JP2020060611A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不本意なエラー発報を抑制し、生産性を向上させた露光装置を提供する。【解決手段】本発明に係る露光装置は、原版が載置される原版ステージと、基板が載置される基板ステージと、原版を通過した露光光を基板に導光する投影光学系と、原版ステージと基板ステージとの相対位置及び投影光学系の結像性能を含む露光装置の解像力に寄与する複数の因子のそれぞれの性能を計測する計測手段と、計測手段により計測された計測値から複数の因子のそれぞれが前記解像力に寄与する度合いを示す寄与値を算出し、算出された寄与値を用いて寄与値の許容値から寄与値の余裕値を算出し、算出された寄与値の余裕値に基づいて、複数の因子のそれぞれの寄与値の許容値を変更し、変更された各寄与値の許容値に基づいて各計測値の許容値を変更する処理を行う制御手段とを備えることを特徴とする。【選択図】 図２

Description

本発明は、露光装置に関する。

走査型露光装置においては、基板が移動する際に投影光学系の像面に対する基板の表面の合わせ込みが不完全な状態でパターン転写が行われると、基板上に形成されるパターンに線幅誤差が生じ、パターン不良が発生する。
特許文献１は、投影光学系の光学特性を示す情報と、マスクと基板との同期誤差を示す情報とを用いて基板上に形成されるパターンの線幅を予測し、基板上において不良が生ずる蓋然性の高いショット領域の予測や特定を行うことができる手法を開示している。

特開２００５−７９４４９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている手法は、基板上において不良が生ずる蓋然性の高いショット領域の予測や特定を行うにすぎない。
装置要因によるパターン不良発生を防ぐためには、パターン不良発生に寄与する各要素に対して許容値の合計から分配された固定の個別許容値を設けて監視を行うことが考えられる。

一方、様々な露光プロセスを行う露光装置それぞれにおいては、パターン不良発生に寄与する要素の一部でプロセス、経年劣化、機差等に応じたばらつきが発生することがある。
その際、各パターン不良発生に寄与する要素に対して固定の個別許容値を設けて監視を行うと、そのようなばらつきによって許容値からの予期しない逸脱に伴って、不本意なエラー発報が発生し、生産性が低下する場合がある。
そこで本発明は、上記のような不本意なエラー発報を抑制し、生産性を向上させた露光装置を提供することを目的とする。

本発明に係る露光装置は、光源からの露光光を用いて原版に形成されたパターンを基板に転写するように基板を露光する露光装置であって、原版が載置される原版ステージと、基板が載置される基板ステージと、原版を通過した露光光を基板に導光する投影光学系と、原版ステージと基板ステージとの相対位置及び投影光学系の結像性能を含む露光装置の解像力に寄与する複数の因子のそれぞれの性能を計測する計測手段と、計測手段により計測された計測値から複数の因子のそれぞれが前記解像力に寄与する度合いを示す寄与値を算出し、算出された寄与値を用いて寄与値の許容値から寄与値の余裕値を算出し、算出された寄与値の余裕値に基づいて、複数の因子のそれぞれの寄与値の許容値を変更し、変更された各寄与値の許容値に基づいて各計測値の許容値を変更する処理を行う制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、上記のような不本意なエラー発報を抑制し、生産性を向上させた露光装置を提供することができる。

実施形態に係る露光装置の概略構成図。 実施形態に係る露光装置のシステムの構成を示したブロック図。 所定の要素において計測される計測値と算出される寄与値との関係を示したグラフ。 実施形態に係る露光装置の算出部における処理を示したフローチャート。 実施形態に係る露光装置において行われる余裕値再配分による各要素の許容値の変化の一例を示した図。 実施形態に係る露光装置において行われる余裕値再配分による各要素の許容値の変化の別の例を示した図。

以下に、本実施形態に係る露光装置を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている。

図１は、本実施形態に係る露光装置１００の概略構成図を示している。
本実施形態に係る露光装置１００は、プレートＷに回路パターンを形成するためのリソグラフィ装置である。

本実施形態に係る露光装置１００は、ランプ光源１０１、ランプ制御装置１０２、主制御装置１０３（制御手段）、照明光学系１０４及び照明系制御装置１０８を備えている。また本実施形態に係る露光装置１００は、マスクステージ１０９（原版ステージ）、投影光学系１１０、投影系制御装置１１４、プレートステージ１１６（基板ステージ）及びステージ制御装置１２０を備えている。

