(57)【要約】【課題】  高精度の温度分布データが得られ且つ露光光以外の要因による熱の影響も正確に検知することができる、温度計測用工具、該温度計測用工具を利用して露光方法及び露光装置を提供すること。【解決手段】  ダミーマスク１０は、レチクルＲと同一の材料、同じ寸法・形状に形成され、露光ビームが直接照射される上面側にカバー１１が形成される。また、ダミーマスク１０の下面側には、カバー１１と対応する部位全体に複数の温度センサ１２が適宜間隔をおいて配置される。各温度センサ１２は、リード線１４を介してダミーマスク１０の下面に配置された通信モジュール１３にそれぞれ接続される。したがって、露光光の直接照射による温度センサ１２自体の温度上昇や温度計測誤差などを回避し、露光シーケンス中やアライメントシーケンス中でも、レチクルＲに生じる温度分布変化を、ダミーマスク１０を介して正確に測定が可能となる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１物体上のパターンを露光ビームで照明して第２物体上に転写露光する露光処理を行う露光装置内において使用される温度計測用工具であって、
前記第１物体又は前記第２物体と実質的に同一の材料で、且つ実質的に同一の形状に形成されており、
複数の温度センサを有し、
前記露光処理に供された時に前記露光ビームで直接照射されない態様で、前記温度センサが配置されていることを特徴とする温度計測用工具。
【請求項２】
請求項１に記載の温度計測用工具において、
前記複数の温度センサの計測結果を、前記温度計測用工具の外部にワイヤレスで出力する通信モジュールを更に有することを特徴とする温度計測用工具。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の温度計測用工具において、
複数の位置計測用マークを更に有することを特徴とする温度計測用工具。
【請求項４】
請求項３に記載の温度計測用工具において、
前記位置計測用マークは、前記第１物体又は前記第２物体に形成されている位置計測用マークと同じ態様で形成されていることを特徴とする温度計測用工具。
【請求項５】
請求項３に記載の温度計測用工具において、
前記複数の温度センサは前記温度計測用工具の全域に亘って配置されており、
前記位置計測用マークは、前記温度センサに倣って配置されていることを特徴とする温度計測用工具。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の温度計測用工具において、
前記温度センサが白金温度センサであることを特徴とする温度計測工具。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の温度計測用工具において、
前記複数の温度センサを前記露光ビームからカバーするように配置されたカバー部材を、前記露光ビームが入射される前記温度計測用工具の表面上に設けたことを特徴とする温度計測用工具。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の温度計測用工具において、
前記温度計測用工具は、前記第１物体と実質的に同一の材料で、且つ実質的に同一の形状に形成されており、
前記露光ビームが射出される側の前記温度計測用工具の表面上に、前記第１物体上に形成されているパターンと同様の物質でパターンが形成されていることを特徴とする温度計測用工具。
【請求項９】
請求項８に記載の温度計測用工具において、
前記温度計測用工具は、前記パターンの存在面積が互いに異なる複数の温度計測用工具を含むことを特徴とする温度計測用工具。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の温度計測用工具において、
前記パターンは、一層クロム構造、二層クロム構造、三層クロム構造又はハーフトーン構造で形成されていることを特徴とする温度計測用工具。
【請求項１１】
請求項８乃至１０の何れか一項に記載の温度計測用工具において、
前記温度計測用工具の前記パターンが形成されている面側に、前記パターンを保護するペリクル膜及び該ペリクル膜を支持するペリクルフレームが設けられていることを特徴とする温度計測用工具。
【請求項１２】
請求項８乃至１１の何れか一項に記載の温度計測用工具において、
前記パターンは、前記パターンの形成面の複数箇所に形成された重ね合わせ計測用パターン又は空間像計測用パターンを含むことを特徴とする温度計測用工具。
【請求項１３】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の温度計測用工具において、
前記温度計測用工具は、前記第２物体と実質的に同一の材料で、且つ実質的に同一の形状に形成されており、
前記温度センサは、前記露光ビームが入射される、前記温度計測用工具の表面側に露出しない態様で配置されていることを特徴とする温度計測用工具。
【請求項１４】
請求項３又は４に記載の温度計測用工具において、
前記温度計測用工具は、前記第１物体又は前記第２物体に対して行われる、該第１物体又は該第２物体上に形成された位置計測用マークの検出処理、及び前記露光処理のうちの少なくとも一方の処理と同一内容の処理が実施可能であり、その同一内容の処理の際に前記複数の温度センサで得られた温度計測データを外部に出力することを特徴とする温度計測用工具。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか一項に記載の温度計測用工具において、
前記複数の温度センサは、前記温度計測用工具の、前記露光ビームが照射される側の面近傍に配置された第１温度センサと、該第１温度センサよりも前記露光ビームが射出される側の面近傍に配置された第２温度センサと、を含むことを特徴とする温度計測用工具。
【請求項１６】
第１物体上のパターンを露光ビームで照明して、第２物体上の複数の区画領域の各々を前記パターンの像で順次転写露光する露光処理シーケンスを行う露光方法であって、
前記第１物体又は前記第２物体と実質的に同一の材料で、且つ実質的に同一の形状に形成されており、前記露光処理に供された際に前記露光ビームで直接照射されないような態様で設けられた複数の温度センサを備える温度計測用工具を、前記露光ビームの照射位置に配置する第１工程と、
前記第１工程後であって且つ前記露光ビームが照射されるよりも前に、前記温度計測用工具から温度計測データを採取する第２工程と、
前記第２工程後に、前記露光処理シーケンスと同一内容の処理シーケンスを、前記温度計測用工具に対して施す第３工程と、
前記第３工程後に、前記温度計測用工具から温度計測データを採取する第４工程と、
前記第２工程及び前記第４工程で採取された温度計測データに基づいて、前記第１物体及び前記第２物体を用いた前記露光処理シーケンスを行う際の制御パラメータを制御する第５工程と、を有することを特徴とする露光方法。
【請求項１７】
第１物体上のパターンを露光ビームで照明して、第２物体上の複数の区画領域の各々を前記パターンの像で順次転写露光する露光処理シーケンスを行う露光方法であって、
前記第１物体又は前記第２物体と実質的に同一の材料で、且つ実質的に同一の形状に形成されており、前記露光処理に供された際に前記露光ビームで直接照射されないような態様で設けられた複数の温度センサを備える温度計測用工具を、前記露光ビームの照射位置に配置する第１工程と、
前記第１工程後に、前記露光処理シーケンスと同一内容の処理シーケンスを、前記温度計測用工具に対して施す第２工程と、
前記第２工程の最中に、前記温度計測用工具から温度計測データを採取する第３工程と、
前記第３工程で採取された温度計測データに基づいて、前記第１物体及び前記第２物体を用いた前記露光処理シーケンスを行う際の制御パラメータを制御する第４工程と、を有することを特徴とする露光方法。
【請求項１８】
請求項１６又は１７に記載の露光方法において、
前記温度計測用工具から温度計測データを採取するタイミングに応じて、前記温度計測用工具が存在している空間内であって且つ該温度計測用工具から離間した場所に設けられている周辺温度センサからも温度計測データを採取する工程と、
温度計測用工具及び前記周辺温度センサから採取した温度計測データに基づいて、両温度計測データ間の関係を解析する工程と、を更に有することを特徴とする露光方法。
【請求項１９】
請求項１６乃至１８の何れか一項に記載の露光方法において、
前記温度計測用工具上に形成されている複数の位置計測用マークを計測する工程と、
前記位置計測用マークの計測工程中に、前記温度計測用工具から温度計測データを採取する工程と、を更に有することを特徴とする露光方法。
【請求項２０】
請求項１６乃至１８の何れか一項に記載の露光方法において、
前記温度計測用工具に防水処理が施されており、
前記第３工程で前記温度計測用工具に施される処理シーケンスでは、前記第１物体上のパターンを前記第２物体上に投影する投影光学系と、該投影光学系と前記温度計測用工具との間に介在する液体とを介して前記露光ビームが前記温度計測用工具上に照射されることを特徴とする露光方法。
【請求項２１】
第１物体上のパターンを露光ビームで照明して、第２物体上の複数の区画領域の各々を前記パターンの像で順次転写露光する露光処理シーケンスを行う露光装置であって、
