(57)【要約】  露光装置は、基板Ｐを保持する保持部材（１０）と、保持部材（１０）からの検出光（２１Ｌ）受光することによって、保持部材（１０）の温度情報を光学的に取得する検出装置（２０）とを備えている。
2007066687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を露光する露光装置において、
前記基板を保持する保持部材と、
前記保持部材からの第１の検出光を受光し、その受光結果に基づいて、前記保持部材の温度情報を光学的に取得する検出装置と、を備えた露光装置。
【請求項２】
前記保持部材の少なくとも一部は前記第１の検出光に対して透明性を有し、
前記検出装置は、前記保持部材の少なくとも一部を通過した前記第１の検出光を受光し、その受光結果に基づいて、前記温度情報を取得する請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記検出装置は、前記第１の検出光を前記保持部材に照射するとともに、前記保持部材の少なくとも一部を通過した前記第１の検出光を受光する請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記検出装置は、前記受光結果に基づいて、前記保持部材の前記第１の検出光に対する屈折率情報を求め、前記屈折率情報に基づいて、前記保持部材の温度情報を取得する請求項２又は３記載の露光装置。
【請求項５】
前記検出装置は、前記受光結果に基づいて、前記保持部材の基準温度での基準屈折率に対する屈折率変化量を求め、前記屈折率変化量に基づいて、前記保持部材の温度情報を取得する請求項４記載の露光装置。
【請求項６】
前記保持部材の温度変化量と屈折率変化量との関係を予め記憶した第１記憶装置をさらに備え、前記検出装置は、前記受光結果と前記第１記憶装置の記憶情報とに基づいて、前記保持部材の温度情報を取得する請求項５記載の露光装置。
【請求項７】
前記保持部材の少なくとも一部を通過した前記第１の検出光を反射する第１反射面を備え、
前記検出装置は、前記第１反射面で反射した前記第１の検出光の受光結果に基づいて、前記温度情報を取得する請求項２〜６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項８】
前記検出装置は、所定の基準位置と前記第１反射面との相対位置関係を計測可能な第１干渉計を含み、前記第１干渉計の計測結果に基づいて、前記温度情報を取得する請求項７記載の露光装置。
【請求項９】
前記第１干渉計の計測結果に基づいて、前記保持部材の位置を制御する請求項８記載の露光装置。
【請求項１０】
前記保持部材の一部に前記第１反射面と背中合わせに形成された第２反射面を用いて前記保持部材の位置情報を取得する第２干渉計を更に備え、
前記第１干渉計からの第１の検出光は、前記保持部材を介して、前記第１反射面に入射し、
前記第２干渉計からの第２の検出光は、前記保持部材を介さずに、前記第２反射面に入射する請求項８記載の露光装置。
【請求項１１】
前記検出装置は、前記第１反射面に斜め方向から前記第１の検出光を照射する投射装置と、前記第１反射面で反射した前記検出光を受光する受光面を有する受光装置とを備え、前記受光面での受光位置に基づいて、前記温度情報を取得する請求項７記載の露光装置。
【請求項１２】
前記保持部材の複数の位置からの前記第１の検出光をそれぞれ受光し、その受光結果に基づいて、前記保持部材の温度分布を求める請求項１〜１１のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１３】
前記取得した温度情報に基づいて、所定の処理を実行する処理装置をさらに備えた請求項１〜１２のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１４】
前記処理装置は、前記取得した温度情報に基づいて、前記基板及び前記保持部材の少なくとも一方の温度を調整する温度調整装置を含む請求項１３記載の露光装置。
【請求項１５】
パターン像を前記基板上に投影する投影光学系を備え、
前記処理装置は、前記取得した温度情報に基づいて、前記投影光学系の投影状態を調整する結像特性調整装置を含む請求項１３又は１４記載の露光装置。
【請求項１６】
前記保持部材の温度と前記保持部材に保持された前記基板上の所定領域の変形量との関係を予め記憶した第２記憶装置をさらに備え、
前記結像特性調整装置は、前記取得した温度情報と前記第２記憶装置の記憶情報とに基づいて、前記投影状態を調整する請求項１５記載の露光装置。
【請求項１７】
前記基板を保持した前記保持部材を移動する移動装置を備え、
前記処理装置は、前記取得した温度情報に基づいて、前記移動装置の移動条件を調整する移動調整装置を含む請求項１３〜１６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１８】
前記保持部材の温度情報と前記保持部材に保持された前記基板上のショット領域の位置の変化量との関係を予め記憶した第３記憶装置を備え、
前記移動調整装置は、前記取得した温度情報と前記第３記憶装置の記憶情報とに基づいて、前記基板上のショット領域を露光するときの前記保持部材の位置を調整する請求項１７記載の露光装置。
【請求項１９】
前記処理装置の処理状況を報知する報知装置を備えた請求項１３〜１８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２０】
請求項１〜請求項１９のいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
前記露光された基板を現像することと、
を含むデバイス製造方法。
【請求項２１】
被露光基板を保持するための保持部材へ第１の検出光を照射することと、
前記保持部材の少なくとも一部を通過した前記第１の検出光を受光することと、
該受光の結果に基づいて、前記保持部材の温度情報を取得することとを含む温度計測方法。
【請求項２２】
基板を露光する露光方法であって、
前記基板を保持するための保持部材の少なくとも一部を通過した第１の検出光を受光し、
該受光の結果に基づいて、前記保持部材の温度情報を取得し、
前記保持部材に保持された前記基板を露光する露光方法。
【請求項２３】
請求項２２の露光方法を用いて基板を露光することと、
前記露光された基板を現像することとを含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を保持する保持部材の温度情報を取得する温度計測方法、基板を露光する露光方法、露光装置、及びデバイス製造方法に関する。
本願は、２００５年１２月６日に出願された特願２００５−３５１６５９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等を製造するフォトリソグラフィ工程では、マスクのパターン像を投影光学系を介して基板上に投影する露光装置が用いられている。基板は基板ステージ等の保持部材に保持された状態で露光される。基板と保持部材との間に温度差があると、基板を保持部材で保持したとき、例えば基板が熱変形する可能性があり、その結果、露光不良が発生する可能性がある。そのため、基板の熱変形を抑えるために、基板及び／又は保持部材を温度調整することが行われている。下記特許文献１には、基板の温度を調整した後に、その基板を基板ステージで保持する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−５５９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
基板と保持部材との温度差を調整するためには、基板ステージなどの保持部材の温度情報を精確に取得する必要がある。【０００４】
