(57)【要約】【課題】露光装置において基板のフォーカス計測を行う上で有利な技術を提供する。【解決手段】基板を露光する露光装置は、前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、前記基板に光を照射し、当該基板で反射された光を検出することにより前記基板の高さを計測する計測部と、前記計測部を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記基板ステージの速度プロファイルを取得し、前記基板ステージの加速度が零以外の状態において前記計測部により計測される前記基板上の複数の計測箇所が等間隔になるように、前記計測部が計測を行う複数のタイミングを前記速度プロファイルに基づいて決定する。【選択図】図１
2014225581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を露光する露光装置であって、
前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、
前記基板に光を照射し、当該基板で反射された光を検出することにより前記基板の高さを計測する計測部と、
前記計測部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記基板ステージの速度プロファイルを取得し、前記基板ステージの加速度が零以外の状態において前記計測部により計測される前記基板上の複数の計測箇所が等間隔になるように、前記計測部が計測を行う複数のタイミングを前記速度プロファイルに基づいて決定する、ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記計測部は、前記複数の計測箇所の各々が範囲を有するように前記複数のタイミングの各々について期間をもって計測を行い、
前記制御部は、前記複数の計測箇所の各々において前記基板ステージの移動方向における長さがそれぞれ目標値になるように、前記複数のタイミングの各々における前記期間を前記速度プロファイルに基づいて決定する、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記計測部は、１つの計測箇所における高さの平均値を当該１つの計測箇所における計測結果とする、ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記範囲において前記計測部から照射される光の照射量が許容範囲に収まるように、前記計測部が前記範囲に照射する光の強度を前記決定された期間に応じて変更する、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記計測部は、前記基板が前記速度プロファイルに従って移動している状態で、前記基板に光が照射される領域の高さを当該照射に先立って計測し、
前記制御部は、前記基板を露光する際における前記速度プロファイルに基づいて前記複数のタイミングを決定する、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記基板上に形成されたアライメントマークを検出する検出部を更に含み、
前記制御部は、前記検出部が前記アライメントマークを検出する際における前記速度プロファイルに基づいて前記複数のタイミングを決定する、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記基板ステージの位置を計測する位置計測部を更に含み、
前記制御部は、前記位置計測部の計測結果を用いて前記速度プロファイルを取得する、ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された前記基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置および物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスなどの製造工程（リソグラフィ工程）で用いられる装置の１つとして、マスクのパターンを、レジストが塗布された基板に転写する露光装置がある。このような露光装置では、近年における半導体デバイスなどの微細化に伴ってマスクに形成されたパターンを正確に基板上に転写することが求められており、それには投影光学系の結像面（フォーカス面）と基板面とを一致させることが重要である。そのため、露光装置では、基板面の高さを計測するフォーカス計測が行われている。
【０００３】
露光装置においてフォーカス計測は、一般に、基板を等速で移動させながら行われている。しかしながら、露光装置には、生産性（スループット）を向上させるため、基板を保持する基板ステージの加速度が零以外の状態、即ち、基板ステージが加速もしくは減速している状態においてもフォーカス計測を行うことが求められている。特許文献１には、基板ステージが加速もしくは減速している状態でフォーカス計測を行い、その結果を事前に取得された補正値によって補正する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２３８７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、露光装置では、フォーカス計測が行われる複数のタイミングが等間隔に設定される。しかしながら、等間隔に設定された複数のタイミングでフォーカス計測を行う露光装置において、基板ステージが加速もしくは減速している状態でフォーカス計測を行うと、フォーカス計測が行われる基板上の複数の計測箇所が等間隔とならない。
