DE69434080T2 - Abtastbelichtungsvorrichtung - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich auf eine Belichtungsvorrichtung, die im Lithographieprozess zur Herstellung von z. B. Halbleiterelementen, Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, magnetischen Köpfe aus Dünnfilm oder dergleichen verwendet wird, und insbesondere auf eine Abtastbelichtungsvorrichtung, in der eine Maske (oder ein Retikel) und ein lichtempfindliches Substrat synchron zu einander bewegt werden, um dadurch das Muster der Maske auf das lichtempfindliche Substrat zu belichten.
  • In Bezug stehende Hintergrund-Technik
  • Gegenwärtig wird im Photolithographieprozess für die Herstellung der Halbleiterelemente von einer Projektions-Belichtungsvorrichtung Gebrauch gemacht, in der das Muster einer Maske oder eines Retikels (im folgenden generisch als das Retikel bezeichnet) durch ein optisches Projektionssystem auf einen Halbleiter-Wafer übertragen wird, das ein darauf angebrachtes lichtempfindliches Material (Photolack) aufweist. Um die Tendenzen der Halbleiterelemente in Bezug auf Größe und Feinheit zu erfüllen, ist vor kurzem gewünscht worden, die Vergrößerung des Bildfelds des optischen Projektionssystems und eine Verbesserung in der Auflösung zu erzielen. Jedoch ist es im Design und in der Herstellung sehr schwierig, beides, die höhere Auflösung und das breitere Feld des optischen Projektionssystems zu verwirklichen. So hat eine Abtastbelichtungsvorrichtung Beachtung erlangt, in der, wie z. B. im U.S. Patent Nr. 4,747,678, in U.S. Patent Nr. 4,924,257 und in U.S. Patent Nr. 5,194,893 offenbart, nur ein beschränkter Bereich auf einem Retikel belichtet wird und das Retikel und ein Wafer synchron zueinander bewegt werden, um dadurch das Muster des Retikels auf den Wafer zu übertragen. Die Abtastbelichtungsvorrichtung kann, selbst wenn das Bildfeld von dessen optischem Projektionssystem klein ist, ein Musterbild eines großen Bereichs auf den Wafer übertragen, und kann außerdem die Auflösung des optischen Projektionssystems verhältnismäßig einfach verbessern.
  • In der Abtastbelichtungsvorrichtung wird derzeit das Retikel relativ zu einem Beleuchtungsbereich, der durch eine Bildfeldblende (Retikel-Blende) definiert ist, abgetastet. Dementsprechend wird während des Anfangs- und des Endpunktes der Abtastung sogar die Außenseite des Musterbereichs auf dem Retikel belichtet, und folglich kann ein nicht notwendiges Muster auf den Wafer übertragen werden. Um die Übertragung des nicht notwendigen Musters zu verhindern, würde man sich überlegen, die Breite einer Lichtabfangzone zu erhöhen, die den Musterbereich definiert, aber in einem solchen Fall, würde der Bereich des Musterbereichs auf dem Retikel klein werden, und dies steht dem Wunsch entgegen, den Bereich des Übertragungsmusters zu vergrößern. Auch in einem Fall, in dem nur einer von zwei Schaltkreismustern auf dem Retikel auf den Wafer abgetastet und belichtet wird, wird ein Teil des anderen Schaltkreismusters auf den Wafer übertragen, wenn die Breite einer Lichtabfangzone, welche die zwei Schaltkreismuster aufteilt, kleiner als die Breite des Beleuchtungsbereichs ist.
  • So wird z. B. in der Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. 4-196513 (U.S. Seriennr. 068,101 eingereicht am 28. Mai 1993) vorgeschlagen, jede Platte (Lichtabfangplatte) einer einen Beleuchtungsbereich definierenden Bildfeldblende beweglich zu machen, die Platten am Anfang und am Ende der Abtastung zu bewegen, und die rechteckige Blendenöffnung in der Bildfeldblende, d. h. die Breite des Beleuchtungsbereichs auf dem Retikel in Abtastrichtung zu verändern, wodurch verhindert wird, dass ein nicht notwendiges Muster belichtet wird. Um jedoch in der Abtastbelichtungsvorrichtung eine gute Beleuchtungsstärkegleichförmigkeit auf dem Wafer zu erhalten (mit anderen Worten, um eine in hohem Maße genaue Steuerung der Belichtungsbetrags zu bewirken), muss die Breite des Beleuchtungsbereichs in Abtastrichtung gleichförmig sein. Dementsprechend wird von der Bildfeldblende gefordert, dass es wenig Ungleichförmigkeit in den Randbereichen gibt, die zur Abtastrichtung senkrecht sind, und dass die zwei Randbereiche bewegungsgesteuert sind während sie zueinander hinreichend parallel gehalten werden, wenn die Breite in Abtastrichtung verändert wird. Jedoch werden die Randbereiche der Bildfeldblende durch so etwas wie mechanische Messerränder gebildet. Das heißt aber, da die mechanischen Messerränder die Unannehmlichkeit haben, dass der Formfehler davon groß ist, dass die Gleichförmigkeit der Belichtung verringert wird. Auch bei der Bewegungssteuerung der zuvor beschriebenen Bildfeldblende synchron mit der Abtastung des Retikels ist es schwierig, die erforderliche Genauigkeit der Parallelität zu erfüllen. Um dieses zu erfüllen, wird eine in hohem Maße genaue Positioniereinrichtung notwendig sein, und dies führt zu der Unannehmlichkeit, dass die Veränderungseinrichtung sehr viel komplizierter wird.
  • Auch in einer Abtastbelichtungsvorrichtung mit einer Impulslichtquelle wird vorgeschlagen, die Intensität des Lichts auf einem Wafer in Abtastrichtung in eine im wesentlichen gleichschenklige trapezoide Form zu bringen, wie z. B. im U.S. Patent Nr. 4.822.975 offenbart, um die Unregelmäßigkeit der Belichtungsbetrags auf dem Wafer zu verringern.
  • Die GB-A-2,126,740 beschreibt eine Vorrichtung zur Projektion eines Bildes von einer Maske auf einen Wafer in einem Photolithographieprozess. Sensoren werden nahe der Maske zur Verfügung gestellt, um die Leuchtstärke und die Lichtverteilung im optischen Weg zwischen der Lichtquelle und der Maske zu überwachen. In einer Ausführungsform wird die Ausgabe der Sensoren dazu verwendet, Kompensationsmittel in Form einer Reihenanordnung von Lichtabschirmungen zu aktivieren, welche die Verteilung des Lichts von der Lampe über ein bogenförmiges Band von Licht von der Lichtquelle homogenisieren.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es würde wünschenswert sein, eine Abtastbelichtungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, in der gute Belichtungsstärkegleichförmigkeit (Belichtungsbetrag-Steuergenauigkeit) erhalten wird und die nur ein gewünschtes Muster auf einer Maske auf ein lichtempfindliches Substrat bringen kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Abtastbelichtungsvorrichtung wie in Anspruch 1 beansprucht zur Verfügung gestellt.
  • Eine erste Abtastbelichtungsvorrichtung hat eine Lichtquelle, die Beleuchtungslicht erzeugt, ein optisches Beleuchtungssystem zum Beleuchten eines Beleuchtungsbereichs auf einer Maske durch das Beleuchtungslicht, und ein optisches Projektionssystem zum Projizieren des Bildes eines Musters im Beleuchtungsbereich auf ein Substrat, wobei die Maske in einer vorbestimmten Richtung relativ zum Beleuchtungsbereich bewegt wird, und das Substrat in einer vorbestimmten Richtung relativ zum Belichtungsbereich bewegt wird, der zu dem Beleuchtungsbereich in Bezug auf das optische Projektionssystem konjugiert ist, wodurch das Bild des Musters der Maske abgetastet und auf das Substrat belichtet wird. Eine feste Bildfeldblende zum Einstellen des Beleuchtungsbereichs auf der Maske auf eine vorbestimmte Form und eine vorbestimmte Größe und ein Lichtabfangelement zum variablen Begrenzen der Größe des Beleuchtungsbereichs, die auf der Maske durch die Bildfeldblende in Bezug auf die vorbestimmte Richtung eingestellt wird, werden auf oder an einer Ebene in dem optischen Belichtungssystem angeordnet, die mit der Musteroberfläche der Maske konjugiert ist. Auch die Form des Beleuchtungsbereichs, die auf der Maske durch die Bildfeldblende eingestellt wird, kann vorzugsweise auf eine Form in Übereinstimmung mit einer integrierten Belichtungsbetragsverteilung in Bezug auf eine Richtung senkrecht zur vorbestimmten Richtung auf dem Substrat eingestellt werden. Weiterhin wird bevorzugt, dass die Bildfeldblende gebildet wird, indem das Licht durchlassende Substrat mit Licht abschirmendem Film beschichtet wird und die Oberfläche, die mit dem Licht abschirmenden Film beschichtet wird, in einer Position angeordnet wird, die um einen vorbestimmten Betrag von der Fläche, die konjugiert zur Musteroberfläche der Maske ist, defokussiert ist.
  • Gemäß der ersten Abtastbelichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, sofort nach dem Anfang und direkt vor dem Ende der synchronisierten Abtastung der Maske und des Substrates, steht ein Teil des Beleuchtungsbereichs, der durch die feste Bildfeldblende der Maske eingestellt wird, nach außen von einer Lichtabfangzone auf der Maske hervor, was den Musterbereich definiert. So wird das Lichtabfangelement, das eigenständig von der festen Bildfeldblende bereitgestellt wird, synchron mit der Abtastung der Maske bewegt, wodurch der Randbereich des projizierten Bildes des Lichtabfangelements auf die Maske in der Lichtabfangzone der Maske eingestellt wird. Dadurch wird verhindert, dass ein leeres Muster außerhalb der Lichtabfangzone auf das Substrat belichtet wird, mit anderen Worten wird verhindert, dass ein Teil davon durch das Licht sensibilisiert wird, welches von der Außenseite der Lichtabfangzone auf das Substrat gerichtet ist. Auch wenn der gesamte Beleuchtungsbereich im Musterbereich auf der Maske vorhanden ist, hat der Beleuchtungsbereich seine Form und Größe, die durch die feste Bildfeldblende eingestellt werden. Dementsprechend kann die Positions-Steuergenauigkeit des Lichtabfangelements ungefähr die Breite der Lichtabfangzone auf der Maske sein. Wie oben beschrieben, werden die feste Bildfeldblende für die Bestimmung des integrierten Belichtungsbetrags auf denn Substrat und das Lichtabfangelement zum Begrenzen des Beleuchtungsbereich auf der Maske separat von einander angeordnet, und folglich kann die Positioniergenauigkeit des Lichtabfangelements grober sein als in der Vorrichtung der herkömmlichen Art, und die Struktur einer Bewegungseinrichtung dafür und das Steuersystem können vereinfacht werden, und die eingestellte Genauigkeit der Form und die Größe des Belichtungsbereichs durch die feste Bildfeldblende kann höher gewählt werden.
  • Wo die Form der Blendenöffnung in der Bildfeldblende rechteckig ist, wenn die Abtastbelichtung mit der in Y-Richtung bewegten Maske und dem Substrat bewirkt wird, kann die Verteilung des integrierten Belichtungsbetrags E(X) auf dem Substrat in Bezug auf die Nicht-Abtastrichtung (X-Richtung) senkrecht zur Abtastrichtung (Y-Richtung) manchmal auch nicht konstant sein, wie in 5C der begleitenden Zeichnungen gezeigt ist. So wie z. B. in 6A der begleitenden Zeichnungen gezeigt, wird die Form der Blendenöffnung in der Bildfeldblende in Übereinstimmung mit dem integrierten Belichtungsbetrag E(X) von 5C modifiziert. Dadurch kann die Verteilung des integrierten Belichtungsbetrags E(X) auf dem Substrat in der Nicht-Abtastrichtung vergleichmäßigt werden.
  • Weiterhin kann, wo die feste Bildfeldblende gebildet wird, indem man das Licht durchlassende Substrat innerhalb des vorbestimmten Bereiches davon mit Licht abfangendem Film beschichtet, die Blendenöffnung, wie z. B. in 6A gezeigt, in hohem Maße genau gebildet werden, und die Unregelmäßigkeit des integrierten Belichtungsbetrags wird klein. Auch wird, wo die Oberfläche, die mit dem Licht abfangenden Film beschichtet ist, in einer Position angebracht wird, die durch einen vorbestimmten Betrag von einer Fläche, die konjugiert zur Musteroberfläche der Maske ist, defokussiert ist, das Bild einer fremden Substanz (Staub oder dergleichen), die am Licht durchlassenden Substrat haftet, unscharf auf das Substrat projiziert und folglich beeinflusst die fremde Substanz nicht die Unregelmäßigkeit des integrierten Belichtungsbetrags auf dem Substrat.
