JP2003142373A - 露光方法および露光装置 - Google Patents

露光方法および露光装置

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JP2003142373A JP2001338169A JP2001338169A JP2003142373A JP 2003142373 A JP2003142373 A JP 2003142373A JP 2001338169 A JP2001338169 A JP 2001338169A JP 2001338169 A JP2001338169 A JP 2001338169A JP 2003142373 A JP2003142373 A JP 2003142373A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】スキャン露光時に、スリット成分の湾曲成分を
補正し、歩留まりの向上を図る。 【解決手段】前記露光光が照射されていない計測領域
の、前記光学系の光軸方向に関する位置分布を測定する
ステップ（Ｓ１０３）と、測定された位置分布を傾斜成
分と２次以上の成分とに分離するステップ（Ｓ１０４）
と、前記露光光が前記計測領域を照射する際、分離され
た傾斜成分に基づいて、被露光領域面の前記光学系の光
軸方向に関する位置を調整すると共に、分離された２次
以上の成分に基づいて、前記光学系の結像特性を補正す
るステップ（Ｓ１０７）とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子や液晶表
示装置等の製造において、特に、露光領域内のフォーカ
ス条件を最適な状態にて行うために適した露光方法、露
光装置、及び半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、投影レンズの径の小型化などを可
能とするものとして、レチクルとウエハとを相互に逆方
向に移動させて露光を行うスキャン露光方式の光露光装
置（以下、スキャン型露光装置と記す）が開発されてい
る。
【０００３】スキャン型露光装置におけるフォーカス制
御方法を図１１を参照して説明する。これから露光しよ
うとするウエハ１０４の露光エリアをあらかじめ先読み
フォーカスセンサ１１２（１１２ａ，１１２ｂ，１１２
ｃ）を用いて、エリア内のウエハ１０４表面の凹凸形状
をモニタする。演算回路機構１１４は、モニタ結果か
ら、スリット方向、及び、スキャン方向に対して適切な
フォーカスと傾斜量を算出する。フォーカス＆レベリン
グ制御部１１５により、ウエハステージＺ軸駆動機構１
１１によって、ウエハステージ１０５を傾けながらスキ
ャン露光を行い、フォーカスに対して傾斜成分である１
次の補正までが行われていた。なお、１０１はレチク
ル、１０２はレチクルステージ、１０３は投影レンズで
ある。
【０００４】図１２，図３には、上記フォーカス制御方
法をウエハ面に適用した例を示す。図１２は、２次以上
の成分がないウエハに対して、従来の露光方法で露光を
行った場合の説明に用いる図である。また、図３は、２
次以上の成分を有するウエハに対して、従来の露光方法
で露光を行った場合の説明に用いる図である。
【０００５】ウエハ面（実線）と装置のオートフォーカ
ス面（点線）との関係が、スキャン方向、及び、スリッ
ト方向に対して傾斜成分しかない場合（図１２（ａ））
には、従来の傾斜補正（図１２（ｂ））によりウエハ面
をオートフォーカス面が合わせられる。その結果、図１
２（ｃ）に示すようにフォーカス変動がなく露光するこ
とができた。
【０００６】しかしながら、実際にはウエハの平坦度や
露光装置の収差を含めた影響により上記傾斜成分以外に
も湾曲成分等の２次以上の成分がどうしても存在するた
め（図３（ａ））、従来の傾斜補正（図３（ｃ））だけ
では、図３（ｃ）に示すようにフォーカス変動を押さえ
きることができなかった。
【０００７】この影響は、スリット幅の狭いスキャン方
向については、上記従来法でもウエハの表面形状にそっ
て、スキャン中に細かく傾斜補正が繰り返される為、緩
やかな湾曲成分については補正することができた。しか
しながら、スリット方向の湾曲成分については、補正す
ることができないため、フォーカス変動の改善ができな
