(57)【要約】      （修正有）【課題】パターン形成に並行して基板の変形に係る情報を取得するのに有利なリソグラフィ装置を提供する。【解決手段】基板に対してパターン形成を行うリソグラフィ装置１は、基板を保持して可動のステージ５と、パターン形成のためのビームを基板に照射する光学系３と、基板上に投光して得られる反射光を検出する検出部１０と、ステージに保持されて移動をしている基板に対して、検出部による該移動に伴う経時的な検出データの取得と光学系によるビームの照射とが互いに並行して行われ、かつ基板上のスクライブ領域外の領域を含む領域に関して予め用意された基準データと検出データとに基づいてパターン形成が行われるように、ステージと光学系と検出部との制御を行う制御部２００とを有する。【選択図】図１
2016111241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対してパターン形成を行うリソグラフィ装置であって、
前記基板を保持して可動のステージと、
前記パターン形成のためのビームを前記基板に照射する光学系と、
前記基板上に投光して得られる反射光を検出する検出部と、
前記ステージに保持されて移動をしている前記基板に対して、前記検出部による前記移動に伴う経時的な検出データの取得と前記光学系による前記ビームの照射とが互いに並行して行われ、かつ前記基板上のスクライブ領域外の領域に関して予め用意された基準データと前記検出データとに基づく前記基板の変形に係る情報に基づいて前記パターン形成が行われるように、前記ステージと前記光学系と前記検出部との制御を行う制御部と、
を有することを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記基板上に光を斜入射させて前記反射光を検出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。
【請求項３】
前記制御部は、前記基準データとして、前記基板上に予め形成されたショット領域に対応するデータを用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記基準データとして、前記基板上に予め形成されたショット領域の内の一部のパターンに対応するデータを用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記基準データと前記検出データとに基づいて、前記移動の方向における前記変形に係る情報を取得すること特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記移動の方向における前記変形に係る情報に基づいて、前記移動の方向とは直交する方向における前記変形に係る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。
【請求項７】
前記検出部は、さらに、前記移動の方向とは直交する方向における部位によって異なる特徴を有して前記基板に形成されたマークの一部からの光を検出するように構成され、
前記制御部は、前記マークの一部からの光に関して前記移動に伴って経時的に前記検出部により得られたデータに基づいて、前記直交する方向における前記変形に係る情報を取得することを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記光学系を複数有し、
前記検出部は、前記複数の前記光学系のそれぞれに関して設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記検出部により投光される光に関する前記基板の反射率分布の情報に基づいて、前記基準データを予め用意することを特徴とする請求項１ないし請求項８のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記移動の方向における複数の領域それぞれに関して前記検出データの取得が行われるように前記制御を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項９のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０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対してパターン形成を行う工程と、
前記工程で前記パターン形成を行われた前記基板を加工する工程と、
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、リソグラフィ装置、および物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の微細構造を有する物品を製造するためのリソグラフィ工程は、（ｎ−１）層目のパターンにｎ層目のパターンを重ね合わせて形成する場合がある。また、ｎ層目のパターン形成において、互いに異なるタイミングでパターンを描画する互いに隣接した２つの領域に対して、それぞれのパターンが高精度につなぎ合わせられるようにパターン形成をそれぞれ行う場合がある。そのような場合、基板上に形成された複数のアライメントマーク（以下、単にマークともいう）を検出して得られる各マークの位置に基づいてパターン形成（重ね合わせやつなぎ合わせ）を行っている。
