JP4869425B2

JP4869425B2 - 走査型露光装置及びデバイス製造方法

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Description

本発明は、走査型露光装置及びデバイス製造方法に関する。

半導体素子製造等におけるフォトリソグラフィ工程には、レチクルの微細パターンを感光剤の塗布されたウエハ上に転写する露光装置が使用されている。この種の露光装置において主流をなす露光方式は、ウエハを順次露光投影光学系の露光フィールド内へ移動させて静止させた後、レチクルのパターンを順次露光していくステップ・アンド・リピート方式であった。

このステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置では、ウエハ上の露光フィールドを投影光学系の結像面に合致させるために、フォーカス・レベリングセンサとフォーカス・レベリング駆動機構が設けられている。フォーカス・レベリング駆動のうちのフォーカス駆動とはウエハ面の光軸方向（Ｚ軸方向）位置をフォーカス位置に一致させるべく微動ステージを駆動するものである。また、レベル駆動とは、ウエハ面の傾斜角を検出し、ウエハ面が水平になるように微動ステージを駆動するものである。そして、フォーカス・レベリングセンサによりウエハのフォーカス・レベリングずれを計測し、ウエハステージに設けられたフォーカス・レベリング駆動機構により上記計測されたずれ分を補正した後、露光を行う。ステップ・アンド・リピート方式の場合、露光はウエハが静止した後に行われるため、フォーカス・レベリング駆動の駆動量が露光精度に影響を及ぼすことはなかった。

一方、近年では半導体素子の大型化に伴う露光領域の大フィールド化の要求が高まっている。このため、この要求を満たすことの可能なステップ・アンド・スキャン方式が採用されるケースが増加している。このステップ・アンド・スキャン方式は、スリット状あるいは円弧状の照明光をレチクルの所定領域に照射し、スリットの長手方向には投影光学系の縮小倍率で露光を行い、短手方向にはレチクルとウエハを投影光学系の縮小倍率比で同期を取りながらの走査露光が行なわれる。

このステップ・アンド・スキャン方式においても、前述のステップ・アンド・リピート方式と同様に、ウエハ上の露光フィールドを投影光学系の結像面に合致させるためのフォーカス・レベリングセンサとフォーカス・レベリング駆動機構が設けられている。しかし、ステップ・アンド・スキャン方式では、走査中に逐次ウエハ上のスリット（または円弧状）露光領域を、結像面に合致させる必要がある。そこで、ステップ・アンド・スキャン方式では、所謂先読み方式が採用される。この先読み方式では、フォーカス・レベリングセンサによりスリット露光領域の手前側、すなわち走査方向手前側でウエハのフォーカス・レベリングずれを計測し、その計測結果を基にフォーカス・レベリング駆動することにより、計測した地点がスリット露光領域に達するまでにその地点のウエハ表面を投影光学系の結像面に合致させる（特許文献１）。

特開平１０−０９７９８７号公報

このような先読み方式では、離散的に得られる計測値を元にフォーカス・レベリング駆動の駆動量を算出していく。ところが、ウエハには、形成されたパターンに起因する段差（プロセス段差）以外に、ウエハ自身の局所的なたわみ、ウエハを保持するためのウエハチャックによる吸着段差、ゴミによる段差などが存在するので、先読みによって算出した駆動量が大きくなることがある。このようにプロセス段差でない段差に対して追従しようとすると、フォーカス・レベリングの追従精度がかえって悪化し、さらにはレチクルとウエハの同期精度が悪化するという問題が生じる。すなわち、ステップ・アンド・スキャン方式では、ステップ・アンド・リピート方式と異なり、走査中に逐次フォーカス・レベリングのための計測と駆動を繰返すため、フォーカス・レベリング駆動による駆動量が露光精度に影響を及ぼすことになる。

