JP6614880B2 - リソグラフィ装置および物品の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、リソグラフィ装置および物品の製造方法に関する。
半導体デバイスやフラットパネルディスプレイ等の製造には、露光装置やインプリント装置等の、基板上にパターンを形成するリソグラフィ装置が使われている。リソグラフィ装置は高い生産性と微細化が要求され、これに伴い基板や原版を搭載して駆動するステージも、高速かつ高精度な駆動が求められている。高速かつ高精度なステージ制御を行うため、ステージの位置計測は、高分解能のレーザ干渉計と、レーザ光のターゲットとなる、高精度の平面度を有する反射鏡とを用いて行われる。しかし、ステージの駆動範囲が大きくなると、反射鏡の長さが増大して、高精度の平面度を実現することが困難であることや、コストが高くなること等の課題があった。
そこで、このような問題に対する一つの対処方法として、複数のレーザ干渉計を切替えながら行う手法が特許文献１に示されている。特許文献１では、複数のレーザ干渉計を用い、複数のレーザ干渉計が同時に計測可能な領域にてレーザ干渉計の切替えを行い、ステージ駆動範囲全域で、位置計測及び位置制御を実現している。
特開２００２−３１９５４１号
リソグラフィ装置では、基板に対する処理を行う前に、Ｚ方向のフォーカス計測処理を行い、フォーカスオフセットを取得する。また、Ｘ方向、Ｙ方向のアライメント計測処理を行い、アライメントオフセットを取得する。そして、取得したフォーカスオフセットおよびアライメントオフセットをステージ制御に反映して、基板に対する処理を行う。Ｚ方向のフォーカス計測処理を複数のレーザ干渉計を用いて行う場合、レーザ干渉計を切替える位置はステージ駆動における座標系で定められる。そのため、アライメントオフセットをステージ制御に反映することよって、同一の処理対象（例えば、ショット）について、フォーカス計測処理と基板に対する処理とで異なるレーザ干渉計が用いられて計測される場合があった。
また、同一基板に対して同一の処理を複数回行う場合でも、同一の処理対象について、異なるレーザ干渉計が用いられて計測されることがあった。例えば、アライメント計測処理を複数回行う場合において、直前の処理が終了した時のステージの位置によって、前記複数の処理間でステージが駆動する方向が異なることがあった。それにより、同一の処理対象（例えば、アライメントマーク）であっても、異なるレーザ干渉計が用いられて計測されることがあった。
さらに、同一のショットレイアウトを持つ、異なる基板について同一の処理を行う場合でも、基板上の同一位置にある、対応する処理対象について、異なるレーザ干渉計が用いられて計測されることがあった。例えば、アライメント計測処理を、対応するアライメントマークに対して行う場合、異なる基板間で、基板と基板ステージとの位置ずれ量の違いや、基板ステージが駆動する方向の違いによって、異なるレーザ干渉計が用いられて計測されることがあった。
そして、レーザ干渉計や反射鏡は製造上の誤差等により固有の特性を持っている。この固有の特性によって、異なるレーザ干渉計で同一の対象を計測してもその計測結果に誤差が出ることがある。その計測誤差によって、ステージ制御の特性に変化を生じさせる。
したがって、同一の、または対応する処理対象に対して行う複数の処理間で、異なるレーザ干渉計を用いてステージ制御を行うことで、ステージ制御の特性に変化が生じて、ステージ制御の精度が低下することがあった。
そこで、本発明は、ステージ制御の精度が低下することを抑制するリソグラフィ装置および物品の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の一側面としてのリソグラフィ装置は、基板上にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、原版または基板を搭載して移動する移動部と、前記移動部の位置に関する情報を計測し、互いの計測可能な領域が重複する第１の計測部及び第２の計測部と、前記第１の計測部によって計測可能な領域と前記第２の計測部によって計測可能な領域が重複する重複領域に設定された切り替え位置において、前記第１の計測部と前記第２の計測部との間で、前記移動部の位置の計測に使用する計測部を切替える制御部と、を備え、前記切り替え位置は、前記重複領域において実行される第１の処理及び第２の処理を実行する際に、前記第１の処理における前記移動部の位置の計測に使用される計測部と、前記第２の処理における前記移動部の位置の計測に使用される計測部が同一となるように設定されており、前記第１の処理はパターン形成を行う処理であり、前記第２の処理は、前記パターン形成を行うために前記パターン形成の前に行われる計測処理であることを特徴とする
本発明によれば、ステージ制御の精度が低下することを抑制するリソグラフィ装置および物品の製造方法を提供することができる。
