JP2014143429A - 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ステージの加速中に基板の高さを計測し、当該計測された高さに基づいて等速移動中のステージに保持された基板の高さを正確に計測することが可能な露光装置を提供する。
【解決手段】制御器は、基板を露光する前に計測した基板の高さについての加速中と等速移動中の計測結果の差分をステージの加速に起因する計測誤差の補正値として取得し、基板の高さがスリット光の入射領域外の第１計測点でステージの加速中に計測された基板上の位置で基板を露光する場合には、第１計測点で計測された基板の高さを補正値で補正された高さに基づいて位置決め機構を制御しながら基板を走査し、基板の高さが第１計測点でステージの等速移動中に計測された基板上の位置で基板を露光する場合には、第１計測点で計測された基板の高さを補正値で補正することなく、計測された基板の高さに基づいて位置決め機構を制御しながら前記基板を走査する。
【選択図】図６

Description

本発明は、露光装置、露光方法及びデバイス製造方法に関する。

従来の露光装置は、生産性を向上するために、ステージに搭載したウエハの面位置を、ステージの移動中に計測する。ステージの移動中、とりわけステージの加速中又は減速中にウエハの面位置を計測すると、装置の本体構造体の変形が発生し、面位置の計測結果に計測誤差が生じる。特許文献１に示す露光装置では、前記計測誤差を補正するための補正値を、露光に先立って求める。この補正値は、ステージ姿勢のピッチング成分を基に算出されている。露光装置は、前記補正値を用いて、ステージの移動中に計測した面位置の計測結果を補正し、補正された面位置に従ってウエハを露光する。

特開平１１−１９１５２２号公報

しかし、ステージの加速中に基板の高さを計測し、当該計測された高さに基づいて等速移動中のステージを位置決めして基板を露光することは、特許文献1には開示されていない。近年の更なる生産性向上の要求から、ステージを高速で位置決めするために、ステージを加速又は減速するときの加速度が増加する傾向にある。その結果として、装置の本体構造体の変形のみならず、ステージ自体の変形や、レーザ干渉計の参照ミラー等のステージ上に搭載した計測器にも変形が生じ、計測器の計測結果にステージの加速に起因する計測誤差が含まれる。

そこで、本発明は、ステージの加速中に基板の高さを計測し、当該計測された高さに基づいて等速移動中のステージに保持された基板の高さを正確に計測することが可能な露光装置を提供することを目的とする。

本発明は、レチクルと基板とを走査しながらスリット光を使い投影光学系を介して前記レチクルのパターンを前記基板に投影して前記基板を露光する露光装置であって、前記基板を保持するステージと、前記基板を走査する第１方向および前記投影光学系の光軸に沿う第２方向に前記ステージを位置決めする位置決め機構と、前記第１方向に沿って間隔を置いて位置する複数の計測点で前記基板の前記第２方向における位置である高さを計測する計測器と、制御器と、を備え、前記複数の計測点は、前記基板に対する前記スリット光の入射領域外の第１計測点を含み、前記露光装置は、前記計測器により前記第１計測点で前記基板の高さを計測し、前記第１計測点で計測された高さに基づいて前記位置決め機構により前記ステージを前記第２方向に位置決めしながら前記基板を走査するように構成され、前記制御器は、前記基板を露光する前に、前記計測器に、前記基板上の所定位置での前記基板の高さを前記ステージの加速中に計測させ、前記所定位置での前記基板の高さを前記ステージの等速移動中に計測させ、前記所定位置での前記基板の高さについての加速中での計測結果と等速移動中での計測結果との差分を算出し、該算出された差分を前記ステージの加速に起因する計測誤差の補正値として取得し、前記基板の高さが前記第１計測点で前記ステージの加速中に計測された前記基板上の位置で前記基板を露光する場合には、前記第１計測点で計測された前記基板の高さを前記補正値で補正し、前記補正値で補正された高さに基づいて前記位置決め機構を制御しながら前記基板を走査し、前記基板の高さが前記第１計測点で前記ステージの等速移動中に計測された前記基板上の位置で前記基板を露光する場合には、前記第１計測点で計測された前記基板の高さを前記補正値で補正することなく、計測された前記基板の高さに基づいて前記位置決め機構を制御しながら前記基板を走査する、ことを特徴とする。

本発明によれば、ステージの加速中に基板の高さを計測し、当該計測された高さに基づいて等速移動中のステージに保持された基板の高さを正確に計測することが可能な露光装置を提供することができる。

