【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積素子等の回
路パターン又は液晶素子のパターンの転写に使用される
露光方法、及び投影型露光装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure method used for transferring a circuit pattern of a semiconductor integrated device or the like or a pattern of a liquid crystal device, and a projection type exposure apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体等の回路パターン形成には、一般
にフォトリソグラフ技術と呼ばれる工程が必要である。
この工程には通常、レチクル（マスク）パターンを半導
体ウェハ等の試料基板上に転写する方法が採用される。
試料基板上には感光性のフォトレジストが塗布されてお
り、照射光像、すなわちレチクルパターンの透明部分の
パターン形状に応じて、フォトレジストに回路パターン
が転写される。投影型露光装置では、レチクル上に描画
された転写すべき回路パターンが、投影光学系を介して
試料基板（ウェハ）上に投影、結像される。2. Description of the Related Art Forming a circuit pattern of a semiconductor or the like requires a step generally called a photolithographic technique.
In this step, a method of transferring a reticle (mask) pattern onto a sample substrate such as a semiconductor wafer is usually adopted.
A photosensitive photoresist is applied on the sample substrate, and a circuit pattern is transferred to the photoresist according to an irradiation light image, that is, a pattern shape of a transparent portion of the reticle pattern. In a projection type exposure apparatus, a circuit pattern to be transferred drawn on a reticle is projected and imaged on a sample substrate (wafer) via a projection optical system.
【０００３】従来の投影型露光装置では、上述のフライ
アイレンズ等のオプチカルインテグレーター入射面に入
射する照明光束の光量分布を、照明光学系の光軸を中心
とするほぼ円形内（あるいは矩形内）でほぼ一様になる
ようにしていた。図１１は、上述の従来の投影光学系を
示し、レチクル７の照明光束Ｌ１３０は、照明光学系中
のフライアイレンズ６、空間フィルター１２、及びコン
デンサーレンズ１１を介してレチクルパターン１３を照
射する。ここで、空間フィルター１２はフライアイレン
ズ６のレチクル側焦点面６ｂ、すなわちレチクル７に対
するフーリエ変換面（以後、瞳面と略す）、もしくはそ
の近傍に配置され、投影光学系の光軸ＡＸを中心とした
ほぼ円形領域の開口を有し、瞳面内にできる２次光源
（面光源）像を円形に制限する。こうしてレチクル７の
パターン１３を通過した照明光は投影光学系１５を介し
てウェハ１６のレジスト層に結像される。ここで、光束
を表す実線は１点から出た光の主光線を表している。In a conventional projection exposure apparatus, the distribution of the amount of illumination light flux incident on an optical integrator incidence surface such as the fly-eye lens described above is substantially circular (or rectangular) around the optical axis of the illumination optical system. Was almost uniform. FIG. 11 shows the above-mentioned conventional projection optical system. The illumination light beam L130 of the reticle 7 irradiates the reticle pattern 13 via the fly-eye lens 6, the spatial filter 12, and the condenser lens 11 in the illumination optical system. Here, the spatial filter 12 is disposed on the reticle-side focal plane 6b of the fly-eye lens 6, that is, a Fourier transform plane (hereinafter abbreviated as a pupil plane) with respect to the reticle 7, or in the vicinity thereof, and is centered on the optical axis AX of the projection optical system. And a secondary light source (surface light source) image formed in the pupil plane is limited to a circular shape. Thus, the illumination light that has passed through the pattern 13 of the reticle 7 forms an image on the resist layer of the wafer 16 via the projection optical system 15. Here, a solid line representing a light beam represents a principal ray of light emitted from one point.
【０００４】このとき、照明光学系（６、１２、１１）
の開口数と投影光学系１５のレチクル側開口数の比、所
謂σ値は開口絞り（例えば空間フィルター１２の開口
径）により決定され、その値は０．３〜０．６程度が一
般的である。照明光Ｌ１３０はレチクル７にパターニン
グされたパターン１３により回折され、パターン１３か
らは０次回折光Ｄo、＋１次回折光Ｄp、−１次回折光Ｄ
mが発生する。それぞれの回折光（Ｄo、Ｄm、Ｄp）は投
影光学系１５により集光され、ウェハ（試料基板）１６
上に干渉縞を発生させる。この干渉縞がパターン１３の
像である。このとき、０次回折光Ｄoと±１次回折光Ｄ
p、Ｄmのなす角θ（レチクル側）はsinθ＝λ／Ｐ
（λ：露光波長、Ｐ：パターンピッチ）により決まる。
パターンピッチが微細化するとsinθが大きくなり、sin
θが投影光学系１５のレチクル側開口数（ＮＡR）より
大きくなると、±１次回折光Ｄp、Ｄmは投影光学系を透
過できなくなる。At this time, the illumination optical system (6, 12, 11)
The ratio of the numerical aperture of the projection optical system 15 to the reticle-side numerical aperture, the so-called σ value, is determined by the aperture stop (for example, the aperture diameter of the spatial filter 12), and the value is generally about 0.3 to 0.6. is there. The illumination light L130 is diffracted by the pattern 13 patterned on the reticle 7, and from the pattern 13, the 0th order diffracted light Do, the + 1st order diffracted light Dp, and the -1st order diffracted light D
m occurs. Each of the diffracted lights (Do, Dm, Dp) is condensed by the projection optical system 15 and the wafer (sample substrate) 16
Generate interference fringes on top. This interference fringe is an image of the pattern 13. At this time, the 0th-order diffracted light Do and the ± 1st-order diffracted light D
The angle θ (the reticle side) between p and Dm is sin θ = λ / P
(Λ: exposure wavelength, P: pattern pitch).
As the pattern pitch becomes finer, sin θ increases and sin
When θ is larger than the reticle-side numerical aperture (NAR ) of the projection optical system 15, the ± first-order diffracted lights Dp and Dm cannot pass through the projection optical system.
【０００５】このとき、ウェハ１６上には０次回折光Ｄ
oのみしか到達せず干渉縞は生じない。つまりsinθ＞Ｎ
ＡRとなる場合にはパターン１７の像は得られず、パタ
ーン１３をウェハ１６上に転写することができなくなっ
てしまう。以上のことから、今までの露光装置において
はsinθ＝λ／Ｐ≒ＮＡRとなるピッチＰが次式で与えら
れていた。 Ｐ≒λ／ＮＡR …（１） 従って、より微細なパターンを転写する為には、より短
い波長の露光光源を使用するか、あるいはより開口数の
大きな投影光学系を使用するかを選択する必要があっ
た。もちろん、波長と開口数の両方を最適化する努力も
考えられる。また、パターンを所定の間隔で間引いて、
パターンの微細度（空間周波数）を低くするようにパタ
ーンを複数に分解して、夫々の分解パターンが形成され
たレチクルを使って、複数回重ね合わせ露光を行い、合
成された微細度の高いパターンをウェハ上に形成する手
法も考えられている。また、レチクルの回路パターンの
透過部分のうち、特定の部分からの透過光の位相を、他
の透過部分からの透過光の位相よりπだけずらす、いわ
ゆる位相シフトレチクルが特公昭６２−５０８１１号公
報等で提案されている。この位相シフトレチクルを使用
すると、従来よりも微細なパターンの転写が可能とな
る。At this time, the zero-order diffracted light D
No interference fringes are generated because only o is reached. That is, sinθ> N
In the case of AR , an image of the pattern 17 cannot be obtained, and the pattern 13 cannot be transferred onto the wafer 16. From the above, in the conventional exposure apparatus, the pitch P satisfying sin θ = λ / P ≒ NAR is given by the following equation. P ≒ λ / NAR (1) Therefore, in order to transfer a finer pattern, whether to use an exposure light source with a shorter wavelength or a projection optical system with a larger numerical aperture is selected. Needed. Of course, efforts can be made to optimize both the wavelength and the numerical aperture. Also, thin out the pattern at predetermined intervals,
Patterns are decomposed into multiple patterns so as to reduce the fineness (spatial frequency) of the pattern, and the reticle on which each decomposed pattern is formed is subjected to multiple overlapping exposures to synthesize a high-fineness pattern A method of forming a wafer on a wafer has also been considered. Japanese Patent Publication No. Sho 62-50811 discloses a so-called phase shift reticle that shifts the phase of light transmitted from a specific portion of the circuit portion of the reticle by π from the phase of light transmitted from another portion. And so on. Use of this phase shift reticle enables transfer of a finer pattern than in the past.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の露
光装置においては、照明光源を現在より短波長化（例え
ば２００ｎｍ以下）することは、透過光学部材として使
用可能な適当な光学材料が存在しない等の理由により現
時点では困難である。また、投影光学系の開口数は、現
状でもすでに理論的限界に近く、これ以上の大開口化は
ほぼ望めない状態である。さらに、もし現状以上の大開
口化が可能であるとしても±λ／２ＮＡ2で表わされる
焦点深度は開口数の増加に伴って急激に減少し、実使用
に必要な焦点深度がますます少なくなるという問題が顕
著になってくる。また、単にパターンを間引いて微細度
を低くするだけでは、かならずしも十分な解像度が得ら
るとは限らない。一方、位相シフトレチクルについて
は、その製造工程が複雑になる分コストも高く、また検
査及び修正方法も未だ確立されていないなど、多くの問
題が残されている。However, in the conventional exposure apparatus, shortening the wavelength of the illumination light source (for example, 200 nm or less) is difficult because there is no suitable optical material usable as a transmission optical member. It is difficult at the moment for reasons. Further, the numerical aperture of the projection optical system is already close to the theoretical limit at present, and it is almost impossible to increase the numerical aperture further. Further, even if the aperture can be made larger than the current state, the depth of focus represented by ± λ / 2NA2 rapidly decreases with an increase in the numerical aperture, and the depth of focus required for actual use is further reduced. The problem becomes remarkable. Further, simply reducing the fineness by thinning out the pattern does not always provide a sufficient resolution. On the other hand, the phase shift reticle has many problems such as a high manufacturing cost due to its complicated manufacturing process, and no inspection and repair method has been established yet.
【０００７】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、高解像度かつ大焦点深度が得られる露光方法、及び
投影型露光装置の実現を目的とし、特に複数の周期性や
複数の微細度を持つ回路パターンをパターン全体に渡っ
て高解像度かつ大焦点深度で露光する露光方法、及び投
影露光装置の実現を目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to realize an exposure method and a projection type exposure apparatus capable of obtaining a high resolution and a large depth of focus. It is an object of the present invention to realize an exposure method and a projection exposure apparatus for exposing a circuit pattern having a high resolution and a large depth of focus over the entire pattern.
【０００８】[0008]
【課題を解決する為の手段】かかる問題点を解決するた
め本発明においては、複数方向に高い微細度をもつ形成
すべきパターンの中で微細度に差のある部分、又は周期
方向に差異がある部分を少なくとも２つに分解し、少な
くとも２回に分けて露光を行うこととして、夫々の分解
パターンについて、レチクル（マスク）のフーリエ変換
相当面、もしくはその面近傍位置に、照明光学系、もし
くは投影光学系の光軸から分解パターンの微細度、又は
周期方向に応じた量だけ偏心した位置に規定される領域
を通る照明光を与えて露光を行い、夫々の分解パターン
をウェハ上に重合わせることにより、目的のパターンを
得るようにした。According to the present invention, in order to solve such a problem, in a pattern to be formed having a high degree of fineness in a plurality of directions, a portion having a difference in fineness or a difference in a periodic direction. By decomposing a part into at least two parts and performing exposure at least twice, an illumination optical system, or a position near the Fourier transform equivalent surface of the reticle (mask), or each surface is provided. Exposure is performed by providing illumination light passing through a region defined at a position decentered by an amount corresponding to the fineness of the decomposition pattern or the periodic direction from the optical axis of the projection optical system, and the respective decomposition patterns are superimposed on the wafer. Thus, a desired pattern is obtained.
【０００９】[0009]
【作用】レチクル（マスク）上に描画された回路パター
ン１３は、一般に周期的なパターンを多く含んでいる。
従って１つのフライアイレンズ群６Ａからの照明光が照
射されたレチクルパターン１３からは０次回折光成分Ｄ
o及び±１次回折光成分Ｄp、Ｄm及びより高次の回折光
成分が、パターンの周期性に応じた方向に発生する。こ
のとき、照明光束（中心線）が、傾いた角度でレチクル
７に入射するから、発生した各次数の回折光成分も、垂
直に照明された場合に比べ、傾き（角度ずれ）をもって
レチクルパターン１３から発生する。図１０中の照明光
Ｌ１２０は、光軸に対してψだけ傾いてレチクル７に入
射する。The circuit pattern 13 drawn on the reticle (mask) generally contains many periodic patterns.
