JP2016206654A - 露光装置および露光方法、ならびに物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フォーカシング精度およびスループットの点で有利な露光装置を提供する。【解決手段】基板上の複数の露光領域を露光する露光方法であって、前記基板の基準の高さを示す第１基準情報を取得する工程（Ｓ１０４）と、前記複数の露光領域のうち一部の露光領域の高さを計測する工程と、前記計測する工程で計測された結果に基づいて、前記基板の、仮の高さを示す仮高さ情報を取得する工程と、前記第１基準情報と前記仮高さ情報との差、および、前記複数の露光領域のうちの１つの露光領域の基準の高さを示す第２基準情報、に基づいて前記基板を移動させた後に、前記１つの露光領域を露光する工程と、を含む。【選択図】図４

Description

本発明は、露光装置および露光方法、ならびに物品の製造方法に関する。

半導体デバイスなどを製造する際に、原版（レチクルなど）に形成されているパターンを、投影光学系を介して基板（表面にレジスト層が形成されたウエハなど）に転写する投影露光装置が用いられている。主な投影露光装置としては、ステップアンドリピート方式の縮小投影露光装置（ステッパ）やステップアンドスキャン方式の走査型投影露光装置（スキャナ）がある。例えば、ステッパは、原版のパターンを縮小して、縮小したパターンを基板上の複数の露光領域（ショット領域）にそれぞれ投影する。しかしながら、基板が傾斜していたり、基板の厚みが一様でなかったりすると、ショット領域のＺ軸方向（投影光学系の光軸方向）の位置（高さ）と露光焦点とのずれ（デフォーカス）が生じる。デフォーカスに起因する露光不良を防ぐためには、ショット領域毎にフォーカス駆動を行う必要があるが、フォーカス駆動に要する時間が長くなるとスループットが低下してしまう。

そこで、特許文献１は、フォーカス駆動の時間を短縮する露光方法を開示している。特許文献１の露光方法は、サンプルショット領域のアライメントマークを計測する際にショット領域の高さも計測し、露光ショット領域間のＸ−Ｙ移動と同時に、計測された値に基づいてアライメント調整と同時に基板の高さを調整する。また、特許文献２は、グローバルレベリングとチップレベリングとを分割して行い、次ショット領域のチップレベリング前に前ショット領域のレベリング補正量に応じて基板の高さを調整してグローバルレベリング後の姿勢に戻す露光方法を開示している。そして、特許文献３は、２枚目の基板の複数のショット領域のそれぞれに対するフォーカス調整の補正値を算出する露光方法を開示している。特許文献３の露光方法において、フォーカス調整の補正値は、１枚目の基板の複数のショット領域のそれぞれで計測された高さの計測値と、１枚目と２枚目の基板の所定（単一）のショット領域で計測された高さ計測値の差とを用いて、算出される。

特開２００１−９３８１３号公報 特開平８−２２７８５４号公報 特開２０１４−９９５６２号公報

しかしながら、特許文献１の露光方法では、各ショット領域の高さの計測精度を高めようとすると、アライメント工程におけるサンプルショット領域数を増やす必要があり、計測時間が長くなってスループットが低下する。また、特許文献２の露光方法では、基板面の凹凸が大きいと、ショット領域ごとにグローバルレベリング後の姿勢に戻すための駆動量が増加し、スループットの低下が起きる可能性がある。一方、特許文献３の露光方法では、１枚目と２枚目の基板の所定のショット領域における高さ計測値の差を用いて補正値を算出するため、基板面の凹凸や傾斜によりショット領域によっては補正誤差が大きくなってしまう恐れがある。

