(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影光学系を介して原版のパターンを基板に露光する露光装置であって、
前記基板を保持する基板保持面が複数の領域に分割されている基板保持部と、
前記基板保持部の前記複数の領域のそれぞれの姿勢及び位置を調整する駆動部と、
前記基板保持部に保持された前記基板の、前記複数の領域ごとの複数の位置での高さを計測する計測部と、
前記計測部により計測された各領域の高さ計測値に基づいて、隣接する領域の端部の間の段差を小さくし、且つ前記複数の領域で構成される基板保持面が平坦となるような近似平面を前記複数の領域ごとに求め、前記複数の領域で構成される基板保持面を、求めた近似平面に一致させるように前記駆動部を駆動する制御部とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
投影光学系を介して原版のパターンを基板に露光する露光装置であって、
前記基板を保持する基板保持面が複数の領域に分割されている基板保持部と、
前記基板保持部の前記複数の領域のそれぞれの姿勢及び位置を調整する駆動部と、
前記基板保持部に保持された前記基板の平面度を計測する計測部と、
前記計測部によって計測された結果に基づいて、前記基板保持部に保持された前記基板の、前記複数の領域のうち、隣接する領域の端部の間の段差を小さくし、且つ前記複数の領域で構成される基板保持面が平坦となるように前記駆動部を駆動する制御部とを有し、
前記制御部は、前記基板の露光領域が前記複数の領域に跨っている場合、前記隣接する領域の端部の間の段差を小さくする処理を実行し、前記露光領域が１つの領域の範囲内にある場合、当該隣接する領域の端部の間の段差を小さくする処理を行わないことを特徴とする露光装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記基板と前記原版の位置合わせ計測と同時に、前記基板保持部に保持された基板の平面度計測を行い、当該基板の平面度の計測値が予め設定した許容値を超えている場合には、前記計測部により前記基板の平面度の計測を再度実行することを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
【請求項４】
投影光学系を介して原版のパターンを基板に露光する露光装置であって、
前記基板を保持する基板保持面が複数の領域に分割されている基板保持部と、
前記基板保持部の前記複数の領域のそれぞれの姿勢及び位置を調整可能な駆動部と、
前記基板保持部に保持された前記基板の、前記複数の領域ごとの複数の位置での高さを計測する計測部と、
前記計測部によって計測された高さ計測値を用いて前記複数の領域ごとに近似平面を求め、求めた近似平面に基づいて、前記複数の領域で前記駆動部を駆動する制御部とを有し、
前記制御部は、各領域における高さ計測値と各近似平面との差と、隣接する領域の各近似平面と隣接する端部の各高さ計測値との差分から算出した差とが小さくなるように、最小二乗法を用いて各近似平面を求めることを特徴とする露光装置。
【請求項５】
投影光学系を介して原版のパターンを基板に露光する露光装置であって、
前記基板を保持する基板保持面が複数の領域に分割されている基板保持部と、
前記基板保持部の前記複数の領域の各々に対して複数ずつ配置された複数のアクチュエータと、
前記基板保持部に保持された前記基板の、前記複数の領域ごとの複数の位置での高さを計測する計測部と、
前記計測部によって計測された高さ計測値を用いて前記複数の領域ごとに近似平面を求め、求めた近似平面に基づいて、前記複数の領域で前記複数のアクチュエータを駆動する制御部とを有し、
前記制御部は、各領域における高さ計測値と各近似平面との差と、隣接する領域の各近似平面と隣接する端部の各高さ計測値との差分から算出した差とが小さくなるように、最小二乗法を用いて各近似平面を求めることを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項１乃至５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ステップと、
露光された前記基板を現像するステップと、を有することを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置の基板保持部の平面度を補正する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶用ガラス基板等の基板サイズの拡大により、大型基板に原版パターンを投影露光する液晶用露光装置や基板を保持する基板チャックも大型化が進んでいる。そのため、基板チャック自身の自重による撓みやチャック製作時の加工精度の限界により要求される精度を満たすことが厳しくなってきている。
【０００３】