Accordingly, the 0th-order diffracted light component D is obtained from the reticle pattern 13 irradiated with the illumination light from one fly-eye lens group 6A.
The o and ± 1st-order diffracted light components Dp and Dm and higher-order diffracted light components are generated in directions corresponding to the periodicity of the pattern. At this time, since the illumination light beam (center line) is incident on the reticle 7 at an inclined angle, the generated diffracted light components of each order also have an inclination (angle shift) of the reticle pattern 13 as compared with the case where the illumination is performed vertically. Arising from Illumination light L120 in FIG. 10 is incident on reticle 7 at an angle of ψ with respect to the optical axis.
【００１０】照明光Ｌ１２０はレチクルパターン１３に
より回折され、光軸ＡＸに対してψだけ傾いた方向に進
む０次回折光Ｄo、０次回折光に対してθpだけ傾いた＋
１次回折光Ｄp、及び０次回折光Ｄoに対してθmだけ傾
いて進む−１次回折光Ｄmを発生する。しかしながら、
照明光Ｌ１２０は両側テレセントリックな投影光学系１
５の光軸ＡＸに対して角度ψだけ傾いてレチクルパター
ンに入射するので、０次回折光Ｄoもまた投影光学系の
光軸ＡＸに対して角度ψだけ傾いた方向に進行する。The illumination light L120 is diffracted by the reticle pattern 13 and travels in a direction inclined by 傾 with respect to the optical axis AX.
A -1st-order diffracted light Dm is generated, which proceeds with an inclination of θm with respect to the first-order diffracted light Dp and the 0th-order diffracted light Do. However,
The illumination light L120 is a projection optical system 1 that is telecentric on both sides.
Since the light is incident on the reticle pattern at an angle ψ with respect to the optical axis AX of No. 5, the zero-order diffracted light Do also travels in a direction inclined at an angle に 対 し て with respect to the optical axis AX of the projection optical system.
【００１１】従って、＋１次光Ｄpは光軸ＡＸに対して
θp＋ψの方向に進行し、−１次回折光Ｄmは光軸ＡＸに
対してθm−ψの方向に進行する。このとき、回折角θ
p、θmはそれぞれ sin(θp＋ψ)−sinψ＝λ／Ｐ …（２） sin(θm−ψ)＋sinψ＝λ／Ｐ …（３） である。Therefore, the + 1st-order light Dp travels in the direction of θp + に 対 し て with respect to the optical axis AX, and the -1st-order diffracted light Dm travels in the direction of θm-ψ with respect to the optical axis AX. At this time, the diffraction angle θ
p and θm are respectively sin (θp + ψ) −sinψ = λ / P (2) sin (θm−ψ) + sinψ = λ / P (3)
【００１２】ここでは、＋１次回折光Ｄp、−１次回折
光Ｄmの両方が投影光学系１５の瞳Ｅｐを透過している
ものとする。レチクルパターン１３の微細化に伴って回
折角が増大すると先ず角度θp＋ψの方向に進行する＋
１次回折光Ｄpが投影光学系１５の瞳Ｅｐを透過できな
くなる。すなわちsin(θp＋ψ)＞ＮＡRの関係になって
くる。しかし、照明光Ｌ１２０が光軸ＡＸに対して傾い
て入射している為、このときの回折角でも−１次回折光
Ｄmは、投影光学系１５に入射可能となる。すなわちsin
(θm−ψ)＜ＮＡRの関係になる。Here, it is assumed that both the + 1st-order diffracted light Dp and the -1st-order diffracted light Dm are transmitted through the pupil Ep of the projection optical system 15. When the diffraction angle increases with the miniaturization of the reticle pattern 13, the reticle pattern 13 first advances in the direction of the angle θp + ψ.
The first-order diffracted light Dp cannot pass through the pupil Ep of the projection optical system 15. That is, the relationship becomes sin (θp + ψ)> NAR. However, since the illumination light L120 is incident obliquely with respect to the optical axis AX, the −1st-order diffracted light Dm can enter the projection optical system 15 even at this diffraction angle. Ie sin
(θm−ψ) <NAR
【００１３】従って、ウェハ１６上には０次回折光Ｄo
と−１次回折光Ｄmの２光束による干渉縞が生じる。こ
の干渉縞はレチクルパターン１３の像であり、レチクル
パターン１３が１：１のラインアンドスペースの時、約
９０％のコントラストとなってウェハ１６上に塗布され
たレジストに、レチクルパターン１３の像をパターニン
グすることが可能となる。Therefore, the zero-order diffracted light Do
And interference fringes due to two light beams of the -1st-order diffracted light Dm. This interference fringe is an image of the reticle pattern 13. When the reticle pattern 13 has a line and space ratio of 1: 1, the image of the reticle pattern 13 is formed on a resist applied on the wafer 16 with a contrast of about 90%. Patterning becomes possible.
【００１４】このときの解像限界は、 sin(θm−ψ)＝ＮＡR …（４） となるときであり、従って、 ＮＡR＋sinψ＝λ／Ｐ Ｐ＝λ／(ＮＡR＋sinψ) …（５） が転写可能な最小パターンのレチクル側でのピッチであ
る。The resolution limit at this time is when sin (θm−ψ) = NAR (4), and therefore, NAR + sinψ = λ / PP = λ / (NAR + sinψ) ( 5) is the pitch of the smallest transferable pattern on the reticle side.
【００１５】一例として今sinψを０．５×ＮＡR程度に
定めるとすれば、転写可能なレチクル上のパターンの最
小ピッチは Ｐ＝λ／(ＮＡR＋０．５ＮＡR)＝２λ／ＮＡR …（６） となる。As an example, if sinψ is determined to be about 0.5 × NAR , the minimum pitch of the pattern on the reticle that can be transferred is P = λ / (NAR + 0.5NAR ) = 2λ / NAR. (6)
【００１６】ここで、瞳面上での０次回折光成分と−１
次回折光成分のパターン周期方向の間隔はレチクルパタ
ーン１３の微細度（空間周波数）に比例する。（４）式
は、最大の解像度を得るためにこの間隔を最大とするこ
とを意味している。一方、図１１に示したように、照明
光の瞳Ｅｐ上での分布が投影光学系１５の光軸ＡＸを中
心とする円形領域内である従来の露光装置の場合、解像
限界は（１）式に示したようにＰ≒λ／ＮＡRであっ
た。従って、従来の露光装置より高い解像度が実現でき
ることがわかる。Here, the zero-order diffracted light component on the pupil plane and -1
The interval between the next-order diffracted light components in the pattern period direction is proportional to the fineness (spatial frequency) of the reticle pattern 13. Equation (4) means that this interval is maximized to obtain the maximum resolution. On the other hand, as shown in FIG. 11, in the case of a conventional exposure apparatus in which the distribution of the illumination light on the pupil Ep is within a circular area centered on the optical axis AX of the projection optical system 15, the resolution limit is (1). ) P ≒ λ / NAR as shown in the equation. Therefore, it can be seen that a higher resolution than the conventional exposure apparatus can be realized.
【００１７】次に、レチクルパターンに対して特定の入
射方向と入射角で露光光を照射して、０次回折光成分と
１次回折光成分とを用いてウェハ上に結像パターンを形
成する方法によって、焦点深度も大きくなる理由につい
て説明する。図１０のようにウェハ１６が投影光学系１
５の焦点位置（最良結像面）に一致している場合には、
レチクルパターン１３中の１点を出てウェハ１６上の一
点に達する各回折光は、投影光学系１５のどの部分を通
るものであってもすべて等しい光路長を有する。このた
め、従来のように０次回折光成分が投影光学系１８の瞳
面Ｅｐのほぼ中心（光軸近傍）を貫通する場合でも、０
次回折光成分とその他の回折光成分とで光路長は相等し
く、相互の波面収差も零である。しかし、ウェハ１６が
投影光学系１５の焦点位置に精密に一致していないデフ
ォーカス状態の場合、斜めに入射する高次の回折光の光
路長は光軸近傍を通る０次回折光に対して焦点前方（投
影光学系１５から遠ざかる方）では短く、焦点後方（投
影光学系１５に近づく方）では長くなりその差は入射角
の差に応じたものとなる。従って、０次、１次、…の各
回折光は相互に波面収差を形成して焦点位置の前後にお
けるボケを生じることとなる。Next, a reticle pattern is irradiated with exposure light in a specific incident direction and an incident angle, and an image forming pattern is formed on a wafer using a 0th-order diffracted light component and a 1st-order diffracted light component. The reason why the depth of focus also increases will be described. As shown in FIG.
In the case of coincidence with the focal position of 5 (the best imaging plane),
Each diffracted light that exits one point in the reticle pattern 13 and reaches one point on the wafer 16 has the same optical path length regardless of which part of the projection optical system 15 passes. For this reason, even when the 0th-order diffracted light component penetrates substantially the center (near the optical axis) of the pupil plane Ep of the projection optical system 18 as in the related art, the 0th-order diffracted light component remains at 0%.
The optical path lengths of the next-order diffracted light component and the other diffracted light components are equal, and the mutual wavefront aberration is also zero. However, when the wafer 16 is in a defocused state in which the focal position of the projection optical system 15 does not precisely coincide with the focal point of the projection optical system 15, the optical path length of the high-order diffracted light obliquely incident is focused on the 0-order diffracted light passing near the optical axis. The distance is short in front (away from the projection optical system 15) and long behind the focal point (approaching to the projection optical system 15), and the difference depends on the difference in the incident angle. Therefore, the 0th-order, 1st-order,... Diffracted lights mutually form wavefront aberrations, causing blur before and after the focal position.
【００１８】前述のデフォーカスによる波面収差は、ウ
ェハ１６の焦点位置からのずれ量をΔＦ、各回折光がウ
ェハ１６に入射するときの入射角θWの正弦をｒ（ｒ＝s
inθW）とすると、ΔＦ・ｒ2／２で与えられる量であ
る。このとき、ｒは各回折光の、瞳面Ｅｐでの光軸ＡＸ
からの距離を表わす。従来の図１１に示した投影型露光
装置では、０次回折光Ｄoは光軸ＡＸの近傍を通るの
で、ｒ(０次)＝０となり、一方±１次回折光Ｄp、Ｄm
は、ｒ(１次)＝Ｍ・λ／Ｐとなる（Ｍは投影光学系の倍
率）。従って、０次回折光Ｄoと±１次回折光Ｄp、Ｄm
のデフォーカスによる波面収差はΔＦ・Ｍ2(λ／Ｐ)2／
２となる。The wavefront aberration due to the above-mentioned defocus is c.
The deviation from the focal position of the wafer 16 is ΔF, and each diffracted light is
Incident angle θ when entering the wafer 16WIs the sine of r (r = s
inθW), ΔF · rTwo/ 2
You. At this time, r is the optical axis AX of each diffracted light on the pupil plane Ep.
Indicates the distance from. Conventional projection type exposure shown in FIG.
In the device, the zero-order diffracted light Do passes near the optical axis AX.
And r (0th order) = 0, while ± 1st order diffracted light Dp, Dm
Is r (first order) = M · λ / P (M is twice as large as the projection optical system)
rate). Therefore, the 0th-order diffracted light Do and ± 1st-order diffracted lights Dp and Dm
Wavefront aberration due to defocusing is ΔF · MTwo(λ / P)Two/
It becomes 2.
【００１９】一方、本発明における露光方法、及び投影
型露光装置では、図１０に示すように０次回折光成分Ｄ
oは光軸ＡＸから角度ψだけ傾いた方向に発生するか
ら、瞳面Ｅｐにおける０次回折光成分の光軸ＡＸからの
距離はｒ(０次)＝Ｍ・sinψである。一方、−１次回折
光成分Ｄmの瞳面Ｅｐにおける光軸からの距離はｒ(−１
次)＝Ｍ・sin(θm−ψ)となる。そしてこのとき、sinψ
＝sin(θm−ψ)となれば、０次回折光成分Ｄoと−１次
回折光成分Ｄmのデフォーカスによる相対的な波面収差
は零となり、ウェハ１６が焦点位置より光軸方向に若干
ずれてもパターン１３の像ボケは従来程大きく生じない
ことになる。すなわち、焦点深度が増大することにな
る。また、（３）式のように、sin(θm−ψ)＋sinψ＝
λ／Ｐであるから、照明光束Ｌ１２０のレチクル７への
入射角ψが、ピッチＰのパターンに対して、 sinψ＝λ／２Ｐ …（７） の関係にすれば、焦点深度をきわめて増大させることが
可能である。On the other hand, in the exposure method and the projection type exposure apparatus according to the present invention, as shown in FIG.
