JP2015130407A - リソグラフィ装置、リソグラフィ方法、および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フォーカス性能の点で有利なリソグラフィ装置を提供する。
【解決手段】
パターンをビームで基板に形成するリソグラフィ装置は、前記基板を保持して可動のステージと、前記基板上の計測箇所に関して前記ステージのフォーカス駆動のために得られた計測値と、当該計測値に対する補正値とに基づいて、前記ステージのフォーカス駆動を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記計測値に基づいて前記ステージを駆動した場合におけるフォーカス誤差を低減するように前記補正値を生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、リソグラフィ装置、リソグラフィ方法、および物品の製造方法に関する。

半導体デバイスなどの製造工程（リソグラフィ工程）で用いられる装置の１つとして、マスクのパターンを基板に転写する露光装置がある。このような露光装置では、基板上のショット領域にマスクのパターンを高精度に重ね合わせるため、投影光学系の結像面（フォーカス面）に基板の表面を精度よく配置することが求められている。特許文献１には、基板を走査しながら露光を行う走査露光装置において、投影光学系の光軸と垂直な方向（ＸＹ方向）への基板ステージの駆動によって生じる、光軸と平行な方向（Ｚ方向）における基板の表面の位置ずれを補正する方法が提案されている。当該位置ずれは、例えば、基板ステージが移動するステージ定盤の面の形状に起因して生じうる。

特開２００１−１５４２２号公報

走査露光装置では、基板の走査に並行して基板の表面を像面に配置させるように制御が行われる。しかしながら、そのような制御系に機構（ステージ定盤等）の製造誤差、計測器（レーザ干渉計等）の計測誤差または制御器の制御誤差（定常偏差等）の誤差があると、基板の表面を像面に配置させるのに不利となりうる。

そこで、本発明は、フォーカス性能の点で有利なリソグラフィ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リソグラフィ装置は、パターンをビームで基板に形成するリソグラフィ装置であって、前記基板を保持して可動のステージと、前記基板上の計測箇所に関して前記ステージのフォーカス駆動のために得られた計測値と、当該計測値に対する補正値とに基づいて、前記ステージのフォーカス駆動を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記計測値に基づいて前記ステージを駆動した場合におけるフォーカス誤差を低減するように前記補正値を生成する、ことを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、フォーカス性能の点で有利なリソグラフィ装置を提供することができる。

第１実施形態の露光装置の構成を示す概略図である。 計測部における複数の計測点の配置を示す図である。 計測部における複数の計測点とスリット光が照射される照射領域との位置関係を示す図である。 走査露光を行っている間に計測部によって基板面の高さを計測する方法を説明するための図である。 補正値列を生成する方法を説明するための図である。 複数の基板の各々について求められたレベリング誤差列を示す図である。 第２実施形態の露光装置の構成を示す概略図である。 計測部における複数の計測点の配置を示す図である。 計測部の計測点の移動経路を示す図である。

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。また、本発明に係るリソグラフィ装置は、パターンをビームで基板に形成するリソグラフィ装置を含みうる。当該リソグラフィ装置としては、露光装置（ステップ・アンド・リピート方式またはステップ・アンド・スキャン方式）や、荷電粒子線を用いた描画装置などが含まれうる。以下の実施形態では、リソグラフィ装置としてステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（スキャナ）を用いた例について説明する。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態の露光装置１００について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態の露光装置１００の構成を示す概略図である。第１実施形態の露光装置１００は、スリット光により基板１５を走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査露光装置である。そして、露光装置１００は、照明光学系１１と、マスクステージ１３と、投影光学系１４と、基板ステージ１６（ステージ）と、計測部１７と、第１検出部１８と、第２検出部１９と、制御部２０とを含む。制御部２０は、ＣＰＵやメモリを含み、露光装置１００の全体（露光装置１００の各部）を制御する。即ち、制御部２０は、マスク１２に形成されたパターンを基板１５に転写する処理（基板１５を走査露光する処理）を制御する。

