JP4930077B2 - 検出装置、露光装置、デバイス製造方法、位置制御装置、位置制御方法、プログラム、及び記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、対象物の被検面の面位置情報を検出する検出装置、露光光で基板を露光する露光装置、デバイス製造方法、対象物の被検面の高さ方向での位置を制御する位置制御装置、位置制御方法、プログラム、及び記録媒体に関する。

従来より、フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置は、例えば下記特許文献１に開示されているような、露光される基板の表面の面位置情報を検出する検出装置を備えている。この検出装置は、基板の表面の高さ方向での位置を複数の計測点で検出する。そして、複数の計測点の検出結果に基づいて基板の表面の傾きが求められ、その求めた結果に基づいて、基板の表面の位置制御が行われる。
特許第３３０３３２９号公報

ところで、例えば種々のプロセス処理等に起因して、基板の表面の周縁領域が中央領域に対して傾斜する可能性がある。その場合において、周縁領域に設定された計測点から求められる基板の表面の面位置情報に基づいて、基板の表面の位置を制御しようとすると、制御精度が劣化する可能性がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、対象物の被検面の面位置情報を精度良く検出でき、被検面の位置を制御するときの制御精度の維持に寄与できる検出装置を提供することを目的とする。また、本発明は、基板の表面の位置を精度良く制御でき、基板を良好に露光できる露光装置、及びその露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、対象物の被検面の位置を精度良く制御できる位置制御装置、及び位置制御方法を提供することを目的とする。また、本発明は、対象物の被検面の位置を精度良く制御できる制御情報を出力可能なプログラム、及びその制御情報が記録された記録媒体を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。

本発明の第１の態様に従えば、対象物（Ｐ）の被検面の面位置情報を検出する検出装置であって、被検面の高さ方向での位置を被検面上に設定した計測点（Ｋｉｊ）で検出し、高さ方向の位置に対応した高さ位置情報（Ｚｉｊ）を出力する検出器（６）と、第１エッジ（Ｅ１）を有する第１領域（５１）、及び第１エッジ（Ｅ１）と対象物（Ｐ）の中心との間に第２エッジ（Ｅ２）を有する第２領域（５２）を被検面に設定する設定装置（３１）と、第１エッジ（Ｅ１）と第２エッジ（Ｅ２）との間の第３領域（５３）に設定された計測点（Ｋｉｊ）での高さ位置情報（Ｚｉｊ）に重み情報（Ｗｉｊ）を加味する重み設定装置（３２）と、重み情報（Ｗｉｊ）を加味された高さ位置情報に基づいて、被検面の面位置情報を取得する処理装置（３３）と、を備え、重み設定装置（３２）は、第１エッジ（Ｅ１）及び第２エッジ（Ｅ２）の少なくとも一方の位置と計測点（Ｋｉｊ）の位置とに関係する情報に応じて、高さ位置情報（Ｚｉｊ）に重み情報（Ｗｉｊ）を設定する検出装置（ＳＬ）が提供される。

本発明の第１の態様によれば、対象物の被検面の面位置情報を精度良く検出でき、被検面の位置の制御精度の維持に寄与できる。

本発明の第２の態様に従えば、露光光（ＥＬ）で基板（Ｐ）を露光する露光装置であって、基板（Ｐ）の表面の面位置情報を検出するために上記態様の検出装置（ＳＬ）を備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第２の態様によれば、基板の表面の位置を精度良く制御でき、基板を良好に露光できる。

本発明の第３の態様に従えば、上記態様の露光装置（ＥＸ）を用いて基板（Ｐ）を露光することと、露光された基板（Ｐ）を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の第３の態様によれば、基板を良好に露光できる露光装置を用いて所望の性能を有するデバイスを製造できる。

本発明の第４の態様に従えば、対象物（Ｐ）の被検面の高さ方向での位置を制御する位置制御装置であって、被検面の高さ方向での位置を被検面上に設定した計測点（Ｋｉｊ）で検出し、高さ方向の位置に対応した高さ位置情報（Ｚｉｊ）を出力する検出器（６）と、第１エッジ（Ｅ１）を有する第１領域（５１）、及び第１エッジ（Ｅ１）と対象物（Ｐ）の中心との間に第２エッジ（Ｅ２）を有する第２領域（５２）を被検面に設定する設定装置（３１）と、第１エッジ（Ｅ１）と第２エッジ（Ｅ２）との間の第３領域（５３）に設定された計測点（Ｋｉｊ）での高さ位置情報（Ｚｉｊ）に重み情報（Ｗｉｊ）を加味する重み設定装置（３２）と、重み情報（Ｗｉｊ）を加味された高さ位置情報を用いて被検面の位置を制御する制御部（４、７）と、を備え、重み設定装置（３２）は、第１エッジ（Ｅ１）及び第２エッジ（Ｅ２）の少なくとも一方の位置と計測点（Ｋｉｊ）の位置とに関係する情報に応じて、高さ位置情報（Ｚｉｊ）に重み情報（Ｗｉｊ）を設定する位置制御装置が提供される。

本発明の第４の態様によれば、対象物の被検面の位置を精度良く制御できる。

本発明の第５の態様に従えば、対象物（Ｐ）の被検面の高さ方向での位置を制御する位置制御方法であって、被検面の高さ方向での位置を被検面上に設定した計測点（Ｋｉｊ）で検出し、高さ方向の位置に対応した高さ位置情報（Ｚｉｊ）を出力し、被検面上に想定される第１領域（５１）の第１エッジ（Ｅ１）と、第１エッジ（Ｅ１）と対象物（Ｐ）の中心との間に想定される第２エッジ（Ｅ２）との間の第３領域（５３）に設定された計測点（Ｋｉｊ）での高さ位置情報（Ｚｉｊ）に重み情報（Ｗｉｊ）を加味した高さ位置情報を用いて被検面の位置を制御することを含み、重み情報（Ｗｉｊ）が、第１エッジ（Ｅ１）及び第２エッジ（Ｅ２）の少なくとも一方の位置と計測点（Ｋｉｊ）の位置とに関係する情報に応じて設定される位置制御方法が提供される。

本発明の第５の態様によれば、対象物の被検面の位置を精度良く制御できる。

本発明の第６の態様に従えば、対象物（Ｐ）の被検面の高さ方向での位置を制御するための制御情報をコンピュータシステムに出力させるプログラムであって、被検面上に設定した計測点（Ｋｉｊ）で検出された、被検面の高さ方向での被検面の位置に関する高さ位置情報（Ｚｉｊ）を出力する処理と、被検面上に想定される第１領域（５１）の第１エッジ（Ｅ１）と、第１エッジ（Ｅ１）と対象物（Ｐ）の中心との間に想定される第２エッジ（Ｅ２）との間の第３領域（５３）に設定された計測点（Ｋｉｊ）での高さ位置情報（Ｚｉｊ）に重み情報（Ｗｉｊ）を加味した高さ位置情報を用いて被検面の位置を制御するための制御情報を出力する処理と、を含み、重み情報（Ｗｉｊ）が、第１エッジ（Ｅ１）及び第２エッジ（Ｅ２）の少なくとも一方の位置情報と計測点（Ｋｉｊ）の位置との関係に応じて設定されるプログラムが提供される。

本発明の第６の態様によれば、対象物の被検面の位置を精度良く制御できる制御情報を出力できる。

本発明の第７の態様に従えば、対象物（Ｐ）の被検面の高さ方向での位置を制御するための制御情報をコンピュータシステムに出力させる処理が記録された記録媒体であって、処理が、被検面上に設定した計測点（Ｋｉｊ）で検出された、被検面の高さ方向での被検面の位置に関する高さ位置情報（Ｚｉｊ）を出力する処理と、被検面上に想定される第１領域（５１）の第１エッジ（Ｅ１）と、第１エッジ（Ｅ１）と対象物（Ｐ）の中心との間に想定される第２エッジ（Ｅ２）との間の第３領域（５３）に設定された計測点（Ｋｉｊ）での高さ位置情報（Ｚｉｊ）に重み情報（Ｗｉｊ）を加味した高さ位置情報（Ｚｉｊ）を用いて被検面の位置を制御するための制御情報を出力する処理と、を含み、重み情報（Ｗｉｊ）が、第１エッジ（Ｅ１）及び第２エッジ（Ｅ２）の少なくとも一方の位置情報と計測点（Ｋｉｊ）の位置との関係に応じて設定される記録媒体（３６）が提供される。

