JP4649717B2

JP4649717B2 - Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method

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Publication number: JP4649717B2
Application number: JP2000269288A
Authority: JP
Inventors: 誠土屋; 圭奈良
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1999-10-01
Filing date: 2000-09-05
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2020-09-05
Also published as: JP2001166497A; KR20010039943A; KR100846337B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の照明光学系からマスクに露光光を照明し、前記各照明光学系に対応して配された複数の投影光学系を介して前記マスクのパターンの像を基板上に転写する露光方法及び露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータやテレビジョン受像機の表示素子として液晶表示基板が多用されるようになっている。この液晶表示基板は、ガラス基板上に透明薄膜電極をフォトリソグラフィの手法で所望の形状にパターンニングして作られる。このリソグラフィのための装置として、マスク上に形成された原画パターンを投影光学系を介してガラス基板上のフォトレジスト層に露光する投影露光装置が用いられている。
【０００３】
ところで、最近では液晶表示基板の大面積化が要求されており、それに伴って投影露光装置においても露光領域（ショット領域）の拡大が望まれている。このショット領域の拡大の手段として、複数の投影光学系を有する走査型露光装置が挙げられる。この走査型露光装置は、光源から射出された光束の光量を均一化するフライアイレンズ等を含む照明光学系と、この照明光学系によって光量を均一化された光束を所望の形状に整形してマスクのパターン領域を照明する視野絞りとを複数備えている。
【０００４】
そして、マスクは、複数配置された照明光学系のそれぞれから射出される光束によって異なる領域（照明領域）をそれぞれ照明される。マスクを透過した光束は、それぞれ各照明光学系に対応して設けられた投影光学系を介してガラス基板上の異なる投影領域にマスクのパターンの像を結像する。そして、マスクとガラス基板とを同期させつつ投影光学系に対して走査することによって、マスク上のパターン領域の全面がガラス基板上に転写される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した構成の走査型露光装置においては、マスクに形成されたパターンの像は複数の投影光学系によって分割されてガラス基板上に投影される。この場合、分割されたパターンの像は隙間無くあるいは所定量だけオーバーラップするようにガラス基板上に投影される。
このような複数の投影光学系を備える露光装置において、基板上の各投影領域（各投影光学系からの露光光によって照射される基板上の各領域）に形成されるパターンの線幅は均一化されることが望ましい。しかしながら各々の投影光学系の特性（結像特性など）に差があると、複数の照明光学系のそれぞれの照射量を均一にしても基板に形成されるパターンの線幅が投影領域毎に異なるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、複数の照明光学系からマスクに露光光を照明し、各照明光学系に対応して配された複数の投影光学系を介してマスクに形成されたパターンの像を基板上に転写するに際し、基板上に形成されるパターンの線幅が各投影領域において均一化できる露光方法及び露光装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明は、実施の形態に示す図１〜図９に対応付けした以下の構成を採用している。すなわち、本発明に係る露光方法は、複数の照明光学系（４ａ〜４ｇ）からマスク（Ｍ）に露光光を照明し、照明光学系（４ａ〜４ｇ）のそれぞれに対応して配された複数の投影光学系（５ａ〜５ｇ）を介してマスク（Ｍ）のパターンの像を基板（Ｗ）上に転写する露光方法において、予め、基板（Ｗ）上における投影光学系（５ａ〜５ｇ）のそれぞれに対応する投影領域（Ｐａ〜Ｐｇ）の露光光の照射量を所定量に設定して露光処理を行い、この露光処理によって基板（Ｗ）上に形成された各投影領域（Ｐａ〜Ｐｇ）に対応するパターンの像のそれぞれの寸法を計測し、この計測結果に基づいて各寸法が目標値となるように、照明光学系（４ａ〜４ｇ）の露光光の照射量、照明光学系（４ａ〜４ｇ）の光学特性、投影光学系（５ａ〜５ｇ）の光学特性のうち少なくとも１つを、投影領域（Ｐａ〜Ｐｇ）のそれぞれを決定する光学系（４ａ〜４ｇ、５ａ〜５ｇ）ごとにそれぞれ個別に変更することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、基板（Ｗ）上の各投影領域（Ｐａ〜Ｐｇ）に形成されたパターンの寸法のそれぞれの計測結果に基づいて、照明光学系（４ａ〜４ｇ）の露光光の照射量、照明光学系（４ａ〜４ｇ）の光学特性、投影光学系（５ａ〜５ｇ）の光学特性のうち少なくとも１つを、投影領域（Ｐａ〜Ｐｇ）のそれぞれを決定する光学系（４ａ〜４ｇ、５ａ〜５ｇ）ごとにそれぞれ個別に変更することにより、各光学系（４ａ〜４ｇ、５ａ〜５ｇ）の特性に違い等がある場合でもこれらの影響を受けることなく基板（Ｗ）上の複数の投影領域（Ｐａ〜Ｐｇ）に形成されるパターンの寸法を確実に一致することができる。
このとき、予め、基板（Ｗ）上の各投影光学系（５ａ〜５ｇ）に対応する投影領域（Ｐａ〜Ｐｇ）の露光光の照射量を例えば均一にするなど所定量に設定して露光処理を行うことにより、形成されるパターンの寸法はある程度一致する。そして、このパターンの寸法を計測することにより、計測は、例えば短い処理時間を実現することができるなど、効率良く行われる。
なお、寸法とは、パターンの線幅や間隔、パターン位置など、基板Ｗの板面に沿う方向の寸法値を指す。この場合、ホール状のパターンの径も含まれる。
また、投影領域とは、各投影光学系からの露光光によって照射される基板上の各領域を指す。
【０００９】
このとき、照明光学系（４ａ〜４ｇ）のそれぞれの露光光の照射量を変更する際、露光光の照射量変化量とパターンの像の寸法変化量との関係を予め求め、この関係に基づいて照明光学系（４ａ〜４ｇ）の露光光の照射量を変更することによって、照明光学系（４ａ〜４ｇ）の最適な露光光の照射量が効率良く求められる。
【００１０】
本発明に係る露光装置は、光源（１１）からの露光光をマスク（Ｍ）に照明する複数の照明光学系（４ａ〜４ｇ）と、照明光学系（４ａ〜４ｇ）のそれぞれに対応して配され、露光光によって照明されるマスク（Ｍ）のパターンの像を基板（Ｗ）上に転写する複数の投影光学系（５ａ〜５ｇ）とを備えた露光装置において、基板（Ｗ）上に形成された投影光学系（５ａ〜５ｇ）のそれぞれの投影領域（Ｐａ〜Ｐｇ）に対応するパターンの像の寸法を計測する寸法計測系（３０）と、寸法計測系（３０）の計測結果に基づいて、照明光学系（４ａ〜４ｇ）の露光光の照射量、照明光学系（４ａ〜４ｇ）の光学特性、投影光学系（５ａ〜５ｇ）の光学特性のうち少なくとも１つを、投影領域（Ｐａ〜Ｐｇ）のそれぞれを決定する光学系（４ａ〜４ｇ、５ａ〜５ｇ）ごとにそれぞれ個別に変更する制御系（７）とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、基板（Ｗ）上の各投影領域（Ｐａ〜Ｐｇ）のパターンの寸法は寸法計測系（３０）によって計測され、照明光学系（４ａ〜４ｇ）の露光光の照射量、照明光学系（４ａ〜４ｇ）の光学特性、投影光学系（５ａ〜５ｇ）の光学特性のうち少なくとも１つがこの寸法計測系（３０）の計測結果によってそれぞれ変更される。このように、各照明光学系（４ａ〜４ｇ）の露光光の照射量、各照明光学系（４ａ〜４ｇ）の光学特性、各投影光学系（５ａ〜５ｇ）の光学特性は、基板（Ｗ）上の各投影領域（Ｐａ〜Ｐｇ）に形成されたそれぞれのパターンの寸法の計測結果に基づいて調整されるので、例えばそれぞれの光学系（４ａ〜４ｇ、５ａ〜５ｇ）の特性などが異なっている場合においてもこれらの影響を受けること無く、基板（Ｗ）上に形成される投影領域（Ｐａ〜Ｐｇ）ごとのパターンの寸法は均一化される。
【００１２】
このとき、基板（Ｗ）上における投影光学系（５ａ〜５ｇ）のそれぞれに対応する投影領域（Ｐａ〜Ｐｇ）の露光光の照射量を計測する照射量計測系（２２）を設けるとともに、制御系（７）は、照射量計測系（２２）の計測結果に基づいて照明光学系（４ａ〜４ｇ）のそれぞれの露光光の照射量を変更可能とすることにより、各照明光学系（４ａ〜４ｇ）の露光光の照射量の調整は、例えば基板（Ｗ）上の各投影領域（Ｐａ〜Ｐｇ）における露光光の照射量を照射量計測系（２２）によって計測し、このときの各照射量が均一になるように各照明光学系（４ａ〜４ｇ）の照射量を調整した後、寸法計測系（３０）の計測結果に基づいて行われる。
【００１３】
また、投影光学系（５ａ〜５ｇ）の光学特性としてそれぞれの焦点位置を焦点位置調整装置（５８、５８ａ、６１、６１ａ、ＬＣ）を用いて調整することにより、投影光学系の解像力が変化してパターンの像の見かけ上の寸法が変化するので、基板（Ｗ）上の複数の投影領域（Ｐａ〜Ｐｇ）に形成されるそれぞれのパターンの寸法を調整することができる。
【００１４】
また、照明光学系（４ａ〜４ｇ）の光路上の所定の位置に、露光光を通過可能な可変の開口を有する光学部材（７０）を設け、この光学部材（７０）の開口を調整することによっても、解像力が変化するので、パターンの寸法を調整することができる。
【００１５】
また、投影光学系（５ａ〜５ｇ）の光学特性としてそれぞれの開口数を開口数調整装置（８０）を用いて調整することによっても、パターンの像の見かけ上の寸法が変化するので、形成されるパターンの寸法を調整することができる。
【００１６】
また、照明光学系（４ａ〜４ｇ）の光学特性としてこの照明光学系（４ａ〜４ｇ）のそれぞれによる露光光の波長を波長調整装置（１３）を用いて変更することによっても、パターンの寸法を調整することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
《第１実施形態》
以下、本発明の露光方法及び露光装置の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の露光装置の概略構成図であり、図２は図１のうち、マスクＭ及び基板Ｗを保持したキャリッジ９を説明するための斜視図である。
【００１８】
図１、図２において、露光装置１は、光源１１からの光束（露光光）をマスクＭに照明する複数の照明光学系４（４ａ〜４ｇ）と、この照明光学系４内に配され、光束を通過させる開口Ｓの面積を調整してこの光束によるマスクＭの照明範囲を規定する視野絞り８と、これら各照明光学系４に対応して配され、露光光によって照明されるマスクＭのパターンの像を基板Ｗ上に転写する複数の投影光学系５（５ａ〜５ｇ）と、各照明光学系４の露光光の照射量を調整する制御部（制御系）７とを備えている。
【００１９】
さらにこの露光装置１には、基板Ｗ上に形成された各投影光学系５に対応する位置（投影領域）のパターンの像の形状のうち、寸法を計測する寸法計測系３０が備えられており、制御部７は寸法計測系３０の計測結果に基づいて各照明光学系４ａ〜４ｇの露光光の照射量を独立して調整可能となっている。また、基板Ｗはキャリッジ９のうち下段側に設けられている基板ステージ９ａに保持されており、一方、マスクＭはキャリッジ９の上段側に設けられているマスクステージ９ｂに保持されている。そして、これら基板Ｗ及びマスクＭはキャリッジ９によって一体的に保持されている。
【００２０】
照明光学系４は、超高圧水銀ランプ等からなる光源１１と、この光源１１を駆動するための光源駆動部（電源）１１ａと、光源１１から射出された光束を集光する楕円鏡１２と、この楕円鏡１２によって集光された光束のうち露光に必要な波長のみを通過させる波長フィルタ（波長調整装置）１３と、この波長フィルタ１３を通過した光束を均一な照度分布の光束に調整するフライアイレンズ１５と、レンズ系１４、１６、１７とを備えている。このとき、視野絞り８はフライアイレンズ１５からの光束が入射されるレンズ系１６とレンズ系１７との間に配されている。
【００２１】
照明光学系４は複数（本実施形態では４ａ〜４ｇの７つ）配置されており（但し、図１中では便宜上レンズ系１７に対応するもののみ示している）、複数の照明光学系４ａ〜４ｇのそれぞれから射出された露光光はマスクＭ上の異なる少量域（照明領域）をそれぞれ照明する。
【００２２】
視野絞り８は、例えば平面Ｌ字状に屈曲する一対の羽根を光束の光軸と直交させた状態で組み合わせて矩形状の開口Ｓを生じさせるものであって、これらの羽根は図示しない駆動機構によって光軸と直交する面内で移動可能とされている。すなわち視野絞り８はこれら羽根の位置の変化に伴って開口Ｓの大きさを変化可能とされており、フライアイレンズ１５から入射される光束のうち開口Ｓを通過した光束（露光光）のみをレンズ系１７側に送るようになっている。この視野絞り８は、各照明光学系４ａ〜４ｇに対応するように複数設けられている。
【００２３】
マスクステージ９ｂに保持されているマスクＭには、基板Ｗに転写されるべきパターンが形成されている。そして、各視野絞り８によりその照明領域を規定され各レンズ系１７を透過した各露光光によって、マスクＭは異なる領域（照明領域）をそれぞれ照明されるようになっている。
【００２４】
照明光学系４ａ〜４ｇの各光路中のうち、フライアイレンズ１５とレンズ系１６との間にはハーフミラー１８が設けられている。このハーフミラー１８は照明光学系４ａ〜４ｇのそれぞれの光束の一部をレンズ系１９を介してディテクタ２０に入射させるようになっている。このディテクタ２０は、各照明光学系４ａ〜４ｇに対応して複数（この場合７つ）設けられており、常時、各照明光学系４ａ〜４ｇのそれぞれの光束の強度を独立して検出するとともに、各検出信号を制御部７に送出するようになっている。すなわち、各照明光学系４ａ〜４ｇの露光光の照射量（各照明光学系４ａ〜４ｇにそれぞれ設けられている各光源１１の照射量）は、各ディテクタ２０によって独立して検出可能に設けられており、それぞれの検出信号は制御部７に送出されるようになっている。
【００２５】
レンズ系１４の光路下流側にはフィルタ４１が設けられている。このフィルタ４１は、図３に示すように、ガラス板４１ａ上にＣｒ等ですだれ状にパターンニングされたものであって、透過率がＹ方向に沿ってある範囲で線形に漸次変化するように形成されている。そして、このフィルタ４１に接続したフィルタ駆動部４２は、制御部７の指示に基づいてフィルタ４１をＹ方向に移動させるものである。制御部７はディテクタ２０の検出結果に基づいて、フィルタ駆動部４２を駆動してフィルタ４１を移動し、各光路毎の光量を調整するようになっている。
【００２６】
投影光学系５（５ａ〜５ｇ）は、開口Ｓによって規定されたマスクＭの照明範囲に存在するパターンの像を基板Ｗに結像させ、基板Ｗの特定領域にパターンの像を露光するためのものであって、各照明光学系４ａ〜４ｇに対応して配置されている。このとき投影光学系５ａ、５ｃ、５ｅ、５ｇと投影光学系５ｂ、５ｄ、５ｆとが２列に千鳥状に配列されており、これら各投影光学系５ａ〜５ｇは照明光学系４ａ〜４ｇから射出しマスクＭを透過した複数の露光光を透過させ、基板ステージ９ａに保持されている基板ＷにマスクＭに形成されたパターンの像を投影するようになっている。すなわち各投影光学系５ａ〜５ｇを透過した露光光は、基板Ｗ上の異なる投影領域にマスクＭの照明領域に対応したパターンの像を結像する。
【００２７】
各投影光学系５ａ〜５ｇは、図４に示すように、マスクＭを透過した露光光が入射する像シフト機構５３と、２組の反射屈折型光学系５４、５５と、視野絞り５６と、倍率調整機構５７とを備えている。
【００２８】
像シフト機構５３は、例えば、２枚の平行平板ガラスがそれぞれＹ軸まわりもしくはＺ軸まわりに回転することで、マスクＭのパターンの像をＸ方向もしくはＹ方向にシフトさせるものである。像シフト機構５３を透過した露光光は、１組目の反射屈折型光学系５４に入射する。
【００２９】
反射屈折型光学系５４は、マスクＭのパターンの中間像を形成するものであって、直角プリズム５８とレンズ５９と凹面鏡６０とを備えている。直角プリズム５８にはプリズム移動装置５８ａが接続されており、このプリズム移動装置５８ａによって、直角プリズム５８はＺ軸まわりに回転し、マスクＭのパターンの像を回転させるようになっている。さらに、直角プリズム５８は、プリズム移動装置５８ａによって図中、光路に対して出し入れ方向（Ｘ方向）に移動可能となっている。
【００３０】
マスクＭのパターンの中間像の位置には視野絞り５６が配置されている。視野絞り５６は、基板Ｗ上での投影領域Ｐａ〜Ｐｇ（図５参照）を設定するものである。視野絞り５６を通過した露光光は、２組目の反射屈折型光学系５５に入射する。反射屈折型光学系５５は、反射屈折型光学系５４と同様に、直角プリズム６１とレンズ６２と凹面鏡６３とを備えている。また、直角プリズム６１にもプリズム移動装置６１ａが接続されていて、Ｚ軸まわりに回転自在となっており、マスクＭのパターンの像を回転させるようになっている。さらに、直角プリズム６１は、プリズム移動装置６１ａによって図中、光路に対して出し入れ方向（Ｘ方向）に移動可能となっている。
【００３１】
反射屈折型光学系５５から出射された露光光は、基板Ｗ上にマスクＭのパターンの像を正立等倍で結像する。反射屈折型光学系５５には、倍率調整機構５７が、レンズ６２を通り、直角プリズム６１に至る光路中に設けられている。倍率調整機構５７は、例えば、平凸レンズ、両凸レンズ、平凸レンズの３枚のレンズから構成され、平凸レンズと平凹レンズとの間に位置する両凸レンズを光軸方向に移動させることにより、マスクＭのパターンの像の倍率を変化させるようになっている。
なお、倍率調整機構５７は、凹面鏡６３で反射され、レンズ６２に至る光路中に設けるようにしてもよい。又、反射屈折型光学系５５と基板Ｗとの間に倍率調整機構５７を設けるようにしてもよい。
【００３２】
マスクＭ及び基板Ｗを一体的に保持するキャリッジ９は、図中Ｘ方向に移動可能に設けられている。この場合、図２に示すように、キャリッジ９は図示しない駆動源によってＸガイド軸２３に沿って移動可能に設けられている。すなわち、キャリッジ９をＸガイド軸２３に沿って移動させることにより、キャリッジ９は照明光学系４及び投影光学系５に対して相対移動するように設けられている。このとき各照明光学系４ａ〜４ｇと各投影光学系５ａ〜５ｇとは図示しない固定支持部によって固定されている。
【００３３】
千鳥格子状に配置されている各投影光学系５ａ〜５ｇは、隣合う投影光学系どうし（例えば投影光学系５ａと５ｂ、５ｂと５ｃ）をＸ方向に所定量変位させるように配置されている。したがって、図５に示すように、各投影光学系５ａ〜５ｇを透過する露光光によって形成される基板Ｗ上の投影領域Ｐａ〜Ｐｇのうち、隣合う領域どうし（例えばＰａとＰｂ、ＰｂとＰｃ）は図のＸ方向に所定量変位されるように投影される。このとき、隣合う投影領域の端部どうしが、図５のＹ方向に所定量（例えば５ｍｍ）重複させるように配置されている。すなわち、上記複数の投影光学系５ａ〜５ｇは各投影領域Ｐａ〜Ｐｇの配置に対応するようにＸ方向に所定量変位するとともにＹ方向に重複して配置されている。また、複数の照明光学系４ａ〜４ｇの配置は、マスクＭ上の照明領域が上記の投影領域Ｐａ〜Ｐｇと同様の配置となるように、すなわち投影光学系５ａ〜５ｇに対応するように配置される。なお、この場合、各投影光学系５ａ〜５ｇはいずれも等倍正立系となっている。
【００３４】
そして、マスクＭ及び基板Ｗを一体で保持するキャリッジ９がＸガイド軸２３に沿って移動されることにより、つまり照明光学系４及び投影光学系５に対してＸ方向に走査されることにより、マスクＭに形成されたパターンの像の全面が、基板Ｗ上のショット領域ＥＡに転写される。
【００３５】
キャリッジ９のうち、基板Ｗを保持する側である基板ステージ９ａの一部には、この基板Ｗ上の各投影光学系５ａ〜５ｇに対応する位置の露光光の照射量を計測する照度センサ（照射量計測系）２２が設けられている。この照度センサ２２は、キャリッジ９上にＹ方向にガイド軸２４を有しており、基板Ｗと同一平面の高さになるように設置されている。すなわち照度センサ２２は、照度センサ駆動部２１によってキャリッジ９（基板ステージ９ａ）の移動方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に移動可能に設けられている。
【００３６】
この照度センサ２２は、１回又は複数回の露光に先立ち、キャリッジ９のＸ方向の移動と照度センサ駆動部２１のＹ方向の移動とによって投影光学系５ａ〜５ｇに対応する各投影領域Ｐａ〜Ｐｇの下で走査される。したがって基板Ｗの露光面上の照明光強度（照度）は照度センサ２２によって２次元的に検出されるようになっている。そしてこの照度センサ２２によって検出された照度データは制御部７に送出される。
【００３７】
線幅計測機（寸法計測系）３０は、各投影光学系５ａ〜５ｇに対応する各投影領域Ｐａ〜Ｐｇに形成されたパターンの寸法を計測するためのものである。この場合、線幅計測機３０は、基板Ｗ上に形成されたパターンの線幅を計測するものであって、例えば光波干渉式測定機や測長ＳＥＭなどの、光学式、あるいは電子ビーム式などの測定機を用いることができる。
なお、ここで言う寸法とは、パターンの線幅や間隔、パターン位置など、基板Ｗの板面に沿う方向の寸法値を指す。この場合、ホール状のパターンの径も含まれる。
【００３８】
この線幅計測機３０は、マスクＭのパターンの像を投影され現像処理を終えた基板Ｗ上の各投影領域Ｐａ〜Ｐｇのパターンの線幅を計測するためのものであって、現像処理を施され基板ステージ９ａに保持された基板Ｗのパターンの線幅の計測を行うためにキャリッジ９近傍に設けられる。そして、この線幅計測機３０によって検出された基板Ｗ上の各投影領域Ｐａ〜Ｐｇのパターンの線幅データ（寸法データ）は、制御部７に送出されるようになっている。
【００３９】
このような構成を持つ露光装置１によってマスクＭのパターンの像を基板Ｗ上に転写する動作について説明する。
露光に先立ち、照度センサ２２が照度センサ駆動部２１によってＹ方向に駆動されるとともに、キャリッジ９がＸ方向に駆動される。これによって照度センサ２２は投影光学系５ａ〜５ｇに対応した投影領域Ｐａ〜Ｐｇの下で走査される。このとき基板Ｗの露光面上の照度は走査する照度センサ２２によって計測される。
【００４０】
照度センサ２２によって検出された、基板Ｗ上における各投影領域Ｐａ〜Ｐｇのそれぞれの照度の検出信号は制御部７に送出される。制御部７は、この照度センサ２２の検出信号に基づいて、各投影光学系５ａ〜５ｇに対応する投影領域Ｐａ〜Ｐｇの照度を均一にするように、各照明光学系４ａ〜４ｇの露光光の照射量を各ディテクタ２０によって検出しつつ調整する。
すなわち、露光処理を行う前に、照度センサ２２を用いて各投影領域Ｐａ〜Ｐｇの露光光の照度が均一になるように設定する。
【００４１】
次いで、マスクＭ及び基板Ｗが図示しないローダによってそれぞれマスクステージ９ｂ及び基板ステージ９ａに供給される。各ステージ９ａ及び９ｂに供給された基板Ｗ及びマスクＭは、照明光学系４及び投影光学系５に対し図示しないアライメント系によってアライメントを施される。
【００４２】
マスクＭ及び基板Ｗのアライメント終了後、キャリッジ９がＸガイド軸２３に沿って駆動される。マスクＭ及び基板Ｗはキャリッジ９に保持された状態で一体に走査される。一方、照明光学系４ａ〜４ｇからはマスクＭに向かって露光光が射出される。これらの露光光は走査するマスクＭを透過し、それぞれ各照明光学系４ａ〜４ｇに対応して設けられた投影光学系５ａ〜５ｇを介して、マスクＭとともに走査する基板Ｗ上の異なる投影領域Ｐａ〜ＰｇにマスクＭのパターンの像を結像する。こうしてマスクＭに形成されたパターンの像は基板Ｗに転写される。このように、各投影領域Ｐａ〜Ｐｇの照度が均一になるように制御された状態で、基板Ｗに対する１回の露光が施される。
【００４３】
各投影領域Ｐａ〜Ｐｇのそれぞれの照度を均一化された状態で露光処理された基板Ｗに対して現像処理が施される。現像処理を終えた基板Ｗは、各投影領域Ｐａ〜Ｐｇに形成されたパターンの線幅を線幅計測機３０によって計測される。線幅計測機３０は、計測した線幅データを制御部７に送出する。制御部７は、線幅計測機３０の計測結果に基づいて各照明光学系４ａ〜４ｇの露光光の照射量を調整する。
【００４４】
制御部７は、予め基板Ｗ上に各投影光学系５ａ〜５ｇに対応して形成された各投影領域Ｐａ〜Ｐｇのパターンの寸法を線幅計測機３０に計測させ、この計測結果に基づいて各投影領域Ｐａ〜Ｐｇのパターンの線幅が目標値となるように各照明光学系４ａ〜４ｇの露光光の照射量を調整する。
【００４５】
このとき制御部７は、予め求めておいた露光光の照射量変化量とパターンの像の線幅変化量（寸法変化量）との関係に基づいて照明光学系４ａ〜４ｇの露光光の照射量の調整を行う。
【００４６】
この場合、露光光の照射量を任意に変化させたときの、基板Ｗ上のパターンの像の線幅変化量のデータを予め複数求め、この複数のデータ（データテーブル）に基づいて線幅計測機３０の計測結果と目標値（目標の線幅）とを一致させるように照明光学系４ａ〜４ｇの露光光の照射量が調整される。
すなわち、照明光学系４の照射量変化量と基板Ｗのパターンの像の線幅変化量との関係は、照明光学系４の照射量変化量に対する基板Ｗのパターンの像の線幅変化量の実験的な同定結果に基づいて予め設定することができる。
【００４７】
あるいは、上述したようなデータテーブルに基づいて、照明光学系４ａ〜４ｇの露光光の照射量変化量とこれに対する基板Ｗのパターンの像の線幅変化量との関係を関係式として求め、この関係式に基づいて、線幅計測機３０の計測結果から照明光学系４ａ〜４ｇの露光光の照射量を調整してもよい。すなわち、照射量変化量と線幅変化量との関係の複数条件におけるデータを求め、このデータに対してフィッティングを行うことにより、関係式が求められる。
【００４８】
上述のようなデータテーブルあるいは関係式に基づいて、制御部７は基板Ｗ上のパターンの像の線幅を目標の線幅とするように照明光学系４ａ〜４ｇの露光光の照射量の調整を行う。つまり、線幅計測機３０によるパターンの像の線幅の計測結果と前記データテーブル或いは関係式とに基づいて、各投影領域Ｐａ〜Ｐｇのそれぞれのパターンの線幅が目標値となるように、具体的には各投影領域Ｐａ〜Ｐｇのそれぞれのパターンの線幅が均一になるように、照明光学系４ａ〜４ｇに付設されたディテクタ２０で露光光の照射量を検出しつつ、制御部７によって各照明光学系４ａ〜４ｇ（つまり光源１１の電源１１ａ）の出力が調整される。
そして、露光光の照射量の調整が終了したら、改めて基板Ｗに対する露光処理が施される。
【００４９】
このように、基板Ｗ上に形成されたパターンの線幅（寸法）を計測しこの計測結果に基づいて各投影領域Ｐａ〜Ｐｇの線幅が均一になるように各照明光学系４ａ〜４ｇの露光光の照射量が独立して調整されるので、基板Ｗ上に形成される複数の投影領域Ｐａ〜Ｐｇのパターンの線幅は確実に均一化される。
【００５０】
つまり、例えば各照明光学系４ａ〜４ｇの露光光の照射量が均一に設定されていても、投影光学系５をはじめとする各レンズ系の特性の違いなどによって基板Ｗ上に形成される線幅は各投影領域Ｐａ〜Ｐｇによってばらつきを生じる場合がある。
【００５１】
しかしながら、露光及び現像処理によって基板Ｗに形成された各投影領域Ｐａ〜Ｐｇのパターンの線幅を直接的に計測し、この計測結果に基づいて各照明光学系４ａ〜４ｇの照射量をそれぞれ独立して調整することにより、投影光学系５をはじめとする各レンズ系や各機器の特性のばらつき、あるいはレジスト感度などのばらつきがあっても、基板Ｗの各投影領域Ｐａ〜Ｐｇの線幅は確実に均一化される。したがって、製造される基板Ｗの歩留まりは向上される。
【００５２】
そして照明光学系４の露光光の照射量変化量と基板Ｗ上に形成されたパターンの像の線幅変化量との関係を関係式としてあるいはデータテーブルとして予め求め、この関係に基づいて照明光学系４ａ〜４ｇの露光光の照射量の調整を行うことによって、照明光学系４ａ〜４ｇは最適な露光量に効率良く設定される。
【００５３】
なお、関係式は、前述したように、照射量変化量に伴う線幅変化量の複数のデータに基づくフィッティングによって求められるが、この場合の一例として、
ΔＤ＝（ａ（Ｅ／Ｅ₀）＋ｂ）ΔＥ・・・（１）
が挙げられる。ここで、
Ｅ：照射量
ΔＥ：照射量変化量
Ｄ：線幅（μｍ）
ΔＤ：線幅変化量（μｍ）
Ｅ₀：最適照射量（ライン・アンド・スペースが一致する照射量）
ａ：フィッティングより求められるパラメータ
ｂ：フィッティングより求められるパラメータ
である。
例えば、ａ＝−３、ｂ＝５においてＥ＝Ｅ₀の場合、照射量変化量ΔＥ１０％に対して線幅変化量ΔＤは０．２μｍとなる。この（１）式のような関係式を予め求め、目標とする線幅変化量ΔＤに対して照射量を変化させることにより、容易に効率良く各照明光学系４ａ〜４ｇの最適な照射量が求められる。
【００５４】
線幅計測機３０によって基板Ｗのパターンの線幅を計測する際において、予め基板Ｗの各投影領域Ｐａ〜Ｐｇに対する露光光の照射量を照度センサ２２によって計測しこれに基づいて各投影領域Ｐａ〜Ｐｇの照度を均一化しておくことにより、線幅計測機３０による線幅計測（寸法計測）は均一な照度によって露光された基板Ｗに対して行われる。したがって線幅計測は効率良く行われる。
【００５５】
すなわち、基板Ｗ上の各投影領域Ｐａ〜Ｐｇにおける露光光の照射量を均一化された状態としておくことにより、各投影領域Ｐａ〜Ｐｇのパターンの線幅はある程度一致される。したがって、線幅計測機３０における基板Ｗ上の各投影領域Ｐａ〜Ｐｇの線幅の計測は、例えば短い処理時間を実現することができるなど、効率良く行われる。
また、露光装置１に線幅計測機３０の信号線を接続するように説明したが、オペレータが露光装置１とは別の線幅計測装置でのパターンの寸法を計測し、露光装置１にそのパターンの寸法の値を入力するようにしてもよい。
また、求めたパターンの寸法から最適な照射量を制御部７に指示するようにしてもよい。
【００５６】
なお、基板Ｗ上に形成されるパターンの形状は、線幅を有するものに限るものではない。例えば、この露光装置１は、コンタクトホールの製造に適用することができる。液晶表示素子パターン用基板に形成されるコンタクトホールは基板Ｗ上に均一の大きさで形成される必要があるが、本実施形態の露光方法及び露光装置によって製造することにより、パターンの形状がホール状のものであっても、複数の投影領域のそれぞれのパターンの形状を均一に設けることができる。
【００５７】
《第２実施形態》
次に、本発明の露光方法及び露光装置の第２実施形態について図面を参照しながら説明する。ここで、前述した第１実施形態と同一もしくは同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともに、その説明を簡略もしくは省略するものとする。
【００５８】
第１実施形態においては、基板Ｗ上に形成された各投影領域Ｐａ〜Ｐｇに対応するパターンのそれぞれの寸法を計測し、この計測結果に基づいて、各寸法が目標値となるように各照明光学系の露光光の照射量の変更を行ったが、第２実施形態においては、基板Ｗに形成されるパターンの寸法を目標値にするために、投影光学系５の光学特性のうち、投影光学系５ａ〜５ｇのそれぞれの焦点位置の変更を行う。
【００５９】
この投影光学系５（５ａ〜５ｇ）の焦点位置を変更可能な焦点位置調整装置は、図４に示した投影光学系５のうち、直角プリズム５８（あるいは６１）を図中、Ｘ方向に移動可能なプリズム移動装置５８ａ（６１ａ）によって構成されている。そして、プリズム移動装置５８ａによって直角プリズム５８をＸ方向に所定量だけ移動することにより、投影光学系５の焦点位置が変化する。直角プリズム５８とこの直角プリズム５８を移動可能なプリズム移動装置５８ａとを備えた焦点位置調整装置によって投影光学系５の焦点位置を変更することにより、投影光学系５の焦点位置と基板Ｗの露光処理面とは一致しなくなり、投影光学系５を透過した露光光は基板Ｗの露光処理面においてデフォーカス状態となる。したがって、基板Ｗ上に形成されるパターンの像の線幅は、見かけ上、太くなる。そして、このデフォーカス状態で露光処理を行うことにより、基板Ｗに形成されるパターンの線幅は、基板Ｗの露光処理面と投影光学系５の焦点位置とを一致させた状態で露光処理を行った場合より太く形成される。