本発明は、基板を保持する保持部材の温度情報を精確に取得できる温度計測方法、基板を良好に露光できる露光方法、露光装置、及びその露光方法、露光装置を用いるデバイス製造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】
【０００５】
本発明は以下の構成を採用している。【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、基板上に露光光を照射して基板を露光する露光装置において、基板を保持する保持部材と、保持部材からの第１の検出光を受光し、その受光結果に基づいて、保持部材の温度情報を光学的に取得する検出装置と、を備えた露光装置が提供される。【０００７】
本発明の第１の態様によれば、基板を保持する保持部材の温度を精確に取得でき、基板を良好に露光できる。【０００８】
本発明の第２の態様に従えば、上記態様の露光装置を用いるデバイス製造方法が提供される。【０００９】
本発明の第２の態様によれば、基板を良好に露光できる露光装置を用いてデバイスを製造することができる。
また本発明の第３の態様に従えば、被露光基板を保持するための保持部材へ第１の検出光を照射することと、保持部材の少なくとも一部を通過した第１の検出光を受光することと、該受光の結果に基づいて、保持部材の温度情報を取得することとを含む温度計測方法が提供される。
本発明の第３の態様によれば、被露光基板を保持する保持部材の温度を精確に取得できる。
また本発明の第４の態様に従えば、基板を露光する露光方法であって、基板を保持するための保持部材の少なくとも一部を通過した第１の検出光を受光し、該受光の結果に基づいて、保持部材の温度情報を取得し、保持部材に保持された基板を露光する露光方法が提供される。
本発明の第４の態様によれば、基板を保持する保持部材の温度を精確に取得でき、基板を良好に露光できる。
本発明の第５の態様に従えば、上記態様の露光方法を用いるデバイス製造方法が提供される。
本発明の第５の態様によれば、基板を良好に露光できる露光方法を用いてデバイスを製造することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基板を良好に露光することができ、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る検出装置を説明するための側面図である。
【図３】第１実施形態に係る検出装置を説明するための平面図である。
【図４】基板テーブルに保持された基板を示す平面図である。
【図５】ショット領域が変形する様子を示す模式図である。
【図６】第２実施形態に係る検出装置を説明するための側面図である。
【図７】マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００１２】
１…制御装置、２…記憶装置、３…報知装置、５…基板温度調整装置、１０…基板テーブル、１１…反射面、１２…反射面、１４…レーザ干渉計、１４Ｌ…計測光、２０…検出装置、２１…レーザ干渉計、２１Ｌ…検出光、２３…投射装置、２３Ｌ…検出光、２４…受光装置、２５…受光面、３０…テーブル温度調整装置、４０…結像特性調整装置、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系、ＰＳＴ…基板ステージ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。【００１４】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージＭＳＴと、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置１とを備えている。露光装置ＥＸは、マスクＭを通過した露光光ＥＬを投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上に照射することによって、マスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影して、基板Ｐを露光する。【００１５】
なお、ここでいう基板は半導体ウエハ等の基材上に感光材（フォトレジスト）、保護膜などの膜が塗布されたものを含む。マスクは基板上に縮小投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。また、本実施形態においては、マスクとして透過型のマスクを用いるが、反射型のマスクを用いてもよい。【００１６】
本実施形態では、露光装置ＥＸとしてマスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）を使用する場合を例にして説明する。以下の説明において、水平面内においてマスクＭと基板Ｐとの同期移動方向（走査方向）をＹ軸方向、水平面内においてＹ軸方向と直交する方向をＸ軸方向（非走査方向）、Ｘ軸及びＹ軸方向に垂直で投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。【００１７】
後述するように、本実施形態の露光装置ＥＸは、基板Ｐを保持する基板ステージＰＳＴの基板テーブル１０に照射した所定の検出光２１Ｌの受光結果に基づいて、基板テーブル１０の温度情報を光学的に取得する検出装置２０を備えている。検出装置２０は制御装置１に接続されている。【００１８】
また、制御装置１には、露光に関する情報を記憶した記憶装置２と、露光装置ＥＸの動作状況等を報知する報知装置３とが接続されている。報知装置３は、例えば液晶ディスプレイ装置等の表示装置、光を発する発光装置、及び音を発する発音装置等を含む。【００１９】
また、露光装置ＥＸは、基板ステージＰＳＴに対して基板Ｐを搬送する搬送装置４を備えている。搬送装置４は、基板Ｐを基板ステージＰＳＴに搬入（ロード）可能であるとともに、基板ステージＰＳＴ上の基板Ｐをその基板ステージＰＳＴから搬出（アンロード）可能である。搬送装置４は制御装置１に接続されており、制御装置１に制御される。また、露光装置ＥＸは、基板ステージＰＳＴにロードされる前の基板Ｐの温度を調整する温度調整装置５を備えている。温度調整装置５は制御装置１に接続されており、制御装置１に制御される。本実施形態においては、温度調整装置５は、搬送装置４の搬送経路上に設けられている。制御装置１は、搬送装置４を制御して、基板Ｐを温度調整装置５に搬送し、温度調整装置５を用いて基板Ｐの温度を調整した後、その温度調整された基板Ｐを搬送装置４を用いて基板ステージＰＳＴにロードする。【００２０】
なお、温度調整装置５は、搬入前の基板Ｐを保持するプレート部材（不図示）を有し、プレート部材の温度を調整することによって、プレート部材に保持された基板Ｐの温度を調整することができる。なお、プレート部材の内部には、流体（例えば、液体）が流れる流路が形成されている。温度調整装置５は、その内部流路を流れる流体の温度を調整することによって、プレート部材の温度を調整することができる。もちろん、ヒータ、ペルチェ素子などを用いてプレート部材の温度を調整してもよい。【００２１】
照明系ＩＬは、マスクＭ上の所定の照明領域を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明するものである。照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態においては、露光光ＥＬとして、ＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。【００２２】
