(57)【要約】【課題】スループットの高い露光装置を提供する。【解決手段】露光装置は、露光領域をショット間で切り替えるためにＺ方向投影光学系３の光軸ＡＸに垂直な方向に基板Ｗを移動する基板ステージ４と、基板Ｗのショットの高さ補正、ＸＹ軸に関する傾き補正、ショットの像面湾曲補正、ショットの倍率補正、及びショットのＺ軸周りの回転補正のうちの一つに使用される駆動部３ｂと、基板ステージ４が露光領域を第１のショットから第２のショットに切り替えるように基板Ｗを移動すると基板ステージ４の移動距離が最小になる場合であっても駆動部３ｂが第１のショット用の補正状態から第２のショット用の補正状態に移行するのに要する時間が、基板ステージ４が露光領域を第１のショットから第２のショットに移動する時間、及び、駆動部が第１のショットの補正状態から第３のショットの補正状態に移行するのに要する時間よりも長い場合に、露光領域を第１のショットから第３のショットに移動するように基板ステージ４を制御する制御部１１０と、を有する。【選択図】図１０
2009194247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を利用して原版のパターンを基板に露光する露光装置であって、
前記原版のパターンを前記基板に投影する投影光学系と、
露光領域を前記基板の一回の露光領域であるショット間で切り替えるために前記投影光学系の光軸方向に直交する二方向のそれぞれに前記基板を移動する基板ステージと、
前記投影光学系の前記光軸方向の前記基板のショットの高さ補正、前記投影光学系の前記光軸方向に直交する二方向のそれぞれに関する傾き補正、前記ショットの像面湾曲補正、前記ショットの倍率補正、及び前記ショットの前記光軸周りの回転補正のうちの一つに使用される駆動部と、
前記基板ステージが前記露光領域を第１のショットから第２のショットに切り替えるように前記基板を移動すると前記基板ステージの移動距離が最小になる場合であっても前記駆動部が前記第１のショット用の補正状態から前記第２のショット用の補正状態に移行するのに要する時間が、前記基板ステージが前記露光領域を前記第１のショットから前記第２のショットに移動する時間、及び、前記駆動部が第１のショットの補正状態から第３のショットの補正状態に移行するのに要する時間よりも長い場合に、前記露光領域を前記第１のショットから前記第３のショットに移動するように前記基板ステージを制御する制御部と、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記駆動部は、前記投影光学系の光軸方向の前記基板のショットの高さ補正、前記投影光学系の光軸に直交する二方向のそれぞれに関する傾き補正、前記ショットの像面湾曲補正、ショットの倍率補正、及び前記ショットの前記光軸周りの回転補正のうちの最も時間がかかる補正に使用される駆動部であることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記基板ステージと前記駆動部の全ショットについての合計駆動時間が最短となるようにショット間を露光する順番を決定することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項４】
前記ショットは、前記駆動部が行う補正の駆動量に応じて複数のグループに分類され、
前記第１のショットと前記第３のショットは同一のグループに属し、前記第２のショットは前記第１及び第３のショットとは異なるグループに属し、
前記制御部は、グループ単位で露光を行うように前記基板ステージを制御することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項５】
前記制御部は、同一のグループ内では前記基板ステージの移動距離が最小になるように前記基板ステージを制御することを特徴とする請求項４記載の露光装置。
【請求項６】
前記制御部は、異なるグループの２つのショット間で露光領域を移動する場合には前記基板ステージの移動距離が最小になるように前記基板ステージを制御することを特徴とする請求項４記載の露光装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の露光装置を使用して基板を露光するステップと、
露光された基板を現像するステップと、
を有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源からの光を利用して原版（マスク又はレチクル）のパターンを、原版と基板を走査しながら、投影光学系を介して基板に露光する走査型露光装置は従来から知られている。基板は、一回の露光領域であるショットを複数有し、あるショットに原版パターンが転写されると基板ステージによって露光領域は次のショットに移動する。露光とステップ移動を繰り返すことによって基板の全ショットに原版パターンが露光される。