本発明の第７の態様によれば、対象物の被検面の位置を精度良く制御できる制御情報を記録できる。

本発明によれば、対象物の被検面の面位置情報を精度良く検出でき、被検面の位置を精度良く制御できる。また、本発明によれば、基板の表面の位置を精度良く制御して、基板を良好に露光でき、所望の性能を有するデバイスを製造できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持しながら移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持しながら移動可能な基板ステージ２と、マスクステージ１を移動するマスクステージ駆動システム３と、基板ステージ２を移動する基板ステージ駆動システム４と、マスクステージ１に保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、マスクステージ１及び基板ステージ２の位置情報を計測するレーザ干渉計５Ｍ、５Ｐを含む計測システム５と、基板ステージ２に保持されている基板Ｐの表面の面位置情報を検出するフォーカス・レベリング検出システム６を含む検出装置ＳＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置７とを備えている。

なお、ここでいう基板Ｐは、デバイスを製造するための基板であって、半導体ウエハ等の基材Ｗｆに感光膜Ｒｇが形成されたものを含む。マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。また、本実施形態においては、マスクＭとして透過型のマスクを用いるが、反射型のマスクを用いることもできる。

本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。露光装置ＥＸは、基板Ｐを投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明系ＩＬの照明領域ＩＲに対してマスクＭをＹ軸方向に移動しつつ、投影光学系ＰＬを介して基板Ｐに露光光ＥＬを照射して、その基板Ｐを露光する。これにより、基板ＰにはマスクＭのパターンの像が投影される。

照明系ＩＬは、マスクＭ上の所定の照明領域を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等が用いられる。本実施形態においては、露光光ＥＬとして、ＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。

マスクステージ１は、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動システム３により、マスクＭを保持しながら、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。マスクステージ１（マスクＭ）の位置情報は、計測システム５のレーザ干渉計５Ｍによって計測される。レーザ干渉計５Ｍは、マスクステージ１上に設けられた計測ミラー１Ｒを用いて、マスクステージ１のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。制御装置７は、レーザ干渉計５Ｍの計測結果に基づいて、マスクステージ駆動システム３を駆動し、マスクステージ１に保持されているマスクＭの位置を制御する。

投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で基板Ｐに投影する。投影光学系ＰＬは、複数の光学素子を有しており、それら光学素子は鏡筒で保持されている。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸはＺ軸方向と平行である。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。

照明系ＩＬより射出され、マスクＭを通過した露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬの物体面側からその投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬは、物体面側から入射した露光光ＥＬを、像面側に射出して、基板Ｐに照射可能である。

本実施形態においては、投影光学系ＰＬには、例えば特開昭６０−７８４５４号公報、特開平１１−１９５６０２号公報、国際公開第２００３／６５４２８号パンフレット等に開示されているような、投影光学系ＰＬの結像特性（投影状態）を調整可能な結像特性調整装置ＬＣが設けられている。結像特性調整装置ＬＣは、投影光学系ＰＬの複数の光学素子の一部を移動可能な光学素子駆動装置を含む。光学素子駆動装置は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち特定の光学素子を光軸方向（Ｚ軸方向）に移動したり、光軸ＡＸに対して傾斜させることができる。結像特性調整装置ＬＣは、投影光学系ＰＬの特定の光学素子を駆動することで、投影光学系ＰＬの各種収差（投影倍率、ディストーション、球面収差等）、及び像面Ｚｏの位置（焦点位置）等を含む結像特性（投影状態）を調整することができる。また、結像特性調整装置ＬＣとして、鏡筒の内部に保持されている一部の光学素子どうしの間の空間の気体の圧力を調整する圧力調整装置を設けることもできる。結像特性調整装置ＬＣは、制御装置７に接続されており、制御装置７に制御される。

基板ステージ２は、ステージ本体８と、ステージ本体８に支持され、基板Ｐを着脱可能に保持する基板ホルダ９を有する基板テーブル１０とを有する。ステージ本体８は、エアベアリングにより、ベース部材１１の上面（ガイド面）に非接触で支持されている。基板ホルダ９は、露光光ＥＬが照射される基板Ｐの表面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。基板ステージ２は、基板ステージ駆動システム４により、基板ホルダ９で基板Ｐを保持しながら、ベース部材１１上で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。

基板ステージ駆動システム４は、リニアモータ等のアクチュエータを含み、基板ステージ２を移動可能である。基板ステージ駆動システム４は、ベース部材１１上でステージ本体８を移動する粗動システム１２と、ステージ本体８上で基板テーブル１０を移動する微動システム１３とを備えている。

粗動システム１２は、リニアモータ等のアクチュエータを含み、ベース部材１１上のステージ本体８を、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。粗動システム１２によってステージ本体８がＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動することによって、そのステージ本体８上に搭載されている基板テーブル１０も、ステージ本体８と一緒に、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動する。

微動システム１３は、ステージ本体８と基板テーブル１０との間に介在された、例えばボイスコイルモータ等のアクチュエータと、各アクチュエータの駆動量を計測する不図示の計測装置（エンコーダなど）とを含み、ステージ本体８上の基板テーブル１０を、少なくともＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に移動可能である。また、微動システム１３は、ステージ本体８上の基板テーブル１０を、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動（微動）可能である。

このように、粗動システム１２及び微動システム１３を含む基板ステージ駆動システム４は、基板テーブル１０を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。基板テーブル１０の基板ホルダ９に保持されている基板Ｐの表面は、基板ステージ駆動システム４によって、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。

なお、本実施形態においては、ステージ本体８と基板テーブル１０とは、相対的に移動可能であるが、ステージ本体８と基板テーブル１０とが一体的に設けられてもよい。

基板テーブル１０（基板Ｐ）の位置情報は、計測システム５のレーザ干渉計５Ｐによって計測される。レーザ干渉計５Ｐは、基板テーブル１０に設けられた計測ミラー２Ｒを用いて、基板テーブル１０のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。また、基板テーブル１０の基板ホルダ９に保持されている基板Ｐの表面の面位置情報は、検出装置ＳＬのフォーカス・レベリング検出システム６によって検出される。制御装置７は、レーザ干渉計５Ｐの計測結果及びフォーカス・レベリング検出システム６の検出結果に基づいて、基板ステージ駆動システム４を駆動し、基板ステージ２の基板ホルダ９に保持されている基板Ｐの位置を制御する。

また、露光装置ＥＸは、例えば特開２００２−１４００５号公報（対応する米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書）、特開２００２−１９８３０３号公報等に開示されているような空間像計測システムＡＩＳを備えている。本実施形態においては、空間像計測システムＡＩＳの少なくとも一部は、基板テーブル１０に配置されている。本実施形態の空間像計測システムＡＩＳは、基板テーブル１０に配置され、ＸＹ平面とほぼ平行な基準面１４を有し、露光光ＥＬが通過可能なスリット状の開口１５Ｋが形成されたスリット板１５と、スリット板１５の下方に配置され、スリット板１５の開口１５Ｋを通過した露光光ＥＬが入射される光センサ１６とを備えている。

次に、検出装置ＳＬについて説明する。検出装置ＳＬは、フォーカス・レベリング検出システム６と、フォーカス・レベリング検出システム６を含む検出装置ＳＬの動作を制御するとともに、フォーカス・レベリング検出システム６から出力される各種情報を処理する制御ユニット３０とを備えている。制御ユニット３０は、制御装置７に接続されており、制御装置７との間で各種情報を伝達可能である。制御ユニット３０は、制御装置７に制御される。

フォーカス・レベリング検出システム６は、基板Ｐの表面の高さ方向（Ｚ軸方向）での位置を、基板Ｐの表面上に設定した計測点Ｋｉｊで検出し、高さ方向の位置に対応した高さ位置情報Ｚｉｊを出力する。

本実施形態のフォーカス・レベリング検出システム６は、例えば特許第３３０３３２９号公報、特開平６−２８３４０３号公報（対応する米国特許第５,４４８,３３２号）、特開平８−３７１４９号公報（対応する米国特許第６,３２７,０２５号）等に記載されているような、所謂、斜入射方式の多点フォーカス・レベリング検出システムであって、基板Ｐの表面に複数の計測点Ｋｉｊを設定可能である。フォーカス・レベリング検出システム６は、基板Ｐの表面の高さ方向（Ｚ軸方向）での位置を、複数の計測点Ｋｉｊのそれぞれで検出可能である。検出装置ＳＬは、フォーカス・レベリング検出システム６から出力される、複数の計測点Ｋｉｊのそれぞれで検出した基板Ｐの表面の高さ方向の位置に対応した高さ位置情報Ｚｉｊに基づいて、基板Ｐの表面のＺ軸方向（高さ方向）、及び傾斜方向（θＸ、及びθＹ方向）に関する位置情報（面位置情報）を検出可能である。

フォーカス・レベリング検出システム６は、基板Ｐの表面に対してＺ軸方向（高さ方向）と傾斜した方向から検出光ＬＵを照射する照射装置６Ａと、基板Ｐの表面で反射した検出光ＬＵを受光可能な受光装置６Ｂとを備えている。