マスクステージＭＳＴは、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置により、マスクＭを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。マスクステージＭＳＴ（ひいてはマスクＭ）の位置情報は、マスクステージ用レーザ干渉計６によって計測される。レーザ干渉計６は、マスクステージＭＳＴ上に設けられた計測鏡８の反射面７に計測光６Ｌを照射可能であり、その反射面７を用いてマスクステージＭＳＴの位置情報を計測する。マスクステージ用レーザ干渉計６は、Ｘ軸を計測軸とする計測光６Ｌを射出可能なＸ干渉計６Ｘと、Ｙ軸を計測軸とする計測光６Ｌを射出可能なＹ干渉計６Ｙとを含み、マスクステージＭＳＴ上には、Ｘ軸に垂直な反射面７Ｘを有する計測鏡８Ｘと、Ｙ軸に垂直な反射面７Ｙを有する計測鏡８Ｙとが設けられている。Ｘ干渉計６Ｘは、Ｘ軸を計測軸とする計測光６Ｌを反射面７Ｘに照射可能であり、マスクステージＭＳＴのＸ軸方向に関する位置を計測可能である。Ｙ干渉計６Ｙは、Ｙ軸を計測軸とする計測光６Ｌを反射面７Ｙに照射可能であり、マスクステージＭＳＴのＹ軸方向に関する位置を計測可能である。また、Ｘ干渉計６Ｘ及びＹ干渉計６Ｙの少なくとも一方を複数設け、Ｘ軸を計測軸とする計測光６Ｌ及びＹ軸を計測軸とする計測光６Ｌの少なくとも一方を複数照射することにより、レーザ干渉計６は、その複数の計測光６Ｌを用いて、マスクステージＭＳＴのθＺ方向の位置情報を計測可能である。レーザ干渉計６は制御装置１に接続されている。マスクステージ駆動装置も制御装置１に接続されている。制御装置１は、レーザ干渉計６の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置を制御し、マスクステージＭＳＴに保持されているマスクＭの位置制御を行う。【００２３】
なお、計測鏡８は平面鏡のみでなくコーナーキューブ（レトロリフレクタ）を含むものとしてもよいし、計測鏡８をマスクステージに固設する代わりに、例えばマスクステージＭＳＴの端面（側面）を鏡面加工して反射面を形成してもよい。また、マスクステージＭＳＴは、例えば特開平８−１３０１７９号公報（対応米国特許第６，７２１，０３４号）に開示される粗微動可能な構成としてもよい。【００２４】
投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターン像を所定の投影倍率で基板Ｐ上に投影するものである。投影光学系ＰＬの光学素子は鏡筒で保持されている。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、１／８等の縮小系であり、前述の照明領域と共役な投影領域にマスクパターンの縮小像を形成する。なお、投影光学系ＰＬは縮小系、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。【００２５】
投影光学系ＰＬには、例えば特開昭６０−７８４５４号公報（対応する米国特許第４，６６６，２７３号）、特開平１１−１９５６０２号公報（対応する米国特許第６，２３５，４３８号）、国際公開第０３／６５４２８号パンフレット（対応する米国特許公開第２００５／０２０６８５０号）等に開示されているような、投影光学系ＰＬの結像特性（投影状態）を調整可能な結像特性調整装置４０が設けられている。結像特性調整装置４０は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子の一部を移動可能な光学素子駆動装置を含む。光学素子駆動装置は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち特定の光学素子を光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）に移動したり、光軸ＡＸに対して傾斜させることができる。結像特性調整装置４０は、投影光学系ＰＬの特定の光学素子を動かすことで、投影光学系ＰＬの各種収差（投影倍率、ディストーション、球面収差等）及び像面位置（焦点位置）等を含む結像特性（投影状態）を調整することができる。また、結像特性調整装置４０として、鏡筒の内部に保持されている一部の光学素子どうしの間の空間の気体の圧力を調整する圧力調整装置を設けることもできる。結像特性調整装置４０は制御装置１に接続されており、制御装置１に制御される。【００２６】
基板ステージＰＳＴは、ステージ本体９と、ステージ本体９上に搭載された基板テーブル１０と、基板テーブル１０に設けられ、基板Ｐを着脱可能に保持する基板ホルダ１０Ｈとを備えている。本実施形態においては、基板ホルダ１０Ｈは、基板テーブル１０上に設けられた凹部１０Ｒに配置されており、基板テーブル１０のうち凹部１０Ｒ以外の上面１０Ｆは、基板ホルダ１０Ｈに保持された基板Ｐの表面とほぼ同じ高さ（面一）になるような平坦面となっている。なお、基板ホルダ１０Ｈに保持された基板Ｐの表面と、基板テーブル１０Ｔの上面１０Ｆとの間に段差があってもよい。【００２７】
ステージ本体９は、エアベアリング９Ａにより、ベース部材ＢＰの上面（ガイド面）に対して非接触支持されている。ベース部材ＢＰの上面はＸＹ平面とほぼ平行であり、基板ステージＰＳＴは、ベース部材ＢＰ上でＸＹ方向に移動可能である。【００２８】
基板ステージＰＳＴは、リニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置により、基板ホルダ１０Ｈに基板Ｐを保持した状態で、ベース部材ＢＰ上で移動可能である。基板ステージ駆動装置は、ステージ本体９をベース部材ＢＰ上でＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向に移動することによって、そのステージ本体９上に搭載されている基板テーブル１０をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向に移動可能な第１駆動系と、ステージ本体９に対して基板テーブル１０をＺ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向に移動可能な第２駆動系とを備えている。【００２９】
第１駆動系は、リニアモータ等のアクチュエータを含む。第２駆動系は、ステージ本体９と基板テーブル１０との間に介在された、例えばボイスコイルモータ等のアクチュエータ９Ｖと、各アクチュエータの駆動量を計測する不図示の計測装置（エンコーダなど）とを含む。基板テーブル１０は、少なくとも３つのアクチュエータ９Ｖによってステージ本体９上に支持される。アクチュエータ９Ｖのそれぞれは、ステージ本体９に対して基板テーブル１０をＺ軸方向に独立して駆動可能である。制御装置１は、３つのアクチュエータ９Ｖそれぞれの駆動量を調整することによって、ステージ本体９に対して基板テーブル１０を、Ｚ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向に駆動する。このように、第１、第２駆動系を含む基板ステージ駆動装置は、基板ステージＰＳＴの基板テーブル１０を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。基板ステージ駆動装置は制御装置１に接続されている。制御装置１は、基板ステージ駆動装置を制御することにより、基板テーブル１０の基板ホルダ１０Ｈに保持された基板Ｐの表面のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に関する位置を制御可能である。【００３０】
基板ステージＰＳＴの基板テーブル１０（ひいては基板Ｐ）の位置情報は、基板ステージ用のレーザ干渉計１４によって計測される。レーザ干渉計１４は制御装置１に接続されている。レーザ干渉計１４は、基板テーブル１０の側面に設けられた計測鏡１３の外側を向く反射面１２を用いて、基板テーブル１０のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。【００３１】
