(57)【要約】【課題】干渉信号に歪みが生じた場合における測定誤りを防止する。【解決手段】被測定物の面位置を測定する測定装置は、前記被測定物からの測定光と参照ミラーからの参照光とを光電変換素子の受光面で干渉させることによって干渉パターンを形成し、該干渉パターンを前記光電変換素子によって光電変換して干渉信号を出力する第１測定器と、前記被測定物の面位置を測定するための第２測定器と、演算処理部とを備え、前記演算処理部は、前記第２測定器を用いて測定された結果によってセントラルフリンジのピークであることが保証される前記干渉信号のピークに基づいて前記被測定物の面位置を検出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の面位置を測定する測定装置であって、
前記被測定物からの測定光と参照ミラーからの参照光とを光電変換素子の受光面で干渉させることによって干渉パターンを形成し、該干渉パターンを前記光電変換素子によって光電変換して干渉信号を出力する第１測定器と、
前記被測定物の面位置を測定するための第２測定器と、
演算処理部とを備え、
前記演算処理部は、前記第２測定器を用いて測定された結果によってセントラルフリンジのピークであることが保証される前記干渉信号のピークに基づいて前記被測定物の面位置を検出する、
ことを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記演算処理部は、前記第２測定器を用いて測定された結果に基づいて前記セントラルフリンジが含まれる範囲を決定し、前記干渉信号の前記範囲におけるピークを前記セントラルフリンジのピークとして前記被測定物の面位置を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記演算処理部は、前記第２測定器による測定結果に基づいて前記セントラルフリンジが含まれる範囲を決定し、前記範囲において前記干渉信号を前記第１測定器に取得させ、前記干渉信号に１つのみ含まれるピークを前記セントラルフリンジのピークとして前記被測定物の面位置を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
前記第２測定器は、前記被測定物に光を斜入射させ、前記被測定物からの反射光の結像位置に基づいて前記被測定物の面位置を測定する測定器である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項５】
原版のパターンを投影光学系によって基板に投影し前記基板を露光する露光装置であって、
前記基板からの測定光と参照ミラーからの参照光とを光電変換素子の受光面で干渉させることによって干渉パターンを形成し、該干渉パターンを前記光電変換素子によって光電変換して干渉信号を出力する第１測定器と、
前記基板が前記投影光学系の下に配置されている状態で前記基板の面位置を斜入射方式で測定するための第２測定器と、
演算処理部とを備え、
前記演算処理部は、前記第２測定器を用いて測定された結果に基づいてセントラルフリンジのピークであることが保証される前記干渉信号のピークに基づいて前記基板の面位置を検出する、
ことを特徴とする露光装置。
【請求項６】
デバイス製造方法であって、
請求項５に記載の露光装置を用いて基板を露光する露光工程と、
前記基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置、それが組み込まれた露光装置、および、それを用いてデバイスを製造するデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー技術を用いて半導体デバイスや液晶表示デバイス等のデバイスを製造する際に、原版（レチクル）のパターンを投影光学系によって基板に投影して該パターンを転写する露光装置が使用されている。
【０００３】
露光装置においては、半導体デバイスの高集積化に伴って、より高い解像力で原版のパターンを基板に投影することが要求されている。露光装置で転写することができる最小の寸法（解像度）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。したがって、波長を短くすればするほど解像力は良くなる。このため、近年では、波長の短いＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）が光源として使用されている。また、液浸露光も実用化に至っている。
【０００４】
これらの要求を達成するために、露光装置の主流は、原版のパターンを基板に一括露光するステップ・アンド・リピート方式の露光装置（「ステッパー」とも呼ばれる。）からスキャナーに移行しつつある。スキャナーは、スリット形状の露光領域に対して原版と基板とを相対的に高速走査し、大画面を精度よく露光するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置である。
【０００５】
スキャナーでは、基板の所定箇所がスリット形状露光領域に差し掛かる前に、光斜入射系の表面位置検出器によって当該所定箇所における表面位置が測定される。そして、その所定箇所を露光する際に、基板の表面を投影光学系の最適結像位置に一致させる補正がなされる。
【０００６】
基板の表面の高さ（フォーカス方向の位置）のほか、該表面の傾き（チルト）を測定するために、スリット形状の露光領域の長手方向（即ち、走査方向と直交する方向）に沿って、複数の測定点が配置される。フォーカスおよびチルトの測定方法は、数々提案されている（特許文献１〜３）。
【特許文献１】特開２００６−２６９６６９号公報
【特許文献２】米国特許第６２４９３５１号明細書
【特許文献３】米国特許第５１３３６０１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、近年では露光光の短波長化及び投影光学系の高ＮＡ化が進み、焦点深度が極めて小さくなり、露光すべき基板の表面を最良結像面に一致させる精度、つまりフォーカス精度もますます厳しくなってきている。特に、基板の表面位置を検出する光学系の性能に起因する表面位置の検出誤差が無視することができなくなってきている。
【０００８】
例えば、特許文献１で開示されている様に、斜めから基板に光を照射して、その反射光を検出する三角法を用いた場合、基板の下地の反射率ムラにより測定値が誤差を持つことが知られている。
【０００９】
