(57)【要約】【課題】  スループットの低下を招かずにレチクルの面形状を正確に検出する露光方法及び装置を提供する。【解決手段】  レチクルと被露光体を同期走査しながら、前記レチクルのパターンを投影光学系を介して前記被露光体上に露光する露光方法において、前記レチクルの面形状を表す面形状データを取得するステップと、前記面形状データに基づいて前記同期走査を制御するステップとを有し、前記面形状データ取得ステップは、前記レチクルの面形状を計測するための計測位置であって異常な計測結果を有する計測位置を誤計測位置として検出するステップと、前記レチクルの面形状を前記露光時の走査速度で計測するステップとを有し、前記制御ステップは、前記誤計測位置の計測結果を含まない前記レチクルの面形状計測ステップの計測結果を前記面形状データとして使用することを特徴とする露光方法を提供する。【選択図】    図１
2006339438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レチクルと被露光体を同期走査しながら、前記レチクルのパターンを投影光学系を介して前記被露光体上に露光する露光方法において、
前記レチクルの面形状を表す面形状データを取得するステップと、
前記面形状データに基づいて前記同期走査を制御するステップとを有し、
前記面形状データ取得ステップは、
前記レチクルの面形状を計測するための計測位置であって異常な計測結果を有する計測位置を誤計測位置として検出するステップと、
前記レチクルの面形状を前記露光時の走査速度で計測するステップとを有し、
前記制御ステップは、前記誤計測位置の計測結果を含まない前記レチクルの面形状計測ステップの計測結果を前記面形状データとして使用することを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記面形状計測するステップは、所定間隔で走査方向に沿って前記レチクルの面形状を計測するステップを有し、
前記誤計測位置検出ステップは、前記所定間隔で前記走査方向に沿って計測位置をずらして複数回前記レチクルの面形状を計測するステップを有することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項３】
前記誤計測位置検出ステップは、前記レチクルを走査方向にステップさせる毎に前記レチクルを静止させた状態で前記レチクルの面形状を計測するステップを有することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項４】
前記誤計測位置検出ステップは、複数の隣接する測定位置の測定結果の平均値よりも所定の閾値だけ離れた計測結果を前記異常な計測結果と決定することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項５】
前記誤計測位置検出ステップは、複数の測定位置の測定結果を表す近似曲線から所定の閾値だけ離れた計測結果を前記異常な計測結果と決定することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項６】
前記制御ステップは、前記投影光学系の光学特性を補正することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項７】
前記制御ステップは、前記投影光学系に対する前記被露光体の相対位置を補正することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項８】
レチクルと被露光体を同期走査しながら、前記レチクルのパターンを投影光学系を介して前記被露光体上に露光する露光装置において、
前記投影光学系の光軸方向における前記レチクルの位置を検出する検出系と、
前記検出系の検出結果に基づいて前記同期走査を制御する制御部とを有し、
当該検出系は、
前記レチクルの複数の計測位置を露光時の走査速度で検出する第１のモードと、
前記第１のモードよりも詳細に前記レチクルの面形状を計測する第２のモードとを有することを特徴とする露光装置。
【請求項９】
前記露光装置は、前記レチクルを支持及び駆動するレチクルステージを更に有し、
前記制御部は、前記第２のモードにおいて、走査方向毎に前記複数の計測位置がずれるように前記レチクルステージと前記検出系を制御することを特徴とする請求項８記載の露光装置。
【請求項１０】
前記露光装置は、前記レチクルを支持及び駆動するレチクルステージを更に有し、
前記制御部は、前記第２のモードにおいて、前記レチクルを走査方向にステップさせる毎に前記レチクルを静止させるように前記レチクルステージを制御することを特徴とする請求項８記載の露光装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記第２のモードの検出系による検出結果に基づいて、異常な計測結果を有する計測位置を誤計測位置として検出し、前記第１のモードの検出系による検出結果から前記誤計測位置の計測結果を除去した結果に基づいて前記同期走査を制御することを特徴とする請求項８記載の露光装置。
【請求項１２】
前記誤計測位置を保存するメモリを更に有することを特徴とする請求項８記載の露光装置。
【請求項１３】
請求項８乃至１２のいずれか一項記載の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、
