JP2024025164A - 露光装置、露光方法及び物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性を向上させるのに有利な露光装置を提供する。【解決手段】原版と基板とを走査しながら前記基板の複数のショット領域を露光する露光装置であって、前記基板を保持して駆動するステージと、前記ステージの駆動を規定する駆動プロファイルに基づいて、前記ステージの駆動を制御する制御部と、を有し、前記駆動プロファイルは、前記ショット領域を露光する露光区間を含まない非露光区間での前記ステージの加減速を制御する第１加速度プロファイルと、前記露光区間での前記ステージの加減速を制御する第２加速度プロファイルと、を接続することで構成され、前記第２加速度プロファイルは、曲線で構成され、前記制御部は、前記複数のショット領域のそれぞれについて、当該ショット領域のサイズに関する情報に基づいて、前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルを決定する、ことを特徴とする露光装置を提供する。【選択図】図６

Description

本発明は、露光装置、露光方法及び物品の製造方法に関する。

半導体素子などのデバイスを製造するリソグラフィ工程では、原版（レチクル又はマスク）のパターンを、投影光学系を介して、基板に転写する露光装置が用いられている。このような露光装置として、原版と基板とを相対的に走査しながら基板を露光（走査露光）することで原版のパターンを基板に転写する、所謂、ステップ・アンド・スキャン方式を採用した走査型露光装置が知られている。

走査型露光装置では、基板を等速で駆動しながら基板を走査露光することが一般的であるが、基板を加減速（加速又は減速）させて駆動しながら基板を走査露光することも提案されている（特許文献１参照）。特許文献１には、正弦波で構成される駆動（加速度）プロファイルに従って基板を保持するステージを加減速しながら基板を走査露光することで、ステージ（基板）の駆動時間を短縮し、生産性（スループット）を向上させるための技術が開示されている。

特許第５４０６８６１号公報

しかしながら、従来技術においては、基板のショットレイアウト（基板上のショット領域の配列）にかかわらず、ショット領域ごとに、駆動プロファイルを変更することはしていない。従来技術では、基板上の複数のショット領域に共通する駆動プロファイルとして、ショットサイズが最も大きいショット領域を走査露光するのに最適な駆動プロファイルが設定されている。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、生産性を向上させるのに有利な露光装置を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、原版と基板とを走査しながら前記基板の複数のショット領域を露光する露光装置であって、前記基板を保持して駆動するステージと、前記ステージの駆動を規定する駆動プロファイルに基づいて、前記ステージの駆動を制御する制御部と、を有し、前記駆動プロファイルは、前記ショット領域を露光する露光区間を含まない非露光区間での前記ステージの加減速を制御する第１加速度プロファイルと、前記露光区間での前記ステージの加減速を制御する第２加速度プロファイルと、を接続することで構成され、前記第２加速度プロファイルは、曲線で構成され、前記制御部は、前記複数のショット領域のそれぞれについて、当該ショット領域のサイズに関する情報に基づいて、前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルを決定する、ことを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、生産性を向上させるのに有利な露光装置を提供することができる。

本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略図である。 従来の駆動プロファイルで走査露光した場合における露光スリットの移動軌跡を示す図である。 図２に示す移動軌跡に対する基板ステージの駆動プロファイルの一例を示す図である。 基板のショットレイアウトの一例を示す図である。 露光スリットの移動軌跡を示す図である。 基板ステージの駆動プロファイルの一例を示す図である。 基板ステージの駆動プロファイルの一例を示す図である。 露光スリットの移動軌跡を示す図である。 基板ステージの駆動プロファイルの一例を示す図である。 図１に示す露光装置における露光処理を説明するためのフローチャートである。

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。更に、添付図面においては、同一も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。

図１は、本発明の一側面としての露光装置１００の構成を示す概略図である。露光装置１００は、半導体素子などのデバイスの製造工程であるリソグラフィ工程に用いられ、原版（レチクル又はマスク）を用いて基板にパターンを形成するリソグラフィ装置である。露光装置１００は、原版と基板とを相対的に走査しながら基板を露光（走査露光）することで、原版のパターンを基板に転写するステップ・アンド・スキャン方式を採用した走査型露光装置（スキャナ）である。

本明細書及び添付図面では、後述する投影光学系１４の光軸に沿った方向をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直な平面に平行な方向であり、互いに垂直な２つの方向をＸ軸、Ｙ軸とするＸＹＺ座標系で方向を示す。また、ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸のそれぞれに平行な方向をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向とする。以下では、Ｚ方向を高さ方向と称することがある。なお、本実施形態では、原版と基板とを相対的に走査する方向（走査方向）をＹ方向（＋Ｙ方向又は－Ｙ方向）とする。

露光装置１００は、図１に示すように、照明光学系１１と、原版１２を保持する原版ステージ１３と、投影光学系１４と、基板１５を保持する基板ステージ１６と、を有する。また、露光装置１００は、面位置計測部１７と、第１計測部１８と、第２計測部１９と、制御部２０と、原版検出部２１と、基板検出部２２と、を有する。

制御部２０は、例えば、ＣＰＵなどのプロセサやメモリなどを含むコンピュータ（情報処理装置）で構成され、記憶部に記憶されたプログラムに従って露光装置１００の各部を統括的に制御する。制御部２０は、本実施形態では、原版１２と基板１５とを相対的に走査しながら原版１２のパターンを基板１５に転写する処理、即ち、基板１５の走査露光を制御する。

照明光学系１１は、マスキングブレードなどの遮光部材を含み、エキシマレーザなどの光源（不図示）から射出された光を、例えば、Ｘ方向に長手方向を有する帯状又は円弧状の光（スリット光）に整形し、かかる光で原版１２の一部を照明する。