また、特許文献２の様に、斜めから基板に光を照射してその干渉信号に基づいて基板の表面位置を測定する方法（図７参照）においても、サンプル３６０の表面位置が誤測定されうる。この誤測定について。図４を参照しながら説明する。図４は、図７に示す構成に基づいて、アクチュエータ３９７により、サンプル３６０をその表面に垂直な方向に走査した場合に得られる白色干渉信号を示したものである。図４のケース１の信号は、シリコンウェハ上にレジストを塗布した状態で測定した白色干渉信号である。通常、サンプルの表面からの測定光と参照面からの参照光との白色干渉信号を考えた場合、ケース１の様に測定光と参照光の光路長差が０となる位置において、白色干渉信号の信号強度が最大となる。よって、白色干渉信号を用いてサンプルの表面の位置を測定するには、白色干渉信号の信号強度がピークの位置を検出すればよいことになる。その為、干渉信号の包絡線ピークを検出するか、もしくは、信号強度が最大となる中央の縞（以下、セントラルフリンジと呼ぶ）のピークを求めることにより、サンプルの表面位置が検出できることになる。
【００１０】
または、特許文献３の様に、光路差がゼロの状態で干渉縞の光強度のコントラストが最大になるという特性を利用してもよい。この方法は、干渉信号の数点の光強度を求め、干渉縞の光強度のコントラストが最大となるフリンジを見つけ出し、そのフリンジの強度ピークを求めることにより、表面位置を決定する方法である（以下、最大コントラスト検出法と呼ぶ）。
【００１１】
ところが、レジスト膜厚が１００ｎｍ前後と薄い場合、もしくは、半導体の製造プロセスが進むにつれてシリコン上に銅、アルミニウムなどの物質が積層された場合、図４のケース２の様な白色干渉信号となることがある。これは、サンプル表面と参照面の干渉だけではなく、レジストを通過してレジスト下部に配置されているシリコンや銅などからの反射光による干渉も信号強度に寄与している為である。これにより、サンプル表面と参照光の光路長が０となるＺ方向位置で干渉強度が最大となるべき信号が、隣接した干渉縞（以下、サブフリンジと呼ぶ）において干渉強度が最大となる。この様な干渉強度信号に対して、従来法の包絡線ピークや、特許文献３のコントラスト最大法を適用した場合、測定誤差が発生することとなる。
【００１２】
本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、例えば、干渉信号に歪みが生じた場合における測定誤りを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の側面は、被測定物の面位置を測定する測定装置に係り、前記測定装置は、前記被測定物からの測定光と参照ミラーからの参照光とを光電変換素子の受光面で干渉させることによって干渉パターンを形成し、該干渉パターンを前記光電変換素子によって光電変換して干渉信号を出力する第１測定器と、前記被測定物の面位置を測定するための第２測定器と、演算処理部とを備え、前記演算処理部は、前記第２測定器を用いて測定された結果によってセントラルフリンジのピークであることが保証される前記干渉信号のピークに基づいて前記被測定物の面位置を検出する。
【００１４】
本発明の露光装置は、原版のパターンを投影光学系によって基板に投影し前記基板を露光する露光装置に係り、前記露光装置は、前記基板からの測定光と参照ミラーからの参照光とを光電変換素子の受光面で干渉させることによって干渉パターンを形成し、該干渉パターンを前記光電変換素子によって光電変換して干渉信号を出力する第１測定器と、前記基板が前記投影光学系の下に配置されている状態で前記基板の面位置を斜入射方式で測定するための第２測定器と、演算処理部とを備え、前記演算処理部は、前記第２測定器を用いて測定された結果に基づいてセントラルフリンジのピークであることが保証される前記干渉信号のピークに基づいて前記基板の面位置を検出する。
【００１５】
本発明の第３の側面は、デバイス製造方法に係り、前記方法は、上記の露光装置を用いて基板を露光する露光工程と、前記基板を現像する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、例えば、干渉信号に歪みが生じた場合における測定誤りを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。なお、添付図面において、同一要素には同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１８】
［第１実施形態］
図８は、本発明の好適な実施形態の露光装置の概略構成を示す図である。本発明の好適な実施形態の露光装置ＥＸは、基本構成として、照明ユニット８００と、原版（レチクル）３１を保持する原版ステージＲＳと、投影光学系３２と、基板（例えば、ウエハ）６を保持する基板ステージＷＳと、制御部１１００とを備えている。基板ステージＷＳの上には、基準プレート３９が配置されている。照明ユニット８００によって照明された原版３１のパターンは、投影光学系３２によって基板６に投影され、これによって基板６が露光される。基板６には、感光剤（フォトレジスト）が塗布されていて、露光によって当該感光剤に潜像パターンが形成される。
【００１９】
露光装置ＥＸは、更に、被測定物（基板、基準プレート）の面位置を測定するための測定器として、面位置測定干渉計（第１測定器）２００と、フォーカス制御用センサ（第２測定器）３３とを備える。露光装置ＥＸは、更に、演算処理部４１０、４００を備える。演算処理部４１０は、面位置測定干渉計２００を制御するとともに面位置測定干渉計２００から提供される信号を演算処理して面位置を検出する。演算処理部４００は、フォーカス制御用センサ３３を制御するとともにフォーカス制御用センサ３３から提供される信号を演算処理して面位置を検出する。
【００２０】
面位置測定干渉計２００とフォーカス制御用センサ３３とは、共に被測定物としての基板６の表面位置又は表面形状を測定する機能を有するが、以下のような相違点を有しうる。面位置測定干渉計２００は、応答性が遅いが、基板６に形成されているパターンによる騙されが少ないセンサである。フォーカス制御用センサ３３は、応答性が速いが基板６に形成されているパターンによる騙されがあるセンサである。
【００２１】
面位置測定干渉計２００は、基板からの測定光と参照ミラーからの参照光とを光電変換素子の受光面で干渉させることによって干渉パターンを形成し、該干渉パターンを前記光電変換素子によって光電変換して干渉信号を出力する。一方、フォーカス制御用センサ３３は、基板に光を斜入射させ、該基板からの反射光の結像位置に基づいて該基板の面位置を測定する斜入射方式の測定器である。演算処理部４１０は、フォーカス制御用センサ３３を用いて測定された結果によってセントラルフリンジのピークであることが保証される干渉信号のピークに基づいて、基板の面位置を検出する。
