JP2012109398A - 露光条件の管理方法、露光装置及び基板 - Google Patents

Abstract

【課題】手間の掛かる作業を行うことなく露光条件を管理すること。
【解決手段】光変調素子を用いて基板にデバイスパターンの露光パターンを形成するための露光条件を管理する露光条件の管理方法であって、露光条件の異なる複数のテスト露光パターンと、当該テスト露光パターンを識別する識別情報とを、光変調素子に形成する形成ステップと、光変調素子に形成された露光条件の異なる複数のテスト露光パターンと、当該テスト露光パターンを識別する識別情報とを基板上にそれぞれ対応して露光する露光ステップと、識別情報を用いて、識別情報に対応するテスト露光パターンを管理する管理ステップとを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、露光条件の管理方法、露光装置及び基板に関する。

近年、例えばＤＭＤ（Digital Micromirror Device）などの画像形成素子（光変調素子）を用いてパターンを生成し、このパターンを縮小投影して基板を露光する露光装置が開発されている。このような露光装置は、マスクを制作する必要がないため、多種少量生産に適しており、例えば研究開発機関での使用などに適している。

このような露光装置では、高倍、高ＮＡの顕微鏡対物レンズを投影レンズとして使用する場合がある。このような場合、基板上に形成した露光パターンを現像後、再び装置に戻して顕微鏡観察することが可能である。この顕微鏡観察は、例えば最適な露光条件（フォーカス値、露光量など）を決定する場合に行われる。

この場合、まず露光条件のそれぞれ異なる露光パターンをテスト基板上に二次元マトリックス状に形成し、基板を現像する。現像後、テスト基板を装置に戻し、観察者が顕微鏡観察によって露光パターンを１つ１つ順に観察し、露光条件が最適な露光パターンを特定する。露光パターンを特定した後、例えば当該露光パターンの基板上での位置を調べるなどして、当該露光パターンを露光したときの露光条件を確認する。

特開２００６−２５９１５３号公報

しかしながら、上記のプロセスでは、特定した露光パターンの基板上での位置を調べる際に、例えばテスト基板の露光パターンを対物レンズの光軸上に一つ一つ配置させながら端から何番目かを数える必要があるため、手間が掛かってしまう。

以上のような事情に鑑み、本発明は、手間の掛かる作業を行うことなく露光条件を管理することが可能な露光条件の管理方法、露光装置及び基板を提供することを目的とする。

本発明の第一の態様に従えば、光変調素子を用いて基板にデバイスパターンの露光パターンを形成するための露光条件を管理する露光条件の管理方法であって、露光条件の異なる複数のテスト露光パターンと、当該テスト露光パターンを識別する識別情報とを、光変調素子に形成する形成ステップと、光変調素子に形成された露光条件の異なる複数のテスト露光パターンと、当該テスト露光パターンを識別する識別情報とを基板上にそれぞれ対応して露光する露光ステップと、識別情報を用いて、識別情報に対応するテスト露光パターンを管理する管理ステップとを含む露光条件の管理方法が提供される。

本発明の第二の態様に従えば、光変調素子を用いて基板にデバイスパターンの露光パターンを形成する露光装置であって、露光条件の異なる複数のテスト露光パターンと、当該テスト露光パターンを識別する識別情報とを、光変調素子に形成し、該複数のテスト露光パターンと該識別情報を基板上にそれぞれ対応して露光すると共に、識別情報を用いて、識別情報に対応する前記テスト露光パターンを管理する制御装置を備える露光装置が提供される。

本発明の第三の態様に従えば、デバイスパターンの露光パターンを形成するための露光条件がそれぞれ異なるように形成された複数のテスト露光パターンと、当該テスト露光パターンに対応して配置され、テスト露光パターンを識別する識別情報とを備える基板が提供される。

本発明の態様によれば、手間の掛かる作業を行うことなく露光条件を管理することが可能となる。

本発明の実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図。 本実施形態に係る露光条件の管理方法を示すフローチャート。 本実施形態に係る露光条件の管理方法の一工程を示す図。 本実施形態に係る露光条件の管理方法の一工程を示す図。 本実施形態に係る露光条件の管理方法の一工程を示す図。 本実施形態に係る露光条件の管理方法の一工程を示す図。 本実施形態に係る露光条件の管理方法の一工程を示す図。 本実施形態に係る露光条件の管理方法の一工程を示す図。 本実施形態に係る露光条件の管理方法の一工程を示す図。 本発明のマイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る露光装置の一構成例を示す概略構成図である。
露光装置ＥＸは、パターン生成装置ＰＧ、投影光学系ＰＬ、ステージ装置ＳＴ、フォーカス装置ＦＣ、画像取得装置ＣＡ、画像取得用照明装置ＥＰＩ、表示装置ＤＰ、入力装置ＩＰ及び制御装置ＣＯＮＴを備えている。露光装置ＥＸは、例えばＭＥＭＳ等のデバイスを製造する際の露光工程で用いられる。露光装置ＥＸは、例えば配線や絶縁膜など、デバイスの構成要素のパターン（以下、「デバイスパターン」と表記する）の像を投影し、当該デバイスパターンの露光パターンを基板Ｓに形成する。

