(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能なステージ上に支持された被処理体上に、遮光膜が形成されたレチクル上のパターンを投影レンズを介して投影して、前記被処理体を露光する露光方法において、
前記レチクルの前記遮光膜が形成された面側にて、露光時に複数の温度センサと接触する複数の接触部位に、それぞれ等面積にて互いに分離された複数の追加の遮光膜を形成しておき、
レチクルの温度と、投影倍率を変更するパラメータとの相関情報を予め記憶しておき、
多数枚の前記被処理体の露光に繰り返し使用されるレチクルの温度を測定し、
測定された前記レチクル温度情報と前記相関情報とに基づいて、前記投影倍率を補正し、
前記レチクルの温度測定工程は、前記遮光膜が形成された面側にて前記レチクルと複数箇所にて接触して支持するレチクル支持台に、前記複数の追加の遮光膜とそれぞれ個別的に接触する前記複数の温度センサを配置し、各々の温度センサにて検出される測定温度差を小さくして温度測定を行うことを特徴とする露光方法。
【請求項２】
請求項１おいて、
前記ステージ上の前記被処理体を交換する時に、毎回または複数回毎に前記各工程を実施して投影倍率の補正を行うことを特徴とする露光方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記相関情報を、光透過部の開口率の異なる複数種のレチクル毎に記憶しておき、
所定開口率のレチクルが装着された際には、その所定開口率に近い開口率のレチクルに関して記憶された相関情報を共用して、前記投影倍率の補正を行うことを特徴とする露光方法。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記相関情報を、光透過部の開口率の異なる複数種のレチクル毎に記憶しておき、
所定開口率のレチクルが装着された際には、その所定開口率に近い２種の開口率のレチクルに関して記憶された相関情報から補間して求めた情報に基づき、前記投影倍率の補正を行うことを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、露光ショットの投影倍率エラー、ローテーションエラー等を補正する露光方法及びそれに用いるレチクルに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
露光精度を高めるためには、露光ショットのローテーションエラー、投影倍率エラー等を測定する必要があり、この一例が特開平３−２６２１１の公報に開示されている。この発明は、露光マスクに形成された計測マークと、ウエハに形成された計測マークとの位置ずれを、ＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｔｈｅ  Ｌｅｎｓ）方式により検出するものである。ウエハ上に形成される計測マークは、１ショットの露光領域内にそれぞれ複数設けられている。またこの計測マークは、複数回のフォトリソグラフィー工程により形成される複数の層毎にそれぞれ設けられている。このため、半導体ウエハ上のスペース効率が悪化すると問題が指摘されていた。
【０００３】
また、１ショットの露光領域内には、測定精度を高めるために複数の測定マークが配置され、この複数の測定マークを、１ショットの露光工程毎に計測し、かつ演算する必要があるため、露光工程のスループットが大きく低下していた。
【０００４】
また、エラーを検出するための基準となるウエハ上の計測マークは、半導体ウエハ自体が製造原因、環境条件などに起因した変動要素を多く含み、各種エラーを検出するための基準マークとして不適当であった。
【０００５】
一方、特開昭６０−２８６１３号公報には、露光装置が設置されるクリーンルーム内の環境条件を測定し、この測定結果に基づいて投影倍率エラーを補正する方法が開示されている。この環境条件としては、露光装置周辺の大気圧の変動、温度変動等が挙げられ、特に投影レンズの投影倍率が環境依存性を有するため、投影レンズの温度を測定して投影倍率エラーを補正している。
【０００６】
