(57)【要約】【課題】原版を保持するための保持面の高さを求めるのに有利な技術を提供する。【解決手段】原版の下面を保持するための保持面に前記原版を保持した状態での前記保持面の高さを計測する計測装置であって、前記保持面に保持された前記原版の下面におけるパターン領域の外側の箇所に検出光を照射する照射部と、前記箇所で反射した前記検出光を検出する検出部と、前記検出部で検出した前記検出光の情報から前記箇所の高さを求める処理部と、を有することを特徴とする計測装置を提供する。【選択図】図１
2013181779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原版の下面を保持するための保持面に前記原版を保持した状態での前記保持面の高さを計測する計測装置であって、
前記保持面に保持された前記原版の下面におけるパターン領域の外側の箇所に検出光を照射する照射部と、
前記箇所で反射した前記検出光を検出する検出部と、
前記検出部で検出した前記検出光の情報から前記箇所の高さを求める処理部と、
を有することを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記照射部は、少なくとも３箇所のそれぞれに前記検出光を照射し、
前記処理部は、前記少なくとも３箇所のそれぞれで反射した前記検出光の情報に基づいて、前記保持面の前記少なくとも３箇所に対応する部位の高さの相違を求めることを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記照射部は、前記原版の下面に対する前記検出光の入射角を変更する変更部を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の計測装置。
【請求項４】
前記原版の下面において前記パターン領域が存在する領域を表す情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記情報に基づいて、前記箇所を決定する決定部と、
を更に含むことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項５】
前記検出光の情報は、前記検出光の強度変化及び前記検出光の強度分布の少なくとも一方の情報を含むことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項６】
原版を保持する保持装置であって、
前記原版の下面を保持するための保持面を有するチャックと、
請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の計測装置と、
前記計測装置により計測された前記高さに基づいて、前記保持面の高さを調整する調整部と、
を有することを特徴とする保持装置。
【請求項７】
原版を保持する請求項６に記載の保持装置と、
前記原版のパターンを基板に投影する投影光学系と、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項８】
前記原版の下面に対する前記検出光の入射角は、前記投影光学系の物面側の開口数に対応する角度より小さい、ことを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された前記基板を現像する工程と、
を有することを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測装置、保持装置、露光装置、及びデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マスク（原版）に形成されたパターンを基板に転写する、所謂、フォトリソグラフィ技術を用いて液晶表示デバイスや半導体デバイスを製造する際に、露光装置が使用されている。露光装置は、マスクを保持して移動するマスクステージと、基板を保持して移動する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動させながら、投影光学系を介して、マスクのパターンを基板に転写する。
【０００３】
露光装置は、マスクのパターンの全体を同時に基板に転写する一括型の露光装置（ステッパー）と、マスクステージと基板ステージとを同期走査しながらマスクのパターンを連続的に基板に転写する走査型の露光装置（スキャナー）とに大別される。液晶表示デバイスを製造する際には、表示領域の大型化の要求からスキャナーが主に用いられている。
