JP2007158224A

JP2007158224A - 露光方法

Info

Publication number: JP2007158224A
Application number: JP2005354543A
Authority: JP
Inventors: Haruna Kawashima; 春名川島; Ayako Katono; 綾子上遠野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2007-06-21
Also published as: US7619716B2; US20070132981A1

Abstract

【課題】露光装置外に起因する線幅誤差を露光装置内で高精度に補正可能な露光方法を提供する。
【解決手段】走査方向と直交する方向に対応する方向を長手方向とするスリットを介して前記レチクルを照明し、前記レチクルと被露光体とを走査することにより、前記レチクルのパターンで前記被露光体を露光するステップと、前記スリットの前記長手方向の各位置における走査方向の積算照度を補正するステップを有し、前記補正ステップは、前記パターンがそれぞれ転写される前記被露光体の複数の領域に共通の第１の補正量を算出するステップと、前記領域固有の第２の補正量を算出するステップとを有し、前記第１及び第２の補正量に基づいて前記積算照度を補正するステップとを有することを特徴とする露光方法を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般には、フォトリソグラフィ工程に使用される投影露光装置に係り、特に、走査型露光装置における露光量制御に関する。

レチクル（マスク）パターンを投影光学系によってウェハ等に露光する投影露光装置は従来から使用されており、近年では、大画面露光のために走査型露光装置も実用化されている。また、微細化が進むにつれてパターンの線幅（ＣｒｉｔｉｃａｌＤｉｍｅｎｓｉｏｎ：ＣＤ）均一性に要求される精度が厳しくなっている。

ＣＤ均一性を悪化させる画面内の照度ムラを改善するために、従来の走査型露光装置は露光領域（スリット）を規定するスキャンマスキングブレードの近傍に設けた遮光板によって露光量を制御していた。例えば、光学系の光軸近傍（中心）の方が周辺よりも透過率が高い場合には遮光板で周辺の露光量を大きく設定する。

従来技術としては、例えば、特許文献１と非特許文献１がある。
特開平０９-１９０９６９号公報アクティブスキャナ補正によるＣＤ均一性の改善、ジャン・ヴァン・スクート等、オプティカル・マイクロリソグラフィＸＶ、アンソニー・エン、エディター、プロシーディングス・オブ・ＳＰＩＥ、４６９１号、ＳＰＩＥ、２００２年、３０４−３１４頁（ＣＤＵｎｉｆｏｒｍｉｔｙＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｂｙＡｃｔｉｖｅＳｃａｎｎｅｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎｓ, ＪａｎＶａｎＳｃｈｏｏｔｅｔａｌ．，ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＳＰＩＥ, Ｖｏｌ．４６９１，ＳＰＩＥ，２００２，ｐｐ．３０４−３１４）

従来の露光装置は、特許文献１に開示されているように、主として露光装置に起因するＣＤ誤差を補正し、ていた。このような従来の露光装置では、走査方向に直交する方向に対応する方向の照度ムラをスリット幅可変機構を用いて調整していた。スリット幅可変機構は一般に機械的なブレードを有し、照度ムラの調整は照明モードや投影光学系の開口数（ＮＡ）が変更される場合に行い、ウェハ間、ショット間では照度ムラの調整は行っていなかった。

しかし、非特許文献１に開示されているように、近年では、露光装置以外の装置や工程に起因するＣＤ誤差の劣化を露光装置で補正することが要求されてきた。このような露光装置以外の装置や工程としては、例えば、コーターデベロッパー、エッチャー、レチクル描画装置などを含む。非特許文献１は、位置に応じて分布が異なるグレーフィルタを走査方向に移動して照度ムラを調整する手段を開示している。しかし、走査方向に対応する方向に駆動して照度ムラを調整するにはレチクルステージと同程度の駆動機構が必要になるために装置の大型化やコストアップを招く。

本発明は、露光装置外に起因する線幅誤差を露光装置内で高精度に可能な露光方法を提供する。

本発明の一側面としての露光方法は、走査方向と直交する方向に対応する方向を長手方向とするスリットを介して前記レチクルを照明し、前記レチクルと被露光体とを走査することにより、前記レチクルのパターンで前記被露光体を露光するステップと、前記スリットの前記長手方向の各位置における走査方向の積算照度を補正するステップを有し、前記補正ステップは、前記パターンがそれぞれ転写される前記被露光体の複数の領域に共通の第１の補正量を算出するステップと、前記領域固有の第２の補正量を算出するステップとを有し、前記第１及び第２の補正量に基づいて前記積算照度を補正するステップとを有することを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、露光装置外に起因する線幅誤差を露光装置内で高速により簡単な機構で補正することが可能な走査型露光装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての走査型露光装置１００について説明する。ここで、図１は、露光装置１００の構成を示す概略断面図である。露光装置１００は、レチクル２００に形成された回路パターンをステップアンドスキャン方式でプレート４００に露光する投影露光装置である。露光装置１００は、図１に示すように、照明装置１１０と、レチクル２００を載置するレチクルステージ２１０と、投影光学系３００と、プレート４００を載置するウェハステージ４１０と、測定装置５００と、制御系６００とを有する。

照明装置１１０は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル２００を照明し、光源部１２０と、照明光学系（１３０、１４０）とを有する。

光源部１２０は、本実施形態では、光源として、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーを使用する。但し、光源部１２０は、ＡｒＦエキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー、波長約１５７ｎｍのＦ_２レーザーを使用してもよい。レーザーの種類、個数は限定されず、光源部の種類も限定されない。

照明光学系は、レチクル２００を走査露光領域としてのスリットを介して均一に照明し、導入部１３０とユニフォーマー部１４０とを有する。

導入部１３０は、レーザー光をインコヒーレント化する機構、ビーム整形系を有する。ビーム整形系は、例えば、複数のシリンドリカルレンズを備えるビームエクスパンダ等を使用することができる。ビーム整形系は、レーザーからの平行光の断面形状の寸法の縦横比率を所望の値に変換する（例えば、断面形状を長方形から正方形にするなど）ことによりビーム形状を所望のものに整形する。

