(57)【要約】【課題】デフォーカスした位置において発生する回転非対称性のディストーションを補正する。【解決手段】基板を露光する露光装置において、マスクを照明する照明光学系と、マスクのパターンを基板上に投影する投影光学系と、照明光学系の少なくとも１つの光学素子を投影光学系の光軸に対して偏心させる、又は、投影光学系の少なくとも１つの光学素子を照明光学系の光軸に対して偏心させる偏心機構と、を有し、偏心機構により前記光学素子を偏心させることにより、投影光学系の焦点位置からデフォーカスした位置で発生する回転非対称性のディストーションを変更する。【選択図】  図１
2019028223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を露光する露光装置において、
マスクを照明する照明光学系と、
前記マスクのパターンを基板上に投影する投影光学系と、
前記照明光学系の少なくとも１つの光学素子を前記投影光学系の光軸に対して偏心させる、又は、前記投影光学系の少なくとも１つの光学素子を前記照明光学系の光軸に対して偏心させる偏心機構と、を有し、
前記偏心機構により前記光学素子を偏心させることにより、前記投影光学系の焦点位置からデフォーカスした位置で発生する回転非対称性のディストーションを変更する、ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記照明光学系の光学素子を前記投影光学系の光軸に対して偏心させることにより、前記照明光学系の光軸からの距離に対するテレセントリシティの特性をシフトさせて、前記回転非対称なディストーションを変更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】
前記照明光学系の光軸からの距離に対するテレセントリシティの特性は、前記距離の３次の成分を有し、
前記投影光学系の光軸からの距離に対するテレセントリシティの特性は、前記距離の３次の成分を有し、
前記光学素子を偏心させることにより、２次の前記回転非対称性のディストーションを変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記照明光学系の光軸と前記投影光学系の光軸がずれていない状態において、前記照明光学系の光軸からの距離に対するテレセントリシティの特性と、前記投影光学系の光軸からの距離に対するテレセントリシティの特性とは、互いに相殺し合う特性を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記偏心機構を制御する制御部と、
前記回転非対称なディストーションを計測する計測部と、を有し、
前記制御部は、前記回転非対称なディストーションの計測結果に基づいて、前記光学素子を偏心させて、計測された前記回転非対称性のディストーションを補正するように前記偏心機構を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記偏心機構を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記基板を露光するときのデフォーカス量の情報と、前記基板を露光するときの前記回転非対称性のディストーションの目標形状の情報と、を取得し、前記デフォーカス量と前記目標形状に基づいて前記光学素子の偏心量を算出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記照明光学系の光軸と前記投影光学系の光軸を相対的に偏心させることにより前記回転非対称性のディストーションを変更することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
露光された基板を現像する工程と、を有し、
現像された基板から物品を製造する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、露光装置及び物品製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィ技術を用いて半導体素子、液晶表示素子等を製造する際に、マスクのパターンを投影光学系によって基板に投影してパターンを転写する露光装置が使用されている。
【０００３】
