JP4148479B2 - 走査型露光装置および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、より高精度な同期露光走査を実現するための基板ステージまたは原版ステージ制御系の動的な目標値を生成する手段を備える走査型露光装置に関し、特に、ショット内歪みを補正することも可能な走査型露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静止型露光装置においては図９に示すようなアライメント計測結果からショットの中心位置を計算し、ウエハステージの目標値として与える構成になっていた。ウエハステージに対する目標値としてはＸ軸回りの配列回転θｘ（Ｒｏｔ．ｘ）、Ｙ軸回りの配列回転θｙ（Ｒｏｔ．ｙ）、Ｘ方向配列倍率Ｍａｇｘ（Ｓｃａｌ．ｘ）、Ｙ方向配列倍率Ｍａｇｙ（Ｓｃａｌ．ｙ）、Ｘ方向位置ずれＳｈｉｆｔ．ｘ、Ｙ方向位置ずれＳｈｉｆｔ．ｙ、露光ショットナンバー（Ｓｈｏｔ Ｕｓｅｄ）から計算されるショット中心の座標、およびショット中心を回転中心としたチップローテーション（Ｒ．Ｏ）等のデータが与えられていた。静止型露光装置ではショットの画角内の露光が一括して行なわれるので、画角内の歪みが修正できないのに対し、走査露光装置では、１ショットの露光を部分的な露光から構成できるために図６のＸ１，Ｙ１，θ１のようなショット内歪み（スキュー歪み）の補正が可能である。
【０００３】
しかしながら、従来の技術においては図９に示したようなアライメント計測データから図６のような同期走査露光を実現するためのウエハステージの制御目標値を生成および定義する手段、すなわち、▲１▼走査露光を行なっている間に逐次変化するウエハステージの目標値の生成と定義手段、▲２▼ショットごとに変化する露光画角のサイズに対応する目標値の生成と定義手段、▲３▼ショットごとに変化する走査スピードと走査方向に対応する目標値の生成と定義手段、および▲４▼露光開始時に露光エリアにおける位置整合がとれた位置までステップする手段、が与えられていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、基板ステージ及び原版ステージの少なくとも一方に対する目標位置生成に有用な手法を含む走査型露光技術を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の走査型露光装置は、原版と基板とを走査しながら、前記原版のパターンを介して前記基板のショット領域を露光する走査型露光装置において、前記原版を保持して移動可能な原版ステージと、前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、グローバルアライメント計測によって得られる前記ショット領域の中心位置のデータに基づき、前記原版パターンの中心と前記基板上のショット領域の中心とが整合するように、前記パターンの中心又は前記ショット領域の中心を原点とした走査軸における座標を変数とする少なくとも０次乃至２次の項を含む多項式の０次の項の係数を設定し、該０次の項の係数に基づいて前記原版ステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方の目標位置を生成する目標位置生成手段と、前記目標位置に従って駆動された前記原版ステージ及び前記基板ステージの相対位置の目標相対位置からのずれを取り除くための、前記目標位置に対する第１の補正値を生成する第１の補正値生成手段と、ジョブパラメータ及び前記グローバルアライメント計測の少なくとも一方から得られる前記ショット領域の歪みに関するデータに基づき、前記ショット領域の歪みに対応した前記多項式の少なくとも１次及び２次の項の係数を設定し、該少なくとも１次及び２次の項の係数に基づいて前記目標位置に対する第２の補正値を生成する第２の補正値生成手段と、前記目標位置並びに前記第１及び第２の補正値に基づいて、前記原版ステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方を移動させる駆動手段と、を具備することを特徴とする。
【０００６】
さらに、本発明の走査型露光方法は、移動可能な原版ステージに保持された原版と移動可能な基板ステージに保持された基板とを走査しながら、前記原版のパターンを介して前記基板のショット領域を露光する走査型露光方法において、
グローバルアライメント計測によって得られる前記ショット領域の中心位置のデータに基づき、前記原版パターンの中心と前記基板上のショット領域の中心とが整合するように、前記パターンの中心又は前記ショット領域の中心を原点とした走査軸における座標を変数とする少なくとも０次乃至２次の項を含む多項式の０次の項の係数を設定し、該０次の項の係数に基づいて前記原版ステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方の目標位置を生成し、
前記目標位置に従って駆動された前記原版ステージ及び前記基板ステージの相対位置の目標相対位置からのずれを取り除くための、前記目標位置に対する第１の補正値を生成し、
ジョブパラメータおよび前記グローバルアライメント計測の少なくとも一方から得られる前記ショット領域の歪みに関するデータに基づき、前記ショット領域の歪みに対応した前記多項式の少なくとも１次及び２次の項の係数を設定し、該少なくとも１次及び２次の項の係数に基づいて前記目標位置に対する第２の補正値を生成し、
前記目標位置並びに前記第１及び第２の補正値に基づいて、前記原版ステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方を移動させることを特徴とする。
【０００７】
さらに、本発明のデバイス製造方法は、前記走査型露光装置を用いて原版のパターンを介して基板を露光する工程を有することを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、前記多項式における各項の係数は上位プロセッサで決定され、下位プロセッサにショット単位で渡され、前記目標値は適切な値に設定されたサーボクロックの間隔で該下位プロセッサで演算される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態に係る走査型露光装置は、走査することによって原版上のパターンを投射する第１の方向に走査可能なステージを持ち、ショットごとに与えられるパラメータに基づいて、走査中の目標値を生成する目標値生成手段を具備する。上記目標値生成手段は、走査軸の座標値、または走査軸の走査開始時間に基づいた基準時間を変数とした関数式により走査軸以外の第２の方向の駆動目標値を計算する。
【００１０】
上記関数は、該走査軸の座標値もしくは該基準時間を変数とした多項式であり、該多項式の係数をユーザがＪＯＢパラメータとして入力、設定が可能である。またはグローバルアライメント計測によって得られるショット配列データからショット内のひずみを推測し、上記多項式の変数を計算しても良い。上記多項式の係数はショットごとにショット内の所定の１点を原点として与えられる。本実施形態では上記所定の１点はショット中心である。上記所定の１点からの相対距離で露光ショットの寸法をショットごとに指定する。上記露光ショットの定義方法に基づいたパラメータ群をショット単位で与える。
【００１１】
好ましくは、走査露光ショットの露光を開始する前に、少なくとも走査露光領域と該補正パラメータと一定速度走査に入るまでの加速時間とセトリング時間によって与えられる走査開始位置までステップ移動するステップ移動手段を設ける。そして、ショット座標を定義したパラメータ群を露光ショットごとに指定することによって、１ショット分の露光のための走査開始位置までのステップ移動と露光のための走査が連続して行なわれる。
