JP6761281B2 - 走査露光装置および物品製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、走査露光装置および該走査露光装置を用いて物品を製造する物品製造方法に関する。

露光装置は、感光材が塗布された基板に原版のパターンを投影することによって基板を露光することによって原版のパターンに対応する転写像を感光材に形成する。転写像は、現像工程を経ることによって物理的なパターンに変換される。露光装置の方式の１つとして、走査露光装置がある。走査露光装置は、原版のパターン領域よりも小さい範囲に限定された露光光に対して原版および基板を走査する走査露光によって原版のパターンに対応する転写像を基板に形成する。

特許文献１には、走査露光装置による露光方法が記載されている。この露光方法では、基板上に形成される転写像の歪みを、補正内容を記述する多項式に基づいて補正する。この際に、多項式の係数に代入する値の候補のうち、該係数のそれぞれに対して設定されている閾値を越える値の候補を閾値以下の値に変更し、その変更の程度に応じて、対応する閾値を越えない他の値の候補を変更する。これにより、露光装置の全機能の範囲内で可能な限り転写像の歪みを補正する。

特開２０１０−１１４１６４号公報

投影光学系に設けられた光学素子を駆動することによって基板に形成される転写像の形状を補正する走査露光装置において、光学素子の駆動が基板および原版の走査速度に追従できない場合、転写像の形状を目標とする形状に補正することができない。この場合、パターンの重ね合わせ精度が低下する。このような不具合を避けるために、基板および原版の走査速度を低下させると、転写像の形状の補正精度を高めることはできるが、スループットが低下する。しかしながら、転写像の形状の補正精度として常に最高の補正精度が要求される訳ではない。

本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、要求される重ね合わせを満たしつつ高いスループットを得るために有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、原版のパターン領域のパターンを基板に投影する投影光学系を有し、前記パターン領域に対応する転写像を走査露光によって前記基板に形成する走査露光装置に係り、前記走査露光装置は、前記基板に形成される転写像の形状が補正されるように投影光学系の光学特性を調整する調整機構と、前記転写像の形状補正における補正残差に関する許容範囲に基づいて前記走査露光における最大走査速度を決定し、前記最大走査速度を越えないように前記基板および前記原版の走査を制御するとともに前記調整機構を制御する制御部と、を備える。

本発明によれば、要求される重ね合わせを満たしつつ高いスループットを得るために有利な技術を提供する。

本発明の一実施形態の走査露光装置の構成を示す図。 基板に形成される転写像の形状を調整機構によって調整する例を示す図。 駆動機構による光学素子のｚ軸方向の駆動量（レンズ駆動量（ｚ））と投影光学系の倍率との関係を例示する図。 基板に形成される転写像の形状を調整機構によって調整する例を示す図。 投影光学系の光学素子を駆動する駆動機構の応答特性を例示する図。 走査方向（ｙ軸方向）における位置ｙと光学素子の駆動速度ｖとの関係（ａ）、および、走査方向（ｙ軸方向）における位置ｙと光学素子の駆動位置との関係（ｂ）を例示する図。 基板に形成される転写像の形状補正における補正残差に関する許容範囲に基づいて主制御装置によって基板ステージ、原版および光学素子の駆動プロファイルを決定する処理を示す図。 転写写像の形状補正が、走査位置ｙに応じてｘ軸方向の倍率が変化する成分と、走査位置ｙに応じて走査方向における位置ずれ量（ｘ軸方向の位置に対する０次成分）が変化する成分と、を含む例を示す図。 走査位置ｙと走査速度Ｖとの関係を例示する図。

以下、本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。

図１には、本発明の一実施形態の走査露光装置ＥＸの構成が示されている。走査露光装置ＥＸは、原版１０９のパターンを基板１１５に投影する投影光学系１１０を有し、原版１０９のパターンに対応する転写像を走査露光によって基板１１５に形成する。ここで、基板１１５は、フォトレジストを有し、転写像は、フォトレジストに潜像として形成されうる。潜像は、現像工程によって物理的なパターンであるレジストパターンに変換されうる。転写像は、例えば、原版１０９のパターン領域に対応する像として考えると理解しやすい。

