(57)【要約】  【課題】  幾何学的誤差（計測軸の位置誤差や平行度誤差）を補正し、計測精度を向上した干渉計を用いて、ステージの位置・姿勢を正確に調整することのできる露光装置及び露光方法を提供する。  【解決手段】  ステージ装置１００のステージ本体１０１は、メインフレーム１０５の内側に配置されている。ステージ本体１０１の隣接する２つの側面には、ｕミラー１１１、ｖミラー１１２がそれぞれ取り付けられている。各ミラー１１１、１１２の対向位置には、それぞれｘ干渉計１２１、ｙ干渉計１２２が配置されている。本発明では、ｘ干渉計１２１、ｙ干渉計１２２はそれぞれ複数本の干渉光軸Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２を備え、これら干渉光軸の軸間平行度誤差を補正計算することで、ステージ本体１０１の位置・姿勢を求める。そのため、実計測に基づき計測精度を向上することができ、干渉計の取り付け精度等の許容値も緩和できる。【選択図】  図１
2005197330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感応基板上に転写すべきパターンの形成された原版を載置して移動・位置決めする原版ステージと、
該原版をエネルギ線照明する照明光学系と、
前記感応基板を載置して移動・位置決めする感応基板ステージと、
前記原版を通過又は反射した前記エネルギ線を前記感応基板上に投影結像させる投影光学系と、
前記各ステージの位置・姿勢を検出する、複数本の干渉光軸を有する干渉計と、
を備える露光装置であって、
前記各ステージの位置・姿勢を、前記複数本の干渉光軸の軸間平行度誤差を補正計算して求めることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記各ステージの位置・姿勢に依存した前記複数本の干渉光軸のアッベ誤差を、前記補正計算に取り込むことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
感応基板上に転写すべきパターンの形成された原版を原版ステージに載置して移動・位置決めし、
該原版を照明光学系でエネルギ線照明し、
前記感応基板を感応基板ステージに載置して移動・位置決めし、
前記原版を通過又は反射した前記エネルギ線を投影光学系で前記感応基板上に投影結像する露光方法であって、
前記各ステージの位置・姿勢を、複数本の干渉光軸を有する干渉計で検出する際に、前記複数本の干渉光軸の軸間平行度誤差を補正計算することを特徴とする露光方法。
【請求項４】
前記各ステージの位置・姿勢に依存した前記複数本の干渉光軸のアッベ誤差を取り込んで、前記補正計算を行うことを特徴とする請求項３記載の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路等のリソグラフィー等に用いられる露光装置及び露光方法に関する。特には、ステージの位置・姿勢を正確に調整することのできる露光装置及び露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子線露光装置により、半導体デバイスパターンをウェハ（感応基板）上に形成する方法の一つとして、この設計パターンを多数の小パターン領域（サブフィールド）に分割し、これらサブフィールドごとに、ウェハに設計パターンを部分一括的に転写する方式（分割転写方式）がある。この方式において、設計パターンの原版として用いるレチクルの代表的なものは、電子ビームの通過する多数の孔を有するステンシルレチクルである。ステンシルレチクルの孔の形状は、転写すべきパターンの個別要素図形の形状に対応している。
【０００３】
分割転写方式では、前述のステンシルレチクルを電子光学系中に配置し、多数の孔を通過した電子ビームをウェハ上に投影する。その際、電子ビームを偏向させる、あるいは、レチクルステージやウェハステージを移動させる等をして、レチクル上の各サブフィールドに順次電子ビームを照明し、ウェハ上に各サブフィールドのパターンを部分一括的に転写する。そして、ウェハ上では、各サブフィールドのパターン像を繋ぎ合わせることにより、当初の設計パターンの全体を転写する。
【０００４】