照明光学系１１は、それに含まれるマスキングブレードなどの遮光部材により、エキシマレーザなどの光源（不図示）から射出された光を、例えばＹ方向に長い帯状または円弧状のスリット光に整形し、そのスリット光でマスク１２の一部を照明する。マスク１２および基板１５は、マスクステージ１３および基板ステージ１６によってそれぞれ保持されており、投影光学系１４を介して光学的にほぼ共役な位置（投影光学系１４の物体面および像面）にそれぞれ配置される。投影光学系１４は、所定の投影倍率（例えば１／２倍や１／４倍）を有し、マスク１２に形成されたパターンをスリット光により基板上に投影する。マスク１２のパターンが投影された基板１５の領域（スリット光が照射される領域）を、以下では照射領域２１と称する。そして、マスクステージ１３および基板ステージ１６は、投影光学系１４の光軸（スリット光の光軸）と垂直な方向（例えばＹ方向）に可動に構成されており、互いに同期しながら投影光学系１４の投影倍率に応じた速度比で相対的に走査される。これにより、照射領域２１を基板上で走査させて、マスク１２のパターンを基板上のショット領域１５ａ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１６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１５ａの各々について順次繰り返すことにより、１枚の基板１５における露光処理を完了させることができる。

第１検出部１８は、例えばレーザ干渉計を含み、マスクステージ１３の位置を検出する。第１検出部１８に含まれるレーザ干渉計は、例えば、レーザ光をマスクステージ１３に設けられた反射板１３ａに向けて照射し、反射板１３ａで反射されたレーザ光によってマスクステージ１３における基準位置からの変位を検出する。これにより、第１検出部１８は、当該変位に基づいてマスクステージ１３の現在位置を取得することができる。また、第２検出部１９は、例えばレーザ干渉計を含み、基板ステージ１６の位置を検出する。第２検出部１９に含まれるレーザ干渉計は、例えば、レーザ光を基板ステージ１６に設けられた反射板１６ａに向けて照射し、反射板１６ａで反射されたレーザ光によって基板ステージ１６における基準位置からの変位を検出する。これにより、第２検出部１９は、当該変位に基づいて基板ステージ１６の現在位置を取得することができる。そして、第１検出部１８と第２検出部１９によってそれぞれ取得されたマスクステージ１３と基板ステージ１６との現在位置に基づいて、マスクステージ１３と基板ステージ１６とのＸＹ方向における駆動が制御部２０によって制御される。ここで、第１検出部１８および第２検出部１９は、マスクステージ１３の位置および基板ステージ１６の位置をそれぞれ検出する際にレーザ干渉計を用いているが、それに限られるものではなく、例えばエンコーダを用いてもよい。

計測部１７は、投影光学系１４の結像面（フォーカス面）に基板１５の表面（以下、基板面と称する）を一致させるため、基板ステージ１６が移動している状態で基板面の高さを計測する。第１実施形態の計測部１７は、基板１５に光を斜めから照射する斜入射型であり、光を基板１５に照射する照射系１７ａと、基板１５で反射された光を受光する受光系１７ｂとを含む。

照射系１７ａは、例えば、光源７０と、コリメータレンズ７１と、スリット部材７２と、光学系７３と、ミラー７４とを含みうる。光源７０は、例えばランプまたは発光ダイオードなどによって構成され、基板上のレジストが感光しない波長の光を射出する。コリメータレンズ７１は、光源７０から射出された光を、断面の光強度分布がほぼ均一となる平行光にする。スリット部材７２は、互いの斜面が相対するように貼り合わせられた一対のプリズムによって構成されており、貼り合わせ面７２ａには、複数の開口（例えば９個のピンホール）が形成されたクロム等の遮光膜が設けられている。光学系７３は、両側テレセントリック光学系であり、スリット部材７２における複数の開口を通過した９本の光束を、ミラー７４を介して基板上に入射させる。このとき、光学系７３は、開口が形成されている面７２ａと基板面を含む面とがシャインプルーフの条件を満足するように構成されている。そして、本実施形態において、ミラー７４は、照射系１７ａから射出された各光束を基板１５に入射させる角度φ（光束と投影光学系１４の光軸との間の角度）が例えば７０度以上になるように構成されている。また、照射系１７ａは、図２に示すように、基板面と平行な方向（ＸＹ方向）において、スリット光の走査方向（Ｙ方向）に対して角度θ（例えば２２．５度）を成す方向から９本の光束を基板１５に入射させるように構成されている。このように９本の光束を基板１５に入射させることにより、９つの計測点３０（複数の計測部）において基板面の高さの計測（フォーカス計測）個別に行うことができる。

