(57)【要約】      （修正有）【課題】基板ステージの駆動に起因して発生する光軸方向の誤差を計測する。【解決手段】駆動機構は、基板を保持する基板ステージを、投影光学系の光軸方向と直交する第１方向に走査移動させ、光軸方向及び第１方向に直交する第２方向にステップ移動させる。第１計測器は、駆動機構が基板ステージを第１方向に走査移動させるときに、投影光学系の光軸方向における基板ステージの位置を計測する。第２計測器は、基板の上で第２方向に延びる一つの直線上に位置する複数の計測点で投影光学系の光軸方向における基板の表面位置を計測する。制御器は、基板ステージが第２方向にステップ移動する前と後との双方において、基板の少なくとも１つの同一の領域を第２計測器に複数の計測点７−１〜６の中の互いに異なる計測点で計測させ、第２計測器による計測結果に基づいて基板ステージの第２方向に沿った移動に伴う第１計測器の計測誤差を算出する。【選択図】図１１
2009295932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影光学系を介してレチクルのパターンを基板に投影して前記基板を走査露光する露光装置であって、
前記基板を保持する基板ステージを、前記投影光学系の光軸方向と直交する第１方向に走査移動させ、前記光軸方向及び前記第１方向に直交する第２方向にステップ移動させる駆動機構と、
前記駆動機構が前記基板ステージを前記第１方向に走査移動させるときに、前記投影光学系の光軸方向における前記基板ステージの位置を計測する第１計測器と、
前記基板の上で前記第２方向に延びる一つの直線上に位置する複数の計測点で前記投影光学系の光軸方向における前記基板の表面位置を計測する第２計測器と、
制御器と、
を備え、
前記制御器は、前記基板ステージが前記第２方向にステップ移動する前と後との双方において、基板の少なくとも１つの同一の領域を前記第２計測器に前記複数の計測点の中の互いに異なる計測点で計測させ、当該第２計測器による計測結果に基づいて前記基板ステージの第２方向に沿った移動に伴う前記第１計測器の計測誤差を算出する、ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記制御器は、前記第１計測器の計測誤差を算出するモードにおいて、前記第２計測器が基板の少なくとも１つの同一の領域を互いに異なる計測点で計測できるように、前記基板ステージが前記第２方向にステップ移動する幅を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記制御器は、前記算出した第１計測器の計測誤差を用いて前記第１計測器の計測結果を補正することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記第１計測器は、バーミラー及び干渉計を含み、
前記制御器は、前記算出した第１計測器の計測誤差に基づいて前記バーミラーを計測する時期を決定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記第２計測器は、基板の少なくとも１つの同一の領域における互いに異なる計測点での前記計測を、前記露光装置の電源を投入したとき、前記基板ステージの原点位置を決定するとき、又は、露光処理を行うロットの最初の基板が前記基板ステージに搭載されたときに行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記第２計測器は、基板の少なくとも１つの同一の領域における互いに異なる計測点での前記計測を、予め定められた枚数の基板が処理される毎に、又は、予め定められた時間が経過する毎に行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記第２計測器は、基板の少なくとも１つの同一の領域におけるする互いに異なる計測点での前記計測を、下地のパターンを有さない基板に対して行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記露光装置は、投影光学系を介して基板を露光する露光領域と、基板を計測する計測領域と、前記露光領域及び前記計測領域を移動可能な複数の基板ステージとを有し、前記計測領域で計測された基板をその計測結果に従って位置決めしながら前記露光領域で露光する露光装置であって、
前記第１計測器と前記第２計測器とは前記計測領域に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記露光装置は、基板を前記第１計測器の計測結果に基づいて位置決めしながら露光することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項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基板を現像する工程と、
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、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体露光装置において、ステッパと呼ばれるステップ・アンド・リピート方式の露光装置が現在主流となっている。ステッパは、基板を所定の場所に位置決めして静止させた状態で、パターンが描画された原版を通った光を投影光学系にて一定の比率で縮小し、基板上に塗布された感光剤を感光させて原版のパターンを基板に転写する。基板を支持する基板ステージを逐次駆動させることで、この行程を基板全面にわたって繰り返し行う。基板はウエハとも、原版はレチクルとも、感光剤はレジストとも称される。
【０００３】
ウエハを静止して一括露光するステッパに対し、スキャナと称されるステップ・アンド・スキャン方式の露光装置は、ウエハ及びレチクルを同期走査（スキャン）させながら、より広い領域を露光する。
【０００４】
通常、露光装置を用いた半導体の製造では、同じウエハに対して何度も露光の行程を行う必要がある。つまり、すでにパターンが形成されたショットに対して、別のパターンを精度よく重ねて露光する必要がある。そのためには、ショットの配列を、事前に計測しておく必要がある。パターンに計測用のマークを事前に入れておき、スコープを使ってこの計測用のマークが計測されうる。スコープとして、非露光光を用いたオフアクシススコープ（以下、ＯＡＳと略す）を用いるのが一般的である。非露光光であるため、レジストを感光させずに計測を行うことができるが、投影光学系を通すことができないため、投影光学系とは離れて配置する必要がある（図６参照）。
