(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影光学系を介して反射型マスクのパターンを感光性基板に露光する露光装置において、照明系から前記反射型マスクへ入射する光を検出するセンサの校正方法であって、
前記センサを用いて、前記照明系から前記反射型マスクへ入射する光を検出する第１検出工程と、
前記照明系から前記反射型マスクに形成された基準反射面へ入射し、前記基準反射面で反射されて前記投影光学系の像面に達する光を検出する第２検出工程と、
前記第１検出工程の検出結果と前記第２検出工程の検出結果とに基づいて前記センサの校正を行う校正工程とを含むことを特徴とする校正方法。
【請求項２】
前記反射型マスクのパターン領域へ照射された積算光量と前記基準反射面へ照射された積算光量とが実質的に等しくなるように前記基準反射面への光照射を制御する光照射制御工程をさらに含み、
前記校正工程では、前記光照射制御工程を経て得られた前記第１検出工程の検出結果と前記第２検出工程の検出結果とに基づいて前記センサの校正を行うことを特徴とする請求項１に記載の校正方法。
【請求項３】
照明系により照明された反射型マスクのパターンを、投影光学系を介して感光性基板に露光する露光方法において、
前記照明系から前記反射型マスクへ入射する光をセンサにより検出する第１検出工程と、
前記照明系から前記反射型マスクに形成された基準反射面へ入射し、前記基準反射面で反射されて前記投影光学系の像面に達する光を検出する第２検出工程と、
前記第１検出工程の検出結果と前記第２検出工程の検出結果とに基づいて前記センサの校正を行う校正工程と、
前記校正工程を経た前記センサの検出結果に基づいて前記感光性基板へ照射される露光量を制御する露光量制御工程とを含むことを特徴とする露光方法。
【請求項４】
前記反射型マスクのパターン領域へ照射された積算光量と前記基準反射面へ照射された積算光量とが実質的に等しくなるように前記基準反射面への光照射を制御する光照射制御工程をさらに含み、
前記校正工程では、前記光照射制御工程を経て得られた前記第１検出工程の検出結果と前記第２検出工程の検出結果とに基づいて前記センサの校正を行うことを特徴とする請求項３に記載の露光方法。
【請求項５】
前記反射型マスクおよび前記感光性基板を所定方向に移動させつつ走査露光を行うことを特徴とする請求項４に記載の露光方法。
【請求項６】
前記光照射制御工程は、１つの感光性基板への露光の終了と次の感光性基板への露光の開始との間のオーバーヘッドタイムに、前記パターン領域の外側に形成された前記基準反射面を前記照明系により照明する照明工程を含むことを特徴とする請求項４または５に記載の露光方法。
【請求項７】
前記光照射制御工程は、前記感光性基板への走査露光の終了直後または開始直前に前記所定方向に移動する前記反射型マスクの前記基準反射面を前記照明系により照明する照明工程と、該照明工程で照明された前記基準反射面からの光が前記投影光学系を介して前記感光性基板に達するのを遮る遮光工程を含み、
前記照明工程では、前記パターン領域の外側において前記パターン領域に対して前記所定方向に隣接する領域であって光が入射する側とは反対側の領域に形成された前記基準反射面を照明することを特徴とする請求項５に記載の露光方法。
【請求項８】
前記遮光工程は、前記照明工程で照明された前記基準反射面からの光を前記反射型マスクと前記投影光学系との間の光路中において遮る工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の露光方法。
【請求項９】
前記光照射制御工程は、前記感光性基板への走査露光に際して前記所定方向に移動する前記反射型マスクの前記基準反射面を前記照明系により照明する照明工程と、該照明工程で照明された前記基準反射面からの光が前記投影光学系を介して前記感光性基板に達するのを遮る遮光工程を含み、
前記照明工程では、前記パターン領域の外側において前記パターン領域に対して前記所定方向と直交する方向に隣接する領域に形成された前記基準反射面を照明することを特徴とする請求項５に記載の露光方法。
【請求項１０】
前記遮光工程は、前記照明工程で照明された前記基準反射面からの光を前記投影光学系の光路中において遮る工程を含むことを特徴とする請求項９に記載の露光方法。
【請求項１１】
前記第２検出工程において、前記反射型マスクのパターン領域の周囲に設けられたスクライブライン上に形成された前記基準反射面を照明することを特徴とする請求項３に記載の露光方法。
【請求項１２】
前記反射型マスクおよび前記感光性基板を所定方向に移動させつつ走査露光を行い、
前記第２検出工程における前記基準反射面の照明は、前記所定方向と直交する方向に沿って延びるスクライブライン上に形成された前記基準反射面を照明することを特徴とする請求項１１に記載の露光方法。
【請求項１３】
前記第２検出工程において、前記反射型マスクのパターン領域に形成された前記基準反射面を照明することを特徴とする請求項３に記載の露光方法。
【請求項１４】
照明系により照明された反射型マスクのパターンを、投影光学系を介して感光性基板に露光する露光方法において、
前記照明系から前記反射型マスクへ入射する光をセンサにより検出する第１検出工程と、
前記照明系から前記反射型マスクのスクライブライン上に形成されたマークへ入射し、前記マークで反射されて前記投影光学系の像面に達する光を検出する第２検出工程と、
前記第１検出工程の検出結果と前記第２検出工程の検出結果とに基づいて前記センサの校正を行う校正工程と、
前記校正工程を経た前記センサの検出結果に基づいて前記感光性基板へ照射される露光量を制御する露光量制御工程とを含むことを特徴とする露光方法。
【請求項１５】
照明系により照明された反射型マスクのパターンを、投影光学系を介して感光性基板に露光する露光方法において、
前記照明系から前記反射型マスクへ入射する光をセンサにより検出する第１検出工程と、
前記照明系から前記反射型マスクのパターン領域に設けられたパターンの一部へ入射し、前記パターンの一部で反射されて前記投影光学系の像面に達する光を検出する第２検出工程と、
前記第１検出工程の検出結果、前記第２検出工程の検出結果及び前記パターンの一部の反射面積率に基づいて前記センサの校正を行う校正工程と、
前記校正工程を経た前記センサの検出結果に基づいて前記感光性基板へ照射される露光量を制御する露光量制御工程とを含むことを特徴とする露光方法。
【請求項１６】
前記校正工程では、前記反射面積率として、前記部分パターンの設計上の反射面積率を用いることを特徴とする請求項１５に記載の露光方法。
【請求項１７】
前記反射型マスクのパターン領域に設けられたパターンの反射面積率に関する設計データに基づいて、所定の値以上の反射面積率を有する部分パターンを前記基準反射面として選択することを特徴とする請求項１５または１６に記載の露光方法。
【請求項１８】
照明系により照明された反射型マスクのパターンを、投影光学系を介して感光性基板に露光する露光装置において、
前記照明系から前記反射型マスクへ入射する光を検出する第１センサと、
前記照明系から前記反射型マスクに形成された基準反射面へ入射し、前記基準反射面で反射されて前記投影光学系の像面に達する光を検出する第２センサと、
前記第１センサの検出結果と前記第２センサの検出結果とに基づいて前記第１センサの校正を行う校正部と、
前記校正部により校正された前記第１センサの検出結果に基づいて前記感光性基板へ照射される露光量を制御する露光量制御部とを備えていることを特徴とする露光装置。
【請求項１９】
前記反射型マスクのパターン領域へ照射された積算光量と前記基準反射面へ照射された積算光量とが実質的に等しくなるように前記基準反射面への光照射を制御する光照射制御部をさらに備え、
前記校正部は、前記光照射制御部により前記基準反射面への光照射が制御された状態で得られた前記第１センサの検出結果と前記第２センサの検出結果とに基づいて前記第１センサの校正を行うことを特徴とする請求項１８に記載の露光装置。
【請求項２０】
前記反射型マスクを保持して移動するマスクステージと、前記感光性基板を保持して移動する基板ステージとをさらに備え、
