JP2016015470A - リソグラフィ装置、及び物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】重ね合わせ精度とスティッチング精度との両立に有利なリソグラフィ装置を提供する。【解決手段】スティッチング領域を共有する基板上の第１領域及び第２領域のそれぞれにビームを順次照射してパターンを形成するリソグラフィ装置であって、前記第１領域へのビームの照射の前における前記第２領域の第１位置情報と、該照射の後における前記第２領域の第２位置情報とのそれぞれに重みを与えて前記第２領域の位置情報を得る処理部、を有することを特徴とするリソグラフィ装置を提供する。【選択図】図５

Description

本発明は、リソグラフィ装置、及び物品の製造方法に関する。

半導体デバイス等の物品を製造するためのリソグラフィ装置として、例えば、電子線やイオン線などのビームを用いて基板にパターン形成を行うものが知られている。当該装置では、１つのショット領域を複数の領域に分割し、該分割により得られた複数の領域のそれぞれにビームを照射してパターンを形成し、かかるパターンを繋ぎ合わせることでパターンを形成するスティッチング法が知られている（特許文献１参照）。

スティッチング法では、領域間のパターンを繋ぎ合わせるスティッチング精度が重要であるため、各領域にパターンを描画する位置のずれが課題となる。そこで、特許文献１には、描画する領域どうしが重なる領域（多重描画領域）を設定し、それぞれの領域と描画パターンとの関係に基づいて描画パターンを制御することでスティッチング精度を保証する技術が開示されている。

ここで、スティッチング法において、パターンを領域に描画したときに発生した熱は、次にパターンを描画する領域に影響を及ぼしうる。このような熱による影響は、基板上に既に形成されたパターンの変化（位置、寸法及び形状のうち少なくとも１つの変化）として現れる。

一方、現行の半導体露光装置の基板アライメントには、一般に、グローバルアライメントが採用されている。グローバルアライメントは、基板上のグローバルなショット領域に設けられたアライメントマークの検出結果に対して処理（回帰式を用いた回帰演算等）を行って各ショット領域の配列（位置等）を決定する。そして、かかる配列に基づいて基板ステージを駆動して露光のため各ショット領域を位置決めするものである。

特許第４４６８７５２号

しかしながら、グローバルアライメントを行っても、上述した熱の影響に起因して、重ね合わせ精度が低下しうる。

また、基板上のローカルなショット領域に設けられたアライメントマークを検出し、かかる検出の結果に基づきかかるショット領域を位置決めするアライメント（ゾーンアライメント）も考えられる。ゾーンアライメントを行うことで、上述した熱による影響を軽減することができる。しかしながら、それだけでは不十分であることが本発明者の検討によって明らかになった。

例えば、ゾーンアライメントは、重ね合わせ精度の点では有利となる一方、スティッチング精度の点では不利となりうる。スティッチング精度が低下すると、線幅精度（ＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）精度ともいう）が低下しうる。

このように、ゾーンアライメントを行えば、重ね合わせ精度は改善しうるが、スティッチング精度は低下しうる。一方、グローバルアライメントを行えば、スティッチング精度は低下しないが、重ね合わせ精度は改善しえない。

本発明は、重ね合わせ精度とスティッチング精度との両立に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、スティッチング領域を共有する基板上の第１領域及び第２領域のそれぞれにビームを順次照射してパターンを形成するリソグラフィ装置であって、前記第１領域へのビームの照射の前における前記第２領域の第１位置情報と、該照射の後における前記第２領域の第２位置情報とのそれぞれに重みを与えて前記第２領域の位置情報を得る処理部、を有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、重ね合わせ精度とスティッチング精度との両立に有利なリソグラフィ装置を提供することができる。

本発明の一側面としての描画装置の構成を示す概略図である。 スティッチング法における熱による配列変化の影響を説明するための図である。 スティッチング法における熱による配列変化の影響を説明するための図である。 スティッチング法における熱による配列変化の影響を説明するための図である。 図１に示す描画装置における描画処理を説明するためのフローチャートである。 グローバルアライメント計測を説明するための図である。 ゾーンアライメント計測を説明するための図である。 図１に示す描画装置における描画処理を説明するためのフローチャートである。

