JP2009302399A - 露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光装置の構成の複雑化やコストの増加を抑えながら照度センサの位置を高精度に検出する。
【解決手段】露光装置ＥＸは、照明系ＩＬによって照明される原版１１のパターンを投影光学系１３によって基板１４に投影して基板１４を露光する。露光装置ＥＸは、照明系ＩＬによる照明領域を規定する遮光部材１０と、投影光学系１３の像面において照度を計測するための照度センサ１８の該像面における位置を検出する制御部ＣＮＴとを備える。制御部ＣＮＴは、投影光学系１３の像面に対して光が入射する位置が該像面に沿って移動するように遮光部材１０を移動させながら得られた照度センサ１８の出力に基づいて該像面における照度センサ１８の位置を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、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。

半導体デバイス（例えば、ＩＣ、ＬＳＩ、イメージセンサ）、液晶デバイス、磁気ヘッドデバイス、等のデバイスは、フォトリソグラフィー工程を経て製造される。フォトリソグラフィー工程では、露光装置が使用される。露光装置は、エキシマレーザや水銀ランプを露光光源とし、原版（レチクル、マスクとも呼ばれる）のパターンを投影光学系によって基板に投影し該基板を露光する。基板には感光剤が塗布されていて、露光によって該感光剤に潜像が形成される。

露光装置によって基板を露光する露光工程では、基板の露光量が正確に制御される必要がある。露光装置の基板ステージには、投影光学系の像面（基板が配置される面）に入射する露光光の照度を計測するための計測器が搭載されている。

計測器の感度は普遍ではないので、計測器は、適切なスケジュールに従って校正されるべきである。また、デバイスの製造ラインには、一般に複数の露光装置が設置されているので、露光装置間でスループットを一致させるために、露光装置間で照度を一致させるべきである。このために、共通の校正用の照度センサが複数の露光装置において計測器の感度を校正するために使用されうる。

校正用の照度センサを用いてなされる感度校正では、照度センサが投影光学系の像面の露光領域に配置されて照度が計測され、また、基板ステージに搭載された校正対象の計測器が該露光領域に配置されて照度が計測される。そして、校正用の照度センサの出力と計測器の出力との関係に基づいて計測器の感度が校正される。ここで、計測器の感度校正は、典型的には、計測器の出力を補正するために該出力に対して乗じる校正値を決定することを意味する。

露光領域に形成される照度分布は、典型的には、台形形状を有する。換言すると、露光領域に形成される照度分布は、典型的には、照度が一定の主領域と、主領域の両側に配置された周辺領域とを有する。周辺領域では、主領域からの距離に応じて照度が小さくなる。ここで、感度校正においては、校正用の照度センサおよび校正対象の計測器の双方が主領域に配置されるべきである。いずれか一方が周辺領域に配置されると、校正用の照度センサの出力と校正対象の計測器の出力とは当然に異なることになるので、該計測器の感度を正しく校正することができない。

投影光学系の高ＮＡ（開口数）化は、照度が一定な主領域の幅の狭小化をもたらすので、主領域への校正用の照度センサの配置がますます困難になっている。

一般に、基板ステージは、基板を正確に位置決めするために極めて高い精度で位置が制御される。したがって、基板ステージに搭載された計測器を露光領域の中に位置決めすることは容易である。校正用の照度センサについても、必要に応じて基板ステージに搭載されるような構成においては、露光領域における照度が均一な主領域内に位置決めすることは容易である。
特開平４−８８６２１号公報

しかしながら、スループットの向上が重要視される状況において、校正用の照度センサを感度校正の際に保持するための保持部を基板ステージに設けることは好ましくない。そのような保持部は、基板ステージを複雑化し、その重量の増加をもたらすからである。

したがって、計測器の感度校正を実施する度に校正用の照度センサを投影光学系の像面に配置する方式の採用が望まれる。このような方式では、基板ステージとは独立した駆動機構にアームを取り付けて、そのアームに校正用の照度センサが搭載されうる。駆動機構によってアームを駆動することによって照度センサが像面に配置されうる。