前記マスクステージおよび前記基板ステージを所定方向に移動させつつ走査露光を行うことを特徴とする請求項１８または１９に記載の露光装置。
【請求項２１】
前記反射型マスクの前記基準反射面は、前記パターン領域の外側において前記パターン領域に対して前記所定方向に隣接する領域であって光が入射する側とは反対側の領域に形成され、
前記マスクステージは、前記感光性基板への走査露光の終了直後または開始直前に前記所定方向に所定距離だけ移動するように構成され、
前記感光性基板への走査露光の終了直後または開始直前に前記所定方向に移動する前記反射型マスクに対して前記照明系により照射され前記基準反射面で反射された光が、前記投影光学系を介して前記感光性基板に達するのを遮るための遮光部を備えていることを特徴とする請求項２０に記載の露光装置。
【請求項２２】
前記遮光部は、前記反射型マスクと前記投影光学系との間において前記所定方向に移動可能な可動ブラインドを有することを特徴とする請求項２１に記載の露光装置。
【請求項２３】
前記基準反射面は、前記パターン領域を包囲する遮光帯に隣接した前記基準反射面の前記所定方向に沿った使用可能な範囲Ｗｒ内に配置され、
前記基準反射面の前記所定方向に沿った使用可能な範囲Ｗｒは、前記反射型マスクと前記可動ブラインドとの間隔をｄとし、前記反射型マスクに入射する主光線の入射角度をθとし、前記投影光学系の像側開口数をＮＡとし、照明のコヒーレンスファクタをσとし、前記投影光学系の投影倍率をβとするとき、
Ｗｒ＝ｄ／２×｛２tanθ＋２tan（θ−φ）＋tan（θ−φ’）−tan（θ＋φ’）｝
ただし、φ＝sin-1（ＮＡ・σ・β）、φ’＝sin-1（ＮＡ・β）
の式により規定されることを特徴とする請求項２２に記載の露光装置。
【請求項２４】
前記反射型マスクの前記基準反射面は、前記パターン領域の外側において前記パターン領域に対して前記所定方向と直交する方向に隣接する領域に形成され、
前記照明系は、前記感光性基板への走査露光に際して前記所定方向に移動する前記反射型マスクの前記基準反射面を照明するように構成され、
前記感光性基板への走査露光に際して照明された前記基準反射面からの光が前記投影光学系を介して前記感光性基板に達するのを遮るための遮光部を備えていることを特徴とする請求項２０に記載の露光装置。
【請求項２５】
前記遮光部は、前記投影光学系の中間結像位置またはその近傍に配置された絞りを有することを特徴とする請求項２４に記載の露光装置。
【請求項２６】
請求項３乃至１７のいずれか１項に記載の露光方法を用いて前記反射型マスクのパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記露光工程を経た前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項２７】
投影光学系を介して感光性基板に露光する露光装置に用いられる反射型マスクにおいて、
前記感光性基板に転写すべきパターンが設けられたパターン領域と、前記パターン領域の外側に設けられた複数のアライメントマークと、前記パターン領域の外側において前記アライメントマークとは異なる位置に設けられ、前記パターン領域の前記パターンで反射された光束の露光量を制御するために用いられる基準反射面とを有することを特徴とする反射型マスク。
【請求項２８】
前記基準反射面は、前記パターンの反射構造と同じ反射構造を有することを特徴とする請求項２７に記載の反射型マスク。
【請求項２９】
前記反射型マスクは、前記投影光学系に対して前記感光性基板を所定方向に移動させつつ走査露光を行う露光装置に用いられ、
前記基準反射面は、前記パターン領域の外側において前記パターン領域に対して前記所定方向に隣接する領域に設けられていることを特徴とする請求項２７または２８に記載の反射型マスク。
【請求項３０】
前記基準反射面は、前記所定方向に隣接する領域であって光が入射する側とは反対側の領域に形成されていることを特徴とする請求項２９に記載の反射型マスク。
【請求項３１】
前記反射型マスクは、前記投影光学系に対して前記感光性基板を所定方向に移動させつつ走査露光を行う露光装置に用いられ、
前記基準反射面は、前記パターン領域の外側において前記パターン領域に対して前記所定方向と直交する方向に隣接する領域に設けられていることを特徴とする請求項２７または２８に記載の反射型マスク。
【請求項３２】
投影光学系を介して感光性基板に露光する露光装置に用いられる反射型マスクにおいて、
前記感光性基板に転写すべきパターンが設けられたパターン領域と、前記パターン領域の周囲に設けられたスクライブラインと、前記スクライブラインの外側に設けられた複数のアライメントマークと、前記スクライブライン上に形成され、前記パターンで反射された光束の露光量を制御するために用いられる基準反射面とを有することを特徴とする反射型マスク。
【請求項３３】
前記反射型マスクは、前記投影光学系に対して前記感光性基板を所定方向に移動させつつ走査露光を行う露光装置に用いられ、
前記基準反射面は、前記所定方向と直交する方向に沿って延びるスクライブライン上に形成されていることを特徴とする請求項３２に記載の反射型マスク。
【請求項３４】
投影光学系を介して感光性基板に露光する露光装置に用いられる反射型マスクにおいて、
前記感光性基板に転写すべきパターンが設けられたパターン領域と、前記パターン領域の周囲に設けられたスクライブラインと、前記スクライブラインの外側に設けられた複数のアライメントマークと、前記スクライブラインの内側で、かつ前記パターンとは異なる位置に形成され、前記パターンで反射された光束の露光量を制御するために用いられる基準反射面とを有することを特徴とする反射型マスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサの校正方法、露光方法、露光装置、デバイス製造方法、および反射型マスクに関し、例えばＥＵＶ光（軟Ｘ線とも呼ばれる波長５−３０ｎｍ程度の光）を用いて反射型マスクの回路パターンを感光性基板に転写する露光装置における露光量の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子などの製造に使用される露光装置では、マスク（レチクル）上に形成された回路パターンを、投影光学系を介して感光性基板（たとえばウェハ）上に転写する。感光性基板にはレジストが塗布されており、投影光学系を介した露光によりレジストが感光し、マスクパターンに対応したレジストパターンが得られる。露光装置では、感光性基板上における露光量を制御する必要があるが、感光性基板上での露光量を露光中にリアルタイムに計測することができないため、マスクに照射される照明光の一部を照明センサによりリアルタイムに計測し、この計測結果に基づいて露光量の制御が行われる。マスク通過後の光束はマスクのパターン率に応じて変化するため、マスク通過後の光量を測定するのでは露光量制御は困難となる。従って、照明センサは光源から射出してマスクに入射する照明光の一部を測定することができるような位置に配置される。【０００３】
例えば、露光光としてＥＵＶ（Extreme UltraViolet：極紫外線）光を用いる露光装置において露光量を制御する技術が、特開平９−１８４９００号公報に開示されている。【０００４】
【特許文献１】特開平９−１８４９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
照明センサの出力に基づいて露光量を高精度に制御するには、マスクに入射する照明光の強度と感光性基板に入射する露光光の強度との関係を随時把握し、照明センサを校正（キャリブレーション）する必要がある。透過型のマスクを用いる場合は、マスクを光路から除去した状態で照明センサを校正している。しかしながら、ＥＵＶＬ（Extreme UltraViolet Lithography：極紫外リソグラフィ）露光装置のように反射型マスクを用いる場合、マスクを除去すると照明光が感光性基板面まで到達しなくなるので、校正を行う事ができない。そこで、本発明者らは、照明センサの校正を実施するために、反射型マスクが載置されるマスクステージ上に基準反射板（基準反射面）を設け、この基準反射板で反射して投影光学系の像面に到達する光の強度を測定する方法を検討した。【０００６】