【０００６】
そこで、本発明は、露光装置において基板のフォーカス計測を行う上で有利な技術を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、基板を露光する露光装置であって、前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、前記基板に光を照射し、当該基板で反射された光を検出することにより前記基板の高さを計測する計測部と、前記計測部を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記基板ステージの速度プロファイルを取得し、前記基板ステージの加速度が零以外の状態において前記計測部により計測される前記基板上の複数の計測箇所が等間隔になるように、前記計測部が計測を行う複数のタイミングを前記速度プロファイルに基づいて決定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、露光装置において基板のフォーカス計測を行う上で有利な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の露光装置を示す概略図である。
【図２】フォーカス計測部の計測領域の位置を示す図である。
【図３】基板ステージの移動と、露光処理と、フォーカス計測部による計測とを時系列で示した概念図である。
【図４】露光処理の際における基板ステージの移動について説明するための図である。
【図５】時刻と基板ステージの速度との関係（速度プロファイル）を示す図である。
【図６】第３実施形態の露光装置を示す概略図である。
【図７】基板ステージの移動と、フォーカス計測部による計測と、アライメント検出部５による計測とを時系列で示した概念図である。
【図８】アライメント計測とフォーカス計測の際における基板ステージの移動について説明するための図である。
【図９】フォーカス計測部の計測領域の走査経路とアライメントマークの配置位置との一例を示す図である。
【図１０】フォーカス計測部の計測領域とアライメント計測部の計測領域とを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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、同一の部材ないし要素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。
【００１１】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態の露光装置１００について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態の露光装置１００を示す概略図である。第１実施形態の露光装置１００は、原版１２（マスク）と基板３（例えば、ウエハ）とを相対的にＹ方向に走査しながら、スリット光により原版１２のパターンを投影光学系２を介して基板上における複数のショット領域の各々に転写する走査型の露光装置である。第１実施形態の露光装置１００は、例えば、照明光学系１と、投影光学系２と、原版ステージ１０と、基板ステージ４と、アライメント検出部５と、フォーカス計測部６と、位置計測部８とを含む。また、露光装置１００は、ＣＰＵやメモリを含み、基板３を露光する処理を制御する（露光装置１００の各部を制御する）制御部９を含む。
【００１２】
照明光学系１は、例えば、光源から射出された光を整形する光学系と、オプティカルインテグレータと、マスキングブレードと、コリメータレンズやミラーなどの部材で構成される。光を整形する光学系は、光源から射出された光の断面形状（寸法を含む）を所望の形に整形する。オプティカルインテグレータは、原版１２を均一の照度で照明できるように、光束の配光特性を均一にする。そして、照明光学系１は、マスキングブレードにより、例えばＸ方向に長い帯状または円弧状の形状を有するスリット光を整形し、そのスリット光で原版１２の一部を照明する。スリット光で照明された原版１２の一部を、以下では照明領域と称する。
【００１３】
原版１２および基板３は、原版ステージ１０および基板ステージ４によってそれぞれ保持されており、投影光学系２を介して光学的にほぼ共役な位置（投影光学系２の物体面および像面）に配置される。原版ステージ１０および基板ステージ４は、それぞれ移動可能に構成される。投影光学系２は、所定の投影倍率（例えば１／２倍）を有し、原版上の照明領域を基板上に縮小投影する。原版上の照明領域が縮小投影された基板上の領域（スリット光が照射される領域）を、以下では露光領域と称する。原版ステージ１０および基板ステージ４は、投影光学系２の光軸方向（Ｚ方向）に直交する方向（第１実施形態ではＹ方向）に、互いに同期しながら投影光学系２の投影倍率に応じた速度比で移動する。これにより、スリット光を基板上でＹ方向に走査させて、原版１２に形成されたパターンを基板上におけるショット領域に転写することができる。そして、このような走査露光を、基板ステージ４をステップ移動させながら、基板上における複数のショット領域の各々について順次繰り返すことにより、１枚の基板３における露光処理を完了させることができる。
【００１４】
