(57)【要約】【課題】重ね合わせ精度の点で有利な露光装置を提供する。【解決手段】基板を露光する露光装置は、前記基板に原版の像を投影し、かつ該像に係る投影倍率およびディストーションのうち少なくとも一方を変化させるための可動の光学素子を有する投影光学系と、前記基板を保持して可動のステージと、前記投影光学系の光軸と交差する方向における前記ステージの移動に同期させて前記光学素子の移動を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記光学素子の移動に関する情報に基づいて前記ステージの移動を制御する。【選択図】図１
2015130445.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、
前記基板に原版の像を投影し、かつ該像に係る投影倍率およびディストーションのうち少なくとも一方を変化させるための可動の光学素子を有する投影光学系と、
前記基板を保持して可動のステージと、
前記投影光学系の光軸と交差する方向における前記ステージの移動に同期させて前記光学素子の移動を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記光学素子の移動に関する情報に基づいて前記ステージの移動を制御する、ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記基板に形成されたショット領域を走査露光している間における前記光学素子の移動と前記ステージの移動とを制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記走査露光している間における前記光学素子の移動量を求め、該移動量に基づいて前記ステージの移動速度を決定する、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、前記ステージの移動に同期させて前記光学素子を移動させる場合における該光学素子の移動速度が許容範囲を超えないように、前記ステージの移動速度を決定する、ことを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記ステージの移動速度を、予め定められた前記ステージの移動速度に定数を乗ずることにより決定する、ことを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
前記許容範囲は、前記光学素子を移動させるのに可能な速度の範囲に設定されている、ことを特徴とする請求項４又は５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記走査露光している間における前記ステージの移動速度が一定になるように前記移動速度を決定する、ことを特徴とする請求項３乃至６のうちいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記移動速度をショット領域ごとに決定する、ことを特徴とする請求項３乃至７のうちいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記基板に形成された露光対象のショット領域を切り換えるために前記ステージを移動させる期間において、前記光学素子の移動に関する情報に基づいて、前記ステージの移動を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記情報は、前記期間における前記光学素子の移動量に関する情報を含む、ことを特徴とする請求項９に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記基板に前記光学素子の移動が完了する場合における該光学素子の移動速度が許容範囲を超えないように、前記ステージの移動速度を決定する、ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１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、基板上のショット領域にマスクのパターンを高精度に重ね合わせることが求められている。
【０００３】
そこで、スリット光を基板上で走査してマスクのパターンを基板のショット領域に転写する際に、投影光学系の投影倍率を変えることができる露光装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載された露光装置は、投影光学系に含まれる光学素子を移動させることにより投影光学系の投影倍率を変えて、当該ショット領域にマスクのパターンを高精度に転写することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１８３２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された露光装置では、スリット光の走査速度として基板ステージの速度が予め設定されており、その基板ステージの速度に同期させて光学素子の移動が制御される。しかしながら、本発明者は、このような制御では、ショット領域の変形の状態によっては光学素子を基板ステージに追従させて移動させることができなくなり、ショット領域にマスクのパターンを高精度に重ね合わせることが困難になりうることを見出した。
【０００６】
