JP2022185871A - 露光方法、露光装置、および物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダミー照射を行うときのレチクルの交換等による手間の軽減あるいはダミー照射にかかるコストの低減に有利な技術を提供する。【解決手段】基板を露光する露光方法が提供される。該露光方法は、投影光学系の光学特性が調整されるように前記投影光学系に光を照射する調整工程と、前記調整工程の後、マスクのパターンを前記投影光学系を介して前記基板に投影することにより前記基板を露光する露光工程と、を有する。前記調整工程は、照明光学系の瞳面に調整用の第１光強度分布を形成し、これにより前記投影光学系の瞳面に前記第１光強度分布に従った第２光強度分布が形成されるように前記投影光学系に対して光照射を行う。【選択図】 図１

Description

本発明は、露光方法、露光装置、および物品製造方法に関する。

近年の半導体プロセスのＮＡＮＤ工程においては、ワードラインパッド（ＷＬＰ）階段を形成するために数μｍ厚のレジストを露光する厚膜プロセスが主流になっている。厚膜プロセスは、レジストが厚いため、露光するときの露光量が増加する傾向にある。スキャナーの場合、矩形スリットのため、露光による投影光学系に非回転対称の熱分布が発生し、非回転対称の露光収差（以下、「露光非点収差」と呼ぶ）が発生する。従来の露光装置は、投影光学系の瞳面に赤外線を照射し、露光非点収差をキャンセルするような熱分布をつくり、露光非点収差を補正している（特許文献１）。また、投影光学系の瞳面のレンズに電極を構成して、レンズを任意の熱分布にできるようにし、電極を制御して露光非点収差を補正している（特許文献２）。これらは、投影光学系に特別なハードを構成する必要があるため高価になってしまう。露光非点収差を補正するための安価な代替手段として、投影光学系の物体面に回折光学素子を構成して、その回折光学素子を照明し、投影光学系の露光非点収差を補正する方法も提案されている（特許文献３）。

このように、投影光学系の光学特性の変動を補正するために、ダミー照射（ダミー露光）が行われる。また、投影光学系の透過率の安定化等のためにも、ダミー照射は行われうる。

特開２００７－３１７８４７号公報 特開２００８－１１８１３５号公報 特開２００１－２５０７６１号公報

従来、ダミー照射には、特許文献３にも記載されているように、専用のレチクルが使用される。しかし、専用のレチクルを用意することは、コストの増加に繋がり、また、ダミー照射実行時にレチクルを交換する手間も増える。

本発明は、ダミー照射を行うときのレチクルの交換等による手間の軽減あるいはダミー照射にかかるコストの低減に有利な技術を提供する。

本発明の一側面によれば、基板を露光する露光方法であって、投影光学系の光学特性が調整されるように前記投影光学系に光を照射する調整工程と、前記調整工程の後、マスクのパターンを前記投影光学系を介して前記基板に投影することにより前記基板を露光する露光工程と、を有し、前記調整工程は、照明光学系の瞳面に調整用の第１光強度分布を形成し、これにより前記投影光学系の瞳面に前記第１光強度分布に従った第２光強度分布が形成されるように前記投影光学系に対して光照射を行う、ことを特徴とする露光方法が提供される。

本発明によれば、ダミー照射を行うときのレチクルの交換等による手間の軽減あるいはダミー照射にかかるコストの低減に有利な技術を提供することができる。

露光装置の構成を示す図。 空中像計測時のフォーカスと光量の関係を示す図。 ＺｅｒｎｉｋｅのＺ１２項の波面収差を示す図。 ダミー照射に使用される非回転対称の有効光源分布を示す図。 計測照明ＮＡ毎のダミー照射による投影光学系の非点収差変動量を示す図。 計測照明ＮＡ毎のダミー照射による投影光学系の非点収差変動量をフィッティングした結果を示す図。 露光方法を示すフローチャート。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、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１の構成を示す図である。本明細書および図面においては、水平面をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向が示される。一般には、被露光基板であるウェハ１１０はその表面が水平面（ＸＹ平面）と平行になるようにウェハステージ１１１の上に置かれる。よって以下では、ウェハ１１０の表面に沿う平面内で互いに直交する方向をＸ軸およびＹ軸とし、Ｘ軸およびＹ軸に垂直な方向をＺ軸とする。また、以下では、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方向といい、Ｘ軸周りの回転方向、Ｙ軸周りの回転方向、Ｚ軸周りの回転方向をそれぞれθｘ方向、θｙ方向、θｚ方向という。