基板上に微細パターンを形成するために、マスク面や基板面などの被照射面における照度均一性を向上するとともに、被照射面の各点を照明する照明光の角度分布の光量重心（テレセントリシティ）を基板に対して垂直にすることが要求されている。
【０００４】
しかし、テレセントリシティが悪化すると、投影光学系の像面（焦点位置）から光軸方向にずれた位置で基板が露光された時に、基板面での像を結ぶ位置が光軸に対して垂直方向にシフトする。また、テレセントリシティが被照射面の各位置により異なる場合、基板面上に歪曲した像が形成されることになる。
【０００５】
基板がデフォーカス方向にずれて位置決めされた場合であっても、照明光の基板に対するテレセントリック性の崩れ等に起因して生ずる回転対称性のディストーション（像の歪み）を補正する露光装置が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された露光装置では、光学系により発生するテレセントリシティの情報を記憶しておき、基板が位置決めされた位置でのデフォーカス量に応じてレンズを光軸方向に駆動させて基板を露光する。これにより、投影倍率などの回転対称性のディストーションを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−５９８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
レンズの面形状などの製造誤差によって光学系の収差が生じ、デフォーカスした位置において回転非対称性のディストーションが発生することがある。特許文献１に開示された露光装置では、レンズを光軸方向に駆動させて回転対称なディストーションを補正しているが、特許文献１には、このような回転非対称性のディストーションを補正する技術は開示されていない。
【０００８】
また、基板に厚膜のレジストを塗布して露光する場合、レジストプロファイル（パターン形状）を制御するために、投影光学系の像面から光軸方向にデフォーカスした位置におけるディストーションを制御する必要がある。基板は前の露光工程などの基板処理工程を経ることによって、基板に既に形成されたパターンが歪んでしまっているため、任意の歪みに重ね合わせてパターンを露光することができる露光装置が要求されている。
【０００９】
そこで、本発明は、デフォーカスした位置において発生する回転非対称性のディストーションを補正することができる露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する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において、マスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターンを基板上に投影する投影光学系と、前記照明光学系の少なくとも１つの光学素子を前記投影光学系の光軸に対して偏心させる、又は、前記投影光学系の少なくとも１つの光学素子を前記照明光学系の光軸に対して偏心させる偏心機構と、を有し、前記偏心機構により前記光学素子を偏心させることにより、前記投影光学系の焦点位置からデフォーカスした位置で発生する回転非対称性のディストーションを変更する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、デフォーカスした位置において発生する回転非対称性のディストーションを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態における露光装置の概略図を示す図である。
【図２】テレセントリシティを説明するための図である。
【図３】テレセントリシティ誤差がある状態を示す図である。
【図４】テレセントリシティの像高依存性を示す図である。
【図５】露光装置のテレセントリシティを示す図である。
【図６】照明光学系の偏心によるテレセントリシティ特性を示す図である。
【図７】照明光学系を偏心した後の露光装置のテレセントリシティ誤差を示す図である。
【図８】回転非対称性のディストーションを示す図である。
【図９】第１実施形態における制御フローの図である。
【図１０】第２実施形態における露光装置の概略図を示す図である。
【図１１】第２実施形態における制御フローの図である。
