JP2000323405A - 投影露光方法及び装置、並びに素子製造方法 - Google Patents
投影露光方法及び装置、並びに素子製造方法Info
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スキャン露光方式で、レチクルのパターンの
像を正確にウエハ上に形成する。 【解決手段】 レチクル１１とウエハ１９とを相対的に
移動することによって、レチクル１１のパターンを用い
てウエハ１９を走査露光する際において、ウエハ１９上
のマークの位置情報を検出する。検出された位置情報を
統計処理することによって、ウエハ１９上に形成されて
いるパターンのウエハ１９の移動方向（Ｘ方向）の伸縮
を表すパラメータを求める。求められたパラメータより
得られるウエハ１９上に形成されているパターンの倍率
誤差αに応じて、レチクル１１とウエハ１９との相対速
度を調整する。
像を正確にウエハ上に形成する。 【解決手段】 レチクル１１とウエハ１９とを相対的に
移動することによって、レチクル１１のパターンを用い
てウエハ１９を走査露光する際において、ウエハ１９上
のマークの位置情報を検出する。検出された位置情報を
統計処理することによって、ウエハ１９上に形成されて
いるパターンのウエハ１９の移動方向（Ｘ方向）の伸縮
を表すパラメータを求める。求められたパラメータより
得られるウエハ１９上に形成されているパターンの倍率
誤差αに応じて、レチクル１１とウエハ１９との相対速
度を調整する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばパルス光源又は
連続発光光源からの露光光により矩形又は円弧状等の照
明領域を照明し、その照明領域に対してマスク及び感光
基板を同期して走査することにより、マスク上のパター
ンを逐次感光基板上に露光する所謂スリットスキャン露
光方式の投影露光方法、及び投影露光装置に関する。
連続発光光源からの露光光により矩形又は円弧状等の照
明領域を照明し、その照明領域に対してマスク及び感光
基板を同期して走査することにより、マスク上のパター
ンを逐次感光基板上に露光する所謂スリットスキャン露
光方式の投影露光方法、及び投影露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体素子、液晶表示素子又
は薄膜磁気ヘッド等をフォトリソグラフィー技術を用い
て製造する際に、フォトマスク又はレチクル（以下、
「レチクル」と総称する）のパターンを投影光学系を介
して、フォトレジスト等が塗布されたウエハ又はガラス
プレート等の基板上に投影露光する投影露光装置が使用
されている。最近は、半導体素子等の１個のチップパタ
ーンが大型化する傾向にあり、投影露光装置において
は、レチクル上のより大きな面積のパターンを感光基板
上に露光するという大面積化が求められている。
は薄膜磁気ヘッド等をフォトリソグラフィー技術を用い
て製造する際に、フォトマスク又はレチクル（以下、
「レチクル」と総称する）のパターンを投影光学系を介
して、フォトレジスト等が塗布されたウエハ又はガラス
プレート等の基板上に投影露光する投影露光装置が使用
されている。最近は、半導体素子等の１個のチップパタ
ーンが大型化する傾向にあり、投影露光装置において
は、レチクル上のより大きな面積のパターンを感光基板
上に露光するという大面積化が求められている。
【０００３】また、半導体素子等のパターンが微細化す
るのに応じて、投影光学系の解像力の向上も求められて
いるが、投影光学系の解像力を向上するためには、投影
光学系の露光フィールドを大きくすることが設計上及び
製造上困難であるという問題がある。特に、投影光学系
として、反射屈折系を使用するような場合には、無収差
の露光フィールドの形状が円弧状の領域となることもあ
る。
るのに応じて、投影光学系の解像力の向上も求められて
いるが、投影光学系の解像力を向上するためには、投影
光学系の露光フィールドを大きくすることが設計上及び
製造上困難であるという問題がある。特に、投影光学系
として、反射屈折系を使用するような場合には、無収差
の露光フィールドの形状が円弧状の領域となることもあ
る。
【０００４】斯かる被転写パターンの大面積化及び投影
光学系の露光フィールドの制限に対応するために、例え
ば矩形、円弧状又は６角形等の照明領域（これを「スリ
ット状の照明領域」という）に対してレチクル及び感光
性の基板を同期して走査することにより、レチクル上の
そのスリット状の照明領域より広い面積のパターンを基
板上に逐次投影露光する所謂スリットスキャン露光方式
の投影露光装置が提案されている。
光学系の露光フィールドの制限に対応するために、例え
ば矩形、円弧状又は６角形等の照明領域（これを「スリ
ット状の照明領域」という）に対してレチクル及び感光
性の基板を同期して走査することにより、レチクル上の
そのスリット状の照明領域より広い面積のパターンを基
板上に逐次投影露光する所謂スリットスキャン露光方式
の投影露光装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般に半導体素子等
は、基板上に多数層の回路パターンを積み重ねて形成さ
れると共に、前のレイアの回路パターンの露光を行った
投影露光装置の倍率誤差と、今回のレイアの回路パター
ンの露光を行う投影露光装置の倍率誤差とが所定の許容
値を超えて相違すると、マッチング精度が悪化して半導
体素子等の歩留まりが低下する。また、露光後の種々の
プロセスにより基板上の前のレイアのチップパターンが
伸縮し、倍率が変化している場合もある。
は、基板上に多数層の回路パターンを積み重ねて形成さ
れると共に、前のレイアの回路パターンの露光を行った
投影露光装置の倍率誤差と、今回のレイアの回路パター
ンの露光を行う投影露光装置の倍率誤差とが所定の許容
値を超えて相違すると、マッチング精度が悪化して半導
体素子等の歩留まりが低下する。また、露光後の種々の
プロセスにより基板上の前のレイアのチップパターンが
伸縮し、倍率が変化している場合もある。
【０００６】そこで、従来のステッパーのように基板上
の各ショット領域へレチクルのパターン像をそれぞれ一
括して露光する投影露光装置では、露光前に基板上のチ
ップパターンの所定の方向（これを「Ｘ方向」とする）
及びこれに垂直なＹ方向の倍率誤差（スケーリングパラ
メータ）を求め、それに応じて投影光学系のＸ方向及び
Ｙ方向の倍率誤差を補正して露光を行う方法も使用され
ている。
の各ショット領域へレチクルのパターン像をそれぞれ一
括して露光する投影露光装置では、露光前に基板上のチ
ップパターンの所定の方向（これを「Ｘ方向」とする）
及びこれに垂直なＹ方向の倍率誤差（スケーリングパラ
メータ）を求め、それに応じて投影光学系のＸ方向及び
Ｙ方向の倍率誤差を補正して露光を行う方法も使用され
ている。
【０００７】これに対して、上記の如き従来のスリット
スキャン露光方式の投影露光装置においては、単に投影
光学系だけで倍率誤差を補正した場合には、走査方向に
垂直な非走査方向の倍率誤差の補正はできても、走査方
向の倍率誤差は十分に補正できないという不都合があっ
た。また、従来のスリットスキャン露光方式の投影露光
装置においては、スリット状の照明領域の走査方向の幅
と非走査方向の幅とが異なるため、投影光学系での露光
光吸収による熱分布の偏り、及び基板上での走査方向と
非走査方向とのショットサイズの違い等により、各ショ
ット領域内の走査方向と非走査方向との倍率誤差に差が
生じ易い傾向がある。従って、特に走査方向及び非走査
方向の倍率誤差を独立に補正できることが望まれてい
る。
スキャン露光方式の投影露光装置においては、単に投影
光学系だけで倍率誤差を補正した場合には、走査方向に
垂直な非走査方向の倍率誤差の補正はできても、走査方
向の倍率誤差は十分に補正できないという不都合があっ
た。また、従来のスリットスキャン露光方式の投影露光
装置においては、スリット状の照明領域の走査方向の幅
と非走査方向の幅とが異なるため、投影光学系での露光
光吸収による熱分布の偏り、及び基板上での走査方向と
非走査方向とのショットサイズの違い等により、各ショ
ット領域内の走査方向と非走査方向との倍率誤差に差が
生じ易い傾向がある。従って、特に走査方向及び非走査
方向の倍率誤差を独立に補正できることが望まれてい
る。
【０００８】本発明は斯かる点に鑑み、スリットスキャ
ン露光方式で露光を行う際において、重ね合わせ露光時
のマッチング精度を向上させることを目的とする。
ン露光方式で露光を行う際において、重ね合わせ露光時
のマッチング精度を向上させることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による第１の投影露光方法は、マスク（１
１）と基板（１９）とを相対的に移動することによっ
て、そのマスク（１１）のパターンを用いてその基板
（１９）を走査露光する投影露光方法において、基板
（１９）上のマークの位置情報を検出し、この検出され
た位置情報を統計処理することによって、基板（１９）
上に形成されているパターンの、基板（１９）の移動方
向と直交する方向（Ｙ方向）の伸縮を表すパラメータを
求め、この求められたパラメータより得られる基板（１
９）上に形成されているパターンの倍率誤差（γ）に応
じて、基板（１９）上に投影されるマスク（１９）のパ
ターンの像の投影倍率を調整するようにしたものであ
る。
に、本発明による第１の投影露光方法は、マスク（１
１）と基板（１９）とを相対的に移動することによっ
て、そのマスク（１１）のパターンを用いてその基板
（１９）を走査露光する投影露光方法において、基板
（１９）上のマークの位置情報を検出し、この検出され
た位置情報を統計処理することによって、基板（１９）
