JP4298305B2

JP4298305B2 - 露光装置及び半導体デバイスの製造方法

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Publication number: JP4298305B2
Application number: JP2003011272A
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Inventors: 充井上
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Publication date: 2009-07-15
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に露光装置に関し、より詳細には、半導体製造プロセス等でステージ装置を用いて露光処理を行うことに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体製造プロセス等に用いられる露光装置としては、ウエハ等の基板をステップ移動させながら基板上の複数の露光領域に投影光学系を介してマスクパターンを順次露光するステッパや、マスクと基板とを投影光学系に対して相対的に走査し、スリット上の露光光によって基板上にマスクパターンを走査露光する走査型の露光装置等が知られている。
【０００３】
また、近年、より高精度で微細なパターンの露光を行うために、ステップ移動と走査露光とを繰り返すことによって、基板上の複数の露光領域に高精度で微細なパターンを露光転写するステップアンドスキャン型の露光装置が提案されている。この露光装置では、スリットによって照明エリアが制限されて、投影光学系の収差の小さい部分のみが使用されているとともに、投影光学系の倍率と、マスクと基板の相対走査倍率と、を独立に制御可能なため、より高精度で微細なパターンの露光が可能である。また、走査露光時には、マスクを搭載したマスクステージと、ウエハ等の基板を搭載したウエハステージと、を走査方向及びこれに直交する方向並びに回転方向に対して精密に制御しながら高速移動させるために、レーザー干渉計によってこれらのステージの位置や角度が計測されている。
【０００４】
これらの露光装置では、解像力を向上させるために、短波長化が進められている。例えば、水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ）、エキシマレーザ（波長２４８ｎｍや１９３ｎｍ）、及びＦ２レーザー（波長１５７ｎｍ）等が光源として利用されつつある。さらに、軟Ｘ線領域の光（波長５〜１５ｎｍであり、本明細書ではこの光を「ＥＵＶ（Extreme UltraViolet）光」と呼ぶ。）を露光光として用いるＥＵＶ露光装置の開発が開始されており、ＥＵＶ露光装置は、最小線幅１００ｎｍにおける次世代の露光装置の有力な候補として注目されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の露光装置は、デバイスの生産性向上とデバイスパターンの微細化に対応すべく、高速かつ高精度でステージを制御するよう求められているが、以下の理由でその両方を実現するのは困難である。
【０００６】
まず、高速性を実現するためには、大きな駆動力を発生するアクチュエータを用いるか、或いは、可動質量の軽量化が必要である。しかし、大きな駆動力を発生するアクチュエーターを用いる場合には、ダイナミックレンジが限られるため、微小駆動時の分解能に制約が生じる。また、可動質量の軽量化は、可動部の剛性低下を引き起こし易い。さらに、制御精度を向上させるためには、高剛性の機構系を構成する必要があるために、可動重量が大きくなってしまい、高速化への妨げとなる。以上のように、両者はトレードオフの関係にあるために、いずれか一方を犠牲にしなければならない。
【０００７】
また、従来のステップアンドスキャン型の露光装置では、ステップアンドスキャンを繰り返すマスクステージとウエハステージとの相対位置を同期制御する必要があるために、より高速・高精度なステージ制御が要求される。
【０００８】
また、ＥＵＶ光を光源にする場合には、ＥＵＶ光が吸収されないようにするために、装置内を真空にする必要がある。そのため、真空ポンプから高周波の外乱振動が加わり、ウエハ上のマスク像のパターンのコントラストが低下してしまう。これによって、限界解像力や線幅精度の劣化が生じ、微細化が阻害される。
【０００９】