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。

図１は、本発明の一側面としての描画装置１の構成を示す概略図である。描画装置１は、パターンを基板に形成するリソグラフィ装置である。描画装置１は、複数のビームを偏向させながら、かかるビームの照射のＯＮ／ＯＦＦを個別に制御することで、所定のパターンを基板の所定の位置に描画するマルチビーム方式の描画装置である。また、描画装置１は、描画する領域どうしが重なる領域（スティッチング領域）を共有する基板上の第１領域及び第２領域のそれぞれにビームを順次照射してパターンを形成するスティッチング法を採用する。

ここで、ビームは、本実施形態では、電子線であるが、イオン線などの他の荷電粒子線であってもよい。また、描画装置１は、光ビーム（レーザービーム）を音響光学素子によって回折させる（制御する）ことで描画を行う光ビーム描画装置であってもよい。

描画装置１は、図１に示すように、電子銃２と、電子銃２のクロスオーバ３から発散された電子線を複数の電子線に分割、偏向及び結像する光学系４と、基板７を保持する基板ステージ５とを有する。また、描画装置１は、描画装置１の全体（即ち、各構成要素の動作など）を制御する制御部６と、検出部２０と、設定部（コンソール）４０と、アライメント系５０とを有する。以下では、基板に対する電子線の照射方向にＺ軸を採用し、Ｚ軸に垂直な平面内で互いに直交する方向にＸ軸及びＹ軸を採用する。

なお、大気雰囲気では電子線が急激に減衰するために、更には、高電圧による放電を防止するために、制御部６及び設定部４０を除く描画装置１の構成要素は、真空排気系によって内部圧力が調整された空間に配置される。例えば、電子銃２及び光学系４は、高い真空度に維持された電子光学鏡筒内に配置され、基板ステージ５は、電子光学鏡筒内よりも低い真空度に維持されたチャンバ内に配置される。また、基板７は、例えば、単結晶シリコンからなるウエハであり、その表面には、感光性のレジストが塗布されている。

電子銃２は、熱や電界の印加によって電子線を放出し、図１では、クロスオーバ３から発散された電子線（の軌道）２ａを点線で示している。光学系４は、電子銃側から順に、コリメーターレンズ１０、アパーチャアレイ１１、第１静電レンズアレイ１２、ブランキング偏向器アレイ１３、ブランキングアパーチャアレイ１４、偏向器アレイ１５及び第２静電レンズアレイ１６を含む。また、光学系４は、ブランキングアパーチャアレイ１４の下流側に、第３静電レンズアレイ１７を含んでいてもよい。

コリメーターレンズ１０は、電磁レンズで構成され、クロスオーバ３から発散された電子線を略平行にする。アパーチャアレイ１１は、マトリクス状に配列された複数の円形状の開口を有し、コリメーターレンズ１０からの電子線を複数の電子線に分割する。第１静電レンズアレイ１２は、円形状の開口を有する３枚の電極板で構成され、ブランキングアパーチャアレイ１４に対して、電子線を結像する。

ブランキング偏向器アレイ１３及びブランキングアパーチャアレイ１４は、マトリクス状に配置され、各電子線の照射のＯＮ（非ブランキング）／ＯＦＦ（ブランキング）動作を制御する。偏向器アレイ（偏向器）１５は、基板ステージ５に保持された基板７の上の像をＸ軸方向に偏向する。第２静電レンズアレイ１６は、ブランキングアパーチャアレイ１４を通過した電子線を基板７の上に結像する。また、第２静電レンズアレイ１６は、基板ステージ５に配置された検出部２０に対して、クロスオーバ３の像を結像する。

基板ステージ５は、６軸駆動が可能な構成を有し、基板７を、例えば、静電吸着によって保持しながら、少なくともＸ軸方向及びＹ軸方向の２軸方向に移動する。基板ステージ５の位置は、干渉計（レーザー測長器）などによって実時間で計測される。かかる干渉計の分解能（即ち、基板ステージ５の駆動精度）は、例えば、０．１ｎｍ程度である。