走査露光装置ＥＸは、基板１１５に形成される転写像の形状が補正されるように投影光学系１１０の光学特性を調整する調整機構１５０を備えうる。調整機構１５０は、例えば、投影光学系１１０の光学素子１２３を駆動する駆動機構１１３を含みうる。調整機構１５０は、その他、基板ステージ１１６を駆動する駆動機構１１９および原版ステージ１２５を駆動する駆動機構１２６を含んでもよい。走査露光装置ＥＸは、更に、基板１１５に形成される転写像の形状補正における補正残差に関する許容範囲に基づいて基板１１５および原版１０９の走査を制御するとともに調整機構１５０を制御する主制御装置（制御部）１０３を備えうる。走査露光装置ＥＸは、更に、ユーザインターフェース１３０を備えうる。オペレータ等のユーザは、ユーザインターフェース１３０を操作することによって各種の情報を入力することができる。

以下、走査露光装置ＥＸの構成をより具体的に説明する。図１では、投影光学系１１０の光軸と平行で、基板１１５から原版１０９に向かう方向をｚ軸とし、それと直交する方向をｘ軸およびｙ軸とするｘｙｚ座標が定義されている。光源１０１は、露光光を射出する。光源１０１は、主制御装置１０３によって制御される光源制御装置１０２によって制御されうる。光源１０１から射出された露光光は、照明光学系１０４の整形光学系（不図示）によって所定のビーム形状に整形される。整形されたビームは、オプティカルインテグレータ（不図示）に入射し、該オプティカルインテグレータによって、原版１０９を均一な照度分布で照明するために複数の２次光源が形成される。

照明光学系１０４は、照明光学系１０４の開口数（ＮＡ）を決定する開口絞り１０５を有する。開口絞り１０５は、ほぼ円形の開口部を有し、照明系制御装置１０８によって当該開口部の直径が制御されることによって、照明光学系１０４の開口数（ＮＡ）が制御される。投影光学系１１０の開口数に対する照明光学系１０４の開口数の比は、コヒーレンスファクタ（σ値）と呼ばれる。照明系制御装置１０８は、照明光学系１０４の開口絞り１０５を制御することによってσ値を設定することができる。

照明光学系１０４の光路上にはハーフミラー１０６が配置され、原版１０９を照明する露光光の一部がこのハーフミラー１０６により反射され取り出される。ハーフミラー１０６の反射光の光路上にはフォトセンサ１０７が配置され、フォトセンサ１０７によって露光光の強度（露光エネルギー）が検出される。

原版１０９は、原版ステージ１２５によって保持され、原版ステージ１２５が駆動機構１２６によってｙ軸方向に駆動されることによって、原版１０９がｙ軸方向に駆動される。原版１０９には、製造すべき半導体デバイス等のデバイスのパターンが形成されている。照明光学系１０４は、原版１０９のパターンを露光光によって照明する。投影光学系１１０は、例えば、屈折型またはカタディオプトリック系等の光学系でありうる。投影光学系１１０は、原版１０９のパターンの像を縮小倍率β（例えば、β＝１／４）で縮小し、基板１１５に投影する。これにより基板１１５のフォトレジストが露光され、該フォトレジストに原版１０９のパターンの転写像（潜像）が形成される。

投影光学系１１０の瞳面（原版１０９が配置される面（物体面）に対するフーリエ変換面）には、開口部がほぼ円形である開口絞り１１１が配置され、モータ等の駆動機構１１２によって開口絞り１１１の開口部の直径が制御される。投影光学系１１０は、光学素子１２３を有し、調整機構１５０としての駆動機構１１３が光学素子１２３を駆動することによって投影光学系１１０の光学特性が調整される。駆動機構１１２、１１３は、主制御装置１０３によって制御される投影系制御装置１１４によって制御される。