  • Eine zweite Abtastbelichtungsvorrichtung wird mit einem optischen Belichtungssystem zum Beleuchten eines Beleuchtungsbereichs auf einer Maske und einem Relativ-Abtastelement zum synchronen Abtasten der Maske und des lichtempfindlichen Substrates versehen und hat ein feste Bildfeldblende, die auf einer ersten Befestigungsfläche einer Gruppe von Befestigungsflächen angeordnet wird, die eine Oberfläche nahe der musterbildenden Oberfläche der Maske, eine Oberfläche in dem optischen Beleuchtungssystem, die zu der musterbildenden Oberfläche konjugiert ist, und einer Oberfläche nahe der konjugierten Oberfläche zur Einstellung der Breite des Beleuchtungsbereich auf der Maske in Abtastrichtung umfasst. Die zweite Vorrichtung wird zusätzlich mit einer beweglichen Bildfeldblende versehen, die auf einer zweiten Befestigungsfläche angeordnet wird, die sich von der ersten Befestigungsfläche der Gruppe von Befestigungsflächen unterscheidet, und zur Einstellung eines variablen Belichtungsbereichs, der tatsächlich auf das lichtempfindliche Substrat im Beleuchtungsbereich auf der Maske belichtet werden soll, hat die bewegliche Bildfeldblende einen ersten Flügel und einen zweiten Flügel für die Einstellung der vorderen bzw. hinteren Randbereiche, relativ zu der Abtastrichtung des Belichtungsbereichs, und am Anfang der Belichtung des Musters der Maske wird der erste Flügel der beweglichen Bildfeldblende angetrieben, um den vorderen Randbereich relativ zu der Abtastrichtung des Belichtungsbereichs synchron in Abtastrichtung relativ zum Beleuchtungsbereich zu bewegen, und am Ende der Belichtung des Musters der Maske, wird der zweite Flügel der beweglichen Bildfeldblende angetrieben, um den hinteren Randbereich relativ zur Abtastrichtung des Belichtungsbereichs synchron in Abtastrichtung relativ zum Beleuchtungsbereich zu bewegen.
  • Eine dritte Abtastbelichtungsvorrichtung wird versehen mit einer Lichtquelle, die Beleuchtungslicht erzeugt, einem optischen Beleuchtungssystem zum Beleuchten eines Beleuchtungsbereichs auf einer Maske durch das Beleuchtungslicht, einem optischen Projektionssystem zum Projizieren des Bildes eines Musters im Beleuchtungsbereich auf ein lichtempfindliches Substrat und ein Relativ-Abtastelement zum Abtasten der Maske und des lichtempfindlichen Substrates synchron zu einander relativ zum Beleuchtungsbereich und hat eine feste Bildfeldblende, die auf einer ersten Befestigungsfläche angeordnet ist, und um Δz in der Richtung deren optischer Achse von einer Oberfläche beabstandet ist, die konjugiert zur musterbildenden Oberfläche der Maske ist, um die Breite des Beleuchtungsbereich auf der Maske in Abtastrichtung einzustellen. Die dritte Vorrichtung wird zudem mit einer beweglichen Bildfeldblende versehen, die auf einer zweiten Befestigungsfläche angeordnet wird, die mit der Oberfläche übereinstimmt, die konjugiert zur musterbildenden Oberfläche der Maske ist, zur Einstellung eines variablen Belichtungsbereichs, der tatsächlich auf das lichtempfindliche Substrat im Beleuchtungsbereich auf der Maske belichtet werden soll, und wenn die numerische Apertur der lichtempfindlichen Substratseite des optischen Projektionssystems NAW ist und der Kohärenzfaktor des Beleuchtungslichts von dem optischen Beleuchtungssystem σ ist und die Projektionsverstärkung (-vergrößerung) des optischen Projektionssystems MRW ist und die Verstärkung (Vergrößerung) des optischen Systems zwischen der Oberfläche, die konjugiert zu der musterbildenden Oberfläche der Maske nahe der ersten Befestigungsfläche ist, und der musterbildenden Oberfläche MBR ist und der zulässige Mindestwert des Radius der Unschärfe des Lichtes auf dem lichtempfindlichen Substrat, das von einem Punkt auf der Oberfläche ausgestrahlt wird, auf der die feste Bildfeldblende angeordnet ist, ΔDmin ist, erfüllt Δz, welches der Defokusbetrag der ersten Befestigungsfläche ist, die folgende Bedingung: |Δ| ≥ ΔDmin/[MBR·MRW·tan{arcsin(MBR·MRW·NAW·σ)} (1)
  • Gemäß der zweiten Abtastbelichtungsvorrichtung ist die Bildfeldblende zur Bestimmung der Breite des Beleuchtungsbereichs in Abtastrichtung fest, und folglich kann die Herstellung oder die Justage genau erfolgen, damit die Randbereiche in Abtastrichtung hinreichend parallel zueinander werden können. Es werden auch Vorkehrungen getroffen, dass die bewegliche Bildfeldblende, welche den ersten Flügel und den zweiten Flügel zur Bestimmung des variablen Belichtungsbereichs aufweist, in der Formgenauigkeit grober sein kann als der Beleuchtungsbereich. Wenn zum Beispiel nur einer von einer Mehrzahl von Musterbereichen auf der Maske auf das lichtempfindliche Substrat übertragen werden soll, wird der erste Flügel am Anfang der Abtastbelichtung zur Bewegung des vorderen Randbereichs des Belichtungsbereichs relativ zur Abtastrichtung in Abtastrichtung relativ zum Beleuchtungsbereich bewegt, und am Ende der Abtastbelichtung wird der zweite Flügel angetrieben, um den Teil des hinteren Randes des Belichtungsbereichs in Abtastrichtung relativ zum Beleuchtungsbereich zu bewegen.
  • Dadurch wird nur ein gewünschter Musterbereich auf das lichtempfindliche Substrat übertragen. In diesem Fall kann der Abstand zwischen dem ersten Flügel und dem zweiten Flügel höchstens von solchem Ausmaß sein, dass er etwas die Breite des Bereichs übersteigt, der konjugiert zum Beleuchtungsbereich ist. Außerdem können die Bewegungsausschläge des ersten und zweiten Flügels von solch einem Ausmaß sein, der etwas die Breite des Bereichs übersteigt, der konjugiert zum Beleuchtungsbereich ist. Folglich kann die bewegliche Bildfeldblende klein sein. Weiterhin kann die Breite des lichtabfangenden Bereichs, der die Mehrzahl der Musterbereiche auf der Maske teilt, kleiner gemacht werden als die Breite des Beleuchtungsbereichs in Abtastrichtung, und der Bereich der Musterbereiche auf der Maske kann weitgehend gesichert werden. Auch kann die feste Bildfeldblende abweichend zur Oberfläche, die konjugiert zur musterbildenden Oberfläche der Maske ist, angeordnet werden und deshalb kann räumliche Kompatibilität erreicht werden, selbst wenn die bewegliche Bildfeldblende zur Bestimmung des variablen Belichtungsbereichs z. B. auf einer Fläche, die im wesentlichen mit der musterbildenden Oberfläche der Maske konjugiert ist, angeordnet wird.
  • Auch wird entsprechend der dritten Abtastbelichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, von einer festen Bildfeldblende Gebrauch gemacht, und folglich können Herstellung oder Justage genau erfolgen, so dass die Randbereiche des schlitzförmigen Beleuchtungsbereichs in Abtastrichtung hinreichend parallel zueinander werden können. Weiter wird auch Gebrauch von der beweglichen Bildfeldblende gemacht, und deshalb kann nur ein gewünschtes Schaltkreismuster auf das lichtempfindliche Substrat übertragen werden, selbst wenn die Breite des lichtabfangenden Bereichs, der eine Mehrzahl der Schaltkreismuster auf der Maske aufteilt, klein ist. Auch die bewegliche Bildfeldblende wird auf einer Fläche, die im wesentlichen konjugiert zur musterbildenden Oberfläche der Maske ist, angeordnet, und die feste Bildfeldblende wird angeordnet, indem sie von der konjugierten Fläche um den Abstand Δz abweichend angeordnet wird, der die zuvor erwähnte Bedingung (1) erfüllt. Deshalb können, wie in 15B der begleitenden Zeichnungen gezeigt, beiden Enden der Beleuchtungsstärkeverteilung des Beleuchtungsbereichs in Abtastrichtung vorbestimmte Steigungen gegeben werden. Dieses ist dazu geeignet, den Belichtungsbetrag zu steuern und die Gleichförmigkeit der Beleuchtungsstärke beizubehalten, insbesondere wenn die Belichtungs-Lichtquelle eine Impulslichtquelle wie ein Excimer-Laser ist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Abtastbelichtungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt den Aufbau eines optischen Beleuchtungssystems, das in der Abtastbelichtungsvorrichtung nach 1 angewendet wird.
  • 3 ist eine Perspektivansicht, die den Aufbau einer beweglichen lichtabfangenden Platte und einer festen Retikel-Blende in 2 zeigt.
  • 4 zeigt einen Belichtungsbereich und ein Beleuchtungsfeld auf einem Retikel in 1.
  • 5A zeigt ein Beispiel einer Blendenöffnung in der festen Retikel-Blende,
  • 5B zeigt einen Belichtungsbereich auf einem Wafer, wenn die Blendenöffnung von 5A benutzt wird, und
  • 5C ist ein Diagramm, welches die integrierte Belichtungsbetragsverteilung auf dem Wafer in der Nicht-Abtastrichtung zeigt, wenn die Blendenöffnung von 5A verwendet wird.
  • 6A zeigt eine Modifikation der Blendenöffnung in der festen Retikel-Blende,
  • 6B zeigt den Belichtungsbereich auf dem Wafer, wenn die Blendenöffnung von 6A verwendet wird, und
  • 6C ist ein Diagramm, welches die integrierte Belichtungsbetragsverteilung auf dem Wafer in Nicht-Abtastrichtung zeigt, wenn die Blendenöffnung von 6A verwendet wird.
  • 7 zeigt den Aufbau des optischen Beleuchtungssystems einer Abtastbelichtungsvorrichtung entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 8 zeigt das Blendenöffnungs-Muster einer festen Retikel-Blende in 7.
  • 9 zeigt die Formen der Blendenöffnungen in einer variablen Pupillenfilterplatte in 7.
  • 10 zeigt schematisch den Aufbau einer Abtastbelichtungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 11A bis 11F sind Ansichten, die verwendet werden, um ein Beispiel des Abtastbelichtungsbetriebs der dritten Ausführungsform zu veranschaulichen.
  • 12A bis 12C zeigen die Relationen der Bewegungsgeschwindigkeit zwischen einem Retikel und den Flügeln einer beweglichen Blende gemäß dem Abtastbelichtungsbetrieb der 11A bis 11F.
  • 13A bis 13F sind Ansichten, die verwendet werden, um ein anderes Beispiel des Abtastbelichtungsbetriebs der dritten Ausführungsform darzustellen.
  • 14 zeigt einen Fall, in dem die Zahl der Flügel der beweglichen Blende gleich vier ist.
  • 15A ist eine schematische Ansicht des optischen Systems einer festen Bildfeldblende, und
  • 15B ist ein Diagramm, welches die Belichtungsstärkeverteilung des Beleuchtungsbereichs auf dem Retikel in Abtastrichtung zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben. 1 zeigt den Aufbau einer Abtastbelichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In 1 wird Belichtungslicht EL von einem optischen Beleuchtungssystem, das nicht gezeigt ist, nur in einem beschränkten, länglichen, rechteckigen Bereich auf ein Retikel 12 gerichtet. Das Belichtungslicht EL, das durch das Retikel 12 geführt wird, tritt in ein optisches Projektionssystem 8 ein, welches das Bild des Musters des Retikels 12 auf einen Wafer 5 projiziert, der mit darauf angeordnetem Photolack versehen ist. Während der Abtastbelichtung wird das Retikel 12 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit V in einer Vorwärtsrichtung senkrechten zur Ebene des Zeichenblatts von 1 relativ zum Beleuchtungsbereich des Belichtungslichts EL bewegt, und synchron dazu, wird der Wafer 5 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit V/M (wobei 1/M die Projektionsverstärkung (-vergrößerung) des optischen Projektionssystems 8 ist) in einer Rückwärtsrichtung senkrecht zur Fläche des Zeichenblatts von 1 bewegt.