本実施形態に係る露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式を採用しており、ランプ光源１０１からの光（スリット光）を用いて、マスク（原版）Ｒとプレート（基板）Ｗとを走査方向（Ｙ軸方向）に走査している。そして、マスクＲ上の回路パターンをプレートＷのフォトレジスト面に投影し露光する走査露光を行う。
マスクＲは、マスクステージ１０９に移動可能に保持されており、アライメントスコープ１２３と投影光学系１１０との間、具体的には、投影光学系１１０の物体面の位置に配置されている。
プレートＷは、プレートステージ１１６に移動可能に保持されており、投影光学系１１０の像面の位置に配置されている。

制御部１１５は、ランプ制御装置１０２、主制御装置１０３、照明系制御装置１０８、投影系制御装置１１４及びステージ制御装置１２０を含んでおり、露光装置１００の全体を制御している。
主制御装置１０３は、ＣＰＵやメモリ等の不図示の記憶装置を有すると共に、露光装置１００の各部を制御している。具体的には、マスクＲ上のパターンをプレートＷに投影する処理、即ち、プレートＷを走査露光する処理を制御している。
照明光学系１０４は、第１フライアイレンズ１０５を備えている。また照明光学系１０４は、いずれも不図示の第１コンデンサレンズ、第２フライアイレンズ、平面鏡、第２コンデンサレンズ、スリット規定部材、遮光板及び結像光学系を備えている。
そして、照明光学系１０４は、入射した光をマスクＲに照明させるように構成されており、投影光学系１１０は、マスクＲを通過した露光光をプレートＷに導光する。

プレートステージ１１６上の一端には、投影光学系１１０を介して照射される露光光の照度を検出するための不図示の照度むらセンサが固定されている。
この照度むらセンサは、例えば幅０．１ｍｍのスリット開口が形成された筐体を有しており、この開口の形成位置に受光素子の受光面が配置されており、投影光学系１１０からこの開口を介して入射する露光光の照度を検出する。
そして照度むらセンサの検出信号は、ステージ制御装置１２０を介して、主制御装置１０３に送信される。
プレートステージ１１６上に露光光が照射されている状態で、照度むらセンサを露光領域内で移動させることによって、露光光の照度むら（積算照度）を計測することができる。
照度むらセンサを用いた照度むら（積算照度）の測定は、定期的に又は不定期に実行される。

投影光学系１１０に露光光が長時間照射され続けると、露光エネルギーの一部を吸収して熱が発生する。
その結果、例えばフォーカス、倍率、歪曲、非点収差、波面収差等の結像性能が変化して、無視できないフォーカス誤差やアライメント誤差が生じ得る。
これらは、不図示の収差計測装置を用いて計測することができるため、ランプ光源１０１による露光光の照明条件が変化したり、投影光学系１１０内のレンズの発熱分布が変化したりしても補正することができる。
具体的には、投影系制御装置１１４を介して、各光学部材及びその保持機構に接続されたモータ等の駆動部１１２やレンズ駆動装置１１３を駆動することで、光学部材間の間隔を変更して結像性能を補正することができる。
これにより、本実施形態に係る露光装置１００においては、結像性能の変化を良好に補正することができる露光方法を実現することができる。

照明光学系１０４からマスクＲを照明する際の照明分布（有効光源分布）は、例えば、プレートステージ１１６上に不図示の受光センサを載置することで計測することができる。
有効光源が歪んでいると、結像性能を低下させ、マスクＲのパターンをプレートＷに忠実に転写することが要求される投影露光装置において問題となりうる。
そのため、検出された有効光源分布が所望の規格から外れていた場合、照明光学系１０４内の各光学部材及びその保持機構に接続された不図示のアクチュエータを駆動することで、その所望の規格からのズレを補正する。

照明光学系１０４は、ランプ光源１０１としての複数のランプから発光された照明光を同一光軸上に露光光として合成する。
照度センサ１０７は、照明光学系１０４に入射した照明光をハーフミラー１０６によって一部反射させて取り出した反射光が入射することによって、露光エネルギー（露光光の強度）を導き得る値を出力する。
主制御装置１０３は、照度センサ１０７によって計測された値に基づいて、ランプ制御装置１０２を介してランプ光源１０１の各ランプの発光量を電力により制御することができる。