ユニフォーマー部１４０は、レチクルパターンの転写領域を規定する。ユニフォーマー部１４０は、スキャンマスキングブレード１４３と第１の照度ムラ補正手段１５０を含む。また、ユニフォーマー部１４０は、図２に示すように、ハエの目レンズ１４１、レンズ１４２、結像光学系を更に有する。ここで、図２は、ユニフォーマー部１４０の概略断面図である。

ハエの目レンズ１４１は、被照射面を均一に照明する機能を有し、入射光の波面を分割して光出射面又はその近傍に複数の光源を形成する波面分割型ライトインテグレーターである。ハエの目レンズ１４１は入射光の角度分布を位置分布に変換して出射し、入射面と出射面はフーリエ変換の関係になっている。ここで、フーリエ変換の関係とは、光学的に瞳面と物体面（又は像面）、物体面（又は像面）と瞳面となる関係を意味する。ハエの目レンズ１４１の射出面近傍は２次光源として機能する。ハエの目レンズ１４１は、本実施形態では、微小レンズ素子を多数組み合わせて構成されている。もっとも、ハエの目レンズ１４１は、２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成されるインテグレーターを含むが、光学ロッドや回折素子に置換されてもよい。

レンズ１４２は、ハエの目レンズ１４１の射出面とスキャンマスキングブレード１４３とを共役な関係に結合する。この結果、スキャンマスキングブレード１４３はハエの目レンズ１４１からの光でケーラー照明される。スキャンマスキングブレード１４３は、レチクル２００のパターン面に共役な位置に配置され、走査露光時に、ステージ２１０及び４１０と同期して、プレート４００上の転写領域であるスリットの寸法を規定する。

結像光学系は、レンズ１４４、折り曲げミラー１４５、レンズ１４６を有し、スキャンマスキングブレード１４３とレチクル２００のパターン面とを共役な関係に維持する。この結果、レチクル２００のパターン面はケーラー照明される。折り曲げミラー１４５は、図２では、光路を約４５度に折り曲げている。図２では、走査方向はＹ方向であるが、折り曲げミラー１４５がなければＺ方向に対応する。折り曲げミラーの有無に拘らず走査方向とＸＹＺ方向とを対応させるため、本出願では偏向されて最終的に所定の方向に変換される方向又は偏向されずに所定の方向と一致する方向を「所定の方向に対応する方向」呼ぶ場合がある。図２においては、走査方向はＹ方向であるが、走査方向又はスリット幅方向に対応する方向はＺ方向である。スリット長手方向に対応する方向はＸ方向である。

なお、レンズ１４２、１４４、１４６は、それぞれ複数のレンズ群より構成されるが、図２では簡略化している。

本実施例の照明光学系は、第１の照度ムラ補正手段１５０と、第２の照度ムラ補正手段１６０と、第３の照度ムラ補正手段１７０とを有する。補正手段１５０乃至１７０は、走査方向とは直交するスリットの長手方向の各位置における積算照度を調整する補正手段として機能する。なお、第３の照度ムラ補正手段１７０を設けるかどうかは選択的である。

補正手段１５０は、露光装置に起因するＣＤ誤差（照度ムラ）を補正する機能を有し、スキャンマスキングブレード１４３の手前（レチクル２００のパターン面と略共役な面）に配置される。図３（ｃ）は、補正手段１５０が形成するスリット（照射領域）Ｓを示す概略平面図である。補正手段１５０は、各ショットに対して設定された照度分布を維持するスリット幅可変機構を有する。補正手段１５０は、図４に示すように、可動ブレード（遮光板）１５１と、固定ブレード１５２から構成される。ここで、図４は、補正手段１５０の概略平面図である。可動ブレード１５１は、長手方向（図示Ｘ方向）に並んだ複数の調整機構１５１ａ〜１５１ｄを有し、走査方向に対応するＺ方向のブレード１５１と１５２の間隔であるスリット幅をスリットの長手方向の各位置において任意に調整することができる。このとき、スリット中心部の積算照度が変化しないように、中心部に固定軸１５３を有する。補正手段１５０は、図３（ｃ）に示すように、レチクル面での照度ムラを周辺高になるようにスリット幅を設定して投影光学系３００を介したプレート４００面で積算照度を均一に維持する。

露光装置１００に起因するＣＤ誤差要因は、Ａ）照明光学系、投影光学系の残存光学収差、Ｂ）照明光学系、投影光学系の透過率特性、Ｃ）照明光学系、投影光学系の露光条件変更（投影光学系のＮＡや変形照明などの照明モード）を含む。要因Ａは、光学設計上の残存収差により生じる照度ムラであり、像高や要因Ｃによって異なる。要因Ｂは、主に光学薄膜の光学特性により、画面中心部に対して画面周辺部の透過率が低下する回転対象の変化傾向がある。また、光学系内の高反射ミラーの折り曲げ方向によっては、画面周辺での透過率低下の度合いが非対称となる場合もある。更に、０．５％〜１％程度のレベルでは、露光装置１００の高ＮＡ化に伴って大型化したレンズ、ミラーの面内膜特性の不均一性により、露光装置の積算照度がうねりを生じて変化する。要因Ｂも、像高や要因Ｃによって異なる。要因Ｃの露光条件は製品、プロセスにより変更される。補正手段１５０は、露光用のＪｏｂ毎に装置要因照度ムラを補正する。