【００１２】
本発明の実施の一形態に係る露光方法においては、露光ショットもしくはレチクルパターンの中心を原点とした座標系を定義する。走査露光中のウエハステージもしくはレチクルステージの全軸に関する目標値を上記座標系における走査軸における座標を変数にとった多項式で表現する。多項式における各項の係数はグローバルアライメント計測やＪＯＢパラメータ入力によって決定し、ショット単位で上位プロセッサから渡される。下位プロセッサはこれらの係数を有する前記多項式と走査中のショット内における走査軸上位置座標から逐次目標値を再生する。
【００１３】
【作用】
上記構成によれば、同期走査露光を実現するための基板ステージもしくは原版ステージの制御目標値を生成および定義する手段を提供することができる。また、目標値（Ｘ０，Ｙ０，θ０）の与え方に関し、露光スリットの走査中に基板ステージと原版ステージの逐次生成する動的な目標値生成手段を従来の基板ステージの目標値生成手段に追加した構成にすることにより、従来の露光装置との露光シーケンスコントローラの互換性を維持することができる。また、本発明の定義手段によれば、ショット内歪みを補正することも可能である。さらに、その逆に、原版のパターンを先行工程において歪んで形成されたショット内パターンに合わせて歪ませて重ね合わせ露光することも可能である。
【００１４】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。図１は本発明の一実施例に係る露光装置を側方から見た様子を模式的に示す図であり、図２は、その露光装置の外観を示す斜視図である。これらの図に示すように、この露光装置は、レチクルステージ１上の原版のパターンの一部を投影光学系２を介してウエハステージ３上のウエハに投影し、投影光学系２に対し相対的にレチクルとウエハをＹ方向に同期走査することによりレチクルのパターンをウエハに露光するとともに、この走査露光を、ウエハ上の複数の転写領域（ショット）に対して、繰り返し行なうためのステップ移動を介在させながら行なうステップ・アンド・スキャン型の露光装置である。
【００１５】
レチクルステージ１はリニアモータ４によってＹ方向へ駆動し、ウエハステージ３のＸステージ３ａはリニアモータ５によってＸ方向に駆動し、Ｙステージ３ｂはリニアモータ６によってＹ方向へ駆動するようになっている。レチクルおよびウエハの同期走査は、レチクルステージ１およびＹステージ３ｂをＹ方向へ一定の速度比率（例えば４：−１、なお、「−」は向きが逆であることを示す）で駆動させることにより行なう。また、Ｘ方向へのステップ移動はＸステージ３ａにより行なう。Ｘステージ３ａには不図示のＺ−チルトステージが搭載され、その上にはウエハを保持するウエハチャック１３が取り付けられている。
【００１６】
ウエハステージ３は、ステージ定盤７上に設けられ、ステージ定盤７は３つのダンパ８を介して３点で床等の上に支持されている。レチクルステージ１および投影光学系２は鏡筒定盤９上に設けられ、鏡筒定盤９は床等に載置されたベースフレーム１０上に３つのダンパ１１および支柱１２を介して支持されている。ダンパ８は６軸方向にアクティブに制振もしくは除振するアクティブダンパであるが、パッシブダンパを用いてもよく、あるいはダンパを介せずに支持してもよい。
【００１７】
また、この露光装置は、鏡筒定盤９とステージ定盤７との間の距離を３点において測定するレーザ干渉計２３，２４、マイクロエンコーダ等の距離測定手段１３を備えている。なお、２５はレーザ側長光路、２６はＹ方向移動鏡である。
【００１８】
投光手段２１と受光手段２２は、ウエハステージ３上のウエハが投影光学系２のフォーカス面に位置しているか否かを検出するためのフォーカスセンサを構成している。すなわち、鏡筒定盤９に固定された投光手段２１によりウエハに対して斜め方向から光を照射し、その反射光の位置を受光手段２２によって検出することにより投影光学系２の光軸方向のウエハ表面の位置が検出される。
【００１９】
この構成において、不図示の搬送手段により、装置前部の２つの支柱１２間の搬送経路を経てウエハステージ３上にウエハが搬入され、所定の位置合せが終了すると、露光装置は、走査露光およびステップ移動を繰り返しながら、ウエハ上の複数の転写領域に対してレチクルのパターンを露光転写する。走査露光に際しては、レチクルステージ１およびＹステージ３ｂをＹ方向（走査方向）へ所定の速度比で移動させて、スリット状の露光光でレチクル上のパターンを走査するとともに、その投影像でウエハを走査することにより、ウエハ上の所定の転写領域に対してレチクル上のパターンを露光する。走査露光中、ウエハ表面の高さは前記フォーカスセンサで計測され、その計測値に基づきウエハステージ３の高さとチルトがリアルタイムで制御され、フォーカス補正が行なわれる。１つの転写領域に対する走査露光が終了したら、Ｘステージ３ａおよび／またはＹステージ３ｂを駆動してウエハをＸ方向および／またはＹ方向へステップ移動させることにより、他の転写領域を走査露光の開始位置に対して位置決めし、走査露光を行なう。なお、このＸ，Ｙ方向へのステップ移動と、Ｙ方向への走査露光のための移動との組合せにより、ウエハ上の複数の転写領域に対して、順次効率良く露光が行なえるように、各転写領域の配置、Ｙの正または負のいずれかへの走査方向、各転写領域への露光順等が設定されている。
【００２０】
図１のような走査露光方式の装置では、静止露光方式の場合と異なり、走査中のウエハステージの位置を所定の時間に所定の位置に位置決めする必要がある。そこで、本実施例では、変形成分を含んだショットの位置を次のように定義している。すなわち、露光ショットの中心を原点として、走査方向をＹ軸、露光面内で直交する方向をＸ軸、露光面に直交する方向（光軸方向）をＺ軸と定義する。そしてＹ座標ｙを変数に持つ関数を１次からｎ次まで定義して、その関数値（以下、ＣＡＳＰパラメータという）を各軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θX ，θY ，θZ の６軸）の座標値に補正値として加える。ＣＡＳＰパラメータは露光ショット毎に上位プロセッサから下位プロセッサに渡される。
【００２１】
例えば、Ｘ軸に関するＣＡＳＰパラメータは、下記の多項式
【００２２】
【数１】
で表わすことができる。ここで、Ｃx0はショット中心とウエハステージとの位置関係を表わし、Ｙ0 はショット中心とレチクル中心との位置関係を表わす。
【００２３】
本実施例では、実際には、（１）式の２次の項までの式である下記の２次式を採用した。
【００２４】
【数２】
図３は、図１の装置におけるステージ制御系の構成を示す。同図の制御系は、シーケンス処理を行なう上位プロセッサ３０とリアルタイム処理を行なう下位プロセッサ４０とで構成される。上位プロセッサ３０には、ＪＯＢパラメータ入力手段３１、グローバルアライメント計測手段３２、ショット歪みデータ処理手段３４、レチクルアライメント計測手段３３およびアライメントデータ処理手段３５等がソフトウエアとして設けられている。下位プロセッサ４０には、ＣＡＳＰ再生手段４１、プロファイラ４２、ユニット間補正目標値生成手段４３、加算器４５、加算器４６、非干渉化処理・サーボ演算処理手段４８およびトポロジー補正手段４９等がソフトウエアとして設けられている。
【００２５】