ここで、分割されたサブフィールドの像をウェハ上で高精度に繋ぎ合わせるためには、レチクルとウェハ、及び、投影レンズ（投影光学系光軸）は、相互に高精度に位置合わせされなければならない。また、ウェハ上に既に形成されている下層パターンに正確にパターンを重ね合わせるためにも、同様に高い位置合わせ技術が必要となる。このような位置合わせ技術における位置計測には、レーザ干渉計を用いた計測システムが広く採用されている。特に、レチクルステージの電子ビーム照射位置やウェハステージの露光位置を正確に計測するための、各ステージの位置や、ヨーイング、ピッチング、ローリング等の回転量を計測できるシステムとして、複数本の計測軸（干渉光軸）を有する干渉計システムが用いられている。
【０００５】
前述のような干渉計システムは、次の１）〜４）に列挙する理由等により、計測誤差が生じる場合がある：
１）大気中の空気揺らぎ。
２）ステージに付設されている移動鏡の面精度、干渉計の光学系材料の不均一等による計測レーザ光の波面歪みや偏向の微小回転。
３）干渉計の幾何学的誤差（計測軸の位置誤差や平行度誤差）。
４）各干渉計軸の計測値から位置・回転量を算出する近似計算式。
【０００６】
これらの計測誤差のうち、１）大気中の空気揺らぎの問題は、電子線露光装置中のステージを収容する真空容器内に干渉計光路を配置することで解消できる。又は、２）における移動鏡の面精度の問題（移動鏡の歪み）は、予め歪を計測しておくことである程度補正できる。詳しくは、移動鏡面上の複数の計測点について、理想平面からのズレを求め、求めた値を近似計算式に取り込むことで、計測誤差を軽減することができる。さらに、２）における光学系材料の不均一さに起因する問題は、材料を厳格に選定する、あるいは、計測レーザ光路長を短縮する等をして、誤差軽減を図ることができる。
【０００７】
ところが、３）干渉計の幾何学的誤差について、これを干渉計の製造工程において補正しようとすると、材料の加工精度、組み立て精度、安定度管理等、膨大な工程が必要となる。あるいは、製造工程中に接着工程数等が多いために、一旦誤差が生じた場合の修正も困難である。そのため、膨大な生産時間がかかり、製造コストも増加してしまうという不都合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述の通り、３）干渉計の幾何学的誤差を補正するにあたって、干渉計の製造に膨大な時間がかかり、製造コストも増加してしまう。そのため、干渉計システムにおいて、幾何学的誤差を適切に補正し得る補正手段が求められているが、現在のところ、そのような補正手段は実用化されていない。
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであって、幾何学的誤差（計測軸の位置誤差や平行度誤差）を補正し、計測精度を向上した干渉計を用いて、ステージの位置・姿勢を正確に調整することのできる露光装置及び露光方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の露光装置は、  感応基板上に転写すべきパターンの形成された原版を載置して移動・位置決めする原版ステージと、  該原版をエネルギ線照明する照明光学系と、  前記感応基板を載置して移動・位置決めする感応基板ステージと、  前記原版を通過又は反射した前記エネルギ線を前記感応基板上に投影結像させる投影光学系と、  前記各ステージの位置・姿勢を検出する、複数本の干渉光軸を有する干渉計と、を備える露光装置であって、  前記各ステージの位置・姿勢を、前記複数本の干渉光軸の軸間平行度誤差を補正計算して求めることを特徴とする。
【００１０】
この露光装置では、原版ステージ・感応基板ステージの位置・姿勢を、複数本の干渉光軸の軸間平行度誤差を補正計算して求める。そのため、干渉計の製造工程において誤差を補正しようとする場合のように、膨大な生産時間を費やしたり、製造コストが増加したりすることなく、実計測に基づき計測精度を向上することができる。さらに、干渉計の実計測に基づき誤差を補正できるので、干渉計の取り付け精度等の許容値も緩和できる。
【００１１】
本発明の露光装置においては、前記各ステージの位置・姿勢に依存した前記複数本の干渉光軸のアッベ誤差を、前記補正計算に取り込むことができる。
この場合、補正計算にアッベ誤差を取り込むことで、干渉光軸が傾きをもった場合の誤差も適切に補正できる。