プレートステージ１１６のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の位置、及びＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸回りの回転角はレーザ干渉計１１８によってリアルタイムに計測することができる。
また、マスクステージ１０９についても同様の機構を用いてリアルタイムに計測することができる。
例えば、プレートステージ１１６のＸＹ平面内の位置は、プレートステージ１１６に固定されている移動鏡１１７までの距離をレーザ干渉計１１８が計測することで求めることができる。
また、プレートステージ１１６のＺ方向の位置は、投光光学系１２１がプレートＷ上に投光し、プレートＷ上において反射された、プレートＷ上のレジストを感光させない非露光光からなる複数の光束を検出光学系１２２が検出することで求めることができる。

これらの計測結果及び主制御装置１０３からの制御情報に基づいて、ステージ制御装置１２０によってプレートステージ１１６の走査速度及び位置の制御を行うように、モータ等の駆動部１１９が駆動される。
なお、レーザ干渉計１１８による計測結果は、ステージ制御装置１２０に加えて主制御装置１０３にも出力されている。
この計測結果と上記のステージ制御装置１２０による計測結果とに基づいて、主制御装置１０３は、マスクステージ１０９とプレートステージ１１６とを走査（同期移動）させるときの同期誤差を算出することもできる。

結像性能計測部によって実現される投影光学系１１０のオートフォーカス機能は、例えばマスクＲ面上のスリット状のマークのプレートＷ面上における投影状態を検出することによって行うことができる。
具体的には、マスクＲ面上のスリット状のマークをプレートＷ面上に投影光学系１１０を介して投影させる。そして、このマーク像をスリットを介して受光手段であるオートフォーカスセンサ１２４（光電センサ）で受光し、オートフォーカスセンサ１２４からの信号によって合焦状態を検出する。
そして、検出された結果をプレートＷ面の位置検出系にフィードバックし、これによってプレートＷ面を所定の位置に移動させて合焦状態を得ている。

投影光学系１１０の結像性能計測部に含まれるアライメントスコープ１２３は、マスクＲに設けられたアライメントマークと、プレートＷに設けられたアライメントマークとを、投影光学系１１０を介して同時に検出することができるように構成されている。
アライメントスコープ１２３は、その一部、または全体が駆動可能であるような構成を有している。そしてマスクステージ１０９及びプレートステージ１１６をそれぞれ所定の位置に固定した状態で、アライメントスコープ１２３を駆動させる。それによって、投影光学系１１０の視野内にあるマスクＲ上及びプレートＷ上に存在する、等間隔で２次元に配置された複数のマークに関して計測を行う。
このようにして、投影光学系１１０の視野内におけるディストーションの計測（各像高でのずれの検出）を行う。

主制御装置１０３には、メモリまたはハードディスク等の記憶装置が設けられている。
そして、主制御装置１０３の記憶装置には、不図示の照度むらセンサを用いた計測から得られた照度むら（積算照度）を示すデータ、不図示の収差計測装置を用いた計測から得られた波面収差を示すデータが各種装置データとして一時的に格納されている。
なおここで、一時的とは、例えば一枚のプレートＷに対する露光処理が完了するまでの期間、または複数枚のプレートＷを単位とした１ロット分のプレートＷに対する露光処理が完了するまでの期間を指している。
また、主制御装置１０３の記憶装置には、不図示の受光センサを用いた計測から得られた照明分布を示すデータ、照度センサ１０７を用いた計測から得られたＤＯＳＥ制御特性を示すデータが各種装置データとして一時的に格納されている。

また、主制御装置１０３の記憶装置には、マスクステージ１０９とプレートステージ１１６との同期誤差を示すデータが各種装置データとして一時的に格納されている。
また、主制御装置１０３の記憶装置には、オートフォーカスセンサ１２４を用いた計測から得られた投影光学系１１０の像面に対するプレートＷの位置ずれ量を示すデータが各種装置データとして一時的に格納されている。
また、主制御装置１０３の記憶装置には、アライメントスコープ１２３を用いた計測から得られた投影光学系１１０のディストーションを示すデータが各種装置データとして一時的に格納されている。
そして、主制御装置１０３は、装置データ収集部２０２（図２で後述）から装置データの送信要求があったときに、一時的に格納されている装置データを読み出して、装置データ収集部２０２へ出力する。

