(57)【要約】【課題】物体の平坦度を精度良く計測する。【解決手段】物体表面上に設定された評価領域Ａ1の外側に位置する第１検出点Ｓ21、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ27、Ｓ61、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ67に照射系から検出光束を同時に照射し、各第１検出点からの反射光束を個別に受光する各センサの出力に基づいて物体表面の位置及び傾斜を一定値に保った状態で、評価領域内に位置する第２検出点Ｓ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57に照射系から検出光束をそれぞれ照射し、各第２検出点からの反射光束を個別に受光する各センサの出力に基づいて各第２検出点における面位置情報を得る。そして、各第２検出点の面位置情報を用いて、評価領域における物体表面の平坦度を算出する。従って、物体が仮にステージ上に載置されていても、その走行面の不定性などに影響を受けず、物体表面の平坦度を精度良く計測できる。【選択図】図５
2004138611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　被検出物体表面上の複数の検出点に検出光束を照射する照射系と、前記各検出光束の前記被検出物体表面からの反射光束を個別に受光する複数のセンサとを有し、前記各検出点における前記被検出物体表面の面位置情報を検出する多点焦点位置検出系を用いて、前記被検出物体表面の平坦度を計測する平坦度計測方法であって、
　前記被検出物体表面上に設定された所定の評価領域の外側に位置する少なくとも３つの第１検出点に前記照射系から検出光束を同時に照射し、前記各第１検出点からの反射光束を個別に受光する各センサの出力から得られる各第１検出点における前記被検出物体表面の面位置情報に基づいて前記被検出物体表面の位置及び傾斜を一定値に保つ第１工程と；
　前記被検出物体の位置及び傾斜が前記一定値に保たれた状態で、前記評価領域内に位置する複数の第２検出点に前記照射系から検出光束をそれぞれ照射し、前記各第２検出点からの反射光束を個別に受光する各センサの出力に基づいて前記各第２検出点における面位置情報を得る第２工程と；
　前記評価領域内の各検出点の面位置情報を用いて、前記評価領域における被検出物体表面の平坦度を算出する算出工程と；を含む平坦度計測方法。
【請求項２】
　前記評価領域は、一方向に関して、前記多点焦点位置検出系により同時に前記第２検出点を設定可能な範囲外の領域を含み、
　前記第２工程の処理の後、前記算出工程の処理に先立って、
　前記一方向に前記被検出物体を所定量移動し、前記第１工程で前記検出光束が照射された前記各第１検出点と同一の点である前記被検出物体表面上の少なくとも３つの第１検出点に前記照射系から検出光束を同時に照射し、各第１検出点からの反射光束を個別に受光する各センサの出力から得られる各第１検出点における前記被検出物体表面の面位置情報に基づいて前記被検出物体表面の位置及び傾斜を前記一定値に保つ第３工程と；
　前記被検出物体の位置及び傾斜が前記一定値に保たれた状態で、前記範囲外の領域内の少なくとも１つの第３検出点に前記照射系から検出光束を照射し、前記第３検出点からの反射光束を受光する少なくとも１つのセンサの出力に基づいて前記第３検出点における面位置情報を得る第４工程と；を更に含み、
　前記算出工程では、前記第２工程で得られた前記各第２検出点の面位置情報と前記第４工程で得られた前記第３検出点の面位置情報とに基づいて、前記評価領域内の平坦度を算出することを特徴とする請求項１に記載の平坦度計測方法。
【請求項３】
　前記被検出物体表面には、複数の評価領域が設定され、
　前記算出工程に先立って、前記各工程の処理を、前記複数の評価領域毎に実行し、前記各評価領域内の前記複数の検出点における面位置情報を得、
　前記算出工程では、前記各評価領域内の各検出点の面位置情報を用いて、前記各評価領域における被検出物体表面の平坦度を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の平坦度計測方法。
【請求項４】
　前記算出工程では、前記複数の評価領域内の対応する検出点毎に、前記面位置情報の平均値を求め、評価領域についての平均的な面形状を算出するとともに、前記算出された面形状における各検出点の面位置情報を前記各評価領域毎の対応する検出点の面位置情報からそれぞれ減算した各評価領域の複数の検出点についての補正後面位置情報を求め、該補正後面位置情報を用いて前記各評価領域における被検出物体表面の平坦度を算出することを特徴とする請求項３に記載の平坦度計測方法。
【請求項５】
　前記算出工程では、前記算出した前記評価領域についての平均的な面形状からの乖離量が一定値より大きな前記面位置情報を排除し、その排除後の面位置情報のみを用いて再度、前記評価領域についての平均的な面形状を算出することを特徴とする請求項４に記載の平坦度計測方法。
【請求項６】
　前記算出工程では、前記評価領域における被検出物体表面の平坦度を算出するに際し、前記評価領域における平均平面からの乖離量が一定値より大きな面位置情報を排除し、この排除後の面位置情報のみを用いて評価領域の推定平坦性を算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の平坦度計測方法。
【請求項７】
　被検出物体表面上の複数の検出点に検出光束を照射する照射系と、前記各検出光束の前記被検出物体表面からの反射光束を個別に受光する複数のセンサとを有し、前記各検出点における前記被検出物体表面の面位置情報を検出する多点焦点位置検出系を用いて、前記被検出物体表面の平坦度を計測する平坦度計測方法であって、
　それぞれが少なくとも１つの他の検出領域と一部重なるように前記被検出物体表面上に設定された複数の検出領域について、検出領域毎に、検出領域内の複数の検出点に前記照射系から検出光束をそれぞれ照射し、前記各検出点からの反射光束を個別に受光する各センサの出力に基づいて前記各検出点における面位置情報を得る第１工程と；
　前記各検出領域について、他の検出領域と相互に重なる領域部分を少なくとも含む特定領域内の各検出点の面位置情報に基づいて該特定領域の近似平面をそれぞれ算出し、相互に重なる領域を含む特定領域の近似平面同士が同一の面となるようにその特定領域に対応する検出領域内の各検出点の面位置情報を合成して、前記評価領域内の各検出点における面位置情報を作成する第２工程と；
　前記合成後の評価領域内の各検出点の面位置情報を用いて、前記評価領域における被検出物体表面の平坦度を算出する第３工程と；を含む平坦度計測方法。
【請求項８】
　前記被検出物体は、基板保持装置上に保持された基板であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の平坦度計測方法。
【請求項９】
　前記被検出物体は、その平坦度がデバイス製造用の基板に比べて高く設定された平坦基板であり、前記算出された被検出物体表面の平坦度は、前記被検出物体を保持する保持装置の保持面の平坦度であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の平坦度計測方法。
【請求項１０】
　被検出物体表面の平坦度を計測する平坦度計測装置であって、
　前記被検出物体を保持して２次元平面内で移動可能なテーブルと；
　前記被検出物体表面上の複数の検出点に検出光束を照射する照射系と、前記各検出光束の前記被検出物体表面からの反射光束を個別に受光して対応する検出点における前記被検出物体表面の面位置情報を出力する複数のセンサとを有する多点焦点位置検出系と；
　前記多点焦点位置検出系からの面位置情報に基づいて前記２次元平面に直交する方向及び前記２次元平面に対する傾斜方向、並びに前記２次元方向に前記テーブルを駆動する駆動系と；
　前記被検出物体表面に設定された所定の評価領域を含む領域に前記照射系からの検出光束が照射される位置に前記駆動系を介して前記テーブルを位置決めし、前記評価領域の外側に位置する少なくとも３つの第１検出点からの反射光束を個別に受光する各センサを選択し、該各センサの出力に基づいて前記被検出物体表面の位置及び傾斜が一定値に保たれるように前記駆動系を介して前記テーブルを制御した状態で、前記評価領域内に位置する複数の第２検出点からの反射光束を個別に受光する各センサの出力に基づいて前記各第２検出点における面位置情報を取得する制御装置と；
　前記取得された評価領域内の各検出点の面位置情報を用いて、前記評価領域における被検出物体表面の平坦度を算出する算出装置と；を備える平坦度計測装置。
【請求項１１】
　前記評価領域は、一方向に関して、前記多点焦点位置検出系により同時に前記第２検出点を設定可能な範囲外の領域を含み、
　前記制御装置は、前記面位置情報の取得の後、前記駆動系を介して前記テーブルを前記一方向に所定量移動し、その移動後に前記各第１検出点と同一の点である前記被検出物体表面上の少なくとも３つの第１検出点からの反射光束を個別に受光する各センサの出力に基づいて前記駆動系を介して前記テーブルを制御することにより前記被検出物体表面の位置及び傾斜を前記一定値に保った状態で、前記範囲外の領域内の少なくとも１つの第３検出点からの反射光束を受光する少なくとも１つのセンサの出力に基づいて前記第３検出点における面位置情報を更に取得し、
　前記算出装置は、前記制御装置が取得した前記各第２検出点の面位置情報と前記第３検出点の面位置情報とに基づいて、前記評価領域内の平坦度を算出することを特徴とする請求項１０に記載の平坦度計測装置。
【請求項１２】
　前記被検出物体表面には、複数の評価領域が設定され、
　前記制御装置は、前記複数の評価領域毎に、各評価領域内の前記複数の検出点における面位置情報の取得を実行し、
　前記算出装置は、前記各評価領域内の各検出点の面位置情報を用いて、前記各評価領域における被検出物体表面の平坦度を算出することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の平坦度計測装置。
【請求項１３】
　前記算出装置は、前記複数の評価領域内の対応する検出点毎に、前記面位置情報の平均値を求め、評価領域についての平均的な面形状を算出するとともに、前記算出された面形状における各検出点の面位置情報を前記各評価領域毎の対応する検出点の面位置情報からそれぞれ減算した各評価領域の複数の検出点についての補正後面位置情報を求め、該補正後面位置情報を用いて前記各評価領域における被検出物体表面の平坦度を算出することを特徴とする請求項１２に記載の平坦度計測装置。
【請求項１４】
　前記算出装置は、前記算出した前記評価領域についての平均的な面形状からの乖離量が一定値より大きな前記面位置情報を排除し、その排除後の面位置情報のみを用いて再度、前記評価領域についての平均的な面形状を算出することを特徴とする請求項１３に記載の平坦度計測装置。
【請求項１５】
　前記算出装置は、前記評価領域における被検出物体表面の平坦度を算出するに際し、前記評価領域における平均平面からの乖離量が一定値より大きな面位置情報を排除し、この排除後の面位置情報のみを用いて評価領域の推定平坦性を算出することを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の平坦度計測装置。
【請求項１６】
　前記被検出物体は、前記テーブル上に載置された基板であることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の平坦度計測装置。
【請求項１７】
　前記被検出物体は、前記テーブル上に載置された保持装置に保持された、その平坦度がデバイス製造用の基板に比べて高く設定された平坦基板であり、前記算出された被検出物体表面の平坦度は、前記被検出物体を保持する保持装置の保持面の平坦度であることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の平坦度計測装置。
【請求項１８】
　マスクのパターンを感光物体上に転写する露光装置であって、
　請求項１０〜１７のいずれか一項に記載の平坦度計測装置と；
　前記平坦度計測装置によって計測された平坦度の情報に基づいてその平坦度が調整された前記感光物体の保持装置と；を備える露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、平坦度計測方法及びその装置、並びに露光装置に係り、特にウエハ等の感光基板や該感光基板を保持するホルダなどの表面の平坦度の計測などに用いて好適な平坦度計測方法及び該方法の実施に適した平坦度計測装置、並びに該平坦度計測装置を備えた露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　従来より、半導体素子、液晶表示素子等を製造するリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の静止型投影露光装置（いわゆるステッパ）や、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（走査ステップ式投影露光装置：いわゆるスキャニング・ステッパ）などの投影露光装置が主として用いられている。
【０００３】
　この種の投影露光装置においては、その表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハあるいはガラスプレート等の基板（以下、「ウエハ」又は「感光基板」と総称する）上にパターンを精度良く転写するためには、投影光学系の最良結像面にウエハの被露光対象領域部分を一致（投影光学系の焦点深度の範囲内に合致）させた状態でマスクのパターンをウエハ上に転写する必要がある。このためには、投影光学系の光軸方向に関するウエハの位置を精度良く計測できることが必要であり、投影露光装置には、通常そのための装置（焦点位置検出系）が装備されている。
【０００４】
　近年の露光装置では、感光基板上の複数点を検出点とする多点焦点位置検出系が装備されている。この多点焦点位置検出系によると、感光基板上の複数点において投影光学系の光軸方向の位置情報（面位置情報）を検出できるため、感光基板表面の光軸方向位置のみならず、その傾斜をも検出できるので、感光基板上の被露光対象領域部分を投影光学系の像面に、より精度良く合わせることができる。
【０００５】
　ところで、例えば半導体素子は年々高集積化するとともにデバイスルール（パターンの実用最小線幅）が微細化している。これに対応すべく、投影露光装置にもより高い解像力が要求されるようになってきた。投影露光装置の解像力の向上は、露光光の波長（露光波長）の短波長化と投影光学系の大Ｎ．Ａ．化、すなわち開口数（Ｎ．Ａ．）を大きくすることによって達成される。露光波長は、今やＡｒＦエキシマレーザ光の１９３ｎｍが実用化されており、次世代の露光装置として更に波長の短い、波長１５７ｎｍのＦ2レーザ光を露光光として用いるＦ2レーザ露光装置の開発が鋭意行われている。このＦ2レーザ露光装置では、投影光学系も現在より更に大Ｎ．Ａ．化することは確実であると言われている。
【０００６】
　しかるに、投影光学系の大Ｎ．Ａ．化は、解像力の向上に寄与するが、その一方において焦点深度の狭小化を招いてしまう。現在、半導体素子製造用の投影露光装置の投影光学系としてはＮ．Ａ．が０．８５を超えるものも出現しており、装置に搭載後、より正確には、ウエハステージに搭載後のウエハホルダのフラットネス（ウエハホルダ表面の平坦度、以下「ホルダフラットネス」とも呼ぶ）が、その露光結果に多大な影響を与える事態となっている。ホルダフラットネスが露光結果に与える影響は、次世代の露光装置では、更に大きくなることは確実である。
【０００７】
　従って、半導体素子などを製造するためにリソグラフィ工程で用いられる投影露光装置では、その使用に際して、事前に、ウエハホルダのフラットネスを計測できることが必要である。従来、ホルダフラットネスの計測は、ウエハステージの走行面の平坦性を基準として、ウエハステージの移動を行いつつ、ウエハホルダ上に平坦度の高いウエハを載置して吸着保持し、そのウエハ表面の凹凸を１点又は多点の焦点位置検出系を用いて計測することにより、行われていた。
【０００８】
　しかしながら、現在の投影露光装置では、高度な振動対策が要求され、そのため、ウエハステージもベース上面（ガイド面）に対してエアベアリング等で浮上支持する構造が採用されており、そのためウエハステージの走行面に不定性がある。このため、ウエハステージ走行面を平坦性の基準としてホルダフラットネス計測を行う従来の手法では、要求される精度でウエハホルダのフラットネス計測を行うことが困難となりつつあり、将来的に要求されるフラットネス計測の精度を達成することは困難である。
【０００９】
　また、多点焦点位置検出系では、各検出点における面位置情報を複数のセンサにより個別に計測していることから、各センサ間に出力ばらつき（個体差に起因するものなど）があると、その出力ばらつきがウエハ上の複数の検出点間における面位置の計測誤差の要因となり、フラットネス計測の精度を低下させるおそれがある。
【００１０】