【００１２】
本発明の露光方法は、感応基板上に転写すべきパターンの形成された原版を原版ステージに載置して移動・位置決めし、  該原版を照明光学系でエネルギ線照明し、  前記感応基板を感応基板ステージに載置して移動・位置決めし、  前記原版を通過又は反射した前記エネルギ線を投影光学系で前記感応基板上に投影結像する露光方法であって、  前記各ステージの位置・姿勢を、複数本の干渉光軸を有する干渉計で検出する際に、前記複数本の干渉光軸の軸間平行度誤差を補正計算することを特徴とする。
【００１３】
本発明の露光方法においては、前記各ステージの位置・姿勢に依存した前記複数本の干渉光軸のアッベ誤差を取り込んで、前記補正計算を行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、幾何学的誤差（計測軸の位置誤差や平行度誤差）を補正し、計測精度を向上した干渉計を用いて、ステージの位置・姿勢を正確に調整することのできる露光装置及び露光方法を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、分割転写方式の電子線投影露光技術の概要を説明する。なお、以下の説明では、電子線を用いた縮小投影転写方式の場合について述べるが、本発明はレチクルを用いずに直接露光する方式や、紫外線・ＥＵＶ光等を用いる方式にも適用できる。
【００１６】
図５は、分割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
図５に示す光学系の最上流に配置されている電子銃１は、下方に向けて電子線を放射する。電子銃１の下方には、２段のコンデンサレンズ２、３が備えられている。放射された電子線は、これらのコンデンサレンズ２、３によって収束され、ブランキング開口７にクロスオーバーＣ．Ｏ．を結像する。
【００１７】
２段目のコンデンサレンズ３の下には、矩形開口４が備えられている。この矩形開口（照明ビーム成形開口）４は、レチクル（マスク）１０の一つのサブフィールド（露光の１単位となるパターン小領域）を照明する照明ビームのみを通過させる。この矩形開口４の像は、レンズ９によってレチクル１０に結像される。矩形開口４の下方には、ブランキング偏向器５が配置されている。この偏向器５は、必要時に照明ビームを偏向させてブランキング開口７の非開口部に当て、ビームがレチクル１０に当たらないようにする。
【００１８】
ブランキング開口７の下には、照明ビーム偏向器８が配置されている。この偏向器８は、主に照明ビームを図５の横方向（Ｘ方向）に順次走査して、照明光学系の視野内にあるレチクル１０の各サブフィールドの照明を行う。照明ビーム偏向器８の下方には、照明レンズ９が配置されている。この照明レンズ９は、レチクル１０上に矩形開口４を結像させる。
【００１９】
レチクル１０は、図６を用いて後述するように、実際には光軸垂直面内（ＸＹ面）に広がっており、多数のサブフィールドを有する。レチクル１０上には、全体として一個の半導体デバイスチップをなすパターン（チップパターン）が形成されている。もちろん、複数のレチクルに１個の半導体デバイスチップをなすパターンを分割して配置してもよい。
【００２０】
レチクル１０は、移動可能なレチクルステージ１１上に載置されている。このレチクルステージ１１によりレチクル１０を光軸垂直方向（ＸＹ方向）に動かすことで、照明光学系の視野よりも広い範囲に広がるレチクル上の各サブフィールドを照明することができる。レチクルステージ１１には、レーザ干渉計を用いた位置検出器１２が付設されており、レチクルステージ１１の位置をリアルタイムで正確に把握することができる。このレーザ干渉計の詳細については後述する。
【００２１】
レチクル１０の下方には、投影レンズ１５、１９、偏向器１６が設けられている。レチクル１０の１つのサブフィールドを通過した電子線は、投影レンズ１５、１９、偏向器１６によってウェハ２３上の所定の位置に結像される。なお、投影レンズ１５、１９、偏向器１６（像位置調整偏向器）の詳しい作用については、図７を参照しつつ後述する。ウェハ２３上には、適当なレジストが塗布されており、レジストに電子線のドーズが与えられ、レチクル上のパターンが縮小されてウェハ２３上に転写される。
【００２２】
