JP2010161344A - 露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光装置のチャンバーの内部と外部との間に温度差が存在する場合においても、より正確に投影光学系の投影倍率を補正する。
【解決手段】露光装置は、チャンバーの内部で原版のパターンを投影光学系によって基板に投影し該基板を露光する。露光装置は、前記原版の変形量を求めるための計測を行う計測部と、前記チャンバーの内部の温度における前記原版の形状を基準とする前記原版の変形量と前記原版が露光光を受ける時間との関係を示す情報と、前記チャンバーに搬入され露光に使用される前の状態において前記計測部が計測を行うことによって得られた計測値に基づいて決定される前記原版の露光前の変形量と、前記原版が露光光を受ける時間とに基づいて、前記原版の予測変形量を演算し、前記予測変形量を補正するように前記投影光学系の投影倍率を補正する制御部とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、チャンバーの内部で原版のパターンを投影光学系によって基板に投影し該基板を露光する露光装置、および、該露光装置を用いてデバイスを製造するデバイス製造方法に関する。

近年、半導体デバイス等のデバイスを製造するための露光装置には、解像度、重ね合わせ精度、スループットの更なる向上が求められている。現在、半導体デバイスの量産ラインでは、クリティカル層には高解像度の露光装置を用い、非クリティカル層には解像度は低いが画角の広い高スループットの露光装置が用いられる傾向がある。

このように仕様が異なる複数の露光装置が使用されるプロセスでは、特に重ね合わせ精度の向上が重要である。重ね合わせ精度を向上させるためには、基板内のショット配列のシフト、倍率、回転成分を抑えることはもちろんのこと、ショット内における倍率、ディストーション等の変動も抑えなければならない。ショット内における倍率、ディストーション等の変動要因として、原版（レチクル）および投影光学系を構成する光学素子が露光光を吸収することにより光学素子および原版が熱変形することが考えられる。

図１（ａ）は、原版の変形を当該変形による倍率変動として評価した結果を例示する図である。図１（ｂ）は、投影光学系の光学素子の変形を当該変形による倍率変動として評価した結果を例示する図である。図１（ａ）、図１（ｂ）において、横軸は、露光光が受ける時間を示している。露光光を受けた原版および光学素子は、それを吸収することによって温度が上昇し変形する。この変形によって倍率変動が生じる。原版の変形による倍率変動βｒは、時間τｒの経過で飽和倍率βｒｓに達する。投影光学系の光学素子の変形による倍率変動βｌは、時間ｔｌの経過で飽和倍率βｌｓに達する。

図１（ａ）、（ｂ）に示された倍率変動において、時定数τｒ、τｌは、材料の温度伝導率α（＝ｋ／ρｃ、ｋ：熱伝導率、ρ：密度、ｃ：比熱）の関数であるので、露光条件が変更されて原版や投影光学素子で吸収されるエネルギーが増減しても一定である。そこで、この時定数を予め求めておけば、露光装置で基板を露光する際に、動的に変化する原版および光学素子に加わる熱負荷（露光エネルギー、照射時間、非照射時間）と時定数から変形量を予測することができる。

特許文献１には、露光時間に対する原版（レチクル）の熱変形を示す変化曲線と、露光時間に対する投影系の熱変形を示す変化曲線とに基づいて投影系の倍率を補正する方法が開示されている。この方法では、原版の時定数と投影系の時定数とが予め求められる。基板の露光処理中は、変化曲線と、原版および投影系に対する露光光の照射時間とに基づいて原版および投影系の光学素子の変形量を予測することができる。原版および投影系の熱変形を示す変化曲線は、例えば、クール状態から熱負荷を掛けて露光を行った際の露光結果（露光ショット倍率の変化量）に基づいて得ることができる。

特開平１０−１９９７８２号公報

熱負荷を受けることによって原版が変形する量は、前述のような変化曲線に従って予測することができる。しかし、実際の原版は、露光によって受ける熱負荷が０である状態（露光前の状態）においても、設計通りの形状を有しないことが多い。この原因として、露光装置のチャンバーの内外間における温度差を挙げることができる。チャンバーの外部からチャンバーの内部に原版が搬入されて相応の時間が経過するまでは、原版は、チャンバーの内部の温度に一致していない。したがって、チャンバーの内部の温度における原版の形状を基準とすると、チャンバーの外部からチャンバーの内部に原版が搬入された直後の原版は、変形した状態にある。