また、位置計測部８は、例えばレーザ干渉計を含み、基板ステージ４の位置を計測する。レーザ干渉計は、例えば、レーザ光を基板ステージ４が備える反射板（不図示）に向けて照射し、反射板で反射されたレーザ光によって基板ステージ４における基準位置からの変位を検出する。これにより、位置計測部８は、当該変位に基づいて基板ステージ４の現在位置を取得することができる。ここで、第１実施形態では、レーザ光を用いたレーザ干渉計によって基板ステージ４の位置を取得しているが、それに限られるものではなく、例えば、エンコーダによって基板ステージ４の位置を取得してもよい。
【００１５】
アライメント検出部５は、原版１２のパターンと各ショット領域とを精度良く位置合わせ（アライメント）するため、基板上に設けられた複数のアライメントマークの各々における位置を計測する。アライメント検出部５は、例えば、光源と、照明系と、結像光学系と、センサとを含む。光源は、基板３が露光されないように（基板上のレジストが感光しないように）、基板３を露光する際に用いられる光の波長とは異なる波長を有する光、即ち、非露光光を射出する。アライメント検出部５は、光源から射出された光を、照明系を介して基板上に形成されたアライメントマークに照射し、光が照射されたアライメントマークの像を、結像光学系を介してセンサ上に結像させる。そして、センサは、例えば、アライメントマークの像が結像するセンサ上の位置を示す情報を出力する。これにより、アライメント検出部５は、センサからの出力に基づいて、アライメントマークの位置を計測することができる。制御部９は、アライメント検出部５により計測された各アライメントマークの位置に基づいて、原版ステージ１０や基板ステージ４の走査速度、投影光学系２の投影倍率を制御しながら基板３の走査露光を行う。これにより、原版１２に形成されたパターンを基板上の各ショット領域に精度よく転写することができる。
【００１６】
フォーカス計測部６は、投影光学系２の結像面（フォーカス面）に基板面を一致させるため、基板ステージ４が移動している状態で、基板３にスリット光が照射される領域に先立って基板３の高さを計測する。第１実施形態のフォーカス計測部６は、基板３に光を斜めから照射する斜入射型であり、光を基板３に照射する照射部６ａと、基板３で反射された光を受光する受光部６ｂとを含む。照射部６ａは、光源と投影マークと光学系とを含み、光源から射出された光を投影マークに照射し、光学系により基板上に投影マークを結像する。受光部６ｂは、結像光学系とセンサとを含み、基板３から反射された投影マークの像を、結像光学系によりセンサ上に結像する。そして、センサは、例えば、投影マークの像が結像するセンサ上の位置を示す情報を出力する。フォーカス計測部６では、投影マークを斜めから基板３に結像しているため、基板３の高さの変化が、センサ上の結像位置の変化となる。したがって、センサからの出力（センサ上の結像位置を示す情報）に基づいて基板３の高さを計測することができる。また、フォーカス計測部６は、図２に示すように、計測領域１４ａおよび１４ｂにおいてＸ方向に沿ってそれぞれ配列された複数の計測点１６で基板面の高さの計測を行う。そして、計測領域１４ａおよび１４ｂは、スリット光により露光される露光領域１３の走査方向（基板ステージ４の移動方向（±Ｙ方向））にそれぞれ配置される。そのため、フォーカス計測部６は、上述したように、基板ステージ４が移動している状態において基板３にスリット光が照射される領域に先立って、即ち、露光装置１００における露光処理と並行して基板３の高さを計測することができる。
【００１７】
ここで、露光処理の際における基板３（基板ステージ４）の移動について、図３および図４を参照しながら説明する。図３は、基板ステージ４の移動と、露光処理と、フォーカス計測部６による計測とを時系列で示した概念図である。図４は、露光処理の際における基板ステージ４の移動について説明するための図であり、図４には、露光領域１３における中心の経路が示されている。上述したように、基板上には複数のショット領域１５が形成されており、露光装置１００（制御部９）は、基板ステージ４を移動させながら各ショット領域を露光する。
【００１８】
例えば、図４に示すように、ショット領域Ａを露光しているとき（ｂ−１）、即ち、露光領域１３がショット領域Ａ上にあるときには、制御部９は、露光領域１３が基板上を−Ｙ方向に等速で走査するように基板ステージ４を等速で移動させる（ａ−１）。このとき、フォーカス計測部６は、計測領域１４ｂにおいて基板３の高さを先立って計測し（ｃ−１）、計測領域１４ｂがショット領域Ａを抜け出したときに計測を終了する（ｃ−２）。ショット領域Ａの露光が終了すると（ｂ−２）、即ち、露光領域１３がショット領域Ａを抜け出すと、制御部９は、基板ステージ４を−Ｙ方向に減速、停止および＋Ｙ方向に加速させる（ａ−２）。それと共に、制御部９は、露光領域１３が次に露光するショット領域Ｂに配置されるように、基板ステージ４をＸ方向に移動させる。計測領域１４ａがショット領域Ｂに差し掛かるとフォーカス計測部６が計測を開始し（ｃ−３）、露光領域１３がショット領域Ｂに差し掛かると露光処理が開始される（ｂ−３）。そして、露光領域１３がショット領域Ｂ上にあるときは、制御部９は、露光領域１３が基板上を＋Ｙ方向に等速で走査するように基板ステージ４を等速で移動させる（ａ−３）。このように、制御部９は、各ショット領域（ＡおよびＢ）上で露光領域１３を走査する際には基板ステージ４を等速で移動させる。そして、制御部９は、露光が終了したショット領域Ａから次に露光するショット領域Ｂに露光領域１３を移動させる際には基板ステージ４を±Ｙ方向に加速もしくは減速させる。これにより、露光装置１００は、基板上における複数のショット領域１５を露光することができる。
【００１９】