上位プロセッサ３０は、シーケンス処理を行なうため、イベントによって種々のプロセスが起動され、各処理項目の実行に関して時間的な保証は期待することができない。本実施例においては、アライメント計測等のユニット間にまたがる処理やパラメータ入力処理など、時間的な束縛条件の緩い処理項目を上位プロセッサ３０に担わせ、時間的な束縛条件の厳しい処理項目は下位プロセッサ４０に担わせている。
【００２６】
下位プロセッサ４０は、リアルタイム処理を行なう。すなわち、タイマ割り込みによって決められたプロセスの起動がかかり、次回のタイマ割り込みが発生するまでに確実に処理の完結が保証される。本実施例においては、走査露光中におけるステージの目標値生成とサーボ演算処理を下位プロセッサが担っている。
【００２７】
上位プロセッサ３０において、ＪＯＢパラメータ入力手段３１は、装置のユーザがマンマシンインターフェースを介して、プロセスやパターン情報に基づいた情報を入力するためのものである。この実施例では、平行四辺形や台形型ショット形状（スキュー歪み）に代表されるショット内歪みに関するＪＯＢパラメータを入力できるようになっている。
【００２８】
グローバルアライメント計測手段３２は、ウエハ内で代表的な数ショットにおけるアライメント計測を行ない、計測データを得る。本実施例においてはグローバルアライメント計測は静止状態で行なっているが、走査しながら行なっても良い。グローバルアライメントデータからは、例えばショットとショットの中心位置の相対的な関係からウエハの延びが推測できるので、ショット歪みデータを計算することができる。
【００２９】
例えばＹ方向倍率ＭａｇｙはＣＡＳＰＹ方向１次パラメータに代入し、Ｘ方向倍率Ｍａｇｘは投影レンズの投影倍率に代入することで露光ショットの縦横偏倍値をグローバルアライメントデータから得ることができる。
【００３０】
レチクルアライメント計測手段３３は、レチクルパターンの装置基準に対する中心位置のずれ量とショットパターン内歪み量を計測する。
【００３１】
ショット歪みデータ処理手段３４は、ＪＯＢパラメータ入力手段３１から入力されるショット歪みデータと、グローバルアライメント計測手段３２から得られるショット歪みデータを統合し、その統合結果とさらにレチクルアライメント計測手段３３から得られるレチクル歪みデータとに基づいて、ＣＡＳＰ１〜ｎ次のパラメータを算出して出力する。
【００３２】
アライメントデータ処理手段３５は、レチクルパターンの中心とウエハ上のパターンの中心の位置を整合させるための演算処理を行なう。ここでは、両者のパターン中心がそれぞれ装置基準に対して整合するような補正計算が行なわれる。演算処理結果は、ＣＡＳＰ０次パラメータ（Ｃx0，Ｃy0，‥‥，Ｙ0 ）として出力される。
【００３３】
上記のＣＡＳＰ１〜ｎ次パラメータは、ＣＡＳＰ再生手段４１等で計算される多項式の係数の集まりで、ショットの中心位置情報（ＣＡＳＰ０次）とショット内歪み情報（ＣＡＳＰ１〜ｎ次）を含んでいる。ＣＡＳＰパラメータはショットごとに上位プロセッサから下位プロセッサ４０に渡される。
【００３４】
下位プロセッサ４０において、プロファイラ４２は、走査露光時およびステップ移動時のステージ移動を所定のプロファイルで行なうためのステージ位置決め目標値を生成する。また、上位プロセッサ３０からショットごとに渡される上記０〜ｎ次のＣＡＳＰパラメータのうち０次のＣＡＳＰパラメータに基づいて、上記位置決め目標値を補正して出力する（プロファイル出力）。
【００３５】
ＣＡＳＰ０次パラメータは、例えばショットからショットにステップ移動するときに大きなレンジで変化する。目標値が大きく変化する場合は、ウエハステージのサーボ系に大きなステップ入力が加わらないように、目標位置変位を滑らかになまらせる必要がある。プロファイラ４２は、与えられた目標値と最大加速度、最高速度、最大撃力から最短時間でかつ時間軸に対して滑らかなステージ移動が行なわれるような前記位置決めの目標値データを出力する。また、走査露光時にはウエハステージ／レチクルステージを加速したあと一定速で駆動するための等速運動目標値を生成し、減速停止させることもできる。
【００３６】
ＣＡＳＰ再生手段４１は、プロファイラ４２と協働してＣＡＳＰパラメータに表現された多項式の係数から、ウエハステージのショット内現在位置に応じて目標位置を再現する。すなわち、ＣＡＳＰ再生手段４１は、上位プロセッサ３０からショットごとに渡される上記０〜ｎ次のＣＡＳＰパラメータのうち１〜ｎ次のＣＡＳＰパラメータを、上記（２）式の係数として、走査中のショット内における座標位置ｙから逐次補正値（ｘ（ｙ），ｙ（ｙ），ｚ（ｙ），θｘ（ｙ），θｙ（ｙ），θｚ（ｙ））を算出し、ステージ位置補正値を再生する。ＣＡＳＰ再生手段によって出力される逐次補正値はショット内歪みを補正するために使われるので実際の出力値は高々ＸＹ方向で±５０ｎｍ程度である。
【００３７】
本実施例においてはレチクルステージはＹ方向にのみ動く。レチクルステージガイドはＹ方向を案内するが、レチクルステージの絶対位置に応じてＹ軸以外において微少な変位量が発生するので、それによってレチクルが変位した分はウエハステージの位置を補正して誤差を取り除く必要がある。ユニット間補正目標値生成手段４３はこのような誤差を取り除くためのユニット間補正目標値を生成する。
【００３８】
加算器４５は、ＣＡＳＰ再生手段４１から入力されるＣＡＳＰ再生データとプロファイラ４２から入力されるプロファイラ出力とユニット間補正目標値生成手段４３から入力されるユニット間補正目標値を加算する。３者の値は走査露光中は常に変化しており、合計値を逐次目標値としてサーボ系の目標値入力手段である加算器４６に出力する。
【００３９】
トポロジー補正手段４９は、ウエハステージの現在位置を検出するセンサの信号読み値から機構的な要因から発生する他軸干渉を取り除き、ウエハステージ座標軸における現在位置を出力する。
【００４０】
加算器４６は、ウエハステージのサーボ系を構成する。トポロジー補正手段４９からのウエハステージの現在位置と加算器４５から出力される逐次目標値との差を演算して偏差データを計算する。
【００４１】
非干渉化処理・サーボ演算処理手段４８は加算器４６から得られた各座標軸における偏差量をアクチュエータの取り付け位置基準の駆動量に変換する。また、ＰＩＤに代表されるようなサーボ演算や機械系の共振点を取り除くようなノッチフィルタ演算等が含まれる。
【００４２】
５０は座標変換器である。上位プロセッサはウエハステージの目標位置をウエハステージのチャック中心かつ表面をピボット点とした６軸の座標表現で目標位置を指定する。座標変換器５０によってウエハステージの回転中心は投影レンズ中心かつ像面という不動の点に変換される。ＣＡＳＰパラメータによる回転成分は投影レンズ中心かつ像面をピボット点とした回転量で操作される。
【００４３】
図４は本発明を実施した走査露光装置において走査露光開始時のスリット位置（Ａ）と走査露光終了後のスリット位置（Ｂ）を表わしたものである。同図において、１０１（実線）はショット歪み補正をＣＡＳＰパラメータ指定によって行なう場合のショット形状、１０２（点線）はショット歪み補正を行なわない場合のショット形状である。ＣＡＳＰパラメータによるショット歪み補正の指示によるショット歪み補正を行なわない状態のショット１０２に対してスリットの露光開始時の位置が元の位置からずれてしまう。
【００４４】
図５は隣り合う露光ショットを連続して走査露光する場合の露光スリット中心のウエハ表面に対して通過する軌跡を表わす図である。同図において、２０１は第一のショット２０６の走査露光の軌跡、２０２は第一のショット２０６と第二のショットの間をステップする軌跡（ショット歪み補正を行なう場合）、２０３（点線）は第一のショット２０６と第二のショット２０７の間をステップする軌跡（ショット歪み補正を行なわない場合）、２０４は第二のショット２０７の走査露光の軌跡（ショット歪み補正を行なう場合）、２０５（点線）は第二のショット２０７の走査露光の軌跡（ショット歪み補正を行なわない場合）である。