光源１０１から出射した光は、照明光学系１０２に入射し、回折光学素子１０３で所望の有効光源分布を形成し、レチクル１０４（マスク、原版）上に照射される。これによりレチクル１０４に描画されているパターンは、投影光学系１０７によりウェハ１１０上に縮小投影され露光される。レチクル１０４はレチクルステージ１０６に保持され、レチクルステージ１０６はＹ方向にスキャン駆動しうる。ウェハ１１０を保持するウェハステージ１１１は、露光するときには、レチクルステージ１０６がスキャン駆動する方向と逆方向にスキャン駆動しうる。そして、露光が終了すると、ウェハステージ１１１は次のショットを露光するためにステップ駆動する。制御部１００は、露光装置の各部を統括的に制御する。制御部１００は、プロセッサおよびメモリを含むコンピュータ装置によって構成されうる。

本実施形態において、回折光学素子１０３は、被照明面（像面）であるレチクル１０４と共役な面または照明光学系１０２の瞳面とフーリエ変換の関係にある面に配置される。回折光学素子１０３は、投影光学系１０７の瞳面と共役な面である照明光学系１０２の瞳面やそれと共役な面などの所定面上に、光源１０１からの光束の光強度分布を回折作用により変換して所望の光強度分布を形成する。回折光学素子１０３には、回折パターン面に所望の回折パターンが得られるように計算機で設計された計算機ホログラム（ＣＧＨ；Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ Ｈｏｌｏｇｒａｍ）を使用してもよい。投影光学系１０７の瞳面に形成される光源形状は、「有効光源形状」と呼ばれる。なお、本明細書において、「有効光源」とは、被照明面およびその共役面上における光強度分布あるいは光の角度分布をいう。一例において、回折光学素子１０３は、光源１０１からの光束をそれぞれ異なる光強度分布に変換する複数の回折光学素子のうちから選択される回折光学素子でありうる。複数の回折光学素子のそれぞれは、例えば、ターレット（不図示）の複数のスロットに取り付けられて搭載されている。複数の回折光学素子はそれぞれ異なる有効光源形状を形成することができる。複数の回折光学素子は、露光時の変形照明用の回折光学素子を含みうる。変形照明の有効光源形状により、照明モードの名前が、小σ照明、大σ照明、輪帯照明、二重極照明、四重極照明などと呼ばれる。また、本実施形態では、回折光学素子１０３は、後述するようなダミー照射工程で使用される、投影光学系１０７の光学特性の調整用の有効光源形状を形成する回折光学素子を更に含む。

レチクルステージ１０６には、レチクル１０４とは別のレチクル基準プレート１０５が構成され、レチクル基準プレート１０５には、空中像計測を行うためのレチクル側マーク１１３が配置されている。レチクル側マーク１１３は、周期的に並んだラインアンドスペースのパターンでありうる。更に、ウェハステージ１１１上には、ウェハ基準プレート１１２が構成されており、ウェハ基準プレート１１２上には、空中像を計測するためのウェハ側マーク１１４が配置されている。ウェハ側マーク１１４は、レチクル側マーク１１３のラインアンドスペースのパターンのピッチと同じラインアンドスペースのパターンでありうる。更に、ウェハ基準プレート１１２の下には光検出器１１５が構成されている。