そこで、本発明は、重ね合わせ精度の点で有利な露光装置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、前記基板に原版の像を投影し、かつ該像に係る投影倍率およびディストーションのうち少なくとも一方を変化させるための可動の光学素子を有する投影光学系と、前記基板を保持して可動のステージと、前記投影光学系の光軸と交差する方向における前記ステージの移動に同期させて前記光学素子の移動を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記光学素子の移動に関する情報に基づいて前記ステージの移動を制御する、ことを特徴とする。
【０００８】
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。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば、重ね合わせ精度の点で有利な露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の露光装置を示す図である。
【図２】スリット光の走査経路を示す図である。
【図３】マスクのパターン像のディストーションを変化させることができる光学素子の構成例を示す図である。
【図４】光学素子のＺ方向における位置と投影光学系の投影倍率との関係を示す図である。
【図５】投影光学系の投影倍率を変化させて、ショット領域とマスクのパターンを転写する方法について説明するための図である。
【図６】ショット領域を露光している間における光学素子の移動速度プロファイルと基板ステージの移動速度を決定する方法を示すフローチャートである。
【図７】ショット領域を露光している間における倍率プロファイルと光学素子の移動速度を示す図である。
【図８】基板上の第１ショット領域と第２ショット領域とを順番に露光する際における基板ステージの経路を示す図である。
【図９】第１ショット領域と第２ショット領域とを順番に露光する際における光学素子のＺ方向における位置を示す図である。
【図１０】基板ステージをステップ移動させる際における基板ステージの移動速度プロファイルを決定する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
＜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、本発明の第１実施形態の露光装置１００を示す図である。第１実施形態の露光装置１００は、スリット光により基板を走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置である。そして、露光装置１００は、光源１０１と、照明光学系１０４と、マスクステージ１２３と、投影光学系１１４と、基板ステージ１１６（ステージ）と、制御部１０とを含みうる。制御部１０は、レーザ制御器１０２と、照明制御器１０８と、マスクステージ制御器１２６と、投影制御器１２９と、基板ステージ制御器１２０と、それら各部を統括する主制御器１０３とを含みうる。主制御器１０３は、例えば、ＣＰＵやメモリなどを有するコンピュータを含み、露光装置１００における露光処理を制御する。
【００１３】
光源１０１は、例えば、ＫｒＦ等のガスが封入され、遠赤外領域の波長２４８ｎｍを有する光（レーザ光）を射出する。光源１０１には、例えば、共振器を構成するフロントミラー、狭帯化モジュール、モニタモジュールおよびシャッタなどが設けられうる。狭帯化モジュールは、分光器や検出器などからなり、スペクトル幅をモニタする。光源１０１におけるガス交換動作や、波長安定化のための制御、放電印加電圧の制御などはレーザ制御器１０２によって行われる。
【００１４】
照明光学系１０４は、光源１０１から射出された光を、例えばスリット光の走査方向と垂直な方向（非走査方向（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に整形し、そのスリット光でマスク１１３（原版）の一部を照明する。照明光学系１０４は、例えば、インテグレータレンズ１０５と、開口絞り１０６と、コンデンサレンズ１０７と、可変スリット１１０と、ハーフミラー１１１と、可変ブレード１１２とを含みうる。光源１０１から射出された光は、照明光学系１０４の整形光学系（不図示）を介して所定の形状に整形された後、インテグレータレンズ１０５に入射され２次光源を形成する。コンデンサレンズ１０７は、マスク１１３に照射される光の強度分布（照度分布）を変える機能を有するレンズであり、開口幅を変える可変スリット１１０に２次光源からの光束を指向させ、可変スリット１１０をケーラー照明する。可変スリット１１０は、投影光学系１１４の瞳面（マスク１１３に対するフーリエ変換面）に配置される。可変スリット１１０は、開口幅を変える機構を有しており、開口幅を制御することによりスリット光の非走査方向における照度分布の均一化を行う。
【００１５】
開口絞り１０６は、ほぼ円形状の開口部を有しており、照明制御器１０８によって開口部の直径、即ち照明光学系１０４の開口数（ＮＡ）を所望の値に設定できるように構成されている。そのため、照明光学系１０４の開口数を照明制御器１０８で制御することにより、後述する投影光学系１１４の開口数と照明光学系１０４の開口数との比であるコヒーレンスファクタ（σ値）を変更することができる。また、可変ブレード１１２は、光軸に直交する面上で移動可能な少なくとも１枚の遮光部材を含み、光源１０１からの光を、例えば非走査方向に長い帯状または円向上の形状を有するスリット光に整形する。即ち、可変ブレード１１２は、スリット光が照射されるマスク１１３の領域（以下、照明領域）を任意に規定することができる。ここで、図１に示す照明光学系１０４の光路上にはハーフミラー１１１が配置されている。ハーフミラー１１１は、コンデンサレンズ１０７から射出された光の一部を反射して、フォトセンサ１０９に入射させる。フォトセンサ１０９は、入射した光の強度を検出するように構成されている。そのため、照明制御器１０８は、ハーフミラー１１１で反射される光の比率と、フォトセンサ１０９で検出された光の強度とに基づいて、マスク１１３や基板１１５に照射される光の強度（露光エネルギー）を求めることができる。