【００４５】
第二のショット２０７にショット歪みがある場合、走査露光を開始する位置を変更する必要がある。すなわちステップ駆動の目標値を２０３から２０２に変更しなければならない。上記変動量は、Ｘ軸方向成分のみのショット歪みを例にとった場合、以下の式で求めることができる。
【００４６】
【数３】
図６は上記の実施例で補正可能なショット歪みとそれを補正するための多項式（図６はいずれも１次式）の説明図である。
【００４７】
【第２の実施例】
上述においては、走査軸（Ｙ軸）の座標値に応じて走査軸以外の駆動目標値を２次成分まで考慮して計算する方法として、（２）式を用いた例を示したが、もう一つの例として走査軸の走査開始時間に基づく基準時間に応じて走査軸以外の駆動目標値を計算する例を説明する。
【００４８】
ステージの位置は、
【００４９】
【数４】
で表現され、第１の実施例と同様の目標値再生が可能である。走査スリットがショット中心に位置する時間（Ｔｓ）は露光を開始する前にショットの中心座標と露光動作に入る前の現在位置と走査速度、加速度パラメータからあらかじめ求めることができる。すなわちショット中心を露光スリットが通過する時間を原点としたＣＡＳＰパラメータを設けることにより、第１の実施例の走査位置に基づいた目標値再生方法と同じ結果が得られる。
【００５０】
微小デバイスの製造の実施例
図７は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。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なう。ステップ２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。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、上記用意したマスクとウエハを用いて、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なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップ７）する。
【００５１】
図８は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。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によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）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）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。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なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【００５２】
本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに製造することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基板ステージ及び原版ステージの少なくとも一方に対する目標位置生成に有用な手法を含む走査型露光技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係る露光装置を側方から見た様子を模式的に示す図である。
【図２】 図１の露光装置の外観を示す斜視図である。
【図３】 図１の装置における制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】 図１の装置におけるショット内歪み補正の説明図である。
【図５】 図１の装置における２つの隣り合うショットのショット内歪み補正の説明図である。
【図６】 図１の装置で補正可能なショット内歪みの形状図およびその補正のための式を示すグラフである。
【図７】 微小デバイスの製造の流れを示す図である。
【図８】 図７におけるウエハプロセスの詳細な流れを示す図である。
【図９】 従来の露光装置におけるグローバルアライメント計測結果出力画面である。
【符号の説明】
１：レチクルステージ、２：投影光学系、３：ウエハステージ、４：リニアモータ、３ａ：Ｘステージ、３ｂ：Ｙステージ、６：リニアモータ、７：ステージ定盤、８：ダンパ、９：鏡筒定盤、１０：ベースフレーム、１１：ダンパ、１２：支柱、１３：距離測定手段、２１：投光手段、２２：受光手段、２３，２４：レーザ干渉計、２５：レーザ測長光路、２６：Ｙ方向移動鏡、３０：上位プロセッサ、３１：ＪＯＢパラメータ入力手段、３２：グローバルアライメント計測手段、３４：ショット歪みデータ処理手段、３３：レチクルアライメント計測手段、３５：アライメントデータ処理手段、４０：下位プロセッサ、４１：ＣＡＳＰ再生手段、４２：プロファイラ、４３：ユニット間補正目標値生成手段、４５：加算器、４６：加算器、４８：非干渉化処理・サーボ演算処理手段、４９：トポロジー補正手段、５０：座標変換器。
【発明の属する技術分野】
本発明は、より高精度な同期露光走査を実現するための基板ステージまたは原版ステージ制御系の動的な目標値を生成する手段を備える走査型露光装置に関し、特に、ショット内歪みを補正することも可能な走査型露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静止型露光装置においては図９に示すようなアライメント計測結果からショットの中心位置を計算し、ウエハステージの目標値として与える構成になっていた。ウエハステージに対する目標値としてはＸ軸回りの配列回転θｘ（Ｒｏｔ．ｘ）、Ｙ軸回りの配列回転θｙ（Ｒｏｔ．ｙ）、Ｘ方向配列倍率Ｍａｇｘ（Ｓｃａｌ．ｘ）、Ｙ方向配列倍率Ｍａｇｙ（Ｓｃａｌ．ｙ）、Ｘ方向位置ずれＳｈｉｆｔ．ｘ、Ｙ方向位置ずれＳｈｉｆｔ．ｙ、露光ショットナンバー（Ｓｈｏｔ Ｕｓｅｄ）から計算されるショット中心の座標、およびショット中心を回転中心としたチップローテーション（Ｒ．Ｏ）等のデータが与えられていた。静止型露光装置ではショットの画角内の露光が一括して行なわれるので、画角内の歪みが修正できないのに対し、走査露光装置では、１ショットの露光を部分的な露光から構成できるために図６のＸ１，Ｙ１，θ１のようなショット内歪み（スキュー歪み）の補正が可能である。
【０００３】
