JP7260959B2 - リソグラフィ装置、照明装置及び物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、リソグラフィ装置、照明装置及び物品の製造方法に関する。

近年、テレビジョンシステムのＨＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）化が進むとともに、表示素子として薄型ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）が多く使用されており、更なる大画面化とコストダウンとが要求されている。ＦＰＤの製造では、集積回路（ＩＣ）の製造と同様に、マスク（原版）の回路パターンをフォトレジストが塗布された基板に投影し、かかるパターンを基板に転写（形成）するフォトリソグラフィ技術が用いられている。

ＦＰＤの大画面化が進むと、従来の露光方式では、マスク自体が大型化し、その材料の大型化や全面での線幅均一性を確保することに起因して、製造コストのアップやマスク製造の長期化を招くため、量産工程に支障をきたすことになる。そこで、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ－ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）などの空間光変調素子を用いて、基板にパターンを直接形成するマスクレス露光が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１には、マスクレス露光において、解像度を向上させるために、基板に対して走査方向を斜行させる技術が開示されている。かかる技術では、同列に存在するマイクロミラー群のスポット位置を副走査方向に徐々にシフトさせているため、オーバーラップ露光が可能である。

特開２００３－５０４６９号公報

ＦＰＤの大型化や生産効率の改善を実現するためには、パターンを形成すべき露光領域の拡大及びパターンの微細化が要求される。従って、ＤＭＤの大型化（光学系の高ＮＡ化）やＤＭＤに含まれるマイクロミラーのサイズの縮小化が必要となる。また、ＦＰＤに用いられる基板の大型化によって、基板の凹凸による像ずれ発生量が大きくなる傾向にある。しかしながら、このような状況に応じて（即ち、マスクレス露光に適するように）、ＤＭＤの仕様を変更することや基板の凹凸を小さくすることは難しい。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、デジタルミラーデバイスを用いながら基板にパターンを形成するのに有利なリソグラフィ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リソグラフィ装置は、基板にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、２次元的に配列された複数のミラー素子を含み、前記複数のミラー素子のそれぞれで反射された光を選択的に前記基板に照射して前記パターンを形成するデジタルミラーデバイスと、前記複数のミラー素子から前記基板に照射される複数の光が結像するそれぞれの位置と前記基板の表面位置とのそれぞれのずれ量に関するデフォーカス情報を取得する取得部と、前記基板に前記パターンを形成する際に、前記取得部で取得されたデフォーカス情報に基づいて前記複数のミラー素子のそれぞれを個別に制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記複数のミラー素子のそれぞれについて、当該ミラー素子から前記基板に照射される光の前記基板に対する入射角度を制御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好ましい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、デジタルミラーデバイスを用いながら基板にパターンを形成するのに有利なリソグラフィ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。 図１に示す露光装置のピンホール板の構成を示す概略図である。 ＤＭＤの各ミラー素子の基板に対する角度と、基板に照射される光の結像位置との関係を説明するための図である。 ＤＭＤの各ミラー要素の駆動と、基板に照射される光の結像位置との関係を説明するための図である。 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。 図５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、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、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。

図１は、本発明の一側面としての露光装置１の構成を示す概略図である。露光装置１は、半導体デバイスや液晶表示素子の製造工程であるリソグラフィ工程に採用され、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１は、本実施形態では、デジタルミラーデバイスなどの空間光変調素子を用いて、木場にパターンを直接形成するマスクレス露光装置として具現化される。

露光装置１は、図１に示すように、照明光学系２０と、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）３０と、投影光学系４０と、第１計測部６０と、制御部７０と、第２計測部８０とを有する。ここでは、図１に示すように、光軸ＯＡに平行な方向をＺ軸とし、Ｚ軸に垂直な平面内において互いに直交する方向をＸ軸及びＹ軸とする。