原版１２及び基板１５は、それぞれ、原版ステージ１３及び基板ステージ１６に保持され、投影光学系１４を介して、光学的に共役な位置（投影光学系１４の物体面及び像面）に配置される。

投影光学系１４は、所定の投影倍率（例えば、１／２倍や１／４倍）を有し、原版１２に形成されたパターンを基板１５に投影する。原版１２のパターンが投影された基板１５の領域（即ち、スリット光が照射される領域）を、以下では、露光スリットと称する。

原版ステージ１３及び基板ステージ１６は、投影光学系１４の光軸（スリット光の光軸）と垂直な方向（例えば、Ｙ方向）に駆動可能に構成されている。原版ステージ１３と基板ステージ１６とは、互いに同期しながら、投影光学系１４の投影倍率に応じた速度比で相対的に駆動（走査）される。これにより、基板上で露光スリットを走査させて、原版１２のパターンを基板１５（のショット領域）に転写することができる。このような走査露光を、基板上の複数のショット領域のそれぞれに順次繰り返すことで、１つの基板１５に対する露光処理が完了する。

第１計測部１８は、例えば、レーザ干渉計を含み、原版ステージ１３の位置を計測する。第１計測部１８に含まれるレーザ干渉計は、例えば、レーザ光を、原版ステージ１３に設けられた反射板１３ａに照射し、反射板１３ａで反射されたレーザ光を検出することで、原版ステージ１３における基準位置からの変位を計測する。第１計測部１８は、原版ステージ１３における基準位置からの変位に基づいて、原版ステージ１３の現在の位置を取得することができる。

第２計測部１９は、例えば、レーザ干渉計を含み、基板ステージ１６の位置を計測する。第２計測部１９に含まれるレーザ干渉計は、例えば、レーザ光を、基板ステージ１６に設けられた反射板１６ａに照射し、反射板１６ａで反射されたレーザ光を検出することで、基板ステージ１６における基準位置からの変位を計測する。第２計測部１９は、基板ステージ１６における基準位置からの変位に基づいて、基板ステージ１６の現在の位置を取得することができる。

第１計測部１８で取得された原版ステージ１３の現在の位置、及び、第２計測部１９で取得された基板ステージ１６の現在の位置に基づいて、制御部２０において、原版ステージ１３及び基板ステージ１６のＸＹ方向に関する駆動が制御される。なお、本実施形態では、第１計測部１８及び第２計測部１９のそれぞれは、原版ステージ１３の位置及び基板ステージ１６の位置を計測するために、レーザ干渉計を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、エンコーダを用いてもよい。

面位置計測部１７は、例えば、基板１５の表面に光を投光する投光部と、基板１５の表面で反射された光を受光する受光部と、を含み、基板１５の表面の高さ（Ｚ方向の位置）を計測する。

原版検出部２１は、原版１２に設けられたアライメントマークと、原版ステージ１３に設けられたアライメントマークとを検出する。制御部２０では、原版検出部２１で検出されたアライメントマークの相対位置を算出することで、原版ステージ１３に対する原版１２の位置ずれ（位置ずれ量）を求める。原版１２及び原版ステージ１３のそれぞれに対して複数のアライメントマークをＸ方向に設けることで、原版ステージ１３に対する原版１２のＸＹθ方向の位置ずれを求めることが可能となる。

基板検出部２２は、基板上の複数のショット領域のうち、サンプルショット領域に設けられた複数のアライメントマークを検出する。制御部２０では、基板検出部２２の検出結果を計算処理することで、基板上の複数のショット領域の配列情報（ショットレイアウト）を求める。

原版検出部２１及び基板検出部２２は、本実施形態では、投影光学系１４を介さずに各マークを検出するオフアクシス系として構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、原版検出部２１及び基板検出部２２は、投影光学系１４を介して各マークを検出するＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｌｅｎｓ）系として構成されていてもよい。

ここで、図２及び図３を参照して、基板１５を加減速（加速又は減速）させて駆動しながら基板１５を走査露光することを実現するための基板ステージ１６の駆動プロファイルについて説明する。駆動プロファイルは、制御部２０において、基板ステージ１６の駆動の制御に用いられる。図２は、従来の駆動プロファイルに基づいて基板ステージ１６を駆動した場合に基板１５上を相対的に移動する露光スリットの移動軌跡を示す図である。図３は、図２に示す露光スリットの移動軌跡に対する基板ステージ１６の駆動プロファイルの一例を示す図である。図３において、グラフＧＰ１（上段のグラフ）は、Ｙ方向における基板ステージ１６の加速度の時系列変化を示す、基板ステージ１６の加速度プロファイルである。また、図３において、グラフＧＰ２（下段のグラフ）は、Ｙ方向における基板ステージ１６の速度の時系列変化を示す、基板ステージ１６の速度プロファイルである。

露光対象となるショット領域Ｎを走査露光する際には、非露光区間２０１において、基板ステージ１６の速度を所望の速度まで加速させる。非露光区間２０１は、等加速区間と、１次以上の関数を用いて所望の加速度まで加速度を変化させる区間と、を含み、それぞれに対応する２つの駆動プロファイルの組み合わせで構成されている。非露光区間２０１では、露光区間２０２の開始加速度よりも高い加速度で基板ステージ１６を加速させることで、基板ステージ１６が所望の速度まで加速する時間を短くするという効果がある。