Since o occurs in a direction inclined by an angle 軸 from the optical axis AX, the distance of the 0th-order diffracted light component from the optical axis AX on the pupil plane Ep is r (0th) = M · sinψ. On the other hand, the distance of the -1st-order diffracted light component Dm from the optical axis on the pupil plane Ep is r (-1
Next) = M · sin (θm−ψ). And at this time, sinψ
= Sin (θm-ψ), the relative wavefront aberration due to the defocus of the 0th-order diffracted light component Do and the -1st-order diffracted light component Dm becomes zero, and even if the wafer 16 is slightly shifted from the focal position in the optical axis direction. The image blur of the pattern 13 does not occur as much as in the past. That is, the depth of focus increases. Also, as in equation (3), sin (θm−ψ) + sinψ =
Since the incident angle の of the illuminating light beam L120 on the reticle 7 has a relationship of sinψ = λ / 2P (7) with respect to the pattern of the pitch P, the depth of focus is extremely increased. Is possible.
【００２０】さて、パターン１３が図８（Ｂ）に示すよ
うに周期方向が一方向の遮光部（Ｃｒ）と透光部とから
なるパターン２０１である場合は、（７）式の関係を満
たして図８（Ｅ）に示すように瞳面Ｅｐでの０次回折光
成分３０１Ａと１次回折光成分３０１Ｂとが光軸ＡＸか
らほぼ等距離に分布するような入射角で照明光Ｌ１２０
を入射させれば、高い解像力と大焦点深度でパターンを
露光することができる。ここで、瞳面Ｅｐでの２次光源
径（０次回折光）が０．２ＮＡRであるものとし、この
とき、パターン２０１に対して最適な２次光源（０次回
折光）の中心位置（最適な入射角と対応関係にある瞳面
Ｅｐでの光軸ＡＸを含む周期方向に対して垂直な線分か
らの周期方向での２次光源の中心位置）が０．８ＮＡR
であるものとする。尚、図８で（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）
は１次元または２次元のパターンを表すものであり、
（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）は投影光学系１５の瞳面Ｅｐで
の有効な瞳面領域Ｅｐ１を表している。また、パターン
の周期方向（Ｘ、Ｙ方向）と瞳面Ｅｐで仮定したＸ−Ｙ
軸とは一致しているものとする。When the pattern 13 is a pattern 201 composed of a light-shielding portion (Cr) and a light-transmitting portion whose periodic direction is one direction as shown in FIG. 8B, the relationship of the expression (7) is satisfied. As shown in FIG. 8E, the illumination light L120 has an incident angle such that the 0th-order diffracted light component 301A and the 1st-order diffracted light component 301B on the pupil plane Ep are distributed substantially equidistant from the optical axis AX.
, The pattern can be exposed with high resolution and a large depth of focus. Here, the secondary light source diameter of the pupil plane Ep (0-order diffracted light) is assumed to be 0.2 NAR, this time, the center position of the optimal secondary light source with respect to the pattern 201 (0-order diffracted light) (optimal (The center position of the secondary light source in the periodic direction from a line segment perpendicular to the periodic direction including the optical axis AX) on the pupil plane Ep corresponding to the various incident angles is 0.8NAR
It is assumed that In FIG. 8, (A), (B), (C)
Represents a one-dimensional or two-dimensional pattern,
(D), (E), and (F) show the effective pupil plane region Ep1 on the pupil plane Ep of the projection optical system 15. Further, XY assumed in the periodic direction (X, Y directions) of the pattern and the pupil plane Ep
It is assumed that the axis coincides with the axis.
【００２１】ところで、実際の回路パターンは多くの周
期方向を持ったパターンから構成されている。パターン
１３が所定の微細度を持った２次元パターンである場合
を例にとると、回折光の発生方向として２つの周期方向
（Ｘ、Ｙ方向）を持つ。このため、２方向について夫々
最適な入射角が存在することとなる。この２つの周期方
向の両方について最適な入射角で照明光Ｌ１２０を入射
させることにより、２次元パターンについても高解像
度、高焦点深度で露光を行うことができる。例えば、２
次光源（０次回折光成分）の中心をＸ、Ｙ両方向につい
て０．５７ＮＡRに配置した場合に（７）式を満たすパ
ターンＰ１（不図示）を考えてみる。このパターンＰ１
に２次光源３００Ａの中心位置をＸ、Ｙ両方向について
０．５７ＮＡRとなるように配置したときの様子を図８
（Ｄ）に示す。３００Ｂ、３００Ｃはこのときの２次元
パターンＰ１からの１次回折光を示しており、０次回折
光成分と１次回折光成分とが瞳面Ｅｐで光軸ＡＸからほ
ぼ等距離に分布している。しかしながら、パターンがよ
り微細化した場合は、２つの周期性の両方について
（７）式の関係を満たすことができなくなる。Incidentally, an actual circuit pattern is composed of a pattern having many periodic directions. Taking a case where the pattern 13 is a two-dimensional pattern having a predetermined fineness as an example, the pattern 13 has two periodic directions (X and Y directions) as directions in which the diffracted light is generated. For this reason, there is an optimum incident angle in each of the two directions. By irradiating the illumination light L120 at an optimum incident angle in both of these two periodic directions, it is possible to expose a two-dimensional pattern with high resolution and high depth of focus. For example, 2
The center of the next light source (0-order diffracted light component) X, consider the case of arranging the Y directions in 0.57NAR (7) pattern P1 (not shown) that satisfies the equation. This pattern P1
The center position of the secondary light sources 300A X, a state in which are arranged such that the 0.57NAR for Y directions in FIG. 8
It is shown in (D). Reference numerals 300B and 300C denote the first-order diffracted light from the two-dimensional pattern P1 at this time, and the 0th-order diffracted light component and the 1st-order diffracted light component are distributed at substantially the same distance from the optical axis AX on the pupil plane Ep. However, when the pattern is further miniaturized, it becomes impossible to satisfy the relationship of the expression (7) for both of the two periodicities.
【００２２】例えば、図８（Ａ）のパターン２００は図
８（Ｂ）に示すパターンと同じピッチで２次元パターン
を構成したものであり、２次元パターンＰ１よりピッチ
の小さいものであるとする。このパターン２００に対し
て、図８（Ｄ）に示すように、前述の２次元パターンＰ
１と同様に０次回折光成分３００Ａの中心位置がＸ、Ｙ
両方について０．５７ＮＡRとなるように照明した場
合、照明光はパターン２００により回折し、Ｘ方向の周
期性による１次回折光成分の一方は３００Ａ１０の位置
に発生し、Ｙ方向の周期性による１次回折光成分の一方
は３００Ａ０１の位置に発生することとなる。従って、
０次回折光成分と１次回折光成分とが瞳面Ｅｐで光軸Ａ
Ｘからほぼ等距離に分布しなくなる。For example, it is assumed that the pattern 200 in FIG. 8A forms a two-dimensional pattern at the same pitch as the pattern shown in FIG. 8B, and has a smaller pitch than the two-dimensional pattern P1. As shown in FIG. 8D, the two-dimensional pattern P
As in the case of 1, the center position of the 0th-order diffracted light component 300A is X, Y
If both illuminated so that 0.57NAR for illumination light is diffracted by the pattern 200, one of the first-order diffracted light components due to the periodicity of the X-direction is generated in the position of 300A10, 1 by the periodicity in the Y direction One of the next-order diffracted light components will be generated at the position of 300A01. Therefore,
The 0th-order diffracted light component and the 1st-order diffracted light component are separated by the optical axis A at the pupil plane Ep.
It is not distributed at substantially the same distance from X.
【００２３】さらに、１次回折光成分３００Ａ１０、３
００Ａ０１のどちらも瞳面Ｅｐ１内を通過できるのは全
体の１／３程度となり、像のコントラストが低下し、パ
ターンを解像することができなくなってしまう。そこ
で、図８（Ａ）に示すような２次元パターン２００を図
８（Ｂ）、（Ｃ）に示すように周期方向毎の２つのパタ
ーン群に分解する。そして図８（Ｅ）、（Ｆ）に示すよ
うに、（７）式の関係を満たして、０次回折光成分（３
０１Ａ、３０２Ａ）と１次回折光成分（３０１Ｂ、３０
２Ｂ）とが瞳面Ｅｐ内で光軸ＡＸからほぼ等距離に分布
するように照明光Ｌ１２０を個別に入射させれば、パタ
ーン毎に限界の解像力、最大の焦点深度を得ることが可
能となる。この分解パターン毎に順次重合わせ露光を行
えば回路パターン全体に渡って最大の解像力、最大の焦
点深度を得ることが可能となる。Further, the first-order diffracted light components 300A10, 3
Only one-third of 00A01 can pass through the pupil plane Ep1, so that the image contrast is reduced and the pattern cannot be resolved. Therefore, the two-dimensional pattern 200 as shown in FIG. 8A is decomposed into two pattern groups for each periodic direction as shown in FIGS. 8B and 8C. Then, as shown in FIGS. 8E and 8F, the relationship of the expression (7) is satisfied and the 0th-order diffracted light component (3
01A, 302A) and first-order diffracted light components (301B, 30A)
2B) are individually distributed so as to be substantially equidistant from the optical axis AX in the pupil plane Ep, it is possible to obtain a limit resolution and a maximum depth of focus for each pattern. . By sequentially performing overlapping exposure for each of the separation patterns, it is possible to obtain the maximum resolution and the maximum depth of focus over the entire circuit pattern.
【００２４】また、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように微
細度の違うパターン４０１、４０２が混在している場合
は、夫々のパターンによって（７）式を満たす条件が異
なる。パターン４０１は０次回折光成分の中心位置が
０．８ＮＡRにあるときに（７）式を満たすパターンで
あるものとし、パターン４０２は０次回折光成分の中心
位置が０．５７ＮＡRにあるときに（７）式を満たすパ
ターンであるものとする。When patterns 401 and 402 having different degrees of fineness coexist as shown in FIGS. 9A and 9B, conditions for satisfying the expression (7) differ depending on each pattern. Pattern 401 is zero-order central position of the diffracted light component is assumed to be pattern satisfying the expression (7) when in the 0.8 NAR, patterns 402 when the 0 center position of the diffracted light component is in 0.57NAR It is assumed that the pattern satisfies the expression (7).
【００２５】これら２つのパターン４０１、４０２が混
在している場合、図９（Ｃ）に示すように０次回折光成
分５０１Ａの中心位置を０．８ＮＡRとなるように照明
した時、パターン４０１からの１次回折光成分５０１Ｂ
と０次回折光成分５０１Ａとは瞳面Ｅｐで光軸ＡＸから
ほぼ等距離に分布する。一方、パターン４０２からの１
次回折光成分５０１Ａ１と０次回折光成分５０１Ａとは
瞳面Ｅｐで光軸から等距離とならない。このため、パタ
ーン４０２の焦点深度が低下する。[0025] When these two patterns 401 and 402 may have a mix, obtained by illuminating the zero center position of the diffracted light component 501A as shown in FIG. 9 (C) so as to be 0.8 NAR, from the pattern 401 First-order diffracted light component 501B
And the 0th-order diffracted light component 501A are distributed substantially equidistantly from the optical axis AX on the pupil plane Ep. On the other hand, 1 from pattern 402
The first-order diffracted light component 501A1 and the zero-order diffracted light component 501A are not equidistant from the optical axis on the pupil plane Ep. Therefore, the depth of focus of the pattern 402 decreases.
【００２６】そこで、微細度毎の２つのパターン群に分
解して図９（Ｅ）に示すように、これらのパターン群を
例えば同一レチクル上でＡ、Ｂ２つの領域に形成する。
そして夫々のパターンに対し別々に、図９（Ｃ）、
（Ｄ）に示すように、（７）式の関係を満たして、０次
回折光成分（５０１Ａ、５０２Ａ）と１次回折光成分
（５０１Ｂ、５０２Ｂ）とが瞳面Ｅｐで光軸ＡＸからほ
ぼ等距離に分布するように照明光Ｌ１２０をレチクルに
傾けて入射させれば、パターン毎に最大の解像力、最大
の焦点深度を得ることが可能となる。Therefore, the pattern group is divided into two groups for each fineness, and these pattern groups are formed in two regions A and B on the same reticle as shown in FIG.
Then, separately for each pattern, FIG.
As shown in (D), the relationship of Expression (7) is satisfied, and the 0th-order diffracted light components (501A, 502A) and the 1st-order diffracted light components (501B, 502B) are substantially equidistant from the optical axis AX on the pupil plane Ep. When the illumination light L120 is incident on the reticle at an angle so as to be distributed, the maximum resolution and the maximum depth of focus can be obtained for each pattern.
