(57)【要約】【課題】計測手段の較正の回数を低減させることを例示的目的とする露光装置を提供する。【解決手段】 投影光学系の光軸の方向における投影光学系の像面の位置を計測するため、投影光学系と基板ステージに配された基準面とを介した光を計測する第１の計測手段と、基板ステージに配された対象面の光軸の方向における位置を計測する第２の計測手段と、を有し、計測された像面の位置と計測された対象面としての基準面の位置とに基づいて第２の計測手段の較正を行い、第２の計測手段により基板ステージに配された対象面としての基板の表面の位置を計測し、計測された表面の位置に基づいて基板ステージを位置決めし、基板ステージにより基準面が位置決めされた状態の第１の計測手段の較正後の出力と、状態における基準面を対象面とする第２の計測手段の較正後の出力とに基づき、第１の計測手段の出力と第２の計測手段の出力との間の較正後の相対的変化量を算出する。【選択図】図１
2008270441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持して移動する基板ステージと、
原版からの光を前記基板ステージに保持された基板に投影する投影光学系と、
前記投影光学系の光軸の方向における前記投影光学系の像面の位置を計測するため、前記投影光学系と前記基板ステージに配された基準面とを介した光を計測する第１の計測手段と、
前記基板ステージに配された対象面の該光軸の方向における位置を計測する第２の計測手段と、
を有し、
前記第１の計測手段を用いて計測された該像面の位置と前記第２の計測手段により計測された該対象面としての該基準面の位置とに基づいて前記第２の計測手段の較正を行い、該較正のなされた前記第２の計測手段により前記基板ステージに配された該対象面としての基板の表面の位置を計測し、該計測された該表面の位置に基づいて前記基板ステージを位置決めし、該位置決めされた前記基板ステージに保持された基板を、該原版を介して露光する露光装置であって、
前記基板ステージにより該基準面が位置決めされた状態における前記第１の計測手段の該較正後の出力と、該状態における該基準面を該対象面とする前記第２の計測手段の該較正後の出力とに基づき、前記第１の計測手段の出力と前記第２の計測手段の出力との間の該較正後の相対的変化量を算出する算出手段、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記第１の計測手段および前記第２の計測手段のうち一方の出力に基づいて該基準面を位置決めし、該位置決めされた状態で前記第１の計測手段および前記第２の計測手段のうち他方の出力を得、
前記算出手段は、
該較正を行ったときの前記第１の計測手段の出力と前記第２の計測手段の出力との関係を記憶する記憶手段を有し、かつ
該一方の出力と、該他方の出力と、前記記憶手段に記憶された関係とに基づいて該相対的変化量を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
基板を保持して移動する基板ステージと、
原版からの光を前記基板ステージに保持された基板に投影する投影光学系と、
前記投影光学系を介し、前記基板ステージに配された基準マークの位置を計測する第１の計測手段と、
前記投影光学系を介さずに、前記基板ステージに配された対象マークの位置を計測する第２の計測手段と、
を有し、
前記第１の計測手段を用いて計測された該基準マークの位置と前記第２の計測手段を用いて計測された該対象マークとしての該基準マークの位置とに基づいて前記第２の計測手段の較正を行い、該較正のなされた前記第２の計測手段により前記基板ステージに保持された基板に配された該対象マークとしてのアライメントマークの位置を計測し、該計測されたアライメントマークの位置に基づいて前記基板ステージを位置決めし、該位置決めされた前記基板ステージに保持された基板を、該原版を介して露光する露光装置であって、
前記基板ステージにより該基準マークが位置決めされた状態における前記第１の計測手段の該較正後の出力と、該状態における該基準マークを該対象マークとする前記第２の計測手段の該較正後の出力とに基づき、前記第１の計測手段の出力と前記第２の計測手段の出力との間の該較正後の相対的変化量を算出する算出手段、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項４】
前記第１の計測手段および前記第２の計測手段のうち一方の出力に基づいて該基準面を位置決めし、該位置決めされた状態で前記第１の計測手段および前記第２の計測手段のうち他方の出力を得、
前記算出手段は、
該較正を行ったときの前記第１の計測手段の出力と前記第２の計測手段の出力との関係を記憶する記憶手段を有し、かつ
該一方の出力と、該他方の出力と、前記記憶手段に記憶された関係とに基づいて該相対的変化量を算出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
該算出された相対的変化量が許容量を超えたことに対応する報知を行う報知手段、
を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の露光装置。
【請求項６】
該算出された相対的変化量が許容量を超えた場合に該較正を行う、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の露光装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
該露光された基板を現像する工程と、
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、露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
露光装置による露光処理においては、装置の経時の変化に伴う焦点位置、平面方向位置等のずれを定期的に計測し、そのずれ補正を実施している。
計測処理は、露光装置のメンテナンス作業として生産を止めメンテナンス作業者によって実施されるか、若しくは露光処理中のプロセス条件として定期的に計測処理が実施されている。
そこで、特開平８−８１６５号公報（特許文献１）により、半導体集積回路素子等の半導体装置の製造に用いられる露光装置とそれを用いた半導体装置の製造方法が提案されている。
これは縮小倍率の補正が容易で重ね合わせ精度の向上を可能にする露光装置とそれを用いた半導体装置の製造方法の提案である。
【特許文献１】特開平８−８１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年の微細化デバイスへの対応は、高精度に装置の経時的変化の補正を行うことを必要としている。
一方、生産性を向上させるために露光処理以外の計測処理に許される時間は短くなっている。
そこで、本発明は、計測手段の較正の回数を低減させることを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するための本発明の露光装置は、基板を保持して移動する基板ステージと、原版からの光を前記基板ステージに保持された基板に投影する投影光学系と、前記投影光学系の光軸の方向における前記投影光学系の像面の位置を計測するため、前記投影光学系と前記基板ステージに配された基準面とを介した光を計測する第１の計測手段と、前記基板ステージに配された対象面の該光軸の方向における位置を計測する第２の計測手段と、を有し、
前記第１の計測手段を用いて計測された該像面の位置と前記第２の計測手段により計測された該対象面としての該基準面の位置とに基づいて前記第２の計測手段の較正を行い、該較正のなされた前記第２の計測手段により前記基板ステージに配された該対象面としての基板の表面の位置を計測し、該計測された該表面の位置に基づいて前記基板ステージを位置決めし、該位置決めされた前記基板ステージに保持された基板を、該原版を介して露光する露光装置であって、前記基板ステージにより該基準面が位置決めされた状態における前記第１の計測手段の該較正後の出力と、該状態における該基準面を該対象面とする前記第２の計測手段の該較正後の出力とに基づき、前記第１の計測手段の出力と前記第２の計測手段の出力との間の該較正後の相対的変化量を算出する算出手段、を有することを特徴とする。
