JPH1145842A5 - - Google Patents

Claims (32)

1. 所定の結像特性を有する投影光学系と、該投影光学系の物体面側に保持されるマスク基板と前記投影光学系の像面側に保持される感応基板を前記投影光学系に対して１次元走査方向に移動させる駆動機構と、前記像面側に投影される前記マスク基板の部分的な像を前記１次元走査方向に所定の幅を有する実効投影領域内に制限する制限手段とを備え、前記マスク基板のパターンを前記感応基板上に走査露光する投影露光装置において、
   前記投影光学系の物体面側に配置した理想格子点を前記像面側に投影すると該理想格子点の夫々に対応した各像点が前記実効投影領域内で像歪みベクトルを伴うものとしたとき、前記実効投影領域内で前記１次元走査方向に並ぶ複数の像点の各像歪みベクトルを平均した平均ベクトルを前記実効投影領域の前記１次元走査方向と交差した非走査方向の複数の位置の各々において所定の状態に補正するように光学加工された少なくとも１つの光学補正素子を、前記投影光学系内の所定位置に保持する補正素子保持手段を備えたことを特徴とする投影露光装置。
2. 前記光学補正素子は、前記投影光学系による結像光路中で主光線が前記投影光学系の物体面または像面とほぼ垂直になるテレセントリック部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記補正光学素子は前記物体面側と像面側の少なくとも一方に配置された透過性光学硝材で構成され、該透過性光学硝材の前記実効投影領域に対応した表面部分は、前記非走査方向の複数の位置の各々における前記平均ベクトルをほぼ同一にするように、局所的に異なる面形状に光学加工されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記補正素子保持手段は、前記透過性光学硝材を前記投影光学系の物体面または像面と平行な状態、或いは前記物体面または像面に対して微少傾斜した状態で保持することを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記非走査方向の複数の位置の各々における前記平均ベクトルの方向性と絶対値が所定の関数に近似されるように、前記透過性光学硝材の表面を局所的に異なる面形状に光学加工したことを特徴とする請求項３に記載の装置。
6. 前記投影光学系を介して前記像面側に解像可能なパターン像の最小サイズをΔｒとしたとき、前記非走査方向の複数の位置の各々における前記平均ベクトルの夫々から線形誤差成分を除いたランダム誤差成分を±（Δｒ／１０）以内にするように、前記透過性光学硝材の表面の面形状を局所的に光学加工したことを特徴とする請求項３に記載の装置。
7. 所定の結像特性を有する投影光学系の物体面側に原版を配置するとともに前記投影光学系の像面側に感応基板を配置し、前記像面側に投影される前記原版の部分的な像を１次元走査の方向に所定の幅を有する実効投影領域内に制限した状態で、前記原版と感応基板とを前記１次元走査方向に移動させて前記原版のパターンを前記感応基板上に走査露光する方法において、
   前記物体面側に配置した理想格子点を前記像面側に投影すると該理想格子点の夫々に対応した各像点が前記実効投影領域内で像歪みベクトルを伴うものとしたとき、前記実効投影領域内で前記１次元走査方向に並ぶ複数の像点の各像歪みベクトルを平均化した平均ベクトルが前記実効投影領域の前記１次元走査方向と交差した非走査方向の複数の位置の各々において所定の状態になるように光学加工された少なくとも１つの光学補正素子を、前記投影光学系による結像光路内に配置した状態で前記原版のパターンを前記感応基板上に走査露光することを特徴とする露光方法。
8. 請求項７に記載の原版を回路デバイス製造用のパターンが形成されたマスク基板とし、請求項７に記載の感応基板をレジストの塗布された半導体ウェハとし、請求項７に記載の光学補正素子を含む投影光学系を屈折光学素子のみ、屈折光学素子と反射光学素子の組合わせ、或いは反射光学素子のみで構成される縮小投影系とし、該縮小投影系を用いて前記マスク基板のパターンを前記半導体ウェハ上に走査露光することで前記半導体ウェハ上に回路デバイスを形成することを特徴とする回路デバイス製造方法。
9. 前記光学補正素子は、前記投影光学系の物体面側に配置されて、前記投影光学系を用いた走査露光時に平均化されて生じ得る前記平均ベクトルで規定されるダイナミックなディストーション特性を補正する像歪み補正板を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記光学補正素子は、前記投影光学系の像面側に配置されて、前記投影光学系を用いた走査露光時に平均化されて生じ得る前記平均ベクトルで規定されるダイナミックなアス収差特性を補正するアス補正板を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
11. 前記光学補正素子は、前記平均化された平均ベクトルが前記非走査方向の位置に応じた所定の関数に近似されるか、又はその位置によらずほぼ一定に近似されるように、表面を局所的に光学研磨して作製されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