露光区間２０２では、正弦波の一部、具体的には、正弦波の半周期（位相０からπ）の加速度プロファイルに基づいて基板ステージ１６を駆動しながら、ショット領域Ｎを走査露光する。その後、露光区間２０２は、非露光区間２０３に接続される。従って、露光区間２０２での駆動プロファイルと、非露光区間２０３での駆動プロファイルとが接続される位相は、０又はπとなる。露光区間２０２での駆動プロファイル（正弦波の一部で構成される駆動プロファイル）の角速度ωｓｉｎは、位相π／露光区間２０２での基板ステージ１６の駆動時間Ｔｓｉｎで算出される。駆動時間Ｔｓｉｎは、（ショット領域Ｎのショット画角Ｙｄ＋露光スリットのスリットサイズＹｓｉｌｔ）／露光区間２０２での基板ステージ１６の平均速度Ｖａｖｅで算出される。なお、露光区間２０２に基板ステージ１６の整定時間（基板ステージ１６の偏差が収束するまでの待機時間）を設けて、露光区間２０２の一部の区間でショット領域Ｎを走査露光してもよい。また、露光区間２０２の開始加速度を変更することで、走査露光中の基板ステージ１６の速度変化率を任意に設定することができる。

光源（不図示）から基板１５に照射する光（露光光）の照射（積算）露光量は、常に一定にする必要がある。従って、基板ステージ１６の速度変化に応じて露光量を変化させながらショット領域Ｎを走査露光する。例えば、基板ステージ１６の速度が速い場合には、露光量を多く、基板ステージ１６の速度が遅い場合には、露光量を少なくするように、露光量を制御する。

非露光区間２０３では、非露光区間２０１と同様であるが符号を反転させた駆動プロファイルに基づいて基板ステージ１６を減速させながら、次の露光対象であるショット領域Ｎ＋１を走査露光するために、基板ステージ１６をＸ方向にステップ駆動する。非露光区間２０４、露光区間２０５及び非露光区間２０６では、それぞれ、非露光区間２０３、露光区間２０２及び非露光区間２０１と同様であるが符号を反転させた駆動プロファイルに基づいて基板ステージ１６を駆動する。これにより、図２に示すように、ショット領域Ｎと、ショット領域Ｎ＋１とを連続的に走査露光することができる。

従来技術では、基板１５のショットレイアウトにかかわらず、基板上の複数のショット領域に共通する駆動プロファイルとして、ショットサイズ（露光面積）が最も大きいショット領域を走査露光するのに最適な駆動プロファイルが設定されている。ここで、ショットサイズが最も大きいショット領域とは、通常、基板１５の周辺よりも内側に位置するフルフィールドのショット領域である。但し、基板上の複数のショット領域は、フルフィールドのショット領域だけではなく、基板１５の周辺に位置する周辺ショット領域も含む。周辺ショット領域は、その一部が欠けたパーシャルフィールドのショット領域となるため、様々なショットサイズとなる。従って、基板上のショット領域ごとに最適な駆動プロファイルを決定（設定）することで、生産性（スループット）を更に向上させることができると考えられる。

そこで、本実施形態では、以下の第１実施形態から第３実施形態で説明するように、基板上のショット領域ごとに最適な駆動プロファイルを決定することで、基板１５を加減速しながら基板１５を走査露光する場合における生産性の更なる向上を図る。

＜第１実施形態＞
図４、図５（ａ）、図５（ｂ）及び図６を参照して、第１実施形態における、基板上のショット領域ごとに最適な駆動プロファイルを決定する手法について説明する。駆動プロファイルは、基板ステージ１６の駆動を規定するプロファイルであって、例えば、基板ステージ１６の速度、加速度及び位置などを制御する各種のプロファイルを含む。ここでは、駆動プロファイルとして、基板ステージ１６の加減速を制御する加速度プロファイルを説明する。駆動プロファイルは、ショット領域を露光する露光区間を含まない非露光区間での第１駆動プロファイルと、露光区間での第２駆動プロファイルと、を接続することで構成される。第１駆動プロファイルは、非露光区間での基板ステージ１６の加減速を制御する加速度プロファイル（第１加速度プロファイル）である。第２駆動プロファイルは、露光区間での基板ステージ１６の加減速を制御する加速度プロファイル（第２加速度プロファイル）である。

図４は、基板１５のショットレイアウトの一例を示す図である。図４に示すように、基板１５には、例えば、９８個のショット領域が配列されている。ショット領域内に記載されている数字は、ショット番号を示し、各ショット領域は、ショット番号順（点線）に走査露光される。また、ショット領域内に記載されている矢印は、走査方向を示している。

本実施形態では、ショット番号３のショット領域Ｓ３とショット番号４のショット領域Ｓ４とに着目する。ショット領域Ｓ３及びＳ４は、一部の領域が基板外となるパーシャルフィールドのショット領域（周辺ショット領域）であるため、フルフィールドのショット領域のように全域を走査露光する必要はない。従って、ショット領域Ｓ３及びＳ４では、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、露光区間における基板ステージ１６の駆動距離を、駆動距離Δｄだけ短縮する余地がある。図５（ａ）は、ショット領域Ｓ３及びＳ４に着目し、従来の駆動プロファイル（全てのショット領域に共通する駆動プロファイル）に基づいて基板ステージ１６を駆動した場合に基板１５上を相対的に移動する露光スリットの移動軌跡を示す図である。図５（ｂ）は、本実施形態において、ショット領域Ｓ３及びＳ４のサイズ（に関する情報）から決定される駆動プロファイルに基づいて基板ステージ１６を駆動した場合に基板１５上を相対的に移動する露光スリットの移動軌跡を示す図である。図６は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す移動軌跡に対する基板ステージ１６の駆動プロファイルの一例を示す図である。図６において、グラフＧＰ３（上段のグラフ）は、図５（ａ）に示す移動軌跡に対する駆動プロファイル（加速度プロファイル）を示し、グラフＧＰ４（下段のグラフ）は、図５（ｂ）に示す移動軌跡に対する駆動プロファイル（加速度プロファイル）を示している。