光源１０には、半導体レーザーやＬＥＤなどが用いられる。光源１０から発する光の波長は、基板５０に塗布されたレジスト（感光剤）の感度に応じて選択され、例えば、３００ｎｍから４４０ｎｍ近傍の範囲の波長を用いることが可能である。光源１０からの光は、照明光学系２０に入射する。

照明光学系２０は、第１照明系２１と、ハエの目レンズ２２と、第２照明系２３とを含む。光源１０からの光は、第１照明系２１でコリメートされ、ハエの目レンズ２２を照明する。ハエの目レンズ２２は、その射出面が後段の第２照明系２３の前側焦点面に位置するように配置されている。また、ＤＭＤ３０は、第２照明系２３の後側焦点面に位置するように配置されている。従って、ハエの目レンズ２２からの光は、第２照明系２３でコリメートされ、ＤＭＤ３０を均一な照度分布で照明する。このように、照明光学系２０は、ケーラー照明系を構成している。

図１では、照明光学系２０からＤＭＤ３０に入射した光がＤＭＤ３０を透過するように図示されているが、これは、結像関係を容易に理解できるようにするためのものである。実際には、照明光学系２０からＤＭＤ３０に入射した光は、ＤＭＤ３０で反射される。ＤＭＤ３０で反射された光は、投影光学系４０に入射する。ＤＭＤ３０に対しては、照明光学系２０からの光を斜入射させてもよいし、或いは、ビームスプリッターを介して照明光学系２０からの光を垂直入射させてもよい。

ＤＭＤ３０は、反射面を形成する、２次元的（格子状）に配列された複数のミラー素子ＭＥを含み、複数のミラー素子ＭＥのそれぞれで反射された光を選択的に基板５０に照射して基板上に任意のパターンを形成する。複数のミラー素子ＭＥのそれぞれは、照明光学系２０から入射した光の反射方向を変更することが可能である。ミラー素子ＭＥのそれぞれを、照明光学系２０から入射した光を基板５０に向かう方向に反射するオン状態、又は、照明光学系２０から入射した光を基板５０に向かわない方向に反射するオフ状態に駆動することによって任意のパターンを形成する。

投影光学系４０は、ＤＭＤ３０と基板５０との間に配置され、ＤＭＤ３０からの光を基板５０に投影する。投影光学系４０は、第１投影系４１と、マイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）４２と、第２投影系４３と、ピンホール板（開口板）４４と、第３投影系４５とを有する。第１投影系４１は、ＤＭＤ３０で反射した光をＭＬＡ４２に集光する。ＭＬＡ４２は、フィールドレンズ４２ａと、フィールドレンズ４２ａの焦点距離だけ離れた位置に配置された結像レンズ４２ｂとを含む。ＭＬＡ４２は、フィールドレンズ４２ａと結像レンズ４２ｂとを対向させた組み合わせを、２次元状に複数配列させて構成されている。

第１投影系４１を介してフィールドレンズ４２ａに結像された光は、結像レンズ４２ｂを介して、結像レンズ４２ｂの後段に再結像する。結像レンズ４２ｂからの光の再結像点は、結像レンズ４２ｂが微細で焦点距離が短く、且つ、結像レンズ４２ｂによって縮小投影されるため、結像レンズ４２ｂの射出面から１００μｍ以内に形成されることが多い。一方、フィールドレンズ４２ａや結像レンズ４２ｂは、それぞれが一体化して加工され、加工時の安定性を確保するために、一定の厚さ、具体的には、最低でも３００μｍ以上の厚さを必要とする。従って、結像レンズ４２ｂからの光の再結像点は、結像レンズ４２ｂの内部（硝材内）に形成されることになる。本実施形態では、かかる再結像点からの光を、第２投影系４３を介して、結像レンズ４２ｂの外に再結像させている。

