JP2009192864A - 露光方法、露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光領域の位置合わせを高精度に行うことができるとともに露光処理を高速化することができる露光方法を提供する。
【解決手段】非走査に複数設けられている露光領域の基準位置情報を取得する取得ステップと、包括領域の第１端部に配置された各位置合せマークを検出する第１検出ステップ（Ｓ２１）、基板を走査方向に対して傾斜した方向へ移動させて第２検出位置に配置し包括領域の第２端部に配置された、包括領域内の第１の露光領域の近傍に位置する位置合せマークを検出する第２検出ステップ（Ｓ２３）と、第１および第２検出ステップの各検出結果に基づいて基板の位置合せを行い、第２検出位置から第１の露光領域を露光する第１露光ステップ（Ｓ２８）と、第１および第２検出ステップの各検出結果ならびに基準位置情報に基づいて基板の位置合せを行い、第２の露光領域を露光する第２露光ステップ（Ｓ２９）とを含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、基板上に設けられた複数の露光領域を順次露光する露光方法、露光装置及びデバイス製造方法に関するものである。

従来、液晶表示デバイスや半導体デバイスなどの各種デバイスは、マスク等に設けられたパターンを感光基板に転写するフォトリソグラフィ工程を利用して製造されている。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置では、例えば、マスクが載置されたマスクステージと、感光基板が載置された基板ステージとを同期走査しつつ、マスクに形成されたパターンを感光基板に転写する。

一般に、液晶表示デバイスに対するフォトリソグラフィ工程では、１枚の感光基板上に複数の露光領域（液晶表示デバイスの表示画面に対応する領域）を設定し、各露光領域を順次露光してパターンを転写することが行われている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の露光方法では、各露光領域の近傍に設けられたアライメントマークを検出し、この検出結果に基づいて露光領域ごとにアライメント（位置合わせ）を行って露光する処理が繰り返される。
特開２００３−３４７１８４号公報

しかしながら、上述の露光方法では、各露光領域に対して設けられたアライメントマークを感光基板ごとにすべて検出しているため、露光領域ごとに高精度に位置合わせを行って露光することができるものの、露光処理の高速化（高スループット化）の要望を十分に満足することができなかった。

本発明の目的は、感光基板に設けられた複数の露光領域に対し、露光領域の位置合わせを高精度に行うことができるとともに露光処理を高速化することができる露光方法、露光装置及びデバイス製造方法を提供することである。

本発明の露光方法は、少なくとも第１方向に並んで基板上に設けられる複数の露光領域を順次露光する露光方法において、前記複数の露光領域の基準位置情報を取得する取得ステップと、前記基板を第１検出位置に配置し、前記第１方向と直交する第２方向における前記複数の露光領域の近傍に設けられた複数の位置合せマークのうち、該複数の露光領域を含む包括領域の第１端部に配置された各位置合せマークを検出する第１検出ステップと、前記基板を前記第１検出位置から前記第２方向に対して傾斜した方向へ移動させて第２検出位置に配置し、前記包括領域の第２端部に配置された複数の前記位置合せマークのうち、該包括領域内の第１の露光領域の近傍に位置する位置合せマークを検出する第２検出ステップと、前記第１および第２検出ステップの各検出結果に基づいて前記基板の位置合せを行い、該基板を前記第２検出位置から前記第２方向へ移動させて前記第１の露光領域を露光する第１露光ステップと、前記第１および第２検出ステップの各検出結果ならびに前記取得ステップによって取得した前記基準位置情報に基づいて前記基板の位置合せを行い該基板を前記第２方向へ移動させて前記包括領域内の第２の露光領域を露光する第２露光ステップとを含むことを特徴とする。

また、本発明の露光装置は、少なくとも第１方向に並んで基板上に設けられる複数の露光領域を順次露光する露光装置において、前記基板を保持して前記第１方向および該第１方向と直交する第２方向へ移動させる基板ステージと、前記複数の露光領域の前記第２方向における近傍に設けられた複数の位置合わせマークを検出するマーク検出装置と、本発明の露光方法を用いて前記複数の露光領域を順次露光する制御を行う制御部とを備えたことを特徴とする。

本発明の露光方法、露光装置及びデバイス製造方法によれば、感光基板に設けられた複数の露光領域に対し、露光領域の位置合わせを高精度に行うことができるとともに露光処理を高速化することができる。

以下、本発明の実施形態に係る露光方法及び露光装置について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態にかかる露光装置の概略斜視図、図２は投影光学系及びアライメント系の構成を示す図である。本実施形態に係る露光装置ＥＸは、露光光に対してマスクＭと感光基板Ｐとを同期移動して走査露光する走査型露光装置である。以下の説明において、投影光学系ＰＬの光軸方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な方向でマスクＭ及び感光基板Ｐの同期移動方向（走査方向）をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向と直交する方向（走査直交方向）をＹ軸方向とする。また、Ｘ軸まわり、Ｙ軸まわり、Ｚ軸まわりの各回転方向をθＸ方向、θＹ方向、θＺ方向とする。

図１及び図２において、露光装置ＥＸは、パターンが形成されたマスクＭを支持するマスクステージ（図示せず）と、例えばガラス基板に感光剤（フォトレジスト等）を塗布して形成された感光基板Ｐを基板ホルダＰＨを介して支持する基板ステージＰＳＴと、マスクステージに支持されたマスクＭを露光光で照明する照明光学系ＩＬと、露光光で照明されたマスクＭのパターンの像を感光基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、感光基板Ｐに設けられたアライメントマーク（位置合わせマーク）を検出するアライメント系ＡＬとを備えている。マスクステージに支持されたマスクＭと、基板ステージＰＳＴに支持された感光基板Ｐとは、投影光学系ＰＬを介して光学的に共役な位置関係に配置される。照明光学系ＩＬは、７つの照明系モジュール（図示せず）を有している。照明系モジュールのそれぞれは、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに所定の間隔を持って配置されている。７つの照明系モジュールのそれぞれから射出した露光光は、マスクＭ上の異なる小領域（照明系モジュールごとの照明領域）をそれぞれ照明する。