第１実施形態の露光装置を示した図である。 ウエハと計測点との位置関係を示した図である。 計測点と露光スリットの位置関係を示した図である。 走査露光時の計測方法を示した図である。 走査露光時の計測方法を示した図である。 ステージの加速中における計測誤差を求める方法を示した図である。 露光方法のフローチャートである。 ウエハとウエハ上のショット領域を示した図である。 第３実施形態の露光装置を示した図である。

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態の露光装置を示す。露光装置は、レチクル（原版）２とウエハ（基板）４とを相対的にＸ方向（第１方向）に走査しながらスリット光を使い投影光学系１を介してレチクル２のパターンをウエハ４に投影してウエハ４を露光する走査型投影露光装置である。スリット光による露光領域を定めるスリット形状は、矩形又は円弧形状である。縮小投影光学系１の光軸ＡＸはＺ方向（第２方向）であり、像面は光軸ＡＸに沿うＺ方向と垂直な関係にある。レチクル２は、ステージ（レチクルステージ）３上に保持される。レチクル２のパターンは、縮小投影光学系１の倍率で１／４ないし１／２、或は１／５に縮小投影され、その像面に像を形成する。表面にレジストが塗布されたウエハ（基板）４には、先の露光工程で形成された同一のパターン構造を有する多数個のショット領域が配列されている。ウエハを保持するステージ（ウエハステージ）５は、ウエハ４を吸着してウエハステージ５に固定するチャックを有している。すなわち、ウエハステージ５は、基板を搭載して移動可能なステージを構成している。また、ウエハステージ５は、Ｘ方向とＹ方向に各々水平移動可能なＸＹステージを有し、Ｚ方向への移動も可能である。さらに、ウエハステージ５は、Ｘ軸及びＹ軸の回りに回転可能なレベリングステージ、Ｚ軸の回りに回転可能な回転ステージも有している。このように、ウエハステージ５は、レチクルパターン像をウエハ上のショット領域に合致させるための６軸補正系を構成している。ウエハステージ５のＸ方向及びＹ方向の位置情報は、ウエハステージ５に固定されたバーミラー２３と干渉計２４とによって、常時計測されている。

ウエハ４の表面位置及び傾きを計測するために設けた計測器１６は、ランプ、発光ダイオード等の光源１０を含んでいる。コリメータレンズ１１は、光源１０からの光束を、断面の強度分布がほほ均一の平行光束として射出している。プリズム形状のスリット部材１２は、一対のプリズムを互いの斜面が相対するように貼り合わされている。この貼り合わせ面に、複数の開口（例えば９個のピンホール）をクロム等の遮光膜を利用して設けている。両テレセントリック系のレンズ１３は、スリット部材１２の複数のピンホールを通過した独立の９個の光束を、ミラー１４を介してウエハ４上の９個の計測点に導光している。このとき、レンズ１３に対して、ピンホールが形成されている平面とウエハ４の表面を含む平面とは、シャインプルーフの条件を満足するように設定されている。第１実施形態において、光源１０から射出された各光束は、ウエハ４上への入射角Φ（光軸となす角）が７０°以上である。図２に示すように、レンズ１３を通過した９個の光束は、パターン領域の互いに独立した各計測点に入射し結像している。また、９個の計測点がウエハ４内で互いに独立して観察されるように、Ｘ方向からＸＹ平面内でθ°（例えば２２．５°）回転させた方向より入射させている。光源１０、コリメータレンズ１１、スリット部材１２、レンズ１３、ミラー１４は、ウエハ４上の計測点に光束を斜めに投光する投光光学系を構成している。

次に、ウエハ４からの反射光束を受光する両テレセントリック系の受光光学系の各構成について説明する。受光光学系は、ウエハ４からの９個の反射光束を、ミラー１５を介して受光している。受光光学系内に設けたストッパ絞り１７は、９個の各計測点に対して共通に設けられている。ストッパ絞り１７は、ウエハ４上に存在する回路パターンによって発生する高次の回折光（ノイズ光）を、カットする。両テレセントリック系の受光光学系を通過した光束は光軸が互いに平行となっている。補正光学系群１８の９個の個別の補正レンズにより、光電変換素子群１９の計測面に対して、互いに同一の大きさを有したスポット光となるように、再結像させている。また、受光光学系は、ウエハ４上の各計測点と光電変換素子群１９の計測面とが、互いに共役となるように倒れ補正を行っている。そのため、各計測点の局所的な傾きにより発生する計測面でのピンホール像の位置変化はなく、各計測点の光軸方向ＡＸでの高さ変化に応答して、計測面上でピンホール像が変化するように構成されている。ここで、光電変換素子群１９は、例えば９個の１次元ＣＣＤラインセンサにより構成しているが、２次元の位置計測素子を複数配置して構成した場合においても、同一の効果を得ることができる。投光光学系１０〜１４と受光光学系１５〜１９とは、Ｘ方向（第１方向）に沿って間隔を置いて位置する複数の計測点でウエハ４の高さを計測する計測器１６を構成している。計測器１６は、計測器制御部２６によって制御されている。