ピンホール板４４は、第２投影系４３によって結像レンズ４２ｂの外に形成される再結像面に配置されている。図２は、光軸ＯＡに直交する面におけるピンホール板４４の構成を示す概略図である。本実施形態では、ＭＬＡ４２は、フィールドレンズ４２ａと結像レンズ４２ｂとを対向させた組み合わせを、縦横に３×６で配列させて構成されている。従って、ピンホール板４４は、図２に示すように、ＭＬＡ４２に応じて、縦横に３×６で配列された１８個の開口４４ａを有する。また、ピンホール板４４の開口４４ａは、ＤＭＤ３０の複数のミラー素子ＭＥの数及び位置と対応して設けられている。ピンホール板４４は、フレア光を遮断したり、或いは、ＭＬＡ４２が形成する光スポットを切り出して基板上の光スポットを更に微細化したりするために設けられている。第３投影系４５は、ピンホール板４４を通過した光を基板５０の表面位置ＥＦに結像する。

第１計測部６０は、ＤＭＤ３０から基板５０に照射される光が結像する位置と基板５０の表面位置ＥＦとの状態、即ち、フォーカス状態（像面）を計測するために、ピンホール板４４の近傍に配置されている。第１計測部６０は、第１ビームスプリッター６１と、第１受光光学系６２と、第１計測器６３とを含む。投影光学系４０から基板５０（の表面位置ＥＦ）に投影されて基板５０で反射（正反射）された光は、これまでの光路を戻り、ピンホール板４４の上に再結像する。ピンホール板４４の開口４４ａを通過した光の一部は、第１ビームスプリッター６１で反射され、第１受光光学系６２を介して、第１計測器６３の上に再結像する。第１計測器６３は、ピンホール板４４の複数の開口４４ａのそれぞれの位置及びＤＭＤ３０の複数のミラー素子ＭＥのそれぞれの位置に対応して配列された複数の受光素子を含む２次元センサーで構成されている。第１計測器６３は、基板５０で反射された光のうち、ピンホール板４４の開口４４ａを通過した光の光量を計測する。

ここで、ＤＭＤ３０から基板５０に照射される光が結像する位置と基板５０の表面位置ＥＦとが一致している、即ち、基板上に光スポットが合焦している合焦状態を考える。合焦状態では、ピンホール板４４の開口４４ａを通過して第１計測器６３で計測される光の光量は最大となる。一方、ＤＭＤ３０から基板５０に照射される光が結像する位置と基板５０の表面位置ＥＦとが一致していない、即ち、光スポットが合焦状態からずれたデフォーカス状態を考える。デフォーカス状態では、ピンホール板４４の開口４４ａを通過する光がけられるため、第１計測器６３で計測される光の光量が低下する。

制御部７０は、ＣＰＵやメモリなどを含むコンピュータで構成され、メモリに格納されたプログラムに従って露光装置１の各部を制御する。制御部７０は、第１計測部６０での計測結果に基づいて、ＤＭＤ３０から基板５０に照射される光が結像する位置と基板５０の表面位置ＥＦとのずれ量（以下、「デフォーカス量」と称する）に関するデフォーカス情報を求める。例えば、制御部７０は、基板５０で反射されてピンホール板４４の開口４４ａを通過する光の光量とデフォーカス量との相関関係に基づいて、第１計測器６３で計測された光量に対応するデフォーカス量を特定することで、デフォーカス情報を求める。このように、制御部７０は、第１計測部６０と協同して、デフォーカス情報を取得する取得部として機能する。また、制御部７０は、デフォーカス情報に基づいて、基板５０にパターンを形成する際にＤＭＤ３０の複数のミラー素子ＭＥのそれぞれで反射された光が基板上（表面内）の目標位置に照射されるように、複数のミラー素子ＭＥを個別に制御する。例えば、制御部７０は、ＤＭＤ３０の複数のミラー素子ＭＥのそれぞれについて、各ミラー素子ＭＥから基板５０に照射される光の基板５０に対する入射角度を制御する。具体的には、制御部７０は、デフォーカス情報からＤＭＤ３０の各ミラー素子ＭＥ（反射面）の基板５０に対する角度（反射角度）を決定し、かかる角度に基づいて各ミラー素子ＭＥの駆動を制御する。これにより、ＤＭＤ３０からピンホール板４４を通過して基板５０に結像する光（光学像）のＸＹ平面内における位置を調整することができる。