上に形成されているパターンの、基板（１９）の移動方
向と直交する方向（Ｙ方向）の伸縮を表すパラメータを
求め、この求められたパラメータより得られる基板（１
９）上に形成されているパターンの倍率誤差（γ）に応
じて、基板（１９）上に投影されるマスク（１９）のパ
ターンの像の投影倍率を調整するようにしたものであ
る。
【００１０】次に、本発明による第２の投影露光方法
は、マスク（１１）と基板（１９）とを相対的に移動す
ることによって、マスク（１１）のパターンを用いて基
板（１９）を走査露光する投影露光方法において、基板
（１９）上のマークの位置情報を検出し、この検出され
た位置情報を統計処理することによって、基板（１９）
上に形成されているパターンの、基板（１９）の移動方
向（Ｘ方向）の伸縮を表すパラメータを求め、この求め
られたパラメータより得られる基板（１９）上に形成さ
れているパターンの倍率誤差（α）に応じて、マスク
（１１）と基板（１９）との相対速度を調整するもので
ある。
は、マスク（１１）と基板（１９）とを相対的に移動す
ることによって、マスク（１１）のパターンを用いて基
板（１９）を走査露光する投影露光方法において、基板
（１９）上のマークの位置情報を検出し、この検出され
た位置情報を統計処理することによって、基板（１９）
上に形成されているパターンの、基板（１９）の移動方
向（Ｘ方向）の伸縮を表すパラメータを求め、この求め
られたパラメータより得られる基板（１９）上に形成さ
れているパターンの倍率誤差（α）に応じて、マスク
（１１）と基板（１９）との相対速度を調整するもので
ある。
【００１１】なお、基板（１９）上に形成されているマ
ークの位置情報の検出は、走査露光のための基板（１
９）の移動中に行うようにしてもよい。この場合、その
相対速度の調整に応じて、その基板に対する露光量制御
を行うことが望ましい。更に、その露光量制御は、その
露光ビームの発振周波数又はその基板に照射される露光
ビームのエネルギーを調整することによって行なわれる
ことが望ましい。また、そのパラメータは、最小二乗法
やＥＧＡ方式を用いて求められることが望ましい。
ークの位置情報の検出は、走査露光のための基板（１
９）の移動中に行うようにしてもよい。この場合、その
相対速度の調整に応じて、その基板に対する露光量制御
を行うことが望ましい。更に、その露光量制御は、その
露光ビームの発振周波数又はその基板に照射される露光
ビームのエネルギーを調整することによって行なわれる
ことが望ましい。また、そのパラメータは、最小二乗法
やＥＧＡ方式を用いて求められることが望ましい。
【００１２】次に、本発明による第３の投影露光方法
は、マスクと基板とを相対的に移動することによって、
そのマスクのパターンを用いてその基板を走査露光する
投影露光方法において、その走査露光のためのその基板
の移動中に、その基板上に形成されているパターンの倍
率誤差を求め、この求められた倍率誤差に応じて、その
マスクのパターンをその基板上に転写するものである。
は、マスクと基板とを相対的に移動することによって、
そのマスクのパターンを用いてその基板を走査露光する
投影露光方法において、その走査露光のためのその基板
の移動中に、その基板上に形成されているパターンの倍
率誤差を求め、この求められた倍率誤差に応じて、その
マスクのパターンをその基板上に転写するものである。
【００１３】この場合、その求められた倍率誤差に応じ
て、そのマスクのパターンの像の投影倍率又はそのマス
クとその基板との相対速度を調整することが望ましい。
次に、本発明による第４の投影露光方法は、マスクと基
板とを相対的に移動することによって、そのマスクのパ
ターンを用いてその基板を走査露光する投影露光方法に
おいて、その基板上の複数のショット領域の各々に形成
されたパターンの、その基板の移動方向と直交する方向
に関する倍率誤差を、各ショット領域毎に求め、この求
められた倍率誤差に応じて、その基板上に投影されるそ
のマスクのパターンの像の投影倍率を、各ショット領域
毎に調整するものである。
て、そのマスクのパターンの像の投影倍率又はそのマス
クとその基板との相対速度を調整することが望ましい。
次に、本発明による第４の投影露光方法は、マスクと基
板とを相対的に移動することによって、そのマスクのパ
ターンを用いてその基板を走査露光する投影露光方法に
おいて、その基板上の複数のショット領域の各々に形成
されたパターンの、その基板の移動方向と直交する方向
に関する倍率誤差を、各ショット領域毎に求め、この求
められた倍率誤差に応じて、その基板上に投影されるそ
のマスクのパターンの像の投影倍率を、各ショット領域
毎に調整するものである。
【００１４】また、本発明による第５の投影露光方法
は、マスクと基板とを相対的に移動することによって、
そのマスクのパターンを用いてその基板を走査露光する
投影露光方法において、その基板上の複数のショット領
域の各々に形成されたパターンの、その基板の移動方向
に関する倍率誤差を、各ショット領域毎に求め、この求
められた倍率誤差に応じて、そのマスクとその基板との
相対速度を、各ショット領域毎に調整するものである。
は、マスクと基板とを相対的に移動することによって、
そのマスクのパターンを用いてその基板を走査露光する
投影露光方法において、その基板上の複数のショット領
域の各々に形成されたパターンの、その基板の移動方向
に関する倍率誤差を、各ショット領域毎に求め、この求
められた倍率誤差に応じて、そのマスクとその基板との
相対速度を、各ショット領域毎に調整するものである。
【００１５】この場合、その倍率誤差は、各ショット領
域内に形成された複数のマークを検出することによって
求められることが望ましい。次に、本発明による第６の
投影露光方法は、マスクと基板とを移動することによっ
て、そのマスクのパターンを用いてその基板を走査露光
する投影露光方法において、その基板を走査露光する際
に、その基板上の一つのショット領域内を複数個のブロ
ックに分割し、各ブロック毎に倍率補正を行うことによ
って、そのショット領域のディストーションに対応する
ものである。
域内に形成された複数のマークを検出することによって
求められることが望ましい。次に、本発明による第６の
投影露光方法は、マスクと基板とを移動することによっ
て、そのマスクのパターンを用いてその基板を走査露光
する投影露光方法において、その基板を走査露光する際
に、その基板上の一つのショット領域内を複数個のブロ
ックに分割し、各ブロック毎に倍率補正を行うことによ
って、そのショット領域のディストーションに対応する
ものである。
【００１６】この場合、その倍率補正は、そのマスクと
その基板との相対速度や、その基板上に投影されるその
マスクのパターンの像の投影倍率を調整することによっ
て行なわれることが望ましい。また、本発明による第１
の素子製造方法は、本発明の投影露光方法を用いてその
基板を走査露光する工程を含むものである。
その基板との相対速度や、その基板上に投影されるその
マスクのパターンの像の投影倍率を調整することによっ
て行なわれることが望ましい。また、本発明による第１
の素子製造方法は、本発明の投影露光方法を用いてその
基板を走査露光する工程を含むものである。
【００１７】次に、本発明による第１の投影露光装置
は、マスクと基板とを移動することによって、そのマス
クのパターンを用いてその基板を走査露光する投影露光
装置において、マスクのパターンの像をその基板上に投
影する投影光学系と、その投影光学系の光軸からその基
板の移動方向に離れた検出領域を有し、その基板上のア
ライメントマークの位置情報を検出する第１検出手段と
を備えたものである。
は、マスクと基板とを移動することによって、そのマス
クのパターンを用いてその基板を走査露光する投影露光
装置において、マスクのパターンの像をその基板上に投
影する投影光学系と、その投影光学系の光軸からその基
板の移動方向に離れた検出領域を有し、その基板上のア
ライメントマークの位置情報を検出する第１検出手段と
を備えたものである。
【００１８】この場合、その第１検出手段は、その基板
の移動方向と直交する方向に離れた複数の検出領域を有
することが望ましい。また、その第１検出手段は、その
基板の移動中に、その基板上のアライメントマークを検
出することが望ましい。更に、その投影光学系の光軸に
関してその第１検出手段の検出領域の反対側に検出領域
を有し、その基板上のアライメントマークの位置情報を
検出する第２検出手段をさらに備えることが望ましい。
また、その第１検出手段とその第２検出手段とは、その
基板の移動方向に応じて使い分けられることが望まし
い。
の移動方向と直交する方向に離れた複数の検出領域を有
することが望ましい。また、その第１検出手段は、その
基板の移動中に、その基板上のアライメントマークを検
出することが望ましい。更に、その投影光学系の光軸に
関してその第１検出手段の検出領域の反対側に検出領域
を有し、その基板上のアライメントマークの位置情報を
検出する第２検出手段をさらに備えることが望ましい。
また、その第１検出手段とその第２検出手段とは、その
基板の移動方向に応じて使い分けられることが望まし
い。
【００１９】次に、本発明による第２の投影露光装置
は、マスクと基板とを移動することによって、そのマス
クのパターンを用いてその基板を走査露光する投影露光
装置において、そのマスクのパターンの像をその基板上
に投影する投影光学系と、その投影光学系の投影倍率を
調整する倍率調整手段と、その走査露光中のそのマスク
とその基板との速度比が、その倍率調整手段によって調
整されるその投影光学系の投影倍率と異なるようにその
マスクとその基板との相対速度を調整する速度調整手段
とを備えたものである。