ここで問題となることは、駆動機構に対するアームの取り付け誤差やアームに対する照度センサの取り付け誤差が照度センサの位置決め精度を悪化させることである。しかも、上記のような駆動機構は、一般的には、位置決め対象物である照度センサの位置を正確に位置決めするために不可欠な位置センサと連携していないので、取り付け誤差がそのまま位置決め誤差となる。また、高精度な位置センサを追加で備えようとすると、露光装置の複雑化や製造コストの増加を招く。

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、露光装置の構成の複雑化やコストの増加を抑えながら照度センサの位置を高精度に検出することを目的とする。

本発明の第１の側面は、照明系によって照明される原版のパターンを投影光学系によって基板に投影して該基板を露光する露光装置に係り、前記露光装置は、前記照明系による照明領域を規定する遮光部材と、前記投影光学系の像面において照度を計測するための照度センサの前記像面における位置を検出する制御部とを備え、前記制御部は、前記像面に対して光が入射する位置が前記像面に沿って移動するように前記遮光部材を移動させながら得られた前記照度センサの出力に基づいて前記像面における前記照度センサの位置を検出する。

本発明の第２の側面は、デバイス製造方法に係り、前記製造方法は、上記の露光装置を用いて基板を露光する工程と、該基板を現像する工程とを含む。

本発明によれば、例えば、露光装置の構成の複雑化やコストの増加を抑えながら照度センサの位置を高精度に検出することができる。

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。

［第１実施形態］
図１は、本発明の好適な実施形態に係るステップアンドスキャン方式の露光装置の概略構成を示す図である。ステップアンドスキャン方式は、基板（例えば、ウエハ）１４と原版１１とを同期して走査しながら原版１１のパターンを投影光学系１３によって基板１４に投影することによって基板１４を露光する方式である。ここで、原版１１は、そのパターン領域が照明系ＩＬによる照明領域を通過するように走査される。照明領域は、遮光部材としてのマスキングブレード１０によって規定される。なお、本発明は、ステップアンドリピート方式の露光装置にも適応されうる。

図１では、基板ステージ１５および原版ステージ１２の走査方向に沿った方向をＹ方向、それに直交する方向をＸ方向とするＸＹＺ座標系にしたがって方向が示されている。

図１に示す露光装置ＥＸは、制御部ＣＮＴを備え、制御部ＣＮＴによって各構成要素の動作が制御される。制御部ＣＮＴは、この実施形態では、露光に関する制御を司る露光コントローラ２６と、基板ステージ１５および原版ステージ１２に関する制御を司るステージコントローラ２５とを含む。

照明系ＩＬは、構成要素１〜１０を含みうる。光源部１は、基板１４を露光するための光を発生する。光源部１としては、例えば、ＡｒＦエキシマレーザ、ＫｒＦエキシマレーザ等のパルスレーザ光源を使用することができるが、これに制限はされない。光源部１は、例えば、光強度およびパルス振周期を変更可能に構成されうる。光強度およびパルス振等の制御量は、露光コントローラ２６による露光量制御や、ステージコントローラ２５による基板ステージ１５および原版ステージ１２の同期制御に応じて調整されうる。

光源部１が発生する露光光は、引き回し光学系２により露光装置のチャンバーまで引き回された後、エネルギー減光部３によって光強度が調整されうる。エネルギー減光部３は、互いに異なる透過率を持つ複数のＮＤフィルタが配置されたターレットを備えている。光強度の調整は、ターレットの回転によってＮＤフィルタを選択することによってなされる。なお、複数段のターレットを直列に接続することにより、光強度の細かな調整を可能にしてもよい。

エネルギー減光部３を通過した露光光は、ビーム成形光学系４に入射する。ビーム成形光学系４は、例えば、複数の凹凸レンズと円柱レンズを含んで構成されていて、露光光（ビーム）の断面形状を成形することにより照度を均一化する。ビーム成形光学系４を通過した光を光源形状成形部５が成形することにより、目的とする角度分布（有効光源）を有する光源が形成される。光源形状成形部５は、例えば、複数の開口絞りが構成されたターレットと、複数のズームレンズが構成されたターレットとが直列に配置されて構成されている。各ターレットの回転角を制御することにより、目的とする角度分布をもつ光源が形成される。