【００２２】
制御部１１００は、ＣＰＵやメモリを有し、照明ユニット８００、原版ステージＲＳ、基板ステージＷＳ、フォーカス制御用センサ３３、面位置測定干渉計２００と電気的に接続され、露光装置の動作を制御する。この実施形態では、制御部１１００は、フォーカス制御用センサ３３が基板６の面位置を検出する際の測定値の補正演算および制御も行う。
【００２３】
照明ユニット８００は、光源８０２と、照明光学系８０１とを有する。光源８０２としては、例えば、レーザーが好適である。レーザーとしては、例えば、波長が約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長が約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを使用することができる。光源８０２の種類は、エキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーや、波長２０ｎｍ以下のＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光源を使用してもよい。
【００２４】
照明光学系８０１は、光源８０２から射出された光を用いて被照明面に配置された原版３１を照明する。この実施形態では、照明光学系８０１は、スリット状の断面形状を有する光で原版３１を照明する。照明光学系８０１は、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含んで構成されうる。照明光学系８０１は、軸上光、軸外光を問わずに使用することができる。オプティカルインテグレーターは、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）を重ねることによって構成されるインテグレーターを含むが、光学ロッドや回折素子でも良い。
【００２５】
原版３１は、例えば、石英製で、その上には基板に転写するべきパターンが形成されされている。原版３１からの回折光は、投影光学系３２によって基板６に投影される。原版３１と基板６とは、光学的に共役な関係に配置される。原版３１と基板６とを縮小倍率比の速度比で走査することにより原版３１のパターンを基板６に転写することができる。なお、露光装置には、不図示の光斜入射系の位置検出器が設けられており、原版３１は、当該検出器によって検出される。
【００２６】
原版ステージＲＳは、図示しないチャックを介して原版３１を保持し、図示しない駆動機構によって駆動される。駆動機構は、リニアモーターなどを含んで構成され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向に原版ステージＲＳを駆動することで原版３１を移動させることができる。
【００２７】
投影光学系３２は、物体面からの光を像面に結像する機能を有し、この実施形態では、原版３１に形成されたパターンからの回折光を基板６上に結像する。投影光学系３２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（カタディオプトリック光学系）で構成されうる。あるいは、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系等を使用することもできる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。
【００２８】
基板６の面位置は、フォーカス制御用センサ３３および面位置測定干渉計２００を使って検出される。基板６は、例えば、ウエハまたはガラス基板でありうるが、他の部材であってもよい。
【００２９】
基板ステージＷＳは、図示しない基板チャックによって基板６を保持する。基板ステージＷＳは、原版ステージＲＳと同様に、例えばリニアモーターを利用して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向に基板６を駆動する。また、原版ステージＲＳの位置と基板ステージＷＳの位置は、例えば、６軸のレーザー干渉計８１、干渉信号処理部１０００などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。基板ステージＷＳは、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられる。また、原版ステージＲＳおよび投影光学系３２は、例えば、床等に載置されたベースフレーム上にダンパを介して支持される図示しない鏡筒支持体によって支持される。
【００３０】
続いて、基板６の面位置（フォーカス調整方向の位置）の測定点について説明する。この実施形態では、走査方向（Ｙ方向）に基板ステージＷＳを走査しながら、フォーカス制御用センサ３３で基板６の面位置を測定する。これによって、走査方向に沿った基板６の面形状が測定される。更に、走査方向と垂直な方向（Ｘ方向）には、基板ステージＷＳをΔＸだけステップ駆動して、続いて、走査方向に基板の面位置を測定する。この動作を繰り返し行うことにより、基板６の全面にわたって面形状を測定することができる。なお、高スループット化のためには、複数のフォーカス制御用センサ３３を用いて、基板６上の異なるポイントの面位置を同時に測定するようにしてもよい。
【００３１】
このフォーカス制御用センサ３３としては、光学的な高さ測定システムが使用されうる。基板６の表面に対して高い入射角度で光を入射させ、基板６の表面からの反射光の基準位置からのシフト量がＣＣＤイメージセンサなどを含む位置検出素子で検出される方法を採用しうる。特に、基板６上の複数の測定点に光を入射させ、各々の測定点からの反射光を個別のセンサに導き、異なる位置の高さ測定情報から露光すべき面のチルトを算出することができる。
【００３２】
フォーカス制御用センサ（第２測定器）３３について説明する。図９は、フォーカス制御用センサ３３の概略構成を示す図である。図９において、１０５は光源、１０６はコンデンサーレンズ、１０７は複数の長方形の透過スリットが並んだパターン板、１０８，１１１はレンズ、１０９，１１０はミラー、１１２はＣＣＤなどの受光素子である。
【００３３】