【０００３】
露光においてはスループットが重要なパラメータであり、各ショットを露光する順番はスループットに影響を与える。特許文献１は、基板ステージの走査方向（例えば、Ｙ方向）と、光軸方向（例えば、Ｚ方向）と走査方向に直交する非走査方向（又は副走査方向、例えば、Ｘ方向）の移動距離が最小になるようにショット間の露光の順番を決定している。特許文献１は、基板ステージの移動量、即ち、駆動時間を最小にすることによってスループットの向上を図っている。
【特許文献１】特開平０４−０３７１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
露光装置では、フォーカス補正のために投影光学系の像面補正用レンズを駆動して露光領域の像面湾曲を補正している。しかし、像面補正用レンズの駆動応答性は基板ステージのそれよりも低いため、基板ステージが露光領域を目標ショットに移動しても像面補正用レンズは目標位置に到達しておらず露光を直ちに開始できない場合があった。また、高精度なアライメントのためには、基板全体のＺ軸周りの回転補正よりもショット毎のＺ軸周りの回転補正が必要である。基板ステージのＺ軸周りの回転駆動はＸ方向及びＹ方向の駆動に比べて駆動応答性が低い。以上から、特許文献１の方法では必ずしもスループットが向上しない。
【０００５】
そこで、本発明は、スループットの高い露光装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面としての露光装置は、光源からの光を利用して原版のパターンを基板に露光する露光装置において、前記原版のパターンを前記基板に投影する投影光学系と、露光領域を前記基板の一回の露光領域であるショット間で切り替えるために前記投影光学系の光軸方向に直交する二方向のそれぞれに前記基板を移動する基板ステージと、前記投影光学系の前記光軸方向の前記基板のショットの高さ補正、前記投影光学系の前記光軸方向に直交する二方向のそれぞれに関する傾き補正、前記ショットの像面湾曲補正、前記ショットの倍率補正、及び前記ショットの前記光軸周りの回転補正のうちの一つに使用される駆動部と、前記基板ステージが前記露光領域を第１のショットから第２のショットに切り替えるように前記基板を移動すると前記基板ステージの移動距離が最小になる場合であっても前記駆動部が前記第１のショット用の補正状態から前記第２のショット用の補正状態に移行するのに要する時間が、前記基板ステージが前記露光領域を前記第１のショットから前記第２のショットに移動する時間、及び、前記駆動部が第１のショットの補正状態から第３のショットの補正状態に移行するのに要する時間よりも長い場合に、前記露光領域を前記第１のショットから前記第３のショットに移動するように前記基板ステージを制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、スループットの高い露光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面の露光装置について説明する。露光装置は、図１に示すように、光源からの光を利用して原版であるレチクルＲのパターンを基板Ｗに露光する。露光装置は、照明装置１、レチクルステージ２、投影光学系３、基板ステージ４、制御部１１０、その他の構成要素を有し、ステップアンドスキャン方式でレチクルＲのパターンを基板Ｗに露光する。なお、本発明は、ステップアンドリピート方式の露光装置にも適用可能である。ＡＸは投影光学系３の光軸であり、光軸方向はＺ方向である。
【０００９】
照明装置１は、レチクルＲを照明し、光源と、照明光学系とを有する。光源は、レーザーや水銀ランプを使用することができる。照明光学系は、レチクルＲを均一に照明する光学系である。
【００１０】
レチクルＲは、回路パターン（又は像）を有し、レチクルステージ２に支持及び駆動される。レチクルステージ２はバーミラー２０ａを搭載し、レチクルステージ２のＸＹ方向の位置は干渉計２１で常時測定される。レチクルＲから発せられた回折光は、投影光学系３を通り基板Ｗ上に投影される。レチクルＲと基板Ｗは光学的に共役の関係にあり、レチクルＲと基板Ｗを縮小倍率比の速度比で同期走査することによりレチクルパターンを基板Ｗに転写する。レチクルステージ２に吸着・固定されたレチクルＲは、図１に示す矢印２ａ（Ｙ方向）方向に一定速度で走査すると共に矢印２ａと直交する方向（Ｘ方向）には常に目標座標位置を維持して走査するように補正駆動される。