ところで、近年露光パターンの微細化に伴い、露光波長がより短波調化され、ｉ線からエキシマレーザーに移行している。そして、この短波調の光を露光光とした場合に、レチクルの温度変動に伴う投影倍率エラーの問題が新たに指摘されている。この問題は、１９９３年に開催された第４０回応用物理学会関係連合講演会の講演予行集Ｎｏ．２の第６０６頁に記載されている。このレチクルは、複数枚の半導体ウエハの露光に繰り返し使用され、遮光膜としてクロム層が用いられる。このため、時間と共にクロム層が熱膨張して投影倍率エラーの原因となることが判明した。このレチクルの温度上昇に伴う投影倍率エラーの問題に対して、特開昭６０−２８６１３号公報の発明では単に環境温度あるいは投影レンズの温度を測定しているだけであるから、適切に対応することができなかった。
【０００７】
そこで、本発明の目的とするところは、製造原因又は環境条件等に起因した変動要素の少ない対象物に基準マークを形成し、投影倍率エラー、ショットローテーションエラー等を的確に補正することのできる露光方法及びそれに用いるレチクルを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、被処理基板以外に基準マークを形成することで、スループットを低下させずに投影倍率エラー等を補正することのできる露光方法及びそれに用いるレチクルを提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、レチクルの温度依存性に起因した投影倍率エラーを的確に補正することのできる露光方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段及びその作用】
本発明は、移動可能なステージ上に支持された被処理体上に、遮光膜が形成されたレチクル上のパターンを投影レンズを介して投影して、前記被処理体を露光する露光方法において、
前記レチクルの前記遮光膜が形成された面側にて、露光時に複数の温度センサと接触する複数の接触部位に、それぞれ等面積にて互いに分離された複数の追加の遮光膜を形成しておき、
レチクルの温度と、投影倍率を変更するパラメータとの相関情報を予め記憶しておき、
多数枚の前記被処理体の露光に繰り返し使用されるレチクルの温度を測定し、
測定された前記レチクル温度情報と前記相関情報とに基づいて、前記投影倍率を補正し、
前記レチクルの温度測定工程は、前記遮光膜が形成された面側にて前記レチクルと複数箇所にて接触して支持するレチクル支持台に、前記複数の追加の遮光膜とそれぞれ個別的に接触する前記複数の温度センサを配置し、各々の温度センサにて検出される測定温度差を小さくして温度測定を行うことを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、予めレチクル温度と、投影倍率を変更するパラメータとの相関情報が記憶され、多数枚の被処理体の露光に繰り返し使用されるレチクルの温度を測定することで、この測定結果と前記相関情報とに基づいて、レチクルの温度依存性に起因した投影倍率エラーを的確に補正できる。
【００２４】
このレチクルの温度依存性に起因した投影倍率の補正工程も、ステージ上の被処理体を交換するときに、毎回あるいは複数回毎に行うことができる。
【００２５】
このレチクルの温度依存性は、レチクルの光透過部における開口率に依存し、開口率が小さいものほど温度上昇速度が著しい。従って、予め記憶されるレチクル温度及び投影倍率変更用パラメータとの相関情報は、開口率の異なるレチクル固有の情報となる。各種レチクル毎に相関情報を測定して記憶するものに代えて、下記の発明を適用することもできる。
【００２６】
その一つでは、予め記憶される相関情報は、開口率の異なる複数種のレチクル毎に記憶され、所定開口率のレチクルが装着された際には、その所定開口率に最も近い開口率のレチクルに関して記憶された相関情報が共用される。
【００２７】
あるいは、他の一つでは、所定開口率のレチクルが装着された際には、その所定開口率に近い２種の開口率のレチクルに関して記憶された相関情報から、補間演算によりそのレチクル固有の相関情報を求めることができる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明を適用した一実施例について、図面を参照して説明する。