しかしながら、従来の技術においては図９に示したようなアライメント計測データから図６のような同期走査露光を実現するためのウエハステージの制御目標値を生成および定義する手段、すなわち、▲１▼走査露光を行なっている間に逐次変化するウエハステージの目標値の生成と定義手段、▲２▼ショットごとに変化する露光画角のサイズに対応する目標値の生成と定義手段、▲３▼ショットごとに変化する走査スピードと走査方向に対応する目標値の生成と定義手段、および▲４▼露光開始時に露光エリアにおける位置整合がとれた位置までステップする手段、が与えられていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、基板ステージ及び原版ステージの少なくとも一方に対する目標位置生成に有用な手法を含む走査型露光技術を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の走査型露光装置は、原版と基板とを走査しながら、前記原版のパターンを介して前記基板のショット領域を露光する走査型露光装置において、前記原版を保持して移動可能な原版ステージと、前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、グローバルアライメント計測によって得られる前記ショット領域の中心位置のデータに基づき、前記原版パターンの中心と前記基板上のショット領域の中心とが整合するように、前記パターンの中心又は前記ショット領域の中心を原点とした走査軸における座標を変数とする少なくとも０次乃至２次の項を含む多項式の０次の項の係数を設定し、該０次の項の係数に基づいて前記原版ステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方の目標位置を生成する目標位置生成手段と、前記目標位置に従って駆動された前記原版ステージ及び前記基板ステージの相対位置の目標相対位置からのずれを取り除くための、前記目標位置に対する第１の補正値を生成する第１の補正値生成手段と、ジョブパラメータ及び前記グローバルアライメント計測の少なくとも一方から得られる前記ショット領域の歪みに関するデータに基づき、前記ショット領域の歪みに対応した前記多項式の少なくとも１次及び２次の項の係数を設定し、該少なくとも１次及び２次の項の係数に基づいて前記目標位置に対する第２の補正値を生成する第２の補正値生成手段と、前記目標位置並びに前記第１及び第２の補正値に基づいて、前記原版ステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方を移動させる駆動手段と、を具備することを特徴とする。
【０００６】
さらに、本発明の走査型露光方法は、移動可能な原版ステージに保持された原版と移動可能な基板ステージに保持された基板とを走査しながら、前記原版のパターンを介して前記基板のショット領域を露光する走査型露光方法において、
グローバルアライメント計測によって得られる前記ショット領域の中心位置のデータに基づき、前記原版パターンの中心と前記基板上のショット領域の中心とが整合するように、前記パターンの中心又は前記ショット領域の中心を原点とした走査軸における座標を変数とする少なくとも０次乃至２次の項を含む多項式の０次の項の係数を設定し、該０次の項の係数に基づいて前記原版ステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方の目標位置を生成し、
前記目標位置に従って駆動された前記原版ステージ及び前記基板ステージの相対位置の目標相対位置からのずれを取り除くための、前記目標位置に対する第１の補正値を生成し、
ジョブパラメータおよび前記グローバルアライメント計測の少なくとも一方から得られる前記ショット領域の歪みに関するデータに基づき、前記ショット領域の歪みに対応した前記多項式の少なくとも１次及び２次の項の係数を設定し、該少なくとも１次及び２次の項の係数に基づいて前記目標位置に対する第２の補正値を生成し、
前記目標位置並びに前記第１及び第２の補正値に基づいて、前記原版ステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方を移動させることを特徴とする。
【０００７】
さらに、本発明のデバイス製造方法は、前記走査型露光装置を用いて原版のパターンを介して基板を露光する工程を有することを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、前記多項式における各項の係数は上位プロセッサで決定され、下位プロセッサにショット単位で渡され、前記目標値は適切な値に設定されたサーボクロックの間隔で該下位プロセッサで演算される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態に係る走査型露光装置は、走査することによって原版上のパターンを投射する第１の方向に走査可能なステージを持ち、ショットごとに与えられるパラメータに基づいて、走査中の目標値を生成する目標値生成手段を具備する。上記目標値生成手段は、走査軸の座標値、または走査軸の走査開始時間に基づいた基準時間を変数とした関数式により走査軸以外の第２の方向の駆動目標値を計算する。
【００１０】
上記関数は、該走査軸の座標値もしくは該基準時間を変数とした多項式であり、該多項式の係数をユーザがＪＯＢパラメータとして入力、設定が可能である。またはグローバルアライメント計測によって得られるショット配列データからショット内のひずみを推測し、上記多項式の変数を計算しても良い。上記多項式の係数はショットごとにショット内の所定の１点を原点として与えられる。本実施形態では上記所定の１点はショット中心である。上記所定の１点からの相対距離で露光ショットの寸法をショットごとに指定する。上記露光ショットの定義方法に基づいたパラメータ群をショット単位で与える。
【００１１】
好ましくは、走査露光ショットの露光を開始する前に、少なくとも走査露光領域と該補正パラメータと一定速度走査に入るまでの加速時間とセトリング時間によって与えられる走査開始位置までステップ移動するステップ移動手段を設ける。そして、ショット座標を定義したパラメータ群を露光ショットごとに指定することによって、１ショット分の露光のための走査開始位置までのステップ移動と露光のための走査が連続して行なわれる。
【００１２】
本発明の実施の一形態に係る露光方法においては、露光ショットもしくはレチクルパターンの中心を原点とした座標系を定義する。走査露光中のウエハステージもしくはレチクルステージの全軸に関する目標値を上記座標系における走査軸における座標を変数にとった多項式で表現する。多項式における各項の係数はグローバルアライメント計測やＪＯＢパラメータ入力によって決定し、ショット単位で上位プロセッサから渡される。下位プロセッサはこれらの係数を有する前記多項式と走査中のショット内における走査軸上位置座標から逐次目標値を再生する。
【００１３】
【作用】
上記構成によれば、同期走査露光を実現するための基板ステージもしくは原版ステージの制御目標値を生成および定義する手段を提供することができる。また、目標値（Ｘ０，Ｙ０，θ０）の与え方に関し、露光スリットの走査中に基板ステージと原版ステージの逐次生成する動的な目標値生成手段を従来の基板ステージの目標値生成手段に追加した構成にすることにより、従来の露光装置との露光シーケンスコントローラの互換性を維持することができる。また、本発明の定義手段によれば、ショット内歪みを補正することも可能である。さらに、その逆に、原版のパターンを先行工程において歪んで形成されたショット内パターンに合わせて歪ませて重ね合わせ露光することも可能である。
【００１４】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。図１は本発明の一実施例に係る露光装置を側方から見た様子を模式的に示す図であり、図２は、その露光装置の外観を示す斜視図である。これらの図に示すように、この露光装置は、レチクルステージ１上の原版のパターンの一部を投影光学系２を介してウエハステージ３上のウエハに投影し、投影光学系２に対し相対的にレチクルとウエハをＹ方向に同期走査することによりレチクルのパターンをウエハに露光するとともに、この走査露光を、ウエハ上の複数の転写領域（ショット）に対して、繰り返し行なうためのステップ移動を介在させながら行なうステップ・アンド・スキャン型の露光装置である。
【００１５】