受光系１７ｂは、例えば、ミラー７５と、受光光学系７６と、補正光学系７７と、光電変換部７８と、処理部７９とを含みうる。ミラー７５は、基板１５で反射された９本の光束を受光光学系７６に導く。受光光学系７６は、両側テレセントリック光学系であり、９本の光束に対して共通に設けられたストッパ絞りを含む。そして、受光光学系７６に含まれるストッパ絞りによって、基板上に形成された回路パターンに起因して発生する高次の回折光（ノイズ光）が遮断される。補正光学系７７は、９本の光束に対応するように複数（９つ）のレンズを有しており、９本の光束を光電変換部７８の受光面に結像して当該受光面にピンホール像をそれぞれ形成する。光電変換部７８は、９本の光束に対応するように複数（９つ）の光電変換素子を含む。光電変換素子としては、例えばＣＣＤラインセンサなどが用いられうる。また、処理部７９は、光電変換部７８の受光面における各ピンホール像の位置に基づいて、各計測点３０での基板面の高さを算出する。

このように照射系１７ａと受光系１７ｂとを構成することにより、計測部１７は、光電変換部７８の受光面における各ピンホール像の位置に基づいて、各計測点３０（各計測部）での基板面の高さの計測（フォーカス計測）を行うことができる。そして、基板面が目標高さ（フォーカス面）に配置されるように、計測部１７による計測値に基づいて基板ステージ１６のフォーカス駆動が制御部２０によって制御される。ここで、受光系１７ｂでは、基板上の各計測点３０と光電変換部７８の受光面とが、互いに共役になるように倒れ補正が行われる。そのため、光電変換部７８の受光面における各ピンホール像の位置が、各計測点３０の局所的な傾きによっては変化しない。

図３は、計測部１７における複数の計測点３０とスリット光が照射される照射領域２１との位置関係を示す図である。図３（ａ）は、計測部１７が基板上のショット領域１５ａに形成する９つの計測点３０と照射領域２１との位置関係を示す図である。図３（ａ）において、照射領域２１は、破線で囲まれた矩形形状の領域である。計測点３０ａ_１〜３０ａ_３は、照射領域２１の内側に形成された計測点３０（第２計測点（第２計測部））であり、基板上の計測箇所の露光に並行して当該計測箇所のフォーカス計測を行う。また、計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３および計測点３０ｃ_１〜３０ｃ_３は、照射領域２１の内側に形成された計測点３０ａ_１〜３０ａ_３からスリット光の走査方向（±Ｙ方向）に距離Ｌｐだけ離れた位置に形成された計測点３０（第１計測点（第１計測部））である。計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３および計測点３０ｃ_１〜３０ｃ_３は、基板上の計測箇所の露光に先立って当該計測箇所のフォーカス計測を行うために用いられ、スリット光の走査方向、即ち基板ステージ１６の移動方向に応じて切り換えられる。

例えば、矢印Ｆの方向に基板ステージ１６を移動させて走査露光を行う場合では、照射領域２１の内側に形成された計測点３０ａ_１〜３０ａ_３での計測に先立って、計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３によって基板面における複数の計測箇所の高さがそれぞれ計測される。このとき、制御部２０は、計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３における計測値に基づいて複数の計測箇所をそれぞれ目標高さに配置するための指令値列を決定する。そして、制御部２０は、決定した指令値列に基づいて、複数の計測箇所がそれぞれ照射領域２１に到達するまでに目標高さに配置されるように基板ステージ１６のＺ方向における駆動を制御する。一方で、矢印Ｒの方向に基板ステージ１６を移動させて走査露光を行う場合では、計測点３０ａ_１〜３０ａ_３での計測に先立って、計測点３０ｃ_１〜３０ｃ_３によって基板面における複数の計測箇所の高さがそれぞれ計測される。このとき、制御部２０は、計測点３０ｃ_１〜３０ｃ_３における計測値に基づいて複数の計測箇所をそれぞれ目標高さに配置するための指令値列を決定する。そして、制御部２０は、決定した指令値列に基づいて、複数の計測箇所がそれぞれ照射領域２１に到達するまでに目標高さに配置されるように基板ステージ１６のＺ方向における駆動を制御する。

ここで、図３（ａ）では、照射領域２１の内側に形成された計測点３０ａ_１〜３０ａ_３での計測に先立って複数の計測箇所の高さを計測するように計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３および計測点３０ｃ_１〜３０ｃ_３が配置されているが、それに限られるものではない。例えば、図３（ｂ）に示すように、計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３および計測点３０ｃ_１〜３０ｃ_３を、スリット光の非走査方向（Ｘ方向）に沿って並べて配置してもよい。このように複数の計測点３０を配置することにより、ショット領域１５ａの露光中に、その次に露光が行われるショット領域（非走査方向に隣り合うショット領域）において基板面の高さを計測することができる。