【０００５】
さらに、本発明の露光装置は、 基板を保持して移動する基板ステージと、 
原版からの光を前記基板ステージに保持された基板に投影する投影光学系と、  前記投影光学系を介し、前記基板ステージに配された基準マークの位置を計測する第１の計測手段と、 前記投影光学系を介さずに、前記基板ステージに配された対象マークの位置を計測する第２の計測手段と、を有し、前記第１の計測手段を用いて計測された該基準マークの位置と前記第２の計測手段を用いて計測された該対象マークとしての該基準マークの位置とに基づいて前記第２の計測手段の較正を行い、該較正のなされた前記第２の計測手段により前記基板ステージに保持された基板に配された該対象マークとしてのアライメントマークの位置を計測し、該計測されたアライメントマークの位置に基づいて前記基板ステージを位置決めし、該位置決めされた前記基板ステージに保持された基板を、該原版を介して露光する露光装置であって、前記基板ステージにより該基準マークが位置決めされた状態における前記第１の計測手段の該較正後の出力と、該状態における該基準マークを該対象マークとする前記第２の計測手段の該較正後の出力とに基づき、前記第１の計測手段の出力と前記第２の計測手段の出力との間の該較正後の相対的変化量を算出する算出手段、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の露光装置によれば、計測手段の較正の回数を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００８】
ここで、図１を参照して本発明の実施例１の露光装置の概略構成を説明する。
図１は、本発明の実施例１の露光装置の概略構成を示す構成図である。
光源１は露光用の光源である。レチクル２上の回路パターンを基板であるウェハ８上に転写露光する際には、露光装置制御系７０の指示が光源制御系３０に伝えられ、光源制御系３０の指示により光源１の動作が制御される。
不図示であるが、露光用の光源１とレチクルステージ４との間には、照明光の形状等を変更するための照明光学系が構成されている。
照明光学系内は、結像性能の安定等を目的としてＮ２等の気体によりパージされている。気体の流量は不図示ではあるが気体の噴出し口又は排出口近辺に構成された流量をモニタするための流量計により計測される。
照明光学系内は気圧値をモニタするための気圧計、照明光学系内の雰囲気温度と湿度をモニタするための温湿度計も構成されている。
さらに、照明光学系内及び照明光学系とレチクルステージ４との間の雰囲気温度と湿度をモニタするために温湿度計が構成されている。
【０００９】
レチクル２は、レチクルステージ４に保持されている。レチクル基準プレート３は、図１においてはレチクルステージ４に保持されているが、光学的にレチクル２と等価な位置に固定されている場合もある。
レチクルステージ４は、走査型露光装置では投影光学系５の光軸方向（ｚ）及びこの方向に直交する方向（ｘ、ｙ）に移動可能であり、光軸に対しての回転及び走査方向に対するピッチング及びヨーイングを変化させ得る。
ウェハステージ１０は、基板であるウェハ８を保持して移動する基板ステージである。
投影光学系５は、原版であるレチクル２からの光を基板ステージであるウェハステージ１０に保持された基板であるウェハ８に投影する光学系である。
レチクルステージ４は、露光装置制御系７０の指示がレチクルステージ制御系４０に伝えられ、レチクルステージ制御系４０の指示により駆動制御される。
レチクルステージ４の位置は、レーザー干渉計１０１ａ、不図示のエンコーダ等の光軸方向及び水平方向位置検出手段により計測される。
さらに、レチクルステージ４は、不図示ではあるがレチクルステージ４の発熱を押さえるために純水等の液体の循環やエア等を直接吹きかけることにより冷却される。
【００１０】
レチクルステージ４の冷却系には、液体やエアの流量をモニタするための流量計、温度をモニタするための温度計、湿度をモニタするための湿度計が構成されている。
同様にレチクルステージ４空間にも空間温度を一定に保つためにエアが循環されているため、エアの流量をモニタするための流量計、温度をモニタするための温度計、湿度をモニタするための湿度計が構成されている。
また、レチクルステージ４空間には、気圧をモニタするための気圧計も構成されている。
一方、レチクル基準プレート３上には、レチクル基準プレート３上の光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置検出用マーク等の不図示の数種類の基準マークが設けられている。
投影光学系５は、複数のレンズで構成されており、露光時はレチクル２上の回路パターンをウェハ８上に投影光学系５の縮小倍率に対応した倍率で結像させる。投影光学系５は、投影光学系制御系５０により制御される。
【００１１】
投影光学系５は、不図示のレーザー干渉計、エンコーダが構成されており、構成要素である各レンズ等の位置が計測される。
さらに、投影光学系５には、不図示ではあるが投影光学系５内の雰囲気温度をモニタするための温度計、雰囲気湿度をモニタするための湿度計、雰囲気気圧をモニタするための気圧計が構成されている。
投影光学系５も、レンズが吸収した熱を発散させるために純水等の液体の循環やエア等を直接吹きかけることにより冷却を実施している。
投影光学系５の冷却系には、液体やエアの流量をモニタするための流量計、結像性能の安定等を目的としてＮ２等の気体パージの流量をモニタするための流量計が構成されている。
【００１２】
TTR(Through
The Reticle)方式のTTR観察光学系２０は、後述する各構成要素２１，２２，２３，２４，２５を有している。
TTR観察光学系２０は、第１の計測手段を有し、投影光学系５の光軸の方向における投影光学系５の像面の位置を計測するため、投影光学系５と基板ステージであるウェハステージ１０に配された基準面とを介した光を計測する手段である。
まず、ファイバ２１から出射した照明光束は、ハーフミラー２２を通過し、対物レンズ２３とミラー２４を介してレチクル基準プレート３又はレチクル２近傍に集光する。
レチクル基準プレート３近傍に集光した照明光束は、投影光学系５を介してステージ基準プレート９上に集光する。
ステージ基準プレート９からの反射光は元の光路を戻り、投影光学系５、レチクル基準プレート３、ミラー２４、対物レンズ２３を介し、ハーフミラー２２で順に反射して撮像素子２５に入射する。
なお、ステージ基準プレート９には、ステージ基準プレート９上の光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置検出用マーク等が設けられている。
また、TTRアライメントスコープであるTTR観察光学系２０内には不図示ではあるが、観察面との焦点位置を変えるリレーレンズが構成されている。
【００１３】
TTR観察光学系２０は、レチクル基準プレート３上の光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置検出用マーク及びステージ基準プレート９上の光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置検出用マークを計測する。
なお、TTR観察光学系２０は、レチクルステージ４及び投影光学系５が複数構成される装置においては、投影光学系５の数に応じて複数構成される。
一方、TTR観察光学系２０は、雰囲気温度をモニタするための温度計、雰囲気湿度をモニタするための湿度計、雰囲気気圧をモニタするための気圧計が構成されている。
TTR観察光学系２０は、対物レンズ及びリレーレンズが吸収した熱を発散させるために純水等の液体の循環やエア等を直接吹きかけることにより冷却される。