【０００４】
また、近年では、マスクの大型化が進み、その自重によりマスクが撓むようになってきている。マスクが撓むと、マスクのパターンを正確に基板に転写することができなくなるため（即ち、パターンの転写精度を低下させる要因となるため）、マスクの撓みを矯正（補正）することが必要となる。そこで、マスクの撓みを矯正するために、マスクの形状（面形状）を測定する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２６４１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
露光装置においては、マスクが大型化すると、かかるマスクを保持するマスクステージも大型化することになる。マスクは、一般的には、マスクステージの上面（保持面）に保持されるため、マスクステージに保持されたマスクのパターン面（即ち、下面）をマスクの下面側から測定することは困難である。また、マスクステージの大型化は、剛性を維持するために高さ方向にも及ぶため、マスクのパターン面をマスクの下面側から測定することを更に困難にしている。
【０００７】
また、マスクステージに保持されたマスクの面形状を平坦にするためには、マスクステージにおいて、マスクを保持する保持面を平坦にしなければならない。マスクが大型化すると、マスクステージの保持面は、マスクを保持している状態とマスクを保持していない状態とで、その形状が大きく異なるため、マスクを保持している状態でマスクステージの保持面の形状（高さ）を測定する必要がある。
【０００８】
しかしながら、マスクを保持している状態でマスクステージの保持面の形状をマスクの上面側から測定する場合には、マスクの厚さに応じた誤差が発生してしまうため、マスクステージの保持面の形状を高精度に測定することができない。
【０００９】
また、特許文献１には、マスクに対して、マスクの下面側から斜めに光を入射させることで、マスク上の光の照射位置（例えば、露光光の照射位置）における垂直方向の位置（マスクの形状）を測定する技術が開示されている。特許文献１の技術では、マスクに入射させる光の角度（入射角度）を大きくすればするほど、マスクのパターンの有無の影響を受けずに、マスクの形状を測定することができる。但し、マスクに入射させる光の入射角度を大きくすると、高さ方向に大型化したマスクステージによって、かかる光の入射範囲がマスクの中央領域に制限されてしまうため、マスクの形状を広範囲に測定することができない。換言すれば、マスクの形状を測定可能な領域がマスクの中央領域に限定され、マスクステージの保持面の高さ（位置）とみなしうるような当該保持面の近傍におけるマスクの高さ（位置）を測定することはできない。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、原版を保持するための保持面の高さを求めるのに有利な技術を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての計測装置は、原版の下面を保持するための保持面に前記原版を保持した状態での前記保持面の高さを計測する計測装置であって、前記保持面に保持された前記原版の下面におけるパターン領域の外側の箇所に検出光を照射する照射部と、前記箇所で反射した前記検出光を検出する検出部と、前記検出部で検出した前記検出光の情報から前記箇所の高さを求める処理部と、を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、例えば、原版を保持するための保持面の高さを求めるのに有利な技術を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略側面図である。
【図３】図１に示す露光装置の計測部の概略的な構成を示す図である。
【図４】図３に示す計測部の照射部及び検出部の具体的な構成を示す図である。
【図５】図３に示す計測部の照射部及び検出部の具体的な構成を示す図である。
【図６】図１に示す露光装置の計測部の概略的な構成を示す図である。
【図７】図１に示す露光装置の計測部の概略的な構成を示す図である。
【図８】図１に示す露光装置の調整部の構成の一例を説明するための図である。
【図９】図１に示す露光装置の計測部による被計測位置の誤計測の判定を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