さらに、いずれの光源を用いる場合でも、投影光学系や縮小系を用いた露光装置では、ウエハステージに比べて、マスクステージをその縮小比分だけより高速に移動させる必要がある。そのため、ステージの高速移動及び加減速の高速化が要求されるが、制御特性の劣化を伴うため、走査速度に限界が生じ、生産性が向上しないという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、例えば、高速・高精度な露光装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、原版のパターンを光学素子を介して基板に転写する露光装置に係り、原版を保持する第１ステージと、基板を保持する第２ステージと、前記第１および第２ステージの各々の位置を計測するセンサと、前記センサの計測結果に基づいて、前記パターンが前記基板上に転写されるように前記光学素子を駆動する駆動部と、前記光学素子の駆動による光学特性の変動をシミュレートするシミュレータを含み、該シミュレータの出力にもとづいて、前記光学素子を駆動したときに生じる光学特性の劣化を補償する手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。本発明は、原版のパターンを光学素子を介して基板に転写する露光装置に係り、原版を保持する第１ステージと、基板を保持する第２ステージと、第１および第２ステージの各々の位置を計測するセンサと、センサの計測結果に基づいて、パターンが基板上に転写されるように光学素子を駆動する駆動部と、光学素子の駆動による光学特性の変動をシミュレートするシミュレータを含み、シミュレータの出力にもとづいて、光学素子を駆動したときに生じる光学特性の劣化を補償する手段と、を備えることを特徴とする。上記駆動部は、第１ステージ及び第２ステージの少なくとも一方の位置のずれによって生じる基板上におけるパターンの位置ずれを補正するように光学素子を駆動することが効果的である。このような本発明は、具体的に図１〜図３に示す構成において、以下の実施形態に対応して実現できる。
【００１３】
（第１の実施形態）
本発明の好適な第１の実施形態に係る露光装置の例を示す。図１は、本発明の好適な第１の実施形態に係る露光装置１０の構成を示す概念図である。露光装置１０には、例えば、軟Ｘ線領域の露光光（波長５〜１５ｎｍであり、例えば、波長１３．４ｎｍまたは１１．５ｎｍの光であるＥＵＶ光等）を使用し、ステップアンドスキャン方式で露光を行う投影露光装置が用いられる。
【００１４】
露光装置１０は、減圧された空間を有する真空チャンバ２４、ＥＵＶ光を水平に射出する光源装置１、光源装置１から射出されたＥＵＶ光を反射してマスクのパターン面（図１におけるマスクステージ３の下面方向）に入射するようにＥＵＶ光を折り曲げる折り返しミラー２（照明光学系の一部）、マスクを保持するマスクステージ３、マスクのパターン面で反射されたＥＵＶ光をウエハの被露光面に投射する反射ミラー７ａ、７ｂを含む投影光学系４ａ、４ｂ（図２（ａ）〜（ｄ）を参照）、ウエハを保持するウエハステージ５、不図示のフォーカスセンサ及びアライメント光学系等を備える。露光装置１０は、原版としての反射型マスクに描画された回路パターンの一部を、投影光学系４ａ、４ｂを介して、基板としてのウエハ上に投影する。具体的には、露光装置１０は、マスクとウエハとを投影光学系４ａ、４ｂに対して１次元方向（図１ではＹ軸方向）に相対走査させることによって、ウエハ上にある複数のショット領域の各々にステップアンドスキャン方式でマスクの回路パターン全体を露光する。
【００１５】
光源装置１は、レーザプラズマ光源、反射鏡、インテグレータ等の照明光学系を備える。投影光学系４ａ、４ｂは、図２にその構成の一部が一例として示される。図２（ａ）は、投影光学系４ｂの構成の一部をＺ方向から見た図であり、図２（ｂ）は、投影光学系４ｂの構成の一部をＹ方向から見た図である。また、図２（ｃ）は、投影光学系４ａの構成の一部をＺ方向から見た図であり、図２（ｄ）は、投影光学系４ａの構成の一部をＹ方向から見た図である。投影光学系４ａ、４ｂは、表面が球面又は非球面で形成された光学素子としての反射ミラー７ａ、７ｂと、反射ミラー７ａ、７ｂを６自由度で駆動するための駆動系（例えば、リニアモータ等）と、反射ミラー７ａ、７ｂの位置を６自由度で計測するための計測系（例えば、レーザ干渉計等）とをそれぞれ含む。なお、投影光学系４ａ、４ｂは、概略的には同様の構成を有しているため、図２（ａ）〜（ｄ）において、同様の構成に対しては同様の符号が用いられているが、本実施形態に係る投影光学系はこれに限られず、種々の構成を採用することができる。