  • Ein Antriebssystem für das Retikel 12 und den Wafer 5 wird jetzt beschrieben. Eine Grobbewegungs-Tisch 10, die nur in der Y-Richtung (eine Richtung senkrecht zur Fläche des Zeichenblatts von 1) beweglich ist, wird auf ein Tragbett 9 angeordnet, und eine Feinbewegungs-Tisch 11 wird auf dem Grobbewegungs-Tisch 10 angeordnet, und das Retikel 12 wird mit einer Vakuumklemme oder dergleichen dazwischen angeordnet auf dem Feinbewegungs-Tisch 11 gehalten. Der Feinbewegungs-Tisch 11 ist fein in X- und Y-Richtung und in Drehrichtung (θ-Richtung) in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse AX des optischen Projektionssystems 8 beweglich, und bewirkt die in hohem Maße genaue Positionssteuerung des Retikels 12. Ein beweglicher Spiegel 21 wird an einem Endbereich der Feinbewegungs-Tisch 11 angeordnet und die Positionen des Fein bewegungs-Tischs 11 in X-, Y- und θ-Richtungen werden normalerweise durch ein Laser-Interferometer 14 überwacht, das auf dem Tragbett 9 angeordnet ist. Positionsinformationen S1 vom Interferometer 14 werden einem Hauptsteuersystem 22A zugeführt.
  • Andererseits wird ein Y-Tisch 2, der in der Y-Richtung beweglich ist, auf einem Tragbett (Basis) 1 angeordnet, und ein X-Tisch 3, der in der X-Richtung beweglich ist, wird darauf angeordnet. Weiterhin wird ein ZL-Tisch 4, der in Richtung der optischen Achse AX fein beweglich ist und beliebig bezüglich einer Ebene geneigt werden kann, die senkrecht zur optischen Achse AX ist, auf dem X-Tisch 3 zur Verfügung gestellt, und der Wafer 5 wird auf dem ZL-Tisch 4 mit einer dazwischen befindlichen Vakuumklemme (θ-Tisch) gehalten. Ein beweglicher Spiegel 7 ist auf dem ZL-Tisch 4 befestigt, und die Positionen des ZL-Tischs 4 in X-, Y- und θ-Richtungen werden durch ein Interferometer 13 überwacht, das außen angeordnet wird. Positionsinformationen vom Interferometer 13 werden auch dem Hauptsteuersystem 22A zugeführt. Das Hauptsteuersystem 22A steuert die Positioniervorgänge des Y-Tischs 2 relativ zum ZL-Tisch 4 durch eine Antriebsvorrichtung 22B, etc., und steuert auch den Betrieb der gesamten Vorrichtung.
  • Wie später im Detail beschrieben wird, wird eine Bezugs-Markierungsplatte 6 in der Nähe des Wafers 5 auf dem ZL-Tisch 4 befestigt, um den Zusammenhang zwischen einem Wafer-Koordinatensystem, das durch das Interferometer 13 definiert wird, und einem Retikel-Koordinatensystem, das durch das Interferometer 14 definiert wird, aufrecht zu erhalten. Verschiedene Bezugs-Markierungen werden auf der Bezugs-Markierungsplatte 6 ausgebildet. Eine dieser Bezugs-Markierungen ist eine Bezugs-Markierung, die von deren Rückseite durch das Beleuchtungslicht beleuchtet wird, das auf den ZL-Tisch 4 gerichtet ist, d. h. eine lichtemittierende Bezugs-Markierung. Der Aufbau der Bezugs-Markierungsplatte 6 und ein Beispiel des Beleuchtungssystems dafür werden z. B. im U.S. Patent Nr. 4,780,616 offenbart.
  • Ebenso werden über dem Retikel 12 Ausrichtungs-Mikroskope 19 und 20 zur Verfügung gestellt, um dadurch jeweils die Bezugs-Markierungen auf der Bezugs-Markierungsplatte 6 und die Markierung auf dem Retikel 12 zu beobachten. Weiterhin werden Spiegel 15 und 16 zum Richten von Licht vom Retikel 12 auf die Ausrichtungs-Mikroskope 19 bzw. 20 beweglich angeordnet, und wenn eine Belichtungsreihe begonnen wird, ziehen die Antriebsvorrichtungen 17 und 18 die Spiegel 15 bzw. 16 auf Grund eines Befehls vom Hauptsteuersystem 22A aus dem optischen Weg des Belichtungslichts zurück. Weiterhin wird auf dem Y-Richtungs-Seitenbereich des optischen Projektionssystems 8 eine Ausrichtungsvorrichtung 34 der nicht-axialen Art angeordnet, um dadurch ein Ausrichtungsmarkierung (Wafermarkierung) auf dem Wafer 5 zu beobachten. Der Aufbau, etc. der Ausrichtungsvorrichtung 34 werden z. B. im U.S. Patent Nr. 4.962.318 offenbart.
  • 2 zeigt optisches Beleuchtungssystem in der vorliegenden Ausführungsform. In 2 wird Belichtungslicht (z. B. i-Strahl der Wellenlänge 365 nm) von einer Quecksilberlampe 31 auf einen zweiten Brennpunkt eines elliptischen Spiegels 32 durch diesen elliptischen Spiegel 32 gesammelt, wonach es durch ein Eingangsobjektiv 33 in einen im wesentlichen parallelen Lichtstrahl umgewandelt wird und in ein Fliegenaugen-Objektiv 6 eintritt. Ein Verschluss 34 wird in der Nähe des zweiten Fokus des elliptischen Spiegels 32 angeordnet, und das Hauptsteuersystem 22A öffnet und schließt den Verschluss 34 durch eine Antriebsvorrichtung 35, um dadurch die Belichtungszeit, etc. zu steuern.
  • Eine Anzahl von sekundären Lichtquellen wird auf der ausgangsseitigen Brennebene des Fliegenaugen-Objektivs 6 gebildet (welches im wesentlichen mit der Pupillenebene des optischen Belichtungssystem übereinstimmt), und Belichtungslicht EL von diesen sekundären Lichtquellen wird über ein erstes Relaisobjektiv 37A auf ein Paar von beweglichen Lichtabfangplatten 38 und 39 mit konstanter Beleuchtungsstärke gerichtet. Das Licht das durch einen Blendenöffnungsbereich tritt, der von den beweglichen Lichtabfangplatten 38 und 39 umgeben wird, erreicht eine Retikel-Blende 42 fester Art, die etwas entfernt von den beweglichen Lichtabfangplatten 38 und 39 angeordnet ist. Die Retikel-Blende 42 fester Art wird durch Aufdampfen eines Chromfilms 44 auf derjenigen Oberfläche eines Glassubstrates 43 wie etwa Quarz zur Verfügung gestellt, die sich neben den beweglichen Lichtabfangplatten 38 und 39 befindet, um dadurch eine rechteckige Blendenöffnung zu bilden, und die Form und die Größe (Bereich) eines Beleuchtungsbereichs auf dem Retikel 12 werden durch eine Blendenöffnung 44a (siehe 3) im Chromfilm 44 bestimmt. Die beweglichen Lichtabfangplatten 38 und 39 werden auch an Antriebsvorrichtungen 40A bzw. 40B angeschlossen, und während der Abtastbelichtung bewirkt das Hauptsteuersystem 22A die Positionssteuerung der beweglichen Lichtabfangplatten 38 und 39 durch die Antriebsvorrichtungen 40A und 40B.
  • 3 ist eine vergrößerte Perspektivansicht der beweglichen Lichtabfangplatten 38, 39 und der Retikel-Blende 42 fester Art. In 3 wird eine Richtung, die der Abtastrichtung (Y-Richtung) des Retikels 12 in 2 in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse AX des optischen Beleuchtungssystem entspricht, als Y1-Richtung definiert, und eine Richtung, die der Nicht-Abtastrichtung entspricht, wird als X1-Richtung definiert. Die bewegliche Lichtabfangplatte 38 wird gebildet, indem ein Flügel 38y, der einen Rand senkrecht zur Y1-Richtung hat, und ein Flügel 38x, der einen Rand senkrecht zur X1-Richtung hat, integral mit einander ausgebildet werden. Andererseits wird die bewegliche Lichtabfangplatte 39 gebildet, indem man einen Flügel 39y, der einen Rand senkrecht zur Y1-Richtung hat und einen Flügel 39x, der einen Rand senkrecht zur X1-Richtung integral mit einander ausbildet. Die Flügel 38y und 39y, wovon jeder einen Rand senkrecht zur Y1-Richtung hat, werden in der gleichen Ebene angeordnet, und ähnlich dazu werden die Flügeln 38x und 39x, wovon jeder einen Rand senkrecht zur X1-Richtung hat, in der gleichen Ebene angeordnet. Weiterhin werden die Flügel 38y, 39y und die Flügel 38x, 39x in abweichender Beziehung zueinander in der Richtung der optischen Achse AX angeordnet, um sich nicht gegenseitig zu behindern wenn die beweglichen Lichtabfangplatten 38 und 39 bewegt werden.
  • Die beweglichen Lichtabfangplatten 38 und 39 werden für die Bewegung entlang der X1-Richtung bzw. der Y1-Richtung auch getragen. Der Beleuchtungsbereich auf dem Retikel 12 von 2 in der Y-Richtung wird auch durch eine Blendenöffnung begrenzt, die durch die Flügel 38y und 39y umgeben wird, und der Beleuchtungsbereich auf dem Retikel 12 von 2 wird in der X-Richtung durch eine Blendenöffnung begrenzt, die durch die Flügel 38x und 39x umgeben wird. Mit anderen Worten, der Beleuchtungsbereich auf dem Retikel 12, der durch die Blendenöffnung 44A in der Retikel-Blende 42 fester Art definiert wird, hat eine Breite (Y-Richtung), die durch die Flügel 38y und 39y begrenzt wird, und hat eine Länge (X-Richtung), die durch die Flügel 38x und 39x begrenzt wird. Jetzt tritt das Licht, das durch die Blendenöffnung, die von den Flügel 38y und 39y umgeben ist, und durch die Blendenöffnung, die von den Flügeln 38x und 39x umgeben ist, hindurch gegangen ist, in die Retikel-Blende 42 fester Art ein, und das Licht, das dabei durch die Blendenöffnung 44a hindurch geht, beleuchtet das Retikel 12.
  • Zurückkommend auf 2 belichtet das Belichtungslicht EL, das durch die Blendenöffnung in der Retikel-Blende 42 fester Art geführt wird, den Beleuchtungsbereich 46 auf dem Retikel 12 mit gleichmäßiger Beleuchtungsstärke mit Hilfe eines zweiten Relaisobjektivs 37b, eines Spiegels 41 und einer Hauptkondensorlinse 45. Genau genommen ist der Beleuchtungsbereich 46 ein Bereich, der durch die Blendenöffnung in der Retikel-Blende 42 fester Art eingestellt wird, und das Belichtungslicht EL wird nur auf einen Bereich gerichtet, in dem der Beleuchtungsbereich 46 und das beleuchtete Feld, das durch den Blendenabschnitt, der von den beweglichen Lichtabfangplatten 38 und 39 umgeben ist, eingestellt ist. Wenn eine Abtastbelichtung bewirkt werden soll, wird das Retikel 12 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in der Y-Richtung (die Richtung parallel zur Ebene des Zeichenblatts von 2) relativ zu dem Beleuchtungsbereich 46 bewegt.
  • In den beweglichen Lichtabfangplatten 38 und 39 werden auch die Flügel 38y und 39y, die das Beleuchtungsfeld auf dem Retikel 12 in Abtastrichtung (Y-Richtung) einstellen, in einer Ebene konjugiert zur musterbildenden Oberfläche des Retikels 12 angeordnet, und die Flügel 38x und 39x, die das Beleuchtungsfeld auf dem Retikel 12 in Nicht-Abtastrichtung (X-Richtung) einstellen, werden in einer Ebene angeordnet, die von dieser konjugierten Ebene in Richtung der Seite des ersten Relaisobjektivs 37A etwas defo kussiert ist, angeordnet. Die Retikel-Blende 42 fester Art (dessen Oberfläche mit der Blendenöffnung 44a durch Aufdampfen des Chromfilms 44 gebildet wird), wird auch in einer Ebene angeordnet, die um einen vorbestimmten Abstand von der Ebene, die konjugiert zur musterbildenden Oberfläche des Retikels 12 ist, in Richtung der Seite des zweiten Relaisobjektivs 37B defokussiert ist.
  • Während der Abtastbelichtung wird auch die Position des Retikels 12 in der Y-Richtung normalerweise durch einen beweglichen Spiegel 21y für die Y-Richtung auf dem Feinbewegungs-Tisch 11 und ein Interferometer 14y für die Y-Richtung erfasst. Das Ergebnis dieser Erfassung wird an das Hauptsteuersystem 22A geleitet, das folglich die Abtastgeschwindigkeit des Grobbewegungs-Tischs 10 (und zudem die Positionen des Feinbewegungs-Tischs 11 in X-, Y- und θ-Richtungen) durch einen Antriebsbereich 47 steuert, in Übereinstimmung mit der Position des Retikels 12 in Y-Richtung und der Position des Wafers 5 in Y-Richtung, die vom Interferometer 13 erhalten werden.
  • Ein Beispiel des Abtastbelichtungbetriebs in der vorliegenden Ausführungsform wird jetzt mit Bezug auf 4 beschrieben.