レチクル側マーク１１３、ウェハ側マーク１１４のラインアンドスペースのパターンのラインはクロムであり、スペースはガラスで構成されうる。光源１０１から出射した光は、照明光学系１０２を介して、レチクル基準プレート１０５上のレチクル側マーク１１３に照射されるようにレチクルステージ１０３がＹ方向にスキャン駆動し、停止する。レチクル基準プレート１０５のレチクル側マーク１１３を通過した光は、投影光学系１０７を介して、ウェハ基準プレート１１２上のウェハ側マーク１１４に到達する。到達した光は、ウェハ基準プレート１１２上のウェハ側マーク１１４を通過して、光検出器１１５に到達する。

（空中像計測）
次に、投影光学系１０７の光学特性である非点収差を計測する計測方法について説明する。この計測方法として空中像計測が採用されうる。光源１０１から出射した光は、照明光学系１０２を介して、レチクル基準プレートを照射し、レチクル側マーク１１３を、投影光学系１０７を介して、ウェハ側マーク１１４上に縮小投影する。縮小投影された状態でウェハステージ１１１を光軸方向と同じＺ方向にスキャン駆動させる。このスキャン駆動における投影光学系１０７のベストフォーカス位置において、レチクル側マーク１１３の縮小投影された像は、ウェハ側マーク１１４と重なるため、光検出器１１５で受光される光量は最大となる。ベストフォーカスから外れていくと、ウェハ基準プレート１１２上のウェハ側マーク１１４上では、縮小投影されたレチクル側マーク１１３の像のコントラストが低下し、ぼけていくため、光検出器１１５で受光される光量は徐々に低下していく。

図２に、レチクル側マーク１１３をウェハ側マーク上１１２に縮小投影した状態で、ベストフォーカスを挟んで、ウェハステージ１１１がＺ方向にスキャン駆動したときのフォーカスカーブを示す。横軸にフォーカス、縦軸に光検出器１１５の光量とすると、上凸のカーブになり、このカーブのピーク位置をベストフォーカス（ＢＦ）とする。なお、このベストフォーカス位置を求める方法は一例であり、他の方法でベストフォーカス位置を求めてもよい。

非点収差の計測のために、レチクル側マーク１１３とウェハ側マーク１１４には、Ｘ方向のラインアンドスペースおよびＹ方向のラインアンドスペースが構成される。制御部１００は、レチクル側マーク１１３のＸ方向およびＹ方向のラインアンドスペースをウェハ側マーク１１４に縮小投影する。制御部１００は、この状態で、Ｘ方向およびＹ方向のラインアンドスペースの両方に関してベストフォーカスを含む範囲内でウェハステージ１１１をＺ方向にスキャン駆動させる。そして制御部１００は、このスキャン駆動により、Ｘ方向およびＹ方向のラインアンドスペースのフォーカスカーブを取得する。制御部１００は、取得したＸ方向とＹ方向のラインアンドスペースのフォーカスカーブのピーク位置からベストフォーカスをそれぞれ演算し、演算されたＸ方向とＹ方向のラインアンドスペースのベストフォーカスの差分をとり、非点収差を求めることができる。

次に、投影光学系１０７に高次の非点収差が存在する場合、前述した空中像計測で非点収差を計測すると、レチクル側マーク１１３を照射する照明（以下、「計測照明」という。）条件によって、非点収差の計測値が異なることについて説明する。レチクル側マーク１１３を照射した光によって、レチクル側マーク１１３のラインアンドスペースのピッチに応じて０次と±１次の回折光が飛ぶ。この瞳面上での回折光の大きさおよび位置は、レチクル側マーク１１３のラインアンドスペースのピッチ、計測照明のＮＡおよびσによって変わる。例として、投影光学系１０７が、図３に示すようなＺｅｒｎｉｋｅのＺ１２項の波面収差を持っている場合を考える。レチクル側マーク１１３のラインアンドスペースで回折された光は、計測照明のＮＡおよびσによって、投影光学系１０７の瞳面上で、大きさおよび位置が変わり、投影光学系１０７のもつ波面収差による影響が異なる。その結果、空中像計測された非点収差は、計測照明のＮＡおよびσによって異なる。