フォーカス計測は、一般に、基板３（基板ステージ４）を等速で移動させながら行われることが多い。例えば、従来の露光装置は、計測領域１４がショット領域１５に差し掛かるまでに基板ステージ４を加速させ、計測領域１４がショット領域１５上を走査する際には基板ステージ４を等速で移動させていた。そのため、フォーカス計測部６が計測する複数のタイミングを等間隔で設定すれば、フォーカス計測部６により計測された基板上の複数の計測箇所を等間隔にすることができる。しかしながら、露光装置には生産性（スループット）の向上が要求されており、その要求に応えるため、基板ステージ４の加速度が零以外の状態、即ち、基板ステージ４が加速もしくは減速している状態においてもフォーカス計測を行うことが重要である。例えば、制御部９は、計測領域１４がショット領域１５に差し掛かるまでではなく、露光領域１３がショット領域１５に差し掛かるまでに基板ステージ４を加速させる。この場合、フォーカス計測部６は、露光領域１３がショット領域１５に差し掛かるまでは、基板ステージ４が加速している状態で計測することとなる。したがって、フォーカス計測部６が計測する複数のタイミングを等間隔に設定しただけでは、フォーカス計測部６により計測された複数の計測箇所を等間隔にすることができない。このようにフォーカス計測部６により計測された複数の計測箇所が等間隔でないと、フォーカス計測部６における処理が複雑化してしまい、フォーカス計測の精度や処理速度を向上させるとが困難となってしまいうる。そこで、第１実施形態の露光装置１００では、基板ステージ４が加速もしくは減速している状態であってもフォーカス計測部６により計測された複数の計測箇所が等間隔になるように、フォーカス計測部６が計測する複数のタイミングが決定される。
【００２０】
第１実施形態の露光装置１００において、フォーカス計測部６が各計測箇所で高さを計測するタイミングについて説明する。図５は、露光処理が行われている際における時刻と基板ステージ４のＹ方向における速度との関係（速度プロファイル）を示す図である。図５において、時刻Ｔｎ（ｎは自然数）はフォーカス計測部６が計測を行うタイミング（時刻）を表し、時間ｔｎ（ｎは自然数）は、時刻Ｔｎと時刻Ｔｎ−１との差、即ち、フォーカス計測部６が計測を行うタイミングの間隔を表す。図５に示すような時刻と基板ステージ４の速度との関係は、第１実施形態では、フォーカス計測部６による計測前に外部のコンピュータなどから制御部９によって予め取得されうるが、それに限られるものではない。例えば、当該関係は、制御部９によって、フォーカス計測部６による計測中に位置計測部８の計測結果に基づいてリアルタイムに取得されてもよい。上述したように、第１実施形態の露光装置１００では、フォーカス計測部６は、露光領域１３がショット領域１５に差し掛かるまでの間に、基板ステージ４が加速している状態で各計測箇所を計測する。図５においては、時刻Ｔ３が露光領域１３がショット領域１５に差し掛かる時刻であり、時刻Ｔ３より前では基板ステージ４が加速している状態、および時刻Ｔ３より後では基板ステージ４が等速（速度Ｖ３）で移動している状態である。そして、露光装置１００では、基板ステージ４が加速している状態（時刻Ｔ３より前）であっても基板上の複数の計測箇所が等間隔になるように、フォーカス計測部６により計測が行われるタイミングが制御部９により決定される。
【００２１】
例えば、加速度ａで基板ステージ４が移動している状態のとき、複数の計測箇所の間隔をＸとすると式（１）が成立する。ここで、Ｖｎ−１は、１つ前の計測箇所で計測が行われたときの基板ステージ４の速度を示す。このときでは、制御部９は、式（１）を変形させた式（２）を用いて、フォーカス計測部６により計測を行うタイミングの間隔（時間ｔｎ）を算出し、当該時間ｔｎを１つ前の計測箇所を計測したときの時刻Ｔｎ−１に加える。これにより、制御部９は、基板ステージ４が加速もしくは減速している状態（基板ステージ４の加速度が零以外の状態）であっても複数の計測箇所が等間隔になるように、フォーカス計測部６が計測を行うタイミングを設定することができる。
【００２２】
例えば、制御部９は、図５に示すように、フォーカス計測部６が計測を行う時刻Ｔ１を決定する。そして、制御部９は、時刻Ｔ１で計測が行われる計測箇所（以下、第１計測箇所）から間隔Ｘだけ離れた箇所で計測が行われるように、フォーカス計測部６が次に計測を行うまでの時間ｔ２を式（２）を用いて算出する。制御部９は、算出した時刻ｔ２を時刻Ｔ１に加えることにより、フォーカス計測部６が計測を行う時刻Ｔ２を決定する。同様に、制御部９は、時刻Ｔ２で計測が行われる計測箇所（以下、第２計測箇所）から間隔Ｘだけ離れた箇所で計測が行われるように、フォーカス計測部６が次に計測を行うまでの時間ｔ３を式（２）を用いて算出する。制御部９は、算出した時刻ｔ３を時刻Ｔ２に加えることにより、フォーカス計測部６が計測を行う時刻Ｔ３を決定する。このように、制御部９は、フォーカス計測部６が計測を行う時刻Ｔｎを順次決定していく。そして、決定された時刻Ｔｎにおいてフォーカス計測部６が計測を行うことにより、基板ステージ４が加速もしくは減速している状態であっても、フォーカス計測部６により計測された複数の計測箇所を等間隔にすることができる。即ち、フォーカス計測部６は、第１計測箇所と第２計測箇所との距離と、第２計測箇所と第３計測箇所（時刻Ｔ３で計測が行われる箇所）との距離とがそれぞれ間隔Ｘになるように計測を行うことができる。
【００２３】
【数１】
2014225581.tif 000003
【００２４】
【数２】
2014225581.tif 000004
【００２５】