  • 4 zeigt den Aufbau des Retikels 12, der in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, wobei das Bild des Musters im Musterbereich PA des Retikels 12 auf den Wafer 5 belichtet wird. Auch der Musterbereich PA wird durch eine Lichtabfangzone (Hemmungszone) 48 einer vorbestimmten Breite umgeben. Das Belichtungslicht EL wird nur auf einen Bereich gerichtet, in dem der Beleuchtungsbereich 46 auf dem Retikel 12, der durch eine Retikel-Blende 42 der festen Art eingestellt ist, und das Beleuchtungsfeld 49, das durch die beweglichen Lichtabfangplatten 38 und 39 eingestellt wird, einander überlappen. Wenn also die Abtastung des Retikels 12 in der Y-Richtung begonnen werden soll, wird der Flügel 38y der beweglichen Lichtabfangplatte 38 in Y1-Richtung synchron mit der Abtastung des Retikels 12 in der Y-Richtung bewegt, wodurch der Randbereich 49a des Beleuchtungsfelds 49 auf der Abtastrichtungsseite innerhalb der Lichtabfangzone 48 eingestellt wird. Wenn das Retikel 12 weiter in Y-Richtung vorrückt und der Randbereich 46a des Belichtungsbereichs 46 auf der Abtastrichtungsseite zur Lichtabfangzone 48 kommt, wird der Flügel 38y stark in Y1-Richtung bewegt, um dadurch den Randbereich 49a des Beleuchtungsfelds 49 zur Außenseite der Lichtabfangzone 48 zu bewegen.
  • Dabei sind die Randbereiche auf beiden Seiten (zwei Gruppen, die sich in X-Richtung erstrecken) des Beleuchtungsfelds 49, das in Abtastrichtung (Y-Richtung) angeordnet wird, außerhalb des Beleuchtungsbereich 46 eingestellt. Andererseits werden die Randbereiche auf beiden Seiten (zwei Gruppen, die sich in Y-Richtung erstrecken) des Beleuchtungsfeldes 49, das in Nicht-Abtastrichtung (X-Richtung) angeordnet wird, innerhalb der Lichtabfangzone 48 eingestellt, insbesondere der Lichtabfangzone, die sich in Y-Richtung erstreckt. Auch werden die Ränder auf beiden Seiten (zwei Gruppen, die sich in Y-Richtung erstrecken) des Beleuchtungsbereichs 46, der durch die Blendenöffnung 44a in der Retikel-Blende 42 der festen Art eingestellt ist, die in der X-Richtung angeordnet sind, außerhalb der Lichtabfangzone 48 angeordnet. Dementsprechend wird, so lange wie der Beleuchtungsbereich 46 innerhalb des Musterbereichs PA eingestellt ist, das Bild des Musters innerhalb eines Bereichs, der im Beleuchtungsbereich 46 in Abtastrichtung eingestellt ist, und durch die Lichtabfangzone 48 in Nicht-Abtastrichtung geteilt wird, auf den Wafer 5 projiziert. Danach, während der Zeit und ab einem Zeitpunkt an dem das Retikel 12 weiter in Y-Richtung vorrückt und der hintere Randbereich 49b des Beleuchtungsfeldes 49 bezüglich der Abtastrichtung zur Lichtabfangzone 48 kommt bis die Abtastbelichtung beendet ist, wird der Flügel 39y der beweglichen Lichtabfangplatte 39 in Y1-Richtung synchron mit der Abtastung des Retikels 12 bewegt, wobei der Randbereich 49b in die Lichtabfangzone 48 gebracht wird. Dadurch wird verhindert, dass das Belichtungslicht, das durch die Außenseite der Lichtabfangzone 48 geführt wird, auf den Wafer 5 gerichtet ist. Das Beleuchtungsfeld 49, das durch die beweglichen Lichtabfangplatten 38 und 39 wie oben beschrieben bestimmt wird, wird so gesteuert, dass es immer außerhalb der Lichtabfangzone 48 auf dem Retikel ist, wodurch verhindert wird, dass Beleuchtungslicht aus der Lichtabfangzone 48 auf dem Retikel 12 sogar während der Abtastbelichtung, insbesondere sofort nach dem Anfang und direkt vor dem Ende der Abtastbelichtung austritt.
  • Wie oben beschrieben kann in der vorliegenden Ausführungsform die Positioniergenauigkeit der beweglichen Lichtabfangplatten 38 und 39 zum Abschirmen des Lichts von anderen Bereichen als dem Musterbereich PA auf dem Retikel 12 von der Größenordnung der Breite der Lichtabfangzone 48 auf dem Retikel 12 sein, und folglich können eine Antriebseinrichtung und eine Steuereinrichtung vereinfacht werden.
  • Wenn jetzt in der vorliegenden Ausführungsform angenommen wird, dass die Intensität des Belichtungslichts EL konstant ist und die Abtastgeschwindigkeiten des Retikels 12 und des Wafer 5 konstant sind, wird der integrierte Belichtungsbetrag auf dem Wafer 5 entsprechend der Breite des Beleuchtungsbereichs 46 auf dem Retikel 12 in Abtastrichtung (Y-Richtung) ermittelt, der durch die Retikel-Blende 42 der festen Art eingestellt wird. In diesem Fall wird betrachtet, dass in Übereinstimmung mit den optischen Eigenschaften des optischen Beleuchtungssystems oder dergleichen, die Beleuchtungsstärkeverteilung auf dem Wafer 5 bezüglich der X-Richtung senkrecht zur Abtastrichtung vorbestimmte Unregelmäßigkeiten hat. Wenn, wie z. B. in 5A gezeigt, die Blendenöffnung 44a in der Retikel-Blende 42 der festen Art rechteckig ist, wird der Aufnahmebe reich SA auf dem Wafer 5 in Y-Richtung relativ zu einem rechteckigen Belichtungsbereich (der projizierte Bereich des Retikelmusters) konjugiert mit der Blendenöffnung 44a bewegt, wie in 5B. gezeigt. Dementsprechend kann die Verteilung des integrierten Belichtungsbetrags E(X) auf einer geraden Linie im Aufnahmebereich SA entlang der X-Richtung (die Nicht-Abtastrichtung) manchmal mit einer vorbestimmten Breite relativ zu einem Ziel-Belichtungsbetrag E0 unregelmäßig werden, wie durch die Verteilungskurve 50 der 5C angegeben ist.
  • In diesem Fall wird die Verteilungskurve 50 tatsächlich für jede Projektions-Belichtungsvorrichtung gemessen, und wie in 6A gezeigt, wurde bestimmt, dass die Form der Blendenöffnung 44b in der Retikel-Blende 42 der festen Art (besonders die Verteilung der Breite in Y1-Richtung, die der Abtastrichtung (Y-Richtung) entspricht) im wesentlichen umgekehrt proportional zur Höhe der Verteilungskurve 50 ist. Das heißt, in dem Bereich, wo der Wert der Verteilungskurve 50 groß ist, wird die Breite der Blendenöffnung 44b klein gemacht, und in dem Bereich, wo der Wert der Verteilungskurve 50 klein ist, wird die Breite der Blendenöffnung 44b groß gemacht. Hier wird der Aufnahmebereich SA auf dem Wafer 5 in Y-Richtung relativ zu einem Belichtungsbereich 46B (6B) bewegt, ähnlich zur Form der Blendenöffnung 44b. Deshalb wird die Verteilung des integrierten Belichtungsbetrags E(X) auf einer geraden Linie auf dem Aufnahmebereich SA entlang der X-Richtung (die Nicht-Abtastrichtung) im wesentlichen über den gesamten Bereich mit dem Ziel-Belichtungsbetrag E0 übereinstimmen, wie durch die Verteilungskurve 51 der 6C angegeben wird.
  • Wie oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform, eine Blendenöffnung einer Form, die entsprechend der Verteilung des integrierten Belichtungsbetrags in Nicht-Abtastrichtung ermittelt wird, in der Retikel-Blende 42 der festen Art ausgebildet, und das Retikel 12 wird relativ zum Beleuchtungsbereich 46 abgetastet, der in der Form zu dieser Blendenöffnung ähnlich ist, und folglich ist die Verteilung des integrierten Belichtungsbetrags auf dem Wafer 5 in Nicht-Abtastrichtung vergleichmäßigt. In der Retikel-Blende 42 der festen Art kann auch die Form der Blendenöffnung im Chromfilm 44, der auf dem Glassubstrat 43 aufgetragen wird, hochgenau auf eine gewünschte Form eingestellt werden und folglich, kann die Verteilung des integrierten Belichtungsbetrags in Bezug auf die Nicht-Abtastrichtung mit hoher Genauigkeit vergleichmäßigt werden. Die beiden Oberflächen des Glassubstrats 43 der Retikel-Blende 42 der festen Art werden auch von der Ebene beabstandet, die konjugiert zu der musterbildenden Oberfläche des Retikels 12 ist, und deshalb wird das Bild einer fremden Substanz (wie etwa Staub), die am Glassubstrat 43 haftet, nicht defokussiert auf den Wafer 5 übertragen, und außerdem wird die Verteilung des integrierten Belichtungsbetrags nicht gestört.
  • In der ersten Ausführungsform wird das Glassubstrat 43 mit dem Chromfilm beschichtet, um die Genauigkeit der Form der Blendenöffnung in der Retikel-Blende 42 der festen Art zu verbessern. Jedoch ist es offensichtlich, dass, wenn die mechanische Herstellungsgenauigkeit zukünftig verbessert wird und die Form eines Messerrandes in Übereinstimmung mit der Unregelmäßigkeit des integrierten Belichtungsbetrags in Nicht-Abtastrichtung (die Unregelmäßigkeit der Beleuchtungsstärke) gebildet werden kann, dann eine Blende zur Einstellung der Blendenöffnung durch einen Messerrand mechanischen Art als die Retikel-Blende 42 fester Art verwendbar ist.
  • In der ersten Ausführungsform ist die Blendenöffnung in der Blende auch im voraus zu einer gewünschten Form ausgebildet, aber im wesentlichen wird ein ähnlicher Effekt auch durch einen Schwarzanstrich des Musterbereichs auf dem Glassubstrat 43 oder durch Hobeln des Chrombereichs (Lichtabfangbereich) auf dem Glassubstrat 43 entsprechend der Unregelmäßigkeit der Beleuchtungsstärke erzielt, die durch Messen bekannt ist.
  • Weiterhin werden in der ersten Ausführungsform die Retikel-Blende 42 der festen Art und die beweglichen Lichtabfangplatten 38, 39 mit einem vorbestimmten Abstand von einander getrennt angeordnet, aber alternativ dazu kann z. B. ein Relaisobjektivsystem in dem optischen Belichtungssystem zur Verfügung gestellt werden, um dadurch eine Fläche konjugiert zu der musterbildenden Oberfläche des Retikels zu bilden, und die Retikel-Blende 42 fester Art und die Lichtabfangplatten 38, 39 können zu dem Relaisobjektivsystem konjugiert angeordnet werden. Das heißt, die Retikel-Blende fester Art und die Lichtabfangplatten müssen nicht nahe beieinander in der Nähe der gleichen konjugierten Ebene angeordnet werden. Auch können die Lichtabfangplatten 38 und 39 in der Richtung der optischen Achse um einen vorbestimmten Betrag abweichend von der Ebene, die konjugiert zur musterbildenden Oberfläche des Retikels ist, angeordnet werden.
  • Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt mit Bezug auf 7 bis 9 beschrieben. Diese Ausführungsform ist eine, in der ein Teil des optischen Beleuchtungssystems in der ersten Ausführungsform (2) verbessert wird, um gewöhnliche Beleuchtung, zonenartige Beleuchtung und modifizierte Beleuchtung umschaltbar zu realisieren. In 7 werden den Teilen, die denen in 2 entsprechen, die gleichen Bezugszeichen gegeben und brauchen nicht im Detail beschrieben zu werden. Der Kohärenzfaktor (σ-Wert), der repräsentativ für den Grad der Kohärenz des Belichtungslichtes ist, wird durch das Verhältnis zwischen der numerischen Apertur des optischen Beleuchtungssystems der Retikelseite und der numerischen Apertur des optischen Projektionssystems der Retikelseite definiert, und das optische Beleuchtungssys tem, das in der vorliegenden Ausführungsform abgeändert wird, schließt ein gewöhnliches optisches System, ein optisches System mit kleinem σ-Wert, ein optisches System für das sogenannte modifizierte Lichtquellenverfahren (modifiziertes Beleuchtungsverfahren) und ein optisches System für das zonenartige Beleuchtungsverfahren ein. Das modifizierte Lichtquellenverfahren (siehe Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. 4-225514 ( US 791,138 eingereicht an 13. November 1991)) ist eine Technik der Anordnung einer Mehrzahl von (z. B. vier) Sekundärlichtquellen um die optische Achse im optischen Beleuchtungssystem, um dadurch besonders die Auflösung während der Projektion eines Linie-Zwischenraum-Musters und die Fokustiefe zu verbessern. Auch das zonenartige Beleuchtungsverfahren (siehe Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. 61-91662) ist eine Technik der Verbesserungen in der Auflösung und der Fokustiefe wenn ein vorbestimmtes Muster projiziert wird. Das zonenartige Lichtquellenverfahren und das zonenartige Beleuchtungsverfahren werden z. B. in Optical/Laser Microlithography V, Vol. 1674, Society of Photo-Optical Instrumentation Engineering, SPIE Proceedings Series, 1992, offenbart.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der Aufbau des Gehäusebereichs einschließlich des optischen Projektionssystem 8 wieder zu dem ähnlich, der in 1 gezeigt ist, aber weiterhin wird eine variable Blende (nicht gezeigt) zum Ändern der numerischen Apertur des optischen Projektionssystem 8 in der Pupillenebene (Fourier-Transformationsebene) des optischen Projektionssystems 8 zur Verfügung gestellt. Das Hauptsteuersystem 22A stellt die numerische Apertur des optischen Projektionssystems 8 auf einen vorbestimmten Wert durch die variable Blende entsprechend dem Muster des Retikels 12 oder dergleichen ein und bewirkt auch die Umschaltung des optischen Beleuchtungssystems.
