JP2020148865A - 露光装置、および物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ショット領域の形状の補正の点で有利な露光装置を提供する。【解決手段】露光装置は、原版と基板との間の露光光の光路上に配置された収差補正部材と、前記収差補正部材を駆動する駆動部とを有し、前記収差補正部材は、前記露光光の光軸に関して３回回転対称な非球面形状を持つ第１面を有する第１光学要素と、前記光軸に沿って前記第１光学要素とは離間して配置された第２光学要素であって、前記第１面と対向し、前記第１光学要素で発生する収差を相補的に補正する非球面形状を持つ第２面を有する第２光学要素と、を含み、前記駆動部は、前記第１光学要素および前記第２光学要素の少なくとも１つの、前記光軸周りの回転および前記光軸に沿う駆動の少なくともいずれかを行う。【選択図】 図１

Description

本発明は、露光装置、および物品製造方法に関する。

半導体デバイスやフラットパネルディスプレイの製造に露光装置が使われている。半導体デバイスの高集積化やフラットパネルディスプレイの高精細化に伴い、配線の微細化や多層化が進んでいる。パターンの微細化に伴い、層ごとの重ね合わせの要求精度もますます上がってきている。また一方で、配線層では、半導体製造工程の後工程になるに従い、下地露光時のプロセス処理後の倍率、ディストーション、基板の反り等、ショット領域毎の局所的な歪みが発生し、重ね合せ精度が低下するといった問題もある。

特許文献１には、非軸対称なレンズを使わずに、投影レンズの一部の素子を傾斜させることによって、回転対称あるいは２回対称な成分ではない、非等方的なディストーション形状の補正を行う技術が開示されている。特許文献２には、２回対称の収差を補正する技術が開示されている。

特許第３０６４４３２号公報 特開２０１４−１２０６８２号公報

近年、デバイスコスト低減のため露光装置の生産性向上、すなわち単位時間あたりの基板処理枚数であるスループットの向上が重要視されている。そのため、ステージ駆動の高速化、露光照度の向上等が求められている。しかし、これらの対策をとる場合には、隣接ショットの露光熱による基板の伸縮に伴う露光ショットの歪曲が無視できない。隣接ショット近傍ほど熱の影響で熱膨張が発生するためショット領域の上下左右で倍率が異なることが、非対称なディストーション形状を発生させる一つの要因になっている。

特許文献１は、光学要素を傾斜させることによる非等方的なディストーションの補正に言及している。しかし、この技術ではディストーションの発生とともにコマ収差や、像高間で変化するアスが発生してしまい、非対称なディストーションのみを効率的に補正することはできない。また、特許文献２に開示されているのは、縦横倍率差の補正に関してのみであり、台形状に変形したショット領域の補正については開示されていない。

本発明は、例えば、ショット領域の形状の補正の点で有利な露光装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面によれば、原版のパターンを投影光学系を介して基板に投影して前記基板を露光する露光装置であって、前記原版と前記基板との間の露光光の光路上に配置された収差補正部材と、前記収差補正部材を駆動する駆動部と、を有し、前記収差補正部材は、前記露光光の光軸に関して３回回転対称な非球面形状を持つ第１面を有する第１光学要素と、前記光軸に沿って前記第１光学要素とは離間して配置された第２光学要素であって、前記第１面と対向し、前記第１光学要素で発生する収差を相補的に補正する非球面形状を持つ第２面を有する第２光学要素と、を含み、前記駆動部は、前記第１光学要素および前記第２光学要素の少なくとも１つの、前記光軸周りの回転および前記光軸に沿う駆動の少なくともいずれかを行うことを特徴とする露光装置が提供される。

