JP2004273926A

JP2004273926A - 露光装置

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Publication number: JP2004273926A
Application number: JP2003065144A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Terajima; 茂寺島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2004-09-30
Also published as: EP1457835A2; US7027131B2; US20040179179A1; EP1457835A3

Abstract

【課題】温度変化があってもレチクルやウエハの位置測定を正確に行うことができ、精度よく回路パターンを露光転写することができてチップの不良率を低減し、また高性能のデバイスを作成することができる露光装置を提供すること。
【解決手段】この露光装置１は、レチクル４の位置を、レチクル４を保持するレチクルチャック９上であって、レチクルチャック９に保持されたレチクル４の範囲内に相当する位置に設けられた基準面９ａに基づいて測定し、測定結果に応じてレチクルチャック９を移動させることによりレチクル４の位置を調整して露光を行う。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド、その他のマイクロデバイスを製造するために用いられる露光装置に係り、更に詳細には特にＥＵＶ光（極紫外光）等の真空紫外線を用いて露光を行う露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子を製造するための焼付け（リソグラフィ）方法として、紫外光を用いた縮小投影露光が行われている。この縮小投影露光においては、転写できる最小寸法は転写に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数に反比例する。このため、より微細な回路パターンを転写するために使用する光の短波長化が進められ、水銀ランプｉ線（波長３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）と、使用される紫外光（紫外線）の波長は短くなってきている。
【０００３】
しかし、半導体素子は急速に微細化しており、紫外光を用いたリソグラフィでは転写可能な寸法に限界がある。そこで０．１μｍ以下の微細な回路パターンの焼付けを効率よく行うために、紫外線よりも更に波長が短い１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度の波長の極紫外光（ＥＵＶ光）を用いた縮小投影露光装置が開発されている。
【０００４】
ＥＵＶ光の波長領域においては物質による光の吸収率が高くなる。したがって、ＥＵＶ光を用いた光学系に光の透過や屈折を利用するレンズ光学系（可視光や紫外光の波長領域で一般によく用いられるもの。）を使用すると、光学系内でＥＵＶ光が吸収されてしまい不都合である。したがって、ＥＵＶ光を使用した露光装置では一般に反射光学系が用いられる。この場合、回路パターンが形成された投影原版としてのレチクル（マスク）にも、透過型レチクルでなく反射型レチクルがよく用いられる。この反射型レチクルは、ミラー上に吸収体によって転写すべきパターンを形成したものである。
【０００５】
ＥＵＶ光を用いた露光装置を構成する反射型光学素子としては、多層膜ミラーと斜入射全反射ミラーとがある。ＥＵＶ光の波長領域では屈折率の実部は１より僅かに小さいので、入射角を大きくして反射面に近い角度から斜めにＥＵＶ光を入射する斜入射で用いれば全反射が起きる。通常、反射面から数度以内の角度の斜入射では数１０％以上の高い反射率が得られる。しかし光学設計上の自由度が小さく、この斜入射全反射ミラーを投影光学系に用いることは難しい。
【０００６】
比較的小さな入射角で用いるＥＵＶ光用のミラーとしては、光学定数の異なる２種類の物質を交互に積層した多層膜ミラーが用いられることが多い。この多層膜ミラーは、精密な面形状に研磨されたガラス基板の表面に例えばモリブデンとシリコンとが交互に積層されたものであり、例えば、モリブデン層の厚さは２ｎｍ、シリコン層の厚さは５ｎｍ程度とされ、積層数は２０層対程度とされている。ここで２種類の物質の層（モリブデン層、シリコン層）の厚さを加えたものを膜周期とよぶ。上記例では膜周期は２ｎｍ＋５ｎｍ＝７ｎｍとなる。
【０００７】