レチクル１０とウェハ２３の間を縮小率比で内分する点にクロスオーバーＣ．Ｏ．が形成され、このクロスオーバー位置にはコントラスト開口１８が設けられている。このコントラスト開口１８は、レチクル１０の非パターン部で散乱された電子線がウェハ２３に到達しないよう遮断する。
【００２３】
ウェハ２３の直上には、反射電子検出器２２が配置されている。この反射電子検出器２２は、ウェハ２３の被露光面等で反射される電子の量を検出する。例えば、レチクル１０上のマークパターンを通過したビームでウェハ２３上のマークを走査し、その際のマークからの反射電子を検出することにより、レチクル１０とウェハ２３の相対的位置関係やビームドリフトの量を知ることができる。
【００２４】
ウェハ２３は、図示せぬ静電チャックを介して、ＸＹ方向に移動可能なウェハステージ２４上に載置されている。前述したレチクルステージ１１とウェハステージ２４とを、互いに逆の方向に同期走査することにより、投影光学系の視野を越えて広がるチップパターン内の各部を順次露光することができる。ウェハステージ２４には、ピエゾ素子等のアクチュエータで構成された、ウェハ２３のＺ方向やウェハ２３のチルト姿勢（θｘ、θｙ回転量）を制御する駆動機構（図示されず）が装備されている。
【００２５】
さらに、ウェハ２３の真上には、ウェハ２３のＺ方向位置を検出するオートフォーカス（ＡＦ）装置（図示されず）や、レーザ干渉計を用いた位置検出器２５も装備されている。このレーザ干渉計を用いた位置検出器２５の詳細については後述する。ウェハステージ２４上の反射電子検出器２２の側方には、ウェハステージ２４上に設けられた光学式フィジシャルマーク（図示されず）の位置を検出する光学式マーク検出センサー２６が配置されている。
【００２６】
前述した各レンズ２、３、９、１５、１９及び各偏向器５、８、１６は、各々のコイル電源制御部２ａ、３ａ、９ａ、１５ａ、１９ａ及び５ａ、８ａ、１６ａを介してコントローラ３１によりコントロールされる。また、レチクルステージ１１及びウェハステージ２４も、ステージ制御部１１ａ、２４ａを介して、コントローラ３１により制御される。ステージ位置検出器１２、２５は、アンプやＡ／Ｄ変換器等を含むインターフェース１２ａ、２５ａを介してコントローラ３１に信号を送る。また、反射電子検出器２２も同様のインターフェース２２ａを介してコントローラ３１に信号を送る。
【００２７】
コントローラ３１は、ステージ位置の制御誤差等を把握し、その誤差を像位置調整偏向器１６で補正する。これにより、レチクル１０上のサブフィールドの縮小像がウェハ２３上の目標位置に正確に転写される。そして、ウェハ２３上で各サブフィールド像が繋ぎ合わされて、レチクル上のチップパターン全体がウェハ上に転写される。なお、この点については、図７を参照しつつ、さらに詳しく後述する。
【００２８】
次に、分割転写方式の電子線投影露光に用いられるレチクルの詳細例について説明する。
図６は、電子線投影露光用のレチクルの構成例を模式的に示す図である。（Ａ）は全体の平面図であり、（Ｂ）は一部の斜視図であり、（Ｃ）は一つの小メンブレイン領域の平面図である。
このようなレチクルは、例えばシリコンウェハに電子線描画・エッチングを行うことにより製作できる。
【００２９】
図６（Ａ）には、レチクル１０における全体のパターン分割配置状態が示されている。この図中に多数の正方形４１で示されている領域が、一つのサブフィールドに対応したパターン領域を含む小メンブレイン領域（厚さ０．１μm 〜数μm ）である。図６（Ｃ）に示すように、小メンブレイン領域４１は、中央部のパターン領域（サブフィールド）４２と、その周囲の額縁状の非パターン領域（スカート４３）とからなる。サブフィールド４２は転写すべきパターンの形成された部分である。スカート４３はパターンの形成されてない部分であり、照明ビームの縁の部分が当たる。パターン形成の形態としては、メンブレインに孔開き部を設けるステンシルタイプと、電子線の高散乱体からなるパターン層をメンブレイン上に形成する散乱メンブレンタイプとがある。
【００３０】