本発明は、例えば、フォーカシング精度およびスループットの点で有利な露光装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、基板上の複数の露光領域を露光する露光方法であって、基板の基準の高さを示す第１基準情報を取得する工程と、複数の露光領域のうち一部の露光領域の高さを計測する工程と、計測する工程で計測された結果に基づいて、基板の、仮の高さを示す仮高さ情報を取得する工程と、第１基準情報と仮高さ情報との差、および、複数の露光領域のうちの１つの露光領域の基準の高さを示す第２基準情報、に基づいて基板を移動させた後に、１つの露光領域を露光する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、フォーカシング精度およびスループットの点で有利な露光装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る縮小投影露光装置の構成を示す概略図である。 露光位置計測点の配置を示す図である。 コンソール部の各種設定画面を示す図である 処理工程全体のシーケンスを示すフローチャートである。 露光工程の流れを示すフローチャートである。 記憶部が記憶する内容を示す図である。 図６の記憶内容の詳細を示す図である。 アライメント計測におけるサンプルショットの一例を示す図である。 近似面情報の差分を算出する工程の流れを示すフローチャートである。 予測露光位置算出工程の流れを示すフローチャートである。 基準露光位置と実際の露光位置とを比較するグラフである。 予測露光位置と実際の露光位置とを比較するグラフである。 ロット先頭の基板の露光順番を示す図である。 図１３のショット領域Ｓ２と計測点の配置関係を示す図である。 ロット２枚目以降の基板の露光順番を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。本発明は、多数のショットに順次フォーカス駆動を行う装置および順次露光を行う装置等（走査型投影露光装置、位置決め装置など）に適用可能であり、以下、縮小投影露光装置（ステッパ）の例を用いて説明する。

図１は、本実施形態に係る縮小投影露光装置の構成を示す概略図である。縮小投影露光装置は、縮小投影レンズ系１と、照明光学系と、検出光学系と、基板ステージ３と、を含む。縮小投影レンズ系１は、不図示のレチクルの回路パターンを縮小して投影し、その焦点面に回路パターン像を形成する。縮小投影レンズ系１の光軸ＡＸは、図中のＺ軸方向（基板２の面に垂直な方向）と平行な関係にある。

照明光学系は、照明用光源４と、照明用レンズ５と、マスク６と、結像レンズ７と、折り曲げミラー８と、を含む。照明用光源４は、例えば、発光ダイオードや半導体レーザである。マスク６は、複数個のピンホールを有する。照明用光源４から射出した光は、照明用レンズ５を経て平行な光束となり、マスク６を経て複数個の光束となり、結像レンズ７を経て折り曲げミラー８に入射し、折り曲げミラー８で方向を変えられた後、基板２の表面に入射する。このとき、基板２上（基板上）にはマスク６が有する複数個のピンホールの像が形成される。

検出光学系（計測部）は、折り曲げミラー９と、検出レンズ１０と、位置検出素子１１と、を含む。図２は、基板２上の露光領域１００における露光位置計測点の配置を示す図である。マスク６が有する複数個のピンホールを、５個で１組のピンホールとすると、ピンホールを通過した光束は、露光領域１００の中央部を含む５箇所の計測点２１〜２５を照射し、各々の箇所で反射される。中央部の計測点２１は、その他計測点からＸ軸方向にスパンＸかつＹ軸方向にスパンＹ離れた位置に配置される。反射した光束は、折り曲げミラー９により方向を変えられた後、検出レンズ１０を介して、ＣＣＤ等の素子を２次元的に配置した位置検出素子１１上に入射する。すなわち、マスク６、基板２および位置検出素子１１は、互いに光学的に共役な位置にある。なお、光学配置上困難な場合には、位置検出素子１１を各ピンホールに対応して複数個配置してもよい。位置検出素子１１は、受光面において、複数個のピンホールを介した複数の光束の入射位置をそれぞれ独立に検知し得る。縮小投影レンズ系１に対する基板２の光軸ＡＸ方向の位置および傾きは、位置検出素子１１上における複数の光束の入射位置のずれとして検出できる。

基板ステージ３は、基板２を吸着保持し、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向および各軸周りの回転方向（Ｑｘ、ＱｙおよびＱｚ）に可動である。ここで、基板２の面に沿う（例えば、平行な）面をＸＹ平面とし、それに垂直な方向（光軸ＡＸ方向）をＺ軸方向とする。基板ステージ３（基板２）の高さとは、Ｚ軸方向の位置座標のことを指す。また、各回転方向Ｑｘ、ＱｙおよびＱｚの大きさ（ｒａｄ）は、基板ステージ３の傾きの程度を表す。基板ステージ３の移動は、ステージ駆動部１２により行われ、基板ステージ３の移動により、基板２の位置および傾きを調整できる。ここで、基板２は、表面に感光材が塗布された被処理基板であり、多数個の露光領域（ショット領域）が配列してある。