このため、TTR観察光学系２０には、液体やエアの流量をモニタするための流量計、結像性能の安定等を目的としてＮ２等の気体パージの流量をモニタするための流量計が構成されている。
対物レンズ２３及びリレーレンズの位置は、不図示のレーザー干渉計やエンコーダ等の位置検出手段により計測される。
【００１４】
投光光学系６より発せられた非露光光である光束は、ステージ基準プレート９上の点又はウェハ８の上面に集光して反射される。反射された光束は、検出光学系７に入射する。
不図示ではあるが、検出光学系７内には位置検出用受光素子が配置され、位置検出用受光素子とステージ基準プレート９上の光束の反射点が共役となるように構成されている。
ステージ基準プレート９の投影光学系５の光軸方向に対する位置ズレは、検出光学系７内の位置検出用受光素子上での入射光束の位置ズレとして計測される。
なお、投光光学系６及び検出光学系７は、オフアクシスのオートフォーカス光学系を構成する。
【００１５】
ステージ基準プレート９には、不図示ではあるが、投影光学系５を介し形成されたパターン像に対応した位置検出用マークが形成される。
即ち、レチクル２上に描画されたマークやレチクル基準プレート３上に描画された位置検出用マークに対し、光源１より射出された露光光束が照明光学系又はTTR観察光学系２０を介し照明される。
このため、ステージ基準プレート９には、投影光学系５を介し形成されたパターン像に対応する図示されない位置検出用マークが形成されており位置検出に利用される。
検出光学系７により計測されたステージ基準プレート９の基準面からの位置ずれ量は、上記位置検出用マークとの関係で明確となりウェハステージ制御系６０に伝達される。
【００１６】
ウェハステージ制御系６０は、フォーカスキャリブレーション計測時に、ステージ基準プレート９を基準位置の近傍で投影光学系５の光軸方向（ｚ方向）に上下駆動を行い、さらに露光時にはウェハ８の位置制御も実施する。
一方、ウェハ８の表面を非露光光で観察及び計測することが可能なオフ−アクシス方式のオフ−アクシス観察光学系１００が構成されている。
オフ−アクシス観察光学系１００は、ウェハステージ１０又はウェハ８の平面方向の位置を検出する平面方向位置検出手段を構成し、露光装置制御系７０により制御される。
オフ−アクシス観察光学系１００は、基板ステージに配された対象面の該光軸の方向における位置を計測する第２の計測手段である。
さらに、第１の計測手段を用いて計測された該像面の位置と第２の計測手段により計測された該対象面としての該基準面の位置とに基づいて前２の計測手段の較正を行う。
さらに、該較正のなされた第２の計測手段により基板ステージに配された該対象面としての基板の表面の位置を計測し、該計測された該表面の位置に基づいて前記基板ステージを位置決めする。
さらに、該位置決めされた基板ステージに保持された基板であるウェハ８を、原版であるレチクル２を介して露光する。
なお、後述するレーザー干渉計１０１ｃは、平面方向位置検出手段のうちオフ−アクシス観察光学系１００の相対的な位置の変化を、露光処理を実施していない時に計測する相対位置計測手段を構成する。
【００１７】
オフ−アクシス観察光学系１００は、雰囲気温度をモニタするための温度計、雰囲気湿度をモニタするための湿度計、雰囲気気圧をモニタするための気圧計が構成されている。
ウェハステージ１０は、走査型露光装置では投影光学系５の光軸方向（ｚ）及びこの方向に直交する方向（ｘ、ｙ）に移動可能であり、光軸に対し回転及び走査方向に対するピッチング及びヨーイングを変化させることも可能である。
ウェハステージ１０の駆動制御は、露光装置制御系７０の指示がウェハステージ制御系６０に伝えられ、ウェハステージ制御系６０の指示によりウェハステージ１０は駆動制御される。
ウェハステージ１０は、レーザー干渉計１０２，１０３、不図示のエンコーダ等の光軸方向及び水平方向位置検出手段や相対位置計測手段によりウェハステージ１０位置が計測される。
ウェハステージ１０は、不図示ではあるがウェハステージ１０の発熱を押さえるために純水等の液体を循環させることやエア等を直接吹きかけることにより冷却が実施される。
このため、冷却用の液体やエアの流量をモニタするための流量計、温度をモニタするための温度計が構成されている。
【００１８】
また、ウェハステージ１０空間にも空間温度を一定に保つためにエアが循環される。
このため、ウェハステージ１０空間にも同様にエアの流量をモニタするための流量計、温度をモニタするための温度計、湿度をモニタするための湿度計、気圧をモニタするための気圧計が構成されている。
【００１９】
相対位置計測手段の計測には、既存の露光処理の焦点位置における複数の直交方向傾き位置検出手段１０１ａによる計測結果を記憶する記憶手段７０ａあるいは１つの直交方向傾き位置検出手段のいずれかを用いる。
相対位置計測手段は、記憶手段７０ａに記憶された既存の露光処理の焦点位置における計測結果により、露光装置内の構成ユニットを、光軸方向と光軸との直交方向傾き方向に駆動する。
さらに、１つの直交方向傾き位置検出手段以外の直交方向傾き位置検出手段で計測する。
なお、上記の構成ユニットには、例えば、レチクル２、レチクルステージ４、基板であるウェハ８、ウェハステージ１０、投影光学系５、TTR観察光学系２０、TTR観察光学系２０内の構成要素、オフ−アクシス観察光学系１００等がある。
また、基板であるウェハ８の非露光処理時のウェハステージ１０におけるステージ基準プレート９付近のエッジ側、及びウェハ８付近のエッジ側の各々のＹ軸方向の上方には、レーザー干渉計１０２が設置されている。
【００２０】
さらに、ウェハ８の非露光処理時のウェハステージ１０における裏面側の中央側のＹ軸方向の下方にも、レーザー干渉計１０２が設置されている。
各々のレーザー干渉計１０２は、ウェハステージ１０の傾斜状態等を計測するものであり、ウェハステージ１０の相対的な位置の変化を、露光処理を実施していない時に計測する相対位置計測手段の一つを構成する。
ウェハステージ１０におけるステージ基準プレート９付近の側面側の外方付近には、レーザー干渉計１０３が設置されている。
レーザー干渉計１０３は、ウェハステージ１０の水平方向の位置を検出するものであり、ウェハステージ１０の相対的な位置の変化を、露光処理を実施していない時に計測する相対位置計測手段の一つを構成する。
【００２１】
一方、露光装置制御系７０は、各種制御を実行するＣＰＵ及び各種計測情報や補正制御用プログラムを含む各種制御用プログラム等を記憶する記憶手段７０ａを備える。各種制御用プログラムについては後述する。
露光装置制御系７０は、平面方向位置検出手段、及び相対位置計測手段による計測結果により露光装置内の各構成要素、各構成ユニットの経時的変化の有無を自動的に判定する判定手段を構成する。
この判定手段は、算出手段を有し、基板ステージにより基準面が位置決めされた状態における第１の計測手段の較正後の出力と、該状態における基準面を対象面とする第２の計測手段の該較正後の出力とに基づき算出する。
この算出手段は、さらに、第１の計測手段の出力と第２の計測手段の出力との間の該較正後の相対的変化量を算出する。
さらに、第１の計測手段および第２の計測手段のうち一方の出力に基づいて基準面を位置決めし、該位置決めされた状態で第１の計測手段および第２の計測手段のうち他方の出力を得る。
また、算出手段は、該較正を行ったときの第１の計測手段の出力と第２の計測手段の出力との関係を記憶する記憶手段を有し、かつ、該一方の出力と、該他方の出力と、前記記憶手段に記憶された関係とに基づいて該相対的変化量を算出する。
露光装置制御系７０は、判定手段である露光装置制御系７０による判定された結果により補正計測を実施する補正計測制御手段７０ｂとしての構成を含む。
露光装置制御系７０に基づく補正計測の対象は露光装置内のウェハステージ１０やTTR観察光学系２０等の任意の各構成要素、各構成ユニットである。
なお、レーザー干渉計１０１ａ〜１０１ｃ、１０２、１０３、オフ−アクシス観察光学系１００も補正計測制御手段としての構成に含まれる。