図１に示すように、レチクル２は、レチクルステージ３に吸着され固定される。レチクルステージ３は、投影光学系１の光軸ＡＸと垂直な面内で、Ｘ方向（矢印３ａ）に一定速度で走査する。この時、Ｙ方向は、常に目標位置を維持して走査するように補正駆動される。レチクルステージ３のＸ方向及びＹ方向の位置情報は、同図のレチクルステージ３に固定されたバーミラー２０と干渉計２１とによって、常時計測されている。照明光学系６は、エキシマレーザ等のパルス光を発生する光源を含む。また、照明光学系６は、不図示のビームを整形する光学系、オプティカルインテグレータ、コリメータ及びミラー等の部材で構成され、遠紫外領域のパルス光を効率的に透過或いは反射する材料で形成されている。ビームを整形する光学系は、入射ビームの断面形状（寸法含む）を所望の形に整形する。オプティカルインテグレータは、光束の配光特性を均一にし、レチクル２を均一照度で照明する。照明光学系６内の不図示のマスキングブレードにより、チップサイズに対応して矩形の照明領域が設定される。照明領域で部分照明されたレチクル２上のパターンが、投影光学系１を介してウエハ４上に投影される。

メイン制御部２７は、レチクル２のスリット像をウエハ４の所定領域に結像させるため、以下の動作を制御している。すなわち、メイン制御部２７は、ＸＹ面内の位置（ＸＹの位置及びＺ軸に対する回転θ）と、Ｚ方向の位置（ＸＹ各軸に対する回転α、β及びＺ軸上の高さＺ）の調整を行う。また、メイン制御部２７は、レチクルステージ３とウエハステージ５を、投影光学系１に対し同期させて走査させる。さらに、メイン制御部２７は、投影光学系１を介して、レチクル２上のパターンをウエハ４上に投影露光する走査露光を行う。レチクルステージ３を同図矢印３ａの方向に走査する場合、メイン制御部２７は、図１の矢印５ａの方向に投影光学系１の縮小倍率分だけ補正された速度でウエハステージ５を走査する。レチクルステージ３の走査速度は、照明光学系６内におけるマスキングブレードの走査方向の幅と、ウエハ４の表面に塗布されたレジストの感度から、生産性が有利となるように決定される。メイン制御部２７は、レチクルステージ３の干渉計２１とウエハステージ５の干渉計２４の位置データ、及び不図示のアライメント顕微鏡から得られるウエハ４の位置データから、制御データを算出する。メイン制御部２７は、前記制御データに基づき、レチクルステージ制御部２２及びウエハステージ制御部２５を制御してレチクル２上のパターンのＸＹ面内での位置合わせを行う。ウエハステージ制御部２５は、Ｘ方向（第１方向）およびＺ方向（第２方向）にウエハステージ５を位置決めする位置決め機構を構成している。メイン制御部２７、レチクルステージ制御部２２、ウエハステージ制御部２５、計測器制御部２６は、制御器を構成している。

図３は、光電変換素子群１９がウエハ４上のショット領域３０１に形成する９個の面位置の計測点と、露光スリット３０２との関係を示す。露光スリット３０２は、図３の破線で囲まれた矩形の露光領域を示す。計測点３０３〜３０５は、露光スリット内に形成されたウエハ４に対するスリット光の入射領域内の面位置の計測点（第２計測点）である。計測点３０６〜３１１は、露光スリットから距離Ｌｐ離れたスリット光の入射領域外の位置に配置され、ウエハ４の高さを最も早く計測することができる計測点（第１計測点）である。計測点３０６〜３１１のうち使用される計測点は、ウエハステージ５の移動方向によって切り替えられる。例えば、Ｆ方向へ走査露光する場合、露光スリット３０２内の計測点３０３〜３０５に先立って、計測点３０６〜３０８にてショット領域３０１の面位置が計測される。露光対象領域が露光スリット３０２内へ到達するまでに、計測点３０６〜３０８の計測結果に基づいて、メイン制御部２７はウエハステージ５を最適露光像面位置へ駆動する。他方、Ｒ方向へ走査露光する場合、露光スリット３０２内の計測点３０３〜３０５に先立って、計測点３０９〜３１１にてショット領域３０１の面位置が計測される。露光対象領域が露光スリット３０２内へ到達するまでに、計測点３０９〜３１１の計測結果に基づいて、メイン制御部２７はウエハステージ５を最適露光像面位置へ駆動する。露光装置は、ウエハ４の高さを最も早く計測することができる計測点３０６〜３０８又は計測点３０９〜３１１で計測されたウエハ４の高さに基づいて露光位置におけるウエハ４のＺ方向の位置を位置決めしながら露光処理を行うように構成されている。

