(57)【要約】【課題】投影光学系の露光領域外のフレアを効率的に計測する。【解決手段】投影光学系を介して露光される面におけるフレアを計測するフレア計測方法において、投影光学系の露光領域１８Ｗ内の複数の計測点ＭＢ１１〜ＭＢ３３で第１の照度を計測する工程と、露光領域１８Ｗ外の計測領域２０Ａ〜２０Ｄ内の複数の計測点ＭＣ１〜ＭＣ４で第２の照度を計測する工程と、その第２の照度の計測値の平均値をその第１の照度の計測値の平均値で除算して、各計測領域２０Ａ〜２０Ｄ内のフレアを求める工程と、を含む。【選択図】図３
2011146449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影光学系のフレアを計測するフレア計測方法において、
前記投影光学系の露光領域内で第１の照度を計測する工程と、
前記露光領域外の計測領域内で第２の照度を計測する工程と、
前記第１及び第２の照度の計測値に基づいて前記計測領域内のフレアを求める工程と、を含むことを特徴とするフレア計測方法。
【請求項２】
前記露光領域は第１方向の幅が前記第１方向に直交する第２方向の幅より狭い矩形状の領域であり、
前記計測領域は、前記露光領域を前記第１方向に挟むように配置された第１及び第２の計測領域と、前記露光領域を前記第２方向に挟むように配置された第３及び第４の計測領域とを含み、
前記フレアを求める工程は、前記第１から第４の計測領域内のフレアを個別に求めることを特徴とする請求項１に記載のフレア計測方法。
【請求項３】
前記第１の照度の計測値は、前記露光領域内の複数の計測点で計測された照度の平均値であり、
前記第２の照度の計測値は、前記計測領域内の複数の計測点で計測された照度の平均値であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフレア計測方法。
【請求項４】
前記投影光学系は、照明光学系により照明されたパターンを介した照明光で基板を露光する光学系であり、
前記第１及び第２の照度を計測するときに、前記第１及び第２の照度の計測値を、前記照明光学系内で分岐された照明光の照度の計測値を用いて規格化することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のフレア計測方法。
【請求項５】
前記照明光学系内の視野絞りを閉じた状態で、前記露光領域内の照度のオフセットを計測する工程を含み、
前記フレアを求める工程は、前記第１及び第２の照度の計測値を前記計測されたオフセットで補正した値に基づいて前記計測領域内のフレアを求めることを特徴とする請求項４に記載のフレア計測方法。
【請求項６】
前記第１及び第２の照度を計測するときに、前記投影光学系の物体面に、パターン領域以外の領域、又は前記照明光学系の照明領域以外の領域が遮光された計測用マスクを設置することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のフレア計測方法。
【請求項７】
照明光でパターンを照明し、前記照明光で前記パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光方法において、
前記投影光学系の像面におけるフレアを、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のフレア計測方法を用いて計測する工程を含むことを特徴とする露光方法。
【請求項８】
請求項７に記載の露光方法を用いて、パターンを基板に露光することと、
露光された前記基板を処理することと、
を含むデバイス製造方法。
【請求項９】
照明光学系からの照明光でパターンを照明し、前記照明光で前記パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、
前記投影光学系の像面側で前記照明光の照度を計測する第１照度センサと、
前記第１照度センサを移動するステージと、
前記照明光学系内で前記照明光から分岐された光の照度を計測する第２照度センサと、
前記投影光学系の露光領域内で前記第１照度センサによって計測される前記照明光の第１の照度と、前記露光領域外の計測領域内で前記第１照度センサによって計測される前記照明光の第２の照度と、前記第１及び第２の照度が計測されるときに前記第２の照度センサによって計測される第３の照度とに基づいて前記計測領域内のフレアを求める演算装置と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
前記基板の露光時に、前記基板は前記投影光学系に対して第１方向に走査されるとともに、