12. マスク上のパターン領域の一部を照明系からの照明エネルギーで照射し、そのパターン領域の一部を投影光学系を介して感応性の基板上に投影しつつ前記レチクルと前記基板とを前記投影光学系の視野に対して１次元移動させることにより、前記基板上に前記マスクのパターン領域の全体像を走査露光する露光装置の調整方法において、
    前記投影光学系の物体面側または像面側における前記照明エネルギーの光学的な収差を補正するための照明収差補正部材を前記照明系内に調整して設置する第１の工程と；
    理想格子点またそれに準じた点の各々に計測用マークが形成されたテストレチクルを前記投影光学系の物体面に配置し、前記第１の工程によって補正された収差状態の照明エネルギーを前記テストレチクルに照射することによって前記複数の計測用マークの各像を前記投影光学系の像面側に投影する第２の工程と；
    前記計測用マークの各投影像に含まれるスタティックな像歪み量を計測し、そのスタティックな像歪み量に基づいて走査露光時に平均化されるダイナミックな像歪み量を非走査方向の所定の位置毎に決定する第３の工程と；
    前記ダイナミックな像歪み量のうちの少なくともランダムな成分が補正されるように加工された投影収差補正部材を前記投影光学系の物体面と像面との間に調整して設置する第４の工程とを含むことを特徴とする露光装置の調整方法。
13. 前記照明収差補正部材は、前記マスク又はテストレチクルに照射される照明エネルギーの全体的なテレセン誤差、局所的なテレセン誤差、及び前記投影光学系の視野内の位置に応じて変化する照明開口数の誤差の少なくとも１つの誤差による収差を補正することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記投影収差補正部材は、前記投影光学系による投影光路内の像面近傍に配置されて、前記第３の工程で計測されたスタティックな像歪み量に基づいて特定されるアス収差特性、又は像面湾曲特性を補正するように表面を局所的に研磨加工したアス収差補正板、又は像面湾曲補正板を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
15. 前記投影収差補正部材は、前記投影光学系による投影光路内の物体面近傍に配置されて、前記第３の工程で決定されたダイナミックな像歪み量に基づいて特定されるダイナミックなディストーション特性を補正するように表面を局所的に研磨加工した像歪み補正板を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
16. 所定形状の照明領域内のマスクパターンの像を感応性の基板上に投影するために複数のレンズ素子から成る投影光学系を有し、前記照明領域に対してマスクを所定方向に走査し、前記照明領域と共役な所定形状の投影領域に対して前記基板を所定方向に走査することによって、前記マスクのパターン像を前記基板上に走査露光する投影露光装置を用いた露光方法において、
    走査方向及び非走査方向に配列されたマスク上の複数の計測マークの各投影像を前記投影光学系を介して感応性の基板上に走査露光する第１の工程と；
    前記計測マークの投影像の感応性基板への露光結果に基づいて、理想格子点位置からの各ずれ量をダイナミックな収差誤差として計測する第２の工程と；
    該計測された収差誤差を各計測点の走査方向に並ぶ計測点について加算平均して平均的な収差誤差を算出する第３の工程と；
    該算出された平均的な収差誤差に基づいて加工された少なくとも1つの光学補正部材を前記投影光学系の物体面と像面との間の投影光路内に挿入する第４の工程と；
    前記光学補正部材を投影光路内に挿入した状態でマスクと感応性基板とを走査するで、感応性の基板上に投影されるパターン像に生じる得る前記平均的な収差誤差を補正して露光する第５の工程とを含むことを特徴とする露光方法。
17. 所定形状の照明領域内のマスクパターンの像を感応性の基板上に投影するために複数のレンズ素子から成る投影光学系を有し、前記照明領域に対してマスクを所定方向に走査し、前記照明領域と共役な所定形状の投影領域に対して前記基板を所定方向に走査することによって、前記マスクのパターン像を前記基板上に走査露光する投影露光装置を用いた露光方法において、 走査方向及び非走査方向に配列されたマスク上の計測マークの各投影像を前記投影光学系を介して感応性の基板上に静止露光する第１の工程と；
    前記計測マークの投影像の感応性基板への露光結果に基づいて理想格子点位置からの各ずれ量を計測する第２の工程と；
    該計測された各ずれ量を各計測点の走査方向に並ぶ計測点について加算平均して平均ずれ量を算出する第３の工程と；
    該算出された平均ずれ量に基づいて加工された少なくとも１つの光学補正部材を前記投影光学系の物体面と像面との間の投影光路内に挿入する第４の工程と；
    前記光学補正部材を投影光路内に挿入した状態でマスクと感応性基板とを走査することにより、感応性の基板上に投影されるパターン像に生じ得る前記平均ずれ量を補正して露光する第５の工程とを含むことを特徴とする露光方法。
18. 所定形状の照明領域内のマスクパターンの像を感応性の基板上に投影するために複数のレンズ素子から成る投影光学系を有し、前記照明領域に対してマスクを所定方向に走査し、前記照明領域と共役な所定形状の投影領域に対して前記基板を所定方向に走査することによって、前記マスクのパターン像を前記基板上に走査露光する投影露光装置を用いた露光方法において、