【００１６】
反射ミラー７ａ、７ｂは、ミラーベース２５上に搭載され、その表面は、軟Ｘ線を反射できるように多層膜がコーティングされている。ミラーベース２５は、６個のリニアモータ（Ｘリニアモータ１７ａ、Ｙ１リニアモータ１７ｂ、Ｙ２リニアモータ１７ｃ、Ｚ１リニアモータ１７ｄ、Ｚ２リニアモータｅ、Ｚ３リニアモータｆ）によって支持されている。ミラーベース２５上に搭載された反射ミラー７ａ、７ｂは、その位置が６つのレーザー干渉計（Ｘレーザ干渉計２３ａ、Ｙ１レーザ干渉計２３ｂ、Ｙ２レーザ干渉計２３ｃ、Ｚ１レーザ干渉計２３ｄ、Ｚ２レーザ干渉計２３ｅ、Ｚ３レーザ干渉計（不図示））によって６箇所で計測されており、６自由度を有する。リニアモータ（Ｘリニアモータ１７ａ、Ｙ１リニアモータ１７ｂ、Ｙ２リニアモータ１７ｃ、Ｚ１リニアモータ１７ｄ、Ｚ２リニアモータｅ、Ｚ３リニアモータｆ）は、それぞれレーザー干渉計（Ｘレーザ干渉計２３ａ、Ｙ１レーザ干渉計２３ｂ、Ｙ２レーザ干渉計２３ｃ、Ｚ１レーザ干渉計２３ｄ、Ｚ２レーザ干渉計２３ｅ、Ｚ３レーザ干渉計（不図示））の計測結果に基づいて、パターンが基板の所定位置に転写されるように反射ミラー７ａ、７ｂを駆動することができる。
【００１７】
なお、反射ミラー７ａ、７ｂ及びミラーベース２５上の自重は、コイルバネ６によって支持されており、自重の支持によってリニアモータが発熱することがないので、反射ミラー７ａ、７ｂの熱変形を回避することができる。また、コイルバネ６は、伸縮方向だけでなく、倒れ方向やねじれ方向の剛性を下げること（例えば、使用時のバネの長さを長くすること）によっても、リニアモータの駆動による反射ミラー７ａ、７ｂの変形を抑えることができる。反射ミラー７ａ、７ｂの初期位置は、突き当て等による機械精度では不十分なため、不図示の干渉計や像性能計測系等を用いてキャリブレーションすることによって、その精度が保証されている。
【００１８】
マスクステージ３は、静電チャック等でマスクを吸着する。マスクステージ３の位置は、マスク位置計測レーザー干渉計８によって測定される。基準構造体１８上には、マスク位置計測レーザー干渉計８の基準位置が投影光学系４ａ、４ｂを支持する基準構造体１８となるように、マスク位置計測レーザー干渉計８又はリファレンスミラーが搭載されている。マスクステージ３は、３箇所の静圧パッドの周囲に差動排気溝が形成された真空内静圧パッドを介して、マスクステージガイド９上を移動可能なように構成されている。マスク位置計測レーザーヘッド（不図示）及びマスクステージガイド９は、構造体２６上に載置されており、マスク位置計測レーザー干渉計８を含めた全体は、除振台１１上に搭載された基準構造体１８によって支持されている。
【００１９】
さらに、マスクステージ３には、走査方向のストローク全域を移動可能な不図示のリニアモータがその両側に配置されている。マスクステージ３は、両側のリニアモータの駆動量に差を設けることによって、回転方向に駆動することができる。このリニアモータは、走査方向と直交する水平方向にも微小ストロークを有する。さらに、マスクステージ３の３個所の真空内静圧パッドには、直列に圧電素子が配置されている。このため、マスクステージ３も６自由度を有する。
【００２０】
ウエハステージ５は、３個所の静圧パッドの周囲に差動排気溝が形成された真空内静圧パッドを介して、ウエハステージガイド９上をＸＹ方向に移動可能なように構成されており、６自由度を有する。ウエハステージ５は、静電チャックでウエハを吸着し、その位置がウエハ位置計測レーザー干渉計１２によって計測されるために、不図示のバーミラーを搭載している。ウエハステージ５も、その位置が基準構造体１８からウエハ位置計測レーザー干渉計１２によって計測されている。露光に際しては、ウエハの所定位置にマスクの像（パターン）が形成されるために、マスクとウエハとの相対位置を検出するための不図示のアライメント検出系がマスクの上部に配置されている。アライメント検出系によってマスクとウエハとの相対位置が検出された後、マスク位置計測レーザー干渉計８とウエハ位置計測レーザー干渉計１２とを用いて、マスクとウエハとの位置が同期制御されて、走査露光が行われる。ここで、マスクとウエハとの走査速度の比は、投影光学系の縮小倍率比によって決定される。
【００２１】
コントローラ１３は、マスクステージ３及びウエハステージ５の各々の目標指令値発生器２１に対して、これらのステージを駆動するための駆動指令を与える。この駆動指令は、演算器２２によって、走査方向（並進方向）のＹ方向、及び走査方向に直交するＸ方向、並びにＸＹ方向に垂直なＺ方向の各々の駆動部（Ｘリニアモータ、Ｙ１リニアモータ、Ｙ２リニアモータ、Ｚ１リニアモータ、Ｚ２リニアモータ、Ｚ３リニアモータ）に与えられる。これらの駆動部は、この駆動指令に応じて、制御対象としてのマスクステージ３及びウエハステージ５を、それぞれの駆動方向に駆動する。