【０００５】
通常、スキャナでは、投影光学系の下で露光するとき、駆動を行いながらフォーカス合わせする、リアルタイムフォーカスを行う。図６に示されるように、実際の露光位置（スリット）の前後、つまりＹ方向にシフトしたところにフォーカスセンサ６Ａ，６Ｃを配置する。ステージが紙面の下方から走査（スキャン）されて露光するときは、６Ｃのフォーカスセンサでウエハ表面のＺ位置を露光前に計測し、露光位置がスリット位置にくる前にステージをＺ方向に駆動させる。紙面の上方からステージがスキャンされるときには、同様に、６Ａのフォーカスセンサを用いる。スリットの下でウエハ表面が投影光学系のレンズ像面に追い込まれたかを確認するために、スリット位置にもフォーカスセンサ６Ｂが配置されている。また、センサをＸ方向に複数配置することで、スリット内のウエハ表面の傾きも検出できる。このように、露光直前にフォーカスを計測するため、ウエハ全面のフォーカスを予め計測しなくてすみ、スループットが低下しない。
【０００６】
ＯＡＳを用いた露光シーケンスは、以下の通りである。ウエハが搬送されると、ウエハ上の各サンプルショットの事前に決めておいたマークを、ＯＡＳを使って計測する。その計測結果から、ウエハの置き誤差（ＸＹ、回転成分）や、熱膨張による誤差を算出する。そして、投影光学系のレンズの下にウエハを移動させて、各ショットを露光する。サンプルショットが多ければ、重ね合わせの精度は向上するが、スループットは低下する。また、１ショット内に複数の計測マークを配置し、これを計測することで、ショットの形状に合わせた露光も可能となり、重ね合わせ精度はさらに向上するが、やはり、スループットは低下する。
【０００７】
サンプルショットの計測と露光とを同時に行い、スループットと精度とを向上させるための方式として、ウエハステージを２つ用意し、片方が露光を行っているときに、他方でＯＡＳによる計測を行う方式がある（図７参照）。この方式をツインステージ構成と称す。対照的に、ステージが１つの方式を、シングルステージ構成と称す。
【０００８】
ツインステージ構成では、ウエハがロードされると、まず、ＯＡＳによってショットのＸＹの位置ずれが計測される。次に、フォーカスセンサがウエハ全面を計測する。このとき、もう片方のウエハステージは、投影光学系のレンズの下にいる。計測が終了したウエハを保持したまま、投影光学系のレンズの下にウエハステージを持って行き、露光を開始する。このとき、他方のウエハステージをＯＡＳ位置に駆動し、同様に、ウエハロード、ＯＡＳ計測、フォーカス計測を、露光と並列して実行する。ＯＡＳ計測やフォーカス計測が、露光するまでに終了していれば、仮にサンプルショットを増やしたとしても、スループットを悪化させることはない。よって、スループットと精度とを両立させることができる。
【０００９】
フォーカスセンサは、通常Ｘ方向に並んだ構成をとる。これは、Ｙ方向にスキャンしたときに、より多くの幅を計測することで、計測時間を短縮するためである。また、後述するレーザ干渉計は、レンズ位置、ＯＡＳ位置のそれぞれに配置される。
【００１０】
ウエハステージは、２次元平面（ＸＹ平面）内の任意の場所に高精度かつ広範囲に亙って駆動されることが要求される。この理由の１つは、半導体回路の微細化が進むにつれ、必要とされる精度がますます厳しいものとなることである。他の理由は、ウエハの大口径化、ウエハを交換するための交換位置への駆動、ウエハに露光されたマークを露光位置以外で計測する場合等、ウエハステージが駆動する領域も、非常に広範囲にわたる必要があるためである。
【００１１】
ウエハステージの位置を検出するために、レーザ干渉計が一般的に用いられている。このレーザ干渉計をＸＹ平面内に配置することで、ウエハステージのＸＹ平面内の位置を計測することができる。例えば、図１のように、ウエハステージ１には、Ｘ軸計測用の平面鏡２Ａ（以下、バーミラーと称す）がＹ軸方向に沿って搭載されうる。Ｘ軸方向の位置を計測するレーザ干渉計３Ａ−１は、Ｘ軸に略平行にレーザをバーミラー２Ａに照射して、その反射光と基準光とを干渉させることで、ウエハステージの相対的な駆動量を検出している。Ｙ軸方向の位置の計測も同様である。Ｘ軸、Ｙ軸のどちらか、又は、両方の干渉計を２つ用意することで、ウエハステージのＺ軸周りの回転角θｚも検出することができる。
【００１２】
レーザ干渉計から得られた位置情報を基に、リニアモータなどのアクチュエータ（図示せず）をＸＹ平面に配置することによって、ウエハステージを所定の場所に駆動することができる。
【００１３】
回路の微細化に伴うレンズの高ＮＡ化に伴い、レチクルの像をウエハに転写するためのフォーカス許容範囲（焦点深度）も狭くなり、フォーカス方向（Ｚ方向）の位置決めに要求される精度は厳しくなってきている。そのため、ステージは、ＸＹ平面に直交するＺ方向（フォーカス方向）、及び、Ｘ軸方向に関する傾斜、Ｙ軸方向への傾斜も、高精度に計測し制御する必要がある。Ｘ軸方向に関する傾斜はＹ軸周りの回転であり、チルトあるいはθｙと称される。Ｙ軸方向への傾斜はＸ軸周りの回転であり、チルトあるいはθｘと称される。そのため、Ｘ軸の干渉計３Ａ−１、３Ａ−２をＺ方向に２系統並べて配置して同時に位置計測をして、その計測データの差分からステージのＸ方向の傾斜θｙを計測する方式が提案されている。同じように、Ｙ軸の干渉計３Ｂ−１、３Ｂ−２をＺ方向に２系統配置することで、Ｙ軸方向に関する傾斜θｘを計測することができる（図１参照）。
【００１４】
