【手続補正書】
【提出日】平成21年8月6日(2009.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原版ステージと、前記原版ステージによって保持される原版を照明する照明光学系と、基板ステージと、前記原版のパターンを前記基板ステージ上の基板に投影する投影光学系とを備える露光装置であって、
撮像素子と、
計測光を前記投影光学系に斜入射させ、前記投影光学系から戻ってくる計測光を前記撮像素子に導く計測光学系と、
前記撮像素子の出力に基づいて前記基板の面位置情報を導出する制御部とを備え、
前記撮像素子は、
（ａ）前記計測光学系から出て前記原版ステージに配置されたマークに斜入射して前記マークおよび前記投影光学系を通過し、前記基板ステージ上の基板に入射して前記基板で反射され、前記投影光学系を更に通過して前記計測光学系に戻ってくる計測光で形成される前記マークの像と、
（ｂ）前記計測光学系から出て前記原版ステージに配置された前記マークに斜入射して、前記マークで反射され、前記計測光学系に戻ってくる計測光で形成される前記マークの像と、
を撮像し、
前記制御部は、前記マークを通過した計測光で形成される前記マークの像と前記マークで反射した計測光で形成される前記マークの像との間隔に基づいて前記基板の面位置情報を導出することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記計測光学系は、前記計測光学系の光軸からシフトした位置に開口部を有する絞りを含み、前記絞りによって前記マークに斜入射させる計測光が規定され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】
前記基板は、前記投影光学系の焦平面からデフォーカスされ、
前記マークを通過した計測光は、前記投影光学系から前記計測光学系に戻ってくる間に、前記マークからシフトした位置を通過することを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記マークを基準とした前記基板の面位置の変化を前記面位置情報として導出することを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項５】
前記基板ステージを移動させながら前記間隔に基づいて前記基板の面位置情報を導出することによって前記基板の面形状が計測されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記投影光学系の第１位置に計測光を入射させた状態で前記基板の面形状を計測し、前記投影光学系の第２位置に計測光を入射させた状態で前記基板の面形状を計測し、両計測結果に基づいて前記投影光学系の光軸方向における前記基板ステージの駆動誤差が計測されることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記計測光学系及び前記撮像素子を含んでそれぞれ構成される第１ＴＴＲ検出器および第２ＴＴＲ検出器を備え、
前記第１ＴＴＲ検出器によって前記第１位置に計測光を入射させた状態で前記基板の面形状が計測され、前記第２ＴＴＲ検出器によって前記第２位置に計測光を入射させた状態で前記基板の面形状が計測されることを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記投影光学系を介することなく前記基板に計測光を入射させ、前記基板からの反射光を受光することによって前記基板の面位置情報を検出する面位置検出器を更に備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項９】
デバイス製造方法であって、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
次に、面位置検出器に関して説明する。露光装置は、基板Ｗ上の面位置を検出するために斜入射方式の面位置検出器１０３を備えている。面位置検出器１０３は、投影光学系ＵＬによって原版Ｒのパターンが転写される基板Ｗの表面に対して複数の光ビームを斜入射照明する照明部１０３ａと、基板Ｗの表面で反射された複数の光ビームを検出する検出部１０３ｂとを含む。面位置検出器１０３の検出部１０３ｂには複数の光ビームにそれぞれ対応して複数の受光素子が配置されている。この受光素子の受光面は、基板Ｗの表面上の各光ビームの反射点と略共役になるように配置されている。面位置検出器１０３は、基板ＷのＺ方向の位置ずれを検出部１０３ｂの受光素子に入射する光ビームの位置ずれとして検知する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