露光装置の構成を例示する図である。 複数の計測部を配置した構成を例示する図である。 計測部の計測領域と切替え位置を例示する図である。 露光処理におけるフローチャートを例示する図である。 ウエハとトップステージとの位置関係を例示する図である。 フォーカス計測処理におけるステージ位置を例示する図である。 切替え位置の変更時におけるステージ位置を例示する図である。 ショット毎に計測する計測部の番号を例示する図である。 ステージが＋Ｘ方向に移動する場合のアライメントマーク計測時のステージ位置を例示する図である。 切替え位置の変更時におけるステージ位置を例示する図である。 Ｙ方向のステージ位置を計測する２つのレーザ干渉計を例示する図である。 複数のレーザ干渉計を適用したレチクルステージを例示する図である。 複数のレーザ干渉計を適用したレチクルステージの上面を例示する図である。 従来技術における露光処理時のステージ位置を例示する図である。 従来技術におけるショット毎に計測する計測部の番号を例示する図である。 従来技術におけるステージが−Ｘ方向に移動する場合のアライメントマーク計測時のステージ位置を例示する図である。
以下に、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の実施例では、リソグラフィ装置として露光装置を用いた例について説明する。各図において、同一の部材については、同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、露光装置の構成を例示する図である。本実施例に係る露光装置は、光源ユニット（不図示）を有する。光源としては、例えば高圧水銀ランプやエキシマレーザなどがある。なお、光源がエキシマレーザの場合は、光源ユニットは、露光装置のチャンバ内部にあるとは限らず、外付けになっている構成もあり得る。光源ユニットを出た光は照明部３２を介して、不図示のレチクル（原版、マスク）を照明する。レチクルは、感光材が塗布されたウエハ（基板）上に転写するパターンが描画されており、レチクルステージ３３（移動部）に搭載される。レチクルステージ３３は、レチクルチャック（不図示）を介してレチクルを吸着保持し、例えば、リニアモータ（不図示）により移動可能に構成される。
投影部３４は、レチクル上に描画されたパターンを、ウエハチャック２６上に載置されたウエハ（不図示）上に投影する。投影部３４は、鏡筒支持体３５によって支持されている。本体用アクティブマウント３６は、鏡筒支持体３５を、振動を抑制しつつ支持するとともに、床からの振動を絶縁する。位置決め定盤３８には、本体用アクティブマウント３６とステージ用アクティブマウント３７が設置される。
フォーカスセンサ２０は、ウエハに対して光（複数のビーム）を投射する投光系と、ウエハからの反射光を受光する受光系と、受光系からの光を検出し制御部３０１へ検出信号を出力する検出部とを含む。投光系と受光系は、投影部３４の射出部付近を挟むようにＹ方向に設置され、投光系がウエハに斜入射光を照射し、受光系が反対側で反射した光を取り込む。フォーカスセンサ２０により検出された前記検出信号から、制御部３０１がウエハのＺ方向の変位量を求める。
固定ミラー２１、２２は鏡筒支持体３５に固定された、Ｚ方向の計測用のミラーである。トップステージ２７上に取り付けられた移動ミラー３９は２つの反射面を有し、Ｚ方向の計測用のミラー３０と、Ｘ方向の計測用のミラー２９とが一体化されている。
Ｘステージ３１はＸ方向に移動可能であり、Ｙステージ４０はＹ方向に移動可能である。ステージ定盤４１はＹステージ４０及びＸステージ３１を支持する。ステージ用アクティブマウント３７はＸステージ３１、Ｙステージ４０の移動により生じるステージ定盤４１の振動を抑え、かつ床からの振動を絶縁する。なお、Ｘステージ３１、Ｙステージ４０は、不図示の静圧軸受によって、非接触でステージ定盤４１に支持されている。
Ｘリニアモータ４２はＸステージ３１をＸ方向に移動させるステージ駆動用のリニアモータである。Ｘリニアモータ４２の可動子はＸステージ３１に設けられ、固定子はステージ定盤４１上に設けられる。なお、Ｘリニアモータ４２の固定子は、静圧軸受（不図示）によって非接触でステージ定盤４１上に支持されても良いし、ステージ定盤４１に固定されていても良い。また、Ｙステージ４０をＹ方向に移動させるための駆動用のＹリニアモータ（不図示）がある。なお、Ｙリニアモータの可動子はＹステージに設けられ、固定子はＸステージに設けられ、Ｘステージ３１とＹステージ４０との間でＹ方向の駆動力を発生する。
トップステージ２７は、Ｙステージ４０上に搭載されており、アクチュエータ（不図示）によってＹステージ４０に対して微動可能である。レーザ干渉計２３は鏡筒支持体３５と、ウエハを搭載するトップステージ２７とのＹ方向の相対位置を計測し、かつトップステージ２７の姿勢を計測するためのレーザ干渉計である。同様にＸ方向を計測し、かつトップステージ２７の姿勢を計測するためのレーザ干渉計２４（図１では不図示。図２を参照。）がある。また、Ｚ方向の計測用のレーザ干渉計２５は、Ｘステージ３１上に固定され、Ｘステージ３１から固定ミラー２１及び２２を介して、移動ミラー３９までの距離を計測する。なお、トップステージ２７の位置は、Ｙステージ４０内に設けられたＺ変位センサ４３によっても測定可能である。このセンサはリニアエンコーダや静電容量センサ等の、レーザ干渉計２５とは別に設けられた変位センサである。Ｚ変位センサ４３は、Ｙステージ４０に対するトップステージ２７の変位を３ヶ所で測定し、トップステージ２７のＺ方向の変位と傾き方向（チルト方向）の変位が測定可能である。なお、図示されているＺ変位センサ４３は３ヶ所のうち２ヶ所であり、残りの１ヶ所については不図示である。