光源１０５から射出された光は、コンデンサーレンズ１０６により集光され、パターン板１０７を照明する。パターン板１０７のスリットを透過した光は、レンズ１０８、ミラー１０９を介して基板６上に所定角度で入射する。パターン板１０７と基板６は、レンズ１０８に関して結像関係をなし、パターン板１０７のスリットの空中像が基板６の表面に形成される。基板６で反射された光は、ミラー１１０、レンズ１１１を介して、受光素子１１２で受光される。基板６のスリット像は、レンズ１１１により受光素子１１２の受光面に再結像される。これにより、受光素子１１２からは、１０７ｉのようなパターン板１０７の各スリットに対応したスリット像からなる信号が出力される。この信号の受光素子１１２の受光面上での基準位置からのシフト量を検出することにより、基板６のＺ方向の位置（フォーカス方向の位置）を測定することができるる。基板６の表面がＺ方向の位置ｗ１からｗ２の位置にｄＺだけ変化した場合の基板６上の光軸シフト量ｍ１は、入射角度をθｉｎとして、以下の式で表すことができる。
【００３４】
ｍ１  ＝  ２・ｄＺ・ｔａｎθｉｎ  ・・・（１）
例えば、入射角θｉｎを８４度とすると、ｍ１＝１９×ｄＺとなり、基板の変位が１９倍に拡大された変位量になる。受光素子１１２の受光面上での変位量は、（１）式に、光学系の倍率（レンズ１１１によるの結像倍率）が掛け合わされたものとなる。
【００３５】
次に、面位置測定干渉計（第１測定器）２００について図１を参照しながら説明する。面位置測定干渉計２００は、被測定物である基板６のＸＹ面内の各点での面位置（Ｚ方向位置）を測定する。また、面位置測定干渉計２００は、ＸＹ面内の所定領域の平均的な高さ（面位置）、平均的な傾き情報（ωｘ、ωｙ）を測定することもできる。更に、面位置測定干渉計２００は、基板６がその表面に複数の薄膜を有する場合は、最上面の薄膜表面、各薄膜の界面、あるいは、下地基板そのもの高さ情報を測定することができる。
【００３６】
面位置測定干渉計２００は、照明部、投光光学系２４、ステージ系、受光光学系、データ処理系で構成される。照明部は、広帯域（広波長幅）の光を発するＬＥＤ（例えば、白色ＬＥＤと呼ばれるＬＥＤ）またはハロゲンランプ等のような光源１と、光源１が発生した光を集光するコンデンサーレンズ２とを含む。また、光源１としては、狭帯域の異なる発光波長のレーザーなどの複数の光源を組み合わせて構成されてもよい。更に、照明部は、基板６に照射する測定光を成形するスリット板３０を含みうる。
【００３７】
投光光学系２４は、平面ミラー６１、凹面ミラー４、凸面ミラー２３、開口絞り２２、光を分岐させるためのビームスプリッタ５ａを含んで構成されうる。平面ミラー６１を設けることなく照明部を配置するための十分なスペースがある場合には、平面ミラー６１は不要である。また、開口絞り２２を設ける代わりに、反射膜などにより凸面ミラー２３の反射領域を制限してもよい。
【００３８】
受光光学系１６は、参照ミラー７と、参照ミラー７で反射された光と基板６で反射された光とを合成するビームスプリッタ５ｂと、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子１４とを含む。受光光学系１６は、更に、基板６の表面を光電変換素子１４に結像させるための凹面ミラー１１および凸面ミラー１３と、開口絞り１２と、平面ミラー６２とを含む。平面ミラー６２を設けることなく光電変換素子１４を配置するための十分なスペースがある場合には、平面ミラー６２は不要である。また、開口絞り１２を設ける代わりに、反射膜などにより凸面ミラー１３の反射領域を制限してもよい。更に、光電変換素子１４の代わりとして、フォトディテクターなどの光量検出素子を用いても良い。
【００３９】
また、以上の説明では投光光学系２４、受光光学系１６にミラーを用いた反射光学系の例を示したが、レンズを用いた屈折光学系を用いてもよい。
【００４０】
ステージ系は、前述の基板ステージＷＳおよびそれを駆動する駆動機構を含む。
【００４１】
演算処理部４１０は、ＣＰＵ５０、データ保存用の記憶装置５１、測定結果や測定条件を表示する表示装置５２とを含んで構成されうる。
【００４２】
光源１から出た光は、コンデンサーレンズ２を介してスリット板３０上に入射する。スリット板３０には、幅が５０ｕｍ（Ｙ軸方向）、長さが７００ｕｍ（Ｘ軸方向）の矩形状の透過領域があり、投光光学系２４により基板６および参照ミラー７上に矩形の像を形成する。また、この透過領域は、矩形に限らず円形、ピンホールとしてもよい。基板６において必要な測定領域に応じて、スリットの大きさを増減してもよい。スリットは透過部材に限らず、金属板などにスリット形状の光透過領域を設けたものを用いてもよい。投光光学系２４を通った光の主光線は、基板６に入射角度θで入射する。その光路の途中には、ビームスプリッタ５ａが配置されているため、ほぼ半分の光量の光は、ビームスプリッタ５ａで反射されて参照ミラー７に対して入射角度θで入射する。
【００４３】
ここで、光源１が発する光の波長の帯域としては、４００ｎｍから８００ｎｍの帯域が好ましい。波長帯域は、この範囲に限られず、１００ｎｍ以上の帯域を使用することができる場合があるが、基板６上にレジストが配置さている場合は、レジストの感光を防ぐために、紫外線（３５０ｎｍ）およびそれよりも短い波長の光の使用は避けるべきである。光の偏光状態は、例えば、無偏光または円偏光の状態にすることができる。
【００４４】
入射角度θに関しては、基板６への入射角度θが大きくなると、基板６が有する薄膜の表面からの反射率が該薄膜の裏面からの反射率よりも相対的に大きくなる。したがって、薄膜表面の形状を測定する場合は、入射角度が大きいほど好ましい。一方、入射角度が９０度に近くなると、光学系の組立てが難しくなるため、７０度から８５度の入射角度が好ましいと言える。
【００４５】
また、凹面ミラー４と凸面ミラー２３は、凸レンズの曲率中心と凹レンズの曲率中心を同心円の関係とした、いわゆるオフナー型と呼ばれる配置関係にしてもよい。
【００４６】
さらに、凹面ミラーの曲率（Ｒ凹）と凸面の曲率（Ｒ凸）の関係をＲ凸＝Ｒ凹／２とし、凸レンズの曲率中心と凹レンズの曲率中心を非同心円の関係として配置してもよい。
【００４７】
ビームスプリッタ５ａとしては、金属膜や、誘電体多層膜など膜をスプリット膜としたキューブ型のビームスプリッタや、１ｕｍから５ｕｍ程度の厚さの薄い膜（材質はＳｉＣやＳｉＮなど）で構成されるペリクル型ビームスプリッタを使用することもできる。
【００４８】
ビームスプリッタ５ａを透過した光は、基板６に入射し、基板６で反射された後（基板６で反射した光は、測定光と呼ばれうる）、ビームスプリッタ５ｂに入射する。一方、ビームスプリッタ５ａで反射された光は、参照ミラー７に入射し、参照ミラー７で反射した後（参照ミラー７で反射した光は、参照光と呼ばれうる）、ビームスプリッタ５ｂに入射する。参照ミラー７としては、面精度が１０ｎｍから２０ｎｍ程度のアルミ平面ミラーや、同様の面精度を持つ、ガラス平面ミラーなどを使用することができる。
【００４９】