従来の駆動プロファイル（グラフＧＰ３）に基づいて基板ステージ１６を駆動しながらショット領域Ｓ３及びＳ４を走査露光する場合を考える。この場合、露光区間２０２及び２０５での駆動プロファイルは、ショットサイズが最も大きいショット領域（フルフィールドのショット領域）を走査露光する際の駆動プロファイルと同じとなる。但し、ショット領域Ｓ３及びＳ４を走査露光する際には、駆動距離Δｄで示す区間を走査露光するための基板ステージ１６の駆動は不要であるため、基板ステージ１６の駆動距離Δｄを短縮することができる。

そこで、本実施形態では、露光スリットが基板外となるタイミングで、正弦波の半周期（位相０からπ）で構成される露光区間２０２での第２駆動プロファイルと、非露光区間２０３での第１駆動プロファイルとを接続することで、駆動距離Δｄを短縮する。換言すれば、露光区間での基板ステージ１６の駆動時間が短縮されるように、第１駆動プロファイルと第２駆動プロファイルとを接続する位相を、ショット領域のサイズ（に関する情報）に応じて変更することで、駆動プロファイルを決定する。ここで、ショット領域のサイズに関する情報は、少なくとも、ショット領域の走査方向の長さを示す情報を含む。また、本実施形態では、露光区間での第２駆動プロファイルを正弦波の一部で構成する場合を例に説明するが、これに限定されるものではない。例えば、露光区間での第２駆動プロファイルは、２次以上の関数などを含む曲線で構成されていてもよい。

露光区間２０２での第２駆動プロファイルと、非露光区間２０３での第１駆動プロファイルとを接続する位相を変更すると、グラフＧＰ４に示す駆動プロファイルが得られ、駆動距離Δｄを短くすることができる。グラフＧＰ４を参照するに、ショット領域Ｓ３の走査露光において、露光区間５０２での第２駆動プロファイルは、正弦波の半周期以下の位相（＜π）で、非露光区間５０３での第１駆動プロファイルと接続されている。

また、ショット領域Ｓ４の走査露光では、グラフＧＰ３に示すように、非露光区間２０４での第１駆動プロファイルと、露光区間２０５での第２駆動プロファイルとを、ゼロの位相で接続するのではなく、位相＞０で接続することで、駆動距離Δｄを短縮する。ショット領域Ｓ４の走査露光において、非露光区間５０４での第１駆動プロファイルと露光区間５０５での第２駆動プロファイルとを位相＞０で接続することで、グラフＧＰ４に示す駆動プロファイルが得られる。

本実施形態では、露光対象であるショット領域Ｎに対する駆動プロファイル（第１駆動プロファイルと第２駆動プロファイルとを接続する位相）は、制御部２０において、ショット領域Ｎ－２の走査露光が終了するまでに決定される。また、基板１５の走査露光を開始する前に、各ショット領域に対する駆動プロファイル（第１駆動プロファイルと第２駆動プロファイルとを接続する位相）を予め決定しておいてもよい。

このように、本実施形態では、基板上のショット領域ごとに最適な駆動プロファイルを決定することで、走査露光に要する基板ステージ１６の駆動距離（駆動時間）が短縮されるため、生産性を更に向上させることが可能となる。なお、基板上のショット領域ごとに、非露光区間での第１駆動プロファイルと露光区間での第２駆動プロファイルとを接続する位相を変更する手法は、各ショット領域内の同一箇所を同一の加速度で走査露光することができるという利点がある。例えば、各ショット領域の中心を走査露光する際の加速度をゼロとすることで、各種補正を施す際に有利となる。

また、本実施形態では、パーシャルフィールドのショット領域を露光する際の基板ステージ１６の走査方向の駆動距離を、フルフィールドのショット領域を露光する際の基板ステージ１６の走査方向の駆動距離よりも短くしているとも言える。従って、このような基板ステージ１６の駆動を実現する駆動プロファイルを外部装置などから取得し、かかる駆動プロファイルに基づいて基板ステージ１６を駆動しながら基板１５を露光する形態も本発明の一側面を構成する。ここで、パーシャルフィールドのショット領域は、ショット領域の走査方向の長さが予め定められた基準長さよりも短いショット領域であると考えることができる。また、基準長さとしては、例えば、フルフィールドのショット領域の走査方向の長さを設定すればよい。

また、非露光区間での第１駆動プロファイルと露光区間での第２駆動プロファイルとをゼロ又はπ以外の位相で接続することで、加速度プロファイルの微分値が不連続となり、基板ステージ１６の制御精度（偏差）が低下する可能性がある。このような場合には、基板ステージ１６の整定時間を考慮して、非露光区間での第１駆動プロファイルと露光区間での第２駆動プロファイルとを接続する位相を決定すればよい。なお、加速度プロファイルの微分値の不連続点が小さくなる（滑らかになる）ように、非露光区間での第１駆動プロファイルを変更してもよい。

＜第２実施形態＞
図５（ａ）、図５（ｂ）及び図７を参照して、第２実施形態における、基板上のショット領域ごとに最適な駆動プロファイルを決定する手法について説明する。図７は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す移動軌跡に対する基板ステージ１６の駆動プロファイルの一例を示す図である。図７において、グラフＧＰ５（上段のグラフ）は、図５（ａ）に示す移動軌跡に対する駆動プロファイル（加速度プロファイル）を示し、グラフＧＰ６（下段のグラフ）は、図５（ｂ）に示す移動軌跡に対する駆動プロファイル（加速度プロファイル）を示している。