フォーカス・レベリング検出システム６の照射装置６Ａは、基板Ｐの感光膜Ｒｇに対して非感光性の検出光ＬＵが照明されるスリット状の開口１７Ｋが形成されたスリット板１７と、スリット板１７の開口１７Ｋを通過した検出光ＬＵが入射するレンズ系１８と、レンズ系１８を介した検出光ＬＵが入射するミラー１９と、ミラー１９を介した検出光ＬＵが入射する絞り部材２０と、絞り部材２０を介した検出光ＬＵが入射する対物レンズ２１と、対物レンズ２１を介した検出光ＬＵが入射するミラー２２とを備えている。ミラー２２を介した検出光ＬＵは、基板Ｐの表面に対して傾斜した方向から入射する。

基板Ｐの表面が最良結像面Ｚｏに配置されている場合、フォーカス・レベリング検出システム６は、レンズ系１８、及び対物レンズ２１によって、スリット板１７の開口１７Ｋの像を、基板Ｐの表面に結像する。

最良結像面Ｚｏは、投影光学系ＰＬの像面である。したがって、基板Ｐの表面と投影光学系ＰＬの像面（最良結像面）Ｚｏとが合致することによって、スリット板１７の開口１７Ｋの像が、基板Ｐの表面に結像される。

フォーカス・レベリング検出システム６の受光装置６Ｂは、基板Ｐの表面で反射した検出光ＬＵが入射するミラー２３と、ミラー２３を介した検出光ＬＵが入射する対物レンズ２４と、対物レンズ２４を介した検出光ＬＵが入射するレンズ系２５と、レンズ系２５を介した検出光ＬＵが入射する振動ミラー２６と、振動ミラー２６を介した検出光ＬＵが入射する平行平面板２７と、平行平面板２７を介した検出光ＬＵが入射するスリット板２８と、スリット板２８のスリット状の開口２８Ｋを通過した検出光ＬＵが入射する光センサ２９とを備えている。基板Ｐの表面に形成されたスリット板１７の開口１７Ｋの像は、対物レンズ２４、及びレンズ系２５によって、スリット板２８上に再結像される。

開口１７Ｋの像がスリット板２８上で振動すると、スリット板２８の開口２８Ｋを通過した検出光ＬＵは、光センサ２９で検出される。光センサ２９で検出された高さ位置情報Ｚｉｊは、制御ユニット３０に出力される。制御ユニット３０は、光センサ２９から出力された高さ位置情報Ｚｉｊを用いて、最良結像面Ｚｏに対する基板Ｐの表面の位置情報を取得する。

基板Ｐの表面が最良結像面Ｚｏに配置されている場合、フォーカス・レベリング検出システム６は、所定状態（零レベル状態）の高さ位置情報Ｚｉｊを出力する。換言すれば、基板Ｐの表面と最良結像面Ｚｏとが合致しているときに、光センサ２９から所定状態の高さ位置情報Ｚｉｊが出力されるように、フォーカス・レベリング検出システム６の状態が調整（キャリブレーション）されている。また、フォーカス・レベリング検出システム６から出力される各計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊは、最良結像面Ｚｏと計測点Ｋｉｊでの高さ方向での位置との差に比例するように変化する。

図２は、空間像計測システムＡＩＳの動作の一例を示す図である。空間像計測システムＡＩＳは、フォーカス・レベリング検出システム６の状態を調整可能（キャリブレーション可能）である。フォーカス・レベリング検出システム６のキャリブレーションを実行するために、制御装置７は、図２に示すように、投影光学系ＰＬの射出面（下面）とスリット板１５の基準面（上面）１４とを対向させた状態で、基板ステージ駆動システム４を用いて基板ステージ２（基板テーブル１０）をＺ軸方向に動かしながら、投影光学系ＰＬを介してスリット板１５に露光光ＥＬを照射する。スリット板１５に照射された露光光ＥＬは、開口１５Ｋを介して、光センサ１６に入射する。投影光学系ＰＬの像面（最良結像面）Ｚｏと基準面１４とが合致したとき、光センサ１６で受光される露光光ＥＬのコントラストが最大となる。換言すれば、光センサ１６で受光する光のコントラストが最大となるＺ軸方向の基準面１４の位置が、投影光学系ＰＬの像面（最良結像面）Ｚｏとなる。このように、制御装置７は、空間像計測システムＡＩＳを用いて、投影光学系ＰＬの像面（最良結像面）Ｚｏの位置を検出できる。そして、制御装置７は、最良結像面Ｚｏに配置されている基準面１４の位置をフォーカス・レベリング検出システム６で検出し、その基準面１４を検出したときの光センサ２９から出力される高さ位置情報Ｚｉｊが所定状態（零レベル状態）となるように、例えば平行平面板２７を動かす。これにより、フォーカス・レベリング検出システム６が投影光学系ＰＬの像面（最良結像面）Ｚｏに配置されている基板Ｐの表面を検出したとき、光センサ２９より所定状態（零レベル状態）の高さ位置情報Ｚｉｊを出力することができる。

図３は、露光光ＥＬが照射される基板Ｐの一例を示す模式図である。図３（Ａ）は、基板Ｐを示す側面図、図３（Ｂ）は、基板Ｐを示す平面図である。図３において、基板Ｐは、半導体ウエハ等の基材Ｗｆと、基板Ｗｆの表面に形成された感光膜Ｒｇとを有する。感光膜Ｒｇは、感光材（フォトレジスト）の膜である。

基材Ｗｆがシリコンウエハである場合、基材Ｗｆの表面は、シリコンを含む。また、基材Ｗｆの表面は、前のプロセスまでに生成された、例えばＳｉＯ２等の酸化膜、ＳｉＯ_２、ＳｉＮｘ等の絶縁膜、Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ等の金属膜、導体膜、アモルファスＳｉ等の半導体膜等を含む。

基板Ｐの製造方法は、基材Ｗｆの表面を研磨する処理と、基材Ｗｆ上に感光膜Ｒｇを形成する処理と、基材Ｗｆ上に形成された感光膜Ｒｇの一部を除去する処理とを含む。

基材Ｗｆの表面を研磨する処理は、例えば特開２００２−１９０４６１号公報等に開示されているようなＣＭＰ装置を用いて、基板Ｗｆの表面を研磨するＣＭＰ処理を含む。

基材Ｗｆ上に感光膜Ｒｇを形成する処理は、例えば特開平９−２１３６０５号公報、特開２００６−９３４０９号公報（対応する米国特許出願公開第２００６／００６８１１０号）等に開示されているようなスピンコーティング装置を用いて、感光材の溶液を塗布するスピンコーティング処理を含む。

基材Ｗｆ上に形成された感光膜Ｒｇの一部を除去する処理は、例えば特開平９−２１３６０５号公報、特開２００６−９３４０９号公報（対応する米国特許出願公開第２００６／００６８１１０号）等に開示されているようなエッジリンス装置を用いて、基材Ｗｆ上に形成された感光膜Ｒｇの一部を除去するエッジリンス処理を含む。

スピンコーティング処理によって感光膜Ｒｇを形成する際、感光膜Ｒｇは、基材Ｗｆの表面のみならず、側面、及び裏面の一部の領域にも形成される可能性がある。本実施形態においては、エッジリンス処理によって、基材Ｗｆの表面の周縁領域に形成された感光膜Ｒｇ、基材Ｗｆの側面に形成された感光膜Ｒｇ、及び基材Ｗｆの裏面に形成された感光膜Ｒｇが除去される。

上述の処理を含む製造方法によって、基材Ｗｆの表面には、感光膜Ｒｇが形成された有効領域４１と、有効領域４１の外側の無効領域４２とが形成される。有効領域４１は、感光膜Ｒｇが形成された露光可能な領域であって、基板Ｐの表面の中心を含む基板Ｐの表面の殆どの領域を占めている。無効領域４２は、感光膜Ｒｇが形成されていない露光不能な領域であって、有効領域４１のエッジと基板Ｐの表面のエッジＥＰとの間の、例えば幅３ｍｍ程度の周縁領域である。本実施形態において、基板Ｐの表面のエッジＥＰは、基材Ｗｆの表面のエッジである。

なお、以上では感光膜Ｒｇが形成された露光可能な領域を有効領域４１とし、感光膜Ｒｇが形成されていない露光不能な領域を無効領域４２としたが、別の観点で有効領域４１、無効領域４２を定義する場合もある。これについては後述する。

次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法の一例について、図４及び図５の模式図を参照しながら説明する。図４に示すように、基板Ｐ上には、露光対象領域である複数のショット領域Ｓ（Ｓ１〜Ｓ４５）がマトリクス状に設定されている。露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向（Ｙ軸方向）に同期移動しつつ基板Ｐに露光光ＥＬを照射して、基板Ｐの表面の複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ４５を順次露光する。