【０００３】
特許文献１は、測定用ビームを照射して基板上のマークからの反射光により得られる信号波形と、予め記憶している基準信号波形とのマッチング処理により対象部の位置を検出する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１４５０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のように対象部の位置を検出してパターン形成を行っても、パターン形成によって生じる熱量が大きい場合、パターン形成中の基板の熱変形により重ね合わせやつなぎ合わせの精度が低下しうる。例えば、電子線描画装置の場合、基板の物理的特性（反射率、熱伝導率等）や、電子線のエネルギーや入射時間、入射領域等に応じて変化する基板の熱変形を、描画中に計測する必要が生じうる。ところが、特許文献１の方法は、アライメントマークを使用することから、描画中に基板の変形を計測するには、当該マークを検出するタイミングや頻度が制約されるため、重ね合わせおよびつなぎ合わせのうち少なくとも一方の精度が不十分となりうる。
【０００６】
本発明は、例えば、パターン形成に並行して基板の変形に係る情報を取得するのに有利なリソグラフィ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】
【０００７】
本発明の一側面は、基板に対してパターン形成を行うリソグラフィ装置であって、
前記基板を保持して可動のステージと、
前記パターン形成のためのビームを前記基板に照射する光学系と、
前記基板上に投光して得られる反射光を検出する検出部と、
前記ステージに保持されて移動をしている前記基板に対して、前記検出部による前記移動に伴う経時的な検出データの取得と前記光学系による前記ビームの照射とが互いに並行して行われ、かつ前記基板上のスクライブ領域外の領域に関して予め用意された基準データと前記検出データとに基づく前記基板の変形に係る情報に基づいて前記パターン形成が行われるように、前記ステージと前記光学系と前記検出部との制御を行う制御部と、
を有することを特徴とするリソグラフィ装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、パターン形成に並行して基板の変形に係る情報を取得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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】リソグラフィ装置の構成例を示す図
【図２】パターン形成方法を例示する図
【図３】アライメントマークの配置例および構成例を示す図
【図４】リソグラフィ装置の要素の配置例を示す図
【図５】リソグラフィ装置における処理の流れを例示する図（実施形態１）
【図６】変形検出部により経時的に得られるデータを例示する図
【図７】テンプレート（基準データ）を例示する図
【図８】リソグラフィ装置における処理の流れを例示する図（実施形態２）
【図９】変形計測を行う基板上の複数の領域を例示する図
【図１０】実施形態４に係る情報取得（計測）を例示する図
【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実施形態を説明する。なお、実施形態を説明するための全図を通して、原則として（断りのない限り）、同一の部材等には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１１】
［実施形態１］
図１は、リソグラフィ装置１の構成例を示す図である。以下、図１を参照しながら、リソグラフィ装置１の具体例として電子線リソグラフィ装置（より一般的には荷電粒子線リソグラフィ装置）について例示的に説明する。しかしながら、リソグラフィ装置は、それに限られず、集束したイオンビームやレーザビーム、ＡｒＦ光、ＥＵＶ光等のエネルギー線（ビーム）により基板に対してパターン形成（物品に係るパターンの形成）を行うものであってもよい。
【００１２】
〔リソグラフィ装置の構成例〕
図１において、電子光学系（荷電粒子光学系）１３（単に光学系またはカラムともいう）は、電子銃２から放射された電子線を基板４に照射する電子光学系要素３を少なくとも含む。なお、電子銃２は、複数の電子光学系１３によって共有されていてもよい。電子光学系要素３は、電子線を集束するための電子レンズ系３ａ（ブランカを含む）及び電子線を偏向するための偏向器３ｂを含みうる。光学系制御部２１は、電子光学系１３を介して（制御して）電子線の集束位置（フォーカス）や偏向量（照射位置）、ブランキングを制御しうる。ここで、ブランキングを行う不図示のブランキング部（ブランカアレイ）は、個別に駆動可能な電極対のアレイと、当該電極対により偏向されなかった電子線を通過させ、当該電極対により偏向された電子線を遮断する開口アレイ部材とを含むものとしうる。