前記露光された被露光体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レチクル（マスク）に描画されたパターンをウェハ等の被露光体に露光する露光方法及び装置に係り、特に、レチクルの面形状の検出に関する。本発明は、例えば、レチクルとウェハとを投影光学系に対して同期して走査する走査型投影露光装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー技術を用いて微細な半導体素子を製造する際に、レチクルパターンを投影光学系を介して被露光体に露光する投影露光装置は従来から使用されている。近年、高解像度化のために投影光学系の開口数（ＮＡ）は益々増加し、その結果、焦点深度は益々小さくなっている。このため、レチクルの変形による結像誤差（デフォーカスやディストーション誤差）が次第に無視できなくなり、レチクルの面形状（面位置又は撓み）を検出してそれに基づくフォーカス補正をすることが必要になってきた。特に、レチクルと被露光体を同期走査させながら、レチクルパターンを被露光体に露光するステップアンドスキャン方式の露光装置（以下、「スキャナー」という。）では、走査露光中にフォーカス補正が必要となる。
【０００３】
レチクルの変形量を正確に測定するためには、レチクルを実際に露光装置に搭載した状態で測定する必要がある。このため、従来の検出系は、レチクルのパターン面に検出光を照射し（斜入射方式）、パターン面からの反射光を受光してレチクルの面形状を計測している。計測系は、所定のタイミング（例えば、所定の時間間隔、一又は複数のショット、ウェハ又はロット毎）でレチクルの面形状を計測する。
【０００４】
従来技術としては、例えば、特許文献１乃至７がある。
【特許文献１】特開平６−３６９８７号公報
【特許文献２】特開平１０−２１４７８０号公報
【特許文献３】特開平１１−２６３４５号公報
【特許文献４】特開２００３−２６４１３６号公報
【特許文献５】特開２００３−２９７７２６号公報
【特許文献６】特開２００５−０８５９９１号公報
【特許文献７】特開２００３−２７３００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、検出系に高精度が益々要求されるにつれ、レチクルパターンの影響を無視できなくなってきた。例えば、レチクルがガラス基板から構成され、パターンがクロムにより描画される場合、パターン部（クロム）と非パターン部（ガラス基板）では検出光に対する反射率が異なる。特に、図４（ｂ）に示すように、検出光がパターン部と非パターン部の境界に照射された場合、図４（ａ）に示すように、反射光の波形は変形してガウス分布からずれてしまう。この結果、重心位置が本来の境界からずれて（誤計測）レチクルの面形状を正確に検出できなくなり、転写性能が低下するという問題が生じる。
【０００６】
この点、走査方向の計測点数を走査速度や計測結果の処理速度を維持したまま増加することは困難である。一方、走査速度や処理速度を遅らせて計測点数を増加すれば、計測タイミングは露光と露光の間であるから、スループットが低下する。また、特定のピッチで走査方向にレチクルを移動させ、その位置で静止計測をレチクルパターン全面において行えば、誤計測位置を顕在化できるが、かかる計測方法も同様にスループットの低下を招く。
【０００７】
そこで、本発明は、スループットの低下を招かずにレチクルの面形状を正確に検出する露光方法及び装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての露光方法は、レチクルと被露光体を同期走査しながら、前記レチクルのパターンを投影光学系を介して前記被露光体上に露光する露光方法において、前記レチクルの面形状を表す面形状データを取得するステップと、前記面形状データに基づいて前記同期走査を制御するステップとを有し、前記面形状データ取得ステップは、前記レチクルの面形状を計測するための計測位置であって異常な計測結果を有する計測位置を誤計測位置として検出するステップと、前記レチクルの面形状を前記露光時の走査速度で計測するステップとを有し、前記制御ステップは、前記誤計測位置の計測結果を含まない前記レチクルの面形状計測ステップの計測結果を前記面形状データとして使用することを特徴とする。
【０００９】
本発明の別の側面としての露光装置は、レチクルと被露光体を同期走査しながら、前記レチクルのパターンを投影光学系を介して前記被露光体上に露光する露光装置において、前記投影光学系の光軸方向における前記レチクルの位置を検出する検出系と、前記検出系の検出結果に基づいて前記同期走査を制御する制御部とを有し、当該検出系は、前記レチクルの複数の計測位置を露光時の走査速度で検出する第１のモードと、前記第１のモードよりも詳細に前記レチクルの面形状を計測する第２のモードとを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、前記露光された被露光体を現像するステップとを有することを特徴とする。デバイス製造方法の請求項は、中間及び最終結果物であるデバイス自体にもその効力が及ぶ。また、かかるデバイスは、ＬＳＩやＶＬＳＩなどの半導体チップ、ＣＣＤ、ＬＣＤ、磁気センサー、薄膜磁気ヘッドなどを含む。