本発明によれば、例えば、ショット領域の形状の補正の点で有利な露光装置を提供することができる。

実施形態における露光装置の構成を示す図。 実施形態における収差補正部材の構成を示す図。 縦横倍率差による像ずれ収差の例を示す図。 収差補正部材の駆動によって発生する台形形状のディストーションの例を示す図。 実施形態における収差補正部材の光学要素の面形状の例を示す図。 実施形態における収差補正部材の駆動の態様を示す図。 実施形態における露光方法のフローチャート。 ウエハ内のショット露光順序の例を示す図。 台形成分の非対称性を示す図。 実施形態における露光方法のフローチャート。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜第１実施形態＞
図１は、実施形態における露光装置の構成を示す図である。本明細書および添付図面において、基板であるウエハ１１５の表面（水平面）をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向を示す。ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ平行な方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とし、Ｘ軸周りの回転、Ｙ軸周りの回転、Ｚ軸周りの回転をそれぞれθＸ、θＹ、θＺとする。

主制御部１０３は、後述する露光装置の各部を統括的に制御して露光処理を実行する。主制御部１０３は、例えば、ＣＰＵおよびメモリ（記憶部）を含むコンピュータ装置によって実現されうる。

光源１００は、複数の波長帯域の光を露光光として出力することができる。光源１００より射出された光は、照明光学系１０４の整形光学系（不図示）を介して所定の形状に整形される。整形された光は、オプティカルインテグレータ（不図示）に入射され、ここで、後述するレチクル１０９を均一な照度分布で照明するために多数の２次光源が形成される。

照明光学系１０４の開口絞り１０５の開口部の形状は、ほぼ円形であり、照明光学系制御部１０８によってその開口部の直径、ひいては照明光学系１０４の開口数（ＮＡ）を所望の値に設定できるようになっている。この場合、投影光学系１１０の開口数に対する照明光学系１０４の開口数の比の値がコヒーレンスファクタ（σ値）であるため、照明光学系制御部１０８は照明光学系１０４の開口絞り１０５を制御することで、σ値を設定できる。

照明光学系１０４の光路上にはハーフミラー１０６が配置され、レチクル１０９を照明する露光光の一部がこのハーフミラー１０６により反射されて取り出される。ハーフミラー１０６の反射光の光路上には紫外光用のフォトセンサ１０７が配置され、露光光の強度（露光エネルギー）に対応した出力を発生する。原版（マスク）としてのレチクル１０９には焼き付けを行う半導体デバイスの回路のパターンが形成されており、照明光学系１０４により照明される。投影光学系１１０は、レチクル１０９のパターンを縮小倍率β（例えばβ＝１／２）で縮小し、フォトレジストが塗布されたウエハ１１５上の１つのショット領域を投影するよう配置されている。投影光学系１１０は、屈折型またはカタディオプトリック系などの光学系でありうる。

投影光学系１１０の瞳面（レチクルに対するフーリエ変換面）上には、開口部がほぼ円形である開口絞り１１１が配置され、モータ等の開口絞り駆動部１１２によって開口部の直径を制御することができる。光学素子駆動部１１３は、フィールドレンズのような、投影光学系１１０中のレンズ系の一部を構成している光学素子を、投影光学系１１０の光軸に沿って移動させる。これにより、投影光学系１１０の諸収差を低減しつつ、投影倍率を良好にさせ歪曲誤差を減らしている。投影光学系制御部１１４は、主制御部１０３の制御の下、開口絞り駆動部１１２及び光学素子駆動部１１３を制御する。

ウエハ１１５を保持するウエハステージ１１６（基板ステージ）は、３次元方向に移動可能であり、投影光学系１１０の光軸方向（Ｚ方向）、及びその方向に直交する面内（Ｘ−Ｙ面）を移動できる。なお、上記したとおり、ウエハ１１５の表面（水平面）をＸ−Ｙ平面としている。したがって、図１では、Ｚ軸は、投影光学系１１０の光軸と平行にかつウエハ１１５からレチクル１０９に向かう方向に延び、Ｘ軸およびＹ軸は、Ｚ軸と垂直な平面上で互いに直交する方向に延びている。図１において、Ｙ軸は紙面内にあり、Ｘ軸は紙面に対して垂直で紙面手前向きである。ウエハステージ１１６に固定された移動鏡１１７との間の距離をレーザ干渉計１１８で計測することでウエハステージ１１６のＸ−Ｙ面位置が検出される。また、アライメント計測系１２４（計測部）を用いて、ウエハ１１５とウエハステージ１１６の位置ずれが計測される。露光装置の主制御部１０３の制御下にあるステージ制御部１２０は、アライメント計測系１２４を用いた計測結果に基づいてモータ等のステージ駆動部１１９を制御することで、ウエハステージ１１６を所定のＸ−Ｙ面位置へ移動させる。