一つのサブフィールド４２は、現在検討されているところでは、レチクル上で０．４〜４mm角程度の大きさを有する。投影の縮小率を１／４とすると、サブフィールドがウェハ上に縮小投影された投影像の大きさは、０．１〜１mm角である。小メンブレイン領域４１の周囲の直交する格子状のマイナーストラットと呼ばれる部分４５は、レチクルの機械強度を保つための、例えば厚さ０．５〜１mm程度の梁である。マイナーストラット４５の幅は、例えば０．１mm程度である。なお、スカート４３の幅は、例えば０．０５mm程度である。
【００３１】
図６（Ａ）に示すように、図の横方向（Ｘ方向）に多数の小メンブレイン領域４１が並んで一つのグループ（エレクトリカルストライプ４４）をなし、そのようなエレクトリカルストライプ４４が図の縦方向（Ｙ方向）に多数並んで１つのメカニカルストライプ４９を形成している。エレクトリカルストライプ４４の長さ（メカニカルストライプ４９の幅）は照明光学系の偏向可能視野の大きさによって制限される。なお、一つのエレクトリカルストライプ４４内における隣り合うサブフィールド間に、スカートやマイナーストラットのような非パターン領域を設けない方式も検討されている。
【００３２】
メカニカルストライプ４９は、Ｘ方向に並列に複数存在する。隣り合うメカニカルストライプ４９の間にメジャーストラット４７として示されている幅の太い梁は、レチクル全体のたわみを小さく保つためのものである。メジャーストラット４７はマイナーストラット４５と一体である。現在有力と考えられている方式によれば、１つのメカニカルストライプ（以下単にストライプと呼ぶ）４９内のＸ方向のサブフィールド４２の列（エレクトリカルストライプ４４）は、電子線偏向により順次露光される。一方、ストライプ４９内のＹ方向の列は、連続ステージ走査により順次露光される。
【００３３】
図７は、レチクルからウェハへのパターン転写の様子を模式的に示す斜視図である。
図７の上部にレチクル１０上の１つのストライプ４９が示されている。ストライプ４９には、前述の通り多数のサブフィールド４２（スカートについては図示省略）及びマイナーストラット４５が形成されている。図７の下部には、レチクル１０と対向するウェハ２３が示されている。
【００３４】
この図では、レチクル上のストライプ４９において、一番手前のエレクトリカルストライプ４４の左隅のサブフィールド４２−１が、上流からの照明ビームＩＢにより照明されている。そして、サブフィールド４２−１を通過したパターンビームＰＢが、２段の投影レンズと像位置調整偏向器（図５参照）の作用によりウェハ２３上の所定の領域５２−１に縮小投影されている。パターンビームＰＢは、レチクル１０とウェハ２３の間で、２段の投影レンズの作用により、光軸と平行な方向から光軸と交差する方向へ、そしてその逆に計２回偏向される。
【００３５】
ウェハ２３上におけるサブフィールド像の転写位置は、レチクル１０とウェハ２３との間の光路中に設けられた偏向器（図５の符号１６）により、各パターン小領域４２に対応する被転写小領域５２が互いに接するように調整される。すなわち、レチクル上のパターン小領域４２を通過したパターンビームＰＢを第１投及び第２投影レンズでウェハ２３上に収束させるだけでは、レチクル１０のパターン小領域４２のみならずマイナーストラット４５及びスカートの像までも所定の縮小率で転写することとなり、マイナーストラット４５等の非パターン領域に相当する無露光領域が各被転写小領域５２の間に生じる。このようにならないよう、非パターン領域の幅に相当する分だけ、パターン像の転写位置をずらしている。
【００３６】
次に、図１〜図４を参照しつつ、前述のレーザ干渉計を用いたステージ装置の位置・姿勢の補正方法について述べる。なお、以下の説明ではウェハステージ装置を例にとるが、本発明はレチクルステージ装置にも同様に適用できる。
図１は、本発明の一実施例に係るステージ装置の平面図である。
図２は、同ステージ装置がθＺ方向に回転した状態を示す平面図である。
図３は、干渉光軸に横ズレがある場合において、ステージ装置がθＺ方向に回転した状態を示す平面図である。
図４は、干渉光軸が傾いている場合において、ステージ装置がθＺ方向に回転した状態を示す平面図である。
【００３７】
