(57)【要約】【課題】パターン転写精度の点で有利な露光方法および露光装置を提供する。【解決手段】基板と原版とを同期して移動させながら、投影光学系を介して基板の複数のショット領域を走査露光する露光方法であって、第１ショット領域と、非走査方向で第１ショット領域と隣接する第２ショット領域とが重なるつなぎ部の露光量を計測する第１工程Ｓ１１３と、投影光学系と基板との間に設けられ、露光光を遮るように可動の遮光板の位置を変えることによりつなぎ部の露光量を変化させる第２工程Ｓ１１２と、第１工程と第２工程とを繰り返すことで求めた、前記つなぎ部の露光量と前記遮光板の位置との関係に基づいて、前記第１ショット領域および前記第２ショット領域の露光量の均一性を前記遮光板の位置により調整する第３工程Ｓ１１５と、を含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と原版とを同期して移動させながら、投影光学系を介して前記基板の複数のショット領域を走査露光する露光方法であって、
第１ショット領域と、非走査方向で前記第１ショット領域と隣接する第２ショット領域とが重なるつなぎ部の露光量を計測する第１工程と、
前記投影光学系と前記基板との間に設けられ、露光光を遮るように可動の遮光板の位置を変えることにより前記つなぎ部の露光量を変化させる第２工程と、
前記第１工程と前記第２工程とを繰り返すことで求めた、前記つなぎ部の露光量と前記遮光板の位置との関係に基づいて、前記第１ショット領域および前記第２ショット領域の露光量の均一性を前記遮光板の位置により調整する第３工程と、を含むことを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記第１工程の前に、前記原版を照明する照明光学系と前記原版との間に設けられた露光量調整部により、前記第１ショット領域および前記第２ショット領域の前記非走査方向の露光量を調整する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】
前記第３工程は、前記遮光板の位置による調整の後、前記原版を照明する照明光学系と前記原版との間に設けられた露光量調整部を用いて行われることを特徴とする請求項１または２に記載の露光方法。
【請求項４】
前記第１工程は、前記非走査方向で異なる複数の位置で行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光方法。
【請求項５】
基板と原版とを同期して移動させながら、投影光学系を介して前記基板の複数のショット領域を走査露光する露光装置であって、
前記投影光学系と前記基板との間に設けられ、露光光を遮るように可動の遮光板と、
前記遮光板を駆動する駆動部と、
前記基板の露光量を計測する計測部と、
前記駆動部を制御する制御部と、を有し、
前記計測部は、第１ショット領域と、非走査方向で前記第１ショット領域と隣接する第２ショット領域とが重なるつなぎ部の露光量を計測する第１工程を行い、
前記制御部は、前記つなぎ部の露光量を変化させるように前記駆動部を制御して前記遮光板の位置を変える第２工程を行い、
前記第１工程と前記第２工程とを繰り返すことで求めた、前記つなぎ部の露光量と前記遮光板の位置との関係に基づいて、前記第１ショット領域および前記第２ショット領域の露光量の均一性を前記遮光板の位置により調整することを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の露光方法または請求項５に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記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、露光方法および露光装置、ならびに物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示デバイスなどの製造工程の１つであるリソグラフィー工程において、原版および基板を同期させて移動させつつ、投影光学系を介して基板上の露光領域に原版のパターンを転写する走査型露光装置（スキャナ）が使用されている。さらに、近年では、スキャナにより基板の大形化に伴う露光領域の大面積化に対応するため、露光領域を複数の単位露光領域（ショット領域）に分割し、各ショット領域に対応するパターンの像を順次露光する方法が開発されている。この方法では、隣接するショット領域の一部をつなぎ合わせて露光するつなぎ露光が行われる。