　このような背景により、要求される精度でのホルダフラットネス計測の実現の困難性が、次世代の露光装置の実現の障害とも成りかねず、より高精度にホルダフラットネスを計測することが可能な新たなホルダフラットネスの計測方法の出現が期待されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
　本発明は、上述した事情の下でなされたもので、その第１の目的は、被検出物体の平坦度を精度良く計測することが可能な平坦度計測方法を提供することにある。
【００１２】
　本発明の第２の目的は、被検出物体の平坦度を精度良く計測することができる平坦度計測装置を提供することにある。
【００１３】
　本発明の第３の目的は、高精度の露光が可能な露光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
　請求項１に記載の発明は、被検出物体表面上の複数の検出点に検出光束を照射する照射系と、前記各検出光束の前記被検出物体表面からの反射光束を個別に受光する複数のセンサとを有し、前記各検出点における前記被検出物体表面の面位置情報を検出する多点焦点位置検出系を用いて、前記被検出物体表面の平坦度を計測する平坦度計測方法であって、前記被検出物体表面上に設定された所定の評価領域の外側に位置する少なくとも３つの第１検出点に前記照射系から検出光束を同時に照射し、前記各第１検出点からの反射光束を個別に受光する各センサの出力から得られる各第１検出点における前記被検出物体表面の面位置情報に基づいて前記被検出物体表面の位置及び傾斜を一定値に保つ第１工程と；前記被検出物体の位置及び傾斜が前記一定値に保たれた状態で、前記評価領域内に位置する複数の第２検出点に前記照射系から検出光束をそれぞれ照射し、前記各検出点からの反射光束を個別に受光する各センサの出力に基づいて前記各第２検出点における面位置情報を得る第２工程と；前記評価領域内の各検出点の面位置情報を用いて、前記評価領域における被検出物体表面の平坦度を算出する算出工程と；を含む平坦度計測方法である。
【００１５】
　これによれば、被検出物体表面上に設定された所定の評価領域の外側に位置する少なくとも３つの第１検出点に照射系から検出光束が同時に照射され、前記各第１検出点からの反射光束を個別に受光する各センサの出力から得られる各第１検出点における被検出物体表面の面位置情報に基づいて被検出物体表面の位置及び傾斜が一定値に保たれ、その状態で、評価領域内に位置する複数の第２検出点に照射系から検出光束がそれぞれ照射され、各第２検出点からの反射光束を個別に受光する各センサの出力に基づいて各第２検出点における面位置情報が得られる（第１、第２工程）。すなわち、被検出物体表面の位置及び傾斜が一定値、例えば所望の値に保たれた状態で、評価領域内の複数の検出点（第２検出点）における面位置情報が得られる。このため、被検出物体が例えばステージに搭載されていた場合であってもその走行面の不安定性などに影響を受けることなく、評価領域内の複数の検出点における面位置情報が得られる。
【００１６】
　そして、評価領域内の各検出点の面位置情報を用いて、評価領域における被検出物体表面の平坦度が算出される（算出工程）。従って、被検出物体が仮にステージ上に載置されていても、その走行面の不定性などに影響されることなく、被検出物体表面の平坦度を精度良く計測することが可能となる。
【００１７】
　この場合において、請求項２に記載の平坦度計測方法の如く、前記評価領域は、一方向に関して、前記多点焦点位置検出系により同時に前記第２検出点を設定可能な範囲外の領域を含む場合には、前記第２工程の処理の後前記算出工程の処理に先立って、前記一方向に前記被検出物体を所定量移動し、前記第１工程で前記検出光束が照射された前記各第１検出点と同一の点である前記被検出物体表面上の少なくとも３つの第１検出点に前記照射系から検出光束を同時に照射し、各第１検出点からの反射光束を個別に受光する各センサの出力から得られる各検出点における前記被検出物体表面の面位置情報に基づいて前記被検出物体表面の位置及び傾斜を前記一定値に保つ第３工程と；前記被検出物体の位置及び傾斜が前記一定値に保たれた状態で、前記範囲外の領域内の少なくとも１つの第３検出点に前記照射系から検出光束を照射し、前記第３検出点からの反射光束を受光する少なくとも１つのセンサの出力に基づいて前記第３検出点における面位置情報を得る第４工程と；を更み、前記算出工程では、前記第２工程で得られた前記各第２検出点の面位置情報と前記第４工程で得られた前記第３検出点の面位置情報とに基づいて、前記評価領域内の平坦度を算出することとすることができる。
【００１８】
　かかる場合には、前述の第１工程と第３工程とで、被検出物体表面の位置及び傾斜は、同一値に保たれるので、被検出物体を一方向に所定量移動しているにもかかわらず、その移動に起因して第２工程における各第２検出点の面位置情報の計測と第４工程における第３検出点の面位置情報の計測との間で計測誤差が発生することがない。従って、算出工程で、第２工程で得られた各第２検出点の面位置情報と第４工程で得られた第３検出点の面位置情報とに基づいて、評価領域内の平坦度を算出することにより、評価領域が一方向に関して、多点焦点位置検出系により同時に第２検出点を設定可能な範囲外の領域を含む場合であっても、被検出物体表面の平坦度を精度良く計測することが可能となる。
【００１９】
　上記請求項１及び２に記載の各平坦度計測方法において、請求項３に記載の平坦度計測方法の如く、前記被検出物体表面には、複数の評価領域が設定され、前記算出工程に先立って、前記各工程の処理を、前記複数の評価領域毎に実行し、前記各評価領域内の前記複数の検出点における面位置情報を得、前記算出工程では、前記各評価領域内の各検出点の面位置情報を用いて、前記各評価領域における被検出物体表面の平坦度を算出することとすることができる。
【００２０】
　この場合において、請求項４に記載の平坦度計測方法の如く、前記算出工程では、前記複数の評価領域内の対応する検出点毎に、前記面位置情報の平均値を求め、評価領域についての平均的な面形状を算出するとともに、前記算出された面形状における各検出点の面位置情報を前記各評価領域毎の対応する検出点の面位置情報からそれぞれ減算した各評価領域の複数の検出点についての補正後面位置情報を求め、該補正後面位置情報を用いて前記各評価領域における被検出物体表面の平坦度を算出することとすることができる。かかる場合には、多点焦点位置検出系を構成する複数のセンサ間にオフセットがあった場合でも、この影響を受けずに被検出物体表面の平坦度を精度良く計測することができる。これは、上述の評価領域についての平均的な面形状は、被検出物体の異なる場所にそれぞれ設定された複数の評価領域間に共通する面形状であり、これが反りなどのシンプルな形状から外れた一定の傾向がある場合には、被検出物体自体の面形状ではなく、計測に使用したセンサにセンサ間の零点の誤差、いわゆるセンサ間オフセットが残留しており、その傾向が見えていると判断できることに基づくものである。
【００２１】
　この場合において、請求項５に記載の平坦度計測方法の如く、前記算出工程では、前記算出した前記評価領域についての平均的な面形状からの乖離量が一定値より大きな前記面位置情報を排除し、その排除後の面位置情報のみを用いて再度、前記評価領域についての平均的な面形状を算出することとすることができる。
【００２２】
　ここで、「平均的な面形状からの乖離量が一定値より大きい」とは、乖離量に正負の符号を付して表現する場合には、平均的な面形状を基準として、その乖離量が一定値より大きい場合及び一定値より小さい場合を含む。また、面位置情報毎の乖離量の分布を示す統計モデル、例えば正規分布の統計モデルに相当する確率密度関数の平均値を基準として±３σ又は６σに相当する量を一定値とし、その外側に位置する乖離量を一定値より大きいとしても良いし、あるいは、所定の値、例えば２００ｎｍを一定値としても良い。
【００２３】
　上記請求項１〜５に記載の各平坦度計測方法において、請求項６に記載の平坦度計測方法の如く、前記算出工程では、前記評価領域における被検出物体表面の平坦度を算出するに際し、前記評価領域における平均平面からの乖離量が一定値より大きな面位置情報を排除し、この排除後の面位置情報のみを用いて評価領域の推定平坦性を算出することとすることができる。この場合も、上述と同様に、「一定値」を定めることができる。
【００２４】
　請求項７に記載の発明は、被検出物体表面上の複数の検出点に検出光束を照射する照射系と、前記各検出光束の前記被検出物体表面からの反射光束を個別に受光する複数のセンサとを有し、前記各検出点における前記被検出物体表面の面位置情報を検出する多点焦点位置検出系を用いて、前記被検出物体表面の平坦度を計測する平坦度計測方法であって、それぞれが少なくとも１つの他の検出領域と一部重なるように前記被検出物体表面上に設定された複数の検出領域について、検出領域毎に、検出領域内の複数の検出点に前記照射系から検出光束をそれぞれ照射し、前記各検出点からの反射光束を個別に受光する各センサの出力に基づいて前記各検出点における面位置情報を得る第１工程と；前記各検出領域について、他の検出領域と相互に重なる領域部分を少なくとも含む特定領域内の各検出点の面位置情報に基づいて該特定領域の近似平面をそれぞれ算出し、相互に重なる領域を含む特定領域の近似平面同士が同一の面となるようにその特定領域に対応する検出領域内の各検出点の面位置情報を合成して、前記評価領域内の各検出点における面位置情報を作成する第２工程と；前記合成後の評価領域内の各検出点の面位置情報を用いて、前記評価領域における被検出物体表面の平坦度を算出する第３工程と；を含む平坦度計測方法である。
【００２５】
　これによれば、それぞれが少なくとも１つの他の検出領域と一部重なるように被検出物体表面上に設定された複数の検出領域について、検出領域毎に、検出領域内の複数の検出点に照射系から検出光束をそれぞれ照射され、各検出点からの反射光束を個別に受光する各センサの出力に基づいて各検出点における面位置情報が得られる（第１工程）。
【００２６】
　次いで、前記各検出領域について、他の検出領域と相互に重なる領域部分を少なくとも含む特定領域内の各検出点の面位置情報に基づいて該特定領域の近似平面がそれぞれ算出され、相互に重なる領域を含む特定領域の近似平面同士が同一の面となるようにその特定領域に対応する検出領域内の各検出点の面位置情報を合成して、評価領域内の各検出点における面位置情報が作成される（第２工程）。すなわち、相互に重なる領域の近似平面を基準として、複数の検出領域内の検出点における面位置情報を合成して評価領域内の各検出点における面位置情報が作成される。従って、各検出領域における複数の検出点の面位置情報の取得がそれぞれ個別に行われても、上記の合成の結果、被検出物体の位置及び傾斜を一定値に維持して取得した各検出領域内の検出点の面位置情報の合成データと同様の評価領域内の各検出点における面位置情報が得られる。
【００２７】
　そして、前記合成後の評価領域内の各検出点の面位置情報を用いて、評価領域における被検出物体表面の平坦度が算出される（第３工程）。従って、被検出物体が仮にステージ上に載置されていても、その走行面の不定性などに影響されることなく、被検出物体表面の平坦度を精度良く計測することが可能となる。また、この場合、多点焦点位置検出系により同時に検出点を設定可能な範囲を越える面積の被検出物体上の評価領域について被検出物体表面の平坦度を精度良く計測することが可能となる。
【００２８】
　上記請求項１〜７に記載の各平坦度計測方法において、請求項８に記載の平坦度計測方法の如く、前記被検出物体は、基板保持装置上に保持された基板であることとすることができる。この場合には、基板保持装置（ホルダ）表面の平坦度と基板表面の平坦度とを総合した平坦度を計測することができる。従って、基板保持装置の表面の平坦性が非常に良好な場合には、計測された平坦度は基板表面の平坦度にほぼ一致する。
【００２９】
　また、上記請求項１〜７に記載の各平坦度計測方法において、請求項９に記載の平坦度計測方法の如く、前記被検出物体は、その平坦度がデバイス製造用の基板に比べて高く設定された平坦基板であり、前記算出された被検出物体表面の平坦度は、前記被検出物体を保持する保持装置の保持面の平坦度であることとすることができる。この場合、保持装置（ホルダ）の平坦度、すなわちホルダフラットネスを、請求項１〜７に記載の各平坦度計測方法を用いて精度良く計測することができる。
【００３０】
　請求項１０に記載の発明は、被検出物体表面の平坦度を計測する平坦度計測装置であって、被検出物体を保持して２次元平面内で移動可能なテーブルと；前記被検出物体表面上の複数の検出点に検出光束を照射する照射系と、前記各検出光束の前記被検出物体表面からの反射光束を個別に受光して対応する検出点における前記被検出物体表面の面位置情報を出力する複数のセンサとを有する多点焦点位置検出系と；前記多点焦点位置検出系からの面位置情報に基づいて前記２次元平面に直交する方向及び前記２次元平面に対する傾斜方向、並びに前記２次元方向に前記テーブルを駆動する駆動系と；前記被検出物体表面に設定された所定の評価領域を含む領域に前記照射系からの検出光束が照射される位置に前記駆動系を介して前記テーブルを位置決めし、前記評価領域の外側に位置する少なくとも３つの第１検出点からの反射光束を個別に受光する各センサを選択し、該各センサの出力に基づいて前記被検出物体表面の位置及び傾斜が一定値に保たれるように前記駆動系を介して前記テーブルを制御した状態で、前記評価領域内に位置する複数の第２検出点からの反射光束を個別に受光する各センサの出力に基づいて前記各第２検出点における面位置情報を取得する制御装置と；前記取得された評価領域内の各検出点の面位置情報を用いて、前記評価領域における被検出物体表面の平坦度を算出する算出装置と；を備える平坦度計測装置である。
【００３１】
　これによれば、制御装置により、被検出物体表面に設定された所定の評価領域を含む領域に照射系からの検出光束が照射される位置に駆動系を介してテーブルが位置決めされ、評価領域の外側に位置する少なくとも３つの第１検出点からの反射光束を個別に受光する各センサが選択され、該各センサの出力に基づいて被検出物体表面の位置及び傾斜が一定値に保たれるように駆動系を介してテーブルが制御される。そして、この状態で、制御装置により、評価領域内に位置する複数の第２検出点からの反射光束を個別に受光する各センサの出力に基づいて前記各第２検出点における面位置情報が取得される。このため、被検出物体を保持するテーブルの走行面の不安定性などに影響を受けることなく、評価領域内の複数の検出点における面位置情報が得られる。
【００３２】
　そして、算出装置により、評価領域内の各検出点の面位置情報を用いて、評価領域における被検出物体表面の平坦度が算出される。従って、被検出物体を保持するテーブルの走行面の不安定性などに影響されることなく、被検出物体表面の平坦度を精度良く計測することが可能となる。また、この場合、多点焦点位置検出系を用いて、付加的な工具及び機構を用いることなく、上記の被検出物体表面の平坦度を精度良く計測することが可能となる。
【００３３】
　この場合において、請求項１１に記載の平坦度計測装置の如く、前記評価領域が、一方向に関して、前記多点焦点位置検出系により同時に前記第２検出点を設定可能な範囲外の領域を含む場合には、前記制御装置は、前記面位置情報の取得の後、前記駆動系を介して前記テーブルを前記一方向に所定量移動し、その移動後に前記各第１検出点と同一の点である前記被検出物体表面上の少なくとも３つの第１検出点からの反射光束を個別に受光する各センサの出力に基づいて前記駆動系を介して前記テーブルを制御することにより前記被検出物体表面の位置及び傾斜を前記一定値に保った状態で、前記範囲外の領域内の少なくとも１つの第３検出点からの反射光束を受光する少なくとも１つのセンサの出力に基づいて前記第３検出点における面位置情報を更に取得し、前記算出装置は、前記制御装置が取得した前記各第２検出点の面位置情報と前記第３検出点の面位置情報とに基づいて、前記評価領域内の平坦度を算出することとすることができる。
【００３４】
　かかる場合には、制御装置により、評価領域内の複数の第２検出点の面位置情報を検出するときと、第３検出点における面位置情報を検出するときとで、被検出物体表面の位置及び傾斜が、同一値に保たれるので、テーブルとともに被検出物体を一方向に所定量移動しているにもかかわらず、その移動に起因して各第２検出点の面位置情報の計測と第３検出点の面位置情報の計測との間で計測誤差が発生することがない。従って、算出装置が、各第２検出点の面位置情報と第３検出点の面位置情報とに基づいて、評価領域内の平坦度を算出することにより、評価領域が一方向に関して、多点焦点位置検出系により同時に第２検出点を設定可能な範囲外の領域を含む場合であっても、被検出物体表面の平坦度を精度良く計測することが可能となる。
【００３５】
　上記請求項１０及び１１に記載の各平坦度計測装置において、請求項１２に記載の平坦度計測装置の如く、前記被検出物体表面には、複数の評価領域が設定され、前記制御装置は、前記複数の評価領域毎に、各評価領域内の前記複数の検出点における面位置情報の取得を実行し、前記算出装置は、前記各評価領域内の各検出点の面位置情報を用いて、前記各評価領域における被検出物体表面の平坦度を算出することとすることができる。