以下の説明では、ＸＹＺ直交座標系に基づいて、各種構成要素の位置関係等を説明する。このＸＹＺ直交座標系において、Ｚ軸方向は投影光学系ＰＬの光射出側の光軸に平行な方向であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は投影光学系ＰＬの光射出側の光軸に直交する面内で互いに直交する方向である。例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向が水平方向に設定され、Ｚ軸方向が鉛直方向に設定される。

パターン生成装置ＰＧは、基板Ｓ上に転写するパターンを生成する。パターン生成装置ＰＧは、露光光ＥＬを射出する露光用光源６と、露光光ＥＬを平行化するコレクタレンズ７と、露光光ＥＬを空間変調することで露光光ＥＬに光強度の分布を形成する光変調素子８と、空間変調された露光光ＥＬを導光する対物レンズ９と、を有している。

露光用光源６から射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等が用いられる。露光用光源６の構成は、露光光ＥＬの波長等に応じて、適宜選択される。制御装置ＣＯＮＴは、露光用光源６の点灯消灯等の動作を制御する。

光変調素子８としては、例えばデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）が用いられている。ＤＭＤは、二次元的に配列された複数の画素を有している。ＤＭＤの各画素は、それぞれマイクロミラーを含んでいる。マイクロミラーは、各画素に入射した露光光ＥＬの分割光束を反射させる反射面を有している。

各マイクロミラーは、反射面の姿勢を個別に調整できるようになっている。したがって、各分割光束の進行方向が当該分割光束毎に調整可能である。本実施形態では、光変調素子８から対物レンズ９へと向かう方向を露光光ＥＬの進行方向としている。光変調素子８では、当該光変調素子８に入射する露光光ＥＬを、例えば対物レンズ９へと向かう方向に沿って進行する分割光束と、当該対物レンズ９へと向かう方向とは異なる方向に進行する分割光束と、に分けて反射することができるようになっている。このため、対物レンズ９へと向かう方向に進行する露光光ＥＬ（分割光束の集合）は、進行方向に直交する方向において光強度の分布が形成されることになる。

このように、光変調素子８は、各画素で反射した分割光束の進行方向を画素ごとに制御することにより、基板Ｓ上に転写するデバイスパターンを生成することができる構成となっている。制御装置ＣＯＮＴは、光変調素子８の動作、例えば個々のマイクロミラーの反射面の姿勢などを制御する。

なお、露光用光源６及び光変調素子８に代えて、例えば自発光型のパネルを用いても構わない。この自発光型のパネルは、二次元的に配列された複数の発光素子を含んでいる。各発光素子は、露光光ＥＬを射出する光源であり、例えばレーザーダイオードイや発光ダイオード等によって構成される。この場合、各発光素子は、発光素子ごとに点灯消灯が制御可能な構成である。自発光型のパネルは、各発光素子から各画素を示す露光光ＥＬを射出するため、露光用光源６及び光変調素子８を用いた場合と同様のデバイスパターンを形成可能である。

対物レンズ９から射出された露光光ＥＬが入射する位置には、波長選択ミラー１０が配置されている。波長選択ミラー１０は、例えばダイクロイックミラー等によって構成されている。波長選択ミラー１０は、露光光ＥＬが反射し、後述する検出光ＳＬが通過する特性を有している。

対物レンズ９から射出されて波長選択ミラー１０で反射した露光光ＥＬは、波長選択ミラー１０で反射した後に、投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬは、レンズ等の光学部品（第一対物レンズ）を１以上含んでいる。露光光ＥＬが示すパターンの像を基板Ｓ上の投影領域に投影する。この投影領域は、投影光学系ＰＬによってパターンの像を投影可能な領域を含む。

投影光学系ＰＬは、所定の投影領域ＰＲに露光光ＥＬを照射する。投影光学系ＰＬは、投影領域ＰＲに配置された基板Ｓの少なくとも一部に、デバイスパターンの像を所定の投影倍率で投影する。投影光学系ＰＬにはレンズなどの光学素子が複数設けられている。当該複数の光学素子は、例えば鏡筒２に保持されている。本実施形態では、縮小系の投影光学系ＰＬが用いられている。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光軸は、例えばＺ軸と平行である。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。