【０００３】
つなぎ合わされた部分（つなぎ部）は、隣接するショット領域の一部が互いに重なり合うため、つなぎ部以外の部分よりも露光量が大きくなり、パターンの線幅がつなぎ部とそれ以外の部分とで均一でなくなる。つなぎ部とそれ以外の部分の露光量を均一にする露光装置として、特許文献１は、原版と光学的に隣接する位置に設けられた遮光板によりつなぎ部の露光量を調節する露光装置を開示している。また、特許文献２は、光源と原版との間に設けられた遮光板によりつなぎ部の露光量を調節する露光装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０００／６８７３８号公報
【特許文献２】特許第３７１１５８６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、上記各特許文献に記載の露光装置では、各ショット領域のつなぎ部における照度分布の仕方によっては、遮光板の利用だけでつなぎ部およびそれ以外の部分の露光量を均一にすることが困難になりうる。
【０００６】
本発明は、例えば、パターン転写精度の点で有利な露光方法および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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、基板と原版とを同期して移動させながら、投影光学系を介して基板の複数のショット領域を走査露光する露光方法であって、第１ショット領域と、非走査方向で第１ショット領域と隣接する第２ショット領域とが重なるつなぎ部の露光量を計測する第１工程と、投影光学系と基板との間に設けられ、露光光を遮るように可動の遮光板の位置を変えることによりつなぎ部の露光量を変化させる第２工程と、第１工程と第２工程とを繰り返すことで求めた、つなぎ部の露光量と遮光板の位置との関係に基づいて、第１ショット領域および第２ショット領域の露光量の均一性を遮光板の位置により調整する第３工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、パターン転写精度の点で有利な露光方法および露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る走査型投影露光装置の構成を示す概略図である。
【図２】開口部の詳細を示す図である。
【図３】つなぎ部の照度を説明する図である。
【図４】第１実施形態に係るつなぎ露光の手順を示すフローチャートである。
【図５】遮光板の位置と開口部形状を決定する手順を示すフローチャートである。
【図６】遮光板の位置を決定するプロセス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、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る走査型投影露光装置の構成を示す概略図である。走査型投影露光装置は、原版４０を照明する照明光学系１０と、原版４０を保持する原版ステージ４１と、投影光学系５０と、基板８０を保持する基板ステージ８１と、制御部９０とを有する。図中、原版４０および基板８０の表面、原版４０および基板８０の面に沿う面をＸＹ平面とし、ＸＹ平面に垂直な方向をＺ軸、走査方向をＹ軸とし、Ｙ軸に直交する非走査方向をＸ軸とする。
【００１２】