投光光学系１２１および検出光学系１２２は、フォーカス面を検出する。投光光学系１２１はウエハ１１５上のフォトレジストを感光させない非露光光から成る複数個の光束を投光し、その光束はウエハ１１５上に各々集光されて反射される。ウエハ１１５で反射された光束は、検出光学系１２２に入射される。図示は略したが、検出光学系１２２内には各反射光束に対応させて複数個の位置検出用の受光素子が配置されており、各受光素子の受光面とウエハ１１５上での各光束の反射点が結像光学系によりほぼ共役となるように構成されている。投影光学系１１０の光軸方向におけるウエハ１１５面の位置ずれは、検出光学系１２２内の位置検出用の受光素子に入射する光の位置ずれとして計測される。

レチクル１０９とウエハ１１５との間の露光光の光路上には、収差補正部材２１が配置される。図１の例では、収差補正部材２１は、レチクル１０９と投影光学系１１０との間に配置されている。収差補正部材２１は、投影光学系１１０とは独立したユニットとして構成されていてもよいし、投影光学系１１０の一部として構成されていてもよい。収差補正部材２１が投影光学系１１０の内部に設けられる場合、収差補正部材２１は、投影光学系１１０における瞳面より上方で、レチクル１０９で回折された光をウエハ１１５上で集光させるフィールドレンズ群の付近に配置されてもよい。あるいは、収差補正部材２１は、レチクル１０９を保持するレチクルホルダまたはレチクルステージ（不図示）と一体的に構成されていてもよい。

図２に示すように、収差補正部材２１は、第１光学要素２１１と、露光光の光軸に沿って第１光学要素２１１とは離間して配置された第２光学要素２１２とを含む。第１光学要素２１１および第２光学要素２１２はそれぞれ、回転非対称な同一の形状の面を間隙の側に有している。第１光学要素２１１および第２光学要素２１２のうちの少なくともいずれかは、光学要素駆動部２２によってθＺ回転（光軸周りの回転）およびＺ方向に関する駆動（Ｚ駆動）の少なくともいずれかを行うことができる。更に、第１光学要素２１１および第２光学要素２１２のうちの少なくともいずれかは、光学要素駆動部２２によって、Ｚ軸と直交するＸ方向および／またはＹ方向に移動することができるように構成されていてもよい。

図２において、第１光学要素２１１のレチクル１０９側の外面２１１ａおよび第２光学要素２１２の投影光学系１１０側の外面２１２ａはそれぞれ平面形状である。これに対し、第１光学要素２１１および第２光学要素２１２の互いに向き合う内側の第１面２１１ｂおよび第２面２１２ｂは、互いに相補な関係にある非球面形状をなしている。

図６に、収差補正部材２１の駆動の態様を示す。図６（ａ）は、図２と同様の状態を示している（ただし図６（ａ）では、第１光学要素２１１と第２光学要素２１２との間の隙間の形状は単純化して示されている。）。第１光学要素２１１および第２光学要素２１２のうちの少なくともいずれかは、光学要素駆動部２２によって、図６（ａ）の状態から、図６（ｂ）のようにＺ駆動されうる。また、第１光学要素２１１および第２光学要素２１２のうちの少なくともいずれかは、光学要素駆動部２２によって、図６（ｃ）に示されるようにθＺ回転されうる。

以下では、第１光学要素２１１および第２光学要素２１２のうちの少なくともいずれかのＺ駆動およびθＺ回転によって収差補正を行うことを説明する。ただし以下では説明を簡単にするため、代表的に第１光学要素２１１のＺ駆動およびθＺ回転によって収差補正を行うことを説明する。