基板６で反射された測定光と参照ミラー７で反射された参照光とは、ビームスプリッタ５ｂで合成され、撮像素等の光電変換素子１４の受光面に干渉パターンを形成する。光電変換素子１４は、この干渉パターンを光電変換して干渉心号波形を出力する。ビームスプリッタ５ｂは、ビームスプリッタ５ａと同じものを使用することができる。光路の途中には、凹面ミラー１１、凸面ミラー１３および開口絞り１２が配置されている。凹面ミラー１１と凸面ミラー１３により、両側テレセントリックな受光光学系１６が構成され、基板６の表面が光電変換素子１４の受光面に結像することになる。したがって、この実施形態では、スリット板３０の像が投光光学系２４により基板６および参照ミラー７に形成され、更に、受光光学系１６により、光電変換素子１４の受光面に再び像を形成する構成となっている。
【００５０】
受光光学系１６の凹面ミラー１１と凸面ミラー１３の配置関係も、投光光学系２４に置ける凸面ミラーと凹面ミラーの配置関係と同様に配置することが可能である。
【００５１】
受光光学系１６の瞳位置に配置された開口絞り１２は、受光光学系１６の開口数（ＮＡ）を規定するために設けて有り、ＮＡは、例えばｓｉｎ（０．１度）からｓｉｎ（５度）程度にされうる。光電変換素子１４の受光面上では、測定光と参照光との干渉が生じ干渉パターンが形成される。
【００５２】
続いて、干渉パターンから干渉信号を取得する方法を説明する。図１において、基板６は基板チャックによって保持され、基板ステージＷＳ上に設置されている。図６に例示するような白色干渉信号を光電変換素子１４で得るために、基板ステージＷＳをＺ方向（基板６の法線方向）に駆動する。なお、基板６の測定領域を変更する場合には、基板ステージＷＳをＸ方向またはＹ方向に駆動して、測定すべき領域からの測定光を光電変換素子１４の受光領域に入射させればよい。
【００５３】
基板ステージＷＳのＸ、Ｙ、Ｚ方向における位置を正確に制御するために、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸、および、ωｙ、ωｙのチルト軸からなる５軸分の測定が可能なように複数のレーザー干渉計を配置されうる。それらのレーザー干渉計の出力に基づいて、クローズドループ制御によって基板ステージＷＳの位置および姿勢が制御されうる。これにより、基板６の面位置又は面形状の測定精度を上げることができる。特に、基板６の測定対象領域を複数領域に分割して測定を行うことによって該測定対象領域の形状を測定する場合には、レーザー干渉計を使った方がより正確に形状データのつなぎ合わせ（ステッチィング）ができる。
【００５４】
光電変換素子１４としては、フォトディテクターなどの光量検出素子ではなく、１次元ラインセンサ（例えば、フォトディテクターアレイ、ＣＣＤラインセンサ、ＣＭＯＳラインセンサ。）、２次元センサ（例えば、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサなど。）を用いることにより、基板６の全体の形状測定に必要な時間を低減することが可能である。
【００５５】
続いて、光電変換素子１４で検出され、記憶装置５１に格納された白色干渉信号を信号処理して、基板６の表面形状を求める方法について説明する。光電変換素子１４における白色干渉信号（干渉信号強度）を図６に示す。この白色干渉信号はインターフェログラムとも呼ばれており、横軸が基板ステージＷＳをＺ方向に駆動したときのＺ軸測長干渉計（測長センサとしては、静電容量センサでも良い）による測定値、縦軸が光電変換素子１４の出力（つまり、干渉信号強度）である。白色干渉信号のピークの位置を算出し、それに対応したＺ軸測長干渉計による測定値がその検出領域での高さ測定値となる。光電変換素子１４としてイメージセンサを用いて測定することで、基板６の三次元形状を容易に測定することができる。
【００５６】
続いて、演算処理部４１０のＣＰＵ５０による白色干渉信号の処理方法を説明する。前述したようにに、白色干渉信号の波形が崩れた場合、従来法である包絡線ピーク検出法や最大コントラスト検出法を適用すると、セントラルフリンジを検出できずに測定誤りが生じうる。しかしながら、白色干渉信号の波形が崩れた場合でも、セントラルフリンジのピークにおいて参照光と測定光の光路長差が０となる、という白色干渉の原理より、セントラルフリンジのピークを検出できれば正確に表面を検出可能となる。つまり、面位置測定干渉計２００で検出した白色干渉信号に基づいて基板の表面位置を求める際に、フォーカス制御用センサ３３の測定値に基づいて白色干渉信号のセントラルフリンジを決定し、そのセントラルフリンジのピークを検出すれば良いことになる。
【００５７】
図５、図６を参照しながら演算処理部４１０のＣＰＵ５０による処理の原理を説明する。
【００５８】
図６には、波形に崩れが無い場合の白色干渉信号が例示されている。この場合、セントラルフリンジのピークＰ０が白色干渉信号全体における最大ピークとなっているので、従来法である包絡線ピーク検出法や最大コントラスト検出法を用いてもセントラルフリンジのピークＰ０の検出が可能となり、誤検出は起こらない。
【００５９】
図５には、波形に崩れが有る場合の白色干渉信号の波形が例示されている。この場合、セントラルフリンジのピークが白色干渉信号の全体における最大ピークとなっていないので、従来法である包絡線ピーク検出法や最大コントラスト検出法を用いた場合、サブフリンジのピークが検出されることとなる。つまり、セントラルフリンジのピークＰ０の代わりに、サブフリンジのピークＰ１が検出される。基板６への入射角を８０°前後として面位置測定干渉計２００を構成した場合の白色干渉信号波形の縞間隔は、典型的には１．５〜２ｕｍ程度である。よって、従来法を用いた場合には、１〜２ｕｍ程度の測定誤差が発生する。
【００６０】
一方、基板６への入射角を８０°前後としてフォーカス制御用センサ３３を構成した場合、基板６に形成されているパターンによる騙され量は、数百ｎｍ程度、即ち１ｕｍ以下であることがわかっている。よって、フォーカス制御用センサ３３の測定値に基づいて面位置測定干渉計２００における白色干渉信号のピーク検出処理範囲を限定することが可能である。つまり、面位置測定干渉計２００において白色干渉信号を検出した後、ＣＰＵ５０は、フォーカス制御用センサ３３の測定値Ｆを用いて、セントラルフリンジ検出範囲Ｒを決定する。このセントラルフリンジ検出範囲Ｒの中に存在する干渉縞ピークを選択することにより、白色干渉信号のセントラルフリンジを決定することができる。さらに、このセントラルフリンジの干渉強度測定値に対して、信号強度ピーク、重心計算、または、二次近似などの関数フィッティングを実施することにより、セントラルフリンジのピーク、すなわち、基板６の表面位置を検出することが可能となる。