しかしながら、マスクステージ上に設置された基準反射板の反射率は、ごみ（カーボンコンタミ等）の付着や反射面の酸化等により経時的に低下する。また、実際に露光に使用される反射型マスクの反射率と、マスクステージ上に設置された基準反射板の反射率とに差が生じると、マスクステージ上の基準反射板を利用して照明センサを高精度に校正することは困難であり、ひいては感光性基板上における露光量を高精度に制御することは困難である。【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、投影光学系を介して反射型マスクのパターンを感光性基板に露光する際に、感光性基板上における露光量を高精度に制御することのできる露光装置およ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】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、投影光学系を介して反射型マスクのパターンを感光性基板に露光する露光装置において、照明系から前記反射型マスクへ入射する光を検出するセンサの校正方法であって、
前記センサを用いて、前記照明系から前記反射型マスクへ入射する光を検出する第１検出工程と、
前記照明系から前記反射型マスクに形成された基準反射面へ入射し、前記基準反射面で反射されて前記投影光学系の像面に達する光を検出する第２検出工程と、
前記第１検出工程の検出結果と前記第２検出工程の検出結果とに基づいて前記センサの校正を行う校正工程とを含むことを特徴とする校正方法を提供する。【０００９】
本発明の第２形態では、照明系により照明された反射型マスクのパターンを、投影光学系を介して感光性基板に露光する露光方法において、
前記照明系から前記反射型マスクへ入射する光をセンサにより検出する第１検出工程と、
前記照明系から前記反射型マスクに形成された基準反射面へ入射し、前記基準反射面で反射されて前記投影光学系の像面に達する光を検出する第２検出工程と、
前記第１検出工程の検出結果と前記第２検出工程の検出結果とに基づいて前記センサの校正を行う校正工程と、
前記校正工程を経た前記センサの検出結果に基づいて前記感光性基板へ照射される露光量を制御する露光量制御工程とを含むことを特徴とする露光方法を提供する。【００１０】
本発明の第３形態では、照明系により照明された反射型マスクのパターンを、投影光学系を介して感光性基板に露光する露光装置において、
前記照明系から前記反射型マスクへ入射する光を検出する第１センサと、
前記照明系から前記反射型マスクに形成された基準反射面へ入射し、前記基準反射面で反射されて前記投影光学系の像面に達する光を検出する第２センサと、
前記第１センサの検出結果と前記第２センサの検出結果とに基づいて前記第１センサの校正を行う校正部と、
前記校正部により校正された前記第１センサの検出結果に基づいて前記感光性基板へ照射される露光量を制御する露光量制御部とを備えていることを特徴とする露光装置を提供する。【００１１】
本発明の第４形態では、第２形態の露光方法を用いて前記反射型マスクのパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記露光工程を経た前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。【００１２】
本発明の第５形態では、投影光学系を介して感光性基板に露光する露光装置に用いられる反射型マスクにおいて、
前記感光性基板に転写すべきパターンが設けられたパターン領域のパターン反射面で反射された光束の露光量を制御するために用いられる基準反射面を有することを特徴とする反射型マスクを提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、例えば反射型マスクのパターン領域の外側に基準反射面を設けているので、マスクステージ上の基準反射面（基準反射板）を利用する手法に比して、装置内で使用される反射型マスクのパターン反射面の反射率と基準反射面の反射率とが大きく異なることがない。その結果、本発明の露光方法および露光装置では、反射型マスクに設けられた基準反射面を用いて、感光性基板上における露光量を高精度に制御することができ、ひいては微細なパターンを感光性基板上に高精度に転写することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の光源、照明光学系および投影光学系の内部構成を概略的に示す図である。
【図３】本実施形態における１回の走査露光動作を概略的に説明する図である
【図４】第１手法および第２手法に用いられる反射型マスクの構成を概略的に示す図である。
【図５】第１手法にしたがう照明センサの校正方法を含む露光方法の各工程を概略的に示すフローチャートである。
【図６】第２手法にしたがう照明センサの校正方法を含む露光方法の各工程を概略的に示すフローチャートである。
【図７】各走査露光の直後に基準反射面を走査照明する第２手法の第１変形例に用いられる反射型マスクの構成を概略的に示す図である。
【図８】図７の反射型マスクにおいて基準反射面の使用可能な範囲について説明する図である。
【図９】各走査露光中に基準反射面を走査照明する第２手法の第２変形例に用いられる反射型マスクの構成を概略的に示す図である。
【図１０】走査露光に際して図９の反射型マスク上に形成される円弧状の照明領域を概略的に示す図である。
【図１１】図９の反射型マスクの基準反射面で反射される光束を投影光学系中の絞りにより遮る様子を示す図である。
【図１２】第３手法に用いられる反射型マスクの第１構成例を概略的に示す図である。
【図１３】第３手法に用いられる反射型マスクの第２構成例を概略的に示す図である。
【図１４】マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例について、そのフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
１  光源（レーザプラズマ光源）
２  照明光学系
４  照明センサ
５  露光センサ
６  制御部
２１  可動ブラインド
２２  固定ブラインド
Ｍ  マスク
ＰＡ  パターン領域
ＲＲ  基準反射面
ＳＳ  遮光帯
ＭＳ  マスクステージ
ＰＯ  投影光学系
Ｗ  ウェハ
ＷＳ  ウェハステージ（基板ステージ）
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる露光装置の全体構成を概略的に示す図である。図２は、図１の光源、照明光学系および投影光学系の内部構成を概略的に示す図である。図１において、投影光学系の光軸方向すなわち感光性基板であるウェハの法線方向に沿ってＺ軸を、ウェハ面内において図１の紙面に平行な方向にＹ軸を、ウェハ面内において図１の紙面に垂直な方向にＸ軸をそれぞれ設定している。【００１７】
図１を参照すると、本実施形態の露光装置は、露光光を供給するための光源として、所定波長のＥＵＶ光を射出するＥＵＶ光源１を備えている。光源１から射出された光は、照明光学系２に入射する。その後、ＥＵＶ光は、平面反射鏡３で反射され、転写すべきパターンが形成された反射型のマスク（レチクル）Ｍを照明する。なお、図２に示すように、光源１とマスクＭとの間に、露光光量を変化させるための減光フィルタ２３や所定波長（たとえば１３．４ｎｍまたは１１．５ｎｍ）のＥＵＶ光だけを選択的に透過させる波長選択フィルタ２４を設ける事ができる。【００１８】
マスクＭは、そのパターン面がＸＹ平面に沿って延びるように、Ｙ方向に沿って移動可能なマスクステージＭＳによって保持されている。そして、マスクステージＭＳの移動は、レーザ干渉計（不図示）により計測されるように構成されている。照明されたマスクＭからの光は、２回結像型で反射型の投影光学系ＰＯを介して、感光性基板であるウェハＷ上にマスクパターンの像を形成する。すなわち、ウェハＷ上には、図３を参照して後述するように、Ｙ軸に関して対称な円弧状の静止露光領域（実効露光領域）が形成される。【００１９】