【００３６】
　この場合において、請求項１３に記載の面位置計測装置の如く、前記算出装置は、前記複数の評価領域内の対応する検出点毎に、前記面位置情報の平均値を求め、評価領域についての平均的な面形状を算出するとともに、前記算出された面形状における各検出点の面位置情報を前記各評価領域毎の対応する検出点の面位置情報からそれぞれ減算した各評価領域の複数の検出点についての補正後面位置情報を求め、該補正後面位置情報を用いて前記各評価領域における被検出物体表面の平坦度を算出することとすることができる。かかる場合には、多点焦点位置検出系を構成する複数のセンサ間にオフセットがあった場合でも、この影響を受けずに被検出物体表面の平坦度を精度良く計測することができる。
【００３７】
　この場合において、請求項１４に記載の平坦度計測装置の如く、前記算出装置は、前記算出した前記評価領域についての平均的な面形状からの乖離量が一定値より大きな前記面位置情報を排除し、その排除後の面位置情報のみを用いて再度、前記評価領域についての平均的な面形状を算出することとすることができる。
【００３８】
　請求項１０〜１４に記載の各平坦度計測装置において、請求項１５に記載の平坦度計測装置の如く、前記算出装置は、前記評価領域における被検出物体表面の平坦度を算出するに際し、前記評価領域における平均平面からの乖離量が一定値より大きな面位置情報を排除し、この排除後の面位置情報のみを用いて評価領域の推定平坦性を算出することとすることができる。
【００３９】
　上記請求項１０〜１５に記載の各平坦度計測装置において、請求項１６に記載の平坦度計測装置の如く、前記被検出物体は、前記テーブル上に載置された基板であることとすることができる。あるいは、請求項１７に記載の平坦度計測装置の如く、前記被検出物体は、前記テーブル上に載置された保持装置に保持された、その平坦度がデバイス製造用の基板に比べて高く設定された平坦基板であり、前記算出された被検出物体表面の平坦度は、前記被検出物体を保持する保持装置の保持面の平坦度であることとすることもできる。
【００４０】
　請求項１８に記載の発明は、マスクのパターンを感光物体上に転写する露光装置であって、請求項１０〜１７のいずれか一項に記載の平坦度計測装置と；前記平坦度計測装置によって計測された平坦度の情報に基づいてその平坦度が調整された前記感光物体の保持装置と；を備える露光装置である。
【００４１】
　ここで、「計測された平坦度の情報に基づいてその平坦度が調整された前記感光物体の保持装置」には、表面の凹凸が調整された保持装置、表面が平坦と成るように加工された保持装置は勿論、交換された新たな保持装置をも含む。すなわち、本明細書において、「保持装置（ホルダ）の平坦度の調整」は、平坦度の調整、表面の加工、及び保持装置の交換をも含む概念である。
【００４２】
　これによれば、請求項１０〜１７に記載の各平坦度計測装置によって計測された平坦度情報に基づいて感光物体の保持装置の平坦度が調整されているので、精度良く計測された平坦度情報に基づいて保持装置の平坦度を高精度に調整することが可能となり、結果的に、この保持装置上に感光物体を保持して露光を行うことにより、高精度な露光が可能となる。
【発明の効果】
【００４３】
　本発明の平坦度計測方法によれば、簡易な手法により被検出物体の平坦度を高精度に計測することができる。
【００４４】
　また、本発明の平坦度計測装置によれば、被検出物体の平坦度を高精度に計測することができる。
【００４５】
　また、本発明の露光装置によれば、高精度な露光を実現できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
《第１の実施形態》
　以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１には、第１の実施形態に係る露光装置の構成が概略的に示されている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナーとも呼ばれる））である。
【００４７】
　この露光装置１００は、光源及び照明光学系を含む照明系１２、マスクとしてのレチクルＲを保持するマスクステージとしてのレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、感光物体としてのウエハＷを保持してＸＹ平面内をＸＹ２次元方向に移動するテーブルとしてのウエハテーブル１８を有するウエハステージＷＳＴ、及びこれらの制御系等を備えている。
【００４８】
　前記照明系１２は、光源と、コリメータレンズ、オプティカル・インテグレータを含む照度均一化光学系、リレーレンズ系、レチクルブラインド、及びコンデンサレンズ等を含む照明光学系とから構成されている。オプティカル・インテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）、あるいは回折光学素子等を用いることができる。
【００４９】
　前記光源としては、ここでは、一例として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を出力するエキシマレーザが用いられているものとする。なお、光源として、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）を出力するＫｒＦエキシマレーザなどの遠紫外光源や、Ｆ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）を出力するＦ2レーザその他の真空紫外域の紫外パルス光を出力する真空紫外光源を用いても良い。
【００５０】
　照明系１２によると、光源で発生した露光光としての照明光（以下、「照明光ＩＬ」と呼ぶ）は不図示のシャッタを通過した後、照度均一化光学系により照度分布がほぼ均一な光束に変換される。照度均一化光学系から射出された照明光ＩＬは、リレーレンズ系を介してレチクルブラインドに達する。このレチクルブラインドを通過した光束は、リレーレンズ系、コンデンサレンズを通過して回路パターン等が描かれたレチクルＲ上で、レチクルブラインドで規定されたスリット状の照明領域（Ｘ軸方向に細長く延びる矩形の照明領域）ＩＡＲを均一な照度分布で照明する。なお、本実施形態の照明系１２と同様の構成は、例えば特開平６−３４９７０１号公報（対応米国特許第５，５３４，９７０号公報）などに開示されている。
【００５１】
　前記レチクルステージＲＳＴ上には、レチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、不図示のレチクル駆動系によって、照明系１２の光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面内で微少駆動可能であるとともに、所定の走査方向（ここでは図１における紙面直交方向であるＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。
【００５２】
　レチクルステージＲＳＴの移動面内の位置は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）２２によって、移動鏡２４を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。ここで、実際には、レチクルステージＲＳＴ上にはＹ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡とＸ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡とが設けられ、これらの移動鏡に対応してレチクルＹ干渉計とレチクルＸ干渉計とが設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡２４、レチクル干渉計２２として示されている。なお、例えば、レチクルステージＲＳＴの端面を鏡面加工して反射面（移動鏡２４の反射面に相当）を形成しても良い。また、レチクルステージＲＳＴの走査方向（本実施形態ではＹ軸方向）の位置検出に用いられるＸ軸方向に伸びた反射面の代わりに、少なくとも１つのレトロリフレクタを用いても良い。ここで、レチクルＹ干渉計とレチクルＸ干渉計の少なくとも一方、例えばレチクルＹ干渉計は、測長軸を２軸有する２軸干渉計であり、このレチクルＹ干渉計の計測値に基づきレチクルステージＲＳＴのＹ位置に加え、θｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）の回転量（ヨーイング量）も計測できるようになっている。レチクル干渉計２２からのレチクルステージＲＳＴの位置情報（ヨーイング量などの回転情報を含む）は主制御装置２０に供給される。主制御装置２０では、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクル駆動系を介してレチクルステージＲＳＴを駆動制御する。
【００５３】
　前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸ方向をＺ軸方向とされ、ここでは両側テレセントリックな縮小光学系であり、光軸ＡＸ方向に沿って所定間隔で配置された複数枚のレンズエレメントから成る屈折光学系が使用されている。この投影光学系ＰＬの投影倍率は、ここでは、一例として１／４又は１／５となっている。このため、照明系１２からの照明光ＩＬによってレチクルＲ上のスリット状の照明領域ＩＡＲが照明されると、このレチクルＲを通過した照明光ＩＬが投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に投射され、照明領域ＩＡＲ内に存在するレチクルＲの回路パターンの縮小像（部分倒立像）が表面にフォトレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域ＩＡＲに対して共役な露光領域ＩＡに形成される。
【００５４】
　前記ウエハステージＷＳＴは、ステージベース１６上面に沿ってリニアモータあるいは平面モータ等の駆動系によってＸＹ２次元面内で駆動されるＸＹステージ１４と、該ＸＹステージ１４上に不図示のＺ・チルト駆動機構を介して載置されたテーブルとしてのウエハテーブル１８と、該ウエハテーブル１８上に固定された保持装置（及び基板保持装置）としてのウエハホルダ２５とを備えている。この場合、ウエハホルダ２５によってウエハＷが真空吸着（又は静電吸着）によって保持されている。また、ウエハテーブル１８は、ボイスコイルモータ等を含むＺ・チルト駆動機構によって、Ｚ、θｘ、θｙの３自由度方向に微小駆動されるようになっている。このように、ＸＹステージ１４の駆動系とウエハテーブル１８を駆動するＺ・チルト駆動機構とは、別々に設けられているが、図１においては、これらが纏めて駆動系としてのウエハ駆動系２６として示されている。以下の説明においては、ウエハ駆動系２６によって、ＸＹステージ１４（又はウエハステージＷＳＴ）がＸＹ２次元面内で駆動されるとともに、ウエハテーブル１８がＺ、θｘ、θｙの３自由度方向に微小駆動されるものとする。
【００５５】
　前記ウエハテーブル１８上には、ウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）３１からのレーザビームを反射する移動鏡２７が固定され、外部に配置されたウエハ干渉計３１により、ウエハテーブル１８のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）の位置が例えば、０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。
【００５６】
　ここで、実際には、ウエハテーブル１８上には、図２に示されるように、−Ｘ方向端部に、Ｘ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡２７Ｘが設けられ、＋Ｙ方向端部に、Ｙ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡２７Ｙが設けられている。また、これら移動鏡２７Ｘ，２７Ｙに対向する位置には、Ｘ軸干渉計、Ｙ軸干渉計がそれぞれ設けられている。このようにウエハ干渉計、及び移動鏡はそれぞれ複数設けられているが、図１ではこれらが代表的にウエハ干渉計３１、移動鏡２７として示されている。
【００５７】
　なお、例えば、ウエハテーブル１８の端面を鏡面加工して反射面（移動鏡２７Ｘ、２７Ｙの反射面に相当）を形成しても良い。また、Ｘ軸干渉計及びＹ軸干渉計は測長軸を複数有する多軸干渉計であり、ウエハテーブル１８のＸ、Ｙ位置の他、回転（ヨーイング（Ｚ軸回りの回転であるθｚ回転）、ピッチング（Ｘ軸回りの回転であるθｘ回転）、ローリング（Ｙ軸回りの回転であるθｙ回転））も計測可能となっている。従って、以下の説明ではウエハ干渉計３１によって、ウエハテーブル１８のＸ、Ｙ、θｚ、θｙ、θｘの５自由度方向の位置が計測されるものとする。また、多軸干渉計は４５°傾いてウエハテーブル１８に設置される反射面を介して、投影光学系ＰＬが載置される架台（不図示）に設置される反射面にレーザビームを照射し、投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ軸方向）に関する相対位置情報を検出するようにしても良い。
【００５８】
　ウエハ干渉計３１で計測されるウエハテーブル１８の位置情報（又は速度情報）は主制御装置２０に送られ、主制御装置２０では前記位置情報（又は速度情報）に基づいてウエハ駆動系２６を介してウエハステージＷＳＴ（ＸＹステージ１４）のＸＹ面内位置を制御する。
【００５９】
　前記ウエハテーブル１８上には、不図示のウエハアライメント系のベースライン計測に用いられるベースライン計測用の基準マークその他の基準マークが形成された基準マーク板ＦＭが固定されている。この基準マーク板ＦＭの表面はウエハＷとほぼ同一高さとされている。
【００６０】
　さらに、露光装置１００は、図１に示されるように、投影光学系ＰＬの光軸に対して所定角度傾斜した方向からウエハＷ表面に多数の結像光束を照射する照射系６０ａと、それらの結像光束のウエハＷ表面からの反射光を個別に受光する多数のセンサ（フォーカスセンサ）を有する受光系６０ｂとから成る多点焦点位置検出系（以下、「多点ＡＦ系」と呼ぶ）を備えている。本実施形態の多点ＡＦ系（６０ａ，６０ｂ）としては、例えば、特開平６−２８３４０３号公報（対応米国特許第５，４４８，３３２号）などに開示されているものと同様の構成のものが用いられる。
【００６１】
　この場合、照射系６０ａ内には、例えば照明光源、７行７列のマトリクス状配列で４９個のスリット状の開口パターンが形成されたパターン板、及び照射光学系等が設けられている。また、受光系６０ｂ内には、７行７列のマトリクス状の配列で合計４９個のスリットが形成された受光用スリット板、該スリット板の各スリットに対向して７行７列のマトリクス状配列で配置された４９個のフォトダイオード等の受光素子から成るセンサとしてのフォーカスセンサ、回転方向振動板、及び受光光学系等が設けられている。
【００６２】
　この多点ＡＦ系の各部の作用について簡単に説明すると、照射系６０ａ内の照明光源からの照明光によりパターン板が照明されると、パターン板の各開口パターンを透過した結像光束が照射光学系を介してウエハＷ表面に照射され、ウエハＷ表面の露光領域ＩＡ内及びその近傍に７行７列のマトリクス状配列で７×７、合計４９個のＸ軸、Ｙ軸に対して４５度傾斜したスリット状の開口パターンの像（スリット像）Ｓ11〜Ｓ77が形成される（図３参照）。スリット像Ｓ11〜Ｓ77それぞれのウエハ表面からの反射光が受光光学系を介して受光用スリット板の各スリット上にそれぞれ再結像され、それらのスリット像の光束がフォーカスセンサによって個別に受光される。この場合、それらのスリット像の光束は、回転方向振動板により振動されているので、受光用スリット板上では再結像された各像の位置が各スリットの長手方向と直交する方向に振動される。各フォーカスセンサの検出信号が図１の信号選択処理装置８０により前記回転振動周波数の信号で同期検波される。そして、この信号選択処理装置８０により同期検波して得られた所定数ｎの焦点ずれ信号（デフォーカス信号）、例えばＳカーブ信号が主制御装置２０に供給されるようになっている。ここで、所定数ｎは、信号選択処理装置８０内の信号処理回路のチャネル数に応じて定められるが、本実施形態ではｎは例えば４９であるものとする。すなわち、本実施形態では、スリット像Ｓ11〜Ｓ77に個別に対応する４９個のセンサ（フォーカスセンサ）からのデフォーカス信号の全てを主制御装置２０が同時に受け取ることが可能になっている。なお、スリット像Ｓ11〜Ｓ77の位置が多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）における検出点にほかならないので、以下においては、必要に応じて、それぞれの検出点についても対応するスリット像と同一の符号を用いて、検出点Ｓ11〜Ｓ77のように表記するものとする。
【００６３】