チャンバーの内部と外部との間における温度差は、例えば、２〜３℃程度でありうる。図１に例示する倍率変動は、チャンバーの内外間における温度差に起因する原版の変形量（チャンバーの内部の温度における原版の形状を基準とする変形量）を考慮したものではない。

例えば、図２に例示するように、露光装置のチャンバーの内部と外部との間における温度差により、原版の変形による倍率誤差が露光前においてβ０である場合を仮定する。従来の方法では、チャンバーの内部と外部との間における温度差によって露光前に生じている倍率誤差を考慮しない。よって、実線２００に示すように、β０に対して、図１（ａ）に示される変化曲線に従う倍率変動を加算した結果が倍率変動であると判断して、それを補正するように投影光学系の倍率を制御することになる。しかし、本来は、倍率変動は、βｒｓに漸近して行くものである。

本発明は、上記の分析に基づいてなされたものであり、例えば、露光装置のチャンバーの内部と外部との間に温度差が存在する場合においても、より正確に投影光学系の投影倍率を補正することを目的とする。

本発明の第１の側面は、チャンバーの内部で原版のパターンを投影光学系によって基板に投影し該基板を露光する露光装置に係り、前記露光装置は、前記原版の変形量を求めるための計測を行う計測部と、前記チャンバーの内部の温度における前記原版の形状を基準とする前記原版の変形量と前記原版が露光光を受ける時間との関係を示す情報と、前記チャンバーに搬入され露光に使用される前の状態において前記計測部が計測を行うことによって得られた計測値に基づいて決定される前記原版の露光前の変形量と、前記原版が露光光を受ける時間とに基づいて、前記原版の予測変形量を演算し、前記予測変形量を補正するように前記投影光学系の投影倍率を補正する制御部とを備える。

本発明の第２の側面は、デバイスを製造するデバイス製造方法に係り、前記デバイス製造方法は、上記の露光装置を用いて基板を露光する工程と、該基板を現像する工程とを含む。

本発明によれば、露光装置のチャンバーの内部と外部との間に温度差が存在する場合においても、より正確に投影光学系の投影倍率を補正することができる。

倍率変動を例示する図である。 露光装置のチャンバーの内部と外部との間に温度差が存在する場合における問題点を説明するための図である。 本発明の好適な実施形態の露光装置の概略構成を示す図である。 原版および原版ステージの構成を模式的に示す平面図である。 像側基準プレートの構成を模式的に示す平面図である。 本発明の好適な実施形態の露光装置ＥＸにおける好適な動作を示すフローチャートである。 原版の予測変形量を例示する図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。

図３は、本発明の好適な実施形態の露光装置の概略構成を示す図である。露光装置ＥＸは、チャンバー２０を備え、チャンバー２０の中で原版（レチクルまたはマスクとも呼ばれる。）１のパターンを投影光学系３によって基板（例えば、ウエハ、ガラスプレート等）７に投影し基板７を露光するように構成されている。露光装置ＥＸにおける動作は、制御部３０によって制御される。露光装置ＥＸは、例えば、２つ基板ステージ５、６を備えるように構成されうるが、基板ステージの個数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

原版１は、チャンバー２０の外部から内部に搬入されて原版ステージ２によって保持される。基板７は、チャンバー２０の外部から内部に搬入されて基板ステージ５、６によって保持される。基板ステージ５、６の位置は、レーザー干渉計９によって計測される。

基板ステージ５、６の一方の基板ステージによって保持された基板７は、まず計測エリア１０において計測され、次いでその計測値を使いながら露光エリア１１において露光がなされる。基板ステージ５、６の一方の基板ステージによって保持された基板７が計測エリア１０において計測されている間に、基板ステージ５、６の他方の基板ステージによって保持された基板７が露光エリア１１において露光される。計測エリア１０における計測には、基板およびそれに形成されたショット領域のアライメント誤差の計測、および、基板の面位置の計測が含まれる。

