JP2014160780A - 露光装置および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上のショット領域と原版との位置合わせ精度の向上とスループットの向上とを両立させる上で有利な露光装置を提供する。
【解決手段】基板上に形成された複数のマークのうち第１マークを原版のマークと投影光学系とを介して検出、第１マークの基板上における位置を計測するアライメント計測部と、前記第１マークの検出と並行して、第１マークとは異なる第２マークを検出し、第２マークの基板上における位置を計測するオフアクシス計測部と、原版と各ショット領域とのアライメントを制御する制御部とを含み、オフアクシス計測部はアライメント計測部とオフアクシス計測部との距離を示す情報を用いて第２マークの基板上における位置を計測し、制御部は、第１マークの位置と第２マークの位置とを用いて各ショット領域の形状情報を取得し、原版のパターンが各ショット領域に重なるように形状情報に基づいて原版と各ショット領域とのアライメントを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、露光装置および物品の製造方法に関する。

液晶パネルや有機ＥＬパネル等のフラットパネルや、半導体デバイスの製造には、マスクなどの原版のパターンを、レジストが塗布されたガラスプレートやウエハなどの基板に転写する露光装置が用いられる。このような露光装置では、基板上のショット領域に、原版のパターンを高精度に位置合わせすることが重要である。その一方で、露光装置には、スループット（生産性）を向上させることも求められている。

スループットを向上させる方法としては、例えば、原版と基板との位置合わせにおいて、基板上の全てのアライメントマークを計測するのではなく、一部のアライメントマークのみを計測する（計測するアライメントマークの数を減らす）方法がある。例えば、ショット領域における一部のアライメントマークのみを計測し、当該ショット領域の補正量を、全てのアライメントマークを計測した別基板のショット領域に基づいて予測する方法が提案されている（特許文献１参照）。

特許第５００６７６１号公報

特許文献１に記載された方法では、基板間にばらつきが生じている場合、計測するアライメントマークの数を減らした分だけ、ショット領域の補正量に誤差が生じる可能性が高まってしまう。

そこで、本発明は、スループットを向上させる上で有利な露光装置を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、原版のパターンを投影光学系を介して基板の複数のショット領域に転写する露光装置であって、前記基板上に形成された複数のマークのうち第１マークを前記原版のマークと前記投影光学系とを介して検出し、前記第１マークの前記基板上における位置を計測するアライメント計測部と、前記アライメント計測部による前記第１マークの検出と並行して、前記複数のマークのうち前記第１マークとは異なる第２マークを検出し、前記第２マークの前記基板上における位置を計測するオフアクシス計測部と、前記原版と各ショット領域とのアライメントを制御する制御部と、を含み、前記オフアクシス計測部は、前記アライメント計測部とオフアクシス計測部との距離を示す情報を用いて前記第２マークの前記基板上における位置を計測し、前記制御部は、前記第１マークの位置と前記第２マークの位置とを用いて各ショット領域の形状情報を取得し、前記原版のパターンが各ショット領域に重なるように当該形状情報に基づいて前記原版と各ショット領域とのアライメントを行う、ことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、スループットを向上させる上で有利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す図である。 ショット領域上のマークと、アライメントスコープと、オフアクシススコープとの位置関係を示す図である。 ベースラインの補正値を取得する方法を示すフローチャートである。 第２実施形態の露光装置を示す図である。 基板上のマークと、アライメントスコープと、オフアクシススコープとの位置関係を示す図である。 従来の露光装置を示す図である。 基板上のマークと、原版上のマークと、アライメントスコープとの位置関係を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態の露光装置１００における装置構成とアライメント方法について、従来の露光装置３００と比較しながら説明する。第１実施形態の露光装置１００、および従来の露光装置３００は、原版のパターンを投影光学系を介して基板上における複数のショット領域に転写する、ステップ・アンド・スキャン方式の走査露光装置である。まず、従来の露光装置３００における装置構成とアライメント方法について説明する。図６は、従来の露光装置３００を示す図である。従来の露光装置３００は、照明光学系１と、アライメント計測部２と、マスクステージ３ｂと、投影光学系４と、基板ステージ５ｂと、定盤６と、制御部８とを含みうる。

光源（不図示）から射出された光は、照明光学系１に入射し、例えばＸ方向に長い帯状または円弧状の露光領域を原版３ａ（マスク）上に形成する。原版３ａおよび基板５ａ（例えば、ガラスプレート）は、原版ステージ３ｂおよび基板ステージ５ｂによってそれぞれ保持されており、投影光学系４を介して光学的にほぼ共役な位置（投影光学系４の物体面および像面）に配置される。投影光学系４は、例えば、複数のミラーによって構成されたミラープロジェクション方式の投影光学系であり、所定の投影倍率（例えば１倍や１／２倍）を有し、原版３ａに形成されたパターンを基板５ａに投影する。原版ステージ３ｂおよび基板ステージ５ｂは、投影光学系４の光軸方向（Ｚ方向）に直交する方向（第１実施形態ではＹ方向）に、互いに同期しながら、投影光学系４の投影倍率に応じた速度比で走査する。これにより、原版３ａに形成されたパターンを基板上におけるショット領域に転写することができる。そして、このような走査露光を、基板ステージ５ｂをステップ移動させながら、基板上における複数のショット領域の各々について順次繰り返すことにより、１枚の基板における露光処理を完了することができる。