光源形状成形部５を通過した露光光は、反射ミラー６で光路が変更された後に、一様分布成形部７によって一様な照度分布を有するスリット形状の露光光に成形される。一様分布成型部７は、例えば、複数の微細レンズが格子状に並んだ蝿の目レンズと凸レンズとで構成されうる。蝿の目レンズの各レンズを通過した露光光は、広域に拡散され、その拡散された露光光が凸レンズによりスリット開口に多重照射されることで、スリット形状の一様な照度分布が形成される。

スリット形状の露光光は、ビームスプリッタ８により基板１４の方向と積算センサ９の方向とに、例えば１：数百万分の１の光強度の割合で分割される。積算センサ９は、それに入射する露光光の量を積算し、基板１４に照射される露光光の積算量を間接的に検知するために使用される。積算センサ９の出力は、露光コントローラ２６に送られ、これに基づいて、光源部１が発生する光強度や、エネルギー減光部３における透過率が制御されうる。また、積算センサ９の出力は、ステージコントローラ２５に送られて、これに基づいて原版ステージ１２と基板ステージ１５の同期制御が調整されてもよい。原版ステージ１２および基板ステージ１５の駆動を露光量に応じて制御することによって、基板１４上の各ショット領域の露光量を一定にすることができる。

ビームスプリッタ８を通過した光は、その一部がマスキングブレード（遮光部材）１０により遮断される。これにより、照明系ＩＬによる照明領域（原版１１が配置される面、即ち投影光学系１３の物体面における光が入射する領域）が規定される。これにより、基板１４が配置される面、即ち投影光学系１３の像面における露光領域（像面における光が入射する領域）もまた規定される。マスキングブレード１０は、複数のブレードを含みうる。一例として、マスキングブレード１０は、Ｘ方向に駆動される対向する２枚のブレード１０ＸＬ、１０ＸＲと、Ｙ方向（走査方向）に駆動される対向する２枚のブレード１０ＹＵ、１０ＹＤの合計で４枚のブレードで構成されうる。

基板１４の露光中は、露光対象のショット領域の外側に光が入射することを防ぐために、ステージコントローラ２５は、Ｘ方向のブレードＸＬ、１０ＸＲを必要な開口寸法になるように制御する。また、ステージコントローラ２５は、原版ステージ１２および基板ステージ１５と同期させてＹ方向のブレード１０ＹＵ、１０ＹＤを移動させる。

マスキングブレード１０で規定される開口を通過した露光光は、原版ステージ１２によって保持された原版１１に入射する。原版１１には、デバイスを製造するためのパターンが形成されている。原版ステージ１２の位置は、レーザ干渉計によって計測される。該レーザ干渉計によって計測された原版ステージ１２の位置の情報は、ステージコントローラ２５に送られる。ステージコントローラ２５は、原版ステージ１２の位置の情報に基づいて基板ステージ１５と同期させるための原版ステージ１２の位置及び速度を決定し、原版ステージ１２を制御する。

原版１１に入射する露光光によって、原版１１のパターンが投影光学系１３を介して基板１４に縮小投影される。基板ステージ１５の位置は、レーザ干渉計によって計測される。該レーザ干渉計によって計測された基板ステージ１５の位置の情報は、ステージコントローラ２５に送られる。ステージコントローラ２５は、基板ステージ１５の位置の情報に基づいて、原版ステージ１２と同期させるための基板ステージ１５の位置及び速度を決定し、基板ステージ１５を制御する。

基板ステージ１５には計測器１６が搭載されている。計測器１６は、基板１４が配置される面、即ち投影光学系１３の像面に入射する露光光の照度および照度分布を計測する。計測器１６は、ピンホールが形成された遮光板と、ピンホールを通過した光を検知する光電変換素子とを含みうる。ピンホールの面積の情報は、記憶部２７に記憶されていて、この情報は、計測器１６の出力に基づいて照度を計算するために使用される。

