JPH08264431A

JPH08264431A - 走査投影露光装置

Info

Publication number: JPH08264431A
Application number: JP7093193A
Authority: JP
Inventors: Toru Koda; 徹香田; Shinji Tsutsui; 慎二筒井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-03-28
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 1996-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】走査方向に垂直な方向の位置の関数で表され
る非線形誤差成分のうちの偶関数成分を補正する。【構成】横断面が直線形状ではないスリット形状の露
光光１２により、転写用パタ−ンが形成された原版１１
を照明する照明光学系と、これによって照明される前記
転写用パターンの像を感光基板１０上に所定の倍率で投
影する投影光学系と、前記露光光による照明領域の長手
方向に対して直角あるいは一定角度をなす走査方向に、
前記原版および感光基板を前記投影倍率に応じた速度比
でもって同期させて移動する移動手段とを備えた走査投
影露光装置において、前記投影光学系の倍率を少なくと
も走査方向について補正する倍率補正手段１４，１９を
備え、これにより、感光基板上に露光転写された像に対
して重ねて露光転写する場合の前記走査方向の結像位置
ずれのうち、前記原版および感光基板間の相対位置の補
正では補正が不能な成分を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路または
液晶表示素子等を、フォトリソグラフィ工程で製造する
際に利用される走査投影露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体素子および液晶表示素子等
をフォトリソグラフィ技術を用いて製造する際には、フ
ォトマスクまたはレチクルなどの原版（以下、マスクと
いう）のパターンを、投影光学系を介して、フォトレジ
スト等の感光性物質が塗布されたウエハまたは光透過性
プレートに露光転写する投影露光装置が使用されている
が、近年、素子１ケのパターンサイズが大型化する傾向
にある。したがって、投影露光装置に対しては、マスク
上のより大きな面積のパターンを感光基板上に転写露光
する技術が求められている。

【０００３】このような大面積化の要求に応えるため、
矩形あるいは一定の幅を有する円弧形状の照明領域（以
下、スリット状露光領域という）に対してマスクおよび
感光基板を投影系倍率に比例する速度で相対的に同期し
て走査すること（以下、同期走査という）により、スリ
ット状露光領域より広い面積のマスクパターンを感光基
板上に露光する、いわゆる、走査露光方式の露光装置の
開発が行われている。この走査露光方式の露光装置にお
いても従来の露光装置に要求されていた高いレベルの重
ね合せ精度が同様に要求されることは言うまでもない。
一般に、半導体素子および液晶表示素子の回路構造は単
層ではなく、初回のリソグラフィ工程で形成されるパタ
ーンを基準として各層毎に異なるマスクを用いて高い寸
法精度で重ね焼きしていく必要がある。このため、最低
２点の位置合せマークを感光基板上に形成し、装置毎に
設けられた基準点からのずれ量を計測することにより、
感光基板を位置合せし、露光を行っている。

【０００４】しかしながら、マスク上のより大きな面積
のパターンを感光基板上に露光する技術が求められる現
在では、結像位置の微妙なずれや感光基板の熱膨張、熱
収縮等により、２点で位置合せを行っても、その他の点
でずれが発生してしまう。この現象が起こることを、デ
ィストーションが発生している、と表現する。

【０００５】このディストーションのモードとしては、
図８のように感光基板１０上に設けられたＸ−Ｙ座標の
１次関数として表現される単純倍率誤差や、非線形成分
誤差と称されるＸ−Ｙ座標値の２次以上の成分で表され
る誤差がある。従来の走査露光装置では倍率誤差につい
て、一様な倍率のディストーションは勿論、Ｘ方向、Ｙ
方向に関して各々異なる倍率をもつ、いわゆる、偏倍率
誤差に関しても、様々な補正方法が発明され、開示され
ている。

【０００６】前記走査露光装置において、非線形成分誤
差としては、マスクおよび感光基板を投影光学系倍率に
比例する速度差で同期走査する（以下単に、同期走査す
る、という）方向の位置の関数で表現されるものがあ
る。この非線形成分誤差に関しては、マスクと感光基板
を同期走査する際にマスク若しくは感光基板をＸ，Ｙ，
θ方向に非線形成分に応じた微小量だけ同期位置に対し
て相対的に駆動することにより倍率誤差は勿論、非線形
成分も補正可能である。