このように基板上の各ショット領域に原版３ａのパターンを転写する際には、当該ショット領域と原版３ａとのアライメント（位置合わせ）が行われる。従来の露光装置３００は、照明光学系１と原版３ａとの間にアライメント計測部２を有しており、アライメント計測部２は、少なくとも１つのアライメントスコープを含む。そして、アライメント計測部２は、基板上のショット領域に形成された複数のマーク（アライメントマーク）の各々と原版に形成された複数のマークの各々とを投影光学系４を介して同時に観察する。そして、アライメント計測部２は、基板上のショット領域に形成された各マークの位置（基板上における位置）を計測することができる。このように、アライメント計測部２は、基板上に形成されたマークを検出する。そのため、アライメント計測部２において当該マークを検出する際に、基板５ａを露光する際に用いられる光の波長と同じ波長を有する光を用いてしまうと、基板５ａが露光されてしまう（基板上のレジストが感光されてしまう）。そこで、アライメント計測部２には、基板を露光する際に用いられる光の波長とは異なる波長を有する光、即ち、非露光光が用いられる。

制御部８は、アライメント計測部２により計測されたショット領域上の各マークの位置に基づいて当該ショット領域の形状情報を取得する。そして、制御部８は、原版上のマークとショット領域上のマークとが重なり合うように、取得した形状情報に基づいて原版ステージ３ｂや基板ステージ５ｂの移動速度、投影光学系４の投影倍率を制御しながら、基板５ａの走査露光を行う。ここで、従来の露光装置３００におけるアライメント方法について、図７を参照しながら説明する。

図７（ａ）は基板上におけるマークの位置を示し、図７（ｂ）は原版上におけるマークの位置を示し、図７（ｃ）はアライメント計測部２におけるアライメントスコープの位置を示す。基板５ａは、図７（ａ）に示すように、複数のショット領域５１を含み、各ショット領域５１の周辺には、例えば６つのマーク５１１〜５１６が形成されている。原版３ａは、図７（ｂ）に示すように、基板上の各ショット領域５１に転写されるパターンが形成された領域３１を含む。そして、領域３１の周辺には、例えば、各ショット領域５１の周辺に形成された６つのマーク５１１〜５１６に対応するように６つのマーク３１１〜３１６が形成されている。また、アライメント計測部２は、図７（ｃ）に示すように、例えば２つのアライメントスコープ２ａおよび２ｂを含みうる。

まず、制御部８は、基板ステージ５ｂと原版ステージ３ｂとを移動させ、アライメントスコープ２ａに基板上のマーク５１１と原版上のマーク３１１とを、アライメントスコープ２ｂに基板上のマーク５１４と原版上のマーク３１４とを検出させる。このとき、アライメント計測部２は、マーク５１１の基板上における位置と、マーク５１４の基板上における位置とをそれぞれ計測する。次に、制御部８は、基板ステージ５ｂと原版ステージ３ｂとを移動させ、アライメントスコープ２ａに基板上のマーク５１２と原版上のマーク３１２とを、アライメントスコープ２ｂに基板上のマーク５１５と原版上のマーク３１５とを検出させる。このとき、アライメント計測部２は、マーク５１２の基板上における位置と、マーク５１５の基板上における位置とをそれぞれ計測する。同様に、制御部８は、基板ステージ５ｂと原版ステージ３ｂとを移動させ、アライメントスコープ２ａに基板上のマーク５１３と原版上のマーク３１３とを、アライメントスコープ２ｂに基板上のマーク５１６と原版上のマーク３１６とを検出させる。このとき、アライメント計測部２は、マーク５１３の基板上における位置と、マーク５１６の基板上における位置とをそれぞれ計測する。このように、基板ステージ５ｂと原版ステージ３ｂとをステップ移動させて、ショット領域５１の周辺に配置された全てのマークの基板上における位置を計測した後、制御部８は、ショット領域５１の形状情報を取得することができる。そして、原版上のマークと基板上のマークとがそれぞれ重なり合うように、取得した形状情報に基づいて原版ステージ３ｂや基板ステージ５ｂの移動速度、投影光学系４の投影倍率を制御部８により制御しながら、ショット領域５１の走査露光が行われる。従来の露光装置３００では、基板上に形成された複数のショット領域の各々において、全てのマークで基板上における位置がアライメント計測部２により計測され、各ショット領域の形状情報が制御部８によりそれぞれ取得される。ここで、ショット領域５１の形状情報とは、例えば、ショット領域５１における回転成分や、シフト成分、倍率成分、直交度成分などが含まれる。また、シフト成分、倍率成分および直交度成分は、Ｘ方向の成分とＹ方向の成分とをそれぞれ含みうる。