いという問題があり、フォーカスエラーによる歩留まり
の低下を引き起こしていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、スキ
ャン露光装置で露光を行った場合、でスリット成分の湾
曲成分については補正することができないため、フォー
カス変動の改善ができないという問題があり、フォーカ
スエラーによる歩留まりの低下を引き起こしていたとい
う問題があった。
【０００９】本発明の目的は、スリット成分の湾曲成分
を補正し、歩留まりの向上を図り得る露光方法及び露光
装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下のように構成されている。
【００１１】（１）本発明に係わる露光方法は、レチク
ルが露光光に対して移動するのに同期して、光学系を通
過した露光光に対してウエハが移動することにより、前
記ウエハ上の被露光領域を走査露光する露光方法におい
て、前記露光光が照射されていない計測領域の、前記光
学系の光軸方向に関する位置分布を測定するステップ
と、測定された位置分布を傾斜成分と２次以上の成分と
に分離するステップと、前記露光光が前記計測領域を照
射する際、分離された傾斜成分に基づいて、被露光領域
面の前記光学系の光軸方向に関する位置を調整すると共
に、分離された２次以上の成分に基づいて、前記光学系
の結像特性を補正するステップとを含むことを特徴とす
る。
【００１２】（２）本発明に係わる露光方法は、レチク
ルが露光光に対して移動するのに同期して、光学系を通
過した露光光に対してウエハが移動することにより、前
記ウエハ上の被露光領域を走査露光する露光方法におい
て、前記露光光が照射されていない計測領域の、前記光
学系の光軸方向の位置分布を測定するステップと、測定
された計測領域の光軸方向の位置分布を、傾斜成分と２
次以上の成分とに分離するステップと、前記レチクル面
の前記光学系の光軸方向の位置分布を測定する測定ステ
ップと、測定されたレチクル面の光軸方向の位置を、傾
斜成分と２次以上の成分とに分離するステップと、前記
露光光が前記計測領域を照射する際、前記非露光領域面
及びレチクル面の傾斜成分に基づいて、前記ウエハの前
記光学系の光軸方向位置を調整すると共に、前記非露光
領域面及びレチクル面の２次以上の成分に基づいて、前
記光学系の結像特性、及び、前記レチクル面の位置の少
なくとも一方を調整するステップとを含むことを特徴と
する。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。
【００１４】（第１の実施形態）発明者は、傾斜補正だ
けでは押さえることができないスリット方向の２次以上
の湾曲成分を投影レンズの収差補正機能を用いてレンズ
制御を行うことで補正できることに着目した。
【００１５】図１は、本発明の第１の実施形態に係わる
スキャン露光装置の縮小投影型光露光装置の概略構成を
示す図である。
【００１６】図１に示すように、図示省略された照明光
学系によりスリット状の矩形の照明領域により、レチク
ルステージ１０２上に載置されたレチクル１０１上のパ
ターンが照明され、そのパターンの像が投影レンズ１０
３を介して、ウエハステージ１０５上のウエハ１０４上
に投影露光される。この露光の際、スリット状の照明領
域に対して、レチクル１０１がスキャン方向に一定速度
で走査させるのに同期して、ウエハ１０４がスキャン方
向に走査される。
【００１７】この時、レチクル１０１とウエハ１０４と
が相互に逆方向に移動することによって、レチクル１０
１の投影レンズ１０３側の面、つまりパターン面に形成
されている全パターン像が、投影レンズ１０３により所
定の倍率で縮小されて、ウエハ１０４上の露光面に投影
される。
【００１８】ウエハ１０４上の露光面にはフォトレジス
トが塗られており、このレジストが、投影レンズ１０３
を介して投影された縮小パターン像により露光される。
【００１９】レチクル１０１は、光束の光軸方向（投影
レンズの光軸方向）に垂直なＸ軸方向、Ｙ軸方向にそれ
ぞれ移動可能なレチクルステージ１０２上に搭載され
る。レチクルステージ１０２のＸ軸方向の移動、つまり
スキャン方向への移動はレチクルＸ軸駆動機構１０６に
よって、Ｙ軸方向への移動はレチクルＹ軸駆動機構１０
７によって、それぞれ行われる。