前記第１物体又は前記第２物体と実質的に同一の材料で、且つ実質的に同一の形状に形成されており、前記露光処理に供された際に前記露光ビームで直接照射されないような態様で設けられた複数の温度センサを備える温度計測用工具を載置した状態で、該温度計測用工具を前記露光ビームの照射位置に移動せしめるステージと、
前記ステージ上の前記温度計測用工具に対して前記露光処理シーケンスと同一内容の処理シーケンスを施す制御手段と、
前記制御手段により前記露光処理シーケンスが施される前と、前記露光処理シーケンスが施された後の両方のタイミングにて、前記温度計測用工具から温度計測データを受信する受信手段と、を有し、
前記制御手段は、前記受信手段で受信した前記温度計測データに基づいて、前記第１物体及び前記第２物体を用いた前記露光処理シーケンスを行う際の制御パラメータを制御することを特徴とする露光装置。
【請求項２２】
第１物体上のパターンを露光ビームで照明して、第２物体上の複数の区画領域の各々を前記パターンの像で順次転写露光する露光処理シーケンスを行う露光装置であって、
前記第１物体又は前記第２物体と実質的に同一の材料で、且つ実質的に同一の形状に形成されており、前記露光処理に供された際に前記露光ビームで直接照射されないような態様で設けられた複数の温度センサを備える温度計測用工具を載置した状態で、該温度計測用工具を前記露光ビームの照射位置に移動せしめるステージと、
前記ステージ上の前記温度計測用工具に対して前記露光処理シーケンスと同一内容の処理シーケンスを施す制御手段と、
前記制御手段により前記露光処理シーケンスが施される最中において、前記温度計測用工具から温度計測データを受信する受信手段と、を有し、
前記制御手段は、前記受信手段で受信した前記温度計測データに基づいて、前記第１物体及び前記第２物体を用いた前記露光処理シーケンスを行う際の制御パラメータを制御することを特徴とする露光装置。
【請求項２３】
請求項２１又は２２に記載の露光装置において、
前記温度計測用工具が存在している空間内であって且つ該温度計測用工具から離間した場所に設けられている周辺温度センサと、
前記温度計測用工具からの輻射を防止するために前記周辺温度センサの周囲に設けられたカバーと、を更に有し、
前記受信手段は、前記温度計測用工具から前記温度計測データを採取するタイミングに応じて、前記周辺温度センサから温度計測データを受信し、
前記制御手段は、前記温度計測用工具及び前記周辺温度センサから採取した温度計測データに基づいて、両温度計測データ間の関係を解析することを特徴とする露光装置。
【請求項２４】
請求項２１乃至２３の何れか一項に記載の露光装置において、
前記温度計測用工具上に形成されている複数の位置計測用マークを計測する計測手段を更に有し、
前記受信手段は、前記計測手段による前記位置計測用マークの計測工程中に、前記温度計測用工具から温度計測データを受信することを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アライメント又は露光処理時などにおけるマスクや被露光基板の温度変化を計測するための温度計測用工具、この温度計測用工具を使用して計測した温度計測データに基づいて露光などを制御する、露光方法及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや液晶表示デバイスを、リソグラフィ技術を用いて製造する際には、一般に、回路パターン等が形成されたマスクとしてのレチクルに露光用照明光（露光光）を照射して、このパターンの像を、投影光学系を介してフォトレジスト等の感光剤が塗布された被露光基板としてのウエハ上に投影露光する方法が採用されている。
【０００３】
この露光処理においては、レチクルやウエハが露光光を吸収して熱膨張などの熱変形をおこすことが知られている。レチクルが熱変形した場合には、例えば結像特性（例えば倍率、焦点）などの変動が生じ、またウエハが熱変形した場合には、ウエハには複数層にわたって回路パターンが形成されるが、例えばアライメントをして予め位置合わせを行ったとしても前回露光転写した回路パターンと新たに露光転写される回路パターンとの間に位置ずれが生じる。
【０００４】
レチクル又はウエハの露光光の吸収とレチクル又はウエハの熱変形とはほぼ比例すると考えられ、このため、レチクルの場合にあっては、例えば、まずレチクルへの露光光の照射量を求め、この照射量からレチクルの熱変形量を算出するが、このとき単に露光光の照射量のみならず、露光光が透過する透過率の高いガラス部分（非パターン部分）と、露光光を透過しないクロム等によって形成された、熱吸収が大きいパターン部分との割合や、このパターン部分の熱吸収率などを考慮にいれて熱変形量を求め、次いでこの熱変形量から結像特性の変動量を求め、この変動量に基づいて結像特性を補正することが行われている。また、ウエハの場合にあっては、例えば、ウエハへの露光光の照射量及びウエハから露光光の反射量に基づいてウエハで吸収される露光光のエネルギー、すなわちウエハ吸収熱量を求め、このウエハ吸収熱量からウエハの熱変形量（熱変形によるウエハ上のショット領域の変位量）を求め、次いでこの熱変形量に基づいてウエハの各ショット領域を位置決めする際の基礎となる、予め設定された目標位置情報を補正している。
【０００５】
しかし、レチクルやウエハの熱変形は、主に露光光の吸収によるものではあるが、露光光以外に、例えばレチクルやウエハを搬送する搬送手段（モータ等）から伝わる熱や、レチクルやウエハをアライメント、露光処理などするために支えるステージなどから伝わる熱や、レチクルやウエハの周囲の雰囲気温度などによっても影響を受けることが知られている。
【０００６】
また、ウエハ上の複数のショット領域にレチクルのパターンを順次露光転写する過程では、レチクルやウエハなどに露光光などによる熱が次第に蓄積されて、レチクル及びウエハの温度が上昇するので、単に露光光の照射量のみから熱変形量を演算しても実際に生じている変形量と一致しない場合もある。
【０００７】
このため、光学的な温度センサ、例えば赤外線センサを使用して、レチクルから発生する赤外線（熱線）を検知してレチクルの温度分布を求めることが知られている（特許文献１参照）。この赤外線センサは、露光光以外に搬送手段、ステージなどからの熱や雰囲気温度によって影響を受けたレチクルの温度を直接計測することができ、この計測されたレチクルの温度分布がレチクルの露光光吸収などに起因する結像特性の変動量を求めるための基礎データとして使用される。
【０００８】
しかし、赤外線センサの分解能は通常０．１℃程度で、接触式の他の形式の温度センサ（例えば白金抵抗温度センサ等）の分解能に比して低く、近年の回路パターンの微細化要求に応じてレチクルのより正確な温度分布を測定することが困難であるといわれている。例えば、近年の回路パターンの微細化要求に伴い重ね合わせ精度は１０ｎｍ以下が要求されるようになっており、分解能の低い赤外線センサではこれらの要求に対処することが困難である。
【０００９】
そこで、レチクルやウエハに直接温度センサを複数配置して、搬送・アライメント・露光時などにおいてレチクルやウエハ自体の温度や温度分布を計測し、この計測データに基づいて結像特性などを補正して露光制御することが考えられる。この場合、分解能の高い温度センサを選択することにより、精度の高い温度分布計測データを得ることが期待出来る。
【００１０】
温度センサの配置態様で、例えば露光光が直接照射されるウエハの表面に配置することが知られている（特許文献２参照）。これによれば、露光前にウエハへの露光光の照射量及びウエハから露光光の反射量に基づいてウエハで吸収される露光光のエネルギー、すなわちウエハ吸収熱量（ウエハ上の座標ｘ，ｙと時間ｔの関数）を実測し、次いでこのウエハ吸収熱量で実際にウエハを露光して、ウエハの表面に配置した複数の温度センサでウエハの座標ｘ，ｙにおける時間ｔの温度Ｔ（ｘ，ｙ，ｔ）をモニタして熱損失係数を求め、これにより時間ｔにおけるウエハの温度分布を算出し、ウエハの各ショット領域の熱変位を求めることが知られている。なお、温度センサは一旦熱損失係数を求めれば以後ウエハの表面に取り付ける必要はない。
【００１１】
しかし、ウエハの表面に直接温度センサを配置することは、露光光だけによるウエハの温度変化を測定するには好ましいかもしれないが、露光光以外の要因も含めてウエハの温度変化を測定するには適当ではない。
【００１２】
【特許文献１】特開平６−３４９７０３号
【特許文献２】特開平５−３１５２２２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、パターンの微細化要求に対応することが出来る高精度の温度分布データが得られ且つ露光光以外の要因による熱の影響も正確に検知することができる、温度計測用工具、該温度計測用工具を利用して露光方法及び露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成する、本発明の請求項１に記載の温度計測用工具は、第１物体上のパターンを露光ビームで照明して第２物体上に転写露光する露光処理を行う露光装置内において使用される温度計測用工具であって、第１物体又は第２物体と実質的に同一の材料で、且つ実質的に同一の形状に形成されており、複数の温度センサを有し、露光処理に供された時に露光ビームで直接照射されない態様で、温度センサが配置されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項１に記載の温度計測用工具などにおいて、