は、マスクと基板とを移動することによって、そのマス
クのパターンを用いてその基板を走査露光する投影露光
装置において、そのマスクのパターンの像をその基板上
に投影する投影光学系と、その投影光学系の投影倍率を
調整する倍率調整手段と、その走査露光中のそのマスク
とその基板との速度比が、その倍率調整手段によって調
整されるその投影光学系の投影倍率と異なるようにその
マスクとその基板との相対速度を調整する速度調整手段
とを備えたものである。
【００２０】この場合、その倍率調整手段及びその速度
調整手段は、その基板上に既に形成されているパターン
の倍率誤差に応じて調整を行うことが望ましい。更に、
その基板上に既に形成されているパターンの倍率誤差
は、その基板上の複数のマークを検出することによって
求められることが望ましい。また、その速度調整手段の
相対速度の調整に応じて、その基板の露光量制御を行う
ことが望ましい。
調整手段は、その基板上に既に形成されているパターン
の倍率誤差に応じて調整を行うことが望ましい。更に、
その基板上に既に形成されているパターンの倍率誤差
は、その基板上の複数のマークを検出することによって
求められることが望ましい。また、その速度調整手段の
相対速度の調整に応じて、その基板の露光量制御を行う
ことが望ましい。
【００２１】また、本発明による第２の素子製造方法
は、本発明の何れか一項記載の投影露光装置を用いてそ
の基板を走査露光する工程を含むものである。
は、本発明の何れか一項記載の投影露光装置を用いてそ
の基板を走査露光する工程を含むものである。
【００２２】
【作用】斯かる本発明によれば、例えば予め基板（１
９）上に既に形成されているチップパターンの走査方向
及び非走査方向の倍率変化を実測しておく。そして、走
査方向でのマスク（１１）から基板（１９）への本来の
投影倍率をβ0 とした場合、マスクステージ（１２）を
介してのマスク（１１）の走査方向（これを「−Ｘ方
向」とする）への走査速度をＶとすると、基板ステージ
（２１）を介しての基板（１９）のＸ方向への走査速度
はβ0・Ｖとなる。このように投影倍率をβ0 とすると、
スリットスキャン露光時のマスクステージ（１２）に対
する基板ステージ（２１）の相対速度は、β0 となる。
９）上に既に形成されているチップパターンの走査方向
及び非走査方向の倍率変化を実測しておく。そして、走
査方向でのマスク（１１）から基板（１９）への本来の
投影倍率をβ0 とした場合、マスクステージ（１２）を
介してのマスク（１１）の走査方向（これを「−Ｘ方
向」とする）への走査速度をＶとすると、基板ステージ
（２１）を介しての基板（１９）のＸ方向への走査速度
はβ0・Ｖとなる。このように投影倍率をβ0 とすると、
スリットスキャン露光時のマスクステージ（１２）に対
する基板ステージ（２１）の相対速度は、β0 となる。
【００２３】そこで、基板（１９）上のチップパターン
の走査方向の倍率誤差がαである場合、本発明ではスリ
ットスキャン露光時のマスクステージ（１２）に対する
基板ステージ（２１）の相対速度を、（β0+α）とす
る。これにより、マスク（１１）から基板（１９）に対
する走査方向の倍率を、既に形成されているチップパタ
ーンの倍率に正確に合わせることができる。
の走査方向の倍率誤差がαである場合、本発明ではスリ
ットスキャン露光時のマスクステージ（１２）に対する
基板ステージ（２１）の相対速度を、（β0+α）とす
る。これにより、マスク（１１）から基板（１９）に対
する走査方向の倍率を、既に形成されているチップパタ
ーンの倍率に正確に合わせることができる。
【００２４】なお、マスク（１１）に対する基板（１
９）の相対速度がβ0 から外れると、基板（１９）上の
各点での露光光の照射時間が変化し、露光エネルギーを
補正しないと各点での積算露光量が目標露光量からずれ
てしまう。そこで、その露光光の単位面積及び単位時間
当りの露光エネルギーを調整する露光量制御手段を設
け、マスクステージ（１２）と基板ステージ（２１）と
の相対速度が調整されたときに、基板（１９）に対する
露光量が目標露光量になるようにその露光量制御手段で
その露光光の露光エネルギーを調整するとよい。これに
より、走査方向の倍率誤差を調整した場合でも、積算露
光量を常に目標露光量に設定することができる。
９）の相対速度がβ0 から外れると、基板（１９）上の
各点での露光光の照射時間が変化し、露光エネルギーを
補正しないと各点での積算露光量が目標露光量からずれ
てしまう。そこで、その露光光の単位面積及び単位時間
当りの露光エネルギーを調整する露光量制御手段を設
け、マスクステージ（１２）と基板ステージ（２１）と
の相対速度が調整されたときに、基板（１９）に対する
露光量が目標露光量になるようにその露光量制御手段で
その露光光の露光エネルギーを調整するとよい。これに
より、走査方向の倍率誤差を調整した場合でも、積算露
光量を常に目標露光量に設定することができる。
【００２５】また、投影光学系の非走査方向の投影倍率
は、例えば、その実測された非走査方向の倍率変化に合
わせて補正する。その投影光学系の投影倍率を補正する
ための結像特性補正手段としては、例えば投影光学系
（１８）の一部のレンズ間隔を制御するか、又は一部の
レンズ間の密閉空間内の気体の圧力若しくは温度を制御
する手段等を用いることができる。これにより、マスク
（１１）から基板（１９）に対する非走査方向の倍率
を、既に形成されているチップパターンの倍率に正確に
合わせることができる。
は、例えば、その実測された非走査方向の倍率変化に合
わせて補正する。その投影光学系の投影倍率を補正する
ための結像特性補正手段としては、例えば投影光学系
（１８）の一部のレンズ間隔を制御するか、又は一部の
レンズ間の密閉空間内の気体の圧力若しくは温度を制御
する手段等を用いることができる。これにより、マスク
（１１）から基板（１９）に対する非走査方向の倍率
を、既に形成されているチップパターンの倍率に正確に
合わせることができる。
【００２６】また、走査露光のための基板の移動中に、
チップパターンの倍率誤差を計測するようにすれば、予
めウエハの各ショットの伸縮などを計測する必要がなく
なるため時間短縮が図れる。
チップパターンの倍率誤差を計測するようにすれば、予
めウエハの各ショットの伸縮などを計測する必要がなく
なるため時間短縮が図れる。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の一実施例につき図面を参照し
て説明する。本実施例は、光源としてエキシマレーザ光
源等のパルス発振型の露光光源を有するスリットスキャ
ン露光方式の投影露光装置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構成を示し、この図１
において、エキシマレーザ光源等のパルス発振型の光源
１から射出されたレーザビームは、シリンダーレンズや
ビームエクスパンダ等で構成されるビーム整形光学系２
により、後続のフライアイレンズ４に効率よく入射する
ようにビームの断面形状が整形される。ビーム整形光学
系２から射出されたレーザビームは、ミラー３を経てフ
ライアイレンズ４に入射する。
て説明する。本実施例は、光源としてエキシマレーザ光
源等のパルス発振型の露光光源を有するスリットスキャ
ン露光方式の投影露光装置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構成を示し、この図１
において、エキシマレーザ光源等のパルス発振型の光源
１から射出されたレーザビームは、シリンダーレンズや
ビームエクスパンダ等で構成されるビーム整形光学系２
により、後続のフライアイレンズ４に効率よく入射する
ようにビームの断面形状が整形される。ビーム整形光学
系２から射出されたレーザビームは、ミラー３を経てフ
ライアイレンズ４に入射する。
【００２８】フライアイレンズ４から射出されたレーザ
ビームは、反射率が小さく透過率の大きなビームスプリ
ッター５に入射し、ビームスプリッター５を通過したレ
ーザビームは、第１リレーレンズ６により視野絞り７上
を均一な照度で照明する。本実施例の視野絞り７の開口
部の形状は長方形である。視野絞り７を通過したレーザ
ビームは、第２リレーレンズ８、折り曲げミラー９及び
メインコンデンサーレンズ１０を経て、レチクルステー
ジ１２上のレチクル１１を均一な照度で照明する。視野
絞り７とレチクル１１のパターン形成面とは共役であ
り、視野絞り７の開口部と共役なレチクル１１上の長方
形のスリット状の照明領域３７にレーザビームが照射さ
れる。後述の投影光学系１８の光軸に平行にＺ軸をと
り、その光軸に垂直な平面内で照明領域３７に対するレ
チクルＲの走査方向をＸ方向（又は−方向）とする。Ｘ
方向は図１の紙面に平行な方向でもある。
ビームは、反射率が小さく透過率の大きなビームスプリ
ッター５に入射し、ビームスプリッター５を通過したレ
ーザビームは、第１リレーレンズ６により視野絞り７上
を均一な照度で照明する。本実施例の視野絞り７の開口
部の形状は長方形である。視野絞り７を通過したレーザ
ビームは、第２リレーレンズ８、折り曲げミラー９及び
メインコンデンサーレンズ１０を経て、レチクルステー
ジ１２上のレチクル１１を均一な照度で照明する。視野
絞り７とレチクル１１のパターン形成面とは共役であ
り、視野絞り７の開口部と共役なレチクル１１上の長方
形のスリット状の照明領域３７にレーザビームが照射さ
れる。後述の投影光学系１８の光軸に平行にＺ軸をと
り、その光軸に垂直な平面内で照明領域３７に対するレ
チクルＲの走査方向をＸ方向（又は−方向）とする。Ｘ
方向は図１の紙面に平行な方向でもある。
【００２９】レチクルステージ１２を、レチクル支持台
１３上にＸ方向に沿って摺動自在に支持し、レチクルス
