて積算露光量が最適化されて、ショット領域内におけるパターンの像の線幅均一性を向上させることができる。   In this example, the exposure to the partial region PTi is stopped when the integrated value of the exposure energy ΔE per unit time measured via the integrator sensor 111 reaches the appropriate exposure amount Pi. That is, the main control system 125 controls the tilt angle of each mirror element of the DMD 128 based on the integrated value of the exposure energy ΔE per unit time measured via the integrator sensor 111, and integrated exposure of each partial region PTi. The exposure time is controlled for each partial region PTi so that the amount becomes the appropriate exposure amount Pi. Thereby, the integrated exposure amount is optimized according to the pattern characteristics on the reticle 119, and the line width uniformity of the pattern image in the shot area can be improved.

このようにパターンの特性が異なる複数の部分領域PTiを持つレチクル119を介してウエハ121上のショット領域を露光する場合に、そのショット領域の露光中に、レチクル119上の部分領域PTiに対応する照明領域内の照度分布を制御(調整)することによって、その部分領域PTiに対応するショット領域内の局所領域毎に積算露光量を最適化することができる。   When the shot area on the wafer 121 is exposed through the reticle 119 having a plurality of partial areas PTi having different pattern characteristics as described above, it corresponds to the partial area PTi on the reticle 119 during the exposure of the shot area. By controlling (adjusting) the illuminance distribution in the illumination area, the integrated exposure amount can be optimized for each local area in the shot area corresponding to the partial area PTi.

なお、レチクル119上の部分領域PTi毎の適正露光量Piは露光量マップ情報として主制御系125に接続された記憶装置130に予め格納されている。露光量マップ情報は、例えばレチクル119上のパターンをテストウエハ上に転写し、そのテストウエハ上に形成されたパターン像の線幅などを計測し、その計測結果に基づいて作成されるもので、ショット領域内において各パターンが所望の線幅となるように求められたデータである(第1工程)。   The appropriate exposure amount Pi for each partial region PTi on the reticle 119 is stored in advance in the storage device 130 connected to the main control system 125 as exposure amount map information. The exposure map information is created based on the measurement result by, for example, transferring the pattern on the reticle 119 onto the test wafer, measuring the line width of the pattern image formed on the test wafer, and the like. This is data obtained so that each pattern has a desired line width in the shot area (first step).

また、その記憶装置130には、後述のように、照明光学系による照明光ILの照度むら、及びウエハ121上のフォトレジストの塗布厚のむら、現像むらに起因して生じる現像後のパターンの線幅の変化を補正するために、積算露光量に加算(値が負の場合には減算)される補正露光量を含む補正マップも格納されている。その補正マップは、一例としてウエハ121上の各ショット領域毎に設定されるものであるが、各ショット領域をさらに分割した部分領域毎に設定してもよい。露光時に主制御系125は、記憶装置130に記憶されているその露光量マップ及び補正マップに基づいてウエハ121上の各ショット領域の積算露光量を所望の分布にするために、照明光ILの照射を制御する。一例として、上述の露光量マップで定まる適正露光量にその補正マップで定まる露光量を加算して得られる積算露光量の分布となるように、各ショット領域の露光中に、各部分領域に対する照明光ILの照度分布が制御される(第2工程)。この場合の照度分布の制御は、そのレチクル119上の照明領域内の照度分布の制御、及びウエハ121上のショット領域内の照度分布の制御のうちの少なくとも一方の意味を含むものである。   Further, in the storage device 130, as will be described later, a pattern line after development caused by uneven illumination intensity of the illumination light IL by the illumination optical system, uneven coating thickness of the photoresist on the wafer 121, and uneven development. A correction map including a corrected exposure amount that is added (subtracted when the value is negative) to the integrated exposure amount to correct a change in width is also stored. The correction map is set for each shot area on the wafer 121 as an example, but may be set for each partial area obtained by further dividing each shot area. At the time of exposure, the main control system 125 uses the illumination light IL in order to obtain a desired distribution of the integrated exposure amount of each shot area on the wafer 121 based on the exposure amount map and the correction map stored in the storage device 130. Control irradiation. As an example, during the exposure of each shot area, illumination for each partial area so that the distribution of the integrated exposure amount obtained by adding the exposure amount determined by the correction map to the appropriate exposure amount determined by the exposure amount map described above. The illuminance distribution of the light IL is controlled (second step). The control of the illuminance distribution in this case includes at least one of the control of the illuminance distribution in the illumination area on the reticle 119 and the control of the illuminance distribution in the shot area on the wafer 121.

以下、投影光学系120の光軸AXに平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内で図1の紙面に垂直な方向にX軸を取り、図1の紙面に平行な方向にY軸を取って説明する。このとき、レチクル119は、レチクルステージ132上に吸着保持され、レチクルステージ132は、レチクルベース(不図示)上のXY平面内でレチクル119の位置決めを行う。レチクルステージ132のXY平面内での位置を計測するためのレーザ干渉計システム(不図示)も備えられている。   Hereinafter, the Z-axis is taken in parallel to the optical axis AX of the projection optical system 120, the X-axis is taken in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 within a plane perpendicular to the Z-axis, and the Y-axis is taken in a direction parallel to the paper surface of FIG. Take the axis and explain. At this time, the reticle 119 is sucked and held on the reticle stage 132, and the reticle stage 132 positions the reticle 119 in an XY plane on a reticle base (not shown). A laser interferometer system (not shown) for measuring the position of the reticle stage 132 in the XY plane is also provided.

一方、ウエハ121は、不図示のウエハホルダを介してウエハステージ133上に吸着保持され、ウエハステージ133は、ウエハベース134上のXY平面内でX方向及びY方向にステップ移動してウエハ121の位置決めを行う。ウエハステージ133のXY平面内での位置を計測するためのレーザ干渉計システム(不図示)も備えられている。主制御系125は、それらのレーザ干渉計システムの計測値に基づいてレチクルステージ132の位置決め及びウエハステージ133のステップ移動を行う。また、レチクル119のアライメントを行うためのレチクルアライメント顕微鏡(不図示)及びウエハ121のアライメントを行うためのアライメントセンサ(不図示)も備えられている。   On the other hand, the wafer 121 is sucked and held on the wafer stage 133 via a wafer holder (not shown), and the wafer stage 133 moves stepwise in the X and Y directions on the XY plane on the wafer base 134 to position the wafer 121. I do. A laser interferometer system (not shown) for measuring the position of the wafer stage 133 in the XY plane is also provided. The main control system 125 performs positioning of the reticle stage 132 and step movement of the wafer stage 133 based on the measurement values of these laser interferometer systems. A reticle alignment microscope (not shown) for aligning the reticle 119 and an alignment sensor (not shown) for aligning the wafer 121 are also provided.

ウエハ121の露光時には、照明光ILをレチクル119に照射して、レチクル119のパターンを投影光学系120を介してウエハ121上の一つのショット領域上に転写する動作と、ウエハステージ133を駆動してウエハ121をX方向、Y方向にステップ移動して、ウエハ121上の次のショット領域を投影光学系120の露光領域に移動する動作とが繰り返される。   During exposure of the wafer 121, the illumination light IL is irradiated onto the reticle 119, the pattern of the reticle 119 is transferred to one shot area on the wafer 121 via the projection optical system 120, and the wafer stage 133 is driven. The operation of moving the wafer 121 stepwise in the X and Y directions and moving the next shot area on the wafer 121 to the exposure area of the projection optical system 120 is repeated.

さて、レチクル119の照明領域内のパターンの像でウエハ121上の各ショット領域を露光する際に、その照明領域内の複数の部分領域でパターン特性が異なる場合でも、本例によれば、その複数の部分領域に対する照明光ILの露光時間を制御することによって、その各ショット領域内での積算露光量を所望の分布にすることができる。先ず、その露光量制御で使用する反射素子アレイとしてのDMD128(デジタルマイクロミラーデバイス)の構成につき説明する。   Now, when each shot area on the wafer 121 is exposed with an image of a pattern in the illumination area of the reticle 119, even if the pattern characteristics are different in a plurality of partial areas in the illumination area, By controlling the exposure time of the illumination light IL for a plurality of partial areas, the integrated exposure amount in each shot area can be set to a desired distribution. First, the configuration of DMD128 (digital micromirror device) as a reflective element array used for the exposure amount control will be described.

DMD128は、一例としてシリコン基板の下面にX方向及びY方向に所定ピッチで、互いに独立に電気的に反射面のチルト角が制御可能な微小なミラー素子(反射素子)を数十万〜数百万個程度敷き詰めて構成されている。この場合、レチクル119上の照明領域内をX方向、Y方向に多数の微小部分に分け、それぞれの微小部分にDMD128の対応するミラー素子からの照明光が照射されるように、そのミラー素子はマトリックス状に配置されている。   As an example, the DMD 128 has hundreds of thousands to hundreds of minute mirror elements (reflective elements) that can electrically control the tilt angle of the reflecting surface independently of each other at a predetermined pitch in the X and Y directions on the lower surface of the silicon substrate. About 10,000 pieces are laid down. In this case, the mirror element is divided so that the illumination area on the reticle 119 is divided into a number of minute portions in the X and Y directions, and the illumination light from the corresponding mirror element of the DMD 128 is irradiated to each minute portion. Arranged in a matrix.

DMD128としては、現在、プロジェクタ等に広く用いられているデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を使用することができる。DMDをプロジェクタに使用する際、各ミラー素子はそれぞれ約±12°チルト角が変化する。この際に一例として、+12°及び−12°のチルト角がそれぞれオン状態及びオフ状態に対応しているとともに、各ミラー素子のオン・オフは、デジタル制御によって1秒間に数千回のサイクルで切り替え可能である。各ミラー素子に光源からの光が照射されると、例えば−12°(オフ状態)のミラー素子に反射された光は別配置された光吸収板に吸収され、+12°(オン状態)のミラー素子に反射された光は投影用レンズを通してスクリーンに照射される。そして、DMD上の多数のミラー素子のオン・オフの回数を制御することによって投影像の濃度が表現されるようになっている。   As the DMD 128, a digital micromirror device (DMD) that is currently widely used in projectors and the like can be used. When the DMD is used for a projector, each mirror element changes its tilt angle by about ± 12 °. In this case, as an example, the tilt angles of + 12 ° and −12 ° correspond to the on state and the off state, respectively, and each mirror element is turned on and off in a cycle of several thousand times per second by digital control. Switching is possible. When each mirror element is irradiated with light from the light source, for example, the light reflected by the mirror element at −12 ° (off state) is absorbed by the light absorbing plate arranged separately, and the mirror at + 12 ° (on state) The light reflected by the element is irradiated on the screen through the projection lens. The density of the projected image is expressed by controlling the number of on / off operations of a large number of mirror elements on the DMD.

本例は、そのDMDを用いて、そのスクリーンの代わりにレチクル119を照射するようにしたものである。現在、一般的に入手可能なDMDは720×1280個のミラー素子が配置されているため、ウエハ上のショット領域の大きさ(ショットサイズ)を20×35mm2 とするならば、各ミラー素子からの照明光は28μm角の領域を照射することに相当する。また、本例で使用されるDMD128は、図1に示すように、全体としての反射面がほぼ投影光学系120の光軸AXに垂直であるため、各ミラー素子の個々の反射面はオン状態で光軸AXに垂直な面と平行な0°、オフ状態で光軸AXに垂直な面に対して12°あるいは−12°の一方にチルトするものが望ましい。このとき、図1において、DMD128内のオン状態のミラー素子で反射された照明光ILは、第1方向に反射され、遮光体129の開口129aを通過してレチクル119の照明領域内の対応する部分を照明する。一方、DMD128内のオフ状態のミラー素子で反射された照明光ILは、第2方向に反射され、遮光体129で遮光されてレチクル119には照射されない。主制御系125からDMD駆動装置131に切替指令が供給されると、DMD駆動装置131は、DMD128内の各ミラー素子のオンとオフとを切り替える。In this example, the DMD is used to irradiate a reticle 119 instead of the screen. At present, a DMD that is generally available has 720 × 1280 mirror elements. Therefore, if the size of the shot area on the wafer (shot size) is 20 × 35 mm 2 , each mirror element Is equivalent to irradiating an area of 28 μm square. In addition, as shown in FIG. 1, the DMD 128 used in this example has an overall reflecting surface that is substantially perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system 120, so that each reflecting surface of each mirror element is in an ON state. Therefore, it is desirable to tilt at 0 ° parallel to the plane perpendicular to the optical axis AX and at 12 ° or −12 ° with respect to the plane perpendicular to the optical axis AX in the off state. At this time, in FIG. 1, the illumination light IL reflected by the on-state mirror element in the DMD 128 is reflected in the first direction, passes through the opening 129a of the light shield 129, and corresponds to the illumination area of the reticle 119. Illuminate the part. On the other hand, the illumination light IL reflected by the off-state mirror element in the DMD 128 is reflected in the second direction, is shielded by the light shield 129, and is not irradiated to the reticle 119. When a switching command is supplied from the main control system 125 to the DMD driving device 131, the DMD driving device 131 switches each mirror element in the DMD 128 on and off.