前記計測領域は、前記露光領域を前記第１方向に挟むように配置された第１及び第２の計測領域と、前記露光領域を前記第１方向に直交する第２方向に挟むように配置された第３及び第４の計測領域とを含み、
前記演算装置は、前記第１から第４の計測領域内のフレアを個別に求めることを特徴とする請求項９に記載の露光装置。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載の露光装置を用いて、パターンを基板に露光することと、
露光された前記基板を処理することと、
を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影光学系を介して露光される被露光面におけるフレアを計測するフレア計測技術、このフレア計測技術を用いる露光技術、及びこの露光技術を用いるデバイス製造技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子又は液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するためのリソグラフィー工程中で、所定のパターンを投影光学系を介してレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）に露光するために使用されるステッパー又はスキャニングステッパー等の露光装置においては、線幅均一性の劣化の一つの要因である投影光学系の結像にとって好ましくない迷光であるフレアを減少させることが求められている。そのためには、投影光学系の被露光面におけるフレア（光学部材の表面等で発生する前方散乱光に起因するローカルフレア(loca1 flare）及び光学部材のコーティング膜における反射に起因するロングレンジフレア）を正確に計測する必要がある。
【０００３】
従来のフレアの計測方法として、テストレチクルに形成された開口パターン及びライン・アンド・スペースパターンの像を露光し、ライン・アンド・スペースパターンの像の線幅からフレア量を求める方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、従来のフレアの別の計測方法として、テストレチクルに形成された開口パターン及びこの中の遮光パターンの像を露光し、その遮光パターンの像の露光量と、その周囲の露光量とからフレアを求める方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００５／００８７５４号パンフレット
【特許文献２】特開２００６−８０２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のフレアの計測方法は、いずれも主に投影光学系の露光領域（照射領域）内のフレアを計測するための方法である。最近では、半導体素子等のパターンの微細化に伴って、露光領域外にはみ出るようなフレア（主にロングレンジフレア）による線幅均一性の低下も問題になりつつある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、投影光学系の露光領域外のフレアを効率的に計測することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の形態によれば、投影光学系のフレアを計測するフレア計測方法において、その投影光学系の露光領域内で第１の照度を計測する工程と、その露光領域外の計測領域内で第２の照度を計測する工程と、その第１及び第２の照度の計測値に基づいてその計測領域内のフレアを求める工程と、を含むフレア計測方法が提供される。
【０００８】
また、本発明の第２の形態によれば、照明光でパターンを照明し、その照明光でそのパターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光方法において、その投影光学系の像面におけるフレアを、本発明のフレア計測方法を用いて計測する工程を含む露光方法が提供される。
また、本発明の第３の形態によれば、照明光学系からの照明光でパターンを照明し、その照明光でそのパターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置が提供される。この露光装置は、その投影光学系の像面側でその照明光の照度を計測する第１照度センサと、その第１照度センサを移動するステージと、その照明光学系内でその照明光から分岐された光の照度を計測する第２照度センサと、その投影光学系の露光領域内でその第１照度センサによって計測されるその照明光の第１の照度と、その露光領域外の計測領域内でその第１照度センサによって計測されるその照明光の第２の照度と、その第１及び第２の照度が計測されるときにその第２の照度センサによって計測される第３の照度とに基づいてその計測領域内のフレアを求める演算装置と、を備えるものである。