露光装置制御系７０は、補正計測に基づく補正値に基づき露光装置の各構成要素、各構成ユニットを補正制御することにより高精度な露光処理を実行する。
【００２２】
図２は、光軸方向及び光軸との直交方向傾きの経時的変化の補正計測シーケンスである露光装置制御系７０の御用プログラムの一例を示すフローチャートである。
ここで図２を参照し、露光装置内に構成した複数の光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置検出手段の相対的な位置の変化を計測し、装置の経時的変化の有無を判断し補正計測の実施を自動制御する具体的な方法に関し説明する。
補正計測では、TTR観察光学系２０を用いて、レチクル基準プレート３上の光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置検出用マーク及びステージ基準プレート９上の光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置検出用マークを計測する。
補正計測に必要な計測準備では、TTR観察光学系２０の対物レンズ２３の駆動、TTR観察光学系２０へ導光するための照明光学系の駆動、レチクル基準プレート３上のマークを計測するためのレチクルステージの駆動は完了している。
また、ステージ基準プレート９上のマークを計測するためのウェハステージ１０の駆動等も既に完了しているものとする。
【００２３】
以上の後、まず、ステップＳ１０では、TTR観察光学系２０の不図示のリレーレンズを計測開始位置へ駆動する。
図２中のステップＳ１５では、レチクル２側の位置検出用マークの計測を行う。レチクル２側の位置検出用マークの計測とは、TTR観察光学系２０の構成により位置検出用マークのコントラスト又は光量の計測を指す。
ステップＳ２０では、計測完了を確認する。計測が完了していない場合はステップＳ２５でリレーレンズの焦点位置を変更してステップＳ１０へ戻り、上述の処理を繰り返す。
全計測対象の計測が完了した場合は、ステップＳ３０で最適な光軸方向位置及び光軸との直交方向傾きの算出、つまり最適な焦点位置の算出を行う。
ここでの最適な光軸方向位置とは、レチクル２側の位置検出用マークに対するTTR観察光学系２０の最適な焦点位置である。
光軸との直交方向傾きとは、左右のTTR観察光学系２０の各々で算出した最適な光軸方向位置と左右のTTR観察光学系２０のスパンより算出した光軸との直交方向傾きである。
【００２４】
次いでステップＳ３５では、リレーレンズを最適な光軸方向位置へ駆動する。駆動が完了することによりレチクル２側の位置検出用マークに対するTTR観察光学系２０の光軸方向位置が最適化される。
ステップＳ４０では、最適な焦点状態を記憶する。ここでは最適な光軸方向位置での複数の光軸方向位置検出系の計測値を記憶する。
例えば、一つには出力結果を元にレチクルステージ４の光軸方向位置及び光軸との直交方向傾きを制御するレーザー干渉計１０１ａ、エンコーダの読み値を記憶する。
第２にはリレーレンズの光軸方向位置を制御するレーザー干渉計１０１ｂ、エンコーダの読み値を記憶する。
第３にはリレーレンズの駆動を行うモータのパルス数、TTR観察光学系２０の光軸位置計測値である光量値やコントラスト値を記憶する。
さらに他にも装置内環境要因として各々の気圧、温度、湿度も焦点位置が変化する要因となるため、レチクルステージ４及びレチクルステージ空間及びTTR観察光学系２０内のエア又は液体の流量や温度、湿度、気圧値も記憶する。
【００２５】
ステップＳ４５では、ウェハ８側の位置検出用マークを計測位置に駆動する。
ここでウェハ８側の位置検出用マークを計測位置に駆動する理由は、ウェハ８側マーク面がTTR観察光学系２０下にあるとウェハ８面からの反射光がTTR観察光学系２０に入射してしまうためである。
ウェハ８面からの反射光がTTR観察光学系２０に入射する場合、一時的にウェハステージ１０を反射面が無い場所に駆動する必要があるため、作業効率の観点からすれば好ましくない。
しかし、ステップＳ１０〜Ｓ３０の処理を実施しない場合、ステップＳ４５は省略しても良い。
ステップＳ５０では、ウェハ８側の位置検出用マークの計測を実施する。ウェハ８側の位置検出用マークの計測とは、TTR観察光学系２０の構成によりコントラスト又は光量計測を実施する。
【００２６】
ステップＳ５５では、ウェハ８側の位置検出用マークの計測が完了したか否かを確認する。
ウェハ８側の位置検出用マークの計測が完了していない場合は、ステップＳ６０でウェハステージ１０に構成されているＺステージの光軸方向位置を変更し、Ｚステージの焦点位置変更を行い、ステップＳ５０へ戻る。
全計測が完了後、ステップＳ６５では、最適な光軸方向位置及び光軸との直交方向傾きの算出、つまり最焦点位置の算出を行う。
ここでの最適な光軸方向位置とは、レチクル２側の位置検出用マークに対するウェハ８側の位置検出用マークの最適な焦点位置を指す。
光軸との直交方向傾きとは、左右のTTR観察光学系２０の各々で算出した最適な光軸方向位置と左右のTTR観察光学系２０のスパンより算出した光軸との直交方向傾きである。
【００２７】
ステップＳ７０では、Ｚステージを最適な光軸方向位置及び最適な光軸との直交方向傾き位置へ駆動する。
その駆動が完了することによりレチクル２側の位置検出用マークに対するウェハ８側の位置検出用マークの光軸方向位置及び光軸との直交方向傾きが最適化される。
ステップＳ７５では、最適な焦点状態を記憶する。ここでは最適な光軸方向位置での複数の光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置検出系の計測値を記憶する。
例えば、出力結果を元にウェハステージ１０の光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置を制御するレーザー干渉計１０２，１０３、エンコーダの読み値、オフアクシスオートフォーカス検出光学系の読み値を記憶する。
また、TTR観察光学系２０の光軸位置計測値である光量値やコントラスト値、さらには出力結果を元に投影光学系の各レンズの位置を制御するレーザー干渉計１０１ｂ等、及びエンコーダの読み値を記憶する。
他にも装置内環境要因として気圧、温度、湿度も焦点位置が変化する要因となるため、ウェハステージ１０及びウェハステージ空間、投影光学系及びTTR観察光学系２０内のエア又は液体の流量や温度、湿度、気圧値を記憶する。
【００２８】
図３は、光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置検出手段の相対的な位置の変化を計測する計測シーケンスである露光装置制御系７０の御用プログラムの他の一例を示すフローチャートである。
ここでは、レチクル２側の位置検出用マークに対するウェハ８側の位置検出用マークの光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置の経時的変化の有無の計測を例に挙げ説明する。
まず、ステップＳ１００では、レチクルステージ４、ウェハステージ１０を記憶している最適な焦点位置へ駆動する。
記憶している最適な焦点位置とは、前述の図２中のステップＳ４０及びステップＳ７５で記憶した最適な焦点位置を指す。
【００２９】
最適な焦点位置への駆動とは、レチクルステージ４の光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置は記憶しているレーザー干渉計１０１ａ又はエンコーダの値となる位置へのレチクルステージ４の高さの駆動調整を指す。
第２にTTR観察光学系２０のリレーレンズの光軸方向位置が、記憶しているレーザー干渉計１０１ｂ又はエンコーダの値となる位置へのリレーレンズの駆動調整を指す。
第３に投影光学系５内のレンズ位置が、記憶している不図示のレーザー干渉計又はエンコーダの値となる位置への投影光学系５内のレンズの駆動調整を指す。