ウェハＷは、その露光面がＸＹ平面に沿って延びるように、Ｘ方向およびＹ方向に沿って二次元的に移動可能なウェハステージ（基板ステージ）ＷＳによって保持されている。なお、ウェハステージＷＳの移動は、マスクステージＭＳと同様に、レーザ干渉計（不図示）により計測されるように構成されている。こうして、マスクステージＭＳおよびウェハステージＷＳをＹ方向（走査方向）に沿って同期的に移動させながら、すなわち投影光学系ＰＯに対してマスクＭおよびウェハＷをＹ方向に沿って相対移動させながら走査露光（スキャン露光）を行うことにより、ウェハＷの１つの矩形状のショット領域にマスクＭのパターンが転写される。【００２０】
このとき、投影光学系ＰＯの投影倍率（転写倍率）が例えば１／４である場合、ウェハステージＷＳの移動速度をマスクステージＭＳの移動速度の１／４に設定して同期走査を行う。また、ウェハステージＷＳをＸＹ平面に沿って二次元的にステップ移動させながら走査露光を繰り返すことにより、ウェハＷの各ショット領域にマスクＭのパターンが逐次転写される。【００２１】
図２を参照すると、レーザプラズマ光源１では、レーザ光源１１から発した光（非ＥＵＶ光）が集光レンズ１２を介して気体ターゲット１３上に集光する。ここで、たとえばキセノン（Ｘｅ）からなる高圧ガスがノズル１４より供給され、ノズル１４から噴射されたガスが気体ターゲット１３を形成する。気体ターゲット１３は、集光されたレーザ光によりエネルギーを得てプラズマ化し、ＥＵＶ光を発する。なお、気体ターゲット１３は、楕円反射鏡１５の第１焦点に位置決めされている。したがって、レーザプラズマ光源１から放射されたＥＵＶ光は、楕円反射鏡１５の第２焦点に集光する。一方、発光を終えたガスはダクト１６を介して吸引されて外部へ導かれる。【００２２】
楕円反射鏡１５の第２焦点に集光したＥＵＶ光は、凹面反射鏡１７を介してほぼ平行光束となり、一対のフライアイミラー１８ａおよび１８ｂからなるオプティカルインテグレータ１８に導かれる。フライアイミラー１８ａ，１８ｂは、たとえば円弧状の外形を有する多数の凹面鏡要素を縦横に且つ稠密に配列することによりそれぞれ構成されている。フライアイミラー１８ａおよび１８ｂの詳細な構成および作用については、米国特許６，４５２，６６１号公報を参照して引用することができる。【００２３】
こうして、第２フライアイミラー１８ｂの反射面の近傍、すなわちオプティカルインテグレータ１８（１８ａ，１８ｂ）の射出面の近傍には、所定の形状を有する実質的な面光源が形成される。ここで、実質的な面光源は、照明光学系２の射出瞳位置またはその近傍、すなわち投影光学系ＰＯの入射瞳と光学的に共役な面またはその近傍に形成される。実質的な面光源からの光は、凸面反射鏡１９と凹面反射鏡２０とにより構成されたコンデンサー光学系（１９，２０）を介して、照明光学系２から射出される。【００２４】
照明光学系２から射出された光は、平面反射鏡３により反射された後、可動ブラインド２１および固定ブラインド２２を介して、マスクＭ上に円弧状の照明領域を形成する。この円弧状の照明領域は、ウェハＷ上に形成される円弧状の静止露光領域に対応して、Ｙ軸に関して対称な円弧状の外形形状を有する。このように、光源１（１１〜１６）、照明光学系２（１７〜２０）、平面反射鏡３およびブラインド部（２１，２２）は、所定のパターンが設けられたマスクＭをケーラー照明するための照明系を構成している。【００２５】
照明されたマスクＭからの光は、投影光学系ＰＯを介して、ウェハＷ上の円弧状の静止露光領域にマスクパターンの像を形成する。投影光学系ＰＯは、マスクＭのパターンの中間像を形成するための第１反射結像光学系と、マスクパターンの中間像の像（マスクＭのパターンの二次像）をウェハＷ上に形成するための第２反射結像光学系とにより構成されている。第１反射結像光学系は４つの反射鏡Ｍ１〜Ｍ４により構成され、第２反射結像光学系は２つの反射鏡Ｍ５およびＭ６により構成されている。また、投影光学系ＰＯはウェハ側（像側）にテレセントリックな光学系である。【００２６】
図３は、本実施形態における１回の走査露光動作を概略的に説明する図である。図３を参照すると、１回の走査露光（スキャン露光）に際して、Ｙ軸に関して対称な円弧状の静止露光領域（実効露光領域）ＥＲを図中実線で示す走査開始位置から図中破線で示す走査終了位置まで相対移動させることにより、ウェハＷの矩形状のショット領域ＳＲにマスクＭのパターンが転写される。固定ブラインド２２は、マスクＭにほぼ平行に且つ近接して固定的に配置され、マスクＭ上に形成される照明領域の円弧状の境界線を、ひいてはウェハＷ上に形成される静止露光領域ＥＲの円弧状の境界線を規定する。【００２７】
一方、可動ブラインド２１は、固定ブラインド２２よりもマスクＭから離れ、かつ、マスクＭに対してほぼ平行に配置されており、一対の非走査方向ブラインド（遮蔽部材）（不図示）と一対の走査方向ブラインド（不図示）とにより構成されている。可動ブラインド２１の非走査方向ブラインドは、走査方向（Ｙ方向）と直交する非走査方向（Ｘ方向）に移動可能であり、走査露光に際してマスクＭ上に形成される円弧状の照明領域のＸ方向に沿った幅を決定する直線状の境界線を、ひいてはウェハＷ上に形成される円弧状の静止露光領域ＥＲのＸ方向に沿った幅を決定する直線状の境界線を規定する。【００２８】
可動ブラインド２１の走査方向ブラインドは、走査露光に際して走査方向（Ｙ方向）に移動可能であり、ウェハＷ上において円弧状の静止露光領域ＥＲが矩形状のショット領域ＳＲの外側にはみ出すことがないように、すなわち矩形状のショット領域ＳＲの外側にマスクパターンが転写されることがないように、走査露光の開始段階および終了段階において照明系（１，２）からマスクＭへ入射する光束およびマスクＭから投影光学系ＰＯへ入射する光束を制限する。【００２９】
図４は、反射型マスクの構成を概略的に示す図である。図４を参照すると、反射型マスクＭの中央には、ウェハＷに転写すべきパターンが形成された矩形状のパターン領域ＰＡが設けられている。パターン領域ＰＡの周囲には、長方形の四辺に対応するように細長く延びる帯状の形態を有する遮光帯ＳＳが設けられている。さらに、パターン領域ＰＡの外側において、パターン領域ＰＡに対して走査方向（Ｙ方向）に隣接する領域には、パターン領域ＰＡにおける反射面と実質的に同じ反射構造を有する基準反射面ＲＲが設けられている。【００３０】
具体的に、パターン領域ＰＡ内の反射面および基準反射面ＲＲは、例えば同じ構成の多層膜により形成されている。また、パターン領域ＰＡの周囲には、反射型マスクＭとウェハＷとの位置合わせ（アライメント）に用いられる複数のアライメントマークＡＲが形成されている。なお、図４には、パターン領域ＰＡに対してＹ方向（走査方向）に隣接する一対の矩形状の基準反射面ＲＲを例示しているが、基準反射面ＲＲの数、位置、外形形状、大きさなどについては様々な形態が可能である。【００３１】
再び図１を参照すると、本実施形態の露光装置は、照明系（１，２）から反射型マスクＭへ入射する光を検出する照明センサ４と、照明系（１，２）から基準反射面ＲＲへ入射し、この基準反射面ＲＲで反射されて投影光学系ＰＯの像面に達する光を検出する露光センサ５とを備えている。照明センサ４は、たとえば可動ブラインド２１を構成する一対の非走査方向ブラインドの下側面にそれぞれ取り付けられ、マスクＭへ入射する光の強度を計測する。露光センサ５は、たとえばウェハステージＷＳ上に取り付けられ、照明系（１，２）から基準反射面ＲＲおよび投影光学系ＰＯを介して入射する光の強度を計測する。照明センサ４の計測結果および露光センサ５の計測結果は制御部６に供給される。【００３２】
図５は、第１手法にしたがう照明センサの校正方法を含む露光方法の各工程を概略的に示すフローチャートである。第１手法では、先ず、反射型マスクＭ上の基準反射面ＲＲを照明可能な領域に配置する（Ｓ０１）。具体的には、制御部６が、マスクステージ駆動部（不図示）に対して制御信号を出力し、マスクステージＭＳをＹ方向（走査方向）に駆動し、照明光学系２を介したＥＵＶ光（露光光）により照明可能な領域（投影光学系ＰＯの有効視野内の領域）へ基準反射面ＲＲを移動させる。【００３３】