各図に示すステージ装置１００は、前述した図５のウェハステージ２４に相当する。このステージ装置１００は、四角いステージ本体１０１を備えている。このステージ本体１０１は、四角い枠状のメインフレーム１０５の内側に配置されている。ステージ本体１０１は、図示せぬガイド機構上に搭載されて移動可能となっている。このステージ本体１０１の隣接する２つの側面（図１の左及び上）には、２つのミラー（ｕミラー１１１、ｖミラー１１２）がそれぞれ取り付けられている。ステージ本体１０１上面には、ウェハＷが載置される。ステージ本体１０１上において、ウェハＷの図中左上には基準マーク１０３が設けられている。
【００３８】
各ミラー１１１、１１２の対向位置には、それぞれレーザ干渉計（ｘ干渉計１２１、ｙ干渉計１２２）が配置されている。各干渉計１２１、１２２は、メインフレーム１０５上にそれぞれ機械的に固定されている。各干渉計１２１、１２２は、インターフェース１２ａ、２５ａ（図６参照）を介してコントローラ３１（図６参照）に接続されている。各干渉計からミラーに向けてレーザ光（干渉光軸）を当て、その反射光を受けることにより、各干渉計１２１、１２２に対するステージ本体１０１の位置を検出する。各干渉計１２１、１２２の位置・回転方向は、フレーム基準面（メインフレーム１０５のｘ内端面１０５ｘ、ｙ内端面１０５ｙ）を基準として正確に調整できる。本実施例では、以下に述べる通り、干渉光軸Ｘ１、Ｘ２、及び、Ｙ１、Ｙ２をｘ内端面１０５ｘ、ｙ内端面１０５ｙに対してそれぞれ合わせ込んで調整する。
【００３９】
各干渉計１２１、１２２のレーザ光（干渉光軸Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２）のビームスポットは、直径が５〜１０ｍｍ程度であり、強度分布がほぼガウス分布に従うものとする。このビームの重心位置は、予め感度校正された４分割光センサ（図示されず）で検出することができる。この４分割光センサは、フレーム基準面から正確に干渉計ビーム位置に設置される。そして、この４分割光センサに各干渉計１２１、１２２の干渉光軸Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２を当てることで、各干渉計１２１、１２２が位置決めされる。干渉計の回転位置の調整は、ビーム重心位置が変化しないように、４分割光センサの位置を前後に変えつつ行なう。あるいは、フレーム基準面に平行ミラー等を工具として設置し、オートコリメータ等で平行調整を行なうことができる。
【００４０】
以下、本実施例においては、ｘｙ二次元平面におけるステージの動作を例に採って説明する。なお、前述のｘ、ｙ干渉計１２１、１２２は、ステージ装置１００の高精度化及び大ステージ回転に対応するため、実際にはダブル・パス干渉計を用いることが好ましいが、図中ではシングル・パス干渉計として表されている。
【００４１】
図１を参照しつつ、以下の説明で用いる記号について述べる。
本実施例では、各干渉計１２１、１２２の計測値から目標露光位置を求めるため、２つの座標軸を定義する。そのうちの一つはステージ装置１００のステージ本体１０１上に張られる直交座標（ｕ、ｖ）であり（これをステージ座標と呼ぶ）、もう一つは両干渉計１２１、１２２を基準として張られる座標（ｘ、ｙ）である（これを装置座標と呼ぶ）。装置座標（ｘ、ｙ）は固定座標であるが、ステージ座標（ｕ、ｖ）はステージ本体１０１とともに移動する。
【００４２】
露光中心位置Ｐは、装置座標（ｘ、ｙ）の原点（装置原点）と定める。そして、装置原点Ｐからｘ干渉計１２１までの距離をＬｘとし、装置原点Ｐからｙ干渉計１２２までの距離をＬｙとする。一方、ステージ座標（ｕ、ｖ）の原点Ｑ（ステージ原点）は、ステージ本体１０１上の基準マーク１０３によって定まる。そして、ステージ原点Ｑからｕミラー１１１端面までの距離をＢｕとし、原点Ｑからｖミラー１１２端面までの距離をＢｖとする。
なお、ステージ装置に生じる誤差の要因としては、ミラーの歪みや基準マークと各ミラーの平行度、ミラー同士の直交度等を挙げることができるが、本実施例ではこれらの要因は省いて考える。
【００４３】
図２に示すように、ステージ装置１００のステージ本体１０１がθＺ回転した場合、露光位置（装置原点Ｐ）の直下のステージ位置座標（ｕＳ、ｖＳ）は、
ｕＳ＝Ｌｘ（１−θＺ２／２）−Ｘ−（１＋θＺ２／２）−Ｂｕ            ・・・（１）
ｖＳ＝Ｌｙ（１−θＺ２／２）−Ｙ−（１＋θＺ２／２）−Ｂｖ            ・・・（２）
で得られる。但し、これら式（１）、（２）において、θＺ、Ｘ−、Ｙ−はそれぞれ次式で定義されるものとする：