次に、本例の露光量制御動作について具体的に説明する。図2の露光量マップに示すように、レチクル119のパターン領域PAには数種類(図2では3種類)の異なる機能でパターン特性も異なる回路が部分領域PT1,PT2,PT3に分けて形成されており、それぞれの部分領域に対する適正露光量がDose1、Dose2、Dose3に設定されているものとする。その適正露光量は、上述の各部分領域PTiの適正露光量Piに対応するものである。そして、その適正露光量を得るための部分領域PT1〜PT3に対する露光時間は、単位時間当たりの露光エネルギーEで適正露光量Dose1〜Dose3をそれぞれ除算することによって得られる。ここで、適正露光量の大きさは次の関係にあると仮定する。   Next, the exposure amount control operation of this example will be specifically described. As shown in the exposure amount map of FIG. 2, the pattern area PA of the reticle 119 is formed with several types (three types in FIG. 2) of circuits having different functions and different pattern characteristics, divided into partial areas PT1, PT2, and PT3. It is assumed that the appropriate exposure amount for each partial area is set to Dose1, Dose2, and Dose3. The appropriate exposure amount corresponds to the appropriate exposure amount Pi of each partial region PTi described above. The exposure times for the partial regions PT1 to PT3 for obtaining the appropriate exposure amounts are obtained by dividing the appropriate exposure amounts Dose1 to Dose3 by the exposure energy E per unit time, respectively. Here, it is assumed that the appropriate exposure amount has the following relationship.

Dose1<Dose2<Dose3 …(2)
このとき、図1のレチクル119を介してウエハ121を露光する際の露光時間の上限を決定するための適正露光量としては、最も大きなDose3が用いられる。すなわち、Dose3に対応する露光時間t3が予め主制御系125からタイマ制御系106に供給され、各ショット領域の露光開始からの経過時間がt3に達した時点でシャッタ104が閉じられる。
Dose1 <Dose2 <Dose3 (2)
At this time, the largest dose 3 is used as the appropriate exposure amount for determining the upper limit of the exposure time when the wafer 121 is exposed through the reticle 119 of FIG. That is, the exposure time t3 corresponding to Dose3 is supplied from the main control system 125 to the timer control system 106 in advance, and the shutter 104 is closed when the elapsed time from the start of exposure of each shot area reaches t3.

また、図3は、図2のレチクル119の部分領域PT1〜PT3に対応するDMD128上の部分領域MD1,MD2,MD3を示している。なお、図1のコンデンサーレンズ127及び118よりなる結像光学系によって、図3の配置は図2の配置に対して反転している。なお、本例の説明では簡略化のために、3つの部分領域に分けて説明するが、これに限定されるものでは無く、原理的にはDMD128を構成するミラー素子の個数を上限として照明領域を分割することが可能である。   FIG. 3 shows partial regions MD1, MD2, and MD3 on the DMD 128 corresponding to the partial regions PT1 to PT3 of the reticle 119 of FIG. Note that the arrangement shown in FIG. 3 is reversed from the arrangement shown in FIG. 2 by the imaging optical system including the condenser lenses 127 and 118 shown in FIG. In the description of this example, for the sake of simplification, the description will be divided into three partial areas. However, the present invention is not limited to this. In principle, the illumination area is limited to the number of mirror elements constituting the DMD 128. Can be divided.

次に、図1のDMD128の動作について説明する。露光に先立ち、DMD128の全ミラー素子はオン状態(チルト無し)であり、その反射光はレチクル119の全てのパターン領域(照明領域に一致しているとする)を照射可能な状態になっている。仮に、ウエハ121上で全く露光したくない領域は、一般にはレチクル119上の遮光パターンに対応しているので、適正露光量が0の領域は考える必要は無い。しかしながら、一度露光したウエハ上のショット領域に補正露光を施すような場合は、適正露光量を0と設定する領域が有り得る。このような場合は、その領域に対応するミラー素子を初めからオフ状態(チルト有り)にすることも可能である。また、ショット領域内の一部の領域を他の領域と異なる露光条件(露光光の偏光特性、照明NA等)で露光を行いたい場合には、その一部の領域に対応するミラー素子をはじめからオフ状態(チルト有り)で露光を行った後に、露光条件を変えてその一部の領域に対応するミラー素子のみをオン状態(チルト無し)にして露光を行っても良い。   Next, the operation of the DMD 128 in FIG. 1 will be described. Prior to exposure, all mirror elements of the DMD 128 are in an on state (no tilt), and the reflected light can irradiate all pattern areas (assuming that they match the illumination area) of the reticle 119. . Temporarily, an area on the wafer 121 that is not desired to be exposed generally corresponds to a light-shielding pattern on the reticle 119. Therefore, it is not necessary to consider an area where the appropriate exposure amount is zero. However, when the correction exposure is performed on the shot area on the wafer once exposed, there may be an area where the appropriate exposure amount is set to zero. In such a case, the mirror element corresponding to the region can be turned off (with tilt) from the beginning. In addition, when it is desired to expose a part of the shot area under different exposure conditions (polarization characteristics of exposure light, illumination NA, etc.) from the other areas, a mirror element corresponding to the part of the area is used. After exposure in an off state (with tilt), exposure may be performed with only the mirror elements corresponding to a part of the region turned on (no tilt) by changing the exposure conditions.

シャッタ104が開かれ露光が開始されると、照度算出系112によって主制御系125に送出された単位時間当たりの露光エネルギーΔEの値を主制御系125は積算し、レチクル119を介してウエハ121に照射された積算露光量をリアルタイムで計測する。まず、積算露光量が最も小さな最適露光量Dose1に達したとき、図3のDMD128の対応する部分領域MD1内の全てのミラー素子をオフ状態とする。このとき、オフ状態のミラー素子からの反射光はミラー面が傾斜しているため、図1のコンデンサーレンズ118には導かれず遮光体129上に導かれる。このため図2のレチクル119のパターン領域PAの部分領域PT1は照明されなくなって、この部分に対応するウエハ121上のショット領域内の局所領域はこれ以降照明光ILが照射されない。すなわち、部分領域PT1は適正露光量Dose1に制御される。引き続き、積算露光量が適正露光量Dose2に達したとき、DMD128の部分領域MD2内の全てのミラー素子がオフ状態となり、レチクル119の部分領域PT2に対応するウエハ121上のショット領域内の局所領域はこれ以降照明光ILが照射されない。すなわち、部分領域PT2は適正露光量Dose2に制御される。また、積算露光量が適正露光量Dose3に達したときには、シャッタ104が閉じられるため、レチクル119の部分領域PT3に対応するウエハ121上のショット領域内の局所領域は、それ以降照明光ILが照射されなくなり、部分領域PT3は適正露光量Dose3に制御される。この結果、ウエハ121上のショット領域では全面が適正露光量で露光される。このとき、DMD128の部分領域MD3内の全てのミラー素子を単位時間当たりの露光エネルギーΔEの積算値に基づいてオフ状態として、レチクル119の部分領域PT3に対応するウエハ121上のショット領域内の局所領域に照明光ILが照射されないようにしても、なんら差し支えない。   When the shutter 104 is opened and exposure is started, the main control system 125 integrates the value of the exposure energy ΔE per unit time sent to the main control system 125 by the illuminance calculation system 112, and the wafer 121 is passed through the reticle 119. The integrated exposure amount irradiated to the is measured in real time. First, when the integrated exposure amount reaches the smallest optimum exposure amount Dose1, all the mirror elements in the corresponding partial area MD1 of the DMD 128 in FIG. 3 are turned off. At this time, since the mirror surface is inclined, the reflected light from the mirror element in the off state is not guided to the condenser lens 118 of FIG. Therefore, the partial area PT1 of the pattern area PA of the reticle 119 in FIG. 2 is not illuminated, and the local area in the shot area on the wafer 121 corresponding to this part is not irradiated with the illumination light IL thereafter. That is, the partial region PT1 is controlled to the appropriate exposure amount Dose1. Subsequently, when the integrated exposure amount reaches the appropriate exposure amount Dose2, all mirror elements in the partial region MD2 of the DMD 128 are turned off, and the local region in the shot region on the wafer 121 corresponding to the partial region PT2 of the reticle 119 Thereafter, the illumination light IL is not irradiated. That is, the partial region PT2 is controlled to the appropriate exposure amount Dose2. When the integrated exposure amount reaches the appropriate exposure amount Dose3, since the shutter 104 is closed, the local region in the shot region on the wafer 121 corresponding to the partial region PT3 of the reticle 119 is irradiated with the illumination light IL thereafter. The partial area PT3 is controlled to the appropriate exposure amount Dose3. As a result, the entire surface of the shot area on the wafer 121 is exposed with an appropriate exposure amount. At this time, all mirror elements in the partial area MD3 of the DMD 128 are turned off based on the integrated value of the exposure energy ΔE per unit time, and the local area in the shot area on the wafer 121 corresponding to the partial area PT3 of the reticle 119 is set. Even if the region is not irradiated with the illumination light IL, there is no problem.

このようにして、本実施形態によれば、例えばシステムLSI用のように、局所的に異なるパターン特性を有するレチクル119のパターンをウエハ121上に露光する際に、各局所領域毎に最適な積算露光量で露光が行われるように、DMD128を用いて各局所領域毎に照明光ILの露光時間を制御している。従って、ウエハ121上のショット領域の全域に対して最適な積算露光量でパターン像の転写を行うことができ、パターン像の線幅均一性が向上する。   As described above, according to the present embodiment, when the pattern of the reticle 119 having locally different pattern characteristics is exposed on the wafer 121 as in, for example, a system LSI, the optimum integration is performed for each local region. The exposure time of the illumination light IL is controlled for each local region using the DMD 128 so that the exposure is performed with the exposure amount. Therefore, the pattern image can be transferred with the optimum integrated exposure amount over the entire shot area on the wafer 121, and the line width uniformity of the pattern image is improved.

なお、予め設定された最適な露光量の設定値には、前述のようなパターン特性に応じて設定される成分だけでなく、照明光学系による照明光ILの照度均一性を補正するための成分やレジストプロセスに起因する成分(補正マップ)を重畳させてもよい。すなわち、照明光ILはウエハ上の露光領域の全域に渡って照度が均一であることが望まれるが、必ずしも均一な照度分布で無い場合がある。   Note that not only the components set in accordance with the pattern characteristics as described above, but also components for correcting the illuminance uniformity of the illumination light IL by the illumination optical system are included in the optimal exposure amount setting value set in advance. Alternatively, a component (correction map) resulting from the resist process may be superimposed. That is, the illumination light IL is desired to have a uniform illuminance over the entire exposure area on the wafer, but it may not always have a uniform illuminance distribution.

例えば、図4(a)はウエハ上の露光領域135の照度分布の一例を示したもので、図4(a)において、露光領域135の周辺領域が他に比べて照度が低いものとする。これを補正するために、図4(b)に示すように、レチクルの照明領域135Mにおいて、周辺領域の露光量を他の領域に比べて多めに設定する補正マップを設定する。すなわち、図4(b)の補正マップは、図4(a)の照度分布に加算した場合に、露光領域135の全面で照度が均一となる照度(単位時間当たりの露光量)の補正値のマップである。その補正値に対応して図1のDMD128の各ミラー素子による各部分領域への露光時間を加減することで、ウエハ上の露光領域135内の各部分領域毎により適正な積算露光量分布で露光を行うことができる。   For example, FIG. 4A shows an example of the illuminance distribution of the exposure region 135 on the wafer. In FIG. 4A, the peripheral region of the exposure region 135 has a lower illuminance than others. In order to correct this, as shown in FIG. 4B, a correction map is set in the illumination area 135M of the reticle to set a larger exposure amount in the peripheral area than in the other areas. That is, the correction map of FIG. 4B is a correction value of the illuminance (exposure amount per unit time) that makes the illuminance uniform over the entire exposure area 135 when added to the illuminance distribution of FIG. It is a map. By adjusting the exposure time for each partial area by each mirror element of DMD 128 in FIG. 1 corresponding to the correction value, exposure is performed with a more appropriate integrated exposure amount distribution for each partial area in exposure area 135 on the wafer. It can be performed.

一方、レジストプロセスに起因する補正成分は、図5(a)のようにウエハ121の中心からの同心円状に分布することが一般的である。図5(a)では色の濃い部分はより多めの露光をする必要があることを示すものとする。例えば、ウエハ121中のショット領域Fに着目したレチクル上での補正マップが図5(b)であり、図5(b)に示すような補正マップがウエハ121中のショット領域毎に設定される。今仮に、図2に示すレチクルパターンの露光を行うとき、図2の露光量マップに図4(b)、及び図5(b)の補正マップで定まる補正露光量を加えて得られる露光量マップに基づいて、DMD128を制御して上記の実施形態と同様に露光を行うようにすればよい。
なお、レジストプロセスに起因する補正すべき露光量成分がウエハ121の中心に対して楕円状に分布する場合にも、同様に補正マップを定めることができることは言うまでもない。
On the other hand, correction components resulting from the resist process are generally distributed concentrically from the center of the wafer 121 as shown in FIG. In FIG. 5A, a darker portion indicates that more exposure is required. For example, a correction map on the reticle focusing on the shot area F in the wafer 121 is shown in FIG. 5B, and a correction map as shown in FIG. 5B is set for each shot area in the wafer 121. . If the reticle pattern shown in FIG. 2 is exposed, an exposure map obtained by adding the correction exposure determined by the correction maps of FIGS. 4B and 5B to the exposure map of FIG. Based on the above, the DMD 128 may be controlled to perform exposure in the same manner as in the above embodiment.
Needless to say, the correction map can be determined in the same manner even when the exposure amount component to be corrected due to the resist process is distributed in an elliptical shape with respect to the center of the wafer 121.