基板１１５は、基板ステージ１１６によって保持され、基板ステージ１１６が駆動機構１１９によってｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向およびこれらの軸の周りの回転に関して駆動される。基板ステージ１１６を駆動する駆動機構１１９および原版ステージ１２５を駆動する駆動機構１２６は、主制御装置１０３によって制御されるステージ制御装置１２０によって制御される。走査露光において、ステージ制御装置１２０は、基板ステージ１１６および原版ステージ１２５が同期して走査されるように駆動機構１１９、１２６を制御する。基板ステージ１１６には、移動鏡１１７が設けられていて、レーザ干渉計１１８によって移動鏡１１７のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向等の変位が検出されることによって基板ステージ１１６のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の位置およびこれらの軸の周りの回転角が検出される。ステージ制御装置１２０は、レーザ干渉計１１８による検出結果に基づいて基板ステージ１１６の位置および回転角をフィードバック制御しうる。

投光光学系１２１および検出光学系１２２は、フォーカス検出系を構成する。投光光学系１２１は、基板１１５のフォトレジストを感光させない波長を有する複数の光束を基板１１５に投光し、基板１１５からの反射光が検出光学系１２２に入射する。検出光学系１２２は、複数の光束を受光する受光素子が配置されていて、複数の光束のそれぞれの受光位置が検出される。投影光学系１１０の光軸方向（ｚ軸方向）における基板１１５の位置は、受光素子が受光する光束の位置ずれとして検出される。

図２（ａ）〜（ｄ）および図４には、基板１１５に形成される転写像の形状を調整機構１５０によって調整する例が示されている。図２（ａ）〜（ｄ）および図４において、点線は、基板上におけるディストーションがないショット領域を示し、実線は、ディストーションを有するショット領域を示している。通常、光学素子１２３によって投影光学系１１０の光学特性を補正するとともに駆動機構１１９、１２６によって基板１１５、原版１０９を同期させて制御することによって点線で示されるようなショット領域に原版１０９のパターンを転写することができる。しかし、原版１０９のパターンを転写すべき基板１１５が有する下地のショット領域が実線で示されるようなディストーションを有する場合には、そのディストーションに応じて、基板に形成される転写像の形状を補正する必要がある。

図２（ａ）には、走査方向（ｙ軸方向）に直交する方向（ｘ軸方向）における位置ずれ量が走査方向における位置に応じて変化する例が示されている。このような転写像の形状補正（ディストーション補正）は、走査方向における位置に応じて投影光学系１１０の倍率を光学素子１２３によって変化させることによって形成することができる。図２（ｂ）には、走査方向（ｙ軸方向）における位置ずれ量（ｘ軸方向の位置に対する０次成分）が走査方向における位置に応じて変化する例が示されている。このような転写像の形状補正（ディストーション補正）は、駆動機構１１９、１２６による基板１１５、原版１０９の走査速度を制御することによって形成することができる。

図２（ｃ）には、ｘ軸方向の位置に対する１次成分が走査方向（ｙ軸方向）における位置に応じて変化する例が示されている。このような形状補正（ディストーション補正）は、駆動機構１１９、１２６による基板１１５、原版１０９の走査時にｚ軸周りの回転を制御することによって形成することができる。図２（ｄ）には、ｘ軸方向の位置に対する２次成分が走査方向（ｙ軸方向）の位置に応じて変化する例が示されている。このような形状補正（ディストーション補正）は、走査方向における位置に応じて投影光学系１１０の光学素子１２３を光軸に対して傾斜させることによって形成することができる。

図４には、走査方向（ｙ軸方向）に直交する方向（ｘ軸方向）における位置ずれ量が走査方向における位置に応じて変化する例が示されている。このような形状補正（ディストーション補正）は、走査方向における位置に応じて投影光学系１１０の倍率を光学素子１２３によって変化させることによって形成することができる。以下、具体例として図４に例示されるような補正を行う例を説明する。

