JP6061507B2

JP6061507B2 - 露光方法及び物品の製造方法

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Publication number: JP6061507B2
Application number: JP2012133274A
Authority: JP
Inventors: 隆文宮春; 和彦三島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2032-06-12
Also published as: JP2013258284A

Description

本発明は、露光方法及び物品の製造方法に関する。

半導体デバイスや液晶パネルなどの製造では、一般に、露光装置で、複数のレチクルを使って基板上に複数のパターン（層）が重ねて形成される。このようにパターンを重ねて形成する際、スループットの向上やコストの低減のために、パターンごとに投影倍率の異なる露光装置を使い分けるミックス・アンド・マッチ方式の露光が主流となっている。例えば、高解像度を必要としないラフレイヤの形成には、投影倍率の大きい露光装置が用いられる。一方で、高解像度を必要とするクリティカルレイヤの形成には、投影倍率の小さい露光装置が用いられる。このようなミックス・アンド・マッチ方式の露光において、複数のパターンの重ね合わせ精度を向上させる方法が提案されている（特許文献１および２参照）。

特許文献１では、基板上に形成されたパターンに重ね合わせるパターンのショット回転やウエハ回転を補正するアライメント方法が開示されている。また、特許文献２では、第１露光をクリティカルレイヤ、および第２露光をラフレイヤとし、ショット倍率やショット回転を補正するためのオフセット量を、テスト露光を通して決定する方法が開示されている。

特開平１１−１９５５９６号公報特許第３６１７０４６号公報

ミックス・アンド・マッチ方式の露光方法には、第１露光工程において、複数のチップ領域を含む基板上の領域をショット領域として露光し、第２露光工程において、第１露光工程で露光された各チップ領域をショット領域として個別に露光する方法がある。しかしながら、第１露光工程で露光された各チップ領域は、基板内の場所によって歪みが異なることがあり、第２露光工程で各チップ領域の歪みを考慮せずに各チップ領域を露光すると、レチクルのパターンと各チップ領域との重ね合わせ精度が不十分になってしまう。ここで、各チップ領域には複数のチップが含まれることもある。

そこで、走査露光装置において、基板に形成されたパターンにレチクルのパターンを高精度に重ね合わせる上で有利な技術を提供することを目的とする。

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方法は、基板の複数の第１領域の各々に含まれる複数の部分領域を個別に露光する露光方法であって、前記基板には、前記複数の第１領域の各々を１ショット領域として、レチクルのパターンを前記複数の第１領域の各々に投影することにより前記複数の第１領域の各々の露光を行う工程を経てパターンが形成されており、前記複数の部分領域は、第１部分領域と第２部分領域とを含み、前記露光方法は、前記第１領域に形成された複数のマークのうちの一部の前記第１部分領域に形成された複数のマークの検出結果に基づいて、前記第１部分領域を１ショット領域として前記第１部分領域の形状に合わせてレチクルのパターンを前記第１部分領域に投影するための第１補正量を求め、前記第１補正量に基づいて前記第１部分領域を１ショット領域として露光する第１露光工程と、前記第１領域に形成された複数のマークのうちの一部の前記第２部分領域に形成された複数のマークの検出結果に基づいて、前記第２部分領域を１ショット領域として前記第２部分領域の形状に合わせてレチクルのパターンを前記第２部分領域に投影するための第２補正量を求め、前記第２補正量に基づいて前記第２部分領域を１ショット領域として露光する第２露光工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、走査型の露光装置において、基板に形成されたパターンにレチクルのパターンを高精度に重ね合わせる上で有利な技術を提供することができる。

本発明の第１実施形態の走査露光装置を示す図である。基板のショット領域の配列を示す図である。レチクルステージをＺ方向から見たときの図である。基板の第１領域の配列を示す図である。変形したレチクルにおける第１パターン領域を示す図である。基板の第１領域の配列を示す図である。変形したレチクルを用いて露光された基板の第１領域を示す図である。各部分領域を走査露光する際の制御方法を示す図である。レチクルステージをＺ方向から見たときの図である。第１部分領域および第２部分領域を拡大した図である。