基板Ｐの表面のショット領域Ｓ１〜Ｓ４５のそれぞれを露光するとき、制御装置７は、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに対して基板ＰをＹ軸方向に移動しつつ、基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。また、少なくとも基板Ｐを露光しているとき、制御装置７は、レーザ干渉計５Ｐを含む計測システム５を用いて、基板Ｐを保持した基板ステージ２の位置情報を計測する。また、少なくとも基板Ｐを露光しているとき、制御装置７は、フォーカス・レベリング検出システム６を含む検出装置ＳＬを用いて、基板ステージ２に保持されている基板Ｐの面位置情報を検出する。制御装置７は、レーザ干渉計５Ｐを用いて基板ステージ２の位置情報を検出しつつ、且つ、検出装置ＳＬを用いて基板Ｐの表面の面位置情報を検出しつつ、基板ステージ２の移動を制御する。制御装置７は、検出装置ＳＬで検出した検出結果に基づいて、投影光学系ＰＬの像面Ｚｏと基板Ｐの表面とが所定の位置関係となるように、基板ステージ駆動システム４（微動システム１３）を用いて、基板テーブル１０に保持されている基板Ｐの表面の位置を調整しながら、その基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。

図５は、投影領域ＰＲと所定のショット領域Ｓとの関係を示す模式図である。図５に示すように、本実施形態においては、露光光ＥＬが照射される投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲは、Ｘ軸方向を長手方向とするスリット状（矩形状）である。また、基板Ｐは、ＸＹ平面内において、略円形状である。

また、フォーカス・レベリング検出システム６の複数の計測点Ｋｉｊが、投影領域ＰＲに対して所定の位置関係で、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関して、ｉ行×ｊ列でマトリクス状に設定されている。本実施形態においては、複数の計測点Ｋｉｊ（スリット像）は、投影領域ＰＲの内側及び外側において、７行×７列のマトリクス状に配置されている。

例えば、基板Ｐ上の所定のショット領域Ｓを露光するとき、制御装置７は、基板ステージ２を制御し、図５（Ａ）の模式図に示すように、その所定のショット領域Ｓを走査開始位置（露光開始位置）に配置する。換言すれば、制御装置７は、投影領域ＰＲが所定のショット領域Ｓの露光を開始するための走査開始位置に配置されるように、基板ステージ２の位置調整を行う。

そして、その所定のショット領域Ｓに対する走査開始位置に投影領域ＰＲを配置した後、制御装置７は、基板ステージ２を制御して、投影領域ＰＲに対して基板Ｐを所定速度でＹ軸方向に移動する。投影領域ＰＲに対して基板ＰをＹ軸方向に移動することにより、図５（Ｂ）に示すように、投影領域ＰＲが走査終了位置（露光終了位置）に配置され、その所定のショット領域Ｓの露光が終了する。

制御装置７は、１つのショット領域の露光終了後に、基板Ｐ（基板ステージ２）をＸ軸方向にステッピング移動して、次のショット領域を走査開始位置に移動し、以下、ステップ・アンド・スキャン方式で基板Ｐを移動しながら各ショット領域を順次走査露光する。

本実施形態においては、制御装置７は、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲと基板Ｐとが、図４に示す矢印Ｒ１に沿って相対的に移動するように、基板ステージ駆動システム４を用いて基板ステージ２を移動しつつ、基板Ｐのショット領域Ｓ１〜Ｓ４５のそれぞれを順次露光する。

なお、図５に示した、走査開始位置での投影領域ＰＲとショット領域Ｓとの位置関係、及び走査終了位置での投影領域ＰＲとショット領域Ｓとの位置関係は一例である。例えば、助走区間を設けた場合、走査開始位置においては、投影領域ＰＲがショット領域Ｓの外側に配置されたり、あるいは投影領域ＰＲの一部とショット領域Ｓとが重複する位置関係となる場合もある。同様に、走査終了位置において、投影領域ＰＲがショット領域Ｓの外側に配置されたり、あるいは投影領域ＰＲの一部とショット領域Ｓとが重複する位置関係となる場合もある。

図６は、基板Ｐの表面のエッジＥＰ近傍のショット領域を露光するときの状態を示す模式図である。ここで、以下の説明において、基板Ｐの表面のエッジＥＰ近傍のショット領域を適宜、エッジショット領域、と称する。図６においては、エッジショット領域の一例として、第１ショット領域Ｓ１を露光するときの状態が示されている。

第１ショット領域Ｓ１の露光を開始するための走査開始位置においては、複数の全ての計測点Ｋｉｊが基板ＰのエッジＥＰの外側（少なくとも有効領域４１の外側）に配置される。第１ショット領域Ｓ１の露光を実行するために、投影領域ＰＲ及び計測点Ｋｉｊに対する基板ＰのＹ軸方向（＋Ｙ方向）への移動（走査）が開始されると、有効領域４１の外側に配置されていた複数の計測点Ｋｉｊが、基板Ｐの移動に伴って、有効領域４１の内側に順次配置される。フォーカス・レベリング検出システム６は、それら有効領域４１に順次配置される複数の計測点Ｋｉｊのそれぞれで検出された高さ位置情報Ｚｉｊを用いて、基板Ｐの面位置情報を取得する。

また、エッジショット領域のうち、例えば第２ショット領域Ｓ２の露光を開始するための走査開始位置においては、複数の全ての計測点Ｋｉｊが、基板Ｐの有効領域４１の内側に配置される。そして、第２ショット領域Ｓ２の露光を実行するために、投影領域ＰＲ及び計測点Ｋｉｊに対する基板ＰのＹ軸方向（−Ｙ方向）への移動（走査）が開始され、走査終了位置に近づくにつれて、有効領域４１の内側に配置されていた複数の計測点Ｋｉｊが、基板Ｐの移動に伴って、有効領域４１の外側に順次配置される。

なお、例えば第２３ショット領域Ｓ２３等、基板Ｐの表面の中央付近のショット領域の露光を開始するための走査開始位置においては、複数の全ての計測点Ｋｉｊが、基板Ｐの有効領域４１の内側に配置される。また、走査終了位置においても、複数の全ての計測点Ｋｉｊが、基板Ｐの有効領域４１の内側に配置される。フォーカス・レベリング検出システム６は、それら有効領域４１に配置される複数の計測点Ｋｉｊで検出した高さ位置情報Ｚｉｊを用いて、基板Ｐの面位置情報を取得する。

ところで、例えば種々のプロセス処理等に起因して、基板Ｐの表面の周縁領域が中央領域に対して傾斜する可能性がある。例えば、上述のＣＭＰ処理等に起因して、図７の模式図に示すように、基材Ｗｆの表面の周縁領域が傾斜する現象が生じる可能性がある。以下の説明において、基材Ｗｆの表面の周縁領域において傾斜した領域を適宜、傾斜領域４３、と称する。また、基材Ｗｆの表面の中央領域の平坦な領域を適宜、平坦領域４４、と称する。図７に示す例においては、感光膜Ｒｇは平坦領域４４の全域に形成されており、平坦領域４４の全域が有効領域４１である。また、スピンコーティング処理によって傾斜領域４３の全域に形成された感光膜Ｒｇの一部は、エッジリンス処理によって除去され、感光膜Ｒｇは傾斜領域４３の一部の領域に形成される。すなわち、傾斜領域４３は、有効領域４１と無効領域４２とを含む。

例えば、エッジショット領域である第１ショット領域Ｓ１が傾斜領域４３を有する場合について考える。図８は、傾斜領域４３を有する第１ショット領域Ｓ１を露光するときの状態を示す模式図である。図８（Ａ）に示すように、走査開始位置においては、複数の計測点Ｋｉｊは、基板Ｐの有効領域４１の外側に配置されている。第１ショット領域Ｓ１の露光を実行するために、投影領域ＰＲ及び計測点Ｋｉｊに対する基板ＰのＹ軸方向（＋Ｙ方向）への移動（走査）が開始されると、有効領域４１の外側に配置されていた複数の計測点Ｋｉｊが、基板Ｐの移動に伴って、有効領域４１の内側に順次配置される。フォーカス・レベリング検出システム６は、それら有効領域４１に順次配置される複数の計測点Ｋｉｊで検出した高さ位置情報Ｚｉｊを用いて、基板Ｐの面位置情報を取得する。