そこで、従来では、離散的に得られるフォーカス・レベリング駆動量に対して、一意な上限値を設けることで、フォーカス・レベリング追従精度と同期精度の向上を図ろうとしていた。しかしながら、フォーカス・レベリング駆動量に対するフォーカス・レベリング追従精度および同期精度は、ウエハステージのスキャン速度やスキャン加速度が大きい場合には悪く、小さい場合には良くなる。しかし、上記の従来技術においては、フォーカス・レベリング駆動量に対する上限値は一意な値であった。そして、その上限値は、スキャン速度やスキャン加速度が大きい、最悪な場合に適合させたものであった。したがって、スキャン速度やスキャン加速度が小さい場合には、これが過剰制限となってしまう。例えば、小さいスキャン速度やスキャン加速度では、フォーカス・レベリング駆動量の上限値を大きくしても追従が可能となり、プロセス段差の大きいウエハについても十分なフォーカス精度を保つことができるはずであるが、過剰制限はこのようなフォーカス・レベリング追従を妨げる可能性がある。その結果、かえってフォーカス・レベリング追従精度を悪化させるという問題を生じる可能性がある。

本発明は上述したフォーカス又はレベリング駆動における駆動量の過剰制限による弊害を低減することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の一態様による走査型露光装置は以下の構成を備える。すなわち、
原版および基板の各々を所定の走査速度で移動させながら前記基板を露光する走査露光装置であって、
前記原版からの光を前記基板に投影する投影光学系と、
前記基板または原版を保持し、かつ移動するステージと、
前記投影光学系の光軸方向における前記基板または原版の位置を計測する計測手段と、
前記光軸方向に直交する方向に複数の走査速度で前記ステージを駆動し、かつ各走査速度での該駆動とともに前記光軸方向に前記ステージを駆動するように制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記ステージの前記光軸方向に直交する方向への走査速度に基づいて前記走査速度毎に個別の制限値を設定し、前記計測手段によって計測された計測値に基づく前記ステージの前記光軸方向の駆動量と前記制限値を比較し、前記駆動量が前記制限値を超えている場合に前記制限値まで駆動するように前記ステージを制御する。

また、上記の目的を達成するための本発明の他の態様による走査型露光装置は以下の構成を備える。すなわち、
原版および基板の各々を所定の走査速度で移動させながら前記基板を露光する走査露光装置であって、
前記原版からの光を前記基板に投影する投影光学系と、
前記原版または基板を保持し、かつ移動するステージと、
前記投影光学系の光軸方向における前記基板または原版の位置を複数箇所で計測する計測手段と、
前記光軸方向に直交する方向に複数の走査速度で前記ステージを駆動し、かつ各走査速度での該駆動とともに前記光軸方向に前記ステージを駆動するように制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記ステージの前記光軸方向に直交する方向への走査速度に基づいて前記走査速度毎に個別の制限値を設定し、前記計測手段によって計測された複数箇所における計測値に基づく前記ステージの傾き方向の駆動量と前記制限値を比較し、前記駆動量が前記制限値を超えている場合に前記制限値まで駆動するように前記ステージを制御する。

また、本発明によれば、上記の走査型露光装置を用いてデバイスを製造するデバイス製造方法が提供される。

上記の構成によれば、上述したフォーカス又はレベリング駆動における駆動量の過剰制限による弊害を低減することができる。

実施形態による走査型投影露光装置の構成を示す概略図である。ウエハのショットレイアウトの例を示す概略図である。走査型投影露光装置における先読み方式を説明する図である。フォーカス駆動動作を説明する図である。スキャン速度に応じたリミット値の設定例を示す図である。ステージのＸ位置に応じたリミット値の設定例を示す図である。第１実施形態によるフォーカス・レベリング駆動を実現するためのステージ制御を説明するブロック図である。半導体デバイス製造プロセスを説明する図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態によるステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（走査型露光装置ともいう）の構成を示す図である。回路パターンを有するレチクル１は、均一な照度のスリット照明光ＩＬによって照明される。レチクル１のパターンはスリットのＸ方向（長手方向）は投影レンズ４の縮小倍率で、Ｙ方向（短手方向）はレチクルステージ２とＸＹステージ７を投影レンズ４の縮小倍率比の速度で同期を取ることによって、半導体デバイス作成用のウエハ５に結像投影される。レチクルステージ２の位置は、レチクルステージＸ計測用レーザ干渉計（不図示）、Ｙ計測用レーザ干渉計３、ωＺ計測用レーザ干渉計（不図示）により測定され、ステージ制御部１１に送信される。