テージ１２のＸ方向の端部に移動鏡１４を固定する。外
部のレーザ干渉計１５からの測長ビームが移動鏡１４で
反射され、レチクルステージ１２のＸ方向の座標がレー
ザ干渉計１５により常時モニターされている。レーザ干
渉計１５により計測された座標は、装置全体の動作を制
御する主制御系１６に供給され、主制御系１６はレチク
ルステージ制御部１７を介してレチクルステージ１２の
Ｘ方向の動きを制御する。
１３上にＸ方向に沿って摺動自在に支持し、レチクルス
テージ１２のＸ方向の端部に移動鏡１４を固定する。外
部のレーザ干渉計１５からの測長ビームが移動鏡１４で
反射され、レチクルステージ１２のＸ方向の座標がレー
ザ干渉計１５により常時モニターされている。レーザ干
渉計１５により計測された座標は、装置全体の動作を制
御する主制御系１６に供給され、主制御系１６はレチク
ルステージ制御部１７を介してレチクルステージ１２の
Ｘ方向の動きを制御する。
【００３０】レチクル１１上のスリット状の照明領域３
７内のパターン像を、投影光学系１８を介してウエハ１
９上の露光領域３８に投影露光する。ウエハ１９をウエ
ハホルダー２０を介して、少なくともＸ方向に走査可能
なＸＹステージ２１上に載置する。図示省略するも、Ｘ
Ｙステージ２１とウエハホルダー２０との間には、ウエ
ハ１９をＺ方向に位置決めするＺステージ等を装着す
る。スリットスキャン露光時には、レチクル１１がレチ
クルステージ１２によりＸ方向（又は−Ｘ方向）に走査
されるのに同期して、ＸＹステージ２１を介してウエハ
１９は−Ｘ方向（又はＸ方向）に走査される。投影光学
系１８のレチクル１１からウエハ１９への投影倍率をβ
0 （β0 は例えば１／５，１／４等）として、ウエハ１
９上に既に形成されているチップパターンの倍率変化が
無いものとすると、レチクル１１がＸ方向に速度Ｖで走
査されるのに同期して、ウエハ１９は−Ｘ方向に速度β
0・Ｖで走査される。この場合、レチクル１１に対するウ
エハ１９の相対速度はβ0 である。
７内のパターン像を、投影光学系１８を介してウエハ１
９上の露光領域３８に投影露光する。ウエハ１９をウエ
ハホルダー２０を介して、少なくともＸ方向に走査可能
なＸＹステージ２１上に載置する。図示省略するも、Ｘ
Ｙステージ２１とウエハホルダー２０との間には、ウエ
ハ１９をＺ方向に位置決めするＺステージ等を装着す
る。スリットスキャン露光時には、レチクル１１がレチ
クルステージ１２によりＸ方向（又は−Ｘ方向）に走査
されるのに同期して、ＸＹステージ２１を介してウエハ
１９は−Ｘ方向（又はＸ方向）に走査される。投影光学
系１８のレチクル１１からウエハ１９への投影倍率をβ
0 （β0 は例えば１／５，１／４等）として、ウエハ１
９上に既に形成されているチップパターンの倍率変化が
無いものとすると、レチクル１１がＸ方向に速度Ｖで走
査されるのに同期して、ウエハ１９は−Ｘ方向に速度β
0・Ｖで走査される。この場合、レチクル１１に対するウ
エハ１９の相対速度はβ0 である。
【００３１】ＸＹステージ２１上に、アライメント用の
種々の基準マークが形成された基準マーク部材２２及び
移動鏡２３を固定する。外部のレーザ干渉計２４からの
測長ビームが移動鏡２３で反射され、ＸＹステージ２１
のＸ方向及びＸ方向に垂直なＹ方向の座標がレーザ干渉
計２４により常時モニターされている。レーザ干渉計２
４により計測された２次元座標は主制御系１６に供給さ
れ、主制御系１６はウエハステージ制御部２５を介して
ＸＹステージ２１のＸ方向及びＹ方向の動きを制御す
る。また、図示省略するも、投影光学系１８の側面には
ウエハ１９のＺ方向の高さ（フォーカス位置）を検出す
るフォーカスセンサーが配設され、主制御系１６は、フ
ォーカスセンサーの計測結果に応じてＺステージ（不図
示）を介してウエハ１９の露光面の高さをベストフォー
カス位置に設定する。
種々の基準マークが形成された基準マーク部材２２及び
移動鏡２３を固定する。外部のレーザ干渉計２４からの
測長ビームが移動鏡２３で反射され、ＸＹステージ２１
のＸ方向及びＸ方向に垂直なＹ方向の座標がレーザ干渉
計２４により常時モニターされている。レーザ干渉計２
４により計測された２次元座標は主制御系１６に供給さ
れ、主制御系１６はウエハステージ制御部２５を介して
ＸＹステージ２１のＸ方向及びＹ方向の動きを制御す
る。また、図示省略するも、投影光学系１８の側面には
ウエハ１９のＺ方向の高さ（フォーカス位置）を検出す
るフォーカスセンサーが配設され、主制御系１６は、フ
ォーカスセンサーの計測結果に応じてＺステージ（不図
示）を介してウエハ１９の露光面の高さをベストフォー
カス位置に設定する。
【００３２】また、ビームスプリッター５で反射された
レーザビームを、受光素子２６で受光し、受光素子２６
の検出信号を増幅器２７を介して露光量モニター部２８
に供給する。露光量モニター部２８は、増幅器２７から
の信号を積算し、この積算結果を主制御系１６に供給す
る。受光素子２６での検出信号と、ウエハ１９の露光面
での露光エネルギーとの対応関係は予め求められてお
り、主制御系１６は、露光量モニター部２８からの信号
よりウエハ１９の露光面での積算露光量を知ることがで
きる。主制御系１６は、トリガー制御部２９を介して光
源１の発振のタイミング及び発振周波数を制御し、不図
示の電源制御部を介して光源１から発光される各パルス
光の光量を制御する。
レーザビームを、受光素子２６で受光し、受光素子２６
の検出信号を増幅器２７を介して露光量モニター部２８
に供給する。露光量モニター部２８は、増幅器２７から
の信号を積算し、この積算結果を主制御系１６に供給す
る。受光素子２６での検出信号と、ウエハ１９の露光面
での露光エネルギーとの対応関係は予め求められてお
り、主制御系１６は、露光量モニター部２８からの信号
よりウエハ１９の露光面での積算露光量を知ることがで
きる。主制御系１６は、トリガー制御部２９を介して光
源１の発振のタイミング及び発振周波数を制御し、不図
示の電源制御部を介して光源１から発光される各パルス
光の光量を制御する。
【００３３】更に、投影光学系１８の走査方向の前後に
オフ・アクシスの画像処理方式のアライメント系（以
下、「ＦＩＡ系」という）３０及び３１を配設する。Ｆ
ＩＡ系３０及び３１はそれぞれ、ウエハ１９上のアライ
メントマークとしてのウエハマークのステージ座標系
（レーザ干渉計２４により計測される座標に基づいて規
定される座標系）での座標を読み取り、読み取った座標
を主制御系１６に供給する。主制御系１６は、ウエハマ
ークの計測された座標を統計処理して、ウエハ１９の各
ショット領域のステージ座標系での配列座標を求め、こ
の配列座標に基づいて各ショット領域の位置決めを行
う。この方式はエンハンスド・グローバル・アライメン
ト（ＥＧＡ）と呼ばれ、例えば特開昭61-44429号公報，
特開昭62-84516号公報等に開示されている。ＥＧＡ方式
はショット配列の規則性に対応したモデル関数の６つの
パラメータを最小二乗法により決定し、この決定したパ
ラメータと設計上の座標値とに基づいてショット領域毎
の座標値を算出するものである。また、この際に、ウエ
ハ１９上に形成されているチップパターンの走査方向
（Ｘ方向）及び非走査方向（Ｙ方向）の伸縮率（スケー
リングパラメータ）が求められる。このことは特願平4-
346072号に詳しく述べられており、ＥＧＡ方式において
最小二乗法により決定される６つのパラメータのうち、
Ｘ方向及びＹ方向のスケーリング（伸縮率）を表す２つ
のパラメータをスケーリングパラメータとして選択す
る。
オフ・アクシスの画像処理方式のアライメント系（以
下、「ＦＩＡ系」という）３０及び３１を配設する。Ｆ
ＩＡ系３０及び３１はそれぞれ、ウエハ１９上のアライ
メントマークとしてのウエハマークのステージ座標系
（レーザ干渉計２４により計測される座標に基づいて規
定される座標系）での座標を読み取り、読み取った座標
を主制御系１６に供給する。主制御系１６は、ウエハマ
ークの計測された座標を統計処理して、ウエハ１９の各
ショット領域のステージ座標系での配列座標を求め、こ
の配列座標に基づいて各ショット領域の位置決めを行
う。この方式はエンハンスド・グローバル・アライメン
ト（ＥＧＡ）と呼ばれ、例えば特開昭61-44429号公報，
特開昭62-84516号公報等に開示されている。ＥＧＡ方式
はショット配列の規則性に対応したモデル関数の６つの
パラメータを最小二乗法により決定し、この決定したパ
ラメータと設計上の座標値とに基づいてショット領域毎
の座標値を算出するものである。また、この際に、ウエ
ハ１９上に形成されているチップパターンの走査方向
（Ｘ方向）及び非走査方向（Ｙ方向）の伸縮率（スケー
リングパラメータ）が求められる。このことは特願平4-
346072号に詳しく述べられており、ＥＧＡ方式において
最小二乗法により決定される６つのパラメータのうち、
Ｘ方向及びＹ方向のスケーリング（伸縮率）を表す２つ
のパラメータをスケーリングパラメータとして選択す
る。
【００３４】これらスケーリングパラメータより、ウエ
ハ１９上に既に形成されているチップパターンの走査方
向及び非走査方向の倍率変化が求められる。本例では、
このように計測された倍率変化に応じて、後述のように
レチクル１１からウエハ１９への走査方向及び非走査方
向の倍率を補正する。その内の非走査方向の倍率は、倍
率制御部３５が投影光学系１８の所定のレンズ間隔を調
整するか、又は所定のレンズ室の圧力等を調整すること
により調整される。倍率制御部３５の動作も主制御系１
６により制御されている。
ハ１９上に既に形成されているチップパターンの走査方
向及び非走査方向の倍率変化が求められる。本例では、
このように計測された倍率変化に応じて、後述のように
レチクル１１からウエハ１９への走査方向及び非走査方