【００２０】ウエハ１０４は、光束の光軸方向に対する
傾斜角の変更、並びに光束の光軸方向に垂直なＸ軸方
向、Ｙ軸方向及び光束の光軸方向に平行なＺ軸方向にそ
れぞれ移動可能なウエハステージ１０５上に搭載され
る。ウエハステージ１０５のＸ軸方向の移動、つまりス
キャン方向への移動はウエハステージＸ軸駆動機構１０
９によって行われる。また、Ｙ軸方向への移動はウエハ
ステージＹ軸駆動機構１１０によって行われる。Ｚ軸方
向への移動及び露光面の光軸方向に対する傾斜角の変更
はウエハステージＺ軸駆動機構１１１によって行われ
る。
【００２１】先読みフォーカスセンサ１１２（１１２
ａ，１１２ｂ，１１２ｃ）は、これから露光しようとす
る露光エリア（計測領域）内のウエハ１０４表面の凹凸
形状をあらかじめモニタする。先読みフォーカスセンサ
１１２は、ウエハのこれから露光する領域の形状を捉え
るのに十分な数だけ計測領域内の複数の位置にそれぞれ
照明光を照射する照射器１１２ａと、それぞれの反射光
を受光する受光器１１２ｂとを具備する。先読みフォー
カスセンサ１１２は、受光器１１２ｂが受光した各反射
光の信号から、計測領域の複数の位置におけるウエハの
露光面の高さ位置に関する情報、つまり光束の光軸方向
（Ｚ軸方向）の位置を測定するウエハ形状モニタ機構１
１２ｃを更に具備する。
【００２２】投影レンズ１０３には収差（結像特性）を
補正するためのレンズ制御部１１３が設けられている。
【００２３】演算回路機構１１４は、先読みフォーカス
センサ１１２からのデータから、１次成分の最小２乗平
面と、スリット方向について２次以上の最小２乗曲面と
を求める。そして、求められた２乗曲面から１次の最小
２乗平面成分を差し引きいた２次の湾曲成分と、２次平
面成分である１次の傾斜成分とを求める。
【００２４】また、演算回路機構１１４は、求められた
傾斜成分から、スリット方向及びスキャン方向に対して
適切なフォーカスとレベリング量とを演算し、フォーカ
ス＆レベリング制御部１１５にこれを引き渡す。
【００２５】又、演算回路機構１１４は、求められた湾
曲成分を打ち消してフォーカス変動の一番すくない状態
を実現するのに所望となる投影レンズの収差調整量を求
めて、レンズ制御部１１３にこれを引き渡す。
【００２６】この露光装置による露光制御方法を図２の
フローチャートを参照しつつ説明する。
【００２７】（ステップＳ１０１）レチクルに対してス
リット状の露光領域に露光光を照射すると共に、レチク
ル１０１及びウエハ１０４を移動させてスキャン露光を
開始する。
【００２８】（ステップＳ１０２）先ず、先読みフォー
カスセンサ１１２を用いて、次露光エリアである計測領
域のウエハ形状データを取得する。
【００２９】（ステップＳ１０３）先読みフォーカスセ
ンサ１１２で取得された計測領域のウエハ形状データか
ら、演算回路機構１１４は、ウエハ形状データをスリッ
ト方向及びスキャン方向について最小２乗平面と、スリ
ット方向についての最小２乗曲面とをそれぞれ求め、１
次の傾斜成分と２次以上の湾曲成分とを分離する。
【００３０】（ステップＳ１０４）演算回路機構１１４
は、分離された傾斜成分がＺ軸に対して垂直となるよう
に、光学系の光軸方向と直交するために必要とされるウ
エハステージ１０５のレベリング量を求める。
【００３１】（ステップＳ１０５）演算回路機構は、分
離された湾曲成分を打ち消してフォーカス変動の一番少
ない状態を実現するのに所望となる投影レンズ１０３の
収差調整量を求める。ここで、投影レンズ１０３の像面
湾曲特性を調整し、ウエハ１０４の湾曲成分の値を打ち
消す方向に補正する。
【００３２】（ステップＳ１０６）計測領域が露光領域
に達したら、フォーカス＆レベリング制御部１１５によ
り、演算された傾き調整量に基づいて、ウエハＺ軸駆動
機構１１１を制御すると共に、演算された収差補正パラ
メータに基づいて、レンズ制御部１１３により投影レン
ズ１０３の像面湾曲特性の補正を行う。この時、必要に
応じて露光領域にきた際もフォーカスセンサー１１２は
その場所のウエハ形状データを取得し、リアルタイムに
露光前に得た補正データに対して、更に微調整が施され
ている。
【００３３】従来の補正方法では、図３（ａ）のような
湾曲成分を持った部分を露光する場合、図３（ｂ）に示
したように傾斜補正のみが実施される。従って最終的に