このような多層膜ミラーにＥＵＶ光を入射すると、入射ＥＵＶ光のうち特定の波長のものが反射される。入射角をθ、ＥＵＶ光の波長をλ、膜周期をｄとすると近似的にはブラッグの式、２×ｄ×ｓｉｎθ＝λ、の関係を満足するようなλを中心とした狭いバンド幅（波長幅）のＥＵＶ光だけが効率よく反射される。このときのバンド幅は０．６ｎｍ〜１ｎｍ程度である。反射されるＥＵＶ光の反射率は最大でも０．７程度であり、反射されなかったＥＵＶ光は多層膜中あるいは基板中で吸収され、そのエネルギーの大部分が熱になる。
多層膜ミラーは可視光のミラーに比べて光の損失が大きいので、多層膜ミラーをリソグラフィのための露光装置の光学系として用いる際には、ミラーの枚数を最小限に抑えることが望ましい。少ない枚数のミラーで広い露光領域を実現するためには、光軸から一定の距離だけ離れた細い円弧状領域（リングフィールド）の光だけを用いて、レチクルとウエハを同時に走査して広い面積を転写する走査露光（スキャン露光）による方法が好ましい。したがって、ＥＵＶ光を用いた露光装置（ＥＵＶ露光装置）においては、一般に走査露光（スキャン露光）による方法が用いられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以下、従来のＥＵＶ光を用いた露光装置に存していた問題を説明する。
【０００９】
ＥＵＶ光はガスによって吸収される性質を有する。例えば、１０Ｐａの気圧で空気が満たされた空間を波長１３ｎｍのＥＵＶ光が１ｍの距離伝播すると、その約５０％が吸収されてしまう。したがって、ガスによる吸収を避けるために、ＥＵＶ光が伝播する空間の気圧は少なくとも１０^−１Ｐａ以下、望ましくは１０^−３Ｐａ以下となっている必要がある。
【００１０】
また、光学素子が配置された空間に炭化水素等の炭素を含む分子が残留していた場合、ＥＵＶ光の照射によってその光学素子表面に炭素が次第に付着し、この付着した炭素がＥＵＶ光を吸収するために反射率が低下してしまうという問題がある。この炭素付着を防止するためには、ＥＵＶ光が照射される光学素子が配置される空間の気圧は少なくとも１０^−４Ｐａ以下、望ましくは１０^−６Ｐａ以下となっている必要がある。
【００１１】
このように、波長１３ｎｍ〜１４ｎｍ近傍のＥＵＶ光はレンズ等の透過や空気中の伝播によって大きく吸収される性質であるため、ＥＵＶ光を用いるＥＵＶ露光装置では従来の露光装置に用いられている透過型レチクルではなく、反射型レチクルが用いられ、かつ、ＥＵＶ光が通過する照明光学系及び投影光学系内のすべての光学素子が真空中に配置される構成となる。
【００１２】
反射型のレチクルは、ＥＵＶ光を反射する部分と吸収する部分との反射光強度の差によって回路パターンの情報を構成する。したがって、部分的に光を吸収するため、ＥＵＶ用の反射型レチクルは従来の透過型レチクルに比較して、照明光（露光光源からの光）を受けた際の発熱が大きくなってしまう。さらに、反射型レチクルは真空中に構成されているため、その発熱は周囲空間に殆ど放熱されず、レチクルを保持しているレチクルチャックを経由して伝熱によって放熱されるのみであり、放熱効率が悪い。
【００１３】
周囲が真空であるので、レチクルチャックのレチクル保持方法として従来用いられていた真空吸着方法が使用できず、静電吸着方法を用いることとなる。この方法を用いることにより、従来に比較して次のような不都合な点が生じる。まず静電吸着力を充分に得るためにレチクルチャックの材質が限定される。したがって、レチクルチャックの材質として必ずしも理想的な低熱膨張材を使用することができない場合がある。
【００１４】
また、静電吸着部では漏れ電流が発生し、その漏れ電流が発熱源となり静電吸着部がわずかに発熱することがある。そのために、ＥＵＶ光を用いた露光装置ではレチクルチャックはわずかながら熱膨張することになる。レチクルチャックはレチクルを略全面で吸着するため、その保持面はレチクルと同等かそれ以上の面積を持つ構成となっている。レチクルには、回路パターンが形成された部分の周囲に位置決め情報のためのスペースや搬送の際に搬送用のロボットで掴むためのスペース等が設けられているので、レチクル全体としての面積は、実際に露光に使用される部分の面積よりも大きいものとなっている。
【００１５】
前述のように、ＥＵＶ露光装置には、一般に走査露光が用いられる。そして、レチクルとウエハの位置測定はレーザ干渉計によって行われる。図７（ａ）及び（ｂ）に、従来の露光装置（露光光としてＥＵＶ光を用いない露光装置）におけるレチクル位置測定の例を示す。レチクル１０１の位置測定は、図に示すようにレチクル１０１を保持するためのレチクルチャック１０２に被測定点（被測定面）としての基準面１０３を設け、その基準面１０３の位置を測定することによって行う。
【００１６】
この基準面１０３は、レチクルチャック１０２の副走査方向の位置を測定するために、レチクルチャック１０２の短側面１０２ａに設けられている。また、レチクルチャック１０２の主走査方向の位置を測定するために、レチクルチャックの長側面１０２ｂにも基準面（図示せず）が設けられている。ここでレチクル面内又はウエハ面内での副走査方向（すなわち走査移動する方向）をＸ軸方向、主走査方向（すなわち、レチクル面内又はウエハ面内においてＸ軸に直交する方向）をＹ軸方向、レチクル面又はウエハ面に垂直な方向をＺ軸方向とする。