図１及び図２のそれぞれは、本発明の一側面としての露光装置１の構成を示す概略斜視図及び概略側面図である。露光装置１は、マスク（原版）のパターンを投影光学系によって基板（例えば、液晶表示デバイスなどの大型基板）に投影し、マスクのパターン（回路パターン）を基板に転写するリソグラフィ装置である。露光装置１は、本実施形態では、液晶表示デバイスを製造するリソグラフィ装置として好適である。但し、露光装置１は、半導体デバイスや薄膜磁気ヘッドなどを製造するリソグラフィ装置にも適用することができる。露光装置１では、パターンを基板に転写する際に、照明光学系からの光（露光光）でマスクを照明する。マスクを通過した露光光は、投影光学系を介して、マスクのパターンの像を形成する。これにより、マスクのパターンの像の結像位置に配置された基板にマスクのパターンが転写される。
【００１７】
大型基板を一括露光可能な大口径の投影光学系を用いることは、露光装置の面積、重量、安定性及びコスト的に不都合が多いため、本実施形態では、マスクのパターンの一部の像をスリット状に結像させる投影光学系を用いる。そして、マスクと基板とを投影光学系に対して同期させて移動（走査）させることで、マスクにおける露光光の照明領域及び基板における露光領域が走査されるようにする。これにより、小規模な投影光学系を用いても、大型基板へのパターンの転写を行うことが可能となる。このように、露光装置１は、本実施形態では、走査型の露光装置（スキャナー）、具体的には、大型凹面鏡を有するミラースキャン型露光装置として構成される。以下では、投影光学系の光軸方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直な方向であって、マスク及び基板を移動させる方向（走査方向）をＹ軸方向とし、Ｚ軸方向及びＹ軸方向と直交する方向をＸ軸方向とする。また、Ｘ軸周り、Ｙ軸周り及びＺ軸周りのそれぞれの方向を、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向とする。
【００１８】
図１及び図２に示すように、露光装置１は、パターンが形成されたマスク１０１を保持するマスクステージ１０２と、基板１０３を保持する基板ステージ１０４とを有する。また、露光装置１は、露光光ＥＬでマスク１０１を照明する照明光学系１０５と、露光光ＥＬで照明されたマスク１０１のパターン（の像）を基板１０３に投影する投影光学系１０６と、制御部１１５と、計測部１２０と、調整部１３０とを有する。
【００１９】
マスクステージ１０２に保持されたマスク１０１と基板ステージ１０４に保持された基板１０３とは、投影光学系１０６を介して、光学的に共役な位置関係に配置される。基板１０３は、マスク１０１のパターンが転写される基板であって、例えば、ガラスプレート（ガラス基板）を含む。基板１０３には、フォトレジスト（感光剤）が塗布されている。
【００２０】
照明光学系１０５は、本実施形態では、ケーラー照明系として構成され、光源から射出された光（露光光ＥＬ）を集光する楕円ミラーと、楕円ミラーによって集光された光を拡大して平行光に変換するコンデンサレンズと、スリット板とを含む。スリット板は、コンデンサレンズからの平行光のうちマスク１０１を照明する光として使用しない部分をカットして所定の面積の照明領域を定義する機能を有し、マスク１０１と光学的に共役な位置に配置される。また、照明光学系１０５は、スリット板からの光を反射して、スリット状の光でマスク１０１を照明するミラーも含む。
【００２１】
照明光学系１０５からの光、即ち、露光光ＥＬとしては、例えば、起高圧水銀ランプから射出される外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）を用いる。また、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光（ＶＵＶ光）などを露光光ＥＬとして用いてもよい。
【００２２】
マスクステージ１０２は、マスク１０１を保持して移動するステージ装置（保持装置）であって、照明光学系１０５に対してマスク１０１を走査するように構成される。マスクステージ１０２は、本実施形態では、Ｙ軸方向（走査方向）に長いストロークを有し、走査方向に直交するＸ軸方向に適当なストロークを有する。
【００２３】