検出光学系により検出された基板２のＺ軸方向の位置、Ｘ軸およびＹ軸に対する傾きは、位置検出素子１１からの出力信号（計測結果）として面位置検出部１４を介して制御部１３へ入力される。制御部（作成部）１３は、入力された信号（計測値）に基づいて、所定の指令信号（駆動指令）を作成し、ステージ駆動部１２に送る。ステージ駆動部１２は、受け取った指令信号に応答し、基板ステージ３をサーボ駆動して基板２の高さおよび傾きを調整する。基板２のＸ軸／Ｙ軸方向の位置およびＺ軸に対する傾きは、基板ステージ３上に設けた基準ミラー１５とレーザ干渉計１７とを用いて計測される。同様にしてステージ駆動部１２は、基板２のＸＹ平面上の位置および傾きを調整する。

記憶部１８は、基板の位置や露光位置の記憶を行う。また、以下で記憶すると記載した各値については、すべて記憶部１８またはその代替装置に記憶されるものとする。コンソール部１９は、パラメータ設定を行う。なお、本実施形態に係る縮小投影露光装置がコンソール部１９に示すようなユーザインターフェースを備えていない場合には、制御部１３は、各パラメータを固定値として実行することも可能である。なお、本発明は、後述する機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を露光装置に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。

図３は、コンソール部１９における各種設定画面を示す図である。パラメータ９１は、基板の高さに関する値の算出方法を決定するためのパラメータである。パラメータ９２は、２枚目以降の基板の処理の際に基準となる情報と、基準となる露光位置の算出方法とを決定するためのパラメータである。閾値９３および閾値９４（所定の閾値）は、予測露光位置（予測の位置を示す予測位置）への駆動を実施するか否かを判断するための基準となる基板の高さと傾きの閾値である。閾値９５および９６は、予測露光位置におけるフォーカス計測値のＺ軸方向の位置および傾きの誤差の許容範囲を決める閾値である。予測露光位置は、露光対象の基板の高さ方向の予測位置を示す。

図４は、本実施形態に係る縮小投影露光装置により基板の複数のショット領域を順次露光する処理工程全体のシーケンスを示すフローチャートである。はじめに、ロットの先頭の基板（基板処理枚数が１）を処理対象とする場合のシーケンスについて説明する。なお、ロット内での基板の厚さのばらつきは最大で２０μｍ程度であり、（ＳＥＭＩ規格）基板の厚みの差が２０μｍ以下であれば同ロットとみなせる。そして、下記シーケンスはロット単位で行うことを想定している。例えば、同一のロットに属する基板には、同じパターンが形成され、かつ露光後には同一の条件で各種処理（熱処理、エッチング等）が施されうる。まず、不図示の基板搬入装置により基板２を基板ステージ３まで搬入する（Ｓ１０１）。Ｓ１０２では、基板処理枚数が１より多いか否かが判断される。ロットの先頭の基板であるから、Ｎｏと判断され、Ｓ１０４のステップに進む。Ｓ１０４では、各サンプルショット領域においてアライメント計測とともに基板２の高さおよび傾きを計測し、各計測値をもとに制御部１３が基板２の高さに関する値として近似面情報を算出し、算出結果を記憶部１８に記憶する。サンプルショット領域として、基板２の全てのショット領域の数より少ない数の、複数のショット領域が選択される。当該近似面情報は、各サンプルショット領域の高さ方向の位置に基づいてサンプルショット領域以外の高さ位置を補完する演算をして得られた、基板２の各領域の高さを示す情報である。すなわち高さの分布を示す情報である。

図６は、記憶部１８に記憶されている各基板の近似面情報やショット領域の露光位置等を格納するテーブルを示している。同一ロット内の、１、２、３、・・・、ｎ枚目の基板（Ｗａｆｅｒ１〜ＷａｆｅｒＮ）に対応するテーブルは、それぞれ６０、６１、６２および６３である。図７は、例えば、テーブル６０に格納されるデータを示す図である。

図８は、アライメント計測の際のサンプルショット領域の一例を示す平面図である。この例では、複数の露光領域のうちの一部の露光領域であるＳ６、Ｓ９、Ｓ２４およびＳ２７のショット領域が、それぞれアライメント計測におけるサンプルショット領域（サンプル領域）である。サンプルショット領域の個数や配置は適宜設定することができる。この場合、図６のテーブル６０には、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ２４およびＳ２７がＳａｍｐｌｅ Ｓｈｏｔ７０として記憶され、各サンプルショット領域における計測値（複数の露光領域のうち一部の露光領域の高さ）から算出された基板の高さ（近似面情報）がＷａｆｅｒ Ｈｉｇｈｔ７１として記憶される。