次に、走査露光を行っている間に計測部１７によって基板面の高さを計測する方法について、図４を参照しながら説明する。図４（ａ）は、基板１５に形成された複数のショット領域１５ａを走査露光する場合における複数の計測点３０の位置とスリット光（照射領域２１）の走査経路２１ａとを示す図である。図４（ａ）には、露光が終了したショット領域１５ａ_１と、ショット領域１５ａ_１の次に露光が行われるショット領域１５ａ_２と、ショット領域１５ａ_２の次に露光が行われるショット領域１５ａ_３とが図示されている。ここでは、ショット領域１５ａ_２の露光を行う場合について説明する。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す走査経路２１ａでスリット光を走査する際のＹ方向における基板ステージ１６の移動速度と時刻との関係を示す図である。

まず、制御部２０は、ショット領域１５ａ_１の露光が終了した後、即ち、照射領域２１がショット領域１５ａ_１を抜け出した後、基板ステージ１６を−Ｙ方向に減速、停止および＋Ｙ方向（矢印Ｆの方向）に加速させる。図４（ｂ）では、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間が基板ステージ１６を減速させている期間に相当し、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間が基板ステージ１６を加速させている基板に相当する。また、制御部２０は、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間において、ショット領域１５ａ_２の計測点３０ａ_１〜３０ａ_３による計測およびスリット光による走査露光が開始できるように、基板ステージ１６を−Ｘ方向に駆動する。このとき、基板ステージ１６のＹ方向における速度が、照射領域２１がショット領域１５ａ_２に差し掛かるまでに目標速度に到達していればよいが、計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３による計測が開始されるまでに目標速度に到達していることが好ましい。即ち、計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３がショット領域１５ａ_２に差し掛かるまでに目標速度に到達していることが好ましい。

次に、制御部２０は、基板ステージ１６を等速度で駆動しながら、ショット領域１５ａ_２の露光を行う。図４（ｂ）では、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間に相当する。このとき、制御部２０は、計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３において計測されたショット領域１５ａ_２上の各計測箇所４０の高さに基づいて、照射領域２１における基板面が目標高さに配置されるように基板ステージ１６の駆動を制御する。例えば、ショット領域１５ａ_２上の計測箇所４０ａ_１〜４０ａ_３に計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３が配置されたとき、制御部２０は、計測箇所４０ａ_１〜４０ａ_３の高さを計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３において計測部１７に計測させる。このとき、制御部２０は、計測箇所４０ａ_１〜４０ａ_３における計測値に基づいて、計測箇所４０ａ_１〜４０ａ_３がそれぞれ目標高さに配置されるように基板ステージ１６を駆動するための指令値を決定する。そして、制御部２０は、計測箇所４０ａ_１〜４０ａ_３が照射領域２１に配置されるまでに、決定した指令値に従って基板ステージ１６を駆動する。また、制御部２０は、ショット領域１５ａ_２上の計測箇所４０ｂ_１〜４０ｂ_３に計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３が配置されたとき、制御部２０は、計測箇所４０ｂ_１〜４０ｂ_３の高さを計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３において計測部１７に計測させる。このとき、制御部２０は、計測箇所４０ｂ_１〜４０ｂ_３における計測値に基づいて、計測箇所４０ｂ_１〜４０ｂ_３がそれぞれ目標高さに配置されるように基板ステージ１６を駆動するための指令値を決定する。そして、制御部２０は、計測箇所４０ｂ_１〜４０ｂ_３が照射領域２１に配置されるまでに、決定した指令値に従って基板ステージ１６を駆動する。

露光装置では、一般に、基板の走査に応じて基板ステージをＺ方向に駆動する際に、基板面をフォーカス面に配置させるようにフィードバック制御が行われる。しかしながら、このようなフィードバック制御において、基板の走査に対する基板ステージの駆動の応答性が不十分であると、基板面をフォーカス面に配置させることが困難になりうる。また、基板ステージに駆動誤差が生じている場合にも、基板面をフォーカス面に配置することが困難になりうる。そこで、第１実施形態の露光装置１００は、指令値列を補正値列によって補正し、補正された指令値列に従って基板ステージ１６のＺ方向への駆動を制御する。そして、補正値列は、補正値列によって指令値列を補正することなく指令値列に従って基板ステージ１６をＺ方向に駆動した際に生じる基板面の高さと目標高さとのフォーカス誤差が低減されるように、露光の前に制御部２０によって予め生成される。以下に、第１実施形態の露光装置１００において、補正値列を生成する方法について説明する。ここで、指令値列とは、基板１５（ショット領域１５ａ）内の複数の計測箇所４０の各々における指令値を羅列したデータのことである。また、補正値列とは、基板１５（ショット領域１５ａ）内の複数の計測箇所４０の各々における補正値を羅列したデータのことである。