図３には、駆動機構１１３による光学素子１２３のｚ軸方向の駆動量（レンズ駆動量）（ｚ）と投影光学系１１０の倍率Ｍとの関係が例示されている。図６に示された例では、光学素子１２３のｚ軸方向の駆動量（レンズ駆動量）（ｚ）と投影光学系１１０の倍率（Ｍ）とが比例関係を有する。この比例関係における比例定数をｓ、投影光学系１１０のｘ軸方向の倍率をＭとする。ｓは、光学素子１２３のｚ軸方向の駆動量（レンズ駆動量ｚ）と投影光学系１１０の倍率（光学特性）との関係を示す敏感度である。Ｍ、ｓ、ｚは、式（１）の関係を有しうる。

Ｍ＝ｓ＊ｚ ・・・（１）
走査方向（ｙ軸方向）における位置（走査位置）をｙとすると、走査位置ｙに応じて倍率Ｍが変化するようなディストーション（転写像の形状）は、式（２）のように一般化されうる。

Ｍ＝Ｍ（ｙ） ・・・（２）
例えば、図２（ａ）のディストーション（転写像の形状）は、走査位置ｙに対して倍率Ｍが線形関係を有するので、式（３）のように表すことができる。

Ｍ（ｙ）＝ｋ１＊ｙ ・・・（３）
また、図４のディストーション（転写像の形状）は、式（４）のように表すことができる。

Ｍ（ｙ）＝ｋ１＊ｙ＋ｋ２＊ｙ^２ ・・・（４）
式（１）、（２）より式（５）が得られる。式（５）は、光学素子１２３のｚ軸方向における駆動量ｚが基板ステージ１１６（基板１１５）の走査位置ｙに応じて定まることを意味する。

ｚ＝Ｍ（ｙ）／ｓ ・・・（５）
式（５）を時間で微分すると、式（６）が得られる。

ｄｚ／ｄｔ＝Ｍ’（ｙ）／ｓ＊ｄｙ／ｄｔ ・・・（６）
ｄｚ／ｄｔを光学素子１２３のｚ軸方向における駆動速度ｖ、ｄｙ／ｄｔを基板ステージ１１６（基板１１５）の走査速度Ｖと置くと、式（７）が得られる。

ｖ＝Ｍ’（ｙ）／ｓ＊Ｖ ・・・（７）
式（７）より、光学素子１２３の駆動速度ｖが基板ステージ１１６（基板１１５）の走査速度Ｖに依存することが分かる。なお、原版ステージ１２５（原版１０９）の走査速度は、β＊Ｖである。

以下では、目標とする転写像の形状補正（ディストーション補正）が図４に例示されているものとし、一例として、ｋ１＝−０．０２（ｐｐｍ／ｍｍ）、ｋ２＝０．００１１（ｐｐｍ／ｍｍ^２）とする。この場合、式（４）、（７）から式（８）が得られる。

ｖ＝（−０．０２＋０．００２２＊ｙ）／ｓ＊Ｖ ・・・（８）
式（８）は、走査速度Ｖが速くなるほど、光学素子１２３の駆動速度を速くする必要があることを示している。しかし、光学素子１２３を駆動する駆動機構１１３は、駆動速度の上限、即ち、最大駆動速度を有する。図５には、駆動機構１１３の応答特性が例示されている。駆動機構１１３の最大駆動速度は、ｖ＿ｍａｘとして示されている。図５において、横軸は、駆動機構１１３に対して与えられる指令速度であり、縦軸は、駆動速度を示している。点線で示されるように指令速度と実駆動速度（実際の駆動速度）とが一致していることが理想であるが、実際には、実線で示されるように、指令速度と実駆動速度とが一致しない領域が存在しうる。具体的には、最大駆動速度ｖ＿ｍａｘを超える指令速度が駆動機構１１３に与えられても、駆動機構１１３は、そのような指令速度に追従することができない。