第１面２１１ｂおよび第２面２１２ｂの回転非対称な形状の面は、例えば次式で表される。ただしＡおよびＢは定数である。

Ｚ＝Ａ（３ｘ^２ｙ−ｙ^３）＋Ｂ ・・・（１）
式１で示される回転非対称な形状は、θ＝０°の方向（Ｘ軸方向）と、
ρ＝ｓｑｒｔ（ｘ^２＋ｙ^２）
をパラメータとした極座標表示で表すと、
Ｚ＝ρ^３ｓｉｎ３θ・・・（２）
と等価であり、図５に示すような３回回転対称の非球面形状となる。

レチクル１０９上で回折した光束の主光線は物体側テレセントリックであり、第１面２１１ｂおよび第２面２１２ｂの非球面形状が相補的な作用をする。そのため、第１光学要素２１１および第２光学要素２１２を透過したときの各像高間の位相差はゼロになっている。式１で示される非球面形状を持つ第１光学要素２１１がαだけ回転すると、第１面２１１ｂおよび第２面２１２ｂの相補性が崩れるが、αが十分小さいとき、位相差は、
Φ≒Ｋ＊α＊Ｒ^３ｃｏｓ３θ
と表される（ただし、Ｋは定数）。一方、第１光学素子２１１が距離ｄだけＺ駆動すると相補性が崩れ、ｄが十分小さいとき、位相差は、
Φ≒Ｌ＊ｄ＊Ｒ^３ｓｉｎ３θ
と表される（ただし、Ｌは定数）。

このように、第１光学要素２１１のθＺ回転およびＺ駆動のどちらでも、３回回転対称成分の位相差が残存する。投影レンズのレチクル対向箇所に３回回転対称の位相差が発生すると、図４に示されるような、台形形状のディストーションが発生することが分かった。第１面２１１ｂおよび第２面２１２ｂの光軸付近の非球面量は、式２よりほぼ０である。そのため、本実施形態によれば、像高中心は回転やＺ駆動による位相変化は起きないため、ディストーションのシフト成分が発生しない。またコマ収差も発生しない。また、光軸から半径Ｒだけ外れた円周上でも位相の一次の傾き成分は発生しないため、像面の傾きも発生しない。よって、特許文献２（特開２０１４−１２０６８２号公報）に開示されるような、光学偏心によって台形形状を生成する場合よりも、像高間で発生するアスは抑えられ、有効である。

光学要素駆動部２２により第１光学要素２１１をθＺ回転させることにより、図４（ａ），（ｂ）に示されるような、左右の辺（Ｙ方向に沿う２つの辺）が上底、下底をなす台形形状のディストーションが発生する。また、光学要素駆動部２２により第１光学要素２１１をＺ駆動することにより、図４（ｃ），（ｄ）に示されるような、上下の辺（Ｘ方向に沿う２つの辺））が上底、下底をなす台形形状のディストーションが発生する。台形の上底および下底をなす２本の対辺の長さの差をΔｂａｓｅとすると、θＺ回転の回転方向、Ｚ駆動の駆動方向により、Δｂａｓｅの符号が反転し、Δｂａｓｅの値は、θＺ回転の回転角、Ｚ駆動の駆動量によって一意に決まる。したがって、第１光学要素２１１のθＺ回転の回転角、Ｚ駆動の駆動量を調整することによって、図９のような、左右の辺の長さが異なる台形Δｂａｓｅ＿ＬＲ、上下の辺の長さが異なる台形Δｂａｓｅ＿ＵＤを含む任意の台形形状をそれぞれ補正することができる。

図７のフローチャートを参照して、実施形態における露光方法の一例を説明する。ウエハがロードされた後、Ｓ１で主制御部１０３は、アライメント計測系１２４を用いて、下地となる複数のショット領域のそれぞれの形状を計測し、各ショット領域の歪みのデータを記憶部に記憶する。この計測は、露光装置外の計測装置で行われてもよく、その場合には、主制御部１０３は、外部から各ショット領域の歪みのデータを取得する。

Ｓ２で主制御部１０３は、各ショット領域の形状に合わせて露光するために、収差の２方向の成分（Δｂａｓｅ＿ＬＲ成分、Δｂａｓｅ＿ＵＤ成分）の調整すべき量（調整量）を計算する。