【００２７】[0027]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について詳述する。図１は本発明の実施例に好適な
投影型露光装置（ステッパー）の全体構成を示す斜視図
である。水銀ランプ１より発生した照明光束は、楕円鏡
２で反射し、リレー系等のレンズ系３を介して回折格子
状パターン４に照射される。回折格子状パターン４から
発生した回折光（例えば±１次光）Ｂ１、Ｂ２は、リレ
ーレンズ５により２つのフライアイレンズ群６Ａ、６Ｂ
の夫々に集中して入射する。このとき、フライアイレン
ズ群６Ａ、６Ｂの光源側焦点面６ａと、回折格子状パタ
ーン４とは、リレーレンズ５を介して、ほぼフーリエ変
換の関係となっている。尚、図１では、回折格子状パタ
ーン４への照明光を平行光束として図示したが、実際は
発散光束となっているため、フライアイレンズ群６Ａ，
６Ｂへの入射光束はある大きさ（太さ）を持っている。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a projection type exposure apparatus (stepper) suitable for an embodiment of the present invention. The illumination light beam generated from the mercury lamp 1 is reflected by the elliptical mirror 2 and is irradiated on the diffraction grating pattern 4 via a lens system 3 such as a relay system. Diffraction lights (for example, ± first-order lights) B1 and B2 generated from the diffraction grating pattern 4 are separated by a relay lens 5 into two fly-eye lens groups 6A and 6B.
Incident on each of them. At this time, the light source side focal planes 6a of the fly-eye lens groups 6A and 6B and the diffraction grating pattern 4 have a substantially Fourier transform relationship via the relay lens 5. In FIG. 1, the illumination light to the diffraction grating pattern 4 is illustrated as a parallel light beam. However, since it is actually a divergent light beam, the fly-eye lens group 6A,
The light beam incident on 6B has a certain size (thickness).
【００２８】一方、フライアイレンズ群６Ａ、６Ｂのレ
チクル側焦点面６ｂは、レチクルパターン１３のフーリ
エ変換面（瞳共役面）とほぼ一致する様に、光軸ＡＸと
垂直な面内方向に配置されている。また、個々のフライ
アイレンズ群６Ａ、６Ｂは光軸ＡＸと垂直な面内方向に
それぞれ独立に移動可能となっている。このフライアイ
レンズ群６Ａと６Ｂの移動は可動部材２５に保持されて
いるが、その詳細は後述する。尚、フライアイレンズ群
の光源側焦点面６ａと、レチクル側焦点面６ｂとは当然
ながらフーリエ変換の関係である。従って図１の例の場
合、フライアイレンズ群のレチクル側焦点面６ｂ、すな
わちフライアイレンズ群６Ａ，６Ｂの射出面は、回折格
子状パターン４と、結像関係（共役）になっている。On the other hand, the reticle-side focal plane 6b of the fly-eye lens groups 6A and 6B is arranged in an in-plane direction perpendicular to the optical axis AX so as to substantially coincide with the Fourier transform plane (pupil conjugate plane) of the reticle pattern 13. Have been. The individual fly-eye lens groups 6A and 6B are independently movable in an in-plane direction perpendicular to the optical axis AX. The movement of the fly-eye lens groups 6A and 6B is held by the movable member 25, the details of which will be described later. The light source-side focal plane 6a and the reticle-side focal plane 6b of the fly-eye lens group naturally have a Fourier transform relationship. Therefore, in the case of the example of FIG. 1, the reticle-side focal plane 6b of the fly-eye lens group, that is, the exit surfaces of the fly-eye lens groups 6A and 6B have an image forming relationship (conjugate) with the diffraction grating pattern 4.
【００２９】さて、フライアイレンズ群６Ａ，６Ｂのレ
チクル側焦点面６ｂより射出される光束は、コンデンサ
ーレンズ８、１０、１１、レチクルブラインド１４、ミ
ラー９Ａ、９Ｂを含む光学系１０７により、レチクルス
テージ１７上のレチクル７を均一な照度分布で照明す
る。レチクルブラインド１４は２枚のＬ字型の遮光部で
構成されており、レチクル７とほぼ共役な面内に配置さ
れている。２枚の遮光部はブラインド駆動部２３によっ
てレチクル７とほぼ共役な面内で２次元方向に移動可能
となっている。このレチクルブラインド１４によりレチ
クル７上の照明領域を規定する。レチクルステージ１７
は不図示のモータ等により２次元に微動可能となってい
る。レチクル７と光軸ＡＸとのアライメントはレチクル
アライメント系２１で行われ、レチクル７とウェハ１６
の直接のアライメントはＴＴＲ（スルー・ザ・レンズア
ライメント）アライメント系２２で行われる。The luminous flux emitted from the reticle-side focal plane 6b of the fly-eye lens groups 6A and 6B is transmitted to the reticle stage by the optical system 107 including the condenser lenses 8, 10, and 11, the reticle blind 14, and the mirrors 9A and 9B. The reticle 7 on 17 is illuminated with a uniform illuminance distribution. The reticle blind 14 is composed of two L-shaped light shielding portions, and is arranged in a plane substantially conjugate with the reticle 7. The two light shielding units can be moved in a two-dimensional direction within a plane substantially conjugate with the reticle 7 by the blind driving unit 23. The reticle blind 14 defines an illumination area on the reticle 7. Reticle stage 17
Can be finely moved two-dimensionally by a motor or the like (not shown). The alignment between the reticle 7 and the optical axis AX is performed by a reticle alignment system 21, and the reticle 7 and the wafer 16 are aligned.
Is performed by a TTR (through-the-lens alignment) alignment system 22.
【００３０】本実施例では、遮光部材１２を配置し、回
折格子状パターン４からの０次回折光等をカットする。
このため、レチクルパターン１３に照明される照明光
は、各フライアイレンズ群６Ａ、６Ｂより射出される光
束（２次光源像からの光束）のみとなり、従って、レチ
クルパターン１３への入射角も特定の入射角（複数）を
持つ光束（複数）のみに制限される。また、フライアイ
レンズ６のレチクル側焦点面６ｂには回折格子状パター
ン４の像ができており、かつ、レチクルパターン面１３
と、フライアイレンズ群６Ａ、６Ｂのレチクル側焦点面
１１ｂとは、フーリエ変換面の関係となっているので、
レチクル７上での照明強度分布は、回折格子状パターン
４の欠陥や、ゴミ等により不均一化されることがない。
また、回折格子状パターン４そのものがレチクル７に結
像して照度均一性を劣化させることもない。回折格子状
パターン４は、透過性の基板、例えばガラス基板の表面
に、Ｃｒ等の遮光膜がパターニングさせたものであって
も良いし、ＳｉＯ2等の誘電体膜がパターニングされ
た、いわゆる位相グレーティングであってよい。位相グ
レーティングの場合、０次回折光の発生を押さえること
ができる。In this embodiment, the light-shielding member 12 is arranged, and the 0th-order diffracted light from the diffraction grating pattern 4 is cut off.
For this reason, the illuminating light illuminating the reticle pattern 13 is only the luminous flux (luminous flux from the secondary light source image) emitted from each of the fly-eye lens groups 6A and 6B, and therefore, the incident angle on the reticle pattern 13 is also specified. Is limited to only a plurality of luminous fluxes having a plurality of incident angles. An image of the diffraction grating pattern 4 is formed on the reticle-side focal plane 6b of the fly-eye lens 6, and the reticle pattern plane 13
And the reticle-side focal plane 11b of the fly-eye lens groups 6A and 6B have a relationship of a Fourier transform plane.
The illumination intensity distribution on the reticle 7 is not made non-uniform due to defects in the diffraction grating pattern 4 or dust.
Further, the diffraction grating pattern 4 itself does not form an image on the reticle 7 and the illuminance uniformity does not deteriorate. The diffraction grating pattern 4 may be formed by patterning a light-shielding film such as Cr on the surface of a transmissive substrate, for example, a glass substrate, or a so-called phase-pattern in which a dielectric film such as SiO2 is patterned. It may be a grating. In the case of a phase grating, the generation of zero-order diffracted light can be suppressed.
【００３１】こうして照明されたレチクル７上のレチク
ルパターン１３から発生した回折光は、図１０で説明し
たのと同様に、テレセントリックな投影光学系１５によ
り集光、結像され、ウェハ１６上にレチクルパターン１
３の像が転写される。ウェハ１６は、Ｘ、Ｙ方向に移動
するウェハステージ１８上に載置されている。ウェハス
テージ１８の駆動はモータ１９によって行われ、ウェハ
ステージ１８の位置はレーザ干渉計ＩＦによって検出さ
れる。また、投影光学系１５の直近には、オフ・アクシ
ス方式のアライメント系２０が別設されている。ウェハ
全体のアライメント（ウェハ・グローバル・アライメン
ト）はこのオフ・アクシス方式のアライメント系２０に
よって行われる。The diffracted light generated from the reticle pattern 13 on the reticle 7 thus illuminated is condensed and imaged by the telecentric projection optical system 15 in the same manner as described with reference to FIG. Pattern 1
The three images are transferred. The wafer 16 is mounted on a wafer stage 18 that moves in the X and Y directions. The wafer stage 18 is driven by a motor 19, and the position of the wafer stage 18 is detected by a laser interferometer IF. In addition, an off-axis type alignment system 20 is separately provided in the immediate vicinity of the projection optical system 15. The alignment of the entire wafer (wafer global alignment) is performed by the off-axis type alignment system 20.
【００３２】本実施例では、露光すべき全体のパターン
をパターン配列方向やパターンの微細度に応じて分解
し、分解パターンを有する一枚もしくは複数枚のレチク
ルを使って露光を行うものである。回折格子状パターン
４は移動台２４上に載置されており夫々の分解パターン
に合わせてレチクルパターン１３のフーリエ変換相当
面、もしくはその近傍（瞳面）での集中位置が可変とな
るようにピッチの異なる回折格子状パターン４ａに交換
可能であるものとする。また、回折格子状パターン４、
４ａは、移動台２４に含まれるモータやギア等によって
光軸ＡＸと垂直な面内で任意の方向に、移動、又は回転
可能である。従って、瞳面で任意の光量分布を作成する
ことができる。In this embodiment, the entire pattern to be exposed is decomposed in accordance with the pattern arrangement direction and the fineness of the pattern, and exposure is performed using one or a plurality of reticles having a decomposed pattern. The diffraction grating pattern 4 is mounted on a moving table 24, and its pitch is adjusted so that the concentration position on the surface corresponding to the Fourier transform of the reticle pattern 13 or its vicinity (pupil surface) can be changed in accordance with each decomposition pattern. Can be exchanged for a different diffraction grating pattern 4a. Also, the diffraction grating pattern 4,
4a can be moved or rotated in an arbitrary direction within a plane perpendicular to the optical axis AX by a motor, a gear, or the like included in the movable base 24. Therefore, an arbitrary light quantity distribution can be created on the pupil plane.
【００３３】また、リレーレンズ５を複数枚のレンズよ
り成るズームレンズ系（アフォーカルズームエキスパン
ダ等）とし、焦点距離を変えることにより集光位置を変
えることもできる。ただし、このときは回折格子状パタ
ーン４と、フライアイレンズ群６Ａ、６Ｂの光源側焦点
面６ａとがほぼフーリエ変換の関係になることをくずさ
ないようにする。回折格子状パターン４のピッチや方向
性に合わせて各フライアイレンズ群６Ａ、６Ｂの位置を
調整する。フライアイレンズ６Ａは支持棒７０Ａを介し
て可動部材７１Ａにより支持される。この支持棒７０Ａ
は可動部材７１Ａに含まれるモーター及びギア等の駆動
素子により光軸方向に伸縮可能となっている。また、可
動部材７１Ａ自体も、固定ガイド７２Ａに沿って可動で
あり、従ってフライアイレンズ６Ａは光軸と垂直な面内
方向に２次元移動可能となっている。フライアイレンズ
６Ｂについても同様に不図示の支持棒７０Ｂ、可動部材
７１Ｂにより支持されており、光軸方向に伸縮可能とな
っているとともに、固定ガイド７２Ａに沿って可動であ
り、従って光軸と垂直な面内方向に２次元移動可能とな
っている。従って、個々のフライアイレンズ群６Ａ、６
Ｂは光軸と垂直な面内方向に、それぞれ独立に可動とな
っている。尚、フライアイレンズ群の数は２つに限るも
のではなく、分解パターンに応じて複数個設けてもよ
い。この場合、フライアイレンズ群の一部は有効な瞳領
域の外（瞳外とする）に退避可能となっており、回折格
子状パターン４からの光束に合わせてフライアイレンズ
群を選択し、不要なフライアイレンズ群は瞳外に退避さ
せるようにしてもよい。The relay lens 5 may be a zoom lens system (such as an afocal zoom expander) composed of a plurality of lenses, and the focal position may be changed by changing the focal length. However, at this time, the diffraction grating pattern 4 and the focal plane 6a on the light source side of the fly-eye lens groups 6A and 6B should not be almost in a Fourier transform relationship. The positions of the fly-eye lens groups 6A and 6B are adjusted in accordance with the pitch and directionality of the diffraction grating pattern 4. The fly-eye lens 6A is supported by a movable member 71A via a support rod 70A. This support rod 70A
Is extendable in the optical axis direction by driving elements such as a motor and a gear included in the movable member 71A. The movable member 71A itself is also movable along the fixed guide 72A, so that the fly-eye lens 6A is two-dimensionally movable in an in-plane direction perpendicular to the optical axis. Similarly, the fly-eye lens 6B is supported by a support bar 70B and a movable member 71B (not shown), is capable of extending and contracting in the optical axis direction, and is movable along a fixed guide 72A. It is two-dimensionally movable in a vertical in-plane direction. Therefore, the individual fly-eye lens groups 6A, 6A
B are independently movable in an in-plane direction perpendicular to the optical axis. Note that the number of fly-eye lens groups is not limited to two, and a plurality of fly-eye lens groups may be provided according to the decomposition pattern. In this case, part of the fly-eye lens group can be retracted outside the effective pupil area (outside the pupil), and the fly-eye lens group is selected according to the light beam from the diffraction grating pattern 4. Unwanted fly-eye lens groups may be retracted outside the pupil.