一方、ウエハ５はフォーカス（Ｚ方向）駆動、レベリング（Ｘ軸周りの回転ωＸ，Ｙ軸周りの回転ωＹによる）駆動及び回転（Ｚ軸周りの回転ωＺ）駆動を行う微動ステージ６上に載置される。微動ステージ６は水平面内（ＸＹ座標平面）で２次元的に平行移動するＸＹステージ７の上に設けられており、その位置はレチクルステージ２と同様にレーザ干渉計により測定され、ステージ制御部１１に送信される。なお、図１では、Ｙ計測用レーザ干渉計８のみ図示してある（以後、微動ステージ６とＸＹステージ７を合わせてウエハステージ６，７と呼ぶ）。なお、９はステージ定盤であり、ウエハステージ６，７が固定される。

各レーザ干渉計（３、８等）、投影レンズ４、レチクルステージ定盤１２は、本体構造体１０に固定されているため、レチクルステージ２とウエハステージ６，７は本体構造体１０を基準として位置制御が可能となる。すなわちステージ制御部１１はレーザ干渉計の計測位置に基づいて、レチクルステージ２とウエハステージ６、７を独立制御または同期制御する。

さて、投影レンズ４の結像面と、ウエハ５のスリット露光領域表面とを合致させるために、斜入射光式フォーカス・レベリングセンサ（１３〜１５）が設けられている。このセンサは主に光源（不図示）、投影対物レンズ１３、ウエハ５表面からの反射光を入射する受光対物レンズ１４、受光部（ＣＣＤ）１５から構成される。この斜入射光式フォーカス・レベリングセンサ（以後フォーカス・レベリングセンサ１３，１４，１５と呼ぶ）の計測値に基づいて、ステージ制御部１１はウエハ５のスリット露光領域表面のフォーカスずれやレベリングずれを算出し、微動ステージ６へフォーカス・レベリング駆動のための指令値を出力する。本実施形態では、以下で説明するように、ステージ制御部１１において、このフォーカス・レベリングずれ補正のための指令値を生成し、更に指令値の制限を駆動状態に応じて適正化する。

上述のような、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置では、Ｙ方向への走査中に逐次ウエハ上のスリット露光領域を結像面に合致させる必要がある。これを実現するために先読み方式を採用している。先読み方式では、フォーカス・レベリングセンサ１３，１４，１５によりスリット露光領域の手前側すなわち走査方向手前側でウエハのフォーカス・レベリングずれを事前に計測し、その計測結果を基にフォーカス・レベリング駆動することにより計測した地点がスリット露光領域に達するまでに投影光学系の結像面にウエハ表面を合致させる。

この先読み方式について図を用いて説明をする。図２はウエハ領域内を３０ショットに分割したときのショットレイアウト例を示したものである。ショット中の番号はステップ・アンド・スキャン動作における露光順序を示す。図３は、図２中の５〜７番目のショットにおけるステップ・アンド・スキャンの様子を詳細に示したものである。実際には、投影レンズによって投影されるスリット露光領域に対してウエハが移動して逐次露光を行っていくのであるが、図３では、説明を容易にするためにスリット露光領域がウエハ上を走査するものとして図示してある。