マスクＭを支持するマスクステージは、一次元の走査露光を行うべくＹ軸方向に比してＸ軸方向に長いストロークを有している。マスクステージは、このマスクステージをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動するマスクステージ駆動部（図示せず）を備えている。マスクステージ駆動部は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

投影光学系ＰＬは、照明系モジュールの数に対応した７つの投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇを有している（ただし、投影光学モジュールＰＬｄは不図示）。投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれは、互いに異なる照明系モジュールに対応して配置されている。マスクＭを透過した露光光は、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇにそれぞれ入射する。投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇは、マスクＭの照明領域に存在するパターンの像を感光基板Ｐ上に結像し、感光基板Ｐ上の対応する領域（投影領域）にパターン像を投影露光する。図１に示すように、投影光学系ＰＬは、投影光学モジュールＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと投影光学モジュールＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとがそれぞれＹ方向に所定間隔で配列され、全体として千鳥状に配置されている。即ち、各投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇは、隣合う投影光学系どうし（例えば投影光学モジュールＰＬａとＰＬｂ、ＰＬｂとＰＬｃ）をＸ軸方向に所定距離離して配置されている。

図２に示すように、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇ（図２においては、投影光学モジュールＰＬａ、ＰＬｂのみを示す。）のそれぞれは、像シフト機構１９と、フォーカス位置調整機構２０と、２組の反射屈折型光学系２２、２３と、視野絞り２４と、倍率調整機構２５とを備えている。像シフト機構１９は、感光基板Ｐ上のパターン像をＹ軸方向もしくはＸ軸方向にシフトさせ、フォーカス位置調整機構２０は、パターン像の像面位置をＺ軸方向に変化させる。マスクＭを透過した露光光は像シフト機構１９、フォーカス位置調整機構２０を透過した後、１組目の反射屈折型光学系２２に入射する。反射屈折型光学系２２は、マスクＭのパターンの中間像を形成するものであり、反射屈折型光学系２２を構成する偏向光学部材を像回転機構として所定軸まわりに回転させることにより中間像およびパターン像を回転させることができる。

この中間像位置には、視野絞り２４が配置されている。視野絞り２４は、感光基板Ｐ上での投影領域を設定するものであり、マスクＭと感光基板Ｐとに対してほぼ共役な位置に配置されている。視野絞り２４を透過した露光光は、２組目の反射屈折型光学系２３に入射する。反射屈折型光学系２３は、反射屈折型光学系２２と同様の構成を有する。反射屈折型光学系２３から射出した露光光は、倍率調整機構２５を通過し、感光基板Ｐ上にマスクＭのパターンの像を正立等倍で結像する。倍率調整機構２５は、感光基板Ｐ上に投影されるパターン像の倍率を変化させる。

感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴは、一次元の走査露光を行うべくＹ軸方向に比してＸ軸方向に長いストロークを有しており、基板ステージＰＳＴをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する基板ステージ駆動部（図示せず）を備えている。基板ステージ駆動部は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。なお、基板ステージＰＳＴはＺ軸方向、及びθＸ、θＹ、θＺ方向にも移動可能に構成されている。

図１、図２に示すように、基板ステージＰＳＴ上のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの端縁には、移動鏡３４ａ、３４ｂが設置されている。Ｙ軸方向に延在する移動鏡３４ａには、２つのレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２が対向して配置されている。また、Ｘ軸方向に延在する移動鏡３４ｂには、３つのレーザ干渉計Ｐｙ１、Ｐｙ２、Ｐｙ３（Ｐｙ３は図示せず。）が対向して配置されている。レーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２のそれぞれは移動鏡３４ａにレーザ光を照射し、移動鏡３４ａの位置を検出する。また、レーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３は移動鏡３４ｂにレーザ光を照射し、移動鏡３４ｂの位置を検出する。レーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２、Ｐｙ１〜Ｐｙ３の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは検出結果に基づいて、基板ステージＰＳＴの位置（姿勢）をモニタし、基板ステージ駆動部を制御することで基板ステージＰＳＴを所望の位置（姿勢）に設定する。

なお、マスクステージ上のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの端縁にも基板ステージと同様に移動鏡が設けられ、各移動鏡には、レーザ干渉計が対向して配置されている。レーザ干渉計の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計の検出結果に基づいて、マスクステージの位置（姿勢）をモニタし、マスクステージ駆動部を制御することでマスクステージを所望の位置（姿勢）に設定する。

図３に示すように、感光基板Ｐ上での投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇの投影領域５０ａ〜５０ｇのそれぞれは、台形形状に設定されている。投影領域５０ａ〜５０ｇは、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇの配置に対応して千鳥状に配置されている。また、投影領域５０ａ〜５０ｇは、隣り合う投影領域の端部（境界部、継ぎ部）どうしがＹ軸方向に重なり合うように配置されている。

次に、アライメント系ＡＬについて説明する。アライメント系ＡＬは、感光基板Ｐに設けられたアライメントマークを検出するものであって、図１及び図２に示すように、投影光学系ＰＬの投影光学モジュールＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆの下部に感光基板Ｐに対向させて設けられている。アライメント系ＡＬは、オフアクシス方式のアライメント系であり、例えば図３に示すように、Ｙ軸方向に並べて配置された６つのアライメント検出部ＡＬ１〜ＡＬ６を備えている。アライメント系ＡＬは、Ｙ軸方向の中心位置を投影光学系ＰＬのＹ軸方向の中心位置に略一致させて配置されている。また、アライメント系ＡＬは、後述するアライメントマークの検出処理後に基板ステージＰＳＴのステップ動作を行わずに走査露光を開始できるように、基板ステージＰＳＴの所要の加速距離および整定距離に対応する距離だけ投影光学系ＰＬからＸ軸方向に離して配置されている。