基板ステージ５には、基板７に照射される電子線の特性を検出するための検出部２０が配置されている。検出部２０の出力信号（電気信号）は、電子線の特性（の変化）の検出に用いられる。ここで、電子線の特性とは、電子線の位置、形状、強度（強度分布）などを含む。検出部２０は、当業界で周知のいかなる構成をも適用可能であるが、例えば、スリットを利用して、上述したような電子線の特性を検出する。

制御部６は、描画装置１の描画処理に関わる各構成要素の動作を制御するために、主制御部３０と、レンズ制御部（不図示）と、ブランキング制御部３１と、偏向制御部３２と、検出制御部３３と、ステージ制御部３４とを含む。主制御部３０は、レンズ制御部、ブランキング制御部３１、偏向制御部３２、検出制御部３３及びステージ制御部３４を統括する。

レンズ制御部は、コリメーターレンズ１０、第１静電レンズアレイ１２、第２静電レンズアレイ１６及び第３静電レンズアレイ１７のそれぞれの動作を制御する。ブランキング制御部３１は、描画パターン生成部、ビットマップ変換部及びブランキング指令生成部によって生成されるブランキング信号に基づいて、ブランキング偏向器アレイ１３の動作を制御する。ここで、描画パターン生成回路は、描画パターンを生成し、かかる描画パターンは、ビットマップ変換部によってビットマップデータに変換される。ブランキング指令生成部は、ビットマップデータに基づいて、ブランキング信号を生成する。偏向制御部３２は、偏向信号生成部によって生成される偏向信号に基づいて、偏向器アレイ１５の動作を制御する。

検出制御部３３は、検出部２０の出力信号に基づいて電子線の照射の有無を判定し、かかる判定結果を主制御部３０に入力する。また、検出制御部３３は、主制御部３０を介してステージ制御部３４や偏向制御部３２と協同することで、基板７に照射される電子線の特性（電子線の位置、形状、強度）を求める。具体的には、検出制御部３３は、検出部２０の出力信号、ステージ制御部３４からの基板ステージ５の位置情報、及び、偏向制御部３２からの電子線の偏向量（偏向幅）に基づいて、電子線の特性を求める。

ステージ制御部３４は、主制御部３０からの指令に基づいて、基板ステージ５の目標位置を求め、基板ステージ５が目標位置に位置するように基板ステージ５の移動を制御する。基板ステージ５の移動の制御には、干渉計によって計測された基板ステージ５の位置（干渉計による計測データ）が用いられる。

ステージ制御部３４は、パターンの描画中、基板ステージ５（基板７）をＹ軸方向に連続的に走査（スキャン）する。この際、偏向器アレイ１５は、干渉計によって計測された基板ステージ５の位置を基準として、基板７に照射される電子線をＸ軸方向に偏向させる。また、ブランキング偏向器アレイ１３は、基板上で目標線量（目標とする照射量）が得られるように、電子線の照射のＯＮ／ＯＦＦを行う。

アライメント系５０は、基板上のマークを検出する検出部である。アライメント系５０は、例えば、グローバルアライメント、ゾーンアライメント、ダイバイダイアライメントなどに用いられ、基板上の複数の領域のそれぞれに設けられたアライメントマークを検出する。かかるアライメントマークは、基板上の実素子領域に描画されるパターンと同時に基板上のスクライブラインに描画される。また、アライメント系５０は、スクライブラインに描画されるアライメントマークの代わりに、実素子領域に描画されたパターンの一部などをアライメントマークとして検出することも可能である。

主制御部３０は、上述したように、レンズ制御部、ブランキング制御部３１、偏向制御部３２、検出制御部３３及びステージ制御部３４を統括し、描画装置１の全体（動作）を制御する機能を有する。また、主制御部３０は、後述するように、基板７のアライメントにおいて、パターンを形成する位置（描画位置）を決定する。この際、主制御部３０は、基板上の第１領域へのビームの照射の前における基板上の第２領域の第１位置情報と、第１領域へのビームの照射後における第２領域の第２位置情報とのそれぞれに重みを与えて第２領域の位置情報を得る処理部として機能する。なお、上述したように、基板上の第１領域と第２領域とは、スティッチング領域を共有する領域である。