【図１２】第３実施形態における制御フローの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
［第１実施形態］
図１に露光装置１００の概略図を示す。光源１０１からリレーレンズ１０８の間を構成するユニットを照明光学系１２０と定義する。光源１０１は、超高圧水銀ランプ等から成っている。楕円ミラー１０２は光源１０１からの光を集光する。楕円ミラー１０２の第１焦点付近に光源１０１が配置されている。楕円ミラー１０２で反射された光は、リレー光学系１０３に導かれる。リレー光学系１０３を透過した光はオプティカルインテグレータ１０４を透過して多数の２次光源が形成される。そして、開口絞り１０５により、光束断面が所望の光強度形状に成形される。開口絞り１０５は被照射面とフーリエ変換になる面にあるため、開口絞り１０５の形状は被照射面の角度分布を決定する。そして、所望の角度分布を持った光はコンデンサレンズ１０６を介して、視野絞り１０７をほぼ均一に照射する。視野絞り１０７で所望の形状の照明領域に形成された光は、リレーレンズ１０８を介して、被照射面であるマスク（レチクル）１０９を照明する。
【００１５】
駆動機構１１６（偏心機構）は、照明光学系１２０を照明光学系１２０の光軸１２０ａに対して垂直な方向に駆動する（偏心する）アクチュータを有する。
【００１６】
投影光学系１１０は、照明されたマスク１０９のパターンを、基板を位置決めする基板ステージ１１３上の基板保持チャック１１２に保持された基板１１１に投影して、基板１１１を露光する。
【００１７】
基板ステージ１１３には、基板を露光する光のテレセントリシティを計測するためのセンサ１１４が設けられている。センサ１１４は、ピンホールやスリットなどの遮光板と、ピンホールやスリットを通過した光を受光して電気信号に変換するＣＣＤなどの光電変換素子を有する。センサ１１４は、ステージ１１３によって投影光学系１１０の投影領域内に移動されることによって、光軸に対して垂直な面における各位置に入射する光の角度分布を測定する。
【００１８】
制御部１１５は、センサ１１４によって測定された角度分布の情報を取得して光量重心（テレセントリシティ）を求める。テレセントリシティ（テレセン度）とは、投影光学系の光軸に対する、像面上の各位置における光量重心の平行度であり、傾き角度や、基板が１μｍデフォーカスした時の像のずれ量で表わされる。そして、各位置における光量重心に基づいて、投影光学系１１０の像面（焦点位置、フォーカス位置）から、投影光学系１１０の光軸１１０ａに平行な方向（デフォーカス方向）にずれた位置におけるディストーションを算出する。当該位置におけるディストーションをデフォーカスディストーションとも称する。制御部１１５は、算出されたディストーションに基づいて、照明光学系１２０の光軸に垂直方向への駆動量を算出し、算出された駆動量だけ照明光学系１２０を駆動するように駆動機構１１６を制御する。
【００１９】
図２は基板１１１上での露光光のテレセントリシティを示した図である。基板１１１上の各位置について、投影光学系１１０の光軸上における位置を軸上像高２１、投影光学系１１０の光軸からＸ方向にマイナス側の位置を軸外像高２２、投影光学系１１０の光軸からＸ方向にプラス側の位置を軸外像高２３とする。像高は、投影光学系１１０の光軸からの距離を表す。軸上像高２１における基板１１１面に対して垂直な軸を２１０、軸外像高２２における基板１１１面に対して垂直な軸を２２０、軸外像高２３における基板１１１面に対して垂直な軸を２３０とする。軸上像高２１における露光光の光量重心の光線を２１１、軸外像高２２における露光光の光量重心の光線を２２１、軸外像高２３における露光光の光量重心の光線を２３１とする。
【００２０】
軸上像高２１における光線２１１は軸２１０に対して平行であり、テレセントリックである。つまり、テレセントリシティに起因する、デフォーカスした位置における像のずれがないことを意味している。同様に、軸外像高２２における光線２２１は軸２２０に対して平行であり、軸外像高２３における光線２３１は軸２３０に対して平行である。
【００２１】
図３はテレセントリックではない状態を示した図である。テレセントリックではない状態における、軸上像高２１における露光光の光量重心の光線を３１１、軸外像高２２における露光光の光量重心の光線を３２１、軸外像高２３における露光光の光量重心の光線を３３１とする。