【００６１】
図２は、演算処理部４１０のＣＰＵ５０による処理のシーケンスを示すフローチャートである。まず、ステップＳ５０１では、基板６の測定対象領域が測定可能になるように、基板ステージＷＳがＸＹ方向に駆動される。
【００６２】
次に、ステップＳ５０２では、白色干渉信号の取得開始位置となるように、基板ステージＷＳがＺ方向に駆動される。続いて、ステップＳ５０３では、サンプリングピッチＺｐだけ基板ステージＷＳがＺ方向に駆動される。ステップＳ５０４では、面位置測定干渉計２００の光電変換素子１４によって干渉信号強度が検出される。ステップＳ５０５では、白色干渉信号の信号処理に必要なサンプリング数の検出が終了したかどうかが判断される。必要なサンプリング数に達していなければ、ステップＳ５０３に戻り、必要なサンプリング数に達していれば、ステップＳ５０６に進む。
【００６３】
ステップＳ５０６では、面位置測定干渉計２００で測定した基板６の領域の面位置がフォーカス制御用センサ３３で測定される。この測定により、基板６の面位置の測定値Ｆが得られる。ステップＳ５０７では、フォーカス制御用センサ３３による測定値Ｆに基づいて、セントラルフリンジ検出範囲Ｒが決定される。セントラルフリンジ検出範囲Ｒは、例えば、予め設定された値をｒ（＞０）として、Ｆ−ｒ＜Ｒ＜Ｆ＋ｒとして決定されうる。ｒは、セントラルフリンジ検出範囲Ｒの中に２つのピークが存在しないように決定されうる。
【００６４】
ステップＳ５０８では、セントラルフリンジ検出範囲Ｒに基づいて、白色干渉信号の波形におけるセントラルフリンジが検出される。続いて、ステップＳ５０９では、セントラルフリンジの波形を関数近似することなどによって、セントラルフリンジのピークが検出される。ステップＳ５１０では、セントラルフリンジのピーク値に基づいて基板６の表面位置が算出される。
【００６５】
セントラルフリンジ部分の干渉信号強度に対して移動平均を計算し、信号強度ピークを検出し又は関数フィッティングすることにより、図５の横軸であるＺ軸のサンプリングピッチＺｐの１／１０から１／５０程度の分解能でピーク位置を計算することができる。サンプリングピッチＺｐは、等ピッチでステップ的に基板ステージＷＳをＺ方向に駆動する方法によって与えられうる。或いは、サンプリングピッチＺｐは、基板ステージＺステージの速度をＺｓｐとし等速度でＺ方向に駆動しながら、光電変換素子１４によって入射光強度または入射光強度分布を検出してもよい。
【００６６】
基板６の表面位置（高さ）をＸＹ方向の複数点で測定することにより、基板６の表面形状を求めることができる。このようにして得られる基板６のヒョ面形状データは、記憶装置５１に保存され、表示装置５２によって表示されうる。
【００６７】
この実施形態では、参照ミラー７を固定し、基板６を駆動する例を示したが、基板６を固定し、参照ミラー７をＺ方向に駆動しても同様の効果が得られる。
【００６８】
また、基板６又は参照ミラー７を駆動する方法に代えて、米国特許出願公開第２００７／００８６０１３号明細書に開示されているように、駆動を伴わずに白色干渉信号を得ることも可能である。この場合、光電変換素子の手前に分光素子を配置した上で、光電変換素子によって波長毎の干渉強度を検出することにより、その波長毎の干渉信号強度に基づいて基板６の面位置を検出することができる。
【００６９】
上記の例では、白色干渉信号のセントラルフリンジとサブフリンジとの間隔に対してフォーカス制御用センサ３３の測定誤差が小さい。このような関係となるように、各センサ３３、２００のハード構成パラメータが決定されてもよい。白色干渉信号のセントラルフリンジとサブフリンジとの間隔は、基板面への光の入射角と光源が発生する光の波長帯域に大きく依存する。また、フォーカス制御用センサ３３の測定誤差は、入射角度、光源が発生する光の波長、測定ＮＡなどのパラメータが支配的である。よって、白色干渉信号のセントラルフリンジとサブフリンジとの間隔に対して、フォーカス制御用センサ３３の測定誤差が小さくなるように、各センサ３３、２００のパラメータを決定することにより、上記測定シーケンスの適用が可能となる。
【００７０】
次に、本発明の好適な実施形態の露光装置における露光方法を説明する。図１１は、本発明の好適な実施形態の露光装置における露光方法の全体的なシーケンスを示すフローチャートである。このシーケンスは、制御部１１００によって制御される。
【００７１】
まず、ステップＳ１で、基板（ウエハ）６が露光装置に搬入され、ステップＳ１０で、基板６に対して、フォーカス制御用センサ３３のフォーカス較正を行うかが判断される。この判断は、例えば、ロットの先頭基板、複数ロットの先頭ロットの基板か、フォーカス精度が厳しく求められる工程の基板などように予め登録された情報に基づいてなされうる。
【００７２】
ステップＳ１０でフォーカス較正が不要と判断されると、ステップＳ１０００に進み、通常の露光シーケンスが行われる。一方、ステップＳ１０でフォーカス較正が必要と判断された場合、ステップＳ１００のフォーカス較正シーケンスに進む。
【００７３】
ステップＳ１００では、図１２のフローチャートに示す処理が実施される。まず、基板ステージＷＳを駆動して、フォーカス制御用センサ３３の測定領域内に基準プレート３９が位置決めされる。基準プレート３９としては、オプティカルフラットと呼ばれる面精度の良いガラス板などが使用されうる。基準プレート３９の表面は、フォーカス制御用センサ３３の測定誤差が発生しないように、反射率が均一な領域が設けられており、この領域が測定される。なお、基準プレート３９は、露光装置の他のキャリブレーション用（例えば、アライメント検出計用や、投影光学系の評価用）に必要な各種較正用マークを設けられたプレートの一部が使用されてもよい。
【００７４】
ステップＳ１０１では、フォーカス制御用センサ３３により基準プレート３９のＺ方向における位置（表面位置）が検出され、ステップ１０２で、その測定値Ｏｍが格納される。次に、ステップＳ１０３では、基板ステージＷＳを駆動して、面位置測定干渉計２００の測定領域内に基準プレート３９が位置決めされる。その後、フォーカス制御用センサ３３によって測定されたポイントと同じポイントが面位置測定干渉計２００によって測定され、ステップＳ１０４で、その測定データＰｍが格納される。
【００７５】