図５は、補正値列を生成する方法を説明するための図である。ここで、所定の基板の走査露光を行う際に用いられる補正値列は、その走査露光の前に取得されうる。例えば、ｎ枚目の基板を走査露光する際に用いられる補正値列は、その走査露光の前までに露光が行われた基板を用いて取得されうる。即ち、ｎ枚目の基板に適用される補正値列は、１枚目〜（ｎ−１）枚目の基板の走査露光時に取得された基板面の高さの誤差に基づいて決定されうる。また、１枚目の基板を露光する際に用いられる補正値列は、当該基板の走査露光の前において、当該基板の露光を行わずに基板ステージ１６の駆動のみを行うことによって決定されうる。

図５（ａ）および図５（ｂ）には、図４（ａ）と同様に、基板１５に形成された複数のショット領域１５ａを走査露光する場合における複数の計測点３０の位置とスリット光（照射領域２１）の走査経路２１ａとが示されている。図５（ａ）は、計測部１７における計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３が、ショット領域１５ａ内の最初の計測箇所４０ａ_１〜４０ａ_３に到達した状態を示す図である。この状態において、制御部２０は、照射領域２１の内側に形成された計測点３０ａ_１〜３０ａ_３に先立って、ショット領域１５ａ内の最初の計測箇所４０ａ_１〜４０ａ_３の高さを計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３において計測部１７に計測させる。そして、制御部２０は、計測部１７の計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３において計測された計測箇所４０ａ_１〜４０ａ_３の高さに基づき、計測箇所４０ａ_１〜４０ａ_３が目標高さに配置されるように基板ステージ１６を駆動するための指令値（第１指令値）を決定する。また、図５（ｂ）は、計測部１７における計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３が、ショット領域１５ａ内の２番目の計測箇所４０ｂ_１〜４０ｂ_３に到達した状態を示す図である。この状態において、制御部２０は、照射領域２１の内側に配置された計測点３０ａ_１〜３０ａ_３に先立って、ショット領域１５ａ内の２番目の計測箇所４０ｂ_１〜４０ｂ_３の高さを計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３において計測部１７に計測させる。そして、制御部２０は、計測部１７の計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３において計測された計測箇所４０ａ_１〜４０ａ_３の高さに基づき、計測箇所４０ｂ_１〜４０ｂ_３が目標高さに配置されるように基板ステージ１６を駆動するための指令値（第２指令値）を決定する。

制御部２０は、照射領域２１が計測箇所４０ａ_１〜４０ａ_３に到達するまでに、第１指令値に従って基板ステージ１６をＺ方向に駆動する。また、照射領域２１が計測箇所４０ａ_１〜４０ａ_３に到達したとき、照射領域２１の内側に形成された計測点３０ａ_１〜３０ａ_３による計測箇所４０ａ_１〜４０ａ_３の高さの計測を計測部１７に行わせる。そして、制御部２０は、計測部１７により計測点３０ａ_１〜３０ａ_３において計測された計測箇所４０ａ_１〜４０ａ_３の高さと目標高さとのフォーカス誤差が基板ステージ１６の駆動によって低減されるように補正値（第１補正値）を生成する。以下では、フォーカス誤差のことをレベリング誤差と称する。同様に、制御部２０は、照射領域２１が計測箇所４０ｂ_１〜４０ｂ_３に到達するまでに、第２指令値に従って基板ステージ１６をＺ方向に駆動する。また、照射領域２１が計測箇所４０ｂ_１〜４０ｂ_３に到達したとき、照射領域２１の内側に形成された計測点３０ａ_１〜３０ａ_３による計測箇所４０ｂ_１〜４０ｂ_３の高さの計測を計測部１７に行わせる。そして、制御部２０は、計測部１７により計測点３０ａ_１〜３０ａ_３において計測された計測箇所４０ｂ_１〜４０ｂ_３の高さと目標高さとのレベリング誤差が低減されるように補正値（第２補正値）を求める。このように基板１５（ショット領域１５ａ）における複数の計測箇所４０の各々において補正値を求めることにより、補正値列を生成することができる。