このように、従来の露光装置３００では、各ショット領域５１における全てのマークにおいて基板上における位置がアライメント計測部２により計測されるため、各ショット領域５１と原版上の領域３１とを高精度にアライメント（位置合わせ）することができる。しかしながら、従来の露光装置３００では、アライメント計測部２のみにより、各ショット領域における全てのマークの位置が検出されるため、スループットが低下してしまいうる。位置合わせ精度を保ちながらスループットを向上させる方法としては、例えば、特許文献１に開示されている方法がある。特許文献１には、一部のアライメントマークのみを計測したショット領域の補正量を、全てのアライメントマークを計測した別基板のショット領域に基づいて予測する方法が開示されている。しかしながら、近年、フラットパネルの省スペース化に伴い、基板の薄膜化が進んでいる。基板を薄くした場合、フラットパネルの作製プロセスにおいて、基板にランダムな変形が生じることがある。この場合、基板間にばらつきが生じてしまい、特許文献１に開示された方法では、計測するアライメントマークの数を減らした分だけ、ショット領域の補正量に誤差が生じる可能性が高まってしまう。即ち、基板間にばらつきが生じている場合では、一部のアライメントマークのみを計測したショット領域の補正量を、別基板のショット領域に基づいて予測することが困難となり、位置合わせ精度が低下してしまいうる。そこで、第１実施形態の露光装置１００は、アライメント計測部２に加えてオフアクシス計測部９１および９２を含む。これにより、第１実施形態の露光装置１００は、ショット領域５１と原版上の領域３１とを高精度にアライメントすることができると共に、従来の露光装置３００と比較してスループットを向上させることができる。

以下に、第１実施形態の露光装置１００における装置構成とアライメント方法について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態の露光装置１００を示す図である。第１実施形態の露光装置１００は、照明光学系１と、アライメント計測部２と、マスクステージ３ｂと、投影光学系４と、基板ステージ５ｂと、定盤６と、制御部８とを含みうる。また、第１実施形態の露光装置１００は、投影光学系４と基板５ａ（基板ステージ５ｂ）との間に配置されたオフアクシス計測部９１および９２を含む。ここで、第１実施形態の露光装置１００において、オフアクシス計測部９１および９２以外の構成は、上述した従来の露光装置３００と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、第１実施形態の露光装置１００においても、従来の露光装置と同様に、アライメント計測部２には、基板５ａを露光する際に用いられる光の波長とは異なる波長を有する光（非露光光）が用いられる。第１実施形態のオフアクシス計測部９１および９２においても、基板５ａを露光する際に用いられる光の波長とは異なる波長を有する光（非露光光）が用いられる。

オフアクシス計測部９１および９２は、投影光学系４と基板５ａ（基板ステージ５ｂ）との間に配置されており、少なくとも１つのオフアクシススコープをそれぞれ含む。オフアクシス計測部９１および９２は、基板上のショット領域に設けられた複数のマーク（アライメントマーク）の各々を投影光学系４を介さずに検出する。そして、オフアクシス計測部９１および９２は、アライメント計測部２とオフアクシス計測部９１および９２との距離を示す情報（ベースライン）を用いて、各マークの基板上における位置を計測することができる。制御部８は、アライメント計測部２により計測されたショット領域上のマークの位置と、オフアクシス計測部９１および９２により検出されたショット領域上のマークの位置とに基づいて当該ショット領域の形状情報を取得する。そして、制御部８は、原版上のマークとショット領域上のマークとが重なり合うように、取得した形状情報に基づいて原版ステージ３ａや基板ステージ５ｂの移動速度、投影光学系４の投影倍率を制御しながら、基板５ａの走査露光が行われる。ここで、オフアクシス計測部９１および９２は、基板上のショット領域に設けられた複数のマークのうち、アライメント計測部２により計測されたマークとは異なるマークを検出する。第１実施形態では、ショット領域に設けられた複数のマークのうちアライメント計測部２により計測されるマークを第１マーク、オフアクシス計測部９１および９２により観察されるマークを第２マークと称する。

第１実施形態の露光装置１００におけるアライメント方法について、図２を参照しながら説明する。図２（ａ）は、基板上における１つのショット領域５１に設けられたマークの位置を示し、図２（ｂ）は、アライメント計測部２におけるアライメントスコープと、オフアクシス計測部９１おおよび９２におけるオフアクシススコープとの位置関係を示す図である。ショット領域５１の周辺には、図２（ａ）に示すように、例えば６つのマーク５１１〜５１６が形成されている。原版３ａは、図７（ｂ）に示すように、基板上の各ショット領域５１に転写されるパターンが形成された領域３１を含む。そして、領域３１の周辺には、例えば、各ショット領域５１の周辺に形成された６つのマーク５１１〜５１６に対応するように６つのマーク３１１〜３１６が形成されている。また、オフアクシス計測部９１は、例えば２つのオフアクシススコープ９１ａおよび９１ｂを含み、オフアクシス計測部９２は、例えば２つのオフアクシススコープ９２ａおよび９２ｂを含みうる。そして、各アライメントスコープおよび各オフアクシススコープは、基板上における１つのショット領域５１に設けられた複数のマークのうち互いに異なるマークをそれぞれ並行して検出するように配置されている。