【００２２】
また、マスクステージ３及びウエハステージ５は、速度と時間の関係を示すグラフの形状が台形となるような駆動パターンで制御されてもよい。即ち、マスクステージ３及びウエハステージ５を加速させて一定速度に達したときに、ウエハステージ５とマスクステージ３とを同期整定させて走査露光を行い、走査露光が終了すると、マスクステージ３及びウエハステージ５を減速させてもよい。
【００２３】
ウエハステージ５とマスクステージ３との間で同期誤差（制御誤差）が生じた場合には、コントローラ１３は、上記同期誤差（制御誤差）によって生じる基板上のパターンの位置のずれを補正するように、目標指令値発生器２１に対して、反射ミラー７ａ、７ｂへの駆動指令を与える。この駆動指令は、更に、演算器２２によって反射ミラー７ａ、７ｂの駆動部に与えられる。駆動部によって反射ミラー７ａ、７ｂが駆動されることによって、同期誤差（制御誤差）が補正される。ＸＹ方向の並進とＺ方向の並進は、異なる方向のミラー又は異なるミラーで駆動し、ωｘ（ｘ軸廻り）とωｙ（ｙ軸廻り）を更に別な場所のミラーで補正するように構成してもよい。コントローラ１３は、駆動部によって反射ミラー７ａが駆動されることによって、光学特性をシミュレートするシミュレータ２６を内蔵しており、駆動による光学特性（収差、像歪、像面位置など）の劣化を補償するために、反射ミラー７ｂの駆動部に駆動指令を与える。本実施形態では、例えば、ウエハステージ５とマスクステージ３との同期誤差を、反射ミラー７ａのＸＹ方向並進駆動による結像位置のずれを反射ミラー７ｂのＺ方向並進駆動で補正することによって、位置補正に伴う光学特性劣化を抑えることができるが、その駆動の組合せはこれに限定されず、シミュレータ２６は、同期誤差と光学特性とを最適化することによって駆動の組合せを選択することができる。
【００２４】
また、ＸＹ方向の同期誤差が最小線幅とオーバーレイ精度によって決まる許容値より小さく、Ｚ方向の同期誤差のみを修正したい場合には、例えば、反射ミラー７ａ及び反射ミラー７ｂのいずれか一方をＺ方向並進駆動することも可能である。この許容値は、半導体製造プロセスで決定される他の特性によって変更することも可能である。
【００２５】
また、ミラー７のＸリニアモータ１７の位置に第４のＺリニアモータ及び第４のＺ４レーザー干渉計を併設することによって、反射ミラー１７の曲率を変化させる構成をとることも可能である。その場合には、この曲率を変化させることによって補正可能な成分、例えば、焦点位置等を補正することも可能となる。
【００２６】
また、コントローラ１３は、マスクステージ３及びウエハステージ５の各々の回転方向については、それぞれの演算器２２から、走査方向のＹ軸まわりのωｙ方向、走査方向に直交するＸ軸まわりのωｘ方向方向、及び光軸方向のＺ軸まわりのωｚ方向へ、同期誤差（制御誤差）が０になるようにそれぞれの駆動部に駆動指令を与えることによって、制御対象としてのマスクステージ３及びウエハステージ５の同期誤差（制御誤差）をゼロ目標に保つことができる。
【００２７】
目標指令値発生器２１及び演算器２２を含むコントローラ１３は、高い精度、高速性、同時性、各種の補正動作、及び安定性等が求められるため、デジタル制御が適用されるのが好ましい。ここで、演算器２２では、座標演算及び各々の軸の制御演算がそれぞれ行われているが、演算量が多い場合は、制御サイクルが制限されて制御特性が劣化する。例えば、回転誤差の制御は、他の成分を発生させないようにすること、角度を位置指令に換算すること等、その演算が並進方向に比べて複雑であるため、演算量が増大する。そこで、コントローラ１３は、回転誤差の制御については、同期制御を行わずに、マスクステージ３とウエハステージ５とをそれぞれ独立で制御してもよい。
【００２８】
以上のように、本実施形態によれば、センサの計測結果に基づいて、パターンが基板の所定位置に転写されるように光学素子を駆動することによって、大きな駆動力を発生するアクチュエータ、可動質量の軽量化、高剛性の機構系等を要しないので、高速・高精度な露光処理を行うことができる。
【００２９】
また、マスクステージ及びウエハステージの少なくとも一方の位置のずれによって生じる基板上のパターンの位置のずれを補正するように光学素子を駆動することによって、マスクステージ及びウエハステージの高速駆動を実現しながらも、加速力がかからないので、ステージ駆動によって上記ずれを補正するよりも、制御特性が良く、マスクステージ及びウエハステージの重ね合わせ精度、解像性能、及び線幅精度の向上を図ることができる。