複数の温度センサの計測結果を、温度計測用工具の外部にワイヤレスで出力する通信モジュールを更に備えたり（請求項２）、
複数の位置計測用マークを更に備えたり（請求項３）、
位置計測用マークを、第１物体又は第２物体に形成されている位置計測用マークと同じ態様で形成したり（請求項４）、
複数の温度センサを温度計測用工具の全域に亘って配置し、位置計測用マークを、これら温度センサに倣って配置したり（請求項５）、
温度センサとして白金温度センサを使用したり（請求項６）、
複数の温度センサを露光ビームからカバーするように配置されたカバー部材を、露光ビームが入射される温度計測用工具の表面上に設けたり（請求項７）、
温度計測用工具を、第１物体と実質的に同一の材料で、且つ実質的に同一の形状に形成し、露光ビームが射出される側の温度計測用工具の表面上に、第１物体上に形成されているパターンと同様の物質でパターンを形成したり（請求項８）、
温度計測用工具が、パターンの存在面積が互いに異なる複数の温度計測用工具を含んだり（請求項９）、
パターンを、一層クロム構造、二層クロム構造、三層クロム構造又はハーフトーン構造で形成したり（請求項１０）、
温度計測用工具のパターンが形成されている面側に、パターンを保護するペリクル膜及び該ペリクル膜を支持するペリクルフレームを設けたり（請求項１１）、
パターンが、該パターンの形成面の複数箇所に形成された重ね合わせ計測用パターン又は空間像計測用パターンを含んだり（請求項１２）、
温度計測用工具が、第２物体と実質的に同一の材料で、且つ実質的に同一の形状に形成され、温度センサが、露光ビームが入射される温度計測用工具の表面側に露出しない態様で配置されたり（請求項１３）、
温度計測用工具が、第１物体又は第２物体に対して行われる、該第１物体又は該第２物体上に形成された位置計測用マークの検出処理、及び前記露光処理のうちの少なくとも一方の処理と同一内容の処理が実施可能であり、その同一内容の処理の際に複数の温度センサで得られた温度計測データを外部に出力するようにしたり（請求項１４）、
あるいは、複数の温度センサが、温度計測用工具の、露光ビームが照射される側の面近傍に配置された第１温度センサと、該第１温度センサよりも露光ビームが射出される側の面近傍に配置された第２温度センサとを含んだり（請求項１５）してもよい。
【００１６】
また、本発明の請求項１６に記載の露光方法は、第１物体上のパターンを露光ビームで照明して、第２物体上の複数の区画領域の各々をパターンの像で順次転写露光する露光処理シーケンスを行う露光方法であって、第１物体又は第２物体と実質的に同一の材料で、且つ実質的に同一の形状に形成されており、露光処理に供された際に露光ビームで直接照射されないような態様で設けられた複数の温度センサを備える温度計測用工具を、露光ビームの照射位置に配置する第１工程と、この第１工程後であって且つ露光ビームが照射されるよりも前に、温度計測用工具から温度計測データを採取する第２工程と、この第２工程後に、露光処理シーケンスと同一内容の処理シーケンスを、温度計測用工具に対して施す第３工程と、この第３工程後に、温度計測用工具から温度計測データを採取する第４工程と、第２工程及び第４工程で採取された温度計測データに基づいて、第１物体及び第２物体を用いた露光処理シーケンスを行う際の制御パラメータを制御する第５工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項１７に記載の露光方法は、第１物体上のパターンを露光ビームで照明して、第２物体上の複数の区画領域の各々をパターンの像で順次転写露光する露光処理シーケンスを行う露光方法であって、第１物体又は第２物体と実質的に同一の材料で、且つ実質的に同一の形状に形成されており、露光処理に供された際に露光ビームで直接照射されないような態様で設けられた複数の温度センサを備える温度計測用工具を、露光ビームの照射位置に配置する第１工程と、この第１工程後に、露光処理シーケンスと同一内容の処理シーケンスを、温度計測用工具に対して施す第２工程と、この第２工程の最中に、温度計測用工具から温度計測データを採取する第３工程と、この第３工程で採取された温度計測データに基づいて、第１物体及び第２物体を用いた露光処理シーケンスを行う際の制御パラメータを制御する第４工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項１６又は１７に記載の露光方法において、
温度計測用工具から温度計測データを採取するタイミングに応じて、温度計測用工具が存在している空間内であって且つ該温度計測用工具から離間した場所に設けられている周辺温度センサからも温度計測データを採取する工程と、温度計測用工具及び前記周辺温度センサから採取した温度計測データに基づいて、両温度計測データ間の関係を解析する工程と、を更に備えたり（請求項１８）、
温度計測用工具上に形成されている複数の位置計測用マークを計測する工程と、位置計測用マークの計測工程中に、温度計測用工具から温度計測データを採取する工程と、を更に備えたり（請求項１９）、
温度計測用工具に防水処理が施されて、第３工程で温度計測用工具に施される処理シーケンスにおいて、第１物体上のパターンを第２物体上に投影する投影光学系と、該投影光学系と温度計測用工具との間に介在する液体とを介して露光ビームが温度計測用工具上に照射されるようにしたり（請求項２０）してもよい。
【００１９】
また、本発明の請求項２１に記載の露光装置は、第１物体上のパターンを露光ビームで照明して、第２物体上の複数の区画領域の各々をパターンの像で順次転写露光する露光処理シーケンスを行う露光装置であって、第１物体又は前記第２物体と実質的に同一の材料で、且つ実質的に同一の形状に形成されており、露光処理に供された際に露光ビームで直接照射されないような態様で設けられた複数の温度センサを備える温度計測用工具を載置した状態で、該温度計測用工具を露光ビームの照射位置に移動せしめるステージと、このステージ上の温度計測用工具に対して露光処理シーケンスと同一内容の処理シーケンスを施す制御手段と、この制御手段により露光処理シーケンスが施される前と、露光処理シーケンスが施された後の両方のタイミングにて、温度計測用工具から温度計測データを受信する受信手段と、を有し、制御手段は、受信手段で受信した温度計測データに基づいて、第１物体及び第２物体を用いた露光処理シーケンスを行う際の制御パラメータを制御することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項２２に記載の露光装置は、第１物体上のパターンを露光ビームで照明して、第２物体上の複数の区画領域の各々をパターンの像で順次転写露光する露光処理シーケンスを行う露光装置であって、第１物体又は第２物体と実質的に同一の材料で、且つ実質的に同一の形状に形成されており、露光処理に供された際に露光ビームで直接照射されないような態様で設けられた複数の温度センサを備える温度計測用工具を載置した状態で、該温度計測用工具を露光ビームの照射位置に移動せしめるステージと、このステージ上の温度計測用工具に対して露光処理シーケンスと同一内容の処理シーケンスを施す制御手段と、この制御手段により露光処理シーケンスが施される最中において、温度計測用工具から温度計測データを受信する受信手段と、を有し、制御手段は、受信手段で受信した温度計測データに基づいて、第１物体及び第２物体を用いた露光処理シーケンスを行う際の制御パラメータを制御することを特徴とする。
【００２１】
請求項２１又は２２に記載の露光装置において、
温度計測用工具が存在している空間内であって且つ該温度計測用工具から離間した場所に設けられている周辺温度センサと、温度計測用工具からの輻射を防止するために前記周辺温度センサの周囲に設けられたカバーと、を更に有し、受信手段は、温度計測用工具から温度計測データを採取するタイミングに応じて、周辺温度センサから温度計測データを受信し、制御手段は、温度計測用工具及び周辺温度センサから採取した温度計測データに基づいて、両温度計測データ間の関係を解析するようにしたり（請求項２３）、
温度計測用工具上に形成されている複数の位置計測用マークを計測する計測手段を更に有し、受信手段は、計測手段による位置計測用マークの計測工程中に、温度計測用工具から温度計測データを受信したり（請求項２４）してもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の請求項１乃至１５に記載の温度計測用工具によれば、第１物体（マスク）又は第２物体（被露光基板）と実質的に同一の材料で、且つ実質的に同一の形状に形成され、露光処理に供された時に露光ビームで直接照射されない態様で、複数の温度センサが配置されているので、パターンの微細化要求に対応することが出来る高精度の温度分布データが得られ且つ露光光以外の要因による熱の影響も正確に検知することができる。