基板の高さの算出方法としては、例えば、最小二乗平面を用いる方法がある。基板の表面をｚ＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃの式で表すとすると、最小二乗平面は、最小二乗法から求めたａ、ｂおよびｃを上記平面の方程式に代入してできる平面である。近似面情報としての基板の高さは、上記式の右辺のｃとし、基板の傾きは、上記式のａおよびｂとする。これらは、図６に示す各基板に対応するテーブルに格納される。なお、最小二乗平面によらず平均値を求めることで算出してもよい。算出方法は、コンソール部１９のパラメータ９１で選択可能である。

以下、最小二乗法によるａ、ｂおよびｃの算出方法を説明する。サンプルショット領域数をｎ、計測された各サンプルショット領域の座標を(ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ)とすると、式により求まる各サンプルショット領域の高さと計測された各サンプルショット領域の高さとの差ｒｉは次式で表すことができる。
ｒｉ＝ａｘｉ＋ｂｙｉ＋ｃ−ｚｉ
ｒｉの二乗の和の平均Ｖは次のように表される。
Ｖ＝（１／ｎ）Σ（ｒ_ｉ ^２）
＝（１／ｎ）Σ（ａｘｉ＋ｂｙｉ＋ｃ−ｚｉ）^２

このＶが最小となるａ、ｂおよびｃを求めるため、上記式をａ、ｂおよびｃについて偏微分して０となる極値を求める。偏微分した結果は以下の通りである。
（δＶ／δａ）＝（２／ｎ）Σ（ａｘｉ＋ｂｙｉ＋ｃ−ｚｉ）ｘｉ
＝（２／ｎ）（ａΣ（ｘｉ）^２＋ｂΣｘｉｙｉ＋ｃΣｘｉ−Σｘｉｚｉ）
＝０
（δＶ／δｂ）＝（２／ｎ）Σ（ａｘｉ＋ｂｙｉ＋ｃ−ｚｉ）ｙｉ
＝（２／ｎ）（ａΣｘｉｙｉ＋ｂΣ（ｙｉ）^２＋ｃΣｙｉ−Σｙｉｚｉ）
＝０
（δＶ／δｃ）＝（２／ｎ）Σ（ａｘｉ＋ｂｙｉ＋ｃ−ｚｉ）
＝（２／ｎ）（ａΣｘｉ＋ｂΣｙｉ＋ｎｃ−Σｚｉ）
＝０

ここで、上記連立方程式を行列式により解くために次のように各項を置き換える。
（１／ｎ）Σ（ｘｉ）^２＝Ｘ＝Ａ
（１／ｎ）Σ（ｙｉ）^２＝Ｙ＝Ｂ
（１／ｎ）Σｘｉｙｉ＝Ｚ＝Ｃ
（１／ｎ）Σｘｉ＝ｘ＝Ｄ
（１／ｎ）Σｙｉ＝ｙ＝Ｅ
（１／ｎ）Σｘｉｚｉ＝α＝Ｆ
（１／ｎ）Σｙｉｚｉ＝β＝Ｇ
（１／ｎ）Σｚｉ＝γ＝Ｈ
これらにより、上記連立方程式を次のように行列式へ書き換える。

この行列式を解くと、ａ、ｂおよびｃは次式のように求められる。
ａ＝（ＶｙＦ＋ＶｚＧ＋ＵｙＨ）／Ｉ
ｂ＝（ＶｚＦ＋ＶｘＧ＋ＵｘＨ）／Ｉ
ｃ＝（ＵｙＦ＋ＵｘＧ＋ＵｚＨ）／Ｉ
ただし、各式の右辺は次式に示す置き換えを用いている。
Ｖｘ＝Ｘ−ｘ^２＝Ａ−Ｄ^２
Ｖｙ＝Ｙ−ｙ^２＝Ｂ−Ｅ^２
Ｖｚ＝ｘｙ−Ｚ＝ＤＥ−Ｃ
Ｕｘ＝ｘＺ−ｙＸ＝ＤＣ−ＥＡ
Ｕｙ＝ｙＺ−ｘＹ＝ＥＣ−ＤＢ
Ｕｚ＝ＸＹ−Ｚ^２＝ＡＢ−Ｃ^２
Ｉ＝ＶｘＶｙ−Ｖｚ^２