レチクルステージ１はリニアモータ４によってＹ方向へ駆動し、ウエハステージ３のＸステージ３ａはリニアモータ５によってＸ方向に駆動し、Ｙステージ３ｂはリニアモータ６によってＹ方向へ駆動するようになっている。レチクルおよびウエハの同期走査は、レチクルステージ１およびＹステージ３ｂをＹ方向へ一定の速度比率（例えば４：−１、なお、「−」は向きが逆であることを示す）で駆動させることにより行なう。また、Ｘ方向へのステップ移動はＸステージ３ａにより行なう。Ｘステージ３ａには不図示のＺ−チルトステージが搭載され、その上にはウエハを保持するウエハチャック１３が取り付けられている。
【００１６】
ウエハステージ３は、ステージ定盤７上に設けられ、ステージ定盤７は３つのダンパ８を介して３点で床等の上に支持されている。レチクルステージ１および投影光学系２は鏡筒定盤９上に設けられ、鏡筒定盤９は床等に載置されたベースフレーム１０上に３つのダンパ１１および支柱１２を介して支持されている。ダンパ８は６軸方向にアクティブに制振もしくは除振するアクティブダンパであるが、パッシブダンパを用いてもよく、あるいはダンパを介せずに支持してもよい。
【００１７】
また、この露光装置は、鏡筒定盤９とステージ定盤７との間の距離を３点において測定するレーザ干渉計２３，２４、マイクロエンコーダ等の距離測定手段１３を備えている。なお、２５はレーザ側長光路、２６はＹ方向移動鏡である。
【００１８】
投光手段２１と受光手段２２は、ウエハステージ３上のウエハが投影光学系２のフォーカス面に位置しているか否かを検出するためのフォーカスセンサを構成している。すなわち、鏡筒定盤９に固定された投光手段２１によりウエハに対して斜め方向から光を照射し、その反射光の位置を受光手段２２によって検出することにより投影光学系２の光軸方向のウエハ表面の位置が検出される。
【００１９】
この構成において、不図示の搬送手段により、装置前部の２つの支柱１２間の搬送経路を経てウエハステージ３上にウエハが搬入され、所定の位置合せが終了すると、露光装置は、走査露光およびステップ移動を繰り返しながら、ウエハ上の複数の転写領域に対してレチクルのパターンを露光転写する。走査露光に際しては、レチクルステージ１およびＹステージ３ｂをＹ方向（走査方向）へ所定の速度比で移動させて、スリット状の露光光でレチクル上のパターンを走査するとともに、その投影像でウエハを走査することにより、ウエハ上の所定の転写領域に対してレチクル上のパターンを露光する。走査露光中、ウエハ表面の高さは前記フォーカスセンサで計測され、その計測値に基づきウエハステージ３の高さとチルトがリアルタイムで制御され、フォーカス補正が行なわれる。１つの転写領域に対する走査露光が終了したら、Ｘステージ３ａおよび／またはＹステージ３ｂを駆動してウエハをＸ方向および／またはＹ方向へステップ移動させることにより、他の転写領域を走査露光の開始位置に対して位置決めし、走査露光を行なう。なお、このＸ，Ｙ方向へのステップ移動と、Ｙ方向への走査露光のための移動との組合せにより、ウエハ上の複数の転写領域に対して、順次効率良く露光が行なえるように、各転写領域の配置、Ｙの正または負のいずれかへの走査方向、各転写領域への露光順等が設定されている。
【００２０】
図１のような走査露光方式の装置では、静止露光方式の場合と異なり、走査中のウエハステージの位置を所定の時間に所定の位置に位置決めする必要がある。そこで、本実施例では、変形成分を含んだショットの位置を次のように定義している。すなわち、露光ショットの中心を原点として、走査方向をＹ軸、露光面内で直交する方向をＸ軸、露光面に直交する方向（光軸方向）をＺ軸と定義する。そしてＹ座標ｙを変数に持つ関数を１次からｎ次まで定義して、その関数値（以下、ＣＡＳＰパラメータという）を各軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θX ，θY ，θZ の６軸）の座標値に補正値として加える。ＣＡＳＰパラメータは露光ショット毎に上位プロセッサから下位プロセッサに渡される。
【００２１】
例えば、Ｘ軸に関するＣＡＳＰパラメータは、下記の多項式
【００２２】
【数１】
で表わすことができる。ここで、Ｃx0はショット中心とウエハステージとの位置関係を表わし、Ｙ0 はショット中心とレチクル中心との位置関係を表わす。
【００２３】
本実施例では、実際には、（１）式の２次の項までの式である下記の２次式を採用した。
【００２４】
【数２】
図３は、図１の装置におけるステージ制御系の構成を示す。同図の制御系は、シーケンス処理を行なう上位プロセッサ３０とリアルタイム処理を行なう下位プロセッサ４０とで構成される。上位プロセッサ３０には、ＪＯＢパラメータ入力手段３１、グローバルアライメント計測手段３２、ショット歪みデータ処理手段３４、レチクルアライメント計測手段３３およびアライメントデータ処理手段３５等がソフトウエアとして設けられている。下位プロセッサ４０には、ＣＡＳＰ再生手段４１、プロファイラ４２、ユニット間補正目標値生成手段４３、加算器４５、加算器４６、非干渉化処理・サーボ演算処理手段４８およびトポロジー補正手段４９等がソフトウエアとして設けられている。
【００２５】
上位プロセッサ３０は、シーケンス処理を行なうため、イベントによって種々のプロセスが起動され、各処理項目の実行に関して時間的な保証は期待することができない。本実施例においては、アライメント計測等のユニット間にまたがる処理やパラメータ入力処理など、時間的な束縛条件の緩い処理項目を上位プロセッサ３０に担わせ、時間的な束縛条件の厳しい処理項目は下位プロセッサ４０に担わせている。
【００２６】
下位プロセッサ４０は、リアルタイム処理を行なう。すなわち、タイマ割り込みによって決められたプロセスの起動がかかり、次回のタイマ割り込みが発生するまでに確実に処理の完結が保証される。本実施例においては、走査露光中におけるステージの目標値生成とサーボ演算処理を下位プロセッサが担っている。
【００２７】
上位プロセッサ３０において、ＪＯＢパラメータ入力手段３１は、装置のユーザがマンマシンインターフェースを介して、プロセスやパターン情報に基づいた情報を入力するためのものである。この実施例では、平行四辺形や台形型ショット形状（スキュー歪み）に代表されるショット内歪みに関するＪＯＢパラメータを入力できるようになっている。
【００２８】
グローバルアライメント計測手段３２は、ウエハ内で代表的な数ショットにおけるアライメント計測を行ない、計測データを得る。本実施例においてはグローバルアライメント計測は静止状態で行なっているが、走査しながら行なっても良い。グローバルアライメントデータからは、例えばショットとショットの中心位置の相対的な関係からウエハの延びが推測できるので、ショット歪みデータを計算することができる。
【００２９】
例えばＹ方向倍率ＭａｇｙはＣＡＳＰＹ方向１次パラメータに代入し、Ｘ方向倍率Ｍａｇｘは投影レンズの投影倍率に代入することで露光ショットの縦横偏倍値をグローバルアライメントデータから得ることができる。
【００３０】
レチクルアライメント計測手段３３は、レチクルパターンの装置基準に対する中心位置のずれ量とショットパターン内歪み量を計測する。
【００３１】
ショット歪みデータ処理手段３４は、ＪＯＢパラメータ入力手段３１から入力されるショット歪みデータと、グローバルアライメント計測手段３２から得られるショット歪みデータを統合し、その統合結果とさらにレチクルアライメント計測手段３３から得られるレチクル歪みデータとに基づいて、ＣＡＳＰ１〜ｎ次のパラメータを算出して出力する。
【００３２】