ステージ装置ＳＴは、ステージ本体１及びステージ駆動装置ＡＣＴを有している。ステージ本体１は、基板Ｓを保持して移動可能に設けられている。ステージ本体１には、例えば減圧吸着や静電吸着等によって基板Ｓを着脱可能に保持する保持面１ａが形成されている。基板Ｓは、表面Ｓａ及び裏面Ｓｂの法線方向がＺ軸方向と平行になるように、ステージ本体１の当該保持面１ａに保持される。

ステージ駆動装置ＡＣＴは、例えば不図示のリニアモータ機構などのアクチュエータを有している。ステージ駆動装置ＡＣＴは、ステージ装置ＳＴをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ｘ軸周りの回転方向、Ｙ軸周りの回転方向、及びＺ軸周りの回転方向の６方向に移動可能である。ステージ装置ＳＴには、ステージ本体１の位置や姿勢などの情報を検出する不図示の検出機構が設けられている。制御装置ＣＯＮＴは、当該検出機構の検出結果に基づいて、ステージ駆動装置ＡＣＴの駆動量を調整可能である。

フォーカス装置ＦＣは、例えばＴＴＬ型位相差方式のオートフォーカス（以下、ＡＦと略記する）によって、投影光学系ＰＬの焦点位置を露光面に合わせることが可能である。フォーカス装置ＦＣは、ＡＦ用光源１１、コレクタレンズ１２、スリット１３、対物レンズ（第二対物レンズ）１４、絞り１５、分光部品１６、対物レンズ（第二対物レンズ）１７、反射ミラー１８、シリンドリカルレンズ１９、検出部２０、及び制御部を含んでいる。上述のように、フォーカス装置ＦＣの制御部は、露光装置ＥＸの制御装置ＣＯＮＴに含まれている。ＡＦ用光源１１は、例えば露光光ＥＬと異なる波長の光を検出光ＳＬとして射出する。ＡＦ用光源１１は、検出光ＳＬとして赤外光を射出する発光素子を含んでいる。

ＡＦ用光源１１から射出された検出光ＳＬは、コレクタレンズ１２を通ってスリット１３に入射する。スリット１３は、視野絞りとして機能し、スリット１３を通過した検出光ＳＬのスポット形状を調整する。スリット１３を通過した検出光ＳＬは、対物レンズ１４を通った後に、絞り１５に入射する。

絞り１５は、絞り１５よりもＡＦ用光源１１側の光学系についての瞳面に配置されている。絞り１５は、開口絞りとして機能し、対物レンズ１４から射出された検出光ＳＬによって上記の瞳面に形成されるスポットのほぼ半分に相当する検出光ＳＬを遮光する。絞り１５は、上記のスポットのうちで遮光する範囲を切替可能であり、検出光ＳＬのうちで絞り１５を通過する角度成分を切替可能である。絞り１５を通過した検出光ＳＬは、分光部品１６に入射する。

分光部品１６は、ハーフミラー等によって構成され、入射した検出光ＳＬを分光する。分光部品１６は、検出光ＳＬに対する反射率が０より大きく１未満の範囲から選択される値に設定されている。分光部品１６に入射した検出光ＳＬの一部は、分光部品１６で反射し、他の一部は分光部品１６を通過する。分光部品１６で反射した検出光ＳＬは、波長選択ミラー１０を通過した後に、投影光学系ＰＬを経て基板Ｓに入射する。基板Ｓに入射した検出光ＳＬの少なくとも一部は、基板Ｓで反射して折り返され、投影光学系ＰＬ及び波長選択ミラー１０を通過して、分光部品１６に再度入射する。

基板Ｓを経由して分光部品１６に入射した検出光ＳＬの少なくとも一部は、分光部品１６を通過した後に、対物レンズ１７を通って反射ミラー１８で反射する。反射ミラー１８で反射した検出光ＳＬは、シリンドリカルレンズ１９を通って検出部２０に入射する。シリンドリカルレンズ１９を通る検出光ＳＬは、ＸＺ面に平行な面内で屈折し、ＸＹ面に平行な面内でほとんど屈折せずに、Ｙ軸方向に略平行な線に向かって集光する。