    マスク上で走査方向及び非走査方向に配列された複数の計測マークの各投影像を前記投影光学系の像面側で光電的に検出し、その検出結果に基づいて前記計測マークの投影像の理想格子点位置からの各ずれ量を計測する第１の工程と；
    前記複数の計測マークのうちで走査方向に並んだ計測マークの各々について前記第１の工程で計測された各ずれ量を加算平均して平均ずれ量を算出する第２の工程と；
    該算出された平均ずれ量に基づいて加工された少なくとも１つの光学補正部材を前記投影光学系の物体面と像面との間の投影光路内に挿入する第３の工程と；
    前記光学補正部材を投影光路内に挿入した状態でマスクと感応性基板とを走査することにより、感応性の基板上に投影されるパターン像に生じ得る前記平均ずれ量を補正して露光する第４の工程とを含むことを特徴とする露光方法。
19. 前記第１の工程は、前記投影露光装置内で前記感応性の基板を保持して移動可能な基板ステージの一部に取り付けられて前記計測マークの投影像を受光する微小開口を備えた空間像検出器を使って実行することを特徴とする請求項第１８項に記載の露光方法。
20. マスクのパターンを基板上に転写する露光方法において、
    所定の結像特性を有する投影光学系の物体面側に前記マスクを配置し；
    前記投影光学系の像面側に感光基板を配置し；
    前記投影光学系によって像が投影される投影領域を１次元の走査方向に所定幅を有する投影領域内に制限し；
    前記投影領域内で前記走査方向に並ぶ複数の像点の投影収差を平均化した平均収差特性が前記投影領域の前記走査方向と交差した非走査方向の複数の位置において所定状態となるように光学加工された補正光学素子を、前記マスクのパターンの像の結像光路内に配置した状態で、前記基板を前記走査方向に移動させるとともに、前記基板の移動に同期して前記マスクを所定の走査方向に移動させながら、前記マスクのパターンの像を前記基板上に投影することを特徴とする露光方法。
21. 前記補正光学素子は、透過性の光学硝材で形成され、外光学硝材の表面は、前記非走査方向の複数の位置の各々における投影収差特性がほぼ同一となるように局所的に光学加工されていることを特徴とする請求項２０記載の露光方法。
22. 前記光学補正素子は、走査露光時に平均化されて生じ得るダイナミックな投影収差特性を補正する補正板を含むことを特徴とする請求項２０又は２１に記載の露光方法。
23. 前記光学補正素子は、ディストーション特性を補正するディストーション補正板を含む請求項２０〜２２のいずれか一項記載の露光方法。
24. 前記光学補正素子は、アス収差特性を補正するアス補正板を含むことを特徴とする請求項２０〜２２のいずれか一項記載の露光方法。
25. 前記光学補正素子は、コマ収差特性を補正するコマ補正板を含むことを特徴とする請求項２０〜２２のいずれか一項記載の露光方法。
26. 前記光学補正素子は、像面湾曲特性を補正する像面湾曲補正板を含むことを特徴とする請求項２０〜２２のいずれか一項記載の露光方法。
27. マスクのパターンを基板上に転写する露光方法において、
    所定の結像特性を有する投影光学系の物体面側に前記マスクを配置し；
    前記投影光学系の像面側に感光基板を配置し；
    前記投影光学系によって投影される前記マスクのパターンの像の投影領域を所定の領域に制限し；
    前記投影領域に投影される投影像に非線形なコマ特性の誤差が生じないように表面に光学加工が施されたランダムコマ補正板を、前記マスクのパターンの像の結像光路内に配置した状態で、前記マスクのパターンの像を前記基板上に投影することを特徴とする露光方法。
28. 前記マスクと前記基板とが前記投影光学系に対して同期移動することによって、前記基板の走査露光が行われ、
    前記ランダムコマ補正板は、前記走査露光中に生じるダイナミックなランダムコマ特性を補正することを特徴とする請求項２７記載の露光方法。
29. マスクのパターンを基板上に転写する露光方法において、
    所定の結像特性を有する投影光学系の物体面側に前記マスクを配置し；
    前記投影光学系の像面側に感光基板を配置し；
    前記投影光学系によって投影される前記マスクのパターンの像の投影領域を所定の領域に制限し；
    前記投影領域に投影される投影像に非線形なアス特性の誤差が生じないように表面に光学加工が施されたランダムアス補正板を、前記マスクのパターンの像の結像光路内に配置した状態で、前記マスクのパターンの像を前記基板上に投影することを特徴とする露光方法。
30. 前記マスクと前記基板とが前記投影光学系に対して同期移動することによって、前記基板の走査露光が行われ、
    前記ランダムアス補正板は、前記走査露光中に生じるダイナミックなランダムアス特性を補正することを特徴とする請求項２９記載の露光方法。
31. 前記投影領域内の複数の位置で生じる像面湾曲のランダム成分を補正する像面湾曲補正板が前記結像光路内に配置されている請求項２７〜３０のいずれか一項記載の露光方法。
32. 前記投影領域内の複数の位置で生じるディストーションのランダム成分を補正するディストーション補正板が前記結像光路内に配置されている請求項２７〜３０のいずれか一項記載の露光方法。