例えば、アライメントスコープ２ａは、原版上のマーク３１２と基板上のマーク５１２とを投影光学系４を介して検出し、アライメントスコープ２ｂは、原版上のマーク３１５と基板上のマーク５１５とを投影光学系４を介して検出する。そして、アライメント計測部２は、マーク３１２の基板上における位置と、マーク３１５の基板上における位置とをそれぞれ計測する。ここで、各アライメントスコープ２ａおよび２ｂにより検出される基板上のマーク（５１２および５１５）は、上述したように、第１マークと称される。

一方で、各オフアクシススコープ（９１ａ、９１ｂ、９２ａおよび９２ｂ）は、原版上のマークと投影光学系４とを介さずに基板上のマークを検出する。例えば、オフアクシススコープ９１ａは基板上のマーク５１３を、オフアクシススコープ９１ｂは基板上のマーク５１６を、オフアクシススコープ９２ａは基板上のマーク５１１を、オフアクシススコープ９２ｂは基板上のマーク５１４をそれぞれ観察する。そして、オフアクシス計測部９１および９２は、ベースラインを用いて、各オフアクシススコープにより観察された基板上のマーク（５１１、５１３、５１４および５１６）において、基板上における位置を検出する。ここで、各オフアクシススコープにより観察される基板上のマーク（５１１、５１３、５１４および５１６）は、上述したように、第２マークと称される。

制御部８は、アライメント計測部２により計測された第１マークの位置（基板上における位置）と、オフアクシス計測部９１および９２により検出された第２マークの位置（基板上における位置）とに基づいてショット領域５１の形状情報を取得する。そして、原版上のマークとショット領域上のマークとがそれぞれ重なり合うように、取得した形状情報に基づいて原版ステージ３ｂや基板ステージ５ｂの移動速度、投影光学系４の投影倍率を制御部８により制御しながら、ショット領域５１の走査露光が行われる。ここで、ショット領域５１の形状情報とは、上述したように、例えば、ショット領域５１における回転成分や、シフト成分、倍率成分、直交度成分などが含まれる。また、シフト成分、倍率成分および直交度成分は、Ｘ方向の成分とＹ方向の成分とをそれぞれ含みうる。

このように、第１実施形態の露光装置１００は、アライメント計測部２とオフアクシス計測部９１および９２とを含んでおり、アライメント計測部２による第１マークの検出と、オフアクシス計測部９１および９２による第２マークの検出とが並行して行われる。これにより、第１実施形態の露光装置１００は、アライメント計測部２のみで基板上の全てのマークを検出する従来の露光装置３００と比較して、基板ステージ５ｂや原版ステージ３ｂの移動ステップ数を低減させることができる。そのため、第１実施形態の露光装置１００は、ショット領域５１と原版上の領域３１とを高精度にアライメントすることができると共に、従来の露光装置３００と比較してスループットを向上させることができる。

ここで、第１実施形態の露光装置１００において、第２マークの位置を検出する際に用いられるベースラインは、熱などの影響によって経時的に変動してしまうことがある。このようなベースラインの変動が生じてしまうと、オフアクシス計測部９１および９２により検出された第２マークの位置に誤差が含まれることとなり、位置合わせ精度（アライメント精度）が低下してしまいうる。そこで、第１実施形態の露光装置１００は、定期的にベースラインを補正する補正値を設定し、当該補正値によってベースラインを補正することにより、第２マークの位置における誤差を低減することができる。以下に、ベースラインの補正値を取得する方法について、図３を参照しながら説明する。図３は、ベースラインの補正値を取得する方法を示すフローチャートである。

Ｓ１１では、制御部８は、アライメント計測部２が第１マークを、オフアクシス計測部９１および９２が第２マークをそれぞれ検出できるように、基板ステージ５ｂと原版ステージ３ｂとを移動させる。Ｓ１２では、制御部８は、アライメント計測部２およびオフアクシス計測部９１および９２に第１マークおよび第２マークをそれぞれ検出させ、第１マークの位置（基板上における位置）と、第２マークの位置（基板上における位置）とを計測させる。Ｓ１１およびＳ１２は、上述した工程と同様であり、例えば、制御部８は、図２において、アライメントスコープ２ａにより原版上のマーク３１２と第１マーク５１２とを、アライメントスコープ２ｂにより原版上のマーク３１５と第１マーク５１５とを検出させる。そして、アライメント計測部２は、第１マーク５１２の位置と、第１マーク５１５の位置をそれぞれ計測する。ここで、第１マーク５１２および５１５におけるＸ方向の相対位置をそれぞれＰ_ａｓ２ｘおよびＰ_ａｓ５ｘとし、Ｙ方向の相対位置をそれぞれＰ_ａｓ２ｙおよびＰ_ａｓ５ｙとする。