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。明細書および図面では、投影光学系の光軸に平行な方向をＺ方向、Ｚ方向に垂直な面内において互いに直交する２つの方向をそれぞれＸ方向およびＹ方向として説明する。また、１回の走査露光によって露光される領域をショット領域という。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態の走査露光装置１００について、図１を参照して説明する。図１は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査露光装置（スキャナー）１００を示す概略図である。第１実施形態の走査露光装置１００は、照明光学系１０と、レチクルステージ２０と、投影光学系３０と、基板ステージ４０とを備える。また、第１実施形態の走査露光装置１００は、基板の露光動作を制御する制御部５０を備えており、第１実施形態において説明する走査露光装置１００の露光動作は、制御部５０によって制御されているものとする。

光源１１から出射された光は、照明光学系１０に入射し、例えばＸ方向に長い帯状または円弧状の露光領域をレチクル（原版）２１上に形成する。レチクル２１および基板４１は、レチクルステージ２０および基板ステージ４０によってそれぞれ保持されており、投影光学系３０を介して光学的にほぼ共役な位置（投影光学系３０の物体面および像面）に配置される。投影光学系３０は、所定の投影倍率（例えば１／２倍や１／４倍）を有し、レチクル２１に形成されたレチクルパターンを基板４１に投影する。そして、レチクルステージ２０および基板ステージ４０を、投影光学系３０の光軸方向（Ｚ方向）に直交する方向（第１実施形態ではＹ方向）に、投影光学系３０の投影倍率に応じた速度比で走査させる。これにより、レチクル２１に形成されたレチクルパターンを基板４１に転写することができる。

レチクル２１を保持したレチクルステージ２０は、位置計測器と駆動機構とを含む位置制御機構（不図示）によってＹ方向（走査露光における走査方向）に駆動される。位置計測器は、例えば、レーザ干渉計やエンコーダ、静電容量センサーなどを含み、位置計測器とレチクルステージ２０との距離を計測してレチクルステージ２０の位置を算出する。駆動機構は、位置計測器によって算出されたレチクルステージ２０の位置が目標位置になるように、レチクルステージ２０を駆動する。このような位置制御機構によってレチクルステージ２０の移動が高精度に行われる。レチクルステージ２０上におけるレチクル２１の近傍には、レチクル側指標板（原版側指標板）２２が配置されている。レチクル側指標板２２は、レチクル側指標板２２のパターン面である反射面２２ａの高さ（Ｚ位置）が、レチクル２１の反射面２１ａの高さとほぼ一致するように構成される。レチクル側指標板２２の反射面２２ａには、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ等の金属薄膜によって形成されたレチクル側計測用マークが複数箇所に配置されている。なお、第１実施形態の走査露光装置１００では、１個のレチクル側指標板２２がレチクルステージ２０上に配置されているが、これに限定されるものではなく、複数個のレチクル側指標板２２をレチクルステージ２０上に配置してもよい。

レチクルアライメントセンサ２３およびレチクルフォーカスセンサ２４は、レチクル側指標板２２とレチクル２１との相対位置を計測するために備えられている。レチクルアライメントセンサ２３は、例えば、２次元撮像素子と光学素子とを含み、レチクルステージ２０を移動させることにより、レチクル側指標板２２とレチクル２１とのＸ方向およびＹ方向における相対位置を計測することができる。また、レチクルフォーカスセンサ２４は、例えば、斜入射方式のセンサーを含み、レチクルステージ２０を移動させることにより、レチクル側指標板２２とレチクル２１とのＺ方向における相対位置を計測することができる。なお、第１実施形態の走査露光装置１００では、レチクルアライメントセンサ２３およびレチクルフォーカスセンサ２４は、１個ずつ備えられているが、複数個ずつ備えてもよい。例えば、複数のレチクルアライメントセンサ２３をＸ方向に離隔して配置し、それぞれにおける計測値の差異を算出することによって、レチクル２１のＸ方向の倍率成分やＺ軸周りの回転成分などを計測することができる。また、例えば、複数のレチクルフォーカスセンサ２４をＸ方向に離隔して配置し、それぞれにおける計測値の差異を算出することによって、レチクル２１の表面における凹凸などを計測することができる。