【００１１】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スループットの低下を招かずにレチクルの面形状を正確に検出する露光方法及び装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１を参照して、本発明の一実施例の露光装置（スキャナー）１００について説明する。ここで、図１は、露光装置１００の概略断面図である。露光装置１００は、光源部１０と、照明光学系２０と、レチクルステージ３６と、検出系４０と、投影光学系５０と、ウェハステージ６２と、制御系７０と、メモリ７２と、演算部７４とを有する。
【００１４】
光源部１０は、例えば、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー、波長約１５７ｎｍのＦ２エキシマレーザーなどを使用する。レーザーの種類や個数は限定されない。
【００１５】
照明光学系２０はレチクル３０を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、ライトインテグレーター、絞り等を含む。例えば、コンデンサーレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する等である。照明光学系２０は、軸上光、軸外光を問わず使用することができる。ライトインテグレーターは、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成されるインテグレーター等を含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。
【００１６】
レチクル３０上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成されており、レチクル３０から発せられた回折光は投影光学系５０を通りウェハ６０に投影される。レチクル３０とウェハ６０は共役の関係にある。露光装置１００はスキャナーであるため、レチクル３０とウェハ６０を同期して走査することによりレチクル３０のパターンをウェハ６０に転写する。
【００１７】
レチクル３０はレチクルステージ３６の可動部に載置されている。レチクルステージ３６は、図示しないレチクルホルダを介してレチクル３０を支持し、レチクル３０を駆動する。レチクルステージ３６は、図示しないリニアモータによって走査可能である。レチクル３０の下側にはペリクル３２が金属枠３４に張設されている。
【００１８】
図１において、レチクル３０はパターン面を下にして紙面と直交方向に走査可能なレチクルホルダによって真空吸着によりレチクルステージ３６に保持されている。露光の際には、紙面内矢印で示された左右方向にレチクルステージ３６の可動部が動くことにより、レチクル３０のパターン面全域を投影する。
【００１９】
検出系４０は、レチクル３０の面形状を検出し、レチクルステージ３６の固定部に組み込まれている。検出系４０は、ウェハ６０の被露光面を投影光学系５０の結像面に合わせ込む斜入射方式のフォーカスセンサーと同様の構成及び機能を備えており、光照射部と光検出部によって構成されている。光照射部は、発光ダイオードなどの検出用光源４１と、投影マーク用スリット４２、投影レンズ４３を主要構成とし、光検出部は受光レンズ４４とＣＣＤセンサーなどのディテクタ４５を主要構成とする。検出系４０を構成する各部材には、当業界で周知のいかなる構成をも適用することができるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００２０】
検出系４０は２つのモードを有する。第１のモードは、レチクル３０の複数の計測位置を露光時の走査速度で検出するモードであり、第２のモードは、第１のモードよりも詳細にレチクル３０の面形状を計測し第１のモードに対して予備的なモードである。後述するように、検出系４０は、まず第２のモードを実行した後に第１のモードを実行する。
【００２１】
検出系４０がレチクル３０のパターン面全域の面位置を検出する際には、走査投影露光と同様にレチクルステージ３６の可動部を走査する。また、検出系４０は紙面直交方向に３本以上の検出光４１ａ乃至４１ｃを照射可能で、レチクル３０が走査されない領域に対して面位置を検出する。３本以上の検出光を使用することによってレチクル３０の傾きや精度の向上を図ることができる。３本以上の検出光を用いてレチクル３０上の３箇所の位置を検出することにより、レチクル３０の長手方向に関する面変形等を正確に測定することができる。
【００２２】
検出系４０は、レチクルステージ３６の固定部に設けられているので、ユニット組立時に相互関係を調整することが容易であり、時間的な変動も低減することができ、高精度なレチクル面位置検出をおこなうことができる。
【００２３】