このように、ショット領域毎に最適露光量のマップを形成して露光を行う訳であるが、最適露光量の設定は最大露光量を100%とするならば、約70%〜100%の範囲になることが予想される。このような場合には、露光を最短時間で行うとともに、それぞれの最適露光量で高精度に露光するために、DMD128に照射される光量を1ショットの露光時間内において調整しても良い。すなわち、図6(a)のように、ウエハに対する積算露光量ΣEが最適露光量の最小値Dose1(図6(a)では最大値の70%)に達するまでは、図6(b)に示すように照度(単位面積、単位時間当たりのエネルギー)IUを大きくして短い時間で70%に達するようにする。なお、図6(a)及び(b)の横軸は、露光開始からの時間tsである。このためには、図1の水銀ランプ101の出力を大きくするか、又は例えば水銀ランプ101とフライアイレンズ108との間に配置された光量調整機構(不図示)での減光量を少なくすればよい。そして、図6(a)の最適露光量が最大値の70%〜100%の間では、図6(b)に示すように照度IUを小さくして、それぞれのミラー素子のオン・オフの切り替え時刻を精度よく制御できるようにすれば良い。   In this way, exposure is performed by forming a map of the optimum exposure amount for each shot area, but the optimum exposure amount is set in a range of about 70% to 100% if the maximum exposure amount is 100%. It is expected to become. In such a case, exposure may be performed in the shortest time, and the amount of light applied to the DMD 128 may be adjusted within the exposure time of one shot in order to perform exposure with each optimum exposure amount with high accuracy. That is, as shown in FIG. 6A, until the integrated exposure amount ΣE for the wafer reaches the minimum value Dose1 (70% of the maximum value in FIG. 6A) of the optimum exposure amount, it is shown in FIG. Thus, the illuminance (unit area, energy per unit time) IU is increased to reach 70% in a short time. 6A and 6B is the time ts from the start of exposure. For this purpose, the output of the mercury lamp 101 in FIG. 1 is increased, or the amount of light reduction by a light amount adjustment mechanism (not shown) disposed between the mercury lamp 101 and the fly-eye lens 108 is reduced, for example. Good. When the optimum exposure amount in FIG. 6 (a) is between 70% and 100% of the maximum value, the illuminance IU is reduced as shown in FIG. 6 (b), and each mirror element is turned on / off. What is necessary is just to be able to control time accurately.

なお、本例においては、主制御系125は、照度算出系112から供給される単位時間当たりの露光エネルギーΔEの積算値に基づいて、DMD駆動装置131を介して各ミラー素子のオン状態からオフ状態への切替タイミングを制御しているが、照度算出系112からの出力を使わずに、上記(1)式に基づいて、レチクル119上の部分領域PT1,PT2,PT3に対応するショット領域内の各局所領域毎の露光時間t1,t2,t3を求めておき、露光開始時点からの経過時間が順次露光時間t1,t2,t3に達した時点で部分領域MD1,MD2,MD3内のミラー素子を順次オン状態からオフ状態に切替えるようにしてもよい。   In this example, the main control system 125 turns off each mirror element from the on state via the DMD driving device 131 based on the integrated value of the exposure energy ΔE per unit time supplied from the illuminance calculation system 112. Although the timing for switching to the state is controlled, the output from the illuminance calculation system 112 is not used, but within the shot area corresponding to the partial areas PT1, PT2, PT3 on the reticle 119 based on the above equation (1). The exposure times t1, t2, and t3 for each local region are obtained, and the mirror elements in the partial regions MD1, MD2, and MD3 when the elapsed time from the exposure start time reaches the exposure times t1, t2, and t3 in sequence. May be sequentially switched from the on state to the off state.

なお、光源がエキシマレーザのようなパルス光源の場合には、上記説明の単位時間当たりのエネルギー(例えば図6(b)の照度IU)をパルス当たりのエネルギーに読み替えることで同様な効果が得られる。
なお、パルス光源から発射される各パルスのエネルギーがほぼ一定の場合には、図2のレチクル119の部分領域PT1,PT2,PT3に対応するショット領域内の各局所領域毎に目標照射パルス数N1,N2,N3を決定しておき、露光開始時点からの照射パルス数のカウント値が順次目標照射パルス数N1,N2,N3に達した時点で図3の部分領域MD1,MD2,MD3内のミラー素子を順次オン状態からオフ状態に切り替えるようにしてもよい。
In the case where the light source is a pulse light source such as an excimer laser, the same effect can be obtained by replacing the energy per unit time described above (for example, the illuminance IU in FIG. 6B) with the energy per pulse. .
When the energy of each pulse emitted from the pulsed light source is substantially constant, the target irradiation pulse number N1 for each local region in the shot region corresponding to the partial regions PT1, PT2, PT3 of the reticle 119 in FIG. , N2, N3 are determined, and the mirrors in the partial areas MD1, MD2, MD3 in FIG. 3 are reached when the count value of the number of irradiation pulses from the exposure start point reaches the target irradiation pulse numbers N1, N2, N3 sequentially. The elements may be sequentially switched from the on state to the off state.

また、本例では、上述のように1ショットの露光中にDMD128の各ミラー素子のオン・オフを切り替えるものと説明したが、1ショットの露光中に各ミラー素子のオン・オフを交互に高速で繰り返し、オンである回数を調整するいわゆるデューティ制御を行っても良い。また、X線源を光源とする露光装置においても本例の露光量制御は有効である。
なお、本例においては、照明用ブラインド114を用いてレチクル119上における照明領域の形状、大きさを規定しているが、レチクル119上での照明領域の形状や大きさもDMD128を使って規定してもよい。
また、本例においては、照明光ILの照度むら、レジストの塗布むら、現像むら等に起因するパターン線幅の変化を補正するために、補正マップを作成するようにしているが、これらの影響が少ない場合には補正マップを作成しなくてもよい。また、補正マップを作成せずに、パターンの特性、照明光ILの照度むら、レジストの塗布むら、現像むら等を考慮した露光量マップだけを作成するようにしてもよい。
Also, in this example, it has been described that each mirror element of the DMD 128 is switched on / off during one shot exposure as described above. However, each mirror element is alternately turned on / off at high speed during one shot exposure. In so doing, so-called duty control for adjusting the number of times of ON may be performed. The exposure amount control of this example is also effective in an exposure apparatus that uses an X-ray source as a light source.
In this example, the illumination blind 114 is used to define the shape and size of the illumination area on the reticle 119. However, the shape and size of the illumination area on the reticle 119 are also defined using the DMD 128. May be.
Further, in this example, a correction map is created in order to correct a change in pattern line width caused by unevenness of illumination light IL, unevenness of application of resist, unevenness of development, and the like. When there are few, it is not necessary to create a correction map. Further, without creating a correction map, only an exposure amount map that takes into account pattern characteristics, unevenness of illumination light IL, uneven application of resist, unevenness of development, and the like may be generated.

[第2の実施形態]
次に本発明の第2の実施形態につき図7〜図20を参照して説明する。本例は、スキャニング・ステッパ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7は、本例の走査型露光装置10の概略構成を示し、この図7において、この走査型露光装置10は、露光用光源にパルス光源としてのエキシマレーザ光源16を用いたステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置である。走査型露光装置10は、エキシマレーザ光源16を含む照明系12、この照明系12からの照明光ILにより照明されるレチクルRを保持するレチクルステージRST、レチクルRから射出された照明光ILをウエハW上に投射する投影光学系PL、ウエハWを保持するZチルトステージ58が搭載されたXYステージ14、及びこれらの制御系等を備えている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this example, the present invention is applied to the case where exposure is performed by a scanning exposure type projection exposure apparatus (scanning type exposure apparatus) comprising a scanning stepper.
FIG. 7 shows a schematic configuration of the scanning exposure apparatus 10 of this example. In FIG. 7, this scanning exposure apparatus 10 uses an excimer laser light source 16 as a pulsed light source as an exposure light source. This is a scanning projection exposure apparatus. The scanning exposure apparatus 10 includes an illumination system 12 including an excimer laser light source 16, a reticle stage RST that holds a reticle R illuminated by illumination light IL from the illumination system 12, and illumination light IL emitted from the reticle R as a wafer. A projection optical system PL that projects onto W, an XY stage 14 on which a Z tilt stage 58 that holds the wafer W is mounted, a control system thereof, and the like are provided.

そして、照明系12は、エキシマレーザ光源16、ビーム整形光学系18、エネルギー粗調器20、フライアイレンズ22、照明系開口絞り板24、ビームスプリッタ26、第1リレーレンズ28、レチクルブラインド30、第2リレーレンズ29、ビームスプリッタ13、コンデンサーレンズ37、デジタルマイクロミラーデバイスを備えた反射ミラー11、絞り部材としての遮光体55、及びコンデンサーレンズ32を有する。   The illumination system 12 includes an excimer laser light source 16, a beam shaping optical system 18, an energy coarse adjuster 20, a fly-eye lens 22, an illumination system aperture stop plate 24, a beam splitter 26, a first relay lens 28, a reticle blind 30, The second relay lens 29, the beam splitter 13, the condenser lens 37, the reflection mirror 11 provided with a digital micromirror device, the light shielding body 55 as a diaphragm member, and the condenser lens 32 are included.

この照明系12の上記構成各部について説明する。エキシマレーザ光源16としては、KrFエキシマレーザ光源(発振波長248nm)、ArFエキシマレーザ光源(発振波長193nm)等が使用される。なお、このエキシマレーザ光源16に代えて、金属蒸気レーザ光源やYAGレーザの高調波発生装置等のパルス光源や水銀ランプなどの連続光源を使用しても良い。エキシマレーザ光源16の1パルス当たりのエネルギーの平均値は通常、所定の中心エネルギーE0 において安定化されているが、そのエネルギーの平均値はそのエネルギーE0 の上下の所定の可変範囲(例えば±10%程度)で制御できるように構成されている。ビーム整形光学系18は、エキシマレーザ光源16からパルス発光されたレーザビームLBの断面形状を、該レーザビームLBの光路後方に設けられたフライアイレンズ22に効率よく入射するように整形するもので、例えばシリンダレンズ、ビームエキスパンダ(いずれも図示省略)等で構成される。エネルギー粗調器20は、ビーム整形光学系18後方のレーザビームLBの光路上に配置され、ここでは、回転板34の周囲に透過率(=1−減光率)の異なる複数個(例えば6個)のNDフィルタ(図7ではその内の2個のNDフィルタ36A,36Dが示されている。)を配置し、その回転板34を駆動モータ38で回転することにより、入射するレーザビームLBに対する透過率を100%から等比級数的に複数段階で切り替えることができるようになっている。駆動モータ38は、主制御装置50によって制御される。フライアイレンズ22は、エネルギー粗調器20から射出されたレーザビームLBの光路上に配置され、レチクルRを均一な照度分布で照明するために多数の2次光源を形成する。この2次光源から射出されるパルスレーザビームを以下においては、照明光ILと呼ぶ。Each part of the configuration of the illumination system 12 will be described. As the excimer laser light source 16, a KrF excimer laser light source (oscillation wavelength 248 nm), an ArF excimer laser light source (oscillation wavelength 193 nm), or the like is used. Instead of the excimer laser light source 16, a pulsed light source such as a metal vapor laser light source or a harmonic generator of a YAG laser, or a continuous light source such as a mercury lamp may be used. The average value of energy per pulse of the excimer laser light source 16 is normally stabilized at a predetermined center energy E 0 , but the average value of the energy is a predetermined variable range above and below the energy E 0 (for example, ± (About 10%). The beam shaping optical system 18 shapes the cross-sectional shape of the laser beam LB pulsed from the excimer laser light source 16 so that it efficiently enters the fly-eye lens 22 provided behind the optical path of the laser beam LB. For example, a cylinder lens and a beam expander (both not shown). The energy coarse adjuster 20 is disposed on the optical path of the laser beam LB behind the beam shaping optical system 18, and here, a plurality (for example, 6) of different transmittances (= 1−attenuation rate) around the rotating plate. ND filters (two ND filters 36A and 36D are shown in FIG. 7), and the rotating plate 34 is rotated by a drive motor 38, whereby an incident laser beam LB is obtained. It is possible to switch the transmittance with respect to 100% in multiple steps in a geometric series. The drive motor 38 is controlled by the main controller 50. The fly-eye lens 22 is disposed on the optical path of the laser beam LB emitted from the energy coarse adjuster 20, and forms a large number of secondary light sources for illuminating the reticle R with a uniform illuminance distribution. Hereinafter, the pulse laser beam emitted from the secondary light source is referred to as illumination light IL.