走査露光時の面位置の計測方法について、図４を用いて説明する。図４ａは、ショット領域と面位置の計測点、及びウエハステージ５の駆動軌跡を示した図である。ショット領域４０１は露光処理が済んだショット領域、ショット領域４０２はこれから露光されるショット領域、ショット領域４０３はショット領域４０２の次に露光されるショット領域である。図４ａの矢印つき破線は、ウエハステージ５の駆動軌跡である。図４ｂは、ウエハステージ５が図４ａに示す軌跡で駆動した際の速度と時刻の関係を示した図である。ショット領域４０１の露光が終了した後、ウエハステージ５は、減速しながらＸ方向へ駆動し、次の露光対象であるショット領域４０２へ移る。この減速期間は、図４ｂの時刻ｔ１から時刻ｔ２の区間に該当する。続いて、不図示の加速開始点に達した際に、メイン制御部２７はウエハステージ５をR方向へ加速する。この加速期間は、図４ｂの時刻ｔ２から時刻ｔ３の区間に該当する。露光スリット３０２が少なくともショット領域４０２に差し掛かるまでには、ウエハステージ５が目標速度へ到達していることが望ましい。ウエハステージ５の速度が目標速度へ到達した後は、ショット領域４０２を抜けるまで等速で走査を続ける。この等速期間は、図４ｂの時刻ｔ３から時刻ｔ４の区間に該当する。この際、メイン制御部２７は、ショット領域４０２の面位置計測と最適露光像面位置への駆動とを順次行わせながら、露光処理をする。露光スリット３０２がショット領域４０２を抜けた後、メイン制御部２７は、ショット領域４０３の露光に向けてウエハステージ５を減速し、Ｘ方向へ駆動し、次いで加速する。図４ｂは、時刻ｔ４以降の区間に該当する。

図４ａの４０４から４０９は、ショット領域４０２における面位置の計測位置の一例を示している。ショット領域４０２の計測位置は、ショット領域４０２全体の面位置を計測すべく、Ｙ方向に対して複数箇所存在するが、図４ａでは、簡略化のため４０４から４０９のみを図示している。はじめに、面位置の計測点３０６〜３０８が、計測位置４０４〜４０６の面位置を計測する場合を考える。図５を用いて説明する。前述したように、ショット領域４０１の露光終了後、メイン制御部２７は、ショット領域４０２の露光に向けてウエハステージ５を減速し、Ｘ方向へ駆動し、次いで加速する。面位置の計測点３０６〜３０８が、計測位置４０４〜４０６に到達した際、ウエハステージ５の速度は、図４ｂの時刻ｔ２〜ｔ３の区間にあり、ウエハステージ５は加速中である。ウエハステージ５の加速によって、露光装置の本体構造体やウエハステージ５自体の変形が発生する。前記変形によって、面位置計測点３０６〜３０８にて計測した面位置４０４〜４０６は、計測誤差を含んでいる。前記計測誤差を含んだ面位置の計測結果にて、メイン制御部２７が露光像面位置への駆動目標値を生成してしまうと、デフォーカスが発生し、解像不良を引き起こす原因となってしまう。計測位置４０４〜４０６は、ウエハステージ５の加速中にウエハ４の高さを計測器１６の第１計測点で計測する基板上の所定位置である。