ウエハチャック２６は、トップステージ２７上に搭載され、ウエハを保持する。トップステージ２７はウエハチャック２６をＺ方向、θ方向、ωＸ方向、およびωＹ方向に位置決めする。
このように、ウエハチャック２６に保持されたウエハは、Ｘステージ３１、Ｙステージ４０、トップステージ２７、およびウエハチャック２６の駆動によって移動する。ここでは、Ｘステージ３１、Ｙステージ４０、トップステージ２７、およびウエハチャック２６をまとめて、ウエハステージ（移動部）とする。なお、移動部の構成としては、前述の構成に限られない。
制御部３０１は、コンピュータなどの情報処理装置であり、ＣＰＵやメモリ等などから構成され、露光装置の各ユニット、機器等の制御や、各種の演算を行う。また、制御部３０１は複数の情報処理装置から構成され得る。
図２は、複数の計測部を配置した構成を例示する図である。本実施例では、同一方向（Ｚ方向）のステージ位置を計測するために、重複した測定可能領域を持つ、２つのレーザ干渉計を用いている。
レーザ干渉計２５ａ、２５ｂはＺ方向のステージ位置を計測する２つのレーザ干渉計であって、ともにＸステージ３１上に搭載されている。レーザ干渉計２５ａ、２５ｂから出射するビームがＸＹ平面に対して垂直になるように配置されるか、ミラーなどの光学素子によって垂直に引廻すように構成される。本実施例では、レーザ干渉計２５ａ、２５ｂの各々から出射されたビームを、固定ミラー２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂを介して、ＸＹ平面と平行な反射面を有するミラー３０ａ、３０ｂに入射させることで、Ｚ方向のトップステージ２７の位置を計測する。ここで、第１計測部は、レーザ干渉計２５ｂとそのレーザ光経路を形成する固定ミラー２１ｂ、２２ｂ、及びミラー３０ｂから構成される計測部とする。また、第２計測部は、レーザ干渉計２５ａとそのレーザ光経路を形成する固定ミラー２１ａ、２２ａ、およびミラー３０ａから構成される計測部とする。そして、各計測部は、レーザ光経路の経路長の変動を検出することにより、トップステージ２７（ミラー３０ａ、３０ｂの反射面）のＺ方向における位置、速度、加速度など、位置に関する情報を計測する。
制御部３０１において、ＣＰＵ３０２は、第１計測部、および第２計測部から計測値を取得して、メモリ３０３（記憶部）に記憶する。また、ＣＰＵ３０２は、トップステージ２７のＸ方向の位置に応じて、第１計測部と第２計測部の切替え制御を行う。これにより、投影部３４のレンズ鏡筒等の計測光を遮蔽するような障害物を避けながら、トップステージ２７のＺ方向の計測を行うことができる。前記切替え制御において、ＣＰＵ３０２がこれまで計測を行っていた計測部から、これから計測を行う計測部へ制御部３０１により測定値を引渡す。計測値が切り替わるトップステージ２７の位置は、２つのレーザ干渉計２５ａ、２５ｂがともに計測可能な領域（重複計測領域）にある位置である。計測部の切替えを適宜行うことにより、制御部３０１からは、常時、Ｚ方向における位置の計測値が出力される。
図３は、計測部の計測領域と切替え位置を例示する図である。Ｘ方向のトップステージ２７の駆動範囲において、計測領域が分割されている。第１計測領域は、第１計測部のみが計測する領域である。重複計測領域は、第１計測部、及び第２計測部のいずれもが計測可能な領域である。第２計測領域は、第２計測部のみが計測する領域である。切替え位置１０４をトップステージ２７の任意の位置が通過した時に、第１計測部と第２計測部を切替える。トップステージ２７の任意の位置は、例えば、トップステージ２７の左端、中央、右端などである。図３において、トップステージ２７の任意の位置を右端とすると、トップステージ２７の右端が切替え位置１０４より−Ｘ方向の位置にあるため、第１計測部を用いて計測している状態を表している。トップステージ２７が＋Ｘ方向へ駆動して、トップステージ２７の右端が切替え位置１０４を通過した場合、第１計測部から第２計測部に切替える。なお、Ｘステージ３１等のウエハステージを構成する要素も駆動するが、図３では簡略化のためにトップステージ２７のみを図示している。
図４は、露光処理におけるフローチャートを例示する図である。本実施例では、基板上の処理対象は、ショットであるとして説明する。Ｓ０１では、感光材が塗布されたウエハを、搬送ハンド（不図示）でウエハチャック２６に搬送する。前述の通り、ウエハチャック２６はトップステージ２７の上に搭載されており、ウエハチャック２６とトップステージ２７の原点は一致するように取り付けられているが、実際には誤差が生じていることがある。
Ｓ０２では、搬送されたウエハについて、ショット毎にＺ方向のフォーカス計測処理を行い、フォーカスオフセットを取得する。このとき、ショット毎に計測を行うため、レチクルのパターンを基板に露光する露光処理（基板処理）と同様な経路でウエハステージを駆動する。
Ｓ０３では、搬送されたウエハについて、Ｘ、Ｙ方向のアライメントオフセットを取得する。ここでは、アライメントオフセットとは、ステージ原点と、ウエハ原点のＸ方向、Ｙ方向、θＺ方向のずれを合わせるためのウエハ毎のオフセットとする。なお、ショットに対してアライメントマークを計測して、ショット原点のＸ方向、Ｙ方向、θＺ方向のずれを合わせるためのショット毎のアライメントオフセットを取得しても良い。また、Ｓ０２とＳ０３は並行して実行しても良い。