【００２３】
また、本発明の請求項１６、１７に記載の露光方法によれば、第１物体（マスク）又は第２物体（被露光基板）と実質的に同一の材料で、且つ実質的に同一の形状に形成されており、露光処理に供された際に露光ビームで直接照射されないような態様で設けられた複数の温度センサを備える温度計測用工具（ダミーマスク又はダミー基板）を使用しているので、パターンの微細化要求に対応することが出来る高精度の温度分布データが得られ、また露光光以外の要因による熱の影響も正確に検知することができる。また、第１物体（マスク）に露光ビームを照射してパターンの像で第２物体（被露光基板）上の複数の区画領域の各々に順次露光転写する露光処理シーケンスと同一内容の処理シーケンスを温度計測用工具に施す前と後とでそれぞれ温度計測データを採取するか（請求項１６）、あるいはこの処理シーケンスを温度計測用工具に施している最中に温度計測データを採取し（請求項１７）、この採取した温度計測データに基づいて露光処理シーケンスを行う際の制御パラメータを制御するようにしているので、単に露光ビームの照射量に基づいて結像特性等を制御する場合に比して実情（実際の処理シーケンスに伴って生じる温度変動）に即したより精度の高い露光制御が行える。
【００２４】
また、本発明の請求項２１、２２に記載の露光装置によれば、第１物体（マスク）又は第２物体（被露光基板）と実質的に同一の材料で、且つ実質的に同一の形状に形成されており、露光処理に供された際に露光ビームで直接照射されないような態様で設けられた複数の温度センサを備える温度計測用工具（ダミーマスク又はダミー基板）を使用しているので、パターンの微細化要求に対応することが出来る高精度の温度分布データが得られ、また露光光以外の要因による熱の影響も正確に検知することができる。また、第１物体（マスク）に露光ビームを照射してパターンの像で第２物体（被露光基板）上の複数の区画領域の各々に順次露光転写する露光処理シーケンスと同一内容の処理シーケンスを温度計測用工具に施す前と後の両方のタイミングで温度計測用工具からそれぞれ温度計測データを受信するか（請求項２１）、あるいは処理シーケンスを温度計測用工具に施している最中に温度計測用工具から温度計測データを受信し（請求項２２）、制御手段がこの受信した温度計測データに基づいて露光処理シーケンスを行う際の制御パラメータを制御するようにしているので、単に露光ビームの照射量に基づいて結像特性等を制御する場合に比してより精度の高い露光制御が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の温度計測用工具、該温度計測用工具を利用した露光方法及び露光装置の実施形態について図１乃至図２２を参照して説明する。
【００２６】
まず、図１乃至図３を参照して本発明の温度計測用工具の第１の実施態様（ダミーマスク１０）について説明する。
【００２７】
ダミーマスク１０は、マスクとしてのレチクルＲ（図２０参照）と同一の材料、例えば石英などによりレチクルＲと同じ寸法・形状（方形板状）に形成される。ダミーマスク１０の、露光ビーム（露光光）が直接照射される面（上面又は表面）側には、カバー１１が形成される。また、ダミーマスク１０の上面と反対側の面（下面又は裏面）側には、カバー１１と対応する部位全体に複数の温度センサ１２が適宜間隔をおいて配置される。すなわち、ダミーマスク１０は透明で、露光光がダミーマスク１０の上面から入射して、下面から射出するので、カバー１１により温度センサ１２が露光光に照射されないようにしている。換言すると、カバー１１によって露光光により直接照射されない態様で温度センサ１２がダミーマスク１０に配置される。したがって、露光光の直接照射による温度センサ１２自体の温度上昇や温度計測誤差などを回避し、露光シーケンス中やアライメントシーケンス中などでも、レチクルＲに生じる温度分布変化を、ダミーマスク１０を介して正確に測定することが可能となる。
【００２８】
カバー１１は、露光光に対して反射率の高い、例えばクロム（Ｃｒ）などの金属薄膜により、図２に示すように、ダミーマスク１０の上面全体に、その周辺部を除いて形成される。
【００２９】
温度センサ１２としては、赤外線センサよりも分解能の高い温度センサ、例えば白金抵抗温度センサが使用される。各温度センサ１２は、図３に示すように、リード線１３ａを介してダミーマスク１０の下面の所定箇所に配置された通信モジュール１３にそれぞれ接続される。
【００３０】
通信モジュール１３は、各温度センサ１２が検知した温度計測データを入力し、ダミーマスク１０の外部（露光装置の受信機）にワイヤレスで出力（送信）するもので、図示しないが、アンテナを備えた送信部と、この送信部の送信タイミングを制御する制御部と、これら送信部及び制御部を駆動する電源部（バッテリー）とを備える。
【００３１】
ダミーマスク１０には、図３に示すように、その下面の両側部、すなわちカバー１１によって遮断されず、露光光が照射される部位に、レチクルＲと同様の態様（同じ位置、同じ形態）で、位置計測用マークとしてのアライメントマーク１４が複数配置される。図３では、これらアライメントマーク１４が温度センサ１２に倣って配置された場合を示している。
【００３２】
これにより、レチクルＲと同様のアライメントシーケンスを実行している間に温度センサ１２によりダミーマスク１０の各部位の温度を計測することが出来、レチクルＲのアライメントシーケンス中に生じるレチクルＲの温度分布変化データと略同じ温度計測データを採取することが可能となる。また、ダミーマスク１０のアライメントマーク１４を計測することにより、ウエハＷ（図２０参照）のスケーリングなどの変化を、温度センサ１２による温度計測と共にモニタすることが可能となる。
【００３３】
アライメントマーク１４は、図１３に示すように、例えば、クロムなどの金属薄膜により１層構造で形成される（図１３ａ参照）。また、アライメントマーク１４は、クロムなどの金属薄膜を２層に重ねた２層構造で形成したり（図１３ｂ参照）、上層と下層をクロムなどの金属薄膜により、中間層を誘電体薄膜により３層に重ねた３層構造で形成したり（図１３ｃ参照）することも出来る。さらに、アライメントマーク１４は、図１３ｄに示すように、露光光に対する透過率がほぼ１である透過部１４ａと、露光光に対する透過率が透過部のほぼ１／４程度以下の半透過部１４ｂとの組み合わせによるハーフトーン構造で形成することができる。
【００３４】
図４乃至図１０は、上述した図１乃至図３に示すダミーマスク１０の変形例を示している。図中、図１乃至３に示す部分と同一構成部分には説明の重複を避けるため同一符号が付してある。
【００３５】
図４及び図５に示す変形例では、カバー１１をダミーマスク１０の上面全体に形成する代わりに、ダミーマスク１０の上面に、各温度センサ１２に対応して略正方形状のカバー片１１ａを複数配置している。
【００３６】
図６に示す変形例では、図４及び図５に示す変形例と同様にダミーマスク１０の上面に各温度センサ１２に対応して円形状のカバー片１１ｂを複数配置している。
【００３７】
これら図４及び図５と図６に示す変形例では、温度センサ１２を露光光の直接照射から遮断するのに必要な最小限の大きさのカバー片１１ａ、１１ｂを設けているだけなので、よりレチクルＲに近い態様のダミーマスク１０を供することが可能となる。
【００３８】
図７に示す変形例では、温度センサ１２を、ダミーマスク１０の下面に配置する他に、ダミーマスク１０の上面であってカバー１１が形成された部分に該カバー１１により覆われる位置に配置し、またダミーマスク１０の内部に配置し、さらにダミーマスク１０の下面のレチクルステージＲＳに接する位置近傍に配置している。
【００３９】
なお、図７では、温度センサ１２を、ダミーマスク１０の下面（この下面に配置した温度センサを符号１２ａで表示）と、ダミーマスク１０の上面のカバー１１により覆われる位置（カバー１１側の位置で、この位置に配置した温度センサを符号１２ｂで表示）と、ダミーマスク１０の内部（この内部に配置した温度センサを符号１２ｃで表示）と、ダミーマスク１０の下面のレチクルステージＲＳの近傍位置（この近傍位置に配置した温度センサを符号１２ｄで表示）の合計４箇所の全てにそれぞれ複数ずつ配置している場合を示しているが、これら箇所のうち、何れか１箇所、２箇所又は３箇所に配置するようにしてもよい。
【００４０】
ダミーマスク１０の上面のカバー１１に覆われた箇所に温度センサ１２ｂを配置することにより、露光シーケンスやアライメントシーケンス中などで生じるレチクルＲの温度分布変化を、ダミーマスク１０を介してより正確に測定することが可能となる。また、ダミーマスク１０の内部に温度センサ１２ｃを配置することにより、露光シーケンスやアライメント中などに、レチクルＲの内部の熱伝導を、ダミーマスク１０を介して解析することが可能となる。さらに、ダミーマスク１０の下面のレチクルステージＲＳに接する位置の近傍に温度センサ１２ｄを配置することにより、露光シーケンスやアライメントシーケンス中などにレチクルステージＲＳからレチクルＲに伝わる熱によって生じる温度変化を、ダミーマスク１０を介して測定することが可能となる。
【００４１】