向の倍率を補正する。その内の非走査方向の倍率は、倍
率制御部３５が投影光学系１８の所定のレンズ間隔を調
整するか、又は所定のレンズ室の圧力等を調整すること
により調整される。倍率制御部３５の動作も主制御系１
６により制御されている。
【００３５】具体的に、投影光学系１８は、レチクル１
１側から順にレンズ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，
‥‥より構成され、最もレチクル１１に近いレンズ３２
Ａと次のレンズ３２Ｂとの間に３個の圧電素子よりなる
アクチュエータ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃが装着されてい
る。そして、倍率制御部３５からの指示により駆動部３
４がアクチュエータ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃの厚さを個
別に設定することにより、レンズ３２Ａとレンズ３２Ｂ
との間隔又は傾きが調整され、これにより投影光学系１
８の倍率誤差及び歪曲収差が所定の範囲内で調整され
る。また、投影光学系１８には圧力制御部３６が接続さ
れ、圧力制御部３６は倍率制御部３５からの指示に基づ
いて、投影光学系１８の所定のレンズ間のレンズ室内の
気体の圧力を調整する。このように所定のレンズ室内の
気体の圧力を調整することによっても、投影光学系１８
の倍率誤差を調整できる。なお、所定のレンズ室内の気
体の温度を調整しても良い。
１側から順にレンズ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，
‥‥より構成され、最もレチクル１１に近いレンズ３２
Ａと次のレンズ３２Ｂとの間に３個の圧電素子よりなる
アクチュエータ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃが装着されてい
る。そして、倍率制御部３５からの指示により駆動部３
４がアクチュエータ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃの厚さを個
別に設定することにより、レンズ３２Ａとレンズ３２Ｂ
との間隔又は傾きが調整され、これにより投影光学系１
８の倍率誤差及び歪曲収差が所定の範囲内で調整され
る。また、投影光学系１８には圧力制御部３６が接続さ
れ、圧力制御部３６は倍率制御部３５からの指示に基づ
いて、投影光学系１８の所定のレンズ間のレンズ室内の
気体の圧力を調整する。このように所定のレンズ室内の
気体の圧力を調整することによっても、投影光学系１８
の倍率誤差を調整できる。なお、所定のレンズ室内の気
体の温度を調整しても良い。
【００３６】次に、本例の投影露光装置において、レチ
クル１１のパターンをスリットスキャン露光方式で逐次
ウエハ１９上に投影露光する際の動作の一例につき説明
する。この場合、ウエハ１９の各ショット領域にはそれ
までのプロセスによりそれぞれ所定のチップパターンが
形成されているものとする。図２は、ウエハ１９の露光
面の一部を示し、この図２に示すように、ウエハ１９上
の各ショット領域ＳＡ１，ＳＡ２，‥‥にはそれぞれチ
ップパターンが形成され、これらチップパターンの上に
重ねてレチクル１１のパターン像がスリットスキャン露
光方式で投影露光される。
クル１１のパターンをスリットスキャン露光方式で逐次
ウエハ１９上に投影露光する際の動作の一例につき説明
する。この場合、ウエハ１９の各ショット領域にはそれ
までのプロセスによりそれぞれ所定のチップパターンが
形成されているものとする。図２は、ウエハ１９の露光
面の一部を示し、この図２に示すように、ウエハ１９上
の各ショット領域ＳＡ１，ＳＡ２，‥‥にはそれぞれチ
ップパターンが形成され、これらチップパターンの上に
重ねてレチクル１１のパターン像がスリットスキャン露
光方式で投影露光される。
【００３７】また、各ショット領域ＳＡ１等のＸ方向の
実際の幅はＷＸ1 、Ｙ方向の実際の幅はＷＹ1 であると
し、チップパターンの伸縮率が１であるとした場合の各
ショット領域ＳＡ１Ａ，ＳＡ２Ａ，‥‥のＸ方向の幅
（設計上の幅）をＷＸ0 、Ｙ方向の幅をＷＹ0 とする。
更に、投影光学系１８の設計上の基準の投影倍率はβ0
であり、ウエハ１９上に形成されているチップパターン
のＸ方向の倍率誤差（伸縮率の変化量）をα、Ｙ方向の
倍率誤差をγとすると、次式が成立する。
実際の幅はＷＸ1 、Ｙ方向の実際の幅はＷＹ1 であると
し、チップパターンの伸縮率が１であるとした場合の各
ショット領域ＳＡ１Ａ，ＳＡ２Ａ，‥‥のＸ方向の幅
（設計上の幅）をＷＸ0 、Ｙ方向の幅をＷＹ0 とする。
更に、投影光学系１８の設計上の基準の投影倍率はβ0
であり、ウエハ１９上に形成されているチップパターン
のＸ方向の倍率誤差（伸縮率の変化量）をα、Ｙ方向の
倍率誤差をγとすると、次式が成立する。
【００３８】 β0 ＋α＝β0(ＷＸ1 ／ＷＸ0) （１） β0 ＋γ＝β0(ＷＹ1 ／ＷＹ0) （２） 従って、それら走査方向の倍率誤差α及び非走査方向の
倍率誤差γはそれぞれ次のように表すことができる。 α＝β0(ＷＸ1 ／ＷＸ0 −１） （３） γ＝β0(ＷＹ1 ／ＷＹ0 −１） （４） 本例では露光の直前に、図１のＦＩＡ系３０又は３１を
用いて、ウエハ１９の各ショット領域に形成されている
ウエハマークのステージ座標系（Ｘ，Ｙ）での座標位置
を計測することにより、それら倍率誤差α及びγを求め
る。例えばＥＧＡ方式を適用してウエハ上のショット領
域毎の座標値を算出する際に、最小二乗法により決定さ
れるＸ，Ｙ方向の２つのスケーリングパラメータを倍率
誤差α，γとして求める。その後、非走査方向の倍率誤
差γ分だけ、図１の倍率制御部３５を介して投影光学系
１８の投影倍率β0 を補正する。これにより、投影光学
系１８の投影倍率は（β0 ＋γ）に設定される。なお、
より望ましいのは、投影光学系１８の走査方向（Ｘ方
向）及び非走査方向（Ｙ方向）の投影倍率を独立に補正
して、走査方向の投影倍率を（β0 ＋α）に、非走査方
向の投影倍率を（β0＋γ）に設定することであるのは
言うまでも無い。
倍率誤差γはそれぞれ次のように表すことができる。 α＝β0(ＷＸ1 ／ＷＸ0 −１） （３） γ＝β0(ＷＹ1 ／ＷＹ0 −１） （４） 本例では露光の直前に、図１のＦＩＡ系３０又は３１を
用いて、ウエハ１９の各ショット領域に形成されている
ウエハマークのステージ座標系（Ｘ，Ｙ）での座標位置
を計測することにより、それら倍率誤差α及びγを求め
る。例えばＥＧＡ方式を適用してウエハ上のショット領
域毎の座標値を算出する際に、最小二乗法により決定さ
れるＸ，Ｙ方向の２つのスケーリングパラメータを倍率
誤差α，γとして求める。その後、非走査方向の倍率誤
差γ分だけ、図１の倍率制御部３５を介して投影光学系
１８の投影倍率β0 を補正する。これにより、投影光学
系１８の投影倍率は（β0 ＋γ）に設定される。なお、
より望ましいのは、投影光学系１８の走査方向（Ｘ方
向）及び非走査方向（Ｙ方向）の投影倍率を独立に補正
して、走査方向の投影倍率を（β0 ＋α）に、非走査方
向の投影倍率を（β0＋γ）に設定することであるのは
言うまでも無い。
【００３９】次に、投影光学系１８の投影倍率がβ0 で
あるときに、図１のスリット状の照明領域３７と投影光
学系１８に関して共役なスリット状の露光領域を図２の
露光領域３８Ａとすると、その露光領域３８ＡのＹ方向
の最大の幅はＷＹ0 である。そして、投影光学系１８の
非走査方向の投影倍率を（β0 ＋γ）に設定することに
より、その露光領域３８Ａは非走査方向の最大の幅がＷ
Ｙ1 の露光領域３８になる。その露光領域３８に対して
Ｘ方向にウエハ１９を走査して露光を行うことにより、
非走査方向の重ね合わせ誤差はほぼ０になる。
あるときに、図１のスリット状の照明領域３７と投影光
学系１８に関して共役なスリット状の露光領域を図２の
露光領域３８Ａとすると、その露光領域３８ＡのＹ方向
の最大の幅はＷＹ0 である。そして、投影光学系１８の
非走査方向の投影倍率を（β0 ＋γ）に設定することに
より、その露光領域３８Ａは非走査方向の最大の幅がＷ
Ｙ1 の露光領域３８になる。その露光領域３８に対して
Ｘ方向にウエハ１９を走査して露光を行うことにより、
非走査方向の重ね合わせ誤差はほぼ０になる。
【００４０】次に、走査方向（Ｘ方向）の倍率誤差αを
補正するために、図１の主制御系１６は、スリットスキ
ャン露光時のレチクル１１の走査速度とウエハ１９の走
査速度との相対速度を補正する。具体的に、図３に示す
ように、レチクル１１をＸ方向に速度Ｖで走査するもの
として、ウエハ１９の−Ｘ方向への走査速度を（β0＋
α）Ｖに設定する。即ち、レチクル１１に対するウエハ
１９の相対速度を（β 0 ＋α）に設定する。
補正するために、図１の主制御系１６は、スリットスキ
ャン露光時のレチクル１１の走査速度とウエハ１９の走
査速度との相対速度を補正する。具体的に、図３に示す
ように、レチクル１１をＸ方向に速度Ｖで走査するもの
として、ウエハ１９の−Ｘ方向への走査速度を（β0＋
α）Ｖに設定する。即ち、レチクル１１に対するウエハ
１９の相対速度を（β 0 ＋α）に設定する。
【００４１】図３において、走査方向の倍率誤差が０で
あるときに、ウエハ１９上で走査方向の幅がＷＸ0 のシ
ョット領域へ露光を行うためには、レチクル１１上の走
査方向の幅がＷＸ0 ／β0 のパターン領域が使用され
る。そして、走査方向の倍率誤差がαである場合は、ス
リット状の照明領域３７に対してＸ方向にレチクル１１
が幅ＷＸ0 ／β0 だけ走査されるときに、ウエハ１９が
露光領域３８に対して−Ｘ方向に走査される幅をΔＸと
すると、幅ΔＸは次のようになる。