【０００９】
また、本発明の第４の形態によれば、本発明の露光方法又は露光装置を用いて、パターンを基板に露光することと、露光されたその基板を処理することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、露光領域内で計測される照度と露光領域外の計測領域内で計測される照度とに基づいて計測領域内のフレアを求めているため、投影光学系の露光領域外のフレアを効率的に計測できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の一例の露光装置を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）はレチクルをアンロードしたレチクルステージを示す斜視図、（Ｂ）はレチクルステージの開口を通して照明光を照射した状態を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は照度のオフセットを計測するための計測点を示す図、（Ｂ）は露光領域内の複数の計測点を示す図、（Ｃ）は露光領域外の複数の計測領域内の複数の計測点を示す図である。
【図４】フレアの計測動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】（Ａ）は、実施形態の変形例においてテストレチクルが載置されたレチクルステージを示す斜視図、（Ｂ）は、別のテストレチクルを示す平面図である。
【図６】電子デバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態の一例につき図１〜図４を参照して説明する。
図１は、本実施形態のスキャニングステッパーよりなる走査露光型の露光装置ＥＸを示す斜視図である。図１において、露光装置ＥＸは、露光用の照明光（露光光）ＩＬを発生する露光光源８と、照明光ＩＬでレチクルＲ（マスク）のパターンを照明する照明光学系ＩＬＳと、レチクルＲを移動するレチクルステージＲＳＴとを備えている。さらに、露光装置ＥＸは、レチクルＲのパターンの像をウエハＷ（基板）の表面に投影する投影光学系ＰＬと、ウエハＷを移動するウエハステージＷＳＴと、装置全体の動作を統括制御するコンピュータよりなる主制御系２と、その他の制御系等とを備えている。
【００１３】
以下、図１において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面（本実施形態ではほぼ水平面である）内で直交する２方向にＸ軸及びＹ軸を取り、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の回りの回転方向をθｘ、θｙ、θｚ方向として説明する。走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向はＹ軸に平行な方向（Ｙ方向）である。
まず、露光光源８としてはＡｒＦエキシマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）が使用されている。なお、露光光源としては、ＫｒＦエキシマレーザ光源（波長２４８ｎｍ）、ＹＡＧレーザの高調波発生光源、固体レーザ（半導体レーザなど）の高調波発生装置、又は水銀ランプ（ｉ線等）なども使用することができる。
【００１４】
露光時に露光光源８からパルス発光されたレーザ光よりなる露光用の照明光ＩＬは、ミラーＭ１、不図示のビーム整形光学系、及びミラーＭ２を介して照明光学系ＩＬＳに入射する。照明光学系ＩＬＳにおいて、ミラーＭ２からの照明光ＩＬは、光量分布設定部９を介してフライアイレンズ１０（オプティカルインテグレータ）に入射する。光量分布設定部９は、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、回折光学素子等含み、照明光学系ＩＬＳの瞳面（ここではフライアイレンズ１０の射出面）における照明光ＩＬの光量分布を円形領域、輪帯状の領域、又は２極若しくは４極等の領域に設定する。なお、オプティカルインテグレータとして、ロッドインテグレータ等も使用可能である。
【００１５】