図８に示す変形例では、ダミーマスク１０の下面（露光光が射出するダミーマスク１０の表面）にレチクルＲに形成されるパターンと同様の物質であるクロムなどの金属薄膜によりパターン１５を形成している。このダミー基板２０にレチクルＲと同様の露光シーケンスを施すことにより、レチクルＲがパターンへの露光光の照射により温度上昇するのと同様な温度上昇をモニタし、ダミーマスク１２の各部位の温度を計測することが出来、ダミーマスク１０を介して、レチクルＲの露光シーケンス中に生じるレチクルＲの温度計測データを採取することが可能となる。
【００４２】
ダミーマスク１０上のパターン１５が占める割合、すなわちダミーマスク１０上のパターン１５の占有（存在）面積が異なる複数のダミーマスク１０を準備することにより、パターン１５の専有面積の相違（透過率の相違）による温度分布変化をモニタすることが可能となる。更に好ましくは、実際のデバイス製造工程中の露光処理で使用するデバイスパターンと同じパターンをダミーマスク１０に形成しておけば、より実際に即した温度情報を得ることが出来る。
【００４３】
なお、ダミーマスク１０のパターン１５の部分に露光光が照射されるように、ダミーマスク１０の上面には、図４乃至図６の変形例で示した場合と同様に、温度センサ１２を露光光の直接照射から遮断するのに必要な最小限の大きさのカバー片１１ｃが複数配置される。
【００４４】
また、温度センサ１２は、ダミーマスク１０の下面に配置（温度センサ１２ａ）される他に、ダミーマスク１０の上面であって、このカバー片１１ｃで覆われた箇所にも配置される（温度センサ１２ｂ）。このようにダミーマスク１０の上面及び下面にそれぞれ露光光が直接照射されないような態様で温度センサ１２（１２ａ、１２ｂ）を配置することにより、露光シーケンス中における露光光の透過、吸収、反射などによって生じるダミーマスク１０（レチクルＲ）の温度分布変化をより正確に計測することが可能となる。
【００４５】
パターン１５は、アライメントマーク１４と同様に、クロムなどの金属薄膜を２層に重ねた２層構造で形成したり、上層と下層をクロムなどの金属薄膜により、中間層を誘電体薄膜により３層に重ねた３層構造で形成したりすることも出来る。さらに、露光光に対する透過率がほぼ１である透過部と、露光光に対する透過率が透過部のほぼ１／４程度以下の半透過部との組み合わせたハーフトーン構造で形成することができる。
【００４６】
図９に示す変形例では、図８に示す変形例と同様にダミーマスク１０の下面（露光光が射出するダミーマスク１０の表面）にレチクルＲに形成されるパターンと同様の物質であるクロムなどの金属薄膜によりパターン１５を形成し、さらにこのパターン１５を保護するためのペリクル膜１６とこのペリクル膜１６をパターン１５上で支持するペリクルフレーム１７を配置している。この場合も図８に示す場合と同様に、レチクルＲと同様の露光シーケンスを施している間に温度センサ１２によりダミーマスク１２の各部位の温度を計測することが出来、レチクルＲの露光シーケンス中に生じるレチクルＲの温度分布変化と略同じ温度計測データを採取することが可能となるが、ペリクル膜１６とペリクルフレーム１７による影響を含めた、より実際のレチクルＲの露光シーケンスに近い態様での温度計測データの採取が可能となる。
【００４７】
なお、カバー片１１ｄの寸法や温度センサ１２の配置は図８に示す場合と同様である。
【００４８】
図１０に示す変形例では、図８の変形例に示すパターン１５が形成される、ダミーマスク１０の下面の複数箇所に、ウエハＷ（図２０参照）のショット領域の形状を計測するための重ね合わせ計測用パターン１８あるいは投影光学系ＰＬ（図２０参照）の投影像のディストーションやフォーカス位置を計測するための空間像計測用パターン１９を形成している。
【００４９】
重ね合わせ計測用パターン１８は、例えば、図１１ａに示すような大小２つのボックスマーク１８ａ、１８ｂにより形成される。図１１ｂは大小２つのボックスマーク１８ａ、１８ｂがウエハＷ上に露光転写された（焼き付けられた）状態を示している。ダミーマスク１０の下面には、大ボックスマーク１８ａと小ボックスマーク１８ｂがそれぞれ異なる位置に形成されている。この重ね合わせ計測用パターン１８を使用して重ね合わせ誤差を求めるには、先ずダミーマスク１０上の大ボックスマーク１８ａを感光性樹脂が塗布されたウエハＷ上に露光転写する。この時、レチクルブラインドにより照明領域を制限してダミーマスク１０上の小ボックスマーク１８ｂが露光光により照明されないようにする。次いでレチクルブラインドにより小ボックスマーク１８ｂにのみ露光光が照明されるように照明領域を制限する一方、大ボックスマーク１８ａ内に小ボックスマーク１８ｂが位置するようにウエハＷを移動させて、小ボックスマーク１８ｂをウエハＷ上に露光転写する。このようにしてウエハＷ上に露光転写された２つのボックスマーク１８ａ、１８ｂ間の間隔を計測器、例えば後述するＦＩＡ系を用いて計測することにより、ウエハＷ上のショット領域の形状を測定して、重ね合わせ誤差を求めることができる。
【００５０】
空間像計測用パターン１９は、例えば図１２に示すようなラインアンドスペースマークから形成される。この空間像計測用パターン１９の空間像（投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に形成された像）をウエハステージＷＳのウエハテーブル内に装備された空間像計測装置（例えば撮像素子を含む計測装置）を用いて計測することにより、ベストフォーカス位置を算出することができる。
【００５１】
このようにダミーマスク１０の下面の複数箇所に、重ね合わせ計測用パターン１８又は空間像計測用パターン１９を形成することにより、レチクルＲの温度変化と共に、レチクルＲの温度変化に伴うウエハＷ上のショット形状の変化を、ダミーマスク１０を介してモニタし、またレチクルＲの温度変化に伴う像面湾曲を、ダミーマスク１０を介して計測することが可能となる。
【００５２】
なお、カバー片１１ｅの寸法や温度センサ１２の配置は図８に示す場合と同様である。
【００５３】
次に、図１４乃至図１８を参照して本発明の温度計測用工具の第２の実施態様（ダミー基板２０）について説明する。
【００５４】
ダミー基板２０は、図１４乃至図１６に示すように、被露光基板としてのウエハＷと同一の材料、例えばシリコンによりウエハＷと同じ寸法・形状（一部切り欠いた円板状）に形成される。このダミー基板２０は、露光ビーム（露光光）が直接照射される面である、その上面が、露光シーケンス時においてレチクルＲのパターンが順次露光転写される、複数の領域（ショット領域）２１に区画される。ダミー基板２０の、露光ビーム（露光光）が直接照射される面（上面）とは反対側の面（下面）には、ショット領域２１とそれぞれ対応した箇所に温度センサ２２（図１５参照）が配置される。換言すると、ダミー基板２０には、露光光に直接照射されないような態様で温度センサ２２が複数配置される。したがって、ダミーマスク１０の場合と同様に露光光の直接照射による温度センサ２２自体の温度上昇や温度計測誤差などを回避し、露光シーケンス中やアライメントシーケンス中などでも、ウエハＷに生じる温度分布変化を、ダミー基板２０を介して正確に測定することが可能となる。
【００５５】
なお、ダミー基板２０は、シリコンから形成されていて、ダミーマスク１０のように石英などから形成される場合と異なり透明ではなく、露光光が透過しないので、ダミー基板２０の下面側に温度センサ２２を配置する限り、ダミーマスク１０のようにカバー１１（図１参照）を設ける必要はない。しかし、ダミー基板２０の上面側に温度センサ２２を配置する場合には、露光光の直接照射を遮断するために露光光に対して反射率の高い材質からなるカバーにより温度センサ２２を覆う必要がある。
【００５６】
温度センサ２２としては、ダミーマスク１０の場合と同様に赤外線センサよりも分解能の高い温度センサ、例えば白金抵抗温度センサが使用される。各温度センサ２２は、図１６に示すように、リード線２３ａを介してダミーマスク１０の下面の所定箇所に配置された通信モジュール２３にそれぞれ接続される。
【００５７】
通信モジュール２３は、各温度センサ２２が検知した温度計測データを入力し、ダミー基板２０の外部（露光装置の受信機）にワイヤレスで出力（送信）するもので、図示しないが、アンテナを備えた送信部と、この送信部の送信タイミングを制御する制御部と、これら送信部及び制御部を駆動する電源部（バッテリー）とを備える。
【００５８】
ダミー基板２０には、図１７に示すように、その上面の各ショット領域２１に隣接して位置計測用マークとしてのアライメントマーク２４が複数配置される。
【００５９】
これにより、ウエハＷに施されるのと同様のアライメントシーケンスを実行している間に温度センサ２２によりダミー基板２０の各部位の温度を計測することが出来、ウエハＷのアライメントシーケンス中に生じるウエハＷの温度分布変化データと略同じ温度計測データを採取することが可能となる。また、ダミー基板２０のアライメントマーク２４を計測することにより、ウエハＷのスケーリングなどの変化を、温度センサ２２による温度計測と共にモニタすることが可能となる。
【００６０】