【００２９】
第一実施例
図１に、本発明方法が適用される露光装置の一例が示されている。同図において、被処理基板例えば半導体ウエハ１０は、Ｘ、Ｙの二次元方向と、このＸ、Ｙ軸に直交するＺ軸の回りに回転可能なウエハステージ１２に支持されている。このウエハステージ１２の上方には、露光源例えばエキシマレーザー源１４が配置されている。このエキシマレーザー源１４と、半導体ウエハ１０との間には、レチクル１６及び投影レンズ１８が配置されている。このレチクル１６もウエハステージ１２と同様に、Ｘ、Ｙの二次元方向と、Ｚ軸の回りに回転可能なレチクル支持台１７に支持されている。さらに、このレチクル支持台１７はＺ軸方向にも移動可能である。このレチクル支持台をＸ，Ｙ方向に移動することで、露光光軸２とレチクルとの光軸合わせが行われる。また、レチクル支持台１７をＺ軸の回りに回転移動することでショットローテションエラーの補正が行われる。さらに、レチクル支持台１７をＺ軸方向に移動させることで、投影倍率エラーの補正を行えるようになっている。
【００３０】
レチクル１６に形成された露光パターンは、投影レンズ１８を介することで、例えば１／５に縮小投影されて半導体ウエハ１０に結像する。ウエハステージ１２をステップ駆動することで、半導体ウエハ１０に形成された各チップ内にレチクル１６の露光パターンを投影することが可能となる。
【００３１】
図２に示すように、レチクル１６の露光パターン領域１６ａの周囲の４カ所には、それぞれ位置計測マーク１６ｂが形成されている。一方、ウエハステージ１２上であって、ウエハ１０の載置領域の周囲では、マーク形成部１２ａが形成され、このマーク形成部１２ａ上の４カ所に基準位置マーク１２ｂが形成されている。このマーク形成部１２ａの厚さは、半導体ウエハ１０の厚さとほぼ同一となっている。また、ウエハステージ１２を所定位置に設定することで、図２に示す通り、投影レンズ１８を通過する光路４上にて、基準位置マーク１２ｂと位置計測マーク１６ｂとが、４カ所にてそれぞれ対応するようになっている。
【００３２】
この基準位置マーク１２ｂと位置計測マーク１６ｂとは、上述の投影倍率エラー及びショットローテーションエラーをそれぞれ検出するために用いられる。このために、図１に示す露光装置には、エキシマレーザー源１４とレチクル１６との間に配置されるハーフミラー２２を備えたマーク検出光学系２０が設けられている。このハーフミラー２２は、レチクル１６からの反射光及びマーク形成部１２ａからの反射光を測定部３２に導くものである。
【００３３】
図２に示す位置にウエハステージ１２を移動させた後に、エキシマレーザー源１４より光照射すると、レチクル１６上の位置計測マーク１６ｂからの反射光と、マーク形成部１２ａ上の基準位置マーク１２ｂからの反射光とが、ハーフミラー２２を介して測定部３２に導かれる。
【００３４】
図３は、測定部３２にて受光された投影面上における基準位置マーク１２ｂ及び位置計測マーク１６ｂを示している。図３（Ａ）において、各マーク１２ｂ、１６ｂの縦軸間の距離は、設計上Ｌ１に設定されている。同様に、各マーク１２ｂ、１６ｂの横軸間の距離は、設計上Ｌ３に設定されている。ここで、図３（Ａ）に示すように、両マーク１２ｂ、１６ｂに、Ｘ方向に沿ってスキャンされた光６を照射すると、同図（Ｂ）に示す出力波形を得ることができる。この出力波形より、ピーク間距離Ｌ２を測定することができる。従って、両マーク１２ｂ、１６ｂのＸ軸方向の位置ずれΔＸは、下記の式（１）により求まる。
【００３５】
ΔＸ＝Ｌ１−Ｌ２        …（１）
同様に、両マーク１２ｂ、１６ｂに、Ｙ軸方向に沿ってスキャンされた光８を照射すると、図３（Ｃ）に示す出力波形を得ることができる。この出力波形のピーク間距離Ｌ４を求めることで、両マーク１２ｂ、１６ｂのＹ軸方向に沿った位置ずれΔＹは、下記の式（２）により求まる。
【００３６】
ΔＹ＝Ｌ３−Ｌ４        …（２）
この基準位置マーク１２ｂ、位置検出マーク１６ｂの直交軸に関する位置ずれΔＸ、ΔＹを検出することで、上述の投影倍率エラー及びショットローテーションエラーを検出できる原理について、図４から図７を参照して説明する。