【００２２】
軸上像高２１における光線３１１と軸２１０は平行ではなく、テレセントリックではない（テレセントリシティ誤差がある）。つまり、テレセントリシティに起因する、デフォーカスした位置における像のずれがあることを意味している。同様に、軸外像高２２における光線３２１と軸２２０は平行ではなく、軸外像高２３における光線３３１と軸２３０は平行ではなく、テレセントリックではない。
【００２３】
基板１１１上に形成される像の位置は、露光光のテレセントリシティの角度と、基板１１１の露光面のベストフォーカス位置からのズレ量（デフォーカス量）に依存する。ベストフォーカス位置において投影光学系の歪曲収差がない場合には、テレセントリックではない場合でも、基板１１１の露光面がベストフォーカス位置にあるときに像が形成される位置はずれない。しかし、基板１１１を上下方向にデフォーカス量Δｈだけ動かした位置で露光すると、テレセントリシティの角度とデフォーカス量Δｈに依存して、基板１１１上に形成される像の位置がずれる。このとき、光線３２１によって形成される像の位置のずれ量（誤差）をΔｄ１、光線３１１によって形成される像の位置のずれ量をΔｄ２、光線３３１によって形成される像の位置のずれ量をΔｄ３が生じる。
【００２４】
基板に厚膜のレジストを塗布して露光する場合、レジストプロファイル（パターン形状）を制御するために、投影光学系の像面から光軸方向にデフォーカスした位置におけるディストーションを制御する必要がある。
【００２５】
テレセントリシティが像高により異なる場合は、デフォーカス時の像の位置のずれ量が像高毎に異なる。この特性を利用することで、基板上に形成される像に、例えば、各位置に対して非線形なディストーション（歪曲）を調整することができる。
【００２６】
以下、投影光学系１１０及び照明光学系１２０に製造誤差等がない理想的な場合について説明する。
【００２７】
図４（ａ）は投影光学系１１０のマスク１０９側のテレセントリシティの像高依存性を示した図である。原点位置は軸上像高である。ここでは一例として像高に依存して３次成分にテレセントリシティが変化する状態を示している。
【００２８】
図４（ｂ）は照明光学系１２０のマスク１０９側のテレセントリシティの像高依存性を示した図である。原点位置は軸上像高である。ここでは一例として投影光学系１１０のテレセントリシティ誤差を低減するように、像高に依存して３次成分にテレセントリシティが変化する状態を示している。
【００２９】
露光装置１００全体のテレセントリシティ、つまり、基板１１１を露光する露光光のテレセントリシティは、投影光学系１１０と照明光学系１２０のテレセントリシティの和となる。そのため、照明光学系の光軸と投影光学系の光軸がずれていない状態において、照明光学系の像高に対するテレセントリシティの特性と、投影光学系の像高に対するテレセントリシティの特性とは互いに相殺し合う。
【００３０】
したがって、像高に依存したテレセントリシティ誤差、が発生しない。
【００３１】
図５は、露光装置１００のテレセントリシティを示した図である。基板１１１上でのテレセントリシティ誤差が無くなるように、投影光学系１１０のマスク１０９側のテレセントリシティ４０１に照明光学系１２０のマスク１０９側のテレセントリシティ４０２を合わせるようにしている。
【００３２】
しかし、投影光学系１１０又は照明光学系１２０のレンズの面形状や材料、レンズの保持機構の製造誤差、又は、レンズの位置や角度の誤差によって、露光装置１００のテレセントリシティに誤差が生じうる。そのため、デフォーカス位置において回転非対称性のディストーションが発生してしまう。
【００３３】
そこで、本実施形態では、投影光学系１１０の光軸に対して垂直な方向にずれるように照明光学系１２０を偏心することによって、デフォーカス位置において発生する回転非対称性のディストーションを補正する。
【００３４】
図６は、照明光学系１２０を偏心する前と後での、照明光学系１２０のテレセントリシティの像高依存性を示した図である。破線７０１は偏心前のテレセントリシティ特性、実線７０２は偏心後のテレセントリシティ特性を示している。照明光学系１２０を投影光学系１１０の光軸に対して垂直方向に偏心させると、照明光学系１２０のテレセントリシティ特性は、像高方向にシフトする。
【００３５】