フライアイレンズ１０から射出された照明光ＩＬは、反射率の小さいビームスプリッタ１１に入射し、ビームスプリッタ１１を透過した照明光ＩＬは、リレーレンズ１２Ａ、レチクルＲのパターン面の照明領域の形状を規定する固定ブラインド１３Ａ（固定視野絞り）、及び走査露光時等にその照明領域を開閉する可動ブラインド（可動視野絞り）１３Ｂを順次通過する。可動ブラインド１３Ｂは、レチクルＲのパターン面（レチクル面）とほぼ共役な面に配置され、固定ブラインド１３Ａは、そのレチクル面と共役な面から僅かにデフォーカスされた面に配置されている。
【００１６】
ブラインド１３Ａ，１３Ｂ（レチクルブラインド系１３）を通過した照明光ＩＬは、サブコンデンサレンズ１２Ｂ、光路折り曲げ用のミラーＭ３、及びメインコンデンサレンズ１４を経て、レチクルＲのパターン面（レチクル面）のパターン領域ＰＡのＸ方向に細長い矩形の照明領域１８Ｒを均一な照度分布で照明する。
一方、ビームスプリッタ１１で反射された照明光は、集光レンズ（不図示）を介して光電センサよりなるインテグレータセンサ１５に受光される。インテグレータセンサ１５で計測される照度（単位面積に単位時間当たりに照射されるエネルギー）の情報は露光量制御系６に供給される。露光量制御系６は、その照度と予め計測されているビームスプリッタ１１からウエハＷまでの光学系の透過率とを用いてウエハＷの表面での照度（露光エネルギー）を間接的に算出する。露光量制御系６は、その算出結果の積算値及び主制御系２からの制御情報に基づいて、ウエハＷの表面で適正露光量が得られるように露光光源８の発光動作を制御する。さらに、露光量制御系６は、後述の投影光学系ＰＬの像面におけるフレアの計測時には、インテグレータセンサ１５及び後述の照度センサ３０による計測値を用いてフレアを求める。
【００１７】
光量分布設定部９、フライアイレンズ１０、ビームスプリッタ１１、インテグレータセンサ１５、リレーレンズ１２Ａ、ブラインド１３Ａ，１３Ｂ、及びコンデンサレンズ１２Ｂ，１４を含んで照明光学系ＩＬＳが構成されている。
照明光ＩＬのもとで、レチクル面（物体面）の照明領域１８Ｒ内のパターンは、両側テレセントリック（又はウエハ側に片側テレセントリック）の投影光学系ＰＬを介して投影倍率β（βは例えば１／４，１／５等の縮小倍率）で、フォトレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷの表面（像面）の一つのショット領域ＳＡの非走査方向（Ｘ方向）に細長い矩形の露光領域１８Ｗ（照明領域１８Ｒと光学的に共役な領域）に投影される。投影光学系ＰＬは例えば屈折系であるが、反射屈折系等も使用できる。ウエハＷは、例えばシリコン半導体等の直径が２００〜４５０ｍｍ程度の円板状の基板である。
【００１８】
また、レチクルＲはレチクルステージＲＳＴの上面に吸着保持され、レチクルステージＲＳＴはレチクルベース３２のＸＹ平面に平行な上面で、Ｙ方向に一定速度で移動すると共に、例えば同期誤差を補正するようにＸ方向、Ｙ方向、θｚ方向に微動して、レチクルＲの走査を行う。レチクルステージＲＳＴの位置は、この上に設けられた移動鏡（不図示）及びレーザ干渉計３４Ｘ及び３４ＹＡ，３４ＹＢによって計測され、この計測値及び主制御系２からの制御情報に基づいて、ステージ駆動系４は不図示の駆動機構（リニアモータなど）を介してレチクルステージＲＳＴの位置及び速度を制御する。
【００１９】
一方、ウエハＷは、ウエハホルダＷＨを介してウエハステージＷＳＴの上部に吸着保持されている。ウエハステージＷＳＴは、ウエハベース２６のＸＹ平面に平行な上面で、Ｙ方向に一定速度で移動可能であり、Ｘ方向、Ｙ方向にステップ移動可能なＸＹステージ２４と、この上に搭載されてウエハＷを保持するＺチルトステージ２２とを備えている。Ｚチルトステージ２２は、不図示のオートフォーカスセンサによるウエハＷの表面の光軸ＡＸ方向の位置（フォーカス位置又はＺ位置）の計測値に基づいて、ウエハＷのフォーカシング及びレベリングを行う。
【００２０】
ウエハステージＷＳＴ（Ｚチルトステージ２２）のＸＹ平面内での位置、及びθｘ方向、θｙ方向、θｚ方向の回転角は、それぞれ複数軸の計測ビームをＺチルトステージ２２に照射するレーザ干渉計３６Ｘ，３６ＹＡ，３６ＹＢによって計測される。この計測値及び主制御系２からの制御情報に基づいて、ステージ駆動系４は不図示の駆動機構（リニアモータなど）を介してウエハステージＷＳＴの動作を制御する。
【００２１】