【０００７】図２に示すように、スリット状露光領域１
２の幅方向の中心線をＷ座標軸、同期走査の方向をＹ座
標軸、感光基板上でＹ座標軸に直交する座標軸をＸ座標
軸として感光基板上に座標軸を設定すると、上記補正可
能な結像位置ずれ成分ΔＸ，ΔＹ，Δθは、感光基板上
全面について数１式の通り表される。但し、Ｙ座標値は
Ｗ軸からＹ座標軸に平行な方向の距離を絶対値としたも
のとする。

【０００８】

【数１】

【０００９】

【発明が解決しようとしている課題】しかし、投影光学
系およびスリット状露光光により同時に露光照射される
方向、すなわちＷ座標軸に沿った位置の関数で表される
成分の非線形成分については投影光学系のディストーシ
ョン特性を非線形に変更可能としない限り補正が不能で
ある。このため、非線形成分を振り分けて位置ずれ最大
値を小さくするために、計測によりその都度オフセット
を求めたり、予めオフセットを装置定数として登録した
りして結像位置ずれを振り分けた状態で重ね焼きを行っ
ている。

【００１０】図２のＷ方向に沿った位置の関数で表され
る成分について具体的に説明するため、この成分を数２
式で表す。但し、Ｗ座標値はＸ座標値と等しい値である
とする。

【００１１】

【数２】上式において、Ｄ₀ ，Ｅ₀ の項は単なる位置ずれであ
り、露光前にマスクあるいは感光基板を相対的に移動す
れば補正可能である。またＤ₁ ・Ｗ＋Ｄ₂ ・Ｗ²＋・・
・・＋Ｄ_n ・Ｗⁿ の項は広義の横倍率として考えること
ができるものであり、これについては、様々な補正方法
が知られている。

【００１２】また、Ｅ₁ ・Ｗの項はθ成分を表すもので
あり、これについては、θ成分を補正した後、回転中心
と焼付位置の距離をＬとすれば、数２式で表される補正
量だけ走査露光中にＸ位置を補正することにより、単純
なθ回転により補正可能である。

【００１３】

【数３】また、干渉計等によりＸ位置をクロ−ズドル−プサ−ボ
コントロ−ルしている時は、θ回転によりＸ方向距離測
定用ミラーが回転するようにして、スリット状露光領域
の延長線上にレーザ光軸を置けば上記Ｘ方向の補正も不
要である。すなわち、従来、補正不能である成分は、数
２式のうちの数４式で表される成分である。

【００１４】

【数４】本発明の目的は、この成分のうち、偶関数成分を補正す
る手段を有する走査露光装置を提供することにである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明では、横断面が直線形状ではないスリット形
状の露光光により、転写用パタ−ンが形成された原版を
照明する照明光学系と、これによって照明される前記転
写用パターンの像を感光基板上に所定の倍率で投影する
投影光学系と、前記露光光による照明領域の長手方向に
対して直角あるいは一定角度をなす走査方向に、前記原
版および感光基板を前記投影倍率に応じた速度比でもっ
て同期させて移動する移動手段とを備えた走査投影露光
装置において、前記投影光学系の倍率を少なくとも走査
方向について補正する倍率補正手段を備え、これによ
り、感光基板上に露光転写された像に対して重ねて露光
転写する場合の前記走査方向の結像位置ずれのうち、前
記原版および感光基板間の相対位置の補正では補正が不
能な成分を補正することを特徴とする。

【００１６】

【作用】まず、投影光学系の光路中に結像位置のずれ以
外の結像性能に対して実質的に影響を与えない程度の光
学的厚さの平行平面板を入れて広義の横倍率を補正する
走査露光装置において、結像位置のずれを補正する方法
を説明する。

【００１７】図３において、挿入した光学的な平行平面
板１４の厚みをｄ、屈折率をｎ’とし、感光基板１０上
で結像位置を横ずれさせたい方向をＸ軸にとり、これと
垂直な主光線の方向をＺ軸とすると、挿入した平行平面
板１４のＺ方向への湾曲量はＸの関数として表される。
このとき得られるＸ方向での焼付像の横ずれ量ΔＸは数
５式で表される。

【００１８】

【数５】すなわち、結像位置のずれ量は、平行平面板１４各部の
傾きに比例する。よって、一般的な横倍率が発生してい
る場合には、平行平面板１４の傾きがＸ座標に比例する
ように曲げることにより補正されることになり、換言す
れば、平行平面板１４の撓み量がＸの２乗に比例するよ
う撓ませれば良い。