ショット５に露光を行う際、スリット露光領域１０１は＋Ｙ方向に走査する。実際には、レチクルステージ２が＋Ｙ方向に、ウエハステージ６、７が−Ｙ方向に走査している。一方、フォーカス・レベリングセンサ１３，１４，１５は、Ｘ方向に並んで配置された３つのセンサ１０２、１０３、１０４を有し、スリット露光領域よりＹ方向＋の位置におけるＸ方向に並んで配置された３点の位置を計測することによりスリット露光領域より先の領域のフォーカス・レベリングずれを測定している。なお、実際には、３つのセンサ１０２、１０３、１０４はフォーカス方向（Ｚ方向）変位を測定している。各センサの測定値をＺ₁₀₂、Ｚ₁₀₃、Ｚ₁₀₄とすると、フォーカス（Ｚ）ずれΔＦc、レベリング（ωＹ）ずれΔＬvは、次式より求まる。
ΔＦc ＝（Ｚ₁₀₂＋Ｚ₁₀₃＋Ｚ₁₀₄）／３ …（１）
ΔＬv ＝（Ｚ₁₀₂−Ｚ₁₀₄）／Ｄ …（２）
但しＤ：センサ１０２と１０４のウエハ上での距離。

このようにして、３点の計測値の平均値からフォーカスずれ（ΔＦc）を、２点の計測値（Ｚ₁₀₂とＺ₁₀₄）の差分値からレベリングずれ（ΔＬv）を算出する。そして常にスリット露光領域が到達するより事前にフォーカス・レベリングずれを測定し続け、ステージ制御部１１に送信する。もちろん、ΔＦc、ΔＬvの算出方法は式（１）、（２）に限られるものではない。また、ショット６の場合はスキャン方向が逆になるため、スリット露光領域は−Ｙ方向に走査する。従ってフォーカス・レベリングセンサ１３、１４、１５は、スリット露光領域より−Ｙ方向の領域を先読み計測することになる。尚、実際には、走査方向毎に先読みのためのフォーカス・レベリングセンサを１組設け、走査方向に応じた１組のフォーカス・レベリングセンサを切り替えて使用すればよい。

次にステージ制御部１１では、先読み方式によって測定され送信されたフォーカス・レベリングずれを基に、スリット露光領域を投影レンズ４の結像面に合致させるための目標軌跡を逐次生成する。ΔＦc、ΔＬvの値を使って生成される目標軌跡をそれぞれＦc(y)、Ｌv(y)とする。ここで、ｙはウエハステージ６、７のＹ座標（走査方向）での位置を示す。また、(y)はｙの関数であることを表している。これらの関数Ｆc(y)、Ｌv(y)は直線、２次関数、三角関数など任意の関数でよい。

Ｆc(y)、Ｌv(y)は、ウエハ５自身の局所的なたわみ、ウエハ５を保持するためのウエハチャックによる吸着段差、ゴミによる段差などにより、局所的に変化の大きい関数となることがある。従ってＦc(y)、Ｌv(y)を指令値としてそのまま印加すると、微動ステージ６に対する駆動信号は大きな高周波成分を含むことになる。けれども、フォーカス・レベリング駆動機構の追従性能（追従周波数）には上限があるので、それを超える高周波数で駆動しようとしても追従しきれなくなる。このような状態になると、局所的な段差に追従しきれないばかりでなく、その後の露光領域においても露光表面が結像面から大きくずれてしまうという問題が生じることがある。この様子を図４の（ａ）、（ｂ）に示した。横軸にウエハステージ６、７のｙ位置、縦軸にｚ位置を示している。実線４０２は、目標軌跡Ｆc(y)であるが、この例では真中付近で三角状に変化している部分４０３がある。このようなＦc(y)を微動ステージ６に目標軌跡として印加すると、微動ステージ６の実際の軌道は点線４０１のようになってしまう。なお、図４では、見やすくするために、目標軌跡（実線）と実際の軌跡（点線）をＺ方向に少しずらして表示してある。図４（ａ）より、微動ステージ６のレベリング駆動は、高周波数で駆動させられる三角部分４０３に追従出来ないばかりでなく、その影響が三角部分４０３の後方（４０４）まで及んでいることが分かる。

そこで従来は、ステージ制御部11においてＦc(y)、Ｌv(y)に対して以下の処理を施していた。
Ｆc(y)'= LIMIT(Ｆc(y)) …（３）
Ｌv(y)'= LIMIT(Ｌv(y)) …（４）
但し LIMIT (meas)は、計測値measに対して、リミットをかける（上限値を設ける）関数である。例えば、LIMIT(meas)は、measの絶対値がa（正の数）より小さい場合には、その関数値をmeasのままとし、measがa以上の場合にはその関数値をaとし、measが−a以下の場合にはその関数値を−aとする関数とすることができる。