θＺ：＝（Ｘ２−Ｘ１）／（４ａ）、
Ｘ−：＝（Ｘ２＋Ｘ１）／（８ａ）、
Ｙ−：＝（Ｙ２＋Ｙ１）／（８ａ）、
ここに、ａは干渉光軸Ｘ１、Ｘ２間、又は、Ｙ１、Ｙ２間の距離（図１参照）である。
【００４４】
ここで、ダブル・パス干渉計の光路長（干渉光軸Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の４倍）は、それぞれ次式
Ｘ１＝４（Ｌｘ−ｘ１）（１−θＺ２）、
Ｘ２＝４（Ｌｘ−ｘ２）（１−θＺ２）、
Ｙ１＝４（Ｌｙ−ｙ１）（１−θＺ２）、
Ｙ２＝４（Ｌｙ−ｘ２）（１−θＺ２）、
で近似される。これらの式において、ｘ１、ｘ２、ｙ１、ｙ２は、ｕミラー１１１、ｖミラー１１２の面の方程式と、干渉光軸Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の直線方程式との交点として得られる値である。
【００４５】
前述の通り、各干渉計１２１、１２２は、メインフレーム１０５に固定されている。ここで、干渉計１２１、１２２の固定部の調整マージンを越えて干渉光軸Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２がずれている場合や、干渉計１２１、１２２の固定位置の微調整が困難な場合には、図３に示すように、装置原点Ｐに対する干渉光軸Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２には横ズレが生じることとなる。そのため、干渉計１２１、１２２で計測される計測値には、アッベ誤差が含まれることとなる。
【００４６】
このように、干渉光軸Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２に横ズレが生じた場合は、前述したような干渉計１２１、１２２の位置決め時と同様に、４分割光センサ等を用いて横ズレ量（ｅｘ、ｅｙ）を計測し、前述の式（１）、（２）を次式（３）、（４）のように補正することができる：
ｕＳ＝Ｌｘ（１−θＺ２／２）−Ｘ−（１＋θＺ２／２）−Ｂｕ＋ｅｘθｚ    ・・・（３）
ｖＳ＝Ｌｙ（１−θＺ２／２）−Ｙ−（１＋θＺ２／２）−Ｂｖ＋ｅｙθｚ    ・・・（４）
なお、本実施例では、ｘｙ二次元平面を例に採って説明しているが、干渉計１２１、１２２がＺ方向（紙面垂直方向）に誤差をもった場合にも、干渉光軸を実測することで同様に補正することが可能である。
【００４７】
次に、図４を参照しつつ、干渉計１２１、１２２の軸間平行度に誤差（φｘ、φｙ）が生じた場合の補正方法について説明する。
干渉光軸の軸間平行度に誤差が生じた場合に、計測値に生じる大きな計測誤差として、スケーリング（Scaling）誤差とアッベ（Abbe）誤差の二つが考えられる。
【００４８】
スケーリング誤差が生じると、例えばｘ干渉計１２１を例に採った場合、本来の干渉光軸（干渉計計測値）Ｘ２に対して実際の光路長Ｘ２′が
Ｘ２′＝ＳｘＸ２＝ｃｏｓφｘＸ２
の関係をもつこととなる。したがって、スケーリング誤差は、前述したオートコリメータ等を用いて予め誤差（φｘ、φｙ）を計測するか、又は、ステージ本体１０１上に正確な位置関係がわかっている２つ以上のマークを配置し、露光装置に搭載されているウェハアライメント装置等の座標計測装置を用いて両マーク間隔を計測することで、直接Ｓｘを求めると補正できる。
【００４９】
一方、アッベ誤差については、前述のように干渉光軸に横ズレが生じた場合（図３参照）にはステージ本体１０１の位置に依存せずに補正できたが、干渉光軸の軸間平行度に誤差が生じた場合（図４参照）は、ステージ本体の位置に依存してしまう。そのため、前述の式（３）、（４）をそのまま適用することはできないが、次式（５）、（６）に示すように、位置ズレ量（ｅｘ、ｅｙ）をステージの位置の関数として
Ｘ２＝４{Ｌｘ(１−θＺ２)＋θＺ(−ａ／２＋ｅｘ２)−(Ｂｕ−ｕＳ)(１−θＺ２／２)}
・・・（５）
Ｙ２＝４{Ｌｙ(１−θＺ２)＋θＺ(−ａ／２＋ｅｙ２)−(Ｂｖ−ｖＳ)(１−θＺ２／２)}
・・・（６）
とすることで補正できる。
【００５０】
これら（５）、（６）式において、
ｅｘ２＝ｅｘ＋φｘ（Ｘ２／４）                                      ・・・（７）