【００１９】広義の横倍率として結像位置がＸのｎ乗に
比例してずれている場合は平行平面板１４がＸの（ｎ＋
１）乗に比例するような撓みをもつように、平行平面板
１４の形状もしくは平行平面板１４のホルダ形状につい
て材料力学上の工夫をすれば良い。

【００２０】走査露光方式の露光装置において、図４の
ようにマスクおよび感光基板の矢印３６で示される同期
走査方向の軸回りに平行平面板１４を曲げて結像位置を
補正することは、これまで述べてきた通り、数２式で
表されるような像歪みを補正する手段として有効であ
り、この事実は周知である。しかし図５のようにＸ座標
軸回りに平行平面板１４を曲げることは、像歪みの補正
に対して何ら効果が無いとして顧みられることがなかっ
た。

【００２１】本発明の走査投影露光装置においては、投
影光学系およびスリット状露光光により同時に露光照射
される方向（Ｘ方向）の位置の関数で表現されるＹ方向
ずれについて、スリット状露光光の形状を、Ｙ＝Ｆ
（Ｘ）でかつＦ（Ｘ）が偶関数であるような式で代表さ
れる形状に変更することにより、Ｘ軸回りに光学的平行
平面板１４を曲げて偶関数成分が補正される。

【００２２】スリット状露光光の形状を、数６式で表さ
れる形状とし、計算上、スリット形状をＹ＝Ｆ（Ｘ）で
代表する。

【００２３】

【数６】ここで、スリット状露光光に対する投影系のＹ方向像歪
みが絶対基準格子に対して、ΔＹ＝Ｇ（Ｘ）だけあると
仮定する。即ちＹ＝Ｆ（Ｘ）で代表されるスリット上の
点は、露光基板上に結像する時、ΔＹ＝Ｇ（Ｘ）分だけ
正規の結像位置に対してずれた状態で結像する。

【００２４】走査露光方式の露光装置においてはスリッ
ト状露光光に対応する投影光学系に起因する像歪みのう
ち、数４式で表されるような非線形成分は、感光基板お
よびマスクの不均一変形や装置構造の走査に伴う変形等
が無視できる場合、マスクおよび感光基板の同期走査方
向の位置の関数にはならず一定となり、図６で代表され
るようなディストーションとなる。

【００２５】実工程上で図６のようなディストーション
が発生した場合、感光基板の前回のフォトリソグラフィ
工程で設けられたアライメントターゲット位置を多点計
測してずれの振分けが通常行われ、図７の通りのディス
トーションとなるが、ばらつき自体は小さくならず、こ
のばらつきを補正することが必要である。

【００２６】数４式で表現されるＹ方向非線形成分のう
ち奇関数成分は、θ成分で近似できるため、θ補正によ
りその誤差成分を近似補正することが可能である。しか
し偶関数成分についてはθ補正によってはばらつきをま
ったく補正することができない。

【００２７】次に、数４式の偶関数成分を補正するため
の光学的平行平面板の曲げ形状を決定する方法を述べ
る。光学的平行平面板の曲げ形状を決定するためには、
Ｙ方向非線形成分を近似する関数を先に決定しなければ
ならない。今、スリット上のＹ方向非線形変位が、

【００２８】

【数７】で近似されるとする。このとき、スリット形状が

【００２９】

【数８】で代表される形状とする。そして、

【００３０】

【数９】を満足するようＦ（Ｘ）あるいはＧ（Ｘ）を決める。す
なわち、数８式を数９式に代入し、その式をさらに数７
式に代入して数１０式を得る。

【００３１】

【数１０】数１０式は結像位置をそのスリット上のＹ座標値に比例
してＹ方向にずらすことにより補正が実現することを示
す。よってスリット状の露光光が数９式のような形状を
している場合、Ｙ座標に比例して平行平面板１４を傾け
ることにより補正が実現する。よって数５式のΔＸに数
１０式のΔＹを代入し、ｄＺ／ｄＸをｄＺ／ｄＹに書き
換えて、数１１式を得る。

【００３２】

【数１１】数１１式の形状で平行平面板１４を曲げてやれば良い。
この曲げを実現するためには、平行平面板１４もしくは
その保持部材を平行平面板１４の剛性よりも十分に大き
くしたうえで、平行平面板１４の形状を材料力学上でい
う片持ちの等応力ばりにし、自由端に集中荷重あるいは
強制変位を与えるか、あるいは両端支持の等応力ばりに
して、はり中央荷重あるいは強制変位を与えてやれば良
い。但し、補正誤差が実用上問題にならない場合には、
単純な片持ちばり、あるいは両端支持ばりとしても構わ
ない。