図７は、照明光学系１２０を投影光学系１１０の光軸に対して垂直な方向に偏心させた時の、露光装置１００のテレセントリシティの像高依存性を示した図である。実線７０３は投影光学系１１０のテレセントリシティ特性を示している。露光装置１１０のテレセントリシティは、シフトした照明光学系１２０のテレセントリシティ特性７０２と、投影光学系１１０のテレセントリシティ特性７０３との和７０４となる。
【００３６】
本実施形態では、投影光学系１１０のもつテレセントリシティ特性７０３と照明光学系１２０の持つテレセントリシティ特性７０２がそれぞれ像高に依存して３次成分であった。そのため、露光装置１００のテレセントリシティ特性７０４は、それらの差分にあたる２次成分の像高依存性をもったテレセントリシティ特性になる。数式で示すと以下のようになる。
【００３７】
照明光学系１２０を投影光学系１１０の光軸に対して垂直なＸ方向に距離ｄＸの量だけ偏心させた時のテレセントリシティ特性７０４のＸ成分ΔＸを、ΔＸ＝Ａ（ｄＸ）２＋Ｂ（ｄＸ）＋Ｃとなる。Ａは２次係数、Ｂは１次係数、Ｃは０次係数である。また、照明光学系１２０を投影光学系１１０の光軸に対して垂直なＹ方向に距離ｄＹの量だけ垂直に偏心させた時のテレセントリシティ７０４のＹ成分ΔＹはΔＹ＝Ａ’（ｄＸ）２＋Ｂ’（ｄＸ）＋Ｃ’となる。Ａ’は２次係数、Ｂ’は１次係数、Ｃ’は０次係数である。
【００３８】
基板１１１をデフォーカスさせて露光した場合、テレセントリシティ特性と、基板１１１上に形成される像の位置のずれの特性は同様である。そのため、照明光学系１２０の偏心によって、基板１１１上に形成される像に、像高に依存した２次成分の位置誤差、つまり、回転非対称性のディストーションを発生させることができる。
【００３９】
図８は、デフォーカス位置にある基板１１１上に形成される像の回転非対称性のディストーションを示した図である。正方格子状の破線９１は、ディストーションのない理想的な形状を示している。実線９２は、照明光学系１２０を光軸に対して垂直なＸ方向に偏心させたときの回転非対称性のディストーション形状を示している。
【００４０】
照明光学系１２０を偏心させたＸ方向に関しては、Ｘ方向の座標に依存して２次成分のＸ誤差ΔＸを発生させることができる。また、Ｘ方向に対して垂直なＹ方向に関しては、Ｘ方向に座標に依存して２次成分のＹ誤差ΔＹを発生させることができる。
【００４１】
このように、照明光学系１２０の光軸を投影光学系１１０の光軸に対して垂直な方向にずれるように照明光学系１２０を偏心させることによって、回転非対称性のディストーションを変更することができる。そのため、照明光学系１２０や投影光学系１１０に起因して発生した、デフォーカス位置における回転非対称性のディストーションを低減するように調整することができる。したがって、基板１１１をデフォーカスさせて露光した場合であっても、歪みの少ないパターンを基板１１１上に形成することができる。
【００４２】
本実施形態における制御フローを説明する。図９は制御フローを示す図である。まず、基板を露光する前に、基板ステージ１１３に搭載されているセンサ１１４を用いて露光装置１００のテレセントリシティを測定する（Ｓ１０１）。その際、軸上像高、複数の軸外像高それぞれで光量重心を測定する。制御部１１５は、センサ１１４による測定データを取得し、各像高の光量重心から、デフォーカス位置における回転非対称性のディストーション成分Ｄ１を算出する（Ｓ１０２）。
【００４３】
照明光学系１２０を投影光学系１１０に対して偏心させたときの照明光学系１２０の偏心量に対する、デフォーカス位置における回転非対称性のディストーションの変化量（敏感度）をＥ１とする。制御部１１５は、算出されたディストーション成分Ｄ１と敏感度Ｅ１から、Ｆ１＝Ｄ１／Ｅ１の式に従って、照明光学系１２０を偏心させるために必要な駆動量Ｆ１を計算する（Ｓ１０３）。
【００４４】
制御部１１５は、算出した駆動量Ｆ１だけ照明光学系１２０を光軸に対して垂直な方向に偏心させるように駆動機構部１１６を制御して、照明光学系１２０を駆動する（Ｓ１０４）。このように、露光装置１００のデフォーカス位置における回転非対称性のディストーションを補正した後、デフォーカス位置において、回転非対称性のディストーションが低減された状態で、マスクのパターンを基板上に投影して基板を露光する（Ｓ１０５）。