本実施形態では、グラフＧＰ５に示す駆動プロファイルに対して、露光区間２０２及び２０５での駆動プロファイル（正弦波の一部で構成される駆動プロファイル）の角速度ωｓｉｎを変更することで、グラフＧＰ６に示す駆動プロファイルが得られる。グラフＧＰに示す駆動プロファイルでは、ショット領域Ｓ３及びＳ４のサイズ（に関する情報）に応じて、露光区間５０２及び５０５での駆動プロファイルの角速度ωａ（＞ωｓｉｎ）が変更されている。露光区間５０２及び５０５での駆動プロファイル（正弦波の一部で構成される駆動プロファイル）の角速度ωａは、位相π／露光区間５０２及び５０５での基板ステージ１６の駆動時間Ｔａで算出される。駆動時間Ｔａは、（ショット領域Ｓ３及びＳ４のショット画角Ｙｄ＋露光スリットのスリットサイズＹｓｉｌｔ－駆動距離Δｄ）／露光区間５０２及び５０５での基板ステージ１６の平均速度Ｖａｖｅで算出される。また、角速度ωａを決定する際には、基板ステージ１６の固有振動数よりも低い周波数となるようにする。

本実施形態では、露光対象であるショット領域Ｎに対する第２駆動プロファイル（を構成する正弦波の角速度）は、制御部２０において、ショット領域Ｎ－２の走査露光が終了するまでに決定される。また、基板１５の走査露光を開始する前に、各ショット領域に対する第２駆動プロファイル（を構成する正弦波の角速度）を予め決定しておいてもよい。

露光対象となるショット領域のサイズに応じて第２駆動プロファイルを構成する正弦波の角速度を変更する手法は、第１駆動プロファイルと第２駆動プロファイルとをゼロ又はπの位相で接続することができるという利点がある。従って、加速度プロファイルの微分値が不連続にならず、安定したステージ制御を実現することができる。

このように、本実施形態では、基板上のショット領域ごとに最適な駆動プロファイルを決定することで、走査露光に要する基板ステージ１６の駆動距離（駆動時間）が短縮されるため、生産性を更に向上させることが可能となる。

＜第３実施形態＞
図４、図８（ａ）、図８（ｂ）及び図９を参照して、第３実施形態における、基板上のショット領域ごとに最適な駆動プロファイルを決定する手法について説明する。

図４を参照するに、本実施形態では、ショット番号８４のショット領域Ｓ８４とショット番号８５のショット領域Ｓ８５に着目する。ショット領域Ｓ８４及びＳ８５は、それぞれを走査露光する際に、非露光区間として改行区間を含む位置関係である。ここで、改行区間とは、基板上の複数のショット領域のうち、第１行に配列されたショット領域（Ｓ８４）を露光した後に第１行とは異なる第２行に配列されたショット領域（Ｓ８５）を露光するために基板ステージ１６を駆動する区間である。また、ショット領域Ｓ８５は、一部の領域が基板外となるパーシャルフィールドのショット領域（周辺ショット領域）であるため、基板ステージ１６の駆動距離（時間）を短縮することができる余地がある。

図８（ａ）は、従来の駆動プロファイルに基づいて基板ステージ１６を駆動しながらショット領域Ｓ８４及びＳ８５を走査露光する場合における露光スリットの移動軌跡を示す図である。図８（ｂ）は、本実施形態において、ショット領域Ｓ８４及びＳ８５のサイズから決定される駆動プロファイルに基づいて基板ステージ１６を駆動しながらショット領域Ｓ８４及びＳ８５を走査露光する場合における露光スリットの移動軌跡を示す図である。図９は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す移動軌跡に対する基板ステージ１６の駆動プロファイルの一例を示す図である。図９において、グラフＧＰ７（上段のグラフ）は、図８（ａ）に示す移動軌跡に対する駆動プロファイル（加速度プロファイル）を示し、グラフＧＰ８（下段のグラフ）は、図８（ｂ）に示す移動軌跡に対する駆動プロファイル（加速度プロファイル）を示している。

図９（グラフＧＰ７及びＧＰ８）を参照するに、非露光区間８０１及び露光区間８０２では、従来の駆動プロファイルに基づいて基板ステージ１６を駆動する。非露光区間８０３は、１周期（位相０から２π）の正弦波で構成された改行区間と、１次以上の関数を用いて所望の加速度まで加速度を変化させる区間と、等加速間と、を含み、それぞれに対応する３つの駆動プロファイルの組み合わせで構成されている。

次の露光対象であるショット領域Ｓ８５（の基板外の領域）は、フルフィールドのショット領域のように全域を走査露光する必要がないため、基板ステージ１６の駆動距離を、駆動距離Δｄだけ短縮することができる。これに伴い、改行区間における基板ステージ１６の駆動距離も駆動距離Δｄだけ短縮することができる。

改行区間を含む非露光区間８１３では、非露光区間８０３での駆動プロファイルの角速度ωｂを角速度ωｃ（ωｂ＜ωｃ）に変更することで、改行区間における基板ステージ１６の駆動距離を短縮する。また、角速度ωｃを決定する際には、基板ステージ１６の固有振動数よりも低い周波数となるようにする。

露光対象であるショット領域Ｎに対する改行区間での第１駆動プロファイル（を構成する正弦波の角速度）は、制御部２０において、ショット領域Ｎ－２の走査露光が終了するまでに決定される。また、基板１５の走査露光を開始する前に、各ショット領域に対する改行区間での第１駆動プロファイル（を構成する正弦波の角速度）を予め決定しておいてもよい。

本実施形態では、改行区間での第１駆動プロファイルを構成する正弦波の角速度を変更しているが、角速度を変更せず、第１実施形態のように第１駆動プロファイルと第２駆動プロファイルとを接続する位相を変更してもよい。また、改行区間での第１駆動プロファイルを、正弦波ではなく、１次以上の関数及び等加速区間で構成し、改行区間の駆動距離に応じて、１次以上の関数及び等加速区間でのプロファイルを決定してもよい。