上記リミットによる効果を図４（ｂ）に示した。実線４０５がリミット処理後のＦc(y)'である。このＦc(y)'を微動ステージ６に目標軌跡として印加すると、微動ステージ６のレベリング駆動による実際の軌跡は点線４０６のように、Ｆc(y)'（実線４０５）に対して誤差なく追従する。この場合、点線４０６は、実際のずれ量である４０３の頂点部には追従しきれないが、図４（ａ）の点線４０４と比較して、その後の領域における追従精度が向上している。この効果は、段差が連続的に存在する場合にも現れる。

なお、上記ではフォーカスずれＦc(y)について示したが、レベリングずれＬv(y)についても同様の効果が得られるばかりでなく、レチクル１とウエハ５の同期精度向上にも効果がある。すなわち、例えば、レベリング駆動（ωＹ）を行うと、Ｘ方向における振動が生じ、Ｘ方向駆動と干渉することがあり得るが、レベリング駆動に上限値を設けることで、Ｘ方向の振動が低減し、Ｘ方向の同期精度が向上するのである。

図４で示した従来例では、段差４０３に対して微動ステージが追従出来なかったため、式（３）、（４）による効果が得られた。しかし、スキャン速度が小さい場合には、段差４０３に対する微動ステージ６の駆動周波数が下がるため、図４（ｃ）の点線４０７に示すごとく、高周波数の目標軌跡に追従可能となるケースが出てくる。段差がゴミ以外のウエハの局所的たわみなどによる場合、段差に追従出来る方が本来的には好ましい。しかし、上述した従来例では、リミット値は一定値であり、スキャン速度が大きい最悪な場合に適合させたものであった。したがって、図４（ｃ）のようにスキャン速度が小さく、目標軌跡に追従できる場合でも図４（ｂ）のような目標軌跡（４０５）が与えられてしまう。このような過剰制限は、フォーカス・レベリングの追従精度をかえって悪化させてしまうものとなる。

このような従来の問題を解決するために、第１実施形態では、ステージ制御部１１においてＦc(y)、Ｌv(y)に対して以下の処理を施す。
Ｆc(y)''＝LIMIT(Ｆc(y),Vscan) …（５）
Ｌv(y)''＝LIMIT(Ｌv(y) ,Vscan) …（６）
但し LIMIT(meas,Vscan)：スキャン速度Vscanに応じて計測値measに対してリミットをかける。

スキャン速度（走査速度）に応じたリミット値設定の一例を図５に示す。横軸がスキャン速度、縦軸がリミット値である。式（５）、（６）におけるLIMIT(meas,Vscan)は、図５に示す関数においてVscanに対応するリミット値と計測値measとの何れか小さい方をその値として採用する。従って、スキャン速度（Vscan）が大きい場合にはリミット値が小さくなり、スキャン速度が小さい場合にはリミット値が大きくなる。これにより、微動ステージ６の追従性能に適したフォーカス・レベリング駆動が可能となり、フォーカス・レベリング追従精度が向上する。

また、Ｘ方向の追従性能（同期精度）も考慮してリミット値設定を行えば、同期精度を悪化させることもない。同期精度についても、スキャン速度が小さいときは余裕があり（追従しやすく）、大きい時には悪化する（追従し難い）ので、図５と同様な右肩下がりの設定となる。

図７は第１実施形態による、上述のフォーカス・レベリング駆動を実現するためのステージ制御を説明するブロック図である。ステージ制御部１１はＸＹステージ７を駆動制御するＸＹステージ制御部１１１と、ＸＹステージ７の駆動要件を記憶するステージ駆動プロファイル１１２と、微動ステージ６の駆動を制御する微動ステージ制御部１１３とを有する。なお、ＸＹステージ制御部１１１は、微動ステージ６の位置検出系（例えばＹ計測用レーザ干渉計８）からの信号を用いて駆動制御を行なうが、図７ではその図示を省略している。