ここで、図２（ａ）、図２（ｂ）、図３（ａ）、図３（ｂ）及び図４を参照して、スティッチング法において、基板上の領域にパターン（部分パターン）を描画したときの熱による配列変化の影響について詳細に説明する。図２（ａ）、図２（ｂ）、図３（ａ）、図３（ｂ）及び図４では、基板上の第１領域及び第２領域のそれぞれに既に形成された第１部分パターンＺ１１及びＺ１２を四角形で表現している。また、これから第１領域及び第２領域のそれぞれに描画する第２部分パターンＺ２１及びＺ２２を三角形で表現している。但し、これらの形状は、実際に描画する部分パターンの形状を表すものではない。また、理解を容易にするために、第１部分パターンＺ１１と第１部分パターンＺ１２とを離して図示しているが、実際には、第１部分パターンＺ１１と第１部分パターンＺ１２とは隣接しており、スティッチングによって連続的なパターンを形成する。第２部分パターンＺ２１と第２部分パターンＺ２２についても同様である。

図２（ａ）は、基板上の隣接する第１領域及び第２領域のそれぞれに第１部分パターンＺ１１と第１部分パターンＺ１２を描画した状態であって、第１部分パターンＺ１１と第１部分パターンＺ１２とが正しく隣接している理想状態を示している。図２（ｂ）は、第１部分パターンＺ１１に対して第２部分パターンＺ２１を重ね合わせて描画し、第２部分パターンＺ１２に対して第２部分パターンＺ２２を重ね合わせて描画した状態を示している。ここで、第２部分パターンＺ２１を描画してから第２部分パターンＺ２２を描画するまでの間にゾーンアライメントが行われたとする。この際、第２部分パターンＺ２１を描画したときの熱による影響がなく、且つ、第１部分パターンＺ１２の位置にずれ（描画位置のずれ）がない状態であれば、図２（ｂ）に示す理想状態となる。換言すれば、第１部分パターンＺ１１及びＺ１２のそれぞれに対して第２部分パターンＺ２１及びＺ２２が正しく重ね合わされて描画される。

但し、実際には、第１部分パターンＺ１１に対して第２部分パターンＺ２１を重ね合わせて描画したときの熱の影響によって配列変化が生じ、図３（ａ）に示すように、第１部分パターンＺ１２の位置が変化してしまう（第１部分パターンＺ１２が回転している）。第２部分パターンＺ２１を描画してから第２部分パターンＺ２２を描画するまでの間にゾーンアライメントを行うことで、図３（ｂ）に示すように、第１部分パターンＺ１２に対して第２部分パターンＺ２２を正しく重ね合わせて描画することができる。一方、図３（ｂ）では、第２部分パターンＺ２１と第２部分パターンＺ２２とが連続的なパターンとならず（即ち、ずれたパターンとなり）、スティッチング精度（線幅（ＣＤ）精度）が低下してしまう。

また、第２部分パターンＺ２１を描画してから第２部分パターンＺ２２を描画するまでの間にゾーンアライメントを行わない（又はゾーンアライメントの結果を反映しない）で第２部分パターンＺ２２を描画すると、図４に示す状態となる。図４では、第２部分パターンＺ２１と第２部分パターンＺ２２とが連続的なパターンとなるため、スティッチング精度は低下しない。一方、第１部分パターンＺ１２に対して第２部分パターンＺ２２を正しく重ね合わせて描画することができず、重ね合わせ精度が低下してしまう。

このように、スティッチング法では、基板上の領域にパターンを描画したときの熱による配列変化の影響によって、重ね合わせ精度とスティッチング精度の両方を最適な状態とすることが困難である。換言すれば、重ね合わせ精度とスティッチング精度とは、相反する関係であるため、それらを両立させることは困難である。

また、パターンの形成に要求される重ね合わせ精度及びスティッチング精度は、半導体デバイスやその製造工程に応じて異なる。従って、それぞれの精度を個別に補正すると、ユーザが求める結果とは異なる結果となる（即ち、パターンの形成に要求される重ね合わせ精度及びスティッチング精度を満たすことができない）可能性がある。