マスクステージ１０２は、マスク１０１の下面の周縁領域を保持するための保持面１０７ａを含むチャック１０７を有する（図３参照）。チャック１０７の保持面１０７ａは、バキューム装置（不図示）に接続され、マスク１０１は、保持面１０７ａに真空吸着されて保持される。マスクステージ駆動部１０８は、制御部１１５に制御され、マスクステージ１０２をＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動する。
【００２４】
図１に示すように、マスクステージ１０２のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの端部には、直交する方向に移動ミラー１０９ａ及び１０９ｂが配置されている。また、レーザ干渉計１１０ｘ１が移動ミラー１０９ａに対向するように配置され、複数の（本実施形態では、２つの）レーザ干渉計１１０ｙ１及び１１０ｙ２が移動ミラー１０９ｂに対向するように配置されている。
【００２５】
レーザ干渉計１１０ｘ１は、移動ミラー１０９ａにレーザ光を照射して、レーザ干渉計１１０ｘ１と移動ミラー１０９ａとの間の距離を計測する。レーザ干渉計１１０ｘ１の計測結果は制御部１１５に出力され、制御部１１５は、レーザ干渉計１１０ｘ１の計測結果に基づいて、マスクステージ１０２のＸ軸方向における位置を求める。同様に、レーザ干渉計１１０ｙ１及び１１０ｙ２の計測結果は制御部１１５に出力され、制御部１１５は、レーザ干渉計１１０ｙ１及び１１０ｙ２の計測結果に基づいて、マスクステージ１０２のＹ軸方向における位置及びＺ軸周りの回転量を求める。制御部１１５は、レーザ干渉計１１０ｘ１、１１０ｙ１及び１１０ｙ２の出力からマスクステージ１０２の位置（姿勢）を監視（モニタ）しながらマスクステージ駆動部１０８を制御することで、マスクステージ１０２を所望の位置（姿勢）に制御する。
【００２６】
マスク１０１を通過した露光光ＥＬは、投影光学系１０６に入射する。投影光学系１０６は、マスク１０１の照明領域に存在するパターンの像を基板１０３の上に形成する。図２に示すように、投影光学系１０６は、台形ミラー１０６ａと、凸面ミラー１０６ｂと、凹面ミラー１０６ｃとを含む。基板１０３において、投影光学系１０６の投影領域は、所定の形状（例えば、円弧形状）に設定される。また、投影光学系１０６は、等倍系、縮小系、或いは、拡大系を使用することができる。露光光ＥＬがＤＵＶ光である場合には、石英や蛍石などのＤＵＶ光を透過する硝材で投影光学系１０６を構成する。また、露光光ＥＬがＶＵＶ光である場合には、反射屈折系又は屈折系の光学系で投影光学系１０６を構成する。
【００２７】
基板ステージ１０４は、基板１０３を保持するための基板ホルダを有する。基板ステージ１０４は、マスクステージ１０２と同様に、Ｙ軸方向（走査方向）に走査用のストロークを有し、走査方向に直交するＸ軸方向にステップ移動用のストロークを有する。また、基板ステージ１０４は、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向にも移動可能に構成されている。基板ステージ駆動部１１１は、制御部１１５に制御され、基板ステージ１０４を駆動する。
【００２８】
図１に示すように、基板ステージ１０４のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの端部には、直交する方向に移動ミラー１１２ａ及び１１２ｂが配置されている。Ｙ軸方向に延在する移動ミラー１１２ａに対向するように、複数の（例えば、３つの）レーザ干渉計１１３ｘ１、１１３ｘ２及び１１３ｘ３が配置されている。レーザ干渉計１１３ｘ１、１１３ｘ２及び１１３ｘ３は、Ｙ軸方向に沿って等間隔に配置されている。また、Ｘ軸方向に延在する移動ミラー１１２ｂに対向するように、複数の（例えば、２つの）レーザ干渉計１１３ｙ１及び１１３ｙ２が配置されている。
【００２９】
レーザ干渉計１１３ｙ１及び１１３ｙ２のそれぞれは、移動ミラー１１２ｂにレーザ光を照射して、レーザ干渉計１１３ｙ１と移動ミラー１１２ｂとの間の距離、レーザ干渉計１１３ｙ２と移動ミラー１１２ｂとの間の距離を計測する。レーザ干渉計１１３ｙ１及び１１３ｙ２の計測結果は制御部１１５に出力され、制御部１１５は、レーザ干渉計１１３ｙ１及び１１３ｙ２の計測結果に基づいて、基板ステージ１０４のＹ軸方向における位置及びＺ軸周りの回転量を求める。また、レーザ干渉計１１３ｘ１乃至１１３ｘ３のそれぞれは、移動ミラー１１２ａにレーザ光を照射して、レーザ干渉計１１３ｘ１乃至１１３ｘ３のそれぞれと移動ミラー１１２ａとの間の距離を計測する。基板ステージ１０４は、Ｙ軸方向に走査用の長いストロークを有するため、基板ステージ１０４の位置に応じて、レーザ干渉計１１３ｘ１乃至１１３ｘ３を切り換えることが必要となる。レーザ干渉計１１３ｘ１乃至１１３ｘ３の計測結果は制御部１１５に出力され、制御部１１５は、レーザ干渉計１１３ｘ１乃至１１３ｘ３の計測結果に基づいて、基板ステージ１０４のＸ軸方向における位置を求める。制御部１１５は、レーザ干渉計１１３ｘ１乃至１１３ｘ３、１１３ｙ１及び１１３ｙ２の出力から基板ステージ１０４の位置（姿勢）を監視（モニタ）しながら基板ステージ駆動部１１１を制御することで、基板ステージ１０４を所望の位置（姿勢）に制御する。