【００３３】また、このように、平行平面板１４で結像
ずれを発生させて補正を行う代わりに、少なくとも１方
向の倍率を投影光学系内部で変更可能であれば、直線状
でないスリット状露光光と組み合わせることにより同様
の補正が可能である。

【００３４】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は、本発明の一実施例に係る走査投影露光装置
を示す斜視図である。図１において、１０は感光基板、
１１はマスク、１２ａ〜１２ｄはスリット状露光光、１
３は投影光学系、そして１４は光学的平行平面板であ
る。不図示の照明光学系からのスリット状露光光により
マスク１１上のパターンが照射され、その像が投影光学
系１３および平行平面板１４を通過し、感光基板１０上
に投影光学系１３の倍率に応じた大きさの像を結ぶよう
になっている。

【００３５】そして、マスク１１を矢印１５方向に一定
速度Ｖで走査するのに同期して、感光基板１０を矢印１
６方向に一定速度Ｖ／β（βは投影光学系１３の縮小倍
率）で走査する。マスク１１および感光基板１０はそれ
ぞれ不図示のマスクステージおよび感光基板ステージで
保持されており、両ステージのＸ、Ｙ、θ位置は、不図
示のレーザ干渉計でモニタされており、この位置情報に
基づく、クローズドループフィードバックサーボにより
その位置座標は管理されている。

【００３６】なお、クローズドループフィードバックサ
ーボを行うのを感光基板ステージのみにして、マスクス
テージの位置情報に基づいて感光基板ステージのサーボ
位置に補正を加えてもよい。図９はマスク１１上に配置
された、感光基板１０との位置合せ基準マーク（以下、
マスク側ＡＡマークという）２５ａ〜３３ａの配置を示
す。感光基板１０側にも投影光学系１３を介した共軛位
置にマスク側ＡＡマークに対応する位置合せターゲット
マーク（以下、プレート側ＡＡマークという）２５ｂ〜
３３ｂが前回のフォトリソグラフィ工程で設けられてい
る。これらのマークは、通常の場合、マスクに設けられ
た素子パターン３４の内側に配置することを許されない
ため、素子パターン３４の周囲を囲むように配置され
る。

【００３７】図１の２４ａおよび２４ｂはスリット状露
光光１２ａにより照射される領域に沿ってその観察位置
のスパンが変更可能な顕微鏡であり、その観察像は内蔵
カメラにより画像処理装置へ送れるようになっている。
画像処理装置は、重なって取り込まれるマスク側ＡＡマ
ーク像とプレート側ＡＡマーク像のずれ量を算出するも
のである。

【００３８】走査露光に際しては、マスク１１をマスク
ステージ上に設けられた不図示のマスク位置基準マーク
に対して位置決めした後、２つのマスク側ＡＡマーク２
５ａがスリット状露光光１２ａの略直下に同時に位置す
るよう移動する。

【００３９】次に、プレート側ＡＡマークが形成済の感
光基板１０をプレート側ＡＡマーク２５ｂの投影光学系
１３によるマスク１１上への投影像がマスク側ＡＡマー
ク２５ａに重なるように相互の位置関係を調整し、顕微
鏡２４ａ，２４ｂにおいて重なった像をカメラ上へ結像
させ、画像処理装置により自動位置合せを実行する。こ
の位置合せ完了後のマスクステージ、感光基板ステージ
各々の位置をイニシャル位置として、投影光学系倍率に
比例した同期走査を行うものとする。

【００４０】マスク側および感光基板側ＡＡマーク２６
ａ〜２９ａ，２６ｂ〜２９ｂについても順次アライメン
トを行い、その時のステージのイニシャル位置からのオ
フセット量をメモリに記憶させた後、スリット状露光領
域に沿って顕微鏡２４ａ，２４ｂ間のスパンＶＳを縮め
る。この場合、図２に示すように、顕微鏡の視野位置３
５ａおよび３５ｂをＶＹだけ走査方向に移動させる必要
があるため、マスク１１および感光基板１０をＶＹに対
応する量だけ移動する。移動量ＶＹは、スリットの形状
を表す式Ｙ＝Ｆ（Ｘ）により与えられ、ＡＡマーク２５
ａ〜２９ａ，２５ｂ〜２９ｂまでの位置合せ実行時のス
パンＶＳをＶＳ０とすれば、数１２式となる。