一方で、基板ステージ４が一定の速度Ｖｎで移動している状態のとき、複数の計測箇所の間隔をＸとすると式（３）が成立する。このときでは、制御部９は、式（３）を変形させた式（４）を用いて、フォーカス計測部６により計測を行うタイミングの間隔（時間ｔｎ）を算出し、当該時間ｔｎを１つ前の計測箇所を計測したときの時刻Ｔｎ−１に加える。これにより、制御部９は、フォーカス計測部６が計測を行う時刻Ｔｎを決定する。このように決定された時刻Ｔｎにおいてフォーカス計測部６が計測を行うことにより、基板ステージ４が等速で移動している状態においてフォーカス計測部６により計測された複数の計測箇所を等間隔にすることができる。
【００２６】
【数３】
2014225581.tif 000005
【００２７】
【数４】
2014225581.tif 000006
【００２８】
第１実施形態の露光装置１００では、上述したように、基板ステージ４が加速もしくは減速で移動している状態であっても基板上の複数の計測箇所が等間隔になるように、フォーカス計測部６による計測のタイミングが制御部９により決定される。そして、制御部９により決定されたタイミングにおいてフォーカス計測部６が基板３の高さを計測する。これにより、基板ステージ４が等速で移動している状態や基板ステージ４が加速もしくは減速している状態においてもフォーカス計測部６が計測した基板上の複数の計測箇所を等間隔にすることができる。したがって、第１実施形態の露光装置１００は、露光装置１００の生産性（スループット）を向上させることができるとともに、フォーカス計測の処理の複雑化を抑制することができる。
【００２９】
ここで、照射部６ａと受光部６ｂとを含むフォーカス計測部６において、制御部９により決定されたタイミングで計測を行う方法について説明する。制御部９により決定されたタイミングで計測を行う方法として、例えば、当該タイミングで照射部６ａと受光部６ｂとを同時に動作させる方法や、照射部６ａおよび受光部６ｂのうち一方を常時動作させ、他方を当該タイミングにおいて動作させる方法がある。前者においては、照射部６ａと受光部６ｂとにおける動作を必要最小限にすることができるため、消費電力を小さくすることができるといったメリットを有する。しかしながら、照射部６ａと受光部６ｂとを同時に動作させることは設計上の難易度が高いといったデメリットを有する。後者においては、一方を当該タイミングで動作させるだけであるため容易に実現できるが、消費電力が前者に比べて大きくなってしまう。露光装置の構成や仕様に応じて、フォーカス計測部における計測方法を選択するとよい。
【００３０】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態の露光装置について説明する。第２実施形態の露光装置では、フォーカス計測部６は、複数の計測箇所の各々が範囲を有するように、制御部９により決定された複数のタイミングの各々について期間をもって基板３の高さの計測を行っている。ここで、第２実施形態の露光装置は、第１実施形態の露光装置１００と装置構成が同様であるため装置構成に関する説明はここでは省略する。また、第２実施形態の露光装置では、基板ステージ４が加速もしくは減速している状態においてもフォーカス計測部６により計測された複数の計測箇所が等間隔になるように、フォーカス計測部６による計測のタイミングが制御部９により決定されている。
【００３１】
フォーカス計測部６は、複数の計測箇所の各々において計測誤差が低減するように、１つの計測箇所が有する範囲（以下、計測範囲）における高さの平均値を当該１つの計測箇所の計測結果としている。そのため、フォーカス計測部６は、基板ステージ４が移動している状態で、制御部９で決定された複数のタイミングの各々について期間（以下、計測期間）をもって基板３の高さの計測を行っている。例えば、図５に示すように、フォーカス計測部６が計測を行うタイミングを示す時刻Ｔ１〜Ｔ４には計測期間ｔｍ１〜ｔｍ４がそれぞれ加えられ、それぞれの計測期間ｔｍ１〜ｔｍ４でフォーカス計測部６による計測が行われる。これにより、フォーカス計測部６は、複数の計測箇所の各々における計測範囲において高さを計測し、各計測箇所の計測範囲における高さの平均値を各計測箇所の計測結果（高さ）としてそれぞれ取得することができる。
【００３２】
このように、複数のタイミングの各々に計測期間を加え、計測範囲における高さの平均値を当該計測箇所の計測結果とすることにより、複数の計測箇所の各々において計測誤差を低減させることができる。一方で、複数の計測箇所の間における計測結果のばらつき（誤差）を低減させるため、計測範囲の基板ステージ４の移動方向（Ｙ方向）における長さ（以下、計測範囲の長さ）を、複数の計測箇所において一定にすることも重要である。即ち、複数の計測箇所の各々における計測範囲の長さがそれぞれ目標値になるように、複数のタイミングの各々における計測期間を決定することが重要である。
【００３３】
基板ステージ４が等速度で移動している状態では、複数のタイミングの各々における計測期間を同じにすれば、計測範囲の長さを複数の計測箇所において一定にすることができる。しかしながら、基板ステージ４が加速もしくは減速している状態では、複数のタイミングの各々における計測期間を同じにしてしまうと、計測範囲の長さが複数の計測箇所において互いに異なってしまう。例えば、図５に示すように、基板ステージ４が等速度で移動している状態（時刻Ｔ３より後）では、計測期間ｔｍ３と計測期間ｔｍ４とを同じにすると、計測期間ｔｍ３による計測範囲の長さと計測期間ｔｍ４による計測範囲の長さとを同じにすることができる。一方で、基板ステージ４が加速もしくは減速している状態（時刻Ｔ３より前）では、計測期間ｔｍ１と計測期間ｔｍ２とを同じにすると、計測期間ｔｍ１による計測範囲の長さと計測期間ｔｍ２による計測範囲の長さとが異なってしまう。そこで、第２実施形態の露光装置では、基板ステージ４が加速もしくは減速している状態であっても、複数の計測箇所の各々における計測範囲の長さがそれぞれ目標値になるように計測期間が制御部９により決定される。