ここで、図５は、ウエハとトップステージとの位置関係を例示する図である。一般的にステージ原点と、投影部３４のレンズ（投影レンズ、不図示）の原点は、露光装置の起動時等に位置合わせされている。ウエハチャック２６（図５では不図示）上に載置されるウエハ１０３のウエハ原点１０２と、トップステージ２７のステージ原点１０１が一致していれば、アライメントオフセットはゼロとなる。しかし、図５に示す通り、前述のウエハチャック２６とトップステージ２７の原点の誤差、ウエハ１０３を搬送する際に生じる誤差等の影響があり、実際にはウエハ原点１０２とステージ原点１０１とは一致しない。なお、図５においては、明確に示すためにステージ原点１０１とウエハ原点１０２が大きくずれているように表しているが、通常は微小なずれになる。
そこで、露光処理を行う前に、フォーカスオフセットの取得だけでなく、ウエハ上に形成されたアライメントマークを測定することで、Ｘ、Ｙ方向に対する相対的なずれも計測する。アライメントスコープ（図１では不図示。後述の図９を参照。）により、ウエハ上のアライメントマークを計測する。アライメントスコープは、投影レンズの光軸から離れた箇所に光軸を有するオフアクシス光学系で構成された顕微鏡である。また、アライメントスコープとして、投影レンズを通して計測するＴＴＬ方式の顕微鏡を用いても良い。
図４に戻り、Ｓ０４では、取得したアライメントオフセットを、ウエハステージの制御（ステージ制御）に反映させる。これにより、ウエハ原点１０２を基準として、ステージ制御が可能となる。
Ｓ０５では、Ｓ０２で取得したフォーカスオフセットをステージ制御に反映させて、ウエハ上のショットに対する露光処理を行う。
Ｓ０６では、最終ウエハの処理が終了したかを判断する。終了した場合は処理を終了し、終了していない場合はＳ０１に戻り、次のウエハを搬送する。
図６は、フォーカス計測処理におけるステージ位置を例示する図である。図６の上図は、図３と同様に、Ｘ方向における、第１計測領域、重複計測領域、第２計測領域、および切替え位置１０４を表している。また、トップステージ２７、ウエハ１０３を断面図で表し、ステージ原点１０１、ウエハ原点１０２、およびウエハ１０３上にレイアウトされたショット１０６を表している。また、トップステージ２７のステージ原点１０１とウエハ１０３のウエハ原点１０２の、Ｘ方向におけるずれ量を、ずれ量１０８としている。このずれ量１０８がＸ方向のアライメントオフセットとなる。さらに、図６の下図はウエハ１０３の上面図であり、ショット１０６の位置を表している。図６に示すトップステージ２７の位置で、ショット１０６のフォーカス計測処理を行っている。このとき、トップステージ２７の位置は、切替え位置１０４より−Ｘ方向の位置にあるため、第１計測部によってＺ方向のステージ位置の計測が行われている。また、トップステージ２７は、ステージ原点１０１を基準とした座標系で駆動している。
図７は、切替え位置の変更時におけるステージ位置を例示する図である。符号については図６と同様である。図７に示すトップステージ２７の位置で、ショット１０６の露光処理を行っている。このとき、アライメントオフセットをステージ制御に反映しているため、トップステージ２７は、ウエハ原点１０２を基準とした座標系で駆動している。よって、図６の場合と比較して、トップステージ２７の位置は、＋Ｘ方向にずれ量１０８だけ位置がずれる。つまり、ショット１０６についてのオフセット計測時と露光処理時とで、トップステージ２７の位置がアライメントオフセット分だけ変化する。そこで、あるショットに対して、フォーカス計測処理で使用する計測部と、露光処理で使用する計測部とが同一になるように、切替え位置１０４を可変とする。図４のＳ０４において、アライメントオフセットを、ステージ制御に反映させるとともに、切替え位置１０４をずれ量１０８だけ移動した位置に変更する。つまり、切替え位置１０４に対して、＋Ｘ方向にずれ量１０８だけ位置を変更した切替え位置１０５に変更する。このとき、トップステージ２７の位置は、切替え位置１０５より−Ｘ方向の位置にあるため、第１計測部によってＺ方向のステージ位置の計測が行われる。よって、ショット１０６に対して、フォーカス計測処理で使用する計測部と、露光処理で使用する計測部とが、同一になる。ショット１０６と同様に、全てのショットに対して、フォーカス計測処理で使用する計測部と露光処理で使用する計測部とが、同一になるように、切替え位置１０４を可変とする。なお、ここでは、トップステージ２７が＋Ｘ方向に移動する場合を説明したが、−Ｘ方向に移動する場合には−Ｘ方向に切替え位置を移動すれば良い。また、ウエハ１０３に対して、ショット毎にアライメントオフセットを取得している場合は、図４のＳ０５において、ショットを露光する前に、ずれ量１０８に加えて、ショット毎のアライメントオフセットの分だけ切替え位置を変更しても良い。
図８は、ショット毎に計測する計測部の番号を例示する図である。ショット内に「１」と記載されているショットは、第１計測部で計測され、「２」と記載されているショットは、第２計測部で計測されることを表す。前述の通り、計測部の切替え位置を変更することにより、ショット毎にフォーカス計測処理で使用する計測部と、露光処理で使用する計測部とが、同一の計測部となる。よって、図８でショット毎に計測部の番号が示されているように、複数のショットについて、フォーカス処理と露光処理を行う場合に、１つのショットに対する処理では、同一の前記計測部が使用される。