補正手段１６０は、補正手段１５０による調整対象とならない以下の要因によるプレート４００面内のＣＤ不均一性を改善する。かかる要因は、まず、１）レチクル描画誤差を含む。更に、２）投影系とプレート面との多重反射フレア、３）コーターによるレジスト塗布不均一、４）デベロッパーによるレジスト現像不均一、５）エッチャーによるエッチング不均一、６）その他、プロセス機器による不均一を含む。要因１は、出荷されたレチクル毎にそのＣＤ誤差量は測定されており、各レチクル固有の補正量として知ることができる。要因２は、レジスト塗布されたプレート面の反射率、投影光学系の反射率、レンズ形状及びプレート上への焼き付けショットレイアウトの情報があれば計算によりフレア量を算出し、ＣＤ誤差への換算ができる。残りのプロセス装置要因は個々に、ＣＤ均一性への誤差量を知ることができる。また、これらの要因は、パイロットウェハを露光しＣＤ誤差を測定することにより、各要因の複合誤差として実測して知ることができる。

補正手段１６０は、上記要因に対するＣＤ補正量を照度ムラに換算して調整を行う。

補正手段１６０は、要因１に対しては、各ショットに共通な調整を行う。描画誤差が画面全域に亘って略同一傾向があれば補正手段１６０は各ショットの露光時に共通の調整量を設定する。しかし、要因１が画面内で異なる場合、走査露光に同期して補正手段１６０は各ショット共通に調整量を変化させる。

補正手段１６０は、要因２乃至６に対しては、ショット毎に異なる調整を行う。プレート面内では、略プレート外径を中心とした回転対称なＣＤ誤差、面内全体に傾き傾向のＣＤ誤差、あるいは両者を複合したＣＤ誤差が発生し得る。プレート面内でのＣＤ誤差の変化がショット内で略同一傾向があれば、各ショット露光時に固有の調整量を補正手段１６０は設定する。プレート面内でのＣＤ誤差の変化がショット内で異なる場合は、走査露光に同期して補正手段１６０の各ショット固有の調整量を変化させる。画面全域に亘って略同一の傾向をもつ要因１が補正手段１６０による傾き調整では補正できない高次の分布をもつ場合、各ショット露光時に共通の調整量を補正手段１５０へ設定すればよい。

補正手段１５０及び１６０調整対象を表１に示す。

補正手段１６０及び１７０は、露光装置外に起因するＣＤ誤差を補正する機能を有する。補正手段１６０は補正手段１５０と共に１次関数の合成積算照度を生成し、補正手段１６０は補正手段１５０と共に高次の合成積算照度を生成する。

補正手段１６０及び１７０は２種類に分類される。第１の種類は、レチクル２００のパターン面と光学的に共役な面に配置される補正手段１６２及び１６４、１７２及び１７４から構成される。第２の種類は、レチクル２００のパターン面と光学的にフーリエ変換の関係にある面に配置される補正手段１６６及び１６８、１７６及び１７８から構成される
補正手段１６２はスキャンマスキングブレード１４３の近傍に配置され、補正手段１６４はハエの目レンズ１４１の入射面近傍に配置される。補正手段１６２及び１６４は、例えば、光学的に透過光量を調整するＮＤフィルタより構成され、透過率をスリット位置に対応して図示Ｘ方向で異ならせる。例えば、図２でハエの目レンズ１４１を左側から見ると、補正手段１６４は、１枚の光学基板からなり、光学基板上にハエの目レンズ１４１一つ分に対応した大きさのＮＤフィルタ領域がマトリックス状に繰り返し配置される。ＮＤフィルタとしては、位置によりＣｒ膜の厚みを変えて蒸着したり、微小な遮光ドットパターンの配置密度を位置により変更して所定領域の透過率を制御したりする。

第１の種類は、スリット長手方向の積算照度を変化させるため、補正手段１６２及び１６４を、図３（ａ）に示すように、スリット長手方向に対応する方向（Ｘ方向）に直線駆動する。単純な直線駆動はスループットを維持した高速移動と耐久性に優れた構造を可能にする。ここで、図３（ａ）は、補正手段１６２及び１６４、１７２及び１７４の駆動方向を示す、図２をＺ方向から見た概略平面図である。

補正手段１６６はレンズ１４４と折り曲げミラー１４５の間の瞳面に配置され、補正手段１６８はハエの目レンズ１４１の射出面近傍に配置される。補正手段１６６及び１６８は、例えば、光学的に透過光量を調整し、光束の入射角度により透過率が異なるフィルタである。

補正手段１６６に同一の角度で入射する光束は、図２では３本の右上がり光束と、３本の平行光束、３本の右下がり光束である。右上がり光束はレチクル２００上では図示左に結像し、平行光束は中央、右下がり光束は図示右に結像する。このように補正手段１６６及び１６８では、瞳面で入射光束の角度が結像面での位置に対応し、それらに使用される光学フィルタとしては、例えば、バンドパスフィルタが考えられる。バンドパスフィルタは、垂直入射する特定波長のみを高透過させる特性を有し、同一波長の光でも入射角度が異なるほど透過率が低下する。バンドパスフィルタのピーク透過波長を、露光装置の露光波長より若干長波長側に設定すると、垂直入射での透過率を８０％、入射角度を１０度とした場合にピーク透過率１００％を与える薄膜設計が可能となる。

第２の種類は、スリット長手方向の積算照度を変化させるため、補正手段１６６及び１６８を、図３（ｂ）に示すように、スリット幅方向又は走査方向に対応するＺ方向を軸としてＸＹ平面内に回転駆動する。単純な回転駆動はスループットを維持した高速移動と耐久性に優れた構造を可能にする。ここで、図３（ｂ）は、補正手段１６６及び１６８、１７６及び１７８の駆動方向を示す、図２をＺ方向から見た概略平面図である。

補正手段１６０を光学フィルタではなく機械的手段（遮光板）によって構成することもできる。図５及び図６を参照して、機械的手段から構成される補正手段１６２Ａ及び１６２Ｂについて説明する。ここで、図５は、補正手段１５０と１６２Ａの概略平面図であり、図６は、補正手段１５０と１６２Ｂの概略平面図である。