一方、感光基板Ｐには、後述する露光領域のアライメント処理に用いられる複数のアライメントマークが設けられ、アライメント検出部ＡＬ１〜ＡＬ６は、この複数のアライメントマークのうちＹ軸方向に並ぶ６つのアライメントマークに対して同時に対向できるように、Ｙ軸方向に所定間隔で配置されている。具体的には、例えば図３に示すように、感光基板Ｐの左端部に設けられるアライメントマークｍ１１〜ｍ１６に対してアライメント検出部ＡＬ１〜ＡＬ６が一対一に同時に対向するように配置されている。同様に、アライメントマークｍ２１〜ｍ２６、ｍ３１〜ｍ３６、ｍ４１〜ｍ４６に対しても、アライメント検出部ＡＬ１〜ＡＬ６は一対一に対向する。

また、基板ステージＰＳＴの＋Ｘ方向の端部には、所定の基準マーク（図示せず）を有する基準部材９０が設けられており、基準部材９０の下方には、基準部材９０を通過した光を受光する空間像検出部（図示せず）が設けられている。ここで基準マークのＺ軸方向における位置（高さ）は、感光基板Ｐの表面（露光面）と略一致するように設定されている。なお、空間像検出部は、基準マーク上もしくはその近傍に投影される所定の位置合わせマーク像（空間像）を、例えば画像検出する。

本実施形態におけるアライメント系ＡＬはオフアクシス方式であるため、アライメント処理を行うに際し、マスクＭとアライメント系ＡＬとの相対位置を検出するベースライン計測が必要である。このため、制御装置ＣＯＮＴは、いわゆるスルー・ザ・レンズ（ＴＴＬ）方式により、マスクＭに形成されている位置合わせマーク（図示せず）と基板ステージＰＳＴ上の基準マークとを空間像検出部によって同時に検出し、この検出結果に基づいてマスクＭとアライメント系ＡＬとの相対位置を求める。

次に、本実施形態に係る露光装置ＥＸによる露光方法について説明する。本実施形態では、例えば図３に示すように、対角長が５００ｍｍ以上の角型（矩形状）の感光基板Ｐ上に６つの露光領域ＰＡ１〜ＰＡ６を設定し、露光領域ＰＡ１〜ＰＡ６のそれぞれに対して露光処理を行い、パターン像を転写するものとする。ここで、複数の露光領域ＰＡ１〜ＰＡ６のうち、露光領域ＰＡ１〜ＰＡ３が感光基板Ｐの＋Ｘ側にＹ軸方向（第１方向）に３つ並んで設定され、その−Ｘ側に露光領域ＰＡ４〜ＰＡ６がＹ軸方向に３つ並んで設定されている。露光領域ＰＡ１〜ＰＡ３のＸ軸方向（第２方向）における＋Ｘ側の近傍にはアライメントマークｍ１１〜ｍ１６（第１列アライメントマーク）が、露光領域ＰＡ１〜ＰＡ３の−Ｘ側の近傍にはアライメントマークｍ２１〜ｍ２６（第２列アライメントマーク）が、露光領域ＰＡ４〜ＰＡ６の＋Ｘ側の近傍にはアライメントマークｍ３１〜ｍ３６（第３列アライメントマーク）が、露光領域ＰＡ４〜ＰＡ６の−Ｘ側の近傍にはアライメントマークｍ４１〜ｍ４６（第４列アライメントマーク）がそれぞれ形成されている。したがって、各露光領域には、４つのアライメントマークが対応付けられている。また、複数の感光基板Ｐを含む同一ロット中の先頭の数枚の感光基板Ｐをサンプル基板（標本処理基板）とし、それ以降の感光基板Ｐをオブジェクト基板（一般処理基板）として、それぞれ異なる手順で露光処理を行う。なお、サンプル基板には、ロット先頭の数枚の感光基板Ｐに限定されず、ロット中の所定の１以上の感光基板Ｐを用いることができる。

まず、図４および図５を参照してサンプル基板に対する露光処理について説明する。図４は、露光処理手順を示すフローチャートであり、図５は、露光処理における投影光学系ＰＬおよびアライメント系ＡＬの感光基板Ｐに対する相対移動手順を模式的に示す図である。なお、この露光処理は制御装置ＣＯＮＴの制御にしたがって行われる。

サンプル基板に対する露光処理では、上述のベースライン計測を行った後、基板ステージＰＳＴを不図示の基板交換位置に移動して−Ｘ方向から感光基板Ｐを基板ステージＰＳＴ上に搬入し、基板ステージＰＳＴ上に感光基板Ｐを載置する（ステップＳ１０）。次に、基板ステージＰＳＴを＋Ｘ方向に移動し（移動Ａ１）、アライメントマークｍ３１〜ｍ３６にアライメント検出部ＡＬ１〜ＡＬ６をそれぞれ対向させ、アライメント検出部ＡＬ１〜ＡＬ６により第３列アライメントマーク（ｍ３１〜ｍ３６）を一括して検出する（ステップＳ１１）。

次に、基板ステージＰＳＴを＋Ｘ方向に移動し（移動Ａ２）、アライメントマークｍ４１〜ｍ４６にアライメント検出部ＡＬ１〜ＡＬ６をそれぞれ対向させ、アライメント検出部ＡＬ１〜ＡＬ６により第４列アライメントマーク（ｍ４１〜ｍ４６）を一括して検出する（ステップＳ１２）。そしてステップＳ１１、ステップＳ１２の検出結果を制御装置ＣＯＮＴに接続されている記憶部８０に記憶させ（ステップＳ１３）、この検出結果に基づいて、各露光領域ＰＡ４〜ＰＡ６の露光領域位置情報を算出して記憶部８０に記憶させる（ステップＳ１４）。なお、この露光領域位置情報は、感光基板Ｐ上における各露光領域ＰＡ４〜ＰＡ６の位置に関する情報である。