基板５０の表面にはレジストが塗布されているため、かかるレジストの特性や膜厚などによって、合焦状態においても、基板５０の表面での反射率が異なる。これを補正するために、露光装置１には、第２計測部８０が設けられている。第２計測部８０は、第２ビームスプリッター８１と、第２受光光学系８２と、第２計測器８３とを含む。第２計測部８０は、基板５０で反射された光がピンホール板４４を通過する前に、その光の一部を第２ビームスプリッター８１で反射して、第２受光光学系８２を介して、第２計測器８３の上に再結像させる。

第２計測器８３は、第１計測器６３の複数の受光素子のそれぞれの位置に対応して配列された複数の受光素子を含む２次元センサーで構成されている。また、第２計測器８３（の各受光素子）で計測される、基板５０で反射された光の光量は、ＤＭＤ３０から基板５０に照射される光が結像する位置と基板５０の表面位置ＥＦとの状態、即ち、フォーカス状態に依存しない。従って、第１計測器６３の各受光素子で得られる光量と、第１計測器６３の各受光素子と位置的に対応する第２計測器８３の各受光素子で得られる光量との比をとることで、第１計測器６３の各受光素子の出力を正規化することができる。これにより、基板５０の反射率が変動しても、常に、合焦状態で得られる光量を１．０に正規化して、ＤＭＤ３０の各ミラー素子ＭＥの駆動量を高精度に制御（設定）することができる。

但し、本実施形態の露光装置１では、第１計測器６３の各受光素子の出力を正規化するための構成、即ち、第２計測部８０を有していなくても、第１計測器６３の各受光素子の出力を正規化することができる。例えば、基板５０の走査露光に先立って、基板上の所定の箇所において、基板５０をＺ軸方向に移動させながら（フォーカス駆動しながら）、第１計測器６３の各受光素子で得られる光量の最大値を取得（記憶）する。かかる最大値を合焦状態における第１計測器６３の各受光素子の出力として、基板５０の走査露光時に第１計測器６３の各受光素子で得られる光量との比をとればよい。

また、ピンホール板４４には、複数の開口４４ａが２次元的に設けられているため、制御部７０は、複数の開口４４ａのうちの一部を通過した光の光量を任意に選択して、ＤＭＤ３０の各ミラー素子ＭＥの駆動を制御することができる。例えば、光軸ＯＡの上に存在する開口４４ａを通過した光の光量だけを選択してもよいし、多数の開口４４ａを通過した光の光量を領域に分けて平均化してもよい。従って、ピンホール板４４は、複数の開口４４ａの全てを含む一体型の部材である必要はなく、複数の開口４４ａのうち幾つかの開口が設けられた複数の部材を組み合わせて、かかる複数の部材を個別に駆動可能に構成してもよい。これにより、最適なフォーカス位置が露光領域内の領域ごとに異なる場合、それぞれの領域ごとにフォーカス状態を計測することが可能となる。

以下、ＤＭＤ３０の各ミラー素子ＭＥを駆動したときに、ＤＭＤ３０から基板５０に照射される光のＸＹ平面内の位置（結像位置）が変化する原理について説明する。図３を参照して、ＤＭＤ３０の各ミラー素子ＭＥの基板５０に対する角度と、ＤＭＤ３０から基板５０に照射される光の結像位置との関係について説明する。上述したように、ＤＭＤ３０は、投影光学系４０を介して、基板５０と光学的に共役な位置に配置されている。従って、ＤＭＤ３０の各ミラー素子ＭＥの位置と、各ミラー要素ＭＥで反射されて基板５０に照射される光の結像位置とは、１対１で対応している。