【００３７】
図４（Ａ）は投影レンズ１８の環境依存性により、投影レンズ１８自体の縮小倍率が変更され、異なる光路４ａ、４ｂが生ずる状態を示している。一方、同図（Ｂ）にはレチクル１６の温度依存性により、レチクル１６上のある透過部が熱膨張により移動した場合、それぞれの透過部を通過する異なる光路４ｃ、４ｄを示している。
【００３８】
いずれの場合も、ウエハ１０上に結像される位置が異なっていることが分かる。この現象を、上述の基準位置マーク１２ｂと位置計測マーク１６ｂとの反射光が投影される面上で表した状態が、図５に示されている。同図は、レチクル１６の温度依存性あるいは投影レンズ１８の環境依存性により、投影面上の例えばＸ軸方向で、基準位置マーク１２ｂと位置計測マーク１６ｂとがずれた状態を示している。即ち、設計時上では、投影面上のある基準位置Ｏから距離Ａを隔てた位置に位置計測マーク１６ｂが本来あるべきところ、これがΔＡだけずれた状態に投影される。投影倍率が変化した場合のこの現象は、Ｘ軸上だけに限らず、Ｙ軸の他、投影面上のある基準点Ｏからあらゆる放射方向にて生ずることが理解できる。従って、投影倍率エラーは、投影面上の基準位置Ｏから所定放射方向に離れた位置での該放射方向に沿った両マーク１２ｂ、１６ｂの位置ずれ量として反映されることが分かる。
【００３９】
一方、図６はショットローテーションエラーを説明するための原理図である。同図は、レチクル１６が角度θだけ回転ずれを起こしている状態を示している。この回転ずれは、レチクル１６の中心からＸ軸方向に距離Ａを隔てた位置に本来あるべきＰ点が、Ｙ軸方向にΔＢだけずれた状態として検出できる。
【００４０】
このことを、基準位置マーク１２ｂ、位置計測マーク１６ｂの投影面上で表した状態が、図７に示されている。
【００４１】
本実施例では、図２に示すように、投影レンズ１８を通過する光路４上でそれぞれ対応する４カ所の基準位置マーク１２ｂ、計測位置マーク１６ｂを検出することで、上述の投影倍率エラー及びショットローテーションエラーを検出している。この投影倍率エラーを、図２に示すようにＸ軸上の異なる２点Ｂ、ＣにおけるＸ軸方向の両マーク１２ｂ、１６ｂの位置ずれ量ΔＸＢ、ΔＸＣの平均として求めると、（ΔＸＣ−ΔＸＢ）／２となる。
【００４２】
同様に、Ｙ軸方向の異なる２点Ａ、ＤのＹ軸方向の両マーク１２ｂ、１６ｂの位置ずれ量ΔＹＡ、ΔＹＤの平均を求めると、（ΔＹＡ−ΔＹＤ）／２となる。
【００４３】
これらＡからＤの４点における平均値として投影倍率エラーを求めると、
0003702486.tif 000002
となる。
【００４４】
一方、Ｘ軸上の異なる２点Ｂ、Ｃにおけるｙ軸方向の位置ずれ量ΔＹＢ、ΔＹＣの平均値としてショットローテーションエラーを求めると、（ΔＹＢ−ΔＹＣ）／２となる。同様にＹ軸方向の異なる２点Ａ、ＤにおけるＸ方向の位置ずれ量ΔＸＡ、ΔＸＤの平均からショットローテーションエラーを求めると、（ΔＸＡ−ΔＸＤ）／２となる。
【００４５】
従って、４点Ａ〜Ｄにおける平均値としてショットローテーションエラーを求めると、
0003702486.tif 000003
となる。
【００４６】
この投影倍率エラー及びショットローテーションエラーを求めるために、図１に示す通り、測定部３２の他に、エラー検出動作及びそれに基づく補正動作の制御を司る制御部３０が設けられ、この制御部３０には記憶部３４及び演算部３６が接続されている。
【００４７】
測定部３２からは、図３に示すＬ２、Ｌ４の情報が、図２に示すＡ〜Ｄの４点について出力され、制御部３０を介して演算部３６に入力される。一方、記憶部３４には、図３に示すＬ１、Ｌ３の情報が予め記憶されている。これらの情報は、制御部３０を介して演算部３６に出力され。演算部３６では、上述の（１）、（２）の各演算を行うことで、Ａ〜ＤにおけるＸ、Ｙ方向の量マーク１２ｂ、１６ｂのずれ量を演算することができる。その後演算部３６は、上述の式（３）、（４）の演算を行うことで、投影倍率エラー及びショットローテーションエラーを算出することができる。
【００４８】