【００１１】
投影光学系３は、レチクルパターンを基板Ｗに縮小倍率で投影する。投影光学系３は、屈折型光学系、反射屈折型光学系、反射型光学系のいずれも使用可能である。投影光学系３の基板Ｗに最も近い最終光学素子を液体に浸漬して液浸露光を実現してもよい。レチクルパターンが形成されたレチクルＲの面を物体面とすると、基板Ｗに形成される像面は図１のＺ方向に垂直な面に形成される。投影光学系３は、基板Ｗの像面湾曲を補正するためのレンズ３ａを有し、レンズ３ａは駆動部３ｂによって駆動される。駆動部３ｂは制御部１１０によって制御される。
【００１２】
基板Ｗは、本実施例ではウエハであるが、別の実施例では液晶基板であり、被露光体を代表する。基板Ｗの表面にはフォトレジストが塗布されている。基板ＷにレチクルＲのパターンが露光され、一回の露光領域をショットと呼ぶ。基板Ｗには、図３に示すように、マトリックス状に同一パターン構造を有する複数のショットが形成されている。
【００１３】
基板Ｗは保持治具である基板チャック５に吸着及び固定される。基板チャック５は微動ステージ３０に固定される。微動ステージ（駆動部）３０は基板ステージ４に搭載される。基板ステージ４はＸ方向とＹ方向に各々水平移動可能なＸＹステージであり、レチクルパターン像を基板Ｗの各ショットに合致させるための複数軸の補正系を構成する。このように、基板ステージ４は、露光領域を基板Ｗのショット間で切り替えるためにＺ方向に直交する二方向（ＸＹ方向）のそれぞれに基板Ｗを移動する。微動ステージ３０はＺ方向への移動やＸＹＺ軸回りに回転可能なステージである。基板ステージ４は、定盤７上に設けられている。基板ステージ４のＸＹ方向の位置は、バーミラー２０ｂを参照した干渉計２１で常時測定されている。基板チャック５には基準マーク６が形成されている。
【００１４】
定盤７上又は別に設けた定盤上には、基板ステージ４と同様に、複数軸方向に自由に移動可能な別の露光及び計測用の基板ステージ４’と微動ステージ３０’が配置されている。基板チャック５及び基板Ｗは、最初は基板ステージ４’にセットされている。
【００１５】
１０から１９は、基板Ｗの表面位置及び傾きを計測する計測光学系の各要素である。計測光学系は、基板ステージ４’上にセットされた状態で基板チャック５上の基準マーク６に対する基板Ｗ上の各ショット又は任意のショットの高さ位置を計測する。制御部１１０は、計測データをメモリ１３０に記憶する。基板チャック５上の基準マーク６は計測精度を高めるために基板Ｗと略同一の高さとなるように、例えば、金属薄膜や金属板等を付して構成される。
【００１６】
１０は光源であり、白色ランプ又は相異なる複数のピーク波長を持つ高輝度発光ダイオードの光を照射する照明ユニットから構成される。１１はコリメータレンズで、光源１０からの光束を断面の強度分布がほほ均一の平行光束として射出する。１２はプリズム形状のスリット部材で一対のプリズムを互いの斜面が相対するように貼り合わせており、この貼り合わせ面に複数の開口（例えば、２５個のピンホール）をクロム等の遮光膜を利用して設けている。１３は両テレセントリック光学系で、スリット部材１２の複数のピンホールを通過した独立の２５本の光束をミラー１４を介して基板Ｗの表面に２５個の計測スポットＭＳに導光する。図１の紙面に垂直な方向に複数の光束が配置されている。光学系１３に対してピンホールの形成されている平面と基板Ｗの表面を含む平面とはシャインプルーフの条件（Ｓｃｈｅｉｎｍｐｆｌｕｇ’ｓ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）を満足する。
【００１７】
光源１０からの光束と基板の表面に垂直な線（光軸）とのなす角である入射角は７０°以上である。光学系１３を通過した２５本の光束は、図２に示すように、パターン領域の互いに独立した各測定スポットＭＳに入射・結像している。図２における２５個の計測スポットＭＳはＸ方向に、基板ステージ４’における露光スリットの（走査方向と垂直な）副走査方向の幅とほぼ等しいか、又はそれ以上の長さにわたって配置している。２５個の計測スポットＭＳを、例えば、基板ステージ４’における露光スリット幅の倍の長さに亘って配置することによって少なくとも２つのショットを同時に計測することができ、ショット計測する時間が短縮される。２５個の計測スポットＭＳが基板面内で互いに独立して観察されるように、Ｘ方向（走査方向４ａ）からＸＹ平面内でθ°回転させた方向より入射する。
【００１８】