上述のように補正値列を生成する工程は基板１５を走査露光している間に行われてもよい。そして、決定された補正値は、次に走査露光が行われる基板から適用されうる。例えば、ｎ枚目の基板の走査露光を行う際には、制御部２０は、上述のように、当該基板における複数の計測箇所４０の高さを計測部１７に計測点３０ｂ_１〜３０ｂ_３において順に計測させ、計測の度に各計測箇所４０における指令値を決定する。その後、制御部２０は、（ｎ−１）枚目までの基板を用いて決定された補正値列の対応部分を用いて当該決定した指令値を逐次補正し、補正された指令値によって基板ステージ１６の駆動を制御する。このように、各計測箇所４０における指令値を決定する工程と、決定された指令値を補正値によって補正する工程とが、スリット光を走査しながら繰り返される。これにより、照射領域２１における基板面の高さを目標高さ（フォーカス面）に配置することができ、基板上のショット領域にマスクのパターンを高精度に重ね合わせることができる。また、制御部２０は、ｎ枚目の基板の走査露光を行っている間に、照射領域２１の内側に形成された計測点３０ａ_１〜３０ａ_３において、計測部１７に各計測箇所４０の高さを計測させてレベリング誤差列を求める。そして、制御部２０は、ｎ枚目の基板において求められたレベリング誤差列を用いて補正値列を更新する。更新された補正値列は、（ｎ＋１）枚目の基板の走査露光において適用されうる。ここで、レベリング誤差列とは、基板１５（ショット領域１５ａ）内の複数の計測箇所４０の各々におけるレベリング誤差を羅列したデータのことである。

図６は、複数の基板１５の各々について求められたショット領域１５ａ上におけるレベリング誤差列を示す図である。図６では、横軸はスリット光の走査方向におけるショット領域１５ａ上の位置を示し、および縦軸はレベリング誤差を示す。また、図６では、３枚の基板１５の各々におけるレベリング誤差列が図示されている。以下に、図６を用いて３枚の基板１５におけるレベリング誤差列からショット領域１５ａにおける補正値列を求める方法について説明する。まず、制御部２０は、１枚目の基板におけるレベリング誤差列を基準とした、２枚目の基板におけるレベリング誤差列の相関係数と３枚目の基板におけるレベリング誤差列の相関係数とをそれぞれ求める。次に、制御部２０は、求めた相関係数が、予め設定された許容範囲に収まっているか否かを判断し、当該相関係数が許容範囲に収まっている場合には、３枚の基板におけるレベリング誤差の平均値が補正されるように補正値列を生成する。このように決定された補正値列は、例えば基板１５ごと、またはショット領域１５ａごとに、テーブルまたは高次の関数として制御部２０に記憶される。

一方で、制御部２０は、求めた相関係数が許容範囲に収まっていない場合には、相関性の低い基板におけるレベリング誤差列を除去し、残りの基板におけるレベリング誤差の平均値が補正されるように補正値列を生成する。例えば、１枚目の基板と２枚目の基板との間におけるレベリング誤差列の相関係数、および１枚目の基板と３枚目の基板との間におけるレベリング誤差列の相関係数がそれぞれ許容範囲に収まっていない場合を想定する。この場合、制御部２０は、１枚目の基板におけるレベリング誤差列を除去し、２枚目の基板と３枚目の基板との間におけるレベリング誤差列の相関係数を求める。そして、制御部２０は、求めた相関係数が許容範囲に収まっているか否かを判断し、当該相関係数が許容範囲に収まっている場合には、２枚目の基板と３枚目の基板とにおけるレベリング誤差の平均値が補正されるように補正値列を生成する。また、求めた相関係数が許容範囲に収まっていない場合には、制御部２０は、各レベリング誤差列に相関がないとみなして補正値列の決定を行わない。このように制御部２０は、複数の基板の間におけるレベリング誤差の相関に基づいて、当該複数の基板のうち、レベリング誤差の平均値を求める基板を決定する。そして、制御部２０は、決定した基板を用いてレベリング誤差の平均値を求め、その平均値が補正されるように補正値列を生成する。

ここで、第１実施形態では、補正値列を生成するためのレベリング誤差として計測部１７による計測値をそのまま用いているが、それに限られるものではない。例えば、計測部１７による計測値に対して、スリット光の走査方向に沿った基板ステージ１６の移動平均処理やローパスフィルタなどを用いたフィルタリング処理を行い、当該処理が行われたデータを用いて補正値列を決定してもよい。このような処理により、基板ステージ１６の制御可能な周波数帯域に補正値列を限定することができ、補正値列に対する基板ステージ１６の追従性を向上させることができる。また、補正値列は、ショット領域１５ａのレイアウトやスリット光の走査速度、その他の露光条件ごとに記憶されてもよい。このように記憶された補正値列は、以降の同一条件の露光処理において使用されうる。