Ｚ方向に関しても、レーザ干渉計で計測する手段が提案されている。図２は、Ｚ方向の位置を検出するためのＺレーザ干渉計構成の一例である。ステージに搭載された反射ミラー４Ａで、レーザ光が垂直に上方へ反射される。基準となるレンズ定盤には４５度の反射ミラー４Ｂが配置され、ここで、レーザ光は、水平に反射される。ほぼ投影光学系のレンズ中心付近に４５度の反射ミラー４Ｃを設置し、レーザ光は垂直に上から下方へ投射される。ステージには反射ミラー４Ｄが配置され、レーザ光は、ここで垂直に反射され、来た経路を元に戻る。反射ミラー４Ａはステージ上に構成されており、ステージＸ位置が移動すると、反射されるレーザ光もＸ方向に移動することになる。よって、４５度ミラー４Ｂ，４Ｃは、Ｘ方向に長いバーミラータイプを用意する。これで、ステージがＸ方向に移動しても、ステージの同じ位置にレーザ光を当てることができる。ステージがＹ方向に移動したとき、反射ミラー４Ａは、Ｘステージに搭載されているため、位置は変化せず、レーザ光の位置も変化しない。すると、ステージのＹ位置とレーザ光の相対位置が移動するため、ステージ上には、Ｙ方向に伸びたバーミラータイプ４Ｄを構成する。これにより、Ｙ方向にステージが移動しても、常にレーザ光がステージのミラー面に当たることになる。結果、ステージがＸＹ平面を移動しても、常にレーザ干渉計による計測が可能となる。
【００１５】
ここで述べた構成以外に、ステージにＹ方向に延びた４５度バーミラー４Ｅを、レンズ定盤にＸ方向に延びたバーミラー４Ｆを設置することで、ステージとレンズ定盤面の相対位置を計測することもできる（図３参照）。
【００１６】
図２及び図３のどちらの構成においても、ステージの左右（Ｌ側、Ｒ側と称す）を対象に、同様の構成を施す。Ｌ側及びＲ側がＸＹ全面で同時に計測できれば、その計測結果の平均を用いることでステージのＺ位置をより正確に計測することが可能となり、また、差分を計測することでステージのチルトも計測可能となる。
【００１７】
ステージがＸ方向に駆動されたとき、その位置決め精度は、Ｘ方向に伸びたバーミラー４Ｂ，４Ｃ，４Ｆの平面精度の影響を受ける。同様に、ステージがＹ方向に駆動されたとき、その位置決め精度は、Ｙ方向に伸びたバーミラー４Ｄ，４Ｅの平面精度の影響を受ける。ステージのＺ方向の位置決め精度は、先述のとおりｎｍオーダーの精度が要求されているが、バーミラー全面にわたり、ｎｍの精度で加工し、組み立てることは、技術的にも困難である。
【００１８】
特許文献１には、装置に搭載のフォーカスセンサを用いてステージのＸＹ駆動によるＺ誤差を事前に計測し、ステージを駆動させるときの目標位置に加味することで、Ｚ方向の位置決め精度を向上させることが考案されている。ステージのＸＹ駆動によるＺ誤差は、バーミラーの加工精度による誤差であり、以下の説明ではステージの走り面と呼ぶこととする。
【００１９】
この手法は、ステージに搭載されたウエハ、又は、ウエハに代わる反射平面の上を、フォーカスセンサを用いて計測するものである。このとき、計測は、ウエハの表面形状の影響を受けるが、複数のフォーカスセンサを用いることでウエハの表面形状の影響を除去し、ステージの走り面の誤差だけを計測する。図５において、ウエハ上のある計測点Ｐを、フォーカスセンサ６Ａで計測し、ステージを駆動させることで、ウエハ上の同じ計測点Ｐを、別のフォーカスセンサ６Ｂで計測する。ウエハの形状がどうであれ、同じ計測点Ｐを計測しているため、フォーカスセンサ６Ａと６Ｂは同じ計測値であるはずである。ここで、同じ計測値にならないのは、ステージの駆動によってＺ方向に誤差を持ったためであり、すなわち、バーミラーの加工精度の影響を受けたためである。よって、ウエハ表面の形状の影響を受けずに、バーミラーの形状を計測することができる。
【００２０】
以上で求められたＺバーミラーの形状は、ステージ制御用のプロセッサー（図示せず）のメモリー上に保存される。実際の露光のシーケンスでステージを駆動させたいとき、その目標位置からＺバーミラーの補正値を算出して、Ｚ方向の位置を補正することが可能となる。その結果、Ｚバーミラーの形状が補正された理想的な位置に、ステージを位置決め可能となる。
【００２１】
フォーカスセンサを用いたＺバーミラー（ＺＸバーミラー、ＺＹバーミラーを総称する）の計測は、ウエハ等を用いることで、特殊な工具を用いること無く、装置だけで自己キャリブレーションが可能である点で優れている。Ｚバーミラーに限らず、ＸＹバーミラーにおいても、装置のリセット時（原点出し時）の衝撃や、経時変化によって変形することも考えられる。よって、定期的にバーミラーの形状を計測する必要もあるため、特殊な工具が不要な点は、非常に重要である。
【００２２】
Ｚ、チルトの基準として、バーミラーを使用する以外の他の手法が図４に示すように存在する。その手法では、ステージ定盤面を基準としてＸＹ平面をスライドするＸＹステージ上にＺ、チルト駆動可能なステージを構成し、リニアエンコーダでＸＹステージ（ステージ定盤面基準）と、Ｚ、チルトステージの距離を計測する。計測対象が、バーミラーになるのか、ステージ定盤面になるのかの違いであり、どちらにも同様に適応が可能である。以降、バーミラーを用いたＺ、チルト計測手段において記述するが、ステージ定盤面を計測したい場合でも、まったく同様である。
【特許文献１】特開２００１−１５４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
上記のとおり、フォーカスセンサとウエハを用いることで、Ｚのバーミラー形状を正確に計測することができる。その結果、ステージをＸＹ方向に駆動する際に、Ｚ方向の誤差分をあらかじめ補正することで、Ｚ方向への位置決め精度が向上し、露光装置のフォーカス精度を向上させることができる。
【００２４】
しかし、バーミラー形状は、さまざまな要因で、徐々に、又は突然変形するおそれがある。例えば、バーミラーをねじ止めしている場合などは、このねじの締め付けによる応力により、経時的に徐々にバーミラーがもとの形状に戻ろうとする。これは、比較的長期間にわたり、バーミラーの形状が徐々に変形していくケースである。また、レーザ干渉計は相対位置計測系であるため、装置の電源投入時には、ステージの原点位置を確定させる必要がある。そのとき、機械的に突き当てを行い、原点位置を確定させる手段を用いることがある。この場合、ステージにそれ相応の力がかかることとなり、場合によっては、バーミラーの変形要因となりうる。
【００２５】
バーミラーの固定に接着剤を用いる場合も同様で、接着面の経時変化や、機械的な突き当て時の力で、バーミラーの変形が発生しうる。
【００２６】
つまり、ｎｍ単位で見ると、機械的にバーミラーの形状を変動させないことは、非常に困難である。特許文献１記載の手法によって、Ｚバーミラーの形状を高精度に補正することができたとしても、徐々に、又は、突然に、Ｚの位置決め精度が悪化してしまう。
【００２７】