次いで、露光センサ５を基準反射面ＲＲに対応する像面位置に配置する（Ｓ０２）。具体的には、制御部６が、ウェハステージ駆動部（不図示）に対して制御信号を出力し、ウェハステージＷＳをＸＹ平面に沿って駆動し、基準反射面ＲＲで反射されて投影光学系ＰＯを通過した光を検出可能な位置へ露光センサ５を移動させる。こうして、照明光学系２を介したＥＵＶ光により基準反射面ＲＲを照明し、照明センサ４を用いて照明系（１，２）からマスクＭへ入射する光の強度を計測する（Ｓ０３）。同時に、露光センサ５を用いて、照明系（１，２）から基準反射面ＲＲへ入射し、この基準反射面ＲＲで反射されて投影光学系ＰＯの像面に達する光の強度を計測する（Ｓ０４）。【００３４】
さらに、計測工程（検出工程）Ｓ０３で得られた照明センサ４の計測結果（検出結果）と、計測工程（検出工程）Ｓ０４で得られた露光センサ５の計測結果（検出結果）とに基づいて、照明センサ４の校正を行う（Ｓ０５）。具体的に、校正工程Ｓ０５において、制御部６は、照明センサ４の計測結果と露光センサ５の計測結果とに基づいて、反射型マスクＭに入射する照明光の強度とウェハＷに入射する露光光の強度との関係を把握し、この強度関係の情報を制御部６等に配置される記憶部に記憶することによって、照明センサ４を校正する。この強度関係の情報を得ることが照明センサ４の校正であり、例えば、光源１の強度を所定の間隔で変化させ（例えば、１％ずつ±１５％程度の範囲で変化させる）、この時の照明センサ４の計測結果と露光センサ５の計測結果とから２つのセンサの測定強度の関係をルックアップテーブルや関数として記憶させる。校正の都度、ルックアップテーブルや関数を新たなものに更新すればよい。この照明センサ４と露光センサ５とで計測される光の強度関係は、マスクの反射率や投影光学系の透過率等の変化に応じて変化する。なお、２つのセンサの測定強度の関係を記憶する方法は上の例に限らず、周知の様々な方法を代わりに用いてもよい。【００３５】
最後に、校正工程Ｓ０５を経て校正された照明センサ４、すなわち校正方法Ｓ０１〜Ｓ０５により校正された照明センサ４のリアルタイムな計測結果（つまり、照明センサ４によって計測された照明光の強度結果と、記憶部に記憶された強度関係の情報）に基づいて、ウェハＷへ照射される露光量を制御する（Ｓ０６）。具体的に、露光量制御工程Ｓ０６において、制御部６は、校正された照明センサ４のリアルタイムな計測結果に基づいて、光源１の出力強度、マスクステージＭＳおよびウェハステージＷＳの走査速度、照明光路中の減衰フィルタ（図２の符号２３）の減衰値等を調整することにより、ウェハＷ上における露光量を制御しながら露光を行う。【００３６】
以上のように、第１手法では、パターン領域ＰＡの外側に基準反射面ＲＲが設けられた反射型マスクＭを用いて、この反射型マスクＭに入射する光の強度を照明センサ４により計測するとともに、基準反射面ＲＲで反射されて投影光学系ＰＯの像面に達する光の強度を露光センサ５により計測する。そして、照明センサ４の計測結果と露光センサ５の計測結果とに基づいて２つのセンサの計測強度の対応関係を求めることによって照明センサ４を校正し、校正された照明センサ４のリアルタイムな計測結果に基づいてウェハＷ上における露光量の制御を行う。【００３７】
第１手法では、反射型マスクＭ上に基準反射面ＲＲを設けているので、マスクステージ上の基準反射面（基準反射板）を利用する手法に比して、装置内で使用される反射型マスクＭのパターン反射面の反射率と基準反射面ＲＲの反射率とが大きく異なることがない。その結果、第１手法が適用される露光方法および露光装置では、反射型マスクＭのパターン領域ＰＡの外側に設けられた基準反射面ＲＲを用いて、照明センサ４の校正を高精度に行い、ひいてはウェハ（感光性基板）Ｗ上における露光量を高精度に制御することができるので、微細なパターンをウェハＷ上に高精度に転写することができる。【００３８】
特に、図４に示す反射型マスクＭの構成例では、パターン領域ＰＡの外側の領域においてパターン領域ＰＡに対して走査方向（Ｙ方向）に隣接する領域に基準反射面ＲＲを設けているので、マスクステージＭＳを走査方向に駆動するだけで、基準反射面ＲＲを照明可能な領域へ容易に移動させることができる。ただし、第１手法では、反射型マスクＭのパターン領域ＰＡの外側の領域に設けられる基準反射面ＲＲの数、位置、外形形状、大きさなどについて様々な形態が可能である。【００３９】
ところで、通常の露光動作では、遮光帯ＳＳの周囲には照明光が照射されないように構成されている。第１手法では、反射型マスクＭのパターン領域ＰＡの外側に設けられた基準反射面ＲＲを用いて露光量の制御を行っている。従って、通常の露光動作を繰り返すだけでは、パターン領域ＰＡに照射される積算光量と基準反射面ＲＲに照射される積算光量との差が経時的に増大する。具体的に、パターン領域ＰＡ内の反射面およびパターン領域ＰＡ外の基準反射面ＲＲがともに多層膜により形成されている場合、照射される積算光量の増大に応じて反射率が低下する。このため、第１手法では、通常の走査露光動作を単に繰り返していると、マスクＭのパターン領域ＰＡに照射される積算光量と基準反射面ＲＲに照射される積算光量との差が経時的に増大する。【００４０】
その結果、パターン領域ＰＡ内の反射面と基準反射面ＲＲとの間の反射率差が経時的に増大し、基準反射面ＲＲを用いてマスクＭの反射率を正確に把握することができなくなり、ひいてはウェハＷ上における露光量を十分な精度で制御することができなくなる可能性がある。そこで、第２手法では、パターン領域ＰＡへ照射された積算光量と基準反射面ＲＲへ照射された積算光量とが実質的に等しくなるように基準反射面ＲＲへの光照射を制御する工程を新たに導入することにより、照明系（１，２）から反射型マスクＭへ入射する光を検出する照明センサ４をさらに高精度に校正する。【００４１】
図６は、第２手法にしたがう照明センサの校正方法を含む露光方法の各工程を概略的に示すフローチャートである。第２手法では、例えば第１手法と同じ図４に示す反射型マスクＭを用い、このパターン領域ＰＡへ照射された積算光量と基準反射面ＲＲへ照射された積算光量とが実質的に等しくなるように基準反射面ＲＲへの光照射を制御する（Ｓ１１）。具体的に、光照射制御工程Ｓ１１では、たとえば１つのウェハＷへの露光の終了と次のウェハＷへの露光の開始との間のオーバーヘッドタイム（ウェハＷの交換時間、マスクＭとウェハＷとのアライメント時間などを含む）毎に、照明系（１，２）により基準反射面ＲＲを所定時間に亘って照明する。【００４２】
具体的に、現在のＥＵＶＬ露光装置において用いられるレジストの標準的な感度は約５ｍＪ／ｃｍ2であり、標準的な光源の出力強度は約１０Ｗである。したがって、照明系および投影光学系の透過率を考えると、ウェハ面での照度は約３０ｍＷ／ｃｍ2になる。すなわち、ウェハ上の単位面積当たりの露光時間は、約０．１７秒（＝５ｍＪ／ｃｍ2÷３０ｍＷ／ｃｍ2）になる。３００ｍｍウェハを用いる場合、ウェハ１枚当たり７６チップ分を焼き付けるので、ウェハ１枚の焼き付けの間にマスク上のパターン領域にＥＵＶ光が照射されるトータル時間は、約１２．７秒（＝０．１７秒×７６チップ）である。【００４３】
したがって、ウェハＷの露光が終了する度に、例えば１２．７秒に亘って基準反射面ＲＲにＥＵＶ光を照射することにより、パターン領域ＰＡへ照射された積算光量と基準反射面ＲＲへ照射された積算光量とを常に実質的に等しくすることができる。現在、ＥＵＶＬ露光装置のウェハ交換時間（ＥＧＡ（enhanced global alignment）などのアライメント時間を含まない、ウェハの交換だけに要する時間）は約１５秒程度であり、オーバーヘッドタイムは基準反射面ＲＲへの所要照射時間である約１２．７秒よりも十分に長い。換言すれば、現行のＥＵＶＬ露光装置のスループットを低下させることなく、光照射制御工程Ｓ１１を実行することが可能である。なお、光照射制御工程Ｓ１１においてＥＵＶ光を照射する際に、投影光学系や投影光学系を介してウェハステージ上にＥＵＶ光が照射されることが問題となる場合には、光路の所定の場所に遮蔽板が任意のタイミングで挿入できるように装置を構成することが好ましい。【００４４】
次いで、光照射制御工程Ｓ１１を経た後に、基準反射面ＲＲを投影光学系ＰＯの有効視野内に移動させた状態で、照明センサ４を用いて照明系（１，２）からマスクＭへ入射する光の強度を計測する（Ｓ１２）とともに、露光センサ５を用いて、照明系（１，２）から基準反射面ＲＲへ入射し、この基準反射面ＲＲで反射されて投影光学系ＰＯの像面に達する光の強度を計測する（Ｓ１３）。【００４５】