（ダミー照射工程）
次に、本実施形態におけるダミー照射工程について説明する。ダミー照射工程は、投影光学系１０７の光学特性が調整されるように投影光学系１０７に対して光照射を行う調整工程である。本実施形態では、この調整工程の後に、レチクル１０４のパターンを投影光学系１０７を介してウェハ１１０に投影することによりウェハ１１０を露光する露光工程が実行されうる。

ダミー照射工程では、回折光学素子１０３により照明光学系１０２の瞳面に調整用の第１光強度分布を形成する。これにより、投影光学系１０７の瞳面に上記第１光強度分布に従った第２光強度分布が形成される。本実施形態のダミー照射工程では、投影光学系１０７の物体面に配置された光学素子（ダミー照射専用のレチクル等）を使うことなく、投影光学系１０７の瞳面に上記第２光強度分布を形成する。一例において、レチクル基準プレート１０５は、空中像計測用のマークが形成されたマーク領域と、何もパターンが入っていない素ガラス領域とを有する。この場合、ダミー照射工程において第２光強度分布を形成するために、投影光学系１０７の物体面には、露光工程に使用されるレチクル１０４ではなく、レチクル基準プレート１０５の素ガラス領域が配置され、計測光はその素ガラス領域を透過する。別の例においては、ダミー照射工程において第２光強度分布を形成するために、投影光学系１０７の物体面には、何も配置されないようにしてもよい。この場合、投影光学系１０７に照射される光は、投影光学系１０７の物体面の開口部を通る。なおこれは、例えば、レチクル基準プレート１０５に上記したマーク領域と光を通過させる開口部とを形成しておき、ダミー照射工程において、投影光学系１０７の物体面に該開口部を配置することにより実現されてもよい。以下、具体例を説明する。

光源１０１から出射した光は、照明光学系１０２内にある回折光学素子１０３により、照明光学系１０２の瞳面に、図４（ａ）または図４（ｂ）に示すような有効光源分布（第１光強度分布）を形成する。上記したように、回折光学素子１０３は、それぞれ異なる有効光源形状を形成する複数の回折光学素子を含み、例えば、これらの回折光学素子のそれぞれが、不図示のターレットの複数のスロットに搭載される。本実施形態において、複数の回折光学素子は、図４（ａ）に示すような有効光源分布を形成するための調整用の回折光学素子と、図４（ｂ）に示すような有効光源分布を形成するための調整用の回折光学素子とを含みうる。ダミー照射を行う際には、ターレットから調整用の回折光学素子を選択して光源１０１とレチクル１０４との間の光路に該選択した回折光学素子を挿入する。これにより、照明光学系１０２の瞳面に図４（ａ）または図４（ｂ）に示すような有効光源分布（第１光強度分布）が形成される。なお、上記したように、ターレットには、変形照明用の回折光学素子も搭載されている。ダミー照射工程の後の露光時には、ターレットを制御して、ダミー照射工程で使われた調整用の回折光学素子を光路から退避させ、変形照明用の回折光学素子を光路に挿入する。

図４（ａ）および図４（ｂ）において示された破線は、σ＝１を表し、白色領域が光強度をもつ。生成した有効光源分布（第１光強度分布）の光は、照明光学系１０２を介して、レチクルステージ１０３上まで到達し、投影光学系１０７の瞳面に第１光強度分布に従った第２光強度分布を形成する。

本実施形態では、上記のような調整用の回折光学素子を使用するので、ダミー照射用のレチクルを用意する必要がない。すなわち、ダミー照射工程（調整工程）では、投影光学系１０７の物体面に配置された光学素子を使うことなく、投影光学系１０７の瞳面に上記第２光強度分布を形成する。したがって、本実施形態によれば、ダミー照射を行うときのレチクルの交換等による手間を軽減することができる。あるいはそのような専用の光学素子を用意する必要がないので、ダミー照射にかかるコストを低減することも可能になる。