【００６０】
以上説明したような構成を備えた露光装置１によってマスクＭに形成されたパターンの像を基板Ｗ上に転写する動作について説明する。
まず、第１実施形態同様、露光処理を行う前に照度センサ２２を用いて各投影領域Ｐａ〜Ｐｇの露光光の照度が均一になるように設定する。次いで、マスクＭ及び基板Ｗをマスクステージ９ｂ及び基板ステージ９ａにそれぞれロードした後、基板Ｗに対する１回目の露光処理を行う。
【００６１】
各投影領域Ｐａ〜Ｐｇのそれぞれの照度を均一化した状態で露光処理された基板Ｗに対して現像処理を行う。次いで、線幅計測機３０が、現像処理を施された基板Ｗの各投影領域Ｐａ〜Ｐｇに形成されたパターンの線幅を計測し、計測した線幅データを制御部７に出力する。制御部７は、線幅計測機３０の計測結果に基づいて、各投影光学系５ａ〜５ｇのプリズム移動装置５８ａ（または６１ａ）をそれぞれ個別に駆動する。このプリズム移動装置５８ａ（６１ａ）の駆動によって直角プリズム５８（または６１）がそれぞれＸ方向に移動することにより、各投影光学系５ａ〜５ｇのそれぞれの焦点位置が個別に変更される。
【００６２】
このとき、制御部７は、予め求めておいた投影光学系５の焦点位置の変化量とそのときに形成されるパターンの像の線幅変化量（寸法変化量）との関係（データテーブル、関係式）に基づいて、基板Ｗ上でのパターンの像の線幅が目標値となるようにプリズム駆動装置５８ａを駆動して投影光学系５ａ〜５ｇのそれぞれの焦点位置の調整を行う。具体的には、各投影領域Ｐａ〜Ｐｇのそれぞれのパターンの線幅が均一になるように、投影光学系５ａ〜５ｇのそれぞれの焦点位置を調整する。例えば、ある投影領域でのパターンの線幅を太くしたい場合には、基板Ｗの露光処理面に対して焦点位置を大きくずらすようにする。
そして、各投影光学系５ａ〜５ｇのそれぞれの焦点位置の調整が終了したら、改めて基板Ｗに対する露光処理を行う。
【００６３】
このように、基板Ｗに形成されたパターンの線幅（寸法）を計測し、この計測結果に基づいて各投影領域Ｐａ〜Ｐｇの線幅が均一になるように各投影光学系５ａ〜５ｇの焦点位置をそれぞれ独立して変更することにより、基板Ｗ上に形成される複数の投影領域Ｐａ〜Ｐｇのパターンの線幅は確実に均一化される。このとき、例えば、線幅計測機３０によって、ある投影領域の基板Ｗ上のパターンの線幅が他の投影領域のパターンの線幅より細いと計測されたら、この投影領域に対応する投影光学系５の焦点位置と基板Ｗの露光処理面とをずらして見かけ上のパターンの像の線幅を太くすることにより、基板Ｗに形成されるパターンの線幅を太くすることができる。
【００６４】
なお、本実施形態においては、投影光学系５の焦点位置を変更する焦点位置調整装置は、投影光学系５を構成する直角プリズム５８を移動するプリズム移動装置５８ａによって構成されているが、例えば、図６に示すように、投影光学系５の光路上の所定の位置に配置されたレンズコントローラＬＣによって構成することができる。このレンズコントローラＬＣは、図６に示すように、直角プリズム６１の光路下流側に設けられた露光光を透過可能な箱体によって構成されており、この箱体によって形成された密閉空間のガスの種類や圧力、あるいは温度を変化させて屈折率を調整することにより、投影光学系５の焦点位置を所望の位置に変更可能とするものである。このとき、直角プリズム５８（６１）はＸ方向に移動しない。
【００６５】
あるいは、レンズコントローラＬＣを箱体によって構成せずに、例えば、図７に示すように、複数（２つ）のプリズムＬＣ１、ＬＣ２を組み合わせた構成とすることもできる。そして、これらプリズムＬＣ１、ＬＣ２を露光光の光路に対して垂直方向にそれぞれ移動させることにより、投影光学系５の焦点位置が変更される。
【００６６】
さらに、焦点位置調整装置を、異なる光学特性（屈折率）を有する複数の光学部材（光学装置）と、この光学部材のそれぞれを投影光学系の光路上の所定の位置に対して出し入れ可能に支持する支持機構とによって構成し、複数用意された光学部材のうち、所定の光学部材を光路上に配置させることにより、投影光学系の焦点位置を変更することができる。
【００６７】
《第３実施形態》
次に、本発明の露光方法及び露光装置の第３実施形態について図面を参照しながら説明する。ここで、前述した第１、第２実施形態と同一もしくは同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともに、その説明を簡略もしくは省略するものとする。
【００６８】
第１実施形態においては、基板Ｗ上における各投影領域Ｐａ〜Ｐｇに対応するパターンの寸法を計測し、この計測結果に基づいて各寸法が目標値となるように、照明光学系４ａ〜４ｇのそれぞれの露光光の照射量を変更する構成であり、第２実施形態においては、投影光学系５ａ〜５ｇのそれぞれのの焦点位置を変更する構成であったが、第３実施形態においては、照明光学系４ａ〜４ｇのそれぞれの光路上の所定の位置に露光光を通過可能な可変の開口を有する光学部材を設け、この開口の大きさを変更することによって基板Ｗ上でのパターンの像の線幅を調整するものである。
【００６９】
本実施形態においては、図１に示したように、照明光学系４ａ（４ｂ〜４ｇ）のうちフライアイレンズ１５の光路下流側に、露光光を通過可能な可変の開口を有する可変絞り（光学部材）７０を設け、この開口の大きさを調整することによって、基板Ｗ上に形成されるパターンの線幅を調整する。この可変絞り７０は、フライアイレンズ１５から見た瞳面に配置されている。そして、この開口の大きさが変化することによって光学系の解像力が変化するようになっており、この解像力の変化に伴って基板Ｗに形成されるパターンの線幅（寸法）が変化するようになっている。
【００７０】
つまり、可変絞り７０の開口を小さくすると解像力が低くなるため、基板Ｗ上のパターンの像の見かけ上の線幅は太くなり、一方、開口を大きくすると解像力が高くなるため、基板Ｗ上のパターンの像の見かけ上の線幅は細くなる。
【００７１】
以上説明したような構成を有する露光装置１によって露光処理を行う場合には、上記第１、第２実施形態と同様、まず、露光処理を行う前に照度センサ２２を用いて各投影領域Ｐａ〜Ｐｇの露光光の照度が均一になるように設定する。そして、マスクＭ及び基板Ｗをマスクステージ９ｂ及び基板ステージ９ａにそれぞれロードした後、基板Ｗに対する１回目の露光処理を行う。そして、この基板Ｗに対して現像処理を行い、各投影領域Ｐａ〜Ｐｇに形成されたパターンの線幅を線幅計測機３０によって計測する。制御部７は、線幅計測機３０の計測結果に基づいて、各照明光学系４ａ〜４ｇにそれぞれ設けられた可変絞り７０の開口の大きさをそれぞれ個別に変更する。
【００７２】
このとき、制御部７は、予め求めておいた可変絞り７０の開口の大きさの変化量とそのときに形成されるパターンの像の線幅変化量（寸法変化量）との関係（データテーブル、関係式）に基づいて、基板Ｗのパターンの像の線幅が目標の線幅となるように、可変絞り７０のそれぞれの開口の調整を個別に行う。具体的には、各投影領域Ｐａ〜Ｐｇのそれぞれのパターンの線幅が均一になるように、各照明光学系４ａ〜４ｇにそれぞれ設けられた可変絞り７０の開口の大きさをそれぞれ調整する。例えば、ある投影領域でのパターンの線幅を太くしたい場合には、可変絞り７０の開口を小さくする。
そして、各照明光学系４ａ〜４ｇのそれぞれに配置された可変絞り７０の開口の大きさの調整が終了したら、改めて基板Ｗに対する露光処理を行う。
【００７３】
以上説明したように、各照明光学系４ａ〜４ｇのそれぞれの光路上の所定の位置に設けられた可変絞り７０の開口の大きさをそれぞれ個別に調整することによっても、基板Ｗに形成されるパターンの線幅を調整することができる。このとき、例えば、線幅計測機３０によって、ある投影領域の基板Ｗ上のパターンの線幅が他の投影領域のパターンの線幅より細いと計測されたら、この投影領域に対応する照明光学系４の可変絞り７０の開口を小さくして見かけ上のパターンの像の線幅を太くすることにより、基板Ｗに形成されるパターンの線幅を太くすることができる。一方、パターンの線幅を細くしたい場合には、開口を大きくする。
【００７４】
なお、開口絞り７０の開口を小さくすることによって、基板Ｗ上での露光光の照度は低下するので、開口の大きさを変化させる前と同じ照度を得られるように、ディテクタ２０の検出結果に基づいて、光源駆動部１１ａの出力を上昇させたり、フィルタ４１をフィルタ駆動部４２によって駆動したりして、照度を上昇させるようにする。
【００７５】
なお、本実施形態においても、開口が可変な可変絞り７０を設置する他に、それぞれ異なる大きさの開口を有する絞りを複数用意し、所定の線幅を得たいときに、所定の開口を有する絞りを照明光学系内に配置する構成とすることも可能である。また、可変絞り７０の開口を、輪帯絞りや変形絞りを用いることにより、投影光学系の解像力を変化させるようにしてもよい。
【００７６】
《第４実施形態》
次に、本発明の露光方法及び露光装置の第４実施形態について図面を参照しながら説明する。ここで、前述した第１〜第３実施形態と同一もしくは同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともに、その説明を簡略もしくは省略するものとする。
【００７７】
第４実施形態においては、基板Ｗに形成されるパターンの寸法を目標値にするために、投影光学系５の光学特性のうち、投影光学系５ａ〜５ｇのそれぞれの開口数の変更を行う。投影光学系５の開口数を変更するには、図８に示すように、投影光学系５ａ（５ｂ〜５ｇ）のうち、反射屈折型光学系５４の直角プリズム５８と凹面鏡６０との間に、露光光を通過可能な可変の開口を有する可変絞り（開口数調整装置）８０を設け、この開口の大きさを調整することによって、開口数の変更を行う。この可変絞り８０は投影光学系５の像面から見た瞳面の位置に設けられるものであって、開口を変化させることにより投影光学系５の開口数が変化する。
【００７８】
投影光学系５の開口数が変化することによって解像力が変化するようになっており、この解像力の変化に伴って基板Ｗに形成されるパターンの線幅（寸法）が変化するようになっている。つまり、可変絞り８０の開口を小さくすると解像力が低くなるため、基板Ｗ上のパターンの像の見かけ上の線幅は太くなり、一方、開口を大きくすると解像力が高くなるため、基板Ｗ上のパターンの像の見かけ上の線幅は細くなる。
【００７９】
以上説明したような構成を有する露光装置１によってマスクＭのパターンの像を基板Ｗに転写する場合には、上記第１〜第３実施形態と同様、まず、露光処理を行う前に照度センサ２２を用いて各投影領域Ｐａ〜Ｐｇの露光光の照度が均一になるように設定する。そして、マスクＭ及び基板Ｗをマスクステージ９ｂ及び基板ステージ９ａにそれぞれロードした後、基板Ｗに対する１回目の露光処理を行う。そして、この基板Ｗに対して現像処理を行い、各投影領域Ｐａ〜Ｐｇに形成されたパターンの線幅を線幅計測機３０によって計測する。制御部７は、線幅計測機３０の計測結果に基づいて、各投影光学系５ａ〜５ｇの可変絞り８０の開口の大きさをそれぞれ個別に変更する。
【００８０】
このとき、制御部７は、予め求めておいた可変絞り８０の開口の大きさの変化量とそのときに形成されるパターンの像の線幅変化量（寸法変化量）との関係（データテーブル、関係式）に基づいて、基板Ｗのパターンの像の線幅が目標の線幅となるように、可変絞り８０のそれぞれの開口の調整を個別に行う。具体的には、各投影領域Ｐａ〜Ｐｇのそれぞれのパターンの線幅が均一になるように、各投影光学系５ａ〜５ｇにそれぞれ設けられた可変絞り８０の開口の大きさをそれぞれ調整する。例えば、ある投影領域でのパターンの線幅を太くしたい場合には、可変絞り８０の開口を小さくする。
そして、各投影光学系５ａ〜５ｇのそれぞれに配置された可変絞り８０の開口の大きさの調整が終了したら、改めて基板Ｗに対する露光処理を行う。
【００８１】
以上説明したように、各投影光学系５ａ〜５ｇのそれぞれの光路上の所定の位置に設けられた可変絞り８０の開口の大きさをそれぞれ個別に調整することによっても、基板Ｗに形成されるパターンの線幅を調整することができる。このとき、例えば、線幅計測機３０によって、ある投影領域の基板Ｗ上のパターンの線幅が他の投影領域のパターンの線幅より細いと計測されたら、この投影領域に対応する投影光学系５の可変絞り８０の開口を小さくして見かけ上のパターンの像の線幅を太くすることにより、基板Ｗに形成されるパターンの線幅を太くすることができる。一方、パターンの線幅を細くしたい場合には、開口を大きくする。
【００８２】
なお、本実施形態においても、開口絞り８０の開口を小さくすることによって、基板Ｗ上での露光光の照度は低下するので、開口の大きさを変化させる前と同じ照度を得られるように、ディテクタ２０の検出結果に基づいて、光源駆動部１１ａの出力を上昇させたり、フィルタ４１をフィルタ駆動部４２によって駆動したりして、照度を上昇させるようにする。
【００８３】
さらに、本実施形態においても、開口が可変な可変絞り８０を設置する他に、それぞれ異なる大きさの開口を有する絞りを複数用意し、所定の線幅を得たいときに、所定の開口を有する絞りを投影光学系内に配置する構成とすることも可能である。
【００８４】
本実施形態においては、可変絞り８０は反射屈折型光学系５４に設けられた構成であるが、可変絞り８０は投影光学系５の像面側から見た瞳面に設置されるものであり、反射屈折型光学系５５の直角プリズム６１と凹面鏡６３との間に設置することもできる。
【００８５】
《第５実施形態》
次に、本発明の露光方法及び露光装置の第５実施形態について図面を参照しながら説明する。ここで、前述した第１〜第４実施形態と同一もしくは同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともに、その説明を簡略もしくは省略するものとする。
本実施形態においては、基板Ｗに形成されるパターンの寸法を目標値にするために、露光光の波長の変更を行う。露光光の波長の変更を行うには、図１に示したように、照明光学系４ａ（４ｂ〜４ｇ）に設けられた波長フィルタ（波長調整装置）１３を調整することによて、露光光の波長の変更を行う。
【００８６】
露光光の波長が変化することによって解像力が変化し、この解像力の変化に伴って基板Ｗに形成されるパターンの線幅（寸法）が変化する。つまり、露光光の波長が長くなると解像力が低くなって、基板Ｗ上のパターンの像の見かけ上の線幅は太くなり、一方、波長を短くすると解像力が高くなって、基板Ｗ上のパターンの像の見かけ上の線幅は細くなる。
【００８７】
以上説明したような構成を有する露光装置１によって露光処理を行う場合には、上記第１〜第４実施形態と同様、まず、露光処理を行う前に照度センサ２２を用いて各投影領域Ｐａ〜Ｐｇの露光光の照度が均一になるように設定する。そして、マスクＭ及び基板Ｗをマスクステージ９ｂ及び基板ステージ９ａにそれぞれロードした後、基板Ｗに対する１回目の露光処理を行う。そして、この基板Ｗに対して現像処理を行い、各投影領域Ｐａ〜Ｐｇに形成されたパターンの線幅を線幅計測機３０によって計測する。制御部７は、線幅計測機３０の計測結果に基づいて、各照明光学系４ａ〜４ｇの波長フィルタ１３をそれぞれ調整し、各照明光学系４ａ〜４ｇの露光光の波長をそれぞれ個別に変更する。
【００８８】
このとき、制御部７は、予め求めておいた露光光の波長の変化量とそのときに形成されるパターンの像の線幅変化量（寸法変化量）との関係（データテーブル、関係式）に基づいて、基板Ｗのパターンの像の線幅が目標の線幅となるように、波長フィルタ１３の調整を行う。具体的には、各投影領域Ｐａ〜Ｐｇのそれぞれのパターンの線幅が均一になるように、各照明光学系４ａ〜４ｇにそれぞれ設けられた波長フィルタ１３をそれぞれ調整し、所望の波長を有する露光光が各照明光学系４ａ〜４ｇからそれぞれ射出されるようにする。例えば、露光光がｇ線、ｈ線、ｉ線からなっている場合において、ある投影領域でのパターンの線幅を太くしたい場合には、最も長波長であるｇ線成分を増やす（あるいは最も短波長であるｉ線成分を減らす、カットする）ことによって、パターンの線幅を太くすることができる。
そして、各照明光学系４ａ〜４ｇのそれぞれに配置された波長フィルタ１３の調整が終了したら、改めて基板Ｗに対する露光処理を行う。
【００８９】
以上説明したように、各照明光学系４ａ〜４ｇのそれぞれに設けられた波長フィルタ１３をそれぞれ個別に調整し、それぞれの照明光学系４ａ〜４ｇから射出される露光光の波長を変更することによっても、基板Ｗに形成されるパターンの線幅を調整することができる。このとき、例えば、線幅計測機３０によって、ある投影領域の基板Ｗ上のパターンの線幅が他の投影領域のパターンの線幅より細いと計測されたら、露光光の長波長成分を増やして見かけ上のパターンの像の線幅を太くすることにより、基板Ｗに形成されるパターンの線幅を太くすることができる。一方、パターンの線幅を細くしたい場合には、露光光の短波長成分を増やす。
【００９０】
なお、本実施形態においても、露光光の長波長成分を増やすことによって、基板Ｗ上での露光光の照度は低下するので、露光光の波長を変化させる前と同じ照度を得られるように、ディテクタ２０の検出結果に基づいて、光源駆動部１１ａの出力を上昇させたり、フィルタ４１をフィルタ駆動部４２によって駆動したりして、照度を上昇させるようにする。
【００９１】
なお、上記第１〜第５実施形態においては、露光処理を行った後に現像処理を行うことによって基板Ｗに実際にパターンを形成し、このパターンの寸法を計測し、この計測結果に基づいて、パターンの線幅が均一になるように、露光光の照射量の調整や、光学系の光学特性の変更を行う構成であるが、実際に形成されたパターンの線幅（寸法）を計測しなくても、例えばＣＣＤなどの検出装置によって投影領域のパターンの像を検出し、この検出結果に基づいて光学系の光学特性を変更することも可能である。この場合、現像処理を行って実際にパターンを形成し寸法計測をすることなく、このパターンの像の状態（解像力の変化状態）を検出できるので、パターンの像の状態（解像力の変化状態）を任意の時間間隔や所定のタイミングで検出することができる。そして、この検出結果に基づいてパターンの像の状態の調整をその都度行うことができる。
【００９２】
本実施形態の露光装置として、マスクＭと基板Ｗとを静止した状態でマスクＭのパターンを露光し、基板Ｗを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート型の露光装置にも適用することができる。
また、図１では、複数の照明光学系４ａ〜４ｇに対して一対一の関係になるように示しているが、光源１１の光束を光ファイバーなどで分けて複数の照明光学系４ａ〜４ｇのそれぞれに分配するようにしてもよい。また、光源１１は複数設けて光束を混合して分配してもよい。この際、照射される露光光の照射量は、ＮＤフィルタなどの透過する光量を変えるフィルタを光路中に挿入することにより所望の照射量となるように調整し、各投影領域Ｐａ〜Ｐｇにおける露光光の照射量を制御するようにしてもよい。
【００９３】
また、本実施形態の露光装置として、投影光学系を用いることなくマスクと基板とを密接させてマスクのパターンを露光するプロキシミティ露光装置にも適用することができる。
【００９４】
露光装置の用途としては、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば、半導体ウェーハに回路パターンを露光する半導体製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。
【００９５】
本実施形態の露光装置の光源は、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｍｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ₂レーザ（１５７ｎｍ）のみならず、Ｘ線や電子線などの荷電粒子線を用いることができる。例えば、電子線を用いる場合には電子銃として、熱電子放射型のランタンヘキサボライト（LaB6）、タンタル（Ta）を用いることができる。さらに、電子線を用いる場合はマスクを用いる構成としてもよいし、マスクを用いずに直接基板上にパターンを形成する構成としてもよい。
【００９６】
投影光学系の倍率は等倍系のみならず縮小系および拡大系のいずれでもよい。
【００９７】
投影光学系としては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ２レーザやＸ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にし（レチクルも反射型タイプのものを用いる）、また、電子線を用いる場合には光学系として電子レンズおよび偏向器からなる電子光学系を用いればいい。なお、電子線が通過する光路は真空状態にすることはいうまでもない。
【００９８】
基板ステージ９ａやマスクステージ９ｂにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。
【００９９】
ステージの駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニット（永久磁石）と電機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に設ければよい。
【０１００】
基板ステージ９ａの移動により発生する反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【０１０１】
マスクステージ９ｂの移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【０１０２】
以上のように、本願実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０１０３】
半導体デバイスは、図９に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材となる基板（ウェーハ、ガラスプレート）を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【０１０４】
【発明の効果】
本発明の露光方法及び露光装置は以下のような効果を有するものである。
本発明によれば、投影光学系ごとに予め計測されたパターンの像の寸法に基づいて、各照明光学系のそれぞれの露光光の照射量や照明光学系、投影光学系の光学特性はそれぞれ調整される。このように、各照明光学系のそれぞれの露光光の照射量や各照明光学系、投影光学系の光学特性は、各投影領域に形成されたそれぞれのパターンの寸法の計測結果に基づいて調整されるので、例えば照明光学系、投影光学系のそれぞれの特性に違い等がある場合でもこれらを補正して、複数の投影領域に形成されるパターンの寸法を一致することができる。したがって、製造される基板の歩留まりは向上する。
【０１０５】
また本発明によれば、照明光学系の露光光の照射量、照明光学系の光学特性または投影光学系の光学特性のうち少なくとも１つの変化量とパターンの像の寸法変化量との関係を予め求め、この関係に基づいて照明光学系の露光光の照射量、照明光学系の光学特性または投影光学系の光学特性のうち少なくとも１つを調整することによって、複数の投影領域に形成されるパターンの寸法は効率良く一致される。
【０１０６】
また本発明によれば、各投影光学系に対応する位置の露光光の照射量を計測し、その計測結果に基づいて制御系は各照明光学系の露光光の照射量を調整可能とすることにより、各照明光学系の露光光の照射量の調整は、例えば各投影領域における露光光の照射量を計測し、このときの各照射量が均一になるように各照明光学系の照射量を調整した後、寸法計測系の計測結果に基づいて行うことができる。したがって、各投影領域のパターンの形状は効率良く均一化される。
【０１０７】
また本発明によれば、投影光学系の光学特性としてそれぞれの焦点位置を調整することにより、投影光学系の解像力が変化してパターンの像の見かけ上の寸法が変化するので、複数の投影領域に形成されるパターンの寸法を均一にすることができる。
【０１０８】
また本発明によれば、照明光学系の光路上の所定の位置に、露光光を通過可能な可変の開口を有する光学部材を設け、この光学部材の開口を調整することにより、投影光学系の解像力が変化してパターンの像の見かけ上の寸法が変化するので、複数の投影領域に形成されるパターンの寸法を均一にすることができる。
【０１０９】
また本発明によれば、投影光学系の光学特性としてそれぞれの開口数を調整することにより、投影光学系の解像力が変化してパターンの像の見かけ上の寸法が変化するので、形成されるパターンの寸法を均一にすることができる。
【０１１０】
また本発明によれば、照明光学系の光学特性としてこの照明光学系のそれぞれによる露光光の波長を変更することにより、投影光学系の解像力が変化してパターンの像の見かけ上の寸法が変化するので、形成されるパターンの寸法を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明の露光装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図３】フィルタを説明するための平面図である。
【図４】投影光学系を説明するための概略構成図である。
【図５】基板上の投影領域を説明するための図である。
【図６】本発明の露光装置の第２実施形態のうち焦点位置調整装置を説明するための図である。
【図７】焦点位置調整装置の他の実施形態を説明するための図である。
【図８】本発明の露光装置の第３実施形態のうち開口数調整装置を説明するための図である。
【図９】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１露光装置
４（４ａ〜４ｇ）照明光学系
５（５ａ〜５ｇ）投影光学系
７制御部（制御系）
１１光源
１３波長フィルタ（波長調整装置）
２２照度センサ（照射量計測系）
３０線幅計測機（寸法計測系）
５８、６１直角プリズム（焦点位置調整装置）
５８ａ、６１ａプリズム移動装置（焦点位置調整装置）
ＬＣレンズコントローラ（焦点位置調整装置）
７０可変絞り（光学部材）
８０可変絞り（開口数調整装置）
Ｐａ〜Ｐｇ投影領域
Ｍマスク
Ｗ基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention irradiates a mask with exposure light from a plurality of illumination optical systems, and transfers an image of the pattern of the mask onto a substrate via a plurality of projection optical systems arranged corresponding to each of the illumination optical systems. The present invention relates to an exposure method and an exposure apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, liquid crystal display substrates have been frequently used as display elements for personal computers and television receivers. This liquid crystal display substrate is produced by patterning a transparent thin film electrode on a glass substrate into a desired shape by a photolithography technique. As an apparatus for this lithography, a projection exposure apparatus that exposes an original pattern formed on a mask onto a photoresist layer on a glass substrate via a projection optical system is used.
[0003]
Recently, there has been a demand for an increase in the area of the liquid crystal display substrate, and accordingly, in the projection exposure apparatus, it is desired to expand the exposure area (shot area). As a means for enlarging the shot area, a scanning exposure apparatus having a plurality of projection optical systems can be cited. This scanning exposure apparatus shapes an illumination optical system including a fly-eye lens and the like that uniformizes the amount of light emitted from a light source, and the light beam that has been made uniform by the illumination optical system into a desired shape. A plurality of field stops for illuminating the pattern area of the mask are provided.
[0004]
The mask illuminates different areas (illumination areas) with light beams emitted from each of a plurality of illumination optical systems. The light flux that has passed through the mask forms an image of the mask pattern in a different projection area on the glass substrate via a projection optical system provided corresponding to each illumination optical system. Then, by scanning the projection optical system while synchronizing the mask and the glass substrate, the entire pattern area on the mask is transferred onto the glass substrate.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the scanning exposure apparatus having the above-described configuration, the pattern image formed on the mask is divided by a plurality of projection optical systems and projected onto the glass substrate. In this case, the image of the divided pattern is projected on the glass substrate so as to overlap with a predetermined amount without any gap.