微動ステージ制御部１１３において、目標軌道設定部７１はＸＹステージ制御部１１１からのステージ位置とフォーカス・レベリングセンサ１３、１４、１５からの信号に基づいて微動ステージの目標軌道を生成する。ここでは、例えば図４（ａ）の実線４０２で示されるような目標軌道が生成される。一方、駆動量制限値設定部７２は、ステージ駆動プロファイル１１２からＸＹステージ７による露光走査時の速度を取得し、これに基づいて（例えば図５に示したような関係に従って）リミット値を取得する。目標軌道修正部７３は、目標軌道設定部７１で設定された目標軌道に対して、駆動量制限値設定部７２で設定されたリミット値を作用させて、例えば図４（ｂ）に示すように、リミット値を越える部分をカットして、微動ステージ６を実際に駆動する目標軌道を生成する。

微動ステージ駆動信号生成部７４は、目標軌道生成部７３から最終的に得られた目標軌道に従って微動ステージ６のフォーカス／レベリング駆動を実行する。

なお、第１実施形態では、リミット値を決定するパラメータとしてスキャン速度を例に挙げたが、スキャン加速度、ジャーク（加速度の変化率）などのステージ駆動プロファイルをパラメータとしても良い。なお、スキャン速度、スキャン加速度あるいはジャークがステージ位置に応じて変化する場合は、駆動量制限値設定部７２が、ステージ駆動プロファイル１１２からの情報とＸＹステージ１１１から得られるステージ位置とに基づいて、フォーカス・レベリング計測位置におけるステージの駆動状態（速度、加速度等）を取得し、これに基づいてリミット値を設定するようにすればよい。
また、式（５）、（６）による計算（処理）は、ステージ制御部１１に限らず、フォーカス・レベリングセンサ１３，１４，１５の計測結果を出力する計測部（不図示）で行ってもよい。
さらに上記実施形態では、レベリング駆動をωＹ駆動に限って説明したが、ωＸ駆動についても同様に適用することができる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、ステージの駆動プロファイル（速度、加速度、ジャーク等）をリミット値決定のための基準とするパラメータとして用いた。第２実施形態では、リミット値を決定するための基準とするパラメータとして、ＸＹステージ７の位置を用いる。

微動ステージ６はウエハ中心を重心としてレベリング駆動を行う。このため、露光するショットがウエハ中心からＸ方向に離れれば離れるほど、ωＹ駆動によるＸ方向およびＺ方向位置への干渉が、Ｙ方向に離れれば離れるほど、ωＸ駆動によるＹ方向およびＺ方向への干渉が大きくなる。したがって、ウエハの周辺部ほど同期精度およびフォーカス精度が悪化してしまう。そこで第２実施形態では、ステージ制御部１１において、レベリング駆動量Ｌv(y)に対して以下の処理を施す。
Ｌv(y)'''= LIMIT(Ｌv(y) , Wx, Wy) …（７）
すなわち、ウエハ（ＸＹステージ７）のＸ位置、Ｙ位置に応じてレベリング駆動量のリミット値を設定する。図６にＸ位置をパラメータとしたリミット値設定の一例を示す。横軸がＸ位置、縦軸がリミット値である。ウエハの周辺部ほどリミット値を小さくする。これにより、ウエハ周辺部の同期精度およびフォーカス精度を向上させることが出来る。Ｙ位置についても上記と同様の傾向のリミット値を設定することにより、同期精度、フォーカス精度を向上させることが可能である。

なお、第２実施形態では、ＸＹステージ７のＸ、Ｙ位置に応じてリミット値を設定したが、図２に示した各ショット毎にリミット値を設定しても良い。
また、より多くのパラメータに基づいてリミット値を設定することも可能である。更に、各パラメータ値に応じたリミット値を格納するテーブル（配列）を用いてもよいことは言うまでもない。また、各パラメータ毎に用意したテーブルから得られたリミット値に対して重み付けをし合成（加算等）することによりリミット値を得るようにしてもよい。