図３に示すように、ＤＭＤ３０のミラー要素ＭＥ１乃至ＭＥ７に対して、照明光学系２０から７つの光線が入射している場合を考える。ＤＭＤ３０の１つのミラー要素ＭＥに入射する光は、実際には、角度の広がりを有する光である。但し、図３では、説明を簡略化するために、ＤＭＤ３０のミラー要素ＭＥ１乃至ＭＥ７のそれぞれに入射する１つの光線のみを図示している。かかる１つの光線は、光の進行方向に垂直な面での断面形状における光の強度重心を通る光線（重心光線）と考えてよい。

ＤＭＤ３０の各ミラー要素ＭＥ１乃至ＭＥ７は、上述したように、オン状態及びオフ状態のうち１つの状態を選択することができる。図３では、ミラー要素ＭＥ１、ＭＥ４及びＭＥ７はオン状態であり、ミラー要素ＭＥ２、ＭＥ３、ＭＥ５及びＭＥ６はオフ状態である。オフ状態であるミラー要素ＭＥ２、ＭＥ３、ＭＥ５及びＭＥ６は、それらで反射された光が投影光学系４０に入射しないように、基板５０に対する角度が設定されている。また、オン状態であるミラー要素ＭＥ１、ＭＥ４及びＭＥ７は、それらで反射された光がほぼテレセントリック（重心光線が光の進行方向に対して平行である状態）に投影光学系４０に入射するように、基板５０に対する角度が設定されている。

投影光学系４０は、テレセントリックに入射した光を、テレセントリックに結像するように設計されている。従って、投影光学系４０からの光は、基板５０に対して垂直に結像する。図３において、投影光学系４０には、開口絞り４７が配置されている。開口絞り４７は、投影光学系４０からの光が基板５０に結像するときの開口数を決めている。投影光学系４０に対してテレセントリックに入射した光は、開口絞り４７の中心近傍を通過する。

ミラー要素ＭＥ１、ＭＥ４及びＭＥ７で反射された光線は、それぞれ、基板５０の位置Ｐ１、Ｐ２及びＰ３に結像する。また、図３に示す点線５０ａは、基板５０のＺ軸方向の凹凸（表面位置）を示している。図３を参照するに、基板５０に凹凸があっても、投影光学系４０からの光がテレセントリックに結像する場合には、ミラー要素ＭＥ１、ＭＥ４及びＭＥ７で反射されて基板５０に照射される光の結像位置は、ＸＹ平面内でずれない。従って、基板５０に凹凸があっても、ミラー要素ＭＥ１、ＭＥ４及びＭＥ７で反射された光線は、位置Ｐ１、Ｐ２及びＰ３とほぼ同じＸＹ座標の位置Ｐ１ａ、Ｐ２ａ及びＰ３ａに結像する。

図４を参照して、ＤＭＤ３０の各ミラー要素ＭＥ１乃至ＭＥ７の駆動と、ＤＭＤ３０から基板５０に照射される光のＸＹ平面内の結像位置との関係について説明する。図４は、図３と同様に、ＤＭＤ３０に入射する光が各ミラー要素ＭＥ１、ＭＥ４及びＭＥ７で反射されて基板上に結像する様子を模式的に示している。なお、図４では、ＤＭＤ３０に入射する光線のうち、オン状態であるミラー要素ＭＥ１、ＭＥ４及びＭＥ７に入射する光線のみを示している。