更に、ウエハステージＷＳＴのＺチルトステージ２２のウエハＷの近傍には、露光領域１８Ｗよりも大きい受光面を有する光電センサよりなる照射量モニタ２８と、直径が３０〜１００μｍ程度のピンホール状の受光部３０ａを介して照明光ＩＬを検出する光電センサよりなる照度センサ３０とが設けられている。照射量モニタ２８で計測される露光領域１８Ｗの全体の照度に対応する照射量の情報、及び照度センサ３０で計測される照明光ＩＬの照度（単位面積に単位時間当たりに照射されるパルスエネルギー）の情報は露光量制御系６に供給される。また、ウエハステージＷＳＴの上部には、レチクルアライメント用の空間像計測系（不図示）が設けられ、投影光学系ＰＬの側面にウエハアライメント用のオフ・アクシス方式のウエハアライメント系３３が配置されている。
【００２２】
主制御系２には、オペレータとの間で各種コマンド及び露光装置の各種状態を表す情報の入出力を行う入出力装置５が接続されている。
露光時には、ウエハステージＷＳＴをＸ方向、Ｙ方向にステップ移動することで、ウエハＷの一つのショット領域ＳＡが走査開始位置に移動する。その後、照明光ＩＬが照射され、レチクルＲのパターンの一部の像を投影光学系ＰＬを介してウエハＷの当該ショット領域ＳＡに露光しつつ、レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴを駆動して、レチクルＲとウエハＷの当該ショット領域ＳＡとをＹ方向に同期して移動することで、当該ショット領域ＳＡにレチクルＲのパターンの像が走査露光される。そして、そのステップ移動と、走査露光とを繰り返すことで、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷの各ショット領域にレチクルＲのパターン像が露光される。
【００２３】
次に、本実施形態の露光装置ＥＸにおいて、投影光学系ＰＬの像面側のフレアを計測するための動作の一例につき、図４のフローチャートを参照して説明する。この計測動作は主制御系２によって制御される。また、その像面側のフレアには、光学部材の表面やコーティング膜で小さい角度範囲に発生する前方散乱光に起因するいわゆるローカルフレアと、光学部材表面のコーティングでの反射に起因するいわゆるロングレンジフレアとがある。本実施形態では、投影光学系ＰＬの露光領域１８Ｗの外部におけるフレア、即ち主にロングレンジフレアを計測対象とする。ただし、計測領域内にローカルフレアが混入している場合には、そのローカルフレアも計測される。
【００２４】
また、フレアには、照明光学系ＩＬＳに起因するフレアと、投影光学系ＰＬに起因するフレアとがある。照明光学系ＩＬＳに起因するフレアとは、図１の照明光学系ＩＬＳ内で例えばコンデンサレンズ１４，１２Ｂ間で反射されたフレア光ＦＬ１が、レチクルＲの照明領域１８Ｒの外部に入射し、これがさらに投影光学系ＰＬを介して露光領域１８Ｗの外部に入射するものである。一方、投影光学系ＰＬに起因するフレアとは、投影光学系ＰＬ内で例えばレンズＬ１，Ｌ２間で反射されたフレア光ＦＬ２が露光領域１８Ｗの外部に入射するものである。以下で計測される投影光学系ＰＬのフレアには、照明光学系ＩＬＳに起因するフレアも含まれている。
【００２５】
まず、図４のステップ１０１において、レチクルステージＲＳＴからレチクルＲをアンロードし、図２（Ａ）に示すように、レチクルステージＲＳＴのレチクルＲが載置される領域に形成された開口を通して、照明光学系ＩＬＳからの照明光ＩＬが投影光学系ＰＬ側に照射されるように、レチクルステージＲＳＴを例えばＹ方向の中央に移動する。次のステップ１０２において、可動ブラインド１３Ｂを閉じて、露光領域１８Ｗを閉じる。次のステップ１０３において、ウエハステージＷＳＴを駆動して、図３（Ａ）に示すように、走査露光時に投影光学系ＰＬの露光領域１８Ｗとなる点線で示す領域の中央（光軸ＡＸ上）の計測点ＭＡに照度センサ３０の受光部３０ａを移動する。そして、露光光源８に所定時間だけパルス発光を行わせて、照度センサ３０及びインテグレータセンサ１５で同時に所定パルス数（例えば５０〜２００パルス程度）の照明光ＩＬの照度を計測する。これらの計測値は露光量制御系６に供給される。この場合、可動ブラインド１３Ｂ（露光領域１８Ｗ）が閉じているため、照度センサ３０で計測される光量は、照度の計測値のオフセットに相当する。露光量制御系６では、その所定パルス数の照度センサ３０及びインテグレータセンサ１５の照度の計測値のそれぞれの平均値ＶＩ１及びＶＩ２を求める。さらに、照明光ＩＬにはパルス発光毎のエネルギーのばらつきがある。そこで、これを補正するために、照度センサ３０で計測される照度の平均値ＶＩ１をインテグレータセンサ１５で計測される照度の平均値ＶＩ２で割って、露光領域１８Ｗ内の照度の規格化されたオフセットＤＩを求める。
【００２６】