上述したように、第１実施形態の露光装置１００は、基板ステージ１６の駆動のための指令値列を補正値列によって補正し、補正された指令値列に従って基板ステージ１６のＺ方向への駆動を制御する。また、補正値列は、指令値列に従って基板ステージ１６をＺ方向に駆動した際における基板面の高さと目標高さとの誤差が補正されるように制御部２０によって決定される。これにより、露光装置１００は、走査露光の際に、基板面を目標高さ（フォーカス面）に精度よく配置して、基板上のショット領域１５ａにマスク１２のパターンを高精度に重ね合わせることができる。

ここで、第１実施形態では、複数の基板におけるレベリング誤差列に基づいて補正値列を生成する例について説明したが、１枚の基板におけるレベリング誤差列に基づいて補正値列を決定してもよい。この場合、１枚の基板に対してレベリング誤差列を取得する工程を複数回繰り返し、それらの平均値を補正値列として決定してもよい。また、第１実施形態では、ショット領域１５ａに対して補正値列を生成する例について説明したが、ショット領域１５ａに対してではなく、ショット領域１５ａの一部に対して補正値列を決定してもよい。例えば、ショット領域１５ａ内の最初の計測箇所４０ａ_１〜４０ａ_３のみに対して補正値列を生成することで、ショット領域１５ａの端部におけるフォーカス精度を向上させることができる。さらに、露光装置１００は、新たな基板の走査露光を行うごとにレベリング誤差列を求めていき、当該レベリング誤差列を用いて補正値列を更新していくとよい。このように補正値列を基板の走査露光ごとに更新していくことにより、ステージ定盤や、（レーザ）干渉計を構成するミラー（バーミラー）などの経時変化（平坦度の経時変化等）をも補正することができる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態の露光装置２００について、図７を参照しながら説明する。図７は、第２実施形態の露光装置２００の構成を示す概略図である。第２実施形態の露光装置２００は、所謂、ツインステージ型の露光装置であり、露光ステーション２００ａ（形成ステーション）と、計測ステーション２００ｂと、複数の基板ステージ１６−１および１６−２とを含みうる。露光ステーション２００ａは、照明光学系１１とマスクステージ１３と投影光学系１４とを含み、基板１５の走査露光を行って基板へのパターンの形成を行う。計測ステーション２００ｂは、計測部１７を含み、基板面の高さの計測を行う。そして、複数の基板ステージ１６−１および１６−２は、露光ステーション２００ａと計測ステーション２００ｂとの間で入れ替え可能に構成されている。第２実施形態の露光装置２００の各部における構成は、第１実施形態と同様であるため、ここでは各部における構成の説明については省略する。

ここで、計測ステーション２００ｂの計測部１７における複数の計測点３０の配置について説明する。図８は、計測ステーション２００ｂの計測部１７における複数の計測点３０の配置を示す図である。第２実施形態において、複数の計測点３０は、スリット光の走査方向（Ｙ方向）への基板ステージ１６の駆動によって１つのショット領域１５ａ上における複数の計測箇所４０を計測できるように、非走査方向に沿って配置されている。しかしながら、それに限られるものではなく、例えば、非走査方向に隣り合って配置された２つ以上のショット領域における複数の計測箇所を、基板ステージ１６の走査方向への駆動によって計測できるように複数の計測点３０を配置してもよい。

このように構成された露光装置２００では、例えば、基板ステージ１６−１に搭載された基板に対して走査露光が行われている場合、次に走査露光を行う対象の基板は基板ステージ１６−２に搭載される。そして、基板ステージ１６−２に搭載された基板は、計測ステーション２００ｂの計測部１７によって基板面の高さの計測が行われる。計測ステーション２００ｂの計測部１７によって計測された基板面の高さデータは、制御部２０に記憶される。基板ステージ１６−１に搭載された基板の走査露光が終了した後、基板ステージ１６−１と基板ステージ１６−２との位置が入れ替えられ、基板ステージ１６−２に搭載された基板の走査露光が開始される。このとき、制御部２０は、記憶された基板面の高さデータに基づき、基板面の各計測箇所４０を目標高さに配置するように基板ステージ１６−２のＺ方向への駆動を制御しながら基板の走査露光を行う。しかしながら、走査露光において、基板の走査に対する基板ステージの駆動の応答性が不十分であると、基板の表面をフォーカス面に配置させることが困難になりうる。そこで、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と同様に、指令値列に従って基板ステージ１６をＺ方向に駆動した際における基板面の高さと目標高さとのレベリング誤差が補正（低減）されるように補正値列が決定される。以下に、第２実施形態の露光装置２００において、基板面の高さのレベリング誤差を補正するように基板ステージ１６を駆動するための補正値列を生成する方法について説明する。