  • 7 zeigt das optische Beleuchtungssystem in der vorliegenden Ausführungsform. In 7 wird eine variable Blende (im folgenden als Filterplatte bezeichnet) 56 in einer Ebene auf der Ausgangs-Oberfläche (Retikelseitenoberfläche) des Fliegenaugen-Objektivs 36 angeordnet, die konjugiert ist zu der Pupillenebene des optischen Projektionssystems 8, geeignet zur Drehung um eine Drehwelle 57a, und es wird eine Drehvorrichtung 57 wird an der Drehwelle 57a angebracht. Die Drehvorrichtung 57 dreht die Filterplatte 56 um einen angegebenen Drehwinkel auf Grund eines Befehls vom Hauptsteuersystem 22A der 1.
  • 9 zeigt vier Arten der Blende, die in der Filterplatte 56 zur Verfügung gestellt werden. In 9 sind eine erste kreisförmige Blendenöffnung 58, eine zweite kreisförmige Blendenöffnung 59, eine zonenartige Blendenöffnung 60 und eine Blendenöffnung 61 für eine modifizierte Lichtquelle, die vier kleine Blendenöffnungen 61a zu 61d umfasst, in der Filterplatte 56 ausgebildet, die eine Lichtabfangscheibe in Abständen von 90° um die Drehwelle 57a umfasst. Die erste kreisförmige Blendenöffnung 58 stellt den vorher erwähnten σ-Wert auf z. B. σ = 0,5 bis 0,8 ein. Andererseits wird die zweite kreisförmige Blendenöffnung 59 für ein Phasenverschiebungs-Retikel verwendet und stellt den σ-Wert auf z. B. σ = 0,1 bis 0,4 ein.
  • In 7 dreht die Drehvorrichtung 57 die Filterplatte 56, um dadurch eine der vier Arten von Blendenöffnungen 58 bis 61 auf der Ausgangs-Oberfläche des Fliegenaugen-Objektivs 36 einzustellen. Wenn die erste kreisförmige Blendenöffnung 58 vorgewählt wird, erfolgt die Belichtung durch das gewöhnliche Beleuchtungsverfahren, und wenn die zweite kreisförmige Blendenöffnung 59 vorgewählt wird, wird die Belichtung mit dem σ-Wert bewirkt, und wenn die zonenartige Blendenöffnung 60 vorgewählt wird, erfolgt die Belichtung durch das zonenartige Beleuchtungsverfahren, und wenn die Blendenöffnung 61 für die modifizierte Lichtquelle vorgewählt wird, erfolgt die Belichtung durch die modifizierte Lichtquellenverfahren. Weiterhin wird entsprechend des vorgewählten Beleuchtungsverfahrens der Durchmesser (numerische Apertur NA) der variablen Blende in dem optischen Projektionssystem auch auf einen entsprechenden Wert eingestellt.
  • Wie oben beschrieben, kann in der vorliegenden Ausführungsform, das Beleuchtungsverfahren geändert werden, aber wenn das Beleuchtungsverfahren geändert wird, ändern sich auch die optischen Wege des Belichtungslichtes in dem optischen Beleuchtungssystem und in dem optischen Projektionssystem 8, und folglich gibt es die Möglichkeit von Beleuchtungsstärkeunregelmäßigkeiten mit unterschiedlichen Tendenzen, die auf der belichteten Oberfläche des Wafers 5 für jedes Beleuchtungsverfahren auftreten. Das heißt, selbst wenn die Gestaltung überhaupt so gemacht wird, dass eine Beleuchtungsstärkeunregelmäßigkeit nicht im gewöhnlichen Beleuchtungsverfahren auftritt, gibt es die Möglichkeit, dass eine Beleuchtungsstärkeunregelmäßigkeit auftritt wenn die Belichtung, die mit dem gewöhnlichen Beleuchtungsverfahren bewirkt wird, zu einem anderen Beleuchtungsverfahren geändert wird. Eine Technik, um dies zu vermeiden, ist das optische Beleuchtungssystem und das optische Projektionssystem 8 so zu entwerten und herzustellen, dass Beleuchtungsstärkeunregelmäßigkeit nicht auftreten können, selbst wenn sich die optischen Wege des Belichtungslichts ändern, aber dieses ist sehr schwierig und erhöht die Herstellungskosten der optischen Systeme.
  • So wird in der vorliegenden Ausführungsform die Form der Blendenöffnung in der Retikel-Blende der festen Art, die zwischen den beweglichen Lichtabfangplatten 38, 39 und dem zweiten Relaisobjektiv 37B angeordnet wird, entsprechend zum Beleuchtungsverfahren veränderbar ausgebildet, um dadurch das Auftreten der Beleuchtungsstärkeunregelmäßigkeit zu verhindern.
  • Das heißt, in 7 wird eine Retikel-Blende 52 der festen Art, die mit einer Mehrzahl von Blendenöffnungen ausgebildet ist, in einem vorbestimmten Abstand von den beweglichen Lichtabfangplatten 38, 39 zur Seite des Retikels 12 angeordnet, und diese Retikel-Blende 52 der festen Art wird durch eine Gleiteinrichtung 55 getragen, damit sie in Y1-Richtung bewegt werden kann, die der Abtastrichtung (Y-Richtung) des Retikels 12 entspricht. Die Retikel-Blende 52 fester Art wird in der vorliegenden Ausführungsform wie die in der ersten Ausführungsform (6A) wird mit Blendenöffnungen ausgebildet, indem man lichtabfangenden Film (Chromfilm) 54 auf ein Glassubstrat 53 aufträgt, und die Retikel-Blende 52 fester Art wird mit vier Blendenöffnungen gebildet (8), die den vier Blendenöffnungen 58 bis 61 von 9 entsprechen. Auch wird die Oberfläche der Retikel-Blende 52 der festen Art, die mit dem Chromfilm 54 beschichtet ist, auf einer Ebene angeordnet, die um einen vorbestimmten Abstand von der Ebene, die konjugiert zur musterbildenden Oberfläche des Retikels 12 ist, zur Seite des zweiten Relaisobjektivs 37 defokussiert ist.
  • 8 zeigt ein Blendenöffnungs-Muster, das im Chromfilm 54 der Retikel-Blende 52 der festen Art ausgebildet ist. In 8 werden vier Blendenöffnungen 54a bis 54d in Y1-Richtung im Chromfilm 54 angeordnet und ausgebildet. Jede der vier Blendenöffnungen 54a bis 54d ist von einer länglichen rechteckigen Form, die sich in X1-Richtung erstreckt, die der Nicht-Abtastrichtung (X-Richtung) des Retikel 12 entspricht, d. h. eine Richtung senkrecht zur Y1-Richtung, und welche die Form und die Größe des Beleuchtungsbereichs 46 auf dem Retikel 12 bestimmt. In den anderen Punkten ist der Aufbau der vorliegenden Ausführungsform zu dem der ersten Ausführungsform (2) ähnlich.
  • Nun wird in 7 der Drehwinkel der Filterplatte 56 geändert, um dadurch eine der vier Blendenöffnungen 58 bis 61 von 9 auf der Seite der Austrittsoberfläche des Fliegenaugen-Objektivs 36 einzustellen, und in Funktionszuordnung damit wird die Retikel-Blende 52 fester Art geschoben, um dadurch eine der vier Blendenöffnungen 54a bis 54d der 8 einzustellen, die der vorher erwähnten einen Blendenöffnung in der Nähe der Retikelseite der beweglichen Lichtabfangplatten 38 und 39 entspricht. In diesem Fall wird die Verteilung des integrierten Belichtungsbetrags auf dem Wafer 5 in Nicht-Abtastrichtung (X-Richtung), wenn das Retikel 12 mit den vier Arten der Blendenöffnungen in der Filterplatte 56 abgetastet wird, die nacheinander auf der Seite der Austrittsoberfläche des Fliegenauge Objektivs 6 eingestellt werden, im voraus z. B. durch die Verwendung eines Lichtmengen-Sensors auf dem Z-Tisch 4 gemessen. Die Formen der Randbereiche 54ya bis 54yd der Blendenöffnungen 54a bis 54d in der Retikel-Blende 52 der festen Art, die sich in X1-Richtung erstreckt (eine Richtung, die der Nicht- Abtastrichtung entspricht), werden dann wie in 8 gezeigt verformt, so dass die Verteilung des integrierten Belichtungsbetrags konstant werden kann.
  • Wie oben beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Erfindung, selbst wenn irgendein Beleuchtungsverfahren, das gewöhnliche Beleuchtungsverfahren, das Beleuchtungsverfahren, in dem der σ-Wert klein ist, das modifizierte Lichtquellenverfahren oder das zonenartige Beleuchtungsverfahren, verwendet wird, die Formen der Randbereiche der Blendenöffnungen 54a bis 54d in der Retikel-Blende 52 der festen Art, die in jedem Beleuchtungsverfahren benutzt werden, justiert, und folglich wird die Gleichförmigkeit der Beleuchtungsstärke auf dem Wafer 5, nachdem das Musterbild des Retikels 12 auf dem Wafer 5 durch das Abtastungsystem belichtet wurde, gut.
  • Es wird in Betracht gezogen, dass abhängig von dem verwendeten Beleuchtungsverfahren, sich die Beleuchtungsstärke (und weiter der integrierte Belichtungsbetrag) auf dem Wafer 5 unterscheiden kann. Z. B. kann in 9, verglichen mit einem Fall, in dem die erste kreisförmige Blendenöffnung 58 benutzt wird, die Beleuchtungsstärke auf dem Wafer 5 verringert werden, wenn die Blendenöffnung 61 für die modifizierte Lichtquelle benutzt wird. In einem solchen Fall, wenn die Belichtung durch das modifizierte Lichtquellenverfahren erfolgt, würde es einem erscheinen, die Abtastgeschwindigkeiten des Retikel 12 und des Wafer 5 niedriger zu machen als wenn die Belichtung durch das gewöhnliche Beleuchtungsverfahren erfolgt. Jedoch würde dieses den Durchsatz verringern. Um eine große Verringerung des Durchsatzes zu vermeiden, kann in der Retikel-Blende 52 der festen Art von 8 der Durchschnittswert der Breite der Blendenöffnung 54d für das modifizierte Lichtquellenverfahren in Y1-Richtung größer gestaltet werden als der Durchschnittswert der Breite der Blendenöffnung 54a für das gewöhnliche Beleuchtungsverfahren in Y1-Richtung. Selbst wenn das modifizierte Lichtquellenverfahren verwendet wird, kann dadurch ein integrierter Belichtungsbetrag erreicht werden, der dem gleich ist, wenn das übliche Beleuchtungsverfahren auf den Wafer 5 angewendet wird, fast ohne den Durchsatz zu verringern, und die Belichtungsstärkeunregelmäßigkeit tritt nicht auf.
  • In der zweiten Ausführungsform sind die Formen der Blendenöffnungen 58 bis 61, die in der Filterplatte 56 von 9 ausgebildet sind, auch einzeln konstant, aber es könne Vorkehrungen durch eine Einrichtung getroffen werden, die zur Justage der Durchmesser, etc. der Blendenöffnungen 58 bis 61 geeignet ist. In einem solchen Fall ist es wünschenswert, eine Einrichtung zur Verfügung zu stellen, die zum Ändern der Breiten der Blendenöffnungen 54a bis 54d in der festen Art Retikel-Blende 52 von 8 in Y1-Richtung und der Formen der Randbereiche dieser Blendenöffnungen, die sich in X1-Richtung erstrecken, geeignet ist. Genauer, um z. B. die Form, etc. der Blendenöffnung 54a zu ändern, gibt es ein Verfahren der Formung der Blendenöffnung, indem sie mit zwei Messerrändern umgeben werden, die in Y1-Richtung beweglich sind, oder indem eine Blendenöffnung einer Form vorwählt wird, die zur erforderlichen Form unter einer Anzahl von den Blendenöffnungen am ähnlichsten ist, die im voraus vorbereitet wurden.
  • Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt mit Bezug auf die 10 bis 15A und 15B beschrieben. 10 zeigt den allgemeinen Aufbau einer Abtast-Projektions-Belichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In 10 wird ein länglicher rechteckiger Beleuchtungsbereich 121 auf einem Retikel R, der sich in der Y-Richtung erstreckt (eine Richtung senkrecht zur Ebene des Zeichenblatts von 10), mit konstanter Beleuchtungsstärke durch eine Impulslichtquelle 101 und ein optisches Beleuchtungssystem mit einem lichtstrahlformenden optischen System 102 auf ein Relaisobjektiv 108 beleuchtet, und das Bild des Musters des Retikels R im Beleuchtungsbereich 121 wird durch ein optisches Projektionssystem 113 auf einen Wafer W übertragen. Die Impulslichtquelle 101 kann eine Excimerlaser-Quelle wie ein ArF-Excimerlaser oder ein KrF-Excimerlaser oder eine höhere Harmonische erzeugende Vorrichtung wie ein Metalldampflaser oder ein YAG Laser sein.
  • In 10 tritt das Beleuchtungslicht von der Impulslichtquelle 101 in das lichtstrahlformende optische System 102 ein, welches ein zylinderförmiges Objektiv, einen Lichtstrahlexpander, etc. hat, und dessen Lichtstrahldurchmesser in dem lichtstrahlformenden optischen System vergrößert wird, dessen Längenverhältnis geändert wird und ein Fliegenaugen-Objektiv 102 erreicht. Eine Anzahl von sekundären Lichtquellen werden auf der Ausgangsoberfläche des Fliegenaugen-Objektivs 103 gebildet, und das Licht von diesen sekundären Lichtquellen wird durch eine Kondensorlinse 104 gesammelt und erreicht über ein feste Bildfeldblende (Retikel-Blende) 105 eine bewegliche Blende 107. In 10 wird die Bildfeldblende 105 mehr neben der Kondensorlinse 104 als zur beweglichen Blende 107 angeordnet, aber andererseits kann die Bildfeldblende 105 in Richtung auf ein Relaisobjektivsystem 108 angeordnet werden.
  • Die Bildfeldblende 105 wird mit einer länglichen rechteckigen Blendenöffnung versehen, und die Querschnittsform eines Lichtbündels, das durch die Bildfeldblende 105 geführt wird, wird zu einem Viereck ausgebildet, und es tritt in das Relaisobjektivsystem 108 ein. Das Relaisobjektivsystem 108 ist ein Objektivsystem, um die bewegliche Blende 107 und die musterbildende Oberfläche des Retikels R in einer im wesentlichen konjugierten Beziehung miteinander zu verknüpfen. Die bewegliche Blende 107 umfasst zwei Flügel (Lichtabfangplatten) 107A und 107B, welche die Breite in Abtastrichtung (X-Richtung) vorgeben, was später beschrieben wird, und zwei Flügel (nicht gezeigt), welche die Breite in einer Richtung (Y-Richtung) senkrecht zur Abtastrichtung vorgeben. Weiterhin wer den die Flügeln 107A und 107B, welche die Breite in Abtastrichtung vorgeben, getragen, so dass sie in Abtastrichtung durch die Antriebsbereiche 106A bzw. 106B unabhängig voneinander bewegt werden können. In die vorliegenden Ausführungsform wird das Beleuchtungslicht nur auf ein Beleuchtungsfeld gerichtet, das durch die bewegliche Blende 107 innerhalb des Beleuchtungsbereichs 121 auf dem Retikel R besonders einstellt wird, der durch die feste Bildfeldblende 105 eingestellt wird. Das Relaisobjektivsystem 108 ist ein beidseitig telezentrisches optisches System, und dessen Telezentrizität wird im Beleuchtungsbereich 121 auf dem Retikel R beibehalten.
  • Das Retikel R wird in der vorliegenden Ausführungsform auf einem Retikel-Tisch 109 angeordnet, und das Bild eines Schaltkreismusters im Beleuchtungsbereich 121 auf dem Retikel R und in dem Beleuchtungsfeld, das durch die beweglichen Blende 107 definiert wird, wird durch das optische Projektionssystem 113 auf den Wafer W projiziert. Ein Bereich auf dem Wafer W, der zu dem Beleuchtungsbereich 121 in Bezug auf das optische Projektionssystem 113 konjugiert ist, wird als Belichtungsbereich 122 definiert. Auch versteht es sich, dass in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse AX des optischen Projektionssystems 113, die Abtastrichtung des Retikels R für den beleuchteten Bereich 121 die X-Richtung ist (oder die –X-Richtung), und eine Richtung, die zur optischen Achse AX des optischen Projektionssystems 113 parallel ist, wird als Z-Richtung definiert.
  • In diesem Fall wird der Retikel-Tisch 109 durch einen Antriebsbereich 110 angetrieben, um dadurch das Retikel R mit einer konstanten Geschwindigkeit in Abtastrichtung zu bewegen, und die Funktionen der Antriebsbereiche 106A und 106B für die bewegliche Blende 107, die synchron mit der Abtastung des Retikels R angetrieben wird, werden durch einen Steuerbereich 111 gesteuert. Es ist ein Hauptsteuersystem 112 für den Betrieb der gesamten Vorrichtung im Allgemeinen, welches die Funktionen des Antriebsbereichs 110 und des Steuerbereichs 111 steuert. Andererseits wird der Wafer W auf einem Wafer-Tisch 114 angeordnet, der einen XY-Tisch für das Bewirken der Positionierung des Wafers W in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse AX des optischen Projektionssystem 113 und für das Bewegen des Wafers W in den ±X-Richtungen und einen Z-Tisch für das Bewirken der Positionierung des Wafers W in Z-Richtung umfasst. Das Hauptsteuersystem 112 steuert den Positionierbetrieb und den Abtastbetrieb des Wafer-Tischs 114 durch einen Antriebsbereich 115.
  • Wenn das projizierte Bild des Musters auf dem Retikel R auf jedem Aufnahmebereich auf dem Wafer W abtast-belichtet werden soll, wird der Retikel-Tisch 109 in +X-Richtung (oder –X-Richtung) relativ zum Beleuchtungsbereich 121 angetrieben, der durch die Bildfeldblende 105 eingestellt ist, um dadurch das Retikel R abzutasten. Synchron mit dieser Abtastung wird der Wafer-Tisch 114 in die –X-Richtung (oder in die +X-Richtung) ange trieben, relativ zu dem Belichtungsbereich 122, der konjugiert zu dem Beleuchtungsbereich 121 ist, um dadurch den Wafer W zu bewegen. Das heißt, diese –X-Richtung (oder X-Richtung) ist die Bewegungsrichtung des Wafers W. Indem dadurch das Retikel R und der Wafer W synchron zueinander bewegt werden, wird das projizierte Bild des Musters des Retikel R auf jeden Aufnahmebereich auf dem Wafer W übertragen.
  • Nun wird es praktiziert, eine Mehrzahl von Schaltkreismusterbereichen auf dem Retikel R zur Verfügung zu stellen, um die Zeit zu verkürzen, die für den Austausch des Retikels erforderlich ist, und dadurch den Durchsatz zu verbessern. Die bewegliche Blende 107 wird verwendet, um einen Schaltkreismusterbereich, der übertragen werden soll, aus einer Mehrzahl von Schaltkreismusterbereichen auf dem Retikel R auszuwählen. In der Projektions-Belichtungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform werden so Vorkehrungen für einen Eingabebereich 116 zum Eingeben der Informationen betreffend der Schaltkreismusterbereiche auf dem Retikel R und für einen Speicherbereich 117, um darin die Schaltkreismusterinformationen von dem Eingabebereich 116 zu speichern, getroffen, und auf der Grundlage der Schaltkreismusterinformationen im Speicherbereich 117 treibt das Hauptsteuersystem 112 die Flügel 107A und 107B der beweglichen Blende 107 in einer vorbestimmten Reihenfolge durch den Steuerbereich 111 und die Antriebsbereiche 106A und 106B an.
  • Ein Beispiel des Betriebs, wenn in der vorliegenden Ausführungsform die Abtastbelichtung durch das Schritt- und Abtast-System erfolgt, wird jetzt mit Bezug auf 10 und 11A bis 11F beschrieben. Wie in 11A gezeigt, sind zwei Schaltkreismusterbereiche 120A und 120B auf dem Retikel R ausgebildet, und es wird ein lichtabfangender Bereich (Lichtabfangzone) 120C mit einer Breite L1 in Abtastrichtung auf dem Grenzbereich zwischen den Schaltkreismusterbereichen 120A und 120B gebildet, und lichtabfangende Bereiche 120D und 120E, wovon jedes die gleiche Breite L1 hat, werden in Abtastrichtung gesehen auch außerhalb der Schaltkreismusterbereiche 120A und 120B gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform, ist auch der Beleuchtungsbereich 121, der auf dem Retikel R gebildet wird, ein längliches Rechteck, das eine Breite L2 in Abtastrichtung hat, wie in 11A gezeigt, und die Breite L1 der lichtabfangenden Bereiche 120C, 120D und 120E ist kleiner als die Breite L2 des Beleuchtungsbereich 121.
  • Nun gibt der Operator zuerst die Informationen, welche die Schaltkreismusterbereiche 120A und 120B auf dem Retikel R betreffen, in den Speicherbereich 117 durch den Eingabebereich 116 von 10 ein. Wenn das Musterbild im ersten Schaltkreismusterbereich 120A durch das optische Projektionssystem 113 auf den Wafer W übertragen werden soll, liest das Hauptsteuersystem 112 die Informationen, die den ersten Schaltkreismusterbereich 120A betreffen, aus den Schaltkreismusterinformationen aus, die im Speicherbereich 117 gespeichert sind, und steuert auf der Grundlage von diesen Informationen durch den Steuerbereich 111 die Positionen der Flügel 107A und 107B der beweglichen Blende 107 in Abtastrichtung. Deshalb wird, wie in 11B bis 11F gezeigt, der zweite Schaltkreismusterbereich 120B auf dem Retikel R immer durch den Flügel 107B bedeckt, damit das Beleuchtungslicht nur auf den ersten Schaltkreismusterbereich 120A gerichtet werden kann. Jedoch werden in 11A bis 11F die Bilder der Flügel 107A und 107B der beweglichen Blende 107 tatsächlich auf das Retikel R projiziert, und jene Bilder werden als die Flügeln 107A bzw. 107B angesehen.
  • Insbesondere treibt das Hauptsteuersystem 112 den Retikel-Tisch 109 durch den Antriebsbereich 110 an und bringt den Beleuchtungsbereich 121 links von dem ersten Schaltkreismusterbereich 120A auf dem Retikel R in Position, wie in 11A gezeigt ist. Danach schließt es die Flügel 107A und 107B, wie in 11B gezeigt, und positioniert den Grenzbereich zwischen die Flügel 107A und 107B, um den lichtabfangenden Bereich 120D zu überlappen. Das Hauptsteuersystem treibt dann den Retikel-Tisch 109 an, um dadurch das Retikel R und die Flügel 107A in –X-Richtung (die Abtastrichtung) synchron miteinander zu bewegen, wie in 11C gezeigt. Wie aus 10 offensichtlich ist, wird tatsächlich der Flügel 107A in X-Richtung bewegt, aber in den 11A bis 11F wird das projizierte Bild behandelt, und folglich ist die Abtastrichtung der Flügel 107A und 107B dieselbe wie die Abtastrichtung des Retikels R. Im Beleuchtungsbereich 121 wird das Muster im Bereich zwischen dem rechten Randbereich 107Ae des Flügels 107A und dem linken Randbereich 107Be des Flügels 107B auf den Wafer W übertragen.
  • Zu einem solchen Zeitpunkt wie dem in 11D gezeigten, geht der rechte Randbereich 107Ae des Flügels 107A über das linke Ende des Beleuchtungsbereich 121 hinaus, und der Flügel 107A beginnt sich zu verlangsamen. Nach einem Zeitpunkt, an dem zusammen mit diesem Betrieb, der lichtabfangende Bereich 120C den linken Randbereich 107Be des Flügels 107B überdeckt hat, wird der Flügel 107B in –X-Richtung synchron mit dem Retikel R bewegt, wie in 11E gezeigt. Zu einem solchen Zeitpunkt wie dem in 11F gezeigten, hat der Musterbereich 120A den Beleuchtungsbereich 121 passiert, und die Abtastbelichtung ist beendet, es wird die Geschwindigkeitsverminderung des Retikels R und der Flügel 107B begonnen, und zu einem solchen Zeitpunkt bei dem das Retikel R schließlich hält, werden die Flügeln 107A und 107B in solch einer Weise stationär, dass sie auf dem lichtabfangenden Bereich 120C geschlossen sind.