【００４１】

【数１２】感光基板１０は投影光学系１３の縮小倍率βを考慮し、
マスク１１の移動量ＶＹに対し、ＶＹ’＝ＶＹ／βだけ
同期させて動かす。

【００４２】このようにして、スパンＶＳをＶＳ０から
ＶＳ１，ＶＳ２に縮め、ＡＡマーク３０ａ〜３３ａ，３
０ｂ〜３３ｂの位置合せマークに対して、今度は位置合
せを実行せず、そのずれ量のみ読み取り、そのＹ方向ず
れ量を各々３０ａＹ〜３２ａＹとする。次にこのずれ量
の補正について説明する。

【００４３】数１１式は、平行平面板１４の傾きが、
そのＹ座標に比例するよう曲げることにより、スリット
上のＹ方向非線形成分誤差を全面で補正可能であること
を示している。そこで、図１１に示すようにスリットに
固定されたＸ、Ｙ座標系を考える。顕微鏡２４ａ、２４
ｂの初期スパンをＶＳ０とし、このときのＹ座標を０と
する。補正量を増やすのは数１１式におけるｋ₁ の値
を大きくすることに他ならない。これは平行平面板１４
の傾き量を増加させることであり、図１においては後述
するように、パルスモータ１９ａ，１９ｂの駆動量を増
加させることと等価である。平行平面板１４を全体に湾
曲させた場合、Ｘ＝ＶＳ０／２の位置の像も、ずれを発
生させられてしまうため、数１１式を書き換えて数１
３式とする。

【００４４】

【数１３】但し、ｋ₁ ，ｋ₂ は新たに定めた比例定数、Ｐはパルス
モータ１９ａ，１９ｂの駆動パルス数である。そこで、
観察顕微鏡のスパンおよびパルスモータ１９ａ，１９ｂ
のパルス数を振って、その駆動パルスが０のときに対し
て像のずれがどれだけ発生するかを調べる。これにより
ｎヶのデ−タを得たとする。このときのＹ方向ずれ量を
ΔＹ_iとすれば、数１４式を最小にするｋ₁ ，ｋ₂ を求
めることにより、図１の後述する補正機構の特性が求ま
る。

【００４５】

【数１４】具体的にはＦをｋ₁ で偏微分した式および、Ｆをｋ₂ で
偏微分した式が０となる条件においてＦを最小とするｋ
₁ およびｋ₂ を求めることが可能である。

【００４６】実際の露光前のずれ量計測時には、

【００４７】

【数１５】と置き、ずれ量３０ａＹ〜３３ａＹを数１５式に代入
してＧを最小にするＰを同様に求め、パルスモータ１９
ａ，１９ｂの駆動パルス数を求める。これにより平行平
面板１４の曲げ補正量が求まったことになる。

【００４８】最後に、平行平面板１４を湾曲させること
による、観察顕微鏡のスパンがＶＳ０であるときの結像
位置のずれ量を数１３式により求め、露光時にはマスク
ステージもしくは感光基板ステージをＶＳ０時の像のず
れ分だけＹ方向に補正して走査露光する。

【００４９】なお、ここでは、１回の露光走査における
平行平面板１４の湾曲は一定としたが、数１５式か
ら、パルスモータ１９ａ，１９ｂの駆動パルス数Ｐを求
める際、図９のＡＡパターン２９ａ〜３１ａを用いて求
めた値と、ＡＡパターン２７ａ，３２ａ，３３ａを用い
て求めた値を使用して、露光中、リニアにパルス数を変
えて露光を行うことも可能である。この場合、観察顕微
鏡のスパンがＶＳ０の場合に相当する位置の補正量もパ
ルス数に応じてリニアに変更することが必要である。

【００５０】次に、平行平面板１４を湾曲させる部分の
構造と動作について図１を用いて詳細に説明する。装置
電源の投入により、または電源入力後のオペレータの走
査により、静電センサ２０ａ，２０ｂの測定値が予め設
定された値となるようにパルスモータ１９ａ，１９ｂを
駆動する。これにより、平行平面板１４の初期状態が平
面となるよう直ちにイニシャライズされ、その精度もフ
ォトセンサ等の精度と比べ十分であると共に、駆動精度
の補正も可能である。