レーザ干渉計１４は、Ｘ軸を計測軸とする計測光１４Ｌを射出可能なＸ干渉計１４Ｘと、Ｙ軸を計測軸とする計測光１４Ｌを射出可能なＹ干渉計１４Ｙとを含む。基板テーブル１０の一部には、Ｘ軸に垂直な反射面１２Ｘを有する計測鏡１３Ｘと、Ｙ軸に垂直な反射面１２Ｙを有する計測鏡１３Ｙとが設けられている。Ｘ干渉計１４Ｘは、Ｘ軸を計測軸とする計測光１４Ｌを反射面１２Ｘに照射可能であり、基板テーブル１０のＸ軸方向に関する位置を計測可能である。Ｙ干渉計１４Ｙは、Ｙ軸を計測軸とする計測光１４Ｌを反射面１２Ｙに照射可能であり、基板テーブル１０のＹ軸方向に関する位置を計測可能である。また、Ｘ干渉計１４Ｘ及びＹ干渉計１４Ｙの少なくとも一方を複数設け、Ｘ軸を計測軸とする計測光１４Ｌ及びＹ軸を計測軸とする計測光１４Ｌの少なくとも一方を複数照射することにより、レーザ干渉計１４は、その複数の計測光１４Ｌを用いて、基板テーブル１０のθＺ方向の位置情報を計測可能である。また、基板テーブル１０の基板ホルダ１０Ｈに保持されている基板Ｐの表面の面位置情報（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報）は、不図示のフォーカス・レベリング検出系によって検出される。フォーカス・レベリング検出系は制御装置１に接続されている。制御装置１は、レーザ干渉計１４の計測結果及びフォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて、基板ステージ駆動装置を駆動し、基板ホルダ１０Ｈに保持されている基板Ｐの位置制御を行う。【００３２】
フォーカス・レベリング検出系はその複数の計測点でそれぞれ基板のＺ軸方向の位置情報を計測することで、基板のθＸ及びθＹ方向の傾斜情報（回転角）を検出するものである。さらに、例えばレーザ干渉計を使って基板のＺ軸、θＸ及びθＹ方向の位置情報を計測可能であるときは、基板の露光動作中にそのＺ軸方向の位置情報が計測可能となるようにフォーカス・レベリング検出系を設けなくてもよく、少なくとも露光動作中はレーザ干渉計の計測結果を用いてＺ軸、θＸ及びθＹ方向に関する基板の位置制御を行うようにしてもよい。【００３３】
また、本実施形態においては、露光装置ＥＸは、基板テーブル１０の温度を調整可能な温度調整装置３０を備えている。温度調整装置３０は制御装置１に接続されており、制御装置１に制御される。本実施形態においては、温度調整装置３０は基板テーブル１０の内部に設けられている。制御装置１は、温度調整装置３０を用いて、上面１０Ｆ及び基板ホルダ１０Ｈを含む基板テーブル１０の温度を調整可能である。【００３４】
なお、温度調整装置３０は、例えば、基板テーブル１０内に温度調整可能な流体（例えば、液体）を流すことによって、基板テーブル１０の温度を調整するものである。もちろん、ヒータ、ペルチェ素子などを用いることもできる。【００３５】
本実施形態の露光装置ＥＸは、基板テーブル１０からの検出光２１Ｌを受光して、基板テーブル１０の温度情報を光学的に取得する検出装置２０を備えている。検出装置２０は、基板テーブル１０から離れた所定位置に配置され、検出光２１Ｌを射出可能なレーザ干渉計２１を備えており、レーザ干渉計２１から射出した検出光２１Ｌを基板テーブル１０に照射する。本実施形態において、検出装置２０は、基板テーブル１０の温度情報を、レーザ干渉計２１を用いて光学的に計測する。【００３６】
図２は基板テーブル１０及び検出装置２０を示す側面図、図３は平面図である。本実施形態においては、基板テーブル１０は、検出光２１Ｌに対して透明である。検出装置２０は、基板テーブル１０に検出光２１Ｌを照射するとともに、その基板テーブル１０の一部を通過した検出光２１Ｌの受光し、その受光結果に基づいて、基板テーブル１０の温度情報を取得する。基板テーブル１０は、例えば、ショット日本株式会社製のゼロデュア（登録商標）等の、透明で線膨張係数が小さい材料で形成可能である。【００３７】
基板テーブル１０に設けられた計測鏡１３は、内側を向く反射面１１を有している。反射面１１は、レーザ干渉計１４からの計測光１４Ｌが照射される反射面反射面１２と背中合わせに形成されている。【００３８】
検出装置２０のレーザ干渉計２１からの検出光２１Ｌは、透明な基板テーブル１０を介して反射面１１に照射される。レーザ干渉計２１から射出され、透明な基板テーブル１０を通過し、反射面１１に照射された検出光２１Ｌは、反射面１１で反射する。反射面１１で反射した検出光２１Ｌの反射光は、再び基板テーブル１０を通過した後、基板テーブル１０より射出され、レーザ干渉計２１に到達する。レーザ干渉計２１は、反射面１１で反射し、基板テーブル１０を通過した検出光２１Ｌを受光する。レーザ干渉計２１は、反射面１１で反射した検出光２１Ｌを受光し、その受光結果に基づいて、所定の基準位置と反射面１１との相対位置関係を計測可能である。後述するように、検出装置２０は、検出光２１Ｌの受光結果、すなわち、所定の基準位置と反射面１１との相対位置関係に基づいて、基板テーブル１０の温度情報を取得する。【００３９】
上述のように、基板テーブル１０の一部には、Ｘ軸に垂直な反射面１２Ｘを有する計測鏡１３Ｘと、Ｙ軸に垂直な反射面１２Ｙを有する計測鏡１３Ｙとが設けられている。その計測鏡１３Ｘの反射面１２Ｘと背中合わせに、Ｘ軸に垂直な反射面１１Ｘが設けられ、計測鏡１３Ｙの反射面１２Ｙと背中合わせに、Ｙ軸に垂直な反射面１１Ｙが設けられている。基板テーブル１０の温度情報を取得するためのレーザ干渉計２１は、Ｘ軸を計測軸とする検出光２１Ｌを射出可能なＸ干渉計２１Ｘと、Ｙ軸を計測軸とする検出光２１Ｌを射出可能なＹ干渉計２１Ｙとを含む。Ｘ干渉計２１Ｘは、Ｘ軸を計測軸とする検出光２１Ｌを反射面１１Ｘに照射可能であり、所定の基準位置と反射面１１ＸとのＸ軸方向に関する相対位置関係を計測可能である。Ｙ干渉計２１Ｙは、Ｙ軸を計測軸とする検出光２１Ｌを反射面１１Ｙに照射可能であり、所定の基準位置と反射面１１ＹとのＹ軸方向に関する相対位置関係を計測可能である。【００４０】
次に、検出装置２０を用いて基板テーブル１０の温度情報を取得する手順について説明する。本実施形態では、図３に示すように、基板テーブル１０の温度計測対象エリアとして第１〜第４エリアＡ〜Ｄが設定される。検出装置２０は、これら各エリアＡ〜Ｄそれぞれの温度情報を取得する。本実施形態においては、各エリアＡ〜ＤのＸＹ方向における形状は正方形状であり、各エリアＡ〜Ｄの一辺の長さはＬである。【００４１】
検出装置２０は、計測対象エリアの数に応じて複数（４つ）のレーザ干渉計２１を有している。検出装置２０は、これら複数のレーザ干渉計２１を用いて、基板テーブル１０の複数の位置のそれぞれに検出光２１Ｌを照射する。具体的には、基板テーブル１０の−Ｘ方向に離れた所定位置に、Ｙ軸方向に並ぶように２つのＸ干渉計２１Ｘａ、２１Ｘｂが配置される。また、基板テーブル１０の＋Ｙ方向に離れた所定位置に、Ｘ軸方向に並ぶように２つのＸ干渉計２１Ｙａ、２１Ｙｂが配置される。【００４２】
計測鏡１３Ｘは、矩形状（正方形状）に形成された基板テーブル１０の＋Ｘ側の側面に設けられ、計測鏡１３Ｙは、基板テーブル１０の−Ｙ側の側面に設けられる。反射面１１Ｘは−Ｘ方向を向いており、反射面１１Ｙは＋Ｙ方向を向いている。反射面１１Ｘは、エリアＡ、Ｂの＋Ｘ側の側面と一致しており、反射面１１Ｙは、エリアＢ、Ｄの−Ｙ側の側面と一致している。Ｘ干渉計２１Ｘａ、２１Ｘｂは、基板テーブル１０を介して、−Ｘ方向から、反射面１１Ｘに検出光２１Ｌを入射し、Ｙ干渉計２１Ｙａ、２１Ｙｂは、基板テーブル１０を介して、＋Ｙ方向から、反射面１１Ｙに検出光２１Ｌを入射する。【００４３】
Ｘ干渉計２１ＸａからＸ軸とほぼ平行に射出される検出光２１Ｌは、エリアＣ、Ａを通過した後、反射面１１Ｘで反射し、再びエリアＡ、Ｃを通過した後、Ｘ干渉計２１Ｘａで受光される。Ｘ干渉計２１ＸｂからＸ軸とほぼ平行に射出される検出光２１Ｌは、エリアＤ、Ｂを通過した後、反射面１１Ｘで反射し、再びエリアＢ、Ｄを通過した後、Ｘ干渉計２１Ｘｂで受光される。Ｙ干渉計２１ＹａからＹ軸とほぼ平行に射出される検出光２１Ｌは、エリアＡ、Ｂを通過した後、反射面１１Ｙで反射し、再びエリアＢ、Ａを通過した後、Ｙ干渉計２１Ｙａで受光される。Ｙ干渉計２１ＹｂからＹ軸とほぼ平行に射出される検出光２１Ｌは、エリアＣ、Ｄを通過した後、反射面１１Ｙで反射し、再びエリアＤ、Ｃを通過した後、Ｙ干渉計２１Ｙｂで受光される。【００４４】