In such an exposure apparatus having a plurality of projection optical systems, the line width of the pattern formed in each projection area on the substrate (each area on the substrate irradiated with exposure light from each projection optical system) is uniformized. It is desirable that However, if there is a difference in the characteristics (imaging characteristics, etc.) of each projection optical system, the line width of the pattern formed on the substrate varies from projection area to projection area even when the irradiation amounts of the plurality of illumination optical systems are uniform. There was a problem.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and illuminates exposure light on a mask from a plurality of illumination optical systems, and a mask via a plurality of projection optical systems arranged corresponding to each illumination optical system. An object of the present invention is to provide an exposure method and an exposure apparatus capable of making the line width of a pattern formed on a substrate uniform in each projection region when transferring an image of the pattern formed on the substrate.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention adopts the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 9 shown in the embodiment. That is, according to the present invention The exposure method illuminates the mask (M) with exposure light from a plurality of illumination optical systems (4a to 4g), and a plurality of projection optical systems (5a) arranged corresponding to each of the illumination optical systems (4a to 4g). In the exposure method for transferring the image of the pattern of the mask (M) onto the substrate (W) via ˜5 g), projection areas corresponding to the projection optical systems (5a to 5g) on the substrate (W) in advance An exposure process is performed with the exposure light dose of (Pa to Pg) set to a predetermined amount, and an image of a pattern corresponding to each projection region (Pa to Pg) formed on the substrate (W) by this exposure process. Are measured, and the exposure light dose of the illumination optical system (4a to 4g) and the optical characteristics of the illumination optical system (4a to 4g) so that each dimension becomes a target value based on the measurement result. Of the optical characteristics of the projection optical system (5a to 5g), Even one, an optical system for determining the respective projection areas (Pa~Pg) (4a~4g, 5a~5g) wherein each be changed individually for each.
[0008]
According to the present invention, the exposure light dose of the illumination optical system (4a to 4g) is based on the measurement results of the dimensions of the patterns formed in the projection areas (Pa to Pg) on the substrate (W). , Optical systems (4a to 4g) that determine at least one of the optical characteristics of the illumination optical systems (4a to 4g) and the optical characteristics of the projection optical systems (5a to 5g), respectively, for the projection regions (Pa to Pg). 5a-5g) is changed individually for each of the optical systems (4a-4g, 5a-5g), even if there is a difference in the characteristics of each optical system (4a-4g, 5a-5g). The dimensions of the pattern formed in the projection area (Pa to Pg) can be made consistent with each other.
At this time, the exposure process is performed by setting the exposure light irradiation amount of the projection areas (Pa to Pg) corresponding to the projection optical systems (5a to 5g) on the substrate (W) to a predetermined amount, for example, in advance. By performing the above, the dimensions of the formed pattern are matched to some extent. And by measuring the dimension of this pattern, measurement is performed efficiently, for example, a short processing time can be realized.
The dimension refers to a dimension value in the direction along the plate surface of the substrate W, such as the line width and interval of the pattern and the pattern position. In this case, the diameter of the hole-shaped pattern is also included.
The projection area refers to each area on the substrate irradiated with exposure light from each projection optical system.
[0009]
At this time, Light When changing the exposure light dose of each of the bright optical systems (4a to 4g), a relationship between the exposure light dose change amount and the dimensional change amount of the pattern image is obtained in advance, and illumination optics based on this relationship. By changing the exposure dose of the system (4a to 4g), the optimal exposure dose of the illumination optical system (4a to 4g) can be efficiently obtained.
[0010]
According to the present invention The exposure apparatus is arranged corresponding to each of a plurality of illumination optical systems (4a to 4g) and illumination optical systems (4a to 4g) that illuminate the mask (M) with exposure light from the light source (11), and exposure is performed. Projection formed on a substrate (W) in an exposure apparatus including a plurality of projection optical systems (5a to 5g) for transferring an image of a pattern of a mask (M) illuminated by light onto the substrate (W) Based on the measurement results of the dimension measurement system (30) and the dimension measurement system (30) for measuring the dimension of the image of the pattern corresponding to each projection area (Pa to Pg) of the optical system (5a to 5g), illumination is performed. At least one of the exposure light dose of the optical system (4a to 4g), the optical characteristics of the illumination optical system (4a to 4g), and the optical characteristics of the projection optical system (5a to 5g) is used as a projection region (Pa to Pg). ) To determine each of the optical systems (4a-4g, 5a-5) ) Respectively; and a control system (7) be changed individually for each.
[0011]
According to the present invention, the dimension of the pattern of each projection region (Pa to Pg) on the substrate (W) is measured by the dimension measurement system (30), and the exposure light irradiation amount of the illumination optical system (4a to 4g), At least one of the optical characteristics of the illumination optical systems (4a to 4g) and the optical characteristics of the projection optical systems (5a to 5g) is changed depending on the measurement result of the dimension measurement system (30). As described above, the exposure light dose of each illumination optical system (4a to 4g), the optical characteristics of each illumination optical system (4a to 4g), and the optical characteristics of each projection optical system (5a to 5g) are as follows. ) Since adjustment is made based on the measurement result of the dimension of each pattern formed in each projection area (Pa to Pg) above, for example, the characteristics of the respective optical systems (4a to 4g, 5a to 5g) are different. Even in such a case, the dimension of the pattern for each projection region (Pa to Pg) formed on the substrate (W) is made uniform without being affected by these effects.
[0012]
At this time, Base A dose measurement system (22) for measuring the dose of exposure light in the projection areas (Pa to Pg) corresponding to each of the projection optical systems (5a to 5g) on the plate (W) is provided, and a control system (7 ) Makes it possible to change the exposure dose of each of the illumination optical systems (4a to 4g) based on the measurement result of the dose measurement system (22), so that each of the illumination optical systems (4a to 4g) can be changed. For adjusting the exposure light dose, for example, the exposure light dose in each projection region (Pa to Pg) on the substrate (W) is measured by the dose measurement system (22), and each dose at this time is uniform. After adjusting the irradiation amount of each illumination optical system (4a-4g) so that it becomes, it is performed based on the measurement result of a dimension measurement system (30).
[0013]
Also, As the optical characteristics of the projection optical system (5a to 5g), the respective focal positions are adjusted using the focal position adjusting devices (58, 58a, 61, 61a, LC). Adjustment As a result, the resolution of the projection optical system changes and the apparent dimensions of the pattern image change, so the dimensions of the patterns formed in the plurality of projection areas (Pa to Pg) on the substrate (W). Can be adjusted.
[0014]
Also, An optical member (70) having a variable aperture through which exposure light can pass is provided at a predetermined position on the optical path of the illumination optical system (4a to 4g), and the opening of the optical member (70) is provided. Adjustment By doing so, the resolving power changes, so that the dimension of the pattern can be adjusted.
[0015]
Also, As numerical characteristics of the projection optical system (5a to 5g), each numerical aperture is adjusted using a numerical aperture adjusting device (80). Adjustment This also changes the apparent size of the pattern image, so that the size of the pattern to be formed can be adjusted.
[0016]
Also, As the optical characteristics of the illumination optical systems (4a to 4g), the dimensions of the pattern are also adjusted by changing the wavelength of the exposure light by each of the illumination optical systems (4a to 4g) using the wavelength adjusting device (13). be able to.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<< First Embodiment >>
A first embodiment of an exposure method and exposure apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram of an exposure apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view for explaining a carriage 9 holding a mask M and a substrate W in FIG.
[0018]
1 and 2, the exposure apparatus 1 is arranged in a plurality of illumination optical systems 4 (4a to 4g) that illuminate a mask M with a light beam (exposure light) from a light source 11, and the illumination optical system 4. The field stop 8 that regulates the area of the aperture S through which the light beam passes and defines the illumination range of the mask M by this light beam, and the mask M that is arranged corresponding to each of these illumination optical systems 4 and illuminated by the exposure light. A plurality of projection optical systems 5 (5a to 5g) for transferring the pattern image onto the substrate W and a control unit (control system) 7 for adjusting the exposure light irradiation amount of each illumination optical system 4 are provided.
[0019]
Further, the exposure apparatus 1 is provided with a dimension measuring system 30 for measuring a dimension of the pattern image shape at a position (projection area) corresponding to each projection optical system 5 formed on the substrate W. The controller 7 can independently adjust the exposure light dose of each of the illumination optical systems 4 a to 4 g based on the measurement result of the dimension measurement system 30. The substrate W is held on a substrate stage 9 a provided on the lower side of the carriage 9, while the mask M is held on a mask stage 9 b provided on the upper side of the carriage 9. The substrate W and the mask M are integrally held by the carriage 9.
[0020]
The illumination optical system 4 includes a light source 11 composed of an ultra-high pressure mercury lamp or the like, a light source driving unit (power source) 11a for driving the light source 11, an elliptical mirror 12 for condensing a light beam emitted from the light source 11, A wavelength filter (wavelength adjusting device) 13 that passes only a wavelength necessary for exposure among the light beams collected by the elliptical mirror 12, and a fly that adjusts the light beam that has passed through the wavelength filter 13 to a light beam having a uniform illuminance distribution. An eye lens 15 and lens systems 14, 16, and 17 are provided. At this time, the field stop 8 is disposed between the lens system 16 and the lens system 17 into which the light beam from the fly-eye lens 15 is incident.
[0021]
A plurality of illumination optical systems 4 (seven of 4a to 4g in the present embodiment) are arranged (however, only those corresponding to the lens system 17 are shown in FIG. 1 for convenience), and the plurality of illumination optical systems 4a to 4 The exposure light emitted from each of 4 g illuminates different small areas (illumination areas) on the mask M, respectively.
[0022]
The field stop 8 is, for example, a combination of a pair of blades bent in a plane L shape in a state of being orthogonal to the optical axis of the light beam to form a rectangular opening S. These blades are not shown in the drawing. Thus, it can be moved in a plane orthogonal to the optical axis. That is, the field stop 8 can change the size of the aperture S in accordance with the change in the position of the blades, and only the light beam (exposure light) that has passed through the aperture S out of the light beam incident from the fly-eye lens 15. It is sent to the lens system 17 side. A plurality of field stops 8 are provided so as to correspond to the respective illumination optical systems 4a to 4g.
[0023]
A pattern to be transferred to the substrate W is formed on the mask M held on the mask stage 9b. The mask M is illuminated with different areas (illumination areas) by each exposure light whose illumination area is defined by each field stop 8 and transmitted through each lens system 17.
[0024]
A half mirror 18 is provided between the fly-eye lens 15 and the lens system 16 in the optical paths of the illumination optical systems 4a to 4g. The half mirror 18 makes a part of each light beam of the illumination optical systems 4 a to 4 g enter the detector 20 through the lens system 19. A plurality of detectors 20 (seven in this case) are provided corresponding to each of the illumination optical systems 4a to 4g, and always detect the intensity of each light beam of each of the illumination optical systems 4a to 4g independently. Each detection signal is sent to the control unit 7. That is, the exposure light doses of the illumination optical systems 4a to 4g (irradiation amounts of the light sources 11 provided in the illumination optical systems 4a to 4g, respectively) are provided so as to be independently detectable by the detectors 20. Each detection signal is sent to the control unit 7.