したがって、本実施形態のダミー照射工程では、照明光学系１０２から出射した光は、レチクルステージ１０３上のレチクル１０４を介さず、直接、投影光学系１０７に入射する。このとき、レチクル１０４はレチクルステージ１０３から取り外されてもよいし、レチクル１０４を搭載したレチクルステージ１０３が光路から退避するように駆動されてもよい。

投影光学系１０７に入射した光は、投影光学系１０７の内部に配置されたＮＡ絞り１０８に照射され、ウェハ１１０上に光が到達しないようにする。すなわち、本実施形態のダミー照射工程は、基板に光が到達しない状態で実行されうる。ウェハステージ１１１にウェハを載置したままダミー露光を行うと、ウェハが感光して製品として使用できなくなるためである。投影光学系１０７に入射した光が、投影光学系１０７を構成しているレンズ群に入射するとレンズの硝材吸収および、反射防止膜の膜吸収によって、レンズが加熱されてレンズの屈折率が変化し、波面収差が発生する。例えば、図４（ａ）のような有効光源分布を回折光学素子１０３で生成し、投影光学系１０７に入射させると、レンズの硝材吸収および、反射防止膜の膜吸収によって発生する投影光学系１０７の波面収差は、図３に示すような高次の波面収差になる。この高次の波面収差を、「高次の非点収差」と呼ぶこととする。

（ダミー照射工程におけるダミー照射の条件の決定）
非回転対称な有効光源分布によるダミー照射によって、投影光学系に高次の非点収差が発生した場合、計測する照明条件によって、計測される投影光学系の非点収差の変動量が異なることがある。そのため、ダミー照射による投影光学系の非点収差の変動量の関係を、投影光学系の非点収差を計測するときの照明条件ごとに取得しておけばよい。しかし、計測時にとりうる照明条件の数は膨大であるため、すべての照明条件に対して、ダミー照射による投影光学系の非点収差の変動量の関係を取得することは時間がかかり現実的ではないし、生産性も低下させてしまう。

そこで本実施形態では、所定の照射時間にわたるダミー照射（光照射）を実行する前と後とにおける光学特性（非点収差）の変動量の計測を、互いに異なる計測照明条件で複数回行う（計測工程）。計測照明条件は、露光工程での露光に用いられる照明条件でありうる。次に、この計測工程により得られた、計測照明条件ごとの光照射前後の光学特性の変動量の情報に対し、計測照明条件のパラメータに依存した関数のフィッティングを行う（フィッティング工程）。その後、フィッティングされた関数に基づいて、ダミー照射工程におけるダミー照射の条件を決定する（決定工程）。

次に、ダミー照射に対する投影光学系１０７の非点収差変動量の関係を取得する工程について説明する。ダミー照射をする前の投影光学系１０７の状態は、クール状態であることが望ましい。クール状態とは、投影光学系１０７内のレンズ群に露光もダミー照射もされず、投影光学系１０７が、投影光学系１０７を取り囲む環境温度に馴染んでいることを意味する。まず、ダミー照射をする前の投影光学系１０７がもつ非点収差を、一つの任意の計測照明条件で計測する。この非点収差計測値を、ＡＳ０とする。計測照明は、照明光学系１０２内に構成されている回折光学素子１０３で生成することができる有効光源分布を形成し、この有効光源分布はダミー照射で用いる有効光源分布とは異なる。照明光学系１０２内の回折光学素子１０３は、ダミー照射で使用する場合と投影光学系１０７の非点収差を計測する場合とで切り替え可能となっている。例えば、上記したターレットには、ダミー照射用の回折光学素子と、非点収差計測用の回折光学素子とが搭載されており、ダミー照射時と計測時で回折光学素子を切り替えるようターレットを制御してもよい。