第４にウェハステージ１０の光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置が、記憶しているレーザー干渉計１０２、１０３又はエンコーダの値となる位置へのウェハステージ１０の高さの駆動調整を指す。
【００３０】
ステップＳ１０５では、光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置検出手段を使った計測を実施する。
即ち実施例１ではオフアクシスの投光光学系６及び検出光学系７から成るオートフォーカス検出光学系とTTR観察光学系２０による計測を実施する。
オフアクシスのオートフォーカス検出光学系は、ウェハステージ１０の高さ及び傾きを計測する。
TTR観察光学系２０は、ウェハステージ１０側の位置検出用マークの光量又はコントラストを計測する。
ステップＳ１１０では、複数の光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置検出手段の検出結果の相対変化を比較する。
ウェハステージ空間での経時的変化の有無を判断するためには、ウェハステージ１０の光軸方向高さ及び傾きとオフアクシスのオートフォーカス検出光学系の検出結果との関係を見れば良い。
【００３１】
ところで、ステップＳ１００により、ウェハステージ１０の光軸方向高さ及び傾きが、既に記憶している最適な焦点位置であるレーザー干渉計１０２、１０３又はエンコーダの値への駆動調整が完了している。
このためウェハステージ１０が経時的に変化していなければ最適な焦点位置に駆動されている。
また、ステップＳ１０５により、オフアクシスのオートフォーカス検出光学系によりウェハステージ１０の高さ及び傾きが計測されている。
オフアクシスのオートフォーカス検出光学系が経時的変化していなければ計測値は記憶しているオフアクシスのオートフォーカス検出光学系の計測値と同じ値となる。
ステップＳ１１５では、複数の光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置検出手段の検出結果に相対変化があるか否かを判定する。
ここで各検出結果が同じ値となっている場合は、「経時的変化無し」と判断し、ステップＳ１２５へ進む。
しかし、オフアクシスのオートフォーカス検出光学系の計測値が記憶した値と異なる場合は、ウェハステージ１０又はオフアクシスのオートフォーカス検出光学系のどちらかが経時的変化していると判断し、ステップＳ１２０へ進む。
【００３２】
また、同様に、ウェハステージ空間又は投影光学系空間での経時的変化の有無を判断するためには、ウェハステージ１０の光軸方向高さと傾き及び投影光学系５内の各レンズ位置とTTR観察光学系２０の関係を見れば良い。
即ち、ステップＳ１００によりウェハステージの光軸方向高さ及び傾きは記憶している最適な焦点位置にレーザー干渉計又はエンコーダの値を元に駆動が完了している。
同様に投影光学系５内の各レンズ位置も記憶している最適な焦点位置にレーザー干渉計又はエンコーダの値を元に駆動が完了しており、ウェハステージ１０及び投影光学系５に経時的変化がなければ最適な焦点位置に駆動されている。
さらに、TTR観察光学系２０によりウェハ８側の位置検出用マークの光量又はコントラストが計測されている。
このため、TTR観察光学系２０が経時的変化していなければ光量又はコントラスト値は記憶しているTTR観察光学系２０の光量又はコントラスト値と同じ値となる。
【００３３】
ここで、双方のTTR観察光学系２０の光量又はコントラスト値が同じ値となっている場合も、「経時的変化無し」と判断し、ステップＳ１２５へ進む。
しかし、TTR観察光学系２０の光量又はコントラスト値が記憶している値と異なっている場合は、ウェハステージ１０又は投影光学系５又はTTR観察光学系２０のいずれかが経時的変化していると判断しステップＳ１２０へ進む。
かくて、ステップＳ１２０では、「経時的変化有り」と確定し、「経時的変化有り」をディスプレイ等に表示する。
一方、ステップＳ１２５では、「経時的変化無し」と確定し、「経時的変化無し」をディスプレイ等に表示する。
【００３４】
レーザー干渉計１０１ａ〜１０１ｃ、１０２やオフアクシスのオートフォーカス検出光学系等の光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置検出手段は、温度や湿度、気圧等の環境要因に対して敏感度を持っている。
このため、記憶している最適な焦点位置での温度や湿度、気圧と現在の値が異なっている場合は、敏感度を考慮し補正を行う。
上記の様に、本発明では記憶している最適な焦点位置情報を元にレチクルステージ４等の光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置をレーザー干渉計やエンコーダという光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置検出手段により計測する。
その計測し記憶した最適な焦点位置へウェハステージ１０等を駆動した状態で、オフアクシスのオートフォーカス検出光学系やTTR観察光学系２０といった光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置検出手段を使用する。
しかし、これとは異なる光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置検出手段で光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置を計測し、記憶している最適な焦点位置情報との相対比較により装置内経時的変化の有無の判断が可能となる。
即ち実施例１では、レーザー干渉計１０１ａ等の値に従いステージ４，１０の光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置を駆動調整し、オフアクシスのオートフォーカス検出光学系又はTTR観察光学系２０で計測を実施し記憶する。
【００３５】
実施例１では、記憶している計測値との相対値を比較することを例に挙げたが、本発明の相対値比較はこれに限定されるものではない。
例えば、オフアクシスのオートフォーカス検出光学系の値に従いステージ４，１０の光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置を駆動調整し、TTR観察光学系２０での計測を実施しても良い。
また、例えば、オフアクシスのオートフォーカス検出光学系の値に従いステージ４，１０を光軸方向及び光軸との直交方向傾き位置に駆動し、オフ−アクシス観察光学系１００による計測を実施しても良い。
あるいは、装置の経時的変化の有無を判別するために、いずれかの光軸方向及び光軸との１つの直交方向傾き位置検出手段に従い計測対象物であるウェハ側マークやレチクル側マークを記憶している最適な焦点位置に駆動調整する。
そして、光軸方向及び光軸との１つの直交方向傾き位置検出手段以外の直交方向傾き位置検出手段により計測を実施し、記憶している値との計測値の差の有無を計測するという手法も好ましい。即ち計測値と記憶値との差が計測可能又は判定可能であれば良い。
【００３６】
図４は、前記光軸方向及び光軸との直交方向傾き装置の経時的変化の有無の判定を含む露光処理シーケンスである露光装置制御系７０の御用プログラムのさらに他の一例を示すフローチャートである。
前Lot処理終了後、ステップＳ２００では、構成ユニットとしての、例えば、レチクルステージ４、ウェハステージ１０、オフアクシスのオートフォーカス検出光学系、TTR観察光学系２０等の相対的な位置の変化の計測を実施する。
各々の相対的な位置の相対的な変化の計測は前述しているのでここではその詳しい説明は省略する。
ステップＳ２０５では、相対な変化の計測に相対的な変化があるか否か、つまり相対的な位置の変化の有無を確認する。
ここで、相対的な位置の変化がある場合は、次の露光処理前に装置の経時的変化の補正計測を実施する必要があるため、ステップＳ２１０で補正計測の実施を意味するFlagを”On”する。