次のステップ１０４において、可動ブラインド１３Ｂを開き、図２（Ｂ）に示すように、照明領域１８Ｒ及び露光領域１８Ｗを走査露光時に全開されたときの大きさに設定する。次のステップ１０５において、露光光源８にパルス発光を行わせながら、ウエハステージＷＳＴを駆動して、図３（Ｂ）に示すように、露光領域１８Ｗ内にＸ方向及びＹ方向にそれぞれほぼ等間隔で設定された計測点ＭＢａｂ（ａ＝１〜３；ｂ＝１〜３）に照度センサ３０の受光部３０ａを順次移動する。なお、図３（Ｂ）では、計測点ＭＢａｂは３行×３列で中央の計測点ＭＢ２２が光軸ＡＸ上に設定されているが、計測点ＭＢａｂの個数は任意である。そして、照度センサ３０の受光部３０ａが各計測点ＭＢａｂにあるときに、それぞれ照度センサ３０及びインテグレータセンサ１５で同時に上記の所定パルス数の照明光ＩＬの照度を計測し、露光量制御系６では、それらの計測値のそれぞれの平均値ＶＩａｂ及びＶ２ａｂを求める。さらに、照度センサ３０の照度の計測値の平均値ＶＩａｂを、インテグレータセンサ１５の計測値の平均値Ｖ２ａｂで除算して、各計測点ＭＢａｂ毎の規格化された照度＜ＶＩａｂ＞を求める。そして、露光量制御系６は、全部の計測点ＭＢａｂにおける規格化された照度＜ＶＩａｂ＞を平均化して、基準照度ＲＩを求める。即ち、露光領域１８Ｗ内の平均的な照度が、露光領域１８Ｗの外部のフレアの基準照度となる。
【００２７】
次のステップ１０６において、主制御系２は、計測対象の計測領域（計測ブロック）の順序を示すパラメータｉの初期値を１に設定する。なお、本実施形態では、図３（Ｃ）に示すように、露光領域１８ＷをＹ方向（走査方向）に挟む第１及び第２の計測領域２０Ａ，２０Ｂ、及び露光領域１８ＷをＸ方向（非走査方向）に挟む第３及び第４の計測領域２０Ｃ，２０Ｄよりなる４個の計測領域を計測対象とする。従って、パラメータｉの上限値Ｉは４である。計測領域２０Ａ，２０ＢのＹ方向の幅は、露光領域１８ＷのＹ方向の幅の１／２〜１／６程度であり、計測領域２０Ｃ，２０ＤのＸ方向の幅は、計測領域２０Ａ，２０ＢのＹ方向の幅と同じ程度である。なお、露光領域１８Ｗに対して斜め方向の４箇所の領域２０Ｅ，２０Ｆ，２０Ｇ，２０Ｈをさらに計測領域としてもよい。
【００２８】
また、計測領域２０Ａ，２０ＢのＹ方向の中央にＸ方向に沿ってほぼ等間隔で複数（ここでは３箇所）の計測点ＭＣ１，ＭＣ２が設定され、計測領域２０Ｃ，２０ＤのＸ方向の中央にＹ方向に沿ってほぼ等間隔で複数（ここでは３箇所）の計測点ＭＣ３，ＭＣ４が設定されている。一例として、計測点ＭＣ１，ＭＣ２の配列は、露光領域１８Ｗ内の計測点ＭＢ１１，ＭＢ２１，ＭＢ３１の配列と同じであり、計測点ＭＣ３，ＭＣ４の配列は、露光領域１８Ｗ内の計測点ＭＢ１１，ＭＢ１２，ＭＢ１３の配列と同じである。しかしながら、計測点ＭＣ１〜ＭＣ４の間隔と、計測点ＭＢａｂの間隔とは異なっていてもよい。
【００２９】
次のステップ１０７において、露光光源８にパルス発光を行わせながら、ウエハステージＷＳＴを駆動して、図３（Ｃ）に示すように、１番目の計測領域２０Ａ（第１ブロック）内の複数の計測点ＭＣ１に照度センサ３０の受光部３０ａを順次移動する。そして、照度センサ３０の受光部３０ａが各計測点ＭＣ１にあるときに、それぞれ照度センサ３０及びインテグレータセンサ１５で同時に上記の所定パルス数の照明光ＩＬの照度を計測し、露光量制御系６では、それらの計測値のそれぞれの平均値ＶＩＣ１及びＶ２Ｃ２を求める。さらに、照度センサ３０で計測される照度の平均値ＶＩＣ１を、インテグレータセンサ１５で計測される照度の平均値Ｖ２Ｃ２で除算して、各計測点ＭＣ１毎の規格化された照度＜ＶＩＣ＞を求める。そして、露光量制御系６は、全部の計測点ＭＣ１における規格化された照度＜ＶＩＣ＞を平均化して計測領域２０Ａの照度ＥＩ（１）を求める。
【００３０】
次のステップ１０８において、露光量制御系６は、ステップ１０３で求めた照度の規格化されたオフセットＤＩ、ステップ１０５で求めた基準照度ＲＩ、及びステップ１０７で求めた照度ＥＩ（１）から、次式でｉ＝１とおいた式によって１番目の計測領域２０Ａ（第１ブロック）のフレア量Ｆ（１）（％）を計算する。フレア量Ｆ（ｉ）は、それぞれｉ番目の計測領域２０Ａ〜２０Ｄ内の照度の平均値ＥＩ（ｉ）のオフセット補正後の値を、露光領域１８Ｗ内の照度の平均値ＲＩのオフセット補正後の値で割った値を％で表示したものである。
【００３１】
Ｆ（ｉ）＝｛（ＥＩ（ｉ）−ＤＩ）／（ＲＩ−ＤＩ）｝×１００  …（１）