また、オフアクシススコープ９１ａは第２マーク５１３を、オフアクシススコープ９１ｂは第２マーク５１６を、オフアクシススコープ９２ａは第２マーク５１１を、オフアクシススコープ９２ｂは第２マーク５１４をそれぞれ検出する。そして、オフアクシス計測部９１および９２は、ベースラインを用いて、第２マーク（５１１、５１３、５１４および５１６）の位置（基板上における位置）をそれぞれ検出する。ここで、オフアクシス計測部９１により検出された第２マーク５１３および５１６におけるＸ方向の相対位置をそれぞれＰ_ｏａｓ３ｘおよびＰ_ｏａｓ６ｘとし、Ｙ方向の相対位置をそれぞれＰ_ｏａｓ３ｙおよびＰ_ｏａｓ６ｙとする。同様に、オフアクシス計測部９２により検出された第２マーク５１１および５１４におけるＸ方向の位置をそれぞれＰ_ｏａｓ１ｘおよびＰ_ｏａｓ４ｘとし、Ｙ方向の相対位置をそれぞれＰ_ｏａｓ１ｙおよびＰ_ｏａｓ４ｙとする。

Ｓ１３では、制御部８は、アライメント計測部２が第２マークを検出できるように、基板ステージ５ｂと原版ステージ３ｂとを移動させる。Ｓ１４では、制御部８は、アライメント計測部２に第２マークを観察させ、第２マークの位置を検出させる。例えば、図２において、制御部８は、基板ステージ５ｂと原版ステージ３ｂとを移動させて、アライメントスコープ２ａにより原版上のマーク３１３と第２マーク５１３とを、アライメントスコープ２ｂにより原版上のマーク３１６と第２マーク５１６とを検出させる。そして、アライメント計測部２は、第２マーク５１３の位置と、第２マーク５１６の位置とをそれぞれ計測する。ここで、第２マーク５１３および５１６におけるＸ方向の位置をそれぞれＰ_ａｓ３ｘおよびＰ_ａｓ６ｘとし、Ｙ方向の相対位置をそれぞれＰ_ａｓ３ｙおよびＰ_ａｓ６ｙとする。

Ｓ１５では、制御部８は、オフアクシス計測部により計測された第２マークの位置と、アライメント計測部２により計測された第２マークの位置との差を算出し、当該差をベースラインを補正する補正値として設定する。例えば、オフアクシス計測部９１のオフアクシススコープ９１ａおよび９１ｂにおけるベースラインの補正値は、式（１）および式（２）によってそれぞれ求めることができる。ここで、オフアクシススコープ９１ａにおけるベースラインのＸ方向の補正値をＰ_ｂｌ１ａｘとし、Ｙ方向の補正値をＰ_ｂｌ１ａｙとする。また、オフアクシススコープ９１ｂにおけるベースラインのＸ方向の補正値をＰ_ｂｌ１ｂｘとし、Ｙ方向の補正値をＰ_ｂｌ１ｂｙとする。

Ｓ１６では、制御部８は、全てのオフアクシス計測部においてベースラインの補正値を設定したか否かを判定する。全てのオフアクシス計測部においてベースラインの補正値を設定した場合は、Ｓ１７に進む。一方で、全てのオフアクシス計測部においてベースラインの補正値を設定していない場合は、Ｓ１３に戻る。上述した例（図２参照）では、オフアクシス計測部９２におけるベースラインの補正値が設定されていない。そのため、Ｓ１３に戻り、Ｓ１３〜Ｓ１５を繰り返す。制御部８は、基板ステージ５ｂと原版ステージ３ｂとを移動させて、アライメントスコープ２ａにより原版上のマーク３１１と第２マーク５１１とを、アライメントスコープ２ｂにより原版上のマーク３１４と第２マーク５１４とを検出させる。そして、アライメント計測部２は、第２マーク５１１の位置（基板上における位置）と、第２マーク５１４の位置（基板上における位置）をそれぞれ計測する。ここで、アライメント計測部２により計測された第２マーク５１１および５１４におけるＸ方向の位置をそれぞれＰ_ａｓ１ｘおよびＰ_ａｓ４ｘとし、Ｙ方向の位置をそれぞれＰ_ａｓ１ｙおよびＰ_ａｓ４ｙとする。そして、オフアクシス計測部９２のオフアクシススコープ９２ａおよび９２ｂにおけるベースラインの補正値は、式（３）および式（４）によってそれぞれ求めることができる。ここで、オフアクシススコープ９２ａにおけるベースラインのＸ方向の補正値をＰ_ｂｌ２ａｘとし、Ｙ方向の補正値をＰ_ｂｌ２ａｙとする。また、オフアクシススコープ９２ｂにおけるベースラインのＸ方向の補正値をＰ_ｂｌ２ｂｘとし、Ｙ方向の補正値をＰ_ｂｌ２ｂｙとする。Ｓ１７では、制御部８は、Ｓ１５で求めた補正値を用いてベースラインを補正する。これにより、第２マークの位置における誤差を低減することができる。ここで、上述した説明では、アライメント計測部２とオフアクシス計測部９１および９２とに同一の第２マークを計測させたが、第２マークに限らずに、同一の第１マークを計測させるなど、基板上における同一のマークを計測させればよい。