照明光学系１０から出射した光は、照度調整部（露光量調整部）２０に設けられた開口部２１を通過し、原版４０に照射される。原版４０は、例えば、露光されるべき微細なパターン（例えば回路パターン）が描画されたガラス製の原版である。原版ステージ４１および基板ステージ８１を駆動することで、原版４０と基板８０とを同期させて移動させつつ、投影光学系５０を介して基板上の露光領域に原版４０のパターンを転写する。遮光板６０は、露光光を遮るように可動であり、基板上の分割された単位露光領域（ショット領域）のうち、隣接するショット領域が重なり合う部分（つなぎ部）の積算露光量を調節する。積算露光量とは、隣接する各ショットのつなぎ部における露光量を積算したものである。露光光の照度は、基板ステージ８１に設けられた光量センサ（計測部）７０により計測される。制御部９０は、光量センサ７０の計測結果を用いて、照明光学系１０、開口部２１、原版ステージ４１、投影光学系５０、遮光板６０、基板ステージ８１をそれぞれ制御する。
【００１３】
図２は図１における開口部２１の詳細を示す図である。原版４０には、開口部２１の形状に成型された光が照射される。照度調整部２０は、パルスモータやボールねじなどから構成され、制御部９０により制御される駆動機構２２を備えている。駆動機構２２は、金属板などでできた開口部端２３に接続され、駆動機構２２の駆動により、開口部端２３が動き、開口部２１の形状が変化する。この形状は、例えば、矩形又は円弧である。
【００１４】
図３は、開口部２１による照度調整と遮光板６０を用いた遮光による、つなぎ部の照度を説明する図である。図中に示す各軸は、図１や図２と同様である。図３（ａ１）は、あるショットを露光するとき（第１回目の走査露光）の開口部２１の形状と遮光板６０による遮光の様子を示す図である。図中Ｗは、つなぎ部のＸ方向の長さを示す。図３（ａ２）は、図３（ａ１）の構成により基板８０に照射される露光光のＸ方向の照度分布ＩＬ１（ｘ）を示す図である。位置Ｘｓ１からＸ軸の正方向に照度が弱まるように線形に変化している。図３（ａ３）は、基板８０上のつなぎ部６１を示す図である。
【００１５】
図３（ｂ１）は、図３（ａ１）で示した構成で露光したショット領域に隣接するショット領域を露光する時（第２回目の走査露光）の開口部２１の形状と遮光板６０による遮光の様子を示す図である。図中Ｗは、つなぎ部のＸ方向の長さを示す。図３（ｂ２）は、図３（ｂ１）の構成により基板８０に照射される露光光のＸ方向の照度分布ＩＬ２（ｘ）を示す図である。位置Ｘｓ２からＸ軸の正方向に照度が強まるように線形に変化している。図３（ｂ３）は、基板８０上のつなぎ部６１を示す図である。
【００１６】
図３（ｃ１）は、上記各ショット領域を重ね合わせた時（ＩＬ１（ｘ）とＩＬ２（ｘ）とを積算した）の露光光のＸ方向の照度分布ＩＬ（ｘ）を示す図である。つなぎ部は、位置Ｘｓ１から長さＷで示す領域である。この領域における照度は、その他領域における照度に近くなっており、露光量の均一性が向上している。図３（ｃ２）は、上記各ショット領域を重ね合わせた（つなぎ露光）時の基板８０上のつなぎ部６１が重なった様子を示す図である。
【００１７】
遮光板６０は制御部９０により制御される駆動機構（不図示）を備えており、駆動機構が駆動することにより遮光板６０が露光光路内を水平に移動して、露光光を遮光する位置を任意に変更することができる。
【００１８】
図４は本実施形態の露光装置によるつなぎ露光の手順を示すフローチャートである。まず工程Ｓ１１０では、遮光板６０による遮光位置と開口部２１の形状を決定する。図５は、この工程を詳細に説明するフローチャートである。工程Ｓ１１１では、露光光を遮光板６０で遮光していない状態において、得られるパターンが所望の線幅均一性を達成できるような露光量分布を得られるように、制御部９０が開口部２１の形状（初期形状）を設定する。工程Ｓ１１２では、制御部９０が、遮光板６０の位置を変化させながら、初期形状とした開口部２１を遮光する。遮光により、積算露光量が変化する。遮光板６０の位置は、原版４０及び基板８０上のパターン配置の設計値に基づいて、つなぎ部を所望の位置に発生させることができる位置、またはその近傍の位置とする。
【００１９】
工程Ｓ１１３では、光量センサ７０が非走査方向の基板８０上の露光光の照度分布（露光量分布）を計測する。この計測は光量センサ７０が搭載された基板ステージ８１を駆動して、遮光板６０で遮光されている領域近傍（つなぎ部近傍）における複数の箇所で行う。計測箇所としては、例えば、つなぎ部内で露光されるパターンにおいて要求される線幅の規格が厳密である位置、あるいは解像力性能が重要視される位置を優先的に選択することが可能である。計測結果は遮光板６０の位置と関連付けて記憶部（不図示）に記録される。