また、基板テーブル１０の位置情報は、レーザ干渉計１４Ｘ、１４Ｙによって計測される。Ｘ干渉計１４Ｘは、基板テーブル１０の＋Ｘ方向に離れた所定位置に配置されている。Ｘ干渉計１４Ｘは、反射面１１Ｘと背中合わせに形成された＋Ｘ方向を向く反射面１２Ｘを用いて基板テーブル１０のＸ軸方向の位置情報を取得する。Ｘ干渉計１４Ｘは、基板テーブル１０を介さずに、＋Ｘ方向から計測光１４Ｌを反射面１２Ｘに入射する。Ｙ干渉計１４Ｙは、基板テーブル１０の−Ｙ方向に離れた所定位置に配置されており、反射面１１Ｙと背中合わせに形成された−Ｙ方向を向く反射面１２Ｙを用いて基板テーブル１０のＹ軸方向の位置情報を取得する。Ｙ干渉計１４Ｙは、基板テーブル１０を介さずに、−Ｙ方向から計測光１４Ｌを反射面１２Ｙに入射する。【００４５】
基板テーブル１０の温度情報を取得するために、制御装置１は、検出装置２０の各レーザ干渉計２１Ｘａ、２１Ｘｂ、２１Ｙａ、２１Ｙｂのそれぞれから検出光２１Ｌを射出する。各レーザ干渉計２１Ｘａ、２１Ｘｂ、２１Ｙａ、２１Ｙｂのそれぞれから射出された検出光２１Ｌは、基板テーブル１０を通過し、反射面１１Ｘ、１１Ｙのそれぞれで反射し、再び基板テーブル１０を通過して、各レーザ干渉計２１Ｘａ、２１Ｘｂ、２１Ｙａ、２１Ｙｂに受光される。検出装置２０は、基板テーブル１０を通過した検出光２１を受光し、その受光結果に基づいて、基板テーブル１０（基板テーブル１０を構成する透明部材）の検出光２１Ｌに対する屈折率情報を求め、その屈折率情報に基づいて、基板テーブル１０の温度情報を取得する。【００４６】
検出装置２０は、検出光２１Ｌの受光結果に基づいて、基板テーブル１０の基準温度Ｔ０での基準屈折率ｎ０に対する屈折率変化量を求め、求めた屈折率変化量に基づいて、基板テーブル１０の基準温度Ｔ０に対する温度変化量（ΔＴ）を求める。これにより、基板テーブル１０の温度を求めることができる。【００４７】
以下、具体例について説明する。各エリアＡ〜Ｄの検出光２１Ｌに対する屈折率（平均屈折率）をｎＡ〜ｎＤとした場合、各エリアＡ〜Ｄの一辺の長さはＬであるので、レーザ干渉計２１Ｙａで計測される光路長をＬ１としたとき、
Ｌ１＝（ｎＡ＋ ｎＢ）×２Ｌ        …  （１）
が成り立つ。上述のように、レーザ干渉計２１は、所定の基準位置と反射面１１との相対位置関係（例えば距離）を計測可能である。また、上述のように、反射面１１ＹとエリアＢの−Ｙ側の側面とは一致している。したがって、レーザ干渉計２１Ｙａは、第１エリアＡの＋Ｙ側の側面と、第２エリアＢの−Ｙ側の側面との間のＹ軸方向に関する距離（光路長）を計測可能である。同様に、レーザ干渉計２１Ｙｂ、２１Ｘａ、２１Ｘｂのそれぞれで計測される光路長をＬ２、Ｌ３、Ｌ４としたとき、
Ｌ２＝（ｎＣ＋ ｎＤ）×２Ｌ        …  （２）
Ｌ３＝（ｎＡ＋ ｎＣ）×２Ｌ        …  （３）
Ｌ４＝（ｎＢ＋ ｎＤ）×２Ｌ        …  （４）
が成り立つ。【００４８】
（１）〜（４）式において、長さＬは既知の値であり、光路長Ｌ１〜Ｌ４の値は、各レーザ干渉計２１Ｙａ、２１Ｙｂ、２１Ｘａ、２１Ｘｂのそれぞれの計測結果から導出されるため、（１）〜（４）式を連立方程式として解くことにより、各計測エリアＡ〜Ｄの検出光２１Ｌに対する屈折率をｎＡ〜ｎＤを求めることができる。このように、検出光２１Ｌの受光結果に基づいて、基板テーブル１０の検出光２１Ｌに対する屈折率情報を求めることができる。また、基準温度Ｔ０での基準屈折率ｎ０に対する屈折率変化量（ｎＡ−ｎ０、ｎＢ−ｎ０、ｎＣ−ｎ０、ｎＤ−ｎ０）を求めることができる。【００４９】
記憶装置２には、基板テーブル１０の温度変化量と屈折率変化量との関係、換言すれば、屈折率の温度依存性（ｄｎ／ｄＴ）が予め記憶されている。値（ｄｎ／ｄＴ）は、基板テーブル１０を形成する材料（本実施形態ではゼロデュア）固有の既知の値である。また、基準温度Ｔ０での基準屈折率ｎ０の値も、材料固有の既知の値であり記憶装置２に記憶されている。基準温度Ｔ０に対する第１エリアＡの温度変化量をΔＴＡとした場合、
ｎＡ＝ｎ０＋（ｄｎ／ｄＴ）×ΔＴＡ        …  （５）
が成り立つ。上述のように、屈折率ｎＡは（１）〜（４）式より導出され、基準屈折率ｎ０及び値（ｄｎ／ｄＴ）は既知の値であるため、第１エリアＡの基準温度Ｔ０に対する温度変化量ΔＴＡを求めることができる。したがって、第１エリアＡの温度（絶対温度）を求めることができる。同様に、基準温度Ｔ０に対する第２〜第４エリアＢ〜Ｄの温度変化量をΔＴＢ、ΔＴＣ、ΔＴＤとした場合、
ｎＢ＝ｎ０＋（ｄｎ／ｄＴ）×ΔＴＢ        …  （６）
ｎＣ＝ｎ０＋（ｄｎ／ｄＴ）×ΔＴＣ        …  （７）
ｎＤ＝ｎ０＋（ｄｎ／ｄＴ）×ΔＴＤ        …  （８）
が成り立ち、第２〜第４エリアＢ〜Ｄそれぞれの温度（絶対温度）を求めることができる。【００５０】
以上のように、検出装置２０は、レーザ干渉計２１及び基板テーブル１０の一部に形成された反射面１１を用いて、所定の基準位置と反射面１１との相対位置関係を計測し、その計測結果に基づいて、基板テーブル１０の温度情報を取得することができる。
また、本実施形態においては、検出装置２０は、基板テーブル１０の複数の位置（エリアＡ〜Ｄ）のそれぞれに検出光２１Ｌを照射しているので、それら複数の検出光２１Ｌの受光結果に基づいて、基板テーブル１０の各エリアＡ〜Ｄ毎の温度、すなわち基板テーブル１０の温度分布を求めることができる。【００５１】
検出装置２０を用いた基板テーブル１０の温度情報を取得する動作は、例えば基板Ｐを露光する前に行われる。検出装置２０の検出結果は制御装置１に出力され、制御装置１は、検出装置２０で取得した基板テーブル１０の温度情報に応じて、所定の処理を実行することができる。例えば、基板テーブル１０（基板ホルダ１０Ｈ）にロードされる前の基板Ｐと基板テーブル１０との温度差が小さくなるように、あるいは、基板Ｐの温度に対して基板テーブル１０の温度が所定関係となるように、制御装置１は、取得した基板テーブル１０の温度情報に基づいて、基板Ｐ及び基板テーブル１０の少なくとも一方の温度を調整することができる。例えば、制御装置１は、取得した基板テーブル１０の温度情報に基づいて、基板テーブル１０（基板ホルダ１０Ｈ）にロードされる前の基板Ｐと基板テーブル１０との温度差が小さくなるように、温度調整装置３０を制御して、基板テーブル１０の温度を調整する。このとき、基板Ｐの温度を検出する温度センサが設けられている場合には、制御装置１は、その温度センサを用いて基板Ｐの温度を予め検出する。制御装置１は、この温度センサの検出結果（すなわち基板Ｐの温度）に基づいて、あるいはこの基板Ｐの温度を目標値として、温度調整装置３０を制御して、基板テーブル１０の温度を調整する。制御装置１は、検出装置２０を用いて、基板テーブル１０の温度情報をモニタしつつ、温度調整装置３０を用いて、基板テーブル１０の温度を調整する。これにより、制御装置１は、基板テーブル１０を所望の温度にすることができる。【００５２】
また、基板Ｐの温度を検出する温度センサが設けられている場合には、制御装置１は、取得した基板テーブル１０の温度情報と温度センサの検出結果とに基づいて、基板テーブル１０（基板ホルダ１０Ｈ）にロードされる前の基板Ｐと基板テーブル１０との温度差が小さくなるように、あるいは、基板Ｐの温度に対して基板テーブル１０の温度が所定関係となるように、温度調整装置５を制御して、基板Ｐの温度を調整した後、その温度調整された基板Ｐを、搬送装置４を用いて基板テーブル１０にロードすることができる。なお、温度センサが設けられている場合には、温度調整装置５及び温度調整装置３０のいずれか一方を省いても、基板Ｐの温度と基板テーブル１０の温度とを所定の関係に調整することができる。また、温度調整装置５で調整される基板Ｐの温度が予め定められている場合には、温度検出センサを使わずに、温度調整装置５で調整される基板Ｐの温度と検出装置２０の検出結果とに基づいて、温度調整装置３０を使って基板テーブル１０の温度を調整して、基板Ｐの温度と基板テーブル１０の温度とを所定の関係に調整することができる。もちろん、制御装置１は、検出装置２０の検出結果に基づいて、温度調整装置５及び温度調整装置３０のそれぞれを用いて、基板Ｐと基板テーブル１０との両方の温度を調整することもできる。【００５３】