次に、基板ステージＰＳＴを−Ｙ方向に移動し（移動Ａ３）、ステップＳ１４で算出した露光領域ＰＡ４の露光領域位置情報に基づき、基板ステージＰＳＴの位置および姿勢、投影光学系ＰＬの像シフト機構１９、像回転機構、倍率調整機構２５などを調整して、シフト、スケーリング、及びローテーション等の像特性を補正しつつ投影領域に対する露光領域ＰＡ４の位置合わせを行い、基板ステージＰＳＴを−Ｘ方向に移動させながら露光領域ＰＡ４に対する走査露光を行う（ステップＳ１５；移動Ａ４）。なお、このステップＳ１５では、アライメント系ＡＬが基板ステージＰＳＴの所要の加速距離および整定距離に対応する距離だけ投影光学系ＰＬから＋Ｘ側に離して配置されているため、ステップＳ１２で第４列アライメントマークの検出処理を行った位置から走査露光を開始できる。

次に、基板ステージＰＳＴを＋Ｙ方向に移動し（移動Ａ５）、ステップＳ１４で算出した露光領域ＰＡ５の露光領域位置情報に基づき像特性を補正しつつ投影領域に対する露光領域ＰＡ５の位置合わせを行い、基板ステージＰＳＴを＋Ｘ方向に移動させながら露光領域ＰＡ５に対する走査露光を行う（ステップＳ１６；移動Ａ６）。更に基板ステージＰＳＴを＋Ｙ方向に移動し（移動Ａ７）、ステップＳ１４で算出した露光領域ＰＡ６の露光領域位置情報に基づき像特性を補正しつつ投影領域に対する露光領域ＰＡ６の位置合わせを行い、基板ステージＰＳＴを−Ｘ方向に移動させながら露光領域ＰＡ６に対する走査露光を行う（ステップＳ１７；移動Ａ８）。

その後、ステップＳ１１〜ステップＳ１７と同様な処理によって、感光基板Ｐの左側領域に設けられた露光領域ＰＡ１〜ＰＡ３に対する露光処理を行う（ステップＳ１８；移動Ａ９〜Ａ１６）。ただし、ステップＳ１１に対応する処理では第１列アライメントマーク（ｍ１１〜ｍ１６）の検出を行い、ステップＳ１２に対応する処理では第２列アライメントマーク（ｍ２１〜ｍ２６）の検出を行う。そして、露光領域ＰＡ１の露光処理を終えた後、基板ステージＰＳＴを基板交換位置に移動させて（移動Ａ１７）、１枚のサンプル基板に対する一連の露光処理を終了する。以降、所定のサンプル基板に対して同様の処理を繰り返す。

次に、図６および図７を参照してオブジェクト基板に対する露光処理について説明する。図６は、露光処理手順を示すフローチャートであり、図７は、図５と同様に露光処理における相対移動手順を模式的に示す図である。なお、この露光処理は制御装置ＣＯＮＴの制御にしたがって行われる。

オブジェクト基板に対する露光処理では、上述のステップＳ１０，Ｓ１１と同様にして、感光基板Ｐを基板ステージＰＳＴ上に載置し（ステップＳ２０）、感光基板Ｐ上の第３列アライメントマーク（ｍ３１〜ｍ３６）を一括して検出する（ステップＳ２１；移動Ｂ１）。次に、基板ステージＰＳＴを＋Ｘ方向及び−Ｙ方向に同時に移動することで第２方向に対して傾斜した方向に移動し（移動Ｂ２）、アライメントマークｍ４１〜ｍ４４にアライメント検出部ＡＬ３〜ＡＬ６をそれぞれ対向させ、アライメント検出部ＡＬ３〜ＡＬ６によりアライメントマークｍ４１〜ｍ４４を一括して検出する（ステップＳ２３）。

次に、記憶部８０に記憶されている複数枚のサンプル基板の第３列アライメントマーク（ｍ３１〜ｍ３６）及び第４列アライメントマーク（ｍ４１〜ｍ４４またはｍ４１〜ｍ４６）の検出結果をもとに、その統計量（例えばアライメントマークごとの検出結果の平均値）を基準位置情報として算出する（ステップＳ２４）。そして、この基準位置情報をもとに包括領域ＣＡＲ（図３参照）の包括領域位置情報（包括領域の位置に関する情報）を算出するとともに、包括領域ＣＡＲに対する各露光領域ＰＡ４〜ＰＡ６の相対位置情報を算出する（ステップＳ２５）。即ち、１０個または１２個のアライメントマークの検出結果をもとにサンプル基板の包括領域ＣＡＲに対する各露光領域ＰＡ４〜ＰＡ６の統計的な相対位置情報を算出する。ここで、包括領域ＣＡＲとは、図３に示すように、感光基板Ｐ上の露光領域ＰＡ４〜ＰＡ６を包括する領域である。なお、ステップＳ２４，Ｓ２５は、オブジェクト基板に対する露光処理を開始する前にあらかじめ行ってもよい。

次に、ステップＳ２１，Ｓ２３の検出結果をもとに、現在露光処理中のオブジェクト基板における包括領域ＣＡＲの包括領域位置情報を算出する（ステップＳ２６）。次に、ステップＳ２５で算出した相対位置情報及びステップＳ２６で算出した包括領域位置情報に基づき、各露光領域ＰＡ４〜ＰＡ６の露光領域位置情報を算出する（ステップＳ２７）。次に、ステップＳ２７で算出した露光領域ＰＡ４の露光領域位置情報に基づき、ステップＳ１５と同様に露光領域ＰＡ４に対する露光処理を行う（ステップＳ２８；移動Ｂ３）。次に、基板ステージＰＳＴを＋Ｙ方向に移動し（移動Ｂ４）、ステップＳ２７で算出した露光領域ＰＡ５の露光領域位置情報に基づき、ステップＳ１６と同様に露光領域ＰＡ５に対する露光処理を行う（ステップＳ２９；移動Ｂ５）。更に基板ステージＰＳＴを＋Ｙ方向に移動し（移動Ｂ６）、ステップＳ２７で算出した露光領域ＰＡ６の露光領域位置情報に基づき、ステップＳ１７と同様に露光領域ＰＡ６に対する露光処理を行う（ステップＳ３０；移動Ｂ７）。