【００３０】
マスクステージ１０２及び基板ステージ１０４のそれぞれは、マスクステージ駆動部１０８及び基板ステージ駆動部１１１によって駆動される。制御部１１５は、マスクステージ１０２の位置及び基板ステージ１０４の位置をモニタしながらマスクステージ駆動部１０８及び基板ステージ駆動部１１１のそれぞれを制御する。これにより、マスク１０１と基板１０３とを投影光学系１０６に対して任意の走査速度（同期移動速度）で走査することが可能となる。
【００３１】
マスクステージ駆動部１０８及び基板ステージ駆動部１１１としてリニアモータを用いる場合には、例えば、エアベアリングを用いたエア浮上型やローレンツ力又はリアクタンス力を用いた磁気浮上型を採用することができる。この場合、マスクステージ１０２及び基板ステージ１０４は、ガイドに沿って移動するタイプでもよいし、ガイドを使用しないガイドレスタイプでもよい。
【００３２】
また、マスクステージ駆動部１０８及び基板ステージ駆動部１１１として平面モータを用いる場合には、磁石ユニット及び電機ユニットのいずれか一方をステージ側に配置し、他方をステージの定盤（ベース）側に配置する。基板ステージ１０４の移動により発生する反力は、特開平８−１６６４７５号公報に開示されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（地面）に逃がすことができる。マスクステージ１０２の移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に開示されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（地面）に逃がすことができる。
【００３３】
制御部１１５は、ＣＰＵやメモリなどを含み、露光装置１の全体（動作）を制御する。例えば、制御部１１５は、計測部１２０の計測結果に基づいて、マスクステージ１０２に保持されたマスク１０１の形状が所定の形状となるように、マスク１０１の形状を補正する補正機構を制御する。
【００３４】
計測部（計測装置）１２０は、マスク１０１のＺ軸方向の変位、即ち、マスク１０１の形状（撓み量）を計測する機能を有する。また、計測部１２０は、マスクステージ１０２がマスク１０１を保持した状態でのチャック１０７の保持面１０７ａの高さを計測する機能も有する。
【００３５】
計測部１２０は、基板１０３の表面（露光面）を投影光学系１０６の結像面に合わせ込むために用いられる斜入射方式のフォーカスセンサと同様な構成を有する。例えば、計測部１２０は、図３に示すように、照射部１２１と、検出部１２２と、算出部（処理部）１２３とを含む。但し、計測部１２０は、斜入射方式のフォーカスセンサではなく、干渉計と同様な構成を有してもよい。ここで、図３は、マスクステージ１０２（チャック１０７の保持面１０７ａ）に保持されたマスク１０１の形状を計測する計測部１２０の概略的な構成を示す図である。
【００３６】
照射部１２１は、図４に示すように、発光ダイオードなどの光源１２１ａと、投影マーク用スリット１２１ｂと、投影レンズ１２１ｃとを含み、チャック１０７の保持面１０７ａに保持されたマスク１０１の下面１０１ａに検出光を照射する。検出部１２２は、図４に示すように、受光レンズ１２２ａと、ＣＣＤセンサ１２２ｂとを含み、マスク１０１の下面１０１ａで反射した検出光を検出する。算出部１２３は、検出部１２２で検出した検出光の情報から、マスク１０１の形状（マスク１０１の下面１０１ａの面形状）やマスク１０１をチャック１０７の保持面１０７ａの高さを算出する。なお、検出光の情報には、検出部１２２で検出した検出光の強度変化及び強度分布の少なくとも一方の情報が含まれている。
【００３７】