　本実施形態の露光装置１００では、主制御装置２０により多点ＡＦ系（６０ａ，６０ｂ）を用いて、次のようにして、ホルダフラットネスの計測が行われる。なお、以下においては、多点ＡＦ系（６０ａ，６０ｂ）のセンサ出力相互の調整は、公知の手法により事前に精度良く行われているものとする。また、本実施形態では、ホルダフラットネスの計測に際しての多点ＡＦ系（６０ａ，６０ｂ）の被検出物体として、通常のデバイス製造に用いるウエハＷよりも平坦度が高く設定された平坦基板としてのスーパーフラットウエハ（以下、単に「計測用ウエハ」と呼ぶ）ＷＴが用いられる。この計測用ウエハＷＴ上には、図４に示されるように、複数（ここではｋ個）の評価領域Ａh（ｈ＝１〜ｋ）が設定されているものとする。各評価領域Ａhは、前述の露光領域ＩＡとほぼ同一形状同一大きさに定められているものとする。また、それらの評価領域Ａh（ｈ＝１〜ｋ）の配置は、例えば露光時のショット領域の配置等を定めるショットマップに従って設定されているものとする。
【００６４】
　まず、主制御装置２０は、ウエハホルダ２５上に不図示のウエハローダを介して計測用ウエハＷＴをロードする。計測用ウエハＷＴをロードした後、主制御装置２０は、ウエハ干渉計３１の計測値をモニタしつつ、ウエハ駆動系２６を介してＸＹステージ１４を投影光学系ＰＬの直下に計測用ウエハＷＴ上の評価領域Ａ1が来る所定位置まで移動し、その位置で位置決めする。
【００６５】
　次いで、主制御装置２０は、照射系６０ａに指示を与えて照射系６０ａ内の照明光源をオンにする。これにより、計測用ウエハＷＴ上の評価領域Ａ1内及びその近傍の領域に、７×７＝４９個のスリット像Ｓ11〜Ｓ77が形成され、各スリット像が受光系６０ｂ内の各スリット像に対応する受光用スリット板上のスリットに再結像され、それぞれ対応するフォーカスセンサによって受光される。本実施形態では、スリット像Ｓ11〜Ｓ77と４９個のフォーカスセンサとが１：１で対応しているので、以下の説明では、特に区別が必要な場合を除いて、各スリット像をフォーカスセンサとも呼ぶものとし、それらを対応するスリット像と同一の符号を用いてフォーカスセンサＳ11〜Ｓ77と記述するものとする。
【００６６】
　このとき、主制御装置２０は、４９個のフォーカスセンサＳ11〜Ｓ77のうち、図５に示されるように、評価領域Ａ1の外部に位置する白丸で囲まれた８個のフォーカスセンサＳ21、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ27、Ｓ61、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ67のみを信号選択処理装置８０を介して選択しており、信号選択処理装置８０はそれらの選択されたフォーカスセンサの検出信号に対応するデフォーカス信号を主制御装置２０に対して出力する。
【００６７】
　そして、主制御装置２０では、選択された８個のフォーカスセンサの検出信号に対応するデフォーカス信号に基づいて検出点（第１検出点）Ｓ21、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ27、Ｓ61、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ67それぞれにおける計測用ウエハＷＴ表面の光軸ＡＸ方向の位置情報（面位置情報）を算出し、この位置情報に基づいてウエハテーブル１８のフォーカス・レベリングのサーボ制御を行う。具体的には、各位置情報に基づいて最小自乗法により近似平面を求め、計測用ウエハＷＴ表面をこの近似平面と一致させるようにウエハテーブル１８の傾き及びＺ位置を、ウエハ駆動系２６を介してサーボ制御にて制御する。なお、上述したウエハテーブル１８のフォーカス・レベリングのサーボ制御は、選択された８個のフォーカスセンサを用いる場合に限らず、例えば評価領域Ａ1の外部に位置する４×７＝２８個のフォーカスセンサＳ11〜Ｓ17、Ｓ21〜Ｓ27、Ｓ61〜Ｓ67、Ｓ71〜Ｓ77のうちの同一直線上にない少なくとも３つのフォーカスセンサ（換言すれば、多角形の頂点を構成する３つ以上のフォーカスセンサ）をサーボ制御用のセンサとして選択して用いれば良い。ここで、３つのフォーカスセンサを選択する場合、例えばフォーカスセンサＳ21、Ｓ27、及びＳ61などのように三角形の頂点を構成する同一直線上にない３つのフォーカスセンサを選択すれば良く、また、４つのフォーカスセンサを選択する場合、例えばフォーカスセンサＳ21、Ｓ27、Ｓ61及びＳ66などのように四角形の頂点を構成する同一直線上にない４つのフォーカスセンサを選択すれば良い。
【００６８】
　ここで、評価領域Ａ1の外部に位置するフォーカスセンサの一部をサーボ制御用のセンサとして選択する場合、レベリングの計測精度を考慮すると、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向ともにそのスパンが最大となるように選択するべきであるが、評価領域Ａ1から一定距離以上離れたセンサを選択すると、計測用ウエハＷＴ（ウエハホルダ２５）の外周部においてサーボ制御用のセンサが計測用ウエハＷＴ（ウエハホルダ２５）を外れてしまい、計測そのものが成立しなくなる。従って、サーボ制御に用いるセンサの選択は、評価領域の配置との兼ね合いで適宜決定することが最も望ましい。
【００６９】
　例えば、図５においては、フォーカスセンサＳ21、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ27、Ｓ61、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ67が選択されているが、この場合、Ｙ軸方向についての計測可能範囲の制限の緩和を考慮し、最外周に対して１列内側のフォーカスセンサが選択された状態にあると言える。
【００７０】
　主制御装置２０は、上述の選択した８個のフォーカスセンサを用いたウエハテーブル１８のフォーカス・レベリングのサーボ制御を、計測が終了するまで常時行う。このため、計測用ウエハＷＴ表面のＺ位置及び傾斜が、計測が終了するまで一定値に維持される。
【００７１】
　このようにして、計測用ウエハＷＴ表面のＺ位置及び傾斜が一定値に維持された状態において、主制御装置２０は、信号選択処理装置８０を介して、評価領域Ａ1の内部に位置する３×７＝２１個のフォーカスセンサＳ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57を追加的に選択し、これらのフォーカスセンサから出力されるデフォーカス信号に基づいて、２１個の検出点（第２検出点）Ｓ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57における計測用ウエハＷＴ表面の光軸ＡＸ方向の位置情報（面位置情報）を取得する。なお、図５では、追加的に選択されたフォーカスセンサＳ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57が太い実線で示されている。
【００７２】
　ここで、取得した検出点Ｓ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57における面位置情報、すなわちフォーカスセンサＳ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57のデフォーカス信号から得られる面位置情報である評価領域Ａ1における計測データを、Ｚ1（ｉ,ｊ）（ｉ＝３〜５、ｊ＝１〜７）と記述するものとする。
【００７３】
　次に、主制御装置２０は、下記のａ．〜ｃ．の手順で、評価領域Ａ1におけるホルダフラットネスＳＴＩＲを算出する。
【００７４】
ａ．　上で取得した評価領域Ａ1における計測データＺ1（ｉ,ｊ）に基づいて、最小二乗法により評価領域Ａ1における近似平面（平均平面）Ｐ1を算出し、その近似平面における、検出点Ｓ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57にそれぞれ対応するＺ座標値をｐ1（ｉ,ｊ）とする。
【００７５】
ｂ．　次に、評価領域Ａ1内の各検出点（第２検出点）について、平均平面Ｐ1からの計測データＺ1（ｉ,ｊ）の乖離量（偏差）ａ1（ｉ,ｊ）を次式（１）に基づいてそれぞれ算出する。
【００７６】
　ａ1（ｉ,ｊ）＝Ｚ1（ｉ,ｊ）−ｐ1（ｉ,ｊ）　　　　……（１）
【００７７】
ｃ．　次に、乖離量ａ1（ｉ,ｊ）（ｉ＝３〜５、ｊ＝１〜７）のうちの最大値ａ1（ｉ,ｊ）maxと最小値ａ1（ｉ,ｊ）minとの差を、次式（２）に基づいて評価領域Ａ1におけるホルダフラットネスＳＴＩＲ（Ａ1）として算出する。
【００７８】
　ＳＴＩＲ（Ａ1）＝ａ1（ｉ,ｊ）max−ａ1（ｉ,ｊ）min……（２）
　このようにして、評価領域Ａ1についてのホルダフラットネスＳＴＩＲ（Ａ1）の計測が終了すると、主制御装置２０は、ウエハ干渉計３１の計測値をモニタしつつ、ウエハ駆動系２６を介してＸＹステージ１４を、投影光学系ＰＬの直下に計測用ウエハＷＴ上の次の評価領域Ａ2が来る所定位置まで移動し、その位置で位置決めする。その後、主制御装置２０は、前述と同様にして、評価領域Ａ2について、フォーカスセンサＳ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57のデフォーカス信号から得られる面位置情報である評価領域Ａ2における計測データＺ2（ｉ,ｊ）（ｉ＝３〜５、ｊ＝１〜７）の計測を行うとともに、その計測データＺ2（ｉ,ｊ）を用いて、上記のａ．〜ｃ．と同様の手順で、次式（３）で表される評価領域Ａ2におけるホルダフラットネスＳＴＩＲ（Ａ2）を算出する。
【００７９】
　ＳＴＩＲ（Ａ2）＝ａ2（ｉ,ｊ）max−ａ2（ｉ,ｊ）min……（３）
　ここで、ａ2（ｉ,ｊ）は、評価領域Ａ2内の各検出点（第２検出点）における平均平面Ｐ2からの計測データＺ2（ｉ,ｊ）の乖離量（偏差）であり、ａ2（ｉ,ｊ）maxはその乖離量の最大値、ａ2（ｉ,ｊ）minはその乖離量の最小値である。
【００８０】
　その後、主制御装置２０は、更に残りの評価領域Ａ3〜Ａkについても、前述と同様の計測動作を行い、その計測により得られた計測データＺq（ｉ,ｊ）（ｑ＝３〜ｋ）に基づいて、前述と同様の手順で、次式（３）で表されるホルダフラットネスＳＴＩＲ（Ａq）を求める。
【００８１】
　ＳＴＩＲ（Ａq）＝ａq（ｉ,ｊ）max−ａq（ｉ,ｊ）min……（４）
　ここで、ａq（ｉ,ｊ）は、評価領域Ａq内の各検出点（第２検出点）における平均平面Ｐqからの計測データＺq（ｉ,ｊ）の乖離量（偏差）であり、ａq（ｉ,ｊ）maxはその乖離量の最大値、ａq（ｉ,ｊ）minはその乖離量の最小値である。
【００８２】
　これにより、計測用ウエハＷＴ上に設定された全ての評価領域Ａh（ｈ＝１〜ｋ）について、ホルダフラットネスＳＴＩＲ（Ａh）の算出処理が終了する。
【００８３】
　ところで、これまでの説明では、多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）のセンサ出力相互の調整が精度良く行われ、センサ間オフセットが、計測精度上無視できるレベルにまで調整されていることを前提としたが、例えばセンサ間オフセット調整が不十分である場合も考えられる。このような場合も考慮して、主制御装置２０は、次のようにして、ホルダフラットネスＳＴＩＲを算出しても良い。
ｄ．　すなわち、前述のＳＴＩＲを算出する過程で、より正確には、各評価領域Ａhについての上記ａ．及びｂ．の計算処理が終了した段階で算出される、各評価領域Ａh内の各検出点における前述した乖離量ａ1（ｉ,ｊ）、ａ2（ｉ,ｊ）及びａq（ｉ,ｊ）（ｑ＝３〜ｋ）、すなわちａh（ｉ,ｊ）（ｈ＝１〜ｋ）を、同一の検出点毎に全ての評価領域についての平均値Ｏｆｓｔ（ｉ，ｊ）を、次式（５）に基づいてそれぞれ算出する。
【００８４】
【数１】
2004138611.tif 000003
【００８５】
　上式（５）で算出されたＯｆｓｔ（ｉ，ｊ）は、ｋ個の評価領域についての平均値であることから、このＯｆｓｔ（ｉ，ｊ）の成す面（ＰＰとする）に、そりなどのシンプルな形状（ウエハホルダ２５自体の面形状として生じ得る形状）から外れた一定傾向の凹凸がある場合、その凹凸はウエハホルダ２５自体の面形状ではなく、面位置情報Ｚh（ｉ，ｊ）（ｈ＝１〜ｋ）の計測に使用したフォーカスセンサＳi,j（ｉ＝３〜５、ｊ＝１〜７）にセンサ間のゼロ点の誤差、いわゆるセンサ間オフセットが残留しており、その傾向が見えていると判断できる。
【００８６】
　従って、主制御装置２０は、Ｏｆｓｔ（ｉ，ｊ）を残留センサ間オフセットとし、このセンサ間オフセットを補正した、評価領域毎の評価領域内の各検出点（第２検出点）における面位置情報（補正後面位置情報）Ｚ’h（ｉ，ｊ）を、次式（６）に基づいて算出することができる。
【００８７】
　Ｚ’h（ｉ，ｊ）＝Ｚh（ｉ，ｊ）−Ｏｆｓｔ（ｉ，ｊ）……（６）
　この場合、主制御装置２０は、この補正後面位置情報Ｚ’h（ｉ，ｊ）を、前述の計測データＺh（ｉ，ｊ）に代えて用い、前述したａ．〜ｃ．と同様の手順で、各評価領域ＡhについてホルダフラットネスＳＴＩＲ（Ａh）を算出すれば良い。これにより、センサ間オフセットの影響を受けない、より高精度かつ事前調整に対する要求の少ないホルダフラットネス計測が可能となる。
【００８８】
　また、露光装置内は一般に非常に高いクリーン度に保たれているため、本実施形態の露光装置１００においても、計測用ウエハＷＴ表面及び裏面、並びにウエハホルダ２５の表面に、これまでに説明してきた計測に影響を及ぼすような塵の類は殆ど存在していない。しかしながら、極稀に少数の塵（パーティクル）が存在する場合があり、計測精度に悪影響を及ぼす可能性は完全に０ではない。この塵が存在した場合、前述した計測データＺh（ｉ，ｊ）の中に塵の影響を受けた異常値が含まれてしまう。このような場合、先に算出したホルダフラットネスＳＴＩＲ（Ａh）も、残留センサ間オフセットＯｆｓｔ（ｉ，ｊ）も実際の値からのズレを生じてしまう。
【００８９】
　そこで、上述のような塵の存在の可能性を考慮して、主制御装置２０は、次のようにして、残留センサ間オフセットＯｆｓｔ（ｉ，ｊ）に対する、異常値の影響を低減（あるいは排除）することとしても良い。
【００９０】
　すなわち、主制御装置２０は、上記ｄ．において、各評価領域Ａh内の各検出点における乖離量ａh（ｉ,ｊ）（ｈ＝１〜ｋ）に基づいて、同一の検出点毎に全ての評価領域についての平均値Ｏｆｓｔ（ｉ，ｊ）を上式（５）について算出する。
【００９１】
　次に、主制御装置２０は、乖離量ａh（ｉ,ｊ）がランダムな値であることに着目し、乖離量ａh（ｉ,ｊ）は、算出したＯｆｓｔ（ｉ，ｊ）を平均値とする正規分布（ガウス分布）にそれぞれ従うものと仮定して、乖離量ａh（ｉ,ｊ）の分散σ2（ｉ，ｊ）をそれぞれ求め、平均値Ｏｆｓｔ（ｉ，ｊ）、分散σ2（ｉ，ｊ）の正規分布に従う統計モデルに相当する確率密度関数ｆ（ｉ，ｊ）を、検出点毎に算出する。
【００９２】
　そして、主制御装置２０は、確率密度関数ｆ（ｉ，ｊ）における平均値から３σの範囲外にある乖離量ａh（ｉ,ｊ）、すなわち
　Ｏｆｓｔ（ｉ，ｊ）−３σ≦ａh（ｉ,ｊ）≦Ｏｆｓｔ（ｉ，ｊ）＋３σ
を満足しない乖離量ａh（ｉ,ｊ）をリジェクトする。なお、リジェクト後の乖離量を、以下においてはａh*（ｉ,ｊ）と表す。
【００９３】
　次に、リジェクト後の乖離量ａh*（ｉ,ｊ）のみを用いて、再度前述の式（５）と同様の平均値を算出することにより、異常値の影響が排除された、異常値リジェクト後の残留センサ間オフセット（これをＯｆｓｔ*（ｉ，ｊ）と記述するものとする）が求められる。
【００９４】
　なお、上の説明では、正規分布に従う統計モデルにおいて、平均値から３σの範囲内に９９．７％の計測値（確率密度変数）が存在することを考慮して、確率密度関数ｆ（ｉ，ｊ）における平均値から３σの範囲外にある乖離量ａh（ｉ,ｊ）は塵の影響を受けているとして、リジェクトすることとしたものである。通常は、このようにして支障はないと考えられる。
【００９５】
　但し、これに限らず、正規分布に従う統計モデルにおいて、平均値から６σの範囲外にある乖離量ａh（ｉ,ｊ）を、リジェクトすることとしても良い。この他、先に算出したＯｆｓｔ（ｉ，ｊ）を基準として、これより例えば２００ｎｍ以上大きい、若しくは小さい乖離量ａh（ｉ,ｊ）を、リジェクトの対象としても良い。２００ｎｍより小さい塵は通常考えられないからである。要は、一旦算出した残留センサ間オフセット、すなわち各評価領域Ａh内の各検出点における乖離量ａh（ｉ,ｊ）（ｈ＝１〜ｋ）に基づいて、同一の検出点毎に算出した、全ての評価領域についての平均値Ｏｆｓｔ（ｉ，ｊ）を基準として、その差がある一定値以上大きい乖離量ａh（ｉ,ｊ）をリジェクト対象とすれば良い。この他、上記の一定値を、ユーザが任意に指定できるようにしても良いし、あるいは、予め設定された前述の一定値（３σ、６σあるいは２００ｎｍなど）に基づいて前述のリジェクトを行うモードと、ユーザにより指定された値に基づいて前述のリジェクトを行うモードとを、切り替えて使用できるようにしても勿論構わない。
【００９６】