制御部３０には、さらにレチクル駆動部３８及びステージ駆動部４０が接続されている。レチクル駆動部３８は、レチクル支持台１７を、ＸＹ及びＺ軸方向にそれぞれ移動させると共に、Ｚ軸の回りに回転移動させるものである。制御部３０は、演算部３６にて算出された投影倍率エラー及びショットローテーションエラーに基づいて、レチクル駆動部３８を駆動制御することになる。即ち、投影倍率エラーに基づいてレチクル支持台１７がＺ軸方向に移動され、投影倍率の補正が行われる。さらに、ショットローテーションエラーに基づいてレチクル支持台１７がＺ軸回りに回転されて、ショットローテーションエラーの補正が行われる。
【００４９】
本実施例では、図２に示すように、レチクル１６上の露光パターン領域１６ａの周囲の例えば２カ所に、レチクルアライメントマーク１６ｃを形成している。このレチクルアライメントマーク１６ｃは、レチクル１６を露光光軸２と光軸合わせするために用いられる。このために、この２つのレチクルアライメントマーク１６ｃと対応させて、マーク検出光学系２０のいずれかの光路途中、あるいは測定部３２に、光軸合わせのための基準位置マークが設けられている。このレチクルアライメントマーク１６ｃの検出に基づくレチクルアライメント動作は公知であるのでその詳細は省略するが、レチクルアライメントマーク１６ｃと、基準位置マーク（図示せず）とのＸ、Ｙ方向のそれぞれのずれ量が測定部３２で測定され、制御部３０、レチクル駆動部３８を介して、レチクル支持台１７をＸ、Ｙ方向に移動させることで、レチクルアライメント動作が実施される。
【００５０】
なお、ステージ駆動部４０は、半導体ウエハ１０に多数形成された各々のチップに対する露光を実施するために、ウエハステージ１２をＸ、Ｙ方向にステップ駆動するためのものである。
【００５１】
次に、上述の投影倍率エラーの補正工程、ショットローテーションエラーの補正工程及びレチクルアライメント動作について、図８のフローチャートを参照して説明する。
【００５２】
ステップ１でレチクル１６がレチクル支持台１７にセットされた後に、マーク形成部１２ａがマーク検出光学系２０の直下の位置となるように、ウエハステージ１２が移動される（ステップ２）。この段階ではレチクルの光軸ずれ補正動作が終了していないため、ステップ３の判断がＮＯとなり、ステップ４に移行する。
【００５３】
ステップ４では、エキシマレーザー源１４よりレーザー光が出射され、レチクルマスク１６及びウエハステージ１２上のマーク形成部１２ａからの反射光が、ハーフミラー２２を介して測定部３２に導かれる。この測定部３２にて、基準位置マーク１２ｂと位置計測マーク１６ｂとのＸＹ方向の各位置が測定される。さらに、レチクルアライメントマーク１６ｃと、そのための基準位置マーク（図示せず）とが検出される。
【００５４】
ステップ４が終了すると、まず、レチクルの光軸ずれの検出（ステップ５）が行われる。その後、ステップ６にて、検出されたそれぞれのエラー値が、予め設定された許容置の範囲以内であるか否かが判断される。この各許容値は、記憶部３４に予め記憶されており、ステップ６の判断は制御部３０にて実施される。ステップ６での判断がＮＯである場合に限り、ステップ７にて、レチクルの光軸ずれの補正工程が実施される。
【００５５】
ここで、ステップ６での判断がＹＥＳである場合には、先に行われたステップ４にて予め計測された基準位置マーク１２ｂ、位置計測マーク１６ｂの情報に基づいて、ショットローテーションエラーの検出が行われる（ステップ１０）。
【００５６】
ステップ７においてレチクルの光軸ずれ補正が実施された場合には、ステップ２に戻って、光軸ずれ補正が終了後の状態にて、基準位置マーク１２ｂ、位置計測マーク１６ｂに向け光照射を行う。この後、ステップ３の判断がＹＥＳとなるため、ステップ８にて、基準位置マーク１２ｂ、位置計測マーク１６ｂの位置検出が行われる。この時には、レチクルアライメントマーク１６ｃの位置検出は不要である。
【００５７】
その後、ステップ９の判断がＮＯとなるので、ステップ１０にてショットローテーションエラーが検出される。ステップ１１にて、検出されたそれぞれのエラー値が、予め設定された許容置の範囲以内であるか否かが判断される。この各許容値は、記憶部３４に予め記憶されており、ステップ１１の判断は制御部３０にて実施される。ステップ１１での判断がＮＯである場合に限り、ステップ１２にて、ショットローテーションエラーの補正工程が実施される。なお、ショットローテーションエラーの補正後に、再度レチクルの光軸ずれの測定又は補正を行うこともできる。
【００５８】
ステップ１１の判断がＹＥＳであれば、ステップ８で収集したデータに基づいて、投影倍率エラーが直ちに検出される（ステップ１３）。逆に、ステップ１２で補正された場合には、再度ステップ２に戻って、ステップ８にて再度基準位置マーク及び位置計測マークが計測され、ステップ９を経てステップ１３に移行することになる。
【００５９】
このように、再度投影倍率エラーのためのデータ収集を行う理由は、レチクルアライメント、ショットローテーションエラー補正を実施した後は、補正前と比較して投影倍率エラーのための情報が変化しているからである。
【００６０】
次に、ステップ１３にて検出されたエラー値が許容値以内であるか否かが判断される（ステップ１４）。この許容値も、予め記憶部３４に記憶され、ステップ１４での判断工程は、制御部３０にて行われる。そして、検出されたエラー値が許容値を超えた場合にのみ、ステップ１５にて投影倍率エラーの補正が行われる。
【００６１】
以上の動作が終了した後に、ウエハ１０に対する露光が可能となる。まず、ステップ１６にて、ウエハステージ１２上にウエハ１０が供給される。この後、ステップ１７にてウエハアライメントが実施された後に、ウエハステージ１２をステップ移動しながら、各停止位置にてエキシマレーザー源１４からの光照射を行うことで、半導体ウエハ１０の全チップの露光工程が行われることになる（ステップ１８，１９）。ステップ１９にて、半導体ウエハ１０の全チップに対する露光が終了した場合には、ステップ２０にて、ウエハステージ１２より処理済みのウエハ１０が除去される。
【００６２】
その後、ステップ２１にて、多数枚の半導体ウエハ１０から成る一ロットについての露光工程がすべて終了したか否かが判断される。他に露光すべき半導体ウエハ１０が存在する場合には、ステップ２に戻り、ステップ２、３、８、９、１３〜１５の各工程を実施することで、投影倍率エラーの補正が再度実施されることになる。これにより、投影レンズ１８の環境条件が変更された場合にも、あるいはレチクル１６の温度上昇があった場合にも、ウエハ１０を交換するタイミングで投影倍率エラーの補正が行われ、精度の高い露光工程を実施することが可能となる。なお、ウエハ１０をの交換するときに行われる投影倍率エラーの補正工程は、必ずしもウエハ交換時に毎回行うものに限らず、複数回に一回行うものでも良い。また、上述の各マーク１２ｂ、１６ｂ、１６ｃを検出する際には、レチクル１６の上方に、位置計測マーク１６ｂ、レチクルアライメントマーク１６ｃと対応する各所に、位置計測顕微鏡を配置するようにしても良い。
【００６３】
また、電子ビーム描画法によるレチクル１６の作成時に生じた描画ずれが予め分かれば、そのずれを記憶部７２に記憶しておき、例えばステップ７または１２のいずれかにて、描画ずれに基づくエラーを併せて補正することもできる。
【００６４】
第二実施例
この第二実施例は、レチクル１６の温度依存性に鑑み、レチクル１６の温度を測定し、これに基づいて投影倍率エラーの補正を行うものである。このために図９及び図１０に示すように、レチクル１６を支持するレチクル支持台１７には、レチクル１６の例えば四隅の温度を測定する温度センサー５０が設けられている。この温度センサー５０は、レチクル１６の裏面と接触する熱電対として構成することができる。レチクル１６の裏面には、図１１に示すように、光の非透過部を形成するためのクロム膜が各所に設けられている。露光パターン形成領域１６ａのクロム膜は省略してあるが、この領域１６ａの周囲を囲むように、四角枠状にクロム膜による遮光部１６ｄが形成されている。さらに、熱電対５０が接触されるレチクル１６の裏面の四隅にも、コンタクト部１６ｅとしてのクロム膜が形成されている。この４カ所のコンタクト部１６ｅにおけるクロム膜の面積はほぼ等しく設定されている。これにより、熱電対５０にてそれぞれ検出されるレチクル１６の四隅の温度差をより小さくすることができる。このコンタクト部１６ｅとしては、各所でのクロム膜の面積が等しければ良く、それぞれクロム膜の面積を０とすることもできる。さらに好ましくは、このコンタクト部１６ｅにおける周辺のクロム膜の面積も、４カ所にてそれぞれほぼ等しく設定しておくことが好ましい。