は、図３（ｃ）に示したようにフォーカス変動の主要部
分を占める湾曲成分については、補正することができな
いため、大きなフォーカス変動残差が残ってしまう。
【００３４】これに対して、本発明では、演算回路機構
１１４によって、従来の傾斜補正（図４（ａ））だけで
はなく、図４（ｂ）に示したように２次以上の湾曲成分
データが形成され、スリット方向に対して、上記湾曲成
分を打ち消すために適切な収差補正量が決定される。そ
して、この求められた収差補正量を基に、レンズ制御部
１１３において投影レンズの収差の補正が実効され、図
４（ｃ）に示したように湾曲成分についても適切な補正
がなされる。その結果、ウエハ面上での実効的なフォー
カス変動を大きく低減することができた。
【００３５】さらに、ウエハの形状だけでなく、露光装
置の残存の像面湾曲量についても考慮して、補正すべき
湾曲成分量やそれに相当する収差補正量を求めて補正を
実行すればよい高精度な補正が可能となる。
【００３６】上記手法を用いることにより、図４に示し
たように、従来では補正できなかった２次以上の湾曲成
分の補正が可能となり、露光領域内のフォーカスバラツ
キΔｆを大幅に軽減することができた。これにより、従
来ではフォーカスバラツキが大きく使用できなかったウ
エハ周辺部のウエハ平坦度が悪い領域についてもフォー
カスを高精度に合わせることができることから、歩留ま
りの向上、生産コストの低減が実現できた。
【００３７】尚、今回、ここで示した実施例は、スキャ
ン型露光装置を想定しており、スリット方向の傾斜成分
及び湾曲成分についての補正を行ったが、スキャン方向
についても必要に応じて同様な補正をすることも可能で
ある。また、一括露光型の露光装置であれば、Ｘ方向及
びＹ方向の双方について収差補正をすれば効果的であ
り、同様な効果が得られる。
【００３８】さらに、スキャン露光時のレチクル形状の
変位についても演算回路機構１１４に取り込まれて、最
終的なレンズ収差の補正量を決定しても良い。図５に、
スキャン露光時のレチクル形状の変位を測定可能な露光
装置の概略構成を示す。図５に示すように、レチクル平
坦度モニタ１２０（１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ）に
より、スキャン時のレチクル形状の変位が測定される。
そして、測定結果が、演算回路機構１１４に取り込まれ
て、最終的な投影レンズ１０３の収差補正量が決定され
る。また、レチクルステージＺ軸駆動機構１０８によ
り、レチクルステージ１０２を傾けて補正を行っても良
い。さらにレチクルの状態も含めた補正が可能であるこ
とから、図１に示した装置に比べ、さらに高精度の補正
が可能となっている点である。
【００３９】レチクル平坦度モニタ１２０は、レチクル
１０１の露光領域内のレチクル形状を捉えるのに十分な
数だけ計測領域内の複数の位置にそれぞれ照明光を照射
する照射器１２０ａと、それぞれの反射光を受光する受
光器１２０ｂとを具備する。この時に、露光領域内のセ
ンシング位置をレチクル上とウエハ上でそれぞれが対応
する位置をモニタするようにすることが望ましい。レチ
クル平坦度モニタ１２０は、受光器１２０ｂが受光した
各反射光の信号から、計測領域の複数の位置におけるレ
チクルの高さ位置に関する情報、つまり光束の光軸方向
（Ｚ軸方向）の位置を測定するレチクル形状モニタ機構
１２０ｃを更に具備する。
【００４０】（第２の実施形態）次に本発明者は、第１
の実施形態において説明した装置に対して、特にレチク
ルの形状歪によるフォーカス変動が大きい場合に有効な
手法として、レチクルのチェック板に微小上下動機構を
付加することで、ウエハ面上の実効的なフォーカス変動
を改善する手法を考案した。
【００４１】（構成）装置構成は図５に示した装置を用
いた。第１の実施形態との違いは、レチクル形状が大き
く歪でいる場合、上記収差補正では補正しきれない部分
が存在することである。図６には、上記歪みの大きいレ
チクルをチャックした際のレチクル形状を示した。図６
（ａ）に示したように、チャック後の形状がレチクルの
端の方で大きく変形しており、収差補正の許容範囲を超
えていた。図６（ｂ）にはレチクル形状の歪みを第１の
実施形態の手法を適用して、傾斜補正、及び、収差補正