[0025]
A filter 41 is provided on the downstream side of the optical path of the lens system 14. As shown in FIG. 3, the filter 41 is a glass plate 41 a interdigitally patterned with Cr or the like so that the transmittance gradually changes linearly in a certain range along the Y direction. Is formed. And the filter drive part 42 connected to this filter 41 moves the filter 41 to a Y direction based on the instruction | indication of the control part 7. FIG. Based on the detection result of the detector 20, the control unit 7 drives the filter driving unit 42 to move the filter 41 and adjust the light quantity for each optical path.
[0026]
The projection optical system 5 (5a to 5g) forms an image of a pattern existing in the illumination range of the mask M defined by the opening S on the substrate W, and exposes the pattern image to a specific area of the substrate W. It is a thing and is arrange | positioned corresponding to each illumination optical system 4a-4g. At this time, the projection optical systems 5a, 5c, 5e, and 5g and the projection optical systems 5b, 5d, and 5f are arranged in a staggered pattern in two rows, and each of these projection optical systems 5a to 5g is connected to the illumination optical systems 4a to 4g. A plurality of exposure light beams that are emitted and transmitted through the mask M are transmitted, and an image of the pattern formed on the mask M is projected onto the substrate W held on the substrate stage 9a. That is, the exposure light transmitted through the projection optical systems 5 a to 5 g forms an image of a pattern corresponding to the illumination area of the mask M in a different projection area on the substrate W.
[0027]
As shown in FIG. 4, each of the projection optical systems 5 a to 5 g includes an image shift mechanism 53 on which the exposure light transmitted through the mask M is incident, two sets of catadioptric optical systems 54 and 55, a field stop 56, A magnification adjusting mechanism 57 is provided.
[0028]
The image shift mechanism 53 shifts the image of the pattern of the mask M in the X direction or the Y direction, for example, by rotating two parallel flat glass plates around the Y axis or the Z axis. The exposure light transmitted through the image shift mechanism 53 enters the first set of catadioptric optical system 54.
[0029]
The catadioptric optical system 54 forms an intermediate image of the pattern of the mask M, and includes a right-angle prism 58, a lens 59, and a concave mirror 60. A prism moving device 58a is connected to the right-angle prism 58. By this prism moving device 58a, the right-angle prism 58 rotates around the Z axis, and the pattern image of the mask M is rotated. Further, the right-angle prism 58 can be moved in and out of the optical path (X direction) in the drawing by the prism moving device 58a.
[0030]
A field stop 56 is disposed at the position of the intermediate image of the mask M pattern. The field stop 56 sets projection areas Pa to Pg (see FIG. 5) on the substrate W. The exposure light that has passed through the field stop 56 enters the second set of catadioptric optical system 55. The catadioptric optical system 55 includes a right-angle prism 61, a lens 62, and a concave mirror 63 like the catadioptric optical system 54. Also, a prism moving device 61a is connected to the right-angle prism 61 and is rotatable about the Z axis so as to rotate the pattern image of the mask M. Furthermore, the right-angle prism 61 can be moved in and out of the optical path (X direction) in the drawing by the prism moving device 61a.
[0031]
The exposure light emitted from the catadioptric optical system 55 forms an image of the pattern of the mask M on the substrate W at an erecting equal magnification. In the catadioptric optical system 55, a magnification adjusting mechanism 57 is provided in an optical path that passes through the lens 62 and reaches the right-angle prism 61. The magnification adjustment mechanism 57 is composed of, for example, three lenses, a plano-convex lens, a biconvex lens, and a plano-convex lens. The magnification of the pattern image is changed.
The magnification adjusting mechanism 57 may be provided in the optical path that is reflected by the concave mirror 63 and reaches the lens 62. Further, a magnification adjusting mechanism 57 may be provided between the catadioptric optical system 55 and the substrate W.
[0032]
The carriage 9 that integrally holds the mask M and the substrate W is provided so as to be movable in the X direction in the drawing. In this case, as shown in FIG. 2, the carriage 9 is provided so as to be movable along the X guide shaft 23 by a drive source (not shown). In other words, the carriage 9 is provided so as to move relative to the illumination optical system 4 and the projection optical system 5 by moving the carriage 9 along the X guide shaft 23. At this time, each of the illumination optical systems 4a to 4g and each of the projection optical systems 5a to 5g are fixed by a fixing support portion (not shown).
[0033]
The projection optical systems 5a to 5g arranged in a staggered pattern are arranged so that adjacent projection optical systems (for example, the projection optical systems 5a and 5b, 5b and 5c) are displaced by a predetermined amount in the X direction. Yes. Therefore, as shown in FIG. 5, adjacent areas (for example, Pa and Pb, Pb and Pc) among the projection areas Pa to Pg on the substrate W formed by the exposure light that passes through the projection optical systems 5a to 5g. ) Is projected so as to be displaced by a predetermined amount in the X direction in the figure. At this time, the end portions of adjacent projection regions are arranged so as to overlap each other by a predetermined amount (for example, 5 mm) in the Y direction in FIG. That is, the plurality of projection optical systems 5a to 5g are displaced by a predetermined amount in the X direction and overlapped in the Y direction so as to correspond to the arrangement of the projection areas Pa to Pg. The plurality of illumination optical systems 4a to 4g are arranged so that the illumination areas on the mask M are arranged in the same manner as the projection areas Pa to Pg, that is, corresponding to the projection optical systems 5a to 5g. Is done. In this case, each of the projection optical systems 5a to 5g is an equal magnification erecting system.
[0034]
The carriage 9 that integrally holds the mask M and the substrate W is moved along the X guide shaft 23, that is, scanned in the X direction with respect to the illumination optical system 4 and the projection optical system 5. The entire surface of the pattern image formed on the mask M is transferred to the shot area EA on the substrate W.
[0035]
An illuminance sensor that measures the amount of exposure light irradiation at a position corresponding to each of the projection optical systems 5a to 5g on the substrate W is provided on a part of the substrate stage 9a on the side of the carriage 9 that holds the substrate W. An irradiation amount measurement system) 22 is provided. The illuminance sensor 22 has a guide shaft 24 in the Y direction on the carriage 9, and is installed so as to be flush with the substrate W. That is, the illuminance sensor 22 is provided by the illuminance sensor driving unit 21 so as to be movable in a direction (Y direction) orthogonal to the moving direction (X direction) of the carriage 9 (substrate stage 9a).
[0036]
The illuminance sensor 22 has projection areas Pa˜ corresponding to the projection optical systems 5a˜5g by moving the carriage 9 in the X direction and moving the illuminance sensor driving unit 21 in the Y direction prior to one or more exposures. Scanned under Pg. Therefore, the illumination light intensity (illuminance) on the exposure surface of the substrate W is two-dimensionally detected by the illuminance sensor 22. The illuminance data detected by the illuminance sensor 22 is sent to the control unit 7.
[0037]
The line width measuring machine (dimension measuring system) 30 is for measuring the dimensions of the patterns formed in the projection areas Pa to Pg corresponding to the projection optical systems 5a to 5g. In this case, the line width measuring device 30 measures the line width of the pattern formed on the substrate W. For example, an optical type or an electron beam type such as a light wave interference type measuring machine or a length measuring SEM is used. Can be used.
The dimension referred to here refers to a dimension value in the direction along the plate surface of the substrate W, such as the line width and interval of the pattern, and the pattern position. In this case, the diameter of the hole-shaped pattern is also included.
[0038]
This line width measuring device 30 is for measuring the line width of the pattern in each of the projection areas Pa to Pg on the substrate W on which the image of the pattern of the mask M has been projected and has undergone the development process. It is provided in the vicinity of the carriage 9 in order to measure the line width of the pattern of the substrate W applied and held on the substrate stage 9a. The line width data (dimension data) of the patterns of the projection areas Pa to Pg on the substrate W detected by the line width measuring device 30 is sent to the control unit 7.
[0039]
An operation of transferring an image of the pattern of the mask M onto the substrate W by the exposure apparatus 1 having such a configuration will be described.
Prior to exposure, the illuminance sensor 22 is driven in the Y direction by the illuminance sensor driving unit 21 and the carriage 9 is driven in the X direction. Thereby, the illuminance sensor 22 is scanned under the projection areas Pa to Pg corresponding to the projection optical systems 5a to 5g. At this time, the illuminance on the exposure surface of the substrate W is measured by the illuminance sensor 22 that scans.
[0040]
The detection signals of the respective illuminances of the projection areas Pa to Pg on the substrate W detected by the illuminance sensor 22 are sent to the control unit 7. Based on the detection signal of the illuminance sensor 22, the controller 7 exposes the illumination light of each of the illumination optical systems 4a to 4g so as to make the illuminances of the projection areas Pa to Pg corresponding to the projection optical systems 5a to 5g uniform. Is adjusted while being detected by each detector 20.
That is, before the exposure process is performed, the illuminance sensor 22 is used to set the illuminance of the exposure light in each of the projection areas Pa to Pg to be uniform.
[0041]
Next, the mask M and the substrate W are supplied to the mask stage 9b and the substrate stage 9a by a loader (not shown), respectively. The substrate W and the mask M supplied to the stages 9a and 9b are aligned with the illumination optical system 4 and the projection optical system 5 by an alignment system (not shown).
[0042]
After completing the alignment of the mask M and the substrate W, the carriage 9 is driven along the X guide shaft 23. The mask M and the substrate W are scanned together while being held by the carriage 9. On the other hand, exposure light is emitted toward the mask M from the illumination optical systems 4a to 4g. These exposure lights are transmitted through the mask M to be scanned, and different projection areas on the substrate W to be scanned together with the mask M via the projection optical systems 5a to 5g provided corresponding to the illumination optical systems 4a to 4g, respectively. An image of the pattern of the mask M is formed on Pa to Pg. The image of the pattern thus formed on the mask M is transferred to the substrate W. As described above, the substrate W is subjected to one exposure in a state where the illuminances of the projection areas Pa to Pg are controlled to be uniform.
[0043]
Development processing is performed on the substrate W that has been subjected to exposure processing in a state in which the illuminances of the respective projection areas Pa to Pg are made uniform. The substrate W that has undergone development processing measures the line width of the pattern formed in each of the projection regions Pa to Pg by the line width measuring device 30. The line width measuring device 30 sends the measured line width data to the control unit 7. The control unit 7 adjusts the exposure light irradiation amount of each of the illumination optical systems 4 a to 4 g based on the measurement result of the line width measuring device 30.
[0044]
The control unit 7 causes the line width measuring device 30 to measure the dimensions of the patterns of the projection areas Pa to Pg previously formed on the substrate W corresponding to the projection optical systems 5a to 5g, and based on the measurement results. The exposure light doses of the illumination optical systems 4a to 4g are adjusted so that the line widths of the patterns of the projection areas Pa to Pg become target values.
[0045]
At this time, the control unit 7 irradiates the exposure light of the illumination optical systems 4a to 4g based on the relationship between the exposure light dose change amount obtained in advance and the line width change amount (dimensional change amount) of the pattern image. Adjust the amount.
[0046]
In this case, a plurality of data of the line width change amount of the pattern image on the substrate W when the exposure light irradiation amount is arbitrarily changed is obtained in advance, and the line width measurement is performed based on the plurality of data (data table). The exposure light doses of the illumination optical systems 4a to 4g are adjusted so that the measurement result of the machine 30 matches the target value (target line width).
That is, the relationship between the amount of change in the illumination optical system 4 dose and the amount of change in the line width of the pattern image on the substrate W corresponds to the amount of change in the line width of the pattern on the substrate W with respect to the amount of change in the dose of the illumination optical system 4. It can be preset based on experimental identification results.