次に、図４（ａ）のような有効光源分布で、ダミー照射を時間Ｔだけ行う。ダミー照射後の投影光学系１０７の波面収差は、図３に示すような高次の非点収差をもつようになる。次に、ダミー照射後に、前述した任意の計測照明条件で投影光学系１０７の非点収差を計測する。この非点収差計測値を、ＡＳ１とする。式（１）で示すように、前述した任意の計測照明条件によるダミー照射前の投影光学系１０７の非点収差計測値ＡＳ０とダミー照射後の投影光学系１０７の非点収差計測値ＡＳ１との差を、ダミー照射時間Ｔで割る。これにより、ダミー照射による投影光学系１０７の非点収差変動量（Ｃｏｅｆ）が算出される。ここでは、ダミー照射の直後に投影光学系１０７の非点収差を計測して非点収差変動量を求めることを示したが、これは一例にすぎない。例えば、ダミー照射後の経過時間毎に投影光学系１０７の非点収差を計測し、ダミー照射のエネルギーと計測された複数の投影光学系１０７の非点収差の時間特性をモデル化して、ダミー照射による投影光学系１０７の非点収差変動量を求めてもよい。

Ｃｏｅｆ ＝（ＡＳ１－ＡＳ０）／Ｔ （１）

次に、本実施形態では、ＮＡの異なる４つの計測照明条件に対して、前述したダミー照射による投影光学系１０７の非点収差変動量を取得する。例えば、４つの異なる計測照明ＮＡは、０．５５、０．６５、０．７５、０．８６である。図５には、計測照明条件ごとのダミー照射による投影光学系１０７の非点収差変動量が示されている。図５において、横軸は計測照明ＮＡ、縦軸はダミー照射による投影光学系１０７の非点収差変動量を示す。ここでは、ダミー照射時間Ｔを５秒間にしてダミー照射を実施した前後の投影光学系１０７の非点収差を計測し、式（１）により、計測照明条件ごとのダミー照射による投影光学系１０７の非点収差変動量を求めた。ここで、ダミー照射による投影光学系１０７の非点収差変動量がマイナスの場合は、レチクル基準プレート１０５にあるレチクル側マーク１１３のＸパターンのベストフォーカスが、投影光学系１０７から離れる方向に存在することを意味する。さらに、該非点収差変動量がマイナスの場合は、レチクル基準プレート１０５にあるレチクル側マーク１１３のＹパターンのベストフォーカスが、投影光学系１０７に近づく方向に存在することを意味している。

次に、計測照明条件ごとに取得したダミー照射による投影光学系１０７の非点収差変動量と、計測照明条件のパラメータに依存した関数化について説明する。前述した４つの異なる計測照明ＮＡのダミー照射による投影光学系１０７の非点収差変動量をＣｏｅｆ１、Ｃｏｅｆ２、Ｃｏｅｆ３、Ｃｏｅｆ４とする。また、計測照明条件のパラメータは計測照明ＮＡとする。制御部１００は、式（２）に表すような、計測照明条件のパラメータである計測照明ＮＡに依存した多項式関数（例えば２次関数）で、ダミー照射による投影光学系１０７の非点収差変動量Ｃｏｅｆ１、Ｃｏｅｆ２、Ｃｏｅｆ３、Ｃｏｅｆ４をフィッティングする。なお、式（２）に示したようなフィッティングする関数は、一例であり、他の関数を用いてフィッティングしてもよい。式（２）において、Ｃｏｅｆはダミー照射による投影光学系１０７の非点収差変動量、ＮＡは計測照明ＮＡ、αは計測照明ＮＡの２乗に比例する係数、βは計測照明ＮＡに比例する係数、Ｃｏｎｓｔは計測照明ＮＡに依らない定数である。なお、ここでは計測照明ＮＡに依存する関数でフィッティングすることを示したが、計測照明ＮＡに加えて、有効光源の情報を用いた関数にしてもよい。