Ｓ３で光学要素制御部１２３は、光学要素駆動部２２を制御して、Δｂａｓｅ＿ＬＲ成分とΔｂａｓｅ＿ＵＤ成分とを調整するよう第１光学要素２１１のθＺ回転およびＺ駆動の少なくともいずれかを行う。このとき、他の像ずれ成分をも調整するために、投影光学系制御部１１４は、光学素子駆動部１１３を制御して、投影光学系１１０の光学素子を駆動してもよい。同様に、他の像ずれ成分をも調整するために、ステージ制御部１２０は、ステージ駆動部１１９を制御して、ウエハステージ１１６を駆動してもよい。

第１光学要素２１１の駆動が完了したら、Ｓ４で主制御部１０３は、露光を行う。Ｓ５で主制御部１０３は、ステージ制御部１２０を介してステージ駆動部１１９を制御して、次の露光すべきショット領域に移動するようにウエハステージ１１６を駆動する。主制御部１０３は、Ｓ１で得られた歪みのデータおよびＳ２で計算された調整量に基づき、第１光学要素２１１の駆動と露光とを繰り返す。 Ｓ６において全ショット領域の露光が終了したら、主制御部１０３は、ウエハをアンロードし、次のウエハをロードして上記のフローを繰り返し行う。

このフローに基づいた露光方法によれば、左右の辺の長さが異なる台形形状成分を有する下地のショット形状、または、上下の辺の長さが異なる台形形状成分を有する下地のショット形状に合わせた調整を施して露光することができる。これにより重ね合わせ精度が向上する。

上述の例では、式１で示される回転非対称な形状を持つ第１光学要素２１１のθＺ回転やＺ駆動により台形形状を補正する例を示した。ここで、特開２０１４−１２０６８２号公報（特許文献２）に開示されている技術を用いると、光学要素駆動部２２により第１光学要素２１１をＸ軸方向に沿って駆動することにより、図３（ｃ）、（ｄ）に示すＴＹ_４５成分のディストーションが発生する。また、第１光学要素２１１をＹ軸方向に沿って駆動することにより、図３（ａ）、（ｂ）に示すＴＹ_０成分のディストーションが発生する。よって、第１光学要素２１１をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、θＺ回転方向の駆動量を同時に制御することで台形成分と縦横倍率差成分の両方を制御することができる。

図８（ａ）に一般的なウエハ内の露光順序の例を示す。各格子はショットを表し、格子間の矢印は、一つ前の露光ショットからのステージ移動方向を示している。図８（ａ）の場合、紙面左右方向（Ｘ方向）の隣接ショットからのステップ駆動の頻度が高い。一つ前に露光されたショットがウエハに与える熱量によって、ウエハの熱膨張が発生する。ここで、ショットから遠ざかるほど熱膨張量は減る。そうすると、Ｘ方向へのステップ駆動を伴う順次露光においては、左右方向に熱膨張量が変わるため、ショット領域は左右方向に台形の辺の長さが異なるようなディストーション形状となる。この場合、Δｂａｓｅ＿ＬＲの調整量が有効的になる。

Δｂａｓｅ＿ＬＲの調整は、第１光学要素２１１および第２光学要素２１２の互いに向き合う内側の第１面２１１ｂおよび第２面２１２ｂの３回回転対称の非球面形状と関係する。これら内側の面２１１ｂおよび２１２ｂを式１で表されるようなｓｉｎ３θの位相を持つ非球面形状とすることにより、相補的な光学素子の回転駆動によってΔｂａｓｅ＿ＬＲを発生させることができる。一般に、回転駆動の方がＺ駆動に比べて高速に動かすことができるため、図８（ａ）のショット露光順序の際にはｓｉｎθの位相を持つ非球面が望ましい。ＴＹ＿０成分およびＴＹ＿４５成分（特開２０１４−１２０６８２号公報（特許文献２）参照。）の調整はそれぞれ、光学要素のＸ方向およびＹ方向への駆動によって実現され、いずれも光学要素の水平方向の駆動であるため、同一平面上のシフトと回転の駆動を単純な機構で構成可能である。