投影光学系１３の像面に入射する露光光の照度を計測する際は、計測器１６が目標計測位置の近傍に配置されるように基板ステージ１５が駆動され、計測器１６に露光光が入射するように照明系ＩＬが制御される。投影光学系１３の像面に入射する露光光の照度分布を計測する際は、基板ステージ１５を移動（例えば、所定のステップ幅でステップ移動）させながら計測器１６による計測がなさる。基板ステージ１５の複数の位置（即ち、計測器１６の位置）と、それに対応して得られる計測器１６による複数の計測結果とに基づいて照度分布を得ることができる。

計測器１６の光電変換素子は、一素子の光電変換素子に限られず、複数の光電変換素子を含んだラインセンサ又はイメージセンサであってもよい。１つのピンホールに対して複数の光電変換素子を有する計測器を用い、投影光学系１３の像面からデフォーカスした位置で入射光を計測することにより、有効光源形状を計測することができる。

露光コントローラ２６は、計測器１６の出力に基づいて照度を計算し、この照度に基づいて光源部１及びエネルギー減光部３を制御する。計測器１６の出力は、積算センサ９を校正するための基準としても使用される。

計測器１６を校正するための照度計測を行なう際は、ピンホール１７を有する照度センサ１８が使用される。照度センサ１８は、投影光学系１３の像面における照度を測定するためのセンサであり、回路部１９に対してケーブルで接続されている。回路部１９は、例えば、露光装置外に配置されてもよいし、照度センサ１８を保持しているハンド２１に搭載されてもよいし、他の部材に配置されてもよい。照度センサ１８の出力は、回路部１９で演算処理されて照度の情報に変換される。その照度は、回路部１９に設けられたディスプレイに表示されうる。回路部１９は、制御部ＣＮＴに接続されていて、回路部１９が演算処理した照度の情報は、制御部ＣＮＴに送信されうる。或いは、作業者が前記ディスプレイに表示された照度を読み取り、その照度を不図示の入力装置を介して制御部ＣＮＴに入力してもよい。

ハンド２１には、照度センサ１８を保持するための保持部２２と、Ｚ方向（投影光学系１３の光軸に沿った方向）における位置を計測するための位置センサ２３とを備えうる。位置センサ２３としては、例えば、渦電流方式、静電容量方式またはレーザ方式の変位計を用いることができる。

投影光学系１３は、例えば、耐蝕性に優れたステンレス鋼の鏡筒２４で囲まれうる。投影光学系１３の下面と鏡筒２４の下面は、Ｚ方向における位置関係は正確に維持されている。そのため、鏡筒２４の下面と位置センサ２３とのＺ方向における相対位置を計測することにより、照度センサ１８のＺ方向における座標を検知することができる。位置センサ２３として静電容量方式の変位計を使用する場合は、計測対象が金属、非金属にかかわらず変位量を計測できるため、投影光学系１３の下面を基準として計測してもよい。

照度センサ１８を保持するハンド２１は、ＸＹＺ方向にハンド２１を駆動可能なアクチュエータを含む駆動機構２０によって駆動され、照度センサ１８を計測位置まで自動で搬入することができる。なお、ここでは、駆動機構２０は、ハンド２１を駆動することによって照度センサ１８を駆動するが、ハンド２１に対して照度センサ１８を移動させる駆動機構を備えてもよい。

照度センサ１８を使って照度を計測するために、照度センサ１８は、駆動機構２０によって駆動されて投影光学系１３の像面における目標計測位置（Ｘｃ，Ｙｃ）の近傍に配置される。この際に、駆動機構２０は、Ｚ方向における照度センサ１８の位置については位置センサ２３の出力に基づいて正確に調整する。ここで、目標計測位置の近傍と表現しているのは、この時点では、投影光学系１３の像面における照度センサ１８の正確な位置（ＸＹ座標）が分からないために、照度センサ１８が目標計測位置に正確には位置決めされないからである。