【００１３】
基板４を保持して可動のステージ５は、Ｙステージ５ｂ、Ｙステージ５ｂに載置されたＸステージ５ａ、及び不図示のＺステージにより構成されうる。基板４は、ステージ５に含まれる不図示の（基板）チャックにより保持される。ステージ制御部２５は、Ｘステージ５ａのＸ軸方向における移動、Ｙステージ５ｂのＹ軸方向における移動、ＺステージのＺ軸方向における移動を制御する。ステージ５の上には、基準マークが形成されている基準部材６とＸ軸用の移動鏡７とが設けられている。当該基準マークは、マーク検出部９（後述）の光軸と電子光学系１３の光軸との間の位置の差（ＸおよびＹ座標それぞれの差、ベースラインともいう）を計測するために用いられうる。
【００１４】
干渉計８は、光（例えばレーザビーム）を測定光と参照光とに分割し、測定光を移動鏡７に、参照光を干渉計８の内部に設けられている参照鏡（不図示）にそれぞれ入射させる。当該２つの鏡から反射された光を干渉させ、その干渉光の強度を検出する。当該検出に基づき、干渉計制御部２６は、参照鏡を基準とした移動鏡７の位置、すなわちステージ５（Ｘステージ５ａ）のＸ軸方向における位置（Ｘ座標）を得る（計測する）。ステージ５のＹ軸方向における位置（Ｙ座標）も、Ｙステージ５ｂ上に設けられている不図示のＹ軸用の移動鏡を用いて、同様に計測しうる。干渉計制御部２６は、主制御部２０に計測値を送信し、主制御部２０は、当該計測値に基づき、ステージ制御部２５を介してステージ５の位置を制御しうる。
【００１５】
基板４は、レジストが塗布されている。マーク検出部９は、レジストが感光しない波長の光を照射して、基準部材６上の基準マークや基板４上に形成されているアライメントマーク３４を検出する。マーク検出部制御部２２は、マーク検出部９の出力（例えばマークの画像信号）を処理して基準マークやアライメントマーク３４の位置を得る（計測する）。なお、マーク検出部９は、移動するマークからの回折光の強度を検出するものでもよく、その場合、マーク検出部制御部２２は、当該強度の変化に基づいてマークの位置を求めうる。
【００１６】
変形検出部１０は、基板上に投光して得られる反射光を検出する検出部であり、変形検出部制御部２３は、パターン形成に並行して、変形検出部１０の出力に基づいて、基板の変形に係る情報を取得する。フォーカス検出部１１は、Ｚ軸方向における基板４の表面の位置に相関のある物理量を検出する。電子線リソグラフィは、真空環境下でパターン形成（描画）を行うため、フォーカス検出部１１は、光学的センサや静電容量センサ等、真空中での使用に適したセンサを含みうる。光学的センサを含むフォーカス検出部は、例えば、基板表面に光を斜入射させ、該基板表面と光学的に共役な位置に配置された撮像素子で該基板表面上に斜入射してなる光スポットを撮像するものとしうる。フォーカス検出部制御部２４は、基板表面（撮像面）における光スポットの位置に基づいて、Ｚ軸方向における基板４の表面の位置を得る（計測する）。真空チャンバ（真空容器）１２は、電子光学系１３や、ステージ５、干渉計８、マーク検出部９、変形検出部１０、フォーカス検出部１１を収容している。真空チャンバ１２の内側は、不図示の真空ポンプによって排気されて真空環境にされる。
【００１７】
主制御部２０は、光学系制御部２１、マーク検出部制御部２２、変形検出部制御部２３、フォーカス検出部制御部２４、ステージ制御部２５、干渉計制御部２６、およびメモリ２７（記憶部または記憶媒体）と接続されている。主制御部２０は、それに含まれているＣＰＵ等の処理部により、メモリ２７に記憶されているプログラムを実行しうる。当該プログラムの実行により、各制御部２１ないし２６を制御する。また、メモリ２７に記憶されているパターンデータ（形成すべきパターンを表すデータ）やレシピデータに基づいて各制御部２１ないし２６を制御して基板４上にパターン形成を行う。また、既に説明したような各種計測値をメモリ２７に記憶し、当該計測値に基づく処理を行いうる。なお、主制御部２０、各制御部２１ないし２６、およびメモリ２７は、その構成は上記のものに限定されず、単一または複数の制御部（例えばＣＰＵ等を含んで構成される処理部）として様々に構成しうるものであり、総じて制御部２００ともいうものとする。
【００１８】
また、電子光学系１３は、図１では、１本の電子線を基板４に照射するものであるが、複数本の電子線を基板４に照射するものであってもよい。後者の方がリソグラフィ装置のスループット上有利である。
【００１９】
〔パターン形成方法〕