【００１６】
マスク１１３および基板１１５は、マスクステージ１２３および基板ステージ１１６によってそれぞれ保持されており、投影光学系１１４を介して光学的にほぼ共役な位置（投影光学系１１４の物体面および像面）にそれぞれ配置される。マスクステージ１２３は、投影光学系１１４の光軸に直交する方向（ＸＹ方向）に可動に構成されている。そして、マスクステージ１２３のＸＹ方向における位置は、第１計測部１２５の計測結果に基づいてマスクステージ制御器１２６によって制御される。第１計測部１２５は、例えばレーザ干渉計やエンコーダなどを含み、マスクステージ１２３の位置を計測する。ここでは、第１計測部１２５がレーザ干渉計を含む例について説明する。第１計測部１２５のレーザ干渉計は、レーザ光をマスクステージ１２３に設けられた反射板１２４に向けて照射し、反射板１２４で反射されたレーザ光によってマスクステージ１２３における基準位置からの変位を検出する。これにより、第１計測部１２５は、レーザ干渉計によって検出された変位に基づいてマスクステージ１２３の現在位置を計測することができる。そして、第１計測部１２５によって計測されたマスクステージ１２３の現在位置とマスクステージ１２３の目標位置との偏差に基づいて、マスクステージ１２３（マスク１１３）の位置決めがマスクステージ制御器１２６によって制御される。
【００１７】
一方で、基板ステージ１１６は、投影光学系１１４の光軸に交差する方向（例えばＸＹ方向）、および投影光学系１１４の光軸と平行な方向（Ｚ方向）に可動に構成されている。そして、基板ステージ１１６のＸＹ方向における位置は、第２計測部１１８の計測結果に基づいて基板ステージ制御器１２０によって制御される。第２計測部１１８は、例えばレーザ干渉計やエンコーダなどを含み、基板ステージ１１６の位置を計測する。ここでは、第２計測部１１８がレーザ干渉計を含む例について説明する。第２計測部１１８のレーザ干渉計は、レーザ光を基板ステージ１１６に設けられた反射板１１７に照射し、反射板１１７で反射されたレーザ光によって基板ステージ１１６における基準位置からの変位を検出する。これにより、第２計測部１１８は、レーザ干渉計によって検出された変位に基づいて基板ステージ１１６の現在位置を計測することができる。そして、第２計測部１１８によって計測された基板ステージ１１６の現在位置と基板ステージ１１６の目標位置との偏差に基づいて、基板ステージ１１６（基板１１５）の位置決めが基板ステージ制御器１２０によって制御される。
【００１８】
また、基板ステージ１１６のＺ方向における位置は、フォーカス計測部１２１により検出された基板１１５の表面の高さに基づいて基板ステージ制御器１２０によって制御される。フォーカス計測部１２１は、例えば、基板上に供給されたレジストが感光しない波長を有する光を斜めから基板１１５に照射する照射部１２１ａと、基板１１５で反射された光を受光する受光部１２１ｂとを含む。照射部１２１ａは、例えば、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１２１ｂは、例えば、結像光学系とセンサとを含み、基板１１５で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。フォーカス計測部１２１では、投影マークを斜めから基板１１５に結像しているため、基板１１５の表面の高さの変化が、センサ上の結像位置の変化となる。したがって、フォーカス計測部１２１は、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１１５の表面の高さを計測することができる。
【００１９】
投影光学系１１４は、所定の投影倍率β（例えば１／４倍）を有し、マスク１１３に形成されたパターン像（原版の像）をスリット光により基板上に投影する。また、マスクステージ１２３および基板ステージ１１６は、互いに同期しながら投影光学系１１４の投影倍率βに応じた速度比で、投影光学系１１４の光軸に垂直な方向（第１実施形態ではＹ方向）に相対的に移動される。これにより、図２に示すように、スリット光を基板上でＹ方向に走査させて、マスク１１３に形成されたパターンを基板上の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１１６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１１５における露光処理を完了させることができる。図２（ａ）は、複数のショット領域３０１の各々を露光する際におけるスリット光の走査経路を示す図であり、図２（ｂ）は、１つのショット領域３０１を露光する際におけるスリット光の走査経路２０２を示す図である。図２では、スリット光が照射される基板上の領域２０３が示されている。
【００２０】
近年、露光装置では、半導体デバイスなどの微細化に伴って、基板上のショット領域３０１にマスクのパターンを高精度に重ね合わせることが求められている。そこで、第１実施形態の露光装置１００では、基板１１５に投影されるマスク１１３のパターン像の投影倍率を変化させるように移動可能な光学素子１２７が投影光学系１１４に設けられている。光学素子１２７は、例えば、投影光学系１１４の光軸と平行な方向（Ｚ方向）に移動可能な鏡筒１３０によって保持されており、鏡筒１３０は、空気圧や圧電素子などを含む移動機構１２８により移動される。そして、投影制御器１２９によって移動機構１２８を制御し、光学素子１２７のＺ方向における位置を制御することで、投影光学系１１４の投影倍率βを変化させることができる。このように構成された露光装置１００は、ショット領域３０１とマスク１１３のパターン像との形状差を、スリット光の非走査方向（Ｘ方向）については光学素子１２７を移動させることによって補正することができる。一方で、スリット光の走査方向（Ｙ方向）については基板ステージ（基板）とマスクステージ（マスク）との速度比を変えることによって補正することができる。