計測部１２０において、マスク１０１の下面１０１ａの被計測位置（即ち、照射部１２１からの検出光を照射する照射位置）ＭＰは、走査方向で露光位置とは異なる位置に設定される。露光装置１の露光性能を向上させるためには、露光位置におけるマスク１０１の下面１０１ａの形状を直接計測するとよい。但し、マスクステージ１０２が走査方向に移動する際のマスクステージ１０２のＺ軸方向のずれ量が露光性能に影響しない量であれば、被計測位置ＭＰが露光位置と異なっていても問題にならない。被計測位置ＭＰを露光位置と異なる位置に設定することで、Ｚ軸方向における制約を受けることなく（即ち、投影光学系１０６が存在しないため）、計測部１２０のレイアウトを自由に決定することが可能となる。
【００３８】
また、被計測位置ＭＰを露光位置と異なる位置に設定することで、マスク１０１の下面１０１ａに入射する検出光の角度（入射角度）をより小さくすることが可能となる。この際、図５に示すように、照射部１２１及び検出部１２２のそれぞれに反射ミラー１２１ｄ及び１２２ｃを配置して、チャック１０７の保持面１０７ａの近傍におけるマスク１０１の下面１０１ａに検出光を照射することも可能である。一般的に、露光装置は、露光光をマスクステージで遮光しないように設計されている。従って、マスク１０１の下面１０１ａに入射する検出光の角度（入射角）を投影光学系１０６の物面側の開口数（ＮＡ）に対応する角度より小さくすれば、マスク１０１の下面１０１ａの全域を計測部１２０によって計測することが可能となる。そこで、本実施形態では、照射部１２１は、マスク１０１の下面１０１ａに入射する検出光の角度が投影光学系１０６のＮＡに対応する角度より小さくなるように、検出光を照射することができるように構成されている。なお、マスクステージ１０２のＺ軸方向の厚さを３００ｍｍとすれば、マスクステージ１０２の内縁の端、即ち、マスク１０１の周縁領域ＣＥから３０ｍｍまでの領域を計測部１２０によって計測することができる。
【００３９】
また、図６に示すように、計測部１２０を干渉計と同様な構成とすることで、マスク１０１の下面１０１ａに入射する検出光の角度を０度にすることも可能である。この場合、計測部１２０は、マスク１０１の下面１０１ａで反射した検出光と参照光（参照面で反射した光）との干渉によって形成される干渉光を検出することによって、マスク１０１のＺ軸方向の変位、即ち、マスク１０１の下面１０１ａの形状を計測する。なお、計測部１２０のレイアウトの自由度を向上させるために、図７に示すように、計測部１２０と被計測位置ＭＰとの間に反射ミラー１２９を配置してもよい。
【００４０】
マスク１０１の大型化が進むと、上述したように、マスクステージ１０２がマスク１０１を保持した状態とマスク１０１を保持していない状態とによるチャック１０７の保持面１０７ａの変形が無視できなくなる。従って、マスクステージ１０２がマスク１０１を保持した状態でのチャック１０７の保持面１０７ａの形状を求める必要がある。但し、マスクステージ１０２がマスク１０１を保持している状態での保持面１０７の形状をマスク１０１の上面１０１ｂに光を照射して求める場合には、マスク１０１の厚さの影響を受けてしまう。従って、マスクステージ１０２がマスク１０１を保持している状態での保持面１０７の形状を高精度に求めることができない。また、マスクステージ１０２がマスク１０１を保持している状態での保持面１０７の形状をマスク１０１の下面１０１ａに光を照射して求める場合には、マスク１０１の下面１０１ａに入射する光の角度が大きいと、かかる光の入射範囲が制限されてしまう。従って、マスクステージ１０２の保持面１０７の近傍におけるマスク１０１の下面１０１ａの形状を計測（特定）することができないため、保持面１０７の形状を求める（推定する）ことができない。
【００４１】
一方、本実施形態では、上述したように、マスク１０１の下面１０１ａに入射する検出光の角度を小さくすることができる。従って、マスクステージ１０２の保持面１０７の近傍におけるマスク１０１の下面１０１ａの形状を計測して、保持面１０７の形状を求めることができる。
【００４２】
具体的には、まず、照射部１２１によって、マスク１０１の周縁領域ＣＥから所定の幅だけ内側のマスク１０１の下面１０１ａの領域（パターン領域の外側の箇所）ＲＲに検出光を照射する。この際、マスク１０１の下面１０１ａの領域ＲＲの少なくとも３つの位置（３箇所）に検出光が照射されるようにする。また、検出部１２２によって、マスク１０１の下面１０１ａの領域ＲＲで反射した検出光、即ち、領域ＲＲの少なくとも３つの位置のそれぞれで反射した検出光を検出する。そして、算出部１２３において、検出部１２２で検出した検出光の情報に基づいて、マスク１０１の下面１０１ａの領域ＲＲの形状を特定する。また、算出部１２３において、特定した領域ＲＲの形状に基づいて、マスクステージ１０２がマスク１０１を保持している状態での保持面１０７の形状（高さ）を算出する。換言すれば、算出部１２３は、領域ＲＲの少なくとも３つの位置に対応する保持面１０７の部位の高さの相違を求める。なお、マスクステージ１０２の保持面１０７の形状を算出する際には、例えば、マスク１０１の下面１０１ａの形状とマスクステージ１０２の保持面１０７の形状との関係を表すテーブルなどを用いればよい。