基板ステージ５、６の位置を計測するために、基板ステージ５、６には、像側基準マーク４３を有する像側基準プレート８が配置されている。図４Ｂは、像側基準プレート８の構成を模式的に示す平面図である。像側基準プレート８は、例えば、像側基準マーク４３を含む遮光膜をガラス基板に配置して構成されうる。遮光膜は、例えば、クロム等で構成されうる。像側基準プレート８の下方には、像側基準マーク４３を通過した光を検知する光センサ１５が配置される。像側基準プレート８および光センサ１５とによって計測部Ｍが構成されている。

計測エリア１０では、アライメントスコープ４を使って像側基準マーク４３を検出することにより、基板ステージ５、６の位置が計測される。アライメントスコープ４は、例えば、顕微鏡と、ＣＣＤ等の撮像素子とを含みうる。

露光エリア１１では、次のような計測が実施されうる。図４Ａは、原版１および原版ステージ２の構成を模式的に示す平面図である。原版１には、アライメント用のマーク４１が描画されている。マーク４１は、例えば、クロム等の遮光膜に開口部を設けることによって構成されうる。マーク４１は、不図示の照明系によって照明され、マーク４１を通過した光は、投影光学系３によって像側基準プレート８に設けられた像側基準マーク４３に入射する。像側基準マーク４３を通過した光が下方に配置された光センサ１５で検知される。原版１に描画されたマーク４１と像側基準プレート８に設けられた像側基準マーク４３との平面方向（投影光学系３の光軸に直交する面に沿った方向）における位置が一致すると、光センサ１５によって検知される光量が最大になる。また、像側基準マーク４３が投影光学系３の像面に一致すると、光センサ１５によって検知される光量が最大になる。

よって、基板ステージ５または６を駆動しながら像側基準マーク４３の下方に配置された光センサ１５の出力をモニタすることによって原版１と基板ステージ５または６との位置関係を計測することができる。

原版ステージ２には、物体側基準マーク４２を有する物体側基準プレート１３が設けられている。物体側基準マーク４２は、例えば、クロム等で構成される遮光膜に開口部を設けることによって構成することができる。物体側基準マーク４２と像側基準マーク４３とを使うことによって、原版ステージ２と基板ステージ５または６との位置関係を計測することができる。

この実施形態において、露光装置ＥＸは、原版１および基板７を走査しながらスリット形状で成形された露光光（以下、スリット光）で基板７を露光する走査露光装置として構成されている。図４Ａ、図４Ｂにおいて、Ｙ方向が走査方向であり、Ｘ方向は、走査方向に直交する方向であり、スリット光の長手方向でもある。制御部３０は、Ｘ方向における倍率誤差については、投影光学系３の投影倍率を補正することによって補正することができる。制御部３０は、Ｙ方向における倍率誤差については、走査露光時における原版１および基板７の少なくとも一方の速度を補正することによって、および／または、投影光学系３の投影倍率を補正することによって、補正することができる。

原版１には、原版１の変形による倍率誤差を計測するために、複数のマーク４１が配置されている。４個以上のマーク４１を原版１に配置することによって、原版１の複雑なディストーション形状を計測することができる。

基板７が露光されている間は、原版１が露光光を受けるので、原版１には熱変形が発生する。一方、基板７の露光中においても物体側基準プレート１３は露光光を受けないので、物体側基準プレート１３の形状は安定している。物体側基準プレート１３に描画された物体側基準マーク４２の位置をＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｌｅｎｓ）方式で計測すると、投影光学系３に起因する倍率誤差を計測することができる。

原版１のマーク４１は、電子線描画装置による描画等によって形成されうる。よって、原版１のマーク４１の位置には、電子線描画装置が有する誤差が含まれうる。マークの描画誤差は、例えば、数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度でありうる。この描画誤差は、原版１の変形を計測する際の騙され量となるので、原版１の熱変形を計測する際に除去されることが好ましい。

図５は、本発明の好適な実施形態の露光装置ＥＸにおける好適な動作を示すフローチャートである。この動作は、制御部３０によって制御され、原版１の熱変形による倍率誤差を補正する処理を含む。