【００２１】
ここで、第１実施形態では、光学素子１２７をＺ方向に移動させて投影光学系１１４の投影倍率βを変化させる例について説明するが、それに限られるものではない。例えば、光学素子１２７の構成や移動方向を変更することにより、基板１１５に投影されるマスク１１３のパターン像のディストーションを変化させることができる。図３は、マスク１１３のパターン像のディストーションを変化させることができる光学素子１２７の構成例を示す図である。例えば、図３（ａ）に示すように、光学素子１２７が投影光学系１１４の光軸に沿って並んだ２枚のレンズ１２７ａおよび１２７ｂを含むとき、当該２枚のレンズ１２７ａおよび１２７ｂを投影光学系１１４の光軸に沿って離したり近づけたりする。この場合、光軸に対して対称にディストーションを変化させることができる。また、図３（ｂ）に示すように、光学素子１２７を投影光学系１１４の光軸と垂直な方向に移動させる。この場合、光軸に対して非対称にディストーションを変化させることができる。したがって、投影光学系１１４は、光学素子１２７の構成や移動方向を変更することにより、基板１１５に投影されるマスク１１３のパターン像の投影倍率およびディストーションのうち少なくとも一方が変化するように構成されうる。
【００２２】
図４は、光学素子１２７のＺ方向における位置と投影光学系１１４の投影倍率βとの関係を示す図である。図４において、横軸は光学素子１２７のＺ方向における位置を示し、縦軸は投影光学系１１４の投影倍率βを示す。図４に示すように、光学素子１２７のＺ方向における位置と投影光学系１１４の投影倍率βとは比例の関係になる。第１実施形態の投影光学系１１４は、光学素子１２７が基準位置（原点）に配置されたときに投影光学系１１４の投影倍率βが設計倍率（例えば１／４倍）となるように構成されている。そして、光学素子１２７の位置と投影倍率βとの関係は比例関係になり、光学素子１２７を基準位置から＋Ｚ方向に移動させると投影倍率βが設計倍率より大きくなり、基準位置から−Ｚ方向に移動させると投影倍率βが設計倍率より小さくなる。このような光学素子１２７の位置と投影倍率βとの関係を実験などにより予め取得しておき、当該関係における比例係数αを投影制御器１２９に記憶させておくとよい。これにより、制御部１０（投影制御器１２９）は、投影光学系１１４の投影倍率βを所定の倍率ｍ’にする際における光学素子１２７のＺ方向における位置Ｚ’を比例係数αから得ることができる。
【００２３】
ここで、光学素子１２７のＺ方向における位置を変えることにより投影光学系１１４の投影倍率βを変化させて、変形が生じているショット領域３０１にマスク１１３のパターンを転写する方法について、図５を参照しながら説明する。図５は、投影光学系１１４の投影倍率βを変化させて、ショット領域３０１とマスク１１３のパターンを転写する方法について説明するための図である。図５（ａ）は、ショット領域３０１がＸ方向（非走査方向）における倍率成分を含む形状５０１に変形している場合を示す図である。この場合、投影光学系１１４の投影倍率βを、ショット領域３０１のＹ方向（走査方向）における複数の箇所Ｙ１〜Ｙ５において同じ倍率ｍ１にするとよい。そのため、制御部１０は、記憶された比例係数αを用いて、投影倍率βが倍率ｍ１になるときの光学素子のＺ方向における位置を求め、求めた位置に光学素子１２７を配置してスリット光（領域２０３）をショット領域上で走査する。これにより、形状５０１に変形したショット領域３０１に対してマスク１１３のパターンを精度よく転写することができる。
【００２４】
図５（ｂ）は、ショット領域３０１が台形成分を含む形状５０２に変形している場合を示す図である。この場合、投影光学系１１４の投影倍率βを、ショット領域３０１の箇所Ｙ１では倍率ｍ２に、箇所Ｙ２では倍率ｍ３に、箇所Ｙ３では倍率ｍ４に、箇所Ｙ４では倍率ｍ５に、および箇所Ｙ５では倍率ｍ６にするとよい。そのため、制御部１０は、記憶された比例係数αを用いて、投影倍率βが倍率ｍ２〜ｍ６になるときの光学素子１２７のＺ方向における位置をそれぞれ求める。そして、制御部１０は、各箇所Ｙ１〜Ｙ５においてそれぞれ求めた位置に光学素子１２７が配置されるように、スリット光（領域２０３）の走査、即ち基板ステージ１１６の移動に同期させて光学素子１２７を移動させる。例えば、制御部１０は、箇所Ｙ１と箇所Ｙ２との間では投影倍率βが倍率ｍ２から倍率ｍ３になるように光学素子１２７を移動させ、箇所Ｙ２と箇所Ｙ３との間では投影倍率βが倍率ｍ３から倍率ｍ４になるように光学素子１２７を移動させる。箇所Ｙ３と箇所Ｙ４との間、箇所Ｙ４と箇所Ｙ５との間、および箇所Ｙ５と箇所Ｙ６との間においても同様に、制御部１０が光学素子１２７を移動させる。これにより、形状５０２に変形したショット領域３０１に対してマスク１１３のパターンを精度よく転写することができる。
【００２５】