次に、面位置の計測点３０６〜３０８が、計測位置４０７〜４０９の面位置を計測する場合を考える。面位置の計測点３０６〜３０８が、計測位置４０７〜４０９に到達した際、ウエハステージ５の速度は、図４ｂの時刻ｔ３〜ｔ４の区間にあり、ウエハステージ５は等速移動中である。ウエハステージ５が等速移動中であれば、前述した本体構造体やウエハステージ５自体の変形は、面位置の計測結果に影響を与える程発生しない。なお、面位置の計測点３０６〜３０８が、計測位置４０４〜４０６の面位置を計測する際、ウエハステージ５の速度が等速移動中となるためには、以下のいずれかの対応が必要となる
ａ）加速開始点をショット領域から遠ざける。
ｂ）面位置の計測点３０３〜３０５と３０６〜３０８との距離Ｌｐを縮める。
ｃ）ウエハステージ５の加速度を上げる。
もし対応ａを実現するならば、ウエハステージがＹ方向へ移動する距離が増加するため、生産性が低下する。対応ｂを実現するならば、露光対象領域が露光スリット３０２内へ到達するまでの時間が短くなる。そのため、ウエハ４の平坦度が悪い場合、最適露光像面位置への駆動が十分に実施できず、デフォーカスにつながる。対応ｃを実現するならば、露光装置の大型化やコストアップにつながる。以上のように、コストアップなしに露光装置の生産性と精度を両立するためには、ウエハステージ５が加速中に面位置を計測する必要がある。

次に、ウエハステージ５の加速中に面位置を計測することによって生じる計測誤差を、露光に先立って求める方法について説明する。図６は、ショット領域６０１における計測位置６０２〜６０４と、面位置の計測点との関係を示している。面位置の計測点３０３と３０６と３０９は、同一のＸ座標位置に配置されている。また、計測点３０４と３０７と３１０は、同一のＸ座標位置に配置されている。さらに、計測点３０５と３０８と３１１は、同一のＸ座標位置に配置されている。そのため、Ｙ方向の走査に対し、各光電変換素子１９が計測する面位置の計測のタイミングを調整することで、ショット領域の同一座標位置を、異なる光電変換素子１９によって重複して計測できる。図６ｂ及び図６ｃを用いて、具体的に説明する。図６ａに示す方向Ｒに走査し、ショット領域６０１内の計測位置６０２を計測する場合を考える。図６ｂのタイミングにて、面位置の計測点３０６が、計測位置６０２を計測する。一定時間の走査後、図６ｃのタイミングにて、面位置の計測点３０３が、計測位置６０２を計測する。同様に、図６ａの計測位置６０３は、面位置の計測点３０７にて計測した後、面位置の計測点３０４にて計測する。また、図６ａの計測位置６０４は、面位置の計測点３０８にて計測した後、面位置の計測点３０５にて計測する。図６ｂの時点にて、面位置の計測点３０６〜３０８が、計測位置６０２〜６０４をそれぞれ計測する。本タイミングでは、図４ｂの時刻ｔ２〜ｔ３の区間、すなわちウエハステージ５が加速中での計測となる。そのため、面位置の計測点３０６〜３０８にて計測した結果には、計測位置６０２〜６０４の面位置と、前記変形による計測誤差をあわせた結果が得られる。図６ｃの時点にて、面位置の計測点３０３〜３０５が、計測位置６０２〜６０４をそれぞれ計測する。本タイミングでは、図４ｂの時刻ｔ３〜ｔ４の区間、すなわちウエハステージ５が等速移動中での計測となる。ウエハステージ５が等速移動中であると、前記変形は発生しない。よって、面位置の計測点３０３〜３０５にて計測した面位置は、計測誤差を含んでおらず、計測位置６０２〜６０４の面位置のみが得られる。

前述したように、ウエハステージ５の加速中の計測点３０６〜３０８での計測結果αと、等速移動中の計測点３０３〜３０５での計測結果βは、ウエハ４上の同一の座標位置を計測している。そのため、αとβの差分を算出することで、計測結果から、計測位置６０２〜６０４の面位置の成分を除去することができ、前記計測誤差の成分のみを抽出することができる。すなわち、ウエハステージ５の加速に起因する面位置の計測誤差の補正値Ｃｏｍｐを、式１により取得することができる。
Ｃｏｍｐ ＝ α ― β・・・（１）
ウエハステージ５の加速に起因する本体構造体等の変形量は、ウエハステージ５の加速度によって異なる。そのため、前記補正値Ｃｏｍｐをウエハステージ５の加速度毎に求め、保持してもよい。露光時の走査方向が異なると、変形が発生する部位が異なるため、面位置の計測時の計測誤差が変化する。そのため、前記補正値Ｃｏｍｐを露光時の走査方向毎に求め、保持しても良い。ウエハ４上のショット領域のサイズや配置場所、ショット領域の露光順序によって、露光前後のウエハステージ５の駆動軌跡が異なる。前記変形量は、Ｙ方向への加速時のみならず、露光前後のＸ方向への駆動によっても異なる。そのため、前記補正値Ｃｏｍｐを露光前後のウエハステージ５の駆動軌跡毎に求め、保持してもよい。