本実施形態において、第１光学要素２１１は、露光光の光軸に関して３回回転対称な非球面形状を持つ第１面２１１ｂを有する。また、第２光学要素２１２は、第１面２１１ｂと対向し、第１光学要素２１１で発生する収差を相補的に補正する非球面形状を持つ第２面２１２ｂを有する。

第１光学要素２１１および第２光学要素２１２の互いに向き合う第１面２１１ｂおよび第２面２１２ｂの回転非対称な形状は、例えば次式で表される形にしてもよい。ただし、Ｃ、Ｄは定数である。

Ｚ＝Ｃ（ｘ^３−３ｘｙ^２）＋Ｄ ・・・（３）

式３を極座標表示で表すと、次式のようになる。

Ｚ＝ρ^３ｃｏｓ３θ・・・（４）

第１光学要素２１１の回転量により上下の辺の長さが異なる台形Δｂａｓｅ＿ＵＤのディストーションが発生し、第１光学要素２１１のＺ駆動の駆動量により左右の辺の長さが異なる台形Δｂａｓｅ＿ＬＲのディストーションが発生する。また、第１光学要素２１１をＹ方向に駆動することにより、図３の（ｃ）、（ｄ）に示すＴＹ_４５成分のディストーションが発生する。さらに、第１光学要素２１１をＸ方向に駆動することにより、図３の（ａ）、（ｂ）に示すＴＹ_０成分のディストーションが発生する。

ウエハ内の露光順序を図８（ｂ）のようにする場合には、紙面上下方向（Ｙ方向）の隣接ショットからのステップ駆動の頻度が高い。Ｙ方向の駆動では図８（ｂ）の紙面上下方向に膨張が変わるため、ショット領域は紙面上下方向に台形の辺の長さが異なるようなディストーション形状となる。この場合、Δｂａｓｅ＿ＵＤの調整量が有効的になる。

Δｂａｓｅ＿ＵＤの調整は、第１光学要素２１１および第２光学要素２１２の互いに向き合う第１面２１１ｂおよび第２面２１２ｂの３回回転対称の非球面形状と関係する。これら第１面２１１ｂおよび第２面２１２ｂを式３で表されるようなｃｏｓ３θの位相を持つ非球面形状とすることにより、相補的な光学素子の回転駆動によってΔｂａｓｅ＿ＵＤを発生させることができる。図８（ｂ）のショット露光順序の際にはｃｏｓθの位相を持つ非球面が望ましい。

露光装置は、生産効率の観点から、一般にショット領域の露光順序に規則性がある。上記のように、第１光学要素２１１および第２光学要素２１２の互いに向き合う第１面２１１ｂおよび第２面２１２ｂを、ウエハ内のショット領域の露光順序に応じた非球面形状とすることにより、単純な駆動機構の構成で重ね合せ精度を向上させることができる。

第１光学要素２１１および第２光学要素２１２の互いに向き合う第１面２１１ｂおよび第２面２１２ｂの非球面形状については、式１および式３の例を挙げたが、これに限定されない。例えば、次の式５、式６のように表される３回回転対称の非球面形状であっても、同様の効果が得られる。ただし、ｆ（ρ）、ｇ（ρ）はρを変数とする関数、Ｅ、Ｆは定数である。

Ｚ＝ｆ（ρ）ｃｏｓ３θ＋Ｅ・・・（５）、
Ｚ＝ｇ（ρ）ｓｉｎ３θ＋Ｆ・・・（６）
このように、３回回転対称の非球面を持つ光学要素の回転およびＺ駆動の少なくともいずれかにより、効果的に下地の台形形状のディストーションを補正することができる。

＜第２実施形態＞
次に、図１０を参照して、台形形状を持つ歪曲収差を調整する収差補正部材２１を用いた露光方法の別の例について説明する。Ｓ１１で、主制御部１０３は、露光前に、前のショットの露光光によるウエハ変形の影響度の情報を取得する。露光光によるウエハ変形の影響度は、例えば、露光エネルギーによる入熱パラメータと、前ショットからのステージ移動ベクトルに関するパラメータと、ウエハの物性に関するパラメータ等の露光条件に基づいて決定される。