そこで、定期的に、上記手法により、Ｚバーミラーの形状を計測する必要がある。しかし、この場合でも、露光処理を止めて計測を行う必要があるため、露光装置の生産性を落としてしまう。また、バーミラーの変形の速度は、露光装置によってまちまちであるため、適切な計測時期を知るのは困難である。計測する間隔が長すぎると、バーミラーの変形が大きくなりすぎ、不良品を発生させてしまう恐れがあり、逆に計測を頻繁に行うと、露光装置の稼働率を下げ、生産性を低下させてしまう。さらに、いずれの場合も、バーミラーが突然変形したときには、対応できない。
【００２８】
本発明は、基板ステージの駆動に起因して発生する投影光学系の光軸方向における誤差を、露光処理を止めることなく計測しうる露光装置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】
【００２９】
本発明は、投影光学系を介してレチクルのパターンを基板に投影して前記基板を走査露光する露光装置であって、
前記基板を保持する基板ステージを、前記投影光学系の光軸方向と直交する第１方向に走査移動させ、前記光軸方向及び前記第１方向に直交する第２方向にステップ移動させる駆動機構と、
前記駆動機構が前記基板ステージを前記第１方向に走査移動させるときに、前記投影光学系の光軸方向における前記基板ステージの位置を計測する第１計測器と、
前記基板の上で前記第２方向に延びる一つの直線上に位置する複数の計測点で前記投影光学系の光軸方向における前記基板の表面位置を計測する第２計測器と、
制御器と、
を備え、
前記制御器は、前記基板ステージが前記第２方向にステップ移動する前と後との双方において、基板の少なくとも１つの同一の領域を前記第２計測器に前記複数の計測点の中の互いに異なる計測点で計測させ、当該第２計測器による計測結果に基づいて前記基板ステージの第２方向に沿った移動に伴う前記第１計測器の計測誤差を算出する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、基板ステージの駆動に起因して発生する投影光学系の光軸方向における誤差を、露光処理を止めることなく計測しうる露光装置を提供することができる。その結果、露光装置の精度と生産性を両立させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係る露光装置の実施形態を、シングルステージ構成、ツインステージ構成に分けて説明する。
【００３２】
［ツインステージ構成の露光装置］
ツインステージ構成の露光装置は、露光領域と、計測領域と、露光領域及び計測領域を移動可能な複数の基板ステージとを有し、計測領域で計測された基板をその計測結果に従って位置決めしながら露光領域で露光する。
【００３３】
ツインステージ構成の露光装置は、図７に示されるように、計測領域のＯＡＳ位置で露光処理の前に投影光学系の光軸方向における基板（ウエハ）の表面位置（高さ位置）を計測する。基板の高さ位置（フォーカス位置）を計測する第２計測器（フォーカスセンサ）の複数の計測点７−１〜５は、Ｘ方向に延びる一つの直線上に位置する構成をとる。Ｘ方向は、投影光学系の光軸方向と直交する第１方向（Ｙ方向）及び前記光軸方向とに直交する第２方向である。図８に示すように、基板を保持する基板ステージを図示しない駆動機構によってＹ方向に走査移動（スキャン）させて、フォーカスセンサを用いて複数の計測点７−１〜５で１列分の領域９Ａのフォーカス計測を行う。通常、１〜数ｍｍピッチで、Ｙ方向にフォーカス計測点１０が並ぶことになる。次に、駆動機構によって基板ステージをＸ方向にステップ移動させ、その後、同様に、基板ステージをＹ方向に走査移動させながら、隣の列の領域９Ｂをフォーカス計測する。これを繰り返すことで、露光が開始される前に、基板全面のフォーカス計測を事前に行っておく。
【００３４】
このとき、通常、１列のフォーカス計測の領域は、ショットの幅と同じか、スループット向上のために複数のショットの幅を計測する場合もある。いずれの場合も、フォーカス計測範囲を計測するに十分な数のフォーカスセンサを配置する。
【００３５】
このようなツインステージ構成において、本発明に係る実施形態では、図１０に示されるように、１つの計測点７−６が本来の計測領域の外を計測するように、６つの計測点７−１〜６を配置する。これにより、１つの計測点７−６が隣接するフォーカス計測領域を計測することになる。本実施形態では、計測領域の外を計測する計測点の数を１つとしたが、２つ以上とすることもできる。
【００３６】
図１０において９Ａの領域を計測する場合、一番右の計測点７−６が、隣接する領域（図１１における９Ｂ）を計測する。領域９Ａを計測する場合における右端の計測点７−６の計測値を、Ｂ（Ｘ０）とする。先述の通り、Ｙ方向は１〜数ｍｍピッチで計測するため、Ｂ（Ｘ０）も、Ｙ方向に複数計測される。ここでは、便宜上、基板の中心、つまり、Ｙ＝０の位置の計測値だけに注目する。後述するが、すべてのＹ位置のデータを平均化してしまっても、理論上、結果は同じである。（平均効果で、計測精度は向上する可能性はある。）
次に、隣接する領域９Ｂを計測する場合、左端の計測点７−１が、先の領域９Ａを計測したときに右端の計測点７−６が計測した位置と同じ位置（図１１の１１）であるようにする。領域９Ｂを計測するときの計測点７−１の計測値をＡ（Ｘ１）とし、計測点７−６の計測値をＢ（Ｘ１）とする。
【００３７】
同様にして、次々と隣接した領域をフォーカスセンサが６つの計測点７−１〜６でフォーカス計測することで、基板全面に亙ってフォーカス計測を行う。
【００３８】
ここで得られた計測値から、ＺＸバーミラーの形状を算出する手法は、特許文献１などで記述されている。ここでは簡単な概念だけを記述する。
【００３９】
ｎ個の領域を基板ステージがＸ方向にステップ移動する前と後との双方において、基板の同一の領域を互いに異なる右端の計測点７−６と左端の計測点７−１とで計測することにより得られる計測結果は、以下のとおりである。ここで、Ｂ（Ｘ０〜Ｘｎ−１）は、基板ステージ位置ＸがＸ０〜Ｘｎ−１における右端の計測点７−６での計測結果である。Ａ（Ｘ１〜Ｘｎ）は、基板ステージ位置ＸがＸ１〜Ｘｎにおける左端の計測点７−１での計測結果である。
Ｂ（Ｘ０）
Ｂ（Ｘ１）、    Ａ（Ｘ１）
Ｂ（Ｘ２）、    Ａ（Ｘ２）
：
Ｂ（Ｘｎ―１）、Ａ（Ｘｎ―１）
Ａ（Ｘｎ）
このとき、Ｘ０〜Ｘｎは以下の関係にある。
Ｘ１＝Ｘ０＋ＸＦ
Ｘ２＝Ｘ１＋ＸＦ＝Ｘ０＋２ＸＦ
：
Ｘｎ＝Ｘｎ−１＋ＸＦ＝Ｘ０＋ｎＸＦ