Ｃｏｅｆ ＝ α・ＮＡ^２＋β・ＮＡ＋Ｃｏｎｓｔ （２）

フィッティングの結果を図６に示す。図６には、図５と同じ、計測照明ＮＡに対する非点収差変動量のプロットが示されている。すなわち、横軸は計測照明ＮＡを示し、縦軸はダミー照射による投影光学系１０７の非点収差変動量を示している。図６において、丸点は、前述した図５の４つの計測照明ＮＡで取得したダミー照射による投影光学系１０７の非点収差変動量を示している。また、図６において、破線は、当該４つの計測照明ＮＡで取得したダミー照射による投影光学系１０７の非点収差変動量に対して、式（２）の多項式でフィッティングした結果を示している。ここで取得した係数α、係数β、定数Ｃｏｎｓｔは、例えば制御部１００におけるメモリに記憶され、露光装置１のパラメータとして設定されうる。制御部１００は、これらのパラメータを用いて任意の計測照明ＮＡのダミー照射による投影光学系１０７の非点収差変動量を予測することができる。

（露光方法）
図７のフローチャートを参照して、本実施形態における露光方法について説明する。図７は、ロット間でダミー照射を実行する例を示している。また、この露光方法において、「露光ジョブ」とは、例えば、１ロット（例えば２５枚のウェハ）における一連の露光に関するジョブをいう。

まず、露光ジョブを開始する前に、工程Ｓ１において、制御部１００は、投影光学系１０７の非点収差を計測する。次に、工程Ｓ２において、制御部１００は、計測した投影光学系１０７の非点収差が、所定の閾値よりも大きいかを判定する。非点収差が閾値より大きい場合、処理は工程Ｓ３に進む。

工程Ｓ３において、制御部１００は、露光ジョブに設定されている計測照明ＮＡを用いたダミー照射による投影光学系１０７の非点収差変動量を予測する。この予測には、露光ジョブに設定されている計測照明ＮＡと、上述の処理により予め求められメモリに記憶されている係数α、係数β、定数Ｃｏｎｓｔとが用いられうる。すなわちこの予測は、上記のフィッティングされた関数に基づいて行われる。そして制御部１００は、予測した非点収差変動量と工程Ｓ１で計測した投影光学系１０７の非点収差とに基づいて、ダミー照射工程における光照射の条件を決定する。ダミー照射工程における光照射の条件は、ダミー照射工程における光照射の照射時間（ダミー照射時間）または照射量（ダミー照射量）でありうる。

その後、工程Ｓ４において、制御部１００は、工程Ｓ３で決定された条件でダミー照射を実行する。これにより、投影光学系１０７の非点収差を低減することができる。

工程Ｓ４におけるダミー照射工程の完了後、または、工程Ｓ２で非点収差が閾値以下であると判定された場合、工程Ｓ５において、制御部１００は、露光ジョブ（露光工程）を開始する。その後、工程Ｓ６において、制御部１００は、露光ジョブを終了する。

このように本実施形態の露光方法によれば、予めフィッティングされた関数を用いてダミー照射工程の条件が決定されるので、生産性の点で有利である。なお、工程Ｓ４のダミー照射を実行後に、投影光学系１０７の非点収差が低減しているかを確認するための計測工程を更に入れてもよい。また、工程Ｓ４のダミー照射によって投影光学系１０７の非点収差の所望の低減が得られなかった場合に、ダミー照射の条件を変更して再度ダミー照射を実行するようにしてもよい。また、上述した露光方法では、ロット間でダミー照射を実行すると説明したが、ロット内でダミー照射を実行するようにしてもよい。

＜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。

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。

１：露光装置、１０１：光源、１０２：照明光学系、１０３：回折光学素子、１０４：レチクル、１０６：レチクルステージ、１０７：投影光学系、１１０：ウェハ、１１１：ウェハステージ

Claims (17)