を用いた場合のフォーカス変動残差を示している。実線
は、ウエハの傾斜補正実施後として得られたレチクル形
状の歪みによるフォーカス変動残差を、点線は、傾斜補
正に対して、収差補正でできるだけ残差が少なくなるよ
うに調整した限界の補正量を示している。また、図６
（ｃ）に、実線と点線のトータルとして、レチクルの歪
みを傾斜補正と収差補正した後のフォーカス変動残差を
示した。以上の結果から、レチクル形状が悪い場合、特
に、レチクルの端の部分で形状劣化が大きい場合には、
どうしても収差補正だけでは補正しきれない湾曲成分と
してΔｆのフォーカス変動が残留してしまった。
【００４２】そこで、レチクルを保持するチャック板に
ＰＺＴ等の上下方向に微小変動が可能である変動機構を
設けた。微小上下動機構によって、収差補正だけでは補
正しきれなかったフォーカス変動の湾曲成分を補正し
た。
【００４３】図７にはレチクルステージとチャック、及
び、チャック下部に設置した微小上下動機構を示した。
図７（ａ）はレチクル及びチャックの構成を示す平面
図、図７（ｂ）は図７（ａ）の矢印方向から見た側面
図、図７（ｃ）はチャック及び微小上下動機構の構成を
示す平面図である。
【００４４】図７（ａ），（ｂ）に示すように、レチク
ルステージ１０２に微小上下動機構１３１を介してチャ
ック１３２が搭載されている。図７（ｂ），（ｃ）に示
すように、各々チャック１３２下部に６個の微小上下動
機構１３１ａ〜１３１ｆが設置されている。
【００４５】以下に図７のチャック下部の微小上下動機
構によるフォーカス制御方法を図８，９に従って記載す
る。まず始めに、図５に示したレチクル平坦度モニタ１
２０によりレチクル形状を観察しながら、上記記載の計
１８個の微小上下動機構１３１を動かして、レチクル１
０１の歪みが収差調整で補正可能な領域になるように調
整した。調整の結果、レチクルチャック後のレチクル１
０１の面形状が図８（ａ）から図８（ｂ）に示したよう
な収差補正で十分フォーカス変動が補正できる状態にな
った。
【００４６】次に、上記第１の実施形態の手順に従って
制御を行った。これから露光しようとするエリアのウエ
ハ形状（段差情報）を先読みフォーカスセンサ１１２に
より計測がなされる。計測されたデータは演算回路機構
１１４によって、１次の傾斜補正成分と２次以上の湾曲
成分とに分離される。その後、傾斜補正成分に応じて傾
斜補正がなされ（図９（ａ））、次に得られた２次以上
の湾曲成分データから、同じく演算回路機構１１４にお
いて、スリット方向に適切な収差補正量が決定される
（図９（ｂ））。この求められた収差補正量を基にレン
ズ制御部１１３において投影レンズの収差補正を行い
（図９（ｃ））、露光を実施した。
【００４７】尚、傾斜量の補正については、従来のどお
りの手法により、フォーカス＆レベリング制御部１１５
により、ウエハステージＺ軸駆動機構１１１により、露
光中にウエハステージ１０５の傾斜を制御し補正が行わ
れている。
【００４８】また、今回は１箇所のチャック当たりに設
ける微小上下動機構の数を６個にしたが、特に６個に限
定するものではない。また、レチクルチャック部以外の
場所でもレチクル表面形状の歪み特性を変えることがで
きる場所に設置すればよい。
【００４９】上記手法を用いることにより、図８，９に
示したように、従来では補正できなかった2次以上の湾
曲成分の補正が可能となり、露光領域内のフォーカスバ
ラツキΔｆを大幅に軽減することができた。これによ
り、従来ではフォーカスバラツキが大きく使用できなか
ったウエハ周辺部のウエハ平坦度が悪い領域についても
フォーカスを高精度に合わせることができることから、
歩留まりの向上、生産コストの低減が実現できた。
【００５０】（第３の実施形態）第３の実施形態では、
第１及び第２の実施形態の手法をより効率的に行い、ス
ループットを向上させるための制御方法について以下に
記載する。第１及び第２の実施形態では、演算回路機構
１１４への負担が大きく、スループットを劣化させる要
因になっていた。
【００５１】そこで、発明者はウエハの平坦度データに
ついては、あらかじめ計測されたデータを蓄積してお
き、このデータを用いることを考案した。以下に詳細に
記載する。
【００５２】図１０に従ってフォーカス制御手順につい
て以下に説明する。
【００５３】（ステップＳ２０１）まず始めに、あらか