理想的には、投影光学系ＵＬの焦平面と面位置検出器１０３の計測原点は一致している。露光の際には、面位置検出器１０３の計測原点からの基板Ｗの表面の位置ずれ、つまり、投影光学系ＵＬの焦平面からの基板Ｗの表面の位置ずれを補正するために基板ステージＷＳの位置をＺ方向に駆動する。この補正駆動を行うことで、投影光学系ＵＬの焦平面ＦＰに基板Ｗの表面を合わせた状態で露光を行うことができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明は、原版ステージと、前記原版ステージによって保持される原版を照明する照明光学系と、基板ステージと、前記原版のパターンを前記基板ステージ上の基板に投影する投影光学系とを備える露光装置に係り、前記露光装置は、撮像素子と、計測光を前記投影光学系に斜入射させ、前記投影光学系から戻ってくる計測光を前記撮像素子に導く計測光学系と、前記撮像素子の出力に基づいて前記基板の面位置情報を導出する制御部とを備え、前記撮像素子は、（ａ）前記計測光学系から出て前記原版ステージに配置されたマークに斜入射して前記マークおよび前記投影光学系を通過し、前記基板ステージ上の基板に入射して前記基板で反射され、前記投影光学系を更に通過して前記計測光学系に戻ってくる計測光で形成される前記マークの像と、（ｂ）前記計測光学系から出て前記原版ステージに配置された前記マークに斜入射して、前記マークで反射され、前記計測光学系に戻ってくる計測光で形成される前記マークの像とを撮像し、前記制御部は、前記マークを通過した計測光で形成される前記マークの像と前記マークで反射した計測光で形成される前記マークの像との間隔に基づいて前記基板の面位置情報を導出する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
斜入射開口絞り４０１は、照明部１０５から出射された光を制限することによって、投影光学系ＵＬに斜入射させるべき計測光を規定する。斜入射開口絞り４０１は、投影光学系ＵＬの開口絞り面、いわゆる瞳面とほぼ共役な位置に配置されることが好ましい。図５は、斜入射開口絞り４０１の構成例を模式的に示す図である。斜入射開口絞り４０１は、図５に例示するように、ＴＴＲ検出器１０４の光軸上には開口部を持たず、光軸からＹ方向へシフトした位置にスリット状の開口部４０１ａを有している。このため、対物レンズ１０６を通過した計測光は、開口部４０１ａの位置ａｄに応じた入射角度で面位置計測用マーク３０１を斜入射照明する。開口部４０１ａは、光軸からＹ方向へシフトした位置に配置されていれば、スリット状に限らず、円形状、又は矩形状のものでもよい。なお、図５内の点線は、開口絞り位置における光線有効径を示している。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
上記駆動が終了すると、制御部２００は、ＴＴＲ検出器１０４に面位置計測用マーク３０１を照明させ、面位置計測用マーク３０１で反射された光束（以下、原版反射光ＲＲ）と基板反射光ＷＲとを撮像素子１０８に撮像させる。撮像素子１０８の撮像面上には、原版反射光ＲＲと基板反射光ＷＲとでラインパターン（マーク３０１の像）が形成される。得られるＹ方向の強度プロファイルを図８に例示する。図８において、”６０１ａ”が原版反射光ＲＲの強度プロファイルであり、”６０１ｂ”が基板反射光ＷＲの強度プロファイルである。ここで、ΔＹは、斜入射開口絞り４０１の開口位置ａｄ及び基板ステージＷＳの−Ｚ方向の駆動量に依存する値である。また、原版反射光ＲＲと基板反射光ＷＲとの光量差が大きい場合、ラインパターン像のコントラストに差が生じるため、計測精度が低下する可能性がある。そこで、２つの反射光の光量がほぼ等しくなるように面位置計測用マーク３０１の金属部の反射率を調整することが好ましい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
［第３実施形態］
この実施形態では、面位置検出器１０３とＴＴＲ検出器１０４とを使用することによって基板ステージＷＳの変動を補正するための補正テーブルを作成する。なお、ここで特に言及しない事項については、第１、第２実施形態に従いうる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
計測ステーションには、面位置検出器１０３が配置され、基板ステージＷＳを露光の際と同じように駆動することで、面位置検出器１０３によって基板Ｗの面位置計測を行う。この計測結果から、前述した方法により計測ステーションにおける基板ステージＷＳの変動を計測し、基板Ｗの面位置計測値から基板ステージＷＳの変動分を減ずることで、基板Ｗの面形状を算出する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
ツインステージ型の露光装置においても、予め面位置検出系１０３によって基板Ｗの面形状を計測しておくことで、基板ステージＷＳの変動を計測する際にはＴＴＲ検出器１０４を水平方向へ駆動させる必要がない。そのため、露光装置内におけるＴＴＲ検出器１０４の荷重重心が変化することもないので、ＴＴＲ検出器１０４の水平方向及びＺ方向の駆動誤差により面位置計測精度が低下することがない。