この課題に対して、特許文献１では基板チャック上に載置した基板表面の計測結果から基板チャックの基板保持面の立体幾何学面を算出し、算出された立体幾何学面に基づいて基板保持面の高さ位置を変化させることで露光時のデフォーカスを抑制している。また、特許文献２には、基板サイズの拡大に伴い、大型の基板チャックを製作することが困難となることに鑑みて、基板チャックを分割構成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１３２４１号公報
【特許文献２】特開２００４−１６５５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１は単体の基板チャックを対象としているが、複数の基板チャックで構成した場合、基板チャックごとの平面度の傾向が異なる場合には、同一の立体幾何学平面で近似した場合に平面度悪化の原因となる可能性がある。
【０００６】
また、特許文献２のように、基板チャックを分割構成した場合でも、隣接配置された基板チャック間に段差が発生して平面度が大きく変化する箇所があると、基板チャックごとの基板保持面の平面度が要求精度を満たしていても、隣接する基板チャック間に跨る領域周辺で局所的にデフォーカスが発生してしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、大型基板を複数の基板保持部で保持する露光装置において、隣接する基板保持部の間の段差と基板保持部全体の平面度を精度良く補正できる技術を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の露光装置は、投影光学系を介して原版のパターンを基板に露光する露光装置であって、前記基板を保持する基板保持面が複数の領域に分割されている基板保持部と、前記基板保持部の前記複数の領域のそれぞれの姿勢及び位置を調整する駆動部と、前記基板保持部に保持された前記基板の、前記複数の領域ごとの複数の位置での高さを計測する計測部と、前記計測部により計測された各領域の高さ計測値に基づいて、隣接する領域の端部の間の段差を小さくし、且つ前記複数の領域で構成される基板保持面が平坦となるような近似平面を前記複数の領域ごとに求め、前記複数の領域で構成される基板保持面を、求めた近似平面に一致させるように前記駆動部を駆動する制御部とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、大型基板を複数の基板保持部で保持する露光装置において、隣接する基板保持部の間の段差を小さくし、基板保持部全体の平面度を精度良く補正できることにより、局所的なデフォーカスの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る実施形態１の露光装置を示す図である。
【図２】実施形態１の各基板保持部の高さ計測処理を示す図である。
【図３】基板保持部のアクチュエータの配置を示す図である。
【図４】実施形態１の露光処理を示すフローチャートである。
【図５】図４のＳ４０２での平面度計測処理を示すフローチャートである。
【図６】レチクルと基板との位置合わせ計測及び露光順序を示す図である。
【図７】実施形態２による露光レイアウトを考慮した平面度補正処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
【００１２】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１３】
［実施形態１］先ず、図１を参照して、本発明に係る実施形態の露光装置の構成について説明する。図１において、本実施形態の露光装置は、投影光学系であるミラー投影光学系５０を有し、原版としてのレチクル１０及びミラー投影光学系５０を介してレチクル１０に形成されたパターンを液晶用ガラス基板等の基板２０に露光、転写する。
【００１４】
基板保持部３０は基板２０を負圧により吸着して保持する。本実施形態では、基板保持部３０は第１〜第４基板保持部３０−１〜４の４つの領域に分割されているが、分割数は４つに限られない。第１〜第４基板保持部３０−１〜４の下部には駆動部としてのアクチュエータ３１が少なくとも３つ取り付けられている。各アクチュエータ３１を独立して鉛直方向（Ｚ方向）に駆動することで、第１〜第４基板保持部３０−１〜４のＸ−Ｙ−Ｚ方向の姿勢及び位置の少なくともいずれかを調整することができる。本実施形態では、５つのアクチュエータ３１が第１〜第４基板保持部３０−１〜４の下部に取り付けられている。
【００１５】
ミラー投影光学系５０の下面に矩形状に４つ取り付けられたフォーカス検出センサ４５は、各基板保持部３０−１〜４に保持された基板２０の一部である基板保持面の高さ（Ｚ位置）を計測する。ここで、基板保持面は、基板２０を保持するために必要とされる、複数に分割された基板保持部の全て（又は一部）で構成される領域を意味する。
【００１６】
制御装置９０は、フォーカス検出センサ４５での計測結果を記憶するメモリと、上記基板保持面の平面度から各基板保持部３０−１〜４の適切な近似平面を算出する演算部と、算出した近似平面に近づくように各アクチュエータ３１を制御する制御部とを有する。