図２は、リソグラフィ装置１でのパターン形成方法（パターニング・ストラテジー）を例示する図である。図２は、１つの電子光学系１３で基板４に電子線を照射する場合を例示している。電子光学系１３の中央部に示した３５は、矩形状の照射領域を示し、照射領域３５には複数の電子線を個別に選択的に照射しうる。照射領域３５の幅は、例えば、Ｙ軸方向に関して５０ないし１００μｍとしうる。例えば、基板４（ステージ５）のＸ軸方向における走査（移動）と、１回の走査ごとの基板４（ステージ５）のＹ軸方向におけるステップ移動との繰り返しにより、基板４にパターン形成（描画）を行いうる。
【００２０】
図２において、実線（の矢印）は、照射領域３５において電子線を照射される基板上の被照射領域の該基板の走査（スキャン）による進行（の方向）を、破線は、電子線をブランキングしながら行う基板４のステップ移動をそれぞれ示している。そのようなスキャンとステップとを繰り返し行い、パターンデータに基づく電子線のブランキングと偏向器３ｂによる電子線の偏向とを当該スキャンとともに実行することにより、位置精度または重ね合わせ精度の点で有利に基板４上にパターン形成を行いうる。
【００２１】
ここで、図３は、アライメントマーク３４の配置例および構成例を示す図である。図３の（ａ）において、マーク３４は、基板４のスクライブ領域３１上に形成されている。ショット領域３３は、製造すべき１つ又は複数のチップ（デバイス）に対応する。基板４上の各ショット領域３３の位置は、マーク検出部制御部２２により、ユーザの選択等により設定された各サンプルショット領域３２に関するマーク３４の位置に基づいて得られる。サンプルショット領域３２は、マーク位置の計測の正確さ（誤差の小ささ）および精度（再現性）のうちの少なくとも一方の高いものが望ましいため、基板４の外縁部から離れたものが設定されうる。但し、基板の変形の倍率成分を高精度に得るためには、サンプルショット領域３２どうしがなるべく離れるように設定されるのが好ましい。また、サンプルショット領域の数は、計測精度および計測時間（スループット）の双方を考慮して決めればよい。図２は、サンプルショット領域３２の配置例も示している。
【００２２】
図３の（ａ）は、図２に示すサンプルショット領域３２およびその隣接領域を拡大して示している。ショット領域３３には、約４０ないし７０μｍの幅のスクライブ領域３１がある。図３の（ａ）に示すように、例えばＹ軸に平行に延びるスクライブ領域３１には、Ｘ軸方向の幅が約３０ないし６０μｍのマーク３４が形成されている。マーク３４には、図３の（ｂ）〜（ｅ）に示すような種類（形状）のものがあり、当該種類に応じて計測方法（マーク検出方法）は異なりうる。
【００２３】
図３の（ｂ）および（ｃ）のマークは、ステージ５が（ほぼ）静止している状態でマーク検出部９がマーク３４の像を撮像素子上に形成する方式に適している。なお、図３の（ｃ）のマークは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の位置を計測できるものであり、スループット上の利点がある。
【００２４】
一方、図３の（ｄ）および（ｅ）のマークは、マークからの回折光を経時的に検出して得られた信号に基づいて当該マークの位置を計測する方式に適している。この方式は、ステージ５が移動（走査）している状態でマークからの信号を取得するものであり、例えば、マーク検出部９がＴＤＩ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサを備えているのが好ましい。これらのマークは、その線状のマーク要素が基板の移動（走査）方向に対して角度αだけ傾いているため、パターン形成（描画）に並行してＸ軸方向およびＹ軸方向におけるマークの位置情報を同時に取得できるという利点がある。また、ステージ５を静止させずにマークの位置情報を取得できることから、スループットに係る利点がある。
【００２５】
さて、制御部２００は、いわゆるグローバルアライメント計測に係る処理（制御）を行いうる。すなわち、干渉計８を介して計測されたステージ５の位置と、各サンプルショット領域３２に関するマーク３４のその設計上の位置からのずれ量とに基づいて、各ショット領域の位置（当該位置を表す回帰式）を得る。当該回帰式の係数を得るのには、例えば最小自乗法等が用いられる。基板４上の各ショット領域３３の位置座標（ｘ’、ｙ’）は、設計上の各ショット領域３３の位置座標（ｘ、ｙ）を用いて、例えば回帰式（１）で表される。制御部２００は、式（１）で得られる位置座標（ｘ’、ｙ’）のショット領域にパターン形成（描画）が行われるように、ステージ５および光学系１３の動作を制御する。なお、式（１）において、並進変位を表す係数をＳｘ、Ｓｙ、（拡大）倍率に関する係数をｍｘ、ｍｙ、座標軸の回転に関する係数をｃｏｓθｘ、−ｓｉｎθｙ、ｓｉｎθｘ、ｃｏｓθｙとしている。
【００２６】
【数１】
2016111241.tif 000003
【００２７】