ショット領域Ｓ８５の走査露光では、第１実施形態と同様に、非露光区間８０４での第１駆動プロファイルと、露光区間８０５での第２駆動プロファイルとを、ゼロの位相で接続するのではなく、位相＞０で接続することで、駆動距離Δｄを短縮する。非露光区間８０４での第１駆動プロファイルと露光区間８０５での第２駆動プロファイルとを位相＞０で接続することで、グラフＧＰ８に示す駆動プロファイルが得られる。グラフＧＰ８を参照するに、ショット領域Ｓ８５の走査露光において、露光区間８１５での第２駆動プロファイルは、位相＞０で、非露光区間８１４での第１駆動プロファイルと接続されている。

本実施形態では、露光区間８１５での駆動プロファイル（正弦波の一部で構成される第２駆動プロファイル）に対して接続する位相を変更する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第２実施形態と同様に、露光区間８１５での駆動プロファイルを構成する正弦波の角速度を変更してもよい。

このように、本実施形態では、基板上のショット領域ごとに、非露光区間での第１駆動プロファイルと、露光区間での第２駆動プロファイルとを決定する。これにより、走査露光に要する基板ステージ１６の駆動距離（駆動時間）が短縮されるため、生産性を更に向上させることが可能となる。

＜第４実施形態＞
図１０を参照して、露光装置１００における動作、即ち、露光処理（露光方法）について説明する。かかる露光処理は、上述したように、制御部２０が露光装置１００の各部を統括的に制御することで行われる。

Ｓ１０２において、露光装置１００に基板１５を搬入する。具体的には、搬送ハンド（不図示）によって基板１５を搬送し、かかる基板１５を基板ステージ１６に保持させる。

Ｓ１０４において、グローバルアライメントのためのプリアライメント（事前計測及び補正）を行う。具体的には、グローバルアライメントで用いる高倍視野アライメント光学系（不図示）の計測範囲に基板上のアライメントマークが収まるように、低倍視野アライメント光学系（不図示）を用いて基板１５の回転誤差などのずれ量を計測して補正する。

Ｓ１０６において、グローバルチルトを行う。具体的には、面位置計測部１７を用いて、基板上の複数の計測箇所の表面の高さ（表面位置）を計測する。そして、面位置計測部１７によって計測された表面位置に基づいて、基板１５の全体的な傾きを算出して補正する。

Ｓ１０８において、走査露光でリアルタイムに基板１５の表面位置を計測するための事前調整を行う。事前調整は、例えば、面位置計測部１７の光源の光量調整や基板上のショット領域におけるパターン段差（パターンオフセット）の記憶などを含む。

Ｓ１１０において、投影光学系１４の調整を行う。具体的には、基板ステージ１６に配置された光量センサ及び基準マーク（不図示）や原版ステージ１３に配置された基準プレート（不図示）を用いて、投影光学系１４の傾きや像面湾曲などを求める。例えば、基板ステージ１６をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に駆動したときの露光光の光量の変化を、基板ステージ１６に配置された光量センサで計測する。そして、露光光の光量の変化に基づいて、基準プレートに対する基準マークのずれ量を求めて投影光学系１４を調整する。

Ｓ１１２において、グローバルアライメントを行う。具体的には、高倍視野アライメント光学系を用いて基板上のアライメントマークを検出し、基板１５の全体のずれ量及び各ショット領域で共通なずれ量を求める。アライメントマークを高精度に検出するためには、アライメントマークのコントラストがベストコントラストとなる位置（ベストコントラスト位置）にアライメントマークが位置していなければならない。ベストコントラスト位置の計測には、面位置計測部１７及びアライメント光学系を用いればよい。例えば、予め定められた高さ（Ｚ方向の位置）に基板ステージ１６を駆動し、アライメント光学系でコントラストを計測するとともに、面位置計測部１７で基板１５の表面位置を計測することを繰り返す。この際、基板ステージ１６のＺ方向の各位置に応じたコントラストの計測結果と基板１５の表面位置の計測結果とを対応付けて保存する。そして、複数のコントラストの計測結果に基づいて、コントラストが最も高くなる基板ステージ１６のＺ方向の位置を求めてベストコントラスト位置とする。

Ｓ１１４において、基板上の各ショット領域を走査露光する際の基板ステージ１６の駆動プロファイルを決定する（第１工程）。駆動プロファイルは、上述したように、ショット領域を露光する露光区間を含まない非露光区間での第１駆動プロファイルと、露光区間での第２駆動プロファイルと、を接続することで構成される。具体的には、第１実施形態から第３実施形態で説明したように、基板１５の複数のショット領域のそれぞれについて、ショット領域のサイズに関する情報に基づいて、駆動プロファイル（第１駆動プロファイル及び第２駆動プロファイル）を決定する。

Ｓ１１６において、基板１５の露光対象であるショット領域を走査露光する（第２工程）。具体的には、Ｓ１１４で決定した駆動プロファイルに基づいて基板ステージ１６を駆動（加減速）しながら基板１５のショット領域を走査露光する。この際、基板１５のショット領域の表面位置を面位置計測部１７でリアルタイムに計測しながら、基板ステージ１６をフォーカス・レベリング駆動させることで、ベストフォーカス面での露光を実現することができる。

Ｓ１１８において、基板１５の全てのショット領域に対する走査露光が完了しているかどうかを判定する。基板１５の全てのショット領域に対する走査露光が完了していない場合には、Ｓ１１４に移行して、Ｓ１１４及びＳ１１６を繰り返す。一方、基板１５の全てのショット領域に対する走査露光が完了している場合には、Ｓ１２０に移行する。