しかし、相対的な位置の変化がない場合は、次の露光処理前に装置の経時的変化の補正計測を実施する必要が無いため、ステップＳ２１５で非補正計測実施を意味するFlagを”Off”する。
【００３７】
なお、ここではステップＳ２００の相対的な位置の変化計測タイミングを、前のLot処理終了後で次のLot処理開始前とした。
しかし図４に示す次のLot処理開始の後、ステップＳ２２０のレチクル２供給とステップＳ２２５のウェハ８供給は並列処理される。
ただし必ずしもレチクル２及びウェハ８の供給完了タイミングは同じにはならないため、先に供給処理が完了したユニットであるレクチル２等を優先して相対的な位置の変化計測を実施するという方法を用いても良い。
また、Lot処理中であればウェハ８交換は頻繁に実施されるが、ウェハ８交換のタイミングで必ずしもレチクル２交換が発生するとは限らない。
即ちレチクル２交換が発生しないタイミングで相対的な位置の変化計測を実施することも可能であるため、相対的な位置の変化計測タイミングはLot処理終了から開始までの間に限定されるものではない。
つまり、レチクル２やウェハ８等を含む各種構成ユニットの相対的な位置の変化計測の実施は、露光処理に遅延を与えない任意のタイミング、若しくは遅延を容認し得る任意のタイミングで実施すれば良い。
【００３８】
ステップＳ２３０では、経時的変化の補正計測の実施の必要性を示すFlagの状態を確認する。Flagが”On”の場合は、ステップＳ２３５で経時的変化の補正計測を実施する。
経時的変化の補正計測の詳細は図２を用いて既に記述しているので、ここでは省略する。
ステップＳ２４０では、アライメント計測を実施する。アライメント計測実施時は露光装置の各構成ユニットの経時的変化が補正された状態で計測処理が実施されるため、高精度なアライメント計測が実施されることなる。
ステップＳ２４５では、露光処理が実施される。不図示であるが、露光処理はLot処理が完了するまでウェハ８交換やレチクル２交換を繰り返しながら処理が実施される。
以上実施例１では、露光装置内の各構成ユニットの経時的変化の有無を露光処理を実施していない時に判定し、経時的変化が有る場合には、露光直前に経時的変化の補正計測を実施するため、装置を効率よく高精度に稼動できる。
このため、実施例１の露光装置は、メンテナンス作業に費やす時間と露光処理中に必要な補正計測時間を低減することができる。
【実施例２】
【００３９】
次に、本発明の実施例２を説明する。
本実施例では、平面方向の位置を検出する複数の平面方向位置検出手段であるTTR観察光学系２０、オフ−アクシス観察光学系１００の相対的な位置の変化を非露光処理時に相対位置計測手段であるレーザー干渉計１０１ｃ等で計測する。
第１の計測手段であるTTR観察光学系２０は、投影光学系５を介し、基板ステージであるウェハステージ１０に配された基準マークの位置を計測する手段である。
第２の計測手段であるオフ−アクシス観察光学系１００は、投影光学系５を介さずに、基板ステージに配された対象マークの位置を計測する手段である。
さらに、第１の計測手段を用いて計測された該基準マークの位置と第２の計測手段を用いて計測された該対象マークとしての該基準マークの位置とに基づいて第２の計測手段の較正を行う。
さらに、該較正のなされた第２の計測手段により基板ステージに保持された基板に配された該対象マークとしてのアライメントマークの位置を計測し、該計測されたアライメントマークの位置に基づいて前記基板ステージを位置決めする。
これにより、該位置決めされた基板ステージに保持された基板であるウェハ８を、原版であるレチクル２を介して露光する。
その計測結果に基づく装置の構成ユニットである平面方向位置検出手段の経時的変化の有無は、判定手段としての露光装置制御系７０により自動的に判定する。
露光装置制御系７０は、算出手段を有し、基板ステージにより該基準マークが位置決めされた状態における第１の計測手段の該較正後の出力と、該状態における該基準マークを該対象マークとする前記第２の計測手段の該較正後の出力とに基づき算出する。
さらに、第１の計測手段の出力と第２の計測手段の出力との間の該較正後の相対的変化量を算出する。
さらに、第１の計測手段および第２の計測手段のうち一方の出力に基づいて該基準面を位置決めし、該位置決めされた状態で第１の計測手段および第２の計測手段のうち他方の出力を得る。
算出手段は、該較正を行ったときの第１の計測手段の出力と第２の計測手段の出力との関係を記憶する記憶手段を有し、かつ  該一方の出力と、該他方の出力と、前記記憶手段に記憶された関係とに基づいて該相対的変化量を算出する。
ここで、該算出された相対的変化量が許容量を超えたことに対応する報知を行う報知手段を有し、該算出された相対的変化量が許容量を超えた場合に該較正を行う。
露光装置制御系７０は補正計測を実施する補正計測制御手段７０ｂの構成を含む。
また、本実施例でも、相対位置計測には、既存の露光処理の平面方向位置における複数の平面方向位置検出手段の計測結果を記憶する記憶手段７０ａあるいは１つの前記平面方向位置検出手段のいずれかを用いる。
そして、記憶手段７０ａに記憶されている既存の露光処理の平面方向位置における計測結果により露光装置内の構成ユニットである平面方向位置検出手段を平面方向に位置を駆動し、他の前記平面方向位置検出手段で計測する。
【００４０】
本実施例２では、露光装置内に構成した複数の光軸方向及び平面方向位置検出手段の相対的な位置の変化を計測し、装置の経時的変化の有無を判断し補正計測の実施を自動制御する具体的な方法に関し説明する。
なお、平面方向位置検出手段は、TTR観察光学系２０、オフ−アクシス観察光学系１００により構成されている。
図５は、平面方向位置検出手段の経時的変化を補正する補正計測シーケンスである露光装置制御系７０の御用プログラムのさらに他の一例を示すフローチャートである。
実施例２での補正計測はTTR観察光学系２０を用いて、レチクル基準プレート３上の平面方向位置検出用マーク及びステージ基準プレート９上の平面方向位置検出用マークを計測する。
なお、レチクル基準プレート３及びステージ基準プレート９の双方の平面方向位置検出用マークは、以下、位置検出用マークと略称する。
また、本実施例では、補正計測に必要な計測準備として、TTR観察光学系２０の対物レンズ２３の駆動、TTR観察光学系２０へ導光するための照明光学系の駆動は既に完了している。
さらに、レチクル基準プレート３上の位置検出用マークを計測するためのレチクルステージ４の駆動、ステージ基準プレート９上の位置検出用マークを計測するためのウェハステージ１０の駆動等は既に完了しているものとする。
【００４１】
まず、ステップＳ３００では、TTR観察光学系２０のリレーレンズをレチクル基準プレート３上の位置検出用マークに対する最適な焦点位置へ駆動する。その最適な焦点位置計測の詳細な説明は前述しているため省略する。
ステップＳ３０５では、ウェハステージ１０のＺステージを最適な焦点位置へ駆動する。その最適な焦点位置計測の詳細な説明は前述しているため省略する。ステップＳ３００とステップＳ３０５は並列処理される。
なお、ステップＳ３００及びステップＳ３０５は、平面方向位置計測を高精度に計測するために直前に計測マークの最適な焦点位置を求めるために実施するが、光軸方向位置が経時的変化していない場合は省略しても良い。
ステップＳ３１０では、構成ユニットとして、レチクル２、ウェハ８、レチクル基準プレート３、ステージ基準プレート９、TTR観察光学系２０、オフ−アクシス観察光学系１００等の平面方向位置の計測を実施する。
【００４２】
ステップＳ３１５では、各構成ユニットの平面方向位置を算出する。算出は、TTR観察光学系２０が２次元CCDで構成されている場合はCCDの中心に対する次の算出を行う。
即ちレチクル２側の位置検出用マークの位置ずれ量とウェハ８側の位置検出用マークの位置ずれ量、又は、レチクル２側の位置検出用マークとウェハ８側の位置検出用マークの相対位置ずれ量を算出する。