ここで、ＸＦは、フォーカス計測領域の幅であり、隣接する領域を計測するために、基板ステージがステップ移動する幅である。
【００４０】
Ｂ（Ｘ０）とＡ（Ｘ１）は、基板上の同じ位置１１の計測結果である。つまり、ステージ走りが理想的平坦であれば、同じ値を示すはずである。つまり、この２つの計測結果の差が、ステージの走りが理想面からずれた量、すなわち、ＺＸバーミラーの形状の影響をうけたものである。この量を、基板ステージがＸ０→Ｘ１に駆動したときの、Ｚ誤差ΔＺとして、下記のように定義する。
ΔＺ（Ｘ０→Ｘ１）＝Ａ（Ｘ１）−Ｂ（Ｘ０）
ΔＺ（Ｘ１→Ｘ２）＝Ａ（Ｘ２）−Ｂ（Ｘ１）
：
ΔＺ（Ｘｎ−１→Ｘｎ）＝Ａ（Ｘｎ）−Ｂ（Ｘｎ−１）
上記式は、基板ステージが、ＸＦだけ駆動したときの、誤差の差分を示している。これを、ＺＸのバーミラーの絶対値Ｚ（Ｘ０〜Ｘｎ）に変換するためには、上記を累積していけばよい。このとき、絶対値の基準がないため、とりあえず、基板ステージがＸ０のときにおけるバーミラーの誤差成分を０と仮定する。
Ｚ（Ｘ０）＝０
Ｚ（Ｘ１）＝Ｚ（Ｘ０）＋ΔＺ（Ｘ０→Ｘ１）＝０＋ΔＺ（Ｘ０→Ｘ１）
Ｚ（Ｘ２）＝Ｚ（Ｘ１）＋ΔＺ（Ｘ１→Ｘ２）＝０＋ΔＺ（Ｘ０→Ｘ１）＋ΔＺ（Ｘ１→Ｘ２）
：
Ｚ（Ｘｎ）＝Ｚ（Ｘｎ−１）＋ΔＺ（Ｘｎ−１→Ｘｎ）＝ΔＺ（Ｘ０→Ｘ１）＋・・・＋ΔＺ（Ｘｎ−１→Ｘｎ）
ここで、Ｘ＝Ｘ０を、ＺＸバーミラーの形状を判断する基準としたが、これは、計算の便宜上であり、どこを基準としても問題はない。たとえば、Ｘ＝Ｘｃを、ＺＸバーミラーの形状を判断する基準としたい場合、全配列から、Ｚ（Ｘｃ）の値を引いてやればよい。その場合には、以下のようになる。
Ｚ（Ｘ０）→Ｚ（Ｘ０）―Ｚ（Ｘｃ）
Ｚ（Ｘ１）→Ｚ（Ｘ１）―Ｚ（Ｘｃ）
：
Ｚ（Ｘｃ）→Ｚ（Ｘｃ）―Ｚ（Ｘｃ）＝０
：
Ｚ（Ｘｎ）→Ｚ（Ｘｎ）―Ｚ（Ｘｃ）
ここで得られるＺＸバーミラーの形状は、あくまで、前回、計測・補正してからの変化量である。つまり、ＺＸバーミラーが変化していなければ、上記関数Ｚ（Ｘ）は、０か、計測誤差程度のごく小さい値となる。
【００４１】
ここで、閾値をあらかじめ設定しておき、Ｚ（Ｘ）が、閾値を超えたら、改めて、ＺＸバーミラーを精密に計測する時期を決定するように設けうる。この手法は、例えば、特許文献１に示されている。
【００４２】
もちろん、ここで求められたＺ（Ｘ）のデータを、ＺＸバーミラーの補正関数に加算することも可能である。このとき、同一の点を重複して計測するセンサが１つでなく複数であれば、ステージがＸ駆動したときのＺ誤差のみでなく、チルトの誤差も計測することが可能である。
【００４３】
以上のように、本来のフォーカス計測領域における計測点の数より多く計測点を設けることで、ＺＸバーミラーの形状の変動を計測することが可能である。
【００４４】
ここで、ＺＸバーミラーは、干渉計とともに、基板ステージが走査移動するときに基板ステージの高さ位置を計測する第１計測器を構成している。また、上述したＺＸバーミラー及び干渉計に起因する計測誤差を不図示の制御器が算出する。
【００４５】
上記のような計測手法が成立するのは、Ｘ方向へのステップサイズＸＦと、計測点７−１と７−６との距離が一致している場合のみである。Ｘ方向へのステップサイズは、フォーカス計測領域のＸ方向のサイズと同じであり、つまり、ショットサイズの整数倍（複数ショット同時計測の場合、図８の場合は、２ショットの幅）である。よって、ショットサイズによっては、２つの計測点での基板の表面位置がぴったりとは重ならない。
【００４６】
基板の表面が、十分に平坦であれば、必ずしも、２つの計測点での基板表面位置がぴったりとは一致しなくても、基板表面位置が互いに近接していたら誤差は大きくない。つまり、各計測点の間隔を、十分に小さくしておけば、すなわち、フォーカス計測領域内に多くの計測点が存在するように設けておけば、十分に実用に耐えることが可能となる。
【００４７】
この場合、もちろん、コストなどの問題もあるため、必ずしも、計測点を多く配置できるとは限らない。しかしながら、図８のような、通常のフォーカス計測を行う領域にしか、計測点が配置されていない構成においても、本発明は適用可能である。すなわち、図１０のように、本来のフォーカス計測領域の計測点より多く計測点を設けるのでなく、ＺＸバーミラーを計測したい時だけ、フォーカス計測領域を小さくすればよい。
【００４８】
この態様を図１２に示す。ここで、本来のフォーカス計測は２列同時に行われる。フォーカスセンサの計測点は、２ショット分の幅の内側にしか構成されていない。本来のフォーカス計測領域の幅は、２ショット分の幅と同じになるように設定するが、フォーカスセンサを用いてステージ走りによる誤差を算出するモードにおいては、フォーカス計測領域９Ｃを２ショット分の幅より小さくする。すると、フォーカスセンサの右端の計測点７−５は、フォーカス計測領域９Ｃの外に位置することになる。続いて、基板ステージをＸ方向にステップ駆動して、同様に、フォーカス計測領域９Ｄを計測する。このとき、左端の計測点７−１が、右端の計測点７−５で先に計測した同じ基板表面位置１１を計測する。このように、ステージ走りによる計測誤差を算出するモードにおけるフォーカス計測領域を、ショットの幅（の２倍）より小さくすることで、同様の効果を得ることができる。
【００４９】
このとき、フォーカス計測領域が、Ｘ方向に小さくなってしまうため、基板全面を計測するためには、より多くの領域を計測しなければならない。つまり、計測時間は増加してしまう。
【００５０】
また、すでに露光済みの基板を重ね焼きする場合（下地がある場合）、下地のパターンによる、フォーカスセンサのだまされ（誤差）成分を、除去する必要がある。通常は、基板全面において、全ショットの共通成分、つまり、全ショットの平均値を、計測値から引いてやる必要がある。Ｘ方向のステップサイズＸＦが、ショットの整数倍の場合、フォーカスセンサは、各計測点でショット内の同じ場所を計測するため、先の手段により、基板全体におけるショット共通成分を除去することは、容易である。しかし、フォーカス計測領域９Ｃを２ショット分の幅より小さくするような場合では、フォーカス計測領域毎に、各計測点でのショット内の基板表面位置が異なってしまう。
【００５１】