基板４１を保持した基板ステージ４０は、位置計測器と駆動機構とを含む位置制御機構（不図示）によってＹ方向（走査露光における走査方向）に駆動される。位置計測器は、例えば、レーザ干渉計やエンコーダ、静電容量センサーなどを含み、位置計測器と基板ステージ４０との距離を計測して基板ステージ４０の位置を算出する。駆動機構は、位置計測器によって算出された基板ステージ４０の位置が目標位置になるように、基板ステージ４０を駆動する。このような位置制御機構によって基板ステージ４０の移動が高精度に行われる。基板ステージ４０上における基板４１の近傍には、基板側指標板４２が配置されている。基板側指標板４２は、基板側指標板４２の上面４２ａの高さ（Ｚ位置）が、基板４１の上面４１ａの高さとほぼ一致するように構成される。基板側指標板４２の上面４２ａには、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ等の金属薄膜によって形成された基板側計測用マークが複数箇所に配置されている。基板側指標板４２の下部には光量センサ４５が備えられており、光量センサ４５は、基板側計測用マークおよび基板側指標板４２を通過した光を検出する。なお、第１実施形態の走査露光装置１００では、１個の基板側指標板４２が基板ステージ４０上に配置されているが、これに限定されるものではなく、複数個の基板側指標板４２を基板ステージ４０上に配置してもよい。

基板アライメントセンサ４３および基板フォーカスセンサ４４は、基板側指標板４２と基板４１との相対位置を計測するために備えられている。基板アライメントセンサ４３は、例えば、２次元撮像素子と光学素子とを含み、基板ステージ４０を移動させることにより、基板側指標板４２と基板４１とのＸ方向およびＹ方向における相対位置を計測することができる。また、基板フォーカスセンサ４４は、例えば、斜入射方式のセンサーを含み、基板ステージ４０を移動させることにより、基板側指標板４２と基板４１とのＺ方向における相対位置を計測することができる。なお、第１実施形態の走査露光装置１００では、基板アライメントセンサ４３および基板フォーカスセンサ４４は、１個ずつ備えられているが、複数個ずつ備えてもよい。例えば、複数の基板アライメントセンサ４３をＸ方向に離隔して配置し、それぞれにおける計測値の差異を算出することによって、基板４１のＸ方向の倍率成分やＺ軸周りの回転成分などを計測することができる。また、例えば、複数の基板フォーカスセンサ４４をＸ方向に離隔して配置し、それぞれにおける計測値の差異を算出することによって、基板４１の表面における凹凸などを計測することができる。

ここで、パターン（層）ごとに露光装置を使い分けるミックス・アンド・マッチ方式の露光について説明する。ミックス・アンド・マッチ方式の露光では、ウエハアライメントとして、一般に、アドバンスト・グローバル・アライメント（ＡｄｖａｎｃｅｄＧｌｏｂａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ、以下ＡＧＡ）が用いられる。ＡＧＡとは、基板上における数箇所のショット領域（サンプルショット領域）でアライメントマーク（以下ＡＡマーク）を計測し、計測した値を統計的に処理するグローバルアライメントのことである。そして、ＡＧＡにより、ショット領域の形状や倍率成分、ＸＹ方向のシフト成分（Ｘ方向およびＹ方向のずれ）、Ｚ軸周りの回転成分などが考慮された座標系を算出し、算出された座標系によって基板に形成されたパターンの補正量が決定される。

まず、１／４倍の光学倍率を有する走査露光装置によって露光した基板におけるショット領域のＡＧＡについて、図２を参照して説明する。図２は、基板４１上のショット領域４６の配列を示す図である。図２において、長方形はショット領域４６、および塗りつぶされた長方形はサンプルショット領域４６’を示す。サンプルショット領域４６’の数は、図２では６個にしているが、補正する項目や必要とする精度によって選択されるため、６個に限定されるものではない。ショット領域４６は、ＸＹ方向のシフト成分および回転成分がない場合、基板上に図２（ａ）に示すように配列される。これが、ウェハ回転成分を含む場合では、図２（ｂ）のように、基板４１上の複数のショット領域４６が一括して回転して配列されてしまう。この場合、ウエハ回転成分の量は、３つ以上のショット領域４６によって、ショット領域４６のＸＹ方向のシフト成分と切り分けて計測することができる。また、ショット回転成分を含む場合では、図２（ｃ）のように、各ショット領域４６が個別に回転して配列されてしまう。図２（ｃ）における複数のショット領域４６のうち１つのショット領域Ｓ_ｎを拡大した図を図２（ｄ）に示す。図２（ｄ）では、実線が実際に基板４１に転写されたときのショット領域Ｓ_ｎであり、破線が基板４１に転写されるべきショット領域Ｓ_ｎ’である。ショット領域Ｓ_ｎには複数のＡＡマークが形成されている（図２（ｄ）のショット領域Ｓ_ｎには、ｍ_１〜ｍ_４の４つのＡＡマークが形成されている）。ショット回転成分の量は、ショット領域Ｓ_ｎに形成されたＡＡマークのうち３つ以上のＡＡマークによって、ショット領域Ｓ_ｎのＸＹ方向のシフト成分と切り分けて計測することができる。このように、ＡＧＡでは、複数のサンプルショット領域４６ａ’および複数のＡＡマークｍ_１〜ｍ_４によって、ウエハ回転成分の量およびショット回転成分の量を計測することができる。