１６は両側テレセントリック系の受光光学系で、ミラー１５を介して基板面からの２５本の反射光束を受光する。受光光学系１６内に設けた絞り１７は２５個の各計測スポットＭＳに対して共通に設けられ、基板上に存在する回路パターンによって発生する高次の回折光（ノイズ光）をカットする。受光光学系１６を通過した光束は、補正光学系群１８の２５個の個別の補正レンズにより光電変換手段群１９の検出面に互いに同一の大きさのスポット光となるように再結像する。
【００１９】
受光する側の要素１６〜１８は、各計測スポットＭＳの局所的な傾きにより計測面でのピンホール像の位置が変化することはなく各計測スポットのＺ方向での高さ変化に応答して計測面上でピンホール像が変化する。本実施例では、光電変換手段群１９は２５個の例えば一次元ＣＣＤラインセンサであるが、複数の二次元位置計測素子を使用してもよい。
【００２０】
本実施例は、基板Ｗを基板チャック５に吸着した状態で基板ステージ４’から基板ステージ４に移動し、位置計測器１００を利用して基板Ｗの合焦操作を行う。位置計測器１００は、レチクルＲ上のパターン領域又はその境界線上に設けた合焦用のマーク２３を利用し、ハーフミラー２４と、集光レンズ２５と、計測器２６と、を有する。マーク２３は、例えば、ピンホールを含む。ピンホールは、照明装置１からの光を透過し、投影光学系３によって基板チャック５上の基準マーク６の近傍に結像する。基準マーク６で反射した光は再び投影光学系３でマーク２３近傍に再結像する。マーク２３と基準マーク６が合焦するとピンホール２３を通過する光量は最大となる。計測器２６は、Ｚステージを駆動させながらハーフミラー２４と集光レンズ２５を用いてこの最大光量を計測し、制御部１１０へ入力する。制御部１１０は、光量が最大になった位置で基板ステージ４、４’が止まるように、ドライバ（駆動部）１２０を介してステージ位置（Ｚ方向）を制御する。
【００２１】
ドライバ１２０は、基板ステージ４、４’をＸＹ面内で移動させてコンソール１４０で設定される各種事前情報に従って基板面上の各ショットを順次露光位置に移動させる。先に基板ステージ４’上で計測し、メモリ１３０に記憶した基板面上の基準マーク６に対する各チップの高さ位置が制御部１１０に入力される。ドライバ１２０は、その高さ位置に基づいて各チップが合焦位置にくるように基板ステージ４のＺステージを駆動する。その後、露光を行う。
【００２２】
以下、図１０を参照して、本実施例の露光方法について説明する。
【００２３】
制御部１１０は、制御を開始すると（ステップ（Ｓ）１０１）、不図示の搬送ハンドを介して基板Ｗを基板ステージ４’に搬入してチャック５に吸着固定させる（Ｓ１０１）。ｐ８０１で制御部１１０は制御を開始する。制御部１１０は、基板サイズ、レイアウト情報からショット内計測間隔と、隣接ショット間の計測タイミング変化量を求めて計測位置情報とし、それを記憶する（Ｓ１０２）。基板サイズ・レイアウト情報は、例えば、コンソール１４０で設定される各種事前情報、走査計測領域の大きさ、ショット配置情報、走査スピード、ＣＣＤ蓄積時間である。
【００２４】
次に、制御部１１０は計測光学系（１０〜１９）と基板ステージ４’を利用して基板Ｗの全ショットを図３に点線で示す順番にて同期走査して計測する（Ｓ１０３）。即ち、ショット３００の手前で基板ステージ４’を加速して一定速度に達した後は等速度でショット３００の計測スポットＭＳを連続的に走査して計測スポットＭＳの高さ位置を計測する。次いで、ショット３０１、ショット３０２と連続的に計測する。ショット３０２の計測が完了すると速やかに減速してＸ方向に移動を開始して隣の列に移る。ショット３０３の手前で基板ステージ４’を加速して一定速度に達した後は等速度でショット３０３、ショット３０４、ショット３０５の計測スポットＭＳを連続的に走査して計測スポットＭＳの高さ位置を計測する。計測が完了すると速やかに減速してＸ方向に移動して隣の列に移る。次いで、加速開始点に到達すると基板ステージ４’を反対方向に加速して等速度でＹ方向の複数ショットの計測スポットＭＳを連続的に走査して計測スポットＭＳの高さ位置を計測することを繰り返す。メモリ１３０は基板全面の高さ位置を記憶する。
【００２５】
制御部１１０は有効計測スポットの判定と面位置の決定を行う（Ｓ１０４）。制御部１１０は、計測光学系（１０〜１９）によって計測された計測スポットＭＳの高さ位置に基づいて基板Ｗに対して各種の補正を行う。例えば、各計測スポットの値から最小自乗近似平面を算出する。近似平面の高さはフォーカス補正量を表し、近似平面の傾きはレベリング補正量を表す。また、各計測スポットＭＳのＸ位置に対する各計測スポットＭＳの計測値からなる２次近似曲線の２次係数は像面湾曲補正量となる。