【００３４】瞳面上に光量分布を作成する光学部材は、
回折格子状パターン４に限定されるものではない。例え
ば可動平面鏡を回転又は振動させて、瞳面上での光量分
布を時間によって変更させたり、可動型の光ファイバ
ー、ミラー、プリズム等を使って瞳面上の任意の位置に
光量分布を集中させるようにしてもよい。また、空間フ
ィルターを使って分解パターンに合わせて位置されたフ
ライアイレンズ群に合わせて開口部（透過部）を設ける
ようにしてもよい。この空間フィルターはフライアイレ
ンズ群の光源側焦点面６ａ、レチクル側焦点面６ｂのど
ちらにあっても構わない。The optical member for creating the light quantity distribution on the pupil plane includes:
The present invention is not limited to the diffraction grating pattern 4. For example, by rotating or vibrating a movable plane mirror, the light amount distribution on the pupil plane is changed with time, or the light amount distribution is concentrated at an arbitrary position on the pupil plane using a movable optical fiber, a mirror, a prism, or the like. It may be. Further, an opening (transmission part) may be provided in accordance with the fly-eye lens group positioned in accordance with the decomposition pattern using a spatial filter. This spatial filter may be located on either the light source side focal plane 6a or the reticle side focal plane 6b of the fly-eye lens group.
【００３５】ところで、図２には図１に示す装置全体を
統括制御する主制御系５０と、レチクル７が投影光学系
１５の直上に搬送される途中でレチクルパターン１３の
脇に形成された名称を表すバーコードＢＣを読み取るバ
ーコードリーダ５２と、オペレータからのコマンドやデ
ータを入力するキーボード５４と、フライアイレンズ群
６Ａ、６Ｂを動かす可動部材の駆動系（モータ、ギャト
レン等）５６が設けられている。主制御系５０内には、
このステッパーで扱うべき複数枚のレチクルの名称と、
各名称に対応したステッパーの動作パラメータ（分解パ
ターンに関する動作パラメータ等）とが予め登録されて
いる。そして、本実施例では主制御系５０はバーコード
リーダ５２がレチクルバーコードＢＣを読み取ると、そ
の名称に対応した動作パラメータの１つとして、予め登
録されている分解パターンの夫々に応じた回折格子状パ
ターン４のピッチや回折格子状パターン４の移動、回転
位置、及びフライアイレンズ群６Ａ，６Ｂの移動位置
（瞳共役面内の位置）、レチクルブラインド１４の位置
等の情報を、移動台２４、レチクルブラインド駆動系２
３、及び駆動系５６に出力する。これによって分解パタ
ーンに応じて、２次光源（フライアイレンズ群６Ａ、６
Ｂ）の位置、照明領域が調整される。以上の動作はキー
ボード５４からオペレータがコマンドとデータを主制御
系５０へ直接入力することによっても実行できる。ま
た、主制御系５０にはアライメント系（２０、２１、２
２）、ステージ駆動系１９、及び干渉計ＩＦが接続され
ており、装置全体を統括的に制御する。FIG. 2 shows a main control system 50 for controlling the entire apparatus shown in FIG. 1 and a name formed beside the reticle pattern 13 while the reticle 7 is being conveyed immediately above the projection optical system 15. , A keyboard 54 for inputting commands and data from an operator, and a drive system (motor, Gatoren, etc.) for a movable member for moving the fly-eye lens groups 6A, 6B. ing. In the main control system 50,
Names of multiple reticles to be handled by this stepper,
Operation parameters of the stepper corresponding to each name (operation parameters relating to the decomposition pattern and the like) are registered in advance. In the present embodiment, when the bar code reader 52 reads the reticle bar code BC, the main control system 50 sets a diffraction grating corresponding to each of the pre-registered decomposition patterns as one of the operation parameters corresponding to the name. Information such as the pitch of the pattern 4, the movement and rotation position of the diffraction grating pattern 4, the movement position (position in the pupil conjugate plane) of the fly-eye lens groups 6 A and 6 B, the position of the reticle blind 14, etc. , Reticle blind drive system 2
3 and output to the drive system 56. Thereby, according to the decomposition pattern, the secondary light sources (the fly-eye lens groups 6A and 6A)
The position B and the illumination area are adjusted. The above operation can also be executed by the operator directly inputting commands and data from the keyboard 54 to the main control system 50. The main control system 50 includes an alignment system (20, 21, 2).
2), the stage drive system 19 and the interferometer IF are connected, and the entire apparatus is controlled overall.
【００３６】ところで、フライアイレンズ群の夫々の射
出端面積は、射出する照明光束のレチクル７に対する開
口数と投影光学系１５のレチクル側開口数との比、いわ
ゆるσ値が０．１〜０．３程度になるように設定するこ
とが望ましい。σ値が０．１より小さいと、転写像のパ
ターン忠実度が劣化し、０．３より大きいと、解像度向
上や、焦点深度増大の効果が弱くなってしまう。By the way, each exit end area of the fly-eye lens group has a ratio of a numerical aperture of the emitted illumination light beam to the reticle 7 and a numerical aperture on the reticle side of the projection optical system 15, that is, a so-called σ value of 0.1 to 0. It is desirable to set the value to about 3. If the σ value is smaller than 0.1, the pattern fidelity of the transferred image is degraded, and if it is larger than 0.3, the effect of improving the resolution and increasing the depth of focus is weakened.
【００３７】また、フライアイレンズ群の１つによって
決まるσ値の条件（０．１＜σ＜０．３程度）を満たす
為に、個々のフライアイレンズ群６Ａ、６Ｂの射出端面
積の大きさ、（光軸と垂直な面内方向の大きさ）を、照
明光束（射出光束）にあわせて決定しても良い。また、
各フライアイレンズ群６Ａ、６Ｂのレチクル側焦点面６
ｂ近傍にそれぞれ可変開口絞りを設けて、各フライアイ
レンズ群からの光束の開口数を可変としてもよい。それ
と合わせて投影光学系１５の瞳（入射瞳、もしくは射出
瞳）近傍に可変絞り（Ｎ．Ａ．制限絞り）を設けて、投
影系としてのＮ．Ａ．も可変としてσ値をより最適化す
ることもできる。In order to satisfy the condition of the σ value (approximately 0.1 <σ <0.3) determined by one of the fly-eye lens groups, the size of the exit end area of each of the fly-eye lens groups 6A and 6B is large. By the way, (the size in the in-plane direction perpendicular to the optical axis) may be determined according to the illumination light flux (emission light flux). Also,
Reticle-side focal plane 6 of each fly-eye lens group 6A, 6B
Variable aperture stops may be provided in the vicinity of b, and the numerical aperture of the light beam from each fly-eye lens group may be variable. At the same time, a variable stop (NA limiting stop) is provided in the vicinity of the pupil (entrance pupil or exit pupil) of the projection optical system 15, and the N.A. A. Can also be varied to further optimize the σ value.
【００３８】前述の如く瞳面上での光量分布の位置（フ
ライアイレンズ群６Ａ、６Ｂの光軸と垂直な面内での各
位置）は、転写すべき分解パターンに応じて決定（変
更）するのが良い。この場合の位置決定方法は作用の項
で述べたとおり、各フライアイレンズ群からの照明光束
が転写すべき夫々の分解パターンのピッチ方向やパター
ンの微細度に対して最適な解像度、及び焦点深度の向上
効果を得られるようにレチクルパターンに入射する位置
（入射角ψ）とすればよい。As described above, the position of the light amount distribution on the pupil plane (each position in a plane perpendicular to the optical axis of the fly-eye lens groups 6A and 6B) is determined (changed) according to the decomposition pattern to be transferred. Good to do. In this case, the position determination method is, as described in the section of operation, the optimum resolution and the depth of focus with respect to the pitch direction and fineness of each decomposition pattern to which the illumination light beam from each fly-eye lens group is to be transferred. The position (incident angle) at which light is incident on the reticle pattern may be set so as to obtain the effect of improving the above.
【００３９】次に、各フライアイレンズ群の位置決定の
具体例を、図３、図４（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明す
る。図３はフライアイレンズ群６Ａ、６Ｂからレチクル
パターン１３までの部分を模式的に表わす図であり、フ
ライアイレンズ群６のレチクル側焦点面６ｂが、レチク
ルパターン１３のフーリエ変換面１２ｃと一致してい
る。また、このとき両者をフーリエ変換の関係とならし
めるレンズ、またはレンズ群を、一枚のレンズ２６とし
て表わしてある。さらに、レンズ２６のフライアイレン
ズ側主点からフライアイレンズ群６のレチクル側焦点面
６ｂまでの距離と、レンズ２６のレチクル側主点からレ
チクルパターン１３までの距離は共にｆであるとする。Next, a specific example of determining the position of each fly-eye lens group will be described with reference to FIGS. 3, 4A and 4B. FIG. 3 is a diagram schematically showing a portion from the fly-eye lens groups 6A and 6B to the reticle pattern 13. The reticle-side focal plane 6b of the fly-eye lens group 6 matches the Fourier transform plane 12c of the reticle pattern 13. ing. At this time, a lens or a lens group that makes them have a Fourier transform relationship is represented as one lens 26. Further, it is assumed that the distance from the fly-eye lens-side principal point of the lens 26 to the reticle-side focal plane 6b of the fly-eye lens group 6 and the distance from the reticle-side principal point of the lens 26 to the reticle pattern 13 are both f.
【００４０】図４（Ａ）はレチクルパターン１３中に形
成される一部分のパターンの例を表わす図であり、図４
（Ｂ）は図４（Ａ）のレチクルパターンの場合に最適な
フライアイレンズ群の中心のフーリエ変換面（又は投影
光学系の瞳面）での位置を表す図である。図４（Ａ）
は、いわゆる１次元ラインアンドスペースパターンであ
って、透過部と遮光部が等しい幅でＹ方向に帯状に並
び、それらがＸ方向にピッチＰで規則的に並んでいる。
このとき、個々のフライアイレンズ群の最適位置は図４
（Ｂ）に示すようにフーリエ変換面内に仮定したＹ方向
の線分Ｌα上、及び線分Ｌβ上の任意の位置となる。図
４（Ｂ）はレチクルパターン１３に対するフーリエ変換
面１２ｃ（６ｂ）を光軸ＡＸ方向から見た図であり、か
つ、面１２ｃ内の座標系Ｘ、Ｙは、同一方向からレチク
ルパターン１３を見た図１１（Ａ）と同一にしてある。
さて、図４（Ｂ）において光軸ＡＸが通る中心Ｃから、
各線分Ｌα、Ｌβまでの距離α、βはα＝βであり、λ
を露光波長としたとき、α＝β＝ｆ・(１／２)・(λ／
Ｐ)に等しい。この距離α，βをｆ・sinψと表わせれ
ば、sinψ＝λ／２Ｐであり、これは作用の項で述べた
数値と一致している。従って、各フライアイレンズ群の
各中心（各フライアイレンズ群の夫々によって作られる
２次光源像の光量分布の各重心）位置が線分Ｌα、Ｌβ
上にあれば、図４（Ａ）に示す如きラインアンドスペー
スパターンに対して、各フライアイレンズからの照明光
により発生する０次回折光と±１次回折光のうちのどち
らか一方との２つの回折光は、投影光学系瞳面Ｅｐにお
いて光軸ＡＸからほぼ等距離となる位置を通る。従って
前述の如く、ラインアンドスペースパターン（図４
（Ａ））に対する解像度、焦点深度を最大とすることが
できる。Ｙ方向に周期性を持つパターンに対しても同様
にしてＸ方向の線分Ｌγ、Ｌεを仮定して、フライアイ
レンズ群の各位置（２次光源像の光量分布の各重心位
置）が線分Ｌγ、Ｌε上にあるようにすればよい。FIG. 4A is a diagram showing an example of a partial pattern formed in the reticle pattern 13.