駆動機構２０によって照度センサ１８が目標計測位置の近傍に配置された後、マスキングブレード１０が駆動されて、照明系ＩＬによる照明領域が制限される。これにより、投影光学系１３の像面における露光領域も制限される。図２は、照度センサ１８のピンホール１７とマスキングブレード１０（１０ＹＵ、１０ＹＤ）との位置関係を示す図である。間隔をもって対向するブレード１０ＹＵ、１０ＹＤによって開口ＯＰＹが規定され、これによって照明領域および露光領域も規定される。制御部ＣＮＴのステージコントローラ２５は、照度センサ１８のＹ方向における位置を検出するために、ブレード１０ＸＬ、１０ＸＲの位置を固定した状態で、ブレード１０ＹＵ、１０ＹＤをＹ方向に移動させる。この移動は、ブレード１０ＹＵ、１０ＹＤを所定のステップ幅でステップ移動させるものであってもよいし、ブレード１０ＹＵ、１０ＹＤを連続的に移動させるものであってもよい。

△Ｘおよび△Ｙは、目標計測位置（Ｘｃ，Ｙｃ）と実際のピンホール１７の位置とのＸ方向およびＹ方向におけるずれ量を示す。まず、照度センサ１８のＹ方向における位置を検出する処理（以下、Ｙ方向位置検出処理）を説明する。ブレード１０ＸＬ、１０ＸＲの位置を固定した状態でブレードＹＵ、ＹＤを移動（例えば、ステップ移動又は連続移動）させることにより、投影光学系１３の像面において露光領域がＹ方向に移動する。このときの照度センサ１８の出力に基づいて、制御部ＣＮＴは、投影光学系１３の像面における照度センサ１８のＹ方向における位置Ｙ_０を検出する。

図３は、Ｙ方向位置検出処理において得られる結果を例示する図である。図３において、横軸は、マスキングブレード１０のＹ方向に駆動可能なブレード１０ＹＵ、１０ＹＤによって形成される開口ＯＰＹの位置であり、縦軸は、照度センサ１８を使って計測された照度である。つまり、図３は、開口ＯＰＹの位置の変化に対する照度の変化を示している。制御部ＣＮＴは、この照度の変化におけるピークを検出し、そのピークを示す開口ＯＰＹの位置に基づいて照度センサ１８のＹ方向における位置（Ｙ_０）を検出する。なお、照度の変化におけるピーク値ではなく、例えば、照度の変化における重心位置を求めて、その重心位置に基づいて照度センサ１８の位置を決定してもよい。

次に、照度センサ１８のＸ方向における位置を検出する処理（以下、Ｘ方向位置検出処理）を説明する。Ｘ方向位置検出処理は、方向が異なることを除いてＹ方向位置検出処理と同様である。図４は、照度センサ１８のピンホール１７とマスキングブレード１０（１０ＸＬ、１０ＸＲ）との位置関係を示す図である。間隔をもって対向するブレード１０ＸＬ、１０ＸＲによって開口ＯＰＸが規定され、これによって照明領域および露光領域も規定される。制御部ＣＮＴのステージコントローラ２５は、照度センサ１８のＸ方向における位置を検出するために、ブレード１０ＹＵ、１０ＹＤの位置を固定した状態で、ブレード１０ＸＬ、１０ＸＲをＸ方向に移動させる。この移動は、ブレード１０ＸＬ、１０ＸＲを所定のステップ幅でステップ移動させるものであってもよいし、ブレード１０ＸＬ、１０ＸＲを連続的に移動させるものであってもよい。

図５は、Ｘ方向位置検出処理において得られる結果を例示する図である。図５において、横軸は、マスキングブレード１０のＸ方向に駆動可能なブレード１０ＸＬ、１０ＸＲによって形成される開口ＯＰＸの位置であり、縦軸は、照度センサ１８を使って計測された照度である。つまり、図５は、開口ＯＰＸの位置の変化に対する照度の変化を示している。制御部ＣＮＴは、この照度の変化におけるピーク値を検出し、そのピーク値における開口ＯＰＸの位置に基づいて照度センサ１８のＸ方向における位置（Ｘ_０）を検出する。なお、照度の変化におけるピーク値ではなく、例えば、照度の変化における重心位置を求めて、その重心位置に基づいて照度センサ１８の位置を決定してもよい。