その後、ステップＳ２１〜ステップＳ３０と同様な処理によって、感光基板Ｐの左側領域に設けられた包括領域ＣＡＬ（図３参照）内の露光領域ＰＡ１〜ＰＡ３に対する露光処理を行う（ステップＳ３１；移動Ｂ８〜Ｂ１４）。ここで、包括領域ＣＡＬとは、図３に示すように、感光基板Ｐ上の露光領域ＰＡ１〜ＰＡ３を包括する領域である。ただし、ステップＳ２１に対応する処理では第１列アライメントマーク（ｍ１１〜ｍ１６）をアライメント検出部ＡＬ１〜ＡＬ６で一括して検出し、ステップＳ２３に対応する処理では、アライメントマークｍ２３〜ｍ２６をアライメント検出部ＡＬ１〜ＡＬ４で一括して検出し、露光処理は、露光領域ＰＡ３，ＰＡ２，ＰＡ１の順で行う。そして、露光領域ＰＡ１の露光処理を終えた後、基板ステージＰＳＴを基板交換位置に移動させて（移動Ｂ１５）、１枚のオブジェクト基板に対する一連の露光処理を終了する。以降、所定のオブジェクト基板に対して同様の処理を繰り返す。

以上説明したように、本実施形態に係る露光方法では、サンプル基板を用いて取得した基準位置情報をもとに、サンプル基板における包括領域内の各露光領域の該包括領域に対する相対位置情報を算出し、オブジェクト基板における包括領域ごとのアライメントマークの検出結果をもとに、その包括領域の包括領域位置情報を算出し、この算出した相対位置情報および包括領域位置情報をもとに、オブジェクト基板における包括領域内の各露光領域の露光領域位置情報を算出し、露光領域ごとに、この算出した露光領域位置情報に基づいて感光基板の位置合せを行って走査露光をしている。

この本実施形態に係る露光方法では、一般に同一ロットの感光基板において包括領域に対する各露光領域の配置が安定していることから、オブジェクト基板について、その包括領域位置情報とサンプル基板における相対位置情報とから各露光領域位置情報を推定し、一部の露光領域に対応するアライメントマークの検出を省略して、各露光領域を高精度に位置合わせしながら露光処理の高速化を実現している。具体的には、露光領域ＰＡ１，ＰＡ６に対応するアライメントマークの検出を省略し、移動Ｂ２，Ｂ９においてＸ方向に対して傾斜した方向（斜め方向）へ移動を行うことで、露光処理の高速化を実現している。通常、１ロット中には数十枚の感光基板が含まれるため、その大半を占めるオブジェクト基板について露光処理を高速化することによって、そのロットに対する一連の露光処理を顕著に高速化（高スループット化）することができる。

なお、オブジェクト基板に対する露光処理では、上述のステップＳ２５〜ステップＳ２７に代えて、図８に示すステップＳ１２５〜ステップＳ１２７を行うようにしてもよい。即ち、ステップＳ２４で算出した基準位置情報をもとに、包括領域ＣＡＲに対する露光領域ＰＡ６の相対位置情報を算出する（ステップＳ１２５）。次に、ステップＳ２１，Ｓ２３の検出結果をもとに、現在露光処理中のオブジェクト基板における包括領域ＣＡＲの包括領域位置情報を算出すると共に、露光領域ＰＡ５、ＰＡ４の露光領域位置情報を算出する（ステップＳ１２６）。次に、ステップＳ１２５で算出した相対位置情報及びステップＳ１２６で算出した包括領域位置情報に基づき、露光領域ＰＡ６に対する露光領域位置情報を算出する（ステップＳ１２７）。そして、ステップＳ２８，Ｓ２９では、それぞれステップ１２６で算出した露光領域ＰＡ４，ＰＡ５の露光領域位置情報に基づき露光領域ＰＡ４，ＰＡ５の位置合せを行って走査露光し、ステップＳ３０では、ステップ１２７で算出した露光領域ＰＡ６の露光領域位置情報に基づき露光領域ＰＡ６の位置合せを行って走査露光する。その後、包括領域ＣＡＬに対しても包括領域ＣＡＲで行ったのと同様な処理により、露光領域ＰＡ１〜ＰＡ３に対する露光処理を行う。

このステップＳ１２５〜Ｓ１２７を用いる露光方法では、オブジェクト基板ごとに検出するアライメントマークの検出結果に基づいて露光領域ＰＡ２〜ＰＡ５の露光領域位置情報を算出して位置合せを行うため、ステップＳ２５〜Ｓ２７を用いる露光方法に比べて露光領域ＰＡ２〜ＰＡ５に対する位置合わせ精度をいっそう高精度化することができる。

また、上述のステップＳ２５〜ステップＳ２７を図９に示すステップＳ２２５〜ステップＳ２２７に変更してもよい。即ち、ステップＳ２４で算出した基準位置情報をもとに、露光領域ＰＡ５に対する露光領域ＰＡ６の相対位置情報を算出する（ステップＳ２２５）。次に、ステップＳ２１，Ｓ２３の検出結果をもとに、現在露光処理中のオブジェクト基板における露光領域ＰＡ４、ＰＡ５の露光領域位置情報を算出する（ステップＳ２２６）。次に、ステップＳ２２５で算出した相対位置情報及びステップＳ２２６で算出した露光領域ＰＡ５の露光領域位置情報に基づいて、露光領域ＰＡ６に対する露光領域位置情報を算出する（ステップＳ２２７）。そして、ステップＳ２８〜Ｓ３０では、上述のステップＳ１２５〜Ｓ１２７を用いる露光方法の場合と同様に処理を行う。その後、包括領域ＣＡＬに対しても包括領域ＣＡＲで行ったのと同様な処理により、露光領域ＰＡ１〜ＰＡ３に対する露光処理を行う。

このステップＳ２２５〜Ｓ２２７を用いる露光方法によれば、一般に同一ロットの感光基板において近傍の露光領域間（例えば、隣接する露光領域間）の相対的な配置が安定していることから、上述のステップＳ２５〜Ｓ２７を用いる露光方法と同様の効果、すなわち各露光領域を高精度に位置合わせしながら露光処理の高速化することができるという顕著な効果を奏することができる。