そこで、本実施形態の描画装置１では、重ね合わせ精度を優先するのか、スティッチング精度を優先するのか、或いは、重ね合わせ精度もスティッチング精度も同程度にするのか、などをユーザが任意に入力（制御）することができるようにしている。具体的には、ユーザの入力に応じて、重ね合わせ精度とスティッチング精度の優先順位を表す順位パラメータの値や重ね合わせとスティッチングとのそれぞれに与える重みを表す重み付けパラメータの値を設定する設定部４０を描画装置１が有している。描画装置１では、設定部４０によって設定された順位パラメータや重み付けパラメータの値に応じて描画を行うことで、ユーザが求める結果、即ち、パターンの形成に要求される重ね合わせ精度及びスティッチング精度を保証している。

図５を参照して、描画装置１におけるスティッチング法による描画処理について説明する。かかる描画処理は、上述したように、制御部６、特に、主制御部３０が描画装置１の各部を統括的に制御することで行われる。また、ここでは、基板上の１つのショット領域を複数の分割領域に分割し、かかる分割領域に部分パターンを描画するものとする。

Ｓ５０２では、基板７を描画装置１の外部から描画装置１に搬入し、かかる基板７を基板ステージ５に保持させる。描画装置１に搬入される基板７には、パターンを描画するために必要なレジストが予め塗布されている。また、描画装置１に搬入される基板７には、下地のパターン（回路パターン）及びアライメントマークが既に形成されている。

Ｓ５０４では、基板上のショット領域の配列（位置）を求めるために、グローバルアライメント計測を行う。グローバルアライメント計測では、まず、図６に示すように、基板７の複数のショット領域ＳＲのうちグローバルなサンプルショット領域（特定のサンプル領域）ＳＳに設けられたアライメントマークＡＭをアライメント系５０で検出する。そして、アライメント系５０の検出結果に対して処理（回帰式を用いた回帰演算等）を行うことで基板上の各ショット領域ＳＲの配列を求める。アライメントマークＡＭは、例えば、スクライブラインＳＬに形成されたＸ計測用アライメントマークＡＭＸ及びＹ計測用アライメントマークＡＭＹを含む。グローバルアライメント計測の利点は、基板上の全てのショット領域ＳＲの位置を短時間で求めることが可能であること、及び、アライメントマークＡＭの形状誤差によるエラーの影響が小さいことである。但し、グローバルアライメント計測には、ショット領域ごとに位置ずれ（描画位置のずれ）があるような場合には、重ね合わせ精度が低下するという欠点もある。

Ｓ５０６では、基板上の複数の分割領域のうち部分パターンの描画の対象となる対象分割領域（第２領域）について、部分パターンを形成するための第１位置情報を求める。第１位置情報は、基板上の対象分割領域に隣接する領域（第１領域）へのビームの照射の前における対象分割領域の位置であって、スティッチング精度を優先する描画位置である。また、第１位置情報は、基板上の対象分割領域に隣接する領域へのビームの照射の前における対象分割領域の並進、回転、形状及び寸法のうち少なくとも１つに関する情報を含む。第１位置情報は、Ｓ５０４におけるグローバルアライメント計測で求められた基板上のショット領域の配列から求めることが可能である。また、第１位置情報は、対象分割領域に下地のパターンを形成する際に行われたゾーンアライメント計測やダイバイダイアライメント計測の結果から求めてもよい。この際には、例えば、下地のパターンを描画したときの描画情報が用いられる。描画情報は、例えば、制御部６のメモリなどの記憶部に記憶され、下地のパターンを描画したときに基板７に照射した電子線の積算照射量、描画時のシフト、倍率、回転などの線形補正量と基板ステージ５の位置などを含む。このように、第１位置情報は、グローバルアライメント、ゾーンアライメント及びダイバイダイアライメントのうちいずれかに関する手順に基づいて得られる。なお、ゾーンアライメント計測とは、基板上のローカルなショット領域に設けられたアライメントマークをアライメント系５０で検出するものである。例えば、アライメント系５０は、図７（ａ）や図７（ｂ）に示すように、対象分割領域及び対象分割領域とグループ化された対象分割領域の周りの領域を含むゾーンＺＮに設けられたアライメントマークを検出する。なお、ゾーンＺＮは、次の対象分割領域の位置に応じて任意の形状に決定され、図７（ａ）や図７（ｂ）に示す形状に限定されるものではない。一方、ダイバイダイアライメント計測とは、対象分割領域に設けられたアライメントマークをアライメント系５０で検出するものである。