【００２６】
次に、制御部１１０は、算出されたフォーカス補正量、レベリング補正量、像面湾曲補正量に基づいて補正駆動に必要な各アクチュエータの駆動量と予め設定された各アクチュエータの駆動帯域から露光順序を決定する（Ｓ１０５）。従来は、露光領域を第１のショットから第２のショットに切り替えるように基板Ｗを移動すると基板ステージ４の移動距離が最小になる場合、第１のショット、第２のショットの順番で露光していた。しかし、制御部１１０は、駆動部の駆動応答性（又は駆動時間）を考慮してショット間の露光順序を設定している。ここで、駆動部が第１のショット用の補正状態から第２のショット用の補正状態に移行するのに要する時間をＴ１とする。また、基板ステージ４が露光領域を第１のショットから第２のショットに移動する時間をＴ２、駆動部が第１のショットの補正状態から第３のショットの補正状態に移行するのに要する時間をＴ３とする。この場合、制御部１１０は、時間Ｔ１が時間Ｔ２及び時間Ｔ３よりも長ければ、露光領域を第１のショットから第２のショットの移動する代わりに第１のショットから第３のショットに移動するように基板ステージ４を制御する。
【００２７】
このように、制御部１１０は、駆動部の駆動応答性が基板ステージのそれよりも低い場合、即ち、駆動部の駆動時間が基板ステージの駆動時間よりも長くかかる場合、駆動部の駆動時間が短くなるように露光順序を決定する。これにより、基板ステージ４が目標ショットに移動してから露光を開始するまでの時間を短縮（好ましくはゼロに）することができる。
【００２８】
駆動部は、Ｚ方向の基板Ｗのショットの高さ補正、ＸＹ方向のそれぞれに関する傾き補正、ショットの像面湾曲補正、ショットの倍率補正、及びショットの光軸周り（Ｚ軸周り）の回転補正のうちの一つに使用される駆動部である。好ましくは、駆動部はこのうちの最も時間がかかる補正に使用される駆動部である。これにより、駆動時間をより短縮することができる。
【００２９】
制御部１１０は、Ｓ１０５で算出した露光順序、Ｓ１０４で算出したショット内の面位置補正駆動量、及び有効計測点の位置情報をメモリ１３０に記憶する（Ｓ１０６）。次に、制御部１１０は、基板Ｗを基板チャック５に吸着したまま基板ステージ４に移動する（Ｓ１０７）。次に、制御部１１０は、マーク２３と基準マーク６を使用して合焦を行う（Ｓ１０８）。次に、制御部１１０は、基準マーク６に対する高さ情報を補正値を用いて補正して像面位置への補正量を算出し、Ｓ１０６で算出した露光順序に従ってショットを像面補正しつつ露光する（Ｓ１０９）。制御部１１０は、基板Ｗの全ショットの走査露光が終了したかどうかを判断し（Ｓ１１０）、終了していなければＳ１０９に戻って走査露光を継続する。制御部１１０は、全ショットの露光が終了したと判断した場合には基板Ｗを基板ステージ４から搬出して一連の露光シーケンスを終了する（Ｓ１１２）。
【実施例１】
【００３０】
以下、Ｓ１０５の詳細について説明する。図４（ａ）は、基板Ｗのショット４０１乃至４０５を示す平面図である。基板Ｗは、図４（ｂ）に示すようなＺ方向のうねりを紙面に垂直な方向（Ｙ方向）に有しているものとする。Ｚ方向のうねりはショット４０２の中心で極大となる。このときのショット４０１乃至４０５のＸ方向レベリング成分除去後のＸ方向に対するＺ分布を、ショット４０２について図４（ｃ）に、ショット４０１、４０３及び４０５について図４（ｄ）に、ショット４０４について図４（ｅ）にそれぞれ示す。図４（ｃ）乃至（ｅ）から、ショット４０１、４０３及び４０５は、ショット４０２及び４０４に比べて像面湾曲が大きく、従って、ショット４０１、４０３、４０５の湾曲補正量はショット４０２、４０４に比べ大きくなることが理解される。
【００３１】
図５（ａ）は、Ｘ方向駆動とＹ方向駆動が最短になる従来の露光順序、即ち、５つのショットを昇順で露光したときの各アクチュエータの駆動時間に対する駆動位置の関係を示している。一方、図５（ｂ）は、本実施例の露光順序、即ち、５つのショットをショット４０２、４０４、４０１、４０３、４０５の順番で露光した時の各アクチュエータの駆動時間に対する駆動位置を示す。各グラフの５つの点は、各ショットのアクチュエータの駆動位置であり、点の間がショット間の駆動時間となる。ここで、ショット間で最も時間のかかるアクチュエータの駆動時間を、それぞれｔ１乃至ｔ４及びｔ’１乃至ｔ’４とすると、ｔ１乃至ｔ４及びｔ’１乃至ｔ’４のそれぞれの合計時間が５つのショットを露光し終わるまでのショット間の駆動時間となる。
【００３２】