検出部２０は、当該検出部２０に入射した検出光ＳＬの強度分布を検出可能である。検出部２０は、例えばＣＣＤラインセンサ等によって構成される。このＣＣＤラインセンサは、ＹＺ面にほぼ平行であってＹ軸方向に長手の領域に配列された複数の画素を含んでいる。ＣＣＤラインセンサの各画素は、例えばフォトダイオード等の受光素子と、薄膜トランジスター等のスイッチング素子とを含んでいる。検出光ＳＬが受光素子に入射すると、受光素子に電荷が発生する。スイッチング素子は、受光素子に発生した電荷の読出しをスイッチングする。

検出部２０の検出結果に基づいて、基板Ｓで反射した検出光ＳＬによるスリット１３の像が検出される。絞り１５を通過する検出光ＳＬの角度成分を切替えると、検出部２０に検出される像の位置が切替わる。切替前後の像の間隔（以下、像間隔という）は、投影光学系ＰＬの焦点位置と基板Ｓの位置との関係によって変化する。例えば、基板Ｓの表面Ｓａを合焦対象面とし、投影光学系ＰＬの焦点が合焦対象面に合っている状態（合焦状態）での像間隔を基準値とする。投影光学系ＰＬの焦点が合焦対象面よりも＋Ｚ側に位置する状態（以下、前ピンという）では、像間隔が基準値よりも狭くなる。投影光学系ＰＬの焦点が合焦対象面よりも−Ｚ側に位置する状態（以下、後ピンという）では、像間隔が基準値よりも広くなる。

このように、検出部２０の検出結果に基づいて、合焦状態であるか否かを判定することや、合焦状態から前ピン側又は後ピン側のいずれに焦点がずれているかを知ることが可能である。このように、上記の像間隔は、合焦の対象物である基板Ｓを経由した光（検出光）の強度に基づく値であり、合焦状態の判定に用いる判定パラメータ値として利用可能である。検出部２０の検出結果は、フォーカス装置ＦＣの制御部（ここでは制御装置ＣＯＮＴ）に出力される。制御装置ＣＯＮＴは、検出部２０の検出結果に基づいて、合焦状態になるようにステージ装置ＳＴの位置を制御する。

画像取得装置ＣＡは、例えばカメラなどの撮像装置を有している。画像取得装置ＣＡは、例えば上記の投影光学系ＰＬ（縮小系）を対物レンズ系として用いることで、ステージ装置ＳＴに支持された基板Ｓの表面Ｓａの拡大像を撮像することができる構成となっている。このように、露光装置ＥＸは、ステージ装置ＳＴに支持された基板Ｓを観察する顕微鏡として用いることもできる構成となっている。

画像取得用照明装置ＥＰＩは、画像取得装置ＣＡを顕微鏡として用いる場合の光源である。画像取得用照明装置ＥＰＩから射出された照明光は、例えば投影光学系ＰＬを介して基板Ｓの表面Ｓａに照射されるようになっている。画像取得装置ＣＡは、表示装置ＤＰに接続されている。画像取得装置ＣＡによって取得された画像は、表示装置ＤＰに送信されるようになっている。表示装置ＤＰは、送信された画像を表示するディスプレイを有している。画像取得装置ＣＡａ及び表示装置ＤＰを用いることなく、例えば作業者が画像取得装置ＣＡの位置において直接基板Ｓの拡大像を観察可能な構成としても構わない。

制御装置ＣＯＮＴは、露光装置ＥＸの動作を総括的に制御する。制御装置ＣＯＮＴは、例えばコンピューターシステムを含む。制御装置ＣＯＮＴには、入力装置ＩＰが接続されている。例えば入力装置ＩＰからの入力により、ステージ駆動装置ＡＣＴを介してステージ本体１を移動することができるようになっている。

本実施形態で用いられる基板Ｓとしては、例えばデバイス製造用のデバイス基板Ｓ１の他、例えばフォーカス値や露光量などの露光条件を決定するために行うテスト露光用の基板（テスト基板）Ｓ２などが挙げられる。デバイス製造用の基板Ｓ１とテスト基板Ｓ２とは、同一構成の基板であっても構わないし、異なる構成の基板であっても構わない。

デバイス基板Ｓ１は、表面に形成された膜パターンや凹部、凸部等の構造物を含むことがある。上記の構造物は、例えばデバイスの一部を構成する構成要素である。膜パターンの具体例として、電極や配線となる導電膜パターン、スイッチング素子の一部を構成する半導体膜パターン、パッシベーション膜等となる絶縁膜パターン等が挙げられる。

また、デバイス基板Ｓ１及びテスト基板Ｓ２は、表面に形成された感光膜（フォトレジスト膜）を含むことがある。デバイス基板Ｓ１及びテスト基板Ｓ２は、デバイスの製造過程で又は製造後で機能する膜として、例えば露光光ＥＬ等の反射を防止する反射防止膜や、上記の感光膜を保護する保護膜（トップコート膜）等を含むことがある。