また、ショット毎に使用する計測部の情報を管理しておき、１つのショットに対する処理では、同一の前記計測部を使用するように、切替え位置を変更しても良い。図４のＳ０２において、制御部３０１が、フォーカス計測処理で使用した計測部の情報を、ショット毎にメモリ３０３に記憶する。そして、図４のＳ０５において、制御部３０１が、メモリ３０３からショット毎に使用した計測部の情報を読み出して、露光処理で同一の計測部を使用するように、切替え位置を変更する。
また、第１計測部と第２計測部の２つの計測部の場合を説明したが、２つの計測部の場合に限らず複数の計測部が構成されている場合にも、本実施例を適用することができる。また、計測部としてレーザ干渉計を用いた例を説明したが、リニアエンコーダや静電容量センサ等のその他のセンサを用いても良い。
また、計測部を同一とする処理を、フォーカス計測処理と露光処理の場合を説明したが、これらの処理に限られない。例えば、露光処理後に、ステージを駆動してショット毎に露光処理の結果を測定する処理（基板処理結果の測定処理）においても、同様に計測部を同一にすることにより、測定結果の精度の向上が期待できる。
したがって、複数の処理を行う場合に、１つの処理対象に対する処理では、同一の計測部を用いてステージ制御を行うので、ステージ制御の特性に変化が生じて、ステージ制御の精度が低下することを抑制することができる。
（比較例）
図１４は、従来技術における露光処理時のステージ位置を例示する図である。符号については図６と同様である。図１４に示すトップステージ２７の位置で、ショット１０６の露光処理を行っている。このとき、アライメントオフセットをステージ制御に反映しているため、トップステージ２７は、ウエハ原点１０２を基準とした座標系で駆動している。よって、図６の場合と比較して、トップステージ２７の位置は、＋Ｘ方向にずれ量１０８だけ位置がずれる。つまり、ショット１０６についてのフォーカスオフセット計測時と露光処理時とで、トップステージ２７の位置がアライメントオフセット分だけ変化する。従来技術では、この位置ずれによって、トップステージ２７の位置は、切替え位置１０４より＋Ｘ方向の位置にあるため、第２計測部によってＺ方向のステージ位置の計測が行われている。
図１５は、ショット毎に計測する計測部の番号を例示する図である。ショット内に「１」と記載されているショットは、第１計測部で計測され、「２」と記載されているショットは、第２計測部で計測されることを表す。また、「１、２」と記載されているショットは、フォーカスオフセット計測時は第１計測部で計測され、露光処理時は第２計測部で計測されることを表す。前述の通り、計測部の切替え位置を変更しない場合は、一部のショットにおいて、フォーカス計測処理で使用する計測部と、露光処理で使用する計測部とが、異なる計測部となる。
このように、従来技術では、同一のショットに対して行われる、フォーカス計測処理と露光処理では、異なる計測部を使用してステージ制御を行うことがあった。それにより、それぞれの計測部の特性の違いによって、計測結果に誤差が出ることがあり、ステージ制御の特性に変化が生じて、ステージ制御の精度が低下することがあった。
実施例２に係る露光装置について説明する。なお、ここで言及しない事項は、実施例１に従い得る。また、第１計測部と第２計測部は実施例１と同様である。本実施例では、計測部を切替えるための切替え位置が複数ある場合について説明する。実施例１のように１つの切替え位置で計測部の切替えを制御する場合、切替え位置付近でトップステージ２７が停止すると、制御偏差等の影響で頻繁に計測部が切替わることがある。計測部が頻繁に切替わることで、計測値が安定せず、ステージ制御の精度が低下する。そのような現象を抑制するために、１方向について複数の切替え位置を設けることがある。しかし、この場合、トップステージ２７の移動方向によって、トップステージ２７の位置が同一であっても、トップステージ２７のＺ方向を計測する計測部が異なることがある。また、同一の処理を複数回行う場合において、直前の処理が終了した時のトップステージ２７の位置によって、同一の処理対象に対する処理を行う時のトップステージ２７の移動方向が異なることがある。これは実施例１で説明したフォーカス計測処理、露光処理でも同様であるが、本実施例ではアライメント計測処理について説明する。
あるアライメントマークに対して、アライメント計測処理で使用する計測部を、トップステージ２７の移動方向に関わらず、同一になるように切替え位置１１１、及び切替え位置１１２を可変とする。
図９は、ステージが＋Ｘ方向に移動する場合のアライメントマーク計測時のステージ位置を例示する図である。アライメントスコープ１０９は、ウエハ面内のアライメントマーク１１０の位置を計測する。アライメントマークはウエハ面内に複数設けられており、図９ではそのうちの１つのアライメントマーク１１０を例示している。トップステージ２７が＋Ｘ方向に移動して、第１計測部によってＺ方向のステージ位置の計測が行われている場合、トップステージ２７の右端が切替え位置１１１を通過する時に、制御部３０１は第１計測部から第２計測部に切替える。