FIG. 5B is a diagram showing an optimum position of the center of the fly-eye lens group on the Fourier transform plane (or the pupil plane of the projection optical system) in the case of the reticle pattern of FIG. FIG. 4 (A)
Is a so-called one-dimensional line-and-space pattern in which transmissive portions and light-shielding portions are arranged in a band shape in the Y direction with the same width, and they are regularly arranged in the X direction at a pitch P.
At this time, the optimum position of each fly-eye lens group is shown in FIG.
As shown in (B), the position is an arbitrary position on the line segment Lα and the line segment Lβ in the Y direction assumed in the Fourier transform plane. FIG. 4B is a diagram of the Fourier transform surface 12c (6b) with respect to the reticle pattern 13 viewed from the optical axis AX direction, and the coordinate systems X and Y in the surface 12c are obtained by viewing the reticle pattern 13 from the same direction. 11 (A).
Now, from the center C through which the optical axis AX passes in FIG.
The distances α and β to the line segments Lα and Lβ are α = β, and λ
Is the exposure wavelength, α = β = f · (1/2) · (λ /
P). If these distances α and β can be expressed as f · sinψ, sinψ = λ / 2P, which coincides with the numerical value described in the section of the operation. Accordingly, the positions of the centers of the fly-eye lens groups (the respective centers of gravity of the light amount distributions of the secondary light source images formed by the respective fly-eye lens groups) are the line segments Lα and Lβ.
If it is above, for the line-and-space pattern as shown in FIG. 4A, two of the 0th-order diffracted light and ± 1st-order diffracted light generated by the illumination light from each fly-eye lens The diffracted light passes through a position that is approximately equidistant from the optical axis AX on the pupil plane Ep of the projection optical system. Therefore, as described above, the line and space pattern (FIG. 4)
The resolution and depth of focus for (A)) can be maximized. Similarly, for a pattern having periodicity in the Y direction, assuming line segments Lγ and Lε in the X direction, each position of the fly-eye lens group (each center of gravity of the light intensity distribution of the secondary light source image) is a line. It suffices that the distances are on the minutes Lγ and Lε.
【００４１】また、ここで、瞳面上での０次光と１次光
との間隔はパターンの微細度（ピッチ）に比例するので
この間隔が小さくなることは微細なパターンを解像でき
ないことを意味する。以上のような条件で決まるフライ
アイレンズレンズ群の位置に対応する入射角、入射方向
で、照明光を夫々の分解パターンに入射させることによ
り、最大の解像度、最大の焦点深度で露光を行うことが
できる。Here, since the interval between the 0th-order light and the 1st-order light on the pupil plane is proportional to the fineness (pitch) of the pattern, a decrease in this interval means that a fine pattern cannot be resolved. Means Exposure with maximum resolution and maximum depth of focus by making illumination light incident on each decomposition pattern at the incident angle and incident direction corresponding to the position of the fly-eye lens group determined by the above conditions Can be.
【００４２】また、レチクルパターン１３として図４
（Ａ）に示したような一方向に周期性を持つパターンの
みを考えたが、他のパターンであってもその周期性（又
は微細度）、周期方向に着目し、各フライアイレンズ群
の中心を配置すればよい。ここで、レチクルパターン１
３が２次元の周期性パターンを含む場合、１次回折光成
分は２方向に発生する。そこで、前述の線分Ｌα、Ｌβ
と線分ＬγとＬεとの交点が存在するようなパターンで
は、この交点上に各フライアイレンズ群の中心を配置す
ること、つまりパターンからの＋１次回折光成分または
−１次回折光成分のいずれか一方と０次回折光成分との
２光束が、投影光学系内の瞳面Ｅｐでは光軸ＡＸからほ
ぼ等距離になる光路を通る様な位置に各フライアイレン
ズ群の中心を配置することにより、２次元のパターンの
結像を良好に行うことが可能となる。ただし、フライア
イレンズ中心位置を交点位置のいずれかと一致させる方
法は、瞳面上での０次、１次回折光の間隔が投影レンズ
の瞳面の円の直径に対して０．７倍程度に制限されてし
まうため、装置の持つ最大の解像度とすることはできな
い。そこで、最大の解像度を得るためにはパターン方向
が複数あるような多次元のパターンを夫々のパターン方
向毎に分解して、投影レンズの瞳の直径を最大まで利用
する限界の解像力で順次重ね合わせを行うのが望まし
い。この分割は複数方向に高い空間周波数成分（微細
度）を持つパターンを、所定の値以上の空間周波数成分
をもつパターンの周期性が１枚のレチクル上で１方向に
なるようにパターンを分解する。以上のような条件によ
り、高解像度、高焦点深度で露光を行うことができる。FIG. 4 shows a reticle pattern 13.
Although only a pattern having periodicity in one direction as shown in (A) has been considered, other patterns may be focused on the periodicity (or fineness) and the periodic direction, and each of the fly-eye lens groups may be focused on. The center may be arranged. Here, reticle pattern 1
When 3 includes a two-dimensional periodic pattern, the first-order diffracted light component is generated in two directions. Then, the aforementioned line segments Lα, Lβ
In a pattern in which there is an intersection of the line segments Lγ and Lε, the center of each fly-eye lens group is arranged on this intersection, that is, either the + 1st-order diffracted light component or the −1st-order diffracted light component from the pattern By arranging the center of each fly-eye lens group at a position where two light beams, one and the zero-order diffracted light component, pass through an optical path that is almost equidistant from the optical axis AX on the pupil plane Ep in the projection optical system. An image of a two-dimensional pattern can be favorably formed. However, the method of matching the center position of the fly-eye lens with any one of the intersection points is such that the interval between the 0th-order and 1st-order diffracted light on the pupil plane is about 0.7 times the diameter of the circle of the pupil plane of the projection lens. Because of the limitation, the maximum resolution of the device cannot be set. Therefore, in order to obtain the maximum resolution, a multidimensional pattern having a plurality of pattern directions is decomposed for each pattern direction, and they are successively superimposed at the limit resolution that allows the maximum use of the diameter of the pupil of the projection lens. It is desirable to carry out. This division decomposes a pattern having a high spatial frequency component (fineness) in a plurality of directions so that the periodicity of the pattern having a spatial frequency component equal to or higher than a predetermined value is one direction on one reticle. . Under the above conditions, exposure can be performed with high resolution and high depth of focus.
【００４３】また、図４（Ａ）のパターン例は、ライン
部とスペース部の比（デューティ比）が１：１のパター
ンであった為、発生する回折光中では±１次回折光が強
くなる。このため、±１次回折光のうちの一方と０次回
折光との位置関係に着目したが、パターンがデューティ
比１：１から異なる場合等では他の回折光、例えば±２
次回折光の強度を大きくなるので、±２次回折光うちの
一方と０次回折光との位置関係が、投影光学系の瞳面Ｅ
ｐにおいて光軸ＡＸからほぼ等距離となるようにしても
よい。また、各フライアイレンズ群を射出した光束は、
それぞれレチクルに対して傾いて入射する。このときこ
れらの傾いた入射光束（複数）の光量重心の方向がレチ
クルに対して垂直でないと、ウェハ１６の微小デフォー
カス時に、転写像の位置がウェハ面内方向にシフトする
という問題が発生する。これを防止する為に、各フライ
アイレンズ群からの照明光束（複数）の光量重心の方向
は、レチクルパターンと垂直、すなわち光軸ＡＸと平行
である様にする。In the example of the pattern shown in FIG. 4A, since the ratio (duty ratio) between the line portion and the space portion is 1: 1, ± 1st-order diffracted light becomes stronger in the generated diffracted light. . For this reason, attention is paid to the positional relationship between one of the ± 1st-order diffracted lights and the 0th-order diffracted light. However, when the pattern differs from the duty ratio of 1: 1 or the like, other diffracted lights, for example, ± 2
Since the intensity of the second-order diffracted light increases, the positional relationship between one of the ± 2nd-order diffracted lights and the zero-order diffracted light is determined by the pupil plane E of the projection optical system.
The distance p may be substantially equidistant from the optical axis AX. The luminous flux emitted from each fly-eye lens group is
Each of them enters the reticle at an angle. At this time, if the direction of the center of gravity of the amount of light of these inclined incident light beams (plurality) is not perpendicular to the reticle, there is a problem that the position of the transferred image shifts in the in-plane direction of the wafer when the wafer 16 is slightly defocused. . To prevent this, the direction of the center of gravity of the light quantity of the illuminating light flux (plural) from each fly-eye lens group is set to be perpendicular to the reticle pattern, that is, parallel to the optical axis AX.
【００４４】つまり、各フライアイレンズ群に光軸（中
心線）を仮定したとき投影光学系１５の光軸ＡＸを基準
としたその光軸（中心線）のフーリエ変換面内での位置
ベクトルと、各フライアイレンズ群から射出される光量
との積のベクトル和が零になる様にすればよい。また、
より簡単な方法としては、フライアイレンズ群を２ｍ個
（ｍは自然数）とし、そのうちのｍ個の位置を前述の最
適化方法（図１０）により決定し、残るｍ個は前記ｍ個
と光軸ＡＸについて対称となる位置に配置すればよい。That is, when an optical axis (center line) is assumed for each fly-eye lens group, the position vector of the optical axis (center line) in the Fourier transform plane with respect to the optical axis AX of the projection optical system 15 is In this case, the vector sum of the product of the fly-eye lens group and the amount of light emitted from each fly-eye lens group may be set to zero. Also,
As a simpler method, the number of fly-eye lens groups is 2m (m is a natural number), and the positions of the m lenses are determined by the above-described optimization method (FIG. 10). What is necessary is just to arrange | position in the position symmetrical about the axis AX.
【００４５】さらに装置が、例えばｎ個（ｎは自然数）
のフライアイレンズ群を有している場合に、必要なフラ
イアイレンズ群の数がｎ個より少ないｍ個である場合、
残る（ｎ−ｍ）個のフライアイレンズ群は使用しなくて
良い。（ｎ−ｍ）個のフライアイレンズ群を使用しなく
する為には、（ｎ−ｍ）個のフライアイレンズ群の位置
に遮光部材１２を設けておけばよい。またこのとき、各
フライアイレンズ群の位置に照明光を集中する光学部材
は、この（ｎ−ｍ）個のフライアイレンズへは集中を行
なわない様にしておくとよい。Further, for example, n devices (n is a natural number)
When the number of required fly-eye lens groups is m less than n,
The remaining (nm) fly-eye lens groups need not be used. In order to eliminate the use of the (nm) fly-eye lens groups, the light shielding member 12 may be provided at the positions of the (nm) fly-eye lens groups. At this time, it is preferable that the optical member that concentrates the illumination light at the position of each fly-eye lens group does not concentrate on the (nm) fly-eye lenses.
【００４６】次に、全体パターンを分解パターンへ分割
する一例を説明する。通常、露光すべき全体パターンは
幾つかの周期性や微細度を持ったライン・アンド・スペ
ース（Ｌ／Ｓ）パターンからなる。図８に示すような２
次元パターンをその周期方向毎に２つに分解したり、図
９に示すように周期方向は同じでも一方向での空間周波
数成分（微細度）の違うパターンを一定以上の空間周波
数毎に２つに分解したりする方法が考えられる。 ま
た、分解する数は２つに限るものではなく、パターンが
３方向以上に一定以上の空間周波数成分をもつ場合は、
パターンの分割数は３となる。さらに、図５はＸ、Ｙ２
方向に周期性を有し、Ｘ方向の周期性パターンに関して
２つの微細度を持った全体パターンを分割する一例を示
している。これら周期方向や微細度の異なるパターンを
３種類に分解して夫々レチクル上に形成した様子を示し
ている。ここでは、(1)Ｘ方向の比較的広いＬ／Ｓのパ
ターンＰＡ１が形成されたレチクル７Ａ、(2)Ｘ方向の
比較的狭いＬ／ＳのパターンＰＡ２が形成されたレチク
ル７Ｂ、(3)Ｙ方向のＬ／ＳのパターンＰＡ３が形成さ
れたレチクル７Ｃの３つのレチクル上に夫々パターンを
分解している。パターンＰＡＧはこれら３つのレチクル
を使って順次重ね合わせ露光（多重露光）を行うことに
よって得られた合成された全体パターンである。Next, an example of dividing the entire pattern into the decomposition patterns will be described. Normally, the entire pattern to be exposed is composed of a line and space (L / S) pattern having some periodicity and fineness. 2 as shown in FIG.