ステップＳ５０１では、制御部３０による制御の下で、原版１が原版ステージ２に搬送される。ここで、原版１の搬送は、不図示の１又は複数の原版搬送機構によってなされる。ステップＳ５０２では、制御部３０は、原版ステージ２に搬送された原版１がチャンバー２０の外部から搬入された後に未だ露光のために使用されていないものであるか否かを判断する。原版ステージ２に搬送された原版１がチャンバー２０の外部から搬入された後に未だ露光のために使用されていないものであれば、処理はステップＳ５０３に進められ、既に露光のために使用されたものであれば、処理はステップＳ５１３に進められる。

ステップＳ５０３では、制御部３０は、原版ステージ２に搬送された原版１が初めてチャンバー２０に搬入されたものであるか否かを判断する。この判断は、例えば、原版１のＩＤ（識別子）に基づいて行うことができる。初めてチャンバー２０に搬入された原版１については、マーク４１の描画誤差に関する情報が存在しないので、該描画誤差が計測されるべきである。原版ステージ２に搬送された原版１が初めてチャンバー２０に搬入されたものである場合には、処理がステップＳ５０４に進められ、そうではない場合には、処理がステップＳ５０９に進められる。なお、描画誤差を考慮する必要がない場合には、ステップＳ５０３、Ｓ５０４〜Ｓ５０７は不要である。

ステップＳ５０４では、制御部３０は、チャンバー２０に原版１が搬入されてから原版１の温度がチャンバー２０の内部の温度になるために十分な待ち時間が経過するのを待つ。この待ち時間は、例えば、チャンバー２０の内部と外部との間における想定される最大温度差を考慮して予め決定されうる。この待ち時間の経過により、原版１の温度がチャンバー２０の内部の温度に一致することが保証される。これは、チャンバーの外部と内部との間の温度差に起因する原版の変形量（チャンバーの内部の温度における原版の形状を基準とする変形量）がゼロになることが保証されることを意味する。ここで、原版１が原版ステージ２に搬送される前に、例えば原版の搬送経路において、上記の待ち時間の経過を待つように手順が変更されてもよい。

露光装置ＥＸは、チャンバー２０に搬入された原版１の温度をチャンバー２０の内部の温度に近づけることを促進するための温度制御部２１を備えることが好ましい。温度制御部２１は、例えば、チャンバー２０の内部の温度に調整されたＣＤＡ（Ｃｌｅａｎ Ｄｒｙ Ａｉｒ）等の気体を原版１に吹き付ける機構を含みうる。或いは、温度制御部２１は、原版１に接触する部材（例えば、原版１を保持するために原版ステージ２に設けられる原版チャック）の中に温調用媒体（例えば、クーラントオイル、冷却水等の流体）を流す機構を含みうる。更に、温度制御部２１は、原版１の温度を計測するセンサ（例えば、赤外線温度計等の非接触温度計）を含むことが好ましく、該センサによる検知結果に基づいて、原版に吹き付けるＣＤＡ等の気体の温度、又は、上記の温調用媒体の温度を調整してもよい。

ステップＳ５０５では、制御部３０による制御の下で、原版１に描画されているマーク４１と像側基準マーク４３とのずれが計測部ＭによってＴＴＬ計測される。

ステップＳ５０６では、制御部３０による制御の下で、物体側基準マーク４２と像側基準マーク４３とのずれが計測部ＭによってＴＴＬ計測される。ここで、この実施形態では、ステップＳ５０４において原版１の温度をチャンバー２０の内部の温度に一致させている。よって、ステップＳ５０５で得られた原版１のマーク４１の計測値には、チャンバー２０の外部と内部との間の温度差に起因する原版１の変形量は含まれていない。ステップＳ５０５で得られた原版１のマーク４１の計測値は、原版１のマーク４１の描画誤差と、投影光学系３の収差とを含む。

ここで、一例として倍率誤差について考える。原版１は、Ｘ方向に沿ってＷｒ［ｍｍ］だけ離れた位置に描画された２つのマーク４１を有するものとする。これらのマーク４１を原版左マークおよび原版右マークと呼ぶことにする。ステップＳ５０５の計測で得られる原版左マークのずれ量がＯｆｓＬ［ｎｍ］であり、原版右マークのずれ量がＯｆｓＲ［ｎｍ］であるとする。制御部３０は、倍率誤差として評価される原版１の変形量βｒ［ｐｐｍ］を（１）式に従って演算することができる。