図９では、トップステージ２７が＋Ｘ方向に移動しており、第１計測部によってＺ方向のステージ位置の計測が行われている場合を表している。トップステージ２７の右端の位置は、切替え位置１１１より−Ｘ方向の位置にあるため、第１計測部によってＺ方向のステージ位置の計測が行われている。
図１０は、切替え位置の変更時におけるステージ位置を例示する図である。アライメントスコープ１０９は、ウエハ面内のアライメントマーク１１０の位置を計測する。アライメントマークはウエハ面内に複数設けられており、図１０ではそのうちの１つのアライメントマーク１１０を例示している。図１０に示すトップステージ２７の位置で、アライメントマーク１１０のアライメント計測処理を行っている。このとき、トップステージ２７の右端の位置は切替え位置１１２より＋Ｘ方向の位置にあるため、第２計測部によってＺ方向のステージ位置の計測が行われる。そこで、アライメントマーク１１０に対して、トップステージ２７が＋Ｘ方向と−Ｘ方向に移動する時に使用する計測部とが同一になるように、切替え位置１１２を切替え位置１１３に変更する。
また、距離１１４は、切替え位置１１２から切替え位置１１３に移動する距離である。切替え位置１１２から距離１１４だけ移動した切替え位置１１３は、アライメントスコープ１０９がアライメントマーク１１０を計測している時のトップステージ２７の右端よりも＋Ｘ方向であり、切替え位置１１１より−Ｘ方向の位置にあれば良い。なお、ここでは、−Ｘ方向に移動する時に使用する計測部を、＋Ｘ方向に移動する時に使用した第１計測部になるようにしたが、＋Ｘ方向に移動する時に使用する計測部を、−Ｘ方向に移動する時に使用する第２計測部となるようにしても良い。その場合は、切替え位置１１１をトップステージ２７の右端よりも−Ｘ方向の位置に移動する。
また、実施例１と同様に、アライメントマーク毎に使用する計測部の情報を管理しておき、１つのアライメントマークに対する処理では、同一の前記計測部を使用するように、切替え位置を変更しても良い。
また、本実施例ではアライメント計測処理の場合について説明したが、アライメント計測処理に限らず、実施例１で説明したフォーカス計測処理、露光処理にも適用可能である。また、トップステージ２７等のウエハステージに設けられた基準マークに対する基準マーク計測処理についても同様に適用可能である。前記基準マークの位置を投影部３４やアライメントスコープを介して検出することにより、ウエハステージの原点位置や、投影部３４の光軸とアライメントスコープとの距離等の計測を行う。また、アライメント計測処理と同様に、ウエハステージの移動方向が異なることによって、同一の基準マークの計測において、異なる計測部が使用される可能性がある。そこで、基準マーク計測処理でも、計測部の切替え位置を移動することで、同一の基準マークの計測処理では、同一の計測部を使用するように制御することができる。また、計測部としてレーザ干渉計を用いた例を説明したが、リニアエンコーダや静電容量センサ等のその他のセンサを用いても良い。
したがって、ウエハステージが複数の方向に移動して処理を行う場合に、１つの処理対象に対する前記処理では、同一の計測部を用いてステージ制御を行うので、ステージ制御の特性に変化が生じて、ステージ制御の精度が低下することを抑制することができる。
（比較例）
図１６は、ステージが−Ｘ方向に移動する場合のアライメントマーク計測時のステージ位置を例示する図である。符号については図９と同様である。図１６では、トップステージ２７が＋Ｘ方向に移動して、制御部３０１が第１計測部から第２計測部に切替えた後、トップステージ２７が−Ｘ方向に移動している。従来技術では、第２計測部によってＺ方向のステージ位置の計測が行われている場合、トップステージ２７の右端が−Ｘ方向に移動して、切替え位置１１２を通過する時に、制御部３０１は第２計測部から第１計測部に切替える。図１６では、トップステージ２７の右端の位置は、切替え位置１１２より＋Ｘ方向の位置にあるため、第２計測部によってＺ方向のステージ位置の計測が行われている。
このように、従来技術では、トップステージ２７の位置が同じで、同一のアライメントマークを計測するアライメント計測処理でも、トップステージ２７の移動方向によって、異なる計測部を使用してステージ制御を行うことがあった。それにより、それぞれの計測部の特性の違いによって、計測結果に誤差が出ることがあり、ステージ制御の特性に変化が生じて、ステージ制御の精度が低下することがあった。
実施例３に係る露光装置について説明する。なお、ここで言及しない事項は、実施例１、実施例２に従い得る。また、第１計測部と第２計測部は実施例１と同様である。実施例３においては、一例として、同一のショットレイアウトを持つ、複数のウエハについて露光処理等の処理を行う場合について説明する。
前記複数のウエハについて露光処理をする場合、例えば、ウエハ上の同一の位置にある、対応するショットについては、同一の計測部を用いて処理する方が望ましい。なぜなら、ステージ制御の特性に変化が生じることを抑制し、ウエハ間で露光結果にばらつきが発生しにくいからである。
しかし、複数のウエハを処理する場合、図５に表された、ウエハ原点１０２とステージ原点１０１の位置ずれ量はウエハ毎に異なる場合がある。また、同一の処理であっても、ウエハステージ（トップステージ２７等）の駆動方向がウエハ毎に異なる場合がある。よって、実施例１、及び実施例２のように第１計測部と第２計測部の切替え位置を可変とする方法では、異なるウエハ間で対応する処理対象に対する処理で、同一の計測部を使用することができない場合がある。