次に、図４は、リソグラフィ装置の要素の配置例を示す図である。図４において、リソグラフィ装置１は、スループットの観点から、光学系１３を１３ａないし１３ｃとして複数有するものとしている（なお、光学系１３の数は、３つには限定されない）。そのため、Ｙ軸方向における前述のステップ動作を光学系１３の間隔Ｄｙに対応する回数だけ行うことにより、基板表面全体にわたってパターン形成を行うことができる。なお、リソグラフィ装置１は、それには限定されないが、２つのマーク検出部９ａおよび９ｂを有し、また、光学系１３ごとにその近傍に変形検出部１０（１０ａないし１０ｃ）とフォーカス検出部１１（１１ａないし１１ｃ）とを有する構成としている。
【００２８】
光学系１３ａないし１３ｃの照射領域３５ａないし３５ｃに対して、Ｘ軸方向（一Ｘ方向）に基板４（基板ステージ５）を移動（走査）することにより１つのストライプ（短冊）状の領域にパターン形成がなされる。図４において、光学系１３ａによって最初に描画されるストライプ領域をＬ１ａ、次に描画されるストライプ領域をＬ２ａとしている。ここで、基板４の直径を３００ｍｍ、照射領域３５ａないし３５ｃのＹ軸方向の幅Ｗ１を１００μｍ、光学系１３の間隔Ｄｙを１００ｍｍとする。すると、Ｙ軸方向における幅Ｗ１でのステップ移動を介在させながら各光学系により１０００個のストライプ領域にパターン形成を行えば、１枚の基板へのパターン形成が完了する。
【００２９】
〔リソグラフィ装置における処理の流れ〕
図５は、本実施形態に係るリソグラフィ装置１における処理の流れを例示する図である。この処理は、制御部２００による制御のもとでなされうる。図５において、１枚の基板に関する処理が開始すると、まずステップＳ１００で、真空チャンバ１２内に基板４を搬入する。つづくステップＳ１１０で、マーク検出部９を介してグローバルアライメント計測を行う。グローバルアライメント計測は、図２を参照して上述したように、基板４上の各サンプルショット領域３２に関するマーク３４の位置のその設計上の位置に対するずれ量に基づく。なお、図４に示されるように、マーク検出部９ａおよび９ｂは、Ｘ軸方向においては位置が一致し、Ｙ軸方向においては２つのサンプルショット領域３２の間の距離だけ離れているように構成できれば、ステージ駆動が少なくてスループットの点で有利である。制御部２００は、当該ずれ量に基づいて、各ショット領域の位置（当該位置を表す上記回帰式（１）の各係数）を得る。制御部２００は、得られた各ショット領域の位置に基づいて電子線と基板４との間の位置合わせ（アライメント）を行うことができる。ここで得られた各係数（回帰式）は、メモリ２７に記憶させておく。
【００３０】
つぎにステップＳ１２０では、フォーカス検出部１１を介してフォーカス計測を行う。フォーカス検出部１１ａないし１１ｃは、ステージ５のスキャン移動とステップ移動とを介して、Ｚ軸方向における基板４の表面の位置（高さ）をＸ−Ｙ平面に関して所定のピッチで計測する。なお、フォーカス計測値には、基板４の表面のローカル（局所的）な起伏（平坦度）や塗布されたレジストの膜厚むらに係る成分が含まれうる。したがって、後述のパターン形成（描画）ステップでは、制御部２００は、光学系１３ａないし１３ｃの照射領域３５ａないし３５ｃに係る像面が基板４の表面に整合するように、各光学系に関してフォーカス調整を行いうる。
【００３１】
つぎにステップＳ１３０では、主制御部２０による制御のもとで、光学系制御部２１およびステージ制御部２５を介して、形成すべきパターンおよびレシピの情報に基づいて基板４に対してパターン形成を行う。また、当該パターン形成と並行して、主制御部２０による制御のもとで、変形検出部制御部２３を介して、変形検出部１０ａないし１０ｃによって基板４の変形（ショット領域等の特定パターン領域の位置（ずれ量））に係る情報の取得（変形計測）を行う。なお、変形検出部１０を介した基板の変形に係る情報の取得（計測）方法の詳細は後述する。
【００３２】
つぎにステップＳ１４０では、主制御部２０は、変形検出部１０ａないし１０ｃからの出力に基づいて、電子線の照射により生じた熱に起因する基板４の変形に係る係数を取得する。当該係数は、式（１）の回帰式における係数としうる。例えば、各変形検出部１０からの出力に基づいて（拡大）倍率に関する係数ｍｘを取得しうる。
【００３３】
つぎにステップＳ１５０では、基板４に対するパターン形成が終了したかを判断する。主制御部２０は、パターン形成が終了した（Ｙｅｓ）と判断すれば、ステップＳ１９０に処理を進める。一方、パターン形成が終了していない（Ｎｏ）と判断すれば、ステップＳ１６０に処理を進める。
【００３４】