図５（ａ）の露光順序では、湾曲補正駆動量は、各ショットを移動するたびに大きく変化し、５つのショット全ての露光が終了するまでにショット間の駆動時間が最も大きくなる。これは、湾曲補正を行なうレンズ３ａを駆動する駆動部３ｂの制御帯域が基板ステージ４のドライバ１２０の制御帯域よりも一般的に低くレンズ３ａを駆動する駆動時間が大きくなるからである。一方、図５（ｂ）の露光順序では、５つのショット全ての露光が終了するまでの湾曲補正駆動量の合計が最も少なくなるため、湾曲補正駆動における露光終了までのショット間駆動時間が図５（ａ）よりも短くなる。湾曲補正駆動量を優先する露光順序のため図５（ａ）に比べてＹ方向駆動量の合計値が大きくなる。
【００３３】
図６（ａ）は、図５（ａ）の露光順序の場合の合計駆動時間（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４）を示す。図６（ｂ）は、図５（ｂ）の露光順序の場合の合計駆動時間（ｔ’１＋ｔ’２＋ｔ’３＋ｔ’４）を示す。図６（ａ）と図６（ｂ）を比較すると本実施例の露光順序は従来の露光順序よりも時間Ｔだけ露光時間を短縮することができる。この例では、第１のショットをショット４０２とすると、従来は第２のショットであるショット４０３に移動していたが、本実施例では第３のショットであるショット４０４に移動することになる。
【００３４】
本実施例では、図５（ａ）と図５（ｂ）の２通りで合計駆動時間を算出して露光順序を決定したが、全通りの露光順序の合計駆動時間を比較して最短の合計駆動時間を有する露光順序を最適露光順序として選択してもよい。但し、この方法ではショット数が多いと露光順序を算出する時間が増大し、露光開始まで時間がかかってウエハの生産性を悪化させるおそれがある。そこで、最適露光順序を算出するにあたり、候補となる露光順序を絞り込む実施例２を以下に説明する。
【実施例２】
【００３５】
図７は、従来の露光順序を示しており、走査露光において基板ステージ４の副走査方向をＸ方向、走査方向をＹ方向と定義し、図７（ａ）は基板Ｗの上面図である。図７（ａ）において、基板Ｗはショット７０１〜７２４を有し、従来の露光順序はこれらのショットを昇順で露光する。図７（ｂ）は、基板ＷをＸＺ平面で表したもの（基板Ｗの高さ情報）であり、基板Ｗの右端部がＺの負方向に一様に傾いている状態を示している。具体的には、ショット７０５と７０６の間、ショット７０８と７０９の間、ショット７１６と７１７の間、ショット７１９と７２０の間でＸ方向のレベリングが大きく異なっている。
【００３６】
従来の露光順序は基板ステージ４のＸ方向とＹ方向のアクチュエータの駆動量が最小となるように決定していた。しかし、基板Ｗの右端部上を露光する場合、走査方向を軸とした傾き量（以下、Ｘ方向レベリング）が前回露光時の基板ステージ４の姿勢と極端に異なる。よって、Ｘ方向レベリング駆動を行うための不図示のリニアモータは右端部を露光する際に走査方向を軸とした傾き量に対して大きく駆動する。具体的には、ショット７０５から７０６、ショット７０８から７０９、ショット７１６から７１７、ショット７１９から７２０に駆動する際に傾き量が大きく変化し、アクチュエータが目標値に駆動終了するまでの時間がかかってしまう。結果として、基板Ｗの生産性に影響を及ぼす、あるいは同じ生産性を保とうとした場合、補正すべき駆動目標値に到達することができないために、フォーカス精度が劣化してしまう。
【００３７】
そこで、本実施例は、アクチュエータが行う補正の駆動量（又は閾値）に応じてショットを複数のグループに分類し、制御部１１０は、グループ単位で露光を行うように基板ステージ４を制御する。駆動帯域がアクチュエータ毎に異なるため、閾値の設定はアクチュエータ毎に行う。また、閾値の数をできるだけ少なくしてグループ数を少なくする方が好ましい。なぜなら、グループ数が増加すると、グループ間の露光順序の組み合わせが増え、露光順序を算出する時間が増大するからである。
【００３８】
グループ内の露光順序はＸ方向駆動、Ｙ方向駆動を最短距離になる順序にし、グループ内の露光順序の組み合わせを省略し、露光順序を絞り込むことができる。グループ間の露光順序は、最も時間のかかるアクチュエータの駆動時間を最短にするように設定し、グループ間移動の駆動時間を短縮する。具体的には、あるグループ内のショットともうひとつのグループ間のショットを駆動するときに、最も時間のかかるアクチュエータの駆動時間が最短になる順序を決定する。このとき、前述したグループ内の露光順序を優先する。このように、駆動量からグルーピングすることによって予め最適な露光順序の候補を絞り込むことができる。
【００３９】