【００２０】
照度分布の測定は、遮光板６０の位置や光量センサ７０の位置を変えて複数の箇所で行われる。工程Ｓ１１４では、遮光板６０の所定の複数の位置にて計測が完了したか否かを判断し、完了するまでは、工程Ｓ１１２と工程Ｓ１１３とが繰り返される。工程Ｓ１１３で計測されるつなぎ部の照度分布は、投影光学系５０の状態によっては、非線形に変化してしまい、つなぎ露光が困難になる。しかし、本実施形態では、基板８０に照射される露光光の照度分布が均一となるように工程Ｓ１１１で開口部２１の形状を設定しているため、つなぎ部の照度分布は線形変化する。
【００２１】
工程Ｓ１１５では、制御部９０が工程Ｓ１１２及び工程Ｓ１１３の繰り返しで得られた、遮光板６０の位置とつなぎ部での照度（積算露光量）との関係を記憶部（不図示）から読み出し、所望の照度分布を得られる遮光板６０の位置を決定する。まず、遮光板６０の各位置に対するつなぎ部での照度を多項式近似する。このつなぎ部での照度もｘ方向の複数位置で計測し、同様に多項式近似する。例えば、遮光板６０の位置に対する照度の関係を示す多項式が、ｘ方向の位置ｐ、位置ｑおよび位置ｒのそれぞれについて導出される。そして、各位置で目標照度を設定し、各式と目標照度との誤差が最小二乗法等により最小となるような遮光板６０の位置を決定する。目標照度は、つなぎ部内外で露光量が均一になるような照度である。
【００２２】
図６は、遮光板６０の位置を決定するプロセスを説明するための図である。図６（Ａ）は、開口部２１に対する遮光板６０の位置と光量センサ７０の位置とを示す図である。工程Ｓ１１２において、制御部９０は、遮光板６０をその端部が６２−（ａ）〜（ｄ）となるように移動させる。そして、各位置において、制御部９０が、光量センサ７０を位置７０−（ｐ）、位置７０−（ｑ）および位置７０−（ｒ）となるように移動させて照度を計測する。計測結果は、記憶部（不図示）に記録される。
【００２３】
図６（Ｂ）は、計測結果を光量センサ７０の位置ごとに遮光板６０の位置を横軸に、光量センサ計測値を縦軸としてプロットし、それを多項式Ｌ（ｐ）、Ｌ（ｑ）、Ｌ（ｒ）で近似した結果を示している。遮光板６０の端部が６２−（ａ）となる位置をＰａ、６２−（ｂ）となる位置をＰｂ、６２−（ｃ）となる位置をＰｃ、６２−（ｄ）となる位置をＰｄとする。丸プロットは、光量センサの位置を７０−（ｐ）としたときの計測結果、四角プロットは、光量センサの位置を７０−（ｑ）としたときの計測結果、三角プロットは、光量センサの位置を７０−（ｒ）としたときの計測結果を示す。つなぎ露光を行うにあたり、光量センサ７０の各位置における目標照度をＴ（ｐ）、Ｔ（ｑ）およびＴ（ｒ）として、各目標照度と近似多項式との差分値ｄを算出する。この差分値が最小二乗法等により最小となる遮光板６０の位置を求めると、図中の位置Ｐｓとなる。このときの目標照度Ｔ（ｐ）とＬ（ｐ）との差分値はＤｐ、目標照度Ｔ（ｑ）とＬ（ｑ）との差分値はＤｑ、目標照度Ｔ（ｒ）とＬ（ｒ）との差分値はＤｒである。
【００２４】
次に工程Ｓ１１６では工程Ｓ１１５で求めた遮光板６０の位置でより目標値に近い照度分布が得られるよう、開口部２１の形状を段階的に変化させて、開口部２１の形状を決定する。工程Ｓ１１１から工程Ｓ１１６までの処理を全ショット領域に対して実施し、各ショット領域における遮光板６０と開口部２１の位置を決定する。
【００２５】
図４のフローチャートに戻り、工程Ｓ１２０では、工程Ｓ１１５で算出された位置へ遮光板６０を移動させるために必要となる不図示の駆動部の駆動量を制御部９０にて算出する。工程Ｓ１３０では、工程Ｓ１１６で求めた開口部２１の形状を実現するための駆動機構２２の駆動量を制御部９０にて算出する。これら駆動量の算出は、ショット領域ごと（走査露光ごと）に行う。工程Ｓ１４０では、一回目の走査露光のために工程Ｓ１３０で算出した駆動量に従って実際に駆動機構２２を駆動して、開口部２１の形状を変化させる。これと並行して、工程Ｓ１４１では遮光板６０を一回目の走査露光のために移動させる。
【００２６】