[0047]
Alternatively, based on the data table as described above, the relation between the exposure light irradiation amount change amount of the illumination optical systems 4a to 4g and the line width change amount of the pattern image of the substrate W is obtained as a relational expression. Based on the relational expression, the exposure light irradiation amount of the illumination optical systems 4 a to 4 g may be adjusted from the measurement result of the line width measuring device 30. That is, a relational expression is obtained by obtaining data in a plurality of conditions of the relationship between the irradiation amount change amount and the line width change amount, and fitting the data.
[0048]
Based on the data table or the relational expression as described above, the control unit 7 adjusts the exposure light dose of the illumination optical systems 4a to 4g so that the line width of the pattern image on the substrate W becomes the target line width. I do. That is, based on the measurement result of the line width of the pattern image by the line width measuring device 30 and the data table or the relational expression, the line width of each pattern in each of the projection areas Pa to Pg becomes a target value. Specifically, the control unit 7 detects the irradiation amount of the exposure light with the detector 20 attached to the illumination optical systems 4a to 4g so that the line widths of the patterns of the projection areas Pa to Pg are uniform. Thus, the output of each of the illumination optical systems 4a to 4g (that is, the power source 11a of the light source 11) is adjusted.
When the adjustment of the exposure light dose is completed, the exposure process for the substrate W is performed again.
[0049]
Thus, the line widths (dimensions) of the pattern formed on the substrate W are measured, and the illumination optical systems 4a to 4g are arranged so that the line widths of the projection areas Pa to Pg are uniform based on the measurement results. Since the exposure light dose is adjusted independently, the line widths of the patterns of the plurality of projection areas Pa to Pg formed on the substrate W are surely made uniform.
[0050]
That is, for example, even if the exposure light dose of each of the illumination optical systems 4a to 4g is set to be uniform, a line formed on the substrate W due to a difference in characteristics of each lens system including the projection optical system 5 The width may vary depending on the projection areas Pa to Pg.
[0051]
However, the line widths of the patterns of the projection areas Pa to Pg formed on the substrate W by the exposure and development processes are directly measured, and the irradiation amounts of the illumination optical systems 4a to 4g are independently determined based on the measurement results. Thus, even if there is a variation in characteristics of each lens system including each of the projection optical system 5 and each device, or a variation in resist sensitivity, the line width of each projection region Pa to Pg on the substrate W is adjusted. Uniformity is ensured. Therefore, the yield of the manufactured substrate W is improved.
[0052]
Then, the relationship between the change amount of the exposure light irradiation amount of the illumination optical system 4 and the change amount of the line width of the image of the pattern formed on the substrate W is obtained in advance as a relational expression or as a data table, and the illumination optics is based on this relationship. The illumination optical systems 4a to 4g are efficiently set to optimum exposure amounts by adjusting the exposure light doses of the systems 4a to 4g.
[0053]
As described above, the relational expression is obtained by fitting based on a plurality of data of the line width change amount accompanying the irradiation amount change amount. As an example in this case,
ΔD = (a (E / E ₀ ) + B) ΔE (1)
Is mentioned. here,
E: Irradiation amount
ΔE: Change in irradiation amount
D: Line width (μm)
ΔD: line width change (μm)
E ₀ : Optimum dose (irradiation dose with matching line and space)
a: Parameter obtained from fitting
b: Parameter obtained from fitting
It is.
For example, when a = −3 and b = 5, E = E ₀ In this case, the line width change amount ΔD is 0.2 μm with respect to the irradiation amount change amount ΔE of 10%. By obtaining a relational expression such as the expression (1) in advance and changing the irradiation amount with respect to the target line width change amount ΔD, the optimum irradiation amount of each of the illumination optical systems 4a to 4g can be easily and efficiently obtained. Desired.
[0054]
When the line width of the pattern of the substrate W is measured by the line width measuring device 30, the exposure light irradiation amount for each projection region Pa to Pg of the substrate W is measured in advance by the illuminance sensor 22, and based on this, each projection region Pa is measured. By making the illuminance of .about.Pg uniform, the line width measurement (dimension measurement) by the line width measuring device 30 is performed on the substrate W exposed with uniform illuminance. Therefore, the line width measurement is performed efficiently.
[0055]
That is, by setting the exposure light irradiation amounts in the projection areas Pa to Pg on the substrate W to be uniform, the line widths of the patterns in the projection areas Pa to Pg are matched to some extent. Therefore, measurement of the line widths of the projection areas Pa to Pg on the substrate W in the line width measuring instrument 30 is performed efficiently, for example, by realizing a short processing time.
Further, the signal line of the line width measuring device 30 is connected to the exposure apparatus 1. However, the operator measures the dimension of the pattern in a line width measuring apparatus different from the exposure apparatus 1, and the exposure apparatus 1 You may make it input the value of the dimension of a pattern.
Further, an optimal dose may be instructed to the control unit 7 from the obtained pattern dimensions.
[0056]
Note that the shape of the pattern formed on the substrate W is not limited to one having a line width. For example, the exposure apparatus 1 can be applied to the manufacture of contact holes. The contact hole formed in the substrate for the liquid crystal display element pattern needs to be formed in a uniform size on the substrate W, but the pattern shape is a hole by being manufactured by the exposure method and the exposure apparatus of this embodiment. Even if it is a shape, the shape of each pattern of a plurality of projection regions can be provided uniformly.
[0057]
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the exposure method and exposure apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same reference numerals are used for the same or equivalent components as in the first embodiment described above, and the description thereof is simplified or omitted.
[0058]
In the first embodiment, each dimension of the pattern corresponding to each projection area Pa to Pg formed on the substrate W is measured, and each illumination is set so that each dimension becomes a target value based on the measurement result. Although the exposure light amount of the optical system is changed, in the second embodiment, in order to set the dimension of the pattern formed on the substrate W to the target value, the projection of the optical characteristics of the projection optical system 5 is performed. The focal positions of the optical systems 5a to 5g are changed.
[0059]
The focal position adjusting device capable of changing the focal position of the projection optical system 5 (5a to 5g) moves the right-angle prism 58 (or 61) in the X direction in the drawing of the projection optical system 5 shown in FIG. It is configured by a possible prism moving device 58a (61a). Then, the focal position of the projection optical system 5 is changed by moving the right-angle prism 58 by a predetermined amount in the X direction by the prism moving device 58a. The focal position of the projection optical system 5 is changed by a focal position adjusting device including a right-angle prism 58 and a prism moving device 58a capable of moving the right-angle prism 58, thereby exposing the focal position of the projection optical system 5 and the exposure of the substrate W. The exposure light that does not coincide with the processing surface and passes through the projection optical system 5 is defocused on the exposure processing surface of the substrate W. Therefore, the line width of the pattern image formed on the substrate W is apparently thick. Then, by performing exposure processing in this defocused state, the line width of the pattern formed on the substrate W is adjusted so that the exposure processing surface of the substrate W and the focal position of the projection optical system 5 coincide with each other. It is formed thicker than if done.
[0060]
An operation of transferring an image of a pattern formed on the mask M onto the substrate W by the exposure apparatus 1 having the above-described configuration will be described.
First, as in the first embodiment, before the exposure process is performed, the illuminance sensor 22 is used to set the illuminance of the exposure light in each of the projection areas Pa to Pg to be uniform. Next, after the mask M and the substrate W are loaded onto the mask stage 9b and the substrate stage 9a, respectively, the first exposure process for the substrate W is performed.
[0061]
Development processing is performed on the substrate W that has been subjected to exposure processing in a state in which the illuminances of the respective projection areas Pa to Pg are made uniform. Next, the line width measuring device 30 measures the line width of the pattern formed in each of the projection areas Pa to Pg of the substrate W that has been subjected to the development process, and outputs the measured line width data to the control unit 7. The controller 7 individually drives the prism moving devices 58a (or 61a) of the projection optical systems 5a to 5g based on the measurement result of the line width measuring device 30. The right angle prism 58 (or 61) is moved in the X direction by driving the prism moving device 58a (61a), so that the respective focal positions of the projection optical systems 5a to 5g are individually changed.
[0062]
At this time, the control unit 7 determines the relationship between the amount of change in the focal position of the projection optical system 5 obtained in advance and the amount of change in the line width (dimension change) of the pattern image formed at that time (data table, Based on the relational expression), the prism driving device 58a is driven to adjust the focal positions of the projection optical systems 5a to 5g so that the line width of the pattern image on the substrate W becomes the target value. Specifically, the focal positions of the projection optical systems 5a to 5g are adjusted so that the line widths of the patterns of the projection areas Pa to Pg are uniform. For example, when it is desired to increase the line width of the pattern in a certain projection area, the focal position is largely shifted with respect to the exposure processing surface of the substrate W.
Then, when the adjustment of the focal position of each of the projection optical systems 5a to 5g is completed, the exposure process for the substrate W is performed again.
[0063]
In this way, the line width (dimension) of the pattern formed on the substrate W is measured, and based on the measurement result, the projection optical systems 5a to 5g have a uniform line width in the projection areas Pa to Pg. By changing the focal position independently, the line widths of the patterns of the plurality of projection areas Pa to Pg formed on the substrate W are surely made uniform. At this time, for example, if the line width measuring device 30 measures that the line width of the pattern on the substrate W in a certain projection area is narrower than the line width of the pattern in the other projection area, the projection optical system corresponding to this projection area By shifting the focal position of 5 and the exposure processing surface of the substrate W to increase the apparent line width of the pattern image, the line width of the pattern formed on the substrate W can be increased.
[0064]
In the present embodiment, the focal position adjusting device that changes the focal position of the projection optical system 5 is configured by a prism moving device 58a that moves the right-angle prism 58 that configures the projection optical system 5, but for example, As shown in FIG. 6, it can be configured by a lens controller LC arranged at a predetermined position on the optical path of the projection optical system 5. As shown in FIG. 6, the lens controller LC is configured by a box body that can transmit exposure light provided on the downstream side of the optical path of the right-angle prism 61, and the gas in the sealed space formed by the box body. The focal position of the projection optical system 5 can be changed to a desired position by adjusting the refractive index by changing the type, pressure, or temperature. At this time, the right-angle prism 58 (61) does not move in the X direction.
[0065]
Alternatively, the lens controller LC may be configured by combining a plurality of (two) prisms LC1 and LC2 as shown in FIG. The focal position of the projection optical system 5 is changed by moving the prisms LC1 and LC2 in the direction perpendicular to the optical path of the exposure light.
[0066]
Further, the focal position adjusting device is supported so that a plurality of optical members (optical devices) having different optical characteristics (refractive indexes) and each of these optical members can be inserted into and removed from a predetermined position on the optical path of the projection optical system. The focal position of the projection optical system can be changed by disposing a predetermined optical member on the optical path among a plurality of prepared optical members.