図４に示すように、ＤＭＤ３０のミラー要素ＭＥ４及びＭＥ７は、基板５０に対して、図３に示すオン状態での角度から僅かにずれた角度となるように駆動されている。図４では、ミラー要素ＭＥ４のオン状態での角度をＭＥ４ｂとし、オン状態での角度ＭＥ４ｂから角度αだけずらした角度をＭＥ４ａとしている。また、ミラー要素ＭＥ７のオン状態での角度をＭＥ７ｂとし、オン状態での角度ＭＥ７ｂから角度－αだけずらした角度をＭＥ７ａとしている。これにより、ミラー要素ＭＥ４及びＭＥ７で反射された光は、それぞれ、テレセントリックから２α及び－２αだけ角度を有して投影光学系４０に入射することになる。投影光学系４０の結像倍率をＭとすると、テレセントリックから２α及び－２αだけ角度を有して投影光学系４０に入射した光は、それぞれ、－２α／Ｍ及び２α／Ｍだけ傾いて基板５０に結像する。投影光学系４０が奇数回結像の光学系である場合、ＤＭＤ３０のミラー要素ＭＥ４及びＭＥ７から投影光学系４０に入射した光は、投影光学系４０を通過することで、その角度の符号が反転する。一方、投影光学系４０が偶数回結像の光学系である場合、ＤＭＤ３０のミラー要素ＭＥ４及びＭＥ７から投影光学系４０に入射した光は、投影光学系４０を通過しても、その角度の符号は反転しない。このような角度の符号の反転の有無は、ＤＭＤ３０から基板５０に照射される光の結像位置を制御する際に重要である。

図４を参照するに、ＤＭＤ３０のミラー要素ＭＥ４及びＭＥ７からの光をテレセントリックから外して投影光学系４０に入射させても、基板５０に凹凸がなければ、テレセントリックに投影光学系４０に入射させたときと同じ基板上の位置に結像する。但し、基板５０には、実際には、凹凸があり、基板５０の大きさが大きくなるほど、その凹凸が顕著になる。基板５０に凹凸がある場合、ＤＭＤ３０のミラー要素ＭＥ４及びＭＥ７からの光をテレセントリックから外して投影光学系４０に入射させると、テレセントリックに投影光学系４０に入射させたときと比較して、結像位置にシフトが発生する。例えば、ＤＭＤ３０のミラー要素ＭＥ４及びＭＥ７からの光をテレセントリックに投影光学系４０に入射させると、投影光学系４０からの光は、基板５０の位置Ｐ２ｂ及びＰ３ｂに結像する。一方、ＤＭＤ３０のミラー要素ＭＥ４からの光をテレセントリックから外して投影光学系４０に入射させると、投影光学系４０からの光は、基板５０の位置Ｐ２から－２α×ｄ_２／Ｍだけずれた位置Ｐ２ａに結像する。また、ＤＭＤ３０のミラー要素ＭＥ７からの光をテレセントリックから外して投影光学系４０に入射させると、投影光学系４０からの光は、基板５０の位置Ｐ３ｂから２α×ｄ_３／Ｍだけシフトした位置Ｐ３ａに結像する。なお、ｄ_２は、基板５０の位置Ｐ２と位置Ｐ２ａとのＺ軸方向の差であり、正の値を有である。ｄ_３は、基板５０の位置Ｐ３と位置Ｐ３ａとのＺ軸方向の差であり、負の値である。このように、ＤＭＤ３０のミラー要素ＭＥ４及びＭＥ７のそれぞれからの光の基板上での結像位置は、双方とも－Ｙ方向にシフトし、そのシフト量は、それぞれ－２α×ｄ_２／Ｍ及び２α×ｄ_３／Ｍである。

以上、説明したように、デフォーカス情報が既知であれば、ＤＭＤ３０の各ミラー素子ＭＥの基板５０に対する角度を制御することによって、各ミラー素子ＭＥで反射された光を基板５０の表面内の目標位置に照射することができる。

なお、本実施形態では、投影光学系４０がテレセントリック光学系、即ち、テレセントリックな光を入射するとテレセントリックな光を射出する光学系であることを前提に説明したが、これに限定されるものではない。投影光学系４０がテレセントリック光学系でない場合であっても、上述した効果を得ることができる。この場合、投影光学系４０の角度変化特性を予め求めて、ＤＭＤ３０の各ミラー要素ＭＥの制御にフィードバックするとよい。