【００５１】パルスモーター１９ａ，１９ｂの軸が回転
すると、送りネジ１８ａ，１８ｂが回転し、連結棒２１
が上下に移動する。連結棒２１と送りネジ１８ａ，１８
ｂのナットは、図示しないボーズピンで連結され、互い
にこじり等は発生しない。連結棒２１が上下することに
より、平行平面板１４を保持する等応力はり１７ａおよ
び１７ｂが、Ｙ座標に比例してその傾きが変化するよう
湾曲する。１７ａおよび１７ｂは、平行平面板１４に比
べて、大きい剛性を有し、かつ平行平面板１４は部材２
２ａ，２２ｂによりはり１７ａ，１７ｂに固定されてい
るため、平行平面板１４は等応力はり１７ａ，１７ｂに
ならって湾曲する。また、平行平面板１４はその中央部
も部材２２ｃおよび２２ｄにより保持されているため、
全体的に等応力はり１７ａ，１７ｂの湾曲と同様に一様
に湾曲する。

【００５２】なお、部材２２ａ，２２ｂの代わりに真空
吸着を用いて平行平面板１４を等応力はり１７ａ，１７
ｂに固定するようにしてもよい。また、パルスモータ１
９ａ，１９ｂの代わりにダイヤフラムとサーボバルブに
よる圧力によって平行平面板１４を湾曲させることも可
能であり、また、サーボモータやピエゾスタックで行う
ことも可能である。

【００５３】また、本実施例では、投影光学系１３の下
部に平行平面板１４を配置しているが、投影光学系１３
とマスクの間に平行平面板１４を配置することも可能で
ある。但しこの場合は、投影光学系１３の下に平行平面
板１４を配置した場合とは、補正のための駆動方向が異
なる。すなわち、図１のように感光基板側に平行平面板
を凸状になるように曲げた場合と、マスク側に平行平面
板１４を挿入してマスク側に凸状になるように曲げた場
合とでは、結像位置のずれ方向は逆となる。

【００５４】さらに、投影光学系１３中の光屈折手段を
平行移動することにより結像位置ずれを偏倍補正的ある
いは一様倍率補正的に発生させるような光学系として、
前者の場合は上述の実施例とまったく同様に、後者の場
合は横倍率補正手段と組み合わせて、走査露光方向の非
線形成分補正を行うときに同時に発生する、走査露光に
直交する成分の補正を行うことにより、同様な補正を実
現可能である。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、直
線形状ではないスリット状の露光光の長手方向に対し、
直交あるいは一定の角度をなす方向の結像位置ずれを補
正するように倍率補正手段を駆動させることにより、従
来の走査投影露光装置では不可能とされていたスリット
状露光光の長手方向に直交する方向の非線形像歪を投影
光学系に複雑な調整および変更を加えることなく補正可
能である。

【００５６】また、スリット状露光領域が円弧を表す方
程式もしくはスリットの長手方向を示す直線上の点に対
して偶関数で示すことのできる形状にすることにより、
Ｙ方向非線形成分のうち、θ回転で補正可能な成分を除
く非線形成分のみを補正することが可能である。

【００５７】また、倍率補正手段を光学的な平行平面板
とすることにより、複雑な計算を要する偏倍ズーム光学
系を設計する必要なく、倍率補正手段を構成することが
できる。

【００５８】更に、平行平面板を支持して撓ませるホル
ダあるいは平行平面板自体が前記スリット状露光領域形
状を代表する方程式と補正すべき結像位置ずれを表す方
程式により決定される撓み方程式を満足するような形状
となっていることにより、Ｙ方向非線形成分の誤差を補
正するときの平行平面板の曲げ駆動量を数学的に一意に
精度良く算出可能であると共に、平行平面板の一端もし
くは両端面を駆動するのみで所望の平行平面板の曲げ形
状が実現可能である。

【００５９】また、平行平面板を撓ませる手段として電
気的アクチュエータを備え、光学的平行平面板あるいは
そのホルダの撓み量を検知することが可能なセンサを有
することにより、自動でＹ方向非線形誤差成分を補正す
ることが可能である。

【００６０】露光に先立ち結像位置のずれ量を計測し、
このずれ量から平行平面板を撓ませる量を計算し、これ
に基づいて、露光走査前あるい露光走査中に平行平面板
を撓ませる量を変更することにより、投影光学系のドリ
フトや、感光基板個々の熱膨張、熱収縮に伴う像のずれ
も精度良く補正することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る走査投影露光装置を
示す斜視図である。