じめ露光するウエハについての形状データを取得する。
本実施形態においては、露光装置と同一のチャッキング
状態で平坦度の測定が可能なニコン製のウエハ平坦度測
定装置（ＮＩＷＦ−３００）を用いてあらかじめウエハ
平坦度データを求める。尚、上記ウエハ平坦度測定装置
と露光装置が計測するウエハ平坦度データとの相関は十
分得られることを十分に確認したうえで実施している。
【００５４】ここで特に注意する点は、あらかじめ得て
おくウエハ形状データは使用する露光装置と同一の構造
のチャック、及び、チャッキング条件で測定されている
ことが重要となる。異なった構造のチャックやチャッキ
ング状態で測定したデータを用いると、実際の露光にお
けるウエハ平坦度と相関が全く得られない場合があり、
返ってフォーカス変動を引き起こす要因となってしま
う。同一条件にそろえることができない場合でも、両者
の相関を十分に確認しその相関を考慮して計測データに
対して補正を加えて実施する必要がある。
【００５５】（ステップＳ２０２）露光マップを読みこ
み、スキャン露光がスタートする。
【００５６】（ステップＳ２０３）ステップＳ２０２と
同時に、予め測定されているウエハ平坦度データを取得
し、各サイトの形状データを演算する。
【００５７】（ステップＳ２０４）演算された形状デー
タをスリット方向とスキャン方向の傾斜成分、及び、湾
曲成分に分離する。
【００５８】（ステップＳ２０５，Ｓ２０６）順次各露
光サイトについて、傾斜成分からレベリング量を決定す
ると共に、湾曲データから収差補正パラメータを決定す
る。
【００５９】（ステップＳ２０７）各露光サイトにおけ
るレベリング量及び収差補正パラメータのデータに基づ
いて補正を行う。
【００６０】ここで、処理の効率化を図るために、１枚
目のウエハの露光中に次のウエハの露光に備えて、ステ
ップＳ２０３〜Ｓ２０５，Ｓ２０６は、あらかじめ露光
中に並列して計算処理がなされるようにしても良い。こ
のようにすることで、スループットの向上が図られる。
【００６１】上記手法を用いることにより、図１０に示
したように、従来の露光処理にくらべ、処理が増える分
を露光中に処理できることからスループットが低下する
ことなく、従来では補正できなかった２次以上の湾曲成
分の補正が可能となり、露光領域内のフォーカスバラツ
キΔｆを大幅に軽減することができた。これにより、従
来ではフォーカスバラツキが大きく使用できなかったウ
エハ周辺部のウエハ平坦度が悪い領域についてもフォー
カスを高精度に合わせることができることから、歩留ま
りの向上、生産コストの低減が実現できる。
【００６２】また、ステップＳ２０３〜Ｓ２０５，Ｓ２
０６は、露光処理とは別に独立した演算装置を利用する
ことも可能であり、また、あらかじめその演算結果をデ
ータベース上に保存しておき、露光装置は露光時に、そ
れらを呼び出して実行するだけにしておくと、演算処理
時間が短縮できるのでさらにスループットの向上を図る
ことが可能である。
【００６３】また、あらかじめウエハ面の形状データを
測定しておくための装置としては、露光装置が検出する
ウエハ面形状と相関をもって十分検出できる計測装置で
あればよく、一般的な平坦度計測装置や露光装置のオー
トフォーカス機能を直接使用してもよい。
【００６４】さらに、レチクルの平坦度についてもあら
かじめデータを取得しておき、上記、ウエハ平坦度情報
と合わせて同様に処理することも、ここでは、詳細には
記載していないが当然可能である。
【００６５】尚、今回、ここで示した実施例は、スキャ
ン型露光装置を想定しており、スリット方向としたが、
スキャン方向についても必要に応じて同様な補正をする
ことも可能である。また、一括露光型の露光装置であれ
ば、Ｘ，Ｙ双方について収差補正をすれば効果的であ
り、同様な効果が得られる。
【００６６】なお、本発明は、上記各実施形態に限定さ
れるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない
範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実
施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示され