  • Andererseits treibt das Hauptsteuersystem 112 synchron zur Bewegung des Retikel R und der beweglichen Blende 107 den Wafer-Tisch 114 mittels des Antriebsbereichs 115 an, um dadurch den Wafer W in Abtastrichtung (X-Richtung) zu bewegen. Unter der An nehme, dass die Projektionsverstärkung (-vergrößerung) des optischen Projektionssystem 113 während der Abtastbelichtung MRW ist, wird das Retikel R mit einer Geschwindigkeit VRO in –X-Richtung (oder X-Richtung) bewegt, und synchron dazu wird der Wafer W mit einer Geschwindigkeit VWO (= MWR·VRO) in der X-Richtung (oder der –X-Richtung) bewegt. In diesem Fall wird das Beleuchtungslicht nur auf den ersten Schaltkreismusterbereich 120A auf dem Retikel R gerichtet, und folglich wird nur das Musterbild des ersten Schaltkreismusterbereichs 120A auf den Wafer W übertragen. Wenn das Retikel R in der X-Richtung relativ zu dem Beleuchtungsbereich 121 abgetastet werden soll, werden die Flügel 107A und 107B der beweglichen Blende 107 in der Reihenfolge der 11F, 11E, ..., 11B gesteuert.
  • Die Relationen zwischen den Bewegungsgeschwindigkeiten des Retikels R und der Flügel 107A, 107B, die in den 11A bis 11F gezeigt sind, werden jetzt mit Bezug auf 12A bis 12C beschrieben. Die Geschwindigkeit VR des Retikels R, die Geschwindigkeit V7A des Flügels 107A und V7B des Flügels 107B werden in den 12A, 12B bzw. 12C gezeigt. Zuerst werden entsprechend den Zuständen von 11B bis 11C das Retikel R und der Flügel 107A synchron miteinander bewegt, wie durch die Periode T1 der 11A bis 11C angezeigt, und nach einer Periode TSE, die erforderlich ist bis die Geschwindigkeit VR stabil wird, wird die Abtastbelichtung während einer Periode T2, für die die Geschwindigkeit VR des Retikels R beständig ist, ausgeführt. Danach werden gemäß den Zuständen von 11E bis 11F das Retikel R und die Flügel 107B synchron miteinander bewegt bis sie gestoppt werden, wie durch die Periode T3 in den 12A bis 12C angezeigt. Während dieser Periode T3, oder der Periode, für die das Retikel R gestoppt wird, vollzieht der Wafer W Schritte in Y-Richtung, und der als nächstes zu belichtende Aufnahmebereich unmittelbar vor dem Belichtungsbereich 122 wird in Position gebracht.
  • Weiterhin werden entsprechend den Zuständen von 11F bis 11E das Retikel R und die Flügel 107B synchron miteinander während der Periode T4 der 12A bis 12C bewegt, und nach der Periode TSE wird Abtastbelichtung während einer Periode T5 bewirkt, für die die Geschwindigkeit VR des Retikels R beständig ist. Danach werden entsprechend den Zuständen von 11C bis 11B das Retikel R und der Flügel 107A synchron miteinander bewegt bis sie gestoppt werden, wie durch die Periode T6 der 12A bis 12C angezeigt. Danach wird dieser Vorgang wiederholt. Auch sollte in den 12A bis 12C die Geschwindigkeit V7B des Flügels 107B während der Perioden T1 und T6 nur grob bis zu einem solchen Grad gesteuert werden, dass sie im wesentlichen in die schraffierten Bereiche 124A und 124B von 12C fällt, und die Geschwindigkeit V7A des Flügels 107A während der Perioden T3 und T4 sollte nur grob bis zu einem sol chen Grad gesteuert werden, dass sie im wesentlichen in die schraffierten Bereiche 123A und 123B von 11B fällt. Dem entsprechend ist die Steuerung der Flügel 107A und 107B einfach.
  • Auch wenn das Muster des zweiten Schaltkreismusterbereichs 120B auf dem Retikel R von 11A auf den Wafer W übertragen werden soll, liest das Hauptsteuersystem 112 die Informationen, die den zweiten Schaltkreismusterbereich 120B betreffen aus den Eingangsinformationen, die im Speicherbereich 117 gespeichert sind, aus, und auf Grund von diesen Informationen steuert es durch den Steuerbereich 111 die Positionen der Flügel 107A und 107B in Abtastrichtung. Das heißt, in einer ähnlichen Weise wie der in den 11A bis 11F gezeigten, wird es so eingerichtet, dass der Flügel 107A dem lichtabfangenden Bereich 120C bei Beginn der Belichtung folgt, und es wird so eingerichtet, dass der Flügel 107B dem lichtabfangenden Bereich 120E am Ende der Belichtung folgt, und das Beleuchtungslicht wird nur auf den zweiten Schaltkreismusterbereich 120B gerichtet, derart, dass der erste Schaltkreismusterbereich 120A auf dem Retikel R mit dem Flügel 107A abgedeckt wird. Dadurch wird nur das Musterbild des zweiten Schaltkreismusterbereichs 120B auf den Wafer W übertragen.
  • Wie oben beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die Bereiche, die verschieden von dem zu belichtenden Schaltkreismusterbereich sind, vom Licht durch die Flügel 107A und 107B, welche die bewegliche Blende 107 bilden, abgeschirmt, und folglich ist der Vorteil, dass, selbst wenn eine Mehrzahl von Schaltkreismusterbereichen auf dem Retikel R in schmalen Abständen in Bezug auf die Abtastrichtung ausgebildet sind, nur die gewünschten dieser Schaltkreismusterbereiche auf den Wafer W übertragen werden können. Dem entsprechend können eine Mehrzahl von Schaltkreismusterbereichen auf dem Retikel R in schmalen Abständen und mit einer hohen Dichte ausgebildet werden. Weiterhin, wie aus 11A bis 11F ersehen werden kann, kann der Maximalwert des Abstands zwischen den Flügeln 107A und 107B von solch einem Ausmaß sein, dass er etwas die Breite des Bereichs, der konjugiert zum Beleuchtungsbereich 121 ist, übersteigt, und der Bewegungsausschlag der Flügel 107A und 107B kann auch von solch einem Ausmaß sein, dass auch er etwas die Breite des Bereichs, der konjugiert zum Beleuchtungsbereich ist, übersteigt. Dies führt zu dem Vorteil, dass die Form der beweglichen Blende 107 klein sein kann.
  • Ein anderes Beispiel des Betriebes, wenn das Abtastbelichten durch das Schritt- und Abtast-System erfolgt, wird jetzt mit Bezug auf die 10 und 13A bis 13F beschrieben. Wiederum ist in diesem Beispiel das Retikel R, das belichtet werden soll, wie in 13A gezeigt, mit zwei Schaltkreismusterbereichen 120A und 120B versehen, so wie das Retikel von 11A, aber das Steuerverfahren für die Flügel 107A und 107B der beweg lichen Blende 107 unterscheidet sich vom Fall der 11A bis 11F. Im vorliegenden Beispiel werden vor dem Anfang der Belichtung, wie in 13B bis 13F gezeigt, die Randbereiche der Flügel 107A und 107B (tatsächlich die projizierten Bilder von diesen) in den lichtabfangenden Bereichen 120D beziehungsweise 120C eingestellt, und danach wird der Retikel-Tisch 109 angetrieben, um das Retikel R und die Flügel 107A, 107B synchron mit einander in –X-Richtung zu bewegen, welches die Abtastrichtung ist. Dazu wird auch der Wafer W synchron in der Abtastrichtung (X-Richtung) bewegt.
  • Wiederum wird in diesem Fall das Beleuchtungslicht nur auf den ersten Schaltkreismusterbereich 120A auf dem Retikel R gerichtet, und folglich wird nur das Bild des ersten Schaltkreismusterbereichs 120A auf den Wafer W übertragen. Wenn eine Abtastung in der entgegengesetzten Richtung bewirkt werden soll, werden die Flügel 107A und 107B der beweglichen Blende 107 in der Reihenfolge der 13F, 13E, ..., 13B bewegt. Das Steuerverfahren, das in den 13A bis 13F gezeigt ist, hat den Vorteil, dass die Beschleunigungs- und Verzögerungs-Steuerung die selbe sein kann, aber der Abstand zwischen den Flügeln 107A und 107B muss gleich oder grösser sein als die Breite des ersten Schaltkreismusterbereichs 120A und der Bewegungsausschlag der Flügel 107A und 107B wird lang und folglich wird die bewegliche Blende 107 sperrig. Die Steuergenauigkeit der Position der beweglichen Blende 107, gezeigt in den 11A bis 11F und in den 13A bis 13F, kann innerhalb der Breite L1 der lichtabfangenden Bereiche 120C, 120D und 120E sein, und sie kann im Vergleich mit der Steuergenauigkeit der Position des Retikels R grob sein.
  • In den 11A bis 11F und 13A bis 13F wird der Flügel (lichtabfangende Platte) in der Y-Richtung (die Nicht-Abtastrichtung), welche eine vertikale Richtung in der Ebene des Zeichenblatts ist, die zur Abtastrichtung (X-Richtung) orthogonal ist, auch nicht gezeigt, aber dennoch kann der Blendenöffnungsbereich, der durch diesen Flügel in Nicht-Abtastrichtung gebildet wird, während der Abtastbelichtung fest sein. Dieses ist aus der ersten Ausführungsform offensichtlich. Auch der Randbereich der Querschnittsform der Beleuchtungsstärkeverteilung des Beleuchtungsbereichs 121 in Nicht-Abtastrichtung, wie auch in Abtastrichtung, hat eine Steigung durch die Bildfeldblende 105, die von der Position, die konjugiert zu der des Retikels R ist, abgeweicht, und die Querschnittsfonn davon ist eine Trapez-Form (da die Länge in Nicht-Abtastrichtung ausreichend ist, soll es verstanden werden, dass Unschärfe nicht auftritt bis die Querschnittsform eine dreieckige Form wird). Deshalb ist es wünschenswert, dass das Beleuchtungsfeld zwischen den lichtabfangenden Bereichen in Nicht-Abtastrichtung auf dem Retikel R in einen Bereich im Beleuchtungsbereich 121 eingestellt wird, worin die Beleuchtungsstärkeverteilung in Nicht-Abtastrichtung flach ist. Dieses ist deshalb so, weil die Steigung des Randes in Abtastrichtung durch die Abtastbelichtung integriert wird und nicht zur Gleichförmigkeit der Beleuchtungsstärke beiträgt, während die Steigung des Randes in Nicht-Abtastrichtung unbeschadet zur Gleichförmigkeit der Beleuchtungsstärke beiträgt.
  • In diesem Fall wird die wesentliche Form des Beleuchtungsbereichs 121 auf dem Retikel R in Abtastrichtung durch die Bildfeldblende 105 und in Nicht-Abtastrichtung durch die beweglichen Blende 107 definiert. Während die bewegliche Blende 107 so konstruiert ist, dass zwei Flügel in Abtastrichtung und zwei Flügel in Nicht-Abtastrichtung, also insgesamt vier Flügel unabhängig voneinander angetrieben werden können, kann die bewegliche Blende 107 wie in 3 gezeigt aufgebaut sein, so dass zwei L-förmige Flügel in X- und in Y-Richtung unabhängig voneinander angetrieben werden können. Weiterhin ist in den 11A bis 11F und in den 13A bis 13F die Breite L2 des Beleuchtungsbereichs 121 größer als die Breite L1 der lichtabfangenden Bereiche 120C, 120D und 120E, aber wenn die Breite L1 der lichtabfangenden Bereiche 120C, 120D und 120E größer ausgebildet werden kann als die Breite L2 plus dem Betrag der Bewegung des Retikels während dessen Beschleunigung und Verzögerung, könnte die bewegliche Blende 107 in Abtastrichtung weggelassen werden. In diesem Fall wird die bewegliche Blende 107 nur aus den Flügeln für die Nicht-Abtastrichtung konstruiert.
  • Es wird jetzt ein Beispiel des Betriebs beschrieben, wenn die bewegliche Blende 107 aus zwei Flügeln 107A und 107B in Abtastrichtung (X-Richtung) und zwei Flügeln 107C und 107D im Nicht-Abtastrichtung (Y-Richtung), also insgesamt aus vier Flügeln aufgebaut ist. In diesem Fall, selbst wenn eine Mehrzahl von Schaltkreismusterbereichen auf dem Retikel R in Nicht-Abtastrichtung (Y-Richtung) ausgebildet sind, könnte nur ein gewünschter Schaltkreismusterbereich auf den Wafer W übertragen werden. Das heißt, wo zum Beispiel vier Schaltkreismusterbereiche 120E bis 120I auf dem Retikel R separat in der X-Richtung und in der Y-Richtung ausgebildet sind, kann das Beleuchtungslicht nur auf einen der vier Schaltkreismusterbereiche 120E bis 120I gerichtet werden, indem die Positionen der vier Flügel 107A bis 107D unabhängig eingestellt werden. Das Retikel R und die Flügel 107A bis 107D werden dann in der X-Richtung relativ zum Beleuchtungsbereich 121 mit der Methode der 11A bis 11F oder der 13A bis 13F abgetastet, wobei nur ein vorgewählter Schaltkreismusterbereich auf dem Retikel R auf den Wafer W übertragen wird.