このようにして求めた前記補正値Ｃｏｍｐを用いてウエハステージ５が加速中に計測した面位置を式２のように補正する。式２中のＦｃｏｍｐは、前記補正値Ｃｏｍｐで補正した後の面位置の計測値を表している。また、Ｆｏｒｇは、補正前の面位置の計測値を表している。
Ｆｃｏｍｐ ＝ Ｆｏｒｇ ― Ｃｏｍｐ・・・（２）
補正後の面位置の計測結果Ｆｃｏｍｐに基づき、メイン制御部２７は、ウエハステージ５を最適露光像面位置へ補正駆動しつつ、露光処理を行う。補正値Ｃｏｍｐでの面位置の計測結果の補正は、ウエハステージ５が加速中に計測する面位置の計測点のみを対象としても良い。

〔第２実施形態〕
次に、図７に基づいて露光方法の一例について説明する。ステップ１において、メイン制御部２７は、露光処理の制御を開始する。ステップ２において、不図示の搬送ハンドは、ウエハ４をウエハステージ５上に搬入し、不図示のチャックに吸着固定する。ステップ３において、メイン制御部２７は、ステップ７で実施するグローバルアライメントのための事前計測及び補正を行う。グローバルアライメントで用いられる不図示の高倍視野アライメント顕微鏡の計測範囲に入るように、不図示の低倍視野アライメント顕微鏡にてウエハ４の回転誤差等のずれ量を計測し、補正する。ステップ４において、計測器１６を用いてウエハ４の複数のショット領域（例えば、図８の８０１）における面位置を計測する。当該計測結果から、メイン制御部２７は、ウエハ４の全体的な傾きを算出し、補正する。

ステップ５において、メイン制御部２７は、ステップ８の走査露光でリアルタイムに面位置を計測する際の事前調整を行う。事前調整は、例えば、特開平１０−６４９８０号公報に示される、検出器の１６光源１０の光量調整や、特開平９−４５６０８号公報に示される、ウエハ４上のショット領域表面のパターン段差の記憶である。さらに、ステップ５において、ウエハステージ５が加速中に面位置を計測することによって生じる計測誤差に対する補正値を求める。ウエハステージ５を露光時と同様の速度、加速度、軌跡で駆動した状態にて、前記補正値取得のための面位置の計測を行う。前記計測後、同一の座標位置に対して、加速中に計測した面位置の計測結果αと、等速移動中に計測した面位置の計測結果βを用いて、式１により補正値Ｃｏｍｐを取得する。前記補正値Ｃｏｍｐは、ショット領域内のＹ方向の計測位置の全点に対して取得しても良い。または、ウエハステージ５が加速中となる計測位置のみ取得しても良い。前記補正値Ｃｏｍｐは、ショット領域毎に個別の値を持っても良い。または、ＸＹ座標に依存した値として持っても良い。または、各ショット領域に共通の値として、１ショット領域分のみ保持しても良い。前記補正値Ｃｏｍｐを取得するための面位置の計測は、全ショット領域を露光時の順序通りに計測しても良い。または、図８の８０２のように、単一のショット領域を用いても良い。または、同図の８０１のように、複数のショット領域を使用し、結果を平均化しても良い。

ステップ６において、ウエハステージ５上の不図示の光量センサ及び基準マーク、レチクルステージ３上の不図示の基準プレートを用いて、投影光学系１の傾きや像面湾曲等の補正値の取得を行う。具体的には、ウエハステージ５をＸＹＺ方向へ走査した際の露光光の光量変化を、前記光量センサにて計測する。前記光量センサの光量変化量から、前記基準プレートに対する前記基準マークのずれ量を計測し、補正値を算出及び補正する。ステップ７において、不図示の高倍視野アライメント顕微鏡を用いてウエハ４上のアライメントマークを計測し、ウエハ全体のずれ量及び各ショット領域共通のずれ量を算出する。前記アライメントマークを精密に計測するためには、アライメントマークのコントラストが、ベストコントラスト位置になければならない。ベストコントラスト位置の計測は、計測器１６とアライメント顕微鏡を用いて行う。具体的には、予め定められた高さにウエハステージ５を駆動し、アライメント顕微鏡にてコントラストを計測すると同時に、計測器１６にて面位置を計測する工程を数回繰り返す。この際、各高さに応じたコントラストの計測結果と面位置の計測結果を対応づけて、メイン制御部２７に保存する。得られた複数のコントラストの計測結果から、最もコントラストの高い位置を算出し、ベストコントラスト位置とする。