図２は、本実施形態に係る露光装置１００のシステム２００の構成を示したブロック図である。

システム２００は、主制御装置１０３内に構成されており、記憶部２０１、装置データ収集部２０２、算出部２０３、比較判定部２０４及び表示部２０５を備えている。

記憶部２０１は、後述する各要素の寄与値を記憶することができる。ここでいう寄与値とは、各要素の装置データ（計測値）から算出されるプレートＷ上に形成されるパターンの解像力、例えば線幅に各要素が寄与する度合いを示す値（解像力バジェットデータ、線幅悪化値）である。

装置データ収集部２０２は、主制御装置１０３に装置データの送信要求を送出し、この送信要求に応答して返信される装置データ（計測値）を収集して一定期間格納する。
装置データ収集部２０２は、露光装置１００が一枚のプレートＷに対して露光処理を完了したタイミングで、または１ロット分のプレートＷに対して露光処理を完了したタイミングで装置データを収集する。

装置データ収集部２０２が収集する装置データとは、プレートＷ上に形成されるパターンの線幅（解像力）に影響を与える各要素に関するデータである。
ここで、プレートＷ上に形成されるパターンの線幅に寄与する要素（因子）としては、以下の（１）〜（８）に示すようなものが挙げられる。
（１）照度むら
（２）波面収差
（３）露光変化（ＵＭ安定性）
（４）有効光源
（５）ＤＯＳＥ制御特性
（６）ＭＳＤ（ステージ同期精度のスリット内移動標準偏差）
（７）フォーカス誤差
（８）投影光学系１１０のディストーション

まず照度むらは、不図示の照度むらセンサ（計測手段）を用いて定期的に又は必要に応じて計測される。この計測結果は、主制御装置１０３の内部に設けられた記憶装置に格納されており、装置データ収集部２０２の要求によって収集される。
照度むらは、短時間で急激に変化するものではないため、ロット処理中においては一定であるとみなすことができる。

次に波面収差は、経時的な変化を考慮すると上記の照度むらと同様に、定期的に又は必要に応じて不図示の収差計測装置（計測手段）を用いて測定することができる。また波面収差は、短時間で急激に変化するものではないため、上記照度むらと同様にロット処理中においては一定であるとみなすことができる。

また露光変化（ＵＭ安定性）は、連続的に露光が行われることによって投影光学系１１０に熱が発生した時のフォーカス変動予測値を予めシミュレーションから取得しておくことで、補正時の計算に用いることができる。
従って露光変化（ＵＭ安定性）は、ロット処理中の露光負荷の高低に関わらず一定であるとみなすことができる。

また、有効光源及びＤＯＳＥ制御特性については、ロット処理中においては照明光学系１０４で設定される有効光源分布を含む照明条件は変更されず一定であるとみなすことができ、また露光光のＤＯＳＥ制御特性においても一定であるとみなすことができる。

一方、ＭＳＤ（ステージ同期精度のスリット内移動標準偏差）としては、ステージ制御装置１２０内に設けられたレーザ干渉計１１８（計測手段）の計測結果から得られる。すなわち、露光処理中におけるマスクステージ１０９とプレートステージ１１６との間の実際の相対位置から得られる同期誤差が用いられる。
そのためＭＳＤは、露光装置１００の経時変化等によってロット処理中において変化するものである。

またフォーカス誤差は、露光装置１００に設けられるオートフォーカスセンサ１２４（光電センサ、計測手段）を用いて計測される。
投影光学系１１０の周辺温度、大気圧の変化、投影光学系１１０に照射される光による温度上昇、及び投影光学系１１０を含む装置の発熱による温度上昇等により像面位置は変動する。
そのためフォーカス誤差は、ロット処理中において変化するものである。

また投影光学系１１０のディストーションは、露光装置１００に設けられるアライメントスコープ１２３（計測手段）を用いて計測される。
具体的には、アライメントスコープ１２３を用いて、マスクＲに設けられたアライメントマークとプレートＷに設けられたアライメントマークとを投影光学系１１０を介して検出する。
上記のフォーカス誤差と同様、投影光学系１１０の周辺温度、大気圧の変化、投影光学系１１０に照射される光による温度上昇等によって、アライメント計測値は変動する。
そのため投影光学系１１０のディストーションは、ロット処理中において変化するものである。

以上のように、プレートＷ上に形成されるパターンの線幅（解像力）に影響を与える（１）〜（８）の各要素は、ロット処理中に変動しないものとロット処理中に変動するものとに大別することができる。
具体的には、（１）〜（５）の要素がロット処理中に変動しないものであり、（６）〜（８）の要素がロット処理中に変動するものである。