アライメントデータ処理手段３５は、レチクルパターンの中心とウエハ上のパターンの中心の位置を整合させるための演算処理を行なう。ここでは、両者のパターン中心がそれぞれ装置基準に対して整合するような補正計算が行なわれる。演算処理結果は、ＣＡＳＰ０次パラメータ（Ｃx0，Ｃy0，‥‥，Ｙ0 ）として出力される。
【００３３】
上記のＣＡＳＰ１〜ｎ次パラメータは、ＣＡＳＰ再生手段４１等で計算される多項式の係数の集まりで、ショットの中心位置情報（ＣＡＳＰ０次）とショット内歪み情報（ＣＡＳＰ１〜ｎ次）を含んでいる。ＣＡＳＰパラメータはショットごとに上位プロセッサから下位プロセッサ４０に渡される。
【００３４】
下位プロセッサ４０において、プロファイラ４２は、走査露光時およびステップ移動時のステージ移動を所定のプロファイルで行なうためのステージ位置決め目標値を生成する。また、上位プロセッサ３０からショットごとに渡される上記０〜ｎ次のＣＡＳＰパラメータのうち０次のＣＡＳＰパラメータに基づいて、上記位置決め目標値を補正して出力する（プロファイル出力）。
【００３５】
ＣＡＳＰ０次パラメータは、例えばショットからショットにステップ移動するときに大きなレンジで変化する。目標値が大きく変化する場合は、ウエハステージのサーボ系に大きなステップ入力が加わらないように、目標位置変位を滑らかになまらせる必要がある。プロファイラ４２は、与えられた目標値と最大加速度、最高速度、最大撃力から最短時間でかつ時間軸に対して滑らかなステージ移動が行なわれるような前記位置決めの目標値データを出力する。また、走査露光時にはウエハステージ／レチクルステージを加速したあと一定速で駆動するための等速運動目標値を生成し、減速停止させることもできる。
【００３６】
ＣＡＳＰ再生手段４１は、プロファイラ４２と協働してＣＡＳＰパラメータに表現された多項式の係数から、ウエハステージのショット内現在位置に応じて目標位置を再現する。すなわち、ＣＡＳＰ再生手段４１は、上位プロセッサ３０からショットごとに渡される上記０〜ｎ次のＣＡＳＰパラメータのうち１〜ｎ次のＣＡＳＰパラメータを、上記（２）式の係数として、走査中のショット内における座標位置ｙから逐次補正値（ｘ（ｙ），ｙ（ｙ），ｚ（ｙ），θｘ（ｙ），θｙ（ｙ），θｚ（ｙ））を算出し、ステージ位置補正値を再生する。ＣＡＳＰ再生手段によって出力される逐次補正値はショット内歪みを補正するために使われるので実際の出力値は高々ＸＹ方向で±５０ｎｍ程度である。
【００３７】
本実施例においてはレチクルステージはＹ方向にのみ動く。レチクルステージガイドはＹ方向を案内するが、レチクルステージの絶対位置に応じてＹ軸以外において微少な変位量が発生するので、それによってレチクルが変位した分はウエハステージの位置を補正して誤差を取り除く必要がある。ユニット間補正目標値生成手段４３はこのような誤差を取り除くためのユニット間補正目標値を生成する。
【００３８】
加算器４５は、ＣＡＳＰ再生手段４１から入力されるＣＡＳＰ再生データとプロファイラ４２から入力されるプロファイラ出力とユニット間補正目標値生成手段４３から入力されるユニット間補正目標値を加算する。３者の値は走査露光中は常に変化しており、合計値を逐次目標値としてサーボ系の目標値入力手段である加算器４６に出力する。
【００３９】
トポロジー補正手段４９は、ウエハステージの現在位置を検出するセンサの信号読み値から機構的な要因から発生する他軸干渉を取り除き、ウエハステージ座標軸における現在位置を出力する。
【００４０】
加算器４６は、ウエハステージのサーボ系を構成する。トポロジー補正手段４９からのウエハステージの現在位置と加算器４５から出力される逐次目標値との差を演算して偏差データを計算する。
【００４１】
非干渉化処理・サーボ演算処理手段４８は加算器４６から得られた各座標軸における偏差量をアクチュエータの取り付け位置基準の駆動量に変換する。また、ＰＩＤに代表されるようなサーボ演算や機械系の共振点を取り除くようなノッチフィルタ演算等が含まれる。
【００４２】
５０は座標変換器である。上位プロセッサはウエハステージの目標位置をウエハステージのチャック中心かつ表面をピボット点とした６軸の座標表現で目標位置を指定する。座標変換器５０によってウエハステージの回転中心は投影レンズ中心かつ像面という不動の点に変換される。ＣＡＳＰパラメータによる回転成分は投影レンズ中心かつ像面をピボット点とした回転量で操作される。
【００４３】
図４は本発明を実施した走査露光装置において走査露光開始時のスリット位置（Ａ）と走査露光終了後のスリット位置（Ｂ）を表わしたものである。同図において、１０１（実線）はショット歪み補正をＣＡＳＰパラメータ指定によって行なう場合のショット形状、１０２（点線）はショット歪み補正を行なわない場合のショット形状である。ＣＡＳＰパラメータによるショット歪み補正の指示によるショット歪み補正を行なわない状態のショット１０２に対してスリットの露光開始時の位置が元の位置からずれてしまう。
【００４４】
図５は隣り合う露光ショットを連続して走査露光する場合の露光スリット中心のウエハ表面に対して通過する軌跡を表わす図である。同図において、２０１は第一のショット２０６の走査露光の軌跡、２０２は第一のショット２０６と第二のショットの間をステップする軌跡（ショット歪み補正を行なう場合）、２０３（点線）は第一のショット２０６と第二のショット２０７の間をステップする軌跡（ショット歪み補正を行なわない場合）、２０４は第二のショット２０７の走査露光の軌跡（ショット歪み補正を行なう場合）、２０５（点線）は第二のショット２０７の走査露光の軌跡（ショット歪み補正を行なわない場合）である。
【００４５】
第二のショット２０７にショット歪みがある場合、走査露光を開始する位置を変更する必要がある。すなわちステップ駆動の目標値を２０３から２０２に変更しなければならない。上記変動量は、Ｘ軸方向成分のみのショット歪みを例にとった場合、以下の式で求めることができる。
【００４６】
【数３】
図６は上記の実施例で補正可能なショット歪みとそれを補正するための多項式（図６はいずれも１次式）の説明図である。
【００４７】
【第２の実施例】
上述においては、走査軸（Ｙ軸）の座標値に応じて走査軸以外の駆動目標値を２次成分まで考慮して計算する方法として、（２）式を用いた例を示したが、もう一つの例として走査軸の走査開始時間に基づく基準時間に応じて走査軸以外の駆動目標値を計算する例を説明する。
【００４８】
ステージの位置は、
【００４９】
【数４】
で表現され、第１の実施例と同様の目標値再生が可能である。走査スリットがショット中心に位置する時間（Ｔｓ）は露光を開始する前にショットの中心座標と露光動作に入る前の現在位置と走査速度、加速度パラメータからあらかじめ求めることができる。すなわちショット中心を露光スリットが通過する時間を原点としたＣＡＳＰパラメータを設けることにより、第１の実施例の走査位置に基づいた目標値再生方法と同じ結果が得られる。
【００５０】
微小デバイスの製造の実施例
図７は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。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なう。ステップ２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。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、上記用意したマスクとウエハを用いて、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なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップ７）する。
【００５１】