さらに、光照射制御工程Ｓ１１を経て計測工程（検出工程）Ｓ１２で得られた照明センサ４の計測結果（検出結果）と、光照射制御工程Ｓ１１を経て計測工程（検出工程）Ｓ１３で得られた露光センサ５の計測結果（検出結果）とに基づいて、照明センサ４の校正を行う（Ｓ１４）。具体的に、校正工程Ｓ１４において、制御部６は、照明センサ４の計測結果と露光センサ５の計測結果とに基づいて、反射型マスクＭに入射する照明光の強度とウェハＷに入射する露光光の強度との関係を把握し、この強度関係の情報を参照して、照明センサ４を校正する。この校正法は上述した第１の手法と同様に行えばよい。【００４６】
最後に、校正工程Ｓ１４を経て校正された照明センサ４、すなわち校正方法Ｓ１１〜Ｓ１４により校正された照明センサ４のリアルタイムな計測結果（つまり、照明センサ４によって計測された照明光の強度結果と、記憶部に記憶された強度関係の情報）に基づいて、ウェハＷへ照射される露光量を制御する（Ｓ１５）。具体的に、露光量制御工程Ｓ１５において、制御部６は、校正された照明センサ４のリアルタイムな計測結果に基づいて、光源１の出力強度、マスクステージＭＳおよびウェハステージＷＳの走査速度、照明光路中の減衰フィルタ（図２の符号２３）の減衰値等を調整することにより、ウェハＷ上における露光量を制御する。【００４７】
こうして、制御部６は、パターン領域ＰＡへ照射された積算光量と基準反射面ＲＲへ照射された積算光量とが実質的に等しくなるように基準反射面ＲＲへの光照射を制御する光照射制御部として機能する。また、制御部６は、基準反射面ＲＲへの光照射が制御された状態で得られた照明センサ４の計測結果と露光センサ５の計測結果とに基づいて照明センサ４の校正を行う校正部として機能する。さらに、制御部６は、校正された照明センサ４の計測結果に基づいて露光量を制御する露光量制御部として機能する。【００４８】
以上のように、第２手法では、パターン領域ＰＡへ照射された積算光量と基準反射面ＲＲへ照射された積算光量とが常に実質的に等しくなるように基準反射面ＲＲへの光照射を制御するので、パターン領域ＰＡ内の反射面と基準反射面ＲＲとの間の反射率差が経時的に変化する事を防止できる。その結果、第２手法が適用される露光方法および露光装置では、反射型マスクＭの基準反射面ＲＲを用いて、照明センサ４を第１手法よりも高精度に校正し、ひいてはウェハ（感光性基板）Ｗ上における露光量を第１手法よりも高精度に制御することができる。第２手法においても第１手法と同様に、反射型マスクＭのパターン領域ＰＡの外側の領域に設けられる基準反射面ＲＲの数、位置、外形形状、大きさなどについて様々な形態が可能である。【００４９】
なお、第２手法では、オーバーヘッドタイム毎に所定時間に亘って基準反射面ＲＲを照明することにより、パターン領域ＰＡへ照射された積算光量と基準反射面ＲＲへ照射された積算光量とを実質的に等しく維持している。しかしながら、これに限定されることなく、各走査露光の直後に基準反射面ＲＲを走査照明することによりパターン領域ＰＡと基準反射面ＲＲとで積算光量を実質的に等しく維持する変形例や、各走査露光中に基準反射面ＲＲを走査照明することによりパターン領域ＰＡと基準反射面ＲＲとで積算光量を実質的に等しく維持する変形例が可能である。【００５０】
図７は、各走査露光の直後に基準反射面を走査照明する第２手法の第１変形例に用いられる反射型マスクの構成を概略的に示す図である。第２手法の第１変形例にかかる図７の反射型マスクＭは、図４と類似の構成を有するが、パターン領域ＰＡを包囲する遮光帯ＳＳに対して走査方向であるＹ方向に隣接する領域であって光が入射する側とは反対側（＋Ｙ方向側）の領域においてＸ方向に沿って細長く延びる１つの矩形状の基準反射面ＲＲが設けられている点が図４の構成と相違している。第２手法の第１変形例では、ウェハＷへの走査露光の終了直後または開始直前に、走査方向であるＹ方向に移動する基準反射面ＲＲを照明系（１，２）により照明する。以下、説明を簡単にするために、マスクＭが−Ｙ方向に移動している場合であって、ウェハＷへの走査露光の終了直後に基準反射面ＲＲを照明する例について考える。マスクＭは走査露光の終了位置を越えてマスクＭの−Ｙ方向に向かう移動をそのまま所定距離だけ続行する。【００５１】
図８は、図７の反射型マスクにおいて基準反射面の使用可能な範囲について説明する図である。図８において、光線Ｌ１は、入射角度θで遮光帯ＳＳに入射した後に遮光帯ＳＳで反射されたと仮定して可動ブラインド２１の走査方向ブラインド２１ａの先端を通る主光線である（実際には遮光帯ＳＳで光線Ｌ１は吸収される）。光線Ｌ２は、走査方向ブラインド２１ａの先端を通って入射角度θでマスクＭに入射する主光線である。また、走査方向ブラインド２１ａの先端において光線Ｌ１および光線Ｌ２と交差し且つ光線Ｌ１および光線Ｌ２と角度φをなすように破線で描かれた光線Ｌ３およびＬ４は、マスクＭのパターン面（図中下側の面）から距離ｄだけ離間して配置された走査方向ブラインド２１ａの影響により発生するマスクＭのパターン面上でのボケ幅を規定する光線である。【００５２】
遮光帯ＳＳの幅Ｗｓ（図８中Ｙ方向に沿った遮光帯ＳＳの寸法）は、遮光帯ＳＳで反射されて走査方向ブラインド２１ａの先端を通る主光線Ｌ１に対応する一対の外縁光線Ｌ３がマスクＭのパターン面上で規定するボケ領域ＤＲ１の幅よりも大きく設定されている。ここで、主光線Ｌ１が遮光帯ＳＳのＹ方向に沿った中央位置に入射するように設計することが望ましい。主光線Ｌ１と外縁光線Ｌ３とがなす角度φおよび主光線Ｌ２と外縁光線Ｌ４とがなす角度φ’は、次の式（１）、（２）により表わされる。式（１）、（２）において、ＮＡは投影光学系ＰＯの像側開口数であり、σは照明のコヒーレンスファクタ（照明光学系２の射出側開口数／投影光学系ＰＯの物体側開口数）であり、βは投影光学系ＰＯの投影倍率である。
φ＝sin-1（ＮＡ・σ・β）      （１）
φ’＝sin-1（ＮＡ・β）        （２）【００５３】
第２手法の第１変形例では、マスクＭのパターン領域ＰＡと基準反射面ＲＲとが同じ条件で照明系（１，２）からの光照射を受け、且つ走査露光の直後に基準反射面ＲＲで反射された光束がウェハＷに達しないこと、例えば可動ブラインド２１の走査方向ブラインド２１ａに遮られて投影光学系ＰＯに入射しないことが重要である。すなわち、基準反射面ＲＲの使用可能な範囲（図８中Ｙ方向に沿った基準反射面ＲＲの幅）Ｗｒは、走査方向ブラインド２１ａの先端を通って入射角度θでマスクＭに入射する主光線Ｌ２に対応する一対の外縁光線Ｌ４がマスクＭのパターン面上で規定するボケ領域ＤＲ２と遮光帯ＳＳとの間の領域のＹ方向に沿った寸法として定義され、次の式（３）で表わされる。
Ｗｒ＝ｄ×（tanθ）×２−Ｗｓ／２−ｄ×｛tanθ−tan（θ−φ）｝
＝ｄ×（tanθ）−Ｗｓ／２＋ｄ×tan（θ−φ）    （３）【００５４】
現行のＥＵＶＬ露光装置において、標準的な入射角度θは約１０５ｍrad（ミリラジアン）であり、標準的な投影光学系ＰＯの像側開口数ＮＡは約０．２６であり、標準的な投影光学系ＰＯの投影倍率βは１／４であり、標準的なコヒーレンスファクタσは約０．８であり、走査方向ブラインド２１ａとマスクＭのパターン面との標準的な間隔ｄは約１８ｍｍであり、標準的な遮光帯ＳＳの幅Ｗｓは約３ｍｍである。したがって、第２手法の第１変形例において基準反射面ＲＲの使用可能な範囲Ｗｒは、約１．４ｍｍになる。【００５５】
なお、ボケ領域ＤＲ１と遮光帯ＳＳの図面における右端との間の幅Ｗｍは、走査方向ブラインド２１ａとマスクＭとの相対的な位置関係のずれを考慮して決められる。このずれはステージ移動や取り付け誤差によって生じる可能性がある。従って、両者の相対的な位置関係が理想的であるならば、幅Ｗｍを無くする事も可能であり、Ｗｒは最も大きな値となる。この場合、Ｗｓ＝ＤＲ１となる。ここで、ＤＲ１は、式（２）を用いて、
ＤＲ１＝ｄ×｛tan（θ＋φ’）−tan（θ−φ’）｝    （４）
と表すことができる。結果として、基準反射面ＲＲの使用可能な範囲Ｗｒの最大値は、式（３）に式（４）を代入する事により、式（５）で表すことができる。
Ｗｒ＝ｄ／２×｛２tanθ＋２tan（θ−φ）＋tan（θ−φ’）