また、検出系４０が検出するレチクル３０のパターン面検出位置は、投影光学系５０によって投影される位置と略一致するよう配置することが好ましい。即ち、図１において、投影光学系５０の光軸と検出系４０の検出光束がレチクル３０のパターン面上で交わることが好ましい。実際には投影露光領域は光軸を中心に左右に数ミリから数十ミリの幅をもち、紙面直交方向にはレチクルパターン面の投影露光領域の奥行き（投影されるパターンが形成されている領域の奥行き）と同じ奥行きを持っている。レチクルパターン面上で検出系４０により面位置を検出される検出領域が、レチクル上の照明領域に含まれる（検出領域と投影露光領域とが同じ場合も含む）ように調整すれば、レチクルステージ３６の走査範囲を最小にしてレチクルステージ３６の構成を単純化し、装置全体を小型にすることができる。照明領域に対して、検出系４０がレチクル３０上に検出光を照射する位置を、走査方向と直交する方向にずらすように、走査方向に関しては重なるように調整している。なお、照明領域の形状は円弧形状や、投影光学系の光軸を含まない円弧形状や、又はその他の形状でもよい。露光位置でレチクル面位置を検出することにより、レチクルステージ３６の姿勢誤差を含まない高精度なレチクル面位置を検出することができる。
【００２４】
投影光学系５０は、照明光学系２０からの露光光で照明されたレチクルパターンを所定倍率（例えば、１／４又は１／５）でウェハ面に露光する。投影光学系５０は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。
【００２５】
ウェハ６０は被露光体であり、別の実施例では被露光体は液晶基板である。ウェハ６０上にはレジストが塗布されている。ウェハ６０は、ウェハ全面の露光、走査露光、フォーカス補正が可能なようにＸＹＺ方向および傾きが駆動可能なウェハステージ６２に載置されている。ウェハステージ６２は当業界で周知のいかなる構成をも適用することができるので、ここでは詳しい構造及び動作の説明は省略する。例えば、ウェハステージ６２はリニアモータを利用してウェハ６０を移動する。レチクル３０とウェハ６０は、同期して走査され、レチクルステージ３６とウェハステージ６２の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。ウェハステージ６２は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられる。
【００２６】
制御系７０は、各部を制御すると共に、図１０に示す露光方法を実行する。ここで、図１０は、かかる露光方法のフローチャートである。なお、図１０に示すステップ１００２及びステップ１００４は演算部７４が行ってもよい。演算部７４と制御系７０とは一体であってもよい。
【００２７】
まず、検出系４０から誤計測位置の検出結果を取得する（ステップ１００２）。かかるステップは後述する検出系４０の第２のモードに対応する。より具体的には、ステップ１００２は、レチクル面形状の詳細なデータを取得するステップと、かかるデータに基づいて誤計測位置を判別するステップとを有する。レチクル面形状の詳細なデータの取得方法については、図５（ｂ）、図６（ｂ）及び図７を参照して後述する。誤計測位置の判別方法については、図８及び図９を参照して後述する。
【００２８】
次いで、検出系４０からレチクル面形状の検出結果を取得する（ステップ１００４）。かかるステップは後述する検出系４０の第１のモードに対応する。ステップ１００４は、検出系４０による従来のレチクル面形状の検出動作である。走査速度と計測結果の処理速度を維持するためには、計測点数を所定数に維持しなければならない。
【００２９】
最後に、誤計測位置の検出結果を含まないレチクル面形状検出結果に基づいてレチクル３０とウェハ６０の同期走査を制御する（ステップ１００６）。誤計測位置の検出結果を含まないレチクル面形状検出結果（面形状データ）はステップ１００４と同時又はステップ１００４とステップ１００６の間であってもよい。即ち、ステップ１００２で検出された誤計測位置がステップ１００４の前に計測位置から除去されていればステップ１００４の検出結果が面形状データとなる。一方、ステップ１００２で検出された誤計測位置がステップ１００４の前に計測位置から除去されていなければステップ１００４の検出結果からステップ１００２の検出結果を除いたものが面形状データとなる。
【００３０】
ステップ１００６において、同期走査を制御する主な補正手段としては、面形状に対応して、ウェハステージ６２の走査位置、即ち、高さ方向の位置あるいは傾きを補正する、投影光学系５０内の光学素子を駆動し、像面形状をレチクルパターン面の面形状に対応した形状に補正する、レチクル面形状そのものを補正する手段を構成し補正する等である。
【００３１】
まず、ステップ１００２におけるレチクル面形状の詳細なデータの取得方法について説明する。検出系４０の第２のモードは、異常な計測結果を有する計測位置を誤計測位置として検出するモードである。検出系４０においては、図２に示すように、光源４１からの検出光が破線で描かれているレチクル面に斜入射され、反射光がディテクタ４５に入射する。ディテクタ４５は図３（ａ）に示すような波形を検出することができ、演算部７４は波形の重心位置を位置情報とすることでレチクル面の位置を検出する。例えば、図２の実線で示すようにレチクルパターン面が撓んでいればレチクル面から反射されて光検出系に入射する検出光は図２の実線で描かれた矢印の方向にシフトする。その際、ディテクタ４５で検知される検出波形（重心位置）は図３（ｂ）に示すように、パターン面形状に応じて、原波形位置からシフトする。このシフト量からＺ方向の面位置を検出する。
【００３２】