Ｓ１２０において、露光装置１００から基板１５を搬出する。具体的には、全てのショット領域が露光された基板１５を、基板ステージ１６から搬送ハンド（不図示）で受け取って露光装置１００の外部に搬送する。

本実施形態における露光処理によれば、基板１５の各ショット領域の走査露光に要する基板ステージ１６の駆動距離（駆動時間）を短縮して、生産性を向上させることができる。

＜第５実施形態＞
本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、フラットパネルディスプレイ、液晶表示素子、半導体素子、ＭＥＭＳなどの物品を製造するのに好適である。かかる製造方法は、上述した露光装置１００（露光処理）を用いて感光剤が塗布された基板を露光する工程と、露光された感光剤を現像する工程とを含む。また、現像された感光剤のパターンをマスクとして基板に対してエッチング工程やイオン注入工程などを行い、基板上に回路パターンが形成される。これらの露光、現像、エッチングなどの工程を繰り返して、基板上に複数の層からなる回路パターンを形成する。後工程で、回路パターンが形成された基板に対してダイシング（加工）を行い、チップのマウンティング、ボンディング、検査工程を行う。また、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、レジスト剥離など）を含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

本明細書の開示は、以下の露光装置、露光方法及び物品の製造方法を含む。

（項目１）
原版と基板とを走査しながら前記基板の複数のショット領域を露光する露光装置であって、
前記基板を保持して駆動するステージと、
前記ステージの駆動を規定する駆動プロファイルに基づいて、前記ステージの駆動を制御する制御部と、を有し、
前記駆動プロファイルは、前記ショット領域を露光する露光区間を含まない非露光区間での前記ステージの加減速を制御する第１加速度プロファイルと、前記露光区間での前記ステージの加減速を制御する第２加速度プロファイルと、を接続することで構成され、
前記第２加速度プロファイルは、曲線で構成され、
前記制御部は、前記複数のショット領域のそれぞれについて、当該ショット領域のサイズに関する情報に基づいて、前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルを決定する、ことを特徴とする露光装置。

（項目２）
前記第２加速度プロファイルは、正弦波の一部で構成されている、ことを特徴とする項目１に記載の露光装置。

（項目３）
前記制御部は、前記複数のショット領域のそれぞれについて、前記露光区間での前記ステージの駆動距離が前記サイズに応じた距離となるように、前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルを決定する、ことを特徴とする項目１又は２に記載の露光装置。

（項目４）
前記制御部は、前記露光区間での前記ステージの駆動時間が短縮されるように、前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルを決定する、ことを特徴とする項目１乃至３のうちいずれか１項目に記載の露光装置。

（項目５）
前記制御部は、前記情報に応じて、前記第１加速度プロファイルと前記第２加速度プロファイルとを接続する前記正弦波の位相を変更することで、前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルを決定する、ことを特徴とする項目２乃至４のうちいずれか１項目に記載の露光装置。

（項目６）
前記第１加速度プロファイルと前記第２加速度プロファイルとを接続する前記正弦波の位相は、ゼロ又はπ以外の位相である、ことを特徴とする項目５に記載の露光装置。

（項目７）
前記制御部は、前記情報に応じて、前記正弦波の角速度を変更することで、前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルを決定する、ことを特徴とする項目２乃至４のうちいずれか１項目に記載の露光装置。

（項目８）
前記制御部は、前記正弦波の角速度が前記ステージの固有振動数よりも低い周波数となるように、前記正弦波の角速度を変更する、ことを特徴とする項目７に記載の露光装置。

（項目９）
前記制御部は、前記情報に応じて、前記第１加速度プロファイルと前記第２加速度プロファイルとを接続する前記正弦波の位相、及び、前記正弦波の角速度を変更することで、前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルを決定する、ことを特徴とする項目２乃至４のうちいずれか１項目に記載の露光装置。

（項目１０）
前記第１加速度プロファイルは、正弦波の一部で構成され、
前記制御部は、前記情報に応じて、前記第１加速度プロファイルにおける前記正弦波の角速度を変更することで、前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルを決定する、ことを特徴とする項目２乃至９のうちいずれか１項目に記載の露光装置。

（項目１１）
前記非露光区間は、前記複数のショット領域のうち、第１行に配列されたショット領域を露光した後に前記第１行とは異なる第２行に配列されたショット領域を露光するために前記ステージを駆動する改行区間である、ことを特徴とする項目１０に記載の露光装置。

（項目１２）
前記情報は、前記ショット領域の走査方向の長さを示す情報を含む、ことを特徴とする項目１乃至１１のうちいずれか１項目に記載の露光装置。

（項目１３）
原版と基板とを走査しながら前記基板の複数のショット領域を露光する露光装置であって、
前記基板を保持して駆動するステージと、
前記ステージの駆動を規定する駆動プロファイルに基づいて、前記ステージの駆動を制御する制御部と、を有し、
前記駆動プロファイルは、前記ショット領域を露光する露光区間を含まない非露光区間での前記ステージの加減速を制御する第１加速度プロファイルと、前記露光区間での前記ステージの加減速を制御する第２加速度プロファイルと、を接続することで構成され、
前記第２加速度プロファイルは、曲線で構成され、
前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルは、前記複数のショット領域のうち、前記ショット領域の走査方向の長さが予め定められた基準長さよりも短いショット領域を露光する際の前記ステージの前記走査方向の駆動距離が、前記ショット領域の走査方向の長さが前記基準長さとなるショット領域を露光する際の前記ステージの前記走査方向の駆動距離よりも短くなるように、設定されている、ことを特徴とする露光装置。