フライアイレンズ22の射出面の近傍に、円板状部材からなる照明系開口絞り板24が配置されている。この照明系開口絞り板24には、等角度間隔で、例えば通常の円形開口よりなる開口絞り、小さな円形開口よりなりコヒーレンスファクタであるσ値を小さくするための開口絞り、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り、及び変形光源法用に複数の開口を偏心させて配置してなる変形開口絞り(図7ではこのうちの2種類の開口絞りのみが図示されている。)等が配置されている。この照明系開口絞り板24は、主制御装置50により制御されるモータ等の駆動装置40により回転されるようになっており、これによりいずれかの開口絞りが照明光ILの光路上に選択的に設定される。照明系開口絞り板24から射出された照明光ILの光路上に、反射率が小さく透過率の大きなビームスプリッタ26が配置され、更にこの後方の光路上に、レチクルブラインド30を介在させて第1リレーレンズ28及び第2リレーレンズ29からなるリレー光学系が配置されている。   An illumination system aperture stop plate 24 made of a disk-like member is disposed in the vicinity of the exit surface of the fly-eye lens 22. The illumination system aperture stop plate 24 includes, for example, an aperture stop made of a normal circular aperture, an aperture stop made of a small circular aperture for reducing the σ value as a coherence factor, and a ring for annular illumination. A band-shaped aperture stop and a modified aperture stop (only two of these aperture stops are shown in FIG. 7) in which a plurality of openings are arranged eccentrically for the modified light source method are arranged. Yes. The illumination system aperture stop plate 24 is rotated by a drive device 40 such as a motor controlled by the main control device 50, whereby any aperture stop is selectively placed on the optical path of the illumination light IL. Set to A beam splitter 26 having a low reflectance and a high transmittance is disposed on the optical path of the illumination light IL emitted from the illumination system aperture stop plate 24. Further, a reticle blind 30 is interposed on the optical path behind the first beam blind 26. A relay optical system including a relay lens 28 and a second relay lens 29 is disposed.

レチクルブラインド30は、固定ブラインドと可変ブラインドとを備え、固定ブラインドは、レチクルRのパターン面に対する共役面から僅かにデフォーカスした面に配置され、レチクルR上の照明領域42Rを規定する矩形開口が形成されている。また、レチクルブラインド30中の可変ブラインドは、走査方向の位置及び幅が可変の開口部を形成し、更にこの開口部は走査露光の開始時及び終了時にそれぞれ走査方向の前縁部及び後縁部に対応し、主制御装置50により駆動装置31を介して図中の矢印方向の位置が制御され、レチクルR上の不要な部分の露光が防止されるようになっている。   The reticle blind 30 includes a fixed blind and a variable blind. The fixed blind is disposed on a surface slightly defocused from the conjugate plane with respect to the pattern surface of the reticle R, and has a rectangular opening that defines an illumination area 42R on the reticle R. Is formed. Further, the variable blind in the reticle blind 30 forms an opening having a variable position and width in the scanning direction. Further, the opening has a leading edge and a trailing edge in the scanning direction at the start and end of scanning exposure, respectively. In response to this, the main controller 50 controls the position in the direction of the arrow in the figure via the drive unit 31 to prevent exposure of unnecessary portions on the reticle R.

また、照明系12内のビームスプリッタ26による反射光路上には、集光レンズ44及び光電変換素子よりなるインテグレータセンサ46が配置されている。ビームスプリッタ26で反射された照明光ILは、集光レンズ44を介してインテグレータセンサ46で受光され、インテグレータセンサ46の光電変換信号が、不図示のピークホールド回路及びアナログ・デジタル変換器(以下、A/D変換器と略述する。)を介して出力DS(digit/pulse) として主制御装置50(積算露光量を求める演算装置)に供給される。このインテグレータセンサ46の出力DSと、ウエハWの表面上での照明光ILの単位面積当たりのパルスエネルギー(露光量)との相関係数は予め求められて、主制御装置50に記憶されている。   Further, an integrator sensor 46 including a condenser lens 44 and a photoelectric conversion element is disposed on a reflected light path by the beam splitter 26 in the illumination system 12. The illumination light IL reflected by the beam splitter 26 is received by the integrator sensor 46 via the condenser lens 44, and a photoelectric conversion signal of the integrator sensor 46 is converted into a peak hold circuit and an analog / digital converter (hereinafter, not shown). The output DS (digit / pulse) is supplied to the main controller 50 (arithmetic unit for calculating the integrated exposure amount) via the A / D converter. A correlation coefficient between the output DS of the integrator sensor 46 and the pulse energy (exposure amount) per unit area of the illumination light IL on the surface of the wafer W is obtained in advance and stored in the main controller 50. .

第1リレーレンズ28を経た後、レチクルブラインド30の矩形の開口部を通過した照明光ILは、第2リレーレンズ29を通過してビームスプリッタ13で反射され、コンデンサーレンズ37を介して、反射ミラー11を均一な照明分布で照明する。反射ミラー11からの反射光は、再びコンデンサーレンズ37、ビームスプリッタ13、絞り部材としての遮光体(光吸収体でもよい)55の開口55a、及びコンデンサーレンズ32を通過してレチクルR上の照明領域42Rを均一に照射する。また、反射ミラー11のレチクルRの走査方向に対応する両端部の細長い領域に、第1の実施形態で使用されたデジタルマイクロミラーデバイスのミラー素子と同様のミラー素子(反射素子)がマトリックス状に配列されたミラー素子部D1及びD2が配置されている。ミラー素子部D1,D2とその背面の基板とから反射素子アレイとしてのデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)が構成されている。ミラー素子部D1,D2の各ミラー素子は、図1のDMD128の各ミラー素子と同様に反射面のチルト角が0°(第1の反射方向)のオン状態と、それ以外の所定角度(第2の反射方向)のオフ状態とに制御可能であり、それらのミラー素子がオン状態のときに反射された照明光ILは、遮光体55の開口55aを通過して、それらのミラー素子がオフ状態のときに反射された照明光ILは遮光体55で遮光される。   After passing through the first relay lens 28, the illumination light IL that has passed through the rectangular opening of the reticle blind 30 passes through the second relay lens 29, is reflected by the beam splitter 13, and passes through the condenser lens 37 to be a reflection mirror. 11 is illuminated with a uniform illumination distribution. The reflected light from the reflecting mirror 11 passes again through the condenser lens 37, the beam splitter 13, the opening 55a of the light shielding body (which may be a light absorber) 55 as a diaphragm member, and the condenser lens 32, and the illumination area on the reticle R. Irradiate 42R uniformly. In addition, mirror elements (reflective elements) similar to the mirror elements of the digital micromirror device used in the first embodiment are arranged in a matrix in elongated regions at both ends corresponding to the scanning direction of the reticle R of the reflective mirror 11. The arranged mirror element portions D1 and D2 are arranged. A digital micromirror device (DMD) as a reflective element array is constituted by the mirror element portions D1 and D2 and the substrate on the back surface thereof. Each mirror element of the mirror element portions D1 and D2 is in the ON state in which the tilt angle of the reflecting surface is 0 ° (first reflection direction) and the other predetermined angle (first angle) as in the case of each mirror element of the DMD 128 in FIG. 2), the illumination light IL reflected when the mirror elements are in the on state passes through the opening 55a of the light blocking body 55, and the mirror elements are off. The illumination light IL reflected in the state is shielded by the light shield 55.

このとき、レチクルブラインド30の可動ブラインド、反射ミラー11の反射面、及びレチクルRのパターン面は互いに光学的な共役位置に配置される。照明領域42Rの走査方向のエッジ部分に露光量分布の傾斜分布を持たせた方が良い場合があり、この様な場合のために、レチクルブラインド30の固定ブラインドの位置はその共役位置から少しデフォーカスした位置に配置されている。   At this time, the movable blind of the reticle blind 30, the reflection surface of the reflection mirror 11, and the pattern surface of the reticle R are disposed at optically conjugate positions. In some cases, it is better to have an exposure amount distribution gradient at the edge of the illumination area 42R in the scanning direction. For this case, the position of the fixed blind of the reticle blind 30 is slightly deviated from its conjugate position. It is placed at the focused position.

投影光学系PLは、ここでは両側テレセントリックな光学配置になるように配置された複数枚のレンズエレメントから構成されている。投影光学系PLの投影倍率βは例えば1/4、1/5等の縮小倍率である。上述の如く、照明光ILによりレチクルR上の照明領域42Rが照明されると、そのレチクルRに形成された照射領域42R内のパターンを投影光学系PLによって投影倍率βで縮小した像(部分倒立像)が、表面にフォトレジスト(感光材料)が塗布されたウエハW上の照射領域42Rと共役なスリット状の露光領域42Wに形成される。以下、投影光学系PLの光軸に平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内で図7の紙面に垂直な方向にX軸を取り、図7の紙面に平行な方向にY軸を取って説明する。ここでは、XY平面がほぼ水平面である。また、Y軸に平行な方向(Y方向)が走査露光時のレチクルR及びウエハWの走査方向SDであり、X軸に垂直な方向(X方向)がその走査方向に垂直な非走査方向NSDである。   Here, the projection optical system PL is composed of a plurality of lens elements arranged so as to have a telecentric optical arrangement on both sides. The projection magnification β of the projection optical system PL is a reduction magnification of, for example, 1/4 or 1/5. As described above, when the illumination area 42R on the reticle R is illuminated by the illumination light IL, an image (partially inverted) obtained by reducing the pattern in the irradiation area 42R formed on the reticle R with the projection magnification β by the projection optical system PL. Image) is formed in a slit-shaped exposure region 42W conjugate with the irradiation region 42R on the wafer W having a photoresist (photosensitive material) coated on the surface thereof. Hereinafter, the Z axis is taken in parallel to the optical axis of the projection optical system PL, the X axis is taken in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 7 in a plane perpendicular to the Z axis, and the Y axis is taken in a direction parallel to the paper surface of FIG. Take and explain. Here, the XY plane is almost a horizontal plane. A direction parallel to the Y axis (Y direction) is the scanning direction SD of the reticle R and the wafer W during scanning exposure, and a direction perpendicular to the X axis (X direction) is a non-scanning direction NSD perpendicular to the scanning direction. It is.

そして、レチクルRはレチクルステージRST上に吸着保持されている。レチクルステージRSTは、XY平面内で微小駆動可能であるとともに、レチクルステージ駆動部48によって走査方向(Y方向)に所定のストローク範囲で走査される。この走査中のレチクルステージRSTの位置は、レチクルステージRST上に固定された移動鏡52Rを介して外部のレーザ干渉計54Rによって計測され、このレーザ干渉計54Rの計測値が主制御装置50に供給される。   The reticle R is sucked and held on the reticle stage RST. Reticle stage RST can be finely driven in the XY plane, and is scanned by reticle stage driving unit 48 in a scanning direction (Y direction) within a predetermined stroke range. The position of the reticle stage RST during the scanning is measured by an external laser interferometer 54R via a movable mirror 52R fixed on the reticle stage RST, and the measured value of the laser interferometer 54R is supplied to the main controller 50. Is done.

また、ウエハWは、不図示のウエハホルダを介してZチルトステージ58上に吸着保持され、Zチルトステージ58はXYステージ14上に搭載されている。XYステージ14は、不図示のウエハベース上でウエハステージ駆動部56によってXY面内で走査方向であるY方向及びこれに直交するX方向に2次元駆動される。Zチルトステージ58は、ウエハW上のZ方向の位置(フォーカス位置)を調整すると共に、XY平面に対するウエハWの傾斜角を調整する機能を有する。また、XYステージ14(ウエハW)の位置は、Zチルトステージ58上に固定された移動鏡52Wを介して外部のレーザ干渉計54W(位置検出装置)により計測され、このレーザ干渉計54Wの計測値が主制御装置50に供給される。   The wafer W is sucked and held on the Z tilt stage 58 via a wafer holder (not shown), and the Z tilt stage 58 is mounted on the XY stage 14. The XY stage 14 is two-dimensionally driven on a wafer base (not shown) by a wafer stage driving unit 56 in the Y direction which is the scanning direction in the XY plane and in the X direction orthogonal thereto. The Z tilt stage 58 has a function of adjusting the position (focus position) in the Z direction on the wafer W and adjusting the tilt angle of the wafer W with respect to the XY plane. Further, the position of the XY stage 14 (wafer W) is measured by an external laser interferometer 54W (position detection device) via a movable mirror 52W fixed on the Z tilt stage 58, and the measurement of the laser interferometer 54W is performed. The value is supplied to the main controller 50.