1. 基板を露光する露光方法であって、
   投影光学系の光学特性が調整されるように前記投影光学系に光を照射する調整工程と、
   前記調整工程の後、マスクのパターンを前記投影光学系を介して前記基板に投影することにより前記基板を露光する露光工程と、を有し、
   前記調整工程は、照明光学系の瞳面に調整用の第１光強度分布を形成し、これにより前記投影光学系の瞳面に前記第１光強度分布に従った第２光強度分布が形成されるように前記投影光学系に対して光照射を行う、ことを特徴とする露光方法。
2. 前記第２光強度分布は、前記投影光学系の物体面に配置された光学素子によらずに形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
3. 前記光学素子は、パターンが形成されていない領域を有し、
   前記調整工程において前記投影光学系に照射される光は前記領域を透過する、ことを特徴とする請求項２に記載の露光方法。
4. 前記調整工程において、前記投影光学系に照射される光は、前記投影光学系の物体面の開口部を通る、ことを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
5. 前記調整工程は、前記基板に光が到達しない状態で実行される、ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の露光方法。
6. 前記投影光学系の内部に配置された絞りを用いて前記基板に光が到達しない状態にすること、を特徴とする請求項５に記載の露光方法。
7. 計測用の光照射を実行する前と後とにおける前記光学特性の変動量の計測を、互いに異なる計測照明条件で複数回行う計測工程と、
   前記計測工程により得られた計測照明条件ごとの前記計測用の光照射前後の前記光学特性の変動量の情報に対し、計測照明条件のパラメータに依存した関数のフィッティングを行うフィッティング工程と、
   前記フィッティングされた関数に基づいて、前記調整工程における前記光照射の条件を決定する決定工程と、
   を更に有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の露光方法。
8. 前記パラメータは、ＮＡおよび有効光源に関する情報の少なくとも１つである、ことを特徴とする請求項７に記載の露光方法。
9. 前記関数は、２次関数である、ことを特徴とする請求項８に記載の露光方法。
10. 前記パラメータは、ＮＡであり、
    前記計測用の光照射前後の前記光学特性の変動量をＣｏｅｆ、ＮＡの２乗に比例する係数をα、ＮＡに比例する係数をβ、ＮＡに依存しない定数をＣｏｎｓｔとすると、前記光学特性の変動量Ｃｏｅｆは、
    Ｃｏｅｆ ＝ α・ＮＡ^２＋β・ＮＡ＋Ｃｏｎｓｔ
    として表される、ことを特徴とする請求項９に記載の露光方法。
11. 前記計測は、空中像計測である、ことを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の露光方法。
12. 前記計測照明条件は、前記露光工程での露光に用いられる照明条件である、ことを特徴とする請求項５から９のいずれか１項に記載の露光方法。
13. 前記調整工程における前記光照射の前記条件は、該光照射の照射時間または照射量である、ことを特徴とする請求項７から１２のいずれか１項に記載の露光方法。
14. 前記光学特性は、非点収差を含む、ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の露光方法。
15. 光源からの光でマスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターンを基板に投影する投影光学系と、を備える露光装置であって、
    前記投影光学系の光学特性を調整するために、前記照明光学系の瞳面に調整用の第１光強度分布を形成し、これにより前記投影光学系の瞳面に前記第１光強度分布に従った第２光強度分布が形成されるように前記投影光学系に対して光照射を行い、
    前記光照射の後、前記マスクのパターンを前記投影光学系を介して前記基板に投影することにより前記基板を露光するように構成され、
    前記照明光学系は、前記光源からの光束をそれぞれ異なる光強度分布に変換する複数の回折光学素子を含み、
    前記光照射を行うとき、前記複数の回折光学素子のうちの調整用の回折光学素子を前記光源と前記マスクとの間の光路に挿入することにより、前記照明光学系の瞳面に前記第１光強度分布を形成する、
    ことを特徴とする露光装置。
16. 前記複数の回折光学素子は、露光時の変形照明用の回折光学素子を更に含み、
    露光時には、前記調整用の回折光学素子を前記光路から退避させ、前記変形照明用の回折光学素子を前記光路に挿入する、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の露光装置。
17. 請求項１から１４のいずれか１項に記載の露光方法に従い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。

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