【００６５】
図９に示す露光装置では、投影レンズ１８として図１２に示す構造を採用している。同図に示すように、投影レンズ１８の中央部にはエアレンズ１８ａが設けられている。このエアレンズ１８ａには給気部６０及び排気部６２が接続されている。そして、給気部６０及び排気部６２のそれぞれに、エアバルブ６４ａ、６４ｂが設けられている。この投影レンズ１８は、エアレンズ１８ａにおける空気圧を調整することで投影倍率を変更できることが知られている。
【００６６】
図１３は、露光工程にて繰り返し使用されるレチクル１６の使用時間と、レチクル温度との関係を、レチクル１６に形成される露光パターン領域１６ａの透過部の開口率が異なるものについて表したものである。レチクル１６の温度は、レーザー光源１４からの光が断続照射となるため、その温度を上下させながら、時間とともに保有温度が上昇する傾向がある。この傾向は、特に光透過部の開口率が小さいものほど顕著である。図１４では、開口率０％と開口率７０％との例を挙げているが、開口率０％のものがより顕著である。従って、例えば、コンタクトホール形成のために用いるレチクルなどのように、開口率が小さいものは、使用開始時と所定時間経過後とでは、そのレチクル温度に大きな相違が生じている。
【００６７】
図１４は、レチクル温度と投影倍率エラーとの関係を示した特性図である。レチクル温度が上昇すると、それに従い投影倍率エラーも増大する傾向が認められる。これは、温度上昇によりレチクルが膨張し、ある位置における光透過部が半径方向外側に移動し、この移動量はレチクル温度が高いほど大きいからである。
【００６８】
一方、図１５は投影倍率と、この投影倍率を制御するパラメータ例えばレンズ空気圧との関係を示す特性図である。図１２に示す投影レンズ１８中のエアレンズ１８ａの空気圧を高く設定するほど、その投影レンズ１８の投影倍率を大きく設定できることが分かる。
【００６９】
図１４及び図１５から明らかなように、レチクル１６の温度を測定し、それに従って投影レンズ１８のエアレンズ１８ａにおける空気圧を制御することで、常に投影倍率を一定に制御できることが分かる。
【００７０】
この投影倍率の駆動制御系として、図９に示すように、制御部７０、記憶部７２、演算部７４及びエアレンズ駆動部７６が設けられている。制御部７０は、上述のレチクル温度に基づく投影倍率エラーの補正制御を司るものである。この制御部７０に接続された記憶部７２には、例えば図１４及び図１５に示す特性データが予め測定されて記憶されている。記憶部７２に記憶される情報は図１４及び図１５に示すものに限らず、少なくともレチクル温度と投影倍率制御用パラメータ例えばレンズ空気圧との相関が記憶されていれば良い。
【００７１】
この記憶部７２に記憶される相関情報は、あるロットの一群のウエハ１０が露光処理される前に、その処理に用いるレチクル固有の情報として、そのレチクル温度と投影投影倍率エラーとの関係を測定しておくことが好ましい。ロットが異なれば、レチクル１６の開口率も異なり、レチクル温度−投影倍率エラーの関係が異なるからである。
【００７２】
他の方法として、図１３に示すように、レチクル温度の上昇特性はその開口率に依存するため、予め開口率の異なる複数種のレチクルについて、レチクル温度と投影倍率エラーとの関係を測定し、記憶部７２に記憶させておくこともできる。この場合、予め記憶されている開口率と異なる開口率のレチクルが使用される場合には、その使用されるレチクルの開口率に最も近い開口率に関する記憶データを、制御用のデータとして転用することができる。あるいは、使用されるレチクルの開口率に近い２種の開口率を持つレチクルに関して記憶された記憶情報から、使用されるレチクルの相関情報を補間により求めることもできる。この補間演算は、図９に示す演算部７４にて実施される。
【００７３】
このような投影倍率の補正は、一定時間毎にレチクル１６の温度を測定して行うことが好ましい。特に、ウエハステージ１２に支持される半導体ウエハ１０が交換される時に、毎回または複数回に一回レチクル１６の温度を測定し、投影倍率エラーの補正を行うものが好ましい。