詳細には、制御装置９０はレーザ干渉計である基板ステージ計測部１１０により基板ステージ４０のＸ，Ｙ位置を計測する。そして、その計測結果に基づいて、図２に示す基板保持部３０ごとの計測位置がフォーカス検出センサ４５の直下に位置するように基板ステージ４０を駆動する。また、制御装置９０は、フォーカス検出センサ４５により計測された各計測位置での基板保持面の高さと基板ステージ４０の位置（Ｘ，Ｙ）のデータをメモリに記憶する。
【００１７】
上述した計測手順によって、図２に示すように、第１〜第４基板保持部３０−１〜４の全ての計測位置について繰り返し計測を行うことで、制御装置９０に基板保持面全体のデータが蓄積される。制御装置９０は、装置に記憶している基板保持面の計測データから、（１）基板保持面全体と近似平面との差の自乗和と、（２）隣接する基板保持部と近似平面との差分から算出した差の自乗和とを最小にする近似平面を算出する。制御装置９０は、上記算出した近似平面から図３に示した各基板保持部のアクチュエータ３１−１〜２０が配置されている位置（Ｘ，Ｙ）から駆動量を算出し、アクチュエータ３１−１〜２０に出力する。
【００１８】
次に、図４及び図５を参照して、実施形態１による段差及び平面度補正方法について説明する。図４は実施形態１による露光処理を示すフローチャートである。図５は図４のＳ４０２での平面度計測処理を示すフローチャートである。先ず、不図示の搬送ロボットにより基板２０が基板ステージ４０に搬入され、基板保持部３０により吸着保持される（Ｓ４０１）。次に、平面度計測を行う（Ｓ４０２）。平面度計測は、ジョブ開始１枚目の基板に対してのみ行うので、図５においてジョブ開始１枚目の基板であるか判定を行う（Ｓ５０１）。ジョブ開始１枚目の基板である場合には、制御装置９０は、平面度計測を行うために、図２に示した各計測位置がフォーカス検出センサ４５の直下に位置するように基板ステージ４０を駆動する（Ｓ５０２）。その後、フォーカス検出センサ４５により各計測位置での高さ計測を行い、計測結果を記憶する（Ｓ５０３）。
【００１９】
本実施形態では、フォーカス検出センサ４５が複数あるが基板保持面の計測時は、全て同じセンサで計測を行うのが望ましい。また、基板ステージ４０のストロークの制約上、１つのセンサで計測できない場合には、２つのセンサを使用して計測を行っても良い。その場合、センサ間の調整を行うために、２つのセンサで計測できる計測位置については、両方のセンサで同一点の計測を行いセンサ間の計測値の調整を行う。また、本実施形態では、各計測位置に移動後に計測を行っているが、計測時間短縮のために基板ステージを移動させながら計測を行っても良い。
【００２０】
その後、計測が終了した位置が最終計測位置か判定を行い（Ｓ５０４）、全ての計測位置について計測を終了したならば、近似平面の算出を行う（Ｓ５０５）。近似平面の算出は、制御装置９０に記憶した各基板保持部の計測データを（ｘk,i，ｙk,j，ｚk,i,j）  （ｉ＝１，２，…，ｎ）  （ｊ＝１，２，…，ｍ）  （ｋ＝１，２，３，４）、各基板保持部の近似平面をｚ＝ａkｘ＋ｂkｙ＋ｃk  （ｋ＝１，２，３，４）として、以下の式１により各基板保持部の高さ計測値と近似平面との差と隣接する基板保持部の端部の段差を最小にするための演算を行う。式１の第１項は、各基板保持部の近似平面と計測値との差の自乗和となっている。第２項は、基板保持部３０−１と３０−２の各近似平面と隣接する端部の高さ計測値との差分から算出した差の自乗和となっている。第３項は、基板保持部３０−３と３０−４の各近似平面と隣接する端部の高さ計測値との差分から算出した差の自乗和となっている。第４項は、基板保持部３０−１と３０−３の各近似平面と隣接する端部の高さ計測値の差分から算出した差の自乗和となっている。第５項は、基板保持部３０−２と３０−４の各近似平面と隣接する端部の高さ計測値との差分から算出した差の自乗和となっている。
【００２１】
【数１】
0005524577.tif 000002
【００２２】
上記式１を最小化するための条件は、以下の式２となる。
【００２３】
【数２】
0005524577.tif 000003
【００２４】
式２の条件を解くと、各基板保持部の近似平面の係数（ａk，ｂk，ｃk）  （ｋ＝１，２，３，４）が求まる（Ｓ５０５）。
【００２５】
制御装置９０は、求めた係数と各基板保持部のアクチュエータ３１−１〜２０の位置（Ｘ，Ｙ）から各基板保持部の端部の段差を補正するための駆動量を算出し（Ｓ５０６）、各アクチュエータ３１−１〜２０を駆動する（Ｓ５０７）。
【００２６】
本実施形態では、ジョブ開始後の最初の基板で平面度計測を行い、隣接する基板保持部の端部の段差を補正しているが、ジョブ開始前に平面度計測を行い、計測結果を制御装置９０に記憶しておいてもよい。こうすればジョブ開始後の計測処理を省略することができ、スループットを低下させることなく、隣接する基板保持部の端部の段差と基板保持面の平面度を補正することができる。