補正手段１６２Ａは、Ｘ方向に直線運動させることでスリット内の照度ムラ変化の傾きを調整することができる。補正手段１６２Ｂは、光軸に平行なＹ軸周りに回転可能な回転軸１６３を有する。補正手段１６２Ｂは、補正手段１６２ＡのＸ方向直線駆動で得られるスリット内の照度ムラ変化の傾き量を、Ｙ軸周りの回転で近似する。回転は直線運動に対して駆動ガイドやモーターなどが小型に構成できる利点がある。

レチクル製造工程は、ＥＢ描画、エッチングなどのプロセスを含む。これにより、レチクル面内で略レチクル外径を中心とした回転対称なＣＤ誤差や、面内全体に傾き傾向のＣＤ誤差や、あるいは両者を複合したＣＤ誤差が発生し得る。補正手段１７０により、レチクル描画誤差に対して回転対象な補正を行う。補正手段１７０は、図２及び図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、レチクル２００のパターン面と共役又はフーリエ変換の関係の位置に配置される補正手段１７２乃至１７８を有する。例えば、図２において、補正手段１６０を補正手段１６６として構成し、補正手段１７０を補正手段１７２として構成したりする。あるいは、補正手段１６０を補正手段１６４として構成し、補正手段１７０を補正手段１７２として構成したりする。

補正手段１７０は補正手段１６０と近接した位置又は異なる位置に配置される。補正手段７１０は、２枚のＮＤフィルタを有し、各フィルタは、スリット長手方向の積算照度がスリット中心から周辺にかけて変化する傾向をもつ。本実施例では、一方のＮＤフィルタは３次の増加傾向を有し、他方のＮＤフィルタは３次の減少傾向をもつものとする。一対のＮＤフィルタは、中心位置（３次変化の極値）を揃えて重ねたノミナル位置において、スリット長手方向の積算照度がスリット中心から周辺にかけて一定となる。なお、３次関数は例示的で本発明は関数を限定するものではない。

一対の２枚のＮＤフィルタの相対位置をスリット長手方向にずらすと、スリット長手方向の積算照度を２次変化の傾向で増減することができる。補正手段１７４も、補正手段１６４と同様に、ハエの目レンズ１４１の入射側の像面共役面に、即ち、ハエの目レンズ１４１の数（図示ＸＺ平面内で数えた個数）それぞれ対応して、光学的に透過光量を調整する２枚のＮＤフィルタを構成すればよい。

補正手段１７６、１７８も、同様に２枚のフィルタから構成される。各フィルタの光学特性は、フィルタの回転駆動に対して、スリット方向位置に対する走査積算照度が３次変化する光学特性を有する。補正手段１７６及び１７８は、３次の増加傾向をもつフィルタと３次の減少傾向をもつフィルタを有する。一対の光学フィルタの相対角をずらすと、スリット長手方向の積算照度を２次変化の傾向で増減することができる。

レチクル２００は、図示しないレチクル搬送系により露光装置１００の外部から搬送され、レチクルステージ２１０に支持及び駆動される。レチクル２００は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターンが形成される。レチクル２００から発せられた回折光は、投影光学系３００を通り、プレート４００上に投影される。レチクル２００とプレート４００とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置１００は、スキャナーであるため、レチクル２００とプレート４００を縮小倍率比の速度比で走査することにより、レチクル２００のパターンをプレート４００上に転写する。

レチクルステージ２１０は、図示しない定盤に取り付けられている。レチクルステージ２１０は、図示しないレチクルチャックを介してレチクル２００を支持し、図示しない移動機構及び制御系６００によって移動制御される。図示しない移動機構は、リニアモータなどで構成され、Ｘ軸方向にレチクルステージ２１０を駆動することでレチクル２００を移動することができる。

投影光学系３００は、レチクル２００に形成されたパターンを経た回折光をプレート４００上に結像する機能を有する。投影光学系３００は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）等を使用することができる。

プレート４００は、図示しないウェハ搬送系により露光装置１００の外部から搬送され、ウェハステージ４１０に支持及び駆動される。プレート４００は、本実施形態ではウェハであるが、ガラスプレート、液晶基板、その他の被処理体を広く含む。プレート４００にはフォトレジストが塗布されている。

ウェハステージ４１０は、図示しないウェハチャックを介してプレート４００を支持する。ウェハステージ４１０は、プレート４００のＺ方向の位置や回転方向、傾きを調整する機能を有し、制御系６００によって制御される。露光時は、制御系６００により投影光学系３００の焦点面にプレート４００の表面が常に高精度に合致するようにウェハステージ４１０が制御される。

測定装置５００は、照度及び照度ムラを測定し、制御系６００は、レチクルステージ２１０及びウェハステージ４１０の駆動制御を行う。

露光において、光源部１２０から発せられた光束は導入部１３０によりインコヒーレント化及びビーム形状が所望のものに成形され、ユニフォーマー部１４０に入射する。ハエの目レンズ１４１で均一化された光はスキャンマスキングブレード１４３が規定したスリット形状でレチクル２００をケーラー照明する。その際、第１の補正手段１５０が露光装置に起因するＣＤ誤差を補正し、第２及び第３の補正手段１６０及び１７０が露光装置外に起因するＣＤ誤差を補正する。

以下、本実施例の補正方法を、図７及び図８を参照して説明する。

まず、図７を参照するに、補正手段１５０は、スリット長手方向での積算照度をスリット中心から周辺に向けて位置の略２次関数の積算強度Ｐ_１となるように調整する。この調整は、図４に示す補正手段１５０の可変スリット幅を調整することにより行う。このとき、補正手段１５０は、要因Ａ乃至Ｃに対してＹ方向の積算照度を均一に調整した状態を基準に、更にスリット中心から周辺に向けて位置の略２次関数の積算強度となるように調整する。