次に、１／２倍の投影倍率を有する走査露光装置を用いて第１層が形成された基板に対し、１／４倍の投影倍率を有する走査露光装置を用いて第２層を形成するミックス・アンド・マッチ方式の露光について、図３および図４を参照して説明する。図３は、走査露光装置のレチクルステージ２０をＺ方向から見たときの図である。図３（ａ）は、１／２倍の投影倍率を有する走査露光装置におけるレチクルステージ２０ａを示し、レチクルステージ２０ａには、第１パターン領域２６ａを含むレチクル２１ａとレチクル側指標板２２ａとが配置されている。第１パターン領域２６ａには、同じ寸法を有する領域ＳＰ_１と領域ＳＰ_２とが含まれる。このようなレチクル２１ａを用いて基板４１を露光すると、図４に示すように、複数の第１領域４６ａ（ショット領域）が形成される。図４において、各第１領域４６ａは、レチクル２１ａ上の第１パターン領域２６ａに対応する。各第１領域４６ａに含まれる第１部分領域（Ｓ_１１、Ｓ_１２・・・Ｓ_１ｘ）は、第１パターン領域２６ａ内の領域ＳＰ_１に対応し、各第１領域４６ａに含まれる第２部分領域（Ｓ_２１、Ｓ_２２・・・Ｓ_２ｘ）は、第１パターン領域２６ａ内の領域ＳＰ_２に対応する。また、図３（ｂ）は、１／４倍の投影倍率を有する走査露光装置におけるレチクルステージ２０ｂを示し、レチクルステージ２０ｂには、第２パターン領域２６ｂを含むレチクル２１ｂとレチクル側指標板２２ｂとが配置されている。第２パターン領域２６ｂには領域ＳＰ_３が含まれており、領域ＳＰ_３は領域ＳＰ_１（領域ＳＰ_２）に比べて２倍の寸法（面積比では４倍）を有する。この領域ＳＰ_３は、領域ＳＰ_１（領域ＳＰ_２）の２倍の寸法であるが、基板に転写した際の寸法が領域ＳＰ_１（領域ＳＰ_２）を基板に転写した際の寸法と同じになるように、投影倍率を考慮して設計されている。そして、領域ＳＰ_３が形成されたレチクル２１ｂを用い、図４に示す複数の第１領域４６ａを有する基板において、各第１領域４６ａに含まれる複数の部分領域（第１部分領域および第２部分領域）が個別に露光される。つまり、１回の走査露光で１つの部分領域が露光される。