Ｓ１０４で１枚目の基板（第１基板）の近似面情報（基板の基準の高さを示す第１基準情報）を記憶部１８に記憶させた後、露光工程（露光シーケンス）が実行される（Ｓ１０７）。図５は、Ｓ１０７の露光工程の流れを示すフローチャートである。まず、Ｓ２０１では、基板処理枚数が１より多いか否かが判断される。ロットの先頭の基板であるから、Ｎｏと判断され、Ｓ２１１のステップに進む。Ｓ２１１では、基板２をＸＹ平面の露光位置まで移動させる。図８に示す例でいうと、アライメント計測の最終ショット領域Ｓ２７からショット領域Ｓ１へ移動させる。次に、Ｓ２１２でフォーカス計測を実行する。ショット領域Ｓ１のＺ軸方向の位置や傾きが計測される。Ｓ２１３では、計測値に基づいて基板２をＺ方向に移動させてフォーカシング駆動を行う。そして、Ｓ２１４で露光を実行すると同時に、露光位置を記憶部１８に記憶する。ここで、露光位置とは、図７の７２に示す各露光領域（ショット領域）の露光時の基板ステージ３（基板２）の位置座標であり、具体的には（Ｘ_Ｓ１、Ｙ_Ｓ１、Ｚ_Ｓ１、Ｑｘ_Ｓ１、Ｑｙ_Ｓ１、Ｑｚ_Ｓ１）などである。なお、露光位置は、予測駆動位置に基板を移動させた後で、かつ、露光対象の１つのショット領域（１つの露光領域）を露光する前に、当該１つのショット領域のフォーカスを計測して得られたフォーカスの位置合わせ誤差を反映させたものでもよい。続いて、Ｓ２０８で全露光領域の処理が終了したか否かを判断する。終了していないと判断した場合にはＳ２０１に戻り、再度露光工程を実行する。図８に示す例でいうと、ショット領域Ｓ１からショット領域Ｓ２に移動し、ショット領域Ｓ２に対する露光工程を実行する。一方、全露光領域の処理が終了したと判断した場合には図４のＳ１０８に移行する。

Ｓ１０８では、不図示の基板搬出装置に、基板ステージ３から基板２を搬出させる。そして、Ｓ１０９ですべてのロットが終了したか否かを判断し、すべてのロットが終了したと判断した場合には、処理工程全体を終了し、一方、終了していないと判断した場合には、Ｓ１０１からの工程を繰り返す。

以上の工程で記憶された情報、すなわち、１枚目の基板の近似面情報および各ショット領域の露光位置は、２枚目以降の基板（第２基板）を露光対象の基板とする場合に用いられる。露光位置とは、少なくとも高さ方向の位置を含む。なお、予め基板の近似面情報および各ショット領域の露光位置を記憶部１８に記憶させておく場合は、以上の工程は行わず、１枚目の基板から下記で示す２枚目の基板を処理対象とするシーケンスを実行してもよい。

次に、ロットの２番目の基板（基板処理枚数が２）を処理対象とする場合のシーケンスについて説明する。まず、不図示の基板搬入装置は、基板ステージ３まで次の処理対象である基板２を搬入する（Ｓ１０１）。次に、Ｓ１０２では、基板処理枚数が１より多いか否かが判断される。ロットの２枚目の基板であるから、Ｙｅｓと判断され、Ｓ１０３のステップに進む。Ｓ１０３では、２枚目の基板の近似面情報（仮の高さ分布を示す仮高さ情報）を１枚目の基板の近似面情報と比較し、近似面情報（基板の高さ）の差（第１基準情報と仮高さ情報との差）を算出する。当該近似面情報の差は、１枚目の基板の厚さと２枚目の基板の厚さとの差の分布を示す情報でもある。図９において、この工程の詳細を説明する。まず、Ｓ１０４と同様に、２枚目の基板の各サンプルショット領域においてアライメント計測と並行して基板の高さを計測し、各計測値をもとに基板の高さに関する値（近似面情報）を算出し、算出結果を記憶部１８に記憶する（Ｓ３０１）。続いて、制御部１３が記憶部１８に記憶された１枚目の基板の近似面情報および２枚目の基板の近似面情報を取得する（Ｓ３０４）。制御部１３は、１枚目の基板の近似面情報および２枚目の基板の近似面情報を比較して近似面情報の差を算出する（Ｓ３０５）。なお、同ロットの３枚目以降の基板を処理する場合は、Ｓ３０４に先立って、比較する基準となる近似面情報（基準値）の算出方法を決定する（Ｓ３０２）。さらに、決定した算出方法に基づいて算出された近似面情報（基準値）を記憶部１８に記憶する（Ｓ３０３）。