図７において、補正手段１６０は、スリット長手方向の積算照度を、補正手段１５０が形成する積算照度と逆符号となるように、スリット中心から周辺に向けて位置の略２次関数の積算強度Ｐ_２となるように調整する。この調整は、補正手段１６０の特性をノミナル位置（初期位置）に設定した状態で得られる。初期状態で位置の略２次関数の積算強度とならない場合は、初期位置を調整してスリット中心に対して積算強度が左右対称となる位置を補正手段１６０のノミナル位置に設定し直す。

この結果、補正手段１５０及び１６０が形成する積算照度が合成されてプレート面でのスリット長手方向での積算照度は略均一に調整される。実際には、補正手段１６０をノミナル位置に設定した状態で補正手段１５０の可変スリット幅を積算照度がスリット中心から周辺に向けて均一になるように調整する。

次に、図８において、補正手段１６０は、位置に対する積算強度を横ずらしした略２次関数分布Ｐ_３で調整する。この結果、補正手段１５０と１６０が形成する合成の積算照度は位置に対して１次関数分布Ｐ_４に調整される。

以下、図９を参照して、第１の実施例の補正方法について説明する。まず、露光Ｊｏｂを開始し、投影光学系３００のＮＡ（ステップ１００２）、照明光学系の照明モードの設定（切り替え駆動）を行う（ステップ１００４）。次に、補正手段１６０を初期状態で、走査方向に直交する方向に対応する方向又はスリット長手方向（図２のＸ方向）の積算照度（積算方向は図２のＹ方向）を均一となるように補正手段１５０を調整する（ステップ１００６）。

次に、ショット共通の照度ムラ補正を行うかどうかを判断する（ステップ１００８）。補正を行わない場合には後述するステップ１０２０に移行する。ステップ１００８が照度ムラ補正を行うと判断すれば、次に、ショット共通のＣＤ誤差補正用のデータを読みこむ（ステップ１０１０）。補正対象は、主として要因１である。補正用データは、使用するレチクルの検査データ（ショット内座標（ｘ，ｙ）に対する２次元データ）を露光装置で自動に読み込む。

次に、ショット共通の照度ムラ補正量を算出する（ステップ１０１２）。まず、ショット共通のＣＤ誤差補正値を照度補正量に換算する。照度補正量を、ショット内座標（ｘ，ｙ）に対する２次元データとした場合の個々のオフセットの算出方法を図１０に示す。走査方向の照度補正量は２種類のオフセット１及び４として算出され、レーザーの露光量制御に反映される。

以下、図１０を参照して、ショット共通の補正量算出方法について説明する。オフセット１は、ショット内座標（ｘ，ｙ）に対する２次元データのうち、スリット中心（ｘ＝０又は近傍数点平均値）のみを取り出した、ｙ座標の１次元データに対して算出する（ステップ１１０２）。この１次元データより誤差が最小となるように、スプライン関数などでフィッティングを行い、ｙ座標に対する傾きを含む高次の連続関数を決定する（ステップ１１０４）。この関数より決定される値をオフセット１とする（ステップ１１０６）。

オフセット４は、走査方向に直交する方向の照度補正量を算出するフローで決定される。走査方向に直交する方向の照度補正量は２種類のオフセット２及び３として算出される。まず、ショット内座標（ｘ，ｙ）に対する２次元データを走査方向で平均化することにより、ｘ座標に対する１次元データに変換する（１１０８）。このｘ座標の１次元データから、誤差が最小となるように１次項を含む高次項からなる連続関数を決定する。この連続関数を１次項と高次項に分解する（ステップ１１０９）。ｘ座標に対する高次関数を取得し（ステップ１１１０）、それより決定される値をオフセット２として補正手段１５０の駆動量に反映する（ステップ１１１２）。また、ｘ座標に対する１次関数（傾き成分）を取得し（ステップ１１１４）、それより決定される値をオフセット３として補正手段１６０の駆動量に反映する（ステップ１１１６）。このとき、オフセット３を補正手段１６０の駆動量に反映させることで生じるスリット中心の積算照度の変化量をオフセット４として決定する。オフセット４は、ｙ座標に対する定数項となり（ステップ１１１８）、レーザーの露光量制御に反映される（ステップ１１２０）。オフセット１乃至４は、露光装置の（メモリなど）に設定する（ステップ１０１４乃至１０１８）。

次に、プレート内でのショット毎照度ムラ補正を行うかどうかを判断する（ステップ１０２０）。補正を行わないと判断すれば（ステップ１０２０）、後述するステップ１０３０に移行する。補正を行うと判断すれば（ステップ１０２０）、ショット固有の補正量を読み込む（ステップ１０２２）。補正対象は要因２乃至６である。補正量は、プレート共通のＣＤ誤差補正用のデータであり、実際に工程で使用されるプロセス機器、露光装置を用いて作成されたパイロットウエハの結果を用いる。パイロットウェハは、製品ウェハからサンプルを抜き取りウェハ面内のＣＤ測定を行った結果を用いてもよい。代替的に、パイロットウェハは、スキャトロメトリー法と呼ばれる検査用Ｌ＆Ｓパターンはプレート全面に焼き付けて検査光を当てその回折光測定によりＣＤ均一性を測る手法を用いてもよい。補正用のデータの設定は、プレート内のＣＤデータを露光装置で自動読み込みしたり、コンソールからユーザーが、焼き付けられたパイロットウェハの結果から補正したい量を手入力する。