βｒ＝｛ＯｆｓＲ−ＯｆｓＬ｝／Ｗｒ ・・・（１）
一方、ステップＳ５０６で得られた物体側基準プレート１３の物体側基準マーク４２の計測値は、投影光学系３に起因する倍率誤差のみを含む。なお、厳密には、この倍率誤差には、物体側基準マーク４２の描画誤差および像側基準マーク４３の描画誤差が含まれうるが、これは固定成分であるため、予め校正することができる。

物体側基準プレート１３は、Ｘ方向に沿ってＷｓ［ｍｍ］だけ離れた位置に描画されていた２つの物体側基準マーク４２を有するものとする。これらの物体側基準マーク４２を左基準マークおよび右基準マークと呼ぶことにする。ステップＳ５０６の計測で得られる左基準マークのずれ量がＯｆｓＬｓ［ｎｍ］であり、右基準マークのずれ量がＯｆｓＲｓ［ｎｍ］であるとする。制御部３０は、倍率誤差βｓ［ｐｐｍ］を（２）式に従って演算する。

βｓ＝｛ＯｆｓＲｓ−ＯｆｓＬｓ｝／Ｗｓ ・・・（２）
ステップＳ５０７では、制御部３０は、（３）式に従って原版１の描画誤差βｆ［ｐｐｍ］を演算し、これを記憶する。

βｆ＝βｒ−βｓ ・・・（３）
ここで、チャンバー２０に搬入された原版１の露光に使用される前の状態における変形量（以下、露光前の変形量）β０は、原版１の温度がチャンバー２０の内部の温度に一致しているので、ゼロである。制御部３０は、β０の値として”０”を記憶する。

ステップＳ５０３において、原版１が既に露光のために使用されたものであると判断された場合には、既にその原版１について描画誤差が決定され、記憶されている。そこで、原版１の温度がチャンバー２０の内部の温度に一致することを保証するための待ち時間の経過を待つことなく、原版１の露光前の変形量を決定するための処理（Ｓ５０９〜Ｓ５１０）が実行される。

具体的には、ステップＳ５０９では、制御部３０による制御の下で、原版１に描画されているマーク４１と像側基準マーク４３とのずれが計測部ＭによってＴＴＬ計測される。

ステップＳ５１０では、制御部３０による制御の下で、物体側基準マーク４２と像側基準マーク４３とのずれが計測部ＭによってＴＴＬ計測される。

ステップＳ５１１では、制御部３０は、原版１の露光前の変形量β０［ｐｐｍ］を以下の方法によって演算する。

ここで、ステップＳ５０９の計測で得られた原版左マークのずれ量がＯｆｓＬ’［ｎｍ］であり、原版右マークのずれ量がＯｆｓＲ’［ｎｍ］であるとする。制御部３０は、倍率誤差として評価される原版１の変形量βｒ’［ｐｐｍ］を（４）式に従って演算する。

βｒ’＝｛ＯｆｓＲ’−ＯｆｓＬ’｝／Ｗｒ ・・・（４）
一方、ステップＳ５１０の計測で得られた左基準マークのずれ量がＯｆｓＬｓ’［ｎｍ］であり、右基準マークのずれ量がＯｆｓＲｓ’［ｎｍ］であるとする。制御部３０は、倍率誤差βｓ’［ｐｐｍ］を（５）式に従って演算する。

βｓ’＝｛ＯｆｓＲｓ’−ＯｆｓＬｓ’｝／Ｗｓ ・・・（５）
更に、制御部３０は、原版１の露光前の変形量β０［ｐｐｍ］を（６）式に従って演算する。

β０＝βｒ’−βｓ’−βｆ ・・・（６）
ここで、描画誤差βｆを無視可能な場合には、（６）式は、（７）式のように書き換えられうる。この場合は、制御部３０は、原版１の露光前の変形量β０［ｐｐｍ］を（７）式に従って演算することができる。