ステップＳ１０５では、第１オフセットが算出される。図１４に示すように、第１オフセットは、面位置測定干渉計２００の測定値Ｐｍとフォーカス制御用センサ３３の測定値Ｏｍとの差である。ここで、面位置測定干渉計２００およびフォーカス制御用センサ３３によって基準プレート３９の光学的に均一な面を測定しているので、第１オフセットはゼロであるべきである。しかしながら、基板ステージＷＳの走査方向のシステム的なオフセットや、フォーカス制御用センサ３３または面位置測定干渉計２００の長期的なドリフトなどのエラー要因によって第１オフセットが生じうる。したがって、定期的に第１のオフセットを取得する方が好ましいと言える。ただし、上記エラー要因が発生しない、あるいは、別に管理出来る場合は、第１のオフセットは、１度だけ取得されうる。以上で、基準プレート３９を用いたフォーカス較正シーケンスＳ１００を終了する。なお、上記のオフセット測定では、光学的に均一な基準プレート３９を測定するので、面位置測定干渉計２００の白色信号波形の信号処理時には、従来方法である包絡線ピーク検出法や最大コントラスト検出法が用いられてもよい。
【００７６】
ステップＳ１００に続いて、基板６のフォーカス較正シーケンスＳ２００が実行される。図１２のステップＳ２０１で、基板ステージＷＳを駆動して、フォーカス制御用センサ３３の測定領域内に基板６の予め設定された測定点が位置するように基板６が位置決めされる。基板６の測定点Ｗｐは、後述する露光シーケンスにおける測定点と一致しているべきである。
【００７７】
ステップＳ２０１で、フォーカス制御用センサ３３により基板６の面内における測定点ＷｐのＺ方向の位置が測定され、ステップ２０２でその測定値Ｏｗが格納される。次に、ステップＳ２０３では、基板ステージＷＳを駆動して、面位置測定干渉計２００の測定領域内に基板６の測定点Ｗｐを位置決めした後、測定点ＷｐのＺ方向の位置が面位置測定干渉計２００で測定される。ステップＳ２０４では、その測定データＰｗが格納される。なお、基板６の面内に測定点Ｗｐは、基板内１点、ショット内１点、ショット内全点、複数ショット内全点、基板内全点などをそれぞれ指定する複数のモードの中から選択されるモードに従って決定されうる。
【００７８】
ステップＳ２０５では、第２のオフセットが算出される。図１４に示すように、面位置測定干渉計２００の測定値Ｐｗとフォーカス制御用センサ３３の測定値Ｏｗとの差として、第２のオフセットが基板６の面内の測定点Ｗｐ毎に求められる。
【００７９】
更に、ステップＳ２０６で、基板の面内の測定点毎に、第２のオフセットと第１のオフセットとの差分が演算され、その差分データが格納される。基板６の面内の各測定点におけるオフセット量Ｏｐは、（２）式により求めることが出来る。
【００８０】
Ｏｐ（ｉ）  ＝［Ｏｗ（ｉ）−Ｐｗ（ｉ）］−（Ｏｍ−Ｐｍ）  ・・・（２）
ここで、ｉは、基板６の面内における測定点を表す番号である。
【００８１】
オフセット量Ｏｐとしては、例えば、露光ショット単位で、平均的な高さオフセット（Ｚ）、平均的な傾きオフセット（ωｚ、ωｙ）が保存されうる。更には、基板上の回路パターンは、ショット（ダイ）で繰り返されるので、基板上の各ショットの平均値として、オフセット量Ｏｐを求めて保存するようにしてもよい。
【００８２】
以上で、基板６のフォーカス較正シーケンスＳ２００が終了する。
【００８３】
続いて、露光シーケンスＳ１０００を説明する。図１３は、露光シーケンスＳ１０００の詳細を示したものである。ステップＳ１０１０では、基板のアライメントがなされる。基板のアライメントは、アライメントスコープ（不図示）により、基板上のマークの位置を検出して、露光装置に対して、基板のＸＹ平面の位置合わせを行うものである。その後、ステップＳ１０１１で、フォーカス制御用センサ３３により、基板６の面内における所定箇所の面位置が測定される。この所定箇所は、前述のフォーカス較正シーケンスで測定された箇所に含まれる。したがって、（２）式で示されるオフセット量Ｏｐ（ｉ）で、測定値を補正することによって、基板面形状データが得られる。露光装置には、この補正後の基板面形状データが保存される。
【００８４】
ステップＳ１０１２では、基板ステージＷＳが駆動されて、投影光学系３２の下の露光位置に第１露光ショットが位置するように基板が位置決めされる。同時に、基板６の面形状データに基づいて第１露光ショットの面形状データが生成され、露光像面に対する基板６の表面のずれ量が最小になるように、Ｚ方向および傾き方向へに関して基板ステージの駆動データが補正される。
【００８５】
ステップＳ１１０３では、駆動データに基づいて基板ステージが駆動されながら、基板が走査露光される。こうして、第１ショットが露光終了すると、ステップＳ１０１４で未露光ショットの有無が判断される。未露光ショットが有る場合には、ステップＳ１０１２に戻り、次の露光ショットの面形状データが生成され、Ｚ方向および傾き方向に関して基板ステージの駆動データが補正される。ステップＳ１０１４で、露光すべきショット（即ち、未露光ショット）がないかどうかを判断し、未露光ショットがなくなるまで、上述の動作が繰り返えされる。全ての露光ショットの露光が終了したら、ステップＳ１０１５で基板６が回収され、露光が終了する。
【００８６】
この実施形態では、各ショットの露光直前に、露光ショットの面形状データを生成し、露光像面からのずれ量を算出し、基板ステージの駆動量が算出される。他の方法として、第１ショットの露光前に、全ての露光ショットに関して、面形状データを生成し、露光像面からのずれ量を算出し、基板ステージの駆動量を算出してもよい。
【００８７】
また、露光装置は、基板ステージＷＳを１つのみ備えるシングルステージ構成に限られず、ツインステージ構成であってもよい。ツインステージ構成の露光装置は、基板を露光する露光ステーションと、基板を測定する測定ステーションとを備える。ツインステージ構成の露光装置では、フォーカス制御用センサ３３および面位置測定干渉計２００は、測定ステーションに配置される。
【００８８】
基板上には、複雑な回路パターンや、スクライブラインなどが存在するので、反射率分布やローカルチルトなどの発生率が高いため、反射率分布やローカルチルトによる測定誤差を低減できる本発明の効果は大きい。基板の面位置が正確に測定できるようになると、最適露光面と基板表面との位置合わせ精度（フォーカス精度）が向上することになり、製造される半導体デバイスの性能向上や、製造歩止まりの向上にも繋がるという効果もある。
【００８９】
［第２実施形態］
第１実施形態では、白色干渉信号を取得した後に、フォーカス制御用センサ３３でセントラルフリンジの検出範囲を算出する手順を例示的に説明した。第２実施形態では、予めフォーカス制御用センサ３３を使ってセントラルフリンジの検出範囲を決定し、その範囲内で白色干渉信号を取得する手順を例示的に説明する。
【００９０】
図３は、本発明の第２実施形態のシーケンスを示すフローチャートである。このシーケンスは、演算処理部４１０のＣＰＵ５０によって制御されうる。
【００９１】