【００３４】
例えば、加速度ａで基板ステージ４が移動している状態のとき、計測範囲の長さの目標値をＬとすると、フォーカス計測部６の計測期間ｔｍは式（５）によって表される。ここで、Ｖ０は、フォーカス計測部６によって計測を開始する際（時刻Ｔｎ）における基板ステージ４の速度を示す。これにより、制御部９は、基板ステージ４が加速もしくは減速している状態であっても、計測範囲の長さが目標値になるように計測期間（例えば、図５に示す計測期間ｔｍ１およびｔｍ２）を決定することができる。一方で、基板ステージ４が一定の速度Ｖで移動している状態のとき、計測範囲の長さの目標値をＬとすると、フォーカス計測部６の計測期間ｔｍは式（６）によって表される。
【００３５】
【数５】
2014225581.tif 000007
【００３６】
【数６】
2014225581.tif 000008
【００３７】
上述したように、第２実施形態の露光装置では、基板ステージ４が加速もしくは減速している状態であっても、計測範囲の長さが目標値になるように計測期間が制御部９により決定される。これにより、第２実施形態の露光装置は、複数の計測箇所の各々において計測誤差を低減させることに加えて、複数の計測箇所の間における計測結果のばらつき（誤差）を低減させることもできる。
【００３８】
ここで、フォーカス計測部６の計測期間を複数の計測箇所の各々で変化させてしまうと、複数の計測箇所の各々における計測範囲においてフォーカス計測部６（照射部６ａ）から照射される光の照射量（積算光量）が互いに異なってしまう。このように、照射量が各計測範囲で異なってしまうと、複数の計測箇所の間においてフォーカス計測部６の計測結果にばらつき（誤差）が生じうる。そのため、フォーカス計測部６の照射部６ａからの光の強度を、各計測範囲に照射される光の照度量が許容範囲に収まるように、制御部９で決定された計測期間に応じて変更するとよい。例えば、フォーカス計測部６の計測期間を長くするときは照射部６ａからの光の強度を減らし、一方で、フォーカス計測部６の計測期間を短くするときは照射部６ａからの光の強度を増やすとよい。照射部６ａからの光の強度の変更は、例えば、照射部６ａの光源に供給される電流を変調することによって行われる。
【００３９】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態の露光装置３００について、図６を参照しながら説明する。図６は、第３実施形態の露光装置３００を示す概略図である。第３実施形態の露光装置３００は、第１実施形態の露光装置１００と比較して、基板３を保持する基板ステージ４を複数（２つ）有する、いわゆるツインステージ型の露光装置である。このような露光装置３００では、２つの基板ステージ４のうち一方は露光エリアに配置され、他方は計測エリアに配置される。露光エリアには、照明光学系１と、原版１２を保持する原版ステージ１０と、投影光学系２とが配置されており、スリット光により基板３の走査露光が行われる。一方で、計測エリアには、アライメント検出部５とフォーカス計測部６（照射部６ａおよび受光部６ｂ）とが配置されており、アライメント検出部５によるアライメント計測とフォーカス計測部６によるフォーカス計測とが行われる。ここで、第３実施形態の露光装置３００における各部の構成は、第１実施形態の露光装置１００における各部の構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、露光エリアにおいて行われる露光処理は、第１実施形態における露光処理と同様であるため、以下では、計測エリアにおけるアライメント計測とフォーカス計測とについて説明する。
【００４０】
計測エリアにおけるアライメント計測とフォーカス計測とについて、図７および図８を参照しながら説明する。図７は、基板ステージ４の移動と、フォーカス計測部６による計測と、アライメント検出部５による計測とを時系列で示した概念図である。図８は、アライメント計測とフォーカス計測の際における基板ステージ４の移動について説明するための図である。図８（ａ）は、ショット領域１５と、アライメントマーク２１と、複数の計測箇所２２との位置関係を示す図であり、図８（ａ）にはアライメント検出部５における計測領域１７とフォーカス計測部における計測領域１４とが示されている。基板上には、アライメント検出部５において位置の計測が行われる複数のアライメントマークと、フォーカス計測部６において高さの計測が行われる複数の計測箇所とが含まれる。図８（ａ）では、説明を簡単にするため、１つのアライメントマーク２１と、走査方向（Ｙ方向）に沿って等間隔で配列された複数の計測箇所２２とが示されている。また、図８（ｂ）は、アライメント検出部５における計測領域１７の位置と基板ステージ４のＹ方向における速度との関係（速度プロファイル）を示す図である。第３実施形態の露光装置３００では、アライメント計測の際に基板ステージ４を停止させるため、それに伴って、基板ステージ４が加速もしくは減速している状態においてもフォーカス計測が行われる。例えば、アライメント検出部５の計測領域１７と基板上のアライメントマーク２１との距離が閾値以上であるときには、制御部９は、基板ステージ４を等速で移動させる（ｄ−１）。