図６（ａ）には、走査位置ｙと光学素子１２３の駆動速度ｖとの関係が複数の走査速度Ｖについて例示されている。ここでは、ショット領域のｙ軸方向の寸法を３３（ｍｍ）とし、ショット領域の入口（走査開始位置）をｙ＝０（ｍｍ）とした。また、駆動機構１１３による光学素子１２３の最大駆動速度ｖ＿ｍａｘを±４０００（ｎｍ／ｓｅｃ）とし、ｓ＝０．００４（ｐｐｍ／ｎｍ）とした。走査速度Ｖが３００（ｍｍ／ｓｅｃ）の場合はショット領域の全域（０〜３３（ｍｍ））において、光学素子１２３の駆動速度ｖがｖ＿ｍａｘに到達せず理想的に駆動できる。一方、Ｖ＝５５０（ｍｍ／ｓｅｃ）に走査速度Ｖが上がると、ｙ＝２２ｍｍ付近で光学素子１２３の駆動速度がｖ＿ｍａｘになり、それを超える走査位置ｙにおいて光学素子１２３の駆動速度ｖはｖ＿ｍａｘを越えることができない。更に、Ｖ＝７８０（ｍｍ／ｓｅｃ）に走査速度Ｖが上がると、ｙ＝１８ｍｍ付近で駆動速度ｖがｖ＿ｍａｘになり、それを超える走査位置ｙにおいて光学素子１２３の駆動速度ｖはｖ＿ｍａｘを越えることができない。

図６（ｂ）は、図６（ａ）と同一の条件の下で計算されたものであり、図６（ｂ）には、走査位置ｙと光学素子１２３の駆動位置ｚとの関係が複数の走査速度Ｖについて例示されている。図６（ｂ）において、駆動前における位置からの変化量をｚとしている。Ｖ＝３００（ｍｍ／ｓｅｃ）の場合、理想的な駆動ができている。一方、Ｖ＝５５０（ｍｍ／ｓｅｃ）の場合は、駆動速度がｖ＿ｍａｘに到達するｙ＝２２ｍｍの付近で理想的な駆動プロファイルから離れてしまう。また、Ｖ＝７８０ｍｍ／ｓｅｃになると、ｙ＝１８ｍｍ付近で理想的な駆動プロファイルから離れ、駆動誤差ΔｚがＶ＝５５０ｍｍ／ｓｅｃと比べて大きくなっていることが分かる。

本実施形態では、主制御装置（制御部）１０３は、転写像の形状補正（ディストーション補正）における補正残差に関する許容範囲に基づいて基板１１５および原版１０９の走査を制御するとともに調整機構１５０を制御する。ここで、補正残差の許容範囲を最大残差Ｔによって与える。つまり、補正残差の許容範囲をＴ以下とする。

式（１）によって示されているように、投影光学系１１０の倍率Ｍと光学素子１２３の駆動量ｚとの間には比例関係がある。したがって、投影光学系１１０の倍率Ｍの誤差と光学素子１２３の駆動量ｚの誤差Δｚとの間にも同様の比例関係がある。つまり、式（９）が成り立つ。

Ｔ≧｜ｓ＊Δｚ｜ ・・・（９）
例えば、Ｔ＝０．１ｐｐｍとすると、ｓ＝０．００４（ｐｐｍ／ｎｍ）および式（９）より、Δｚ≦±２５ ｎｍとする必要がある。この条件を満たす最大走査速度Ｖを求めると、Ｖ＝５０６ｍｍ／ｓｅｃとなる。つまり、基板ステージ１１６（基板１１５）の最大走査速度Ｖ＝５０６ｍｍ／ｓｅｃで走査露光を行うことによって、補正残差の許容範囲を満たしつつスループットの低下を抑えることができる。これにより、要求される重ね合わせを満たしつつ高いスループットを得ることができる。

図７には、基板１１５に形成される転写像の形状補正における補正残差に関する許容範囲に基づいて主制御装置１０３によって基板ステージ１１６、原版ステージ１２５および光学素子１２３の駆動プロファイルを決定する処理が示されている。工程Ｓ７１０〜Ｓ７４０の順序は任意である。