次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の実施形態に係る他の露光方法について説明する。図１０および図１１は、図５と同様に露光処理手順における相対移動手順を模式的に示す図である。なお、この露光方法においても、１ロットの先頭の数枚の感光基板Ｐをサンプル基板とし、それ以降の感光基板Ｐをオブジェクト基板として露光処理を行う。

まず、図１０を参照してサンプル基板に対する露光処理について説明する。このサンプル基板に対する露光処理では、上述のステップＳ１０と同様にして基板ステージＰＳＴ上に感光基板Ｐを載置する。次に、基板ステージＰＳＴを＋Ｘ方向に移動し（移動Ｃ１）、アライメントマークｍ１１〜ｍ１６にアライメント検出部ＡＬ１〜ＡＬ６をそれぞれ対向させ、アライメント検出部ＡＬ１〜ＡＬ６により第１列アライメントマーク（ｍ１１〜ｍ１６）を一括して検出する。さらに、基板ステージＰＳＴを＋Ｘ方向に所定量ずつ順次移動させて（移動Ｃ２〜Ｃ４）、アライメント検出部ＡＬ１〜ＡＬ６により第２列アライメントマーク（ｍ２１〜ｍ２６）、第３列アライメントマーク（ｍ３１〜ｍ３６）および第４列アライメントマーク（ｍ４１〜ｍ４６）を順次一括して検出する。そして、これらの検出結果を記憶部８０に記憶させるとともに、この検出結果に基づいて各露光領域ＰＡ１〜ＰＡ６の露光領域位置情報を算出し、この算出結果を記憶部８０に記憶させる。

次に、基板ステージＰＳＴを−Ｙ方向に移動し（移動Ｃ５）、上述のステップＳ１５〜Ｓ１７と同様にして、露光領域ＰＡ４〜ＰＡ６に対して順次露光処理を行う（移動Ｃ６〜Ｃ１０）。その後、露光領域ＰＡ４〜ＰＡ６に対する露光処理と同様の処理によって、露光領域ＰＡ１〜ＰＡ３に対して順次露光処理を行う（Ｃ１１〜Ｃ１６）。そして、露光領域ＰＡ１の露光処理を終えた後、基板ステージＰＳＴを基板交換位置に移動させて（移動Ｃ１７）、１枚のサンプル基板に対する一連の露光処理を終了する。以降、所定のサンプル基板に対して同様の処理を繰り返す。

次に、図１１を参照してオブジェクト基板に対する露光処理について説明する。このオブジェクト基板に対する露光処理では、上述のステップＳ２０と同様にして感光基板Ｐを基板ステージＰＳＴ上に載置し、基板ステージＰＳＴを＋Ｘ方向に移動し（移動Ｄ１）、感光基板Ｐ上の第１列アライメントマーク（ｍ１１〜ｍ１６）を一括して検出する。次に、基板ステージＰＳＴを＋Ｘ方向及び−Ｙ方向に同時に移動することで第２方向に対して傾斜した方向に移動し（移動Ｄ２）、アライメントマークｍ４１〜ｍ４４にアライメント検出部ＡＬ３〜ＡＬ６をそれぞれ対向させ、アライメント検出部ＡＬ３〜ＡＬ６により第４列アライメントマーク（ｍ４１〜ｍ４４）を一括して検出する。

次に、記憶部８０に記憶されている複数枚のサンプル基板の第１列アライメントマーク（ｍ１１〜ｍ１６）及び第４列アライメントマーク（ｍ４１〜ｍ４４またはｍ４１〜ｍ４６）の検出結果をもとに、その統計量を基準位置情報として算出し、この基準位置情報をもとに包括領域ＣＡＣ（露光領域ＰＡ１〜ＰＡ６を含む領域；図１０参照）の包括領域位置情報を算出するとともに、包括領域ＣＡＣに対する各露光領域ＰＡ１〜ＰＡ６の相対位置情報を算出する。次に、現在露光処理中のオブジェクト基板について、第１列アライメントマーク（ｍ１１〜ｍ１６）及び第４列アライメントマーク（ｍ４１〜ｍ４４）の検出結果に基づき、包括領域ＣＡＣの包括領域位置情報を算出する。次に、サンプル基板について算出した各露光領域ＰＡ１〜ＰＡ６の相対位置情報及びオブジェクト基板に関する包括領域位置情報に基づき、オブジェクト基板における各露光領域ＰＡ１〜ＰＡ６の露光領域位置情報を算出する。

そして、この算出した各露光領域ＰＡ１〜ＰＡ６の露光領域位置情報をもとに、サンプル基板の露光領域ＰＡ４〜ＰＡ６に対する露光処理と同様の処理によって、現在処理中のオブジェクト基板の露光領域ＰＡ４〜ＰＡ６に対して順次露光処理を行う（移動Ｄ３〜Ｄ７）。さらに、この露光領域ＰＡ４〜ＰＡ６に対する露光処理と同様の処理によって、露光領域ＰＡ１〜ＰＡ３に対して順次露光処理を行う（Ｄ８〜Ｄ１３）。そして、露光領域ＰＡ１の露光処理を終えた後、基板ステージＰＳＴを基板交換位置に移動させて（移動Ｄ１４）、１枚のオブジェクト基板に対する一連の露光処理を終了する。以降、所定のオブジェクト基板に対して同様の処理を繰り返す。

以上説明したように、図１０および図１１で示す露光方法では、オブジェクト基板に対する露光処理においては、アライメントマークの検出処理として第１列アライメントマーク（ｍ１１〜ｍ１６）及び第４列アライメントマーク（ｍ４１〜ｍ４４）の検出のみを行うとともに、移動Ｄ２においてＸ方向に対して傾斜した方向（斜め方向）へ移動を行っているため、前述の露光方法に比べて露光処理をさらに高速化することができる。また、包括領域ＣＡＣに関しても、前述のように同一ロットの感光基板において包括領域に対する各露光領域の配置が安定していることが多いことから、オブジェクト基板について、その包括領域位置情報とサンプル基板における相対位置情報とから各露光領域位置情報を推定することで、各露光領域を高精度に位置合わせしながら露光処理を行うことができる。