従って、装置データ収集部２０２が収集した装置データの内、ロット処理中に変動しない（１）〜（５）の要素に関しては、許容値の合計（総許容値）から割り振った要素毎の固定許容値を設ける。そして、それに基づく固定の計測許容値の範囲内で監視を行う。
一方、ロット処理中に変動する（６）〜（８）の要素に関しては、以下に示すように、許容値を変動させて、それに基づく計測許容値の範囲内で監視を行う。

具体的には、まず算出部２０３において、線幅（解像力）に影響を与える要素毎の余裕値（許容値から寄与値を除いた余裕分）を算出し、算出された余裕値に基づいて各要素への余裕値の再配分を行う。
そして、再配分された余裕値に基づいて各要素の許容値を改めて算出し、それに基づいて新しい計測許容値を算出する。
そして、比較判定部２０４において算出された計測許容値の範囲内で監視を行う。

次に、上記の算出部２０３における算出の一例を以下に説明する。
図４は、本実施形態に係る露光装置１００の算出部２０３における処理を示したフローチャートである。
ここで示す例では、余裕値を各要素に均等に再配分することによって算出を行っている。

また、各要素における余裕値の算出、及び各要素への余裕値の再配分は、一枚のプレートＷに対して露光処理を完了するごとに行うこととする。
また、以下に示す算出は、（６）ＭＳＤ、（７）フォーカス誤差、（８）投影光学系１１０のディストーションの少なくとも一つに対して行うこととする。

図３は、所定の要素において計測される装置データ（計測値）と算出される寄与値との関係を示している。
ここで、ＮはプレートＷの番号を示している。

図３に示されているように、許容値（寄与値の許容値）ＣＤ_Ｍａｘ ^ｉ及び寄与値ＣＤ_Ｍｅａｓ ^ｉはそれぞれ、計測許容値（計測値の許容値）Ｍａｘ^ｉ及び計測値Ｍｅａｓ^ｉと関数ｆで関係づけられている。

図４に示されているように、算出を開始し（Ｓ４００）、プレートＷに対する露光処理が開始された後（Ｓ４０１）、前回の露光処理において計測許容値Ｍａｘ^ｉ（Ｎ−１）が設定されているか判定する（Ｓ４０２）。
もし、計測許容値Ｍａｘ^ｉ（Ｎ−１）が設定されていなければ（Ｓ４０２のＮｏ）、記憶部２０１に記憶されている各要素の初期許容値ＣＤ_Ｍａｘ ^ｉ（０）から、以下の式（１）を用いて、各要素の初期計測許容値Ｍａｘ^ｉ（０）を求める（Ｓ４０４）。

ここで、ｆ^−１は関数ｆの逆関数である。またｉは要素の番号であり、ｉ＝１、２、３である。

なお、初期許容値ＣＤ_Ｍａｘ ^ｉ（０）は、装置の性能から予め算出することができ、または出荷時における計測値から決定することもできる。
そして、初期許容値ＣＤ_Ｍａｘ ^ｉ（０）及び算出された初期計測許容値Ｍａｘ^ｉ（０）をそれぞれ、前回の算出後の許容値ＣＤ_Ｍａｘ ^ｉ（Ｎ−１）及び計測許容値Ｍａｘ^ｉ（Ｎ−１）に設定する（Ｓ４０５）。

一方、計測許容値Ｍａｘ^ｉ（Ｎ−１）が設定されていれば（Ｓ４０２のＹｅｓ）、前回の露光処理後の許容値ＣＤ_Ｍａｘ ^ｉ（Ｎ−１）及び計測許容値Ｍａｘ^ｉ（Ｎ−１）を取得する（Ｓ４０３）。

次に、装置データ収集部２０２が収集した各要素の計測値Ｍｅａｓ^ｉ（Ｎ）を取得する（Ｓ４０６）。
なお、各要素の計測値Ｍｅａｓ^ｉ（Ｎ）が、以下で再配分された余裕値に基づいて改めて算出された各要素の許容値ＣＤ_Ｍａｘ ^ｉ（Ｎ）から決定された新しい計測許容値Ｍａｘ^ｉ（Ｎ）と比較判定部２０４において比較判定される値となる。