つぎにステップＳ１６０では、主制御部２０は、ステップＳ１１０で得られた倍率に関する係数とステップＳ１４０で得られた倍率に関する係数に基づいて、熱による基板の変形が許容範囲内であるかを判断する。主制御部２０は、許容範囲内である（Ｙｅｓ）と判断すれば、ステップＳ１８０に処理を進める。一方、許容範囲内でない（Ｎｏ）と判断すれば、ステップＳ１７０に処理を進める。ステップＳ１７０では、主制御部２０は、ステップＳ１１０で得られた倍率に関する係数をステップＳ１４０で得られた倍率に関する係数に基づいて更新する。なお、当該係数の更新は、パターン形成において、光学系１３の動作（例えば偏向器３ｂの偏向量）およびステージ５の運動（位置や回転等）の制御、ならびにパターンデータの変更（補正）のうち少なくとも一つに反映されることになる。つづくステップＳ１８０では、制御部２００は、Ｙ軸方向における照射領域３５（または上記ストライプ領域）の幅Ｗ１だけステージ５をステップ移動させる。その後、ステップＳ１３０に処理を進める。制御部２００は、ステップＳ１５０で、パターン形成が終了したと判断すると、ステップＳ１９０に処理を進める。ステップＳ１９０では、制御部２００による制御のもとで、真空チャンバ１２内から基板４が搬出される。このようにして、１枚の基板に関する処理が終了する。
【００３５】
〔変形計測の具体例〕
ここで、変形計測の具体例に関して詳述する。図６は、変形検出部１０により経時的に得られるデータ（検出データ）を例示する図である。変形検出部１０の出力による変形計測は、例えば、基板４上のスクライブ領域３１とその他の領域３３との間の反射率の差を利用して行われうる。変形検出部１０は、例えば、基板４上に略垂直に計測光を投影（照射）するための投光系と、基板４からの反射光を受光する受光系とを含みうる。なお、計測光は、基板４に対して斜入射させてもよく、この場合、ステージの走査方向（Ｘ軸方向）とは直交する方向（Ｙ軸方向）とＺ軸方向とを含む面（Ｙ−Ｚ面）に沿って斜入射させうる。ここで、計測光の照射領域３６は、局所的な反射率の影響を軽減するため、図６の（ａ）のように、走査方向とは直交する方向（Ｙ軸方向）に長手方向を有する形状であることが好ましい。計測光を斜入射させる構成の場合、そのような形状に照射領域３６を容易に整形することができて好ましい。
【００３６】
図６の（ａ）に示すように＋Ｘ方向に計測光を走査した（−Ｘ方向にステージ５を移動させた）場合、位置Ｘにおける反射光の強度（信号強度）は、例えば、図６（ｂ）ないし（ｄ）のように得られる。図６の（ｂ）は、領域３３の方がスクライブ領域３１より計測光に関する反射率が高い場合の信号波形を示す。図６の（ｃ）は、スクライブ領域３１の反射率の方がより高い場合の信号波形を示し、当該信号波形は、図６の（ｂ）のそれとは反転している。また、図６の（ｄ）は、領域３３とスクライブ領域３１との境界のみ強度が低くなる場合の信号波形を示す。
【００３７】
基板４の変形を計測するのに、本実施形態では、例えば、デバイス（物品）に係るパターンを形成された領域とスクライブ領域３１とを含む基板４上に予め形成されたショット領域３３に対応して予め用意された基準データ（テンプレート（データ））を用いる。当該基準データと、図６（ｂ）ないし（ｄ）のような検出データ（信号波形）の部分との相関係数（相関度）を求める所謂テンプレートマッチングにより、基板４上のショット領域の位置を得ることができる。しかしながら、基準データは、上記のようなものには限定されず、高コントラスト又は特徴的な信号波形に対応するものとしうる。例えば、基準データは、基板４上に予め形成されたショット領域（スクライブ領域を含む）の内の一部のパターンに対応するデータとしうる。なお、スクライブ領域３１内に形成されたアライメントマークを変形計測に利用しなくて済むよう、基準データは、（少なくとも）スクライブ領域外の領域に関して予め用意されている必要がある。
【００３８】
次に、変形検出部１０による検出のタイミングについて説明する。図６の（ａ）に示すＹ軸方向における検出間隔Ｍｄは、例えば、Ｙ軸方向における計測光の照射領域３６の幅を考慮して、Ｙ軸方向における光学系１３による照射領域３５の幅Ｗ１の整数倍としうる。例えば、間隔Ｍｄは、照射領域３５の幅Ｗ１の整数倍、かつ計測光の照射領域３６の幅Ｗ２の半分程度としうる。なお、間隔Ｍｄは、基板上で一定（等間隔）であってもよいし、ショット領域３３内の入射線量分布等に基づき、線量（熱変形）が大きい領域では間隔Ｍｄを小さく、逆に線量（熱変形）が小さい領域では間隔Ｍｄを大きくしてもよい。また、計測光の照射領域３６がステージ５の走査方向（Ｘ軸方向）に平行なスクライブ領域内を走査する場合、変形計測を行わないようにしてもよい。ここで、当該スクライブ領域内のアライメントマーク３４に係る信号を利用することもできるが、その態様は後述の実施形態４において詳述する。
【００３９】
変形検出制御部２３は、変形検出部１０から得られるデータ（信号波形）と予め記憶している基準データ（テンプレート波形）とのマッチング処理により、計測方向（図６ではＸ軸方向）における目的領域の位置（ずれ量）を得る。ここで、図７は、テンプレート（基準データ）を例示する図である。図６の（ｂ）に示した、領域３３の反射率がスクライブ領域３１の反射率より高い場合の信号波形に対応するテンプレートデータを例示している。
【００４０】