A two-dimensional pattern is decomposed into two parts for each periodic direction, and two patterns having the same periodic direction but different spatial frequency components (fineness) in one direction are provided for every predetermined or more spatial frequency as shown in FIG. Or a method of disassembling it. Also, the number of decompositions is not limited to two, and if the pattern has a certain or more spatial frequency component in three or more directions,
The number of pattern divisions is three. Further, FIG.
An example is shown in which a whole pattern having periodicity in the direction and two fineness levels with respect to the periodic pattern in the X direction is divided. It is shown that patterns having different periodic directions and fineness are decomposed into three types and formed on a reticle, respectively. Here, (1) a reticle 7A on which a relatively wide L / S pattern PA1 in the X direction is formed, (2) a reticle 7B on which a relatively narrow L / S pattern PA2 in the X direction is formed, (3) The patterns are respectively decomposed on the three reticles of the reticle 7C on which the L / S pattern PA3 in the Y direction is formed. The pattern PAG is a combined overall pattern obtained by sequentially performing overlay exposure (multiple exposure) using these three reticles.
【００４７】さて、分解したパターン（レチクル）の数
が多いと、重合わせ露光時の誤差がそれだけ累積される
ことになり、スループットの点でも不利である。そこ
で、図６に示すように２次元パターンでも作用の項で述
べたように微細度があまり高くなく、両方向について
（７）式を満たすパターンＰＡ４と一方向に微細度の高
いパターンＰＡ５が混在している場合には、パターンＰ
Ａ４を周期方向ごとに分割することなく、パターンＰＡ
４とパターンＰＡ５との２つの部分に分割するようにし
てもよい。If the number of decomposed patterns (reticles) is large, errors during overlapping exposure accumulate accordingly, which is disadvantageous in terms of throughput. Accordingly, as shown in FIG. 6, even in a two-dimensional pattern, as described in the operation section, the fineness is not so high, and a pattern PA4 satisfying the expression (7) in both directions and a pattern PA5 having a high fineness in one direction are mixed. If the pattern P
A4 is not divided for each period, and the pattern PA
4 and a pattern PA5.
【００４８】図１のパターン１３を有するレチクル７は
分解された複数の分解パターンのうちの１枚を示したも
のであり、パターン１３とは別の配列方向や微細度であ
るパターン１３ａ、１３ｂを有するレチクル７ａと交換
可能となっている。この交換は手動でおこなわれてもよ
いし、自動搬送系で行われてもよい。この交換毎に夫々
のレチクルについて位置決めされる。また、レチクルス
テージ１７に干渉計を設けて、レチクル交換時には干渉
計によりレチクル位置、及びレチクルの回転量を計測し
てレチクルの位置合わせを行ってもよい。この場合、最
初の１枚で位置合わせされた干渉計の値を記憶しておけ
ば、２枚目以降のレチクルを位置合わせする場合に干渉
計の値が記憶値となるように位置合わせすることができ
る。The reticle 7 having the pattern 13 shown in FIG. 1 shows one of a plurality of decomposed patterns, and patterns 13a and 13b having a different arrangement direction and fineness from the pattern 13 are used. Reticle 7a. This exchange may be performed manually or may be performed by an automatic transport system. Each time the replacement is performed, the positioning is performed for each reticle. In addition, an interferometer may be provided on the reticle stage 17, and when the reticle is replaced, the reticle position may be adjusted by measuring the reticle position and the reticle rotation amount by the interferometer. In this case, if the value of the interferometer that has been aligned with the first one is stored, it is possible to perform alignment so that the value of the interferometer becomes the stored value when aligning the second and subsequent reticles. Can be.
【００４９】さらに、分解した各パターンは、それぞれ
別のレチクルに形成するようにしたが、特開昭６２−１
４５７３０号公報に開示されているように、一枚の大型
ガラス基板上に分解した各パターンを設けるようにし、
レチクルブラインド１４で分解パターンごとに照明領域
を調整して露光することも可能である。次に、本発明に
よる露光方法の一例を説明する。ここでは、図１に示す
ように方向の異なるパターンをパターン１３、１３ａに
分割し、２枚のレチクル７、７ａに設けることとする。
使用するレチクルの枚数（ｎ＝２）を初期値としてセッ
トする。 〔ステップ１００〕ｎの初期値を０とする。 〔ステップ１０１〕分解パターンのピッチ、周期方向、
分解パターンの数等に関する情報をレチクル毎に設けら
れたバーコードから読み取る。 〔ステップ１０２〕分解パターンを有するレチクルをレ
チクルステージ１７上に載置し、レチクルをレチクルス
テージ上でレチクルアライメント系２１を用いてアライ
メントする。 〔ステップ１０３〕次にレチクルブラインド１４の開口
形状や寸法を分解パターンに合わせる。 〔ステップ１０４〕続いて、ウェハ１６の全体のアライ
メントをアライメント系２０によって行う。尚、ウェハ
１６への露光がファーストプリントの場合は、ステップ
１０４は省略される。 〔ステップ１０５〕ＴＴＲアライメント系２２によりレ
チクル７とウェハ１６とのアライメントを行う。 〔ステップ１０６〕回折格子状パターン４やフライアイ
レンズ群６Ａ、６Ｂを分解パターンに合わせて最適に設
定し、照明光の入射角を決定する。 〔ステップ１０７〕露光を行う。 〔ステップ１０８〕ｎ＝ｎ＋１としｎをインクリメント
する。 〔ステップ１０９〕レチクルが指定枚数（２枚）に達し
たかどうか判断し、Ｙｅｓなら露光を終了し、Ｎｏなら
レチクルを交換しステップ１０１を実行する。Further, each of the decomposed patterns is formed on a separate reticle.
As disclosed in Japanese Patent No. 45730, each disassembled pattern is provided on one large glass substrate,
The reticle blind 14 can also adjust the illumination area for each decomposition pattern and perform exposure. Next, an example of the exposure method according to the present invention will be described. Here, as shown in FIG. 1, a pattern having a different direction is divided into patterns 13 and 13a and provided on two reticles 7 and 7a.
The number of reticles to be used (n = 2) is set as an initial value. [Step 100] The initial value of n is set to 0. [Step 101] Decomposition pattern pitch, periodic direction,
Information on the number of decomposition patterns and the like is read from a bar code provided for each reticle. [Step 102] A reticle having a decomposition pattern is placed on the reticle stage 17, and the reticle is aligned on the reticle stage using the reticle alignment system 21. [Step 103] Next, the opening shape and dimensions of the reticle blind 14 are adjusted to the decomposition pattern. [Step 104] Subsequently, the entire alignment of the wafer 16 is performed by the alignment system 20. If the exposure on the wafer 16 is the first print, step 104 is omitted. [Step 105] The TTR alignment system 22 performs alignment between the reticle 7 and the wafer 16. [Step 106] The diffraction grating pattern 4 and the fly-eye lens groups 6A and 6B are optimally set in accordance with the decomposition pattern, and the incident angle of the illumination light is determined. [Step 107] Exposure is performed. [Step 108] Set n = n + 1 and increment n. [Step 109] It is determined whether or not the number of reticles has reached the specified number (two). If Yes, the exposure is terminated. If No, the reticle is replaced and Step 101 is executed.
【００５０】以上のステップにより分解パターンの夫々
に対して最適な露光を行うことができ、分解パターンの
夫々を使って多重露光することによって得られた合成パ
ターンは最適な露光条件で露光されたパターンとなる。
ここで、以上のステップにおいて、レチクル７からレチ
クル７ａに交換されたとき、つまり、２回目のステップ
１０６では回折格子状パターン４が矢印方向に９０度回
転して、回折光Ｂ１、Ｂ２の発生する方向を９０度回転
させ、それに応じてフライアイレンズ群６Ａ、６Ｂも光
軸ＡＸを中心として９０度回転させることにより、照明
光束を最適化することができる。このとき、前述の如く
フライアイレンズ群を４個設けておけば、回折格子状パ
ターン４の回転にともなってフライアイレンズ群を、光
軸ＡＸを中心として回転させる必要がない。また、パタ
ーン１３ａが図９（Ｂ）に示すようなパターン１３と微
細度の異なるパターンである場合は、夫々の分解パター
ン１３、１３ａを同一レチクル上で２つ図９（Ｅ）に示
すようにＡ、Ｂ２つの領域に分割し、レチクルブライン
ド１４で領域Ａ、Ｂの照明領域を規定すればよい。この
場合、前述のステップ１００、１０８、１０９でのｎ及
び数字の判断は分割数となる。このとき、２回目のステ
ップ１０６では回折格子状パターン４は回転するのでは
なく、回折格子状パターンそのものをピッチの異なるも
のと交換可能であるようにする。By the above steps, the optimum exposure can be performed for each of the decomposition patterns, and the composite pattern obtained by performing multiple exposure using each of the decomposition patterns is a pattern exposed under the optimum exposure condition. Becomes
Here, in the above steps, when the reticle 7 is replaced with the reticle 7a, that is, in the second step 106, the diffraction grating pattern 4 is rotated by 90 degrees in the direction of the arrow to generate the diffracted lights B1 and B2. By rotating the directions by 90 degrees, and by rotating the fly-eye lens groups 6A and 6B by 90 degrees around the optical axis AX, the illumination light beam can be optimized. At this time, if four fly-eye lens groups are provided as described above, it is not necessary to rotate the fly-eye lens group around the optical axis AX with the rotation of the diffraction grating pattern 4. Further, when the pattern 13a is a pattern having a different degree of fineness from the pattern 13 as shown in FIG. 9B, two of each of the decomposition patterns 13 and 13a are formed on the same reticle as shown in FIG. 9E. The reticle blind 14 may be used to divide the area into two areas A and B, and define the illumination areas of the areas A and B. In this case, the determination of n and the number in steps 100, 108, and 109 described above is the number of divisions. At this time, in the second step 106, the diffraction grating pattern 4 does not rotate, but the diffraction grating pattern itself can be replaced with a different pitch.
【００５１】以上の実施例に於て、光源は水銀ランプ１
を用いて説明したが、他の輝線ランプやレーザー（エキ
シマ等）、あるいは連続スペクトルの光源であっても良
い。また、照明光学系中の光学部材の大部分をレンズと
したが、ミラー（凹面鏡、凸面鏡）であっても良い。投
影光学系としては屈折系であっても、反射系であって
も、あるいは反射屈折系であってもよい。また、以上の
実施例においては両側テレセントリックな投影光学系を
使用したが、片側テレセントリック系でも、非テレセン
トリック系でもよい。さらに、光源から発生する照明光
のうち、特定の波長の光のみを利用する為に、照明光学
系中に干渉フィルター等の単色化手段を設けてもよい。In the above embodiment, the light source is the mercury lamp 1
However, other bright line lamps, lasers (excimer, etc.), or light sources having a continuous spectrum may be used. Although most of the optical members in the illumination optical system are lenses, mirrors (concave mirrors, convex mirrors) may be used. The projection optical system may be a refraction system, a reflection system, or a catadioptric system. In the above embodiment, the projection optical system is telecentric on both sides, but may be a one-sided telecentric system or a non-telecentric system. Furthermore, in order to use only light of a specific wavelength among the illumination light generated from the light source, a monochromatic unit such as an interference filter may be provided in the illumination optical system.
【００５２】[0052]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来の方
法、及び装置では解像出来なかった複数方向に周期性を
持つ微細なパターンや複数の空間周波数成分を持つ微細
なパターンを解像することができる。また、焦点深度も
各分解パターンに対して増大させることができる。As described above, according to the present invention, a fine pattern having periodicity in a plurality of directions and a fine pattern having a plurality of spatial frequency components, which cannot be resolved by the conventional method and apparatus, are resolved. Can be imaged. Also, the depth of focus can be increased for each decomposition pattern.
【図１】本発明の一実施例による投影型露光装置の全体
構成を示す斜視図、FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a projection exposure apparatus according to one embodiment of the present invention;
【図２】図１の装置における制御系を表す図、FIG. 2 is a diagram showing a control system in the apparatus of FIG. 1;
【図３】射出部から投影光学系までの光路を模式的に表
した図、FIG. 3 is a diagram schematically showing an optical path from an emission unit to a projection optical system;
【図４】（Ａ）は一次元のレチクルパターンを表す図、
（Ｂ）は（Ａ）のパターンに対応した瞳共役面における
フライアイレンズ射出部の配置を説明する図、FIG. 4A is a diagram showing a one-dimensional reticle pattern;
(B) is a diagram for explaining the arrangement of the fly-eye lens emission unit on the pupil conjugate plane corresponding to the pattern of (A),
【図５】全体パターンを分割する一例を説明する図、FIG. 5 is a view for explaining an example of dividing an entire pattern.