【００３０】
また、光学素子として、光源から出射された露光光を反射する反射ミラーを用いることによって、ウエハステージやマスクステージが大きく移動するためのストロークを必要とせず、加速力がかからないため、制御性が向上し易く、制御周波数も高くすることができる。従って、ステージでは追従できないような高周波の外乱振動（例えば、ＥＵＶ光を光源にする場合に用いられる真空排気用のポンプに起因する振動等）によっても、ウエハ上に結像したマスクのパターンのコントラストが低下するようなことがなく、限界解像力及び線幅精度の向上を図ることができる。
【００３１】
また、マスクステージ３及びウエハステージ５は、基板が走査露光されるように同期制御されることによって、ステージを高速移動させながら高精度に制御誤差を補正することができるので、高速・高精度な露光処理を行うことができる。
【００３２】
また、上記同期制御における並進方向及び回転方向の少なくとも１つの制御誤差は、光学素子の駆動によって補正されるので、並進方向及び回転方向の少なくとも１つにおいて高速・高精度な露光処理を行うことができる。
【００３３】
また、光学素子を６自由度で駆動するための駆動系と、光学素子の位置を６自由度で計測するための計測系とを更に有することによって、６自由度において高速・高精度な露光処理を行うことができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
本発明の好適な第２の実施形態に係る露光装置の例を示す。図３は、本発明の好適な第２の実施形態に係るステップアンドスキャン露光装置２０の構成を示す概念図である。マスクステージ３及びウエハステージ５は、構造体２６’によって支持され、その位置は、それぞれマスク位置計測レーザー干渉計８、ウエハ位置計測レーザー干渉計１２によって計測される。照明系２７からの光は、コリメータレンズ２８を通して、マスクステージ３上のマスクに照射される。マスクを通った光は、レンズ１５を通して、基板としてのウエハ３０上に焦点を結ぶ。このようにして、マスクのパターンがウエハ３０の所定位置に転写される。
【００３５】
コントローラ１３は、ウエハ位置計測レーザー干渉計１２によって計測されたマスクステージ３及びウエハステージ５の相対位置の誤差分を補正すべく、駆動部としてのレンズ駆動系１６に駆動指令を与える。
【００３６】
レンズ駆動系１６は、この駆動指令に応じて、投影光学系４’の光学素子であるレンズ１５を駆動する。レンズ１５が駆動されることによって、マスクステージ３及びウエハステージ５の制御誤差によって生じる基板上に投影されるパターンの位置のずれを補正することができる。投影光学系４’の光学素子としては、更に、投影光学系４’の下部に配置されたシートガラスが配置される。
【００３７】
コントローラ１３は、投影光学系４’の下部に配置されたシートガラス１４を傾けるようにレンズ駆動系１６に駆動指令を与える。また、コントローラ１３に内蔵される光学シミュレータ２６は、複数枚のレンズ１５をシフトさせたり、回転させたりするように、レンズ駆動系１６に駆動指令を与える。さらに、投影光学系が屈折系の場合には、不図示の光源の波長を変化させて光学特性の補償を行ってもよい。
【００３８】
本実施形態では、ステップアンドスキャン露光装置を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、本実施形態は、ステップアンドリピート露光を行うステッパにも適用されうる、その場合には、マスクは固定されているので、ウエハステージ５の位置偏差を補正するように、レンズ１５やシートガラス１４等の光学素子を駆動したり、光源の波長を変化させたりることができる。
【００３９】
次に、この露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図４は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。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（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。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、上記のマスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用し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５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）等の組み立て工程を含む。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、ステップ７でこれを出荷する。