る複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々
の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全
構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が
解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発
明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合に
は、この構成要件が削除された構成が発明として抽出さ
れ得る。
【００６７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
リット方向における２次以上の湾曲成分の補正が可能と
なり、露光領域内のフォーカスバラツキΔｆを大幅に軽
減することができることから、フォーカスを高精度に合
わせることができ、歩留まりの向上を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係わる露光装置の概略構成を
示す図。
【図２】第１の実施形態に係わる露光方法の説明に用い
るフローチャートを示す図。
【図３】２次以上の湾曲成分があるウエハに対して、従
来の露光方法で露光を行った場合の説明に用いる図。
【図４】２次以上の湾曲成分があるウエハに対して、第
１の実施形態に係わる露光方法で露光を行った場合の説
明に用いる図。
【図５】第１の実施形態に係わる露光装置の概略構成を
示す図。
【図６】第２の実施形態に係わる歪みの大きいレチクル
をチャックした際のレチクル形状を示した図。
【図７】第２の実施形態に係わるレチクルステージ、チ
ャック、及び、チャック下部に配置した微小上下動機構
を示す図。
【図８】チャック下部の微小上下動機構によるレチクル
の変形状態を示す図。
【図９】チャック下部の微小上下動機構による露光方法
の説明に用いる図。
【図１０】第３の実施形態に係わる露光方法の説明に用
いるフローチャートを示す図。
【図１１】従来のスキャン型露光装置の概略構成を示す
図。
【図１２】２次以上の湾曲成分が無いウエハに対して、
従来の露光方法で露光を行った場合の説明に用いる図。
【符号の説明】
１０１…レチクル １０２…レチクルステージ １０３…投影レンズ １０４…ウエハ １０５…ウエハステージ １０６…レチクルステージＸ軸駆動機構 １０７…レチクルステージＹ軸駆動機構 １０８…レチクルステージＺ軸駆動機構 １０９…ウエハステージＸ軸駆動機構 １１０…ウエハステージＹ軸駆動機構 １１１…ウエハステージＺ軸駆動機構 １１２…先読みフォーカスセンサ １１２ａ…照射器 １１２ｂ…受光器 １１２ｃ…ウエハ形状モニタ機構 １１３…レンズ制御部 １１４…演算回路機構 １１５…フォーカス＆レベリング制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東木 達彦 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA06 AA31 AA47 BB02 CC17 FF01 FF10 PP12 QQ18 5F046 BA05 DA13 DB05

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】レチクルが露光光に対して移動するのに同
    期して、光学系を通過した露光光に対してウエハが移動
    することにより、前記ウエハ上の被露光領域を走査露光
    する露光方法において、 前記露光光が照射されていない計測領域の、前記光学系
    の光軸方向に関する位置分布を測定するステップと、 測定された位置分布を傾斜成分と２次以上の成分とに分
    離するステップと、 前記露光光が前記計測領域を照射する際、分離された傾
    斜成分に基づいて、被露光領域面の前記光学系の光軸方
    向に関する位置を調整すると共に、分離された２次以上
    の成分に基づいて、前記光学系の結像特性を補正するス
    テップとを含むことを特徴とする露光方法。
  2. 【請求項２】レチクルが露光光に対して移動するのに同
    期して、光学系を通過した露光光に対してウエハが移動