そこで、このような場合には、下地のパターンを有さない基板に露光する場合に限るなど、条件を設けてもよい。下地のパターンがなければ、パターンによるだまされも生じないため、上記問題は発生しない。また、下地のパターンがない基板については、下地のショットの位置を正確に計測するアライメント計測が不要であるため、そもそも、計測ステーション側は、時間的に余裕がある。よって、下地のパターンがない基板だけについて、Ｚバーミラーの計測を行うことで、スループットの低下もおさえることができる。
【００５２】
通常、バーミラーの変形は、ゆるやかであるため、必ずしも、毎回、Ｚ方向の誤差を計測する必要はない。ある一定期間ごとでも十分である。よって、下地のパターンがない基板にだけ、Ｚ方向の誤差を計測しても十分である。例えば、予め定められた枚数の基板が処理される毎に計測することとしうる。基板処理枚数の代わりに、予め定められた時間が経過する毎に計測するように設けてもよい。また、露光装置の電源を投入した直後は、バーミラーの形状が突然変形している可能性もあるため、電源を投入したときに、Ｚ方向の誤差を計測することが望ましい。
【００５３】
下地のパターンがある基板において、ＺＸバーミラーを計測したい時だけフォーカス計測領域を小さくする場合、ショット共通成分を基板全面で取り除くのではなく、ショット共通成分をフォーカス領域毎に取り除きうる。すなわち、図１２において、ショットの共通成分を領域９Ｃにて除去する。通常、Ｙ方向に並んだショットでは、フォーカスセンサが、各計測点で同じ基板表面位置を計測するので、この単位、つまり、Ｙ方向に並んだショットの単位で、ショットに共通の成分を除去すればよい。領域９Ｃでは、ショットが２列あるので、同様な処理を２回行うことになる。同様に、領域９Ｄにおいても、Ｙ方向に並んだショット共通成分を除去する。少しでも計測を行ったショットに関して行うので、領域９Ｄでは、３回行うことになる。これを、基板全面において、繰り返すことで、パターンによるだまされを除去することが可能となる。この結果、本来のフォーカス計測領域の計測点より計測点が多く設置される場合、ＸステップサイズＸＦがショットのＸ幅の整数倍でない場合も、下地のだまされを除去しながら、Ｚバーミラーの誤差の計測が可能である。ただし、図１０のように、基板全面で共通の成分を算出した方が、精度は良くなる。
【００５４】
以上、ＺＸバーミラーの誤差の計測方法について述べた。ＺＸバーミラーによる誤差は、基板ステージがＸ方向に駆動したときのＺ誤差である。ここでは、各フォーカス計測領域において、Ｙ＝０のみに注目したが、すべてのＹ位置において、Ｂ（Ｘ０）とＡ（Ｘ１）の差は同じである。よって、すべてのＹ位置において、平均化してしまっても、同様にＺＸバーミラーの形状を計測可能であり、かつ、平均化効果により、計測誤差を低減させることが可能となる。
【００５５】
以上、ＺＸバーミラーについて述べた。しかし、ＺＹバーミラーについても、図１３のように、Ｙ方向に基板ステージを駆動したときに重なるよう、Ｙ方向にシフトさせた計測点８を配置することで、誤差を計測可能である。
【００５６】
Ｙ方向への計測ピッチは、自由に設定できるため、計測点が必ず重なるようにすることは容易である。Ｙ方向へずらして配置されたセンサ位置がＹＬだけ離れたとすれば、基板全面をフォーカス計測する際の計測ピッチを、ＹＬと同じ、又は、ＹＬの整数分の１とすればよい。そうすれば、複数のＹ方向にシフトさせた計測点と同じ基板表面位置を、異なる計測点での基板表面位置と重ねること可能となる。以下は、Ｘ方向と同様な原理で、ＺＹのバーミラーの形状を算出可能である。よって、以下の説明は割愛する。
【００５７】
［シングルステージ構成の露光装置］
次に、シングルステージ構成の露光装置で用いられる、露光直前にフォーカス計測する場合について、説明する。
【００５８】
露光直前にフォーカス計測を行う手法は、静止露光方式とスキャン露光方式とで異なる。ここでは、近年主流のスキャン露光方式について述べる。
【００５９】
スキャン露光方式のステージ構成及びフォーカスセンサの配置を図６に示す。露光光は、露光スリットを通り、矩形の露光形状を形成する。基板ステージを駆動させることによって、矩形の露光範囲が基板上を移動し、１ショット分、露光を行う。よって、１ショットの露光領域の大きいことが特徴である。
【００６０】
露光スリット長手方向を第１の方向（Ｘ方向）とし、露光スリット短手方向を第２の方向（Ｙ方向）とする。基板ステージは、露光しながらＹ方向に走査移動（スキャン）し、隣接したショットを露光するためにＸ方向へステップ移動することとなる。
【００６１】
フォーカスセンサ６Ａ，６Ｃは、通常、露光スリットの数ｍｍ手前に配置されており、露光スリットが露光領域に入る事前にフォーカス計測を行う。露光スリットが露光領域に入るまでに、基板ステージをＺ方向に駆動することで、ベストなフォーカスで露光を行うことが可能となる。このフォーカスセンサの計測点を、Ｘ方向やＹ方向に複数設けることで、露光スリットにおけるチルトも計測可能となる。図では、便宜上、Ｘ方向のみに配置した例を図示している。
【００６２】
このようなステージ構成における具体的な方式を、以下に述べる。
【００６３】
従来のフォーカスセンサは、最大露光幅（Ｘ方向の幅）より小さい領域内のＺ方向位置及びチルトを計測する。しかし、本実施形態では、図９のように、最大露光領域よりを超える範囲にも、計測点が存在するように設ける。
【００６４】
図１４に沿って説明する。基板ステージが第１露光領域１２−１を走査移動させて露光する場合、露光スリットが露光領域に到達する前に、計測点６Ａ−１〜３で基板上の高さを計測する。露光スリットが露光領域に到達したときには、基板ステージのＺ方向及びチルトの駆動が終了している。このとき、ステージが追い込まれたかどうかを確認するために、スリット位置を計測するフォーカスセンサを用いて計測点６Ｂ−１〜３で計測を行う。ここまでは、通常の露光シーケンスでも行われる。しかし、本実施形態では、余分に配置された右端の計測点６Ｂ−４で、露光領域の外側の隣接する露光領域１２−２を計測することになる。第１露光領域１２−１の露光終了後、基板ステージをＸ方向にステップ移動させて隣接した第２露光領域１２−２を露光する場合、左端の計測点６Ｂ−１で、第１露光領域１２−１の露光時に右端の計測点６Ｂ−４で計測した同じ基板表面位置１３を計測する。
【００６５】