次に、上記のように構成された露光装置ＥＸの動作を説明する。
制御装置ＣＯＮＴは、露光動作に用いるデバイスパターンのデータを読み出すと共に、露光条件を読み込んで、露光装置ＥＸの基本的動作を決定する。制御装置ＣＯＮＴは、例えば光源の出力、フォーカス値、露光量等の基本的な条件を決定する。

各条件を決定した後、制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス装置ＦＣを用いてフォーカス処理を行わせる。フォーカス処理の後、制御装置ＣＯＮＴは、露光処理を行わせる。露光処理においては、まず、制御装置ＣＯＮＴは、ステージ本体１の保持面１ａ上に基板Ｓ（デバイス基板Ｓ１）を保持させる。デバイス基板Ｓ１の表面Ｓａには、予め感光剤などを塗布しておく。

制御装置ＣＯＮＴは、パターン生成装置ＰＧの露光用光源６から露光光ＥＬを射出させ、光変調素子８によって露光光ＥＬを変調させる。光変調素子８によって変調された露光光ＥＬは、進行方向に直交する方向に光強度の分布が形成された状態で対物レンズ９に入射し、投影光学系ＰＬによって投影領域ＰＲに投影される。

制御装置ＣＯＮＴは、デバイス基板Ｓ１の表面Ｓａのうちデバイスパターンを形成する部分が投影領域ＰＲに重なるようにステージ本体１を移動させる。上記のように、露光光ＥＬには進行方向に直交する方向に光強度の分布が形成されているため、デバイス基板Ｓ１の表面Ｓａにはパターンを含む像が投影されることになる。当該像により、表面Ｓａに塗布された感光剤が露光され、１つの露光パターンが形成される。なお、デバイス基板Ｓ１の表面Ｓａに投影される像に含まれるパターンは、光変調素子８において、対物レンズ９へと向かう方向に沿って進行するように反射したマイクロミラーの配置パターン（デバイスパターン）に一致する。

制御装置ＣＯＮＴは、デバイス基板Ｓ１の表面Ｓａに１つの露光パターンが形成された後、ステージ駆動装置ＡＣＴによってステージ本体１をＸ方向及びＹ方向に移動させ、デバイス基板Ｓ１の他の領域に露光パターンを形成する。このように、制御装置ＣＯＮＴは、ステージ本体１を移動させつつデバイス基板Ｓ１の表面Ｓａに複数の露光パターンを形成する。

露光装置ＥＸを用いる場合、デバイス基板Ｓ１に露光パターンを形成する前に、上記のように、露光条件を決定する。以下、露光条件を決定する際に当該露光条件の管理方法を説明する。図２は、露光条件の管理方法を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、露光条件としてフォーカス値と露光量とを管理する場合を例に挙げて説明するが、勿論他の条件を管理する場合についても同様の説明が可能である。

露光条件を管理する場合、上記のデバイス基板Ｓ１とは異なるテスト基板Ｓ２を用いるようにする。まず、表面Ｓａに予め感光剤が塗布されたテスト基板Ｓ２を露光装置ＥＸのステージ本体１に支持させる。次に、制御装置ＣＯＮＴは、露光条件の異なる複数のテスト露光パターンと、当該テスト露光パターンを識別する識別情報とを光学変調素子上に形成し、テスト基板Ｓ２の表面Ｓａ上にそれぞれ対応して配置（露光）させる（配置ステップ：ＳＴ０１）。

配置ステップでは、制御装置ＣＯＮＴは、露光条件として所定のフォーカス値及び露光量とした上で、パターン生成装置ＰＧの露光用光源６から露光光ＥＬを射出させ、光変調素子８によって露光光ＥＬを変調させる。光変調素子８は、例えば図３に示すように、寸法の異なる複数の矩形が組み合わされた形状のテスト露光パターンＴＰを含む像がテスト基板Ｓ２の表面Ｓａに投影されるように、露光光ＥＬの分割光束をそれぞれ反射する。テスト露光パターンＴＰの寸法としては、例えば上記露光装置ＥＸを顕微鏡として用いる際に観察可能な程度の寸法とすることができる。テスト露光パターンＴＰを含む像が投影されることにより、テスト基板Ｓ２の表面Ｓａに塗布された感光剤が露光され、当該表面Ｓａに１つのテスト露光パターンＴＰが形成される。