まず、図７の（ａ）は、基板上の反射率分布を示している。計測光の走査方向（Ｘ軸方向）における位置に対して、計測光の照射領域３６における平均の反射率をデバイスパターンに係る領域３３およびスクライブ領域３１に関してそれぞれＲｐおよびＲｓとする。また、走査方向における領域およびスクライブ領域３１の長さ（設計値）をそれぞれＰｘおよびＳｘとする。図７の（ｂ）は、反射率ＲｐおよびＲｓをそれぞれ有する長さＰｘおよびＳｘの部分を含む反射率分布Ｒを示している。図７の（ｃ）は、当該反射率分布Ｒに対して、計測光をＸ軸方向に走査した場合に相当する線拡がり関数ＬＳＦ（Ｌｉｎｅ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）をコンボリューションして生成される基準データ（基準信号波形）Ｔを示す。この基準データをテンプレート（データ）としてテンプレートマッチング処理を行えばよい。
【００４１】
なお、本実施形態では、走査方向（Ｘ軸方向）におけるショット領域（目的領域）の位置（ずれ量）を得ているため、Ｘ軸方向の熱変形（倍率に関する係数ｍｘ（の変化））が計測される。走査方向とは直交する方向（Ｙ軸方向）の熱変形は、Ｘ軸方向の熱変形に基づいて決定しうる。例えば、基板の熱変形が等方的であるとみなせる場合には、Ｙ軸方向の熱変形（倍率係数）をＸ軸方向のそれと同等としうる。また、基板の熱変形に特定の異方性があるとみなせる場合には、当該異方性に応じてＸ軸方向の倍率係数に基づきＹ軸方向の倍率係数を求めればよい。以上の説明から理解されるように、本実施形態によれば、パターン形成に並行して基板の変形に係る情報を取得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。
【００４２】
［実施形態２］
実施形態１は、基板表面の反射率分布に基づいて基準データ（テンプレート）Ｔを得る態様とした。本実施形態は、実際の信号波形から基準データＴを得るものである。図８は、実施形態２にけるリソグラフィ装置１における処理の流れを例示する図である。図８のフローチャートは、基準データ（テンプレート）を取得するステップＳ１１５が追加されている点で図５のフローチャートとは異なっている。以下、実施形態１との相違点を主に説明する。
【００４３】
ステップＳ１１５では、パターン形成を行わず基板４に生じる熱（変形）が無視できる状態で、図４を参照して説明したように、基板４のＸ軸方向への移動（走査）とＹ軸方向へのステップ移動とを繰り返す。ここで、当該走査に並行して変形検出部１０を介して経時的に得られる基板４からの反射光に係る信号（波形）をテンプレートＴとしてメモリ２７に記憶させることができる。なお、基板上において対応する複数の領域に関して変形検出部１０を介して経時的に得られた複数の信号（波形）を平均化してテンプレートＴとしてもよい。また、変形検出部１０で経時的に得られた信号（波形）に対して信号処理を行ってテンプレートＴとしてもよい。当該信号処理は、テンプレートマッチングの対象となる信号波形との相関度を高めるようなものを採用しうる。
【００４４】
ステップＳ１３０での基板４の変形に係る情報の取得（変形計測）は、Ｓ１１５でテンプレートに係る情報を取得した領域とその近隣の所定の範囲の領域とに関して行うのが好ましい。
【００４５】
本実施形態によれば、実施形態１の効果に加え、テンプレートマッチングにおける相関度を改善する効果を期待できる。
【００４６】
［実施形態３］
本実施形態は、基板の熱変形の挙動が基板の中心部と周辺部との間では異なりうるとの知見による。具体的には、図４を参照して説明したパターン形成方法の場合、走査方向に沿って基板の周辺部からパターン形成を行うと、基板の中心部に比べて基板の外縁に近づくほど非線形な熱変形が生じる。そのため、実施形態３は、ステージ５の移動（走査）方向（Ｘ軸方向）における基板上の複数の領域のそれぞれに関して、基板の変形（ショット領域等の特定パターン領域の位置（ずれ量））に係る情報の取得（変形計測）を行うように構成している。
【００４７】
図９は、変形計測を行う基板上の複数の領域を例示する図である。図９の例では、基板上において、Ｘ軸方向に沿って左から順に、周辺部領域Ａ１、中心部領域Ａ２およびＡ３、周辺部領域Ａ４のように、４つの領域を設定している。そして、各領域に関して、実施形態１と同様の方法で変形計測を行う。例えば、光学系１３ａに関して設けられた変形検出部１０ａを介して各領域Ａ１ないしＡ４で得られた位置ずれ量を（ΔＸａ１、ΔＸａ２、ΔＸａ３、ΔＸａ４）とする。同様に。変形検出部１０ｂで得られた位置ずれ量を（ΔＸｂ１、ΔＸｂ２、ΔＸｂ３、ΔＸｂ４）、変形検出部１０ｃで得られた位置ずれ量を（ΔＸｃ１、ΔＸｃ２、ΔＸｃ３、ΔＸｃ４）とする。以上のような基板４上の１２領域における位置ずれ量に基づいて、基板の熱変形を表現する非線形の回帰式の係数を得ることができる。
【００４８】
ここで、そのような回帰式は、例えば、次数を３次として、次の式（２）のように示される。
ｘ’＝ａ０＋ａ１ｘ＋ａ２ｙ＋ａ３ｘ２＋ａ４ｘｙ＋ａ５ｙ２
＋ａ６ｘ３＋ａ７ｘ２ｙ＋ａ８ｘｙ２＋ａ９ｙ３
ｙ’＝ｂ０＋ｂ１ｘ＋ｂ２ｙ＋ｂ３ｘ２＋ｂ４ｘｙ＋ｂ５ｙ２