そして、検出装置２０の検出結果に基づいて、基板テーブル１０（基板ホルダ１０Ｈ）にロードされる前の基板Ｐ及び基板テーブル１０の少なくとも一方の温度を調整する動作が実行された後、制御装置１は、搬送装置４を用いて、基板Ｐを基板テーブル１０にロードする。基板Ｐと基板テーブル１０とは所望の温度関係になっており、基板テーブル１０で基板Ｐを保持したときにも、基板Ｐが熱変形することを抑制することができる。【００５４】
図４は、基板テーブル１０にロードされた後の基板Ｐを示す平面図である。基板Ｐ上には複数のショット領域が設定されている。制御装置１は、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲ（露光光ＥＬの光路）と基板Ｐとが、図４中、矢印ｙ１に沿って相対的に移動するように、基板Ｐを保持した基板ステージＰＳＴを移動しつつ、各ショット領域のそれぞれを順次露光する。例えば、制御装置１は、第１のショット領域を露光するために、第１のショット領域の露光開始位置と投影領域ＡＲとを位置合わせした後、基板ステージＰＳＴを制御して、投影領域ＡＲに対して基板ＰをＹ軸方向に走査（スキャン）する。本実施形態においては、投影領域ＡＲは、Ｘ軸方向を長手方向とするスリット状に設定されており、投影領域ＡＲに対して基板ＰをＹ軸方向に走査しつつ、基板Ｐ上に露光光ＥＬを照射することにより、所定の大きさを有する第１のショット領域を露光することができる。そして、第１のショット領域の露光が完了した後、制御装置１は、基板Ｐをステッピング移動し、次に露光されるべき第２のショット領域の露光開始位置と投影領域ＡＲとを位置合わせした後、基板ＰをＹ軸方向に走査し、その第２のショット領域を露光する。制御装置１は、スキャン移動とステッピング移動とを繰り返し、基板Ｐ上の複数のショット領域のそれぞれを順次露光する。また、基板Ｐ上のショット領域を露光するときには、制御装置１は、反射面１２に計測光１４Ｌを照射するレーザ干渉計１４を用いて、基板Ｐを保持した基板テーブル１０の位置情報をモニタしつつ、基板ステージＰＳＴの移動を制御する。【００５５】
以上説明したように、検出装置２０は、基板Ｐを保持する基板テーブル１０の温度を精確に取得することができるため、制御装置１は、例えば、基板Ｐと基板テーブル１０との温度差に起因する露光不良の発生を抑え、基板Ｐを良好に露光することができる。また、検出装置２０は、基板テーブル１０の温度情報を光学的に検出するものであり、温度情報を取得するためのレーザ干渉計２１等の機器は、基板テーブル１０の外側の離れた位置に設けられている。例えば、基板テーブル１０に温度センサを設けた場合、その温度センサによって基板テーブル１０の重量が増したり、あるいは温度センサに接続されるケーブル類によって基板テーブル１０（基板ステージＰＳＴ）の円滑な移動を妨げる可能性があるが、本実施形態においては、そのような不具合の発生を抑えることができる。【００５６】
本実施形態においては、露光装置ＥＸの動作状況を報知する報知装置３が設けられており、例えば、検出装置２０で基板テーブル１０の温度情報をモニタしつつ、温度調整装置３０を用いて基板テーブル１０の温度調整を行う場合、制御装置１は、報知装置３を用いて、例えば基板テーブル１０が所望の温度になったことを報知することができる。あるいは、例えば温度調整装置３０を用いて基板テーブル１０の温度調整動作を実行したにもかかわらず、検出装置２０の検出結果に基づいて、基板テーブル１０が所望の温度にならないと判断した場合には、制御装置１は、報知装置３を用いて、例えばエラーや警告を発することができる。【００５７】
なお、本実施形態においては、基板テーブル１０に４つの計測対象エリアＡ〜Ｄを設定し、これら各エリアＡ〜Ｄそれぞれの温度情報を取得しているが、もちろん、計測対象エリアは４つに限られず、任意の複数に設定してもよい。計測対象エリアの数を多くすることにより、基板テーブル１０の温度分布をより精確に求めることができる。【００５８】
また、本実施形態においては、計測対象エリアを基板テーブル１０のＸＹ方向に複数設定し、これによりＸＹ方向に関する温度分布を求めているが、例えばＺ軸方向に関して複数の計測対象エリアを設定し、それら各計測対象エリアのそれぞれの温度情報を取得するようにしてもよい。こうすることにより、Ｚ軸方向に関する温度分布を求めることができる。【００５９】
なお、本実施形態においては、レーザ干渉計１４が基板テーブル１０を介さずに反射面１２に計測光１４Ｌを照射して基板テーブル１０の位置情報を計測し、レーザ干渉計１４とは別のレーザ干渉計２１が基板テーブル１０を介して反射面１１に検出光２１Ｌを照射して基板テーブル１０の温度情報を取得しているが、例えば、基板テーブル１０の温度情報を取得するためのレーザ干渉計２１の計測結果に基づいて、基板テーブル１０の位置を制御するようにしてもよい。すなわち、基板テーブル１０の温度情報を取得する動作と、基板テーブル１０の位置情報を取得する動作とを、レーザ干渉計２１を用いて実行するようにしてもよい。この場合、レーザ干渉計１４を省くことができる。【００６０】
なお、上述の実施形態においては、検出装置２０の検出結果に基づいて、露光不良の発生を抑えるために、基板Ｐ及び基板テーブル１０の少なくとも一方の温度を調整しているが、この温度調整を行わずに、例えば、制御装置１は、検出装置２０で取得した基板テーブル１０の温度情報に基づいて、基板テーブル１０（基板ステージＰＳＴ）の移動条件を調整することができる。【００６１】
例えば、図４を参照して説明したように、基板Ｐ上の複数のショット領域を順次露光する際、制御装置１は、検出装置２０で取得した基板テーブル１０の温度情報に基づいて、基板ステージＰＳＴを制御して、基板Ｐ上の各ショット領域を露光するときの基板テーブル１０の位置を調整する。【００６２】
例えば、基板Ｐと基板テーブル１０との温度差に起因して、基板Ｐが熱変形し、基板Ｐ上の各ショット領域の位置、及び／又は大きさが変化して、基板Ｐ上の各ショット領域間の距離が変動する可能性がある。そこで、基板Ｐと基板テーブル１０との温度差、及び予め記憶された基板Ｐと基板テーブル１０との温度差に起因する各ショット領域間の距離の変動量に基づいて、制御装置１は、例えば、第１のショット領域を露光した後、第２のショット領域を露光開始位置に配置するために基板テーブル１０をステッピング移動するときの移動距離を調整することができる。【００６３】
すなわち、基板Ｐと基板テーブル１０との温度差と基板テーブル１０に保持された基板Ｐ上の複数のショット領域間の相対位置の変化量との関係を予め求めて記憶装置２に記憶しておくことにより、制御装置１は、基板ステージＰＳＴを制御して、検出装置２０で取得した基板テーブル１０の温度情報と記憶装置２の記憶情報とに基づいて、基板Ｐ上の各ショット領域を露光するときの基板テーブル１０の位置を調整することができる。この場合、基板Ｐの温度として、温度センサの検出結果を用いてもよいし、温度調整装置５による基板Ｐの調整温度を用いてもよい。このように、検出装置２０の検出結果に基づいて基板テーブル１０の移動条件を調整することによって、基板Ｐ上に先に形成されているパターンに、次のパターン像を良好に重ね合わせることができる。このように、基板Ｐの移動条件を調整することによって、基板Ｐと基板テーブル１０との間に温度差がある場合でも、基板Ｐ上のショット領域を良好に露光することができ有効である。【００６４】