上述したように、第１実施形態の露光装置１００は、アライメント計測部２とオフアクシス計測部９１および９２とを含んでおり、アライメント計測部２による第１マークの検出と、オフアクシス計測部９１および９２による第２マークの検出とを並行して行う。これにより、第１実施形態の露光装置１００は、ショット領域５１と原版上の領域３１とを高精度にアライメントすることができると共に、従来の露光装置３００と比較してスループットを向上させることができる。また、第１実施形態の露光装置１００は、ベースラインの補正値を求める際、アライメント計測部２とオフアクシス計測部９１および９２とに基板上に形成された同一のマークを検出させる。そして露光装置１００は、アライメント計測部２とオフアクシス計測部９１および９２との計測結果の差をベースラインの補正値として設定する。これにより、熱などの影響によりベースラインの変動が生じてしまっても、第２マークの位置に誤差が含まれることを低減することができる。

第１実施形態では、上述したように、アライメント計測部２とオフアクシス計測部９１および９２とに同一のマークを検出させ、両者の計測結果の差をベースラインの補正値として設定したが、それに限られるものではない。例えば、アライメント計測部２とオフアクシス計測部９１および９２とに同一のマークを検出させた際における、基板ステージ５ｂの移動量をベースラインとして設定してもよい。そして、この方法を用いてベースラインを定期的に設定することにより、ベースラインの補正値を設定する方法と同様に、第２マークの位置に誤差が含まれることを低減することができる。

また、一般に、基板上（例えば、ガラスプレート）に形成されるショット領域は、生産効率を向上させるために、生産するフラットパネルの大きさに最適化される。そのため、オフアクシス計測部９１および９２は、ショット領域に合わせるために、基板の被露光面と平行な方向（ＸＹ方向）に移動可能に構成されている。同様に、アライメント計測部も、基板の被露光面と平行な方向（ＸＹ方向）に移動可能に構成されていてもよい。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態の露光装置２００における装置構成とアライメント方法について、図４を参照しながら説明する。図４は、第２実施形態の露光装置２００を示す図である。第２実施形態の露光装置２００は、第１実施形態の露光装置１００と同様に、照明光学系１と、アライメント計測部２と、マスクステージ３ｂと、投影光学系４と、基板ステージ５ｂと、定盤６と、制御部８とを含みうる。また、第２実施形態の露光装置２００では、第１実施形態の露光装置１００と比較してオフアクシス計測部の構成が異なっており、露光装置２００のオフアクシス計測部１０は、複数のオフアクシススコープ１０ａ〜１０ｆを含む。ここで、第２実施形態の露光装置２００において、オフアクシス計測部１０以外の構成は、第１実施形態の露光装置１００および従来の露光装置３００と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、第２実施形態の露光装置２００においても、第１実施形態の露光装置１００および従来の露光装置３００と同様に、アライメント計測部２には、基板５ａを露光する際に用いられる光の波長とは異なる波長を有する光（非露光光）が用いられる。第２実施形態のオフアクシス計測部１０においても、基板５ａを露光する際に用いられる光の波長とは異なる波長を有する光（非露光光）が用いられる。

オフアクシス計測部１０は、複数（第２実施形態では６つ）のオフアクシススコープ１０ａ〜１０ｆを含み、基板上のショット領域に設けられた複数のマークの各々を投影光学系４を介さずに検出する。そして、オフアクシス計測部１０は、アライメント計測部２とオフアクシス計測部１０との距離を示す情報（ベースライン）を用いて各マークの位置（基板上における位置）を計測することができる。ここで、第２実施形態の露光装置２００におけるアライメント方法について、図５を参照しながら説明する。図５（ａ）は、オフアクシス計測部１０におけるオフアクシススコープ１０ａ〜１０ｆの位置を示し、図５（ｂ）は、アライメント計測部２におけるアライメントスコープ２ａおよび２ｂの位置を示し、図５（ｃ）は、基板上におけるマークの位置を示す。オフアクシス計測部１０は、例えば、走査方向（Ｙ方向）に直交する方向（Ｘ方向）に沿って配列された６つのオフアクシススコープ１０ａ〜１０ｆを含みうる。そして、各アライメントスコープ（２ａおよび２ｂ）と、各オフアクシススコープ（１０ａ、１０ｂ、１０ｅおよび１０ｆ）は、基板上における複数のマークのうち互いに異なるマークをそれぞれ並行して検出するように配置されている。