次に、プレート内のＣＤ誤差補正値を照度補正量に換算することによって、ショット固有の照度ムラ補正量を算出する（ステップ１０２４）。以下、ステップ１０２４の詳細を、図１１を参照して説明する。まず、プレート内照度補正量の２次元データより、誤差が最小となるように座標（ｒ、θ）の連続関数、例えば、Ｚｅｒｎｉｋｅ関数の各係数を決定する（ステップ１２０２）。プレート内のＣＤ補正量は、コーターデベロッパーなど回転処理するプロセス機器の影響があるため、極座標（ｒ、θ）の連続関数として表示する方がフィティング精度が高くなり望ましい。Ｚｅｒｎｉｋｅ関数は、投影光学系の波面収差を表示するのに一般的に用いられるようになった直交独立の関数である。

次に、この極座標（ｒ、θ）の関数を用いて、プレート上の各焼き付けショト毎の照度補正量を算出する（ステップ１２０４）。ここで、ショット毎の照度補正量は、ショット内座標（ｘ，ｙ）に対する２次元データとして求める（ステップ１２０６）。オフセット５乃至７の算出方法は、図１０と同様である。

即ち、オフセット５は、ショット内座標（ｘ，ｙ）に対する２次元データのうち、スリット中心（ｘ＝０又は近傍数点平均値）のみを取り出した、ｙ座標の１次元データに対して求める（ステップ１２０８）。この１次元データより誤差が最小となるように、スプライン関数などでフィッティングを行い、ｙ座標に対する傾きを含む高次の連続関数を決定する（ステップ１２１０）。この関数より決定される値をオフセット５とする（ステップ１２１２）。

オフセット６は、走査方向に直交する方向の照度補正量を算出するフローで決定される。まず、ショット内座標（ｘ，ｙ）に対する２次元データを走査方向で平均化することにより、ｘ座標に対する１次元データに変換する（ステップ１２１４）。このｘ座標の１次元データから、誤差が最小となるように１次項を含む高次項からなる連続関数を決定する。この連続関数を１次項と高次項に分解する（ステップ１２１５）。ｘ座標に対する高次関数成分を取得し（ステップ１２１６）、これより決定される値では補正はしない（ステップ１２１８）。一方、ｘ座標に対する傾き成分（１次関数）を取得し（ステップ１２２０）、それより決定される値をオフセット６として補正手段１６０の駆動量に反映する（ステップ１２２２）。このとき、オフセット６を補正手段１６０の駆動量に反映させることで生じるスリット中心の積算照度の変化量をオフセット７として決定する。オフセット７は、ｙ座標に対する定数項となり（ステップ１２２４）、レーザーの露光量制御に反映される（ステップ１２２６）。

オフセット５及び６に対しては、それぞれ座標ｘ、ｙに対する傾き成分のみ考慮すれば十分である。プロセス機器の影響で生じるプレート面内のＣＤ補正量は、１ショットの領域内では単調増加、単調減少の傾向と見なせるからである。

補正手段とオフセット１〜７との関係を表２に示す。

オフセット５乃至７は、露光装置に設定される（ステップ１０２６、１０２８）。プレート上のショット数がＮとすると、例えば、オフセット５（１）〜５（Ｎ）のＮ個のオフセットを格納する。

次に、補正手段１５０を所定形状に駆動する（ステップ１０３０）。このとき、補正手段１５０は、オフセット２だけスリット幅を駆動する。次に、プレート４００を搬入する（ステップ１０３２）。次に、指定ショット（ｎ番目）が露光位置に来るようにステージ２１０、４１０を駆動する（ステップ１０３４）。次に、補正手段１６０を駆動する（ステップ１０３６）。このとき、補正手段１６０は、各ショット共通のオフセット３とショット毎固有のオフセット６（ｎ）のそれぞれに設定された量を加算した量だけ駆動する。

次に、走査露光を行う（ステップ１０３８）。マスク２００を通過した光束は投影光学系３００の結像作用によって、プレート４００上に所定倍率で縮小投影される。光源部１２０と投影光学系３００は固定して、マスク２００とプレート４００を同期走査してショット全体を露光する。更に、ステージ４１０をステップして、次のショットに移り、プレート４００上に多数のショットを露光転写する。これにより、露光装置１００は露光装置内外に起因するＣＤ誤差を補正してパターン転写を高精度に行い、高品位なデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供する。

光源レーザーのパルスエネルギーを調整したり、照射パルス数（発光間隔）を調整したり、ステージ走査速度を調整することにより、レーザー露光量は走査と同期制御される（ステップ１０３８）。まず、各ショット共通のオフセット４とショット毎固有のオフセット７（ｎ）に設定された量をそれぞれ加算して、走査中の一律の補正量として設定する。また、各ショット共通のオフセット１とショット毎固有のオフセット５（ｎ）に設定された量をそれぞれ加算して、走査中に同期制御される補正量として設定する。次の指定ショットが露光位置にくるようにステージを駆動し、補正手段１６０の駆動、走査露光を繰り返す。最終ショットの走査露光が終了したら（ステップ１０４０）、プレート４００を搬出する（ステップ１０４２）。上記動作を最終プレートまで行いＪｏｂを終了する（ステップ１０４４）。

図９に示す実施例におけるオフセットと走査同期制御の関係を表３に示す。

以下、図１２を参照して、第２の実施例の補正方法について説明する。図１２に示すステップのうち図９と同一のステップについては同一の参照符号を付し、説明を省略する。図１２に示す補正方法は、図９に示す補正方法とステップ１０４６乃至１０５４を有する点で相違する。図１２では、ステップ１０２２に続いて、ステップ１０２４乃至１０２８の代わりに、ステップ１０４６乃至１０５０を有する。