Ｓ３０２の算出方法の決定は、コンソール部１９のパラメータ９２の入力内容に従って行われる。算出方法としては、例えば、同ロットの処理が完了した複数の基板の近似面情報（高さ）の平均値又は中央値を用いたり、同ロットにおいて１枚前に処理が完了した基板の近似面情報を用いたりする方法が考えられる。なお、処理済み基板の近似面情報は、Ｓ３０１やＳ１０４で算出し、記憶部１８に記憶した値である。

Ｓ１０３で算出された近似面情報の差は、Ｓ１０５にて、コンソール部１９に入力された閾値９３（高さ）および閾値９４（傾き）と比較される。すなわち、１枚目の基板の近似面情報と２枚目の基板の近似面情報との差が許容範囲内か否かを判断する。判断結果に基づいて、予測露光位置への駆動を中止することを示すフラグ（以下、単に「中止フラグ」という。）のＯＮ／ＯＦＦが決定される。閾値を超える（許容範囲外である）と判断された場合には、記憶部１８に記憶された基板２の露光位置が使用できないと判断し、Ｓ１０６にて中止フラグをＯＮにする。

Ｓ１０５で閾値を超えない（許容範囲内である）と判断された場合は、Ｓ１０６に続いてＳ１０７にて図５に示す露光シーケンスが実行される。Ｓ１０５で閾値よりも小さいと判断された場合は、Ｓ１０５に続いてＳ１０７にて図５に示す露光シーケンスが実行される。まず、Ｓ２０１にて基板処理枚数が１より多いかを判断するが、ここではロットの２枚目の基板を処理する場合であるので、Ｙｅｓと判断され、Ｓ２０２に移行する。Ｓ２０２では、中止フラグがＯＦＦか否かが判断される。中止フラグがＯＮであると判断された場合には、ロットの１枚目の基板を露光する場合と同等のシーケンスを実行する。一方、中止フラグがＯＦＦであると判断した場合には、Ｓ２０３へ移行する。

Ｓ２０３では、Ｓ２１４で記憶部１８に記憶した１枚目の基板のショット領域の露光位置およびＳ１０３で求めた近似面情報の差に基づいて、２枚目の基板のショット領域の予測露光位置を算出する。図１０において、この工程の詳細を説明する。２枚目のファーストショット領域（例えば、図８で示すショット領域Ｓ１）を露光する場合を考える。Ｓ４０１では、Ｓ２１４で記憶部１８に保存された１枚目のショット領域Ｓ１の露光位置を読み出す。Ｓ４０４では、読み出した１枚目のショット領域Ｓ１の露光位置を、基準となる露光位置（複数の露光領域のうちの１つの露光領域の基準の高さを示す第２基準情報）とする。そして、当該基準となる露光位置からＳ１０３で求めた近似面情報の差を引くことにより予測露光位置を算出する。

３枚目以降は、次に示すＳ４０２およびＳ４０３の工程が必要となる。Ｓ４０２では、基準となる露光位置（基準値）の算出方法を決定する。そして、Ｓ４０３では、決定した算出方法に基づいて、Ｓ４０１で記憶部１８から取得した露光位置から基準となる露光位置（基準値）を算出する。ここで、読み出す露光位置は、Ｓ２１４で記憶された１枚目の基板の露光位置だけでなく、Ｓ２０７やＳ２１０で記憶された２枚目以降の基板の露光位置も含まれる。なお、Ｓ４０２の算出方法の決定は、Ｓ３０２と同様にコンソール部１９のパラメータ９２の入力内容に従って行われる。ここで、Ｓ３０２で平均または中央値を用いる場合は、Ｓ４０２で選択する算出方法は同じものにすることが望ましい。

図１１は、基準露光位置（破線）と、Ｓ１０３で求めた差を考慮しなかった場合、すなわち、予測露光位置への駆動をしなかった場合の実際の露光位置（実線）とを比較するグラフである。図１１において、縦軸は、露光位置のＺ軸座標を示し、横軸は、露光領域（ショット領域）の番号を示している。図１１より、基準露光位置と実際の露光位置に誤差があることがわかる。