そして、制御部９は、上述した式（４）を用いて決定された計測のタイミング（以下、等速時の計測タイミング）でフォーカス計測部６に計測させる（ｅ−１）。アライメント検出部５の計測領域１７とアライメントマーク２１との距離が閾値以下になると、制御部９は、基板ステージ４を減速させる（ｄ−２）。そして、制御部９は、上述した式（２）を用いて決定された計測のタイミング（以下、加減速時の計測タイミング）でフォーカス計測部６に計測させる（ｅ−２）。アライメント検出部５の計測領域１７がアライメントマーク２１に配置されたとき、制御部９は、基板ステージ４を停止させ（ｄ−３）、アライメント検出部５によってアライメントマーク２１の位置を計測させる（ｆ−１）。アライメント検出部５による計測が終了すると、制御部９は、基板ステージ４を加速させ（ｄ−４）、加減速時の計測タイミングでフォーカス計測部６に計測させる（ｅ−３）。そして、アライメント検出部５の計測領域１７と基板上のアライメントマーク２１との距離が閾値以上離れたとき（ｄ−５）、等速時の計測タイミングでフォーカス計測部６に計測させる（ｅ−４）。このように、制御部９は、アライメント検出部５の計測領域１７が基板上のアライメントマーク２１に配置されたときに基板ステージ４を停止させる。そのため、計測領域１７とアライメントマーク２１との距離が閾値以下であるときには、基板ステージ４を加速または減速で移動させる。したがって、制御部９は、基板ステージ４が加速もしくは減速している際には、上述した式（２）を用いて決定された計測のタイミングでフォーカス計測部６に計測させている。
【００４１】
図９は、基板上における、フォーカス計測部６の計測領域１４（アライメント検出部５の計測領域１７）の走査経路と、アライメントマーク２１の配置位置との一例を示す図である。図９において、矢印はフォーカス計測部の計測領域１４の走査経路を示し、丸１〜丸４はアライメントマーク２１の配置位置を示す。第３実施形態の露光装置３００（計測エリア）では、図９に示すように、フォーカス計測部６は、Ｘ方向に並んだ２つのショット領域１５においてフォーカス計測を同時に行う。そして、制御部９は、アライメント検出部５の計測領域１７がアライメントマーク２１に近づくと基板ステージ４を減速させ、計測領域１７がアライメントマーク２１に配置されたときに基板ステージ４を停止させる。そして、制御部９は、アライメント計測が終了すると基板ステージ４を加速させる。上述したように、制御部９は、式（２）および式（４）を用いて決定された計測のタイミングでフォーカス計測部６を制御している。そのため、フォーカス計測部６は、基板ステージ４が加速もしくは減速している状態であっても、複数の計測箇所が等間隔になるように計測を行うことができる。これにより、第３実施形態の露光装置３００は、アライメント計測とフォーカス計測とを並行して行うことができる。
【００４２】
ここで、図８では、アライメントマーク２１はショット領域１５の左側に配置されているが、それに限られるものではない。例えば、フォーカス計測部６がＸ方向に並んだ２つのショット領域１５において同時に計測を行う場合、図１０（ａ）に示すように、位置Ａや位置Ｂなどにアライメントマーク２１が配置されている場合がある。アライメントマーク２１が配置される位置は、例えば、半導体デバイスの設計によって決定されうる。そのため、アライメントマーク２１が配置される位置に応じてフォーカス計測に使用する照射部６ａおよび受光部６ｂを選択できるように、フォーカス計測部６において照射部６ａおよび受光部６ａの数をＸ方向に増やしてもよい。例えば、図１０（ａ）に示す位置Ａにアライメントマーク２１が配置されている場合、図１０（ｂ）に示すように、フォーカス計測部６における部分Ａ’に配置された照射部６ａおよび受光部６ｂを用いてフォーカス計測が行われる。また、図１０（ａ）に示す位置Ｂにアライメントマーク２１が配置されている場合、図１０（ｃ）に示すように、フォーカス計測部６における部分Ｂ’に配置された照射部６ａおよび受光部６ｂを用いてフォーカス計測が行われる。このとき、図１０（ｂ）および（ｃ）において、アライメント検出部５とフォーカス計測部６との相対位置は同じである。そして、制御部９は、アライメントマーク２１の位置に応じて、基板ステージ４とフォーカス計測部６（アライメント検出部５）との相対位置を変化させることにより、フォーカス計測の際に用いる照射部６ａおよび受光部６ｂを選択している。
【００４３】
＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかける物品の製造方法は、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。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の走査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。本実施形態の物品の製造方法は、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。
【００４４】
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および変更が可能である。
【図１】
2014225581.tif 000009
【図２】
2014225581.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年5月16日(2014.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を露光する露光装置であって、