図９（ａ）は、図７の露光順序について、Ｘ方向レベリングの駆動時間に対する駆動位置の関係を示している。Ｘ方向レベリングの駆動位置が大きく異なるため、ショット７０５から７０６、ショット７０８から７０９、ショット７１６から７１７、ショット７１９から７２０間にそれぞれ長い駆動時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄが発生する。
【００４０】
図８は、本実施例の露光順序を示しており、走査露光において基板ステージ４の副走査方向をＸ方向、走査方向をＹ方向と定義し、図８（ａ）は基板Ｗの上面図である。図８（ａ）において、基板Ｗはショット８０１〜８２４を有し、本実施例の露光順序はこれらのショットをグループ単位で露光する。本実施例は、ショットを閾値未満にある駆動位置と、閾値以上にある駆動位置との間で分類し、具体的には、ショット８０１乃至８１８が属するグループＡとショット８１９乃至８２４が属するグループＢに分類する。図８（ｂ）は、基板ＷをＸＺ平面で表したもの（基板Ｗの高さ情報）であり、基板Ｗの右端部がＺの負方向に一様に傾いている状態を示している。図８に示す基板の形状は図７に示す基板の形状と同じである。具体的には、ショット８０５と８２４の間、ショット８０６と８２３の間、ショット８１３と８２０の間、ショット８１４と８１９の間でＸ方向のレベリングが大きく異なっている。
【００４１】
グループ内はＸ方向駆動、Ｙ方向駆動を最短距離になる露光順序とするので、グループＡでは、ショット８０１、８０２乃至８１７、８１８の順番あるいは、ショット８０２、８０１乃至８１８、８１７の順番で露光する。グループＢでは、ショット８１９、８２０乃至８２３、８２４の順番あるいは、ショット８２４、８２３乃至８２０、８１９の順番で露光する。なお、各グループでは、基板Ｗの上端部から露光する順序も考えられるが、説明を単純にするためにこの例の記述は省略する。
【００４２】
次に、グループ間の露光順序を決定する。グループ内で決定したグループＡの最終ショットはショット８１７又は８１８である。ショット８１７又は８１８の次のショットをグループＢから決定する。グループＢの中で最初のショットになるのは、ショット８１９又は８２４である。従って、グループＡからグループＢへの露光順序は、ショット８１７から８１９、ショット８１７から８２４、ショット８１８から８１９、ショット８１８から８２４の４通りが考えられる。ここで、最も時間のかかるアクチュエータの駆動時間を最短にするのが、ショット８１８から８１９であるとすると、本実施例の露光順序は図８（ａ）に示すようにショット８０１乃至８２４を昇順で露光した場合となる。
【００４３】
図９（ｂ）は、図８の露光順序について、Ｘ方向レベリングの駆動時間に対する駆動位置の関係を示している。図９（ｂ）では、閾値を超える大きな駆動によって発生する駆動時間はｔｅのみとなるので、全ショットに亘るＸ方向レベリング駆動時間の合計を図７に示す従来露光順序と比較するとＴ’だけ短縮することができる。この例では、第１のショットであるショット８０５と第３のショットである８０６は同一のグループに属し、第２のショットであるショット８２４は第１及び第３のショットとは異なるグループに属する。
【００４４】
実施例１及び２では、Ｘ駆動量とＹ駆動量以外の他の駆動量から優先順位を決定する例として、ショットの像面湾曲補正とＸ方向レベリング（θ−Ｘ）補正について記述した。しかし、例えば、Ｚ方向補正、Ｙ方向レベリング（θ−Ｙ）補正、ショットの倍率補正、ショットの光軸周り（Ｚ軸周り）の回転補正であってもよい。上述したように、ショットの像面湾曲補正は駆動部３ｂによって行われる。レベリング（Ｚ補正、θ−Ｘ補正、θ−Ｙ補正）やＺ軸周りの回転補正は微動ステージ３０によって行われる。倍率補正は、例えば、投影光学系３に設けられたガラス板を機械的に変形させたり、投影光学系３のレンズを移動したりする図示しない駆動部によって行われる。その場合、合計駆動時間を短縮するために、それらの補正のうちの最も時間がかかる補正に使用される駆動部を基準として露光順序を決定することが好ましい。本実施例は、フォーカス補正駆動による露光順序の決定方法を示しているが、アライメント補正駆動においても露光前に予めアライメント補正量を算出することで、本発明を適用することができる。
【実施例３】
【００４５】