図５（ｃ）は、ショット領域３０１が樽型成分を含む形状５０３に変形してる場合を示す図である。この場合、投影光学系１１４の投影倍率βを、ショット領域３０１の箇所Ｙ１では倍率ｍ７に、箇所Ｙ２では倍率ｍ８に、箇所Ｙ３では倍率ｍ９に、箇所Ｙ４では倍率ｍ１０に、および箇所Ｙ５では倍率ｍ１１にするとよい。そのため、制御部１０は、記憶された比例係数αを用いて、投影倍率βが倍率ｍ７〜ｍ１１になるときの光学素子１２７のＺ方向における位置をそれぞれ求める。そして、制御部１０は、各箇所Ｙ１〜Ｙ５においてそれぞれ求めた位置に光学素子１２７が配置されるように、スリット光（領域２０３）の走査、即ち基板ステージ１１６の移動に同期させて光学素子１２７を移動させる。例えば、制御部１０は、箇所Ｙ１と箇所Ｙ２との間では投影倍率βが倍率ｍ７から倍率ｍ８になるように光学素子１２７を移動させ、箇所Ｙ２と箇所Ｙ３との間では投影倍率βが倍率ｍ８から倍率ｍ９になるように光学素子１２７を移動させる。箇所Ｙ３と箇所Ｙ４との間、箇所Ｙ４と箇所Ｙ５との間、および箇所Ｙ５と箇所Ｙ６との間においても同様に、制御部１０が光学素子１２７を移動させる。これにより、形状５０３に変形したショット領域３０１に対してマスク１１３のパターンを精度よく転写することができる。ここで、図５では、説明を容易にするため、ショット領域３０１のＹ方向における５つの箇所で光学素子１２７のＺ方向における位置を求め、求めた位置に基づいて光学素子１２７を移動させたが、それに限られるものではない。ショット領域３０１のＹ方向における多数の箇所（例えば１００箇所）で光学素子１２７のＺ方向における位置を求めると、変形したショット領域３０１に対してマスク１１３のパターンをさらに精度よく転写することができる。
【００２６】
従来の露光装置では、スリット光を基板上で走査させる速度（走査速度）として基板ステージ１１６の速度が予め設定されており、その基板ステージ１１６の速度に同期させて光学素子１２７の移動が制御されていた。しかしながら、このような制御では、ショット領域に局所的な変形が生じている場合など、ショット領域３０１の変形の状態によっては、許容速度（許容範囲）を超える速度で光学素子１２７を移動させる必要が生じる場合がありうる。許容速度とは、例えば、光学素子１２７を移動させるのに可能な速度のことであり、許容範囲とは、光学素子１２７を移動させるのに可能な速度の範囲のことである。このような場合では、スリット光の走査に対して投影光学系１１４の投影倍率βを追従させることができず、ショット領域３０１にマスク１１３のパターンを高精度に転写することが困難になってしまいうる。そこで、第１実施形態の露光装置１００は、光学素子１２７の移動に関する情報を決定した後に、その情報に基づいて基板ステージ１１６の移動速度プロファイルを決定する。これにより、ショット領域３０１に局所的な変形が生じている場合であっても、基板ステージ１１６の移動に同期させて光学素子１２７を移動させることができる。即ち、スリット光の走査に対して投影光学系１１４の投影倍率βを追従させて、ショット領域３０１にマスク１１３のパターンを高精度に転写することができる。ここで、第１実施形態の露光装置１００は、スリット光を基板上で走査してショット領域３０１を露光している間における光学素子１２７の移動速度プロファイルを当該情報として決定する。そして、露光装置１００は、光学素子１２７の移動速度プロファイルを決定した後に、ショット領域３０１を露光している間における基板ステージ１１６の移動速度プロファイルを決定する。
【００２７】
次に、ショット領域３０１を露光している間における光学素子１２７の移動速度プロファイルと基板ステージ１１６の移動速度プロファイルとを決定する方法について、図６を参照しながら説明する。図６は、ショット領域３０１を露光している間における光学素子１２７の移動速度プロファイルと基板ステージ１１６の移動速度プロファイルとを決定する方法を示すフローチャートである。
【００２８】
Ｓ１０１では、制御部１０は、スリット光を走査してショット領域３０１にマスク１１３のパターンを転写する際における、投影光学系１１４の投影倍率βに関するプロファイル（以下、倍率プロファイル）を取得する。倍率プロファイルは、ショット領域３０１の形状に基づいて決定され、制御部１０に予め記憶されうる。倍率プロファイルは、走査方向（Ｙ方向）に沿ったショット領域３０１の各箇所における投影倍率βをテーブル型データとして記憶されもよいし、関数の係数として記憶されてもよい。また、ショット領域３０１の形状は、露光装置１００に設けられた計測装置(不図示)によって取得されてもよいし、露光装置１００の外部における計測装置によって取得されてもよい。式（１）は、倍率プロファイルの関数の一例を示す式である。式（１）に示す関数は、ショット領域のＸ方向側の辺が正弦波形状になっており、図７（ａ）に示すように正弦波関数で表わされる倍率プロファイル６０１の関数である。そして、式（１）において、例えば、次数Ｎ＝２、ショット領域３０１のＸ方向の長さがＬ［ｍｍ］、ショット領域３０１の各箇所のＹ方向における位置がｙ［ｍｍ］のとき、投影倍率βが倍率ｍ［ｐｐｍ］となる係数Ａ（ｋ）と係数Ｂ（ｋ）とが取得される。そして、取得された係数Ａ（ｋ）と係数Ｂ（ｋ）とが制御部１０（投影制御器１２９）に記憶されうる。
【００２９】
【数１】
2015130445.tif 000003
【００３０】
Ｓ１０２では、制御部１０は、予め設定された速度プロファイル（第１速度プロファイル）に従った基板ステージ１１６の移動に同期させて光学素子１２７を移動させる際における光学素子１２７の移動速度を求める。例えば、制御部１０は、Ｓ１０１で取得した倍率プロファイルに基いて、ショット領域３０１の各箇所における光学素子１２７の位置（Ｚ方向）を求め、第１速度プロファイルに基づいて、ショット領域３０１の各箇所にスリット光が照射される時刻を求める。これにより、制御部１０は、求めた光学素子１２７の位置と時刻とに基づいて、ショット領域３０１の各箇所における光学素子１２７の移動速度を求めることができる。図７（ｂ）は、ショット領域３０１を露光している間における光学素子１２７の移動速度を示す図である。図７（ｂ）において、横軸はショット領域３０１の走査方向（Ｙ方向）における位置を示し、縦軸は光学素子１２７の移動速度を示す。また、図７（ｂ）において、プロファイル６０２が、第１速度プロファイルに従った基板ステージの１１６の移動に同期させて光学素子１２７を移動させる際における光学素子１２７の移動速度のプロファイルである。プロファイル６０２における速度Ｖ１〜Ｖ４は、ショット領域３０１の箇所Ｙ１〜Ｙ４における光学素子１２７の移動速度をそれぞれ示す。