[0067]
<< Third Embodiment >>
Next, a third embodiment of the exposure method and exposure apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same reference numerals are used for the same or equivalent components as those in the first and second embodiments described above, and the description thereof is simplified or omitted.
[0068]
In the first embodiment, the dimensions of the patterns corresponding to the projection areas Pa to Pg on the substrate W are measured, and the illumination optical systems 4a to 4g are set so that the dimensions become target values based on the measurement results. Each of the exposure light doses is changed. In the second embodiment, the respective focal positions of the projection optical systems 5a to 5g are changed. In the third embodiment, illumination is performed. An optical member having a variable aperture through which exposure light can pass is provided at a predetermined position on each optical path of the optical systems 4a to 4g, and the size of this aperture is changed to change the pattern image on the substrate W. The line width is adjusted.
[0069]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a variable stop (optical) that has a variable aperture through which exposure light can pass is provided downstream of the fly-eye lens 15 in the illumination optical system 4a (4b to 4g). Member) 70 is provided, and the line width of the pattern formed on the substrate W is adjusted by adjusting the size of the opening. The variable diaphragm 70 is disposed on the pupil plane viewed from the fly-eye lens 15. The resolving power of the optical system is changed by changing the size of the opening, and the line width (dimension) of the pattern formed on the substrate W is changed with the change of the resolving power. It has become.
[0070]
That is, when the aperture of the variable stop 70 is reduced, the resolution is reduced, so that the apparent line width of the pattern image on the substrate W is increased. On the other hand, when the aperture is increased, the resolution is increased, so that the pattern on the substrate W is increased. The apparent line width of the image becomes smaller.
[0071]
In the case where the exposure process is performed by the exposure apparatus 1 having the configuration described above, first, similarly to the first and second embodiments, first, before performing the exposure process, each projection region Pa˜ The illuminance of Pg exposure light is set to be uniform. Then, after the mask M and the substrate W are loaded on the mask stage 9b and the substrate stage 9a, respectively, the first exposure process for the substrate W is performed. Then, development processing is performed on the substrate W, and the line width of the pattern formed in each of the projection areas Pa to Pg is measured by the line width measuring device 30. The control unit 7 individually changes the size of the aperture of the variable stop 70 provided in each of the illumination optical systems 4 a to 4 g based on the measurement result of the line width measuring device 30.
[0072]
At this time, the control unit 7 determines the relationship between the change amount of the aperture size of the variable aperture 70 determined in advance and the line width change amount (dimensional change amount) of the pattern image formed at that time (data table). , Each aperture of the variable stop 70 is individually adjusted so that the line width of the pattern image of the substrate W becomes the target line width. Specifically, the sizes of the apertures of the variable stops 70 provided in the illumination optical systems 4a to 4g are adjusted so that the line widths of the patterns in the projection areas Pa to Pg are uniform. For example, when it is desired to increase the line width of the pattern in a certain projection area, the aperture of the variable aperture 70 is reduced.
Then, when the adjustment of the aperture size of the variable stop 70 disposed in each of the illumination optical systems 4a to 4g is completed, the exposure process for the substrate W is performed again.
[0073]
As described above, it is also formed on the substrate W by individually adjusting the size of the opening of the variable stop 70 provided at a predetermined position on each optical path of each of the illumination optical systems 4a to 4g. The line width of the pattern can be adjusted. At this time, for example, if the line width measuring device 30 measures that the line width of the pattern on the substrate W in a certain projection area is narrower than the line width of the pattern in the other projection area, the illumination optical system corresponding to this projection area The line width of the pattern formed on the substrate W can be increased by reducing the aperture of the fourth variable aperture 70 and increasing the apparent line width of the pattern image. On the other hand, when it is desired to reduce the line width of the pattern, the opening is enlarged.
[0074]
Since the illuminance of the exposure light on the substrate W is reduced by reducing the aperture of the aperture stop 70, the detection result of the detector 20 is obtained so that the same illuminance as before the aperture size is changed can be obtained. Based on this, the output of the light source driving unit 11a is increased, or the filter 41 is driven by the filter driving unit 42 to increase the illuminance.
[0075]
In this embodiment, in addition to installing the variable aperture 70 having a variable aperture, a plurality of apertures each having a different size are prepared, and a predetermined aperture is provided when it is desired to obtain a predetermined line width. It is also possible to adopt a configuration in which the stop is disposed in the illumination optical system. Further, the resolution of the projection optical system may be changed by using an annular diaphragm or a modified diaphragm for the opening of the variable diaphragm 70.
[0076]
<< 4th Embodiment >>
Next, a fourth embodiment of the exposure method and exposure apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same reference numerals are used for the same or equivalent components as in the first to third embodiments described above, and the description thereof is simplified or omitted.
[0077]
In the fourth embodiment, in order to set the dimension of the pattern formed on the substrate W to a target value, among the optical characteristics of the projection optical system 5, the numerical apertures of the projection optical systems 5a to 5g are changed. In order to change the numerical aperture of the projection optical system 5, as shown in FIG. 8, among the projection optical systems 5a (5b to 5g), between the right angle prism 58 of the catadioptric optical system 54 and the concave mirror 60, A variable aperture (numerical aperture adjusting device) 80 having a variable aperture through which exposure light can pass is provided, and the numerical aperture is changed by adjusting the size of the aperture. This variable stop 80 is provided at the position of the pupil plane viewed from the image plane of the projection optical system 5, and the numerical aperture of the projection optical system 5 changes by changing the aperture.
[0078]
The resolving power changes as the numerical aperture of the projection optical system 5 changes, and the line width (dimension) of the pattern formed on the substrate W changes as the resolving power changes. . That is, if the aperture of the variable aperture 80 is reduced, the resolution is reduced, so that the apparent line width of the pattern image on the substrate W is increased. On the other hand, if the aperture is increased, the resolution is increased, so that the pattern on the substrate W is increased. The apparent line width of the image becomes smaller.
[0079]
In the case where the pattern image of the mask M is transferred onto the substrate W by the exposure apparatus 1 having the configuration described above, first, the illuminance sensor 22 is performed before the exposure process, as in the first to third embodiments. Is set so that the illuminance of the exposure light in each of the projection areas Pa to Pg is uniform. Then, after the mask M and the substrate W are loaded on the mask stage 9b and the substrate stage 9a, respectively, the first exposure process for the substrate W is performed. Then, development processing is performed on the substrate W, and the line width of the pattern formed in each of the projection areas Pa to Pg is measured by the line width measuring device 30. Based on the measurement result of the line width measuring device 30, the control unit 7 individually changes the size of the aperture of the variable diaphragm 80 of each of the projection optical systems 5a to 5g.
[0080]
At this time, the control unit 7 determines the relationship (data table) between the change amount of the opening size of the variable aperture 80 obtained in advance and the line width change amount (dimension change amount) of the pattern image formed at that time. , Each aperture of the variable aperture 80 is individually adjusted so that the line width of the pattern image of the substrate W becomes the target line width. Specifically, the size of the aperture of the variable stop 80 provided in each of the projection optical systems 5a to 5g is adjusted so that the line widths of the patterns in the projection areas Pa to Pg are uniform. For example, when it is desired to increase the line width of the pattern in a certain projection area, the aperture of the variable aperture 80 is reduced.
Then, when the adjustment of the aperture size of the variable stop 80 disposed in each of the projection optical systems 5a to 5g is completed, the exposure process for the substrate W is performed again.
[0081]
As described above, the projection optical systems 5a to 5g are also formed on the substrate W by individually adjusting the size of the aperture of the variable stop 80 provided at a predetermined position on the optical path. The line width of the pattern can be adjusted. At this time, for example, if the line width measuring device 30 measures that the line width of the pattern on the substrate W in a certain projection area is narrower than the line width of the pattern in the other projection area, the projection optical system corresponding to this projection area The line width of the pattern formed on the substrate W can be increased by reducing the aperture of the variable aperture 80 of 5 and increasing the line width of the apparent pattern image. On the other hand, when it is desired to reduce the line width of the pattern, the opening is enlarged.
[0082]
Also in this embodiment, the illuminance of the exposure light on the substrate W is reduced by reducing the aperture of the aperture stop 80, so that the same illuminance as before changing the size of the aperture can be obtained. Based on the detection result of the detector 20, the output of the light source driving unit 11a is increased, or the filter 41 is driven by the filter driving unit 42 to increase the illuminance.
[0083]
Further, in the present embodiment, in addition to the variable aperture 80 having a variable aperture, a plurality of apertures each having a different size are prepared, and a predetermined aperture is provided when it is desired to obtain a predetermined line width. It is also possible to adopt a configuration in which the stop is disposed in the projection optical system.
[0084]
In the present embodiment, the variable diaphragm 80 is provided in the catadioptric optical system 54, but the variable diaphragm 80 is installed on the pupil plane viewed from the image plane side of the projection optical system 5, It can also be installed between the right-angle prism 61 and the concave mirror 63 of the catadioptric optical system 55.
[0085]
<< 5th Embodiment >>
Next, a fifth embodiment of the exposure method and exposure apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same reference numerals are used for the same or equivalent components as in the first to fourth embodiments described above, and the description thereof is simplified or omitted.
In the present embodiment, the wavelength of the exposure light is changed in order to set the dimension of the pattern formed on the substrate W to the target value. In order to change the wavelength of exposure light, as shown in FIG. 1, exposure light is adjusted by adjusting a wavelength filter (wavelength adjusting device) 13 provided in the illumination optical system 4a (4b to 4g). Change the wavelength.
[0086]
The resolving power changes as the wavelength of the exposure light changes, and the line width (dimension) of the pattern formed on the substrate W changes as the resolving power changes. That is, as the wavelength of the exposure light increases, the resolution decreases and the apparent line width of the pattern image on the substrate W increases. On the other hand, when the wavelength decreases, the resolution increases and the pattern on the substrate W increases. The apparent line width of the image becomes narrower.
[0087]
When the exposure process is performed by the exposure apparatus 1 having the configuration described above, first, similarly to the first to fourth embodiments, first, before performing the exposure process, the illuminance sensor 22 is used to project each projection area Pa ~. The illuminance of Pg exposure light is set to be uniform. Then, after the mask M and the substrate W are loaded on the mask stage 9b and the substrate stage 9a, respectively, the first exposure process for the substrate W is performed. Then, development processing is performed on the substrate W, and the line width of the pattern formed in each of the projection areas Pa to Pg is measured by the line width measuring device 30. The control unit 7 adjusts the wavelength filters 13 of the illumination optical systems 4a to 4g based on the measurement result of the line width measuring device 30, and individually changes the wavelengths of the exposure light of the illumination optical systems 4a to 4g. To do.