また、Zチルトステージ58上のウエハWの近傍に光電変換素子からなる照度むらセンサ59が常設され、該照度むらセンサ59の受光面はウエハWの表面と同じ高さに設定されている。照度むらセンサ59の検出信号が不図示のピークホールド回路及びA/D変換器を介して露光コントローラとして機能する主制御装置50に供給される。主制御装置50は、コンピュータを含んで構成され、露光動作が的確に行われるように、例えばレチクルRとウエハWとの同期走査、ウエハWのステッピング、露光タイミング等を統括して制御する。また、本実施形態では、主制御装置50は後述する走査露光の際の露光量制御も行う。   In addition, an illuminance unevenness sensor 59 composed of a photoelectric conversion element is provided in the vicinity of the wafer W on the Z tilt stage 58, and the light receiving surface of the illuminance unevenness sensor 59 is set to the same height as the surface of the wafer W. A detection signal of the illuminance unevenness sensor 59 is supplied to a main controller 50 functioning as an exposure controller via a peak hold circuit and an A / D converter (not shown). The main controller 50 includes a computer, and controls, for example, synchronous scanning of the reticle R and the wafer W, stepping of the wafer W, exposure timing, and the like so that the exposure operation can be performed accurately. In the present embodiment, the main controller 50 also performs exposure amount control during scanning exposure described later.

具体的に、主制御装置50は、例えば走査露光時には、レチクルRがレチクルステージRSTを介して+Y方向(または−Y方向)に速度VR で走査されるのに同期して、XYステージ14を介してウエハWが露光領域42Wに対して−Y方向(または+Y方向)に速度β・VR (βはレチクルRからウエハWに対する投影倍率)で走査されるように、レーザ干渉計54R,54Wの計測値に基づいてレチクルステージ駆動部48、ウエハステージ駆動部56をそれぞれ介してレチクルステージRST、XYステージ14の位置及び速度を制御する。また、ステッピングの際に主制御装置50は、レーザ干渉計54Wの計測値に基づいてウエハステージ駆動部56を介してXYステージ14の位置を制御する。Specifically, the main controller 50, for example, at the time of scanning exposure, in synchronism with the reticle R is scanned at a speed V R in via the reticle stage RST + Y direction (or the -Y direction), the XY stage 14 Then, the laser interferometers 54R and 54W are scanned so that the wafer W is scanned at a speed β · V R (β is a projection magnification from the reticle R to the wafer W) in the −Y direction (or + Y direction) with respect to the exposure area 42W. Based on the measured value, the position and speed of reticle stage RST and XY stage 14 are controlled via reticle stage drive unit 48 and wafer stage drive unit 56, respectively. Further, at the time of stepping, main controller 50 controls the position of XY stage 14 via wafer stage drive unit 56 based on the measurement value of laser interferometer 54W.

また、主制御装置50は、制御情報TSをエキシマレーザ光源16に供給することによって、エキシマレーザ光源16の発光パワー等を制御する。また、主制御装置50は、エネルギー粗調器20及び照明系開口絞り板24をそれぞれモータ38及び駆動装置40を介して制御し、更にステージ系の動作情報に同期して駆動装置31を介してレチクルブラインド30中の可動ブラインドの開閉動作を制御する。このように本例では、主制御装置50が、露光コントローラ及びステージコントローラの役目をも有している。これらのコントローラを主制御装置50とは別に設けても良いことは勿論である。また、主制御装置50には、記憶装置51及びコンソール等の入出力装置62が接続されている。記憶装置51には、第1の実施形態と同様に、レチクルRの部分領域毎の適正露光量を示す露光量マップや補正マップの情報が記憶されている。   Further, the main controller 50 controls the light emission power of the excimer laser light source 16 by supplying the control information TS to the excimer laser light source 16. The main control device 50 controls the energy coarse adjuster 20 and the illumination system aperture stop plate 24 via the motor 38 and the drive device 40, respectively, and further via the drive device 31 in synchronization with the operation information of the stage system. The opening / closing operation of the movable blind in the reticle blind 30 is controlled. Thus, in this example, the main controller 50 also functions as an exposure controller and a stage controller. Of course, these controllers may be provided separately from the main controller 50. The main controller 50 is connected to a storage device 51 and an input / output device 62 such as a console. Similar to the first embodiment, the storage device 51 stores information on an exposure amount map and a correction map indicating an appropriate exposure amount for each partial region of the reticle R.

ここで、本例の特徴である反射ミラー11について説明する。反射ミラー11は、照明光ILを良好に反射するために基板の高平面度の表面(反射面)上に誘電体多層膜あるいはアルミ薄膜等が形成されている部分と、その表面に沿って上記のようにデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)の複数個のミラー素子が配列された2つのミラー素子部D1,D2とを備えている。ミラー素子部D1,D2の個々のミラー素子の駆動は、DMD駆動装置33を介して主制御装置50によってなされる。   Here, the reflection mirror 11 which is a feature of this example will be described. The reflection mirror 11 includes a portion where a dielectric multilayer film or an aluminum thin film is formed on a surface (reflection surface) having a high flatness of the substrate in order to reflect the illumination light IL satisfactorily and the surface along the surface. As described above, two mirror element portions D1 and D2 in which a plurality of mirror elements of a digital micromirror device (DMD) are arranged are provided. The individual mirror elements of the mirror element portions D1 and D2 are driven by the main controller 50 via the DMD driving device 33.

なお、反射ミラー11の反射面の全面にミラー素子部D1,D2と同様のミラー素子が配列されていても構わないが、露光量制御のためには必ずしも全域がミラー素子である必要は無い。また、ミラー素子部D1,D2の代わりに1つのミラー素子部を設けてもよく、3つ以上のミラー素子部を設けてもよい。
図8は、反射ミラー11とレチクルR上の照明領域42Rとの共役関係を示し、この図8において、反射ミラー11は反射面の裏面からの透視図となっている。また、反射ミラー11の各点と照明領域42Rの対応する点(ほぼ共役な点)とは、仮想的な文字“F”を用いて模式化して示すように、上下左右は反転するが1:1に対応している。図8に示すように、ミラー素子部D1,D2は、反射ミラー11の反射面において走査方向の両端位置に非走査方向に沿ってライン状に配置され、その反射光はレチクルRの照明領域42Rの走査方向の縁部R1あるいは縁部R2に相当する位置を照射する。縁部R1及びR2はレチクルRの走査方向が−Y方向であればそれぞれ前縁部及び後縁部となり、レチクルRの走査方向が+Y方向(方向SD(+))であればそれぞれ後縁部及び前縁部となる。
Although mirror elements similar to the mirror element portions D1 and D2 may be arranged on the entire reflecting surface of the reflecting mirror 11, the entire area does not necessarily need to be a mirror element in order to control the exposure amount. Further, instead of the mirror element portions D1 and D2, one mirror element portion may be provided, or three or more mirror element portions may be provided.
FIG. 8 shows a conjugate relationship between the reflecting mirror 11 and the illumination area 42R on the reticle R. In FIG. 8, the reflecting mirror 11 is a perspective view from the back surface of the reflecting surface. In addition, each point of the reflecting mirror 11 and a corresponding point (substantially conjugate point) of the illumination area 42R are inverted up and down and left and right, as schematically shown using a virtual character “F”, but 1: Corresponds to 1. As shown in FIG. 8, the mirror element portions D1 and D2 are arranged in a line along the non-scanning direction at both end positions in the scanning direction on the reflecting surface of the reflecting mirror 11, and the reflected light is an illumination region 42R of the reticle R. A position corresponding to the edge R1 or the edge R2 in the scanning direction is irradiated. The edges R1 and R2 are the front edge and the rear edge, respectively, if the scanning direction of the reticle R is the -Y direction, and the trailing edges if the scanning direction of the reticle R is the + Y direction (direction SD (+)). And the leading edge.

図9の透視図で示すように、ミラー素子部D1及びD2はともに、反射ミラー11の走査方向(Y方向)のエッジから走査方向にn行(各行をそれぞれd11,d12,…,d1n、及びd21,d22,…d2nとする)、非走査方向(X方向)にm列(各列をそれぞれ1,2,…,mとする)のマトリックス状にn×m個のミラー素子が配置されているものとする。n及びmは1以上の任意の整数である。
このとき、走査方向のミラー素子の数(n)は、照明領域42Rの走査方向の全域を照射可能な数である必要はないが、非走査方向のミラー素子の数(m)は、照明領域42Rの非走査方向の全域に渡って照射可能となる数にすることが望ましい。
As shown in the perspective view of FIG. 9, the mirror element portions D1 and D2 are both n rows (d1 1 , d1 2 ,. n , and d2 1 , d2 2 ,..., d2 n ) and n × m in a matrix of m columns in the non-scanning direction (X direction). It is assumed that a mirror element is arranged. n and m are arbitrary integers of 1 or more.
At this time, the number (n) of mirror elements in the scanning direction does not have to be a number that can irradiate the entire scanning direction of the illumination region 42R, but the number (m) of mirror elements in the non-scanning direction is the illumination region. It is desirable to set the number so that irradiation is possible over the entire area of 42R in the non-scanning direction.

ここで、図8において、例えばミラー素子部D1中の部分Aのミラー素子(図8では隣接する複数のミラー素子に相当する)が図7のDMD駆動装置33によってオフに(チルトされた状態)されたとすると、部分Aのミラー素子からの反射光(一点鎖線で示す)はコンデンサーレンズ37とコンデンサーレンズ32との間の照明系の瞳位置に配置された遮光体(又は吸収体でもよい)55で遮光され、レチクルR上の共役位置A’には照明光は入射しない。仮に、走査露光中の時刻ta〜tbまでの間で、部分Aのミラー素子がオフにされたとすると、レチクル上の領域Bの露光量は他の領域に比べて減少する。当然ながら、この領域Bに相当するウエハW上の領域の露光量も減少する。これはこの部分の露光領域の走査方向の幅が実質的に減少するためであり、オフにされるミラー素子の走査方向に沿った数(行数)が多いほど減少する露光量は大きくなる。なお、レチクルR上、あるいはウエハW上の光量を減少させたい領域とそうでない領域とを正確に分離するためには、反射ミラー11はレチクルRと光学的に共役な位置に配置する必要があるが、隣接する各ミラー素子との機械的な隙間が暗線として投影されないためには、反射ミラー11を共役位置から僅かにずらして配置しても良い。   Here, in FIG. 8, for example, the mirror element of the portion A in the mirror element portion D1 (corresponding to a plurality of adjacent mirror elements in FIG. 8) is turned off (tilted) by the DMD driving device 33 of FIG. If this is the case, the light reflected from the mirror element in the portion A (shown by the alternate long and short dash line) is a light shield (or may be an absorber) 55 disposed at the pupil position of the illumination system between the condenser lens 37 and the condenser lens 32. The illumination light is not incident on the conjugate position A ′ on the reticle R. If the mirror element of the portion A is turned off between the times ta and tb during scanning exposure, the exposure amount of the region B on the reticle is reduced compared to other regions. Of course, the exposure amount of the area on the wafer W corresponding to the area B also decreases. This is because the width in the scanning direction of this portion of the exposure region is substantially reduced. The larger the number (number of rows) of mirror elements that are turned off along the scanning direction, the larger the amount of exposure that is reduced. In order to accurately separate the region on the reticle R or on the wafer W where the amount of light is to be reduced from the region that is not so, the reflecting mirror 11 needs to be disposed at a position optically conjugate with the reticle R. However, in order to prevent a mechanical gap between adjacent mirror elements from being projected as a dark line, the reflection mirror 11 may be slightly shifted from the conjugate position.

また、図7の記憶装置51には、予めオペレータによって入出力装置62を介してショット領域内の露光量マップが使用されるレチクル毎に格納されている。
図10は、レチクルRのパターン領域PA内の露光量マップの一例を示し、この図10において、そのパターン領域PAには数種類の機能回路が部分領域PT1,PT2,PT3に分けて形成され、それぞれの適正露光量がDose1、Dose2、Dose3(仮に、Dose1>Dose2>Dose3とする)に設定されているものとする。この露光量は、予めウエハW上の複数のショット領域にレチクルRのパターンを転写して得られる転写像の内の孤立パターンの転写像の線幅分布の計測結果に基づいて求められたデータであり、その複数のショット領域のそれぞれのパターン線幅を均一化するデータであることが望ましい(第1工程)。孤立パターン(例えば、孤立ライン、コンタクトホールのパターン)の方が、密集パターンに比べて露光量に対して敏感であるため、かかる孤立パターンの転写像の線幅分布の計測結果に基づいて求められた複数のショット領域のそれぞれのパターン線幅を所望の線幅に均一化する露光量をデータとして用いることにより、より高精度な露光量制御を実現でき、パターン線幅の精度をより向上させることができる。このようにして決められた同一ショット内の露光量は平均露光量に対して数%〜10%程度増減する範囲で設定されるものと予想される。
Further, in the storage device 51 of FIG. 7, an exposure amount map in the shot area is stored in advance for each reticle to be used by the operator via the input / output device 62.
FIG. 10 shows an example of an exposure map in the pattern area PA of the reticle R. In FIG. 10, several types of functional circuits are formed in the partial areas PT1, PT2, PT3 in the pattern area PA. Are set to Dose1, Dose2, and Dose3 (assuming Dose1>Dose2> Dose3). This exposure amount is data obtained based on the measurement result of the line width distribution of the transfer image of the isolated pattern among the transfer images obtained by transferring the pattern of the reticle R to a plurality of shot areas on the wafer W in advance. It is desirable that the data be uniform data for the pattern line widths of the plurality of shot areas (first step). An isolated pattern (for example, an isolated line or contact hole pattern) is more sensitive to exposure than a dense pattern. Therefore, it is obtained based on the measurement result of the line width distribution of the transferred image of the isolated pattern. By using the exposure amount that equalizes the pattern line width of each shot area to the desired line width as data, more accurate exposure amount control can be realized, and the pattern line width accuracy can be further improved. Can do. The exposure amount in the same shot determined in this way is expected to be set in a range where the average exposure amount is increased or decreased by several percent to 10%.