次に、図１１及び図１２を参照して、露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１１は、半導体デバイスの製造を説明するためのフローチャートである。ステップ１（回路設計）では、半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクルＲを製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）では、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は、前工程と呼ばれ、上記用意したレチクルＲと基板Ｗを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり，アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では，ステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００４６】
図１２は、図１１のステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着等によって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光材を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置によってレチクルパターンを基板Ｗに露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では，現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では，エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施例の製造方法を用いれば、露光装置はスループットを上げることができる。このように、露光装置を使用するデバイス製造方法、並びに結果物（中間、最終生成物）としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００４７】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例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及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一側面の露光装置のブロック図である。
【図２】図１に示す計測光学系における基板の表面位置を計測する光束と基板との関係を示す平面図である。
【図３】図１に示す基板上のショットの配列を示す平面図である。
【図４】特定ショットにおいて像面湾曲成分が発生するときの図である。
【図５】図４に示す基板を従来の露光順序で露光した場合の駆動時間と実施例１の露光順序で露光した場合の駆動時間を示す図である。
【図６】従来の露光順序と実施例１の露光順序のそれぞれにおけるアクチュエータの駆動時間合計値を示す図である。
【図７】従来の露光順序を示す図である。
【図８】実施例２の露光順序を示す図である。
【図９】従来の露光順序と実施例２の露光順序のそれぞれにおけるアクチュエータの駆動時間合計値を示す図である。
【図１０】実施例１及び２の露光順序を適用可能な露光方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１に示す露光装置を用いたデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１１に示すステップ４の詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
Ｒ                        レチクル（原版）
Ｗ                        基板
３                        投影光学系
３ｂ                      駆動部
４、４’                  基板ステージ（アクチュエータ）
３００〜３０５、４０１〜４０５、８０１〜８２４  ショット
１１０                    制御部
１２０                    ドライバ（駆動部）
【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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【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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