以降は、ツインステージの時と同様である。すなわち、基板上の同じ位置を計測しているため、同じ計測値であるはずである。これが異なる計測値となるのは、基板ステージがＸ駆動によって、Ｚ方向への誤差が生じているためである。その原因は、Ｚバーミラーの経時変化であり、調整が必要であることを示している。この計測を基板全面について行うことで、基板ステージ駆動範囲におけるＺバーミラーの形状を算出することが可能である。
【００６６】
ツインステージ構成の場合、通常、基板のＺ方向及びチルトは、一定の状態で、隣接した領域を計測する。それに対し、シングルステージ構成、つまり、リアルタイムフォーカスの場合、露光領域ごとに基板ステージのＺ方向及びチルトを駆動している。そのため、フォーカスセンサの計測値だけでなく、基板ステージの駆動量も計算に含める必要がある。単純化のため、Ｚ方向にのみ基板ステージを駆動した場合を考える。ツインステージ構成の場合と同様、ステージＸ位置における、計測点６Ｂ−４での計測結果をＢ（Ｘ）、計測点６Ｂ−１での計測結果をＡ（Ｘ）とし、基板ステージのＺ駆動量をＳ（Ｘ）とすると、それらは以下のようになる。
Ｂ（Ｘ０）、                    Ｓ（Ｘ０）
Ｂ（Ｘ１）、    Ａ（Ｘ１）、    Ｓ（Ｘ１）
Ｂ（Ｘ２）、    Ａ（Ｘ２）、    Ｓ（Ｘ２）
：
Ｂ（Ｘｎ−１）、Ａ（Ｘｎ−１）、Ｓ（Ｘｎ−１）
Ａ（Ｘｎ）、    Ｓ（Ｘｎ）
Ｚ誤差ΔＺは基板ステージの駆動量を考慮して以下のようになる。
ΔＺ（Ｘ０→Ｘ１）＝｛Ａ（Ｘ１）−Ｓ（Ｘ１）｝−｛Ｂ（Ｘ０）−Ｓ（Ｘ０）｝
ΔＺ（Ｘ１→Ｘ２）＝｛Ａ（Ｘ２）−Ｓ（Ｘ２）｝−｛Ｂ（Ｘ１）−Ｓ（Ｘ１）｝
：
ΔＺ（Ｘｎ−１→Ｘｎ）＝｛Ａ（Ｘｎ）−Ｓ（Ｘｎ）｝−｛Ｂ（Ｘｎ−１）−Ｓ（Ｘｎ−１）｝
シングルステージ構成においても、ツインステージ構成と全く同様に、基板全面におけるＺバーミラーの形状を算出することができる。
【００６７】
チルト駆動を伴う場合、回転中心からの距離とチルト量からフォーカス計測位置におけるＺ量に変換すれば、上記と同様に計算できる。
【００６８】
ステージ位置ＸにおけるＺ方向の駆動量をＺｓ（Ｘ）、Ｘ方向への傾きをＴｉｌｔ−Ｘ（Ｘ）、回転中心からフォーカス計測位置までの距離をＸｒｏｔ（Ｘ）、Ｙ方向への傾きをＴｉｌｔ−Ｙ（Ｘ）とする。また、回転中心からフォーカス計測位置までの距離をＹｒｏｔ（Ｘ）とすると、以下の関係が成り立つ。
Ｓ（Ｘ）＝Ｚｓ（Ｘ）＋Ｔｉｌｔ−Ｘ（Ｘ）・Ｘｒｏｔ（Ｘ）＋Ｔｉｌｔ−Ｙ（Ｘ）・Ｙｒｏｔ（Ｘ）
各Ｘ位置（Ｘ０，Ｘ１，・・・Ｘｎ）において、上記式を適応すればよい。
【００６９】
ここで、フォーカス計測位置から回転中心までの距離は、各Ｘ位置において可変としているが、ステージの制御方式によっては、固定値になる場合もある。また、回転角について、どちらの方向を正方向（＋）とするかによって、上記式の符号も反転し、加算部分が減算になる。ここでは、詳細には触れない。
【００７０】
上記は、便宜上、Ｙ＝０の位置のみで記述しているが、通常、１つの露光領域内に数ｍｍ間隔で複数の計測位置がＹ方向に並んでいる。これらをすべて平均化してもよい。また、露光領域も、Ｙ方向に複数並んでいるので、さらに平均化することで、計測誤差の影響を減少させることが可能となる。
【００７１】
また、上記式は、中心に配置されるフォーカスセンサの計測点６Ｂ−１と６Ｂ−４とを重ね合わせることを前提に記述しているが、先読みセンサの計測点６Ａ−１と６Ａ−４、又は、６Ｃ−１と６Ｃ−４を重ね合わせても、同様な効果を得ることができる。よって、これらのどれか１つの組合せを使用してもよいし、すべての組合せの平均を用いてもよい。
【００７２】
図１４は、フォーカスセンサの計測点を、片側だけに１つ多く配置した例を記載している。しかし、露光領域の両側に１つづつ多く配置したり、複数多く配置したりすると、Ｘ駆動におけるＺ方向の誤差のみでなく、Ｔｉｌｔの誤差も計測しうる。ただし、多くの計測点を配置すれば、コストももちろん高くなる。
【００７３】
上記式が成立する場合は、計測点６Ｂ−１と６Ｂ−４で計測される基板表面位置が完全に重なる、つまり、６Ｂ−１と６Ｂ−４の間隔と、露光領域（ショット）の幅（Ｘ方向へのステップ駆動量）とが同じ場合である。しかし、通常の露光においては、露光領域の幅は、露光するパターンによってさまざまである。そこで、フォーカスセンサの計測点６Ｂ−１と６Ｂ−４で基板上の同じ位置を計測しなくても、ごく近傍を計測したときも、同様なことを行っても良い。とくに、下地に露光済みのパターンがない場合で、基板の平坦度が十分に良ければ、十分に計測は可能である。
【００７４】
また、図１４は、露光領域内に３つの計測点６Ｂ−１〜３、露光領域外に１つの計測点６Ｂ−４を配置した図を記載している。これらの計測点間の間隔を小さくし、より多くの計測点を配置することで、いかなるショットの幅でも、２つ以上の計測点で基板上の同じ（又はごく近傍）の位置を計測することが可能となる。
【００７５】
先述の通り、通常の露光シーケンスにおいて、ショットの幅は様々であり、常に、最大露光幅で露光を行うとは限らない。露光領域の幅（Ｘ方向）が、フォーカスセンサの幅よりも小さい場合に、シングルステージ構成のリアルタイムフォーカスにおいてもＺ方向の誤差成分を算出し得る。例えば、露光装置の電源を投入したとき、あるいは基板ステージの原点位置を決定するとき、又は露光処理を行うロットの最初の基板に対してＺ方向の誤差成分を算出し得る。この場合、最大露光幅より多くの計測点を配置する必要がない。すなわち、図１４でいう、計測点６Ｂ−４が不要であるため、コスト的にも有利である。およそすべての露光装置において、実施可能である。ただし、すべての露光において、本発明に係るフォーカス計測手法が可能ではなく、あくまで、フォーカスセンサの幅より小さいショットを露光するときに限定される。以下は、同様であるため、割愛する。
【００７６】
Ｘ方向のＺバーミラーに関しては、上記の手法で調整可能である。Ｙ方向に関しては、通常、先読みセンサが配置されているので、改めて計測点を配置する必要はない。通常の露光シーケンス中に、同じ位置を別の計測点で計測することでＺ方向の誤差成分を算出し得る。すなわち、事前にフォーカスセンサ６Ａ−１〜３で計測した基板上の位置を、Ｙ方向にスキャンした後、フォーカスセンサ６Ｂ−１〜３で計測すれば、同様の手段を用いることが可能となる。
【００７７】
なお、静止露光の場合は、スキャン露光装置のＸ方向の場合と、同等のことがいえる。すなわち、最大露光幅よりＸＹ方向に広い範囲に計測点を配置したり、また、計測点の範囲よりＸ又はＹ方向に小さい領域を露光したりすればよい。