なお、制御装置１は、例えば基板ステージＰＳＴの移動条件が変更されたことを報知装置３で報知することができる。例えば報知装置３は、基板ステージＰＳＴの移動条件が変更したことを表示装置で表示することができる。【００６５】
また、制御装置１は、検出装置２０を用いて取得した基板テーブル１０の温度情報に基づいて、結像特性調整装置４０を用いて、投影光学系ＰＬの結像特性（投影状態）を調整することができる。【００６６】
例えば、基板Ｐと基板テーブル１０との温度差に起因して、基板Ｐが熱変形し、各ショット領域の大きさが変化したり、あるいは図５に示すように、基板Ｐ上のショット領域が理想の形状に対して変形し、理想の形状（図５では正方形状）に対して実際の形状（図５では台形状）が異なる可能性がある。そこで、基板Ｐと基板テーブル１０との温度差、及び基板Ｐと基板テーブル１０との温度差に起因する基板Ｐ上のショット領域の変形量に基づいて、制御装置１は、結像特性調整装置４０を用いて、基板Ｐ上に先に形成されているショット領域の形状に合わせて、そのショット領域上に投影するパターン像を調整することができる。【００６７】
すなわち、基板Ｐと基板テーブル１０との温度差と基板テーブル１０に保持された基板Ｐ上のショット領域の変形量との関係を予め求めて記憶装置２に記憶しておくことにより、制御装置１は、結像特性調整装置４０を制御して、検出装置２０で取得した基板テーブル１０の温度情報と記憶装置２の記憶情報とに基づいて、投影光学系ＰＬによるパターン像の投影状態（パターン像の形状、大きさ等）を調整することができる。この場合、基板Ｐの温度として、温度センサの検出結果を用いてもよいし、温度調整装置５による基板Ｐの調整温度を用いてもよい。このように、検出装置２０の検出結果に基づいて投影光学系ＰＬによるパターン像の投影状態を調整することによって、基板Ｐ上に先に形成されているパターンに、次のパターン像を良好に重ね合わせることができる。【００６８】
なお、制御装置１は、例えばパターン像の投影状態が所望状態に補正しきれない場合には、報知装置３を用いて、警告やエラーを発することができる。
もちろん、検出装置２０の検出結果に基づいて、パターン像の投影状態の調整と基板テーブル１０の位置調整とを実行してもよい。【００６９】
＜第２実施形態＞
第２実施形態について図６を参照して説明する。以下の説明において、上述の第１実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。【００７０】
本実施形態の基板テーブル１０の底面には、反射面１６を有する反射部材１５が設けられている。反射面１６は＋Ｚ方向を向いている。検出装置２０’は、基板テーブル１０に検出光２３Ｌを照射する投射装置２３と、検出光２３Ｌに対して所定の位置関係に設けられ、検出光２３Ｌを受光可能な受光面２５を有する受光装置２４とを備えている。上述の第１実施形態同様、基板テーブル１０は、検出光２３Ｌに対して透明である。【００７１】
上述の第１実施形態同様、本実施形態においても、基板テーブル１０には、ＸＹ方向に４つの温度計測対象エリアＡ〜Ｄが設定される。各エリアＡ〜Ｄの一辺の長さはＬである。図６には、エリアＣ、Ｄを通過するように検出光２３Ｌを射出する投射装置２３と、その投射装置２３に対応して設けられた受光装置２４とが示されている。投射装置２３は、反射面１６に斜め方向から検出光２３Ｌを照射する。受光装置２４は、反射面１６で反射した検出光２３Ｌを受光する。【００７２】
不図示ではあるが、検出装置２０’は、エリアＡ、Ｂを通過するように検出光２３Ｌを射出する投射装置２３及びその投射装置２３に対応する受光装置２４と、エリアＡ、Ｃを通過するように検出光２３Ｌを照射する投射装置２３及びその投射装置２３に対応する受光装置２４と、エリアＢ、Ｄを通過するように検出光２３Ｌを照射する投射装置２３及びその投射装置２３に対応する受光装置２４とを備えている。【００７３】
以下、図６を参照しながら、エリアＣ、Ｄを通過するように検出光２３Ｌを射出する投射装置２３及びその投射装置２３に対応する受光装置２４について主に説明するが、他の投射装置２３及び受光装置２４もほぼ同様である。【００７４】
投射装置２３及び受光装置２４のそれぞれは、基板テーブル１０の外側の離れた位置に設けられている。投射装置２３は、基板テーブル１０から離れた位置から検出光２３Ｌを基板テーブル１０に照射する。受光装置２４は、基板テーブル１０から離れた位置で、基板テーブル１０を通過した検出光２３Ｌを受光する。図６においては、投射装置２３は、基板テーブル１０の−Ｙ方向に離れた位置に設けられ、受光装置２４は、基板テーブル１０の＋Ｙ方向に離れた位置に設けられている。【００７５】
投射装置２３から射出された検出光２３Ｌは、基板テーブル１０の−Ｙ側の側面に所定の入射角θで入射し、基板テーブル１０を通過した後、反射面１６に斜め方向から入射する。反射面１６で反射した検出光２３Ｌは、基板テーブル１０を通過した後、基板テーブル１０の＋Ｙ側の側面から射出され、受光装置２４の受光面２５に到達する。検出装置２０’は、基板テーブル１０を通過した検出光２３Ｌの受光結果に基づいて、基板テーブル１０の検出光２３Ｌに対する屈折率情報を求め、その屈折率情報に基づいて、基板テーブル１０の温度情報を取得する。本実施形態においても、検出装置２０’は、検出光２３Ｌの受光結果に基づいて、基板テーブル１０の基準温度Ｔ０での基準屈折率ｎ０に対する屈折率変化量を求め、求めた屈折率変化量に基づいて、基板テーブル１０の基準温度Ｔ０に対する温度変化量（ΔＴ）を求める。これにより、基板テーブル１０の温度情報を求める。【００７６】
本実施形態においては、検出装置２０’は、受光装置２４の受光面２５の受光位置に基づいて、温度情報を取得する。基板テーブル１０の温度に応じて、基板テーブル１０の検出光２３Ｌに対する屈折率が変化する。その屈折率変化に応じて、基板テーブル１０を通過する検出光２３Ｌの光路が変動する。例えば、図６において、検出光２３Ｌが基準温度Ｔ０の基板テーブル１０を第１の光路２３Ｌａで通過する場合、基準温度Ｔ０に対してΔＴだけ温度変化した基板テーブル１０を通過する検出光２３Ｌは、その基板テーブル１０の温度変化、ひいては屈折率変化に応じて、第１の光路２３Ｌａとは異なる第２の光路２３Ｌｂで基板テーブル１０を通過する。基板テーブル１０の温度変化（屈折率変化）に起因して検出光２３Ｌの光路が変動すると、受光装置２４の受光面２５での検出光２３Ｌの受光位置が変動する。例えば、第１の光路２３Ｌａで基板テーブル１０を通過した検出光２３Ｌは、受光面２５上における第１の位置２５Ａに到達し、第２の光路２３Ｌｂで基板テーブル１０を通過した検出光２３Ｌは、受光面２５上における第１の位置２５Ａとは異なる第２の位置２５Ｂに到達する。すなわち、受光面２５での検出光２３Ｌの受光位置は、基板テーブル１０の基準温度Ｔ０に対する温度変化（基準屈折率ｎ０に対する屈折率変化）に伴って距離ΔＨだけ変化する。【００７７】
入射角θ、及び長さＬは既知の値（一定の値）であり、距離ΔＨは受光装置２４の受光結果から求めることができる。また、上述のように、検出装置２０’は、複数の投射装置２３のそれぞれより、エリアＡ、Ｂを通過する検出光２３Ｌ、エリアＡ、Ｃを通過する検出光２３Ｌ、及びエリアＢ、Ｄを通過する検出光２３Ｌを照射している。したがって、上述の第１実施形態とほぼ同様、入射角θ、長さＬ、及び距離ΔＨを含む４つの式が導出され、これら４つの式を連立方程式として解くことにより、各エリアＡ〜Ｄの屈折率ｎＡ〜ｎＤを導出することができる。また、基準温度Ｔ０での基準屈折率ｎ０に対する屈折率変化量（ｎＡ−ｎ０、ｎＢ−ｎ０、ｎＣ−ｎ０、ｎＤ−ｎ０）を導出することができる。【００７８】
また、上述の第１実施形態同様、記憶装置２には、基板テーブル１０を形成する材料固有の既知の値である屈折率の温度依存性（ｄｎ／ｄＴ）が予め記憶されている。同様に、材料固有の既知の値である基準温度Ｔ０での基準屈折率ｎ０の値も、記憶装置２に記憶されている。したがって、値（ｄｎ／ｄＴ）と、基準屈折率ｎ０と、導出した各エリアＡ〜Ｄの屈折率ｎＡ〜ｎＤとに基づいて、各エリアＡ〜Ｄの温度を求めることができる。また、基板テーブル１０の温度分布を求めることができる。また、制御装置１は、第１実施形態と同様に、検出装置２０で取得した基板テーブル１０の温度情報に応じて、所定の処理を実行することができる。【００７９】