アライメントマーク２４は、例えばダミー基板２０の上面にフォトレジストを塗布し、該フォトレジストを露光と現像して、溝を刻設すること（エッチング）により、又は潜像を形成することにより形成される。
【００６１】
図１８及び図１９は、上述した図１４乃至図１７に示すダミー基板２０の変形例を示している。図中、図１４乃至１７に示す部分と同一構成部分には説明の重複を避けるため同一符号が付してある。
【００６２】
図１８に示す変形例では、温度センサ２２を、ダミー基板２０の下面に配置する他に、ダミー基板２０の下面のウエハステージＷＳに接する位置近傍に配置している。
【００６３】
ダミー基板２０の下面のウエハステージＷＳに接する位置の近傍に温度センサ２２ｄを配置することにより、露光シーケンスやアライメントシーケンス中などにウエハステージＷＳからウエハＷに伝わる熱によって生じる温度変化を、ダミー基板２０を介して測定することが可能となる。
【００６４】
なお、特開２００３−２４９５４２号公報に開示されているような、いわゆるピンチャックホルダを用いる装置の場合には、ウエハステージＷＳからウエハＷに伝わる熱による温度変化を計測するためには図１５に示すように全面にまんべんなく温度センサ２２を設けておくようにすれば良い。
【００６５】
図１９に示す変形例では、温度センサ２２ｃをダミー基板２０の内部に配置している。これにより、例えば図１９（ｂ）が可能であれば、図１９（ｃ）のように温度センサ２２ａ、２２ｂ、２２ｃを配置するように構成すれば、露光シーケンスやアライメントシーケンスなどにおけるウエハＷ内部の熱伝導を、ダミー基板２０を介して解析することができる。
【００６６】
なお、ダミー基板２０を液体（水など）に浸した状態でも使用可能にするために、ダミー基板２０に防水（撥水）処理を施してもよい。また、ダミー基板２０にスピンコートによりフォトレジストが塗布出来るようにしてもよく、この場合、ダミー基板２０にフォトレジストを塗布して露光シーケンスを施すことにより、フォトレジストの温度変化を含めたウエハＷの温度変化を、ダミー基板２０を介して計測することが可能となる。
【００６７】
次に、本発明の露光装置の一実施態様を、図２０を参照して説明する。
【００６８】
本実施態様の露光装置では、上述したダミーマスク１０やダミー基板２０にレチクルＲやウエハＷに施される露光シーケンスやアライメントシーケンスと同じ露光シーケンスやアライメントシーケンスを施して、温度計測データを採取しておく。そして、この採取した温度計測データに基づいて、レチクルＲ及びウエハＷを用いた露光処理シーケンスを行う際の制御パラメータを制御する。図２０において、光軸ＡＸに沿ってＺ軸を、また光軸ＡＸと直交し且つ紙面と平行にＸ軸を、さらに光軸ＡＸ及び紙面と直交してＹ軸をそれぞれ設定している。
【００６９】
図２０において、照明光学系３０から射出された露光光（露光ビーム）がほぼ均一な照度でマスクとしてのレチクルＲを照明する。レチクルＲはレチクルステージＲＳ上に保持され、該レチクルステージＲＳはベース３１上の２次元平面内で移動及び微小回転できるように支持されている。装置全体の動作を制御する主制御系６０が、ベース３１上の駆動装置３２を介してレチクルステージＲＳの動作を制御する。
【００７０】
レチクルＲに形成されたパターン像は投影光学系ＰＬを介して被露光基板としてのウエハＷ上の各ショット領域に投影される。ウエハＷ上には、複数のショット領域が不図示のストリートラインによって互いに離間した状態で配置されている。このストリートライン上に位置計測用のマーク（特定パターン）としてのアライメントマークＡＭ１，２が形成されている。本実施形態では、アライメントマークＡＭ１，２として一次元計測用のライン・アンド・スペース方式のものを使用している。アライメントマークＡＭ１はＸ軸方向の位置計測用であり、またアライメントマークＡＭ２はＹ軸方向の位置計測用である。
【００７１】
ウエハＷはウエハホルダー３３を介してウエハステージＷＳ上に載置されている。ウエハステージＷＳは、投影光学系ＰＬの光軸に垂直な面内でウエハＷを２次元的に位置決めするＸＹステージ、投影光学系ＰＬの光軸に平行な方向（Ｚ軸方向）にウエハＷを位置決めするＺステージ及びウエハＷを微小回転させるステージなどにより構成されている。
【００７２】
ウエハステージＷＳの上面には移動鏡３４が固定され、この移動鏡３４と対向するようにレーザ干渉計３５が配置されている。なお、詳細に図示していないが、移動鏡３４は、Ｘ軸に垂直な反射面を有する平面鏡及びＹ軸に垂直な反射面を有する平面鏡により構成されている。また、レーザ干渉計３５は、Ｘ軸に沿って移動鏡３４にレーザビームを照射する２個のＸ軸用のレーザ干渉計及びＹ軸に沿って移動鏡３４にレーザビームを照射するＹ軸用のレーザ干渉計により構成されている。Ｘ軸用の１個のレーザ干渉計及びＹ軸用の１個のレーザ干渉計により、ウエハステージ７のＸ座標及びＹ座標が計測される。また、Ｘ軸用の２個のレーザ干渉計の計測値の差によりウエハステージ７の回転角が計測される。
【００７３】
レーザ干渉計３５により計測されたＸ座標、Ｙ座標及び回転角の情報は主制御系６０に送られ、該主制御系６０は送られた座標をモニタしつつ駆動系３６を介してウエハステージＷＳの位置決め動作を制御する。図示していないが、レチクル側にもウエハ側と同様の干渉計システムが設けられている。
【００７４】
投影光学系ＰＬの側方には、ウエハ位置計測系である、ＦＩＡ（Field Image Alignment）センサ３７が配置される。このＦＩＡセンサ３７では、フロードバンド光を発生するハロゲンランプ等の光源３８からの照明光ＩＬ（広帯域波長光）が、コリメータレンズ３９によって平行光に変換され、ハーフミラー４０で反射された後、さらにミラー４１で反射されて対物レンズ４２に至り、該対物レンズ４２により集光され、ウエハＷ上のアライメントマークＡＭ１、ＡＭ２を照明する。照明光ＩＬがアライメントマークＡＭ１、ＡＭ２を照明すると、アライメントマークＡＭ１、ＡＭ２からの反射光が対物レンズ４２を介してミラー４１によって反射された後、ハーフミラー４０を介してミラー４３に入射する。ミラー４３に入射した反射光は、その光軸が折り曲げられて、Ｚ軸方向へ進み、レンズ系４４により指標板４５上に結像される。図示しないが、この指標板４５には、アライメントマークＡＭ１、ＡＭ２の位置情報を計測する際の基準となる指標マーク（図示せず）が形成されている。指標板４５は対物レンズ４２とレンズ系４４とによりウエハＷと光学的に共役関係に配置されている。ウエハＷのアライメントマークＡＭ１、ＡＭ２と指標マークは、リレーレンズ系４６，４７を介して、撮像手段としてのＣＣＤカメラ４８の撮像面に結像する。なお、本実施形態ではウエハＷからの反射光により指標板４５を照明するようにしているが、指標板４５をアライメントマークＡＭ１、ＡＭ２とは別の照明系により照明する（指標板独立照明方式）ようにしてもよい。
【００７５】
レチクルＲ上には、レチクル位置計測系である、ＶＲＡ（Visual Reticle Alignment）センサ５０が配置される。このＶＲＡセンサ５０では、露光用の照明光（照明ビーム）を利用しており、照明光学系３０から分岐して光ファイバなどの送光光学系５１を介して検出用照明光の光束が、ＶＲＡ光学系５２に導かれる。この検出用照明光の光束は、ミラー５３を介してレチクルＲ上に形成されたレチクルアライメントマークＲＭ上に照射されて、投影光学系ＰＬを介して基準指標板ＦＭＢに到達する。その後、光束は、基準指標板ＦＭＢから逆の光路をたどってＶＲＡ光学系５２に到達し、該ＶＲＡ光学系５２内の結像光学系を介して撮像手段としてのＣＣＤカメラ７０の撮像面に結像する。このＶＲＡ計測時には、ウエハステージ７上に形成されている基準指標板ＦＭＢは、その表面にレチクルに形成されたマークとの相対的な位置関係が計測されるマークが形成されている領域が下地として使用される（位置決めされている）ようになっている。
【００７６】
ＣＣＤカメラ４８，７０は撮像面に結像した光学像を電気信号に変換する。ＣＣＤカメラ４８，７０から出力される画像信号は位置演算ユニット６１に送られる。
【００７７】
位置演算ユニット６１は、ＣＣＤカメラ４８，７０から出力された画像信号に種々の信号処理を施してアライメントマークＡＭ１、ＡＭ２、レチクルアライメントマークＲＭの位置情報を演算して求め、この位置情報を主制御系６０に出力する。
【００７８】
主制御系６０は、位置演算ユニット６１からの、アライメントマークＡＭ１、ＡＭ２の位置情報に基づいて駆動系３６を介してウエハステージＷＳを駆動し、ウエハＷ上に設定されたショット領域を投影光学系ＰＬの露光位置に合わせ込む。また、主制御系６０は、位置演算ユニット６１からの、レチクルアライメントマークＲＭの位置情報に基づいてベース３１上の駆動装置３２を介してレチクルステージＲＳを駆動し、レチクルＲの位置決めがなされる。この後、露光光をレチクルＲに露光してレチクルＲに形成されたパターンの像をウエハＷ上に転写して露光処理が行われる。
【００７９】