【図２】図１の装置において、直線状ではない露光光
に沿って観察顕微鏡の視野が移動したときにＹ方向に視
野が移動することを示す図である。

【図３】図１の装置において、光学的平行平面板を湾
曲させたときの像ずれを示す模式図である。

【図４】広義の横倍率補正を行うときの光学的平行平
面板の曲げ方向を示す図である。

【図５】従来例でのスリット形状ではＹ方向非線形誤
差成分の補正が不能であることを直感的に説明する図で
ある。

【図６】Ｙ方向非線形誤差成分が発生したときの像ず
れ状態を示すベクトル図である。

【図７】図６の像ずれ時、振分けによりずれの最大値
を少なくした時のずれ状態図である。

【図８】感光基板が一様に熱膨張した時の像ずれ図で
ある。

【図９】図１の走査露光装置を使用した時のマスクパ
ターン上ＡＡパターンの配置例を示す図である。

【図１０】図１の走査露光装置を使用した時の感光基
板上ＡＡパターンの配置例を示す図である。

【図１１】図１の装置において、直線状ではないスリ
ット状露光光上に固定した座標系を示す図である。

【図面の主要な部分を表す符号の説明】

１０：感光基板、１１：マスク或いはレチクル、１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ：スリット状露光光、１
３：投影光学系、１４：光学的平行平面板、１５：マス
クの走査方向を示す矢印、１６：感光基板の走査方向を
示す矢印、１７ａ，１７ｂ：光学的平行平面板を保持す
る梁、１８ａ，１８ｂ：送りネジ、１９ａ，１９ｂ：パ
ルスモーター、２０ａ，２０ｂ：静電センサ、２１：連
結棒、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ：光学的平行平
面板抑え金具、２３ａ，２３ｂ：折り曲げミラー、２４
ａ，２４ｂ：観察顕微鏡、２５ａ〜３３ａ，２５ｂ〜３
３ｂ：位置合わせマーク、３４：実素子パターン、３５
ａ，３５ｂ：観察顕微鏡の視野位置、３６：光学的平行
平面板の走査露光方向を示す矢印、３７：変位量、３
８：基準格子。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】横断面が直線形状ではないスリット形状
の露光光により、転写用パタ−ンが形成された原版を照
明する照明光学系と、これによって照明される前記転写
用パターンの像を感光基板上に所定の倍率で投影する投
影光学系と、前記露光光による照明領域の長手方向に対
して直角あるいは一定角度をなす走査方向に、前記原版
および感光基板を前記投影倍率に応じた速度比でもって
同期させて移動する移動手段とを備えた走査投影露光装
置において、前記投影光学系の倍率を少なくとも走査方
向について補正する倍率補正手段を備え、これにより、
感光基板上に露光転写された像に対して重ねて露光転写
する場合の前記走査方向の結像位置ずれのうち、前記原
版および感光基板間の相対位置の補正では補正が不能な
成分を補正することを特徴とする走査投影露光装置。
【請求項２】前記スリット形状は円弧を表す方程式も
しくは偶関数で示すことができることを特徴とする請求
項１記載の走査投影露光装置。
【請求項３】前記倍率補正手段は、前記原版と感光基
板との間に配置した平行平面板、およびこれを湾曲させ
る湾曲手段を備えることを特徴とする請求項１記載の走
査投影露光装置。
【請求項４】前記湾曲手段は、前記スリット形状を示
す方程式と前記結像位置ずれを表す方程式により決定さ
れる撓みを示す方程式を満足するような形状となるよう
に前記平行平面板を湾曲させるものであることを特徴と
する請求項３記載の走査投影露光装置。
【請求項５】前記湾曲手段は、前記平行平面板を湾曲
させるための力を付与するアクチュエータ、および、光
学的平行平面板あるいはそのホルダの撓み量を検知する
センサを有することを特徴とする請求項３記載の走査投
影露光装置。
【請求項６】露光に先立ち前記結像位置のずれ量を検
知する手段、およびこのずれ量から前記平行平面板を湾
曲させる量を計算する手段を有し、前記湾曲手段はこの
結果に基づき、露光走査前あるいは露光走査中に湾曲量
を変更するものであることを特徴とする請求項３〜５記
載の走査投影露光装置。