例えば、アライメントスコープ２ａは、ショット領域５５および５８の−Ｘ方向側に配置された列Ｌ_３のマークを、アライメントスコープ２ｂは、ショット領域５５および５８のＸ方向側に配置された列Ｌ_４のマークをそれぞれ検出する。そして、アライメント計測部２は、列Ｌ_３のマーク（例えば、マーク５５１）の基板上における位置と、列Ｌ_４のマーク（例えば、マーク５５４）の基板上における位置とをそれぞれ計測する。ここで、各アライメントスコープ２ａおよび２ｂにより検出される基板上のマーク（列Ｌ_３および列Ｌ_４のマーク）は、第１マークと称される。

また、オフアクシススコープ１０ａは、ショット領域５６および５９の−Ｘ方向側に配置された列Ｌ_１のマークを、オフアクシススコープ１０ｂは、ショット領域５６および５９のＸ方向側に配置された列Ｌ_２のマークを検出する。同様に、オフアクシススコープ１０ｅは、ショット領域５４および５７の−Ｘ方向側に配置された列Ｌ_５のマークを、オフアクシススコープ１０ｆは、ショット領域５４および５７のＸ方向側に配置された列Ｌ_６のマークを検出する。そして、オフアクシス計測部１０は、列Ｌ_１のマーク（例えば、マーク５６３）の基板上における位置と、列Ｌ_２のマーク（例えば、マーク５６６）の基板上における位置とをそれぞれ計測する。同様に、オフアクシス計測部１０は、列Ｌ_５のマーク（例えば、マーク５４３）の基板上における位置と、列Ｌ_６のマーク（例えば、マーク５４６）の基板上における位置とをそれぞれ計測する。ここで、各オフアクシススコープ（１０ａ、１０ｂ、１０ｅおよび１０ｆ）により検出される基板上のマーク（列Ｌ_１、列Ｌ_２、列Ｌ_５および列Ｌ_６のマーク）は、第２マークと称される。また、第２実施形態では、オフアクシススコープ１０ｃおよび１０ｄは、基板上におけるマークの位置を計測する際には使用されない。これは、列Ｌ_３および列Ｌ_４のマークは、アライメント計測部２により計測されるからである。オフアクシススコープ１０ｃおよび１０ｄは、後述するベースラインの補正値を求める際に使用される。

制御部８は、アライメント計測部２により計測された第１マークの位置（基板上における位置）と、オフアクシス計測部１０により検出された第２マークの位置（基板上における位置）とに基づいてショット領域５４〜５９の形状情報を取得する。そして、原版上のマークと各ショット領域上のマークとがそれぞれ重なり合うように、取得した形状情報に基づいて原版ステージ３ｂや基板ステージ５ｂの移動速度、投影光学系４の投影倍率を制御部８により制御しながら、各ショット領域の走査露光が行われる。ここで、ショット領域の形状情報とは、第１実施形態において説明したように、例えば、ショット領域における回転成分や、シフト成分、倍率成分、直交度成分などが含まれる。また、シフト成分、倍率成分および直交度成分は、Ｘ方向の成分とＹ方向の成分とをそれぞれ含みうる。

このように、第２実施形態の露光装置２００は、アライメント計測部２とオフアクシス計測部１０とを含んでおり、アライメント計測部２による第１マークの検出と、オフアクシス計測部１０による第２マークの検出とが並行して行われる。また、オフアクシス計測部１０は、走査方向と直交する方向（Ｘ方向）に沿って複数のオフアクシススコープが配置されている。これにより、第２実施形態の露光装置２００は、基板上における複数のショット領域の配置に応じて、第１実施形態の露光装置１００よりスループットを向上させることができる。

ここで、第２実施形態の露光装置２００において、ベースラインの補正値を取得する方法について説明する。まず、制御部８は、基板ステージ５ｂと原版ステージ３ｂとを移動させ、アライメント計測部２のアライメントスコープ２ａに第１マーク５５３を、アライメントスコープ２ｂに第１マーク５５６をそれぞれ検出させる。そして、制御部８は、アライメント計測部２に第１マーク５５３および５５６の基板上における位置を計測させる。次に、制御部８は、基板ステージ５ｂを移動させ、オフアクシス計測部１０のオフアクシススコープ１０ｃに第１マーク５５３を、オフアクシススコープ１０ｄに第１マーク５５６をそれぞれ検出させる。そして、制御部８は、オフアクシス計測部１０に第１マーク５５３および５５６の基板上における位置を計測させる。これにより、制御部８は、アライメント計測部により計測された第１マークの基板上における位置と、オフアクシス計測部により計測された第１マークの基板上における位置との差を算出することができる。この算出された差はベースラインを補正する補正値として設定され、制御部８は、この補正値を用いてベースラインを補正することができる。その結果、オフアクシススコープ（１０ａ、１０ｂ、１０ｅおよび１０ｆ）で検出され、オフアクシス計測部１０により計測された第２マーク（５６３、５６６、５４３および５４６）の位置における誤差を低減することができる。