【００１７】
従来の露光装置においては、光がレチクルに吸収されることは少なく、レチクルの発熱は殆ど発生しなかった。また、多少の発熱がある場合であっても、その熱が周囲の気体中へ放出され拡散されていたため、熱が大きな問題とはなっていなかった。さらに、レチクルチャック１０１の吸着方式として真空吸着方式が用いられていたために、レチクルチャック１０１自体が漏れ電流等により発熱することもなかった。
【００１８】
しかしながら、ＥＵＶ露光装置においては反射型レチクルが光を吸収し発熱してしまう。また、レチクルチャックに静電吸着方式を用いると、レチクルチャック自体も漏れ電流により発熱してしまう。さらに、それらが真空中に構成されることとなるので熱の拡散も少なく、冷却効果も殆ど発揮されないので、レチクル及びレチクルチャックが高温となってしまう。
【００１９】
この場合、図７（ａ），（ｂ）に示す従来の構成においては、レチクル１０１及びレチクルチャック１０２が熱膨張してしまい、その熱膨張によりレチクル１０１及び基準面１０３の位置がシフトする。例えば図に示すように、レチクル１０１と基準面１０３とが離間していると、レチクル１０１と基準面１０３の熱膨張による位置シフト量が異なってしまい、温度変化により基準面１０３の位置とレチクル１０１の位置との対応がとれず、レチクル１０１の位置測定に誤差を生じてしまう。その測定誤差が原因となり、結果的にレチクルステージ１０４を走査移動させて露光を行う際に、レチクル上の回路パターンをウエハ上に正確に転写できず、チップの不良率が高くなってしまうという問題があった。レチクルチャックの吸着方式として静電吸着方式を用いることにより、その材質も低熱膨張率の材質を用いることができない場合があり、その場合は、熱膨張の問題は特に顕著なものとなってしまっていた。
【００２０】
本発明は上記の事情に鑑みて為されたもので、温度変化があってもレチクルやマスクの位置測定を正確に行うことができ、精度よく回路パターンを露光転写することができてチップの不良率を低減し、また高性能のデバイスを作成することができる露光装置を提供することを例示的目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記例示的目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、光源からの光を物体に導く光学系と、物体を保持する保持部材と、保持部材に設けられた基準面を利用して保持部材の位置を測定する装置とを有し、基準面は、保持部材に保持された物体の範囲内に相当する位置に設けられていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る露光装置１の露光部全体の構成を模式的に示す概略図である。この露光装置１は、露光光源にＥＵＶ光を用いた走査露光方式の縮小投影露光装置であり、ＥＵＶ光源２・照明光学系３・反射型レチクル（以下、単にレチクルという。）４・レチクルステージ５・投影光学系６・位置測定装置７・アライメント光学系８・真空系１７等を有して大略構成される。
【００２４】
ＥＵＶ光源２としては、例えばレーザプラズマ光源２ａが用いられる。このレーザプラズマ光源２ａは、励起用パルスレーザ２ｂ、集光レンズ２ｃ、ターゲット供給装置２ｄを有して大略構成される。このレーザプラズマ光源２ａは、真空容器中のターゲット材に励起用パルスレーザ２ｂによって高強度のパルスレーザ光を照射し、高温のプラズマを発生させ、そこから放射される例えば波長１３．４ｎｍ程度のＥＵＶ光を利用するものである。
【００２５】
ターゲット材としては金属薄膜・不活性ガス・液滴等が用いられ、ガスジェット等のターゲット供給装置２ｄによって真空容器内に供給される。励起用パルスレーザ２ｂのレーザ照射の繰り返し周波数が高い方が、放射されるＥＵＶ光の平均強度が高くなり、通常励起用パルスレーザ２ｂは数ｋＨｚの繰り返し周波数で運転される。
【００２６】
照明光学系３は、ＥＵＶ光源２からのＥＵＶ光を露光原版としてのレチクル４に導くためのものであり、複数のミラー３ａ・オプティカルインテグレータ３ｂ等を有して大略構成される。ミラー３ａとしては、多層膜ミラーや斜入射ミラーが用いられる。
【００２７】
初段の集光ミラー３ａ’はＥＵＶ光源２から略等方的に放射されるＥＵＶ光を集光し、平行光とするためのものである。オプティカルインテグレータ３ｂはレチクル４を所定の開口数で均一に照明するためのものである。また照明光学系３におけるレチクル４と共役な位置には、レチクル４の表面にＥＵＶ光が照明される領域を円弧状に制限するためのアパーチャ３ｃがレチクル４と実質的に共役な位置に設けられている。