ｅｙ２＝ｅｙ＋φｙ（Ｙ２／４）                                      ・・・（８）
である（ステージ本体の位置についての一次関数）。（５）、（６）式においては、
θＺ(−ａ／２＋ｅｘ２)、ならびに、θＺ(−ａ／２＋ｅｙ２)
が、アッベ誤差の項である。
【００５１】
ところで、前述の式（５）、（６）を用いる場合は、式（７）、（８）を一旦解いた後に、再度式（５）、（６）によりｕＳ、ｖＳの計算を行なわなければならず、煩雑さが伴う。そこで、これを避けるために、ステージ本体の目標位置における値（Ｘ２′／４）、（Ｙ２′／４）を用い、これらの値を式（７）、（８）中の（Ｘ２／４）、（Ｙ２／４）に代替して計算を簡略化する。
【００５２】
このような値の代替を行なって計算を簡略化したとしても、生じる計算誤差は極めて小さい。以下、ｘ干渉計１２１を例に採ってその理由を述べる。
ｘ干渉計１２１が傾きφｘ＝０で設置されているとする。このとき、ステージ本体１０１がｘ干渉計１２１から最も離れた位置にある場合に、代替値Ｘ２′の誤差が最大となる。具体的な数値例を述べると、ステージ本体１０１が最も離れたときのｘ干渉計１２１からｕミラー１１１までの距離が１[ｍ]、実際に設置されたｘ干渉計１２１の傾きがφｘ＝５００[ｕｒａｄ]、そのときのステージのθＺ回転角度（傾き）が５００[ｕｒａｄ]とすると、
Ｘ２′−Ｘ２＝１[ｍ]×（５００＋５００）２[ｕｒａｄ]＝１[ｕｍ]
となる。
【００５３】
これにより、式（７）を用いると、Ｘ２をＸ２′で代替したときのｅｘ２の誤差は、
φｘ×１[ｕｍ]＝０．５[ｎｍ]
となる。そして、式（５）中のアッベ誤差の項θＺ（−ａ／２＋ｅｘ２）によって、Ｘ２をＸ２′で代替したときのアッベ誤差の項の誤差は
０．５[ｎｍ]×θＺ＝０．０００２５[ｎｍ]
となり、非常に小さい値である。この結果、ステージ本体の目標位置における値（Ｘ２′／４）、（Ｙ２′／４）を用いて、アッベ誤差の項θＺ（−ａ／２＋ｅｘ２）の補正式を簡単に導くことができる。
【００５４】
以上により、軸間平行度に誤差が生じた場合の補正式は、前述の式（３）、（４）を変形して、
ｕＳ＝Ｌｘ(１−θＺ２／２)−Ｘ−(１＋θＺ２／２)−Ｂｕ＋(ｅｘ＋φｘＸ２′／８)θｚ
・・・（９）
ｖＳ＝Ｌｙ(１−θＺ２／２)−Ｙ−(１＋θＺ２／２)−Ｂｖ＋(ｅｙ＋φｙＹ２′／８)θｚ
・・・（１０）
と表すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施例に係るステージ装置の平面図である。
【図２】同ステージ装置がθＺ方向に回転した状態を示す平面図である。
【図３】干渉光軸に横ズレがある場合において、ステージ装置がθＺ方向に回転した状態を示す平面図である。
【図４】干渉光軸が傾いている場合において、ステージ装置がθＺ方向に回転した状態を示す平面図である。
【図５】分割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
【図６】電子線投影露光用のレチクルの構成例を模式的に示す図である。（Ａ）は全体の平面図であり、（Ｂ）は一部の斜視図であり、（Ｃ）は一つの小メンブレイン領域の平面図である。
【図７】レチクルからウェハへのパターン転写の様子を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５６】
１００  ステージ装置                        １０１  ステージ本体
１０３  基準マーク                          １０５  メインフレーム
１０５ｘ  ｘ内端面                          １０５ｙ  ｙ内端面
１１１  ｕミラー                            １１２  ｖミラー
１２１  ｘ干渉計                            １２２  ｙ干渉計
【図１】
2005197330.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005197330.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2005197330.tif 000009