ステップ８において、計測器１６にて露光対象ショット領域の面位置をリアルタイムに計測する。面位置の計測結果は、式２を用いて前記補正値Ｃｏｍｐで補正する。補正後の面位置の計測結果Ｆｃｏｍｐに基づき、メイン制御部２７は、ウエハステージ５を最適露光像面位置へ補正駆動しつつ、露光処理を行う。全ショット領域の露光処理が完了した後、ステップ９において、基板をウエハステージ５から搬出し、ステップ１０で一連の露光処理を終了する。

図７のフローチャートでは、ステップ５における補正値Ｃｏｍｐの取得シーケンスをウエハ毎に実施している。生産性の向上のため、複数のウエハに１回の頻度で前記補正値Ｃｏｍｐの取得シーケンスを実施しても良い。例えば、ロットの露光処理を行う前に、ロットに属する少なくとも１枚のウエハ、例えばロット先頭のウエハを用いて補正値Ｃｏｍｐの取得シーケンスを実施する。そして、次ウエハ以降はシーケンスをスキップし、ロット先頭で得た補正値Ｃｏｍｐを露光時に使用しても良い。または、露光装置の組立、調整時やメンテナンス等の特定のタイミングだけ実施する方法でも良い。ウエハ上のショット領域のサイズや配置場所、ショット領域の露光順序等のレイアウト条件、及びウエハステージの速度、加速度等の駆動条件が同じ場合、前記計測誤差は略同一となる。そのため、ステップ５で取得した前記補正値Ｃｏｍｐを、前記レイアウト条件や前記ウエハステージの駆動条件に関連づけて、保持しておく。同一条件のウエハを露光する場合は、保持していた補正値Ｃｏｍｐを利用した露光を行い、前記補正値Ｃｏｍｐの取得シーケンスをスキップしても良い。

〔第３実施形態〕
次に、図９に基づいて第３実施形態の露光装置について説明する。第３実施形態の露光装置は、図９に示すように、ホストコンピュータと接続されている。前記ホストコンピュータは、複数（例えば、同図では４）台の露光装置１〜４と接続されている。前記ホストコンピュータは、露光装置の稼動状態やオフセット等のパラメータを管理する役割を担う。前述したウエハステージ５が加速中に面位置を計測することによって生じる計測誤差に対する補正値も、前記ホストコンピュータにより管理する。他の露光装置と同一条件でウエハを露光する場合は、他の露光装置で取得した前記補正値を利用し、図７のステップ５に示した前記補正値の取得シーケンスをスキップしても良い。

〔第４実施形態〕
次に、デバイス（半導体デバイス、液晶表示デバイス等）の製造方法について説明する。半導体デバイスは、ウエハに集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程を経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、ウエハを現像する工程を含む。後工程は、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）と、パッケージング工程（封入）を含む。液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、ガラス基板を現像する工程を含む。本実施形態の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。以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

本発明の一つの側面は、レチクルと基板とを走査しながらスリット光を使い投影光学系を介して前記レチクルのパターンを前記基板に投影して前記基板を露光する露光装置であって、前記基板を保持するステージと、前記基板を走査する第１方向および前記投影光学系の光軸に沿う第２方向に前記ステージを位置決めする位置決め機構と、前記第１方向に沿って間隔を置いて位置する複数の計測点で前記基板の前記第２方向における位置である高さを計測する計測器と、制御器と、を備え、前記複数の計測点は、前記基板に対する前記スリット光の入射領域外の第１計測点を含み、前記露光装置は、前記計測器により前記第１計測点で前記基板の高さを計測し、前記第１計測点で計測された高さに基づいて前記位置決め機構により前記ステージを前記第２方向に位置決めしながら前記基板を走査するように構成され、前記制御器は、前記基板を露光する前に、前記計測器に、前記基板上の所定位置での前記基板の高さを前記ステージの加速中に計測させ、前記所定位置での前記基板の高さを前記ステージの等速移動中に計測させ、前記所定位置での前記基板の高さについての加速中での計測結果と等速移動中での計測結果との差分を算出し、該算出された差分を前記ステージの加速に起因する計測誤差の補正値として取得し、前記基板の高さが前記第１計測点で前記ステージの加速中に計測された前記基板上の位置で前記基板を露光する場合には、前記第１計測点で計測された前記基板の高さを前記補正値で補正し、前記補正値で補正された高さに基づいて前記位置決め機構を制御しながら前記基板を走査し、前記基板の高さが前記第１計測点で前記ステージの等速移動中に計測された前記基板上の位置で前記基板を露光する場合には、前記第１計測点で計測された前記基板の高さを前記補正値で補正することなく、計測された前記基板の高さに基づいて前記位置決め機構を制御しながら前記基板を走査する、ことを特徴とする。