    することにより、前記ウエハ上の被露光領域を走査露光
    する露光方法において、 前記露光光が照射されていない計測領域の、前記光学系
    の光軸方向の位置分布を測定するステップと、 測定された計測領域の光軸方向の位置分布を、傾斜成分
    と２次以上の成分とに分離するステップと、 前記レチクル面の前記光学系の光軸方向の位置分布を測
    定する測定ステップと、 測定されたレチクル面の光軸方向の位置を、傾斜成分と
    ２次以上の成分とに分離するステップと、 前記露光光が前記計測領域を照射する際、前記被露光領
    域面及びレチクル面の傾斜成分に基づいて、前記ウエハ
    の前記光学系の光軸方向位置を調整すると共に、前記被
    露光領域面及びレチクル面の２次以上の成分に基づい
    て、前記光学系の結像特性、及び、前記レチクル面の位
    置の少なくとも一方を調整するステップとを含むことを
    特徴とする露光方法。
  3. 【請求項３】結像特性として像面湾曲特性を調整するこ
    とを特徴とする請求項１又は２に記載の露光方法。
  4. 【請求項４】前記結像特性は、前記ウエハ上に投影する
    際に、前記被露光領域面の位置の２次以上の成分を打ち
    消す方向に調整することを特徴とする請求項１又は２に
    記載の露光方法。
  5. 【請求項５】前記計測領域の位置分布の測定は、前記ウ
    エハに対して走査露光される前に予め行われることを特
    徴とする請求項１又は２に記載の露光方法。
  6. 【請求項６】請求項１〜５にの何れか１項に記載された
    露光方法に基づいた半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項７】レチクルに形成されたパターン像をウエハ
    上に投影する光学系と、 前記レチクルが搭載され、前記光学系の光軸方向に対し
    て垂直な方向に移動可能なレチクルステージと、 前記ウエハが搭載され、前記光学系の光軸方向および前
    記光学系の光軸方向と垂直な方向に移動可能なウエハス
    テージと、 前記ウエハ面の前記光学系の光軸方向の位置を測定する
    ウエハ面位置測定手段と、 このウエハ面位置測定手段により得られた測定値を傾斜
    成分と２次以上の成分に分離する演算機構と、 この演算機能により分離された傾斜成分に基づいて、前
    記ウエハの前記光学系の光軸方向位置を調整する調整手
    段と、 前記演算機能により分離された２次以上の成分に基づい
    て、前記光学系の結像特性を補正する手段とを具備する
    ことを特徴とする露光装置。
  8. 【請求項８】レチクルに形成されたパターン像をウエハ
    上に投影する光学系と、 前記レチクルが搭載され、前記光学系の光軸方向および
    前記光軸方向と垂直な方向に移動可能なレチクルステー
    ジと、 前記ウエハが搭載され、前記光学系の光軸方向および前
    記光学系の光軸方向と垂直な方向に移動可能なウエハス
    テージと、 前記ウエハ面の前記光学系の光軸方向の位置を測定する
    ウエハ面位置測定手段と、 前記レチクル面の前記光学系の光軸方向の位置を測定す
    るレチクル面位置測定手段と、 このウエハ面位置測定手段、及び、レチクル面位置測定
    手段の双方から得られた測定値を傾斜成分と２次以上の
    成分に分離する演算機構と、 前記傾斜成分にもとづいて、前記ウエハの前記光学系の
    光軸方向位置を調整する調整手段と、 前記２次以上の成分に基づいて、前記光学系の結像特
    性、及び、前記レチクルステージ上に配置された微小上
    下動機構の少なくとも一方を補正する補正手段とを具備
    することを特徴とする露光装置。
  9. 【請求項９】前記補正手段は、像面湾曲特性を補正する
    ことを特徴とする請求項７又は８に記載の露光装置。
  10. 【請求項１０】前記補正手段は、前記ウエハ上に投影す
    る際に、前記ウエハの前記光学系の光軸方向位置を前記
    ２次以上の成分の値を打ち消す方向に補正することを特
    徴とする請求項７又は８に記載の露光装置。
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