図１２は、Ｓ１０３で求めた差（Ｚｄｉｆｆ）を考慮した場合、すなわち予測露光位置への駆動のためにＳ４０４で算出した予測露光位置（破線）と実際の露光位置（実線）とを比較するグラフである。図１２より、誤差が小さくなっていることが分かる。つまり、フォーカシング精度が向上している。

Ｓ２０４では、基板ステージ３（基板２）をＳ２０３にて算出された予測露光位置へ移動させる。予測露光位置は、（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚ）の６自由度について求められている。したがって、基板２について、ＸＹ平面（基板２の表面に沿う平面方向、一部の露光領域の高さ方向と交差する平面方向）での移動、Ｚ軸方向への移動および各軸の回転方向への移動を同時に行うことができる。Ｓ２０５では、フォーカス計測を実行する。そして、フォーカス計測値と、コンソール部１９の閾値９５（Ｚ軸方向の閾値）、９６（傾きの閾値）に入力された各値とを比較し、比較結果に基づき、Ｓ２０７およびＳ２０９のどちらへ移行するか判断する（Ｓ２０６）。閾値以内であると判断された場合には、Ｓ２０７で露光処理を実行すると同時に、露光位置を記憶部１８に記憶する。一方、閾値を超えると判断した場合には、Ｓ２０９でフォーカシング駆動を行い、Ｓ２１０で露光処理を実行すると同時に、露光位置を記憶部１８に記憶する。なお、Ｓ２０７またはＳ２１０にて記憶する値は、Ｓ２１４と同様の位置座標であり、露光時にフォーカス計測をして得られたフォーカスの誤差を反映させたものでもよい。最後に、Ｓ２０８において、全露光領域の処理が終了したかを判断する。終了していないと判断された場合には、Ｓ２０１に戻り、再度露光工程を実行する。図８に示す例でいうと、ショット領域Ｓ１からショット領域Ｓ２に移動し、ショット領域Ｓ２に対する露光工程を実行する。一方、全露光領域の処理が終了したと判断した場合には、図４のＳ１０８に移行する。なお、Ｓ１０８以降の工程については、前述のとおりである。

次に、基板のショット領域を露光する順番について説明する。図１３は、ロットの１枚目の基板の露光順番を示す図である。ロット先頭の基板においては、図１３のショット領域Ｓ１、Ｓ２…の順に露光を行う。図１４に示すように、配列方向の端に位置するショット領域Ｓ２において、５つの計測点（図２の２１〜２５）のうち２つの計測点でしか計測できない。そのため、所定の方向の傾きを計測することができない。そこで、３箇所以上の計測点で高さを計測可能、すなわち傾き計測が可能なショット領域Ｓ１を最初に露光し、露光時に得られる計測値を用いてフォーカス駆動をしてショット領域Ｓ２を露光し、次にショット領域Ｓ３、Ｓ４の順に露光をする。

図１５は、ロット２枚目以降の基板の露光順番を示す図である。ロット２枚目以降の基板においては、図１５のショット領域Ｓ１、Ｓ２…の順に露光を行う。図１５において、配列方向の端に位置するショット領域から順番に露光を行うことで、図１３の露光順番に比べてスループットを向上させることができる。また、上述のとおり予測露光位置を算出して補正駆動に用いているため、スループットとフォーカス精度の両立が可能となる。

以上で示した露光方法は、多数のショット領域に順次フォーカス駆動を行う装置において、フォーカシング精度を落とすことなくフォーカス駆動を短縮し、スループットを向上させることができる。

以上のように、本実施形態によれば、フォーカシング精度およびスループットの点で有利な露光装置を提供することができる。

（物品の製造方法）
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。さらに、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。

１ 縮小投影レンズ系
２ 基板
３ 基板ステージ
６ マスク
１２ ステージ駆動部
１３ 制御部
１８ 記憶部

Claims (15)