【００２７】
図４の説明に戻り、制御装置９０は、図６に示すように計測順序が１番目の位置計測マークＭｌ１、Ｍｒ１が観察光学系７０の視野範囲内に位置するようにレチクルステージ６０と基板ステージ４０を駆動する（Ｓ４０３）。ここで、観察光学系７０の視野範囲内に位置した位置計測マークＭｌ１とＭｒ１とを同時に計測することで、位置計測マークＭｌ１、Ｍｒ１でのレチクル１０と基板２０との相対的なずれ量を判定できる。また、マーク計測と同時に４つのフォーカス検出センサ４５により基板保持面の高さを計測する。以降、残りの位置計測マーク（Ｍｌｎ，Ｍｒｎ）  （ｎ＝１，２，３，４，…）の計測も行う。即ち図６に示す計測マーク（Ｍｌ２，Ｍｒ２）・・・（Ｍｌ１２、Ｍｒ１２）の順序で、各ショットＳ１〜Ｓ４ごとに６個ずつ形成されている位置計測マークが観察光学系７０の視野範囲内に位置するように、レチクルステージ６０と基板ステージ４０を駆動する。
【００２８】
その結果、それぞれの位置計測マークでのレチクル１０と基板２０との相対的なＸ方向のずれ量とＹ方向のずれ量が求められ、更にフォーカス検出センサ４５により各マーク位置での基板保持面の高さが求められる。制御装置９０は、全ての計測が終了したか否か判定し、計測が終了した場合には、計測した各々の計測位置でのずれ量からＸ−Ｙ−Ｚ方向の各補正量を算出して基板ステージ４０により補正を行う。更に、制御装置９０は、計測した各々の計測位置での基板保持面の高さ計測値からＺ方向の補正量を算出して基板保持面が平坦となるようにアクチュエータ３１−１〜２０により補正を行う。その後、図６に示した露光順序Ｓ４→Ｓ３→Ｓ２→Ｓ１で露光処理を行う。
【００２９】
基板保持部のアクチュエータによる段差補正はジョブ開始時にのみ行っているが、レチクル１０と基板２０との位置合わせ計測を行いながら基板保持面の高さを同時に計測している。このため、計測結果と制御装置９０に記憶している平面度データを補正した場合の高さ予測値との差が予め設定した許容値を超えている場合には、Ｓ４０２での平面度計測を再度実行することで基板保持面の経時変化による平面度の精度劣化を抑制できる。
【００３０】
Ｓ４０４で露光処理が終了した場合には、不図示の搬送ロボットにより処理済の基板２０を露光装置から搬出する（Ｓ４０５）。
【００３１】
上記実施形態１によれば、隣接する基板保持部の端部の段差を精度良く補正することができ、隣接する基板保持部の段差に起因する局所的なデフォーカスを防ぐことができる。更に、レチクル１０と基板２０との位置合わせ計測と同時に基板保持面の平面度を計測することにより、基板保持部面の経時変化による平面度の精度劣化を防ぐことができる。
【００３２】
［実施形態２］次に、図７を参照して、実施形態２について説明する。実施形態２は、露光レイアウトを考慮して上述した段差及び平面度補正を行うものである。
【００３３】
図７（ａ）に示すように各基板保持部の分割レイアウトと露光レイアウトとが一致する場合には、隣接する基板保持部の端部の段差を考慮せずに、各基板保持部の近似平面を上記式１の第１項のみを上記式２の条件で求めればよい。
【００３４】
一方、図７（ｂ）に示すように、露光領域Ｓ２、Ｓ５が複数の基板保持部に跨っている場合、各基板保持部の平面度データを上記式１に適用し、上記式２の条件で各基板保持部の近似平面を求める。即ち露光領域Ｓ２、Ｓ５が複数の基板保持部に跨っている場合には、実施形態１で述べた段差及び平面度補正を行う。
【００３５】
ここで、図７（ｂ）において隣接する端部の段差を補正するために各基板保持部をアクチュエータにより駆動すると、他の露光領域Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ６の平面度データが変動する。このため、変動した平面度データを補正するために、露光ショットごとに近似平面を求め、求めた近似平面に近づくように基板ステージ４０の傾きを補正する。
【００３６】
上述した実施形態２では、露光領域が複数の基板保持部に跨っている場合、隣接する基板保持部の端部の段差を補正することで、跨っていない露光領域の平面度が変動するのを、基板ステージ４０を駆動することで補正することができる。よって、基板保持面の平面度の精度が向上する。
【００３７】
なお、デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）は、上述の実施形態の露光装置を用いて感光剤を塗布した基板を露光する工程と、その感光剤を現像する現像工程と、他の周知の工程と、を経ることにより製造される。
【図１】
0005524577.tif 000004
【図２】
0005524577.tif 000005
【図３】
0005524577.tif 000006
【図４】
0005524577.tif 000007
【図５】
0005524577.tif 000008
【図６】
0005524577.tif 000009
【図７】
0005524577.tif 000010