このように、ミックス・アンド・マッチ方式の露光では、例えば、１／２倍の投影倍率を有する走査露光装置を用いて基板上に形成した各部分領域に、１／４倍の投影倍率を有する走査露光装置を用いてレチクルパターン（領域ＳＰ_３）が転写される。しかしながら、レチクル２１は、例えば光の照射による熱膨張などによって変形するため、図５に示すように、レチクル２１ａに形成された領域ＳＰ_１と領域ＳＰ_２との形状が互いに異なってしまう。図５は、レチクル２１ａにおける第１パターン領域２６ａの形状が熱膨張によって糸巻き型に変化したときの模式図である。図５において、破線はレチクル２１ａが熱膨張していない時の第１パターン領域２６ａ、実線はレチクル２１ａが熱膨張したときの第１パターン領域２６ａ’、および一点鎖線はレチクルが熱膨張したときの領域ＳＰ_１’と領域ＳＰ_２’とを示す。レチクル２１ａの熱膨張によって領域ＳＰ_１’と領域ＳＰ_２’との形状が互いに異なってしまうと、基板４１に形成される第１部分領域と第２部分領域との形状も互いに異なってしまう。そのため、第１部分領域と第２部分領域とを区別せずに数箇所の第１領域４６ａによってアライメントする従来のＡＧＡでは、レチクル２１ｂに形成された領域ＳＰ_３を各部分領域に高精度に重ね合わせることが困難である。従来のＡＧＡは、例えば、図４において塗りつぶされた数箇所の第１領域４６ａをサンプルショット領域４６ａ’とし、サンプルショット領域４６ａ’における複数の部分領域の補正量を、第１部分領域と第２部分領域とを区別しないで算出する。この場合、算出された補正量は、第１部分領域における補正量と第２部分領域における補正量とを平均化しただけとなるため、各部分領域において重ね合わせ誤差が生じてしまう。そこで、第１実施形態の走査露光装置１００では、第１部分領域と第２部分領域とに対して個別にＡＧＡを行い、それぞれのＡＧＡの結果に基づいて基板４１とレチクル２１とをアライメントしながら第１部分領域および第２部分領域をそれぞれ露光する。ここで、第１実施形態では、レチクル２１の熱膨張を糸巻き型の熱膨張として説明したが、糸巻き型に限定されるものではない。また、第１実施形態の第１領域４６ａには、２つの部分領域（第１部分領域および第２部分領域）が含まれているが、３つ以上の部分領域が含まれてもよい。

図６は、各第１領域４６ａをショット領域として露光し、複数の第１部分領域および複数の第２部分領域が形成された基板を示す図である。図６では、図４と同様に、各第１領域４６ａは、レチクル２１ａ上の第１パターン領域２６ａに対応する。各第１領域４６ａに含まれる第１部分領域（Ｓ_１１、Ｓ_１２・・・Ｓ_１ｘ）は、第１パターン領域２６ａ内の領域ＳＰ_１に対応し、各第１領域４６ａに含まれる第２部分領域（Ｓ_２１、Ｓ_２２・・・Ｓ_２ｘ）は、第１パターン領域２６ａ内の領域ＳＰ_２に対応する。このように複数の第１領域４６ａが形成された基板４１において、第１実施形態の走査露光装置１００では、第１部分領域と第２部分領域とに対して個別にＡＧＡを行い、それぞれのＡＧＡの結果に基づいて第１部分領域および第２部分領域をそれぞれ露光する。ＡＧＡには、図７に示すように第１部分領域および第２部分領域に形成されたＡＡマークｍ_１１〜ｍ_１６およびｍ_２１〜ｍ_２６が用いられる。図７は、糸巻き型に熱膨張したレチクル２１ａを用いて露光された基板４１の第１領域４６ａを示す図である。図７において、実線が第１領域４６ａ、一点鎖線が第１部分領域Ｓ_１ｎおよび第２部分領域Ｓ_２ｎである。例えば、第１領域４６ａに含まれる第１部分領域Ｓ_１ｎおよび第２部分領域Ｓ_２ｎには、ＡＡマークｍ_１１〜ｍ_１６およびｍ_２１〜ｍ_２６がそれぞれ形成されている。そして、第１部分領域Ｓ_１ｎと第２部分領域Ｓ_２ｎとでは、形状や倍率成分などが互いに異なっている。ここで、第１領域４６ａには計１２点のＡＡマークがあるが、１２点に限定されるものではない。より多くのＡＡマークを用いることによって、高精度に補正量を算出することができる。また、図７のＡＡマークのうち、ｍ_１３とｍ_２２、ｍ_１４とｍ_２１、およびｍ_１５とｍ_２６は、１つのＡＡマークとし、第１部分領域Ｓ_１ｎと第２部分領域Ｓ_２ｎとで共有してもよい。