あるときに、ウエハ１９上で走査方向の幅がＷＸ0 のシ
ョット領域へ露光を行うためには、レチクル１１上の走
査方向の幅がＷＸ0 ／β0 のパターン領域が使用され
る。そして、走査方向の倍率誤差がαである場合は、ス
リット状の照明領域３７に対してＸ方向にレチクル１１
が幅ＷＸ0 ／β0 だけ走査されるときに、ウエハ１９が
露光領域３８に対して−Ｘ方向に走査される幅をΔＸと
すると、幅ΔＸは次のようになる。
【００４２】 ΔＸ＝｛（ＷＸ0 ／β0)／Ｖ｝（β0 ＋α）Ｖ ＝｛（β0 ＋α）／β0]ＷＸ0 （５） この（５）式に（１）式を代入すると、ΔＸ＝ＷＸ1 、
となり、幅ΔＸは図２の各ショット領域ＳＡ１等の走査
方向の幅ＷＸ1 と合致する。従って、本例のように走査
方向へのウエハ１９の走査速度を（β0 ＋α）Ｖに設定
することで、ウエハ１９上のチップパターンの走査方向
の倍率誤差がαである場合に、走査方向の重ね合わせ誤
差をほぼ０にすることができる。
となり、幅ΔＸは図２の各ショット領域ＳＡ１等の走査
方向の幅ＷＸ1 と合致する。従って、本例のように走査
方向へのウエハ１９の走査速度を（β0 ＋α）Ｖに設定
することで、ウエハ１９上のチップパターンの走査方向
の倍率誤差がαである場合に、走査方向の重ね合わせ誤
差をほぼ０にすることができる。
【００４３】なお、上述の倍率誤差α及びγを、図２の
ショット領域ＳＡ１，ＳＡ２，‥‥毎に求めるようにし
ても良い。具体的には、ショット領域の４隅の各々に十
字状マークを形成しておき、各マークのＸ，Ｙ方向の座
標値をＦＩＡ系により計測してショット領域毎の倍率誤
差α，γを求めればよい。そして、スリットスキャン露
光方式で露光を行う際に、１つのショット領域毎に、倍
率制御部３５及びステージ制御部１７，２５を介して非
走査方向の倍率及び走査方向の倍率を制御すれば、ダイ
・バイ・ダイ方式での倍率補正が可能となる。更に、１
つのショット領域内を複数個のブロックに分割し、各ブ
ロック毎に倍率補正を行えば、１つのショット領域全体
で見ればディストーションの補正が可能となる。
ショット領域ＳＡ１，ＳＡ２，‥‥毎に求めるようにし
ても良い。具体的には、ショット領域の４隅の各々に十
字状マークを形成しておき、各マークのＸ，Ｙ方向の座
標値をＦＩＡ系により計測してショット領域毎の倍率誤
差α，γを求めればよい。そして、スリットスキャン露
光方式で露光を行う際に、１つのショット領域毎に、倍
率制御部３５及びステージ制御部１７，２５を介して非
走査方向の倍率及び走査方向の倍率を制御すれば、ダイ
・バイ・ダイ方式での倍率補正が可能となる。更に、１
つのショット領域内を複数個のブロックに分割し、各ブ
ロック毎に倍率補正を行えば、１つのショット領域全体
で見ればディストーションの補正が可能となる。
【００４４】次に、本例の投影露光装置の露光量制御に
ついて説明する。本例の光源１はパルス発振型であるた
め、図１において、スリットスキャン露光時に主制御系
１６は、トリガー制御部２９を介して光源１に所定の周
波数ｆでパルス発振を行わせる。この際に、各パルス光
の平均光量がほぼ一定であるとすると、ウエハ１９の走
査速度が変化するとウエハ１９上の各点での積算露光量
が変化してしまう。
ついて説明する。本例の光源１はパルス発振型であるた
め、図１において、スリットスキャン露光時に主制御系
１６は、トリガー制御部２９を介して光源１に所定の周
波数ｆでパルス発振を行わせる。この際に、各パルス光
の平均光量がほぼ一定であるとすると、ウエハ１９の走
査速度が変化するとウエハ１９上の各点での積算露光量
が変化してしまう。
【００４５】図４（ａ）は、ウエハ１９上のスリット状
の露光領域３８の近傍の様子を示し、露光領域３８の走
査方向の幅をＤとする。また、図４（ｂ）の曲線４０
は、パルス発光時のその露光領域３８の走査方向（Ｘ方
向）の照度分布Ｉ（Ｘ）を示し、曲線４０の傾斜部４０
ａ及び４０ｂで示すように、照度分布Ｉ（Ｘ）のＸ方向
の端部は台形状に比較的なだらかに変化している。照度
分布Ｉ（Ｘ）がこのように台形状であると、ウエハ１９
上の各点での積算露光量のばらつきが小さくなり、走査
方向の照度均一性が向上する。
の露光領域３８の近傍の様子を示し、露光領域３８の走
査方向の幅をＤとする。また、図４（ｂ）の曲線４０
は、パルス発光時のその露光領域３８の走査方向（Ｘ方
向）の照度分布Ｉ（Ｘ）を示し、曲線４０の傾斜部４０
ａ及び４０ｂで示すように、照度分布Ｉ（Ｘ）のＸ方向
の端部は台形状に比較的なだらかに変化している。照度
分布Ｉ（Ｘ）がこのように台形状であると、ウエハ１９
上の各点での積算露光量のばらつきが小さくなり、走査
方向の照度均一性が向上する。
【００４６】そして、倍率誤差が無い場合のウエハ１９
の走査速度をβ0 Ｖ、光源１のパルス発光の周波数をｆ
0 、１パルスの露光エネルギーの平均値をΔＥとする
と、図４（ａ）のウエハ１９上の被露光点３９での積算
露光量ΣＥ0 は、ほぼ次のようになる。この積算露光量
がΣＥ0 が目標露光量であるとする。 ΣＥ0 ＝ΔＥ・ｆ0・Ｄ／（β0・Ｖ） （６） 次に、走査方向の倍率誤差がαであるときの、ウエハ１
９の走査速度を（β0＋α）Ｖ、光源１のパルス発光の
周波数を（ｆ0 ＋Δｆ0)とすると、被露光点３９での積
算露光量ΣＥは、ほぼ次のようになる。
の走査速度をβ0 Ｖ、光源１のパルス発光の周波数をｆ
0 、１パルスの露光エネルギーの平均値をΔＥとする
と、図４（ａ）のウエハ１９上の被露光点３９での積算
露光量ΣＥ0 は、ほぼ次のようになる。この積算露光量
がΣＥ0 が目標露光量であるとする。 ΣＥ0 ＝ΔＥ・ｆ0・Ｄ／（β0・Ｖ） （６） 次に、走査方向の倍率誤差がαであるときの、ウエハ１
９の走査速度を（β0＋α）Ｖ、光源１のパルス発光の
周波数を（ｆ0 ＋Δｆ0)とすると、被露光点３９での積
算露光量ΣＥは、ほぼ次のようになる。
【００４７】 ΣＥ＝ΔＥ・（ｆ0 ＋Δｆ0)・Ｄ／｛（β0 ＋α）Ｖ｝ （７） この場合、ウエハ１９の走査速度が変化した場合でも、
積算露光量ΣＥは目標露光量であるΣＥ0 と等しいこと
が要求される。従って、（６）式の右辺と（７）式の右
辺とを等しいとおくことにより、次式が得られる。 ｆ0 ／β0 ＝（ｆ0 ＋Δｆ0)／（β0 ＋α） （８） これは、積算露光量ΣＥを目標露光量に維持するために
は、光源１の発振周波数ｆ（＝ｆ0 ＋Δｆ0)を、図４
（ｃ）に示すように、ウエハ１９の走査速度（β 0 ＋
α）Ｖに比例させる必要があることを意味する。そこ
で、スリットスキャン露光方式で露光を行う際に、主制
御系１６は、レチクルステージ制御部１７及びウエハス
テージ制御部２５を介してそれぞれレチクルステージ１
２及びウエハ側のＸＹステージ２１の走査速度を設定す
るのと並行して、トリガー制御部２９を介して光源１の
発振周波数ｆをウエハ１９の走査速度に比例する値に設
定する。これにより、ウエハ１９の走査速度を変えた場
合でも、ウエハ１９の各点での積算露光量が目標露光量
になる。
積算露光量ΣＥは目標露光量であるΣＥ0 と等しいこと
が要求される。従って、（６）式の右辺と（７）式の右
辺とを等しいとおくことにより、次式が得られる。 ｆ0 ／β0 ＝（ｆ0 ＋Δｆ0)／（β0 ＋α） （８） これは、積算露光量ΣＥを目標露光量に維持するために
は、光源１の発振周波数ｆ（＝ｆ0 ＋Δｆ0)を、図４
（ｃ）に示すように、ウエハ１９の走査速度（β 0 ＋
α）Ｖに比例させる必要があることを意味する。そこ
で、スリットスキャン露光方式で露光を行う際に、主制
御系１６は、レチクルステージ制御部１７及びウエハス
テージ制御部２５を介してそれぞれレチクルステージ１
２及びウエハ側のＸＹステージ２１の走査速度を設定す
るのと並行して、トリガー制御部２９を介して光源１の
発振周波数ｆをウエハ１９の走査速度に比例する値に設
定する。これにより、ウエハ１９の走査速度を変えた場
合でも、ウエハ１９の各点での積算露光量が目標露光量
になる。
【００４８】なお、上述実施例では、光源１の発振周波
数ｆをウエハ１９の走査速度に比例させているが、光源
１の発振周波数を一定の値ｆ0 に固定して、各パルス光
の光量の平均値をウエハ１９の走査速度に反比例するよ
うに変更しても良い。光量の制御方法としては、光源１
の電源電圧を制御する方法や、透過率をほぼ連続的に変
更できる可変ＮＤフィルターをレーザビームの光路に配
設する方法等が考えられる。また、露光光の光源がパル
ス発振型の光源ではなく、水銀ランプのような連続発光
型の光源である場合には、積算露光量を目標露光量に設
定するには、ウエハの走査速度に反比例するように露光
光の光量を制御する方法が用いられる。尚、倍率制御部
３５（駆動部３４と圧力制御部３６との少なくとも一
方）を用いて非走査方向の倍率誤差γを補正するとき、
走査方向の倍率も変動し得る。このような場合は、走査
方向の倍率変化量を考慮して前述の如き露光量制御を行
うことが望ましい。
数ｆをウエハ１９の走査速度に比例させているが、光源
１の発振周波数を一定の値ｆ0 に固定して、各パルス光
の光量の平均値をウエハ１９の走査速度に反比例するよ
うに変更しても良い。光量の制御方法としては、光源１
の電源電圧を制御する方法や、透過率をほぼ連続的に変
更できる可変ＮＤフィルターをレーザビームの光路に配
設する方法等が考えられる。また、露光光の光源がパル
ス発振型の光源ではなく、水銀ランプのような連続発光
型の光源である場合には、積算露光量を目標露光量に設
定するには、ウエハの走査速度に反比例するように露光
光の光量を制御する方法が用いられる。尚、倍率制御部
３５（駆動部３４と圧力制御部３６との少なくとも一
方）を用いて非走査方向の倍率誤差γを補正するとき、
走査方向の倍率も変動し得る。このような場合は、走査
方向の倍率変化量を考慮して前述の如き露光量制御を行