次のステップ１０９で、パラメータｉの値が上限値Ｉ（ここでは４）に達していない場合には、ステップ１１０でパラメータｉの値に１を加算した後、動作はステップ１０７に戻り、次の計測領域２０Ｂ（第２ブロック）で照度が計測され、ステップ１０８で計測領域２０Ｂにおけるフレア量Ｆ（２）が式（１）から計算される。同様に、計測領域２０Ｃ，２０Ｄ（第３、第４のブロック）に関してもフレア量Ｆ（３）、Ｆ（４）が計算される。このように計測された計測領域２０Ａ〜２０Ｄのフレア量Ｆ（ｉ）の情報は、例えば露光量制御系６から主制御系２を介して入出力装置５に出力される。そして、フレア量が所定の規格よりも多い場合には、例えば照明光学系ＩＬＳ及び／又は投影光学系ＰＬ中の所定のレンズの清掃等が行われる。
【００３２】
そして、全部の計測領域２０Ａ〜２０Ｄのフレアの計測が終了すると、動作はステップ１０９からステップ１１１に移行して、レチクルステージＲＳＴにレチクルＲがロードされる。その後、ステップ１１２の露光工程で、露光装置ＥＸにおいて、上述のようにウエハＷの各ショット領域にレチクルＲのパターンの像が走査露光される。本実施形態によれば、テストプリント等を行うことなく、露光領域１８Ｗの外部の計測領域２０Ａ〜２０Ｄにおけるフレアを効率的に、かつ高精度に計測できる。
【００３３】
本実施形態の効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態の露光装置ＥＸは、照明光学系ＩＬＳからの照明光（露光光）ＩＬでレチクルＲのパターンを照明し、照明光ＩＬでそのパターン及び投影光学系ＰＬを介してウエハＷ（基板）を露光する露光装置である。露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの像面側で照明光ＩＬの照度を計測する照度センサ３０（第１照度センサ）と、照度センサ３０を移動するウエハステージＷＳＴと、照明光学系ＩＬＳ内で照明光ＩＬから分岐された光の照度を計測するインテグレータセンサ１５（第２照度センサ）と、露光量制御系６（演算装置）とを備えている。そして、露光量制御系６は、フレア計測時には、投影光学系ＰＬの露光領域１８Ｗ内で照度センサ３０によって計測される照明光の照度（第１の照度）と、露光領域１８Ｗ外の計測領域２０Ａ〜２０Ｄ内で照度センサ３０によって計測される照明光の照度（第２の照度）と、それらの照度がそれぞれ計測されるときにインテグレータセンサ１５によって計測される照度（第３の照度）とに基づいて計測領域２０Ａ〜２０Ｄ内のフレアを求めるものである。
【００３４】
また、本実施形態の露光装置ＥＸによるフレアの計測方法は、投影光学系ＰＬのフレアを計測するフレア計測方法において、投影光学系ＰＬの露光領域１８Ｗ内で照度を計測するステップ１０５と、露光領域１８Ｗ外の計測領域２０Ａ〜２０Ｄ内で照度を計測するステップ１０７と、ステップ１０５，１０７で計測される照度の計測値に基づいて計測領域２０Ａ〜２０Ｄ内のフレアを求めるステップ１０８と、を含んでいる。
【００３５】
本実施形態によれば、露光領域１８Ｗ内で計測される照度と露光領域１８Ｗ外の計測領域２０Ａ〜２０Ｄ内で計測される照度とに基づいて計測領域２０Ａ〜２０Ｄ内のフレアを求めているため、投影光学系ＰＬの露光領域外のフレアを効率的に計測できる。
（２）また、本実施形態では、照度センサ３０によって計測される露光領域１８Ｗ及び計測領域２０Ａ〜２０Ｄ内の照度を、同時にインテグレータセンサ１５で計測される照度によって規格化しているため、照明光ＩＬ（パルス光）のエネルギーが時間的に変化しても、計測領域２０Ａ〜２０Ｄのフレアを高精度に求めることができる。
【００３６】
なお、照明光ＩＬのエネルギーが安定している場合には、インテグレータセンサ１５の計測値による照度センサ３０の計測値の規格化は省略してもよい。
（３）また、本実施形態では、可動ブラインド１３Ｂを閉じた状態で露光領域１８Ｗで計測される照度をオフセットＤＩとして、このオフセットＤＩで照度センサ３０で計測される照度を補正しているため、外乱光等の影響が軽減されている。なお、外乱光等の影響が少ない場合には、オフセットＤＩの補正は省略してもよい。
【００３７】
（４）また、本実施形態の露光装置ＥＸの露光方法は、照明光ＩＬでレチクルＲのパターンを照明し、照明光ＩＬでそのパターン及び投影光学系ＰＬを介してウエハＷ（基板）を露光する露光方法において、投影光学系ＰＬの像面におけるフレアを、本実施形態のフレアの計測方法を用いて計測する工程を含んでいる。本実施形態によれば、フレアの計測を効率的に行うことができるため、露光工程のスループットが向上する。
【００３８】