【００７４】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、露光対象である被処理基板は必ずしも半導体ウエハに限らず、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の他の半導体基板でも良く、あるいは半導体基板以外の各種処理基板に本発明の露光方法を適用することもできる。
【００７５】
【発明の効果】
請求項１から８に記載された露光方法によれば、投影レンズの環境条件が変化したとしても、あるいはレチクルの温度変動があった場合にも、被処理基板のステージ側に設けた基準位置マークと、レチクルに設けた位置測定マークとの位置ずれを検出することで、投影倍率を補正して精度の高い露光を実施することが可能となる。
【００７６】
請求項９から１１に記載のレチクルによれば、このレチクルが設置される露光装置のステージに形成された基準位置マークと対で使用される位置計測マークが形成されているため、このレチクルを露光装置に設置した際の投影倍率の補正を容易に行うことができる。
【００７７】
請求項１２から１６の露光方法によれば、繰り返し使用されるレチクルの温度が変動したとしても、そのレチクルの温度を測定することで、投影倍率を補正することができ、精度の高い露光を実現することが可能となる。
【００７８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光方法が実施される第１実施例装置の概略説明図である。
【図２】ステージに形成される基準位置マークと、レチクルに形成される位置計測マークとの関係を示す概略斜視図である。
【図３】（Ａ）は、基準位置マーク及び位置計測マークを投影した状態を示す概略説明図、（Ｂ）及び（Ｃ）は、（Ａ）の両マークをＸ、Ｙ方向にそれぞれスキャンして得られる信号波形を示している。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ投影屈折倍率エラーに起因した光路の変化を説明するための概略説明図である。
【図５】投影倍率エラーを反映するマークの位置ずれ量を説明するための概略説明図である。
【図６】ショットローテーションエラーを説明するための概略説明図である。
【図７】ショットローテーションエラーを反映したマークの位置ずれ量を説明するための概略説明図である。
【図８】図１に示す露光装置を用いた、レチクルアライメント、投影倍率エラー及びショットローテーションエラーの補正手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明方法を実施するための第２実施例装置の概略説明図である。
【図１０】図９の露光装置に用いられるレチクル及びレチクル支持台の平面図である。
【図１１】図９の装置に使用されるレチクルの裏面図である。
【図１２】図９に示す装置に用いられるエアーレンズを用いた投影レンズの概略説明図である。
【図１３】レチクルが繰り返使用される時間とレチクル温度との関係を示す特性図である。
【図１４】レチクル温度と投影倍率エラーとの関係を示す特性図である。
【図１５】投影倍率とレンズ空気圧との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
２  露光光軸
１０  被処理基板
１２  ステージ
１２ａ  マーク形成部
１２ｂ  基準位置マーク
１４  露光源
１６  レチクル
１６ａ  露光パターン領域
１６ｂ  位置計測マーク
１６ｃ  レチクルアライメントマーク
１７  レチクル支持台
１８  投影レンズ
１８ａ  エアーレンズ
２０  マーク検出光学系
２２  ハーフミラー
３０、７０  制御部
３２  測定部
３４、７２  記憶部
３６、７４  演算部
３８  レチクル駆動部
４０  ステージ駆動部
５０  温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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