そこで、制御部３０１は、複数のウエハ間で対応するショットに対する処理（例えば、露光処理）について、同一の計測部を使用するように、計測部を切替える。
そのために、制御部３０１は、ショットに対して使用する計測部の情報をメモリ３０３から読み込み、前記情報に基づいて計測部を切替える。前記情報は、最初に処理したウエハにおいて、制御部３０１がショットに対して使用した計測部の情報を取得して、メモリ３０３に記憶する。または、図１に例示された露光装置は、キーボード、マウス、その他の入力装置（入力部）を更に有し、ユーザーが前記入力装置（不図示）から、ショットに対して使用する計測部の情報を入力して、前記情報をメモリ３０３に記憶して良い。例えば、前記情報は、図８に例示したように、ショットに対して使用する計測部の番号を対応させた情報である。または、露光装置は、電気通信回線を介して外部装置と電気通信を行う、不図示の通信装置（通信部）を更に有し、電気通信回線を介して接続している計測装置、サーバ、その他の外部装置（不図示）から、前記情報を取得して、メモリ３０３に記憶しても良い。いずれの場合も、図４のＳ０２とＳ０５において、制御部３０１が、メモリ３０３からショットに対して使用する計測部の情報を読み出して、露光処理で使用する計測部の選択を行う。これにより、同一のウエハ上のショットだけでなく、同一のショットレイアウトを持つウエハ上の、対応するショットに対する露光処理でも、同一の前記計測部が使用されるように計測部を選択することができる。つまり、異なるウエハ間においても、対応する処理対象に対する処理では、同一の前記計測部が使用されるように前記計測部を選択することができる。
したがって、異なるウエハ間で対応する処理対象に対する処理では、同一の計測部を用いてステージ制御を行うので、ステージ制御の特性に変化が生じて、ステージ制御の精度が低下することを抑制することができる。
実施例４に係る露光装置について説明する。なお、ここで言及しない事項は、実施例１、実施例２、実施例３に従い得る。本実施例では、Ｙ方向のステージ位置を計測するレーザ干渉計が複数ある場合について説明する。
図１１は、Ｙ方向のステージ位置を計測する２つのレーザ干渉計を例示する図である。レーザ干渉計２３ｄ、２３ｅはＹ方向のステージ位置を計測する２つのレーザ干渉計であって、ミラー２８ａ、２８ｂはともにトップステージ２７上に搭載されている。レーザ干渉計２５ｄ、２５ｅから出射するビームがＸＹ平面に対して水平になるように配置されるか、ミラーなどの光学素子によって垂直に引廻すように構成される。レーザ干渉計２３ｄ、２３ｅの各々から出射されたビームを、ＸＹ平面に垂直な反射面を有するミラー２８ａ、２８ｂに入射させることで、Ｙ方向のトップステージ２７の位置に関する情報を計測する。また、実施例１等と同様に２つのレーザ干渉計２３ｄ、２３ｅは重複計測領域を持つ。よって、実施例１等と同様に、ある処理対象（例えば、ショットなど）に対して行う複数の処理において、同一の計測部（レーザー干渉計、反射鏡）を使用するように、切替え位置を変更する。さらに、Ｙ方向だけでなく、Ｘ方向に対して複数の計測部が構成されている場合にも、同様に本実施例を適用することができる。また、計測部としてレーザ干渉計を用いた例を説明したが、リニアエンコーダや静電容量センサ等のその他のセンサを用いても良い。
したがって、複数の処理を行う場合に、１つの処理対象に対する処理では、同一の計測部を用いてステージ制御を行うので、ステージ制御の特性に変化が生じて、ステージ制御の精度が低下することを抑制することができる。
実施例５に係る露光装置について説明する。なお、ここで言及しない事項は、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４に従い得る。本実施例では、複数のステージ位置を計測する、複数のレーザ干渉計をレチクルステージに適用した場合について説明する。
図１２は、複数のレーザ干渉計を適用したレチクルステージを例示した図である。レーザ干渉計４５は、Ｙ方向のレチクルステージ３３の位置を計測するレーザ干渉計であり、ミラー４４はレチクルステージ３３に搭載されている。図１３は、複数のレーザ干渉計を適用したレチクルステージの上面を例示した図である。レーザ干渉計４５とミラー４４は、それぞれ２つずつあり、レーザ干渉計４５ａ、４５ｂと、ミラー４４ａ、４４ｂとから構成される。レーザ干渉計４５ａ、４５ｂはＹ方向のレチクルステージ３３の位置を計測する２つのレーザ干渉計であって、ミラー４４ａ、４４ｂはともにレチクルステージ３３に搭載されている。レーザ干渉計２３ｄ、２３ｅの各々から出射されたビームを、ＸＹ平面に垂直な反射面を有するミラー２８ａ、２８ｂに入射させることで、Ｙ方向のトップステージ２７の位置に関する情報を計測する。また、実施例１等と同様に２つのレーザ干渉計２３ｄ、２３ｅは重複計測領域を持つ。よって、制御部３０１が、レチクル上のレチクルマークを計測する処理では、同一の、または対応するレチクルマークを計測する処理で使用する計測部を同一になるように計測部の選択を行う。また、制御部３０１が、レチクルステージ３３上の基準マークを計測する処理では、同一の基準マークを計測する処理で使用する計測部を同一になるように計測部の選択を行う。さらに、Ｙ方向だけでなく、Ｘ、Ｚ方向に対して複数の計測部が構成されている場合にも、同様に本実施例を適用することができる。また、計測部としてレーザ干渉計を用いた例を説明したが、リニアエンコーダや静電容量センサ等のその他のセンサを用いても良い。