なお、第２実施形態においても、計測対象エリアは４つに限られず、任意の複数に設定してもよい。また、例えばＺ軸方向に関して複数の計測対象エリアを設定し、それら各計測対象エリアのそれぞれの温度情報を取得するようにしてもよい。【００８０】
なお、上述の第１、第２実施形態においては、基板テーブル１０全体が透明な材料（例えばゼロデュア）で形成されるように説明したが、例えば検出光が通過する一部分のみが透明な部材で形成されていてもよい。
また、上述の第１、第２実施形態において、基板テーブル１０の温度情報は、基板テーブル１０に基板Ｐを保持した状態で取得してもよいし、基板Ｐを保持していない状態で取得してもよい。【００８１】
なお、上述の各実施形態の露光装置ＥＸとして、例えば、国際公開第９９／４９５０４号パンフレットに開示されているような、露光光ＥＬの光路空間を液体で満たす液浸露光装置に適用してもよい。液浸露光装置においては、基板Ｐや基板テーブル１０の上面１０Ｆ等に液体が接触するが、上述の各実施形態の検出装置を用いることにより、基板テーブル１０の温度情報を精確に取得することができる。この場合、検出装置２０（２０’）で検出された基板テーブル１０の温度情報に基づいて液体の温度を調整するようにしてもよい。【００８２】
なお、上記各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。基板はその形状が円形に限られるものでなく、矩形など他の形状でもよい。【００８３】
露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。【００８４】
また、露光装置ＥＸとしては、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第１パターンの縮小像を投影光学系（例えば１／８縮小倍率で反射素子を含まない屈折型投影光学系）を用いて基板Ｐ上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。この場合、更にその後に、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第２パターンの縮小像をその投影光学系を用いて、第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光するスティッチ方式の一括露光装置にも適用できる。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。【００８５】
上記実施形態における露光装置は、投影光学系に対してその上方（＋Ｚ側）にマスクが配置され、その下方（−Ｚ側）に基板が配置されるものとしたが、例えば国際公開第２００４／０９０９５６号パンフレット（対応米国公開２００６／００２３１８８Ａ１）に開示されているように、鉛直方向（Ｚ軸方向）に関して投影光学系（複数の投影モジュール）を上下反転させて設け、その上方（＋Ｚ側）に基板を配置し、その下方（−Ｚ側）にマスクを配置するようにしてもよい。【００８６】
上記実施形態では干渉計システムを用いてマスクステージ及び基板ステージの位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば基板ステージの上面に設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。この場合、干渉計システムとエンコーダシステムの両方を備えるハイブリッドシステムとし、干渉計システムの計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正（キャリブレーション）を行うことが好ましい。また、干渉計システムとエンコーダシステムとを切り替えて用いる、あるいはその両方を用いて、基板ステージの位置制御を行うようにしてもよい。【００８７】
上記各実施形態では、複数の光学素子（光学部材）を有する投影光学系を備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系は一つの光学素子（光学部材）で構成されていてもよい。また、投影光学系を用いない露光装置及び露光方法にも本発明を適用することができる。投影光学系を用いない場合であっても、露光光はマスク又はレンズなどの光学部材を介して基板に照射される。【００８８】
また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報、米国特許６，３４１，００７号、米国特許６，４００，４４１号、米国特許６，５４９，２６９号、及び米国特許６，５９０,６３４号、米国特許６，２０８，４０７号、米国特許６，２６２，７９６号などに開示されているような複数の基板ステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも適用できる。【００８９】
更に、特開平１１−１３５４００号公報、特開２０００−１６４５０４号公報、米国特許６，８９７，９６３号などに開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材や各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。【００９０】
露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。【００９１】
なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスクとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いてもよい。【００９２】
また、例えば、国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。【００９３】
さらに、例えば特表２００４−５１９８５０号公報（対応米国特許第６，６１１，３１６号）に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回のスキャン露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。【００９４】
なお、法令で許容される限りにおいて、露光装置などに関する引例の開示を援用して本文の記載の一部とする。【００９５】
以上のように、実施形態の露光装置ＥＸは、各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およ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。【００９６】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図７に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などの基板処理プロセスを含むステップ２０４、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）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【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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【国際調査報告】
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