【００２８】
レチクル４は、ウエハ上に投影される回路パターンが表面に形成された露光原版である。レチクル４の周辺を拡大した模式図を図２に示す。図２は、この露光装置１の要部としてのレチクル４周辺を拡大して示したもので、図２（ａ）はレチクル４の側面側から見た側面図を、図２（ｂ）はレチクル４の表面側から見た正面図を示す。
【００２９】
このレチクル４は、ウエハ上に転写すべきパターンを、タングステン等の吸収体によって多層膜ミラー上に形成したもので、ＥＵＶ光を反射する部分と吸収する部分との反射光強度の差によって回路パターンの情報を構成している。レチクル４は、保持部材としてのレチクルチャック９に保持されている。レチクル４は、そのＸ軸方向（副走査方向）の略中央に相当する位置を基準として、その位置がレチクルチャック９のＸ軸方向（副走査方向）の略中央に相当する位置に固定されている。したがって、レチクル４のＸ軸方向中央とレチクルチャック９のＸ軸方向中央とは、Ｘ軸方向において一致する位置となっている。この実施の形態においては、このレチクル４は真空中に配置されているので、静電吸着方式のレチクルチャック９が用いられている。レチクルチャック９は、レチクルステージ５上に載置されている。
【００３０】
このレチクルステージ５は、露光の際にレチクル４を副走査方向（Ｘ軸方向）に沿って精密に走査移動させるためのものである。レチクルステージ５としては、例えばサーボモータと精密送り機構とによる精密ステージや、リニアモータ等を用いた高精度走査移動及び高精度位置決め機構が用いられる。また、レチクルステージ５には、Ｘ軸方向（副走査方向）、Ｙ軸方向（主走査方向）、Ｚ軸方向（レチクル４の面に垂直な方向）、及び各軸回りの回転方向に微動可能な微動機構（図示せず）が設けられ、レチクル４の精密な位置決めができるようになっている。
【００３１】
レチクルチャック９には基準面９ａが設けられている。この基準面９ａは、レチクル４の位置を測定するための基準となる面であり、レチクル４の範囲内に相当する位置に設けられている。ここで、レチクル４の範囲内に相当する位置とは、図中Ｘ軸方向の位置測定においてはレチクル４の側面４ａのＸ軸方向位置から側面４ｂのＸ軸方向位置までの範囲内に相当する位置を意味する。また、図中Ｙ軸方向の位置測定においてはレチクル４の側面４ｃのＹ方向位置から側面４ｄのＹ方向位置までの範囲内に相当する位置を意味する。
【００３２】
本実施の形態においては、基準面９ａはレチクル４の内部であって、レチクル４のＸ軸方向略中央に相当する位置、すなわちレチクル４のＸ軸方向中心線４ｅ上に対応する位置に設けられている。レチクル４は寸法に個体ばらつきを有するので、レチクル４を複数準備したような場合には個々のレチクル４の寸法は精密な視点から見ると異なっている。しかし、レチクルチャック９に保持される際にはその中心位置を基準として保持固定されるので、レチクル４の中心とレチクルチャック９の中心とは略一致することとなる。このため、基準面９ａの位置測定を行うことは、レチクル４の略中心位置の位置測定を行うことと同様の結果となる。
【００３３】
レチクル４の位置と基準面９ａとの位置が近接していることから、レチクル４の熱膨張による位置ずれに対応して基準面９ａが位置ずれを生じることとなる。したがって、レチクル４及びレチクルチャック９が高温となり、熱膨張による位置ずれが発生したとしても、レチクル４の位置ずれ量と基準面９ａの位置ずれ量とは殆ど同じ量となり、基準面９ａの位置とレチクル４の位置との関係に誤差が生じることがない。
【００３４】
位置測定装置７の一部としてのレーザ測長器１０は、レチクル４の位置を測定する測定光を照射する測定光源である。レーザ測長器１０からのレーザ光（測定光）１０ａは、レチクルチャック９に形成された光路としての穴部９ｂを通って基準面９ａに向けて照射される。基準面９ａにはキューブミラー９ｄが取り付けられており、レーザ光１０ａは、そのキューブミラー９ｄによって反射される。
【００３５】
反射されたレーザ光１０ａは、穴部９ｂを通って検出手段としての干渉計１１へと導かれる。この干渉計１１（位置測定装置７の一部）は、基準面９ａからの反射光に基づいてレチクル４の位置を検出するためのもので、レーザ測長器１０からの参照光と基準面９ａで反射された反射光との光干渉に基づいて、基準面９ａの位置を高精度に測定することができる。この位置測定結果に応じて、微動機構によりレチクルステージ５及びレチクルチャック９が移動し、レチクル４の高精度な位置調整が行われるようになっている。
【００３６】
このレチクルチャック９は、レチクルステージ５によってＸ軸方向に一次元的な走査移動を行う。本実施の形態においては、穴部９ｂがＸ軸方向と平行に形成されているので、レチクルチャック９が走査移動しても、レーザ測長器１０からの測定光が遮られたり、基準面９ａに届かなくなってしまったりするようなことはない。また、基準面９ａからの反射光が干渉計１１に届かなくなってしまうようなこともない。