ウエハの物性に関するパラメータは、線膨張係数および熱伝導率を含みうる。線膨張係数により、熱によるウエハの伸縮係数が決定される。また、前のショット領域の中心と次に露光するショット領域の両端とに距離の差が存在するため、ウエハの熱伝導率に相応する、ショット領域の両端の膨張率の差が発生する。ウエハには、例えば、Ｓｉ、ＧａＡｓ、あるいはガラス基板など、物性が異なる基板が使われうる。また、ウエハには、下地処理プロセスによってＣｕ層が構成されることもある。これらのことから、ウエハの物性に変化が生じうる。

露光エネルギーによる入熱パラメータは、露光量、ウエハの露光光反射率、透過率を含みうる。ウエハ上に塗布されている感光剤は、その種類に応じた適正露光量が決まっている。ショット領域のサイズと露光量との積によって照射エネルギーが求まり、このうち、基板の反射光、透過光を除いたエネルギーがウエハの熱変形に寄与する吸収エネルギーである。ウエハには、この吸収エネルギーに比例した熱変形が発生する。

ステージ移動ベクトルに関するパラメータは、ショット間ピッチと複数のショット領域の露光順序の情報を含む。

ウエハ上の各ショット間のピッチは、逐次的に露光する露光装置のショット領域間の基板ステージの駆動時間に関係する。したがって、ウエハ上の各ショット間のピッチによって、前ショットの露光完了後から対象ショットの露光開始までの時間が決定される。ショットの露光順序によって、前ショットの中心と露光ショットとの位置関係が決まり、露光ショットに伝達する熱の分布が求まるため、ショット端部の基板の膨張率の差が決定される。これは台形形状の向きを表す。

また、複数のウエハへ連続的に露光していく場合には、ウエハステージの蓄熱量も重要なパラメータになる。ウエハステージの温度が上昇することにより、ウエハ搭載後のウエハの熱変形が発生するためである。

例えば、主制御部１０３は、複数の条件で実際に露光を行い、その結果として現れたディストーションを計測することにより、条件毎のウエハ変形の影響度を求め、これをデータベース（テーブル）として記憶部に記憶しておく。主制御部１０３は、Ｓ１１では、このテーブルを参照して影響度を取得してもよい。あるいは、条件毎のウエハ変形の影響度を関数化しておき、主制御部１０３は、露光時の条件をその関数に当てはめることにより影響度を算出してもよい。

このように、前ショットの露光熱がウエハ変形に与える影響を決定するパラメータ（条件）を取得することにより、発生する台形成分を予測することができる。

次に、Ｓ１２で、主制御部１０３は、Ｓ１１で取得した影響度に基づいて、台形成分の発生量を予測する。主制御部１０３は、予測された台形成分の発生量に基づいて、光学要素制御部１２３により台形成分を補正するために必要な光学要素の駆動量を算出する。Ｓ１３で、主制御部１０３は、光学要素駆動部２２を制御して、Ｓ１２で算出された駆動量で、第１光学要素２１１のθＺ回転およびＺ駆動の少なくともいずれかを行う。以上の収差補正が行われた後、Ｓ１４で、主制御部１０３は露光を行う。

上記した露光方法によれば、ウエハの物性や露光装置の露光量、ステージ駆動速度等に応じて、露光光の熱によるウエハの変形量が変化する場合にも、ディストーションの台形成分を良好に補正して露光を行うことができる。

なお、上述の実施形態では、台形成分を補正する例を示したが、補正対象は台形成分に限定されない。

また、上述の実施形態では、例えば式１の形状を持つ第１光学要素２１１のＸ方向の駆動によってＴＹ＿０成分を、Ｙ方向の駆動によってＴＹ＿４５成分を調整できることを示した。したがって、θＺ回転、Ｚ駆動、Ｚ方向の駆動、Ｙ方向の駆動を組み合わせることにより、任意の方向の縦横倍率差成分の調整および台形形状の補正を行うが可能となる。

上記のとおり、ウエハ上の大部分のショット領域に必要なΔｂａｓｅ＿ＬＲの調整は、θＺ回転により行われる。また、ＴＹ＿０成分およびＴＹ＿４５成分はそれぞれ、Ｘ方向の駆動およびＹ方向の駆動により行われる。いずれも第１光学要素２１１の水平方向の駆動であるため、単純な駆動機構の構成で補正が実現される。

このように、実施形態によれば、収差補正部材は、３回回転対称の非球面を持つ光学要素のθＺ回転の機構およびＺ駆動の機構の少なくともいずれかを有する。これにより、前のショットの露光光による基板変形の影響度を取得して、効果的に台形形状のディストーションを補正することができる。

なお、本発明は、下地のディストーションを計測して台形成分を下地に合わせて補正することに限定されない。第１レイヤーのディストーションの台形成分を補正して、格子等の所望の形状に近づけるディストーションにしておき、第２レイヤー以降で露光する際の重ね合せ精度を向上させることもできる。

＜物品製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態に係る物品製造方法は、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。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。

＜他の実施形態＞
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

２１：収差補正部材、１００：光源、１０３：主制御部、１０４：照明光学系、１１０：投影光学系、１１６：ウエハステージ

Claims (13)

1. 原版のパターンを投影光学系を介して基板に投影して前記基板を露光する露光装置であって、
   前記原版と前記基板との間の露光光の光路上に配置された収差補正部材と、
   前記収差補正部材を駆動する駆動部と、を有し、
   前記収差補正部材は、
   前記露光光の光軸に関して３回回転対称な非球面形状を持つ第１面を有する第１光学要素と、
   前記光軸に沿って前記第１光学要素とは離間して配置された第２光学要素であって、前記第１面と対向し、前記第１光学要素で発生する収差を相補的に補正する非球面形状を持つ第２面を有する第２光学要素と、を含み、
   前記駆動部は、前記第１光学要素および前記第２光学要素の少なくとも１つの、前記光軸周りの回転および前記光軸に沿う駆動の少なくともいずれかを行う
   ことを特徴とする露光装置。
2. 前記光軸に平行な方向をＺ軸とし、前記Ｚ軸と直交する平面上で互いに直交する方向をＸ軸およびＹ軸とするとき、前記駆動部が前記第１光学要素および前記第２光学要素の少なくとも１つのＺ軸周りに回転およびＺ軸に沿う駆動の少なくともいずれかを行うことにより、ショット領域のＹ軸に沿う方向の２つの辺の長さおよびＸ軸に沿う方向の２つの辺の長さが補正されることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記光軸周りの回転の回転量および前記光軸に沿う駆動の駆動量の少なくともいずれかを制御する制御部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
4. 前記駆動部は、前記第１光学要素および前記第２光学要素の少なくとも１つの、前記光軸と直交する方向への駆動を更に行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光装置。
5. 前記収差補正部材は、前記原版と前記投影光学系との間に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露光装置。
6. 前記収差補正部材は、前記投影光学系の内部に設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露光装置。
7. 前記収差補正部材は、前記原版を保持するレチクルステージに設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露光装置。
8. 前記制御部は、前記基板の下地となるショット領域の形状のデータを取得し、該取得したデータに基づいて、前記光軸周りの回転の回転量および前記光軸に沿う駆動の駆動量の少なくともいずれかを制御することを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
9. 前記ショット領域の形状を計測する計測部を更に有し、
   前記制御部は、前記計測部から前記ショット領域の形状のデータを取得することを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
10. 前記制御部は、前記基板の変形の影響度の情報を取得し、前記取得された情報に基づいて、前記光軸周りの回転の回転量および前記光軸に沿う駆動の駆動量の少なくともいずれかを制御することを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
11. 前記情報は、前記基板の複数のショット領域の露光順序の情報を含むことを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。
12. 前記情報は、更に、前記基板の上の感光剤への露光量、前記基板を保持する基板ステージの蓄熱量、前記基板ステージのショット領域間の駆動時間、前記基板の線膨張係数、熱伝導率、露光光反射率、透過率のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
    前記露光された基板を現像する工程と、
    を含み、前記現像された基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。