　いずれにしても、主制御装置２０は、新たに算出された異常値リジェクト後の残留センサ間オフセットＯｆｓｔ*（ｉ，ｊ）を、残留センサ間オフセットＯｆｓｔ（ｉ，ｊ）の代わりに用いて、前述の式（６）と同様の計算を行い、異常値リジェクト後の残留センサ間オフセットＯｆｓｔ*（ｉ，ｊ）を補正した、評価領域毎の評価領域内の各検出点（第２検出点）における面位置情報（補正後面位置情報）Ｚ”h（ｉ，ｊ）を求める。
【００９７】
　そして、主制御装置２０は、この補正後面位置情報Ｚ”h（ｉ，ｊ）を、前述の計測データＺh（ｉ，ｊ）に代えて用い、前述したａ．〜ｃ．と同様の手順で、各評価領域ＡhについてホルダフラットネスＳＴＩＲ（Ａh）を算出する。これにより、残留センサ間オフセットに対する異常値の影響を排除した、より高精度なホルダフラットネス計測が可能となる。
【００９８】
　更に、主制御装置２０は、ユーザの指示に応じて、異常値の原因となった塵などが排除された場合のホルダフラットネスの推定を、次のようにして行っても良い。
【００９９】
　前述のホルダフラットネスＳＴＩＲを算出する過程で、より正確には、各評価領域Ａhについての上記ａ．及びｂ．の計算処理が終了した段階で算出される、各評価領域Ａh内の各検出点における前述した乖離量ａh（ｉ,ｊ）（ｈ＝１〜ｋ）は、評価領域毎に考えれば、平均傾斜０かつＺ方向（光軸ＡＸ方向）位置の平均値０となっている。乖離量は、各評価領域Ａh内の各検出点（第２検出点）について、平均平面Ｐhからの計測データＺh（ｉ,ｊ）の乖離量であることから明らかである。
【０１００】
　そこで、主制御装置２０は、評価領域毎に、各評価領域Ａh内の乖離量ａh（ｉ,ｊ）の中から、０を基準として一定値を超える値、及び下回る値となっている乖離量ａh（ｉ,ｊ）を検出し、その乖離量に対応する検出点における計測データＺh（ｉ，ｊ）をリジェクトする。ここで、上記の一定値は、前述と同様の正規分布に従う統計モデルに対応する確率密度関数が平均値（この場合０）を基準とする３σ又は６σとなる範囲としても良いし、あるいは２００ｎｍとしても良い。この場合も、上記の一定値を、ユーザが任意に指定できるようにしても良いし、あるいは、予め設定された前述の一定値（３σ、６σあるいは２００ｎｍなど）に基づいて前述のリジェクトを行うモードと、ユーザにより指定された値に基づいて前述のリジェクトを行うモードとを、切り替えて使用できるようにしても勿論構わない。
【０１０１】
　この場合、主制御装置２０は、異常値リジェクト後の計測データ（Ｚh*（ｍ，ｎ）とする）を計測データとして、前述のａ．及びｂ．と同様の手順で、改めて各評価領域毎に評価領域内の検出点Ｓm,nにおける乖離量ａh*（ｍ，ｎ）を算出する。
【０１０２】
　ここで、（ｍ,ｎ）は、リジェクトされた残りの検出点の行番号、列番号を代表的に示すもので、評価領域毎に異なる場合が当然ある。
【０１０３】
　次に、主制御装置２０は、上記の異常値リジェクト後の乖離量ａh*（ｍ，ｎ）に基づいて、前述のｃ．と同様にして、評価領域毎に、上記の異常値リジェクト後の乖離量ａh*（ｍ，ｎ）の最大値と最小値との差（ａh*（ｍ，ｎ）max−ａh*（ｍ，ｎ）min）を、評価領域ＡhのホルダフラットネスＳＴＩＲ（Ａh）として算出する。
【０１０４】
　なお、この場合に、上記のホルダフラットネスＳＴＩＲ（Ａh）の算出に先立ち、前述した残留センサ間オフセットＯｆｓｔ（ｉ，ｊ）、あるいは異常値リジェクト後残留センサ間オフセットＯｆｓｔ*（ｉ，ｊ）を用いて、異常値リジェクト後の乖離量ａh*（ｍ，ｎ）に対して補正を加えることは勿論可能である。
【０１０５】
　また、上述のごとく、ホルダフラットネスＳＲＩＲ算出に対する異常値リジェクトは、異常値の原因となった塵が排除された場合の推定を行い、塵の影響箇所の特定を行う目的で行われるものであるから、通常の計測においては、使用せず、計測範囲の限られた評価領域にのみ異常傾向がある場合に塵の影響か否かを判断する材料として用いるのが適当である。従って、ホルダフラットネスＳＴＩＲ算出に対する異常値リジェクトの機能は、通常時は使用せず、必要に応じて結果表示画面などから使用・不使用を切り替えられるようにしておくのが好ましい。
【０１０６】
　上述したホルダフラットネス計測の結果、ウエハホルダ２５のフラットネスが不良であった場合には、ユーザは、ウエハテーブル１８上のウエハホルダ２５を新たなウエハホルダと取り替えた後、再度上述したホルダフラットネスの計測を実行して、その新たなウエハホルダのホルダフラットネスが良好であることを確認する。
【０１０７】
　あるいは、ウエハホルダ２５が、例えば特開昭５８−６７０２６号や本出願人が先に提案した特願２００１−３８２８９７号などに開示されるように、その表面の凹凸を調整可能な構造となっている場合には、ホルダフラットネスの結果に基づいて、ウエハホルダ２５のフラットネスが良好になるようにウエハホルダ２５の凹凸を調整する。
【０１０８】
　この他、場合によっては、ホルダフラットネスの計測結果に基づいて、ウエハホルダ２５表面を再加工しても良い。
【０１０９】
　また、ウエハホルダ２５のフラットネス不良の原因が、塵などに起因すると判明した場合には、前述したホルダフラットネス算出に対する異常値リジェクトを含むホルダフラットネス計測を実行して、異常値の原因となった塵が排除された場合の推定を行い、その推定の結果に応じて、清掃処理で十分であれば、ウエハホルダ２５の清掃を行い、不十分であれば、上記と同様の処理を行えば良い。
【０１１０】
　いずれにしても、本実施形態では、前述したホルダフラットネスの計測結果に基づいて、必要な場合に、上述したような手法でウエハホルダ２５のフラットネスが良好となるような調整が行われる。
【０１１１】
　次に、本実施形態の露光装置１００により、レチクルＲのパターンをウエハＷ上の各ショット領域に順次転写する際の露光動作について簡単に説明する。この場合、前提として、上述したような調整方法によりフラットネスが調整されたウエハホルダ２５がウエハテーブル１８上に搭載されているものとする。また、前提として、不図示のレチクルアライメント系、ウエハテーブル１８上の基準マーク板ＦＭ、及び不図示のウエハアライメント系を用いたレチクルアライメント、ウエハアライメント系のベースライン計測、及びウエハアライメント（ＥＧＡ等）等の準備作業は終了しているものとする。なお、上記のレチクルアライメント、ベースライン計測等の準備作業については、例えば特開平４−３２４９２３号公報（対応米国特許第５２４３１９５号）に詳細に開示され、また、これに続くＥＧＡについては、特開昭６１−４４４２９号公報（対応米国特許第４，７８０，６１７号）等に詳細に開示されており、公知であるから詳細説明は省略する。
【０１１２】
　まず、主制御装置２０は、ウエハアライメントの結果に基づいて、ウエハ駆動系２６を介してＸＹステージ１４を駆動し、ウエハＷ上の第１ショット領域（ファーストショット）の露光のための加速開始位置（走査開始位置）にウエハテーブル１８を移動する。
【０１１３】
　次に、主制御装置２０は、レチクルＲとウエハＷ、すなわちレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとのＹ軸方向の相対走査を開始する。両ステージＲＳＴ、ＷＳＴがそれぞれの目標走査速度に達し、等速同期状態に達すると、照明系１２からの照明光ＩＬによってレチクルＲのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。上記の相対走査は、主制御装置２０が、前述したウエハ干渉計３１及びレチクル干渉計２２の計測値をモニタしつつ、不図示のレチクル駆動系及びウエハ駆動系２６を制御することにより行われる。
【０１１４】
　主制御装置２０は、特に上記の走査露光時には、レチクルステージＲＳＴのＹ方向の移動速度ＶｒとウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動速度Ｖｗとが、投影光学系ＰＬの投影倍率（１／４倍あるいは１／５倍）に応じた速度比に維持されるように同期制御を行う。
【０１１５】
　そして、レチクルＲのパターン領域の異なる領域が照明光ＩＬで逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハＷ上の第１ショット領域の走査露光が終了する。これにより、レチクルＲのパターンが投影光学系ＰＬを介して第１ショット領域に縮小転写される。
【０１１６】
　なお、上記の走査露光中に、主制御装置２０は、多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の露光領域ＩＡの走査方向前方に位置するフォーカスセンサからのデフォーカス信号に基づいていわゆる先読み制御により、ウエハ駆動系２６を介してウエハテーブル１８を像面近傍に位置させるとともに、露光領域ＩＡ内のフォーカスセンサからのデフォーカス信号に基づいて像面の焦点深度の範囲内にウエハＷ表面が一致するように、ウエハ駆動系２６を介してウエハテーブル１８のＺ位置及びＸＹ平面に対する傾斜（ピッチング量（θｘ回転量）及びローリング量（θｙ回転量））を制御する。すなわち、このようにしてウエハＷのオートフォーカス・オートレベリング制御を行う。
【０１１７】
　上述のようにして、第１ショットの走査露光が終了すると、主制御装置２０により、ウエハ駆動系２６を介してウエハステージＷＳＴがＸ、Ｙ軸方向にステップ移動され、第２ショットの露光のための走査開始位置（加速開始位置）に移動される。
【０１１８】
　そして、主制御装置２０により、上述と同様に各部の動作が制御され、ウエハＷ上の第２ショットに対して上記と同様の走査露光が行われる。
【０１１９】
　このようにして、ウエハＷ上のショットの走査露光とショット間のステッピング動作とが繰り返し行われ、ウエハＷ上の露光対象ショットの全てにレチクルＲのパターンが順次転写される。
【０１２０】
　ウエハＷ上の全露光対象ショットへのパターン転写が終了すると、次のウエハと交換され、上記と同様にアライメント、露光動作が繰り返される。
【０１２１】
　これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、主制御装置２０によって制御装置と算出装置とが構成されている。但し、これらの装置を別々の装置で構成しても良い。また、主制御装置２０、ウエハテーブル１８、ウエハ駆動系２６及び多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）等を含んで平坦度計測装置が構成されている。
【０１２２】
　以上説明したように、本実施形態の露光装置１００によると、主制御装置２０により、被検出物体としての計測用ウエハＷＴ表面に設定された所定の評価領域Ａhを含む領域に照射系６０ａからの検出光束が照射される位置にウエハ駆動系２６を介してウエハテーブル１８が位置決めされ、評価領域Ａhの外側に位置する少なくとも３つの第１検出点（例えば、検出点Ｓ21、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ27、Ｓ61、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ67）からの反射光束を個別に受光する各フォーカスセンサが選択され、該各フォーカスセンサの出力に基づいて計測用ウエハＷＴ表面のＺ位置及び傾斜が一定値に保たれるようにウエハ駆動系２６を介してウエハテーブル１８が制御される、すなわち前述のウエハテーブル１８のサーボ制御によるフォーカス・レベリング制御が行われる。そして、このウエハテーブル１８のサーボ制御状態で、主制御装置２０により、評価領域Ａh内に位置する複数の第２検出点（例えば、検出点Ｓ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57）からの反射光束を個別に受光する各フォースセンサの出力に基づいて各第２検出点における面位置情報が取得される。このため、計測用ウエハＷＴを保持するウエハテーブル１８（ウエハステージＷＳＴ）の走行面の不安定性などに影響を受けることなく、評価領域Ａh内の複数の検出点Ｓ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57における面位置情報が得られる。
【０１２３】
　そして、主制御装置２０により、評価領域Ａh内の各検出点の面位置情報を用いて、評価領域Ａhにおける計測用ウエハＷＴ表面の平坦度（この場合、該計測用ウエハＷＴを保持するウエハホルダ２５のフラットネスに一致）が算出される。従って、計測用ウエハＷＴを保持するウエハテーブルＷＴ（ウエハステージＷＳＴ）の走行面の不定性などに影響されることなく、計測用ウエハＷＴ表面の平坦度（ウエハホルダ２５のフラットネスに一致）を精度良く計測することが可能となる。
【０１２４】
　また、本実施形態の場合、多点ＡＦ系を用いて、付加的な工具及び機構を用いることなく、上記の計測用ウエハＷＴ表面の平坦度（ウエハホルダ２５のフラットネスに一致）を精度良く計測することが可能となる。
【０１２５】
　また、本実施形態の露光装置１００によると、前述の如くして計測された平坦度情報、すなわちホルダフラットネスに基づいてウエハホルダ２５のフラットネスが前述の如くして調整され、露光時には、この調整後のウエハホルダ２５上にウエハＷを保持した状態で、ウエハＷに対してレチクルＲのパターンが走査露光方式で転写される。従って、大Ｎ．Ａ．の投影光学系ＰＬを用いた解像力の高い、高精度な露光が可能となる。また、走査露光中、多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）の検出結果に基づいてフォーカス・レベリング制御を行うことで、結果的にデフォーカスに起因する露光不良がない高精度な露光が可能になる。
【０１２６】
《第２の実施形態》
　次に、本発明の第２の実施形態を、図６〜図７（Ｂ）に基づいて説明する。この第２の実施形態に係る露光装置は、装置構成などは、前述した第１の実施形態と同一であり、ホルダフラットネス計測の際の評価領域の大きさが異なるとともに、ホルダフラットネス計測の際の主制御装置２０の処理アルゴリズムが異なるのみである。従って、以下においては、これらの相違点を中心として説明する。また、重複説明を回避する観点から、各構成部分については前述の第１の実施形態と同一の符号を用いるとともにその説明は省略するものとする。
【０１２７】
　本第２の実施形態では、図６に示されるように、計測用ウエハＷＴ上に設定された各評価領域Ａh（ｈ＝１〜ｋ’）は、Ｘ軸方向に関して、多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）により同時に第２検出点（Ｓ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57）を設定可能な範囲外の領域を含んでいるが、Ｙ軸方向に関しては、多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）により同時に検出点（Ｓ11〜Ｓ71、Ｓ12〜Ｓ72、Ｓ13〜Ｓ73、Ｓ14〜Ｓ74、Ｓ15〜Ｓ75、Ｓ16〜Ｓ76、Ｓ17〜Ｓ77）を設定可能な範囲に含まれている。
【０１２８】
　次に、本第２の実施形態に係る露光装置において行われる、ウエハホルダ２５についてのホルダフラットネス計測について説明する。なお、前提として、多点ＡＦ系（６０ａ，６０ｂ）のセンサ出力相互の調整は、公知の手法により事前に精度良く（センサ間オフセットが無視できる程度に）行われているものとする。
【０１２９】
　まず、主制御装置２０は、前述と同様にしてウエハホルダ２５上に計測用ウエハＷＴをロードする。計測用ウエハＷＴをロードした後、主制御装置２０は、前述と同様にして、ＸＹステージ１４を投影光学系ＰＬの直下に計測用ウエハＷＴ上の第１番目の評価領域Ａ1が来る所定位置まで移動し、その位置で位置決めする。
【０１３０】
　次いで、主制御装置２０は、照射系６０ａに指示を与えて照射系６０ａ内の照明光源をオンにする。これにより、計測用ウエハＷＴ上の評価領域Ａ1内及びその近傍の領域に、７×７＝４９個のスリット像Ｓ11〜Ｓ77が形成され、各スリット像が受光系６０ｂ内の各スリット像に対応する受光用スリット板上のスリットに再結像され、それぞれ対応するフォーカスセンサによって受光される。図７（Ａ）には、このときの計測用ウエハＷＴとスリット像Ｓ11〜Ｓ77との関係が示されている。本第２の実施形態においても、前述と同様の理由により、以下の説明では、特に区別が必要な場合を除いて、各スリット像を検出点又はフォーカスセンサとも呼ぶものとし、それらを対応するスリット像と同一の符号を用いてフォーカスセンサＳ11〜Ｓ77、又は検出点Ｓ11〜Ｓ77と記述するものとする。
【０１３１】
　このとき、主制御装置２０は、４９個のフォーカスセンサＳ11〜Ｓ77のうち、図７（Ａ）に示されるように、評価領域Ａ1の外部に位置する白丸で囲まれた８個のフォーカスセンサＳ22、Ｓ23、Ｓ26、Ｓ27、Ｓ62、Ｓ63、Ｓ66、Ｓ67のみを信号選択処理装置８０を介して選択しており、信号選択処理装置８０はそれらの選択されたフォーカスセンサの検出信号に対応するデフォーカス信号を主制御装置２０に対して出力する。
【０１３２】