【００３７】
投影光学系６は、レチクル４によって反射されたＥＵＶ光をウエハ１２上に導くための光学系であり、複数のミラー６ａ〜６ｄ及びアパーチャ６ｅを用いて構成される。この投影光学系６においては、ミラー枚数が少ない方がＥＵＶ光の利用効率が高いが、収差補正が難しくなる。収差補正に必要なミラー枚数は例えば４枚から６枚程度であり、ミラー６ａ〜６ｄの反射面の形状は凸面又は凹面の球面又は非球面である。
【００３８】
ミラー６ａ〜６ｄは、低膨張率ガラスやシリコンカーバイド等の高剛性、高硬度、低熱膨張率の材料からなる基板表面を研削又は研磨して所定の反射面形状を創成した後、その反射面にモリブデン／シリコン等の多層膜を成膜したものである。前述のブラッグの式から明らかなように、膜周期一定の多層膜ミラーにおいてはミラー面内の位置によって光の入射角が異なってしまうと高反射率となるＥＵＶ光の波長もその位置に応じて異なってしまう。そこでミラー面内で一定波長のＥＵＶ光が効率よく反射されるために、膜周期が分布を持つように構成される。
【００３９】
ウエハ１２はウエハステージ１３上に設けられた保持部材としてのウエハチャック１４に保持される。ウエハステージ１３はレチクルステージ５と同様にＸ軸方向（副走査方向）に高速移動する機構を有している。このウエハステージ１３とレチクルステージ５とは、露光投影の縮小倍率に比例した速度比で同期して走査する走査移動機構を有している。また、ウエハステージ１３にはＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、及び各軸回りの回転方向に微動可能な微動機構（図示せず）が設けられ、ウエハ１２の精密な位置決めができるようになっている。
【００４０】
ウエハステージ１３の位置と姿勢は、レチクルステージ５の場合と同様に、図示しない位置測定装置（レーザ測長器と干渉計とを有して構成される位置測定装置）によって測定され、その位置測定結果に応じて、微動機構によりウエハステージ１３及びウエハチャック１４が移動してウエハ１２の高精度な位置調整が行われるようになっている。
【００４１】
アライメント光学系８を有するアライメント検出手段は、レチクル４の位置と投影光学系６の光軸との位置関係、及びウエハ１２の位置と投影光学系６の光軸との位置関係を検出するためのものである。その検出結果に基づいて、レチクル４の投影像がウエハ１２の所定の位置に一致するようにレチクルステージ５及びウエハステージ１３の位置と角度とが設定されるようになっている。
【００４２】
フォーカス位置検出手段１６は、ウエハ１２表面のフォーカス位置（すなわちＺ軸方向位置）を検出するためのもので、ウエハステージ１３の位置及び角度が制御されることにより、露光中のウエハ１２面が、常に投影光学系６による結像位置に保たれるようになっている。
【００４３】
この露光装置１においては、露光光源としてＥＵＶ光源２を用いている。このＥＵＶ光は、上述のように空気によっても吸収されて光の強度が低下する。したがって、この露光装置１において照明光学系３、レチクル４、投影光学系６、ウエハ１２を含み、ＥＵＶ光の光路に相当する部分は、全て真空系１７によって真空中に配されている。
【００４４】
次に、この露光装置１の動作について説明する。
【００４５】
レチクル４をレチクルチャック９に保持させ、ウエハ１２をウエハチャック１４に保持させて、この露光装置１による露光を開始する。ＥＵＶ光源２からのＥＵＶ光が照明光学系３を経てレチクル４の表面に導かれ、その後、投影光学系６を経てウエハ１２表面に至り、レチクル４表面上の回路パターンをウエハ１２表面に転写することによって露光が行われる。
【００４６】
この露光装置１は、走査露光方式によって回路パターンの露光を行う。すなわち、アパーチャ３ｃによってスリット状とされたＥＵＶ光をレチクル４の表面に照射しつつ、レチクルステージ５とウエハステージ１３とを投影光学系６の縮小倍率に比例した速度比で同期させつつＸ軸方向に走査移動を行って露光を行う。露光に際しては、アライメント検出手段によりレチクル４とウエハ１２とのアライメントが調整され、フォーカス位置検出手段１６によりウエハ１２のフォーカス位置が調整されて、レチクル４上の回路パターンが正確にウエハ１２上の所望の位置へと転写されていく。
【００４７】
ウエハ１２上で副走査方向へのスキャン露光（走査露光）が終わると、ウエハステージ１２はＸ軸方向，Ｙ軸方向にステップ移動して次の走査露光開始位置に移動する。そして、レチクルステージ５及びウエハステージ１２の走査移動速度が投影光学系６の縮小倍率に比例した速度比となるように、再びＸ軸方向への同期走査移動が行われる。
【００４８】