ウェハ８に描画されたパターンの平面方向位置検出は、オフ−アクシス観察光学系１００により実施される。
オフ−アクシス観察光学系１００に対するウェハ８上の計測マークの位置ずれ量を算出する。
ステップＳ３２０では、各構成ユニットの平面方向状態を記憶する。ここでは複数の平面方向位置検出手段であるTTR観察光学系２０、オフ−アクシス観察光学系１００の計測値を記憶する。
例えば、出力結果を基にレチクルステージ４の平面方向位置を制御するレーザー干渉計１０１ａおよびエンコーダの読み値、対物レンズ２３の平面方向位置を制御するレーザー干渉計１０１ｂおよびエンコーダの読み値を記憶する。
さらに、オフ−アクシス観察光学系１００の平面方向位置を計測するレーザー干渉計１０１ｃの読み値を記憶する。
また、TTR観察光学系２０の対物レンズ２３の駆動を行うモータのパルス数、TTR観察光学系２０の平面位置計測値である位置ずれ量を記憶する。
また、出力結果を元にウェハステージ１０の平面方向位置を制御するレーザー干渉計１０２，１０３やエンコーダの読み値、出力結果を元に投影光学系５の各レンズの位置を制御するレーザー干渉計やエンコーダの読み値を記憶する。
他にも装置内環境要因として気圧、温度、湿度も焦点位置が変化する要因となるため、ウェハステージ１０及びウェハステージ空間、投影光学系５及びTTR観察光学系２０内のエア又は液体の流量や温度、湿度、気圧値をも記憶する。
【００４３】
図６は、平面方向位置検出手段であるTTR観察光学系２０、オフ−アクシス観察光学系１００の相対的な位置の変化を計測する計測シーケンスである露光装置制御系７０の御用プログラムのさらに他の一例を示すフローチャートである。
ここでは、レチクル２側の位置検出用マークに対するウェハ８側の位置検出用マークの平面方向位置の経時的変化の有無の計測を例に挙げ説明する。
まず、ステップＳ３５０では、各構成ユニットを記憶している平面方向位置へ駆動する。記憶している平面方向位置とは、前述の図５中のステップＳ３２０で記憶した平面方向位置を指す。
平面方向位置への駆動は、レチクルステージ４の平面方向位置として、記憶しているレーザー干渉計１０１ａ又はエンコーダの値となる位置にレチクルステージ４のX,Y,θを駆動調整する。
さらに、TTR観察光学系２０の対物レンズ２３の平面方向位置として、記憶しているレーザー干渉計１０１ｂ又はエンコーダの値となる位置に対物レンズ２３を駆動調整する。
さらに、投影光学系５の平面方向位置として、記憶しているレーザー干渉計又はエンコーダの値となる位置に投影光学系５内のレンズを駆動調整する。
さらに、ウェハステージ１０の平面方向位置として、記憶しているレーザー干渉計１０２、１０３又はエンコーダの値となる位置にウェハステージ１０のX,Y,θを駆動調整する。
【００４４】
ステップＳ３５５では、平面方向位置検出手段を使った計測を実施する。即ち平面方向位置検出手段を構成するTTR観察光学系２０、オフ−アクシス観察光学系１００による計測を実施する。
オフ−アクシス観察光学系１００による計測は、ウェハステージ１０側の位置検出用マークのオフ−アクシス観察光学系１００の位置基準に対する位置ずれ量を計測する。
TTR観察光学系２０による計測は、レチクル２側位置検出用マークのTTR観察光学系２０の位置基準に対する位置ずれ量及びウェハステージ１０側位置検出用マークのTTR観察光学系２０の位置基準に対する位置ずれ量を計測する。
TTR観察光学系２０による計測は、又は、レチクル２側位置計測用マークとウェハ８側位置検出用マークとの相対位置ずれ量を計測する。
【００４５】
ステップＳ３６０では、複数の平面方向位置検出手段の計測結果を相対比較する。
例えば、ウェハステージ空間での経時的変化の有無を判断するためには、ウェハステージ１０の平面方向位置とオフ−アクシス観察光学系１００の関係を見れば良い。
即ちステップＳ３５０でウェハステージ１０の平面方向位置は、記憶している平面方向位置にレーザー干渉計１０３又はエンコーダの値を元に駆動が完了している。
ウェハステージ１０が経時的変化していなければオフ−アクシス観察光学系１００の位置基準に対してウェハ８側の位置検出用マークの位置は既存計測した位置と同じ位置に駆動されている。
一方、ステップＳ３５５でオフ−アクシス観察光学系１００によりウェハ８側の位置検出用マークのオフ−アクシス観察光学系１００の位置基準に対する位置ずれが計測されている。
オフ−アクシス観察光学系１００が経時的変化していなければ計測値は記憶しているオフ−アクシス観察光学系１００による計測値と同じ値となる。
【００４６】
ステップＳ３６５では、ステップＳ３６０による複数の平面方向位置検出手段の計測結果の相対比較の結果、各値に相対変化があるか否かを確認する。
確認の結果、同じ値である場合は、「経時的変化無し」と判断し、ステップＳ３７５へ進む。
しかし、オフ−アクシス観察光学系１００の計測値が記憶している値と異なっている場合は、ウェハステージ１０又はオフ−アクシス観察光学系１００のどちらかが経時的変化していると判断し、ステップＳ３７０へ進む。
同様に、レチクルステージ空間又は投影光学系空間での経時的変化の有無を判断するためには、レチクルステージ１０の平面方向位置及び投影光学系５内の各レンズ位置とTTR観察光学系２０の関係を見ればよい。
ステップＳ３５０でレチクルステージ４の平面方向位置は記憶している平面方向位置にレーザー干渉計１０１ａ又はエンコーダの値を元に駆動が完了している。
【００４７】
同様に投影光学系５内の各レンズ位置は記憶している位置にレーザー干渉計又はエンコーダの値を元に駆動が完了している。
レチクルステージ４及び投影光学系５が経時的変化していなければTTR観察光学系２０の位置基準又はレチクル２側位置検出用マークに対してウェハ８側位置検出用マークの位置は既存計測した位置と同じ位置に駆動されている。
ここで、ウェハ８側位置検出用マークとの相対位置ずれを計測する場合は、前述したウェハステージ１０とオフ−アクシス観察光学系１００の関係によりウェハステージ空間は経時的変化していないことが前提となる。
ステップＳ３５５でTTR観察光学系２０によりレチクル２側位置検出用マークのTTR観察光学系２０の位置基準に対する位置ずれ又はレチクル２側位置検出用マークに対するウェハ８側位置検出用マークの位置ずれが計測されている。
TTR観察光学系２０が経時的変化していなければ計測値は記憶しているTTR観察光学系２０の計測値、又は、ウェハ８側位置検出用マークとレチクル２側位置検出用マークの相対位置ずれ量とは同じ値となる。
【００４８】
したがって、ステップＳ３６５で同じ値となっているかを確認し、同じ値である場合は、「経時的変化無し」と判断し、ステップＳ３７５へ進む。
しかし、TTR観察光学系２０の計測値又はウェハステージ１０側位置検出用マークとレチクル２側位置検出用マークの相対位置ずれ量が記憶している値と異なる場合は、経時的変化していると判断しステップＳ３７０へ進む。
即ち、構成ユニットであるレチクルステージ４、投影光学系５、及びTTR観察光学系２０のいずれかが経時的変化していると判断しステップＳ３７０へ進む。
一方、レーザー干渉計１０１ａ〜１０１ｃ、１０２、１０３や、TTR観察光学系２０及びオフ−アクシス観察光学系１００等の平面方向位置検出手段は温度や湿度、気圧等環境要因に対して敏感度を持っている。
このため、記憶している平面方向位置取得時の温度や湿度、気圧と現在の値が異なっている場合は、敏感度を考慮し補正を行う。
【００４９】
即ち上記の様に、記憶している平面方向位置情報を元にレチクルステージ４等の焦点位置をレーザー干渉計１０１ａ又はエンコーダといった平面方向位置検出手段により記憶している平面方向位置へ駆動する（ステップＳ３５０）。
そして、その駆動した状態で、オフ−アクシス観察光学系１００やTTR観察光学系２０といった駆動制御に使用した平面方向位置検出手段とは異なる平面方向位置検出手段で平面方向位置を計測する（ステップＳ３５５）。