以下図１３を参照して、ショット毎固有の補正量算出方法（ステップ１０４６）について説明する。図１３に示すステップのうち図１１と同一のステップについては同一の参照符号を付し、説明を省略する。指定ショット（ｎ番目）が露光位置に来るようにステージを駆動する。照度補正量は８（ｎ）のオフセットとして求める。まず、走査方向に直交する方向についてはショット内座標（ｘ，ｙ）に対する２次元データに対して座標Ｙ毎のＸデータに関数をフィッティングする（ステップ１２２８）。次に、ｘ方向の傾きを最小自乗法などにより座標ｙ毎に取得し（ステップ１２２０）、オフセット８（ｎ）とする（ステップ１２３０）。このとき、オフセット８（ｎ）を補正手段１６０の駆動量に反映させることで生じるスリット中心の積算照度の変化量をオフセット９（ｎ）として決定する（ステップ１２３２）。オフセット９（ｎ）は、ｙ座標に対する傾きを含む高次の連続関数として決定され（ステップ１２２４）、レーザーの露光量制御に反映される。

補正手段とオフセット１〜９との関係を表４及び５に示す。

オフセット５、８及び９を、露光装置に設定する（ステップ１０４８及び１０５０）。プレート上のショット数をＮとすると、例えば、オフセット５（１）〜５（Ｎ）のＮ個のオフセットを格納する。

補正手段１６０を駆動する場合に設定するオフセットは、各ショット共通のオフセット３とショット毎固有のオフセット８（ｎ）の２種類である。補正手段１６０は、走査に同期して走査方向であるｙ座標に対して設定されたオフセット８（ｎ）とオフセット３を加算した量の補正駆動を行う（ステップ１０５４）。走査露光を行う場合、レーザー露光量は、下記を考慮して走査に同期制御される（ステップ１０５２）。まず、各ショット共通のオフセット４を走査中の一律の補正量として設定する。更に、各ショット共通のオフセット１とショット毎固有のオフセット５（ｎ）、９（ｎ）に設定された量をそれぞれ加算して走査中に走査に同期制御される補正量として設定する。

図１２の実施例におけるオフセットと走査同期制御の関係を表６に示す。

図９及び図１２に示す実施例では要因Ａ乃至Ｃにより生じるスリット長手方向の積算照度ムラをＪｏｂ実行時に調整していた。しかし、要因Ａ及びＢの経時変化が十分小さい場合は、予めＪｏｂで用いる要因Ｃにおいて、補正手段１６０を初期状態で積算照度が均一となる補正手段１５０のスリット幅の調整位置をオフセット１０として装置に格納すればよい。オフセット１０は、Ｊｏｂで用いる要因Ｃが複数あれば、複数の条件それぞれに対応して設定される。例えば、条件Ｃ１〜Ｃ１０に対して、オフセット１０１〜オフセット１１０となる。

Ｊｏｂを実行する際は、Ｊｏｂに設定された要因Ｃが条件Ｃ５であれば、条件Ｃ５に対応したオフセット１０５のオフセットを読み出し、表３及び４に示したオフセット２にオフセット１０５を加算して、補正手段１５０のスリット幅を駆動する。オフセット１０の設定は、経時変化による誤差量が許容可能である期間、例えば、３ヶ月に１回再設定する。これにより、Ｊｏｂ実行に要する時間を少なくし装置の稼働時間を向上することができる。

以下、図１４を参照して、第３の実施例の補正方法について説明する。図１４に示すステップのうち図１２と同一のステップについては同一の参照符号を付し、説明を省略する。図１４に示す補正方法は、図１２に示す補正方法とステップ１０４６乃至１０５４を有する点で相違する。図１２では、ステップ１０２２に続いて、ステップ１０２４乃至１０２８の代わりに、ステップ１０４６乃至１０５０を有する。本実施例は、第三の照度ムラ補正手段１７０を設け、上述のオフセット１０を採用し（ステップ１０５６）、補正手段１６０及び１７０の駆動を走査に連動させている（ステップ１０５４、１０６６）。

以下図１５を参照して、本実施例のショット共通の補正量算出方法（ステップ１０５８）を説明する。図１５に示すステップのうち図１０と同一のステップについては同一の参照符号を付し、説明を省略する。

走査方向に直交する方向の照度補正量はオフセット１１及び１２として算出される。まず、ショット内座標（ｘ，ｙ）に対する２次元データ（ステップ１０１２）より、座標ｙ毎にｘ方向の１次元データに対して誤差が最小となるように２次関数フィッテングを行う（ステップ１１１２）。この座標ｙ毎のｘ方向傾きを取得し（ステップ１１１４）、それをオフセット１１とする（ステップ１１１６）。また、ｘ方向の２次関数成分を取得し（ステップ１１１８）、それをオフセット１２とする（ステップ１１２０）。オフセット１１を補正手段１６０の駆動量に反映し、オフセット１２を補正手段１７０に反映させることで生じるスリット中心の積算照度の変化量をオフセット１３として決定する（ステップ１１２４）。オフセット１３は、ｙ座標に対する傾きを含む高次の連続関数として決定され（ステップ１１２２）、レーザーの露光量制御に反映される。

補正手段とオフセット１、５、８〜１３との関係を表７，８に示す。

オフセット１、１１乃至１３は、露光装置に設定される（ステップ１０６０乃至１０６４）。補正手段１５０には予め装置に格納されているオフセット１０を設定する（ステップ１０５６）。指定ショット（ｎ番目）が露光位置に来るようにステージを駆動する（ステップ１０３４）。補正手段１５０を駆動する場合に設定するオフセットは、各ショット共通のオフセット１０である。補正手段１６０を駆動する場合に設定するオフセットは、各ショット共通のオフセット１１とショット毎固有のオフセット８（ｎ）の２種類である（ステップ１０５４）。補正手段１７０を駆動する場合に設定するオフセットは、各ショット共通のオフセット１２のみである（ステップ１０６６）。補正手段１５０は、オフセット１０の量の補正駆動を行う。補正手段１６０、走査に同期して走査方向であるｙ座標に対して設定されたオフセット１１とオフセット３を加算した量の補正駆動を行う。補正手段１７０も、走査に同期して、走査方向であるｙ座標に対して設定されたオフセット１２の量の補正駆動を行う。走査露光を行う場合、レーザー露光量は、下記を考慮して走査に同期制御される（ステップ１０５２）。各ショット共通のオフセット１、１３とショット毎固有のオフセット５（ｎ）、９（ｎ）に設定された量をそれぞれ加算して、走査動作中に走査に同期制御される補正量として設定する。