−tan（θ＋φ’）｝    （５）
つまり、基準反射面ＲＲは、遮光帯のパターン領域とは逆側の端から式（５）で表される範囲Ｗｒの中に配置されることが好ましい。【００５６】
なお、第２手法の第１変形例では、説明を簡単にするために、基準反射面ＲＲの使用可能な範囲と基準反射面ＲＲの実際の幅寸法とを一致させている。しかしながら、これに限定されることなく、使用可能な範囲を超えて基準反射面ＲＲを形成しても良いし、場合によっては使用可能な範囲内において基準反射面ＲＲの幅寸法を適宜決定しても良い。なぜならば、範囲Ｗｒに基準反射面ＲＲが配置されてさえいれば、その範囲の基準反射面はパターン領域ＰＡへ照射された積算光量と基準反射面ＲＲへ照射された積算光量とが実質的に等しく維持されるからである。従って、その範囲の基準反射面ＲＲを用いることによって照明センサ４の校正や露光量の制御を高精度に行う事ができる。一般に、第２手法の第１変形例では、基準反射面ＲＲの幅寸法、外形形状、位置、数などについて様々な形態が可能である。【００５７】
また、第２手法の第１変形例では、走査露光の直後に基準反射面ＲＲで反射された光束を、可動ブラインド２１の走査方向ブラインド２１ａにより遮っている。しかしながら、これに限定されることなく、走査露光の直後に基準反射面ＲＲで反射された光束を、マスクＭと投影光学系ＰＯとの間の光路中において走査方向ブラインド２１ａ以外の別の部材により遮ってもよいし、場合によっては投影光学系ＰＯの光路中において遮ってもよい。また、第２手法の第１変形例では、ウェハＷへの走査露光の終了直後に、走査露光の終了位置を越えてマスクＭの−Ｙ方向に向かう移動を続行しつつ、照明系（１，２）により基準反射面ＲＲを走査照明する例について説明した。しかしながら、これに限定されることなく、ウェハＷへの走査露光の開始直前に、走査露光の開始位置よりも手前側からマスクＭの＋Ｙ方向に向かう移動（走査露光のための移動と同じ特性の移動）を始めつつ、基準反射面ＲＲを走査照明することにより、走査露光の直後に基準反射面ＲＲを走査照明する場合と同様の効果を得ることができる。なお、基準反射面ＲＲが配置される位置はパターン領域ＰＡの周囲であって、光の入射側と反対側の位置に配置することが好ましい。このようにすると、マスクステージの移動方向によらずに走査方向ブラインド２１ａで基準反射面ＲＲで反射される光束を遮る事が可能である。【００５８】
図９は、各走査露光中に基準反射面を走査照明する第２手法の第２変形例に用いられる反射型マスクの構成を概略的に示す図である。第２手法の第２変形例にかかる図９の反射型マスクＭは、図４と類似の構成を有するが、パターン領域ＰＡの外側においてパターン領域ＰＡに対して非走査方向（Ｘ方向）に隣接する領域に、Ｙ方向に細長く延びる矩形状の基準反射面ＲＲを設けている点が図４の構成と相違している。第２手法の第２変形例では、ウェハＷへの走査露光中に、照明系（１，２）により基準反射面ＲＲを走査照明する。【００５９】
第２手法の第２変形例では、図１０に示すように、走査露光に際して、ハッチング領域で示すような円弧状の照明領域ＩＲが反射型マスクＭ上に形成される。照明領域ＩＲの円弧状の境界線は、図３における静止露光領域ＥＲの円弧状の境界線と同様に、固定ブラインド２２により規定される。一方、円弧状の照明領域ＩＲのＸ方向に沿った幅を決定する直線状の境界線は、照明領域ＩＲがパターン領域ＰＡの両側の基準反射面ＲＲを覆うように、可動ブラインド２１の一対の非走査方向ブラインドにより規定される。円弧状の照明領域ＩＲの両端に隣接した破線で示す領域ＩＲｅに対応する光束は、例えば一対の非走査方向ブラインドの下側面に取り付けられた一対の照明センサ４により検出され、マスクＭに達することはない。勿論、照明センサ４は一つでもよい。【００６０】
第２手法の第２変形例では、走査露光中にパターン領域ＰＡ以外の領域で反射された光束、とりわけ基準反射面ＲＲで反射された光束がウェハＷに達しないことが重要である。第２手法の第２変形例では、例えば投影光学系ＰＯの中間結像位置またはその近傍に配置された絞り（ブラインド；遮蔽部材）Ｓにより、走査露光中に基準反射面ＲＲで反射された光束を遮ることができる。なお、図１１では、説明を簡単にするために、図中左右に配置された一対の遮蔽部分により絞りＳを表わしているが、実際には図１１の紙面の手前に配置された遮蔽部分と奥側に配置された遮蔽部分とにより絞りＳが構成される。【００６１】
なお、第２手法の第２変形例では、走査露光中に基準反射面ＲＲで反射された光束を、投影光学系ＰＯの中間結像位置またはその近傍に配置された絞りＳにより遮っている。しかしながら、これに限定されることなく、走査露光中に基準反射面ＲＲで反射された光束を、投影光学系ＰＯの光路中において絞りＳ以外の別の部材により遮ってもよいし、場合によってはマスクＭと投影光学系ＰＯとの間の光路中において遮ってもよい。また、第２手法の第２変形例では、Ｙ方向に細長く延びる矩形状の基準反射面ＲＲを、パターン領域ＰＡの両側に合計４つ設けている。しかしながら、これに限定されることなく、第２手法の第２変形例における基準反射面ＲＲの外形形状、位置、数などについて様々な形態が可能である。【００６２】
ところで、上述の第１手法および第２手法では、反射型マスクＭの遮光帯ＳＳの外側に形成された基準反射面ＲＲを利用して、照明センサ４を校正し、ひいてはウェハＷ上における露光量を制御している。しかしながら、これに限定されることなく、反射型マスクＭの遮光帯ＳＳの内側に形成された基準反射面ＲＲを利用して、照明センサ４を校正し、ひいてはウェハＷ上における露光量を制御する第３手法も可能である。【００６３】
図１２は、第３手法に用いられる反射型マスクの第１構成例を概略的に示す図である。図１２の反射型マスクＭでは、パターン領域ＰＡと遮光帯ＳＳとの間に設けられたスクライブラインＳＬ上に、基準反射面ＲＲが形成されている。スクライブラインは転写されたウェハ上でチップ間の切断等が行われる領域であり、ストリートラインとも呼ばれる。具体的に、反射型マスクＭのパターン領域ＰＡには、例えば遮光帯ＳＳに沿ってＬ字状に細長く延びるスクライブラインＳＬが設けられ、Ｌ字状のスクライブラインＳＬのうちＸ方向に沿って延びるスクライブラインＳＬ上に、Ｘ方向に沿って細長く延びる矩形状の基準反射面ＲＲが形成されている。【００６４】
通常の露光動作では遮光帯の内側は全て同一の照明条件で照明光が照射される。第３手法では、反射型マスクＭの遮光帯ＳＳの内側に基準反射面ＲＲが形成されているので、通常の走査露光動作（場合によっては通常の一括露光動作）を単に繰り返すだけで、パターン領域ＰＡに照射される積算光量と基準反射面ＲＲに照射される積算光量とが常に実質的に等しく維持される。その結果、第３手法では、第２手法のように基準反射面ＲＲへの光照射を制御する必要がなく、第１手法と同じ単純な工程を実施するだけで、第１手法よりも高い精度（すなわち第２手法と同等の精度）で、ウェハＷ上における露光量を制御することができる。【００６５】
なお、図１２に示す構成例では、走査方向であるＹ方向と直交するＸ方向に沿って延びるスクライブラインＳＬ上に基準反射面ＲＲを形成しているが、これに限定されることなく、走査方向であるＹ方向に沿って延びるスクライブラインＳＬ上に基準反射面ＲＲを形成しても良い。ただし、この場合には、Ｘ方向に沿って延びるスクライブラインＳＬ上に基準反射面ＲＲを形成する場合に比して、露光センサ５の有効受光面積がかなり小さくなる。いずれにしても、第３手法においてスクライブラインＳＬ上に形成される基準反射面ＲＲの数、位置、外形形状、大きさなどについて様々な形態が可能である。また、図１２に示す構成例では、スクライブラインＳＬを四角形状のパターン領域ＰＡの周囲の２辺に配置したが、４辺の全てに配置する事も可能であるし、その数は任意である。【００６６】
図１３は、第３手法に用いられる反射型マスクの第２構成例を概略的に示す図である。図１３の反射型マスクＭでは、パターン領域ＰＡの内側の領域に、すなわち遮光帯ＳＳとスクライブライン（図１３では不図示）の内側に、例えば吸収体を設置しない領域からなる基準反射面ＲＲが形成されている。この場合、スクライブラインＳＬ上に基準反射面ＲＲを形成する第１構成例とは異なり、所望の大きさおよび形状を有する基準反射面ＲＲを確保することが可能である。【００６７】