（項目１４）
原版と基板とを走査しながら前記基板の複数のショット領域を露光する露光方法であって、
前記複数のショット領域を露光する際の前記基板を保持するステージの駆動を規定する駆動プロファイルを決定する第１工程と、
前記駆動プロファイルに基づいて前記ステージを駆動しながら前記複数のショット領域を露光する第２工程と、を有し、
前記駆動プロファイルは、前記ショット領域を露光する露光区間を含まない非露光区間での前記ステージの加減速を制御する第１加速度プロファイルと、前記露光区間での前記ステージの加減速を制御する第２加速度プロファイルと、を接続することで構成され、
前記第２加速度プロファイルは、曲線で構成され、
前記第１工程では、前記複数のショット領域のそれぞれについて、当該ショット領域のサイズに関する情報に基づいて、前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルを決定する、ことを特徴とする露光方法。

（項目１５）
項目１４に記載の露光方法を用いて基板を露光する工程と、
露光した前記基板を現像する工程と、
現像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。

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。

１００：露光装置 １２：原版 １５：基板 １６：基板ステージ ２０：制御部

Claims (15)

1. 原版と基板とを走査しながら前記基板の複数のショット領域を露光する露光装置であって、
   前記基板を保持して駆動するステージと、
   前記ステージの駆動を規定する駆動プロファイルに基づいて、前記ステージの駆動を制御する制御部と、を有し、
   前記駆動プロファイルは、前記ショット領域を露光する露光区間を含まない非露光区間での前記ステージの加減速を制御する第１加速度プロファイルと、前記露光区間での前記ステージの加減速を制御する第２加速度プロファイルと、を接続することで構成され、
   前記第２加速度プロファイルは、曲線で構成され、
   前記制御部は、前記複数のショット領域のそれぞれについて、当該ショット領域のサイズに関する情報に基づいて、前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルを決定する、ことを特徴とする露光装置。
2. 前記第２加速度プロファイルは、正弦波の一部で構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記制御部は、前記複数のショット領域のそれぞれについて、前記露光区間での前記ステージの駆動距離が前記サイズに応じた距離となるように、前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルを決定する、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
4. 前記制御部は、前記露光区間での前記ステージの駆動時間が短縮されるように、前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルを決定する、ことを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
5. 前記制御部は、前記情報に応じて、前記第１加速度プロファイルと前記第２加速度プロファイルとを接続する前記正弦波の位相を変更することで、前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルを決定する、ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
6. 前記第１加速度プロファイルと前記第２加速度プロファイルとを接続する前記正弦波の位相は、ゼロ又はπ以外の位相である、ことを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
7. 前記制御部は、前記情報に応じて、前記正弦波の角速度を変更することで、前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルを決定する、ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
8. 前記制御部は、前記正弦波の角速度が前記ステージの固有振動数よりも低い周波数となるように、前記正弦波の角速度を変更する、ことを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
9. 前記制御部は、前記情報に応じて、前記第１加速度プロファイルと前記第２加速度プロファイルとを接続する前記正弦波の位相、及び、前記正弦波の角速度を変更することで、前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルを決定する、ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
10. 前記第１加速度プロファイルは、正弦波の一部で構成され、
    前記制御部は、前記情報に応じて、前記第１加速度プロファイルにおける前記正弦波の角速度を変更することで、前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルを決定する、ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
11. 前記非露光区間は、前記複数のショット領域のうち、第１行に配列されたショット領域を露光した後に前記第１行とは異なる第２行に配列されたショット領域を露光するために前記ステージを駆動する改行区間である、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、前記ショット領域の走査方向の長さを示す情報を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
13. 原版と基板とを走査しながら前記基板の複数のショット領域を露光する露光装置であって、
    前記基板を保持して駆動するステージと、
    前記ステージの駆動を規定する駆動プロファイルに基づいて、前記ステージの駆動を制御する制御部と、を有し、
    前記駆動プロファイルは、前記ショット領域を露光する露光区間を含まない非露光区間での前記ステージの加減速を制御する第１加速度プロファイルと、前記露光区間での前記ステージの加減速を制御する第２加速度プロファイルと、を接続することで構成され、
    前記第２加速度プロファイルは、曲線で構成され、
    前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルは、前記複数のショット領域のうち、前記ショット領域の走査方向の長さが予め定められた基準長さよりも短いショット領域を露光する際の前記ステージの前記走査方向の駆動距離が、前記ショット領域の走査方向の長さが前記基準長さとなるショット領域を露光する際の前記ステージの前記走査方向の駆動距離よりも短くなるように、設定されている、ことを特徴とする露光装置。
14. 原版と基板とを走査しながら前記基板の複数のショット領域を露光する露光方法であって、
    前記複数のショット領域を露光する際の前記基板を保持するステージの駆動を規定する駆動プロファイルを決定する第１工程と、
    前記駆動プロファイルに基づいて前記ステージを駆動しながら前記複数のショット領域を露光する第２工程と、を有し、
    前記駆動プロファイルは、前記ショット領域を露光する露光区間を含まない非露光区間での前記ステージの加減速を制御する第１加速度プロファイルと、前記露光区間での前記ステージの加減速を制御する第２加速度プロファイルと、を接続することで構成され、
    前記第２加速度プロファイルは、曲線で構成され、
    前記第１工程では、前記複数のショット領域のそれぞれについて、当該ショット領域のサイズに関する情報に基づいて、前記第１加速度プロファイル及び前記第２加速度プロファイルを決定する、ことを特徴とする露光方法。
15. 請求項１４に記載の露光方法を用いて基板を露光する工程と、
    露光した前記基板を現像する工程と、
    現像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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