【００３１】
Ｓ１０３では、制御部１０は、Ｓ１０２で求めた光学素子１２７の移動速度の最大値Ｖｍが許容速度Ｖｄ（許容範囲）を超えているか否かを判断する。光学素子１２７の移動速度の最大値Ｖｍが許容速度Ｖｄを超えている場合はＳ１０４に進み、許容速度Ｖｄを超えていない場合はＳ１０６に進む。第１実施形態の露光装置１００では、許容速度Ｖｄを、上述のように、光学素子１２７を移動可能な最大の速度に設定しているが、それに限られるものではない。例えば、光学素子１２７を移動可能な最大の速度に対して９割の速度に許容速度Ｖｄを設定するなど、光学素子１２７の移動に余裕を持たせた速度に許容速度Ｖｄを設定してもよい。
【００３２】
Ｓ１０４では、制御部１０は、ショット領域３０１を露光している間における光学素子１２７の移動速度プロファイルを、光学素子１２７の移動速度の最大値Ｖｍが許容速度Ｖｄを超えないように決定する。例えば、図７（ｂ）に示す例では、光学素子１２７の移動速度がショット領域３０１の箇所Ｙ２で最大の速度Ｖ２となり、速度Ｖ２は許容速度Ｖｄを超えている。このような場合では、上述したように、基板ステージ１１６の移動（スリット光の走査）に対して投影光学系１１４の投影倍率βを追従させることができず、ショット領域３０１にマスク１１３のパターンを高精度に転写することが困難になりうる。そのため、制御部１０は、例えば、図７（ｂ）に示す例において、Ｓ１０２で求めた光学素子１２７の移動速度のプロファイル６０２を、最大値Ｖｍを許容速度Ｖｄに一致させるように全体的に一定の量だけ低下させる。これにより、制御部１０は、ショット領域３０１を露光している間における光学素子１２７の移動速度プロファイル６０３を、光学素子１２７の移動速度の最大値が許容速度Ｖｄを超えないように決定することができる。
【００３３】
Ｓ１０５では、制御部１０は、Ｓ１０４において決定した移動速度プロファイルに基づいて、ショット領域３０１を露光している間における基板ステージ１１６の移動速度プロファイルを決定する。決定された基板ステージ１１６の移動速度プロファイルは、予め設定された第１速度プロファイルより最大速度が小さい速度プロファイル（第２速度プロファイル）となる。そして、基板ステージ１１６の移動速度プロファイルＶｎは、例えば式（２）に示すように、Ｓ１０２で求めた光学素子１２７の移動速度の最大値Ｖｍに対する許容速度Ｖｄの割合（定数）を、予め設定された第１速度プロファイルＶｏに乗ずることにより決定される。ここで、第１実施形態の露光装置１００では、ショット領域３０１を露光している間における基板ステージ１１６の移動速度を一定としてもよい。この場合、計算処理を少なくできるため、基板ステージ１１６の移動速度プロファイルの決定を容易にすることができるとともに、基板ステージ１１６の移動に同期させてマスクステージ１２３の移動を制御することを容易にすることもできる。
【００３４】
【数２】
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【００３５】
Ｓ１０６では、制御部１０は、光学素子１２７の移動と基板ステージ１１６の移動とを制御しながらショット領域３０１の露光を行う。このとき、Ｓ１０３において最大値Ｖｍが許容速度Ｖｄを超えていない場合には、Ｓ１０２で求められた光学素子１２７の移動速度と予め設定された第１速度プロファイルとに従って、光学素子１２７の移動と基板ステージ１１６の移動とが制御される。一方で、Ｓ１０３において最大値Ｖｍが許容速度Ｖｄを超えている場合には、Ｓ１０４で決定された光学素子１２７の移動速度プロファイルに従って、光学素子１２７の移動が制御される。また、Ｓ１０５で決定された基板ステージ１１６の移動速度プロファイルに従って、基板ステージ１１６の移動とが制御される。これにより、第１実施形態の露光装置１００は、非走査方向（Ｘ方向）において基板１１５に投影されるマスク１１３のパターン像の投影倍率を変更し、ショット領域３０１にマスク１１３のパターンを精度よく重ね合わせることができる。即ち、ショット領域３０１にマスク１１３のパターンを高精度に転写することができる。
【００３６】
ここで、走査型の露光装置では、上述したように、ショット領域３０１を露光する際、マスクステージ１２３および基板ステージ１１６が互いに同期しながら投影光学系１１４の投影倍率βに応じた速度比で相対的に移動される。そのため、制御部１０は、Ｓ１０５で決定された基板ステージ１１６の移動速度プロファイルに応じて、マスクステージ１２３の移動速度プロファイルも決定することが好ましい。これにより、基板ステージ１１６とマスクステージ１２３とを所定の速度比で相対的に移動させることができる。また、スリット光の走査方向においてショット領域３０１に変形が生じている場合には、そのショット領域３０１の変形に応じて基板ステージ１１６とマスクステージ１２３との速度比を変更するとよい。これにより、スリット光の走査方向においてショット領域３０１にマスク１１３のパターンを精度よく重ね合わせることができる。
【００３７】