なお、上記の実施形態では、露光領域１８Ｗ外のフレアの計測領域は、計測領域２０Ａ〜２０Ｄ（又は２０Ａ〜２０Ｈ）であるが、露光領域１８Ｗ外のフレアの計測領域としては、露光領域１８Ｗの外部の任意の方向の任意の大きさの領域が可能である。
次に、上記の実施形態の変形例につき図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を参照して説明する。上記の実施形態で計測される露光領域１８Ｗの外部の計測領域２０Ａ〜２０Ｄのフレアには、照明光学系ＩＬＳに起因するフレアと投影光学系ＰＬに起因するフレアとが混じっている。そこで、主に投影光学系ＰＬに起因するフレアを計測するためには、図４のステップ１０１において、レチクルステージＲＳＴに、図５（Ａ）に示すように、パターン領域ＰＡ１以外の領域が遮光されたテストレチクルＴＲ１をロードすればよい。この場合には、照明光学系ＩＬＳから照明領域１８Ｒに対して非走査方向に外れて照射されるフレア光ＦＬ３は遮光される。従って、照度センサ３０を用いることによって、照明光学系ＩＬＳのフレア光ＦＬ３の影響を除去したフレアを計測できる。
【００３９】
さらに、照明光学系ＩＬＳのフレアの影響をより完全に低減するためには、レチクルステージＲＳＴに、図５（Ｂ）に示すように、パターン領域ＰＡ２内の照明領域１８Ｒと同じ大きさの領域１９以外の領域が遮光されたテストレチクルＴＲ２をロードすればよい。この場合には、照明領域１８Ｒに領域１９が重なるようにテストレチクルＴＲ２が位置決めされる。これによって、照明光学系ＩＬＳから照明領域１８Ｒに対して走査方向に外れて照射されるフレア光ＦＬ１も遮光されるため、照度センサ３０を用いてほぼ投影光学系ＰＬのみに起因するフレアを計測できる。
【００４０】
なお、上記の実施形態の露光装置又は露光方法を用いて半導体デバイス等の電子デバイスを製造する場合、電子デバイスは、図６に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造するステップ２２３、前述した実施形態の露光装置ＥＸ又は露光方法によりレチクルのパターンを基板に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２２４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。
【００４１】
言い換えると、この電子デバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光装置又は露光方法を用いてレチクルのパターンを基板に露光することと、そのパターンが露光された基板を処理（現像等）することと、を含んでいる。この際にその露光装置又は露光方法によれば、投影光学系のフレアを効率的に計測できるため、電子デバイスを高いスループットで量産できる。
【００４２】
なお、本発明は、走査露光型の露光装置（スキャナー）の他に、ステップ・アンド・リピート方式（一括露光型）の露光装置（ステッパー等）にも適用できる。さらに、本発明は、例えば米国特許出願公開第２００７／２４２２４７号明細書等に開示されている液浸型露光装置でフレアを計測する場合にも同様に適用することができる。
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子やプラズマディスプレイなどを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミックスウエハ上に転写する露光装置、並びに撮像素子（ＣＣＤなど）、有機ＥＬ、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems)、及びＤＮＡチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置及びＥＵＶ露光装置などで使用されるマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。
【００４３】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００４４】
ＥＸ…露光装置、ＩＬＳ…照明光学系、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ、６…露光量制御系、１５…インテグレータセンサ、１８Ｗ…露光領域、２０Ａ〜２０Ｄ…計測領域、３０…照度センサ
【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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