また、ＤＭＤ３０から基板５０に照射される光の結像位置のシフト量は、上述したように、凹凸がない基板５０の表面位置と凹凸がある基板５０の表面位置とのＺ軸方向の差に比例する。これを利用して、より効果を得るために、以下の手法も考えられる。投影光学系４０の一部の光学素子を駆動して光学的な像面湾曲を発生させたり、基板５０をデフォーカスさせたりすることによって、結像位置を理想的な位置からＺ軸方向に変動させたとする。この場合、デフォーカス量を大きくするほど、ＤＭＤ３０の各ミラー素子ＭＥの駆動による基板上での結像位置のシフト量が大きくなる。但し、デフォーカス量が大きすぎると、結像時のボケ量が大きくなるため、そのバランスを考慮して行う必要がある。

また、露光装置１は、図５に示すように、フォーカス状態を計測するために、第１計測部６０に代えて、フォーカス計測系９０を有していてもよい。フォーカス計測系９０は、光源９１と、照明系９２と、受光系９３と、受光センサー９４と、フォーカス制御部９５とを含み、基板５０の表面位置ＥＦを計測する。

図５を参照するに、光源９１からの光は、照明系９２を介して、基板５０のフォーカス計測点ＰＴＤに集光される。基板５０のフォーカス計測点ＰＴＤで反射された光は、受光系９３を介して、受光センサー９４に集光する。基板５０がデフォーカスすると、受光センサー９４に集光される光（集光点）が横ずれする。受光センサー９４は、受光センサー９４での集光点の位置、即ち、基板５０のフォーカス計測点ＰＴＤにおける表面位置ＥＦに対応するフォーカス信号を生成する。フォーカス制御部９５は、フォーカス計測系９０の各部を制御し、受光センサー９４で生成されたフォーカス信号を制御部７０に提供する。制御部７０は、フォーカス計測系９０から提供されるフォーカス信号に基づいてデフォーカス情報を求める。このように、制御部７０は、フォーカス計測系９０と協同して、デフォーカス情報を取得する取得部として機能する。そして、制御部７０は、上述したように、デフォーカス情報に基づいて、基板５０にパターンを形成する際にＤＭＤ３０の複数のミラー素子ＭＥのそれぞれで反射された光が基板５０の表面内の目標位置に照射されるように、複数のミラー素子ＭＥを個別に制御する。フォーカス計測系９０は、基板５０にパターンを形成する前（走査露光前）に、基板５０の表面位置ＥＦを計測する（先読みする）。従って、基板５０の走査露光のタイミングに応じて、ＤＭＤ３０の各ミラー素子ＭＥの基板５０に対する角度を制御することで、各ミラー素子ＭＥで反射された光を基板５０の表面内の目標位置に照射することができる。

図６を参照して、露光装置１における露光処理について説明する。ここでは、図５に示す露光装置１、即ち、露光装置１がフォーカス計測系９０を有する場合を例に説明する。露光処理は、制御部７０が露光装置１の各部を統括的に制御することで行われる。

Ｓ６０２では、基板５０を保持している基板ステージ（不図示）を駆動して、基板５０を走査する。Ｓ６０４では、フォーカス計測系９０によって、基板５０のフォーカス計測点ＰＴＤにおける表面位置を計測して、フォーカス信号を取得する。Ｓ６０６では、制御部７０は、Ｓ６０４で取得されたフォーカス信号に基づいてデフォーカス情報を求める。Ｓ６０８では、制御部７０は、Ｓ６０６で求めたデフォーカス情報に基づいて、ＤＭＤ３０の複数のミラー素子ＭＥのそれぞれで反射された光が基板５０の表面内の目標位置に照射されるように、各ミラー素子ＭＥの基板５０に対する角度を決定する。Ｓ６１０では、制御部７０は、Ｓ６０８で決定した角度に基づいて、ＤＭＤ３０の複数のミラー素子ＭＥのそれぞれの駆動を制御する。Ｓ６１２では、光源１０からの光を、ＤＭＤ３０を介して基板５０に照射して基板５０を露光する。