[0088]
At this time, the control unit 7 has a relationship (data table, relational expression) between the change amount of the wavelength of the exposure light obtained in advance and the line width change amount (dimensional change amount) of the pattern image formed at that time. Based on the above, the wavelength filter 13 is adjusted so that the line width of the pattern image of the substrate W becomes the target line width. Specifically, the wavelength filters 13 provided in the respective illumination optical systems 4a to 4g are respectively adjusted so that the line widths of the respective patterns of the respective projection areas Pa to Pg are uniform, and have desired wavelengths. Exposure light is emitted from each of the illumination optical systems 4a to 4g. For example, in the case where the exposure light is composed of g-line, h-line, and i-line, to increase the line width of the pattern in a certain projection area, the g-line component having the longest wavelength is increased (or shortest). By reducing or cutting the i-line component that is the wavelength, the line width of the pattern can be increased.
When the adjustment of the wavelength filter 13 disposed in each of the illumination optical systems 4a to 4g is completed, the exposure process for the substrate W is performed again.
[0089]
As described above, the wavelength filters 13 provided in the respective illumination optical systems 4a to 4g are individually adjusted, and the wavelength of the exposure light emitted from the respective illumination optical systems 4a to 4g is changed. In addition, the line width of the pattern formed on the substrate W can be adjusted. At this time, for example, if the line width measuring device 30 measures that the line width of the pattern on the substrate W in a certain projection area is narrower than the line width of the pattern in another projection area, the long wavelength component of the exposure light is increased. By increasing the line width of the apparent pattern image, the line width of the pattern formed on the substrate W can be increased. On the other hand, when it is desired to reduce the line width of the pattern, the short wavelength component of the exposure light is increased.
[0090]
In this embodiment, the illuminance of the exposure light on the substrate W is decreased by increasing the long wavelength component of the exposure light, so that the same illuminance as before changing the wavelength of the exposure light can be obtained. Based on the detection result of the detector 20, the output of the light source driving unit 11a is increased, or the filter 41 is driven by the filter driving unit 42 to increase the illuminance.
[0091]
In the first to fifth embodiments, the pattern is actually formed on the substrate W by performing the development process after the exposure process, and the dimension of the pattern is measured. Based on the measurement result, It is a configuration that adjusts the exposure light dose and changes the optical characteristics of the optical system so that the line width of the pattern is uniform, but it does not measure the line width (dimensions) of the actually formed pattern. However, it is also possible to detect an image of the pattern of the projection area by a detection device such as a CCD and change the optical characteristics of the optical system based on the detection result. In this case, the pattern image state (resolution change state) can be detected without performing development processing to actually form a pattern and measuring the dimensions, so the pattern image state (resolution change state) can be detected. It can be detected at an arbitrary time interval or at a predetermined timing. Based on the detection result, the state of the pattern image can be adjusted each time.
[0092]
The exposure apparatus of this embodiment can be applied to a step-and-repeat type exposure apparatus that exposes the pattern of the mask M while the mask M and the substrate W are stationary, and sequentially moves the substrate W stepwise. .
Moreover, in FIG. 1, although it has shown so that it may become a one-to-one relationship with respect to several illumination optical system 4a-4g, the light beam of the light source 11 is divided | segmented with an optical fiber etc., and each of several illumination optical system 4a-4g. You may make it distribute to. Further, a plurality of light sources 11 may be provided to mix and distribute the light beams. At this time, the irradiation amount of the exposure light to be irradiated is adjusted so as to be a desired irradiation amount by inserting a filter for changing the amount of transmitted light such as an ND filter into the optical path, and exposure in each projection region Pa to Pg. You may make it control the irradiation amount of light.
[0093]
The exposure apparatus of this embodiment can also be applied to a proximity exposure apparatus that exposes a mask pattern by bringing a mask and a substrate into close contact with each other without using a projection optical system.
[0094]
The use of the exposure apparatus is not limited to a liquid crystal exposure apparatus that exposes a liquid crystal display element pattern on a square glass plate, for example, an exposure apparatus for semiconductor manufacturing that exposes a circuit pattern on a semiconductor wafer, It can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing a thin film magnetic head.
[0095]
The light source of the exposure apparatus of this embodiment is g-line (436 nm), h-line (405 mm), i-line (365 nm), KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F ₂ Not only a laser (157 nm) but also a charged particle beam such as an X-ray or an electron beam can be used. For example, when using an electron beam, thermionic emission type lanthanum hexabolite (LaB6) and tantalum (Ta) can be used as the electron gun. Further, when an electron beam is used, a structure using a mask may be used, or a pattern may be formed directly on the substrate without using a mask.
[0096]
The magnification of the projection optical system may be either a reduction system or an enlargement system as well as an equal magnification system.
[0097]
As the projection optical system, a material that transmits far ultraviolet rays such as quartz and fluorite is used as a glass material when using far ultraviolet rays such as an excimer laser, and a catadioptric or refractive optical system when using an F2 laser or X-ray (When the reticle is also of a reflective type), and an electron beam is used, an electron optical system comprising an electron lens and a deflector may be used as the optical system. Needless to say, the optical path through which the electron beam passes is in a vacuum state.
[0098]
When a linear motor is used for the substrate stage 9a and the mask stage 9b, either an air levitation type using an air bearing or a magnetic levitation type using a Lorentz force or reactance force may be used. The stage may be a type that moves along a guide, or may be a guideless type that does not have a guide.
[0099]
When a flat motor is used as the stage drive device, either the magnet unit (permanent magnet) or the armature unit is connected to the stage, and the other of the magnet unit and armature unit is connected to the moving surface side (base) of the stage. Should be provided.
[0100]
The reaction force generated by the movement of the substrate stage 9a may be released mechanically to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-166475. The present invention can also be applied to an exposure apparatus having such a structure.
[0101]
The reaction force generated by the movement of the mask stage 9b may be released mechanically to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-330224. The present invention can also be applied to an exposure apparatus having such a structure.
[0102]
As described above, the exposure apparatus of the embodiment of the present application maintains various mechanical subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Manufactured by assembling. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection, and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
[0103]
As shown in FIG. 9, the semiconductor device includes a step 201 for designing the function / performance of the device, a step 202 for producing a mask (reticle) based on the design step, and a substrate (wafer, glass plate) serving as a substrate of the device. ) Manufacturing step 203, substrate processing step 204 for exposing the mask pattern onto the substrate by the exposure apparatus of the above-described embodiment, device assembly step (including dicing process, bonding process, packaging process) 205, inspection step 206, etc. It is manufactured after.
[0104]
【The invention's effect】
The exposure method and exposure apparatus of the present invention have the following effects.
The present invention According to Based on the pattern image dimensions measured in advance for each projection optical system, The amount of exposure light for each illumination optical system Illumination optics, projection The optical properties of the optical system are Respectively Adjusted. In this way, the amount of exposure light of each illumination optical system and each Illumination optics, projection The optical properties of the optical system are each Since it is adjusted based on the measurement result of the dimension of each pattern formed in the projection area, for example Illumination optics, projection Even if there are differences in the characteristics of each optical system, Duplicate It is possible to match the dimensions of the patterns formed in a number of projection areas. Therefore, the yield of manufactured substrates is improved.
[0105]
The present invention According to At least one of exposure light dose of the illumination optical system, optical characteristics of the illumination optical system, and optical characteristics of the projection optical system The relationship between the variation and the dimensional variation of the pattern image is obtained in advance, and Adjust at least one of the exposure light dose of the illumination optical system, the optical characteristics of the illumination optical system, or the optical characteristics of the projection optical system By Duplicate The dimensions of the patterns formed in a number of projection areas are matched efficiently.
[0106]
The present invention According to each Measures exposure light exposure at a position corresponding to the projection optical system Shi , That Based on the measurement result, the control system can adjust the exposure light dose of each illumination optical system, so that the exposure light dose of each illumination optical system can be adjusted, for example, the exposure light dose in each projection area The measurement And after adjusting the irradiation amount of each illumination optical system so that each irradiation amount at this time may become uniform, it can carry out based on the measurement result of a dimension measurement system. Therefore, the pattern shape of each projection area is made uniform efficiently.
[0107]
The present invention According to the above, the respective focal positions as the optical characteristics of the projection optical system Adjustment By doing so, the resolution of the projection optical system changes and the apparent size of the pattern image changes. Duplicate The dimensions of the pattern formed in a number of projection areas can be made uniform.
[0108]
The present invention The optical member having a variable aperture through which the exposure light can pass is provided at a predetermined position on the optical path of the illumination optical system. Adjustment By doing so, the resolution of the projection optical system changes and the apparent size of the pattern image changes. Duplicate The dimensions of the pattern formed in a number of projection areas can be made uniform.
[0109]
The present invention According to the above, each numerical aperture is set as an optical characteristic of the projection optical system. Adjustment By doing so, the resolution of the projection optical system changes and the apparent size of the pattern image changes, so that the size of the pattern to be formed can be made uniform.
[0110]
The present invention Therefore, by changing the wavelength of the exposure light by each of the illumination optical systems as the optical characteristics of the illumination optical system, the resolution of the projection optical system changes and the apparent size of the pattern image changes. The dimension of the pattern to be formed can be made uniform.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an exposure apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of an exposure apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a plan view for explaining a filter;
FIG. 4 is a schematic configuration diagram for explaining a projection optical system.
FIG. 5 is a diagram for explaining a projection area on a substrate.
FIG. 6 is a view for explaining a focal position adjusting device in a second embodiment of the exposure apparatus of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining another embodiment of the focus position adjusting device.
FIG. 8 is a view for explaining a numerical aperture adjusting device in the third embodiment of the exposure apparatus of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing an example of a semiconductor device manufacturing process.
[Explanation of symbols]
1 Exposure equipment
4 (4a-4g) Illumination optical system
5 (5a-5g) Projection optical system
7 Control unit (control system)
11 Light source
13 Wavelength filter (wavelength tuning device)
22 Illuminance sensor (irradiation measurement system)
30 Line width measuring machine (dimension measuring system)
58, 61 Right angle prism (focal position adjustment device)
58a, 61a Prism moving device (focal position adjusting device)
LC lens controller (focal position adjustment device)
70 Variable aperture (optical member)
80 Variable aperture (numerical aperture adjustment device)
Pa to Pg projection area
M mask
W substrate