上述した露光装置により、ダミーマスク１０、ダミー基板２０に実際の露光シーケンスやアライメントシーケンスなどを施すには、先ずダミーマスク１０をレチクルステージＲＳ上に搭載し、またダミー基板２０をウエハステージＷＳ上に搭載する。そして、ＦＩＡセンサ３７によりダミー基板２０に配置したアライメントマーク２４を計測して、ダミー基板２０上のショット領域２１を投影光学系ＰＬの露光位置に合わせをする。また、ＶＲＡセンサ５０によりダミーマスク１０に配置したアライメントマーク１４を計測して、ダミーマスク１０の位置決めを行う。この後、例えば、露光光をレチクルＲに照射してレチクルＲに形成したパターンの像をダミー基板２０上の各ショット領域２１に転写するか（図２１、図２２参照）、露光光をダミーマスク１０に照射してダミーマスク１０に形成したパターン１５の像をウエハＷ上の各ショット領域に転写するか（図２３、図２４参照）、あるいは露光光をダミーマスク１０に照射してダミーマスク１０に形成したパターン１５の像をダミー基板２０上の各ショット領域２１に転写する。
【００８０】
このような露光シーケンスやアライメントシーケンスの前後あるいは露光シーケンスやアライメントシーケンスの最中に温度センサ１２、２２から温度計測データを採取する。
【００８１】
主制御系６０には、ダミーマスク１０の通信モジュール１３やダミー基板２０の通信モジュール２３から送信される温度計測データを、受信機６２を介して受信し、ストアするメモリ６３が装備される。主制御系６０は、メモリ６３にストアされた温度計測データに基づいて、レチクルＲ及びウエハＷを用いた露光シーケンスを行う際の各種制御パラメータを制御する。
【００８２】
レチクルステージＲＳやウエハステージＷＳの近傍には、露光シーケンスやアライメントシーケンスの前後あるいは露光シーケンスやアライメントシーケンスの最中におけるダミーマスク１０やダミー基板２０の周囲の雰囲気温度を計測する温度センサ６４，６５がそれぞれ配置される。また、これら温度センサ６４，６５の周囲には、ダミーマスク１０やダミー基板２０からの輻射を防止（遮断）する輻射カバー６６，６７がそれぞれ配置され、温度計測誤差を可及的に少なくしている。
【００８３】
図２１はダミー基板２０に露光シーケンスを施して、この露光シーケンスの前後にダミー基板２０の各ショット領域２１の温度計測データを採取するフローチャートを示している。
【００８４】
先ず、ステップＳ２１１でダミー基板２０をウエハステージＷＳ上に搭載して露光光（露光ビーム）の照射位置に配置（位置決め）する。ステップＳ２１２で露光前においてダミー基板２０の各ショット領域２１に対応する温度センサ２２から通信モジュール２３，受信機６２を介して温度計測データを採取してメモリ６３にストアする。ステップＳ２１３でレチクルＲのパターンの像をダミー基板２０の各ショット領域２１に順次露光転写して露光処理を施す。ステップＳ２１４で全ショット領域の露光処理が終了したか否かを判断する。終了していない場合（ＮＯ）、ステップＳ２１３に戻り、露光処理を続行する。終了した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２１５に移行し、露光処理後におけるダミー基板２０の各ショット領域２１に対応する温度センサ２２から通信モジュール２３，受信機６２を介して温度計測データを採取してメモリ６３にストアする。ステップＳ２１６で採取し、ストアした温度計測データに基づいて露光処理シーケンスの制御パラメータ（例えばアライメント位置や、露光中のスキャン速度や、レチクルブラインド形状や、投影レンズの光学特性（倍率等）など）を制御する。
【００８５】
なお、図２１中のステップＳ２１２，Ｓ２１５において、温度センサ２２からの温度計測データの他に、温度センサ６５からダミー基板２０の周囲の雰囲気温度の計測データも同時に採取してメモリ６３にストアするようにしてもよい。これにより、ダミー基板２０の周辺の雰囲気温度とダミー基板２０自体の温度変化との関係を解析することが可能となる。
【００８６】
図２２は、ダミー基板２０に露光シーケンスを施して、この露光シーケンスの最中にダミー基板２０の各ショット領域２１の温度計測データを採取するフローチャートを示している。
【００８７】
先ず、ステップＳ２２１でダミー基板２０をウエハステージＷＳ上に搭載して露光光（露光ビーム）の照射位置に配置（位置決め）する。ステップＳ２２２でレチクルＲのパターンの像をダミー基板２０の各ショット領域２１に順次露光転写して露光処理を施す。このステップＳ２２２を実行している最中、例えば、各ショット領域の露光完了毎に（例えば次ショットへのステッピング移動中に）ステップＳ２２３で露光処理最中におけるダミー基板２０の各ショット領域２１に対応する温度センサ２２から通信モジュール２３，受信機６２を介して温度計測データを採取してメモリ６３にストアする。ステップＳ２２４で全ショット領域の露光処理が終了したか否かを判断する。終了していない場合（ＮＯ）、ステップＳ２２２に戻り、露光処理を続行する。終了した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２２５に移行し、採取してストアした温度計測データに基づいて露光処理シーケンスの制御パラメータを制御する。
【００８８】
なお、図２２中においても、ステップＳ２２３において、温度センサ６５からダミー基板２０の周囲の雰囲気温度の計測データも同時に採取してメモリ６３にストアするようにしてもよい。これにより、ダミー基板２０の周辺の雰囲気温度とダミー基板２０自体の温度変化との関係を解析することが可能となる。
【００８９】
なお、上述した図２１、図２２における処理を共に行うようにしてもよい。すなわち、露光動作前後に温度計測データを採取ストアする処理（Ｓ２１２，Ｓ２１５）を行うと共に、露光処理中にも温度計測データを採取ストアする処理（Ｓ２２３）を行うようにし、これら得られたデータ全てに基づいて露光シーケンスの制御パラメータを制御するようにしても良い。
【００９０】
図２３は、ダミーマスク１０に露光シーケンスを施して、この露光シーケンスの前後におけるダミーマスク１０の温度計測データを採取するフローチャートを示している。
【００９１】
先ず、ステップＳ２３１でダミーマスク１０をレチクルステージＲＳ上に搭載して露光光（露光ビーム）の照射位置に配置（位置決め）する。ステップＳ２３２で露光前においてダミーマスク１０の温度センサ２２から通信モジュール２３，受信機６２を介して温度計測データを採取してメモリ６３にストアする。ステップＳ２３３でダミーマスク１０に露光光（露光ビーム）を照射してダミーマスク１０のパターン１５の像をウエハＷの各ショット領域に順次露光転写して露光処理を施す。ステップＳ２３４で全ショット領域の露光処理が終了したか（全ショット領域の露光処理の終了までダミーマスク１０に露光ビームを照射したか）否かを判断する。終了していない場合（ＮＯ）、ステップＳ２３３に戻り、露光処理を続行する。終了した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２３５に移行し、露光処理後におけるダミーマスク１０の温度センサ２２から通信モジュール２３，受信機６２を介して温度計測データを採取してメモリ６３にストアする。ステップＳ２３６で採取し、ストアした温度計測データに基づいて露光処理シーケンスの制御パラメータを制御する。
【００９２】
なお、図２３中のステップＳ２３２，２３５において、温度センサ１２からの温度計測データの他に、温度センサ６４からダミー基板２０の周囲の雰囲気温度の計測データもあわせて採取してメモリ６３にストアするようにしてもよい。これにより、ダミーマスク１０の周辺の雰囲気温度とダミーマスク１０自体の温度変化との関係を解析することが可能となる。
【００９３】
図２４は、ダミーマスク１０に露光シーケンスを施して、この露光シーケンスの最中にダミーマスク１０の温度計測データを採取するフローチャートを示している。
【００９４】
先ず、ステップＳ２４１でダミーマスク１０をレチクルステージＲＳ上に搭載して露光光（露光ビーム）の照射位置に配置（位置決め）する。ステップＳ２４２でダミーマスク１０に露光光（露光ビーム）を照射してダミーマスク１０のパターン１５の像をウエハＷの各ショット領域に順次露光転写して露光処理を施す。このステップＳ２４２を実行している最中、例えば各ショット領域への露光転写の終了後毎に、ステップＳ２４３で露光処理最中におけるダミーマスク１０の温度センサ１２から通信モジュール２３，受信機６２を介して温度計測データを採取してメモリ６３にストアする。ステップＳ２４４で全ショット領域の露光処理が終了したか（全ショット領域の露光処理の終了までダミーマスク１０に露光ビームを照射したか）否かを判断する。終了していない場合（ＮＯ）、ステップＳ２４３に戻り、露光処理を続行し、温度計測データを採取する。終了した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２４５に移行し、ストアした温度計測データに基づいて露光処理シーケンスの制御パラメータを制御する。
【００９５】
なお、図２４中においても、ステップＳ２４３において、温度センサ１２からの温度計測データの他に、温度センサ６４からダミーマスク１０の周囲の雰囲気温度の計測データもあわせて採取してメモリ６３にストアするようにしてもよい。これにより、ダミーマスク１０の周辺の雰囲気温度とダミーマスク１０自体の温度変化との関係を解析することが可能となる。
【００９６】