　そして、主制御装置２０では、選択された８個のフォーカスセンサの検出信号に対応するデフォーカス信号に基づいて評価領域Ａ1の外部に位置する検出点（第１検出点）Ｓ22、Ｓ23、Ｓ26、Ｓ27、Ｓ62、Ｓ63、Ｓ66、Ｓ67それぞれにおける計測用ウエハＷＴ表面のＺ軸方向の位置情報（面位置情報）を算出し、この位置情報に基づいてウエハテーブル１８のフォーカス・レベリングのサーボ制御を、前述と同様にして行う。なお、上述したウエハテーブル１８のフォーカス・レベリングのサーボ制御は、選択された８個のフォーカスセンサを用いる場合に限らず、例えば評価領域Ａ1の外部に位置する４×７＝２８個のフォーカスセンサＳ11〜Ｓ17、Ｓ21〜Ｓ27、Ｓ61〜Ｓ67、Ｓ71〜Ｓ77のうちの同一直線上にない少なくとも３つフォーカスセンサをサーボ制御用のセンサとして選択して用いれば良い。
【０１３３】
　ここで、評価領域Ａ1の外部に位置するフォーカスセンサの一部をサーボ制御用のセンサとして選択する場合、前述した第１の実施形態と同様の理由により、評価領域Ａ1から一定距離以上離れたフォーカスセンサ（Ｓ11〜Ｓ17、Ｓ71〜Ｓ77）を選択しないことに加え、−Ｘ方向の最も外側の列に位置するフォーカスセンサＳ21、Ｓ61をも選択の対象から外すことが重要である。この理由については、後述する。
【０１３４】
　主制御装置２０は、上述の選択した８個のフォーカスセンサを用いたウエハテーブル１８のフォーカス・レベリングのサーボ制御を、目標値を一定として維持する。
【０１３５】
　このようにして、計測用ウエハＷＴ表面のＺ位置及び傾斜が一定値に維持された状態において、主制御装置２０は、信号選択処理装置８０を介して、評価領域Ａ1の内部に位置する３×７＝２１個のフォーカスセンサＳ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57を追加的に選択し、これらのフォーカスセンサから出力されるデフォーカス信号に基づいて、２１個の検出点（第２検出点）Ｓ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57における計測用ウエハＷＴ表面の光軸ＡＸ方向の位置情報（面位置情報）を取得する。なお、図７（Ａ）では、追加的に選択されたフォーカスセンサＳ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57が太い実線で示されている。
【０１３６】
　ここで、取得した検出点Ｓ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57における面位置情報、すなわちフォーカスセンサＳ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57のデフォーカス信号から得られる面位置情報である評価領域Ａ1における計測データを、Ｚ1（ｉ,ｊ）（ｉ＝３〜５、ｊ＝１〜７）と記述するものとする。この計測データＺ1（ｉ，ｊ）は、不図示のメモリに記憶される。
【０１３７】
　次に、主制御装置２０は、ＸＹステージ１４を所定距離、具体的には隣接するスリット像同士の中心間距離と同一距離だけ−Ｘ方向に移動する。これにより、図７（Ａ）の状態で多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）により検出点の設定が困難であった、評価領域Ａ1内の点、（すなわち図７（Ａ）中に符号Ｓ38、Ｓ48、Ｓ58で示される点）に、スリット像（第３検出点）を形成することが可能となる（図７（Ｂ）参照）。
【０１３８】
　次に、主制御装置２０は、照射系６０ａに指示を与えて照射系６０ａ内の照明光源をオンにし、計測用ウエハＷＴ上の評価領域Ａ1内及びその近傍の領域に、７×７＝４９個のスリット像Ｓ11〜Ｓ77を形成する。これと同時に、主制御装置２０は、図７（Ｂ）に示されるように、評価領域Ａ1外部に位置する白丸で囲まれた８個のフォーカスセンサＳ21、Ｓ22、Ｓ25、Ｓ26、Ｓ61、Ｓ62、Ｓ65、Ｓ66のみを信号選択処理装置８０を介して選択し、これのフォーカスセンサＳ21、Ｓ22、Ｓ25、Ｓ26、Ｓ61、Ｓ62、Ｓ65、Ｓ66からの検出信号（デフォーカス信号）に基づいて、前述と同様のウエハテーブル１８のフォーカス・レベリング制御をサーボ制御にて行う。この場合、図７（Ａ）と図７（Ｂ）とを比べると明らかなように、ここでのサーボ制御に用いられる各フォーカスセンサは、ＸＹステージ１４の移動に先立って評価領域Ａ1内の３×７＝２１点の検出点における面位置情報を検出した際にサーボ制御に用いられた各フォーカスセンサの−Ｘ側に隣接するフォーカスセンサであることがわかる。換言すれば、主制御装置２０は、図７（Ａ）の状態と図７（Ｂ）の状態とで、前述のサーボ制御に用いられるフォーカスセンサを−Ｘ側に１列シフトして選択しているのである。このため、図７（Ａ）の状態と図７（Ｂ）の状態とで、計測用ウエハＷＴ上の同一位置にある検出点の面位置情報に基づいて、前述のウエハテーブルのＺ位置及び傾斜（フォーカス・レベリング）のサーボ制御が行われ、図７（Ａ）の状態と図７（Ｂ）の状態とで、計測用ウエハＷＴのＺ位置及び傾斜を一定の位置、姿勢に維持することができるようになっている。なお、図７（Ｂ）では、評価領域Ａ1が固定で、フォーカスセンサ群が図７（Ａ）の状態から移動しているように示されているが、これは説明の便宜上このようにしたものであって、実際には、評価領域Ａ1（計測用ウエハＷＴ）が移動する。
【０１３９】
　主制御装置２０は、上述したように、サーボ制御に用いられるフォーカスセンサを−Ｘ側に１列シフトして選択できるようにするため、先に、−Ｘ方向の最も外側の列に位置するフォーカスセンサＳ21、Ｓ61を選択の対象から外したのである。
【０１４０】
　そして、上述のフォーカスセンサＳ21、Ｓ22、Ｓ25、Ｓ26、Ｓ61、Ｓ62、Ｓ65、Ｓ66を用いたウエハテーブル１８のフォーカス・レベリングのサーボ制御状態を維持したまま、主制御装置２０は、信号選択処理装置８０を介して、評価領域Ａ1の内部に位置する３つのフォーカスセンサＳ37、Ｓ47、Ｓ57を追加的に選択し、これらのフォーカスセンサから出力されるデフォーカス信号に基づいて、先に未だ面位置情報を取得していない、評価領域Ａ1の内部に位置する３つの検出点（第３検出点）Ｓ38、Ｓ48、Ｓ58における計測用ウエハＷＴ表面の光軸ＡＸ方向の位置情報（面位置情報）Ｚ1（ｉ,８）（ｉ＝３〜５）を取得する。なお、図７（Ｂ）では、追加的に選択されたフォーカスセンサＳ37、Ｓ47、Ｓ57が太い実線で示されている。
【０１４１】
　そして、主制御装置２０は、先に取得した計測データＺ1（ｉ,ｊ）（ｉ＝３〜５、ｊ＝１〜７）と上記の計測データＺ1（ｉ,８）（ｉ＝３〜５）とを、まとめて評価領域Ａ1における計測データＺ1（ｉ,ｊ’）（ｉ＝３〜５、ｊ’＝１〜８）として、前述した第１の実施形態におけるａ．〜ｃ．と同様の計算手順で、計測用ウエハＷＴの評価領域Ａ1における平坦度、すなわちホルダフラットネスＳＴＩＲ（Ａ1）を算出する。
【０１４２】
　その後、主制御装置２０は、上述したホルダフラットネスの計測を、計測用ウエハＷＴ上の残りの評価領域についても実行する。これにより、計測用ウエハＷＴ上に設定されたｋ’個の評価領域について、ホルダフラットネスの計測結果が得られる。
【０１４３】
　勿論、本第２の実施形態においても、多点ＡＦ系（６０ａ、６０ｂ）のセンサ出力相互の調整が不十分である場合を考慮して、主制御装置２０は、前述のｄ．で説明した手法により、残留センサ間オフセットＯｆｓｔ（ｉ，ｊ’）を算出し、該残留センサ間オフセットを補正した、評価領域毎の評価領域内の各検出点（第２検出点、第３検出点）における面位置情報（補正後面位置情報）Ｚ’h（ｉ，ｊ’）を算出し、この補正後面位置情報を、前述の計測データＺh（ｉ，ｊ’）に代えて用い、前述と同様の手順で、各評価領域ＡhについてホルダフラットネスＳＴＩＲ（Ａh）を算出しても良い。これにより、センサ間オフセットの影響を受けない、より高精度かつ事前調整に対する要求の少ないホルダフラットネス計測が可能となる。
【０１４４】
　また、本第２の実施形態においても、塵の存在の可能性を考慮して、主制御装置２０は、前述と同様にして、残留センサ間オフセットＯｆｓｔ（ｉ，ｊ’）に対する、異常値の影響が排除された、異常値リジェクト後の残留センサ間オフセット（これをＯｆｓｔ*（ｉ，ｊ’）と記述するものとする）を求め、異常値リジェクト後の残留センサ間オフセットＯｆｓｔ*（ｉ，ｊ’）を、残留センサ間オフセットＯｆｓｔ（ｉ，ｊ’）の代わりに用いて、前述と同様の計算を行い、異常値リジェクト後の残留センサ間オフセットＯｆｓｔ*（ｉ，ｊ’）を補正した、評価領域毎の評価領域内の各検出点（第２検出点、第３検出点）における面位置情報（補正後面位置情報）Ｚ”h（ｉ，ｊ’）を求めても良い。この場合、主制御装置２０は、この補正後面位置情報Ｚ”h（ｉ，ｊ’）を、前述の計測データＺh（ｉ，ｊ’）に代えて用い、前述と同様の手順で、各評価領域ＡhについてホルダフラットネスＳＴＩＲ（Ａh）を算出しても良い。これにより、残留センサ間オフセットに対する異常値の影響を排除した、より高精度なホルダフラットネス計測が可能となる。
【０１４５】
　更に、主制御装置２０は、ユーザの指示に応じて、異常値の原因となった塵などが排除された場合のホルダフラットネスの推定を、前述の第１の実施形態で説明した方法によって行っても良い。
【０１４６】
　この場合においても、上記のホルダフラットネスＳＴＩＲ（Ａh）の算出に先立ち、前述した残留センサ間オフセットＯｆｓｔ（ｉ，ｊ’）、あるいは異常値リジェクト後残留センサ間オフセットＯｆｓｔ*（ｉ，ｊ’）を用いて、異常値の原因となった塵などが排除された場合のホルダフラットネスの推定の過程で算出される異常値リジェクト後の乖離量に対して補正を加えることは勿論可能である。
【０１４７】
　以上説明したように、本第２の実施形態に係る露光装置では、主制御装置２０により、評価領域Ａh内の複数の第２検出点（例えばＳ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57）の面位置情報を検出するときと、第３検出点（Ｓ38、Ｓ48、Ｓ58）における面位置情報を検出するときとで、計測用ウエハＷＴ表面の位置及び傾斜が、同一値に保たれるので、ウエハテーブル１８とともに計測用ウエハＷＴ及びウエハホルダ２５を−Ｘ方向に所定量移動しているにもかかわらず、その移動に起因して各第２検出点の面位置情報の計測と第３検出点の面位置情報の計測との間で計測誤差が発生することがない。従って、主制御装置２０が、各第２検出点の面位置情報と第３検出点の面位置情報とに基づいて、評価領域Ａh内の平坦度（本実施形態では対応する領域のホルダフラットネスに一致）を算出することにより、評価領域Ａhが一方向に関して、多点ＡＦ系により同時に第２検出点を設定可能な範囲外の領域を含む場合であっても、計測用ウエハＷＴ表面の平坦度（本実施形態ではホルダフラットネスに一致）を精度良く計測することが可能となる。
【０１４８】
　また、本第２の実施形態においても、上述したホルダフラットネス計測の結果、ウエハホルダ２５のフラットネスが不良であった場合には、ユーザにより、前述と同様にしてウエハホルダ２５のフラットネスが良好となるような調整が行われる。
【０１４９】
　そして、本第２の実施形態の露光装置によると、前述の如くして計測された平坦度情報、すなわちホルダフラットネスに基づいてウエハホルダ２５のフラットネスが前述の如くして調整され、露光時には、この調整後のウエハホルダ２５上にウエハＷを保持した状態で、ウエハＷに対してレチクルＲのパターンが前述と同様に、ステップ・アンド・スキャン方式で転写される。従って、大Ｎ．Ａ．の投影光学系ＰＬを用いた解像力の高い、高精度な露光が可能となる。
【０１５０】
　なお、上記第１、第２の実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置にも本発明は、好適に適用できる。この場合、各ショット領域より小さい面積の評価領域を被検出物体上に設定して、上記実施形態と同様にして平坦度計測を行えば良い。
【０１５１】
　この他、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（ステッパ）の場合にも、多点ＡＦ系の検出点を同時に設定可能な範囲（矩形領域）より大面積の領域を、評価領域として、被検出物体、例えばウエハの平坦度を計測することも可能である。
【０１５２】
《第３の実施形態》
　以下、このような大面積の領域を評価領域として、ウエハの平坦度を計測する本発明の第３の実施形態について、図８〜図１３に基づいて説明する。ここで、本第３の実施形態で用いられるステッパについて簡単に説明する。前述の露光装置１００が、走査露光方式でレチクルＲのパターンをウエハＷ上のショット領域に転写するのに対し、本実施形態のステッパは、レチクルＲとウエハＷとをともに静止させた状態で、露光を行い、レチクルＲのパターンをウエハＷ上のショット領域に転写する。このため、本実施形態のステッパでは、上記の静止露光に適するように、レチクルブラインドとして、開口形状が可変（又は固定）の固定式のブラインドが用いられ、前述のレチクルステージＲＳＴとしてレチクルを保持してＸＹ面内で微小駆動（θｚ回転を含む）が可能なレチクルホルダが用いられるなどしているが、基本的には、前述した図１の露光装置１００と同様に構成されている。従って、ここでは、前述した実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一の符号を用いて説明を行うものとする。
【０１５３】
　本実施形態は、図８に示されるように、多点ＡＦ系の検出点Ｓ11〜Ｓ77を同時に設定可能な矩形の検出領域ＤＡ（通常、ショット領域に一致）より大面積の領域ＥＡを評価領域として、ウエハのフラットネス計測を行うものである。図８において、符号Ｗp,q（ｐ＝１〜１１、ｑ＝１〜１１）は、説明の便宜上、ウエハＷ上の評価領域ＥＡ内に設定した仮想の検出点（以下、「評価点」と呼ぶ）を示すものである。
【０１５４】
　なお、前提として、ウエハホルダ２５のフラットネスは良好である（あるいは、予め前述した方法により計測されている）ものとする。また、多点ＡＦ系のセンサ出力相互の調整は、公知の手法により事前に精度良く（センサ間オフセットが無視できる程度に）行われているものとする。
【０１５５】
　まず、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ（ＸＹステージ１４）を駆動して、ウエハホルダ２５上に保持されたウエハＷ上の評価領域ＥＡのほぼ中心が投影光学系ＰＬの光軸にほぼ一致する位置に位置決めする。
【０１５６】
　次いで、主制御装置２０は、多点ＡＦ系内の光源をオンにする。これにより、図９に示されるように、ウエハＷ上の評価領域ＥＡのほぼ中央の領域ＤＡ１内に、７×７＝４９個のスリット像Ｓ11〜Ｓ77が形成され、各スリット像の光束が対応するフォーカスセンサによってそれぞれ受光される。本第３の実施形態においても、前述と同様の理由により、以下の説明では、特に区別が必要な場合を除いて、各スリット像を検出点又はフォーカスセンサとも呼ぶものとし、それらを対応するスリット像と同一の符号を用いてフォーカスセンサＳ11〜Ｓ77、又は検出点Ｓ11〜Ｓ77と記述するものとする。
【０１５７】
　このとき、主制御装置２０は、４９個のフォーカスセンサＳ11〜Ｓ77のうち、図９に示されるように、白丸で囲まれた９個のフォーカスセンサＳ22、Ｓ26、Ｓ33、Ｓ35、Ｓ44、Ｓ53、Ｓ55、Ｓ62、Ｓ66のみを信号選択処理装置８０を介して選択しており、信号選択処理装置８０はそれらの選択されたフォーカスセンサの検出信号に対応するデフォーカス信号を主制御装置２０に対して出力する。
【０１５８】
　そして、主制御装置２０では、選択された９個のフォーカスセンサの検出信号に対応するデフォーカス信号に基づいて検出点Ｓ22、Ｓ26、Ｓ33、Ｓ35、Ｓ44、Ｓ53、Ｓ55、Ｓ62、Ｓ66それぞれにおけるウエハＷ表面のＺ軸方向の位置情報（面位置情報）を算出し、この位置情報に基づいてウエハテーブル１８のフォーカス・レベリングのサーボ制御を、前述と同様にして行う。
【０１５９】
　主制御装置２０は、上述の選択した９個のフォーカスセンサを用いたウエハテーブル１８のフォーカス・レベリングのサーボ制御を、目標値を一定として維持する。
【０１６０】
　このようにして、ウエハＷのＺ位置及び傾斜が一定値に維持された状態において、主制御装置２０は、信号選択処理装置８０を介して、残り４０個のフォーカスセンサＳ11〜Ｓ17、Ｓ21、Ｓ23〜Ｓ25、Ｓ27、Ｓ31、Ｓ32、Ｓ34、Ｓ36、Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ43、Ｓ45〜Ｓ47、Ｓ51、Ｓ52、Ｓ54、Ｓ56、Ｓ57、Ｓ61、Ｓ63〜Ｓ65、Ｓ67、Ｓ71〜Ｓ77を追加的に選択し、これらのフォーカスセンサから出力されるデフォーカス信号に基づいて、４０個の検出点におけるウエハＷ表面の光軸ＡＸ方向の位置情報（面位置情報）を取得する。なお、図９では、追加的に選択されたフォーカスセンサが太い実線で示されている。