ただし、パターン領域ＰＡの内側の領域に所望の大きさおよび形状を有する基準反射面ＲＲを形成すると、転写すべき回路パターン（デバイスパターン）の描画可能な領域の面積が減少することになる。第２構成例においてパターン領域ＰＡの内側の領域に形成される基準反射面ＲＲの数、位置、外形形状、大きさなどについて様々な形態が可能である。【００６８】
上述の説明では、マスクに別途基準反射面ＲＲを配置したが、以下に示す第４の手法では、基準反射面ＲＲを用いないで照明センサ４の校正を行う方法について説明する。図１２の説明では、吸収体を設置しない領域としての基準反射面ＲＲをスクライブラインＳＬ上に形成しているが、基準反射面ＲＲを設ける代わりに、例えばＹ方向に沿って延びるスクライブラインＳＬ上に設けられているマークＡＭを用いて照明センサ４の校正を行うことも可能である。マークＡＭは、例えばウェハＷとの位置合わせ（アライメント）に用いられるライン・アンド・スペース形態のパターンである。【００６９】
この場合、マークＡＭの形成位置、反射面積率（光が照射される領域全体の面積に対する反射面の面積の比率）などの情報は、例えばパターン領域ＰＡの外側に設けられた二次元バーコード（マトリックスデータ）ＢＣに書き込まれている。したがって、マークＡＭを用いて照明センサ４を校正する場合、二次元バーコードＢＣからマークＡＭの形成位置、反射面積率などの情報を光学的に読み取り、読み取られた情報は制御部６に入力（供給）される。【００７０】
制御部６は、マークＡＭの形成位置に関する情報に基づいて、マークＡＭで反射されて投影光学系ＰＯを通過した光を検出可能な位置へ露光センサ５を移動させる。また、制御部６は、マークＡＭの反射面積率に関する情報と、照明センサ４の計測結果と、露光センサ５の計測結果とに基づいて、照明センサ４の校正を行う。第４の手法においてスクライブラインＳＬ上に形成されて基準反射面ＲＲとして使用されるマークＡＭの数、位置、パターン形態などについて様々な形態が可能である。【００７１】
次に第４の手法の変形例について説明する。この変形例では、パターン領域ＰＡの内側の領域に設けられた回路パターンの一部で反射された光を用いて照明センサ４の校正を行う。この場合、露光センサ５で測定を行うマスクの部分パターンの形成位置、反射面積率（部分パターンの領域全体の面積に対する反射面の面積の比率）などの情報は、例えば反射型マスクＭに関する設計情報から得ることができる。【００７２】
すなわち、第４手法の変形例においてパターン領域ＰＡの内側の領域に設けられた回路パターンの一部を用いる場合、反射型マスクＭに描画すべき回路パターンの設計情報に基づいて、基準反射面ＲＲとして用いる部分パターンの領域を選択する。そして、選択した部分パターンの形成位置、反射面積率などの情報を回路パターンの設計情報から取得し、取得した形成位置、反射面積率などの情報を制御部６に入力する。【００７３】
制御部６は、形成位置に関する情報に基づいて、部分パターンで反射されて投影光学系ＰＯを通過した光を検出可能な位置へ露光センサ５を移動させる。また、制御部６は、部分パターンの反射面積率に関する情報と、照明センサ４の計測結果と、露光センサ５の計測結果とに基づいて、照明センサ４の校正を行う。本例においてパターン領域ＰＡに設けられた回路パターンの一部を用いる場合、回路パターンの反射面積率に関する設計データに基づいて、反射面積率のできるだけ大きい部分パターン（一般には所定の値以上の反射面積率を有する部分パターン）を用いることが好ましい。このように第４の手法においては、基準反射面を別途配置せずに、通常配置されるアライメントマークや回路パターンを用いて照明センサ４の校正を行う事ができるため、レチクル製作に負荷をかけずに、精度の高い露光量制御を行う事が可能となる。なお、第４の手法においては、第１〜第３の手法に比べて光を反射する面積が相対的に小さくなるので、高感度のセンサを用いる事が好ましい。【００７４】
なお、上述の実施形態では、露光量の制御を行うべき当該露光装置に設けられた照明センサ４および露光センサ５を用いて、反射型マスクＭの基準反射面ＲＲの反射率を含んだ光量計測を行っている。しかしながら、これに限定されることなく、基準反射面ＲＲの反射率を別の装置で測定し、記憶しておき、記憶された反射率を用いて露光量制御を行ってもよい。この場合、マスクステージに別途配置された基準反射板を用いて反射型マスクＭ以外の要因による露光量変動を計測し、照明センサ４の校正を予め行っておき、露光時は、記憶された反射面ＲＲの反射率を用いて露光量制御を行えばよい。このようにすると、基準反射面を別途設けなくてもよい。【００７５】
また、例えば図４に示す反射型マスクＭにおいて、パターン領域ＰＡのほぼ全体に亘ってＸ方向に延びる基準反射面ＲＲを形成し、この基準反射面ＲＲを用いて反射型マスクＭを照明する照明領域のＸ方向に沿った照度分布を計測することができる。すなわち、基準反射面ＲＲ上においてＸ方向に間隔を隔てた複数の領域を想定し、各領域で反射されて投影光学系ＰＯを通過した光の強度を露光センサ５により検出することにより、反射型マスクＭに対する照明領域のＸ方向（走査方向と直交する方向）に沿った照度の均一性を確認することができる。ちなみに、走査型の露光装置では、走査方向に沿った照度の均一性よりも、走査方向と直交する方向に沿った照度の均一性の方が重要である。【００７６】
なお、上述の実施形態にかかるＥＵＶＬ露光装置では、ＥＵＶ光を供給するためのＥＵＶ光源としてレーザプラズマ光源を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、ＥＵＶ光を供給する他の適当な光源、たとえば放電プラズマ光源やシンクロトロン放射（ＳＯＲ）光源などを用いることもできる。また、ターゲット材料も固体や液体等種々の材料を用いることが可能である。また、上述の実施形態では、反射型のマスクＭを用いるＥＵＶＬ露光装置に対して本発明を適用している。しかしながら、これに限定されることなく、反射型のマスクを用いる他の適当な走査露光装置や、場合によっては反射型のマスクを用いる他の適当な一括露光装置に対しても本発明を適用することができる。【００７７】
また、上述の実施形態では、照明センサをマスクの直前に配置したが、これは光源から射出された光束の一部を検出できればどこに配置しても構わない。例えば、本発明で援用される特開平９−１８４９００号公報に開示されているように、マスクに向かわない光束を検出して露光量制御を行うような構成であっても構わない。但し、好ましくは、照明センサは、反射型マスクの近傍あるいは、反射型マスクと光学的に共役な位置に配置する。また、本発明は、光源から射出した光束をマスクへ導く照明光学系や、マスクのパターンをウェハ上へ結像する投影光学系を上述の実施形態で用いた照明光学系や投影光学系に限定されるものではない。【００７８】
上述の実施形態にかかる露光装置では、照明系によってマスクを照明し（照明工程）、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、本実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図１４のフローチャートを参照して説明する。【００７９】
先ず、図１４のステップ３０１において、１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ３０２において、その１ロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ３０３において、本実施形態の露光装置を用いて、マスク（レチクル）上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。【００８０】
その後、ステップ３０４において、その１ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ３０５において、その１ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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