【図６】全体パターンを分割する別の例を説明する図、FIG. 6 is a view for explaining another example of dividing the entire pattern.
【図７】本発明の一実施例による露光方法を説明する
図、FIG. 7 is a view for explaining an exposure method according to one embodiment of the present invention;
【図８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はレチクルパターンを
表す図、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）はレチクルパターンに
対応した瞳共役面における０次回折光成分、１次回折光
成分の分布を説明する図、FIGS. 8A, 8B, and 8C are views showing a reticle pattern, and FIGS. 8D, 8E, and 8F are 0th-order diffracted light components on a pupil conjugate plane corresponding to the reticle pattern; Diagram illustrating the distribution of the folding light component,
【図９】（Ａ）、（Ｂ）はレチクルパターンを表す図、
（Ｃ）、（Ｄ）はレチクルパターンに対応した瞳共役面
における０次回折光成分、１次回折光成分の分布を説明
する図、（Ｅ）は（Ａ）、（Ｂ）に示すパターンを２つ
の領域に分けて形成した図、FIGS. 9A and 9B are diagrams showing a reticle pattern; FIGS.
(C) and (D) are diagrams for explaining the distribution of the 0th-order diffracted light component and the 1st-order diffracted light component on the pupil conjugate plane corresponding to the reticle pattern, and (E) shows two patterns shown in (A) and (B). Figure divided into regions,
【図１０】本発明により高解像度と高焦点深度が得られ
る原理を説明する図、FIG. 10 is a view for explaining the principle of obtaining a high resolution and a high depth of focus according to the present invention;
【図１１】従来の技術を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a conventional technique.
４…回折格子状パターン、 ６…フライアイレンズ、
７…レチクル、 １３、１３ａ、１３ｂ…レチクルパタ
ーン、 １４…レチクルブラインド、 １５…投影レン
ズ、 １６…ウェハ、１７…レチクルステージ、 ２４
…移動台、 ２５…可動部材、 ＡＸ…光軸、 Ｅｐ…
瞳面4: diffraction grating pattern 6: fly-eye lens
7: reticle, 13, 13a, 13b: reticle pattern, 14: reticle blind, 15: projection lens, 16: wafer, 17: reticle stage, 24
... Movable table, 25 ... Movable member, AX ... Optical axis, Ep ...
Pupil plane
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１２年４月２６日（２０００．４．２
６）[Submission date] April 26, 2000 (200.4.2
6)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】発明の名称[Correction target item name] Name of invention
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【発明の名称】 露光方法及びその露光方法を用いたデ
バイス製造方法、及び露光装置Patent application title: Exposure method, device manufacturing method using the exposure method, and exposure apparatus
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正３】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００８[Correction target item name] 0008
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的の為に請求項１
に記載の発明においては、光源からの照明光を照明光学
系を介してマスクに照射し、マスクを介した照明光で感
光基板を露光する方法において、感光基板上に形成すべ
き全体パターンを、少なくとも第１分解パターンとそれ
とは異なる第２分解パターンとに分解し、各分解パター
ンが感光基板上に露光される際の露光情報を分解パター
ン毎に有し、分解パターンを感光基板上に転写する際
に、該分解パターンに対応する露光情報に基づいて転写
することとした。また請求項１６に記載の発明では、照
明光学系を介してマスク上に照射された照明光で感光基
板を露光する方法において、感光基板上に形成すべき全
体パターンを、微細度又は周期方向が異なる少なくとも
第１分解パターンと第２分解パターンとに分解し、照明
光学系内で第１分解パターン面に対してほぼフーリエ変
換の関係となる所定面上での照明光の光量分布が照明光
学系の光軸から偏心した複数の局所領域内で高められた
第１照明光を用いて、第１分解パターンを感光基板上に
転写し、照明光学系内で第２分解パターンに対してほぼ
フーリエ変換の関係となる所定面上での照明光の光量分
布が照明光学系の光軸から偏心した複数の局所領域内で
高められた第２照明光を用いて、第２分解パターンを感
光基板上に転写し、第１照明光の各局所領域に関するσ
値、及び第２照明光の各局所領域に関するσ値を、それ
ぞれ０．１〜０．３程度とした。また請求項１７に記載
の発明では、照明光学系を介してマスク上に照射された
照明光で感光基板を露光する方法において、感光基板上
に形成すべき全体パターンを、微細度又は周期方向が異
なる少なくとも第１分解パターンと第２分解パターンと
に分解し、照明光学系内で第１分解パターンに対してほ
ぼフーリエ変換の関係となる所定面上での照明光の光量
分布が中心部よりもその外側で高められた第１照明光束
を用いて、第１分解パターンを感光基板上に転写し、照
明光学系内で第２分解パターンに対してほぼフーリエ変
換の関係となる所定面上での照明光の光量分布が中心部
よりもその外側で高められた第２照明光束を用いて、第
２分解パターンを感光基板上に転写し、第１照明光束の
光量重心の方向を、第１分解パターン対して垂直な方向
とし、第２照明光束の光量重心の方向を、第２分解パタ
ーンに対して垂直な方向とした。また請求項２６に記載
の発明では、光源からの照明光をマスクに照射する照明
光学系を有し、マスクを介して前記照明光で感光基板を
露光する装置において、感光基板上に形成すべき全体パ
ターンから分解された第１分解パターンとそれとは異な
る第２分解パターンのそれぞれに関する情報であって、
且つ分解パターンが感光基板上に露光される際の露光情
報を記憶する記憶手段を具備し、分解パターンを感光基
板上に転写する際には、該分解パターンに対応する露光
情報に基づき転写を行うように露光装置を構成した。According to the present invention, there is provided a computer system comprising:
In the invention described in the above, in the method of irradiating the mask with illumination light from a light source through an illumination optical system and exposing the photosensitive substrate with the illumination light through the mask, the entire pattern to be formed on the photosensitive substrate, Decompose into at least a first decomposition pattern and a second decomposition pattern different from the first decomposition pattern, each exposure pattern has exposure information for each decomposition pattern when it is exposed on a photosensitive substrate, and transfers the decomposition pattern onto the photosensitive substrate. At this time, the transfer was performed based on the exposure information corresponding to the decomposition pattern. According to a sixteenth aspect of the present invention, in the method of exposing the photosensitive substrate with the illumination light irradiated on the mask via the illumination optical system, the entire pattern to be formed on the photosensitive substrate has a fineness or a periodic direction. The illumination optical system decomposes into at least a first decomposition pattern and a second decomposition pattern that are different from each other, and the distribution of the amount of illumination light on a predetermined surface that is substantially Fourier-transformed with respect to the first decomposition pattern surface in the illumination optical system. The first separation pattern is transferred onto a photosensitive substrate using the first illumination light enhanced in a plurality of local regions decentered from the optical axis of the optical axis, and substantially Fourier transformed with respect to the second separation pattern in the illumination optical system. The second decomposition pattern is formed on the photosensitive substrate by using the second illumination light in which the light amount distribution of the illumination light on the predetermined surface having the relationship of (2) is enhanced in a plurality of local regions decentered from the optical axis of the illumination optical system. Transfer the first illumination light σ on Tokoro area
The value and the σ value of each local region of the second illumination light were about 0.1 to 0.3, respectively. Further, in the invention according to claim 17, in the method of exposing the photosensitive substrate with the illumination light irradiated on the mask through the illumination optical system, the entire pattern to be formed on the photosensitive substrate has a fineness or a periodic direction. The illumination light is separated into at least a first separation pattern and a second separation pattern that are different from each other. The first separation pattern is transferred onto the photosensitive substrate by using the first illumination light flux raised on the outside thereof, and the first decomposition pattern is transferred to a predetermined surface in the illumination optical system, which has a substantially Fourier transform relationship with the second decomposition pattern. The second separation pattern is transferred onto the photosensitive substrate using the second illumination light flux whose illumination light amount distribution is increased outside the central portion, and the direction of the light intensity gravity center of the first illumination light flux is changed to the first resolution. Perpendicular to the pattern MukaiToshi, the direction of the light quantity gravity center of the second illumination light beam, and a direction perpendicular to the second degradation pattern. According to a twenty-sixth aspect of the present invention, an apparatus for irradiating a mask with illumination light from a light source and exposing the photosensitive substrate with the illumination light through a mask should be formed on the photosensitive substrate. Information on each of a first decomposition pattern decomposed from the entire pattern and a second decomposition pattern different from the first decomposition pattern,
And a storage unit for storing exposure information when the decomposed pattern is exposed on the photosensitive substrate. When the decomposed pattern is transferred onto the photosensitive substrate, transfer is performed based on the exposure information corresponding to the decomposed pattern. The exposure apparatus was configured as described above.
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００５２[Correction target item name] 0052
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００５２】[0052]
【発明の効果】上記各請求項に記載の発明によれば、基
板上に形成すべきパターンから複数に分解された各分解
パターンを、上述した露光方法で多重露光することによ
り、従来の手法及び装置では十分に解像できなかった複
数方向に高い微細度を持つ形成すべきパターンを解像す
ることができる。また複数方向に周期性を持つ微細なパ
ターンや複数の空間周波数成分を微細なパターンを解像
することが可能となる。また焦点深度も各分解パターン
に対して増大させることも可能となる。加えて請求項１
または請求項２６に記載の発明によれば、最適な露光条
件などの情報を各分解パターン毎に有しており、分解パ
ターンの露光時にはそのパターンに応じた露光情報に基
づいて露光するため、各パターンに対して最適の露光条
件をきわめて容易且つ高速に設定することができる。ま
た請求項１６に記載の発明によれば、複数の分解パター
ンを用いて多重露光する際に、マスクパターンに向けて
射出する照明光束のマスクに対する開口数と投影光学系
のマスク側開口数との比、いわゆるσ値を０．１〜０．
３程度としたので、各分解パターンの転写像のパターン
の忠実度が劣化することなく、且つ解像度向上や焦点深
度増大の効果を弱めることも無い。このため各分解パタ
ーンを解像良く転写することができる。また請求項１７
に記載の発明によれば、複数の分解パターンを用いて多
重露光する際に、各分解パターンを照明する照明光束の
光量重心の方向を各分解パターンに対して垂直な方向
（照明光軸と平行な方向）としたので、感光基板の微小
デフォーカス時に、転写像の位置が感光基板面内におい
てシフトすることを防止することができる。According to the invention described in each of the above claims, each of the decomposed patterns decomposed into a plurality of patterns from the pattern to be formed on the substrate is subjected to multiple exposure by the above-described exposure method. The apparatus can resolve a pattern to be formed having a high degree of fineness in a plurality of directions, which could not be resolved sufficiently. Further, it becomes possible to resolve a fine pattern having periodicity in a plurality of directions or a fine pattern having a plurality of spatial frequency components. Also, the depth of focus can be increased for each decomposition pattern. Claim 1
According to the invention described in claim 26, information such as an optimum exposure condition is provided for each of the separation patterns, and when the separation pattern is exposed, exposure is performed based on exposure information corresponding to the pattern. The optimum exposure conditions for the pattern can be set very easily and at high speed. According to the invention, when performing multiple exposure using a plurality of separation patterns, the numerical aperture of the illumination light flux emitted toward the mask pattern with respect to the mask and the mask-side numerical aperture of the projection optical system are determined. Ratio, a so-called σ value of 0.1 to 0.
Since it is set to about 3, the fidelity of the pattern of the transferred image of each decomposition pattern does not deteriorate, and the effect of improving the resolution and increasing the depth of focus is not reduced. Therefore, each decomposition pattern can be transferred with good resolution. Claim 17
According to the invention described in (1), when performing multiple exposure using a plurality of separation patterns, the direction of the center of gravity of the light amount of the illumination light beam illuminating each of the separation patterns is set in a direction perpendicular to each of the separation patterns (parallel to the illumination optical axis). ), It is possible to prevent the position of the transferred image from shifting within the surface of the photosensitive substrate when the photosensitive substrate is slightly defocused.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000100910AJP3255168B2 (en) | 1991-02-28 | 2000-04-03 | Exposure method, device manufacturing method using the exposure method, and exposure apparatus |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000100910AJP3255168B2 (en) | 1991-02-28 | 2000-04-03 | Exposure method, device manufacturing method using the exposure method, and exposure apparatus |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03034514ADivisionJP3084760B2 (en) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | Exposure method and exposure apparatus |
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|---|---|
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| JP3255168B2 JP3255168B2 (en) | 2002-02-12 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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