上述したように、第１実施形態の露光装置１００は、ショット領域３０１を露光している間における光学素子１２７の移動速度プロファイルを、光学素子１２７の移動速度の最大値Ｖｍが許容速度Ｖｄを超えないように決定する。そして、露光装置１００は、決定した光学素子１２７の移動速度プロファイルに基づいて、基板ステージ１１６の移動速度プロファイルを決定する。これにより、基板ステージ１１６の移動（スリット光の走査）に対して投影光学系１１４の投影倍率βを追従させることができるため、ショット領域３０１にマスク１１３のパターンを高精度に転写することができる。
【００３８】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、ショット領域３０１を露光している間における光学素子１２７の移動速度プロファイルと基板ステージ１１６の移動速度プロファイルとを決定する例について説明した。第２実施形態では、次に露光を行う対象のショット領域（対称ショット領域）の露光を開始するときの位置（開始位置）に基板ステージ１１６をステップ移動させている間における基板ステージ１１６の移動速度プロファイルを決定する。即ち、第２実施形態では、基板１１５に形成された露光対象のショット領域３０１を切り換えるために基板ステージ１１６を移動させる期間における基板ステージ１１６の移動速度プロファイルを決定する。第２実施形態において基板ステージ１１６の移動速度プロファイルを決定する例について、図８〜図１０を参照しながら説明する。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、以下では装置構成に関する説明については省略する。また、第２実施形態の露光装置は、光学素子１２７の移動に関する情報として、対象ショット領域の露光を開始する際に光学素子１２７が配置されるべき位置に光学素子１２７を移動させる移動量を決定する。そして、第２実施形態の露光装置は、決定した移動量から光学素子１２７の移動に要する移動時間を決定し、その移動時間に基づいて、基板ステージ１１６をステップ移動させている間における基板ステージ１１６の移動速度プロファイルを決定する。
【００３９】
図８は、スリット光を基板上で走査しながら、基板上の第１ショット領域と第２ショット領域とを順番に露光する際における基板ステージ１１６の経路、即ちスリット光の経路を示す図である。図９は、第１ショット領域と第２ショット領域とを順番に露光する際における光学素子１２７のＺ方向における位置を示す図である。また、図１０は、第１ショット領域の露光と第２ショット領域の露光との間で基板ステージ１１６をステップ移動させる際における基板ステージ１１６の移動速度プロファイルを決定する方法を示すフローチャートである。
【００４０】
Ｓ１１１では、制御部１０は、対象ショット領域における倍率プロファイルを取得する。倍率プロファイルは、上述したように、スリット光を走査してショット領域３０１にマスク１１３のパターンを転写する際における投影光学系１１４の投影倍率βに関するプロファイルである。Ｓ１１２では、制御部１０は、Ｓ１１１で取得した対象ショット領域の倍率プロファイルに基づいて、対象ショット領域の露光を開始する際に光学素子１２７が配置されるべき位置（初期位置）を求める。また、Ｓ１１３では、制御部１０は、初期位置に光学素子１２７を移動させるために要する時間（移動時間Ｔｍ）を求める。
【００４１】
例えば、対象ショット領域が第１ショット領域３０１ａであり、第１ショット領域３０１ａに図８に示す台形成分を含む変形が生じている場合を想定する。そして、スリット光による第１ショット領域３０１ａの露光を開始する際には投影光学系１１４の投影倍率βを倍率ｍ１２にする必要があるものとする。この場合、制御部１０は、倍率ｍ１２となる光学素子１２７のＺ方向における位置Ｚｄを初期位置として求め、現在の位置Ｚ０から位置Ｚｄに光学素子１２７を移動させるための移動量（Ｚ０−Ｚｄ）を求める。これにより、制御部１０は、光学素子１２７を移動可能な最大の速度で移動量（Ｚ０−Ｚｄ）だけ光学素子１２７を移動させるときの移動時間Ｔｍ１を求めることができる。ここで、第２実施形態における基板ステージ１１６のステップ移動では、光学素子１２７を移動可能な最大の速度で光学素子１２７を移動しているが、それに限られるものではない。例えば、最大の速度の９０％で光学素子１２７を移動させるなど、最大の速度より低い速度で光学素子１２７を移動してもよい。
【００４２】
Ｓ１１４では、制御部１０は、予め設定された速度プロファイルに従って基板ステージ１１６を開始位置にステップ移動させるために要する時間（移動時間Ｔｓ）を求める。例えば、制御部１０は、図８における箇所Ｓから箇所Ｐ１にスリット光を移動させる際における基板ステージ１１６の移動経路の長さと、予め設定された速度プロファイルとに基づいて移動時間Ｔｓ１を求めることができる。Ｓ１１５では、制御部１０は、基板ステージ１１６の移動時間Ｔｓより光学素子１２７の移動時間Ｔｍの方が長いか否かを判断する。基板ステージの移動時間Ｔｓより光学素子１２７の移動時間Ｔｍの方が長い場合、基板ステージ１１６が対象ショット領域の露光を開始する開始位置に到達した際に、光学素子１２７が初期位置に到達できていない。そのため、光学素子１２７が初期位置に到達するまで基板ステージ１１６を停止させて、光学素子１２７が初期位置に到達した後で基板ステージ１１６を再び加速させる必要が生じ、スループットを低下させることになりうる。そこで、第２実施形態では、基板ステージ１１６の移動時間の方が光学素子１２７の移動時間より長くなるように、基板ステージ１１６の移動速度プロファイルが決定される。Ｓ１１５において基板ステージの移動時間Ｔｓより光学素子１２７の移動時間Ｔｍの方が長い場合はＳ１１６に進み、短い場合はＳ１１８に進む。
【００４３】