以下に、図10に示すパターンのレチクルRを用いて、図7のウエハW上のフォトレジストを走査露光する工程を順を追って説明する。ここで、反射ミラー11のミラー素子部D1,D2の全部のミラー素子がオン状態(照明領域42Rの全域が照明光ILで照射される状態)の走査露光で、フォトレジストに照射される露光量がパターン領域中で最も大きな適正露光量であるDose1となるように、エネルギー粗調器20のNDフィルタの選択とエキシマレーザ光源16の発光パワーの調整との少なくとも一方を行って照明光ILの強度が調整されているものとする。   Hereinafter, the steps of scanning and exposing the photoresist on the wafer W in FIG. 7 using the reticle R having the pattern shown in FIG. 10 will be described in order. Here, in the scanning exposure in which all the mirror elements of the mirror element portions D1 and D2 of the reflection mirror 11 are in the on state (the entire illumination area 42R is irradiated with the illumination light IL), the exposure amount irradiated to the photoresist The intensity of the illumination light IL is selected by performing at least one of the selection of the ND filter of the energy coarse adjuster 20 and the adjustment of the light emission power of the excimer laser light source 16 so that Dose1 is the largest appropriate exposure amount in the pattern region. Is adjusted.

また、走査中のレチクルRを示す図11において、時刻t0 において、照明領域42Rは位置B1に示す位置関係にあるものとする。実際の走査型露光装置では、照明領域42Rは不動であり、レチクルRの方がレチクルステージの移動に伴って走査されるが、図11では便宜的に照明領域42Rを移動させてレチクルRのパターン領域PAとの位置関係を示すものとする。このとき、走査方向SD(−)の後縁部に相当する図7のレチクルブラインド30の一方の可動ブラインドが閉じて、パターン領域PA(すなわち、それに対応するウエハW上のショット領域SA)の外周域が露光されないようになっている。走査の開始に同期して閉じていた可動ブラインドが開いて先ず部分領域PT1が露光され、照明領域42Rが完全にパターン領域PAにあるときには可動ブラインドは全開状態にある。この状態での走査露光は、照明領域42Rの前縁部42RFが部分領域PT1の終端(位置B2)に達する時刻t1 まで行われる。Further, in FIG. 11 showing the reticle R in the scanning, at time t 0, the illumination area 42R is assumed to be the positional relationship shown in position B1. In an actual scanning exposure apparatus, the illumination area 42R is stationary and the reticle R is scanned as the reticle stage moves. In FIG. 11, the illumination area 42R is moved for convenience, and the pattern of the reticle R is moved. The positional relationship with the area PA is shown. At this time, one movable blind of the reticle blind 30 in FIG. 7 corresponding to the rear edge of the scanning direction SD (−) is closed, and the outer periphery of the pattern area PA (that is, the corresponding shot area SA on the wafer W). The area is not exposed. When the movable blind that has been closed in synchronization with the start of scanning is opened, the partial area PT1 is first exposed, and when the illumination area 42R is completely in the pattern area PA, the movable blind is fully open. Scanning exposure in this state is performed until time t 1 when the front edge portion 42RF of the illumination region 42R reaches the end (position B2) of the partial region PT1.

照明領域42Rの前縁部が部分領域PT2に達した時刻t1 において、図12に示すように、反射ミラー11の一方のミラー素子部D1のd11〜d1pのP行のミラー素子を順次、非走査方向の全域(m列全て)に渡ってオフ状態(チルト有り)にして、図11の部分領域PT2にはそのP行のミラー素子からの反射光が投影されないようにする。なお、図12(図13、図14も同様)においては、オフ状態のミラー素子Mdには斜線が施されている。図12において、オフにされるミラー素子の行数Pは、部分領域PT2の積算露光量がDose2となるように決められる。具体的には、前述したように全てのミラー素子がオン状態であるときに露光量がDose1となるように設定されているので、このときの照明領域42Rの走査方向の幅をLとするならば、走査方向の幅がL×(Dose2/Dose1)となればよい。従って、行数Pのミラー素子の幅がL×(1−Dose2/Dose1)となるように決められる。図11で照明領域42Rの後縁部が部分領域PT1とPT2との境界部に達したときに、部分領域PT1の露光は終了し、部分領域PT1はDose1で露光される。At the time t 1 when the front edge of the illumination area 42R reaches the partial area PT2, as shown in FIG. 12, the mirror elements in the P rows of d1 1 to d1 p of one mirror element portion D1 of the reflecting mirror 11 are sequentially arranged. Then, the entire area (all m columns) in the non-scanning direction is turned off (with tilt) so that the reflected light from the P rows of mirror elements is not projected onto the partial area PT2 in FIG. In FIG. 12 (the same applies to FIGS. 13 and 14), the mirror element Md in the off state is shaded. In FIG. 12, the number P of mirror element rows to be turned off is determined so that the integrated exposure amount of the partial region PT2 is Dose2. Specifically, as described above, the exposure amount is set to Dose1 when all the mirror elements are in the ON state. Therefore, if the width in the scanning direction of the illumination region 42R at this time is L, For example, the width in the scanning direction may be L × (Dose2 / Dose1). Therefore, the width of the mirror element with the number of rows P is determined to be L × (1−Dose2 / Dose1). In FIG. 11, when the rear edge of the illumination area 42R reaches the boundary between the partial areas PT1 and PT2, the exposure of the partial area PT1 is completed, and the partial area PT1 is exposed with Dose1.

これ以降、照明領域42Rの前縁部(正確には、d1p+1 行目のミラー素子からの反射光で露光される領域)が部分領域PT3(位置B3)に達する時刻t2 まで、ミラー素子部D1のd11〜d1pのP行のミラー素子がオフの状態で露光が行われる。そして、時刻t2 において、図13に示すように、ミラー素子部D1中の1〜r列でd1p+1〜d1Qの行のミラー素子が順次オフにされる。この1〜r列は図11の部分領域PT3の非走査方向の幅X3を照射するミラー素子の数に相当している。行数Qのミラー素子の幅は前述と同様に、L×(1−Dose3/Dose1)となるように決められる。このようにして、図11の照明領域42Rの後縁部がパターン領域PAの終端に達する時刻t3 まで走査露光が行われる訳であるが、走査開始時と同様にパターン領域PA(すなわち、ウエハW上のショット領域SA)の外周域が露光されないように、走査方向の前縁部に相当するレチクルブラインド30の一方の可動ブラインドが走査に同期して閉じられるようになっている。Thereafter, until the time t 2 when the front edge of the illumination area 42R (more precisely, the area exposed by the reflected light from the mirror element in the d1 p + 1-th row) reaches the partial area PT3 (position B3). The exposure is performed with the mirror elements in the P rows of d1 1 to d1 p in the element portion D1 being off. At time t 2, the as shown in FIG. 13, d1 p + 1 ~d1 Q row of mirror elements are sequentially turned off in 1~r column in the mirror element D1. These 1 to r columns correspond to the number of mirror elements that irradiate the width X3 in the non-scanning direction of the partial region PT3 in FIG. The width of the mirror element of the number Q of rows is determined to be L × (1−Dose3 / Dose1) as described above. In this way, although mean that the scanning exposure until time t 3 when the trailing edge of the illumination area 42R in Fig. 11 reaches the end of the pattern area PA are performed, the scanning start time as well as the pattern area PA (i.e., wafer One movable blind of the reticle blind 30 corresponding to the front edge in the scanning direction is closed in synchronization with scanning so that the outer peripheral area of the shot area SA) on W is not exposed.

以上の説明では、走査露光が進むに従って走査すべきパターン領域の露光量が小さくなる場合を例に取って説明したが、仮にDose3>Dose2の場合があり得る。このような場合には、図11の時刻t2 において、それまでオフ状態であったミラー素子のうち、図14の1〜r列のd1p-s〜d1pの行のミラー素子が順次オンにされるようにすればよい。行数P−Sのミラー素子の幅は前述と同様に、L×(1−Dose3/Dose1)となるように決められる。あるいは、照明領域42Rの後縁部に配置されるミラー素子部D2の一部を予めオフ状態にしておき、その後縁部が部分領域PT2とPT3との境界部に達したときにミラー素子部D2の部分領域PT3を照射する列を必要な行数でオンにするようにしてもよい。In the above description, the case where the exposure amount of the pattern region to be scanned decreases as the scanning exposure progresses has been described as an example. However, there may be a case where Dose3> Dose2. In such a case, at time t 2 in FIG. 11, of the mirror element was turned off until then, d1 ps ~ D1 p rows of mirror elements 1~r column of Figure 14 are sequentially turned on You can do so. The width of the mirror element with the number of rows PS is determined to be L × (1−Dose3 / Dose1) as described above. Alternatively, a part of the mirror element portion D2 disposed at the rear edge portion of the illumination region 42R is turned off in advance, and the mirror element portion D2 when the rear edge portion reaches the boundary portion between the partial regions PT2 and PT3. The columns that irradiate the partial region PT3 may be turned on with a necessary number of rows.

以上の工程により、ウエハW上の1つのショット領域の露光が完了し、レチクルR上の各部分領域毎にそれぞれ最適な露光量で露光が行われる(第2工程)。走査型露光装置では、次のショット領域の露光を行う際には直前のショット領域の走査方向とは逆の方向に走査露光するのが一般的である。この場合には、前記説明のミラー素子部D1を走査方向の前縁部に相当するミラー素子部D2に置き換えて動作させればよい。   Through the above steps, exposure of one shot region on the wafer W is completed, and exposure is performed with an optimum exposure amount for each partial region on the reticle R (second step). In a scanning exposure apparatus, when performing exposure of the next shot area, it is general to perform scanning exposure in a direction opposite to the scanning direction of the immediately preceding shot area. In this case, the mirror element portion D1 described above may be operated by replacing it with the mirror element portion D2 corresponding to the front edge portion in the scanning direction.

また、図7の記憶装置51には、ウエハ上の感光材料の塗布膜厚の不均一や、現像時の不均一性等のデバイス製造工程に起因する線幅の変動成分を相殺するための補正露光量が、ウエハ上の位置毎に補正マップとして格納されている。
図15(a)に示すように、この補正露光量は、ウエハWの中心から同心円状(または楕円状)に分布するのが一般的である。図15(a)では中心からの距離に比例して、より多めの露光量が必要であることを示しているが、中心からの距離の1次、2次、あるいはさらに高次の関数となる場合もある。例えば、オペレータは中心からの距離の関数を図7の入力装置62に入力することで、記憶装置51には各ショット領域SAの位置毎に補正マップが設定されるようにすればよい。例えば、その中心座標が(x,y)であるショット領域SAの補正マップは、入力された関数とショット領域SAの形状とから計算されて図15(b)のように生成される。
In addition, the storage device 51 of FIG. 7 includes a correction for offsetting the fluctuation component of the line width caused by the device manufacturing process such as non-uniformity of the coating thickness of the photosensitive material on the wafer and non-uniformity during development. The exposure amount is stored as a correction map for each position on the wafer.
As shown in FIG. 15A, this corrected exposure amount is generally distributed concentrically (or elliptically) from the center of the wafer W. FIG. 15A shows that a larger amount of exposure is required in proportion to the distance from the center, but it is a first-order, second-order, or higher-order function of the distance from the center. In some cases. For example, the operator may input a function of distance from the center to the input device 62 in FIG. 7 so that a correction map is set in the storage device 51 for each position of each shot area SA. For example, the correction map of the shot area SA whose center coordinates are (x, y) is calculated from the input function and the shape of the shot area SA and is generated as shown in FIG.

図11から図14を参照して説明した動作と同様に、照明領域42Rとショット領域SAとの位置関係において、図15(b)の補正マップに従って、図7の反射ミラー11のミラー素子部D1あるいはD2のミラー素子を駆動すれば、デバイス製造工程に起因する線幅の誤差を補うための露光量で露光することができる。
また、図7の記憶装置51には、露光装置(照明系12)に起因する非走査方向の照度均一性を補正するためのデータも格納されている。ウエハ上のショット領域SAの光量分布は露光領域内で均一であることが望まれるが、必ずしも均一とは限らない。
Similar to the operation described with reference to FIGS. 11 to 14, the mirror element portion D1 of the reflecting mirror 11 of FIG. 7 is arranged according to the correction map of FIG. 15B in the positional relationship between the illumination area 42R and the shot area SA. Or if the mirror element of D2 is driven, it can expose with the exposure amount for compensating the error of the line width resulting from a device manufacturing process.
7 also stores data for correcting the illuminance uniformity in the non-scanning direction caused by the exposure apparatus (illumination system 12). The light amount distribution of the shot area SA on the wafer is desired to be uniform within the exposure area, but it is not necessarily uniform.