当該表面Ｓａに１つのテスト露光パターンＴＰが形成された後、制御装置ＣＯＮＴは、ステージ駆動装置ＡＣＴを用いてステージ本体１を例えばＹ方向に移動させる。制御装置ＣＯＮＴは、当該移動の後、上記した所定のフォーカス値及び露光量とは異なる露光条件で、同一のテスト露光パターンＴＰを形成する。以下、制御装置ＣＯＮＴは、テスト露光パターンＴＰ毎に露光条件を変えつつステージ本体１を移動させ、図４に示すように、テスト基板Ｓ２の表面Ｓａに露光条件の異なる複数のテスト露光パターンＴＰがマトリクス状に配置されるようにする。

テスト露光パターンＴＰ毎に露光条件を変える動作の一例として、制御装置ＣＯＮＴは、例えば、マトリクス状に配置された複数のテスト露光パターンＴＰのうち、図中横方向（Ｘ方向）にずれる場合には露光量を一定値としつつフォーカス値を変化させるようにし、図中縦方向（Ｙ方向）にずれる場合にはフォーカス値を一定値にしつつ露光量を変化させるようにすることができる。

次に、制御装置ＣＯＮＴは、マトリクス状に配置された複数のテスト露光パターンＴＰに対応する識別情報をテスト基板Ｓ２の表面Ｓａに配置させる。当該識別情報としては、例えばテスト露光パターンＴＰの行番号及び列番号などの位置情報が挙げられる。制御装置ＣＯＮＴは、図５に示すように、＋Ｘ方向に数えてｍ列目、＋Ｙ方向に数えてｎ行目の位置に形成されたテスト露光パターンＴＰに、例えば位置座標のような「ｍ、ｎ（但しｍ、ｎは共に整数）」というアドレスパターンＡＰを露光していく。制御装置ＣＯＮＴは、このアドレスパターンＡＰを、例えば当該テスト露光パターンＴＰに対応した位置、例えばテスト露光パターンＴＰの−Ｙ側に露光していくようにする。

当該配置ステップにより、露光条件の異なるテスト露光パターンＴＰと、それぞれのテスト露光パターンＴＰの識別情報（アドレスパターンＡＰ）とが対応した状態でテスト基板Ｓ２に形成されることになる。本実施形態では、識別情報であるアドレスパターンＡＰを用いて、当該アドレスパターンＡＰに対応するテスト露光パターンＴＰを管理する（管理ステップ：ＳＴ０２）。

次に、テスト基板Ｓ２の表面Ｓａに配置された複数のテスト露光パターンＴＰのうち所定の選択基準に基づいて１つのテスト露光パターンＴＰを選択する（選択ステップ：ステップＳＴ０３）。当該選択ステップでは、例えば露光装置ＥＸが顕微鏡として用いられる。作業者は、例えば入力装置ＩＰを用いて画像取得用照明装置ＥＰＩを作動させる。画像取得用照明装置ＥＰＩからの照明光は、例えば分光部品２１を介してテスト基板Ｓ２の表面Ｓａ上（投影領域ＰＲ）に照射される。このため、投影光学系ＰＬを介して投影領域ＰＲの像が画像取得装置ＣＡの像形成面（不図示）に形成され、当該像が画像として取得されることになる。取得された画像は、例えば表示装置ＤＰに表示される。選択ステップにおいて、作業者は例えば表示装置ＤＰを介してテスト露光パターンＴＰを観察し、最適なテスト露光パターンＴＰを選択する。

例えば、作業者は、テスト基板Ｓ２にマトリクス状に配置された複数のテスト露光パターンＴＰを１つ１つ観察し、フォーカス値及び露光量が最適であるテスト露光パターンＴＰを選択する。このとき、作業者は、選択したテスト露光パターンＴＰの−Ｙ側に配置されたアドレスパターンＡＰを確認することにより、当該テスト露光パターンＴＰを識別する。作業者は、識別したテスト露光パターンＴＰのアドレスパターンＡＰに含まれる位置情報に基づいて、選択したテスト露光パターンＴＰを特定する。

一例として、このときに確認されるアドレスパターンＡＰが「２、１」であれば、作業者は＋Ｘ方向に数えて２列目、＋Ｙ方向に数えて１列目のテスト露光パターンＴＰを特定することになる。このように、アドレスパターンＡＰを用いることにより、当該アドレスパターンＡＰに対応するテスト露光パターンＴＰを管理することができる。

次に、選択されたテスト露光パターンＴＰの露光条件に基づいて、上記のデバイスパターンの露光パターンを形成するための露光条件を設定する（設定ステップ：ＳＴ０４）。当該設定ステップでは、作業者によってフォーカス値及び露光量が最適であるとして選択されたテスト露光パターンＴＰの当該フォーカス値及び露光量が、上記デバイス基板Ｓ１に露光パターンを形成する際のフォーカス値及び露光量となるように、露光装置ＥＸの露光条件を設定する。