【００４０】
上記ステップ４のウエハプロセスは以下のステップを有する。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに転写する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。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を形成する。
【００４１】
以上のように、本実施形態によれば、光学素子には、光源から出射された露光光を縮小投影するレンズ及び／又はシートガラスが用いられることによって、ウエハステージやマスクステージが大きく移動するために設けられるストロークを必要とせず、加速力がかからないため、制御性が向上し易く、制御周波数も高くすることができる。従って、ステージでは追従できないような高周波の外乱振動によっても、ウエハ上に結像したマスクのパターンのコントラストが低下するようなことがなく、限界解像力及び線幅精度の向上を図ることができる。
【００４２】
また、光学素子には、更に、シートガラスが用いられることによって、シートガラスを傾けるだけでウエハステージやマスクステージの制御誤差を補正することができるので、高速・高精度な露光処理を行うことができる。
【００４３】
以下に本発明に係る実施態様を列挙する。
【００４４】
[実施態様１] 原版のパターンを光学素子を介して基板に転写する露光装置であって、
原版を保持する第１ステージと、
基板を保持する第２ステージと、
前記第１、第２ステージの位置を計測するセンサと、
前記センサの計測結果に基づいて、前記パターンが前記基板の所定位置に転写されるように前記光学素子を駆動する駆動部と、
前記光学素子を駆動することによって劣化する光学特性を補償する手段と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【００４５】
[実施態様２] 前記駆動部は、前記第１ステージ及び前記第２ステージの少なくとも一方の位置のずれによって生じる前記基板上における前記パターンの位置のずれを補正するように前記光学素子を駆動または変形させることを特徴とする実施態様１に記載の露光装置。
【００４６】
[実施態様３] 前記光学素子は、光源から出射された露光光を反射する反射ミラーを含むことを特徴とする実施態様１に記載の露光装置。
【００４７】
[実施態様４] 前記光学素子は、光源から出射された露光光を縮小投影するためのレンズを含むことを特徴とする実施態様１に記載の露光装置。
【００４８】
[実施態様５] 前記光学素子は、更に、シートガラスを含むことを特徴とする実施態様４に記載の露光装置。
【００４９】
[実施態様６] 前記第１ステージ及び前記第２ステージは、前記基板が走査露光されるように同期制御されることを特徴とする実施態様１乃至実施態様５のいずれか１つに記載の露光装置。
【００５０】
[実施態様７] 前記同期制御における並進方向及び回転方向の少なくとも１つの制御誤差は、前記光学素子を駆動することによって補正されることを特徴とする実施態様６に記載の露光装置。
【００５１】
[実施態様８] 前記光学素子を６自由度で駆動するための駆動系と、前記光学素子の位置を６自由度で計測するための計測系とを更に有することを特徴とする実施態様１乃至実施態様７のいずれか１つに記載の露光装置。
【００５２】
[実施態様９] 前記光学特性を補償する手段は、原版を基板に転写する投影光学系の反射ミラー又はレンズを、光軸に対して並進又は光軸に直交する軸廻りに回転させることを特徴とする実施態様１乃至実施態様８のいずれか１つに記載の露光装置。
【００５３】
[実施態様１０] 前記光学特性を補償する手段は、光源の波長を変化させることを特徴とする実施態様１乃至実施態様９のいずれか１つに記載の露光装置。
【００５４】
[実施態様１１] 前記光学特性を補償する手段は、光学素子を変形させ、その変形量を計測する手段を有することを特徴とする実施態様１乃至実施態様８のいずれか１つに記載の露光装置。
【００５５】