Ｓ１１６では、制御部１０は、光学素子１２７の移動時間Ｔｍより長い時間で基板ステージ１１６が開始位置に配置されるように、基板ステージ１１６の移動速度プロファイルを決定する。制御部１０は、例えば、基板ステージ１１６の移動速度プロファイルを、光学素子１２７の移動時間Ｔｍと基板ステージ１１６の移動経路とに基づいて、予め設定された速度プロファイルより最大加速度が小さくなるように決定する。このように基板ステージ１１６の移動速度プロファイルを決定することにより、基板ステージ１１６の移動経路を変えずに基板ステージ１１６の移動時間Ｔｓを光学素子の移動時間Ｔｍより長くすることができる。したがって、光学素子１２７が初期位置に到達するまで基板ステージ１１６を停止させる必要が生じず、スループットの低下を防止することができる。
【００４４】
Ｓ１１７では、制御部１０は、対象ショット領域の露光を開始する開始位置に基板ステージ１１６を移動させる。このとき、Ｓ１１５において基板ステージ１１６の移動時間Ｔｓより光学素子１２７の移動時間Ｔｍの方が長い場合には、制御部１０は、Ｓ１１６で決定した移動速度プロファイルに基づいて基板ステージ１１６を移動させる。一方で、Ｓ１１５において基板ステージ１１６の移動時間Ｔｓより光学素子１２７の移動時間Ｔｍの方が短い場合には、制御部１０は、予め設定された速度プロファイルに基づいて基板ステージ１１６を移動させる。Ｓ１１８では、制御部１０は、対象ショット領域の露光を開始する位置Ｐ１から露光を終了する位置Ｐ２に基板ステージ１１６を移動させて（スリット光を走査させて）対象ショット領域の露光を行う。このとき、制御部１０は、基板ステージ１１６の移動に同期させて光学素子１２７を移動させることにより投影光学系１１４の投影倍率βを倍率ｍ１２から倍率ｍ１３に変化させる。第１ショット領域３０１ａを露光している間における光学素子１２７の移動速度プロファイルと基板ステージ１１６の移動速度プロファイルを決定する方法については、第１実施形態で説明したとおりであるため、ここでは説明を省略する。Ｓ１１９では、制御部１０は、対象ショット領域の次に露光を行うショット領域３０１（次のショット領域３０１）があるか否かを判断する。次のショット領域３０１がある場合はＳ１１１に戻る。一方で、次のショット領域３０１がない場合は基板１１５の露光を終了する。
【００４５】
第２実施形態では、第１ショット領域３０１ａの次に露光を行うショット領域として第２ショット領域３０１ｂがあるため、Ｓ１１１に戻り、第２ショット領域３０１ｂにおける倍率プロファイルを取得する。以降、第１ショット領域３０１ａと同様に、制御部１０は、Ｓ１１２において、Ｓ１１１で取得した第２ショット領域３０１ｂの倍率プロファイルに基づいて、第２ショット領域３０１ｂの露光を開始する際に光学素子が配置されるべき位置Ｚｄを求める。制御部１０は、Ｓ１１３において、現在の位置Ｚｕから位置Ｚｄに光学素子を移動させるための移動量（｜Ｚｕ｜＋｜Ｚｄ｜）を求める。そして、光学素子１２７を移動可能な最大の速度で移動量（｜Ｚｕ｜＋｜Ｚｄ｜）だけ光学素子１２７を移動させるときの移動時間Ｔｍ２を求める。
【００４６】
次に、制御部１０は、Ｓ１１４において、図８における箇所Ｐ２から箇所Ｐ４にスリット光を移動させる際における基板ステージ１１６の移動経路の長さと、予め設定された速度プロファイルとに基づいて移動時間Ｔｓ２を求める。そして、制御部１０は、Ｓ１１５において、光学素子１２７の移動時間Ｔｍ２が基板ステージの移動時間Ｔｓ２を超えているか否かを判断する。移動時間Ｔｍ２が移動時間Ｔｓ２を超えている場合、制御部１０は、Ｓ１１６において、光学素子１２７の移動時間Ｔｍ２より長い時間で開始位置に基板ステージ１１６が配置されるように、基板ステージ１１６の移動速度プロファイルを決定する。基板ステージ１１６の移動速度プロファイルを決定した後、制御部１０は、決定した移動速度プロファイルに基づいて、第２ショット領域３０１ｂの露光を開始する開始位置に基板ステージ１１６を移動させ、第２ショット領域３０１ｂの露光を開始する。第２ショット領域３０１ｂの露光では、位置Ｐ３から位置Ｐ４にスリット光が走査するように基板ステージ１１６を移動させる。制御部１０は、基板ステージ１１６の移動に同期させて光学素子１２７を移動させることにより投影光学系１１４の投影倍率βを倍率ｍ１４から倍率ｍ１５に変化させる。
【００４７】
上述したように、第２実施形態では、光学素子１２７の移動時間Ｔｍより長い時間で、対象ショット領域の露光を開始する開始位置に基板ステージ１１６を移動させるように基板ステージ１１６の移動速度プロファイルが決定される。これにより、光学素子１２７が初期位置に到達するまで基板ステージ１１６を停止させる必要が生じず、スループットの低下を防止することができる。ここで、第２実施形態では、対象ショット領域の露光を開始する開始位置に基板ステージ１１６を移動させるための移動速度プロファイルを決定する方法をステップアンドスキャン方式の露光装置を用いて説明したが、それに限られるものではない。例えば、ステップアンドリピート方式の露光装置においても、当該方法を適用することができる。
【００４８】
＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等の電子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。
【００４９】
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】
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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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