うことが望ましい。
【００４９】次に、本発明の他の実施例につき図５を参
照して説明する。本実施例では図１の投影露光装置をそ
のまま使用するが、その露光時の動作が異なっている。
図５は、本例の露光対象とするウエハを示し、この図５
において、ショット領域ＳＢ１及びＳＢ２には既にチッ
プパターンが形成されていると共に、ショット領域ＳＢ
１にはＸ方向に２列にウエハマーク４１Ａ〜４１Ｄ及び
４２Ａ〜４２Ｄが形成されている。他のショット領域に
も同様にウエハマークが形成されている。例えばショッ
ト領域ＳＢ１へレチクルのパターン像を露光する際に
は、スリット状の露光領域３８に対して−Ｘ方向にウエ
ハを走査する。そのスリット状の露光領域３８は図１の
ウエハ１９上の露光領域３８と同じものである。
照して説明する。本実施例では図１の投影露光装置をそ
のまま使用するが、その露光時の動作が異なっている。
図５は、本例の露光対象とするウエハを示し、この図５
において、ショット領域ＳＢ１及びＳＢ２には既にチッ
プパターンが形成されていると共に、ショット領域ＳＢ
１にはＸ方向に２列にウエハマーク４１Ａ〜４１Ｄ及び
４２Ａ〜４２Ｄが形成されている。他のショット領域に
も同様にウエハマークが形成されている。例えばショッ
ト領域ＳＢ１へレチクルのパターン像を露光する際に
は、スリット状の露光領域３８に対して−Ｘ方向にウエ
ハを走査する。そのスリット状の露光領域３８は図１の
ウエハ１９上の露光領域３８と同じものである。
【００５０】また、図１のオフ・アクシスのアライメン
ト系としてのＦＩＡ系３０の観察領域が図５の２個の観
察領域３０Ａ及び３０Ｂであり、図１のＦＩＡ系３１の
観察領域が図５の２個の観察領域３１Ａ及び３１Ｂであ
る。即ち、観察領域３０Ａ及び３０Ｂは露光領域３８に
対して走査が始まる側にあり、観察領域３１Ａ及び３１
Ｂは露光領域３８に対して走査が終わった側にある。本
例の露光領域３８に対してショット領域ＳＢ１を走査す
る際に、観察領域３０Ａ及び３０Ｂをそれぞれウエハマ
ーク４１Ａ〜４１Ｄ及び４２Ａ〜４２Ｄが通過するよう
になっている。そこで、図１のＦＩＡ系３０では順次ウ
エハマーク４１Ａ及び４２Ａ、ウエハマーク４１Ｂ及び
４２Ｂ、‥‥のＹ方向の間隔ＬＹを計測する。更に、Ｆ
ＩＡ系３０では、順次ウエハマーク４１Ａ及び４１Ｂ、
ウエハマーク４２Ａ及び４２Ｂ等のＸ方向の間隔ＰＸを
計測する。
ト系としてのＦＩＡ系３０の観察領域が図５の２個の観
察領域３０Ａ及び３０Ｂであり、図１のＦＩＡ系３１の
観察領域が図５の２個の観察領域３１Ａ及び３１Ｂであ
る。即ち、観察領域３０Ａ及び３０Ｂは露光領域３８に
対して走査が始まる側にあり、観察領域３１Ａ及び３１
Ｂは露光領域３８に対して走査が終わった側にある。本
例の露光領域３８に対してショット領域ＳＢ１を走査す
る際に、観察領域３０Ａ及び３０Ｂをそれぞれウエハマ
ーク４１Ａ〜４１Ｄ及び４２Ａ〜４２Ｄが通過するよう
になっている。そこで、図１のＦＩＡ系３０では順次ウ
エハマーク４１Ａ及び４２Ａ、ウエハマーク４１Ｂ及び
４２Ｂ、‥‥のＹ方向の間隔ＬＹを計測する。更に、Ｆ
ＩＡ系３０では、順次ウエハマーク４１Ａ及び４１Ｂ、
ウエハマーク４２Ａ及び４２Ｂ等のＸ方向の間隔ＰＸを
計測する。
【００５１】この計測結果が図１の主制御系１６に供給
され、主制御系１６では、ウエハマーク４１Ａ〜４１Ｄ
及び４２Ａ〜４２ＤのＹ方向及びＸ方向の間隔から、シ
ョット領域ＳＢ１内の各部のＸ方向及びＹ方向の倍率変
化を順次算出する。そして、露光領域３８に対して−Ｘ
方向にショット領域ＳＢ１を走査して露光を行う際に、
ウエハマークのＸ方向及びＹ方向の間隔を先読みするこ
とにより、次に露光する部分の倍率変化を算出し、Ｘ方
向及びＹ方向の倍率変化の補正を行いながらショット領
域ＳＢ１への露光を行う。本例でも、Ｘ方向の倍率変化
の補正はウエハの走査速度の補正で行われ、Ｙ方向の倍
率変化の補正は投影光学系１８の投影倍率の補正で行わ
れる。
され、主制御系１６では、ウエハマーク４１Ａ〜４１Ｄ
及び４２Ａ〜４２ＤのＹ方向及びＸ方向の間隔から、シ
ョット領域ＳＢ１内の各部のＸ方向及びＹ方向の倍率変
化を順次算出する。そして、露光領域３８に対して−Ｘ
方向にショット領域ＳＢ１を走査して露光を行う際に、
ウエハマークのＸ方向及びＹ方向の間隔を先読みするこ
とにより、次に露光する部分の倍率変化を算出し、Ｘ方
向及びＹ方向の倍率変化の補正を行いながらショット領
域ＳＢ１への露光を行う。本例でも、Ｘ方向の倍率変化
の補正はウエハの走査速度の補正で行われ、Ｙ方向の倍
率変化の補正は投影光学系１８の投影倍率の補正で行わ
れる。
【００５２】なお、露光領域３８に対してウエハをＸ方
向に走査する際には、図１のＦＩＡ系３１を使用してウ
エハマークの座標を先読みする。このように本例によれ
ば、露光時にウエハマークの座標を先読みし、先読みし
た結果に基づいて走査方向及び非走査方向の倍率誤差を
補正して露光を行うことができるため、予めウエハの各
ショット領域の伸縮率を計測する必要がなく、露光時間
を短縮できる。また、各ショット領域ＳＢ１等を分割し
たブロック別に倍率変化の補正を行うことができるた
め、各ショット領域のディストーションをも補正するこ
とができる。
向に走査する際には、図１のＦＩＡ系３１を使用してウ
エハマークの座標を先読みする。このように本例によれ
ば、露光時にウエハマークの座標を先読みし、先読みし
た結果に基づいて走査方向及び非走査方向の倍率誤差を
補正して露光を行うことができるため、予めウエハの各
ショット領域の伸縮率を計測する必要がなく、露光時間
を短縮できる。また、各ショット領域ＳＢ１等を分割し
たブロック別に倍率変化の補正を行うことができるた
め、各ショット領域のディストーションをも補正するこ
とができる。
【００５３】なお、図１の実施例では、予めウエハ１９
上のウエハマークの座標位置を計測し、この計測結果を
統計処理して各ショット領域の倍率変化を求めている
が、その統計処理方式とダイ・バイ・ダイ方式で倍率変
化を計測して補正を行う方式とを組み合わせてもよい。
即ち、予めウエハ全体の倍率変化及びディストーション
の変化を統計処理により求めておき、各ショット領域へ
の露光の前に、倍率制御部３５及びステージ制御部１
７，２５に、それぞれ非走査方向及び走査方向の倍率誤
差の補正を行っておく。次に、各ショット領域毎に改め
て、ダイ・バイ・ダイ方式で倍率変化及びディストーシ
ョンの計測を行って、残留倍率誤差及び残留ディストー
ションを求め、露光時にそれぞれ倍率補正を行う。この
方式では、ショット領域毎に倍率及びディストーション
が大きく変化している場合に、スループットの向上が図
れる。
上のウエハマークの座標位置を計測し、この計測結果を
統計処理して各ショット領域の倍率変化を求めている
が、その統計処理方式とダイ・バイ・ダイ方式で倍率変
化を計測して補正を行う方式とを組み合わせてもよい。
即ち、予めウエハ全体の倍率変化及びディストーション
の変化を統計処理により求めておき、各ショット領域へ
の露光の前に、倍率制御部３５及びステージ制御部１
７，２５に、それぞれ非走査方向及び走査方向の倍率誤
差の補正を行っておく。次に、各ショット領域毎に改め
て、ダイ・バイ・ダイ方式で倍率変化及びディストーシ
ョンの計測を行って、残留倍率誤差及び残留ディストー
ションを求め、露光時にそれぞれ倍率補正を行う。この
方式では、ショット領域毎に倍率及びディストーション
が大きく変化している場合に、スループットの向上が図
れる。
【００５４】また、露光時の照射エネルギーによる、投
影光学系１８の倍率変化については、予め照射エネルギ
ーと投影光学系１８の倍率変化との関係を求めておく。
そして、露光量モニター部２８で検出される積算露光量
等に基づいて、その投影光学系１８の倍率変化を相殺す
るように、倍率制御部３５を介して投影光学系１８の倍
率を補正すればよい。
影光学系１８の倍率変化については、予め照射エネルギ
ーと投影光学系１８の倍率変化との関係を求めておく。
そして、露光量モニター部２８で検出される積算露光量
等に基づいて、その投影光学系１８の倍率変化を相殺す
るように、倍率制御部３５を介して投影光学系１８の倍
率を補正すればよい。
【００５５】なお、本発明は上述実施例に限定されず、
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。なお、上述の実施例によれば、非走
査方向の倍率誤差を投影光学系の投影倍率の補正により
補正し、走査方向の倍率誤差をマスク（レチクル１１）
と基板（ウエハ１９）との相対速度の調整により補正し
ているため、マスクから基板への走査方向の投影倍率
と、マスクから基板への非走査方向の投影倍率とをそれ
ぞれ独立に補正できる利点がある。また、基板上のショ
ット領域毎の倍率補正ができるため、複数の露光装置を
用いた場合の装置間のマッチング精度をも向上できる。
また、マスクステージ（レチクルステージ１２）と基板
ステージ（ＸＹステージ２１）との相対速度が調整され
たときに、基板に対する露光量が目標露光量になるよう
に露光光の露光エネルギーを調整する場合には、その相
対速度が変化した場合でも、基板上の各点での積算露光
量を目標露光量にすることができ、パターニング精度が
向上する。
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。なお、上述の実施例によれば、非走
査方向の倍率誤差を投影光学系の投影倍率の補正により
補正し、走査方向の倍率誤差をマスク（レチクル１１）
と基板（ウエハ１９）との相対速度の調整により補正し
ているため、マスクから基板への走査方向の投影倍率
と、マスクから基板への非走査方向の投影倍率とをそれ
ぞれ独立に補正できる利点がある。また、基板上のショ