【０１６１】
　ここで、取得した検出点Ｓ11〜Ｓ17、Ｓ21、Ｓ23〜Ｓ25、Ｓ27、Ｓ31、Ｓ32、Ｓ34、Ｓ36、Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ43、Ｓ45〜Ｓ47、Ｓ51、Ｓ52、Ｓ54、Ｓ56、Ｓ57、Ｓ61、Ｓ63〜Ｓ65、Ｓ67、Ｓ71〜Ｓ77における面位置情報、及び上記フォーカス・レベリング制御用の検出点Ｓ22、Ｓ26、Ｓ33、Ｓ35、Ｓ44、Ｓ53、Ｓ55、Ｓ62、Ｓ66それぞれにおける面位置情報、すなわちフォーカスセンサＳ11〜Ｓ77（Ｓ11〜Ｓ17、Ｓ21〜Ｓ27、Ｓ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57、Ｓ61〜Ｓ67、Ｓ71〜Ｓ77）のデフォーカス信号から得られる面位置情報である検出領域ＤＡ１（図９参照）における計測データを、Ｚ1（ｉ,ｊ）（ｉ＝１〜７、ｊ＝１〜７）と記述するものとする。この計測データＺ1（ｉ，ｊ）は、不図示のメモリに記憶される。
【０１６２】
　図９の状態では、ウエハＷ上の評価点Ｗp,q（ｐ＝３〜９、ｑ＝３〜９）における面位置情報が、計測データＺ1（ｉ,ｊ）（ｉ＝１〜７、ｊ＝１〜７）として得られることになる。
【０１６３】
　次に、主制御装置２０は、ＸＹステージ１４を＋Ｘ方向及び−Ｙ方向に同一距離だけ移動する。これにより、図１０に示されるように、評価領域ＥＡ内の左上に位置する正方形の領域の中心が投影光学系ＰＬの光軸にほぼ一致する位置にウエハＷが位置決めされる。
【０１６４】
　次に、主制御装置２０は、多点ＡＦ系の照明光源をオンにし、ウエハＷ上に７×７＝４９個のスリット像Ｓ11〜Ｓ77を形成する。これと同時に、主制御装置２０は、図１０に示されるように、白丸で囲まれた９個のフォーカスセンサＳ11、Ｓ17、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ44、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ71、Ｓ77のみを信号選択処理装置８０を介して選択し、これらのフォーカスセンサＳ11、Ｓ17、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ44、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ71、Ｓ77からの検出信号（デフォーカス信号）に基づいて、前述と同様のウエハテーブル１８のフォーカス・レベリング制御をサーボ制御にて行う。この場合、フォーカスセンサＳ44、Ｓ66、Ｓ77は、評価点Ｗ4,4、Ｗ6,6、Ｗ7,7における面位置情報を検出しており、これらの評価点Ｗ4,4、Ｗ6,6、Ｗ7,7における面位置情報は、検出領域ＤＡ１における面位置情報の検出時に、フォーカスセンサＳ22、Ｓ44、Ｓ55によってそれぞれ検出されていた（図９参照）。そこで、このフォーカス・レベリング制御に際しては、検出領域ＤＡ１に対する面位置情報の検出時におけるフォーカスセンサＳ22、Ｓ44、Ｓ55の目標値を、フォーカスセンサＳ44、Ｓ66、Ｓ77の目標値とする。このフォーカス・レベリング制御により、ウエハＷ上の評価点Ｗ1,1と評価点Ｗ11.11を結ぶ線上に位置する各評価点の面位置が、検出領域ＤＡ１における面位置情報の検出時と同じ位置に維持される。
【０１６５】
　そして、上述のフォーカスセンサＳ11、Ｓ17、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ44、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ71、Ｓ77を用いたウエハテーブル１８のフォーカス・レベリングのサーボ制御状態を維持したまま、主制御装置２０は、信号選択処理装置８０を介して、残り４０個のフォーカスセンサＳ12〜Ｓ16、Ｓ21、Ｓ23〜Ｓ25、Ｓ27、Ｓ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ43、Ｓ45〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57、Ｓ61、Ｓ63〜Ｓ65、Ｓ67、Ｓ72〜Ｓ76を追加的に選択し、これらのフォーカスセンサから出力されるデフォーカス信号に基づいて、４０個の検出点におけるウエハＷ表面の光軸ＡＸ方向の位置情報（面位置情報）を取得する。なお、図１０では、追加的に選択されたフォーカスセンサが太い実線で示されている。
【０１６６】
　ここで、取得した検出点Ｓ12〜Ｓ16、Ｓ21、Ｓ23〜Ｓ25、Ｓ27、Ｓ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ43、Ｓ45〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57、Ｓ61、Ｓ63〜Ｓ65、Ｓ67、Ｓ72〜Ｓ76における面位置情報、及び上記フォーカス・レベリング制御用の検出点Ｓ11、Ｓ17、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ44、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ71、Ｓ77それぞれにおける面位置情報、すなわちフォーカスセンサＳ11〜Ｓ77のデフォーカス信号から得られる面位置情報である検出領域ＤＡ２（図１０参照）における計測データを、Ｚ2（ｉ,ｊ）（ｉ＝１〜７、ｊ＝１〜７）と記述するものとする。この計測データＺ2（ｉ，ｊ）は、不図示のメモリに記憶される。
【０１６７】
　図１０の状態では、ウエハＷ上の評価点Ｗp,q（ｐ＝１〜７、ｑ＝１〜７）における面位置情報が、計測データＺ2（ｉ,ｊ）（ｉ＝１〜７、ｊ＝１〜７）として得られることになる。
【０１６８】
　次に、主制御装置２０は、ＸＹステージ１４を−Ｘ方向に所定距離だけ移動する。これにより、図１１に示されるように、評価領域ＥＡ内の右上に位置する正方形の領域の中心が投影光学系ＰＬの光軸にほぼ一致する位置にウエハＷが位置決めされる。
【０１６９】
　次に、主制御装置２０は、多点ＡＦ系の照明光源をオンにし、ウエハＷ上に７×７＝４９個のスリット像Ｓ11〜Ｓ77を形成する。これと同時に、主制御装置２０は、図１１に示されるように、白丸で囲まれた９個のフォーカスセンサＳ11、Ｓ17、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ44、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ71、Ｓ77のみを信号選択処理装置８０を介して選択し、これらのフォーカスセンサＳ11、Ｓ17、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ44、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ71、Ｓ77からの検出信号（デフォーカス信号）に基づいて、前述と同様のウエハテーブル１８のフォーカス・レベリング制御をサーボ制御にて行う。この場合、フォーカスセンサＳ44、Ｓ62、Ｓ71は、評価点Ｗ4,8、Ｗ6,6、Ｗ7,5における面位置情報を検出しており、これらの評価点Ｗ4,8、Ｗ6,6、Ｗ7,5における面位置情報は、検出領域ＤＡ１における面位置情報の検出時に、フォーカスセンサＳ26、Ｓ44、Ｓ53によってそれぞれ検出されていた（図９参照）。そこで、このフォーカス・レベリング制御に際しては、検出領域ＤＡ１に対する面位置情報の検出時におけるフォーカスセンサＳ26、Ｓ44、Ｓ53の目標値を、フォーカスセンサＳ44、Ｓ62、Ｓ71の目標値とする。このフォーカス・レベリング制御により、ウエハＷ上の評価点Ｗ1,11と評価点Ｗ11.1を結ぶ線上に位置する各評価点の面位置が、検出領域ＤＡ１における面位置情報の検出時と同じ位置に維持される。
【０１７０】
　そして、上述のフォーカスセンサＳ11、Ｓ17、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ44、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ71、Ｓ77を用いたウエハテーブル１８のフォーカス・レベリングのサーボ制御状態を維持したまま、主制御装置２０は、信号選択処理装置８０を介して、残り４０個のフォーカスセンサＳ12〜Ｓ16、Ｓ21、Ｓ23〜Ｓ25、Ｓ27、Ｓ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ43、Ｓ45〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57、Ｓ61、Ｓ63〜Ｓ65、Ｓ67、Ｓ72〜Ｓ76を追加的に選択し、これらのフォーカスセンサから出力されるデフォーカス信号に基づいて、４０個の検出点におけるウエハＷ表面の光軸ＡＸ方向の位置情報（面位置情報）を取得する。なお、図１１では、追加的に選択されたフォーカスセンサが太い実線で示されている。
【０１７１】
　ここで、取得した検出点Ｓ12〜Ｓ16、Ｓ21、Ｓ23〜Ｓ25、Ｓ27、Ｓ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ43、Ｓ45〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57、Ｓ61、Ｓ63〜Ｓ65、Ｓ67、Ｓ72〜Ｓ76における面位置情報、及び上記フォーカス・レベリング制御用の検出点Ｓ11、Ｓ17、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ44、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ71、Ｓ77それぞれにおける面位置情報、すなわちフォーカスセンサＳ11〜Ｓ77のデフォーカス信号から得られる面位置情報である検出領域ＤＡ３（図１１参照）における計測データを、Ｚ3（ｉ,ｊ）（ｉ＝１〜７、ｊ＝１〜７）と記述するものとする。この計測データＺ3（ｉ，ｊ）は、不図示のメモリに記憶される。
【０１７２】
　図１１の状態では、ウエハＷ上の評価点Ｗp,q（ｐ＝１〜７、ｑ＝５〜１１）における面位置情報が、計測データＺ3（ｉ,ｊ）（ｉ＝１〜７、ｊ＝１〜７）として得られることになる。
【０１７３】
　次に、主制御装置２０は、ＸＹステージ１４を＋Ｙ方向に所定距離だけ移動する。これにより、図１２に示されるように、評価領域ＥＡ内の右下に位置する正方形の領域の中心が投影光学系ＰＬの光軸にほぼ一致する位置にウエハＷが位置決めされる。
【０１７４】
　次に、主制御装置２０は、多点ＡＦ系の照明光源をオンにし、ウエハＷ上に７×７＝４９個のスリット像Ｓ11〜Ｓ77を形成する。これと同時に、主制御装置２０は、図１２に示されるように、白丸で囲まれた９個のフォーカスセンサＳ11、Ｓ17、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ44、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ71、Ｓ77のみを信号選択処理装置８０を介して選択し、これらのフォーカスセンサＳ11、Ｓ17、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ44、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ71、Ｓ77からの検出信号（デフォーカス信号）に基づいて、前述と同様のウエハテーブル１８のフォーカス・レベリング制御をサーボ制御にて行う。この場合、フォーカスセンサＳ11、Ｓ22、Ｓ44は、評価点Ｗ5,5、Ｗ6,6、Ｗ8,8における面位置情報を検出しており、これらの評価点Ｗ5,5、Ｗ6,6、Ｗ8,8における面位置情報は、検出領域ＤＡ１における面位置情報の検出時に、フォーカスセンサＳ33、Ｓ44、Ｓ66によってそれぞれ検出されていた（図９参照）。そこで、このフォーカス・レベリング制御に際しては、検出領域ＤＡ１に対する面位置情報の検出時におけるフォーカスセンサＳ33、Ｓ44、Ｓ66の目標値を、フォーカスセンサＳ11、Ｓ22、Ｓ44の目標値とする。このフォーカス・レベリング制御により、ウエハＷ上の評価点Ｗ1,1と評価点Ｗ11.11を結ぶ線上に位置する各評価点の面位置が、検出領域ＤＡ１における面位置情報の検出時と同じ位置に維持される。
【０１７５】
　そして、上述のフォーカスセンサＳ11、Ｓ17、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ44、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ71、Ｓ77を用いたウエハテーブル１８のフォーカス・レベリングのサーボ制御状態を維持したまま、主制御装置２０は、信号選択処理装置８０を介して、残り４０個のフォーカスセンサＳ12〜Ｓ16、Ｓ21、Ｓ23〜Ｓ25、Ｓ27、Ｓ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ43、Ｓ45〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57、Ｓ61、Ｓ63〜Ｓ65、Ｓ67、Ｓ72〜Ｓ76を追加的に選択し、これらのフォーカスセンサから出力されるデフォーカス信号に基づいて、４０個の検出点におけるウエハＷ表面の光軸ＡＸ方向の位置情報（面位置情報）を取得する。なお、図１２では、追加的に選択されたフォーカスセンサが太い実線で示されている。
【０１７６】
　ここで、取得した検出点Ｓ12〜Ｓ16、Ｓ21、Ｓ23〜Ｓ25、Ｓ27、Ｓ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ43、Ｓ45〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57、Ｓ61、Ｓ63〜Ｓ65、Ｓ67、Ｓ72〜Ｓ76における面位置情報、及び上記フォーカス・レベリング制御用の検出点Ｓ11、Ｓ17、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ44、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ71、Ｓ77それぞれにおける面位置情報、すなわちフォーカスセンサＳ11〜Ｓ77のデフォーカス信号から得られる面位置情報である検出領域ＤＡ４（図１２参照）における計測データを、Ｚ4（ｉ,ｊ）（ｉ＝１〜７、ｊ＝１〜７）と記述するものとする。この計測データＺ4（ｉ，ｊ）は、不図示のメモリに記憶される。
【０１７７】
　図１２の状態では、ウエハＷ上の評価点Ｗp,q（ｐ＝５〜１１、ｑ＝５〜１１）における面位置情報が、計測データＺ4（ｉ,ｊ）（ｉ＝１〜７、ｊ＝１〜７）として得られることになる。
【０１７８】
　次に、主制御装置２０は、ＸＹステージ１４を＋Ｘ方向に所定距離だけ移動する。これにより、図１３に示されるように、評価領域ＥＡ内の左下に位置する正方形の領域の中心が投影光学系ＰＬの光軸にほぼ一致する位置にウエハＷが位置決めされる。
【０１７９】
　次に、主制御装置２０は、多点ＡＦ系の照明光源をオンにし、ウエハＷ上に７×７＝４９個のスリット像Ｓ11〜Ｓ77を形成する。これと同時に、主制御装置２０は、図１３に示されるように、白丸で囲まれた９個のフォーカスセンサＳ11、Ｓ17、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ44、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ71、Ｓ77のみを信号選択処理装置８０を介して選択し、これらのフォーカスセンサＳ11、Ｓ17、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ44、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ71、Ｓ77からの検出信号（デフォーカス信号）に基づいて、前述と同様のウエハテーブル１８のフォーカス・レベリング制御をサーボ制御にて行う。この場合、フォーカスセンサＳ17、Ｓ26、Ｓ44は、評価点Ｗ5,7、Ｗ6,6、Ｗ8,4における面位置情報を検出しており、これらの評価点Ｗ5,7、Ｗ6,6、Ｗ8,4における面位置情報は、検出領域ＤＡ１における面位置情報の検出時に、フォーカスセンサＳ35、Ｓ44、Ｓ62によってそれぞれ検出されていた（図９参照）。従って、このフォーカス・レベリング制御に際しては、検出領域ＤＡ１に対する面位置情報の検出時におけるフォーカスセンサＳ35、Ｓ44、Ｓ62の目標値を、フォーカスセンサＳ17、Ｓ26、Ｓ44の目標値とする。このフォーカス・レベリング制御により、ウエハＷ上の評価点Ｗ1,11と評価点Ｗ11.1を結ぶ線上に位置する各評価点の面位置が、検出領域ＤＡ１における面位置情報の検出時と同じ位置に維持される。
【０１８０】