本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、デバイス（半導体素子、磁気記憶媒体、液晶表示素子など）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、露光装置１を用いて、基板にパターンを形成する工程と、パターンが形成された基板を処理する工程と、処理された基板から物品を製造する工程とを含む。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、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。

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及び変更が可能である。例えば、本発明は、リソグラフィ装置に限定されるものではなく、被照明面を照明する照明装置にも適用可能である。かかる照明装置では、上述したのと同様に、デフォーカス情報に基づいて、被照明面を照明する際にＤＭＤの複数のミラー素子のそれぞれで反射された光が被照明面上の目標位置に照射されるように、複数のミラー素子を個別に制御すればよい。

１：露光装置 ３０：デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ） ５０：基板 ６０：第１計測部 ７０：制御部 ＭＥ：ミラー素子

Claims (10)

1. 基板にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、
   ２次元的に配列された複数のミラー素子を含み、前記複数のミラー素子のそれぞれで反射された光を選択的に前記基板に照射して前記パターンを形成するデジタルミラーデバイスと、
   前記複数のミラー素子から前記基板に照射される複数の光が結像するそれぞれの位置と前記基板の表面位置とのそれぞれのずれ量に関するデフォーカス情報を取得する取得部と、
   前記基板に前記パターンを形成する際に、前記取得部で取得されたデフォーカス情報に基づいて前記複数のミラー素子のそれぞれを個別に制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記複数のミラー素子のそれぞれについて、当該ミラー素子から前記基板に照射される光の前記基板に対する入射角度を制御することを特徴とするリソグラフィ装置。
2. 前記制御部は、前記複数のミラー素子のそれぞれについて、前記基板に対するミラー素子の反射面の角度を制御することを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記デジタルミラーデバイスと前記基板との間に配置され、前記デジタルミラーデバイスからの光を前記基板に投影する投影光学系を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記デジタルミラーデバイスは、前記投影光学系を介して前記基板と光学的に共役な位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記投影光学系は、前記複数のミラー素子の数及び位置に対応して設けられた複数の開口を含む開口板を含み、
   前記取得部は、前記投影光学系から前記基板に投影されて前記基板で反射された光のうち、前記複数の開口を通過した光の光量を計測する計測器を含み、該計測器で計測された光量に基づいて前記デフォーカス情報を取得することを特徴とする請求項３又は４に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記取得部は、前記複数の開口を通過する光の光量と前記ずれ量との相関関係に基づいて、前記計測器で計測された光量に対応する前記ずれ量を特定することで前記デフォーカス情報を取得することを特徴とする請求項５に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記取得部は、前記基板の表面位置を計測するフォーカス計測系を含み、前記フォーカス計測系で計測された前記基板の表面位置に基づいて前記デフォーカス情報を取得することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記フォーカス計測系は、前記基板に前記パターンを形成する前に、前記基板の表面位置を計測することを特徴とする請求項７に記載のリソグラフィ装置。
9. 被照明面を照明する照明装置であって、
   ２次元的に配列された複数のミラー素子を含み、前記複数のミラー素子のそれぞれで反射された光を選択的に前記被照明面に照射するデジタルミラーデバイスと、
   前記複数のミラー素子から前記被照明面に照射される複数の光が結像するそれぞれの位置と前記被照明面の位置とのそれぞれのずれ量に関するデフォーカス情報を取得する取得部と、
   前記被照明面を照明する際に、前記取得部で取得されたデフォーカス情報に基づいて前記複数のミラー素子のそれぞれを個別に制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記複数のミラー素子のそれぞれについて、当該ミラー素子から前記被照明面に照射される光の前記被照明面に対する入射角度を制御することを特徴とする照明装置。
10. 請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置を用いて基板にパターンを形成する工程と、
    前記工程で前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、
    処理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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