例えば、図16(a)に示すように、ウエハのショット領域SA上の露光領域IA内での照度分布が中央部で強く、周囲に向かって照度IILが低下する分布であるとする。このとき、走査露光によってウエハ上の積算露光量ΣEは、非走査方向NSDの各点毎にその走査方向SDの照度を積算した図16(b)のような分布となる。すなわち、走査方向SDの積算露光量分布は走査によって平坦化されるが、非走査方向NSDの積算露光量分布の不均一性は解消されない。これを解消する方法として、図17(a)のようにウエハのショット領域SA上の露光領域IAの走査方向SDの幅を非走査方向NSDの位置毎に調整し、その積算露光量ΣEが図17(b)のように均一となるようにすればよい。照明むら補正マップは、非走査方向NSDの位置毎にショット領域の走査方向の幅をデータとしたものであり、その照明むら補正マップも図7の記憶装置51に記憶されている。   For example, as shown in FIG. 16A, it is assumed that the illuminance distribution in the exposure area IA on the shot area SA of the wafer is strong in the central portion and the illuminance IIL decreases toward the periphery. At this time, the integrated exposure amount ΣE on the wafer by the scanning exposure has a distribution as shown in FIG. 16B in which the illuminance in the scanning direction SD is integrated for each point in the non-scanning direction NSD. That is, the integrated exposure amount distribution in the scanning direction SD is flattened by scanning, but the non-uniformity of the integrated exposure amount distribution in the non-scanning direction NSD is not eliminated. As a method for solving this, as shown in FIG. 17A, the width in the scanning direction SD of the exposure area IA on the shot area SA of the wafer is adjusted for each position in the non-scanning direction NSD, and the integrated exposure amount ΣE is shown in FIG. What is necessary is just to make it uniform like 17 (b). The illumination unevenness correction map is obtained by using the width in the scanning direction of the shot area for each position in the non-scanning direction NSD, and the illumination unevenness correction map is also stored in the storage device 51 of FIG.

この場合、図7の反射ミラー11のミラー素子部D1あるいはD2の一方(又は両方を用いても良い)のミラー素子のオン/オフを切り替えて、照明領域42Rの形状が図17(b)の露光領域IAと同じ形状になるようにすれば良い。露光装置の照度均一性は露光条件によって経時的にも変化することが知られており、本例の方法では照明領域42Rの形状を任意に変えられるので、様々な分布の照度不均一性を容易に補正することができる。   In this case, one of the mirror elements D1 or D2 of the reflecting mirror 11 of FIG. 7 or D2 (or both of them may be used) is switched on / off, and the shape of the illumination area 42R is as shown in FIG. What is necessary is just to make it become the same shape as the exposure area | region IA. It is known that the illuminance uniformity of the exposure apparatus changes over time depending on the exposure conditions, and in the method of this example, the shape of the illumination area 42R can be arbitrarily changed. Can be corrected.

なお、本例においては、上述のように図7の記憶装置51に記憶された代表的な3種類のデータに応じた露光動作をそれぞれ独立に説明したが、それぞれのデータを複合的に用いた補正(重ね合わせた補正)も可能である。また、上述のような補正マップを使わずに各ショット領域に対する露光量制御を行うようにしてもよい。
以上の実施形態では、図7に示すように、反射ミラー11に2つのミラー素子部D1,D2を有する場合について説明したが、どちらか一方の側にだけミラー素子部があっても構わない。また、走査型露光装置では照明領域42Rの前縁部及び後縁部の照度分布にわざと傾斜を付けて、露光量均一性の精度を高める手法が用いられる場合がある。このような場合には、図18のようにミラー素子部D3を反射ミラー11の走査方向の中央部に配置した構成としても良い。
In this example, as described above, the exposure operation corresponding to the three typical types of data stored in the storage device 51 of FIG. 7 has been described independently. However, each data was used in combination. Correction (overlapping correction) is also possible. Further, the exposure amount control for each shot area may be performed without using the correction map as described above.
In the above embodiment, as shown in FIG. 7, the case where the reflecting mirror 11 has the two mirror element portions D1 and D2 has been described, but the mirror element portion may be provided only on one side. Further, in the scanning exposure apparatus, a technique may be used in which the illuminance distribution of the front edge portion and the rear edge portion of the illumination area 42R is intentionally inclined to improve the accuracy of exposure amount uniformity. In such a case, as shown in FIG. 18, the mirror element part D3 may be arranged at the center of the reflection mirror 11 in the scanning direction.

図18は、図7の走査型露光装置の変形例を示し、この図7に対応する部分に同一符号を付して示す図18において、レチクルブラインド30の矩形の開口部を通過した照明光ILは、第2リレーレンズ29を通過してコンデンサーレンズ49を介して、光軸に対して45°傾斜して配置された反射ミラー11を均一な照明分布で照明する。反射ミラー11からの下方への反射光は、コンデンサーレンズ42、遮光体55の開口、及びコンデンサーレンズ32を通過してレチクルR上の照明領域42Rを均一に照射する。また、反射ミラー11の中央の細長い領域に、図7のミラー素子部D1と同様のミラー素子部D3が配置されている。ミラー素子部D3の各ミラー素子は、ミラー素子部D1の各ミラー素子と同様に反射面のチルト角が0°(第1の反射方向)のオン状態と、それ以外の所定角度(第2の反射方向)のオフ状態とに制御可能であり、それらのミラー素子がオン状態のときに反射された照明光ILは、遮光体55の開口を通過して、それらのミラー素子がオフ状態のときに反射された照明光ILは遮光体55で遮光される。そのミラー素子部D3もDMD駆動装置33によって制御される。これ以外の構成は図7の走査型露光装置と同様である。   18 shows a modification of the scanning exposure apparatus of FIG. 7. In FIG. 18, in which parts corresponding to those of FIG. 7 are given the same reference numerals, the illumination light IL that has passed through the rectangular opening of the reticle blind 30 is shown. Passes through the second relay lens 29 and illuminates the reflection mirror 11 disposed at an inclination of 45 ° with respect to the optical axis through the condenser lens 49 with a uniform illumination distribution. The downward reflected light from the reflecting mirror 11 passes through the condenser lens 42, the opening of the light shield 55, and the condenser lens 32, and uniformly illuminates the illumination area 42R on the reticle R. In addition, a mirror element portion D3 similar to the mirror element portion D1 of FIG. Each mirror element of the mirror element part D3 is in the ON state where the tilt angle of the reflecting surface is 0 ° (first reflection direction) and the other predetermined angle (second When the mirror elements are in the on state, the illumination light IL reflected when the mirror elements are in the on state passes through the opening of the light blocking body 55 and the mirror elements are in the off state. The illumination light IL reflected by the light is shielded by the light shield 55. The mirror element portion D3 is also controlled by the DMD driving device 33. The other configuration is the same as that of the scanning exposure apparatus of FIG.

図18において、反射ミラー11の全ての反射領域をレチクルRと光学的に共役な位置に配置する必要はなく、ミラー素子部D3がある反射ミラー11の中央がレチクルRのパターン面と共役になるように、反射ミラー11を配置すればよいので、光学系の配置が簡単になる利点がある。
図19は、図18の走査型露光装置の反射ミラー11とレチクルR上の照明領域42Rとの共役関係を示し、この図19において、反射ミラー11中のミラー素子部D3は、レチクルRとの共役位置を中心に配置されたので、その反射光はレチクルR上の照明領域42Rの走査方向の中央部分に相当する位置を照射する。ミラー素子部D3は走査方向にn行(各行をd31,d32,…d3n とする)、非走査方向にm列(各列を1,2,…mとする)のマトリックス状にn×m個のミラー素子が配置されているものとする。ここで、例えば、ミラー素子部D3中の中央部分Cのミラー素子(図19では隣接する複数のミラー素子に相当する。)が図18のDMD駆動装置33によってオフ状態(チルトされた状態)にされたとすると、オフにされたミラー素子からの反射光(点線で示す)は、コンデンサーレンズ42とコンデンサーレンズ32との間の光学的な瞳位置に配置された遮光体55(又は吸収体でもよい)55で遮光され、レチクルR上の共役位置C’には照明光は照射されない。
In FIG. 18, it is not necessary to arrange all the reflection regions of the reflection mirror 11 at positions optically conjugate with the reticle R, and the center of the reflection mirror 11 where the mirror element portion D3 is located is conjugate with the pattern surface of the reticle R. As described above, since the reflecting mirror 11 may be arranged, there is an advantage that the arrangement of the optical system is simplified.
FIG. 19 shows a conjugate relationship between the reflection mirror 11 of the scanning exposure apparatus of FIG. 18 and the illumination region 42R on the reticle R. In FIG. 19, the mirror element portion D3 in the reflection mirror 11 is in contact with the reticle R. Since it is arranged centering on the conjugate position, the reflected light irradiates a position corresponding to the central portion in the scanning direction of the illumination region 42R on the reticle R. The mirror element portion D3 is n in a matrix of n rows in the scanning direction (each row is d3 1 , d3 2 ,..., D3 n ) and m columns (each row is 1, 2,. It is assumed that xm mirror elements are arranged. Here, for example, the mirror element (corresponding to a plurality of adjacent mirror elements in FIG. 19) in the central portion C in the mirror element portion D3 is turned off (tilted) by the DMD driving device 33 in FIG. If so, the light reflected from the mirror element turned off (indicated by a dotted line) may be a light shield 55 (or an absorber) disposed at the optical pupil position between the condenser lens 42 and the condenser lens 32. ) 55, and is not irradiated with illumination light at the conjugate position C ′ on the reticle R.

仮に、走査露光の開始時刻t0 で全てのミラー素子がオン状態(チルトされない状態)であり、時刻ta〜tbまでの間で、部分Cのミラー素子がオフにされたとすると、レチクルR上の領域Eの露光量は他の領域に比べて減少する。当然ながら、この領域Eに相当するウエハW上の領域の露光量も減少する。これはこの部分の露光領域42Wの走査方向の幅が減少するため、オフになるミラー素子の走査方向に沿った数が多いほど減少する露光量は大きくなる。なお、レチクルR上あるいはウエハW上の露光量を減少させたい領域とそうでない領域とを正確に分離するためには、反射ミラー11はレチクルRと光学的に共役な位置に配置する必要があるが、図18及び図19の構成ではその共役な位置を中心としてミラー素子部D3はほぼ共役位置に配置されている。If all the mirror elements are in the on state (not tilted) at the scanning exposure start time t 0 and the mirror elements in the portion C are turned off between time ta and tb, The exposure amount in the area E is smaller than that in other areas. Naturally, the exposure amount of the area on the wafer W corresponding to the area E also decreases. This is because the width in the scanning direction of the exposure area 42W of this portion decreases, and the amount of exposure that decreases decreases as the number of mirror elements that are turned off increases in the scanning direction. In order to accurately separate the region on the reticle R or on the wafer W where the exposure amount is desired to be reduced and the region that is not so, it is necessary to dispose the reflecting mirror 11 at a position optically conjugate with the reticle R. However, in the configuration of FIG. 18 and FIG. 19, the mirror element portion D3 is disposed substantially at the conjugate position with the conjugate position as the center.

図20(a)及び(b)は、図18の構成における照明領域42Rの照度IILの分布を走査方向SDを横軸にしてグラフ化したものである。反射ミラー11のミラー素子部D3のミラー素子が全てオン状態の場合の照度分布は、図20(a)のようにほぼ平坦となる。一方、ミラー素子部D3のミラー素子が全てオフ状態の照度分布は、図20(b)のように中央付近の照度IILが0となるが、走査方向SDの両側の縁部(前縁部又は後縁部)の照度分布の傾斜は保持される。走査露光によって、ウエハW上のフォトレジストの各点への積算露光量は図20(a)又は図20(b)の照度分布のグラフの面積(積分値)に相当するから、ミラー素子部D3のミラー素子のオフにする行数が多いほど積算露光量が小さくなることが容易に理解できる。1つのショット領域内の照射すべき最も大きな露光量と最も小さな露光量との差は10%程度と考えられるため、通常の露光量制御のためには、全ての行のミラー素子をオンにしたときのグラフの面積に対して、面積が10%低下するだけのミラー素子の行数を設けておけば良い。
なお、上述の第2実施形態においては、レチクルRの走査中の時刻に基づいてミラー素子部D1,D2,D3を制御するようにしているが、干渉計54R(または干渉計54W)の計測値に基づいてミラー素子部D1,D2,D3を制御するようにしてもよい。
20A and 20B are graphs showing the distribution of the illuminance IIL of the illumination area 42R in the configuration of FIG. 18 with the scanning direction SD as the horizontal axis. The illuminance distribution when the mirror elements of the mirror element portion D3 of the reflection mirror 11 are all in the on state is substantially flat as shown in FIG. On the other hand, in the illuminance distribution in which all the mirror elements of the mirror element portion D3 are in the OFF state, the illuminance IIL near the center is 0 as shown in FIG. 20B, but the edge portions (front edge portion or The inclination of the illuminance distribution at the trailing edge is maintained. Since the integrated exposure amount for each point of the photoresist on the wafer W corresponds to the area (integrated value) of the illuminance distribution graph of FIG. 20A or 20B by the scanning exposure, the mirror element portion D3. It can be easily understood that the integrated exposure amount decreases as the number of rows of the mirror elements turned off increases. Since the difference between the largest exposure amount to be irradiated and the smallest exposure amount in one shot area is considered to be about 10%, the mirror elements in all rows are turned on for normal exposure amount control. It is sufficient to provide the number of rows of mirror elements so that the area is reduced by 10% with respect to the area of the graph.
In the second embodiment described above, the mirror element portions D1, D2, and D3 are controlled based on the time during the scanning of the reticle R. However, the measurement value of the interferometer 54R (or the interferometer 54W) is used. The mirror element portions D1, D2, and D3 may be controlled based on the above.