Claims (4)

1. レチクルと基板とを走査しながらスリット光を使い投影光学系を介して前記レチクルのパターンを前記基板に投影して前記基板を露光する露光装置であって、
   前記基板を保持するステージと、
   前記基板を走査する第１方向および前記投影光学系の光軸に沿う第２方向に前記ステージを位置決めする位置決め機構と、
   前記第１方向に沿って間隔を置いて位置する複数の計測点で前記基板の前記第２方向における位置である高さを計測する計測器と、
   制御器と、
   を備え、
   前記複数の計測点は、前記基板に対する前記スリット光の入射領域外の第１計測点を含み、
   前記露光装置は、前記計測器により前記第１計測点で前記基板の高さを計測し、前記第１計測点で計測された高さに基づいて前記位置決め機構により前記ステージを前記第２方向に位置決めしながら前記基板を走査するように構成され、
   前記制御器は、
   前記基板を露光する前に、前記計測器に、前記基板上の所定位置での前記基板の高さを前記ステージの加速中に計測させ、前記所定位置での前記基板の高さを前記ステージの等速移動中に計測させ、
   前記所定位置での前記基板の高さについての加速中での計測結果と等速移動中での計測結果との差分を算出し、該算出された差分を前記ステージの加速に起因する計測誤差の補正値として取得し、
   前記基板の高さが前記第１計測点で前記ステージの加速中に計測された前記基板上の位置で前記基板を露光する場合には、前記第１計測点で計測された前記基板の高さを前記補正値で補正し、前記補正値で補正された高さに基づいて前記位置決め機構を制御しながら前記基板を走査し、前記基板の高さが前記第１計測点で前記ステージの等速移動中に計測された前記基板上の位置で前記基板を露光する場合には、前記第１計測点で計測された前記基板の高さを前記補正値で補正することなく、計測された前記基板の高さに基づいて前記位置決め機構を制御しながら前記基板を走査する、
   ことを特徴とする露光装置。
2. 前記制御器は、ロットの露光処理を行う前に、該ロットに属する少なくとも１枚の基板を用いて前記ステージの加速に起因する計測誤差の補正値を取得し、前記取得された補正値を使用しながら前記ロットに属する基板を走査する、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. レチクルと基板とを第１方向に沿って走査しながらスリット光を使い投影光学系を介して前記レチクルのパターンを前記基板に投影して前記基板を露光する露光方法であって、
   計測器により、前記計測器の前記第１方向に沿って間隔を置いて位置する複数の計測点の中のうち前記基板に対する前記スリット光の入射領域外の第１計測点で前記基板を保持するステージの加速中に前記基板上の所定位置での前記基板の高さを計測し、前記ステージの等速移動中に前記所定位置での前記基板の高さを計測する工程と、
   前記所定位置での前記基板の高さについての加速中での計測結果と等速移動中での計測結果との差分を算出し、該算出された差分を前記ステージの加速に起因する計測誤差の補正値として取得する工程と、
   前記計測器により前記第１計測点で前記基板の高さを計測し、前記制御器が、前記第１計測点で計測された前記基板の高さに基づいて前記ステージを前記第２方向に位置決めしながら前記基板を走査する工程と、
   を含み、
   前記基板の高さが前記第１計測点で前記ステージの加速中に計測された前記基板上の位置で前記基板を露光する場合には、前記第１計測点で計測された前記基板の高さを前記補正値で補正し、前記補正値で補正された高さに基づいて前記ステージを位置決めしながら前記基板を走査し、前記基板の高さが前記第１計測点で前記ステージの等速移動中に計測された前記基板上の位置で露光する場合には、前記第１計測点で計測された前記基板の高さを前記補正値で補正することなく、計測された前記基板の高さに基づいて前記ステージを位置決めしながら前記基板を走査する、
   ことを特徴とする露光方法。
4. 請求項１または請求項２に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
   前記露光された基板を現像する工程と、
   を有するデバイス製造方法。

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