【００４５】
本実施形態では投影光学系１１０及び照明光学系１２０のテレセントリシティの像高依存性が３次成分の場合について説明したが、必ずしも３次に限らない。例えば、投影光学系１１０及び照明光学系１２０のテレセントリシティの像高依存性が２次成分の場合には、デフォーカスディストーションの１次成分を調整することが可能である。また更なる高次成分を持たせた場合、高次のデフォーカスディストーションを調整することも可能である。
【００４６】
また、投影光学系１１０の光軸１１０ａを照明光学系１２０の光軸１２０ａに対して偏心させても良い。つまり、照明光学系の光軸と投影光学系の光軸を相対的に偏心させることにより回転非対称性のディストーションを変更することができる。
【００４７】
［第２実施形態］
図１０は、本実施形態における露光装置の概略図である。第１実施形態の構成と同じ構成については説明を省略する。
【００４８】
本実施形態の露光装置１００Ａは、リレーレンズ１０８（光学系）を光軸１２０ａに対して垂直な方向に駆動する駆動機構１１７を有する。制御部１１５は、決定された駆動量に基づいて駆動機構１１７を制御する。また、露光装置１００Ａは、リレーレンズ１０８内の一部のレンズ１１９（光学素子）を光軸１２０ａに対して垂直な方向に駆動する駆動機構１１８を有する。御部１１５は、決定された駆動量に基づいて駆動機構１１８を制御する。
【００４９】
本実施形態では、リレーレンズ１０８、又は、リレーレンズ１０８内の一部のレンズ１１９を投影光学系１１０の光軸１１０ａに対して偏心させる。これによって、投影光学系の焦点位置からデフォーカスした位置で発生する回転非対称性のディストーションを変更する。リレーレンズ１０８、又は、レンズ１１９の偏心による、テレセントリシティ特性の変化、つまり、回転非対称性のディストーションの変化は第１実施形態と同様である。したがって、基板１１１をデフォーカスさせて露光した場合、像高に依存した２次成分の位置誤差を発生させることができる。
【００５０】
本実施形態における制御フローを説明する。図１１は制御フローを示す図である。まず、基板を露光する前に、基板ステージ１１３に搭載されているセンサ１１４を用いて露光装置１００Ａのテレセントリシティを測定する（Ｓ２０１）。その際、軸上像高、複数の軸外像高それぞれで光量重心を測定する。制御部１１５は、センサ１１４による測定データを取得し、各像高の光量重心から、デフォーカス位置における回転非対称性のディストーション成分Ｄ２を算出する（Ｓ２０２）。
【００５１】
リレーレンズ１０８、又は、レンズ１１９を投影光学系１１０に対して偏心させたときのリレーレンズ１０８、又は、レンズ１１９の偏心量に対する、デフォーカス位置における回転非対称性のディストーションの変化量（敏感度）をＥ２とする。制御部１１５は、算出されたディストーション成分Ｄ２と敏感度Ｅ２から、Ｆ２＝Ｄ２／Ｅ２の式に従って、リレーレンズ１０８、又は、レンズ１１９を偏心させるために必要な駆動量Ｆ２を計算する（Ｓ２０３）。
【００５２】
制御部１１５は、算出した駆動量Ｆ２だけリレーレンズ１０８、又は、レンズ１１９を光軸に対して垂直な方向に偏心させるように駆動機構１１７又は駆動機構１１８を制御して、リレーレンズ１０８、又は、レンズ１１９を駆動する（Ｓ２０４）。このように、露光装置１００Ａのデフォーカス位置における回転非対称性のディストーションを補正した後、デフォーカス位置において、回転非対称性のディストーションが低減された状態で、マスクのパターンを基板上に投影して基板を露光する（Ｓ２０５）。
【００５３】
本実施形態では、リレーレンズ１０８、又は、リレーレンズ１０８内の一部のレンズ１１９を偏心させる形態について説明したが、必ずしもその形態に限定されるものではない。リレーレンズ１０８内の視野絞り１０７側のレンズを偏心させても良く、また、複数のレンズを偏心させても良い。また、投影光学系１１０内の一部のレンズ（光学素子）、又はレンズ群を照明光学系１２０の光軸１２０ａに対して偏心させても良い。
【００５４】
本実施形態によれば、照明光学系全体を駆動させることなく、一部のレンズを偏心する簡素な駆動機構によって、投影光学系の焦点位置からデフォーカスした位置で発生する回転非対称性のディストーションを変更することができる。
【００５５】
［第３実施形態］