前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、
前記基板に光を照射し、当該基板で反射された光を検出することにより前記基板の高さを計測する計測部と、
前記計測部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記基板ステージの速度プロファイルを取得し、前記基板ステージの加速度が零以外の状態において前記計測部により計測される前記基板上の複数の計測箇所が等間隔になるように、前記計測部が計測を行う複数のタイミングを前記速度プロファイルに基づいて決定する、ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記計測部は、前記複数の計測箇所の各々が範囲を有するように前記複数のタイミングの各々について期間をもって計測を行い、
前記制御部は、前記複数の計測箇所の各々において前記基板ステージの移動方向における長さがそれぞれ目標値になるように、前記複数のタイミングの各々における前記期間を前記速度プロファイルに基づいて決定する、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記計測部は、１つの計測箇所における高さの平均値を当該１つの計測箇所における計測結果とする、ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記範囲において前記計測部から照射される光の照射量が許容範囲に収まるように、前記計測部が前記範囲に照射する光の強度を前記決定された期間に応じて変更する、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記計測部は、前記基板が前記速度プロファイルに従って移動している状態で、前記基板に露光光が照射される領域の高さを当該照射に先立って計測し、
前記制御部は、前記基板を露光する際における前記速度プロファイルに基づいて前記複数のタイミングを決定する、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記基板上に形成されたアライメントマークを検出する検出部を更に含み、
前記制御部は、前記検出部が前記アライメントマークを検出する際における前記速度プロファイルに基づいて前記複数のタイミングを決定する、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記基板ステージの位置を計測する位置計測部を更に含み、
前記制御部は、前記位置計測部の計測結果を用いて前記速度プロファイルを取得する、ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
基板を露光する露光装置であって、
前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、
前記基板に光を照射し、当該基板で反射された光を検出することにより前記基板の高さを計測する計測部と、
少なくとも前記基板ステージを加速している間において前記計測部が計測を行うように、前記計測部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記基板ステージの速度プロファイルを取得し、前記基板ステージの速度が高い状態で前記計測部により計測を行うタイミングの間隔が、前記基板ステージの速度が低い状態で前記計測部により計測を行うタイミングの間隔よりも短くなるように、前記速度プロファイルに基づいて前記計測部が計測を行う複数のタイミングを決定する、ことを特徴とする露光装置。
【請求項９】
基板を保持して移動可能な基板ステージと、前記基板に光を照射し、当該基板で反射された光を検出することにより前記基板の高さを計測する計測部と、を有し、前記基板を露光するために前記基板ステージを移動させている状態で前記基板に露光光が照射される領域の高さを当該照射に先立って計測し、計測結果に基づいて前記基板ステージを移動させながら前記基板を露光する露光装置であって、
少なくとも前記基板ステージを加速している間において前記計測部が計測を行うように前記計測部を制御する制御部を含み、
前記制御部は、前記基板ステージの速度プロファイルを取得し、前記基板ステージの速度が高い状態で前記計測部により計測を行うタイミングの間隔が、前記基板ステージの速度が低い状態で前記計測部により計測を行うタイミングの間隔よりも短くなるように、前記速度プロファイルに基づいて前記計測部が計測を行う複数のタイミングを決定し、
前記決定した複数のタイミングで計測された結果に基づいて前記基板ステージを移動させる、ことを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記基板ステージを加速している間と、前記基板ステージを等速で移動させている間の両方において前記計測部が計測を行うように前記計測部を制御し、
前記基板ステージを加速している間と、前記等速で移動させている間とで、前記計測部により計測を行うタイミングが異なるように前記複数のタイミングを決定する、ことを特徴とする請求項９に記載の露光装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された前記基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。