図８（Ｂ）に示すように、複数の計測点Ｋｉｊが傾斜領域４３の有効領域４１に配置された場合、フォーカス・レベリング検出システム６は、それら複数の計測点Ｋｉｊで検出した高さ位置情報Ｚｉｊに基づいて、図８中、ラインＳＦで示す仮想的な近似面のように、基板Ｐの表面がＸＹ平面に対して傾斜していると判断する。仮に、投影光学系ＰＬの像面（最良結像面）ＺｏがＸＹ平面と平行である場合、制御装置７は、基板Ｐの表面（近似面ＳＦ）と最良結像面Ｚｏとを合致させるために、すなわち基板Ｐの表面（近似面ＳＦ）が目標位置（最良結像面Ｚｏと合致する位置）に配置されるように、最良結像面Ｚｏに応じて、基板ステージ２（基板テーブル１０）を移動するときの目標移動量、すなわち微動システム１３の目標駆動量（目標制御量）を算出し、その算出した目標制御量に基づいて、微動システム１３を駆動して、基板Ｐを保持した基板テーブル１０を移動する。これにより、図８（Ｃ）に示すように、基板Ｐの表面（近似面ＳＦ）と最良結像面Ｚｏとが合致する。このような制御が実行される場合、基板テーブル１０の目標移動量（微動システム１３の目標制御量）は、ステップ応答的に変化することとなる。

基板テーブル１０の目標移動量がステップ応答的に変化すると、図９の模式図に示すように、基板テーブル１０の実際の移動量は、例えば大きくオーバーシュートする可能性がある。この場合、基板テーブル１０の実際の移動量と、目標移動量との間に誤差が生じる等、制御精度が劣化する可能性が高くなる。また、基板テーブル１０の実際の移動量がオーバーシュートし、収束するまで時間がかかる場合、図８（Ｄ）に示すように、投影領域ＰＲ（計測点Ｋｉｊ）が平坦領域４４に配置された状態においても、基板テーブル１０（すなわち基板Ｐの表面）が揺動する可能性がある。この場合、露光精度が劣化する。

このように、基板Ｐの表面の周縁領域に傾斜領域４３が存在する場合において、その周縁領域（傾斜領域）に設定された計測点Ｋｉｊから求められる基板Ｐの表面の面位置情報に基づいて、基板Ｐの表面の位置を制御しようとすると、基板テーブル１０の目標移動量（微動システム１３の目標制御量）がステップ的に変化するなどして、制御精度が劣化したり、露光精度が劣化したり可能性がある。

そこで、制御精度の劣化、露光精度の劣化を抑制するために、本実施形態においては、検出装置ＳＬは、基板Ｐの周縁領域に設定された計測点Ｋｉｊで検出した高さ位置情報Ｚｉｊに所定の重み情報Ｗｉｊを加味し、その重み情報Ｗｉｊを加味された高さ位置情報Ｚｉｊ’に基づいて、基板Ｐの面位置情報を取得する。また、制御装置７は、その重み情報Ｗｉｊを加味された高さ位置情報Ｚｉｊ’に基づいて、基板Ｐの表面の高さ方向での位置を制御する。

図１０は、検出装置ＳＬを含む露光装置ＥＸの制御構成の一例を示すブロック図である。図１０において、検出装置ＳＬは、基板Ｐの表面の高さ方向（Ｚ軸方向）での位置を基板Ｐの表面上に設定した計測点Ｋｉｊで検出し、高さ方向の位置に対応した高さ位置情報Ｚｉｊを出力するフォーカス・レベリング検出システム６と、第１エッジＥ１を有する第１領域５１、及び第１エッジＥ１と基板Ｐの表面の中心との間に第２エッジＥ２を有する第２領域５２を基板Ｐの表面に設定する領域設定装置３１と、第１エッジＥ１と第２エッジＥ２との間の第３領域５３に設定された計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊに重み情報Ｗｉｊを加味する重み設定装置３２と、重み情報Ｗｉｊを加味された高さ位置情報Ｚｉｊ’に基づいて、基板Ｐの表面の面位置情報を取得する処理装置３３とを備えている。

また、検出装置ＳＬは、フォーカス・レベリング検出システム６から出力された複数の計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊを用いて基板Ｐの表面の近似面ＳＣを算出する演算装置３４と、入力信号を入力可能な入力装置３５と、所定の情報を記憶可能な記憶装置３６とを備えている。

本実施形態においては、上述の制御ユニット３０は、領域設定装置３１、重み設定装置３２、演算装置３４、入力装置３５、記憶装置３６、及び処理装置３３を含む。

フォーカス・レベリング検出システム６と処理装置３３とは接続されており、フォーカス・レベリング検出システム６は、計測点Ｋｉｊで検出した基板Ｐの高さ方向の位置に対応した高さ位置情報Ｚｉｊを制御ユニット３０の処理装置３３に出力する。領域設定装置３１と処理装置３３とは接続されており、設定した第１領域５１及び第２領域５２に関する情報を処理装置３３に出力する。重み設定装置３２と処理装置３３とは接続されており、設定した重み情報Ｗｉｊを処理装置３３に出力する。演算装置３４と処理装置３３とは接続されており、処理装置３３は、フォーカス・レベリング検出システム６から出力された複数の計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊと、重み設定装置３２で設定された重み情報Ｗｉｊとを演算装置３４に出力し、演算装置３４に基板Ｐの表面の近似面ＳＣを算出させる。入力装置３５と処理装置３３とは接続されており、入力装置３５は、所定の入力信号を処理装置３３に入力可能である。記憶装置３６と処理装置３３とは接続されており、記憶装置３６は、所定の情報を処理装置３３に出力可能である。また、処理装置３３は、記憶装置３６に記憶されている情報を抽出可能（読み取り可能）であり、記憶装置３６の情報を用いて所定の処理を実行可能である。

制御ユニット３０の処理装置３３と制御装置７とは接続されており、処理装置３３は、重み情報Ｗｉｊを加味した基板Ｐの表面の高さ位置情報Ｚｉｊ’、及び基板Ｐの表面の面位置情報を制御装置７に出力可能である。制御装置７は、重み情報を加味された基板Ｐの表面の高さ位置情報を用いて、基板テーブル１０に保持されている基板Ｐの表面の位置を制御可能である。制御装置７と基板ステージ駆動システム４とは接続されており、制御装置７は、基板ステージ駆動システム４によって、基板テーブル１０に保持されている基板Ｐの表面の位置を制御可能である。

図１１は、領域設定装置３１によって基板Ｐの表面に設定される第１領域５１及び第２領域５２を説明するための模式図である。領域設定装置３１は、基板Ｐの表面に、仮想的な第１エッジＥ１及び第２エッジＥ２を設定する。基板Ｐの表面には、第１エッジＥ１及び第２エッジＥ２が想定される。

本実施形態においては、領域設定装置３１は、基板Ｐの表面のエッジＥＰと基板Ｐの表面の中心との間に第１エッジＥ１を設定し、第１エッジＥ１と基板Ｐの表面の中心との間に第２エッジＥ２を設定する。第１エッジＥ１及び第２エッジＥ２のそれぞれは、基板Ｐの外形（エッジＥＰ）に沿うようにほぼ円環状に設定される。第１エッジＥ１と第２エッジＥ２とはほぼ同心である。第１領域５１は、第１エッジＥ１の内側に想定された円形状の領域であり、第２領域５２は、第２エッジＥ２の内側に想定された円形状の領域である。第３領域５３は、ほぼ同心な第１エッジＥ１と第２エッジＥ２との間に想定された輪帯状の領域である。

本実施形態においては、第１エッジＥ１は、感光膜Ｒｇが形成された有効領域４１のエッジとほぼ一致するように設定される。すなわち、本実施形態においては、第１エッジＥ１で規定される第１領域５１は、感光膜Ｒｇが形成された有効領域４１を含む。

また、本実施形態においては、第２エッジＥ２は、基材Ｗｆの傾斜領域４３と平坦領域４４との境界とほぼ一致するように設定される。すなわち、本実施形態においては、第２エッジＥ２で規定される第２領域５２は、有効領域４１の平坦領域４４を含む。

また、本実施形態においては、第１エッジＥ１と第２エッジＥ２とで規定される第３領域５３は、有効領域４１の傾斜領域４３を含む。

図１２は、重み設定装置３２によって加味される重み情報Ｗｉｊを説明するための模式図である。重み設定装置３２は、第１エッジＥ１と第２エッジＥ２との間の第３領域５３に設定された計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊに重み情報Ｗｉｊを加味する。重み設定装置３２は、第１エッジＥ１及び第２エッジＥ２の少なくとも一方の位置と計測点Ｋｉｊの位置とに関係する情報に応じて、計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊに重み情報Ｗｉｊを設定する。

重み設定装置３２は、第３領域５３における計測点Ｋｉｊの位置に応じて、その計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊに重み情報Ｗｉｊを設定する。具体的には、重み設定装置３２は、基板Ｐの表面のエッジＥＰと基板Ｐの表面の中心とを結ぶ方向に関する第３領域５３に対する計測点Ｋｉｊの位置に応じて、その計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊに重み情報Ｗｉｊを設定する。