【００７８】
上記手法により、Ｚのバーミラーの形状が算出された後の処理は、ツインステージの場合と、まったく同様である。閾値をあらかじめ設定しておき、Ｚ（Ｘ）が閾値を超えたら、改めてＺＸバーミラーの計測を行ってもよい。ここで求められたＺ（Ｘ）のデータを、ＺＸバーミラーの補正関数に加算してもよい。
【００７９】
計測時期もショット毎に行ってもよいし、下地のパターンを有さない基板に対してだけ本提案の計測手法を用いてもよい。予め設定された枚数の基板が処理される毎に、本発明の計測手法を行ってもよいし、予め設定された時間が経過する毎に本発明の手法を行ってもよい。また、電源を投入した直後には、本発明による計測手法を必ず行うとしてもよい。
【００８０】
［露光装置の説明］
本発明で適用される例示的なシングルステージ構成の露光装置を説明する。露光装置は図１５に示すように、照明装置１０１、レチクルを搭載したレチクルステージ１０２、投影光学系１０３、基板を保持する基板ステージ１とを備える。上述したように基板ステージ１は、不図示の駆動機構によってＹ方向に操作移動され、Ｘ方向にステップ移動される。露光装置は、レチクルに形成された回路パターンを基板に投影して走査露光する。
【００８１】
照明装置１０１は回路パターンが形成されたレチクルを照明し、光源部と照明光学系とを有する。光源部は、例えば、光源としてレーザを使用する。レーザは、波長約193nmのArFエキシマレーザ、波長約248nmのKrFエキシマレーザ、波長約153nmのF2エキシマレーザなどを使用することができる。しかし、レーザの種類はエキシマレーザに限定されず、例えば、YAGレーザを使用してもよいし、そのレーザの個数も限定されない。光源にレーザが使用される場合、レーザ光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザ光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部に使用可能な光源はレーザに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。照明光学系はマスクを照明する光学系であり、レンズ、ミラー、ライトインテグレーター、絞り等を含む。
【００８２】
投影光学系１０３は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォーム等の回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。
【００８３】
レチクルステージ１０２及び基板ステージ１は、例えばリニアモータによって移動可能である。それぞれのステージは同期して移動する。また、レチクルのパターンを基板上に位置合わせするために基板ステージ１及びレチクルステージ１０２に不図示のアクチュエータ（駆動機構）を備える。
【００８４】
図１５に示されるような露光装置を用いて基板を露光する工程の後、露光された基板を現像する工程等を経て、半導体集積回路等の半導体デバイスや、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド等の微細なパターンが形成されたデバイスが製造されうる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】基板ステージのチルトに関する計測が可能な基板ステージ構成を示す図である。
【図２】Ｚレーザ干渉計の構成の一例を示す図である。
【図３】Ｚレーザ干渉計の構成の他例を示す図である。
【図４】ステージ定盤に基準ステージを設けた構成の一例を示す図である。
【図５】複数フォーカスセンサによるステージ位置に依存したＺ誤差を計測する方法を示す図である。
【図６】シングルステージ構成における、フォーカスセンサ及びＯＡＳの構成を示す図である。
【図７】ツインステージ構成における、フォーカスセンサ及びＯＡＳの構成を示す図である。
【図８】ツインステージ構成において基板全面を事前計測する模様を示す図である。
【図９】シングルステージ構成においてフォーカス計測領域外にフォーカスセンサを配置した構成を示す図である。
【図１０】ツインステージ構成におけるフォーカス計測領域外にフォーカスセンサを配置した構成を示す図である。
【図１１】ツインステージ構成において隣接したフォーカス計測領域を計測する模様を示す図である。
【図１２】ツインステージ構成においてＹ方向にフォーカスセンサを配置した図である。
【図１３】シングルステージ構成において隣接したフォーカス計測領域を計測する模様を示す図である。
【図１４】シングルステージ構成の露光装置を説明する図である。
【図１５】露光装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１：基板ステージ
２Ａ：Ｘバーミラー
２Ｂ：Ｙバーミラー
３Ａ−１：Ｘレーザ干渉計
３Ａ−２：チルトレーザ干渉計
３Ａ−３：ヨーレーザ干渉計
３Ｂ−１：Ｙレーザ干渉計
３Ｂ−２：チルトレーザ干渉計
３Ｂ−３：ヨーレーザ干渉計
４Ａ：４５度ミラー
４Ｂ：４５度バーミラー
４Ｃ：ＺＸバーミラー
４Ｄ：ＺＹバーミラー
４Ｅ−１：ＺＹバーミラー（ＺＹＬ）
４Ｅ−２：ＺＹバーミラー（ＺＹＲ）
４Ｆ−１：ＺＸバーミラー（ＺＸＬ）
４Ｆ−２：ＺＸバーミラー（ＺＸＲ）
５：基板ステージ定盤
６Ａ−１〜４：フォーカスセンサ（先読み）の計測点
６Ｂ−１〜４：フォーカスセンサ（中心）の計測点
６Ｃ−１〜４：フォーカスセンサ（先読み）の計測点
７−１〜６：フォーカスセンサの計測点
８：Ｙ計測用フォーカスセンサ
９Ａ：フォーカス計測領域
９Ｂ：隣接したフォーカス計測領域
９Ｃ：フォーカス計測領域
９Ｄ：隣接したフォーカス計測領域
１１：重複して計測される基板上の位置
１２−１：露光領域１
１２−２：隣接した露光領域２
１３：重複して計測される基板上の位置
【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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【図１５】
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