また、上述した図２３、図２４の処理も、前述した図２１、図２２の場合について説明したのと同様に、共に行うようにしても良い。
【００９７】
図２１乃至図２４では、ダミーマスク１０、ダミー基板２０に露光シーケンスを施して温度計測データを採取する場合を示したが、ダミーマスク１０、ダミー基板２０にアライメントシーケンスを施して温度計測データを採取する場合も同様にして行われる。
【００９８】
例えば、ＦＩＡセンサ３７によりダミー基板２０に配置したアライメントマーク２４を計測して、ダミー基板２０上のショット領域２１を投影光学系ＰＬの露光位置に合わせをする、アライメントシーケンスの前後あるいはアライメントシーケンス中に温度センサ２２により温度計測データを採取してもよい。
【００９９】
また、ＶＲＡセンサ５０によりダミーマスク１０に配置したアライメントマーク１４を計測して、ダミーマスク１０の位置決めを行う、アライメントシーケンスの前後あるいはアライメントシーケンス中に温度センサ１２により温度計測データを採取してもよい。
【０１００】
なお、ダミーマスク１０やダミー基板２０にアライメントシーケンスを施して得られたアライメントマーク１４，２４の位置情報を演算処理（例えばダミー基板２０のアライメントマーク２４の位置情報をＥＧＡ演算）することにより、ダミーマスク１０、ダミー基板２０の伸縮や歪みを求めることができる。
【０１０１】
図２５は、ウエハホルダ３３上に載置されたウエハＷ（ダミー基板２０）と影光学系ＰＬの先端部に配置した光学素子７０との間に液体ＬＱ（例えば純水）を満たした液浸法により露光処理シーケンスを行う場合を示している。図中、図２０に示す部分と同一構成部分には説明の重複を避けるため同一符号が付してある。
【０１０２】
光学素子７０は、例えば純水と親和性の高い螢石から形成される。したがって、光学素子７０の液体接触面のほぼ全面を液体ＬＱに密着させることが出来る。
【０１０３】
液体ＬＱは、液体供給装置７１から供給配管７２を介してウエハＷと光学素子７０との間に供給される一方、排出配管７３を介して液体回収装置７４に回収されるもので、ウエハステージＷＳによりウエハＷ（ダミー基板２０）を所定方向に沿って移動させるに伴って供給及び回収が行われ、液体ＬＱが外部に漏洩しないようにしてある。
【０１０４】
ウエハＷ（ダミー基板２０）には、例えばフッ素系化合物、シリコン化合物、あるいはアクリル系樹脂やポリエチレン樹脂などにより撥水処理（防水処理）が施される。
【０１０５】
露光光（露光ビーム）を、液体ＬＱを介してダミー基板２０上の各ショット領域２１に照射する（レチクルＲのパターンをウエハＷのショット領域に露光転写する）、露光処理シーケンスの前後、あるいはこの露光処理シーケンスの最中にダミー基板２０の各ショット領域２１に対応する温度センサ２２により温度計測データを採取する。そして、この温度計測データに基づいて液浸法を利用した露光処理シーケンスの制御パラメータを制御する。
【０１０６】
上記実施例ではダミーマスク１０やダミー基板２０に配置される温度センサ１２、２２として白金抵抗温度センサを使用した場合を示したが、これに限定されるものではない。また、温度センサ１２、２４の配置の仕方についても上記実施例に限定されるものではない。要は露光シーケンスやアライメントシーケンス中に生じる温度変化を露光光の直接照射を受けることなく計測することができればよい。
【０１０７】
また、ダミーマスク１０に配置されるアライメントマーク１４として図３に示す形状のものや、ダミー基板２０に配置されるアライメントマーク２４として図１７に示す形状のものを採用しているが、これらに限定されるものではない。
【０１０８】
また、図２１乃至図２４でダミーマスク１０やダミー基板２０に施す露光シーケンスの内容を説明したが、これに限定されるものではない。他の内容の露光シーケンスを施してもよい。
【０１０９】
また、上述したダミーマスク１０やダミー基板２０を用いて、これらを搬送する過程やプリアライメントをする過程などにおける温度計測データを得るようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の温度計測用工具の第１の実施形態を示す拡大断面図である。
【図２】図１に示す温度計測用工具の平面図（上面図）である。
【図３】図１に示す温度計測用工具の裏面図（下面図）である。
【図４】図１に示す温度計測用工具のカバー部分の形状などを変えた変形例を示す断面図である。
【図５】図４に示す変形例の平面図である。
【図６】図１に示す温度計測用工具のカバー部分の形状などを変えた別の変形例を示す平面図である。
【図７】図１に示す温度計測用工具の別の変形例の拡大断面図である。
【図８】図１に示す温度計測用工具の別の変形例の拡大断面図である。
【図９】図１に示す温度計測用工具の別の変形例の拡大断面図である。
【図１０】図１に示す温度計測用工具の別の変形例の拡大断面図である。
【図１１】（ａ）は図１０に示す温度計測用工具に形成される計測パターンの一例の平面図である。（ｂ）は図１１ａに示す計測パターンがウエハ上に転写されたときの状態を示す平面図である。
【図１２】図９に示す温度計測用工具に形成される別の計測パターンの一例の平面図である。
【図１３】（ａ）は図１などに示す温度計測用工具に形成されるアライメントマークやパターンを説明するための部分拡大断面図である。（ｂ）は図１などに示す温度計測用工具に形成されるアライメントマークやパターンを説明するための部分拡大断面図である。（ｃ）は図１などに示す温度計測用工具に形成されるアライメントマークやパターンを説明するための部分拡大断面図である。（ｄ）は図１などに示す温度計測用工具に形成されるアライメントマークやパターンを説明するための部分拡大断面図である。
【図１４】本発明の温度計測用工具の第２の実施形態を示す一部省略した概略的な平面図（上面図）である。
【図１５】図１４に示す温度計測用工具の断面図である。
【図１６】図１４に示す温度計測用工具の裏面図（下面図）である。
【図１７】図１４に示す温度計測用工具を平面図（上面図）である。
【図１８】図１４に示す温度計測用工具の別の変形例の平面図である。
【図１９】（ａ）は図１４に示す温度計測用工具のまた別の変形例の平面図である。（ｂ）は図１４に示す温度計測用工具のまた別の変形例の平面図である。（ｃ）は図１４に示す温度計測用工具のまた別の変形例の平面図である。
【図２０】本発明の露光装置の第１の実施形態を示す概略図である。
【図２１】図２０に示す露光装置の制御内容を説明するフォローチャートである。
【図２２】図２０に示す露光装置の制御内容を説明する別のフォローチャートである。
【図２３】図２０に示す露光装置の制御内容を説明する別のフォローチャートである。
【図２４】図２０に示す露光装置の制御内容を説明する別のフォローチャートである。
【図２５】本発明の露光装置の第２の実施形態を示す部分概略図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０  温度計測用工具（ダミーマスク）
１１  カバー
１２  温度センサ
１３  通信モジュール
１４  アライメントマーク
１５  パターン
１６  ペリクル膜
１７  ペリクルフレーム
１８  重ね合わせ計測用パターン
１９  空間像計測用パターン
２０  温度計測用工具（ダミー基板）
２１  ショット領域
２２  温度センサ
２３  通信モジュール
２４  アライメントマーク
Ｒ  第１物体（レチクル）
Ｗ  第２物体（ウエハ）
ＲＳ  レチクルステージ
ＷＳ  ウエハステージ
６１  制御系
６２  受信機
６４，６５  温度センサ
６６，６７  輻射カバー
【図１】
2006041094.tif 000003
【図２】
2006041094.tif 000004
【図３】
2006041094.tif 000005
【図４】
2006041094.tif 000006
【図５】
2006041094.tif 000007
【図６】
2006041094.tif 000008
【図７】
2006041094.tif 000009
【図８】
2006041094.tif 000010
【図９】
2006041094.tif 000011
【図１０】
2006041094.tif 000012
【図１１】
2006041094.tif 000013
【図１２】
2006041094.tif 000014
【図１３】
2006041094.tif 000015
【図１４】
2006041094.tif 000016
【図１５】
2006041094.tif 000017
【図１６】
2006041094.tif 000018
【図１７】
2006041094.tif 000019
【図１８】
2006041094.tif 000020
【図１９】
2006041094.tif 000021
【図２０】
2006041094.tif 000022
【図２１】
2006041094.tif 000023
【図２２】
2006041094.tif 000024
【図２３】
2006041094.tif 000025
【図２４】
2006041094.tif 000026
【図２５】
2006041094.tif 000027