本実施形態においては、重み設定装置３２は、重み情報Ｗｉｊとして、第３領域５３に対する計測点Ｋｉｊの位置に応じて、その計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊに重み係数Ｗｉｊを掛ける。図１２に示すように、重み設定装置３２は、第１エッジＥ１から第２エッジＥ２に向かって漸次増加するように重み係数Ｗｉｊを設定する。

ここで、計測点Ｋｉｊに関する相対位置の変化と重み係数Ｗｉｊの変化との関係は線形に限られないが、線形の関係とした方が、コンピュータ・プログラム実装の際に簡潔であるという利点がある。

図１２に示すように、本実施形態においては、第１エッジＥ１の重み係数Ｗｉｊが０に設定され、第２エッジＥ２の重み係数が１に設定される。また、本実施形態においては、基板Ｐの表面のエッジＥＰと基板Ｐの表面の中心とを結ぶ方向に関する第３領域５３と計測点Ｋｉｊとの相対位置の変化と、重み係数Ｗｉｊの変化とが、線形の関係となるように、重み係数Ｗｉｊが設定される。

このように、フォーカス・レベリング検出システム６から出力される、第３領域５３に設定された計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊに重み係数Ｗｉｊを加味することによって、図８等を参照して説明したような、制御精度が劣化することを抑制できる。

例えば、エッジショット領域である第１ショット領域Ｓ１を露光するために、走査開始位置から投影領域ＰＲ及び計測点Ｋｉｊに対する基板ＰのＹ軸方向（＋Ｙ方向）への移動（走査）を実行し、図１３の模式図に示すように、複数の計測点Ｋｉｊが第３領域５３に配置された場合、重み設定装置３２は、第３領域５３に対する計測点Ｋｉｊの位置に応じて、その計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊに重み係数Ｗｉｊを掛ける。本実施形態においては、第１エッジＥ１に近い計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊに掛けられる重み係数Ｗｉｊは小さく、第２エッジＥ２に近い計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊに掛けられる重み係数Ｗｉｊは大きい。すなわち、ＸＹ平面とほぼ平行な平坦領域４４に対して高さ方向の位置が大きく異なる第１エッジＥ１近傍の計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊに掛けられる重み係数Ｗｉｊは小さく、平坦領域４４に対して高さ方向の位置がほぼ等しい第２エッジＥ２近傍の計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊに掛けられる重み係数Ｗｉｊは大きい。したがって、処理装置３３は、重み係数Ｗｉｊが掛けられた各計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊ’に基づいて、基板Ｐの表面が、図１３中、ラインＳＣで示す仮想的な近似面のように配置されていると判断する。最良結像面Ｚｏ（ＸＹ平面）に対する近似面ＳＣの傾き角度は、図８の近似面ＳＦの傾き角度よりも十分に小さい。この場合、基板Ｐの表面（近似面ＳＣ）と最良結像面Ｚｏとを合致させるための基板テーブル１０の目標移動量（微動システム１３の目標駆動量）は、緩やかに変化し、ステップ応答的に変化することはない。したがって、図８等を参照して説明したような、オーバーシュート等の発生が抑制される。したがって、制御精度が劣化したり、露光精度が劣化したりすることを抑制できる。

以上においては、第１領域５１の内側に計測点Ｋｉｊが幾つ入っているかに関係なく、第３領域５３にある計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊに重み係数Ｗｉｊを掛けるようにしているが、フォーカス・レベリング検出システム６が、少なくとも４つの計測点Ｋｉｊを備え、重み設定装置３２は、少なくとも４つの計測点Ｋｉｊが第１領域５１の内側に設定され、それら４つの計測点Ｋｉｊのうち、少なくとも１つの計測点Ｋｉｊが第３領域５３に設定されるときに、第３領域５３に設定される計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊに重み係数Ｗｉｊを掛けるようにしてもよい。

そして、検出装置ＳＬは、演算装置３４を用いて、４つの計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊ’を用いて、基板Ｐの表面の近似面ＳＣを算出する。

本実施形態においては、演算装置３４は、重み付き最小二乗法の手法に基づいて、少なくとも４つの計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊを用いて、近似面ＳＣを算出する。

有効領域４１（第１領域５１）に含まれる複数（少なくとも４つ）の計測点Ｋｉｊのそれぞれで検出した高さ位置情報Ｚｉｊを用いて近似面ＳＣを求める場合、例えば特開２００６−３００６７６号公報等に開示されているように、

で、Ｌを最小とするａ、ｂ、ｃを求めればよい。本実施形態においては、各データＺｉｊに重み係数Ｗｉｊを掛けるので、

で、Ｌを最小とするａ、ｂ、ｃを求めることとなる。

このように、重み係数Ｗｉｊを個々の高さ位置情報Ｚｉｊ自体にオフセットを加算するために用いるのではなく、最小二乗法を用いた近似面ＳＣ算出の際の重み付け情報として重み係数Ｗｉｊを用いても良い。この場合、最小二乗法により近似面ＳＣを求める際、高さ位置情報Ｚｉｊが３つ以下（計測点Ｋｉｊが３つ以下）の時点では、算出される近似面は高さ位置情報Ｚｉｊに重み係数Ｗｉｊが掛け合わされているか否かによって変化しない。高さ位置情報Ｚｉｊが４つ以上（計測点Ｋｉｊが４つ以上）となった時点で、近似面ＳＣは重み係数Ｗｉｊによって変化し、重み計数Ｗｉｊの効力が発揮されることになる。あるいは、有効領域４１に設定される計測点Ｋｉｊが３つ以下の時点までは、高さ位置情報Ｚｉｊを無効化する（基板Ｐの表面の制御のためのデータとして使用しない）ことも考えられる。これについては後述する。

次に、図１４のフローチャートを参照しながら、上述の構成を有する露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法について、主に第１ショット領域Ｓ１を露光するときの検出装置ＳＬの動作を中心に説明する。

まず、領域設定装置３１によって、第１領域５１の第１エッジＥ１及び第２領域５２の第２エッジＥ２が設定される（ステップＳＡ１）。

第１エッジＥ１及び第２エッジＥ２は、ＣＭＰ処理及びエッジリンス処理等を含むプロセス条件等に応じて設定される。本実施形態においては、第１エッジＥ１は、エッジリンス処理で形成される有効領域４１のエッジに対応するように設定され、第２エッジＥ２は、ＣＭＰ処理で形成される傾斜領域４３と平坦領域４４との境界に対応するように設定される。有効領域４１の位置情報、傾斜領域４３と平坦領域４４との境界の位置情報は、例えば事前にサンプルを計測することによって取得可能である。

次に、重み設定装置３２によって、重み情報Ｗｉｊが設定される（ステップＳＡ２）。重み設定装置３２は、計測点Ｋｉｊと基板Ｐとの相対的な移動方向であるＹ軸方向での基板Ｐの表面に対する計測点Ｋｉｊの相対位置の変化に対応して、計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊに掛ける重み係数Ｋｉｊを変化させる。

図１５及び図１６は、本実施形態に係る重み係数Ｗｉｊの一例を示す図である。以下の説明においては、説明を簡単にするため、計測点Ｋｉｊが基板Ｐの表面に対して移動するものとする。

図１５を参照しながら、第１エッジＥ１から第３領域５３を通過した後、第２エッジＥ２まで移動する計測点Ｋｉｊ、第２エッジＥ２の内側の第２領域５２を移動する計測点Ｋｉｊ、及び第２エッジＥ２から第３領域５３を通過した後、第１エッジＥ１まで移動する計測点Ｋｉｊのそれぞれで検出される高さ位置情報Ｚｉｊに掛ける重み係数Ｗｉｊについて説明する。

重み設定装置３２は、第３領域５３おける基板Ｐに対する計測点Ｋｉｊの移動方向（Ｙ軸方向）に関する位置に応じた重み係数Ｗｉｊを設定する。重み設定装置３２は、Ｙ軸方向に関して、第１エッジＥ１から第２エッジＥ２に向かって漸次増加するように、重み係数Ｗｉｊを設定する。重み設定装置３２は、第３領域５３における計測点ＫｉｊのＹ軸方向への変化と重み係数Ｗｉｊの変化とが線形の関係となるように、重み係数Ｗｉｊを設定する。

第１エッジＥ１において、重み係数Ｗｉｊは０であり、第２エッジＥ２において、重み係数Ｗｉｊは１である。そして、第１エッジＥ１と第２エッジＥ２との間において、基板Ｐの表面に対する計測点ＫｉｊのＹ軸方向に関する相対位置の変化と、重み係数Ｗｉｊの変化とが線形の関係になるように、重み係数Ｗｉｊが設定される。