したがって、複数の処理を行う場合に、１つの処理対象に対する処理では、同一の計測部を用いてステージ制御を行うので、ステージ制御の特性に変化が生じて、ステージ制御の精度が低下することを抑制することができる。
（物品の製造方法）
物品として、例えば、デバイス（半導体デバイス、磁気記憶媒体、液晶表示素子等）、カラーフィルター、またはハードディスク等の製造方法について説明する。かかる製造方法は、リソグラフィ装置（例えば、露光装置、インプリント装置、描画装置等）を用いてパターンを基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）に形成する工程を含む。かかる製造方法は、パターンを形成された基板を処理する工程を更に含む。該処理ステップは、該パターンの残膜を除去するステップを含みうる。また、該パターンをマスクとして基板をエッチングするステップなどの周知の他のステップを含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性および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。例えば、リソグラフィ装置は、基板を露光することでパターン形成を行う露光装置に限定されるものではない。リソグラフィ装置は、荷電粒子光学系を介して荷電粒子線（電子線やイオンビームなど）で基板に描画を行って、基板にパターン形成を行う描画装置などの装置であってもよい。また、リソグラフィ装置は、基板の上のインプリント材（樹脂など）を型（原版）により成形（成型）して、基板にパターン形成を行うインプリント装置であってもよい。更に、本発明は、リソグラフィ装置だけではなく、原版または基板を保持するステージを有し、ステージ制御の精度が装置性能に影響を与える装置にも適用可能である。また、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、及び実施例５に係る露光装置は、単独で実施するだけでなく、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、及び実施例５の組合せで実施することができる。

Claims (7)

  1. 基板上にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、
    原版または基板を搭載して移動する移動部と、
    前記移動部の位置に関する情報を計測し、互いの計測可能な領域が重複する第１の計測部及び第２の計測部と、
    前記第１の計測部によって計測可能な領域と前記第２の計測部によって計測可能な領域が重複する重複領域に設定された切り替え位置において、前記第１の計測部と前記第２の計測部との間で、前記移動部の位置の計測に使用する計測部を切替える制御部と、
    を備え、
    前記切り替え位置は、前記重複領域において実行される第１の処理及び第２の処理を実行する際に、前記第１の処理における前記移動部の位置の計測に使用される計測部と、前記第２の処理における前記移動部の位置の計測に使用される計測部が同一となるように設定されており、
    前記第１の処理はパターン形成を行う処理であり、前記第２の処理は、前記パターン形成を行うために前記パターン形成の前に行われる計測処理であることを特徴とするリソグラフィ装置。
  2. 前記第１の処理及び前記第２の処理は、同一の処理対象に対する処理であることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
  3. 前記処理対象は、前記基板上のショットであり、前記第１の処理は、前記ショットを露光する処理、荷電粒子線により前記ショットを描画する処理、前記ショット上のインプリント材を型により成形する処理のいずれかの処理であることを特徴とする請求項２に記載のリソグラフィ装置。
  4. 前記処理対象は、前記基板上のショットであり、前記第２の処理は、前記ショットのフォーカス計測処理であることを特徴とする請求項２または３に記載のリソグラフィ装置。
  5. 前記切り替え位置は、前記原版または前記基板と前記移動部とのずれ量に基づいて設定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
  6. 前記第１の処理を実行するときの前記移動部の位置と、前記第２の処理を実行するときの前記移動部の位置は互いに異なることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
  7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
    前記工程で前記パターンを形成された前記基板を処理する工程と、
    を有し、処理された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
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