＋ｂ６ｘ３＋ｂ７ｘ２ｙ＋ｂ８ｘｙ２＋ｂ９ｙ３            ・・・（２）
【００４９】
本実施形態によれば、実施形態１の効果に加え、基板の非線形な変形に基づいて重ね合わせ精度を改善する効果を期待できる。
【００５０】
［実施形態４］
実施形態１は、ステージの移動（走査）方向（例えばＸ軸方向）のみにおいて、基板の変形（ショット領域等の特定パターン領域の位置（ずれ量））に係る情報の取得（変形計測）を行うように構成した。これに対して実施形態４は、ステージの移動方向に直交する方向（Ｙ軸方向）においても基板の変形計測を行う点で実施形態１とは異なる。当該変形計測は、Ｘ軸方向に沿った（平行な）スクライブ領域３１内のアライメントマーク３４に係る信号に基づいてなされる。図１０は、実施形態４に係る情報取得（計測）を例示する図である。図１０において、変形検出部１０による計測光の照射領域３６は可変とされている。
【００５１】
実施形態１で説明したように、照射領域３６は、Ｘ軸方向における変形計測を行う場合は、Ｙ軸方向を長手方向としている（Ｙ軸方向に関してスクライブ領域幅より長い）。一方、Ｘ軸に沿ったスクライブ領域３１内のマーク３４を計測光が走査する場合は、Ｙ軸方向において、マーク３４の幅に収まるように照射領域３６を小さくする。ここで、マーク３４として、図３の（ｄ）または（ｅ）のようなマークを採用すれば、図１０の（ｂ）のように信号波形を取得することができる。当該マークは、ステージ５の走査の方向（Ｘ軸方向）とは直交する方向（Ｙ軸方向）における部位（領域または座標）によって異なる特徴を有するものとしうる。なお、マーク３４の左半分のマーク要素群を３４Ｌとし、右半分のマーク要素群を３４Ｒとする。そして、このようなマークを上記のＴＤＩセンサを含む変形検出部１０で検出して周知の信号処理を行えば、マーク３４の位置ずれ量ΔＸ、およびマーク要素３４Ｌと３４Ｒとの間隔ΔＬを得ることができる。ΔＬは、Ｙ軸方向に関するマーク３４と照射領域３６との相対位置関係によって変化するため、ΔＬに基づいてＹ軸方向における基板の変形計測を行うことができる。
【００５２】
本実施形態によれば、実施形態１の効果に加え、ステージの移動方向のみならずそれに直交する方向においても基板の変形計測を行うため、重ね合わせ精度を改善する効果を期待できる。
【００５３】
〔物品製造方法に係る実施形態〕
本発明の実施形態における物品製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロまたはナノ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。本実施形態の物品製造方法は、上記のリソグラフィ装置を用いて、パターン形成を基板に行う工程と、かかる工程でパターン形成を行われた基板を加工（現像等）する工程とを含みうる。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）を含みうる。本実施形態の物品製造方法は、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。
【００５４】
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。
【００５５】
例えば、以上の説明において、ブランキング部（ブランカアレイ）は、個別に駆動可能な電極対のアレイを含むものとして例示したが、それには限定されず、ブランキング機能を有する素子のアレイであればよい。例えば、ブランキング部は、米国特許第７８１６６５５号明細書に記載されているような反射性電子パターニングデバイス（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）を含みうる。当該デバイスは、上面（ｔｏｐ  ｓｕｒｆａｃｅ）上のパターンと、該パターンのうちの電子反射部分と、該パターンのうちの電子非反射部分とを含む。当該デバイスは、さらに、独立に制御可能な複数の画素を用いて上記パターンのうちの電子反射部分および電子非反射部分を動的に変更するための回路アレイ（ａｒｒａｙ  ｏｆ  ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）を含む。このように、ブランキング部は、荷電粒子線に対する反射部分を非反射部分に変更することにより荷電粒子線のブランキングを行う素子（ブランカ）のアレイであってもよい。なお、そのような反射性デバイスを備える荷電粒子光学系の構成と電極対アレイのような透過性デバイスを備える荷電粒子光学系の構成とが互いに異なりうるのは当然である。
【符号の説明】
【００５６】
１  リソグラフィ装置
３  光学系
５  ステージ
１０  検出部
２００  制御部
【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１】
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