図１４の実施例におけるオフセットと走査同期制御の関係を表９に示す。

上述の実施例においては、要因２乃至６によるＣＤ誤差は、パイロットウェハの焼き付け結果を外部装置で読み取ったデータを露光装置に読み込む。もっとも、パイロットウェハを露光装置に直接搬入しのＣＤ誤差を露光装置に構成された顕微鏡などで自動読み取りを行い、ＣＤ補正の為のデータとしてもよい。

上述の実施例では、ショット共通のＣＤ誤差補正用のデータとして、レチクルの検査データ（ショット内座標（ｘ，ｙ）に対する２次元データ）を用いるが、焼き付けられたパイロットウェハのデータから算出してもよい。この場合は、図１１、図１３において、各ショット毎のショット内座標（ｘ，ｙ）に対する２次元データをショット内の同一座標でショット数Ｎの平均値を求める。この各ショットの平均データ（ショット内座標（ｘ，ｙ）に対する２次元データ）を図１０に示した各ショット共通の補正量として扱ってやり、オフセット１〜４を決定する。オフセット１乃至１３をコンソールからユーザーが直接入力してもよい。

次に、図１６及び図１７を参照して、露光装置１００を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図１６は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いて本発明のリソグラフィ技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。

図１７は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１００によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１００を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明の一側面としての走査型露光装置の概略断面図である。図１に示す露光装置の照明光学系の部分拡大断面図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、図２に示す照度ムラ補正手段の概略平面図である。図３（ｃ）は、図２に示すレチクルに照射されるスリットと走査方向との関係を示す概略平面図である。図１及び図２に示す第１の照度ムラ補正手段の概略平面図である。図１及び図２に示す第１及び第２の照度ムラ補正手段の構成例の概略平面図である。図１及び図２に示す第１及び第２の照度ムラ補正手段の別の構成例の概略平面図である。図２に示す第１及び第２の照度ムラ補正手段が形成する積算照度の合成例を示すグラフである。図２に示す第１及び第２の照度ムラ補正手段が形成する積算照度の別の合成例を示すグラフである。本発明の第１の実施例の照度ムラ補正方法を説明するためのフローチャートである。図９に示すショット共通の補正量算出方法を説明するためのフローチャートである。図９に示すショット固有の補正量算出方法を説明するためのフローチャートである。本発明の第２の実施例の照度ムラ補正方法を説明するためのフローチャートである。図１２に示すショット固有の補正量算出方法を説明するためのフローチャートである。本発明の第２の実施例の照度ムラ補正方法を説明するためのフローチャートである。図４に示すショット共通の補正量算出方法を説明するためのフローチャートである。デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。図１６に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。

符号の説明

１００露光装置
１４３スキャンマスキングブレード
１５０第１の照度ムラ補正手段
１６０、１６２、１６４、１６６、１６８第２の照度ムラ補正手段
１７０、１７２、１７４、１７６、１７８第３の照度ムラ補正手段
２００レチクル

Claims

走査方向と直交する方向に対応する方向を長手方向とするスリットを介して前記レチクルを照明し、前記レチクルと被露光体とを走査することにより、前記レチクルのパターンで前記被露光体を露光するステップと、
前記スリットの前記長手方向の各位置における走査方向の積算照度を補正するステップを有し、
前記補正ステップは、
前記パターンがそれぞれ転写される前記被露光体の複数の領域に共通の第１の補正量を算出するステップと、
前記領域固有の第２の補正量を算出するステップとを有し、
前記第１及び第２の補正量に基づいて前記積算照度を補正するステップとを有することを特徴とする露光方法。
前記第１の補正量算出ステップは、前記領域に共通の照度補正量の前記領域内座標に対するデータを前記スリットの前記長手方向の座標に関する傾き成分に基づいて算出することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
前記第１の補正量算出ステップは、前記領域に共通の照度補正量の前記領域内座標に対するデータを前記スリットの前記長手方向の座標に関する高次成分に基づいて算出することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
前記第２の補正量算出ステップは、前記領域に固有の照度補正量の前記領域内座標に対するデータを前記スリットの前記長手方向の座標に関する傾き成分に基づいて算出することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
前記第２の補正量算出ステップは、前記領域に共通の照度補正量の前記領域内座標に対するデータを前記スリットの前記長手方向の座標に関する高次成分に基づいて算出することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
前記補正ステップは前記走査露光に同期することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
前記補正ステップは、前記スリットの中心から周辺に向けて前記長手方向の座標に関する高次関数で表される積算強度を形成することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
前記補正ステップは、
前記被露光体の前記複数の領域に対して照度分布を維持するステップと、
前記被露光体の各領域に対して照度分布を変更するステップとを有することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
前記走査方向の露光量を補正するステップを更に有し、
当該露光量補正ステップは、
前記被露光体の複数の領域に共通の第３の補正量を算出するステップと、
前記領域固有の第４の補正量を算出するステップとを有し、
前記第３及び第４の補正量に基づいて前記積算照度を補正するステップとを有することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
前記第３の補正量算出ステップは、前記領域に共通の照度補正量の前記領域内座標に対するデータを前記走査方向に関する傾きを含む高次成分に基づいて算出することを特徴とする請求項８記載の露光方法。
前記第４の補正量算出ステップは、前記領域に固有の照度補正量の前記領域内座標に対するデータを前記走査方向に関する傾き成分に基づいて算出することを特徴とする請求項８記載の露光方法。