工程Ｓ１５０では、一回目の走査露光を行う。工程Ｓ１６０では、二回目の走査露光のために工程Ｓ１３０で算出した駆動量に従って実際に駆動機構２２を駆動して、開口部２１の形状を変化させる。これと並行して、工程Ｓ１６１では遮光板６０を二回目の走査露光のために移動させる。工程Ｓ１７０では、二回目の走査露光を行う。
【００２７】
工程Ｓ１８０では、全ショット領域の露光が完了したか否かを判断する。完了した場合は、露光が終了する。完了していない場合は、工程Ｓ１９０に進む。工程Ｓ１９０では、現在使用している遮光板６０及び開口部２１の位置における光量分布が有効かどうかの判断を行う。有効ならば工程Ｓ１２０に戻って次のつなぎ露光を行う。無効ならば工程Ｓ１１０に戻って遮光板６０及び開口部２１の位置における光量分布の再計測を行う。
【００２８】
有効かどうかの判断方法としては、例えば遮光板６０及び開口部２１の位置を決定した時点の計測照度を記憶し、その時点の計測結果と工程Ｓ１７０時点での計測結果を比較し、その差異を判断基準とする方法がある。または、露光した基板８０を計測器で計測し、露光された回路パターンの線幅均一性などの露光品質を判断基準とする、といった判断方法もある。工程S１９０を毎回実行した場合は露光結果不良を減らすことができる一方で、処理のオーバーヘッドが生産性へおよぼす影響も大きいため、例えば照明光学系１０のパラメータ変更時だけ実施するなど一定の間隔を空けて実行するとよい。
【００２９】
なお、本実施形態では、つなぎ部の照度分布を図３（ａ２）のように、互いに等しい変化の割合で変化する分布としていた。これは、各ショット領域における遮光板６０および開口部２１の調整量を小さくできる点でスループットの向上につながる。しかし、このような照度分布に限られず、つなぎ部とそれ以外の部分とで照度分布の均一性が改善されれば、つなぎ部における各ショット領域の照度分布の形状は問わない。
【００３０】
また、隣接する２つのショット領域のつなぎ部のそれぞれで照度分布を調整して、照度分布の均一性を改善してもよいし、一方のショット領域のつなぎ部での照度分布は調整せずに、他方の調整だけで照度分布の均一性を改善してもよい。
【００３１】
このように、本実施形態の走査型露光装置は、開口部２１によってつなぎ部の照度分布が線形に変化するように調節しているため、例えば、投影光学系５０の状態による照度分布の非線形変化の影響を受けることが無い。したがって、遮光板６０による遮光により、つなぎ部とそれ以外の照度分布の均一性を向上させることができる。
【００３２】
以上のように、本実施形態によれば、パターン転写精度の点で有利な露光方法および露光装置を提供することができる。
【００３３】
（第２実施形態）
つぎに、本発明の第２実施形態に係る露光方法について説明する。第１実施形態では、つなぎ部以外の部分における照度を基準に、つなぎ部における照度分布を調整していたが、つなぎ部とそれ以外の部分において照度の変化量が大きい場合は、つなぎ部における調整だけでは不十分になる場合がありうる。この場合、つなぎ部とそれ以外の部分との照度の差を低減するように、開口部２１の形状を変化させる。このような方法によっても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００３４】
（物品の製造方法）
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。さらに、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。
【００３５】
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ず、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。
【符号の説明】
【００３６】
１０  照明光学系
２０  照度調整部（露光量調整部）
２１  開口部
４０  原版
６０  遮光板
７０  光量センサ（計測部）
８０  基板
９０  制御部
【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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