[実施態様１２] 半導体デバイスの製造方法であって、
基板に感光材を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程で前記感光材が塗布された前記基板に実施態様１乃至実施態様１１のいずれか１つに記載の露光装置を利用してパターンを転写する露光工程と、前記露光工程で前記パターンが転写された前記基板の前記感光材を現像する現像工程と、
を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、高速・高精度な露光処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な第１の実施形態に係る露光装置の構成を示す概念図である。
【図２】投影光学系の構成の一部を示す図である。
【図３】ステップアンドスキャン型の露光装置に本発明を適用した図である。
【図４】半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。

Claims

原版のパターンを光学素子を介して基板に転写する露光装置であって、
原版を保持する第１ステージと、
基板を保持する第２ステージと、
前記第１および第２ステージの各々の位置を計測するセンサと、
前記センサの計測結果に基づいて、前記パターンが前記基板上に転写されるように前記光学素子を駆動する駆動部と、
前記光学素子の駆動による光学特性の変動をシミュレートするシミュレータを含み、該シミュレータの出力にもとづいて、前記光学素子を駆動したときに生じる光学特性の劣化を補償する手段と、
を備えることを特徴とする露光装置。
前記駆動部は、前記第１ステージ及び前記第２ステージの少なくとも一方の位置のずれによって生じる前記基板上における前記パターンの位置のずれを補正するように前記光学素子を駆動または変形させることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
前記光学素子は、光源から出射された露光光を反射する反射ミラーを含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
前記光学素子は、光源から出射された露光光を縮小投影するためのレンズを含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
前記光学素子は、更に、シートガラスを含むことを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
前記第１ステージ及び前記第２ステージは、前記基板が走査露光されるように同期制御されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の露光装置。
前記同期制御における並進方向及び回転方向の少なくとも１つの制御誤差は、前記光学素子を駆動することによって補正されることを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
前記光学素子を６自由度で駆動するための駆動系と、前記光学素子の位置を６自由度で計測するための計測系とを更に有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の露光装置。
前記光学特性を補償する手段は、原版を基板に転写する投影光学系の反射ミラー又はレンズを、光軸に対して並進又は光軸に直交する軸廻りに回転させることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の露光装置。
前記光学特性を補償する手段は、光源の波長を変化させることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の露光装置。
前記光学特性を補償する手段は、光学素子を変形させ、その変形量を計測する手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の露光装置。
半導体デバイスの製造方法であって、
基板に感光材を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程で前記感光材が塗布された前記基板に請求項１乃至請求項１１のいずれか１つに記載の露光装置を利用してパターンを転写する露光工程と、
前記露光工程で前記パターンが転写された前記基板の前記感光材を現像する現像工程と、
を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。