工程Ｓ７１０では、主制御装置１０３は、不図示のユーザインターフェースを介して入力される情報に基づいて、基板１１５に形成される転写像の形状補正（ディストーション補正）の目標を設定する。ここで、転写像の形状補正の目標は、例えば、発生させるディストーションを示す式で与えられうる。発生させるディストーションの次数が既知の場合は、転写像の形状補正の目標は、定数（図４の例では、ｋ１、ｋ２の値）で与えられてもよい。転写像の形状補正の目標は、上記の例のように、投影光学系１１０のｘ軸方向の倍率Ｍを走査位置ｙの多項式で表現することによって与えられうる。ただし、転写像の形状補正の目標は、例えば、投影光学系１１０の他の種々の光学特性に従って与えられうる。

また、調整機構１５０によって調整される投影光学系１１０の光学特性は、上記の例のように、投影光学系１１０の倍率Ｍとすることができる。ただし、調整機構１５０によって調整される投影光学系１１０の光学特性は、投影光学系１１０の倍率、ディストーションおよび像面湾曲の少なくとも１つを含みうる。補正残差の許容範囲は、調整機構１５０によって調整される投影光学系１１０の光学特性の調整誤差として設定されうる。例えば、調整機構１５０によって調整される投影光学系１１０の光学特性が投影光学系１１０の倍率、ディストーションおよび像面湾曲である場合を考える。この場合、投影光学系１１０の倍率、ディストーションおよび像面湾曲のそれぞれに対して補正残差としての調整誤差の許容範囲が設定されうる。更に、補正残差の許容範囲は、転写像の形状の特徴（例えば、ディストーション量、位置ずれ量）を示す情報として与えられてもよい。

補正残差の許容範囲は、それを示す数値をユーザがユーザインターフェース１３０を介して入力することによって与えられてもよいし、ユーザがユーザインターフェース１３０を操作することによって複数の候補から選択することよって与えられてもよい。

あるいは、ユーザインターフェース１３０は、補正残差に関する許容範囲が互いに異なる複数のモードから１つのモードを選択する機能をユーザに提供しうる。複数のモードは、例えば、補正精度優先モード、および、スループット優先モードを含みうる。補正精度優先モードでは、スループット（例えば、時間あたりの基板の処理枚数）よりも補正精度が優先され、スループット優先モードでは、補正精度よりもスループッが優先される。この例では、主制御装置１０３は、複数のモードから１つのモードが選択されたことに応じて、補正残差に関する許容範囲として、選択されたモードに予め対応付けられた許容範囲が設定されうる。補正精度優先モードに対応付けられる許容範囲は、スループット優先モードに対応付けられる許容範囲より小さい。ユーザは、補正残差の具体的な許容範囲を考慮することなく、優先事項（補正精度またはスループット）に基づいてモードを選択することにより、間接的に補正残差の許容範囲を指定することができる。

工程Ｓ７３０では、主制御装置１０３は、敏感度ｓを取得する。敏感度ｓは、前述の例では、比例定数で与えられたが、光学素子１２３の駆動量とその駆動量に対応する光学特性との関係を示す情報であればよい。工程Ｓ７４０では、主制御装置１０３は、光学素子１２３を駆動する駆動機構１１３の応答特性を示す情報を取得する。主制御装置１０３は、例えば、不図示のメモリに予め格納された情報から駆動機構１１３の応答特性を示す情報を取得することができる。駆動機構１１３の応答特性を示す情報は、前述のように、光学素子１２３をｚ軸方向に駆動する際の最大駆動速度ｖ＿ｍａｘでありうる。ただし、駆動機構１１３の応答特性を示す情報は、調整すべき光学特性に応じた情報でありうる。