第２実施形態では、ベースラインの補正値を設定する際に、オフアクシス計測部１０のオフアクシススコープ１０ｃおよび１０ｄのみを用いたが、それに限られるものではない。例えば、アライメントスコープ２ａとオフアクシススコープ１０ａとに第２マーク５６３を、アライメントスコープ２ｂとオフアクシススコープ１０ｂとに第２マーク５６６をそれぞれ検出させる。そして、アライメント計測部２とオフアクシス計測部１０との各々で計測された位置の差をベースラインの補正値として設定してもよい。同様に、アライメントスコープ２ａとオフアクシススコープ１０ｅとに第２マーク５４３を、アライメントスコープ２ｂとオフアクシススコープ１０ｆとに第２マーク５４６をそれぞれ検出させる。そして、アライメント計測部２とオフアクシス計測部１０との各々で計測された位置の差をベースラインの補正値として設定してもよい。

また、第２実施形態では、オフアクシススコープ１０ｃおよび１０ｄは、基板上におけるマークの位置を計測する際に使用されていないが、それに限られるものではない。例えば、オフアクシス計測部１０において、全てのオフアクシススコープ１０ａ〜１０ｆを用いて基板上におけるマークの位置を計測してもよい。このように全てのオフアクシススコープ１０ａ〜１０ｆを用いてマークの位置を計測すると、ベースラインを補正することと、基板上のマークの位置を計測することとを並行して行うことができる。例えば、全てのオフアクシススコープ１０ａ〜１０ｆを用いてマークの位置を検出する際に、それと並行して、アライメント計測部２においても、アライメントスコープ２ａおよび２ｂによって列Ｌ_３および列Ｌ_４のマークをそれぞれ検出させる。そして、アライメント計測部２（アライメントスコープ２ａおよび２ｂ）とオフアクシス計測部１０（オフアクシススコープ１０ｃおよび１０ｄ）とのそれぞれにおいて計測された列Ｌ_３および列Ｌ_４のマークの位置の差が制御部８により算出される。この算出された差はベースラインを補正する補正値として設定され、制御部８は、この補正値を用いてベースラインを補正することができる。これにより、ベースラインを補正することと、オフアクシス計測部１０で基板上のマークの位置を計測することとを並行して行うことができる。

さらに、第２実施形態では、アライメント計測部２とオフアクシス計測部１０とに同一のマークを検出させ、両者の計測結果の差をベースラインの補正値として設定したが、それに限られるものではない。例えば、アライメント計測部２とオフアクシス計測部１０とに同一のマークを検出させた際における、基板ステージ５ｂの移動量をベースラインとして設定してもよい。

＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかける物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の走査露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板を露光する工程）と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、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）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

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および変更が可能である。

Claims (9)

1. 原版のパターンを投影光学系を介して基板の複数のショット領域に転写する露光装置であって、
   前記基板上に形成された複数のマークのうち第１マークを前記原版のマークと前記投影光学系とを介して検出し、前記第１マークの前記基板上における位置を計測するアライメント計測部と、
   前記アライメント計測部による前記第１マークの検出と並行して、前記複数のマークのうち前記第１マークとは異なる第２マークを検出し、前記第２マークの前記基板上における位置を計測するオフアクシス計測部と、
   前記原版と各ショット領域とのアライメントを制御する制御部と、
   を含み、
   前記オフアクシス計測部は、前記アライメント計測部とオフアクシス計測部との距離を示す情報を用いて前記第２マークの前記基板上における位置を計測し、
   前記制御部は、前記第１マークの位置と前記第２マークの位置とを用いて各ショット領域の形状情報を取得し、前記原版のパターンが各ショット領域に重なるように当該形状情報に基づいて前記原版と各ショット領域とのアライメントを行う、ことを特徴とする露光装置。
2. 前記アライメント計測部と前記オフアクシス計測部は、１つのショット領域における前記第１マークと前記第２マークとを並行してそれぞれ検出する、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記オフアクシス計測部は、前記投影光学系と前記基板との間に配置されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
4. 前記制御部は、前記アライメント計測部と前記オフアクシス計測部とに前記複数のマークのうち同一のマークを検出させて、当該同一のマークの前記基板上における位置をそれぞれ計測させ、前記アライメント計測部と前記オフアクシス計測部とによる計測結果に基づいて前記距離を示す情報を得る、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の露光装置。
5. 前記制御部は、前記基板を保持する基板ステージを制御して、前記アライメント計測部と前記オフアクシス計測部とに前記複数のマークのうち同一のマークを検出させ、その際における前記基板ステージの移動量を前記距離を示す情報として設定する、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の露光装置。
6. 前記オフアクシス計測部は、前記基板の被露光面と平行な方向に移動可能に構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の露光装置。
7. 前記投影光学系は、ミラープロジェクション方式の投影光学系である、ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の露光装置。
8. 前記アライメント計測部は、前記基板を露光する際に用いられる光の波長とは異なる波長を有する光を用いて前記第１マークを観察する、ことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の露光装置。
9. 請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
   前記工程で露光された前記基板を現像する工程と、
   を含むことを特徴とする物品の製造方法。

Images