このようにして、レチクル４の縮小投影像がウエハ１２上に結像した状態で、レチクル４とウエハ１２との同期走査露光が繰り返され、レチクル４上の回路パターン像がウエハ１２上に像形成されていく。この一連の動作をステップ・アンド・スキャンといい、このステップ・アンド・スキャンによって、ウエハ全面にレチクルの回路パターンが転写される。
【００４９】
この走査露光において、ＥＵＶ光が照射されることにより、その光を吸収してレチクル４が高温となる。また、本実施の形態においては、レチクルチャック９は静電吸着方式とされているので、その漏れ電流によってレチクルチャック９も高温となる。そのうえ、レチクル４とレチクルチャック９とは、真空系１７によって真空環境中に配置されているので、空中への放熱は殆どなく熱が蓄積してさらに高温となる。
【００５０】
高温となることによって、レチクル４とレチクルチャック９とは熱膨張を生じるが、基準面９ａがレチクル４のＸ軸方向中心線４ｅ上に設けられているので、レチクル４の熱膨張によるＸ軸方向の位置ずれと基準面９ａの熱膨張によるＸ軸方向の位置ずれとは略同じ量となる。したがって、レチクル４やレチクルチャック９が温度変化しても、レチクル４と基準面９ａとのＸ軸方向の位置の対応関係は殆ど変化しない。基準面９ａの位置測定により正確にレチクル４の位置を把握することができ、その測定結果に誤差を生じることはない。
【００５１】
次に、図３及び図４を参照して、上述の露光装置１を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図３は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）ではデバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウエハ製造）ではシリコンなどの材料を用いてウエハ（被処理体）を製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、マスクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００５２】
図４は、ステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１によってマスクの回路パターンをウエハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施例の製造方法によれば従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
【００５３】
なお、レチクル４とレチクルチャック９の基準面９ａとは、本実施の形態の構成によれば基準面９ａがレチクル４のＸ軸方向中心線４ｅ上から離間すればするほど熱膨張による位置の相対関係に誤差を生じることとなる。したがって、本実施の形態においては基準面９ａをレチクル４のＸ軸方向中心線４ｅ上に設けているが、この構成に限らず、基準面９ａがレチクル４のＸ軸方向の範囲内、すなわち側面４ａのＸ軸方向位置と側面４ｂのＸ軸方向位置との間に設けられていれば、殆ど問題は生じない。
【００５４】
また、一般にレチクル４はＸ軸方向での寸法が大きく、Ｙ軸方向での寸法が小さい。そのため、Ｙ軸方向（主走査方向）におけるレチクル４の熱膨張による位置ずれは、Ｘ軸方向（副走査方向）における位置ずれに比べて小さく、あまり問題となることはない。
【００５５】
しかしながら、レチクル４のＹ軸方向（主走査方向）における位置ずれをも検出する場合は、レチクルチャック９上の、レチクル４のＹ軸方向の範囲内、すなわち、側面４ｃのＹ軸方向位置と側面４ｄのＹ軸方向位置との間（例えば、望ましくはレチクル４のＹ軸方向中心線上近傍）にレチクル４のＹ軸方向位置を測定するための基準面が設けられていればよい。
【００５６】
本実施の形態においては、レチクル４の場合を例にとって説明したが、もちろんウエハ１２の場合であってもこの発明は適用可能である。すなわち、ウエハチャック１４のウエハ１２の範囲内、望ましくはウエハ１２の略中央に相当する位置に基準面を設け、その基準面に基づいてウエハ１２の位置測定を行うことにより、ウエハ１２及びウエハチャック１４が熱膨張しても、ウエハ１２の位置測定を正確に行うことができる。その構成は、レチクル４及びレチクルチャック９の場合と略同様であるので説明を省略する。
【００５７】
また、この露光装置１の光源はＥＵＶ光に限られることなく、可視光・紫外光・Ｘ線・電子線等露光可能な光源であればいずれでもよいことはもちろんである。さらに、この露光装置１の露光方式も本実施の形態にて説明したような走査露光方式（ステップ・アンド・スキャンタイプ）に限られず、ステップ・アンド・リピートタイプの露光方式であってももちろんよい。
【００５８】
［実施の形態２］