Ｓ５０８では、対象分割領域について、対象分割領域について、対象分割領域に既に形成されたアライメントマークをアライメント系５０で検出し、その検出結果に基づいて、部分パターンを形成するための第２位置情報を求める。第２位置情報は、基板上の対象分割領域に隣接する領域（第１領域）へのビームの照射の後における対象分割領域の位置であって、重ね合わせ精度を優先する描画位置である。また、第２位置情報は、第１位置情報と同様に、基板上の対象分割領域に隣接する領域へのビームの照射の後における対象分割領域の並進、回転、形状及び寸法のうち少なくとも１つに関する情報を含む。第１位置情報は、ゾーンアライメント計測やダイバイダイアライメント計測を用いて求められる。ゾーンアライメント計測やダイバイダイアライメント計測によって、直前の描画の熱による配列変化を計測することができ、第２位置情報に基づいて描画を行うことで重ね合わせ精度の低下を防止することができる。

Ｓ５１０では、設定部４０によって設定された順位パラメータの値及び重み付けパラメータの値を取得し、その値に対応して第１位置情報及び第２位置情報のそれぞれに与える重み（重み付け）を決定する。順位パラメータは、重ね合わせ精度を優先するのか、スティッチング精度を優先するのかを表す変数を含む。例えば、順位パラメータの変数が「１」である場合にはスティッチング精度を優先し、第１位置情報に与える重みを「１」、第２位置情報に与える重み付けを「０」とする。また、順位パラメータの変数が「０」である場合には重ね合わせ精度を優先し、第１位置情報に与える重みを「０」、第２位置情報に与える重みを「１」とする。一方、重み付けパラメータは、第１位置情報に与える重みを表す第１変数（第１重み）と第２位置情報に与える重みを表す第２変数（第２重み）とを含む。なお、重み付けパラメータの第１変数及び第２変数のそれぞれは０以上１以下の実数であり、第１変数と第２変数との和は１である。従って、第１変数が「１」、第２変数が「０」である場合にはスティッチング精度を優先し、第１変数が「０」、第２変数が「１」である場合には重ね合わせ精度を優先することになる。また、それ以外の場合、例えば、第１変数が「０．３」、第２変数が「０．７」である場合には、スティッチング精度及び重ね合わせ精度のそれぞれが３：７の割合で考慮されることになる。

Ｓ５１２では、対象分割領域について、部分パターンを形成する位置を決定する。具体的には、Ｓ５０６で求めた第１位置情報及びＳ５０８で求めた第２位置情報のそれぞれにＳ５１０で決定した重みを与え、重みが与えられた第１位置情報及び第２位置情報に基づいて部分パターンを形成する位置を決定する。

Ｓ５１４では、Ｓ５１２で決定した位置に基づいて、対象分割領域に部分パターンを描画する。Ｓ５１６では、Ｓ５１４で部分分割領域に部分パターンを描画したときの描画情報（基板７に照射した電子線の積算照射量、描画時のシフト、倍率、回転などの線形補正量と基板ステージ５の位置など）を、例えば、制御部６のメモリなどの記憶部に記憶する。Ｓ５１６で記憶された描画情報は、第１位置情報を求める（Ｓ５０６）ときに、必要に応じて用いられる。

Ｓ５１８では、基板上の全ての分割領域に部分パターンを描画したかどうかを判定する。基板上の全ての分割領域に部分パターンを描画していない場合には、Ｓ５０６に移行して、部分パターンが描画されていない分割領域を対象分割領域として、部分パターンを形成するための第１位置情報を求める。また、基板上の全ての分割領域に部分パターンを描画している場合には、Ｓ５２０に移行して、かかる基板７を描画装置１の外部に搬出する。