以上の処理により、投影光学系１３の像面における照度センサ１８の実際の位置（Ｘ_０，Ｙ_０）が検出される。なお、Ｘ方向位置検出処理およびＹ方向位置検出処理のいずれを先に実行してもよい。制御部ＣＮＴは、（Ｘ_０，Ｙ_０）に基づいて、目標計測位置（Ｘｃ，Ｙｃ）に対する照度センサ１８の実際の位置のずれ（△Ｘ，△Ｙ）を計算する。そして、制御部ＣＮＴは、（△Ｘ，△Ｙ）に基づいて、照度センサ１８の位置が目標計測位置（Ｘｃ，Ｙｃ）に一致するように駆動機構２０を動作させる。これによって、照度センサ１８の位置が目標計測位置（Ｘｃ，Ｙｃ）に位置決めされる。

ここで、遮光部材としてのマスキングブレード１０は、照明系ＩＬによる照明領域を規定するために露光装置ＥＸに備えられるべきものであり、その位置決め精度は、照度センサ１８の位置を検出するために十分な程度に高い。このようなマスキングブレード１０を流用して照度センサ１８の位置を検出することによって、付加的な位置計測器を設けることなく、露光領域内の光強度が均一な主領域に照度センサ１８を配置することができる。

照度センサ１８の位置調整の後、制御部ＣＮＴは、マスキングブレード１０の位置を照度センサ１８のピンホール１７が露光領域の主領域内に入るように調整する。次いで、制御部ＣＮＴは、照明系ＩＬを制御して投影光学系１３の像面に光を入射させる。この状態で、制御部ＣＮＴは、照度センサ１８を使って該像面における照度を計測する。制御部ＣＮＴは、照度の計測結果は、記憶部２７に格納する。その後、照度センサ１８が投影光学系１３の像面から退避され、代わりに、基板ステージ１５に搭載された計測器１６が目標計測位置に配置され、計測器１６によって照度が計測される。

照度センサ１８による照度の計測時と計測器１６による照度の計測時とにおいて、投影光学系１３の像面における照度をより同一にすることが好ましい。そこで、両計測時において、積算センサ９の出力が共通の目標値に一致するように、露光コントローラ２６が光源部１およびエネルギー減衰部３を制御することが好ましい。

図６は、基板の露光のために投影光学系１３の像面に形成される台形状の照度分布に対する照度センサ１８の感度特性Ｓ１と計測器１６の感度特性Ｓ２とを例示する図である。図６において、横軸は、Ｘ、Ｙ方向における照度センサ１８および計測器１６の位置、縦軸は、照度分布に対する照度センサ１８および計測器１６の感度である。光軸中心の計測位置を（Ｘｃ，Ｙｃ）とし、その計測位置における照度センサ１８および計測器１６の感度をそれぞれＰ１，Ｐ２とする。制御部ＣＮＴは、計測器１６の校正値は（Ｐ２／Ｐ１）^−１として計算し、その校正値を記憶部２７に格納し、以後は、この校正値に従って計測器１６の感度を補正する。

以上のように、計測器１６の計測に関する制御部ＣＮＴによる処理は、次のような処理を含みうる。制御部ＣＮＴは、まず、照度センサ１８が目標計測位置に配置されるとともに基板を露光するための位置にマスキングブレード１０が配置された状態で照度センサ１８に照度を計測させて第１計測値を取得する。次いで、制御部ＣＮＴは、計測器１６が目標計測位置に配置されるとともに基板を露光するための位置にマスキングブレード１０が配置された状態で計測器１６が照度を計測した結果である第２計測値を取得する。次いで、制御部ＣＮＴは、第１計測値および第２計測値に基づいて計測器１６を校正するための校正値を決定する。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態として特に言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第２実施形態では、照度センサ１８の位置検出結果と、基板を露光するための位置にマスキングブレード１０が配置された状態で計測器１６を使って計測された投影光学系の像面における照度分布とに基づいて計測器１６が校正される。