まず、ステップＳ６０１では、基板６の測定対象領域が測定可能になるように、基板ステージＷＳがＸＹ方向に駆動される。次に、ステップＳ６０２では、フォーカス制御用センサ３３によって基板６の面位置を測定することができるように、基板ステージＷＳがＺ方向に駆動される。
【００９２】
続いて、ステップＳ６０３では、基板６の測定対象領域の面位置がフォーカス制御用センサ３３で測定される。この測定により、基板６の面位置の測定値Ｆが得られる。ステップＳ６０４では、このフォーカス制御用センサ３３で測定した測定値Ｆを用いて、セントラルフリンジ検出範囲Ｒを算出する。フォーカス制御用センサ３３による測定値Ｆに基づいて、セントラルフリンジ検出範囲Ｒが決定される。セントラルフリンジ検出範囲Ｒは、例えば、予め設定された値をｒ（＞０）として、Ｆ−ｒ＜Ｒ＜Ｆ＋ｒとして決定されうる。ｒは、セントラルフリンジ検出範囲Ｒの中に２つのピークが存在しないように決定されうる。
【００９３】
続いて、この算出したセントラルフリンジ検出範囲Ｒにおいて白色干渉信号波形を検出するシーケンスに移行する。セントラルフリンジ検出範囲Ｒにおける各点の干渉信号強度の検出が終了するまで、ステップＳ６０５からＳ６０７のループが繰り返される。最初に実行されるステップＳ６０５では、セントラルフリンジ検出範囲Ｒの最小値に応じて基板ステージＷＳがＺ方向に駆動される。以降で実行されるステップＳ６０５では、サンプリングピッチＺｐだけ基板ステージＷＳがＺ方向に駆動される。ステップＳ６０６では、面位置測定干渉計２００の光電変換素子１４によって干渉信号強度が検出される。ステップＳ６０７では、セントラルフリンジ検出範囲Ｒでの白色干渉信号の検出が終了したかどうかが判断される。終了していなければステップＳ６０５に戻り、終了していればステップＳ６０８に進む。
【００９４】
ステップＳ６０８では、セントラルフリンジ検出範囲Ｒの白色干渉信号（干渉信号強度）の波形からセントラルフリンジが検出される。さらに、ステップＳ６０９では、そのセントラルフリンジのピークが検出される。ステップＳ６１０では、セントラルフリンジのピーク値に基づいて基板６の表面位置が算出される。
【００９５】
基板６の複数の測定領域における面位置を測定する場合には、それぞれの測定領域について、図１２に示す処理が実行されうる。つまり、各測定領域についてフォーカス制御用センサ３３を使ってセントラルフリンジ検出範囲Ｒが設定され、その範囲で白色干渉信号が検出される。
【００９６】
第２実施形態によれば、図１０に例示されるように、セントラルフリンジの干渉信号強度のみの検出が可能となり、ピーク検出処理に不要であるサブフリンジのデータを検出することがなくなる。したがって、測定数の削減のみならず、計算処理が削減され、必要なメモリ領域も削減される。
【００９７】
［その他の実施形態］
第２実施形態では、各測定領域についてフォーカス制御用センサ３３を使ってセントラルフリンジ検出範囲Ｒが設定され、その範囲で白色干渉信号が検出される。これに対して、予め基板６の複数の測定領域の面位置をフォーカス制御用センサ３３で測定し、該フィ区数の測定領域のそれぞれについてセントラルフリンジ検出範囲Ｒを設定した後に、各測定領域について白色干渉信号を検出することも可能である。この場合、基板を走査しながらフォーカス制御用センサ３３によって面位置を測定することが可能であるので、測定時間の短縮が可能である。
【００９８】
また、ＣＭＰ（ＣＨＥＭＩＣＡＬ  ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ  ＰＯＬＩＳＨＩＮＧ）技術の導入などにより半導体ウエハの表面形状は平坦になっており、表面の凹凸は数ｕｍ程度であると言われている。この様な平坦なウエハの場合には、ウエハ全面においてフォーカス制御用センサ３３を用いたセントラルフリンジ検出範囲Ｒの設定を行う必要がなく、ウエハ面内の数点を測定することにより、ウエハ面内のセントラルフリンジ検出範囲Ｒを設定することが可能である。
【００９９】
フォーカス制御用センサ３３は、上記のような光学式センサに限定されるものではなく、例えば、エアゲージ、キャパシタンスゲージ、近接プローブを用いてもよい。また、フォーカス制御用センサ３３の他にセントラルフリンジ検出範囲Ｒの決定用に別途エアゲージ、キャパシタンスゲージ、近接プローブを設けてもよい。つまり、上記のフォーカス制御用センサ３３は、セントラルフリンジを特定するためのセンサとして使用される。
【０１００】
［デバイス製造方法］
本発明の好適な実施形態のデバイス製造方法は、例えば、半導体デバイス、液晶デバイスの製造に好適であり、感光剤が塗布された基板の該感光剤に上記の露光装置を用いて原版のパターンを転写する工程と、該感光剤を現像する工程とを含みうる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の好適な実施形態の面位置測定器（第１測定器）の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態における面位置測定方法のフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態における面位置測定方法のフローチャートである。
【図４】被測定物の分光特性により変化する白色干渉信号を例示する図である。
【図５】被測定物の分光特性により歪んだ白色干渉信号を例示する図である。
【図６】理想的な白色干渉信号を例示する図である。
【図７】面位置測定装置又は形状測定装置の構成例を示す図である。
【図８】本発明の好適な実施形態の露光装置の構成を示す図である。
【図９】フォーカス制御用センサの構成例を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における白色干渉信号を示す図である。
【図１１】本発明の好適な実施形態における露光シーケンスのフローチャート図である。
【図１２】本発明の好適な実施形態における較正方法のフローチャート図である。
【図１３】本発明の好適な実施形態における露光方法のフローチャート図である。
【図１４】本発明の好適な実施形態における較正方法を説明する図である。
【符号の説明】
【０１０２】
ＷＳ  基板ステージ
１４  光電変換素子
３３  フォーカス制御用センサ
２００  面位置測定干渉計
４１０  演算処理部
【図１】
2009264799.tif 000003
【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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