図８は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。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によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）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）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。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なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【００５２】
本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに製造することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基板ステージ及び原版ステージの少なくとも一方に対する目標位置生成に有用な手法を含む走査型露光技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係る露光装置を側方から見た様子を模式的に示す図である。
【図２】 図１の露光装置の外観を示す斜視図である。
【図３】 図１の装置における制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】 図１の装置におけるショット内歪み補正の説明図である。
【図５】 図１の装置における２つの隣り合うショットのショット内歪み補正の説明図である。
【図６】 図１の装置で補正可能なショット内歪みの形状図およびその補正のための式を示すグラフである。
【図７】 微小デバイスの製造の流れを示す図である。
【図８】 図７におけるウエハプロセスの詳細な流れを示す図である。
【図９】 従来の露光装置におけるグローバルアライメント計測結果出力画面である。
【符号の説明】
１：レチクルステージ、２：投影光学系、３：ウエハステージ、４：リニアモータ、３ａ：Ｘステージ、３ｂ：Ｙステージ、６：リニアモータ、７：ステージ定盤、８：ダンパ、９：鏡筒定盤、１０：ベースフレーム、１１：ダンパ、１２：支柱、１３：距離測定手段、２１：投光手段、２２：受光手段、２３，２４：レーザ干渉計、２５：レーザ測長光路、２６：Ｙ方向移動鏡、３０：上位プロセッサ、３１：ＪＯＢパラメータ入力手段、３２：グローバルアライメント計測手段、３４：ショット歪みデータ処理手段、３３：レチクルアライメント計測手段、３５：アライメントデータ処理手段、４０：下位プロセッサ、４１：ＣＡＳＰ再生手段、４２：プロファイラ、４３：ユニット間補正目標値生成手段、４５：加算器、４６：加算器、４８：非干渉化処理・サーボ演算処理手段、４９：トポロジー補正手段、５０：座標変換器。
Claims (7)
- 原版と基板とを走査しながら、前記原版のパターンを介して前記基板のショット領域を露光する走査型露光装置において、
前記原版を保持して移動可能な原版ステージと、
前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、
グローバルアライメント計測によって得られる前記ショット領域の中心位置のデータに基づき、前記原版パターンの中心と前記基板上のショット領域の中心とが整合するように、前記パターンの中心又は前記ショット領域の中心を原点とした走査軸における座標を変数とする少なくとも０次乃至２次の項を含む多項式の０次の項の係数を設定し、該０次の項の係数に基づいて前記原版ステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方の目標位置を生成する目標位置生成手段と、
前記目標位置に従って駆動された前記原版ステージ及び前記基板ステージの相対位置の目標相対位置からのずれを取り除くための、前記目標位置に対する第１の補正値を生成する第１の補正値生成手段と、
ジョブパラメータ及び前記グローバルアライメント計測の少なくとも一方から得られる前記ショット領域の歪みに関するデータに基づき、前記ショット領域の歪みに対応した前記多項式の少なくとも１次及び２次の項の係数を設定し、該少なくとも１次及び２次の項の係数に基づいて前記目標位置に対する第２の補正値を生成する第２の補正値生成手段と、
前記目標位置並びに前記第１及び第２の補正値に基づいて、前記原版ステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方を移動させる駆動手段と、
を具備することを特徴とする走査型露光装置。 - 前記第２の補正値生成手段は、さらに原版アライメント計測によって得られる前記パターン領域の歪みに関するデータに基づき、前記第２の補正値を生成することを特徴とする請求項１記載の走査型露光装置。
- 前記第２の補正値生成手段は、さらに原版アライメント計測によって得られる前記パターン領域の歪みに関するデータに基づき、前記多項式の少なくとも１次及び２次の項の係数を算出する算出手段を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の走査型露光装置。
- 前記目標位置は回転成分を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の走査型露光装置。
- 上位プロセッサ及び下位プロセッサを備え、前記上位プロセッサは前記少なくとも１次及び２次の項の係数を生成し、前記下位プロセッサは前記少なくとも１次及び２次の項の係数を用いて前記第２の補正値を生成することを特徴とする請求項１記載の走査型露光装置。
- 移動可能な原版ステージに保持された原版と移動可能な基板ステージに保持された基板とを走査しながら、前記原版のパターンを介して前記基板のショット領域を露光する走査型露光方法において、
グローバルアライメント計測によって得られる前記ショット領域の中心位置のデータに基づき、前記原版パターンの中心と前記基板上のショット領域の中心とが整合するように、前記パターンの中心又は前記ショット領域の中心を原点とした走査軸における座標を変数とする少なくとも０次乃至２次の項を含む多項式の０次の項の係数を設定し、該０次の項の係数に基づいて前記原版ステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方の目標位置を生成し、
前記目標位置に従って駆動された前記原版ステージ及び前記基板ステージの相対位置の目標相対位置からのずれを取り除くための、前記目標位置に対する第１の補正値を生成し、
ジョブパラメータおよび前記グローバルアライメント計測の少なくとも一方から得られる前記ショット領域の歪みに関するデータに基づき、前記ショット領域の歪みに対応した前記多項式の少なくとも１次及び２次の項の係数を設定し、該少なくとも１次及び２次の 項の係数に基づいて前記目標位置に対する第２の補正値を生成し、
前記目標位置並びに前記第１及び第２の補正値に基づいて、前記原版ステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方を移動させることを特徴とする走査型露光方法。 - 請求項１乃至６のいずれか記載の走査型露光装置を用い、原版のパターンを介して基板を露光する工程を有することを特徴とするデバイス製造方法。
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