具体的には、制御部ＣＮＴは、まず、第１実施形態に従って、照度センサ１８の位置を検出する。次いで、制御部ＣＮＴは、照度センサ１８の位置検出時における照度センサ１８が変更されないままで基板を露光するための位置にマスキングブレード１０が配置された状態で、照度センサ１８に照度を計測させて第１計測値を取得する。また、制御部ＣＮＴは、照度センサ１８の位置検出時における照度センサ１８の位置と同位置に計測器１６が配置されると共に基板を露光するための位置にマスキングブレード１０が位置決めされた状態における計測器１６による計測結果である第２計測値を取得する。ここで制御部ＣＮＴは、計測器１６で予め計測しておいた照度分布に基づいて第２計測値を取得することができる。次いで、制御部ＣＮＴは、前記第１計測値および前記第２計測値に基づいて前記計測器を校正するための校正値を決定する。

第２実施形態では、照度センサ１８の位置検出後に照度センサ１８の位置を微調整することなく、計測器１６を校正するための校正値を決定することができるので、計測器１６の校正に要する時間を短縮することができる。更に、基板を露光するための位置にマスキングブレード１０が配置された状態で、計測器１６を使って投影光学系１３の像面における照度分布を予め求めておけば、校正の際に計測器１６を移動させる必要もない。

以下、第２実施形態の校正手順としてより具体的な例を説明する。まず、第１実施形態と同様に、制御部ＣＮＴは、駆動機構２０を制御して、照度センサ１８を投影光学系１３の像面における目標計測位置（Ｘｃ，Ｙｃ）の近傍に配置させる。この際に、駆動機構２０は、Ｚ方向における照度センサ１８の位置については変位計（位置センサ）２３の出力に基づいて正確に調整する。次いで、第１実施形態と同様に、制御部ＣＮＴは、マスキングブレード１０を使って照度センサ１８の実際の位置（Ｘ_０，Ｙ_０）を検出する。第２実施形態は、照度センサ１８の位置検出の後に照度センサ１８の位置が目標計測位置（Ｘｃ，Ｙｃ）に一致するように照度センサ１８の位置を微調整しない点で第１実施形態と異なる。

図７は、基板の露光のために投影光学系１３の像面に形成される台形状の照度分布ＩＬ１と計測器１６の感度特性Ｓ２とを例示する図である。図７において、横軸は、Ｘ、Ｙ方向における照度センサ１８および計測器１６の位置、縦軸は、台形状の照度分布ＩＬ１、それに対する計測器１６の感度である。なお、照度センサ１８の感度特性Ｓ１は、照度分布ＩＬ１と同等であるものとする（つまり、照度センサ１８は誤差を有しないものとする）。

照度センサ１８の位置（Ｘ_０，Ｙ_０）は、駆動誤差（△Ｘ，△Ｙ）により目標計測位置（Ｘｃ，Ｙｃ）からずれている。よって、照度センサ１８の位置を変更することなく、基板を露光するための位置にマスキングブレード１０が配置された状態で照度センサ１８を使って照度を計測すると、露光領域のうち照度が周辺に向かって低下する周辺領域における照度が計測されうる。そこで、照度センサ１８の位置（Ｘ_０，Ｙ_０）を目標計測位置（Ｘｃ，Ｙｃ）に変更することなく計測器１６の校正を実行するために、第２実施形態では、計測器１６が位置（Ｘ_０，Ｙ_０）に配置された状態における計測器１６による計測結果を使う。

ここで、計測器１６の感度特性Ｓ２は、例えば、投影光学系の像面における照度分布の検査において、計測器１６の感度校正の前に予め計測され、記憶部２７に記憶されうる。そこで、制御部ＣＮＴは、記憶部２７から感度特性Ｓ２（照度分布）の情報を読み出して、この感度特性Ｓ２に基づいて照度センサ１８の位置（Ｘ_０，Ｙ_０）における計測器１６の照度Ｐ２’を取得する。もちろん、感度特性Ｓ２が予め記憶部２７に格納されていない場合には、計測によって感度特性Ｓ２を取得すればよい。