β０＝βｒ’−βｓ’ ・・・（７）
また、投影光学系３に起因する倍率誤差βｓ、βｓ’を無視可能な場合には、（６）式は、（８）式のように書き換えられうる。この場合は、制御部３０は、原版１の露光前の変形量β０［ｐｐｍ］を（８）式に従って演算することができる。

β０＝βｒ’−βｒ ・・・（８）
ステップＳ５０８では、制御部３０は、図１に例示される曲線と、ステップＳ５０７またはＳ５１１で演算された原版１の露光前の変形量と、原版が露光光を受ける時間とに基づいて原版１の予測変形量を演算する。ここで、図１に例示される曲線は、チャンバー２０の内部の温度における原版１の形状を基準とする原版の変形量と原版１が露光光を受ける時間との関係を示す情報に含まれうる。

ここで、原版１が露光光を受ける時間をｔ、チャンバー２０の内部の温度における原版１の形状を基準とする原版１の変形量をβｒとしたときに、図１（ａ）に例示される変形量βｒは、時間ｔの関数、即ち関数βｒ（ｔ）として表現されうる。原版１の露光前の変形量をβｒ０、関数βｒ（ｔ）の値が露光前の変形量βｒ０となるまでの時間をｔ０、原版１の予測変形量をβｒｅとすると、制御部３０は、（９）式に従って原版１の予測変形量βｒｅを演算することができる。図６は、原版の予測変形量βｒｅを例示する図である。

βｒｅ＝βｒ（ｔ＋ｔ０） ・・・（９）
なお、ここでは、原板の変形量を表す際の基準をチャンバー２０の内部の温度における原板１の形状を基準としている。しかしながら、他の任意の温度条件（例えば、２３．０℃）における原板１の形状を基準としてもよい。例えば、チャンバー２０の内部の温度が局所的あるいは時間的に変動する場合において、温度条件を定数として扱った方が演算処理や温度制御処理を簡便に行うことができる。

ステップＳ５１２では、制御部３０による制御の下で、原版１を用いて基板７の露光処理がなされる。この際に、制御部３０は、原版１の予測変形量を補正するように投影光学系３の投影倍率を補正する。露光装置ＥＸが走査露光装置として構成される場合には、制御部３０は、走査方向に関しては、原版１および基板７の少なくとも一方の走査速度を原版１の予測変形量が補正されるように制御してもよい。なお、露光処理には、露光エリア１１において実行される基板の露光のために事前に計測エリア１０でなされる計測も含まれる。

ステップＳ５１４では、制御部３０は、露光処理を継続するか否かおよび原版の交換が必要であるか否かを判断する。そして、原版を交換することなく露光処理を継続する場合には処理をステップＳ５０８に戻し、原版を交換して露光処理を継続する場合には処理をステップＳ５０１に戻し、その他の場合には、露光処理を終了する。

ステップＳ５０１において、原版１がチャンバー２０の内部の位置（例えば、チャンバー２０の内部の原版保管庫等が考えられる。）から原版ステージ２に搬送された場合には、原版１の温度がチャンバー２０の内部の温度に一致しているので、露光前の変形量β０をゼロとして直ちにステップＳ５１１が実行されてもよい。しかし、図５に示すように、原版１がチャンバー２０の内部の位置から原版ステージ２に搬送された場合に、ステップＳ５１３において、原版１に描画されているマーク４１と像側基準マーク４３とのずれが計測部ＭによってＴＴＬ計測されてもよい。これにより、例えば、原版１が何らかの理由で許容範囲を超える変形を起こしている場合に、それを検知することができる。

図５に示す例では、ステップＳ５０４で原版１の温度がチャンバー２０の内部の温度に一致することを保証するために予め定められた待ち時間の経過を待つ。しかしながら、露光ジョブに使用される原版を当該露光ジョブの開始前にチャンバー２０の内部に引き込むことにより、この待ち時間をなくしたり、短縮したりすることができる。例えば、ステップＳ５０４において、制御部３０は、原版１がチャンバー２０に搬入された後の経過時間を確認し、それが所定の待ち時間を超えていれば、次のステップＳ５０５に処理を進めればよい。また、該経過時間が所定の待ち時間に満たない場合には、制御部３０は、不足時間の経過を待ってから次のステップＳ５０５に処理を進めればよい。これにより、露光装置における非生産時間を短縮することができる。