ット領域毎の倍率補正ができるため、複数の露光装置を
用いた場合の装置間のマッチング精度をも向上できる。
また、マスクステージ（レチクルステージ１２）と基板
ステージ（ＸＹステージ２１）との相対速度が調整され
たときに、基板に対する露光量が目標露光量になるよう
に露光光の露光エネルギーを調整する場合には、その相
対速度が変化した場合でも、基板上の各点での積算露光
量を目標露光量にすることができ、パターニング精度が
向上する。
【００５６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、重ね合わ
せ露光時に、マッチング精度を向上できる。
せ露光時に、マッチング精度を向上できる。
【図１】本発明の実施例において使用される投影露光装
置を示す構成図である。
置を示す構成図である。
【図２】図１のウエハ１９の露光面のショット領域の倍
率変化の状態を示す拡大平面図である。
率変化の状態を示す拡大平面図である。
【図３】レチクル１１及びウエハ１９を走査する際の説
明図である。
明図である。
【図４】（ａ）はウエハ上の露光領域を示す拡大平面
図、（ｂ）はその露光領域の走査方向の照度分布を示す
図、（ｃ）はパルス発振型の光源の発振周波数ｆとウエ
ハの走査速度との関係を示す図である。
図、（ｂ）はその露光領域の走査方向の照度分布を示す
図、（ｃ）はパルス発振型の光源の発振周波数ｆとウエ
ハの走査速度との関係を示す図である。
【図５】本発明の他の実施例のウエハ上のショット領域
を示す拡大平面図である。
を示す拡大平面図である。
１ 光源 ２ ビーム整形光学系 ４ フライアイレンズ ５ ビームスプリッター ７ 視野絞り １１ レチクル １２ レチクルステージ １５，２５ レーザ干渉計 １６ 主制御系 １７ レチクルステージ制御部 １８ 投影光学系 １９ ウエハ ２１ ＸＹステージ ２５ ウエハステージ制御部 ３５ 倍率制御部
Claims (27)
- 【請求項１】 マスクと基板とを相対的に移動すること
によって、前記マスクのパターンを用いて前記基板を走
査露光する投影露光方法において、 前記基板上のマークの位置情報を検出し、 該検出された位置情報を統計処理することによって、前
記基板上に形成されているパターンの、前記基板の移動
方向と直交する方向の伸縮を表すパラメータを求め、 該求められたパラメータより得られる前記基板上に形成
されているパターンの倍率誤差に応じて、前記基板上に
投影される前記マスクのパターンの像の投影倍率を調整
することを特徴とする投影露光方法。 - 【請求項２】 マスクと基板とを相対的に移動すること
によって、前記マスクのパターンを用いて前記基板を走
査露光する投影露光方法において、 前記基板上のマークの位置情報を検出し、 該検出された位置情報を統計処理することによって、前
記基板上に形成されているパターンの、前記基板の移動
方向の伸縮を表すパラメータを求め、 該求められたパラメータより得られる前記基板上に形成
されているパターンの倍率誤差に応じて、前記マスクと
前記基板の相対速度を調整することを特徴とする投影露
光方法。 - 【請求項３】 前記相対速度の調整に応じて、前記基板
に対する露光量制御を行うことを特徴とする請求項２記
載の投影露光方法。 - 【請求項４】 前記露光量制御は、前記露光ビームの発
振周波数を調整することによって行なわれることを特徴
とする請求項３記載の投影露光方法。 - 【請求項５】 前記露光量制御は、前記基板に照射され
る露光ビームのエネルギーを調整することによって行な
われることを特徴とする請求項３記載の投影露光方法。 - 【請求項６】 前記パラメータは最小二乗法を用いて求
められることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項記
載の投影露光方法。 - 【請求項７】 前記パラメータはＥＧＡ方式を用いて求
められることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項記
載の投影露光方法。 - 【請求項８】 マスクと基板とを相対的に移動すること
によって、前記マスクのパターンを用いて前記基板を走
査露光する投影露光方法において、 前記走査露光のための前記基板の移動中に、前記基板上
に形成されているパターンの倍率誤差を求め、 該求められた倍率誤差に応じて、前記マスクのパターン
を前記基板上に転写することを特徴とする投影露光方
法。 - 【請求項９】 前記求められた倍率誤差に応じて、前記
マスクのパターンの像の投影倍率を調整することを特徴
とする請求項８記載の投影露光方法。 - 【請求項１０】 前記求められた倍率誤差に応じて、前
記マスクと前記基板との相対速度を調整することを特徴
とする請求項８記載の投影露光方法。 - 【請求項１１】 マスクと基板とを相対的に移動するこ
とによって、前記マスクのパターンを用いて前記基板を
走査露光する投影露光方法において、 前記基板上の複数のショット領域の各々に形成されたパ
ターンの、前記基板の移動方向と直交する方向に関する
倍率誤差を、各ショット領域毎に求め、 該求められた倍率誤差に応じて、前記基板上に投影され
る前記マスクのパターンの像の投影倍率を、各ショット
領域毎に調整することを特徴とする投影露光方法。 - 【請求項１２】 マスクと基板とを相対的に移動するこ
とによって、前記マスクのパターンを用いて前記基板を
走査露光する投影露光方法において、 前記基板上の複数のショット領域の各々に形成されたパ
ターンの、前記基板の移動方向に関する倍率誤差を、各
ショット領域毎に求め、 該求められた倍率誤差に応じて、前記マスクと前記基板
との相対速度を、各ショット領域毎に調整することを特
徴とする投影露光方法。 - 【請求項１３】 前記倍率誤差は、各ショット領域内に
形成された複数のマークを検出することによって求めら
れることを特徴とする請求項１１又は１２記載の投影露
光方法。 - 【請求項１４】 マスクと基板とを移動することによっ
て、前記マスクのパターンを用いて前記基板を走査露光
する投影露光方法において、 前記基板を走査露光する際に、前記基板上の一つのショ
ット領域内を複数個のブロックに分割し、各ブロック毎
に倍率補正を行うことによって、前記ショット領域のデ
ィストーションに対応することを特徴とする投影露光方
法。 - 【請求項１５】 前記倍率補正は、前記マスクと前記基
板との相対速度を調整することによって行なわれること
を特徴とする請求項１４記載の投影露光方法。 - 【請求項１６】 前記倍率補正は、前記基板上に投影さ
れる前記マスクのパターンの像の投影倍率を調整するこ
とによって行なわれることを特徴とする請求項１４又は
１５記載の投影露光方法。 - 【請求項１７】 請求項１〜１６の何れか一項記載の投
影露光方法を用いて前記基板を走査露光する工程を含む
ことを特徴とする素子製造方法。 - 【請求項１８】 マスクと基板とを移動することによっ
て、前記マスクのパターンを用いて前記基板を走査露光
する投影露光装置において、 前記マスクのパターンの像を前記基板上に投影する投影
光学系と、 前記投影光学系の光軸から前記基板の移動方向に離れた
検出領域を有し、前記基板上のアライメントマークの位
置情報を検出する第１検出手段と、 を備えたことを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項１９】 前記第１検出手段は、前記基板の移動
方向と直交する方向に離れた複数の検出領域を有するこ
とを特徴とする請求項１８記載の投影露光装置。 - 【請求項２０】 前記第１検出手段は、前記基板の移動
中に、前記基板上のアライメントマークを検出すること
を特徴とする請求項１８又は１９記載の投影露光装置。 - 【請求項２１】 前記投影光学系の光軸に関して前記第
１検出手段の検出領域の反対側に検出領域を有し、前記
基板上のアライメントマークの位置情報を検出する第２
検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１８〜
２０の何れか一項記載の投影露光装置。 - 【請求項２２】 前記第１検出手段と前記第２検出手段
とは、前記基板の移動方向に応じて使い分けられること
を特徴とする請求項２１記載の投影露光装置。 - 【請求項２３】 マスクと基板とを移動することによっ
て、前記マスクのパターンを用いて前記基板を走査露光
する投影露光装置において、 前記マスクのパターンの像を前記基板上に投影する投影
光学系と、 前記投影光学系の投影倍率を調整する倍率調整手段と、 前記走査露光中の前記マスクと前記基板との速度比が、
前記倍率調整手段によって調整される前記投影光学系の
投影倍率と異なるように前記マスクと前記基板との相対
速度を調整する速度調整手段と、 を備えたことを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項２４】 前記倍率調整手段及び前記速度調整手
段は、前記基板上に既に形成されているパターンの倍率
誤差に応じて調整を行うことを特徴とする請求項２３記
載の投影露光装置。 - 【請求項２５】 前記基板上に既に形成されているパタ
ーンの倍率誤差は、前記基板上の複数のマークを検出す
ることによって求められることを特徴とする請求項２４
記載の投影露光装置。 - 【請求項２６】 前記速度調整手段の相対速度の調整に
応じて、前記基板の露光量制御を行うことを特徴とする
請求項２３〜２５の何れか一項記載の投影露光装置。 - 【請求項２７】 請求項１８〜２６の何れか一項記載の
投影露光装置を用いて前記基板を走査露光する工程を含
むことを特徴とする素子製造方法。
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