工程Ｓ７５０では、主制御装置１０３は、工程Ｓ７１０〜Ｓ７４０で設定および取得された情報に基づいて、前述の方法に従って、基板ステージ１１６（基板１１５）および原版ステージ１２５（原版１０）の最大走査速度を決定する。ここで、基板ステージ１１６（基板１１５）および原版ステージ１２５（原版１０）の一方の最大走査速度が決定されれば、他方も決定される。工程Ｓ７６０では、主制御装置１０３は、工程Ｓ７５０で決定した最大走査速度に基づいて、基板ステージ１１６（基板１１５）、原版ステージ１２５（原版１０）および光学素子１２３の駆動プロファイルを決定する。駆動プロファイルは、基板ステージ１１６（基板１１５）、原版ステージ１２５（原版１０）および光学素子１２３を駆動するための情報である。駆動プロファイルは、例えば、時間軸上での基板ステージ１１６（基板１１５）、原版ステージ１２５（原版１０）および光学素子１２３の位置、速度および加速度の少なくとも１つを含みうる。工程Ｓ７７０では、主制御装置１０３は、工程Ｓ７６０で決定した駆動プロファイルに従って基板１１５の露光を制御する。

転写像の形状補正は、図８（ａ）に例示されるように、走査位置ｙに応じてｘ軸方向の倍率が変化する成分と、走査位置ｙに応じて走査方向における位置ずれ量（ｘ軸方向の位置に対する０次成分）が変化する成分とを含んでいてもよい。走査位置ｙに応じて走査方向における位置ずれ量が変化する成分は、図８（ｂ）、（ｃ）に例示されている。図８（ｂ）の例では、走査位置ｙに応じて変化する走査方向における位置ずれ量ｄｙは、式（１０）で表される。

ｄｙ＝ａ１＊ｙ ・・・（１０）
図８（ｃ）の例では、走査位置ｙに応じて変化する走査方向における位置ずれ量ｄｙは、式（１１）で表される。

ｄｙ＝ａ１＊ｙ＋ａ２＊ｙ^２ ・・・（１１）
ここで、走査位置ｙおよび位置ずれ量ｄｙを考慮すると、走査速度Ｖは、式（１２）で表される。

Ｖ＝ｄ（ｙ＋ｄｙ）／ｄｔ ・・・（１２）
例えば、図８（ｃ）のような形状補正を行う場合、式（１１）、（１２）より得られる式（１３）に従うことになる。

Ｖ＝（１＋ａ１＋２＊ａ２＊ｙ）＊ｄｙ／ｄｔ ・・・（１３）
走査速度Ｖは、走査位置ｙに従って制御すればよい。ここで、ｄｙ／ｄｔは、形状補正をしない場合の走査速度Ｖ０である。

例えば、ａ１＝−０．３（ｎｍ／ｍｍ）、ａ２＝０．０１（ｎｍ／ｍｍ^２）とすると、走査位置ｙと走査速度Ｖの関係は図９に示される。ここで、走査速度Ｖ０＝６００ｍｍ／ｓｅｃとしている。図９から分かるように、走査位置ｙ＝０において６００（ｍｍ／ｓｅｃ）よりも少し走査速度を落とした状態から走査を開始し、ショット端ｙ＝３３ｍｍの位置では６００（ｍｍ／ｓｅｃ）よりも少し走査速度を上げた状態で走査することになる。

図８に示されるように走査位置ｙに従ってｘ軸方向の倍率と走査方向の位置ずれ量とが変化する場合、光学素子１２３の最大駆動速度に基づいて決定される最大走査速度を上限として、走査方向における位置ずれ量を補正するための走査速度を考慮する必要がある。上記の例のように、Ｖ０＝６００（ｍｍ／ｓｅｃ）としたのでは、走査速度５０６（ｍｍ／ｓｅｃ）を超えているため、補正残差を許容範囲に収めることができない。そこで、走査方向における位置ずれ量を補正するための最大走査速度が５０６ｍｍ／ｓｅｃを超えないように、Ｖ０を設定する必要がある。つまり、式（１４）を満たすように、Ｖ０を決定すればよい。