【００４３】
調整部１３０は、計測部１２０で求めたマスクステージ１０２の保持面１０７の形状に基づいて、保持面１０７の平坦度が許容範囲内となるように、保持面１０７の高さを調整する。例えば、調整部１３０は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、チャック１０７とマスクステージ１０２との間に調整箔１３２を挿脱する挿脱機構で構成される。この場合、図８（ａ）に示すように、チャック１０７を分割して複数のチャック部分１０７ｃで構成するとよい。そして、各チャック部分１０７ｃとマスクステージ１０２との間に調整箔１３２を挿入したり、各チャック部分１０７ｃとマスクステージ１０２との間から調整箔１３２を取り出したりすることで、保持面１０７の平坦度が許容範囲内にすることができる。また、調整部１３０は、マスクステージ１０２の保持面１０７をＺ軸方向に沿って駆動したり、Ｚ軸方向に対して傾けたりする駆動機構で構成してもよいし、マスクステージ１０２の保持面１０７を変形させるための圧電素子を含む変形機構で構成してもよい。
【００４４】
マスク１０１の下面１０１ａには、クロムで構成されたパターンが形成されている。従って、被計測位置ＭＰ（検出光を照射する照射位置）にパターンが形成されている場合とパターンが形成されていない場合とでは、検出部１２２で検出される検出光の情報が異なる（即ち、検出値がシフトする）ことになる。例えば、パターンが形成されている位置とパターンが形成されていない位置との両方を含む領域に検出光が照射される場合を考える。この場合、マスク１０１を構成するマスク材料の反射率とパターンを構成するクロムの反射率との差によって、マスク１０１の下面１０１ａで反射されて検出部１２２で検出される検出光の強度分布（波形）が崩れてしまう。このような検出光の強度分布の崩れは、被計測位置ＭＰを誤計測する要因となる。
【００４５】
そこで、本実施形態では、算出部１２３は、検出部１２２で検出した検出光の強度分布に基づいて、被計測位置ＭＰを誤計測しているかどうかを判定する。図９（ａ）に示すように、パターンＰＴが形成されていない位置（領域）に検出光を照射したときに、検出部１２２で検出される検出光の強度分布を基準とする。この場合、かかる検出光の強度分布から求まるマスク１０１の位置（計測値）と実際のマスク１０１の位置とは一致する。一方、図９（ｃ）に示すように、パターンＰＴが形成された位置（領域）に検出光が照射されると、図９（ａ）の場合と比較して、検出部１２２で検出される検出光の強度が高くなり、その強度分布が基準からずれる。このような場合、かかる検出光の強度分布から求まるマスク１０１の位置（計測値）と実際のマスク１０１の位置とが一致しないため、算出部１２３は誤計測していると判定する。また、図９（ｂ）に示すように、パターンＰＴが形成されている位置とパターンＰＴが形成されていない位置との両方を含む領域に検出光が照射される場合を考える。このような場合、図９（ａ）の場合と比較して、検出部１２２で検出される検出光の強度分布が基準からずれる（強度分布が崩れる）。このような場合、かかる検出光の強度分布から求まるマスク１０１の位置（計測値）と実際のマスク１０１の位置とが一致しないため、算出部１２３は誤計測していると判定する。
【００４６】
算出部１２３が誤計測していると判定した場合には、マスクステージ１０２を走査方向に移動（微動）させながら、計測部１２０が正常に計測を行うことができる位置を探せばよい。マスク１０１（の下面１０１ａ）の平坦度を十数μｍ以下に制御する（追い込む）必要がある場合には、被計測位置ＭＰ（検出光を照射する照射位置）が数十ｍｍ変わったとしてもマスク１０１の平坦度を十分に制御することが可能である。
【００４７】
このように、計測部１２０を構成する照射部１２１、検出部１２２及び算出部１２３を用いて、計測部１２０が被計測位置ＭＰを誤計測しているかどうかを判定している。但し、計測部１２０が被計測位置ＭＰを誤計測しているかどうかを判定するための専用のユニットを設けてもよい。