具体的には、基板Ｐの表面に対する計測点ＫｉｊのＹ軸方向に関する位置をＹｉ、計測点Ｋｉｊの移動経路と基板Ｐの中心に対して図１５中、＋Ｙ側における第１エッジＥ１との交点のＹ軸方向に関する位置をＹａ、計測点Ｋｉｊの移動経路と基板Ｐの中心に対して図１５中、＋Ｙ側における第２エッジＥ２との交点のＹ軸方向に関する位置をＹｂ、計測点Ｋｉｊの移動経路と基板Ｐの中心に対して図１５中、−Ｙ側における第２エッジＥ２との交点のＹ軸方向に関する位置をＹｃ、計測点Ｋｉｊの移動経路と基板Ｐの中心に対して図１５中、−Ｙ側における第１エッジＥ１との交点のＹ軸方向に関する位置をＹｄ、としたとき、

で与えられる。

次に、図１６を参照しながら、第２エッジＥ２の内側の第２領域５２を通過することなく、第３領域５３をＹ軸方向に移動する計測点Ｋｉｊで検出される高さ位置情報Ｚｉｊに掛ける重み係数Ｗｉｊについて説明する。計測点Ｋｉｊが第２領域５２を通過しない場合においても、重み設定装置３２は、第３領域５３における計測点ＫｉｊのＹ軸方向への変化と重み係数Ｗｉｊの変化とが線形の関係となるように、重み係数Ｗｉｊを設定する。

一例として、まず、図１６における計測点Ｋｉｊの移動経路中、基板Ｐの表面の中心に最も近くなる点Ｎが検出される。次に、点Ｎを通り、Ｘ軸方向と平行なラインＮＬが設定される。次いで、第３領域５３において、ラインＮＬに沿った重み係数Ｗｘが設定される。重み係数Ｗｘは、第１エッジＥ１から第２エッジＥ２に向かって漸次増加するように設定される。また、Ｘ軸方向の位置の変化と重み係数Ｗｘの変化とが線形の関係となるように、重み係数Ｗｘが設定される。また、第１エッジＥ１における重み係数Ｗｘは０であり、第２エッジＥ２における重み係数Ｗｘは１である。そして、計測点Ｋｉｊの移動経路とラインＮＬとの交点における重み係数Ｗｘｉが導出される。そして、この重み係数Ｗｉｘが、計測点Ｋｉｊの移動経路における点Ｎの重み係数Ｗｉｊに設定される。

図１５及び図１６を参照して説明したように、重み係数Ｗｉｊが設定された後、制御装置７は、基板ホルダ９に保持されている基板Ｐの第１ショット領域Ｓ１を露光するために、基板ステージ２を制御して、基板ＰのＹ軸方向への移動を開始する。基板Ｐの移動に伴って、基板ＰのエッジＥＰの外側に配置されていた複数の計測点Ｋｉｊが、基板ＰのエッジＥＰの内側に順次配置される。フォーカス・レベリング検出システム６は、基板ＰのエッジＥＰの内側に配置された計測点Ｋｉｊで検出された高さ位置情報Ｚｉｊを、処理装置３３に出力する（ステップＳＡ３）。

本実施形態においては、処理装置３３は、第１エッジＥ１の内側の第１領域５１（有効領域４１）に配置された計測点Ｋｉｊで検出された高さ位置情報Ｚｉｊのみを抽出する。換言すれば、処理装置３３は、第１領域５１（有効領域４１）の外側であって、基板ＰのエッジＥＰと第１エッジＥ１との間に設定された無効領域４２に設定された計測点Ｋｉｊで計測された高さ位置情報Ｚｉｊを無効化する。第１エッジＥ１は領域設定装置３１によって設定されており、第１エッジＥ１の位置情報は既知である。したがって、処理装置３３は、既知である第１エッジＥ１の位置情報と、レーザ干渉計５Ｐで計測される基板Ｐの位置情報とに基づいて、計測点Ｋｉｊが第１エッジＥ１の内側の第１領域５１（有効領域４１）に配置されたかどうかを判断可能である。処理装置３３は、第１エッジＥ１の外側の無効領域４２に設定された計測点Ｋｉｊで計測された高さ位置情報Ｚｉｊを無効化し、第１エッジＥ１の内側の有効領域４１（第１領域５１）に設定された計測点Ｋｉｊで計測された高さ位置情報Ｚｉｊを有効化する。

このように、有効領域４１、無効領域４２は、そこで計測された高さ位置情報Ｚｉｊを有効化するか無効化するかに関する設定領域であり、その設定は必ずしも前述されたように感光層Ｒｇの有無と一致している必要はない。例えば、感光層Ｒｇが形成された領域であっても、その一部を無効領域４２の一部に設定することも可能である。

なお、本実施形態においては、上述の（３）式に示すように、無効領域４２においては重み係数Ｗｉｊが０なので、無効領域４２に設定された計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊが処理装置３３に出力された場合であっても、実質的に無効化されることとなる。

なお、フォーカス・レベリング検出システム６が、第１エッジＥ１の内側に配置された計測点Ｋｉｊで計測された高さ位置情報Ｚｉｊのみを処理装置３３に出力するようにしてもよい。

基板Ｐの移動に伴って、少なくとも４つの計測点Ｋｉｊが第１領域５１に配置されたとき、重み設定装置３２は、フォーカス・レベリング検出システム６より出力され、第３領域５３に設定された計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊに重み係数Ｗｉｊを加味する（ステップＳＡ４）。

処理装置３３は、重み係数Ｗｉｊを加味された高さ位置情報Ｚｉｊ’に基づいて、演算装置３４を用いて、近似面ＳＣを算出する（ステップＳＡ５）。

算出された近似面ＳＣは、処理装置３３を介して制御装置７に出力される。制御装置７は、重み情報Ｗｉｊを加味された高さ位置情報Ｚｉｊ’に基づいて算出された近似面ＳＣに基づいて、投影光学系ＰＬの像面Ｚｏに基板Ｐの表面（近似面ＳＣ）を合致させるように、基板ステージ駆動システム４を用いて、基板Ｐの表面の位置を制御する（ステップＳＡ６）。制御装置７は、基板Ｐの表面の位置を制御しつつ、基板Ｐを露光する。

第１ショット領域Ｓ１の露光が終了した後、図４を参照して説明したように、第２ショット領域Ｓ２以降の複数のショット領域が順次露光される。

例えば、第１、第３、第５、第４１、第４３、第４５ショット領域Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ４１、Ｓ４３、Ｓ４５等の走査露光を開始するときには、第１エッジＥ１の外側に配置されていた複数の計測点Ｋｉｊが、第１エッジＥ１の内側に順次配置されるので、上述のステップＳＡ１〜ＳＡ６で説明した手順と同様の手順で基板Ｐの表面の位置検出及び位置制御が実行される。

例えば、第２、第４、第４２、第４４ショット領域Ｓ２、Ｓ４、Ｓ４２、Ｓ４４等の走査露光を終了するときには、第２エッジＥ２の内側に配置されていた複数の計測点Ｋｉｊが、第２エッジＥ２の外側に順次配置される。この場合においても、処理装置３３は、第３領域５３に設定される計測点Ｋｉｊで検出される高さ位置情報Ｚｉｊに重み係数Ｗｉｊを加味し、基板Ｐの面位置情報（近似面ＳＣ）を求める。制御装置７は、求められた基板Ｐの面位置情報（近似面ＳＣ）に基づいて、基板ステージ駆動システム４を用いて基板Ｐの表面の位置を制御しつつ、露光する。

なお、例えば第１ショット領域Ｓ１の露光を開始するとき、図１７の模式図に示すように、走査開始位置から基板ＰをＹ軸方向に移動した直後においては、第１領域５１（有効領域４１）に、計測点Ｋｉｊが１つだけ配置される状況が生じる場合がある。本実施形態においては、有効領域４１に計測点Ｋｉｊが１つだけ設定されている状態の場合、処理装置３３は、その計測点Ｋｉｊで計測された高さ位置情報Ｚｉｊを、基板Ｐの表面の位置の制御のためのデータとして使用しない。本実施形態においては、有効領域４１に計測点Ｋｉｊが１つだけ設定されているときの基板Ｐの位置制御は、例えば先に露光されたショット領域（先の基板Ｐを含む）の位置情報に基づいて実行される。例えば、先のショット領域の平坦領域４４を露光しているときの基板テーブル１０の位置情報が微動システム１３の計測装置（エンコーダなど）で計測され、その計測結果が記憶され、その記憶された計測結果に基づいて、次のショット領域の露光を開始するときに、有効領域４１に計測点Ｋｉｊが１つだけ設定されているときの基板Ｐの位置制御が実行される。同様に、有効領域４１に計測点Ｋｉｊが２つ、又は３つだけ設定されているときの基板Ｐの位置制御においても、その計測点Ｋｉｊで計測された高さ位置情報Ｚｉｊは使用されず、例えば先に露光されたショット領域（先の基板Ｐを含む）の位置情報に基づいて実行される。最小二乗法（重み付き最小二乗法）を用いて近似面ＳＣを算出する場合には、少なくとも４つの計測点Ｋｉｊが必要であり、計測点Ｋｉｊが有効領域４１に少なくとも４つ配置されるまで、例えば先に露光されたショット領域の表面の位置情報を参照して、基板ステージ２の位置が制御される。