露光装置を使用するリソグラフィ工程では、前の工程で基板に形成されたパターンに対して重ね合わせて露光することが一般的である。その際、前の工程で露光処理した露光装置と重ね合わせ露光をするときに使用する露光装置が異なる場合、露光装置の光学的誤差として存在するディストーション成分の装置間差が重ね合わせ誤差となり、重ね合わせ精度に悪影響を及ぼす。ディストーション成分の装置間差は、各露光装置の光学性能の誤差等で決まるため、倍率誤差のような回転対称成分ばかりでなく、高次収差等の影響を受けて発生する回転非対称性のディストーション成分もある。
【００５６】
そこで、本実施形態では、前の工程で基板に形成されたパターンに対して重ね合わせて露光する場合におけるディストーションの調整方法を説明する。露光装置の構成は第１実施形態と同じである。
【００５７】
本実施形態における制御フローを説明する。図１２は制御フローを示す図である。
【００５８】
まず、前の工程で基板に形成されたパターンに対して、マスクのパターンを重ね合わせる重ね合わせ露光を行う（Ｓ３０１）。次に、現像処理などで基板上にパターンを形成した後、重ね合わせ計測機（計測部）でショット内の重ね合わせ計測マークの位置ずれ量を計測する（Ｓ３０２）。重ね合わせ計測は、露光装置内で行っても良いし、外部計測機を用いて行っても良い。
【００５９】
制御部１１５は、計測された重ね合わせ計測マークの位置ずれ量（計測結果）から重ね合わせ誤差の情報を取得し、得られた重ね合わせ誤差の情報から、回転非対称性のディストーション成分Ｄ３を算出する（Ｓ３０３）。算出されたディストーション成分をディストーションの目標形状とする。
【００６０】
照明光学系１２０を投影光学系１１０の光軸に対して偏心させたときの照明光学系１２０の偏心量に対する、デフォーカス位置における回転非対称性のディストーションの変化量（敏感度）をＥ３とする。
【００６１】
次に、基板に厚膜のレジストを塗布して露光する場合、基板表面位置のデフォーカス量を設定することができる。そして、制御部１１５は、算出されたディストーション成分Ｄ３（目標形状）と敏感度Ｅ３と、基板表面位置のデフォーカス量Ｇから、Ｆ３＝Ｄ３×Ｇ／Ｅ３の式に従って、照明光学系１２０を偏心させるために必要な駆動量Ｆ３を計算する（Ｓ３０４）。
【００６２】
制御部１１５は、算出した駆動量Ｆ３だけ照明光学系１２０を光軸に対して垂直な方向に偏心させるように駆動機構部１１６を制御して、照明光学系１２０を駆動する（Ｓ３０５）。このように、露光装置１００のデフォーカス位置における回転非対称性のディストーションを調整した後、デフォーカス位置において、回転非対称性のディストーションを低減（補正）する。この状態で、マスクのパターンを、厚膜のレジストが塗布された次の基板上に投影して基板を露光する（Ｓ３０６）。
【００６３】
本実施形態では、照明光学系１２０を偏心させる形態について説明したが、必ずしもその形態に限定されるものではない。第２の実施形態で示したように、リレーレンズ１０８内の一部のレンズを偏心させたり、投影光学系のレンズを偏心させたりしても良い。
【００６４】
本実施形態によれば、既に基板に形成されたパターンが回転非対称性のディストーション成分を有していても、重ね合わせ露光を行う場合に、重ね合わせ誤差を低減することができる。
【００６５】
［第４実施形態］
（物品製造方法）
次に、前述の露光装置を利用した物品（半導体ＩＣ素子、液晶表示素子、カラーフィルタ、ＭＥＭＳ等）の製造方法を説明する。物品は、前述の露光装置を使用して、感光剤が塗布された基板（ウェハ、ガラス基板等）を露光する工程と、その基板（感光剤）を現像する工程と、現像された基板を他の周知の加工工程で処理することにより製造される。他の周知の工程には、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等が含まれる。本製造方法によれば、従来よりも高品位の物品を製造することができる。
【図１】
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【図２】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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