以上の通り、本例によれば、ショット領域内に転写されるパターンの特性に応じて、ショット領域内の局所領域毎に最適な露光量で露光を行うことができる。また、フォトレジストの塗布むら、現像むらに起因するパターン線幅の誤差を補正できると共に、露光装置(照明系12等)に起因する照度不均一性を補正することも可能となる。
上記各実施形態では、投影光学系として縮小系を用いる場合について説明したが、これに限らず、投影光学系として等倍あるいは拡大系を用いても良いし、投影光学系は屈折系、反射屈折系、又は反射系のいずれであっても良い。
As described above, according to this example, it is possible to perform exposure with an optimal exposure amount for each local area in the shot area in accordance with the characteristics of the pattern transferred in the shot area. In addition, it is possible to correct pattern line width errors caused by uneven application of photoresist and uneven development, and it is also possible to correct illuminance non-uniformity caused by an exposure apparatus (such as the illumination system 12).
In each of the embodiments described above, the case where the reduction system is used as the projection optical system has been described. However, the present invention is not limited to this, and the projection optical system may be an equal magnification or enlargement system. Either a system or a reflection system may be used.

また、例えば半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいてレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の投影露光装置(露光装置)によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、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。   Further, for example, for a semiconductor device, a step of designing the function / performance of the device, a step of manufacturing a reticle based on the design step, a step of manufacturing a wafer from a silicon material, and the projection exposure apparatus (exposure apparatus) of the above-described embodiment Thus, the wafer is manufactured through a step of transferring a reticle pattern to a wafer, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a package process), an inspection step, and the like.

また、本発明は、例えば国際公開第99/49504号パンフレットに開示されている液浸型露光装置で露光を行う場合にも適用することができる。また、本発明は、露光ビームとして波長1〜100nm程度の極端紫外光(EUV光)を用いる露光装置にも適用できる。EUV光を使用する光学系は反射型となるが、本発明の反射素子アレイは反射型の光学部材であるため、EUV光にもそのまま使用できる。   The present invention can also be applied to the case where exposure is performed with an immersion type exposure apparatus disclosed in, for example, International Publication No. 99/49504 pamphlet. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that uses extreme ultraviolet light (EUV light) having a wavelength of about 1 to 100 nm as an exposure beam. An optical system using EUV light is a reflection type, but since the reflection element array of the present invention is a reflection type optical member, it can be used for EUV light as it is.

また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子やプラズマディスプレイなどを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミックスウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子(CCDなど)、有機EL、マイクロマシーン、DNAチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。   Further, the present invention is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device, but is used for manufacturing a display including a liquid crystal display element, a plasma display, and the like. An exposure apparatus for transferring a device pattern onto a glass plate and a thin film magnetic head. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a device pattern used in the process onto a ceramic wafer, and an exposure apparatus that is used to manufacture an image sensor (CCD, etc.), an organic EL, a micromachine, a DNA chip, and the like. In addition to microdevices such as semiconductor elements, circuits for glass substrates or silicon wafers are used to manufacture masks used in optical exposure equipment, EUV exposure equipment, X-ray exposure equipment, and electron beam exposure equipment. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a pattern.

なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン(または、位相パターン・減光パターン)を形成した光透過型マスクを用いたが、これらのマスクに代えて、例えば米国特許第6,778,257号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターンまたは反射パターンを形成する電子マスクを用いてもよい。
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。また、明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約を含む2005年2月14日付け提出の日本国特許出願第2005−035383の全ての開示内容は、そっくりそのまま引用して本願に組み込まれている。
In the above-described embodiment, the light transmissive mask in which a predetermined light shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light transmissive substrate is used, but instead of these masks, for example, As disclosed in US Pat. No. 6,778,257, an electronic mask that forms a transmission pattern or a reflection pattern based on electronic data of a pattern to be exposed may be used.
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Of course, a various structure can be taken in the range which does not deviate from the summary of this invention. In addition, the entire disclosure of Japanese Patent Application No. 2005-035343 filed on February 14, 2005, including the specification, claims, drawings, and abstract, is incorporated herein by reference in its entirety. Yes.

本発明によれば、複数の局所領域毎に最適な露光量で露光を行うことができるため、物体上に露光されるパターンの像の線幅均一性を向上することができる。従って、複数の回路を1つのチップにまとめたようなデバイスを高精度に高い歩留りで製造することができる。   According to the present invention, since it is possible to perform exposure with an optimum exposure amount for each of a plurality of local regions, it is possible to improve the line width uniformity of an image of a pattern exposed on an object. Therefore, a device in which a plurality of circuits are integrated into one chip can be manufactured with high accuracy and high yield.

Claims (18)

光源からの露光ビームで物体を露光する露光装置において、
前記露光ビームの反射方向をそれぞれ制御可能な複数の反射素子を含み、前記物体上の前記露光ビームの照明領域における照度分布を調整するために前記光源と前記物体との間に配置された反射素子アレイと、
前記物体に対する露光量を制御するための露光量制御データが格納された記憶装置と、
前記記憶装置に記憶されている前記露光量制御データに基づいて、前記反射素子アレイを制御する制御装置とを備えたことを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus that exposes an object with an exposure beam from a light source,
A plurality of reflecting elements each capable of controlling the reflection direction of the exposure beam, the reflecting element disposed between the light source and the object for adjusting an illuminance distribution in an illumination area of the exposure beam on the object An array,
A storage device storing exposure amount control data for controlling the exposure amount of the object;
An exposure apparatus comprising: a control device that controls the reflective element array based on the exposure amount control data stored in the storage device.
前記反射素子アレイは、デジタルマイクロミラーデバイスからなることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the reflection element array includes a digital micromirror device. 前記反射素子アレイを構成する各反射素子は、それぞれ前記露光ビームを第1及び第2の反射方向のいずれかに反射し、
前記光源からの前記露光ビームを前記反射素子アレイに導くビームスプリッタと、
前記第2の反射方向に反射された前記露光ビームを遮光する絞り部材とをさらに備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。
Each reflecting element constituting the reflecting element array reflects the exposure beam in one of the first and second reflecting directions,
A beam splitter for guiding the exposure beam from the light source to the reflective element array;
The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a diaphragm member that blocks the exposure beam reflected in the second reflection direction.
前記露光量制御データは、前記物体上に形成されるパターン像の線幅分布が所定分布になるように設定されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の露光装置。   4. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure amount control data is set so that a line width distribution of a pattern image formed on the object has a predetermined distribution. 5. . 前記物体は感光体が塗布された基板であり、
前記露光量制御データは、前記基板上の位置による前記感光体の塗布厚の不均一性及び現像特性の不均一性の少なくとも一方を補正するように設定されることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の露光装置。
The object is a substrate coated with a photoreceptor;
2. The exposure amount control data is set so as to correct at least one of a non-uniformity of a coating thickness of the photosensitive member and a non-uniformity of development characteristics depending on a position on the substrate. 5. The exposure apparatus according to any one of 4 above.
前記反射素子アレイは、前記光源と前記物体との間の前記物体と実質的に共役の位置、又は該実質的に共役の位置から所定量だけずれた位置に配置されることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の露光装置。   The reflective element array is disposed at a position substantially conjugate with the object between the light source and the object, or at a position shifted from the substantially conjugate position by a predetermined amount. Item 6. The exposure apparatus according to any one of Items 1 to 5. 前記物体の露光中に前記物体に対する前記露光ビームの積算露光量を求める演算装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記演算装置によって求められる積算露光量及び前記露光量制御データに基づいて、前記反射素子アレイを制御することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の露光装置。
An arithmetic unit for obtaining an integrated exposure amount of the exposure beam for the object during the exposure of the object;
The exposure according to claim 1, wherein the control device controls the reflective element array based on an integrated exposure amount obtained by the arithmetic device and the exposure amount control data. apparatus.
前記露光装置は、前記物体の露光中に前記露光ビームに対して前記物体を移動する走査露光型であることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatus is a scanning exposure type that moves the object relative to the exposure beam during exposure of the object. 前記物体の走査方向の位置情報を計測する位置検出装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記位置検出装置によって求められる位置情報及び前記露光量制御データに基づいて、前記反射素子アレイを制御することを特徴とする請求項8に記載の露光装置。
A position detecting device for measuring position information of the object in the scanning direction;
The exposure apparatus according to claim 8, wherein the control apparatus controls the reflective element array based on position information obtained by the position detection apparatus and the exposure amount control data.
前記露光量制御データは、前記露光ビームの照明領域の走査方向の光量積算値が前記走査方向に直交する非走査方向に渡って実質的に均一となるように設定されることを特徴とする請求項8又は9に記載の露光装置。   The exposure amount control data is set so that a light amount integrated value in a scanning direction of an illumination area of the exposure beam is substantially uniform in a non-scanning direction orthogonal to the scanning direction. Item 10. The exposure apparatus according to Item 8 or 9. 前記反射素子アレイは、前記露光ビームの照明領域の走査方向の所定箇所に対応する領域に1本又は複数本のライン状に配列された複数の反射素子を含むことを特徴とする請求項8から10のいずれか一項に記載の露光装置。   9. The reflection element array includes a plurality of reflection elements arranged in one or a plurality of lines in a region corresponding to a predetermined position in the scanning direction of the illumination region of the exposure beam. The exposure apparatus according to any one of 10. 前記制御装置は、前記反射素子アレイを制御して、前記露光ビームの照明領域の走査方向における幅を制御することを特徴とする請求項8から11のいずれか一項に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to any one of claims 8 to 11, wherein the control device controls the width of the illumination region of the exposure beam in the scanning direction by controlling the reflective element array. 前記露光量制御データは、前記物体上の複数の区画領域のそれぞれに対して設定されていることを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure amount control data is set for each of a plurality of partitioned areas on the object. 前記制御装置は、前記物体上の一つの区画領域の露光中に、前記露光量制御データに基づいて、前記照明領域内の照度分布を変更することを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の露光装置。   The said control apparatus changes the illumination intensity distribution in the said illumination area based on the said exposure amount control data during the exposure of one division area on the said object. The exposure apparatus according to one item. 前記反射素子アレイからの露光ビームで所定のパターンが形成されたマスクを照明し、該マスクのパターンの像を前記物体上に投影することによって、前記物体を露光する請求項1から14のいずれか一項に記載の露光装置。   15. The object is exposed by illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed with an exposure beam from the reflection element array, and projecting an image of the pattern of the mask onto the object. The exposure apparatus according to one item. 前記光源と前記マスクとの間に配置され、前記光源からの露光ビームを均一な照度分布で前記反射素子アレイに入射させるオプティカルインテグレータをさらに備えた請求項15に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 15, further comprising an optical integrator that is disposed between the light source and the mask and causes an exposure beam from the light source to be incident on the reflective element array with a uniform illuminance distribution. 光源からの露光ビームを物体に照射して、前記物体を露光する露光方法において、
前記物体上の複数の区画領域のそれぞれに対する露光量及び露光量分布の少なくとも一方を制御するための露光量制御データを求める第1工程と、
前記光源と前記物体との間に配置され、それぞれ前記露光ビームの反射方向を制御可能な複数の反射素子を含む反射素子アレイを用いて、
前記露光量制御データに基づき前記物体上の前記露光ビームの照明領域における照度分布を制御する第2工程とを有することを特徴とする露光方法。
In an exposure method of exposing an object by irradiating the object with an exposure beam from a light source,
A first step of obtaining exposure amount control data for controlling at least one of an exposure amount and an exposure amount distribution for each of a plurality of partitioned regions on the object;
Using a reflective element array that is disposed between the light source and the object and includes a plurality of reflective elements each capable of controlling the reflection direction of the exposure beam,
And a second step of controlling an illuminance distribution in an illumination area of the exposure beam on the object based on the exposure amount control data.
請求項1から16のいずれか一項に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイス製造方法。   A device manufacturing method using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 16.
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