まず、制御部２０は、計測ステーション２００ｂにおいて、計測部１７の計測点３０を図９の破線矢印で示すように基板上で移動させ、当該基板上の各ショット領域１５ａに設けられた複数の計測箇所４０における高さの計測を計測部１７に行わせる。そして、制御部２０は、計測部１７により計測された各計測箇所４０の高さ（計測値）に基づいて、各計測箇所４０が目標高さに配置されるように基板ステージ１６を駆動するための指令値列を決定する。次に、制御部２０は、決定した指令値列に従って基板ステージ１６を駆動して、複数の計測箇所４０において高さの計測を再び計測部１７に行わせる。そして、制御部２０は、計測部１７により計測された各計測箇所４０の高さと目標高さとのレベリング誤差を補正するように補正値列を生成する。そして、制御部２０は、露光ステーション２００ａにおいて当該基板を走査露光している間に、決定した補正値列によって補正された指令値列に従って基板ステージ１６のＺ方向への駆動を制御する。

上述したように、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、走査露光の際に、基板面を目標高さ（フォーカス面）に精度よく配置することができる。即ち、基板上のショット領域１５ａにマスク１２のパターンを高精度に重ね合わせることができる。また、第２実施形態の露光装置２００では、複数の基板におけるレベリング誤差列から当該複数の基板で共通に用いられる補正値列を決定してもよいし、基板ごとに補正値列を決定してもよい。ここで、第２実施形態の露光装置２００では、走査露光を行う露光ステーション２００ａと計測を行う計測ステーション２００ｂとに分かれている。そのため、ある基板における走査露光を露光ステーション２００ａで行っている間に、他の基板における基板面の高さを計測ステーション２００ｂで計測することができる。即ち、第２実施形態の露光装置２００では、基板ごとに補正値列を生成する場合であっても、スループットの低下を抑制することができる。

＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかか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リソグラフィ装置（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 (10)

1. パターンをビームで基板に形成するリソグラフィ装置であって、
   前記基板を保持して可動のステージと、
   前記基板上の計測箇所に関して前記ステージのフォーカス駆動のために得られた計測値と、当該計測値に対する補正値とに基づいて、前記ステージのフォーカス駆動を制御する制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、前記計測値に基づいて前記ステージを駆動した場合におけるフォーカス誤差を低減するように前記補正値を生成する、ことを特徴とするリソグラフィ装置。
2. 前記制御部は、複数の基板に関して得られた前記フォーカス誤差の平均値に基づいて前記補正値を生成する、ことを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記基板を走査露光するための走査方向に沿って並んだ計測箇所に関してそれぞれフォーカス計測を行う複数の計測部を含み、
   前記制御部は、前記基板上の計測箇所に関して、前記複数の計測部のうちの第１計測部の計測値に基づいて前記ステージを駆動した場合における前記複数の計測部のうちの第２計測部の計測値に基づいて前記補正値を生成する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記制御部は、生成した前記補正値を、該補正値を得るのに用いたものとは異なる基板またはショット領域に適用する、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記第１計測部は、前記計測箇所の露光に先立って前記計測箇所のフォーカス計測を行い、
   前記第２計測部は、前記計測箇所の露光に並行して前記計測箇所のフォーカス計測を行う、ことを特徴とする請求項３又は４に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記パターンの形成が行われる形成ステーションと、前記計測値を得る計測部を備えた計測ステーションと、前記形成ステーションと前記計測ステーションとの間で入れ替えが可能な複数の前記ステージとを含む、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記制御部は、前記計測ステーションにおいて前記基板上の複数の計測箇所のそれぞれに関して得られた計測値に基づいて前記フォーカス誤差を得て前記フォーカス駆動のための指令値を生成する、ことを特徴とする請求項６に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記制御部は、前記基板上の複数の計測箇所に関してそれぞれ生成された複数の前記補正値をテーブル又は関数として記憶する、ことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
9. 請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
   前記工程で前記パターンを形成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。
10. 基板を保持して可動のステージを用いて、パターンをビームで前記基板に形成するリソグラフィ方法であって、
    前記基板上の計測箇所に関して前記ステージのフォーカス駆動のために得られた計測値に基づいて前記ステージをフォーカス駆動した場合におけるフォーカス誤差を低減するように補正値を生成し、
    前記計測箇所に関して得られた計測値を前記補正値によって補正して得られた指令値に基づいて前記ステージのフォーカス駆動を制御する、
    ことを特徴とするリソグラフィ方法。

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