Claims

In an exposure method of illuminating exposure light on a mask from a plurality of illumination optical systems, and forming an image of the pattern of the mask via a plurality of projection optical systems arranged corresponding to each of the plurality of illumination optical systems,
A homogenization process for equalizing the illuminance of the exposure light in a plurality of projection regions formed by the exposure light respectively via the plurality of projection optical systems;
A dimension measurement process for measuring, for each projection optical system, the dimension of the image of the pattern formed by the plurality of projection optical systems in a state where the illuminance of the plurality of projection areas is uniform;
Based on the size of the image of the patterns measured for each of the projection optical system, the irradiation amount of the exposure light of the illumination optical system, at least one of the optical characteristics or optical characteristics of the projection optical system of the illumination optical system An adjustment process for independently adjusting one for each illumination optical system or each projection optical system ;
An exposure method comprising:

The exposure method according to claim 1, wherein
The adjustment process is performed by changing the dimensional change amount of the image of the pattern with respect to at least one change amount of the exposure light amount of the illumination optical system, the optical property of the illumination optical system, or the optical property of the projection optical system. Of the exposure light amount of the illumination optical system, the optical characteristics of the illumination optical system, or the optical characteristics of the projection optical system based on a data table associated with An exposure method comprising adjusting at least one for each of the illumination optical systems or for each of the projection optical systems.

The exposure method according to claim 1, wherein
The adjustment processing includes a dimensional change amount of the image of the pattern corresponding to at least one change amount of the exposure light irradiation amount of the illumination optical system, the optical property of the illumination optical system, or the optical property of the projection optical system. And at least one of the irradiation amount of the exposure light of the illumination optical system, the optical characteristics of the illumination optical system, or the optical characteristics of the projection optical system, based on the relational expression indicating: An exposure method comprising adjusting each illumination optical system or each projection optical system.

In the exposure method according to any one of claims 1 to 3 ,
The adjustment process is performed based on the dimension of the image of the pattern measured by the dimension measurement process, the exposure light irradiation amount of the illumination optical system, the optical characteristics of the illumination optical system, or the optical characteristics of the projection optical system. An exposure method comprising adjusting at least one of each of the illumination optical systems or the projection optical systems.

The exposure method according to claim 4, wherein
The dimension measuring process measures the dimension of the image of the pattern transferred onto a predetermined substrate by a plurality of the projection optical systems.

In the exposure method according to any one of claims 1 to 5,
A dose measurement process for measuring the dose of the exposure light of the illumination optical system for each of the illumination optical systems,
The exposure method is characterized in that the adjustment process adjusts an exposure dose of the exposure light of the illumination optical system based on a measurement result of the dose measurement process.

In the exposure method according to any one of claims 1 to 6,
The exposure method according to claim 1, wherein the adjustment processing adjusts a focal position of the projection optical system as an optical characteristic of the projection optical system based on a size of an image of the pattern.

In the exposure method according to any one of claims 1 to 7,
The exposure is characterized in that the adjustment process adjusts the size of the opening of the optical member provided on the optical path of the illumination optical system as the optical characteristic of the illumination optical system based on the size of the image of the pattern. Method.

In the exposure method according to any one of claims 1 to 8,
The exposure method characterized in that the adjustment processing adjusts the numerical aperture of the projection optical system as an optical characteristic of the projection optical system based on the size of the image of the pattern.

In the exposure method according to any one of claims 1 to 9,
The exposure method according to claim 1, wherein the adjustment process adjusts a wavelength of the exposure light of the illumination optical system as an optical characteristic of the illumination optical system based on a size of an image of the pattern.

A plurality of illumination optical systems for illuminating exposure light on a mask, and a plurality of projection optical systems arranged corresponding to each of the plurality of illumination optical systems and forming an image of the mask pattern illuminated by the exposure light In an exposure apparatus comprising:
Dimension of the image of the pattern formed by the plurality of projection optical systems in a state where the illuminance of the exposure light in the plurality of projection areas formed by the exposure light respectively through the plurality of projection optical systems is uniform A dimension measuring system for measuring each projection optical system,
Based on the size of the image of the pattern measured for each projection optical system, at least one of the exposure light dose of the illumination optical system, the optical characteristics of the illumination optical system, or the optical characteristics of the projection optical system A control system that independently adjusts each for each illumination optical system or each projection optical system ;
An exposure apparatus comprising:

The exposure apparatus according to claim 11, wherein
The control system is configured such that the dimensional change amount of the image of the pattern with respect to at least one change amount of the exposure light amount of the illumination optical system, the optical property of the illumination optical system, or the optical property of the projection optical system. Are associated with each other, and based on the data table and the size of the image of the pattern, the exposure light dose of the illumination optical system, the optical characteristics of the illumination optical system, or the projection optical system An exposure apparatus that adjusts at least one of the optical characteristics for each illumination optical system or each projection optical system.

The exposure apparatus according to claim 11, wherein
The control system includes a dimensional change amount of the image of the pattern corresponding to at least one change amount among an exposure light amount of the illumination optical system, an optical characteristic of the illumination optical system, or an optical characteristic of the projection optical system. The exposure light amount of the illumination optical system, the optical characteristics of the illumination optical system, or the optical characteristics of the projection optical system based on the relational expression and the size of the image of the pattern An exposure apparatus that adjusts at least one of each of the illumination optical systems or the projection optical systems.

In the exposure apparatus according to any one of claims 11 to 13 ,
The control system, based on the size of the image of the pattern measured by the dimension measurement system, the exposure light irradiation amount of the illumination optical system, the optical characteristics of the illumination optical system or the optical characteristics of the projection optical system An exposure apparatus that adjusts at least one of each of the illumination optical systems or the projection optical systems.

The exposure apparatus according to claim 14, wherein
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the dimension measurement system measures a dimension of the image of the pattern transferred onto a predetermined substrate by the plurality of projection optical systems.

In the exposure apparatus according to any one of claims 11 to 13,
Dimension input means for inputting the dimension of the image of the pattern,
The control system, based on the dimension of the image of the pattern input from the dimension input means, the exposure light irradiation amount of the illumination optical system, the optical characteristics of the illumination optical system, or the optical characteristics of the projection optical system An exposure apparatus that adjusts at least one of each of the illumination optical systems or the projection optical systems.

In the exposure apparatus according to any one of claims 11 to 13,
A connecting means for connecting the control system and a dimension measuring instrument for measuring the dimension of the image of the pattern, and inputting a measurement result of the dimension measuring instrument to the control system;
The control system is based on the measurement result input from the connection unit, and is at least one of the exposure light dose of the illumination optical system, the optical characteristics of the illumination optical system, or the optical characteristics of the projection optical system. An exposure apparatus characterized in that one is adjusted for each of the illumination optical systems or for each of the projection optical systems.

The exposure apparatus according to any one of claims 11 to 17,
A dose measuring means for measuring the dose of the exposure light of the illumination optical system for each illumination optical system;
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the control system adjusts an exposure dose of the exposure light of the illumination optical system based on a measurement result of the dose measurement means.

In the exposure apparatus according to any one of claims 11 to 18,
A focal position adjusting device that changes a focal position of the projection optical system for each projection optical system;
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the control system adjusts the focal position adjusting device based on a size of an image of the pattern.

In the exposure apparatus according to any one of claims 11 to 19,
An optical member provided on the optical path of the illumination optical system for each of the illumination optical systems, and having an opening whose size with respect to the exposure light can be changed;
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the control system adjusts the opening of the optical member based on a size of an image of the pattern.

In the exposure apparatus according to any one of claims 11 to 20,
A numerical aperture adjusting device that changes the numerical aperture of the projection optical system for each projection optical system;
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the control system adjusts the numerical aperture adjusting device based on a size of an image of the pattern.

In the exposure apparatus according to any one of claims 11 to 21,
A wavelength adjusting device that changes the wavelength of the exposure light of the illumination optical system for each illumination optical system,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the control system adjusts the wavelength adjusting device based on a size of an image of the pattern.

A device manufacturing method for forming a device on a substrate,
Using the exposure method according to claim 1 to transfer an image of a mask pattern to a substrate;
Processing the substrate corresponding to the image of the pattern on the substrate on which the image of the pattern has been transferred;
A device manufacturing method comprising: