JP2021005047A - 露光装置、露光方法、および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 投影光学系により投影される像の誤差をより低減できる露光装置を提供する。【解決手段】 基板を露光する露光処理を行う露光装置であって、前記基板を保持して移動するステージと、前記基板に像を投影する投影光学系と、前記投影光学系により投影される像を計測する像計測部と、前記ステージを移動させる制御部と、を有し、前記制御部は、前記像計測部により計測された計測結果から取得した前記像の変化に関する情報に基づき、前記ステージを待機させる第１位置を決定する。【選択図】 図１

Description

本発明は、露光装置、露光方法、および物品の製造方法に関する。

半導体デバイス、ＭＥＭＳ、カラーフィルターまたはフラットパネルディスプレイなどの物品の製造において、基板上に形成されるパターンの微細化が進み、パターンの寸法精度の向上への要求が高まっている。

したがって、原版（レチクル、マスク）に形成されたパターンの像を基板に投影する露光処理を行う露光装置において、基板に投影される像には高い精度が要求される。

特許文献１は、基板に対して露光処理を行う露光装置内の温度の影響を考慮して、露光処理を行う間にステージが滞在する平均位置にステージを待機させる技術を開示している。特許文献１には、この技術により露光装置内の温度の変化を抑えることができることが記載されている。

特開９−１４８２３６号公報

露光装置には温度が制御された気体が供給されており気体の流れが形成されている。また、露光装置内には基板に光を投影するための投影光学系が配置されている。基板を保持するステージを、特許文献１のように平均位置に配置させることにより露光装置内の温度の変化を抑えても、気体の流れと投影光学系の位置関係によっては、投影光学系の温度に変化が生じる可能性がある。そして、投影光学系の温度変化により投影光学系に含まれる光学素子などの部材が変形すると、投影光学系により投影される像が変化する。

そこで本発明は、投影光学系により投影される像の誤差をより低減できる露光装置、露光方法、および物品の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の一側面としての露光装置は、基板を露光する露光処理を行う露光装置であって、前記基板を保持して移動するステージと、前記基板に像を投影する投影光学系と、前記投影光学系により投影される像を計測する像計測部と、前記ステージを移動させる制御部と、を有し、前記制御部は、前記像計測部により計測された計測結果から取得した前記像の変化に関する情報に基づき、前記ステージを待機させる第１位置を決定する。

本発明によれば、投影光学系により投影される像の誤差をより低減できる露光装置、露光方法、および物品の製造方法を提供することができる。

露光装置の構成を示す図である。 第１実施形態に係るウエハ、及びウエハステージを示す図である。 ウエハステージの配置を示す図である。 ウエハステージの可動領域を示す図である。 投影光学系により投影される像の倍率の変化を示す図である。 像の変化に基づき待機位置を決定する方法を示すフローチャートである。 温度の変化に基づき待機位置を決定する方法を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るウエハ、及びウエハステージを示す図である。 露光処理が中断される場合に待機位置を決定する方法を示すフローチャートである。 像の倍率と温度との関係を示す図を示す図である。 温度に基づき投影光学系を制御する方法を示すフローチャートである。 物品の全体的な製造プロセスを示すフローチャートである。 ウエハプロセスの詳細を示すフローチャートである。

以下に、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。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。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施に有利な具体例を示すにすぎない。また、以下の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決のために必須のものであるとは限らない。

＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る露光装置について説明する。本実施形態では、露光装置として露光装置を用いた例について説明する。図１は、露光装置の構成を示す図である。また、以下では、後述の投影光学系６から照射される光の光軸に平行な方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直な平面内で互いに直交する２方向をＸ軸方向およびＹ軸方向とする。また、Ｘ軸回りの回転、Ｙ軸回りの回転、Ｚ軸回りの回転をそれぞれθＸ、θＹ、θＺとする。

露光装置１００は、レチクル１からの光でウエハ３（基板）を露光する露光処理（基板に対する処理）を行う。ここで、レチクル１は、所定のパターンが形成されたレチクル、またはマスクであり、後述の照明光学系５により照明された光を透過する。ウエハ３は、例えば、シリコンウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等である。また、ここでは、露光装置１００としてレチクル１とウエハ３とを走査方向に互いに同期して移動させつつレチクル１に形成されたパタ−ンをウエハ３に露光する走査型露光装置（スキャニングステッパ−）を使用する場合を例にして説明する。なお、本実施形態はレチクル１を固定しレチクルパタ−ンをウエハ３に露光するタイプの露光装置（ステッパ−）にも適用することができる。

露光装置１００には、レチクル１を保持して移動するレチクルステージ２とウエハ３を保持して移動するウエハステージ４が搭載される。レチクルステージ２は、例えば、投影光学系６の光軸に垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内で移動可能及びθＺ方向に回転可能である。レチクルステージ２はリニアモ−タ等の駆動装置（不図示）により駆動され、駆動装置はＸ、Ｙ、θＺの３軸方向に駆動可能であり、後述の制御部２１により制御される。なお、駆動装置は、３軸方向に駆動可能としたが、１軸方向から６軸方向のいずれかで駆動可能としてもよい。レチクルステージ２上にはミラー７が設けられている。また、このミラー７に対向する位置にはこのミラー７の位置を計測するためのＸＹ方向用のレーザ干渉計９が設けられている。レーザ干渉計９は、光源からの光を分離して、一方の光をミラー７に照射する。そして、レーザ干渉計９は、光源からの光から分離された他方の光とミラー７により反射された光との位相差を検出してミラー７までの距離を計測する。レーザ干渉計９を用いることにより、レチクルステージ２上のレチクル１のＸＹ方向の位置、及びθＺの回転角をリアルタイムで計測される。

ウエハステージ４は、ウエハ３を不図示のウエハチャックを介して保持するθＺチルトステージと、θＺチルトステージを支持する不図示のＸＹステージと、ＸＹステージを支持する不図示のベースとを備えている。ウエハステージ４はリニアモ−タ等の駆動装置（不図示）により駆動される。駆動装置はＸ、Ｙ、Ｚ、θＸ、θＹ、θＺの６軸方向に駆動可能であり、後述の制御部２１により制御される。なお、駆動装置は、６軸方向に駆動可能としたが、１軸方向から６軸方向のいずれかで駆動可能としてもよい。また、ウエハステージ４上にはミラー８が設けられている。また、このミラー８に対向する位置にはＸＹ方向を計測するためのレーザ干渉計１０とＺ方向を計測するためのレーザ干渉計１２が設けられている。レーザ干渉計１０、及び１２も、レーザ干渉計９と同様の方法によりミラー８までの距離を計測する。ウエハステージ４のＸＹ方向の位置及びθＺはレーザ干渉計１０によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御部２１に出力される。また、ウエハステージ４のＺ方向の位置、θＸ、θＹについてはこのレーザ干渉計１２によりリアルタイムで計測される。

また、ウエハステージ４には、後述の基準マーク１７を備えた基準プレート１１が設置されている。基準プレート１１の表面の高さは、ウエハステージ４に保持されたウエハ３の表面と同じ高さになるように定められる。ここで、ミラー８、レーザ干渉計１０、及びレーザ干渉計１２を合わせてウエハステージ４の位置を計測するための位置計測部２２とする。また、位置計測部２２は、ウエハステージ４に配置されたスケールを備え、スケールの位置を検出することによりウエハステージ４の位置を計測するエンコーダであってもよい。

照明光学系５は、レチクルステージ２に保持されたレチクル１に光を照射して、レチクル１上の所定の照明領域を照明する。照明光学系５は、レチクル１上の所定の照明領域を均一な照度分布の光で照明する。照明光学系５から照射される光は、水銀ランプ、ＫｒＦエキシマレ−ザ、及びＡｒＦエキシマレ−ザのうち少なくとも１つの光源からの光を含む。また、波長が数ｎｍ〜百ｎｍの極端紫外光（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ：ＥＵＶ光）を含んでもよい。

投影光学系６は、レチクル１を透過した光をウエハステージ４に保持されたウエハ３に照射して、レチクル１に形成されたパターンの像を所定の投影倍率βでウエハ３に投影する。このように、ウエハ３は投影光学系６から照射される光により露光され、ウエハ３上にパターンが形成される。また、投影光学系６は複数の光学素子で構成されており、所定の投影倍率βは例えば１／４、または１／５である。また、投影光学系６は、投影光学系６により投影される像を補正するための不図示の補正部を有する。補正部は、例えば、投影光学系６の光学素子を、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θＸ、θＹ、θＺの６軸方向のうち少なくとも１方向に駆動することにより、投影光学系６により投影される像を補正することができる。

第１マーク検出部１３は、レチクルステージ２の近傍に配置され、レチクルステージ２上に配置されている基準マーク（不図示）と、投影光学系６を介してウエハステージ４上にある後述の基準マーク１７とに光を照射する。そして、第１マーク検出部１３は、例えばＣＭＯＳセンサなどの受光素子を備え、レチクルステージ２上の基準マークとウエハステージ４上の基準マーク１７からの反射光を受光素子で受光して検出する。そして、この受光素子の信号に基づき、レチクルステージ２上の基準マークとウエハステージ４上の基準マーク１７の位置及びフォ−カスを合わせることで、レチクルステージ２とウエハステージ４の相対的な位置関係を合わせることができる。また、第１マーク検出部１３により検出される基準マークは反射型マークである例を説明したが、基準マークは透過型でもよい。基準マークが透過型の場合、基準マークの下部に受光素子を備える。また、第１マーク検出部１３は、レチクル１上にあるレチクルマーク（不図示）とウエハ３上にある後述のウエハマーク１９を検出することもできる。

フォーカス計測部１５は、ウエハステージ４によって保持されたウエハ３の高さ（Ｚ軸方向の位置）を計測する。フォーカス計測部１５は、フォーカスセンサ（不図示）を備える。フォーカスセンサは、投影光学系６の下面付近を挟むように設置され、片側からウエハ３に斜入射光を照射し、反対側で反射した光を検出する。次に、検出された光の光量から画像処理系（不図示）がＺ軸方向の変位量に換算し、領域内の各点のＺ軸方向の変位量から近似平面が算出される。そして、投影光学系６を通して投影されたレチクル１のパターンの像にウエハ３の表面を合わせるように、ウエハステージ４の駆動が制御される。

第２マーク検出部１６は、ウエハステージ４の上方に、投影光学系６の光軸から所定の距離だけ離れた位置に配置される。第２マーク検出部１６は、検出光を上方からウエハ３上の後述のウエハマーク１９又は基準プレート１１にある後述の基準マーク１８に照射する照射系と、基準マーク１８やウエハマーク１９からの反射光を受光する受光系を備えている。第２マーク検出部１６は、ウエハマーク１９又は基準マーク１８からの反射光に基づき、基準マーク１８又はウエハマーク１９の位置を検出する。また、第２マーク検出部１６により検出された基準マーク１８の位置を用いて、ウエハステージ４のキャリブレーション処理が行われる。また、第２マーク検出部１６により計測されたウエハマーク１９の位置を用いて、ウエハステージ４のＸＹ方向の位置などが制御される。

温度計測部１４は、投影光学系６の側面に配置され、投影光学系６の温度を計測する。また、温度計測部１４は、投影光学系６の温度を計測することが可能な位置であれば、温度計測部１４が配置される位置は投影光学系６の側面に限られない。例えば、温度計測部１４は、投影光学系６の上面、投影光学系６の下面、又は投影光学系６の内部に配置されてもよい。また、例えば、温度計測部１４は、投影光学系６の近傍に配置された部材に配置されてもよい。

像計測部２３は、投影光学系６により投影される像性能を計測する。像計測部２３は、基準プレート１１の下方に配置され、基準プレート１１上の透過型の基準マークを透過する光を検出するセンサを備える。照明光学系５により照明された光は、レチクル１上にあるレチクルマーク、投影光学系６、及び基準プレート１１上の透過型の基準マークを介して像計測部２３に照射される。また、像計測部２３は、ウエハステージ４の駆動により基準プレート１１上の基準マークの位置を変えながら、照射される光を計測する。像計測部２３の計測結果から、投影光学系６により投影される像の倍率、シフト、回転などの像性能を取得することができる。また、像計測部として第１マーク検出部１３を用いることもできる。第１マーク検出部１３は、レチクルステージ２上に配置されている基準マークと投影光学系６を介して基準プレート１１上の反射型の基準マークとに光を照射して、反射される光を計測する。また、第１マーク検出部１３は、ウエハステージ４の駆動により基準プレート１１上の基準マークの位置を変えながら、反射される光を計測する。第１マーク検出部１３の計測結果から、投影光学系６により投影される像の倍率、シフト、回転などの像性能を取得することができる。

制御部２１は、露光装置１００の各部を統括的に制御する。制御部２１は、例えば、制御プログラムに従って制御のための演算などを行うＣＰＵなどのプロセッサを有する処理部、制御プログラムや固定的なデータを保持するＲＯＭ、処理部のワークエリア及び一時的なデータを保持するＲＡＭを含む。また、制御部２１は、ＲＯＭ、ＲＡＭよりも大容量のデータを保存することができる磁気記憶装置（ＨＤＤ）を含む。また、制御部２１は、ＣＤ、ＤＶＤ、メモリカードといった外部メディアを装填してデータの読み込みや書き込みを行うドライブ装置を含む。本実施形態において、ＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気記憶装置、ドライブ装置のうち少なくとも１つを記憶部として、記憶部に制御プログラム、固定的なデータ、処理部のワークエリア、及び一時的なデータを保持するものとする。

制御部２１は、例えば、第１マーク検出部１３を制御してレチクルステージ２上の基準マークやレチクル１上のレチクルマークなどを検出することができる。また、制御部２１は、例えば、第２マーク検出部１６を制御してウエハステージ４上の基準マークやウエハ３上のウエハマークを検出することができる。

ここで、ウエハマーク１９と基準マーク１７及び基準マーク１８について説明する。図２は、ウエハ、及びウエハステージ４を示す図である。ウエハステージ４上には基準プレート１１が配置されており、基準プレート１１上に基準マーク１７、及び基準マーク１８が配置されている。図２の例では、３つの基準プレート１１がウエハステージ４上においてウエハ３の周辺に配置されているが、配置される基準プレート１１の数は３つに限られない。上述の通り、第１マーク検出部１３によりレチクルステージ２上の基準マークと基準マーク１７が検出され、第２マーク検出部１６により基準マーク１８が検出される。検出されたマークの位置の情報を用いて、制御部２１は、例えば、レチクル１とウエハ３との位置合せを行うために、レチクルステージ２、及びウエハステージ４のＸＹ方向の位置を制御する。

また、ウエハ３上には露光される複数の露光領域２０が配置されており、それぞれの露光領域２０の近傍（図２の例では、各露光領域２０に対して−Ｙ方向の近傍）にウエハマーク１９が配置されている。上述の通り、第２マーク検出部１６によりウエハマーク１９が検出され、例えば、それぞれの露光領域２０と投影光学系６との位置合せを行うためにウエハステージ４の位置が制御される。

次に、ウエハステージ４の配置について説明する。図３は、ウエハステージ４の配置を示す図である。図３は、ウエハステージ４が配置される６か所の位置を例示している。また、図３では、投影光学系６と第２マーク検出部１６の位置も図示されている。露光装置１００内の空間は、不図示の空調機構によって温度制御が行われている。空調機構は、温度が制御された気体を露光装置１００内に供給することにより温度制御を行っている。

図３のようにウエハステージ４の位置が変化した場合、空調機構により供給される気体の流れが変化して、露光装置１００内の温度分布が変化する。また、気体の流れとウエハステージ４の位置関係が変化すると、投影光学系６の温度が変化して投影光学系６に含まれる光学素子等の部材が変形しうる。そして、投影光学系６に含まれる部材の変形は、投影光学系６により投影される像の変化の原因となりうる。よって、露光装置１００で露光処理が行われている状態と、露光装置１００で露光処理が行われずウエハステージ４が待機している状態とで、投影光学系６に含まれる部材の変形が抑制されることが望ましい。

そこで、本実施形態では、ウエハステージ４を複数の待機位置に待機させた後に、ウエハステージ４を移動させてウエハ３の露光を行う。そして、複数の待機位置について投影光学系６の変形が抑制されるウエハステージ４の待機位置を求める。

図４は、ウエハステージ４の可動領域を示す図である。図４において、ＰＯＳＩＴＩＯＮ１〜１６は、ウエハステージ４が待機位置にあるときのウエハステージ４の中心の位置を示している。ここでは、ウエハステージ４の中心の位置を待機位置として説明する。図４の例では、複数の待機位置として１６点の位置が示されているが、待機位置の数、位置は図４の例に限られない。

図５は、投影光学系により投影される像の倍率の変化を示す図である。グラフＡとグラフＢは、互いに異なる待機位置に待機させた後に投影光学系６により投影される像の倍率の変化量を示している。図５において、横軸は時間、縦軸は像の変化量を表している。横軸は、ウエハステージ４を待機位置に所定時間、待機させた直後の初期時間を原点として、その後にウエハステージ４が待機位置から移動した後の時間の経過を表している。また、縦軸は初期時間における像の倍率を原点として、その後にウエハステージ４が待機位置から移動してからの像の倍率の変化を表している。また、グラフＡ、Ｂは、２つの待機位置に対応する投影倍率の変化を表している。図５の例では、グラフＡ、Ｂ共に、時間の経過とともに投影倍率が大きくなっている。また、グラフＡに示す像の倍率の変化量は、グラフＢに示す像の倍率の変化量よりも大きいことを示している。このことから、グラフＢに対応する待機位置のほうが、グラフＡに対応する待機位置よりも望ましいことがわかる。また、このような違いが発生する要因の１つとして、投影光学系６が温度の変化により変形して、投影光学系６により投影される像が変化することが考えられる。また、ここでは像の倍率を例に説明したが、像のシフト、回転なども同様に変化する。

次に、投影光学系６により投影される像の変化に基づき待機位置を決定する方法について説明する。図６は、像の変化に基づき待機位置を決定する方法を示すフローチャートである。Ｓ１１０において、制御部２１は、ウエハステージ４を所定の時間だけ待機位置に待機させる。ここで、所定の時間は、露光装置１００内の温度を制御するための気体の流れが安定して、投影光学系６の温度が安定するために十分な時間とする。

Ｓ１１２において、制御部２１は、Ｓ１１０でウエハステージ４を所定の時間だけ待機位置に待機させた直後に、像計測部２３により投影光学系６により投影された像を計測して、像の情報として像の倍率を取得する。ここで、Ｓ１１２及び後述のＳ１１６において、像の情報として像の倍率を取得する例を説明するが、像の倍率に限定されず、像の情報として、像の倍率、シフト、回転のうち少なくとも１つを取得してもよい。

Ｓ１１４において、制御部２１は、ウエハ３を露光するための位置にウエハステージ４を移動させ、ウエハ３の露光処理を行う。ここで、Ｓ１１４において行われる処理は、ウエハステージ４が待機位置から移動することを伴う処理であればよく、露光処理だけに限定されるものではない。例えば、ウエハステージ４のキャリブレーション処理やウエハ３上のウエハマーク１９の計測処理などを行ってもよい。

Ｓ１１６において、制御部２１は、Ｓ１１４でウエハ３の露光処理を完了した直後に、像計測部２３により投影光学系６により投影された像を計測して、像の倍率を取得する。そして、制御部２１は、Ｓ１１２で取得した像の倍率とＳ１１６で取得した像の倍率とに基づいて、像の変化に関する情報を取得する。ここで、像の変化に関する情報は、例えば、Ｓ１１２で取得した像の倍率とＳ１１６で取得した像の倍率との差または比率を取得する。ここで、Ｓ１１６における像の倍率の取得は、１枚のウエハ３を露光した後に行ってもよいし、複数のウエハ３を露光した後に行ってもよい。また、１枚又は複数のウエハ３を露光する毎に複数回、像の倍率の取得を行ってもよい。また、複数回、像の倍率の取得を行った場合、像の変化に関する情報は、複数の像の倍率の差または比率の平均値、中央値、ばらつきなどの統計値とすることができる。

Ｓ１１８において、制御部２１は、全ての待機位置に関して像の変化に関する情報を取得したか判断する。全ての待機位置に関して像の変化に関する情報を取得したと判断された場合には、Ｓ１２０に進む。全ての待機位置に関して像の変化に関する情報を取得したと判断されない場合には、Ｓ１１０に戻り、次の待機位置について処理を行う。

Ｓ１２０において、制御部２１は、複数の待機位置に対応した像の変化に関する情報に基づいて、像の変化が小さくなる待機位置をウエハステージ４の待機位置として決定する。ここで、制御部２１は、像の変化が最も小さくなる待機位置を決定してもよいし、スループットの向上や他のユニットの温度変化などを考慮して、像の変化ができるだけ小さくなる待機位置を決定してもよい。

また、Ｓ１１４、及びＳ１１６において、重ね合わせ検査装置によりウエハ３を検査した結果から、露光領域２０の倍率、シフト、回転のうち少なくとも１つを取得してもよい。ここで、重ね合わせ検査装置とは、パターンが形成された基板上の露光領域において、形成されたパターンの位置ずれを検査する装置である。

また、像の変化は投影光学系６の温度の変化に相関があるため、像の変化に関する情報として温度計測部１４により計測された投影光学系６の温度の変化を用いてもよい。図７は、温度の変化に基づき待機位置を決定する方法を示すフローチャートである。Ｓ２１０において、制御部２１は、ウエハステージ４を所定の時間だけ待機位置に待機させる。

Ｓ２１２において、制御部２１は、Ｓ２１０でウエハステージ４を所定の時間だけ待機位置に待機させた直後に、温度計測部１４により計測された投影光学系６の温度を取得する。

Ｓ２１４において、制御部２１は、ウエハ３を露光するための位置にウエハステージ４を移動させ、ウエハ３の露光処理を行う。

Ｓ２１６において、制御部２１は、Ｓ２１４でウエハ３の露光処理を完了した直後に、温度計測部１４により計測された投影光学系６の温度を取得する。そして、制御部２１は、Ｓ２１２で取得した露光前の温度とＳ２１６で取得した露光後の温度に基づいて、温度の変化に関する情報を取得する。ここで、温度の変化に関する情報は、例えば、露光前の温度と露光後の温度との差または比率とすることができる。また、複数の温度計測部１４により複数の位置において温度を計測した場合には、温度の変化に関する情報は、例えば、複数の温度の差または比率の平均値、中央値、ばらつきなどの統計値とすることができる。

Ｓ２１８において、制御部２１は、全ての待機位置に関して温度の変化に関する情報を取得したか判断する。全ての待機位置に関して温度の変化に関する情報を取得したと判断された場合には、Ｓ２２０に進む。全ての待機位置に関して温度の変化に関する情報を取得したと判断されない場合には、Ｓ２１０に戻り、次の待機位置について処理を行う。そして、Ｓ２２０において、制御部２１は、温度の変化に関する情報に基づいて、温度の変化が小さくなる待機位置をウエハステージ４の待機位置として決定する。ここで、制御部２１は、温度の変化が最も小さくなる待機位置を決定してもよいし、スループットの向上や他のユニットの温度変化などを考慮して、温度の変化ができるだけ小さくなる待機位置を決定してもよい。

また、ウエハ３を露光する場合に、制御部２１は、投影光学系６の温度の変化が小さくなるような順番で露光領域２０の露光を行うように制御してもよい。図２における露光領域２０の露光を行う場合、制御部２１は、例えば、露光領域２０のＮｏ．１からＮｏ．３７の順番で露光を行うように制御する。しかし、このような順番で露光が行われると投影光学系６の温度の変化が大きくなることがある。そこで、投影光学系６の温度の変化を小さくするために、制御部２１は、露光領域２０のＮｏ．１、Ｎｏ．３７、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３６．．．Ｎｏ．１８、Ｎｏ．２０、Ｎｏ．１９といった順番で露光を行うよう制御してもよい。また、ウエハ３を露光している間に温度計測部１４により計測された投影光学系６の温度の変化が予め定めた許容範囲を超えた場合に、制御部２１は投影光学系６の温度の変化を小さくするように露光順番を変更してもよい。

また、本実施形態では、ウエハステージ４の待機位置を決定する方法を説明したが、同様の方法でレチクルステージ２の待機位置を決定することができる。

また、本実施形態では、１つのウエハステージ４を備えた露光装置について説明したが、２以上のウエハステージ４を備えた露光装置にも適用することができる。

以上、本実施形態の露光装置によれば、投影光学系により投影される像の変化が小さくなるステージの待機位置を決定することができるので、投影光学系により投影される像の誤差をより低減することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る露光装置について説明する。なお、ここで言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。

露光装置における露光処理では、１枚のウエハ３を露光する間に露光処理が中断される場合がある。例えば、１枚のウエハ３を露光するために複数のレチクル１が必要になることがあり、１枚のウエハ３を露光する間にレチクルの交換を行うことがある。図８は、本実施形態に係るウエハ３、及びウエハステージ４を示す図である。図８に示すウエハ３には、形成するパターン、大きさなどがそれぞれ異なる第１露光領域２０Ａと第２露光領域２０Ｂが存在している。このように異なる露光領域を露光する場合には、異なるレチクル１が必要になる。そのため、例えば、まず第１露光領域２０Ａを露光するための第１レチクル１Ａをレチクルステージ２に配置した後に第１露光領域２０Ａを露光する。そして、不図示のレチクル搬送部により、レチクルステージ２に配置された第１レチクル１Ａと第２露光領域２０Ｂを露光するための第２レチクル１Ｂとの交換を行う。そして、第２レチクル１Ｂをレチクルステージ２に配置した後に第２露光領域２０Ｂを露光する。第１レチクル１Ａと第２レチクル１Ｂの交換を行っている間は、ウエハ３に対して露光は中断されるため、ウエハステージ４を待機位置に待機させる。このとき、像の変化が小さくなる待機位置にウエハステージ４を待機させることが望ましい。

そこで、本実施形態では、ウエハの露光処理が中断されている間にウエハステージ４が待機する待機位置を決定する実施形態について説明する。

次に、露光処理が中断される場合に待機位置を決定する方法について説明する。図９は、露光処理が中断される場合に待機位置を決定する方法を示すフローチャートである。Ｓ３１０において、制御部２１は、ウエハステージ４を所定の時間だけ待機位置に待機させる。

Ｓ３１２において、制御部２１は、Ｓ３１０でウエハステージ４を所定の時間だけ待機位置に待機させた直後に、像計測部２３により投影光学系６により投影された像を計測して、像の倍率を取得する。像の変化に関する情報は、第１実施形態と同様の方法で取得される。

Ｓ３１４において、制御部２１は、ウエハ３上の第１露光領域２０Ａを露光するための位置にウエハステージ４を移動させ、ウエハ３上の第１露光領域の露光を開始する。そして、制御部２１は、ウエハ３上のすべての第１露光領域２０Ａの露光が完了した後にＳ３１６に進む。

Ｓ３１６において、制御部２１は、不図示のレチクル搬送部により第１レチクル１Ａと第２レチクル１Ｂの交換を行っている間に、ウエハステージ４を待機位置に待機させる。ここで、Ｓ３１０における待機位置とＳ３１６における待機位置は同じ位置でもよいし、異なる位置でもよい。

Ｓ３１８において、制御部２１は、第１レチクル１Ａと第２レチクル１Ｂの交換により露光処理が中断されている状態で像計測部２３により投影光学系６により投影された像を計測して、像の倍率を取得する。

Ｓ３２０において、制御部２１は、ウエハ３上の第２露光領域２０Ｂを露光するための位置にウエハステージ４を移動させ、ウエハ３上の第２露光領域２０Ｂの露光を開始する。を行う。そして、制御部２１は、ウエハ３上のすべての第２露光領域２０Ｂの露光が完了した後にＳ３２２に進む。

Ｓ３２２において、ウエハ３上の第２露光領域の露光処理を完了した直後に像計測部２３により投影光学系６により投影された像を計測して、像の倍率を取得する。そして、制御部２１は、像の変化に関する情報を取得する。ここで、像の変化に関する情報は、例えば、露光前に取得した像の倍率、第１露光領域を露光した後に露光が中断している間に取得した像の倍率、及び第２露光領域を露光した後に取得した像の倍率に基づき取得できる。例えば、露光前に取得した像の倍率を基準として、露光が中断している間に取得した像の倍率、露光後に取得した像の倍率のそれぞれの差または比率の平均値、中央値、ばらつきなどの統計値とすることができる。

Ｓ３２４において、制御部２１は、全ての待機位置に関して像の変化に関する情報を取得したか判断する。全ての待機位置に関して像の変化に関する情報を取得したと判断された場合には、Ｓ３２６に進む。全ての待機位置に関して像の変化に関する情報を取得したと判断されない場合には、Ｓ３１０に戻り、次の待機位置について処理を行う。ここで、Ｓ３１０における待機位置とＳ３１６における待機位置を異なる位置とした場合は、全ての待機位置の組み合わせについて像の変化に関する情報を取得した場合にＳ３２６に進む。

Ｓ３２６において、制御部２１は、複数の像の変化に関する情報に基づいて、像の倍率の変化が小さくなる待機位置をウエハステージ４の待機位置として決定する。

また、本実施例では、像の倍率を取得することによりウエハステージ４の待機位置を決定する方法について説明したが、温度計測部１４により計測された温度の変化に基づき待機位置を決定してもよい。

また、本実施例では、レチクル交換により露光処理が中断される場合について説明したが、露光処理が中断される原因はレチクル交換に限られない。例えば、露光処理中に何らかのエラーが発生することにより露光処理が中断されてもよい。

以上、本実施形態のステージ装置によれば、露光処理が中断する場合に検出される投影光学系６により投影される像の変化が小さくなるステージの待機位置を決定することができるので、像の誤差をより低減することができることができる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係るステージ装置について説明する。なお、ここで言及しない事項は、第１実施形態、第２実施形態に従いうる。

第１実施形態、第２実施形態では像の変化が小さくなるようにウエハステージ４の待機位置を決定したが、像に基づき決定された待機位置は、スループットの向上や他のユニットの温度変化の観点では、最適な位置であるとは限らない。そこで、本実施形態では、像の変化が小さくなる待機位置に限らず、任意の待機位置における温度を基準とする温度変化から像の変化を求め、投影光学系６により投影される像を補正するように、投影光学系６を制御する。

図１０は、像の倍率と温度との関係を示す図である。図１０は、横軸を温度計測部１４により計測された温度、縦軸を投影光学系６により投影される像の倍率として、実線のグラフで像の倍率と温度との関係を表している。図１０に表された通り、像の倍率の変化は温度と相関があるため、温度計測部１４により計測された温度を取得することにより、投影光学系６により投影される像を補正することができる。

図１１は、温度に基づきウエハステージを制御する方法を示すフローチャートである。Ｓ４１０において、制御部２１は、温度計測部１４により計測された温度を取得する。Ｓ４１２において、制御部２１は、記憶部に記憶された、像の倍率と温度との関係（第１の関係）に基づき、像の補正量を取得する。Ｓ４１４において、制御部２１は、Ｓ４１２で取得された補正量を用いて、投影光学系６の補正部により像の倍率を補正するように投影光学系を制御する。

また、像の倍率により像を補正する例を説明したが、像の倍率に限定されず、像の倍率、シフト、回転のうち少なくとも１つを補正してもよい。

また、第１実施形態と同様に、ウエハ３を露光する場合に、制御部２１は、投影光学系６の温度の変化が小さくなるような順番で露光領域２０の露光を行うように制御してもよい。

また、制御部２１は、予め露光処理中の時間の経過に対する温度変化を温度計測部１４により計測しておき、時間と温度の関係（第２の関係）を記憶部に記憶しておく。そして、次に露光処理を行うときには、像の倍率と温度との関係と、記憶部に記憶された時間と温度の関係とに基づき補正量を算出して、算出された補正量に基づき像の倍率を補正してもよい。

以上、本実施形態のステージ装置によれば、投影光学系により投影される像の変化を補正することができるので、像の誤差をより低減することができる。

＜物品の製造方法＞
次に露光装置を利用した物品の製造方法を説明する。図１２は、物品としてデバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の全体的な製造プロセスを示すフローチャートである。ステップ１（回路設計）ではデバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル作製）では設計した回路パターンに基づいてレチクル（原版またはマスクともいう）を作製する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハ（基板ともいう）を製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記のレチクルとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組み立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経てデバイスが完成し、これを出荷（ステップ７）する。

図１３は、ウエハプロセスの詳細を示すフローチャートである。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記の露光装置を用いて、回路パターンが形成されたマスクを介し感光剤が塗布されたウエハを露光してレジストに潜像パターンを形成する。ステップ１７（現像）ではウエハに転写されたレジストを現像してレジストパターンを形成する。ステップ１８（エッチング）ではレジストパターンが開口した部分を通してレジストパターンの下にある層又は基板をエッチングする。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。本実施形態における物品の製造方法によれば、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性および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。

また、第１実施形態乃至第３実施形態は、単独で実施するだけでなく、第１実施形態乃至第３実施形態のいずれかの組合せで実施することができる。

Claims (13)

1. 基板を露光する露光処理を行う露光装置であって、
   前記基板を保持して移動するステージと、
   前記基板に像を投影する投影光学系と、
   前記投影光学系により投影される像を計測する像計測部と、
   前記ステージを移動させる制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記像計測部により計測された計測結果から取得した前記像の変化に関する情報に基づき、前記ステージを待機させる第１位置を決定する、
   ことを特徴とする露光装置。
2. 前記制御部は、前記ステージを待機させた直後に計測された前記像の計測結果と、前記ステージを待機位置から移動させて前記露光処理を行った後に計測された前記像の計測結果とに基づき、前記第１位置を決定することを特徴とする、請求項１に記載の露光装置。
3. 前記像の計測結果は、前記像の倍率、シフト、回転のうち少なくとも１つを計測した計測結果を含むことを特徴とする、請求項２に記載の露光装置。
4. 前記制御部は、前記像の変化に関する情報に基づき、前記ステージを待機位置から移動させて開始した前記露光処理を中断した時に前記ステージを待機させる第２位置を決定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項に記載の露光装置。
5. 前記制御部は、前記ステージを待機させた直後に計測された前記像の計測結果、前記処理を中断している状態で計測された前記像の計測結果、及び前記処理を完了した直後に計測された前記像の計測結果に基づき、前記第１位置及び前記第２位置を決定することを特徴とする、請求項４に記載の露光装置。
6. 基板を露光する露光処理を行う露光装置であって、
   前記基板を保持して移動するステージと、
   前記基板に像を投影する投影光学系と、
   前記投影光学系の温度を計測する温度計測部と、を有し
   前記ステージを移動させる制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記ステージを待機させた直後に計測された前記投影光学系の温度と前記ステージを待機位置から移動させて前記露光処理を行った後に計測された前記投影光学系の温度とに基づき、前記第１位置を決定することを特徴とする露光装置。
7. 前記制御部は、前記温度計測部により計測された温度に基づき、前記処理を中断した時に前記ステージを待機させる第２位置を決定することを特徴とする、請求項６に記載の露光装置。
8. 前記投影光学系の温度を計測する温度計測部と、を有し
   前記制御部は、前記温度計測部により計測された温度と前記像の計測結果との第１の関係に基づき求めた前記像に関する補正量を用いて前記像を補正させることを特徴とする、請求項１に記載の露光装置。
9. 前記制御部は、時間と前記温度計測部により計測された温度との第２の関係を取得して、前記第１の関係と前記第２の関係に基づき求めた補正量を用いて前記像を補正させ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、複数の位置のそれぞれに前記ステージを待機させた後に前記露光処理を行うことにより、前記複数の位置に対応した前記像の変化に関する情報を取得することを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の露光装置。
11. 前記像の変化に関する情報は、前記像の倍率、シフト、回転のうち少なくとも１つの変化に関する情報を含むことを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の露光装置。
12. 基板を露光する露光処理を行う露光装置を制御する制御方法であって、
    前記基板に像を投影する投影光学系により投影される像を計測する第１計測工程と、
    前記第１計測工程の後に前記基板を保持して移動するステージを移動する移動工程と、
    前記移動工程の後に前記投影光学系により投影される像を計測する第２計測工程と、
    前記第１計測工程と前記第２計測工程により計測された計測結果から取得した前記像の変化に関する情報に基づき、前記ステージを待機させる第１位置を決定する工程と、を有することを特徴とする制御方法。
13. 請求項１乃至１１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露光処理を行う工程と、
    前記工程で露光された前記基板から物品を製造する工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。

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