　そして、上述のフォーカスセンサＳ11、Ｓ17、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ44、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ71、Ｓ77を用いたウエハテーブル１８のフォーカス・レベリングのサーボ制御状態を維持したまま、主制御装置２０は、信号選択処理装置８０を介して、残り４０個のフォーカスセンサＳ12〜Ｓ16、Ｓ21、Ｓ23〜Ｓ25、Ｓ27、Ｓ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ43、Ｓ45〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57、Ｓ61、Ｓ63〜Ｓ65、Ｓ67、Ｓ72〜Ｓ76を追加的に選択し、これらのフォーカスセンサから出力されるデフォーカス信号に基づいて、４０個の検出点におけるウエハＷ表面の光軸ＡＸ方向の位置情報（面位置情報）を取得する。なお、図１３では、追加的に選択されたフォーカスセンサが太い実線で示されている。
【０１８１】
　ここで、取得した検出点Ｓ12〜Ｓ16、Ｓ21、Ｓ23〜Ｓ25、Ｓ27、Ｓ31〜Ｓ37、Ｓ41〜Ｓ43、Ｓ45〜Ｓ47、Ｓ51〜Ｓ57、Ｓ61、Ｓ63〜Ｓ65、Ｓ67、Ｓ72〜Ｓ76における面位置情報、及び上記フォーカス・レベリング制御用の検出点Ｓ11、Ｓ17、Ｓ22、Ｓ26、Ｓ44、Ｓ62、Ｓ66、Ｓ71、Ｓ77それぞれにおける面位置情報、すなわちフォーカスセンサＳ11〜Ｓ77のデフォーカス信号から得られる面位置情報である検出領域ＤＡ５（図１３参照）における計測データを、Ｚ5（ｉ,ｊ）（ｉ＝１〜７、ｊ＝１〜７）と記述するものとする。この計測データＺ5（ｉ，ｊ）は、不図示のメモリに記憶される。
【０１８２】
　図１３の状態では、ウエハＷ上の評価点Ｗp,q（ｐ＝５〜１１、ｑ＝１〜７）における面位置情報が、計測データＺ5（ｉ,ｊ）（ｉ＝１〜７、ｊ＝１〜７）として得られることになる。
【０１８３】
　次に、主制御装置２０は、メモリ内に記憶されている計測データＺ1（ｉ，ｊ）に基づいて、最小二乗法により検出領域ＤＡ１における近似平面（平均平面）Ｐ1を算出する。
【０１８４】
　次に、主制御装置２０は、メモリ内に記憶されている計測データＺ2（ｉ，ｊ）を取り出し、この計測データＺ2（ｉ，ｊ）のうち、図１０にハッチングを付して示される領域（検出領域ＤＡ１と検出領域ＤＡ２との重なり部分）に相当する計測データＺ2（ｉ，ｊ）（ｉ＝３〜７、ｊ＝３〜７）に基づいて、最小二乗法により検出領域ＤＡ２のうちの重なり部分における近似平面（平均平面）Ｐ2を算出する。次いで、主制御装置２０は、近似平面Ｐ2の傾きが近似平面Ｐ1の傾きと一致するような近似平面Ｐ2の傾き補正が行われるように、計測データＺ2（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜７、ｊ＝１〜７）を補正する。このとき、重なり部分外の領域内に位置する各評価点の計測データは、その近似平面が、傾き補正後の近似平面に一致するとの仮定の下で、補正が行われる。これにより、評価領域ＥＡ内の評価点Ｗp,q（ｐ＝１〜７、ｑ＝１〜７）の面位置データＺ2（ｐ,ｑ）（ｐ＝１〜７、ｑ＝１〜７）が得られ、メモリ内に記憶される。
【０１８５】
　次に、主制御装置２０は、メモリ内に記憶されている計測データＺ3（ｉ，ｊ）を取り出し、この計測データＺ3（ｉ，ｊ）のうち、図１１にハッチングを付して示される領域（検出領域ＤＡ１と検出領域ＤＡ３との重なり部分）に相当する計測データＺ3（ｉ，ｊ）（ｉ＝３〜７、ｊ＝１〜５）に基づいて、最小二乗法により検出領域ＤＡ３のうちの重なり部分における近似平面（平均平面）Ｐ3を算出する。次いで、主制御装置２０は、近似平面Ｐ3の傾きが近似平面Ｐ1の傾きと一致するような近似平面Ｐ3の傾き補正が行われるように、計測データＺ3（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜７、ｊ＝１〜７）を補正する。このとき、重なり部分外の領域内に位置する各評価点の計測データは、その近似平面が、傾き補正後の近似平面に一致するとの仮定の下で、補正が行われる。これにより、評価領域ＥＡ内の評価点Ｗp,q（ｐ＝５〜１１、ｑ＝１〜７）の面位置データＺ3（ｐ,ｑ）（ｐ＝５〜１１、ｑ＝１〜７）が得られ、メモリ内に記憶される。
【０１８６】
　次に、主制御装置２０は、メモリ内に記憶されている計測データＺ4（ｉ，ｊ）を取り出し、この計測データＺ4（ｉ，ｊ）のうち、図１２にハッチングを付して示される領域（検出領域ＤＡ１と検出領域ＤＡ４との重なり部分）に相当する計測データＺ4（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜５、ｊ＝１〜５）に基づいて、最小二乗法により検出領域ＤＡ４のうちの重なり部分における近似平面（平均平面）Ｐ4を算出する。次いで、主制御装置２０は、近似平面Ｐ4の傾きが近似平面Ｐ1の傾きと一致するような近似平面Ｐ4の傾き補正が行われるように、計測データＺ4（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜７、ｊ＝１〜７）を補正する。このとき、重なり部分外の領域内に位置する各評価点の計測データは、その近似平面が、傾き補正後の近似平面に一致するとの仮定の下で、補正が行われる。これにより、評価領域ＥＡ内の評価点Ｗp,q（ｐ＝５〜１１、ｑ＝５〜１１）の面位置データＺ4（ｐ,ｑ）（ｐ＝５〜１１、ｑ＝５〜１１）が得られ、メモリ内に記憶される。
【０１８７】
　次に、主制御装置２０は、メモリ内に記憶されている計測データＺ5（ｉ，ｊ）を取り出し、この計測データＺ5（ｉ，ｊ）のうち、図１３にハッチングを付して示される領域（検出領域ＤＡ１と検出領域ＤＡ５との重なり部分）に相当する計測データＺ5（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜５、ｊ＝３〜７）に基づいて、最小二乗法により検出領域ＤＡ５のうちの重なり部分における近似平面（平均平面）Ｐ5を算出する。次いで、主制御装置２０は、近似平面Ｐ5の傾きが近似平面Ｐ1の傾きと一致するような近似平面Ｐ5の傾き補正が行われるように、計測データＺ5（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜７、ｊ＝１〜７）を補正する。このとき、重なり部分外の領域内に位置する各評価点の計測データは、その近似平面が、傾き補正後の近似平面に一致するとの仮定の下で、補正が行われる。これにより、評価領域ＥＡ内の評価点Ｗp,q（ｐ＝５〜１１、ｑ＝１〜７）の面位置データＺ5（ｐ,ｑ）（ｐ＝５〜１１、ｑ＝１〜７）が得られ、メモリ内に記憶される。
【０１８８】
　次に、主制御装置２０は、メモリ内に記憶されている計測データＺ1（ｉ，ｊ）、すなわち評価領域ＥＡ内の評価点Ｗp,q（ｐ＝３〜９、ｑ＝３〜９）の面位置データＺ1（ｐ,ｑ）（ｐ＝３〜９、ｑ＝３〜９）と、上述した面位置データＺ2（ｐ,ｑ）（ｐ＝１〜７、ｑ＝１〜７）、Ｚ3（ｐ,ｑ）（ｐ＝５〜１１、ｑ＝１〜７）、Ｚ4（ｐ,ｑ）（ｐ＝５〜１１、ｑ＝５〜１１）、及びＺ5（ｐ,ｑ）（ｐ＝５〜１１、ｑ＝１〜７）とを用いて、評価点Ｗp,q（ｐ＝１〜１１、ｑ＝１〜１１）の面位置データＺ（ｐ，ｑ）（ｐ＝１〜１１、ｑ＝１〜１１）を合成する。この際、同一の評価点における面位置データが複数存在する場合には、そのいずれかを選択する、あるいは平均値を算出するなどの手法で、その評価点における面位置データを決定し、最終的に、評価領域ＥＡ内の１２１個の評価点における面位置データＺ（ｐ、ｑ）（ｐ＝１〜１１、ｑ＝１〜１１）を算出する。
【０１８９】
　これにより、評価領域ＥＡの全域における面位置データが得られたので、主制御装置２０は、この後、この得られた面位置データを用いて前述した第１の実施形態と同様の手法で、ウエハＷ上の評価領域ＥＡにおけるフラットネスを算出する。
【０１９０】
　以上説明したように、本第３の実施形態によると、相互に重なる領域の近似平面を基準として、複数の検出領域ＤＡ１〜ＤＡ５内の検出点における面位置情報を合成して評価領域ＥＡの全域における面位置データが作成される。従って、各検出領域における複数の検出点の面位置情報の取得がそれぞれ個別に行われても、上記の合成の結果、被検出物体としてのウエハＷの位置及び傾斜を一定値に維持して取得した各検出領域内の検出点の面位置情報の合成データと同様の評価領域ＥＡ内の各検出点における面位置情報が得られる。従って、ウエハＷがステージ上に載置されていても、その走行面の不定性などに影響されることなく、ウエハＷ表面のフラットネス（平坦度）を精度良く計測することが可能となる。また、この場合、多点ＡＦ系により同時に検出点を設定可能な範囲を越える面積のウエハ上の評価領域ＥＡについてウエハＷ表面の平坦度を精度良く計測することが可能となる。
【０１９１】
　なお、上記第３の実施形態では、例えば面位置データＺ2（ｐ,ｑ）（ｐ＝１〜７、ｑ＝１〜７）を得るために、計測データＺ2（ｉ，ｊ）のうち、検出領域ＤＡ１と検出領域ＤＡ２との重なり部分に相当する計測データＺ2（ｉ，ｊ）（ｉ＝３〜７、ｊ＝３〜７）に基づいて、最小二乗法により検出領域ＤＡ２のうちの重なり部分における近似平面（平均平面）Ｐ2を算出するものとしたが、これに限らず、計測データＺ2（ｉ，ｊ）の全てに基づいて、最小二乗法により検出領域ＤＡ２の近似平面（平均平面）を算出することとしても良い。計測データＺ3（ｉ，ｊ）、Ｚ4（ｉ，ｊ）、Ｚ5（ｉ，ｊ）についても同様の演算を行い、検出領域ＤＡ３、ＤＡ４、ＤＡ５の近似平面（平均平面）を算出することとしても良い。
【０１９２】
　また、上記第３の実施形態では、ウエハテーブル１８のフォーカス・レベリングのサーボ制御をかけながらウエハＷ上の複数（５つ）の検出領域それぞれの内部の複数の検出点における面位置情報の計測を行う場合について説明したが、これに限らず、任意の１又は２以上の検出領域でウエハテーブル１８のフォーカス・レベリングのサーボ制御を行うことなく、面位置情報の計測を行うこととしても良い。この場合には、検出領域間のデータの合成に際して、近似平面の傾き及びＺ位置を補正する必要があるが、このようにすれば、上記第３の実施形態と同様の評価領域ＥＡ内の各検出点の面位置情報の取得が可能となる。
【０１９３】
　なお、上記各実施形態では、被検出物体として、ウエハテーブル１８上に搭載されたウエハホルダ２５に保持された計測用ウエハＷＴを用い、ウエハホルダ２５の保持面の平坦性、すなわちホルダフラットネスを計測するものとしたが、本発明の平坦度計測方法及び平坦度計測装置は、これ以外の平坦度計測にも用いることができる。例えば、ホルダの保持面の平坦性が良好な場合には、被検出物体として、例えばデバイスの製造に用いられるウエハ（ベアシリコン等）などの基板を用いて、前述と同様の平坦度計測を行っても良い。かかる場合には、その基板表面の凹凸、すなわち基板表面の平坦度を計測することができる。また、被検出物体がウエハなどと異なり、保持装置表面の形状の影響を受けない程度に厚い、あるいは硬い物体の場合には、その被検出物体自体の表面の平坦度を計測することができる。
【０１９４】
　また、上記各実施形態では、多点焦点位置検出系として７×７＝４９個の検出点を有するものを採用したが、例えば、５×９＝４５個の検出点を有するものや、５×５＝２５個の検出点を有するもの等を採用することもでき、評価領域の内部、及び外部にそれぞれ各３つ以上の検出点を設定可能であれば、その検出点の個数、配置等は任意で良い。
【０１９５】
　また、上記各実施形態では、多点ＡＦ系の結像光束の形状をスリット状としたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、円形状、楕円形状など、様々な形状とすることができる。
【０１９６】
　なお、上記各実施形態では、露光用照明光としてＫｒＦエキシマレーザ光（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（１９３ｎｍ）、Ｆ2レーザ光（１５７ｎｍ）等を用いる場合について説明したが、これに限らず、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、Ａｒ2レーザ光（１２６ｎｍ）、銅蒸気レーザ、ＹＡＧレーザの高長波等を露光用照明光として用いることができる。また、例えば、真空紫外光として、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）の両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。
【０１９７】
　また、上記各実施形態では、本発明が半導体製造用の露光装置に適用された場合について説明したが、本発明は、半導体製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子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ウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子（ＣＣＤなど）、有機ＥＬ、マイクロマシン、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、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又は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。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
【０１９８】
　また、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置に組み込み光学調整をするとともに、多数の部品からなるレチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴ等を露光装置のボディに取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより上記各実施形態の露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０１９９】
　半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、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、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。
【産業上の利用可能性】
【０２００】
　以上説明したように、本発明の平坦度計測方法及び平坦度計測装置は、被検出物体の平坦度を計測するのに適している。また、本発明の露光装置は、マスクのパターンを感光物体上に転写するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０２０１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１のウエハステージを示す斜視図である。
【図３】露光領域とスリット像との配置を示す図である。
【図４】計測用ウエハ上の評価領域の配置の一例を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る平坦度計測方法を説明するための図である。
【図６】第２の実施形態における前提を説明するための図であって、評価領域と多点ＡＦ系により検出点を設定可能な領域との関係を示す図である。
【図７】図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、第２の実施形態に係る平坦度計測方法を説明するための図である。
【図８】第３の実施形態における前提を説明するための図であって、評価領域と多点ＡＦ系により検出点を設定可能な領域との関係を示す図である。
【図９】第３の実施形態に係る平坦度計測方法を説明するための図（その１）である。
【図１０】第３の実施形態に係る平坦度計測方法を説明するための図（その２）である。
【図１１】第３の実施形態に係る平坦度計測方法を説明するための図（その３）である。
【図１２】第３の実施形態に係る平坦度計測方法を説明するための図（その４）である。
【図１３】第３の実施形態に係る平坦度計測方法を説明するための図（その５）である。
【符号の説明】
【０２０２】
　１８…ウエハテーブル（テーブル）、２６…ウエハ駆動系（駆動系）、６０ａ…照射系（多点焦点位置検出系の一部）、６０ｂ…受光系（多点焦点位置検出系の一部）、Ｓ11〜Ｓ77…スリット像（検出点、センサ）、２０…主制御装置（制御装置、算出装置）、ＷＴ…計測用ウエハ（被検出物体）。
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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