図６において塗りつぶされた長方形で示す第１部分領域Ｓ_１１、Ｓ_１２・・・Ｓ_１ｘを露光する場合、複数の第１部分領域を用いてＡＧＡを行う。ＡＧＡは、複数の第１部分領域に形成された複数のＡＡマークを検出し、ＡＡマークの検出結果を用いて基板４１に形成された複数の第１部分領域の第１補正量を算出する。この第１補正量は、第１部分領域の形状や倍率成分、ＸＹ方向のシフト成分、Ｚ軸周りの回転成分などが考慮されている。同様に、図６において白抜きの長方形で示す第２部分領域Ｓ_２１、Ｓ_２２・・・Ｓ_２ｘを露光する場合、複数の第２部分領域を用いてＡＧＡを行う。ＡＧＡは、複数の第２部分領域に形成された複数のＡＡマークを検出し、ＡＡマークの検出結果を用いて基板４１に形成された複数の第２部分領域の第２補正量を算出する。この第２補正量は、第２部分領域の形状や倍率成分、ＸＹ方向のシフト成分、Ｚ軸周りの回転成分などが考慮されている。第１実施形態の走査露光装置１００は、算出された第１補正量および第２補正量に基づいて、レチクルパターン（領域ＳＰ_３）と各第１部分領域Ｓ_１ｎおよび各第２部分領域Ｓ_２ｎとを個別にアライメントして走査露光する。

ここで、各部分領域を走査露光する際の制御方法について、図８を参照して説明する。図８（ａ）は、走査露光におけるＸ方向の倍率成分を補正して第１部分領域Ｓ_１ｎを露光する方法を示す図である。図８（ａ）では、図７と同様に、実線が第１領域４６ａ、一点鎖線が第１部分領域Ｓ_１ｎである。なお、第２部分領域Ｓ_２ｎは省略する。第１実施形態の走査露光装置１００では、Ｙ方向にレチクルステージ２０および基板ステージ４０が移動するため、第１部分領域Ｓ_１ｎにおけるＸ方向の倍率成分の補正は、露光中における投影光学系３０のＸ方向の投影倍率（Ｘ倍率）を変えて行う。例えば、図８（ａ）に示す矢印３１ａ〜３１ｃは投影光学系３０の投影倍率（Ｘ倍率）の大きさを表わしており、第１部分領域Ｓ_１ｎにおけるＸ方向の倍率成分が大きい部分（ｍ_１２とｍ_１６との間）では、投影倍率（Ｘ倍率）を大きくして露光する（矢印３１ａ）。一方で、第１部分領域Ｓ_１ｎにおけるＸ方向の倍率成分が小さい部分（ｍ_１３とｍ_１５との間）では、投影倍率（Ｘ倍率）を小さくして露光する（矢印３１ｃ）。なお、投影光学系３０の投影倍率は、Ｘ方向の投影倍率（Ｘ倍率）に限らず、Ｙ方向の投影倍率（Ｙ倍率）を変えてもよい。

図８（ｂ）は、走査露光におけるＹ方向の倍率成分を補正して第１部分領域Ｓ_１ｎを露光する方法を示す図である。第１実施形態の走査露光装置１００において、第１部分領域Ｓ_１ｎにおけるＹ方向の倍率成分の補正は、露光中におけるレチクルステージ２０（レチクル２１）の移動速度を変えて行う。例えば、図８（ｂ）に示す矢印は一定の時間内で移動するレチクルステージ２０の移動距離を表しており、Ｙ方向の倍率成分が大きい部分（ｍ_１１とｍ_１４との間）の移動距離２７’は、Ｙ方向の倍率成分を補正しない場合の移動距離２７に比べて長くする。即ち、走査露光装置１００は、各部分領域のＹ方向の倍率成分が大きい場合、レチクルステージ２０の移動速度を速くするように制御して露光する。第１実施形態において、Ｙ方向の倍率成分の補正は、レチクルステージ２０の移動速度を変えて行っているが、レチクルステージ２０および基板ステージ４０の両方の移動速度を変えてもよい。