ところが、図３（ｃ）に示すように、レチクルパターン面を計測するとき検出光がパターンのエッジに照射されると、パターン部と非パターン部との反射率差によって検出系４０で取り込まれる波形がシフトすることなく崩れる現象が起きる。これにより、図４（ａ）に示すように、重心が図４（ｂ）に示すクロムパターンのエッジからずれてパターン面のＺ方向の位置を誤計測してしまう。ところが、計測結果は投影マーク用スリット４２の大きさや計測値の取り込み・処理時間中の走査により平均化されるため、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、誤計測量は低減するが、誤計測位置が不明確になる。なお、図５（ａ）は、レチクルパターン面上の計測領域を露光時の走査速度で走査して計測した場合の平面図である。図６（ａ）は、図５（ａ）に対応する、計測位置とフォーカス値との関係を示すグラフである。
【００３３】
そこで、本実施例の第２のモードでは、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、レチクルステージ３６を特定のステップ間隔で走査方向に移動させ、その位置で静止計測を行う。この動作をレチクル面位置計測領域全面に亘って行い、誤計測位置を顕在化する。この場合、制御系７０は、レチクル３０を走査方向にステップさせる毎にレチクル３０を静止させるようにレチクルステージ３６を制御する。なお、図５（ｂ）は、レチクルパターン面上の計測領域を静止計測した場合の平面図である。図６（ｂ）は、図５（ｂ）に対応する、計測位置とフォーカス値との関係を示すグラフである。
【００３４】
かかる誤計測位置をメモリ７２に記憶することにより、制御系７０は、誤計測位置の計測結果（即ち、第２のモードの検出結果）を含まない第１のモードの検出系４０による検出結果から面形状データを生成し、当該面形状データに基づいてレチクル３０とウェハ６０との同期走査を制御する。面形状データを生成する際には、第１のモードの検出結果から第２のモードの検出結果を除くか、あるいは、第１のモードの計測点として誤計測位置の計測点を使用しないようにする。
【００３５】
以下、図７を参照して、図５（ｂ）に示す静止計測に代わる第２のモードを説明する。かかる実施例では、第２のモードにおいて、露光時の走査速度で１方向に１回走査し、レチクル面位置を測定する。このときの計測ポイントをａｎ，ｊとする。ここで、ｎは走査回数、ｊは計測位置番号である（但し、簡単のため走査方向計測１列のみについて示す）。次に、再度逆方向に走査する。このとき各計測点をある一定の距離βｎ（ｎ：走査回数）だけ前回の計測点よりもシフトさせたｂｎ＋１，ｊ＝ａｎ，ｊ＋βｎの位置で計測する。この場合、制御系７０は、複数の計測位置がずれるようにレチクルステージ３６を制御する。この測定を複数回繰り返すことにより、図７に示すようなパターンによる誤計測位置を顕在化することができる。このとき、前述のように投影マーク用スリット４２の大きさや計測値の取り込み・処理時間中の走査により計測値が平均化され、誤計測量は低減されるものの誤計測量を定量化することができる。
【００３６】
次に、ステップ１００２において、制御系７０による誤計測位置の判別方法について説明する。
【００３７】
第１の方法としては、図８に示すように、図５（ｂ）又は図７に示す計測をレチクルパターン領域全面について行った結果得られた計測値を、例えば、計測位置１〜５で平均化し、次いで、計測位置２〜６で平均化する。このようにレチクル全面に亘って計測位置を一つずつずらして平均化する行為を繰り返す。なお、平均化する計測点数は任意に決定可能である。そして、その度にそれらの計測生値（例えば、平均化に用いた５点の生値）と平均値との差分を求める（ａ，ｂ）。これを誤計測量と定義する。その誤計測量である差分値が所定の閾値（例えば、０．１μｍ）以上になる点をチェックする。このとき複数回チェックがつく計測位置は誤計測位置として判断し、走査計測点として用いない、またはレチクル近似面サンプル点として用いない。図８では計測位置３が誤計測位置となる。
【００３８】
第２の方法としては、図９に示すように、全計測点を用いて近似曲線を求め、近似曲線からの差分量が所定の閾値（例えば、０．１μｍ）を越えている計測位置を誤計測位置と判断する。
【００３９】
第１のモードでは、露光に先立ち、検出系４０が、レチクル３０を走査することによりレチクル３０の全面の面形状を計測する。その際、第２のモードで検出された誤計測位置は第１のモードで計測されないか計測されても計測値は除去される。レチクルステージ３６は、走査露光の際のレチクル走査とレチクル面位置検出の際のレチクル走査を兼用して装置の小型化と構成の単純化を実現している。また、検出系４０をレチクルステージ３６の一部として構成しているので、レチクル走査に対して検出系４０が安定し、高精度なレチクル面位置検出を実現している。
【００４０】
更に、検出系４０が検出するレチクルパターン面検出位置を、投影光学系５０によって投影される位置と略一致するよう配置することにより、レチクルステージ３６の走査範囲を最小にしてレチクルステージ３６の構成の単純化と装置全体の小型化を図り、高精度なレチクル面位置検出とレチクル面位置検出に従う高精度な走査投影露光を実現している。
【００４１】
検出系４０が第１及び第２のモードで検出した面形状はメモリ７２で記憶され、さらに演算部７４でレチクル３０の全面の近似面を算出する。走査方向の撓み情報はウェハステージ６２に送られて走査露光時のフォーカス駆動量が良好となるように補正が行なわれる。または、このレチクルの面形状計測結果から露光の結像性能に支障があると判断した場合、制御系７０を通じてレチクルステージ３６に信号を送り、レチクルの交換、再設置を促す警告手段としての機能を有している。