レチクル４のＸ軸方向（副走査方向）の位置測定に加え、Ｙ軸方向（主走査方向）の位置測定をも行うための構成を以下に説明する。図５は、本発明の実施の形態２に係る露光装置のレチクル４周辺を拡大した図である。図５（ａ）はレチクル４を表面側から見た正面図であり、図５（ｂ）はレチクル４を側面側から副走査方向（Ｘ軸方向）に沿って見た側面図である。
【００５９】
この実施の形態において、バーミラー２１は露光装置本体側に固定されている。符号２２，２３はそれぞれレーザ測長器、干渉計であり、これらはレチクル４のＹ軸方向位置を測定するための位置測定装置を構成する。レーザ光路のためにレチクルチャック９にＬ字型の溝部（光路）２４が形成されている。この溝部２４は、レチクルチャック９のレチクル４との接触面でない方の面、すなわち底面９ｃに形成されている。図に示すように、そのＬ字型の角部に相当するレチクルチャック１２内部の位置（すなわち、レチクル４のＹ軸方向の略中央に相当する位置）に干渉計２３が設けられ、この干渉計２３が、レチクル４のＹ軸方向位置測定のための基準面として機能する。
【００６０】
レチクル４の位置測定のための被測定面としてのバーミラー２１は走査露光における走査長さに相当する長さを必要とする。したがって、バーミラー２１をレチクルステージ５上に設けると、長いバーミラー２１が必要となり不都合である。このため、Ｘ軸方向（副走査方向）と直交するＹ軸方向（主走査方向）のレチクル４の位置測定においては、このバーミラー２１を露光装置本体側に設けて固定し、基準面として機能する干渉計２３をレチクルチャック９内のＹ軸方向の略中央の位置に設けている。
【００６１】
このように構成することにより、レチクル４及びレチクルチャック９が高温となることによって熱膨張を生じても、レチクル４の位置測定に殆ど誤差を生じることはなく、正確にレチクル４の位置を把握することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態においては、レチクルチャック９の底面９ｃにＬ字型の溝部２４を形成したが、もちろんこれに限られるものではない。溝部２４と穴部９ｂとが互いに干渉せずに異なる光路となっていればよく、溝部２４は、レチクルチャック９のレチクル４と接触する側の面上に形成されていてもよい。
【００６３】
［実施の形態３］
実施の形態１において２つの基準面９ａにおいてそれぞれ位置測定を行えば、それらの測定結果の差分情報に基づいてレチクル４のＸＹ面内における回転位置ずれを測定することができる。すなわち、本来２つの基準面９ａのＸ軸方向位置は一致しているはずであるが、その位置が異なる場合は、レチクルステージ９がＸＹ面内で回転していることを示す。したがって、その２つの位置測定結果の差分情報に基づいて、レチクル４のＸＹ面内での回転位置ずれ量を測定することができる。
【００６４】
この回転位置ずれ量の測定は、実施の形態１に示すような構成においても実現できるが、図６に示すように、レチクル４の位置測定のための基準面９ａがレチクルチャック９の側面４ｃ，４ｄ上に形成された構成とすることにより、その測定精度をさらに向上させることができる。図６は、本発明の実施の形態３に係る露光装置のレチクル４周辺を拡大した図である。
【００６５】
この基準面９ａは、レチクルチャック９の側面４ｃ，４ｄ上であってレチクル４のＸ軸方向中心線４ｅ上に設けられている。Ｘ軸方向中心線４ｅ上に設けられているので、レチクル４やレチクルチャック９が高温となっても基準面９ａのＸ軸方向位置とレチクル４のＸ方向位置との対応関係は殆ど変化しない。したがって、基準面９ａの位置測定により正確にレチクル４の位置を把握することができ、その測定結果に誤差を生じることはない。
【００６６】
２つの基準面９ａがレチクルチャック９においてＹ軸方向に最も離間した側面４ｃ，４ｄ上に設けられているので、レチクルチャック９がＸＵ面内で回転すれを生じると、これらの基準面９ａは、そのＸ軸方向位置が大きく異なるものとなってしまう。したがって、それぞれの基準面９ａの位置測定を行うことによりレチクル４のＸＹ面内における回転位置ずれを精度よく測定することができる。
【００６７】
本実施の形態３における構成によれば、レチクルチャック９の内部に穴部９ｂや溝部２４を設けることなくレチクル４の位置測定が可能であるため、レチクル４が反射型の場合のみならず、透過型のレチクルの場合であっても適用可能である。
【００６８】
以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。
【００６９】
本出願は、更に以下の事項を開示する。
【００７０】
［実施態様１］光源からの光を物体に導く光学系と、該物体を保持する保持部材と、該保持部材に設けられた基準面を利用して該保持部材の位置を測定する装置と、を有し、
前記基準面は、前記保持部材に保持された前記物体の範囲内に相当する位置に設けられていることを特徴とする露光装置。