次に、図１２を参照して、図１１で説明したオブジェクト基板に対する露光処理の変形例について説明する。このオブジェクト基板に対する露光処理の変形例では、上述のステップＳ２０と同様にして基板ステージＰＳＴ上に感光基板Ｐを載置した位置から基板ステージＰＳＴを＋Ｘ方向に移動し（移動Ｅ１）、感光基板Ｐ上の第１列アライメントマーク（ｍ１１〜ｍ１６）を一括して検出し、更に基板ステージＰＳＴを＋Ｘ方向に移動し（移動Ｅ２）、第４列アライメントマーク（ｍ４１〜ｍ４６）を一括して検出する。

次に、記憶部８０に記憶されている複数枚のサンプル基板の第１列アライメントマーク（ｍ１１〜ｍ１６）及び第４列アライメントマーク（ｍ４１〜ｍ４６）の検出結果をもとに、その統計量を基準位置情報として算出し、この基準位置情報をもとに包括領域ＣＡＣの包括領域位置情報を算出するとともに、包括領域ＣＡＣに対する各露光領域ＰＡ１〜ＰＡ６の相対位置情報を算出し、現在露光処理中のオブジェクト基板について、第１列アライメントマーク（ｍ１１〜ｍ１６）及び第４列アライメントマーク（ｍ４１〜ｍ４６）の検出結果に基づき、包括領域ＣＡＣの包括領域位置情報を算出する。次に、サンプル基板について算出した各露光領域ＰＡ１〜ＰＡ６の相対位置情報及びオブジェクト基板に関する包括領域位置情報に基づき、オブジェクト基板における各露光領域ＰＡ１〜ＰＡ６の露光領域位置情報を算出する。

次に、第４列アライメントマークを検出した位置から基板ステージＰＳＴを−Ｘ方向に移動し、露光領域ＰＡ５の露光領域位置情報に基づいて、上述のステップＳ２９と同様に露光領域ＰＡ５に対する露光処理を行う（移動Ｅ３）。その後、露光領域ＰＡ４，ＰＡ６，ＰＡ３，ＰＡ２，ＰＡ１の露光処理をこの順で、それぞれ対応する露光領域位置情報に基づいて行う（移動Ｅ４〜Ｅ１３）。そして、基板ステージＰＳＴを基板交換位置に移動させて（移動Ｅ１４）、１枚のオブジェクト基板に対する一連の露光処理を終了する。

この図１２で示すオブジェクト基板に対する露光処理においては、第４列アライメントマークの検出において、６点のアライメントマークｍ４１〜ｍ４６の検出を行っているため、図１１に示すオブジェクト基板に対する露光処理に比べて各露光領域に対する位置合わせ精度を高精度化することができるとともに、図７で説明したオブジェクト基板に対する露光処理に比べて露光処理を高速化することができる。

なお、各露光領域の露光処理の順序は、上述の例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において任意に設定することができるものである。

また、上述の実施形態においては、感光基板Ｐ上に６つの露光領域ＰＡ１〜ＰＡ６を設定しているが、例えば感光基板Ｐ上に縦横２つづつ、計４つの露光領域を設定する場合や６つ以上の露光領域を設定する場合においても、本発明を適用することができる。

また、上述の実施形態においては、サンプル基板に対する露光処理において検出したアライメントマークの検出結果をもとに基準位置情報を算出しているが、外部装置を用いて算出された基準位置情報を入力装置を介して取得するようにしてもよい。

また、上述の実施形態に係る露光装置ＥＸは、互いに隣接する複数の投影光学モジュールを有したマルチレンズスキャン式の走査型露光装置であるが、投影光学モジュールが１つである走査型露光装置ついても、本発明を適用することができる。

また、露光装置ＥＸにおけるアライメント系ＡＬは、オフアクシス方式に限定されず、マスクＭ上の所定マークを基準として感光基板Ｐ上の所定マークを検出するＴＴＭ（スルー・ザ・マスク）方式とすることもできる。ただし、オフアクシス方式とすることで、上述のようにアライメントマークを検出した位置からただちに走査露光を開始することが可能であり、Ｙ軸方向の各露光領域に対応する複数のアライメントを一括して検出することが可能であって、ＴＴＭ方式とする場合に比して露光処理を高速化することができる。

次に、上述の露光方法を用いたデバイス製造方法について説明する。図１３は、液晶デバイスまたは半導体デバイス等の製造工程を示すフローチャートである。このデバイス製造工程では、基板（ガラス基板、ウェハ等）に金属膜等を蒸着し（ステップＳ４０）、その金属膜等の上に感光性材料（フォトレジスト等）を塗布する（ステップＳ４２）。つづいて、上述の露光方法を用い、マスクＭに形成されたパターンを介した露光光によって基板上に設けられた複数の露光領域を露光し（ステップＳ４４：露光工程）、この露光した基板の現像（フォトレジストの現像）を行う（ステップＳ４６：現像工程）。その後、ステップＳ４６によって基板上に生成されたレジストパターンを介して基板の表面にエッチング等の加工を行う（ステップＳ４８：加工工程）。ここで、レジストパターンとは、マスクＭのパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層（転写パターン層）であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。

本発明の実施形態に係る露光装置の概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る投影光学系の構成を示す図である。 感光基板上の露光領域およびアライメントマークと、投影領域およびアライメント検出部との配置関係を示す図である。 サンプル基板に対する露光処理手順を示すフローチャートである。 サンプル基板に対する露光処理における感光基板と投影領域との相対移動手順を示す図である。 オブジェクト基板に対する露光処理手順を示すフローチャートである。 オブジェクト基板に対する露光処理における相対移動手順を示す図である。 露光領域位置情報の算出手順の変形例を示すフローチャートである。 露光領域位置情報の算出手順の変形例を示すフローチャートである。 サンプル基板の露光処理における相対移動手順の変形例を示す図である。 オブジェクト基板の露光処理における相対移動手順の変形例を示す図である。 オブジェクト基板の露光処理における相対移動手順の変形例を示す図である。 本発明の実施形態に係るデバイス製造方法を示すフローチャートである。