その計測結果と、記憶している平面方向位置情報との相対比較をすることにより（ステップＳ３６０）、装置内の経時的変化の有無を判断している（ステップＳ３６５）。
以上の後、ステップＳ３７０では、「経時的変化有り」と確定し、例えば「経時的変化有り」をディスプレイ等に表示する。
一方、ステップＳ３７５では、「経時的変化無し」と確定し、例えば「経時的変化無し」をディスプレイ等に表示する。
【００５０】
実施例２では、レーザー干渉計１０１ａ等の値に従いステージ４、１０の平面方向位置を駆動調整し、TTR観察光学系２０の計測を実施し、記憶している計測値との相対値を比較することを例に挙げた。
しかし、本発明の相対値比較はこれに限定されるものではなく、例えば、オフ−アクシス観察光学系１００の値に従いステージ４、１０の平面方向位置を駆動調整し、レーザー干渉計１０１ａ等の計測を実施しても良い。
即ち、装置の経時的変化の有無を判別すべく、まず、いずれかの平面方向位置計測手段に従い計測対象物であるウェハ８側やレチクル２側の位置検出用マークを記憶している平面方向位置に駆動調整しておく。
そして、他の平面方向位置計測手段であるTTR観察光学系２０、オフ−アクシス観察光学系１００により計測を実施し、記憶している値との計測値の差の有無が計測可能であれば良い。
なお、構成ユニットの平面方向の経時的変化の有無の判定を含む露光処理シーケンスフローは前述した図４に示すフローチャートを適用することが可能であるが、その点の詳細は前述しているため省略する。
以上実施例２では、露光装置内の平面方向位置計測手段の経時的変化の有無を露光処理を実施していない時に判定し、経時的変化がある場合は、平面方向位置計測手段の補正計測を実施するため、装置を効率よく高精度に稼動できる。
このため、実施例２の露光装置も、メンテナンス作業に費やす時間と露光処理中に必要な補正計測時間を低減することができる。
【００５１】
（デバイス製造方法の実施例）
次に、図７及び図８を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。
図７は、ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等のデバイス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方法を例に説明する。
露光装置を用いてウェハを露光する工程と、前記ウェハを現像する工程とを備え、具体的には、以下の工程から成る。
ステップＳ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。
ステップＳ２（マスク製作）では設計した回路パターンに基づいてマスク（レチクル）を製作する。
ステップＳ３（ウェハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
ステップＳ４（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、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウェハ上に実際の回路を形成する。
ステップＳ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップＳ４によって作製されたウェハを用いて半導体チップ化する工程である。
この工程には、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）等の組み立て工程を含む。
ステップＳ６（検査）では、ステップＳ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。
こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップＳ７）される。
【００５２】
図８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Ｓ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。
ステップＳ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。
ステップＳ１３（電極形成）では、ウェハに電極を形成する。
ステップＳ１４（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Ｓ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。
ステップＳ１６（露光）では、露光装置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Ｓ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。
ステップＳ１８（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Ｓ１９（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。
本実施例のデバイス製造方法は、上記の露光装置を用いるため、デバイス製造の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施例１の露光装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施例１の光軸方向及び光軸との直交方向傾きの経時的変化の補正計測シーケンスを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例１の露光装置における光軸方向位置検出系の相対的な位置の変化を計測する計測シーケンスを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例１の露光装置における経時的変化の有無の判定を含む露光シーケンスを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例２の露光装置における平面方向装置の経時的変化を補正する補正計測シーケンスを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例２の露光装置における平面方向位置検出系の相対的な位置の変化を計測する計測シーケンスを示すフローチャートである。
【図７】本発明の露光装置を使用したデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７に示すフローチャートのステップ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】
【００５４】
１    露光光源      ２    レチクル
３    レチクル基準プレート
４    レチクルステージ
５    投影光学系    ６    投光光学系
７    検出光学系    ８    ウェハ
９    ステージ基準プレート
１０    ウェハステージ
２０    TTR観察光学系
２１    ファイバ    ２２    ハーフミラー
２３    対物レンズ  ２４    ミラー
２５    撮像素子    ３０    光源制御系
４０    レチクルステージ制御系
５０    投影光学系制御系
６０    ウェハステージ制御系
７０    露光装置制御系
７０ａ  記憶手段    ７０ｂ  補正計測制御手段
１００    オフ−アクシス観察光学系
１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ    レーザー干渉計
１０２，１０３    レーザー干渉計
【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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