［実施態様２］前記基準面は、前記保持部材に保持された前記物体の略中央に相当する位置に設けられていることを特徴とする実施態様１に記載の露光装置。
【００７１】
［実施態様３］前記物体の略中央に相当する位置は、前記保持部材の略中央に相当する位置に固定されることを特徴とする実施態様１に記載の露光装置。
【００７２】
［実施態様４］前記物体は、レチクルであることを特徴とする実施態様１に記載の露光装置。
【００７３】
［実施態様５］前記物体は、ウエハであることを特徴とする実施態様１に記載の露光装置。
【００７４】
［実施態様６］前記保持部材は、静電吸着により前記物体を保持することを特徴とする実施態様１に記載の露光装置。
【００７５】
［実施態様７］前記物体を走査させつつ走査露光を行うことを特徴とする実施態様１に記載の露光装置。
【００７６】
［実施態様８］前記光源は、ＥＵＶ光源であることを特徴とする実施態様１に記載の露光装置。
【００７７】
［実施態様９］物体の位置を、該物体を保持する保持部材の前記物体の範囲内に相当する位置に設けられた基準面に基づいて測定し、該測定結果に応じて前記物体の位置を調整し、該物体に光源からの光を導いて露光を行うことを特徴とする露光方法。
【００７８】
［実施態様１０］実施態様１から実施態様８のうちいずれか一に記載の露光装置によって被処理体を投影露光する工程と、前記投影露光された被処理体に所定のプロセスを行う工程とを有するデバイスの製造方法。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、物体（レチクル、ウエハ）の位置を測定するための基準面が、保持部材（レチクルチャック、ウエハチャック）に保持された物体（レチクル、ウエハ）の範囲内に相当する位置に設けられている。したがって、物体や保持部材が高温となって熱膨張を生じた場合であってもその熱膨張による影響を殆ど受けることなく、基準面に基づいて物体（レチクル、ウエハ）の位置を正確に測定することができる。その結果、レチクル上の回路パターンを精度よくウエハ上に転写することができ、チップの不良率を低減することができる。
【００８０】
基準面を物体の範囲内、望ましくは物体の略中央に設ければ、物体から基準面までの距離を短くすることができるので、熱膨張による測定誤差をより一層低減することができる。
【００８１】
また、保持部材内であって物体の主走査方向略中心に相当する位置に基準面として機能する干渉計を設けることにより、副走査方向のみならず、主走査方向についての物体の位置測定をも高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る露光装置の露光部全体の構成を模式的に示す概略図である。
【図２】図１に示す露光装置の要部としてのレチクル周辺を拡大した模式図であり、（ａ）はレチクルの側面側から見た側面図であり、（ｂ）はレチクルの表面側から見た正面図である。
【図３】図１に示す露光装置による露光工程を有するデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】図３に示すステップ４の詳細なフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２に係る露光装置の要部としてのレチクル周辺を拡大した模式図であり、（ａ）はレチクルを表面側から見た正面図であり、（ｂ）はレチクルを側面側から副走査方向に沿って見た側面図である。
はレチクルの側面側から見た側面図を示し、（ｂ）はレチクルの表面側から見た正面図を示す。
特定ショットの走査方向における詳細な平面情報を取得するための計測の一例を示すウエハの概略断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る露光装置の要部としてのレチクル周辺を拡大した模式図である。
【図７】従来の露光装置におけるレチクル位置測定の例を示す図であって、（ａ）は、その要部としてのレチクル周辺をレチクルの表面側から見た正面図であり、（ｂ）はその要部としてのレチクル周辺をレチクルの側面側から見た側面図である。
【符号の説明】
１：露光装置
２：ＥＵＶ光源（露光光源）
２ａ：レーザプラズマ光源
４：反射型レチクル（物体）
５：レチクルステージ
７：位置測定装置
９：レチクルチャック（保持部材）
９ａ：基準面
１０，２２：レーザ測長器（測定光源、位置測定装置の一部）
１０ａ：レーザ光（測定光）
１１，２３：干渉計（検出手段、位置測定装置の一部）
１２：ウエハ（物体）
１３：ウエハステージ
１４：ウエハチャック（保持部材）

Claims

光源からの光を物体に導く光学系と、該物体を保持する保持部材と、該保持部材に設けられた基準面を利用して該保持部材の位置を測定する装置と、を有し、
前記基準面は、前記保持部材に保持された前記物体の範囲内に相当する位置に設けられていることを特徴とする露光装置。