上記のアドレスパターンＡＰが「２、１」である例を再度用いると、作業者は＋Ｘ方向に数えて２列目、＋Ｙ方向に数えて１列目のテスト露光パターンＴＰを形成したときのフォーカス値及び露光量を確認し、当該フォーカス値及び露光量をデバイスパターンの露光パターンを形成する際の値として設定する。このように露光条件が設定された後、上記のデバイス基板Ｓ１に対してデバイスパターンの露光パターンを形成する処理が行われることになる。

以上のように、本実施形態によれば、露光条件の異なる複数のテスト露光パターンＴＰと、当該テスト露光パターンＴＰを識別するアドレスパターンＡＰとを、テスト基板Ｓ２上にそれぞれ対応して配置させ、当該アドレスパターンＡＰに含まれる識別情報（例、位置情報など）を用いて、アドレスパターンＡＰに対応するテスト露光パターンＴＰを管理することとしたので、選択したテスト露光パターンＴＰの位置を端から数えなくても当該テスト露光パターンＴＰの露光条件を確認することができる。これにより、手間の掛かる作業を行うことなく露光条件を管理することができる。

本発明の技術範囲は上記実施形態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で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、テスト基板Ｓ２にテスト露光パターンＴＰを一通り形成した後、アドレスパターンＡＰとを形成する態様を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば図６に示すように、１つのテスト露光パターンＴＰと１つのアドレスパターンＡＰとを同時に形成する構成であっても構わない。この場合、一回のショットにおいてテスト露光パターンＴＰとアドレスパターンＡＰとが１つずつ同時に形成され、このような２つのパターンが順にＸ方向及びＹ方向にマトリクス状に形成されていくことになる。

また、上記実施形態においては、テスト基板Ｓ２のテスト露光パターンＴＰの識別情報として、位置情報を含むアドレスパターンＡＰを形成する態様を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、図７に示すように、露光条件に関する情報を含む条件パターンＣＰを形成する態様であっても構わない。この場合、条件パターンＣＰは、例えばフォーカス値が±ｐであり、露光量がｑ（秒）である場合、例えば「±ｐ／ｑ」というパターンを形成する。具体例として、フォーカス値が−２．０であり、露光量が０．５（秒）である場合、図７に示すように「−２．０／０．５」という条件パターンＣＰが形成される。この場合、露光条件を直接管理することができるため、手間が掛からずに済むことになる。

また、上記実施形態においては、テスト露光パターンＴＰとアドレスパターンＡＰとを別のパターンとして形成する態様を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば図８に示すように、アドレスパターンＡＰをテスト露光パターンＴＰの一部として形成するようにしても構わない。なお、図示を省略するが、例えば図７などに示す条件パターンＣＰを、上記同様にテスト露光パターンＴＰの一部として形成するようにしても、勿論構わない。

また、例えば図９に示すように、テスト露光パターンＴＰ、アドレスパターンＡＰ及び条件パターンＣＰを纏めて形成する態様であっても構わない。この場合、上記各場合に比べて情報量が多いため、例えばデバイス基板Ｓ１に対するデバイスパターンの転写時の露光条件の設定に限られず、露光条件（あるいはテスト露光パターンＴＰ）を管理する他の用途にも用いることができる。

なお、本発明は、露光装置の他にも、光学系を介して処理対象物に光を照射する処理装置に適用可能である。このような処理装置の一例として、レーザ加工装置が挙げられる。

なお、本発明は、マスクレス方式の露光装置の他に、マスクと基板とを同期移動してマスクのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）、マスクと基板とを静止した状態でマスクのパターンを一括露光し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。

さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第一パターンと基板とをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第一パターンの縮小像を基板上に転写した後、第二パターンと基板とをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第二パターンの縮小像を第一パターンと部分的に重ねて基板上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板を順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

本発明は、例えば米国特許第６６１１３１６号明細書に開示されているように、２つのパターンの像を投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などに適用することができる。また、本発明は、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも適用することができる。

本発明は、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。

本発明は、基板に半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。

本発明において、レーザ干渉計を含む干渉計システムを用いて各ステージの位置情報を計測し、その計測結果を基板の位置の管理等に用いることもできる。また、レーザ干渉計を含む干渉計システムの他に、例えば基板ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。

本発明は、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板上に形成することによって、基板上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）に、適用することができる。