原版の描画誤差をステップＳ５０４〜Ｓ５０７で計測する代わりに、受信部３１（図３参照）によって外部装置から受信してもよい。

例えば、露光装置Ａで初めてある原版を使用する場合において、他の露光装置Ｂで既に当該原版の描画誤差を計測した履歴があれば、露光装置Ｂで計測された描画誤差を露光装置Ａに転送することが好ましい。露光装置間におけるデータ通信は、例えば、複数の露光装置とオンラインで接続されたホストコンピュータを介して行うことができる。また、露光装置以外の装置で原版の描画誤差を計測し、その描画誤差を該露光装置に送信してもよい。予め描画誤差を露光装置の制御部３０に送信することができれば、初めて使用する原版についてもステップＳ５０４〜Ｓ５０７を省略することができ、搬入後に直ちにステップＳ５０９〜Ｓ５１１を経てＳ５０８、Ｓ５０９の処理を実施することができる。この場合、ステップＳ５０３において、制御部３０は、使用すべき原版の描画誤差を既に露光装置（制御部３０）が取得しているか否かを判断すればよい。

ここでは、倍率誤差を補正する例を説明したが、原版に形成されたマーク４１のずれ量の計測値に基づいて演算可能な他の誤差成分についても本発明を適用することができる。例えば、Ｘ方向にｎ個（ｎ＞３）以上のマークを配置する。各マークの設計座標Ｘ１〜Ｘｎおよび各マークのずれ量δｘ１〜δｘｎのデータを使って、任意の設計座標Ｘにおけるずれ量δｘを示す以下の３次式を決定すれば、３次ディストーションに相当する補正量を求めることができる。

δｘ＝ａ・Ｘ^３＋ｂ・Ｘ^２＋ｃ・Ｘ＋ｄ
ここで、係数ａ〜ｄは、最小自乗近似によって求めることができる。

また、Ｙ方向に離れて配置された複数のマークのずれ量を計測し、その結果を用いて、原版のＹ方向における倍率を求めることも可能である。更に、Ｚ方向におけるずれ量を多数点について計測すれば、原版の撓み形状を求めることができる。どの補正量についても、原版の露光前の変形量を求めた上で、熱変化曲線による予測補正を行うという本発明の基本的な概念を適用することが可能である。

また、原版は、透過型でも反射型でもよい。ＥＵＶ露光装置で用いられる反射型原版は、ＥＵＶ光を反射する多層膜上に反射率の低い部分を所定の形状に設けることによってパターンを形成したものである．反射型原版のアライメントについては、特開２００３−１４２３６３に開示されている。反射型原版についても、マークのずれ量の計測値に基づいて原版の露光前の変形を求めることが可能である。

更に、原版の描画誤差や露光前の変形量に相当する情報は、マークを計測する方法とは異なる方法で取得されてもよい。例えば、原版の温度を計測するセンサ（例えば、非接触の赤外線サーモグラフィ等）を露光装置内に設けておき、露光装置の外部から搬入されてきた原版の温度を該センサによって計測してもよい。これにより、原版の描画誤差や露光前の変形量に相当する情報を温度から推測することができる。

また、ステップＳ５０８において、原版が露光光を受ける時間ｔを用いて原版の予測変形量を演算していたが、時間ｔ以外のパラメータを用いて予測変形量を演算することもできる。例えば、原版に蓄積される露光エネルギーの総量と相関のあるパラメータを使用することができる。

つまり、制御部３０は、
（ａ）所定の温度における原版の形状を基準とする該原版の変形量と該原版に蓄積される露光エネルギーの総量と相関のあるパラメータとの関係を示す情報と、
（ｂ）前記チャンバーに搬入され露光に使用される前の状態において前記計測部が計測を行うことによって得られた計測値に基づいて決定される前記原版の露光前の変形量と、
（ｃ）前記パラメータと、
に基づいて、前記原版の予測変形量を演算することができる。