符号の説明

ＣＯＮＴ…制御部、ＩＬ…照明装置、ＰＬ…投影光学系、ＰＬ１〜ＰＬ７…投影光学モジュール、Ｍ…マスク、Ｐ…感光基板、ＰＳＴ…基板ステージ、ＡＬ…アライメント系、ＡＬ１〜ＡＬ６…アライメント検出部、ＰＡ１〜ＰＡ６…露光領域、ＣＡＲ，ＣＡＬ，ＣＡＣ…包括領域、８０…記憶部。

Claims (10)

1. 少なくとも第１方向に並んで基板上に設けられる複数の露光領域を順次露光する露光方法において、
   前記複数の露光領域の基準位置情報を取得する取得ステップと、
   前記基板を第１検出位置に配置し、前記第１方向と直交する第２方向における前記複数の露光領域の近傍に設けられた複数の位置合せマークのうち、該複数の露光領域を含む包括領域の第１端部に配置された各位置合せマークを検出する第１検出ステップと、
   前記基板を前記第１検出位置から前記第２方向に対して傾斜した方向へ移動させて第２検出位置に配置し、前記包括領域の第２端部に配置された複数の前記位置合せマークのうち、該包括領域内の第１の露光領域の近傍に位置する位置合せマークを検出する第２検出ステップと、
   前記第１および第２検出ステップの各検出結果に基づいて前記基板の位置合せを行い、該基板を前記第２検出位置から前記第２方向へ移動させて前記第１の露光領域を露光する第１露光ステップと、
   前記第１および第２検出ステップの各検出結果ならびに前記取得ステップによって取得した前記基準位置情報に基づいて前記基板の位置合せを行い、該基板を前記第２方向へ移動させて前記包括領域内の第２の露光領域を露光する第２露光ステップと、
   を含むことを特徴とする露光方法。
2. 前記取得ステップは、前記包括領域内の各露光領域に対して設けられた前記位置合わせマークを１以上の前記基板について検出し、この検出結果の統計量を前記基準位置情報として取得することを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
3. 前記取得ステップは、複数の前記基板を含むロット中の所定の１以上の該基板について前記位置合わせマークを検出することを特徴とする請求項２に記載の露光方法。
4. 前記基準位置情報をもとに、前記包括領域内の各露光領域の該包括領域に対する相対位置情報を算出する第１算出ステップと、
   前記第１および第２検出ステップの各検出結果をもとに、前記包括領域の包括領域位置情報を算出する第２算出ステップと、
   前記相対位置情報および前記包括領域位置情報をもとに、前記包括領域内の各露光領域の露光領域位置情報を算出する第３算出ステップと、
   を含み、
   前記第１露光ステップは、前記第３算出ステップによって算出された前記第１の露光領域の前記露光領域位置情報に基づいて前記基板の位置合せを行い、前記第２露光ステップは、前記第３算出ステップによって算出された前記第２の露光領域の前記露光領域位置情報に基づいて前記基板の位置合せを行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光方法。
5. 前記基準位置情報をもとに、前記包括領域に対する前記第２の露光領域の相対位置情報を算出する第１算出ステップと、
   前記第１および第２検出ステップの各検出結果をもとに、前記包括領域の包括領域位置情報および前記第１の露光領域の第１露光領域位置情報を算出する第２算出ステップと、
   前記相対位置情報および前記包括領域位置情報をもとに、前記第２の露光領域の第２露光領域位置情報を算出する第３算出ステップと、
   を含み、
   前記第１露光ステップは、前記第１露光領域位置情報に基づいて前記基板の位置合せを行い、前記第２露光ステップは、前記第２露光領域位置情報に基づいて前記基板の位置合せを行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光方法。
6. 前記基準位置情報をもとに、前記包括領域内の所定の露光領域に対する前記第２の露光領域の相対位置情報を算出する第１算出ステップと、
   前記第１および第２検出ステップの各検出結果をもとに、前記所定の露光領域の所定露光領域位置情報および前記第１の露光領域の第１露光領域位置情報を算出する第２算出ステップと、
   前記相対位置情報および前記所定露光領域位置情報をもとに、前記第２の露光領域の第２露光領域位置情報を算出する第３算出ステップと、
   を含み、
   前記第１露光ステップは、前記第１露光領域位置情報に基づいて前記基板の位置合せを行い、前記第２露光ステップは、前記第２露光領域位置情報に基づいて前記基板の位置合せを行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光方法。
7. 前記第１および第２検出ステップは、それぞれ検出対象とする複数の前記位置合わせマークを一括して検出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の露光方法。
8. 少なくとも第１方向に並んで基板上に設けられる複数の露光領域を順次露光する露光装置において、
   前記基板を保持して前記第１方向および該第１方向と直交する第２方向へ移動させる基板ステージと、
   前記複数の露光領域の前記第２方向における近傍に設けられた複数の位置合わせマークを検出するマーク検出装置と、
   請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の露光方法を用いて前記複数の露光領域を順次露光する制御を行う制御部と、
   を備えたことを特徴とする露光装置。
9. 前記マーク検出装置は、前記第１検出位置に配置された前記基板の前記包括領域の第１端部に配置された各位置合せマークに対向する複数の検出部を有することを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
10. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の露光方法を用い、基板上に設けられた複数の露光領域を、パターンを介した露光光によって順次露光する露光工程と、
    前記露光工程によって露光された前記基板を現像し、前記パターンに対応する形状の転写パターン層を前記基板上に生成する現像工程と、
    前記転写パターン層を介して前記基板を加工する加工工程と、
    を含むことを特徴とするデバイス製造方法。

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