そして、図３に示されている関係から、各要素の計測値Ｍｅａｓ^ｉ（Ｎ）に対応する寄与値ＣＤ_Ｍｅａｓ ^ｉ（Ｎ）を以下の式（２）から算出する（Ｓ４０７）。

そして、以下の式（３）に示されるように、寄与値ＣＤ_Ｍｅａｓ ^ｉ（Ｎ）と前回の算出後の許容値ＣＤ_Ｍａｘ ^ｉ（Ｎ−１）との差から各要素の余裕値ΔＣＤ^ｉ（Ｎ）を求める（Ｓ４０７）。

そして、以下の式（４）に示されるように、各要素の余裕値ΔＣＤ^ｉ（Ｎ）の相加平均を求めて、各要素の新たな余裕値（各要素の再配分余裕値）を算出する（Ｓ４０８）。

そして、以下の式（５）に示されるように、各要素の寄与値ＣＤ_Ｍｅａｓ ^ｉ（Ｎ）に算出された新たな余裕値を加算して、各要素の新たな許容値（余裕値再配分後の許容値）ＣＤ_Ｍａｘ ^ｉ（Ｎ）とする（Ｓ４０９）。

そして、算出された各要素の新たな許容値ＣＤ_Ｍａｘ ^ｉ（Ｎ）を主制御装置１０３の記憶装置に格納する。

そして、以下の式（６）に示されるように、算出された各要素の新たな許容値ＣＤ_Ｍａｘ ^ｉ（Ｎ）から各要素の新たな計測許容値Ｍａｘ^ｉ（Ｎ）を式（１）と同様に算出する（Ｓ４１０）。

そして、算出された各要素の新たな計測許容値Ｍａｘ^ｉ（Ｎ）を主制御装置１０３の記憶装置に格納する。

そして、プレートＷに対する露光処理が終了した後（Ｓ４１１）、Ｓ４０６で取得された計測値Ｍｅａｓ^ｉ（Ｎ）とＳ４１０で算出された計測許容値Ｍａｘ^ｉ（Ｎ）とを比較判定部２０４において比較判定する（Ｓ４１２）。

比較判定部２０４は、ロット処理中に変動しない要素（１）〜（５）に関しては、装置データ収集部２０２が収集した要素毎の計測値Ｍｅａｓ^ｉ（Ｎ）と、要素毎の固定許容値に基づいて決定した固定の計測許容値Ｍａｘ^ｉ（Ｎ）とを比較する。そして、計測値Ｍｅａｓ^ｉ（Ｎ）が計測許容値Ｍａｘ^ｉ（Ｎ）を越えているか否かを判断する。
また、ロット処理中に変動する要素（６）〜（８）に関しては、装置データ収集部２０２が収集した要素毎の計測値Ｍｅａｓ^ｉ（Ｎ）と、余裕値再配分後の各要素の許容値に基づいて決定した計測許容値Ｍａｘ^ｉ（Ｎ）とを比較する。そして、計測値Ｍｅａｓ^ｉ（Ｎ）が計測許容値Ｍａｘ^ｉ（Ｎ）を越えているか否かを判断する。

もし、少なくとも一つの要素において、計測値Ｍｅａｓ^ｉ（Ｎ）が計測許容値Ｍａｘ^ｉ（Ｎ）より大きくなっていた場合（Ｓ４１２のＹｅｓ）、エラーを発報して（Ｓ４１３）、算出処理を終了する（Ｓ４１５）。
一方で、いずれの要素においても計測値Ｍｅａｓ^ｉ（Ｎ）が計測許容値Ｍａｘ^ｉ（Ｎ）より小さい場合（Ｓ４１２のＮｏ）、次に全プレートに対する処理が終了したか判定する（Ｓ４１４）。

もし、全プレートに対して処理が終了した場合には（Ｓ４１４のＹｅｓ）、算出処理を終了する（Ｓ４１５）。
一方で、全プレートに対して処理が終了していない場合には（Ｓ４１４のＮｏ）、Ｓ４０１に戻って新たなプレートに対して露光処理を開始する。

図５は、本実施形態に係る露光装置１００において行われる余裕値再配分による各要素の許容値ＣＤ_Ｍａｘ ^ｉの変化を示している。

図５に示されているように、本実施形態に係る露光装置１００では、（１）照度むら、（２）波面収差、（３）露光変化（ＵＭ安定性）、（４）有効光源、（５）ＤＯＳＥ制御特性については余裕値の再配分は行わない。
一方で、余裕値の再配分が行われた（６）ＭＳＤ、（７）フォーカス誤差、（８）投影光学系１１０のディストーションについては、余裕値が均等に再配分されている。