【００４８】
また、計測部１２０は、図３に示すように、マスク１０１の下面１０１ａに形成されたパターンの位置を表す位置情報を記憶する記憶部１２７と、検出光の照射位置を決定する決定部１２８とを更に含んでもよい。具体的には、決定部１２８は、マスク１０１の下面１０１ａのうちパターンが形成されていない位置に検出光が照射されるように、検出光の照射位置を決定する。これにより、計測部１２０が被計測位置ＭＰを誤計測することを回避することが可能となる。また、決定部１２８で決定された照射位置に検出光を照射した際には、計測部１２０が誤計測していないかどうかを確認してもよい。この際、計測部１２０が誤計測をしている場合には、その照射位置を表す照射位置情報を記憶部１２７に記憶させ、次回から、その照射位置を除いて、検出光の照射位置を決定すればよい。更に、マスクステージ１０２を走査方向に移動（微動）させながら、計測部１２０が正常に計測を行うことができる位置を探し、その位置を表す情報を記憶部１２７に記憶させてもよい。
【００４９】
露光装置１において、計測部１２０が固定されている場合を考える。この場合には、マスク１０１の形状を計測するために、即ち、マスク１０１の下面１０１ａの少なくとも３つの位置のそれぞれで反射した検出光を検出するために、少なくとも３つの計測部１２０を設ける必要がある。
【００５０】
上述したように、マスク１０１の下面１０１ａに入射する検出光の角度を小さくすることで、マスクステージ１０２の保持面１０７の近傍におけるマスク１０１の下面１０１ａの形状を計測することが可能となる。その結果、マスクステージ１０２がマスク１０１を保持している状態での保持面１０７の形状を高精度に求めることができる。一方、マスク１０１の下面１０１ａの中央近傍の形状を計測する際には、マスク１０１の下面１０１ａに入射させる検出光の角度に制限がないため、かかる角度を大きくすることができる。従って、照射部１２１にマスク１０１の下面１０１ａに入射する検出光の角度を変更する角度変更部を設けるとよい。これにより、計測部１２０は、マスク１０１の下面１０１ａの全域を計測可能としながらも、計測精度を維持することができる。
【００５１】
露光装置１の露光性能に着目すると、露光領域内のマスク１０１の面形状は露光性能に影響を与えるが、露光領域外のマスク１０１の面形状及びマスクステージ１０２の保持面１０７の形状は露光性能に影響を与えない。但し、露光領域内のマスク１０１の面形状を平坦にするためには、装置の立ち上げ時などに、露光領域外のマスク１０１の面形状及びマスクステージ１０２の保持面１０７の形状を求める必要がある。従って、マスク１０１の下面１０１ａに入射する検出光の角度を変更する角度変更部を設けることが効果的となる。
【００５２】
本実施形態の露光装置１では、計測部１２０によって、マスクステージ１０２の保持面１０７の近傍におけるマスク１０１の下面１０１ａの形状を計測することが可能であり、マスクステージ１０２の保持面１０７の形状を高精度に求めることができる。そして、計測部１２０で求めたマスクステージ１０２の保持面１０７の形状に基づいて、保持面１０７の平坦度が許容範囲内となるように、マスクステージ１０２の保持面１０７の高さを調整することができる。従って、露光装置１は、マスクステージ１０２に保持されたマスク１０１の面形状を高精度に制御して、高品位なデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。かかるデバイスは、露光装置１を用いてフォトレジスト（感光剤）が塗布された基板（ウエハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、露光された基板を現像する工程と、その他の周知の工程と、を経ることによって製造される。
【００５３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【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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【図８】
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【図９】
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