  • In der vorliegenden Ausführungsform in 10 weicht die Ebene, in der die feste Bildfeldblende 105 angeordnet ist, in der Richtung der optischen Achse (Z-Richtung) von einer Ebene RP, die konjugiert zu der musterbildenden Oberfläche des Retikels R ist, ab.
  • Wenn der Betrag dieser Abweichung Δz ist, wird die Bedingung für den Betrag der Ab weichung Δz mit Bezug auf die 15A und 15B gefunden. 15A zeigt das optische System von der Bildfeldblende 105 bis zum Wafer W in einer vereinfachten Weise. In 15A ist es so zu verstehen, dass die Projektionsverstärkung (-vergrößerung) des Relaisobjektivsystems 108 MBR ist, die Projektionsverstärkung (-vergrösserung) des optischen Projektionssystems 113 MRW ist, die waferseitige numerische Apertur des optischen Projektionssystems 113 NAW ist und der Kohärenzfaktor, der den Grad der Kohärenz des Beleuchtungslichts vom optischen Beleuchtungssystem angibt, σ ist. Dabei ist der Lichtstrahlwinkel θ des Beleuchtungslichts, das auf einen Punkt auf dem Retikel R und dem Wafer W auf der Anordnungsebene (konjugierte Ebene RP) der beweglichen Blende gesammelt wird, wie folgt: θ = arcsin(MBR·MRW·NAW·σ) (2)
  • Auch der Radius r der Unschärfe des Beleuchtungslichts auf der Anordnungsebene der festen Bildfeldblende 105, die um Δz in der Richtung der optischen Achse von der konjugierten Ebene RP beabstandet ist, ist wie folgt: r = Δz·tanθ = Δz·tan{arcsin(MBR·MRW·NAW·σ)} (3)
  • Auch der Radius ΔD der Unschärfe des Beleuchtungslichts, das von einem Punkt auf der Anordnungsebene der festen Bildfeldblende 105 auf die belichtete Oberfläche des Wafers W ausgestrahlt wird (zum Beispiel die vordere Oberfläche), wird wie folgt ausgedrückt: ΔD = r·MBR·MRW (4)
  • Dem entsprechend wird die folgende Gleichung aus den Gleichungen (3) und (4) erhalten: Δz = ΔD/[MBR·MRW·tan{arcsin(MBR·MRW·NAW·σ)}] (5)
  • Wenn der zulässige Mindestwert des Radius der Unschärfe auf der belichteten Oberfläche des Wafers W, der durch das Beleuchtungslicht gebildet wird, das von einem Punkt auf der Anordnungsebene der festen Bildfeldblende 105 ausgestrahlt wird, ΔDmin ist, kann der Betrag der Abweichung (Defokus-Betrag) Δz der festen Bildfeldblende 105 in der Richtung der optischen Achse so eingestellt werden, dass die folgende Bedingung erfüllt ist: |Δz| ≥ ΔDmin/[MBR·MRW·tan{arcsin(MBR·MRW·NAW·σ)}] (6)
  • Auch der zulässige Mindestwert ΔDmin des Radius der Unschärfe in Gleichung (6) wird durch die Unregelmäßigkeit der Belichtungsenergie oder dergleichen während jeder Impulslicht-Emission der Impulslichtquelle 101 bestimmt. Indem die Position der festen Bildfeldblende 105 um Δz in der Richtung der optischen Achse von der konjugierten Fläche RP mit dem Retikel R abweicht, wird die Belichtungsstärkeverteilung E(X) des Beleuchtungsbereich 121 auf dem Retikel R in Abtastrichtung (X-Richtung) wie in 15B gezeigt eine Trapezform werden, in der die Randbereiche in Abtastrichtung Breiten ΔL1 beziehungsweise ΔL2 haben (im in 15B gezeigten Beispiel, ΔL2 = ΔL1). In diesem Fall wird der Abstand zwischen den Positionen, bei denen der Wert der Belichtungsstärkeverteilung E(X) gleich 1/2 des Maximalwerts wird, d. h. die Halbwertsbreite L2, die Breite des Beleuchtungsbereichs 121 in Abtastrichtung sein. Wo eine kontinuierliche Lichtquelle wie eine Quecksilberlampe anstatt der Impulslichtquelle 101 verwendet wird, wird der zulässige Mindestwert ΔDmin des Radius der Unschärfe sehr klein, und der Betrag der Abweichung Δz kann ungefähr 0 sein.
  • Während in der vorliegenden Ausführungsform die Form des Beleuchtungsbereichs 121, d. h. die Form der Blendenöffnung in der Bildfeldblende 105, als Rechteck beschrieben wurde, ist die Form der Blendenöffnung nicht auf ein Rechteck beschränkt, sondern der Beleuchtungsbereich kann z. B. der sechseckige Beleuchtungsbereich sein, der im US-Patent Nr. 3,538,828 offenbart wird, der rautenförmige Beleuchtungsbereich sein, der in der japanischen Patent-Publikation Nr. 53-25790 oder in dem US-Patent Nr. 4,239,379 offenbart wird, oder der bogenförmige Beleuchtungsbereich sein, der im US-Patent Nr. 4,682,885 offenbart wird. Dieses trifft auch auf die ersten und zweiten Ausführungsformen zu. Auch wird die Impulslichtquelle 101 als die Beleuchtungslichtquelle verwendet, aber die vorliegende Ausführungsform kann auch in einem Fall wirksam angewendet werden, in dem eine kontinuierliche Lichtquelle wie eine Quecksilberlampe als Beleuchtungslichtquelle verwendet wird.
  • Auch umfasst in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen die variable Bildfeldblende (38, 39; 107) für das Verändern der Breite der Blendenöffnung in Funktionszuordnung mit der Abtastung des Retikels eine Mehrzahl von beweglichen Blättern, aber zum Beispiel kann die Bildfeldblende aus einer Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung konstruiert werden, oder aus einer elektrochromen Vorrichtung, und die Breite der Blendenöffnung kann darin der Reihe nach auf die gleiche Weise verändert werden, wie vorher beschrieben wurde. Auch kann die Bildfeldblende (42; 52; 105) zum Vorgeben des Beleuchtungsbereichs auf dem Retikel aus einer Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung oder einer elektrochromen Vorrichtung konstruiert werden. Weiterhin kann das optische Projektionssystem, das in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, irgendein brechendes System, reflektierendes System oder katadioptrisches System sein. Die vorliegende Erfindung wird nicht auf eine Projektions-Belichtungsvorrichtung eingeschränkt, sondern ist auch auf eine Belichtungsvorrichtung des Kontakttyps oder des Nahtyps anwendbar. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann verschiedene Aufbauten annehmen, ohne vom Bereich der Erfindung abzuweichen.

Claims (18)

  1. Abtastbelichtungsvorrichtung, welche mit einem optischen Projektionssystem (8, 113) zum Projizieren eines Bildes eines auf einer Maske (12, R) ausgebildeten Musters auf ein Substrat (5, W), einer Abtastvorrichtung (22A, 22B, 47) zum synchronen Bewegen der Maske und des Substrates in Bezug auf Abtastrichtungen, wobei die Abtastrichtungen im Wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse des optischen Projektionssystems liegen, und mit einem optischen Beleuchtungssystem zum Aufbringen von Beleuchtungslicht auf die Maske versehen ist, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Bildfeldblende, deren Apertur von einer zu einer Musteroberfläche der Maske konjugierten Ebene getrennt angeordnet ist, und welche einen Beleuchtungsbereich (46) des Beleuchtungslichtes auf der Maske definiert; ein Lichtabfangelement (38, 39, 107), welches zur Abschirmung wenigstens eines Teils des Beleuchtungsbereichs (46) des Beleuchtungslichtes auf der Maske angeordnet ist; und ein Element zum Antreiben (40A, 40B, 111) des Abfangelementes in einer Funktionszuordnung zu einer Veränderung in der Position des Beleuchtungsbereiches auf dem Übertragungsbereich der Maske, welcher durch das relative Abtasten verändert wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn die numerische Apertur der Substratseite des optischen Projektionssystems NAW ist, der Kohärenzfaktor des optischen Beleuchtungssystems σ ist, die Projektionsverstärkung des optischen Projektionssystems MRW ist, die Verstärkung eines optischen Systems, das zwischen der zu der Musteroberfläche der Maske in der Nähe der Anordnungsebene der Bildfeldblende konjugierten Ebene und der Musteroberfläche der Maske angeordnet ist, MBR ist, und der zulässige minimale Wert des Radius der Unschärfe auf dem Sub strat des von einem Punkt auf der Anordnungsebene der Feldblende emittierten Lichtes ΔDmin ist, das Intervall Δz zwischen der Anordnungsebene der Feldblende und der zu der Musteroberfläche der Maske in der Richtung einer optischen Achse des optischen Beleuchtungssystems konjugierten Ebene der nachstehenden Beziehung genügt: |Δz| ≥ ΔDmin/[MBR·MRW·tan{arcsin(MBR·MRW·NAW·σ)}].
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das optische Beleuchtungssystem eine Impulslichtquelle (31) enthält, welche Impulslicht als das Beleuchtungslicht erzeugt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Impulslichtquelle eine Excimerlaser-Quelle ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Antriebseinrichtung dafür eingerichtet ist, die Abfangeinrichtung in einer der Abtastrichtung der Maske entsprechenden Richtung zu bewegen, und wobei das Lichtabfangelement eine variable Bildfeldblende ist, in welcher eine Breite einer Apertur für den Durchtritt des Beleuchtungslichtes dadurch in der Antriebsrichtung variabel ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die variable Bildfeldblende zwei in der Antriebsrichtung bewegliche Lichtabfangplatten (38y, 39y, 107A, 107B) besitzt und die Antriebsrichtung die zwei Lichtabfangplatten bewegt, um dadurch die Breite der Apertur in der Antriebsrichtung zu verändern.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Apertur in der Bildfeldlende (42) auf eine Form eingestellt ist, die mit einer Verteilung eines integrierten Belichtungsbetrages in einer Richtung senkrecht zu der Abtastrichtung übereinstimmt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bildfeldblende ausgebildet wird, indem ein Licht abfangender Filmes auf ein lichtdurchlässiges Substrat aufgebracht wird.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: einem ersten optischen Element (56) zum Verändern einer Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichtes auf einer Ebene, welche in einer Fourier-Transformations-Beziehung zu einer Musteroberfläche der Maske steht; und wobei eine Form der Apertur der Bildfeldblende konform mit einer Veränderung in der Intensitätsverteilung der Ebene verändert wird.
  10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Bildfeldlende (52) in einer zu einer Musteroberfläche der Maske konjugierten Ebene angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bildfeldblende (52) eine Vielzahl von Aperturen besitzt, deren Formen sich voneinander unterscheiden.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Formen der Vielzahl von Aperturen der Bildfeldblende sich voneinander an ihren Rändern unterscheiden, welche den Beleuchtungsbereich in der Abtastrichtung der Maske definieren.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bildfeldblende eine im Wesentlichen rechteckige Apertur besitzt.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Lichtabfangelement eine erste Platte zum Definieren des Beleuchtungsbereiches in der Abtastrichtung der Maske und eine zweite Platte zum Definieren des Beleuchtungsbereiches in einer Richtung senkrecht zu der Abtastrichtung der Maske besitzt, und wobei die erste Platte in einer zu einer Musteroberfläche der Maske konjugierten Ebene angeordnet ist, und die zweite Platte von der zu der Musteroberfläche konjugierten Ebene getrennt angeordnet ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: einem ersten optischen Element (56), welches ein Beleuchtungsverfahren durch das Beleuchtungslicht für die Maske verändert, und wobei eine Form der Apertur der Bildfeldblende konform mit einer Veränderung des Beleuchtungsverfahrens verändert wird.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Beleuchtungsverfahren ein modifiziertes Beleuchtungsverfahren mit einschließt.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei eine Breite der Apertur der Bildfeldblende konform mit der Veränderung in dem Beleuchtungsverfahren verändert wird.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Breite der Apertur der Bildfeldblende in einer der Maske entsprechenden ersten Richtung der Abtastrichtung abhängig von der Position in Bezug auf eine zweite Richtung, welche senkrecht zu der ersten Richtung ist, variiert.
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