なお、上記の算出は一例であり、各要素の余裕値ΔＣＤ^ｉ（Ｎ）の和を他の方法で再配分することによって、各要素の新たな許容値ＣＤ_Ｍａｘ ^ｉ（Ｎ）及び新たな計測許容値Ｍａｘ^ｉ（Ｎ）を算出することもできる。

例えば、許容値と寄与値との比であるＣＤ_Ｍａｘ ^ｉ（Ｎ）／ＣＤ_Ｍｅａｓ ^ｉ（Ｎ）が各要素において互いに等しくなるように余裕値ΔＣＤ^ｉ（Ｎ）の和を再配分する方法も考えられる。
また例えば、各要素における規定時間当たりの寄与値ＣＤ_Ｍｅａｓ ^ｉ（Ｎ）の変動量を算出し、その変動量が大きい、すなわち変化速度が大きい要素に対して、より多くの余裕値を再配分する方法も考えられる。

また例えば、各要素における寄与値ＣＤ_Ｍｅａｓ ^ｉ（Ｎ）の変動に対する敏感度を考慮して余裕値の再配分を行ってもよい。この場合、例えば図６に示されるように、ＭＳＤのような寄与値ＣＤ_Ｍｅａｓ ^ｉ（Ｎ）の変動に敏感な要素（計測値のばらつきが大きい要素）に優先して余裕値を配分するようになる。

また、過去の余裕値の再配分の評価結果を蓄積し、蓄積した評価結果から再配分結果の良し悪しを学習することで、各要素に最適な余裕値の再配分を行ってもよい。

また、ロット毎に目標の線幅を指定することで、算出部２０３での算出時に寄与値データから読み込まれる線幅データを変更することもできる。

なお、比較判定Ｓ４１２を行うタイミングに関しては、上記のように、Ｎ枚目のプレートに対する露光処理が終了したＳ４１１の後に行うことができる。すなわち、装置データ収集部２０２が収集した各要素の計測値Ｍｅａｓ^ｉ（Ｎ）を用いて再配分余裕値の算出を行う。そして、余裕値再配分後の許容値ＣＤ_Ｍａｘ ^ｉ（Ｎ）に基づいて算出した新たな計測許容値Ｍａｘ^ｉ（Ｎ）を使用してエラー判定を行うことができる。
しかしながら、Ｎ枚目のプレートに対する露光処理が開始されるＳ４０１より前に再配分後の余裕値が各要素で偏りすぎている場合には、露光装置に何かしらの不備があると判断して、エラー判定を発報することも可能である。

（６）ＭＳＤ、（７）フォーカス誤差及び（８）投影光学系１１０のディストーションについて、Ｎ枚目のプレートに対する計測値Ｍｅａｓ^ｉ（Ｎ）は、以下の二種類に分けられる。すなわち、Ｎ枚目のプレートに対する計測値Ｍｅａｓ^ｉ（Ｎ）は、Ｎ枚目のプレートに対する露光処理が終了したＳ４１１より後に取得できるものと、Ｎ枚目のプレートに対する露光処理が開始されるＳ４０１より前に取得できるものとに分けられる。
ＭＳＤは、露光処理動作においてマスクステージ１０９とプレートステージ１１６とを走査（同期移動）させる際のデータを取得する。そのためＭＳＤについては、Ｎ枚目のプレートに対する露光処理が終了したＳ４１１より後にＮ枚目のプレートに関する計測値Ｍｅａｓ^ｉ（Ｎ）が取得できる。
一方、フォーカス誤差及び投影光学系１１０のディストーションは、露光処理が開始されるＳ４０１より前に実施される計測動作によってデータを取得する。そのためフォーカス誤差及び投影光学系１１０のディストーションについては、Ｎ枚目のプレートに対する露光処理が開始されるＳ４０１より前にＮ枚目のプレートの計測値Ｍｅａｓ^ｉ（Ｎ）が取得できる。
従って、ＭＳＤについては、Ｎ−１枚目のプレートに対する露光処理終了後に行われた余裕値の再配分結果が偏りすぎている場合には、露光装置に何かしらの不備があると判断し、Ｎ枚目のプレートの露光処理開始前にエラー判定を発報することができる。

また本実施形態に係る露光装置１００では、露光装置１００の稼働時間に対する各余裕値の変化の実績データを参照してエラーを発報することもできる。すなわち、各稼働時間において算出された各余裕値の少なくとも一つと実績データに基づく余裕値との差が所定値以上になった際にエラーを発報することができる。