５０６ ≧ （１＋ ａ１＋２＊ａ２＊ｙ）＊Ｖ０ ・・・（１４）
図８に示される例では、最大走査速度はｙ＝３３ｍｍの位置での走査速度であり、
１＋ａ１＋２＊ａ２＊ｙ＝１＋（−０．３／１０^６）＋（２＊０．０１＊３３／１０^６）＝０．９９９＜１
となるため、Ｖ０は５０６（ｍｍ／ｓｅｃ）から速度を落とす必要があり、例えば、５０５（ｍｍ／ｓｅｃ）の走査速度であれば条件を満たすことになる。

以下、上記の露光装置を用いた物品製造方法を説明する。物品製造方法は、塗布工程、露光装置、現像工程および処理工程を含みうる。塗布工程では、基板の上にフォトレジストが塗布される。露光工程では、塗布工程を経た基板の上のフォトレジストが上記の走査露光装置によって露光されうる。現像工程では、露光工程を経た基板の上のフォトレジストが現像されレジストパターンが形成されうる。処理工程では、現像工程を経た基板が処理されうる。この処理は、例えば、エッチング、イオン注入または酸化を含みうる。

ＥＸ：走査露光装置、１１０：投影光学系、１１３：駆動機構、１２３：光学素子、１１５：」基板、１０９：原版、１５０：調整機構、

Claims (10)

1. 原版のパターン領域のパターンを基板に投影する投影光学系を有し、前記パターン領域に対応する転写像を走査露光によって前記基板に形成する走査露光装置であって、
   前記基板に形成される転写像の形状が補正されるように投影光学系の光学特性を調整する調整機構と、
   前記転写像の形状補正における補正残差に関する許容範囲に基づいて前記走査露光における最大走査速度を決定し、前記最大走査速度を越えないように前記基板および前記原版の走査を制御するとともに前記調整機構を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする走査露光装置。
2. 前記制御部は、前記許容範囲において、前記調整機構の応答特性に基づいて前記最大走査速度を決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の走査露光装置。
3. 前記調整機構は、前記投影光学系に配置された光学素子を駆動する駆動機構を含み、
   前記応答特性は、前記光学素子の駆動量と前記光学特性の変化との関係を示す敏感度、および、前記光学素子の最大駆動速度を含む、
   ことを特徴とする請求項２に記載の走査露光装置。
4. 前記制御部は、前記最大走査速度を越えない範囲において、前記転写像の形状が補正されるように前記基板および前記原版の走査速度を変化させる、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の走査露光装置。
5. 前記補正残差に関する前記許容範囲として、前記光学特性の調整誤差に関する許容範囲が与えられ、前記制御部は、前記調整誤差に関する許容範囲に基づいて、前記基板および前記原版の走査を制御するとともに前記調整機構を制御する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の走査露光装置。
6. 前記補正残差に関する前記許容範囲が互いに異なる複数のモードを有し、前記制御部は、前記複数のモードから１つのモードが選択されたことに応じて、前記補正残差に関する前記許容範囲として、選択されたモードに予め対応付けられた許容範囲を選択する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の走査露光装置。
7. 前記複数のモードは、スループットよりも補正精度を優先する補正精度優先モード、および、補正精度よりもスループットを優先するスループット優先モードを含む、
   ことを特徴とする請求項６に記載の走査露光装置。
8. 前記補正精度優先モードに対応付けられる許容範囲は、前記スループット優先モードに対応付けられる許容範囲より小さい、
   ことを特徴とする請求項７に記載の走査露光装置。
9. 前記調整機構によって調整される前記光学特性は、前記投影光学系の倍率、ディストーションおよび像面湾曲の少なくとも１つを含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の走査露光装置。
10. 基板の上にフォトレジストを塗布する塗布工程と、
    前記塗布工程を経た前記基板の上の前記フォトレジストを請求項１乃至９のいずれか１項に記載の走査露光装置によって露光する露光工程と、
    前記露光工程を経た前記基板の上の前記フォトレジストを現像してレジストパターンを形成する現像工程と、
    前記現像工程を経た前記基板を処理する処理工程と、
    を含むことを特徴とする物品製造方法。

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