1. 基板上の複数の露光領域を露光する露光方法であって、
   前記基板の基準の高さを示す第１基準情報を取得する工程と、
   前記複数の露光領域のうち一部の露光領域の高さを計測する工程と、
   前記計測する工程で計測された結果に基づいて、前記基板の、仮の高さを示す仮高さ情報を取得する工程と、
   前記第１基準情報と前記仮高さ情報との差、および、前記複数の露光領域のうちの１つの露光領域の基準の高さを示す第２基準情報、に基づいて前記基板を移動させた後に、前記１つの露光領域を露光する工程と、を含むことを特徴とする露光方法。
2. 前記差、および、前記第２基準情報と、に基づいて、前記１つの露光領域の予測の位置を示す予測位置を算出する工程を含み、
   前記露光する工程では、前記予測位置に前記基板を移動させた後に前記１つの露光領域を露光することを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
3. 前記差が許容範囲内か否かを判断する工程を有し、
   前記差が許容範囲内である場合に前記算出する工程を行うことを特徴とする請求項２に記載の露光方法。
4. 前記計測する工程は、前記一部の露光領域の高さ方向と交差する平面方向の位置の計測と並行して行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光方法。
5. 複数の基板を露光対象とし、
   前記第１基準情報は、前記複数の基板のうち、先に露光された基板の高さに基づき算出された情報であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露光方法。
6. 前記第１基準情報は、前記先に露光された基板の高さの平均値又は中央値を用いて算出された情報であることを特徴とする請求項５に記載の露光方法。
7. 前記第２基準情報は、前記複数の基板のうち、後に露光する基板上の１つの露光領域に対応する位置にある、前記後に露光する基板よりも前に露光する基板上の１つの露光領域の位置に基づき算出された情報であることを特徴とする請求項５乃至６のいずれか１項に記載の露光方法。
8. 前記第２基準情報は、前記複数の基板のうち、後に露光する基板上の１つの露光領域に対応する位置にある、前記後に露光する基板よりも前に露光する複数の基板上の１つの露光領域の位置を示す複数の値の平均値又は前記複数の値のうちの１つを用いて算出することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の露光方法。
9. 前記複数の基板は、同一のロットに含まれることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の露光方法。
10. 前記ロットの１枚目の基板において、所定の配列方向の端に位置する露光領域において３箇所以上の計測点で高さを計測できない場合に、当該露光領域とは異なり、かつ、３箇所以上の計測点で高さを計測可能な露光領域を最初に露光し、前記ロットの２枚目の基板において、前記端に位置する露光領域を最初に露光するように、露光順番を決定することを特徴とする請求項９に記載の露光方法。
11. 前記予測位置に前記基板を移動させた後かつ前記１つの露光領域を露光する前に、
    前記１つの露光領域の高さを計測する工程と、
    前記工程で計測した結果に基づいて再び基板の位置を移動させるかどうかを判断する工程と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の露光方法。
12. 第１基準情報が示す位置に前記基板を移動させた後かつ前記１つの露光領域を露光する前に、
    前記１つの露光領域の高さを計測する工程と、
    前記工程で計測した結果に基づいて再び基板の位置を移動させるかどうかを判断する工程と、を含むことを特徴とする請求項３に記載の露光方法。
13. 基板上の複数の露光領域を露光する露光方法であって、
    第１基板上の複数の露光領域のうち少なくとも一部の露光領域の高さ情報に基づいて前記第１基板の第１の高さ情報を取得する工程と、
    前記１基板とは異なる第２基板上の複数の露光領域のうち少なくとも一部の露光領域の高さ情報に基づいて、前記第２基板の高さ情報を取得する工程と、
    前記第１基板上の前記複数の露光領域のうちの第１露光領域の高さ情報、および、前記第１の高さ情報と前記第２の高さ情報との差、に基づいて、前記第２基板上の前記複数の露光領域のうち、前記第１露光領域に対応する位置にある第２露光領域の予測の高さを示す予測露光位置を算出する工程と、
    前記工程で算出した前記予測露光位置へ前記基板を移動させた後に、前記第２露光領域を露光する工程と、を含むことを特徴とする露光方法。
14. 基板上の複数の露光領域を露光する露光装置であって、
    前記基板を保持して移動可能なステージと、
    前記ステージを高さ方向に駆動する駆動部と、
    前記駆動部の駆動指令を作成する作成部と、
    前記複数の露光領域のうち一部の露光領域の高さを計測する計測部と、を有し、
    前記作成部は、基板の基準の高さを示す第１基準情報、および、前記計測部による計測結果に基づいて前記基板の仮の高さ情報を取得し、前記第１基準情報と前記仮の高さに関する情報との差、および、前記複数の露光領域のうちの１つの露光領域の基準の高さを示す第２基準情報、に基づいて前記駆動部の駆動指令を作成し、
    前記駆動部は、前記駆動指令に基づいて前記露光領域を露光する位置まで前記ステージを駆動することを特徴とする露光装置。
15. 請求項１４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