表示部２０５は、ＣＲＴや液晶表示素子等の表示装置を備えており、装置データ収集部２０２が収集した計測値Ｍｅａｓ^ｉ（Ｎ）、及び算出部２０３で算出された各要素の寄与値ＣＤ_Ｍｅａｓ ^ｉ（Ｎ）を表示する。
また表示部２０５は、比較判定部２０４の比較において計測値Ｍｅａｓ^ｉ（Ｎ）が計測許容値Ｍａｘ^ｉ（Ｎ）を越えている場合に、要素毎にエラーの警告表示をする。

さらに、上記に述べた処理はプレート毎に行うだけでなく、プレート内のショット領域毎に行うこともできる。
また本実施形態に係る露光装置１００では、各ステージが走査される、投影光学系１１０の光軸に平行な方向であるＺ方向に垂直なＸＹ面内において、互いに垂直なＸ方向（第１の方向）及びＹ方向（第２の方向）それぞれにおいて上記処理を行うこともできる。

以上のように、本実施形態によれば経年劣化や機差等によるばらつきが一部要素で発生したとしても、各要素に余裕値を再配分し、それにより新たに決定した計測許容値を用いて計測値の判定を行うことで、不本意なエラー発報を防ぐことができる。それにより、生産性が向上した露光装置を提供することができる。

以上、好ましい実施形態について説明したが、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及び変更が可能である。

１００ 露光装置
１０１ ランプ光源（光源）
１０３ 主制御装置（制御手段）
１０９ マスクステージ（原版ステージ）
１１０ 投影光学系
１１６ プレートステージ（基板ステージ）
１１８ レーザ干渉計（計測手段）
１２３ アライメントスコープ（計測手段）
１２４ オートフォーカスセンサ（計測手段）
Ｒ マスク（原版）
Ｗ プレート（基板）

Claims (9)

1. 光源からの露光光を用いて原版に形成されたパターンを基板に転写するように前記基板を露光する露光装置であって、
   前記原版が載置される原版ステージと、
   前記基板が載置される基板ステージと、
   前記原版を通過した前記露光光を前記基板に導光する投影光学系と、
   前記原版ステージと前記基板ステージとの相対位置及び前記投影光学系の結像性能を含む前記露光装置の解像力に寄与する複数の因子のそれぞれの性能を計測する計測手段と、
   前記計測手段により計測された計測値から前記複数の因子のそれぞれが前記解像力に寄与する度合いを示す寄与値を算出し、該算出された寄与値を用いて前記寄与値の許容値から前記寄与値の余裕値を算出し、該算出された寄与値の余裕値に基づいて、前記複数の因子のそれぞれの寄与値の許容値を変更し、該変更された各寄与値の許容値に基づいて各計測値の許容値を変更する処理を行う制御手段と、
   を備えることを特徴とする露光装置。
2. 前記制御手段は、前記算出された寄与値と該寄与値の許容値との差が互いに等しくなるように、各寄与値の許容値を変更することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記制御手段は、前記算出された寄与値と該寄与値の許容値との比が互いに等しくなるように、各寄与値の許容値を変更することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
4. 前記計測手段による計測は、前記原版ステージと前記基板ステージとの同期精度のスリット内移動標準偏差、前記原版を通過した前記露光光を前記基板に導光する前記投影光学系のフォーカス誤差、及び前記投影光学系のディストーションを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の露光装置。
5. 前記制御手段は、前記計測手段により計測された計測値が該計測値の許容値を超えた際にエラーを発報することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の露光装置。
6. 前記制御手段は、前記露光装置の稼働時間に対する各寄与値の余裕値の変化の実績データを参照し、前記算出された各寄与値の余裕値の少なくとも一つと前記実績データに基づく寄与値の余裕値との差が所定値以上になった際にエラーを発報することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の露光装置。
7. 前記原版ステージ及び前記基板ステージは、前記投影光学系の光軸に垂直な面内で移動するようにされており、
   前記制御手段は、該面内において互いに垂直な第１及び第２の方向それぞれについて前記処理を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の露光装置。
8. 前記制御手段は、一枚の前記基板に対する露光処理が終了する毎に前記処理を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の露光装置。
9. 前記制御手段は、一枚の前記基板に含まれる複数のショット領域のうちの一つに対する露光処理が終了する毎に前記処理を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の露光装置。

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