このように、描画装置１では、重ね合わせ精度とスティッチング精度との間の優先度を決定するパラメータを基板又はそのロットごとに設定することが可能である。従って、描画装置１は、パターンの形成に要求される重ね合わせ精度及びスティッチング精度の両立に有利なリソグラフィ装置を実現することができる。

本実施形態では、描画装置１がマルチビーム方式である場合を例に説明したが、描画装置１がシングルビーム方式である場合であっても同様な効果を得ることができる。また、重ね合わせ精度とスティッチング精度との間の優先度を決定するパラメータは、本実施形態では、１つの基板で固定しているが、１つの基板又はロット内で固定していなくてもよい（即ち、基板又はロット内で変動させてもよい）。

また、描画装置１では、基板上の領域にパターンを描画したときの熱による配列変化の影響に起因して、グローバルアライメント計測の結果とゾーンアライメント計測又はダイバイダイアライメント計測の結果とが異なる場合を対象としている。グローバルアライメント計測の結果とゾーンアライメント計測又はダイバイダイアライメント計測の結果とが異なる要因は、熱による描画対象領域の配列変化を含めて、例えば、以下の３つのものがある。なお、当該配列変化は、当該領域の並進、回転、形状及び寸法のうち少なくとも１つに関する変化としうる。
要因１： 前工程と今工程との間での基板ステージによる理想格子配列（ＸＹ座標）のずれ（パターン形成対象の２つのレイヤの間での基板ステージの位置決め誤差の相違）
要因２： パターンの描画に起因する熱の影響による配列変化
要因３： アライメントマークの非対称性
要因２と要因１及び要因３との違いは、基板を描画することで発生するかどうかである。要因２では、パターンを描画したときの熱の影響で基板の一部が局所的に歪んで配列変化が発生する。従って、パターンを描画せずに基板上のアライメントマークを検出した結果から、要因２と要因１又は要因３とを区別することができる。例えば、パターンを描画せずに基板上のアライメントマークを検出し、その格子配列が描画後の格子配列と異なるならば、要因２であると判断することができる。

要因１と要因３とでは、描画後の格子配列が同じであるため、別の方法で判断する必要がある。例えば、基板を９０度又は１８０度回転させてアライメントマークを検出すればよい。要因３では、アライメントマークの形状が非対称であるため、その影響で格子配列の誤差の要因となる。従って、基板を回転した場合、格子配列の誤差も回転するため、要因１と要因３とを区別することができる。なお、アライメントマークの形状の非対称性の分布が基板の中心で極座標的に対称である場合には、基板を回転させても要因１と要因３とを区別することはできない。但し、実際には、アライメントマークの形状の非対称性の分布が基板の中心で極座標的に対称になることは殆どないため、基板を回転させることが要因１と要因３とを区別するのに有効である。

また、実際には、上述した３つの要因は同時に発生する。従って、パターンを描画したときの熱による配列変化（要因２）と、グローバルアライメント計測の結果とゾーンアライメント計測又はダイバイダイアライメント計測の結果とが異なる分を区別する必要がある。そこで、要因１と要因３とを区別する上述した方法によって、グローバルアライメント計測の結果とゾーンアライメント計測又はダイバイダイアライメント計測の結果との間での異なる値を定量的に求めてテーブルとして保存しておく。そして、かかるテーブルを実際の描画時に用いることで、上述した３つの要因が同時に発生した場合にも対応することができる。即ち、重ね合わせ誤差への要因１及び要因３の影響は軽減することができる。

なお、描画装置１におけるスティッチング法による描画処理は図５に示す処理に限定されるものではなく、例えば、図８に示す処理に置換することもできる。図８に示す処理は、図５に示す処理と比較して、Ｓ５０２乃至Ｓ５２０については同様であるが、Ｓ５０６とＳ５０８との間で、新たな処理（Ｓ５２２及びＳ５２４）を行う。以下、Ｓ５２２及びＳ５２４での処理について説明する。ここで、Ｓ５０２では、基板７を基板ステージ５に保持させるが、かかる基板ステージ５による基板７の保持は、上述したように、静電吸着（静電力又は静電引き付け）によってなされる。