また、制御部ＣＮＴは、照度センサ１８が位置（Ｘ_０，Ｙ_０）に配置されたままで基板を露光するための位置にマスキングブレード１０を移動させ、照度センサ１８を使って照度を計測する。この照度は、照度Ｐ１’である。

制御部ＣＮＴは、計測器１６の校正値を（Ｐ２’／Ｐ１’）^−１として計算し、その校正値を記憶部２７に格納し、以後は、この校正値に従って計測器１６の感度を補正する。

［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。さらに、他の周知の工程（エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を経ることによりデバイスが製造される。

本発明の好適な実施形態に係るステップアンドスキャン方式の露光装置の概略構成を示す図である。 照度センサのピンホールとマスキングブレードとの位置関係を示す図である。 Ｙ方向位置検出処理において得られる結果を例示する図である。 照度センサのピンホールとマスキングブレードとの位置関係を示す図である。 Ｘ方向位置検出処理において得られる結果を例示する図である。 基板の露光のために投影光学系の像面に形成される台形状の照度分布に対する照度センサの感度特性と計測器の感度特性とを例示する図である。 基板の露光のために投影光学系の像面に形成される台形状の照度分布と計測器の感度特性とを例示する図である。

符号の説明

１：光源部、２：引き回し光学系、３：エネルギー減光部、４：ビーム成形光学系、５：光源形状成形部、６：反射ミラー、７：一様分布成形部、８：ビームスプリッタ、９：積算センサ、１０：マスキングブレード、１１：原版、１２：原版ステージ、１３：投影光学系、１４：基板、１５：基板ステージ、１６：計測器、１７：ピンホール、１８：照度センサ、１９：回路部、２０：駆動機構、２１：ハンド、２２：保持部、２３：位置センサ、２４：鏡筒、２５：ステージコントローラ、２６：露光コントローラ、２７：記憶部、ＣＮＴ：制御部

Claims (7)

1. 照明系によって照明される原版のパターンを投影光学系によって基板に投影して該基板を露光する露光装置であって、
   前記照明系による照明領域を規定する遮光部材と、
   前記投影光学系の像面において照度を計測するための照度センサの前記像面における位置を検出する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記像面に対して光が入射する位置が前記像面に沿って移動するように前記遮光部材を移動させながら得られた前記照度センサの出力に基づいて前記像面における前記照度センサの位置を検出する、
   ことを特徴とする露光装置。
2. 前記制御部は、前記遮光部材を移動させながら得られた前記照度センサの出力におけるピークに基づいて前記像面における前記照度センサの位置を検出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 基板を保持する基板ステージに搭載され、前記像面における照度を計測するための計測器を更に備え、
   前記計測器は、前記照度センサを使って校正される、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
4. 前記制御部は、前記像面における前記照度センサの位置の検出結果に基づいて、前記像面における前記照度センサの位置が目標計測位置に一致するように、前記照度センサを位置決めする駆動機構を制御する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
5. 前記制御部は、
   前記照度センサが前記目標計測位置に配置されるとともに基板を露光するための位置に前記遮光部材が配置された状態で前記照度センサに計測を実行させて第１計測値を取得する処理と、
   前記計測器が前記目標計測位置に配置されるとともに基板を露光するための位置に前記遮光部材が配置された状態における前記計測器による計測結果である第２計測値を取得する処理と、
   前記第１計測値および前記第２計測値に基づいて前記計測器を校正するための校正値を決定する処理とを実行する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
6. 前記制御部は、
   前記照度センサの位置検出時における前記照度センサの位置が変更されないままで基板を露光するための位置に前記遮光部材が配置された状態で前記照度センサに計測を実行させて第１計測値を取得する処理と、
   前記照度センサの位置検出時における前記照度センサの位置と同じ位置に前記計測器が配置されるとともに基板を露光するための位置に前記遮光部材が位置決めされた状態における前記計測器による計測結果である第２計測値を取得する処理と、
   前記第１計測値および前記第２計測値に基づいて前記計測器の出力を校正するための校正値を決定する処理とを実行する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
7. デバイス製造方法であって、
   請求項１乃至６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、
   該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。

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