ここで、原版に蓄積される露光エネルギーは、原版に与えられる露光エネルギーの総量と原版から放出される露光エネルギーの総量との差分である。このようなパラメータとして、例えば、処理した基板の数、露光したショット数、原版に照射した露光光のパルス数など、制御部３０でカウント可能なパラメータを挙げることができる。

或いは、温度センサー等を用いて原版または原版付近の温度を実測することによって原版に蓄積されたエネルギーを推測可能であれば、その温度をパラメータとしてもよい。

本発明の好適な実施形態のデバイス製造方法は、例えば、半導体デバイス、液晶デバイス等のデバイスの製造に好適である。前記方法は、感光剤が塗布された基板を、上記の露光装置を用いて露光する工程と、前記露光された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、前記デバイス製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含みうる。

Claims (12)

1. チャンバーの内部で原版のパターンを投影光学系によって基板に投影し該基板を露光する露光装置であって、
   前記原版の変形量を求めるための計測を行う計測部と、
   所定の温度における前記原版の形状を基準とする前記原版の変形量と前記原版が露光光を受ける時間との関係を示す情報と、前記チャンバーに搬入され露光に使用される前の状態において前記計測部が計測を行うことによって得られた計測値に基づいて決定される前記原版の露光前の変形量と、前記原版が露光光を受ける時間とに基づいて、前記原版の予測変形量を演算し、前記予測変形量を補正するように前記投影光学系の投影倍率を補正する制御部と、
   を備えることを特徴とする露光装置。
2. 前記所定の温度は、前記チャンバーの内部の温度である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記原版が露光光を受ける時間をｔ、前記チャンバーの内部の温度における前記原版の形状を基準とする前記原版の変形量をβｒとしたときに、前記情報は、前記変形量βｒを示す時間ｔの関数βｒ（ｔ）を含み、
   前記露光前の変形量をβｒ０、前記関数βｒ（ｔ）の値が前記露光前の変形量βｒ０となるまでの時間をｔ０、前記予測変形量をβｒｅとしたときに、前記制御部は、
   βｒｅ＝βｒ（ｔ＋ｔ０）
   に従って前記予測変形量を演算する、
   ことを特徴とする特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
4. 前記計測部は、前記原版に描画されたマークの位置を計測し、
   前記制御部は、前記計測部による計測値に含まれる前記マークの描画誤差を補正して前記露光前の変形量を決定する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光装置。
5. 前記描画誤差は、前記チャンバーに前記原版が搬入されてから前記原版が前記チャンバーの内部の温度になるために十分な時間が経過した後に前記計測部が計測を行うことによって決定される、
   ことを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
6. 前記チャンバーに搬入された前記原版の温度を前記チャンバーの内部の温度に近づけることを促進するための温度制御部を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
7. 前記描画誤差を示す情報を外部装置から受信する受信部を更に備える、
   ことを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
8. 前記制御部は、前記原版に描画されたマークの位置および前記原版を保持する原版ステージに設けられたマークの位置を前記計測部に計測させ、前記計測部による計測値に基づいて前記予測変形量を演算する、
   ことを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の露光装置。
9. 前記計測部は、前記原版の温度を計測するセンサを含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光装置。
10. 前記制御部は、前記予測変形量を補正するように、前記投影光学系の投影倍率のほか、前記原版および前記基板の少なくとも一方の走査速度を補正する、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の露光装置。
11. デバイスを製造するデバイス製造方法であって、
    請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
    該基板を現像する工程と、
    を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
12. チャンバーの内部で原版のパターンを投影光学系によって基板に投影し該基板を露光する露光装置であって、
    前記原版の変形量を求めるための計測を行う計測部と、
    所定の温度における前記原版の形状を基準とする前記原版の変形量と前記原版に蓄積される露光エネルギーの総量と相関のあるパラメータとの関係を示す情報と、前記チャンバーに搬入され露光に使用される前の状態において前記計測部が計測を行うことによって得られた計測値に基づいて決定される前記原版の露光前の変形量と、前記パラメータとに基づいて、前記原版の予測変形量を演算し、前記予測変形量を補正するように前記投影光学系の投影倍率を補正する制御部と、
    を備えることを特徴とする露光装置。

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