Ｓ５２２では、設定部４０によって設定された順位パラメータの値及び重み付けパラメータの値を参照し、重ね合わせ精度をスティッチング精度よりも優先するかどうかを判定する。例えば、重み付けパラメータにおいて、第２位置情報に与える重みを表す第２変数（第２重み）が第１位置情報に与える重みを表す第１変数（第１重み）よりも大きいかどうかを判定する。重ね合わせ精度を優先しない、即ち、スティッチング精度を優先する場合には、Ｓ５０８に移行する。一方、重ね合わせ精度を優先する場合には、Ｓ５２４に移行する。

Ｓ５２４では、基板ステージ５による基板７の保持（引き付け）の解除を行い、かかる解除の後に基板ステージ５による基板７の保持（引き付け）を再開する。このように、第２位置情報を求める（Ｓ５０８）前に、基板ステージ７による基板７の保持を一度解除して、パターンを描画したときの熱（露光熱）によって基板７に溜まったストレスを開放する。これにより、露光熱による基板７の熱変形力と基板７に対する保持力（摩擦力）との力関係に起因する基板７の非線形な変形を緩和することができる。

描画装置１は、スティッチング法で基板に重ね合わせ描画を行うのに有利であるため、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。物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に描画装置１を用いてパターンを形成する工程（基板に描画を行う工程）と、かかる工程でパターンを形成された基板を処理（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）を含みうる。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及び変更が可能である。例えば、本発明は、リソグラフィ装置を描画装置に限定するものではなく、露光装置にも適用することができる。ここで、露光装置は、光や荷電粒子等のビームを用い、レチクル又はマスク及び投影光学系を介して基板を露光するリソグラフィ装置である。また、本発明は、基板上の複数の分割領域を基板の複数のショット領域のそれぞれとして適用することができる。

１：描画装置 ６：制御部 ３０：主制御部 ５０：アライメント系

Claims (12)

1. スティッチング領域を共有する基板上の第１領域及び第２領域のそれぞれにビームを順次照射してパターンを形成するリソグラフィ装置であって、
   前記第１領域へのビームの照射の前における前記第２領域の第１位置情報と、該照射の後における前記第２領域の第２位置情報とのそれぞれに重みを与えて前記第２領域の位置情報を得る処理部、
   を有することを特徴とするリソグラフィ装置。
2. 前記基板上のマークを検出する検出部を有し、
   前記第１位置情報及び前記第２位置情報は、前記検出部の出力に基づいて得る、
   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. 前記第１位置情報と前記第２位置情報とのそれぞれに与える重みを入力に応じて設定する設定部を有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. 前記設定部は、前記第１位置情報に与える第１重みと前記第２位置情報に与える第２重みとを設定することを特徴とする請求項３に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記第１重み及び前記第２重みのそれぞれは０以上１以下の実数であり、前記第１重みと前記第２重みとの和は１であることを特徴とする請求項４に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記処理部は、グローバルアライメント、ゾーンアライメント及びダイバイダイアライメントのうちいずれかに関する手順に基づいて前記第１位置情報を得ることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記処理部は、ゾーンアライメント又はダイバイダイアライメントに関する手順に基づいて前記第２位置情報を得ることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記第１位置情報及び前記第２位置情報のそれぞれは、前記第２領域の並進、回転、形状及び寸法のうち少なくとも１つに関する情報を含む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. 前記設定部は、スティッチング精度及び重ね合わせ精度の少なくとも一方の入力に応じて前記第１重み及び前記第２重みを設定することを特徴とする請求項４に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記ビームは、荷電粒子線であることを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記基板を保持するステージを有し、
    前記処理部は、前記第１位置情報に与える第１重みより前記第２位置情報に与える第２重みが大きい場合、前記第２位置情報を得る前に、前記ステージによる前記基板の保持の解除と、該解除の後の前記ステージによる前記基板の保持とを行うことを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
12. 請求項１乃至１１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処理する工程と、
    を含むことを特徴とする物品の製造方法。

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