上述の実施形態の露光装置ＥＸは、本願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。

図１０は、本実施形態のデバイス製造方法の一例を示す図である。本例では、ステップ２０１で、例えば液晶パネル等のデバイスの機能・性能設計を行う。ステップ２０２で、デバイスの設計に基づいて、マスク（レチクル）を製作する。マスクレス方式の露光装置を用いてデバイスを製造する場合には、ステップ２０２で、パターンの形状を例えば制御部の内部又は外部の記憶装置に登録する。ステップ２０３で、デバイスの基材である基板を準備しておく。ステップ２０４で、基板上にデバイスを構成する導電膜パターンや絶縁膜パターン、半導体膜パターン等の膜パターンを形成する。ステップ２０４は、基板上に膜を形成することと、この膜上にレジストパターンを形成することと、このレジストパターンをマスクにして上記膜をエッチングすることと、を含む。レジストパターンを形成するには、レジスト膜を形成することと、上記の実施形態に従って、露光光で基板を露光することにより形成予定の膜パターンに応じたパターンの像を基板上のレジスト膜に投影することと、露光されたレジスト膜を現像することと、を行う。ステップ２０５で、製造するデバイスに応じて、例えば基板をダイシングすることや、一対の基板を貼り合せるとともに一対の基板間に液晶層を形成すること等を行って、デバイスを組み立てる。ステップ２０６で、デバイスに検査等の後処理を行う。以上のようにして、デバイスを製造することができる。

上述の各実施形態、各変形例の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

ＥＸ…露光装置 ＰＧ…パターン生成装置 ＰＬ…投影光学系 ＳＴ…ステージ装置 ＦＣ…フォーカス装置 ＣＡ…画像取得装置 ＥＰＩ…画像取得用照明装置 ＤＰ…表示装置 ＩＰ…入力装置 ＣＯＮＴ…制御装置 Ｓ…基板 Ｓ１…デバイス基板 Ｓ２…テスト基板 ＡＣＴ…ステージ駆動装置 ＴＰ…テスト露光パターン ＡＰ…アドレスパターン ＣＰ…条件パターン

Claims (8)

1. 光変調素子を用いて基板にデバイスパターンの露光パターンを形成するための露光条件を管理する露光条件の管理方法であって、
   前記露光条件の異なる複数のテスト露光パターンと、当該テスト露光パターンを識別する識別情報とを、前記光変調素子に形成する形成ステップと、
   前記光変調素子に形成された前記露光条件の異なる複数のテスト露光パターンと、当該テスト露光パターンを識別する識別情報とを前記基板上にそれぞれ対応して露光する露光ステップと、
   前記識別情報を用いて、前記識別情報に対応する前記テスト露光パターンを管理する管理ステップと
   を含む露光条件の管理方法。
2. 前記基板上に露光された複数の前記テスト露光パターンのうち所定の選択基準に基づいてテスト露光パターンを選択する選択ステップと、
   選択された前記テスト露光パターンの前記露光条件に基づいて、前記デバイスパターンの前記露光パターンを形成するための前記露光条件を設定する設定ステップと
   を更に含む請求項１に記載の露光条件の管理方法。
3. 前記形成ステップは、前記識別情報の一つとして、前記テスト露光パターンの前記基板上での位置に関する情報を前記光変調素子に形成することを含む
   請求項１又は請求項２に記載の露光条件の管理方法。
4. 前記形成ステップは、前記識別情報の一つとして、前記露光条件に関する情報を前記光変調素子に形成することを含む
   請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の露光条件の管理方法。
5. 前記露光ステップは、対応する前記テスト露光パターン及び前記識別情報を同時に露光することを含む
   請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の露光条件の管理方法。
6. 光変調素子を用いて基板にデバイスパターンの露光パターンを形成する露光装置であって、
   前記露光条件の異なる複数のテスト露光パターンと、当該テスト露光パターンを識別する識別情報とを、前記光変調素子に形成し、該複数のテスト露光パターンと該識別情報を前記基板上にそれぞれ対応して露光すると共に、前記識別情報を用いて、前記識別情報に対応する前記テスト露光パターンを管理する制御装置を備える
   露光装置。
7. 前記光変調素子は複数の表示素子を有し、当該複数の表示素子の表示動作によって前記デバイスパターンを含むパターンを形成するパターン形成部と、
   前記パターン形成部における複数の表示素子を駆動する駆動部と
   を更に備える請求項６に記載の露光装置。
8. デバイスパターンの露光パターンを形成するための露光条件がそれぞれ異なるように形成された複数のテスト露光パターンと、
   前記テスト露光パターンに対応して配置され、前記テスト露光パターンを識別する識別情報と
   を備える基板。

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