第１実施形態の走査露光装置１００では、レチクル２１の熱膨張によって各第１領域４６ａの形状が変わる場合について説明したが、各第１領域４６ａの形状は、例えば、レチクル２１を作製する際におけるレチクルパターンの作製誤差によって変わる場合もある。図９は、レチクルパターンの作製誤差として、領域ＳＰ_１と領域ＳＰ_２とが個別に傾いている場合において、レチクルステージ２０をＺ方向から見たときの図である。このような場合においても、第１実施形態の走査露光装置１００によって高精度にアライメントできることは明白である。また、レチクル２１の熱膨張は、露光状況によって変化するため、第１実施形態において説明した第１部分領域と第２部分領域とを個別にＡＧＡを行う工程は、定期的に実施するとよい。定期的な実施とは、例えば、複数のロットのうち指定ロット毎に１回、または指定基板枚数で１回などである。さらに、第１実施形態では、１／２倍の投影倍率を有する走査露光装置で露光した基板を、１／４倍の投影倍率を有する走査露光装置で露光する方法について説明したが、他の投影倍率を有する走査露光装置を用いてもよい。また、第１層を形成する走査露光装置は、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置（例えばステッパー）を用いてもよい。

上述したように、第１実施形態の走査露光装置１００は、複数の第１領域４６ａを有する基板４１の各第１領域４６ａに含まれる第１部分領域および第２部分領域を個別にＡＧＡを行う。そして、それぞれのＡＧＡの結果に基づいて基板４１とレチクル２１とをアライメントしながら第１部分領域および第２部分領域をそれぞれ露光する。これにより、ミックス・アンド・マッチ方式の露光において、第１部分領域および第２部分領域にレチクルパターンを高精度に重ね合わせることができる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態の走査露光装置について説明する。第２実施形態の走査露光装置は、第１実施形態の走査露光装置１００と同様に、複数の第１領域を有する基板の各第１領域に含まれる第１部分領域および第２部分領域を個別にＡＧＡを行う。そして、第２実施形態の走査露光装置は、それぞれのＡＧＡの結果に基づいて基板４１とレチクル２１とをアライメントしながら第１部分領域および第２部分領域をそれぞれ露光する。第２実施形態では、隣接する２つの第１領域４６ａの間隔と、第１部分領域と第２部分領域との間隔とが異なる場合について、図１０を参照して説明する。

図１０は、図６に示す第１部分領域Ｓ_１ｎとＳ_１ｍ、および第２部分領域Ｓ_２ｎとＳ_２ｍを拡大した図である。図１０において、長さＬ_１ｎおよびＬ_２ｎはそれぞれ第１部分領域Ｓ_１ｎおよび第２部分領域Ｓ_２ｎのＹ方向の長さであり、長さＬ_１ｍおよびＬ_２ｍはそれぞれ第１部分領域Ｓ_１ｍおよび第２部分領域Ｓ_２ｍのＹ方向の長さである。また、間隔Ｓ_ｎｍは隣接する２つの第１領域４６ａのＹ方向の間隔（Ｓ_２ｎとＳ_１ｍとの間隔）であり、間隔Ｄ_ｒは第１部分領域と第２部分領域とのＹ方向の間隔（Ｓ_１ｎとＳ_２ｎとの間隔、およびＳ_１ｍとＳ_２ｍとの間隔）である。このように、間隔Ｓ_ｎｍと間隔Ｄ_ｒとが異なっていると、Ｙ方向に（例えば、図１０においてＳ_１ｎ、Ｓ_２ｎ、Ｓ_１ｍ、Ｓ_２ｍの順番で）走査露光する場合、各部分領域におけるＹ方向のシフト成分に±（Ｓ_ｎｍ−Ｄ_ｒ）／２の補正残渣が生じてしまう。間隔Ｓ_ｎｍと間隔Ｄ_ｒとが同じ値である場合は補正残渣は生じないが、間隔Ｄ_ｒはレチクルパターンに依存する間隔であるため微細に形成できるのに対し、間隔Ｓ_ｎｍは走査露光装置における走査に依存する間隔であるため間隔Ｄ_ｒほど微細に形成できない。したがって、間隔Ｓ_ｎｍを間隔Ｄ_ｒまで狭めることが困難である。一方で、間隔Ｄ_ｒを間隔Ｓ_ｎｍまで拡げることはできるが、基板４１における部分領域の個数（チップ数）を減少させることになってしまいうる。そこで、第２実施形態の走査露光装置は、第１部分領域と第２部分領域とを個別にＡＧＡを行い、それぞれのＡＧＡの結果に基づいて間隔Ｓ_ｎｍと間隔Ｄ_ｒとを考慮した第１部分領域の座標系および第２部分領域の座標系をそれぞれ算出する。そして、それそれの座標系によって第１部分領域および第２部分領域におけるＹ方向のシフト成分の補正量を決定する。これにより、Ｙ方向に走査露光する場合おいて、各部分領域におけるＹ方向のシフト成分の補正残渣を小さくすることができる。ここで、図１０において各部分領域の左上を基準点４８とすると、第１部分領域Ｓ_１ｎとＳ_１ｍとのＹ方向の距離Ｌ_１はＬ_１ｎ＋Ｄ_ｒ＋Ｌ_２ｎ＋Ｓ_ｎｍによって表される。同様に、第２部分領域Ｓ_２ｎとＳ_２ｍとのＹ方向の距離Ｌ_２は、Ｌ_２ｎ＋Ｓ_ｎｍ＋Ｌ_１ｍ＋Ｄ_ｒによって表される。このような距離Ｌ_１および距離Ｌ_２は共に、間隔Ｓ_ｎｍと間隔Ｄ_ｒとを含んでおり、基板上においては、それぞれほぼ一定の値である。そのため、間隔Ｓ_ｎｍと間隔Ｄ_ｒとを予め算出しておくことで、第１部分領域および第２部分領域のうち一方の座標系によって他方の座標系を算出することができ、一方の補正量を決定するだけでなく他方の補正量を予測することができる。

＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかけ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走査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。

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。

Claims

基板の複数の第１領域の各々に含まれる複数の部分領域を個別に露光する露光方法であって、
前記基板には、前記複数の第１領域の各々を１ショット領域として、レチクルのパターンを前記複数の第１領域の各々に投影することにより前記複数の第１領域の各々の露光を行う工程を経てパターンが形成されており、
前記複数の部分領域は、第１部分領域と第２部分領域とを含み、
前記露光方法は、
前記第１領域に形成された複数のマークのうちの一部の前記第１部分領域に形成された複数のマークの検出結果に基づいて、前記第１部分領域を１ショット領域として前記第１部分領域の形状に合わせてレチクルのパターンを前記第１部分領域に投影するための第１補正量を求め、前記第１補正量に基づいて前記第１部分領域を１ショット領域として露光する第１露光工程と、
前記第１領域に形成された複数のマークのうちの一部の前記第２部分領域に形成された複数のマークの検出結果に基づいて、前記第２部分領域を１ショット領域として前記第２部分領域の形状に合わせてレチクルのパターンを前記第２部分領域に投影するための第２補正量を求め、前記第２補正量に基づいて前記第２部分領域を１ショット領域として露光する第２露光工程と、
を含むことを特徴とする露光方法。
前記第１露光工程および前記第２露光工程では、前記基板およびレチクルを走査方向に相対的に移動させながら各部分領域の走査露光を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
前記第１露光工程および前記第２露光工程では、前記走査方向に対して垂直な方向における投影倍率を変えながら、各部分領域の走査露光を行う、ことを特徴とする請求項２に記載の露光方法。
前記第１露光工程で前記複数の第１領域の各々における前記第１部分領域を露光した後に、前記第２露光工程で前記複数の第１領域の各々における前記第２部分領域を露光する、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の露光方法。
前記第１露光工程と前記第２露光工程とを第１領域ごとに行う、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の露光方法。
前記第１露光工程および前記第２露光工程では同一のレチクルを用いて露光を行う、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の露光方法。
前記複数の第１領域の各々には、第１投影倍率でレチクルのパターンが投影され、
前記第１露光工程では、第１投影倍率と異なる投影倍率で前記第１部分領域にレチクルのパターンを投影し、
前記第２露光工程では、第１投影倍率と異なる投影倍率で前記第２部分領域にレチクルのパターンを投影する、ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の露光方法。
前記第１露光工程における投影倍率および前記第２露光工程における投影倍率は互いに同じである、ことを特徴とする請求項７に記載の露光方法。
前記第１投影倍率は１／２倍であり、
前記第１露光工程における投影倍率および前記第２露光工程における投影倍率は１／４倍である、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の露光方法。
請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の露光方法を用いて基板を露光するステップと、
前記ステップで露光された前記基板を現像するステップと、
を有することを特徴とする物品の製造方法。