【００４２】
露光において、光源部１０から発せられた光束は照明光学系２０に入射し、レチクル３０を均一に照明する。レチクル３０に描画されているパターンの像は、露光光により、投影光学系５０を通じてウェハ６０上に投影される。レチクル３０とウェハ６０は相対的に紙面と直交方向に走査されることによりワンショットの露光を行う。即ち、光照射部からレチクル３０のパターン面に検出光を照射し、反射光を光検出部で検出することにより、レチクル３０の面位置を検出する。制御系７０はレチクル３０の面形状に基づいてレチクル３０の撓みに対して同期走査を制御するので、レジストへのパターン転写を高精度に行って高品位なデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【００４３】
次に、図１１及び図１２を参照して、露光装置１００を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図１１は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）ではデバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）ではシリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィ技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェ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）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００４４】
図１２は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）ではウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）ではウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１００によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施例の製造方法によれば従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
【００４５】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されずその要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施例の露光装置の概略断面図である。
【図２】図１に示す露光装置のレチクルが撓んだ場合の検出系の影響を説明するための概略断面図である。
【図３】図３（ａ）乃至図３（ｃ）は、図２に示す検出系の検出結果としての波形図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、レチクルパターンのエッジに図１に示す検出系の検出光が照射された場合の検出結果としての波形図及びパターンエッジの平面図である。
【図５】図５（ａ）は、レチクルパターン面上における走査露光の効果を説明するための概略平面図であり、図５（ｂ）は、図１に示す検出系の第２のモードによる静止露光の効果を説明するためのレチクルパターン面の概略平面図である。
【図６】図６（ａ）は図５（ａ）に対応する計測位置とフォーカス値の関係を示すグラフであり、図６（ｂ）は図５（ｂ）に対応する計測位置とフォーカス値の関係を示すグラフである。
【図７】図１に示す検出系の第２のモードによる走査露光の効果を説明するための図である。
【図８】図１に示す制御系による誤計測位置の判別方法の一例を説明する計測位置とフォーカス値の関係を示すグラフである。
【図９】図１に示す制御系による誤計測位置の判別方法の別の例を説明する計測位置とフォーカス値の関係を示すグラフである。
【図１０】図１に示す制御系の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１１に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
３０                          レチクル
３６                          レチクルステージ
４０                          検出系
５０                          投影光学系
７０                          制御系
１００                        露光装置
【図１１】
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【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１２】
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