さらに、上記第１及び第２実施形態では、予め用意したリミット値を用いる例を示したが、同期精度あるいはフォーカス・レベリング精度の結果をもとに学習制御を実現しても良い。例えば、ステージに対する駆動信号プロファイルと実際のステージ駆動軌跡とに基づいてフォーカス・レベリング精度を実測する第１の実測機能、またはレチクルステージとウエハステージとの間の同期駆動精度を実測する第２の実測機能を走査型露光装置内に追加し、当該第１及び／又は第２の実測機能の実測結果に基づいて、リミット値を学習させることができる。尚、当該学習のアルゴリズムとしては、ニューラルネットワーク等公知のものを適宜利用することができる。

また、上記第１及び第２実施形態では、ウエハステージ側のフォーカス・レベリング駆動を説明したが、レチクルステージ側にフォーカス・レベリングセンサを設けて、レチクルステージのフォーカス・レベリング駆動を行なう場合にも、本発明の適用が可能であることは言うまでもない。

次に、上述した露光装置を利用して、マイクロデバイス等のデバイスの一例としての半導体デバイスを製造するプロセスを説明する。図１７は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。

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、上記のマスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用し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５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で作製された半導体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半導体デバイスが完成し、ステップ７でこれを出荷する。

上記ステップ４のウエハプロセスは以下のステップを有する。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに転写する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。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。

以上のように上記各実施形態によれば、所定の条件に応じてフォーカス駆動およびレベリング駆動の駆動量の制限値を制御するので、フォーカス・レベリング追従精度および同期精度を向上することが出来る。

Claims

原版および基板の各々を所定の走査速度で移動させながら前記基板を露光する走査露光装置であって、
前記原版からの光を前記基板に投影する投影光学系と、
前記基板または原版を保持し、かつ移動するステージと、
前記投影光学系の光軸方向における前記基板または原版の位置を計測する計測手段と、
前記光軸方向に直交する方向に複数の走査速度で前記ステージを駆動し、かつ各走査速度での該駆動とともに前記光軸方向に前記ステージを駆動するように制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記ステージの前記光軸方向に直交する方向への走査速度に基づいて前記走査速度毎に個別の制限値を設定し、前記計測手段によって計測された計測値に基づく前記ステージの前記光軸方向の駆動量と前記制限値を比較し、前記駆動量が前記制限値を超えている場合に前記制限値まで駆動するように前記ステージを制御することを特徴とする走査露光装置。
前記制御手段は、前記駆動量が前記制限値を超えている場合に前記制限値まで駆動するように前記ステージの目標軌道を生成し、該目標軌道に応じた駆動信号で前記ステージを制御することを特徴とする請求項１に記載の走査露光装置。
前記制御手段は、前記制御手段により前記ステージが駆動制御されている際の、前記計測手段による計測結果を用いて、前記制限値を学習することを特徴とする請求項１又は２に記載の走査露光装置。
原版および基板の各々を所定の走査速度で移動させながら前記基板を露光する走査露光装置であって、
前記原版からの光を前記基板に投影する投影光学系と、
前記原版または基板を保持し、かつ移動するステージと、
前記投影光学系の光軸方向における前記基板または原版の位置を複数箇所で計測する計測手段と、
前記光軸方向に直交する方向に複数の走査速度で前記ステージを駆動し、かつ各走査速度での該駆動とともに前記光軸方向に前記ステージを駆動するように制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記ステージの前記光軸方向に直交する方向への走査速度に基づいて前記走査速度毎に個別の制限値を設定し、前記計測手段によって計測された複数箇所における計測値に基づく前記ステージの傾き方向の駆動量と前記制限値を比較し、前記駆動量が前記制限値を超えている場合に前記制限値まで駆動するように前記ステージを制御することを特徴とする走査露光装置。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の走査露光装置を用いて基板を露光するステップを有することを特徴とするデバイス製造方法。