以上説明したように、本実施形態によれば、例えば基板Ｐの表面の周縁領域に傾斜領域４３が存在していても、目標制御量のステップ応答的な変化を抑制できるので、基板Ｐの表面の面位置情報を精度良く検出できる。したがって、その基板Ｐの表面の位置制御を精度良く実行でき、基板Ｐを良好に露光できる。

また、感光膜Ｒｇが形成された有効領域４１の傾斜領域４３（周縁領域）においても、精度良く露光できるので、その周縁領域を用いてデバイスを製造できる。したがって、デバイスの生産性を向上することができる。

また、基板Ｐの表面に対する計測点Ｋｉｊの位置の変化と、重み係数Ｗｉｊの変化とが線形の関係にあるので、重み係数Ｗｉｊを掛けた後の高さ位置情報Ｚｉｊ’を用いて近似面ＳＣを算出する際の演算装置３４による演算処理の負荷を低減できる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図１８は、第２実施形態を示す模式図である。上述の第１実施形態においては、第１領域５１の第１エッジＥ１と（すなわち有効領域４１のエッジ）とが感光膜Ｒｇが形成されている領域と一致している場合を例にして説明したが、図１８に示すように、領域設定装置３１は、第１エッジＥ１（有効領域４１のエッジ）が感光膜Ｒｇが形成されている領域と一致しないように設定してもよい。この場合、処理装置３３は、例えば、第１エッジＥ１（有効領域４１のエッジ）の外側で感光膜Ｒｇが形成されている領域に設定される計測点Ｋｉｊで計測された高さ位置情報Ｚｉｊを無効化する。

また、図１９に示すように、領域設定装置３１は、基板ＰのエッジＥＰを、第１領域５１の第１エッジＥ１（有効領域４１のエッジ）として設定してもよい。この場合、領域設定装置３１は無効領域を設定しない。

上述の第１、第２実施形態において、制御ユニット３０は、ＣＰＵ等を含むコンピュータシステムと、そのコンピュータシステムと外部装置との通信を実行可能なインターフェースとを含む。コンピュータシステムは、領域設定装置３１、重み設定装置３２、演算装置３４、及び処理装置３３等を含み、これら各装置は、ＣＰＵ等によって構成される。また、記憶装置３６は、例えばＲＡＭ等のメモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体を含む。記憶装置３６には、コンピュータシステムを制御するオペレーティングシステム（ＯＳ）がインストールされ、検出装置ＳＬを制御するためのプログラムが記憶されている。

また、制御ユニット３０に接続される制御装置７は、ＣＰＵ等を含むコンピュータシステムと、そのコンピュータシステムと外部装置との通信を実行可能なインターフェースとを含む。また、制御装置７には、例えばＲＡＭ等のメモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体を含む記憶装置が接続される。その記憶装置には、コンピュータシステムを制御するオペレーティングシステム（ＯＳ）がインストールされ、露光装置ＥＸ全体を制御するためのプログラムが記憶されている。

また、上述の入力装置３５は、キーボード、マウス等の入力機器、あるいは外部装置からのデータを入力可能な通信装置等を含む。また、液晶表示ディスプレイ等の表示装置が設けられていてもよい。

記憶装置に記録されているプログラムを含む各種情報は、コンピュータシステムが読み取り可能である。記憶装置には、基板Ｐの高さ方向での位置を制御するための制御情報をコンピュータシステムに出力し、実行させる処理を含むプログラムが記録されている。

記憶装置に記録されているプログラムは、コンピュータシステムに、基板Ｐの表面上に設定した計測点Ｋｉｊで検出された高さ位置情報Ｚｉｊを出力する処理と、基板Ｐの表面上に想定される第１領域５１の第１エッジＥ１と、第１エッジＥ１と基板Ｐの中心との間に想定される第２エッジＥ２との間の第３領域５３に設定された計測点Ｋｉｊでの高さ位置情報Ｚｉｊに重み情報Ｗｉｊを加味した高さ位置情報Ｚｉｊ’を用いて基板Ｐの表面の位置を制御するための制御情報を出力する処理とを実行させる。

記憶装置に記憶されているプログラムがコンピュータシステムに読み込まれることにより、そのプログラムとフォーカス・レベリング検出システム６及び基板ステージ駆動システム４等を含む各種装置とが協働して、基板テーブル１０に保持されている基板Ｐの位置を制御する。

なお、上述の各実施形態においては、基板Ｐが計測点Ｋｉｊに対して移動するが、基板Ｐに対して計測点Ｋｉｊが移動してもよいし、基板Ｐと計測点Ｋｉｊとの両方が移動してもよい。

なお、上述の各実施形態においては、基板Ｐの表面に対する計測点Ｋｉｊの位置の変化と重み係数Ｗｉｊの変化とが線形の関係である場合を例にして説明したが、非線形の関係であってもよい。Ｙ軸方向に関して、重み係数Ｗｉｊが二次曲線状、放物線状に変化してもよいし、基板Ｐの傾斜領域４３の形状に応じて変化する重み係数Ｗｉｊであってもよい。

なお、上述の各実施形態においては、制御装置７は、投影光学系ＰＬの像面Ｚｏと基板Ｐの表面とを所定の位置関係にするために、検出装置ＳＬの検出結果に基づいて、基板ステージ駆動システム４（微動システム１３）を制御して、基板Ｐを保持する基板テーブル１０の位置を調整しているが、結像特性調整装置ＬＣを用いて、投影光学系ＰＬの像面Ｚｏの位置を調整するようにしてもよい。また、基板Ｐを保持した基板テーブル１０の位置調整と、結像特性調整装置ＬＣによる投影光学系ＰＬの像面Ｚｏの位置調整との両方が実行されてもよい。

なお、上述の各実施形態においては、露光装置ＥＸが、マスクＭの移動と同期して基板Ｐを移動しつつ基板Ｐを露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）である場合を例にして説明したが、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンの像で基板Ｐのショット領域を一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）であってもよい。ステッパでエッジショット領域を露光する場合であっても、上述の各実施形態で説明した手法を用いることにより、基板Ｐのエッジショット領域の表面と投影光学系ＰＬの像面Ｚｏとの位置関係を良好に調整できる。

なお、上述の各実施形態においては、検出装置ＳＬが露光される基板Ｐの表面の面位置情報を検出するために露光装置ＥＸに備えられている場合を例にして説明したが、検出装置ＳＬを、露光装置ＥＸとは別に設けることができる。例えば、露光される前、あるいは露光された後の基板Ｐの表面状態（表面形状）を検出するための検査装置として、上述の各実施形態で説明した検出装置ＳＬを用いることができる。また、露光される基板Ｐのみならず、所定の物体の被検面の面位置情報を検出するために、上述の各実施形態で説明した検出装置ＳＬを用いることができる。

また、上述の各実施形態においては、検出装置ＳＬの検出結果に基づいて、露光される基板Ｐの表面の高さ方向での位置を制御する場合を例にして説明したが、露光される基板Ｐのみならず、所定の物体の被検面の高さ方向での位置を制御することができる。

なお、上述の各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。

なお、上述の各実施形態で説明した露光装置ＥＸがステップ・アンド・リピート方式の露光装置（ステッパ）である場合において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、例えば特表２００４−５１９８５０号公報（対応米国特許第６，６１１，３１６号）に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。

また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報、米国特許６，３４１，００７号、米国特許６，４００，４４１号、米国特許６，５４９，２６９号、及び米国特許６，５９０,６３４号、米国特許６，２０８，４０７号、米国特許６，２６２，７９６号などに開示されているような複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。

更に、例えば特開平１１−１３５４００号公報（対応国際公開第１９９９／２３６９２号パンフレット）、特開２０００−１６４５０４号公報（対応米国特許第６，８９７，９６３号）等に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。

露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。

なお、上述の各実施形態においては、レーザ干渉計を備えた計測システム（干渉計システム）を用いてマスクステージ及び基板ステージの各位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。この場合、干渉計システムとエンコーダシステムとの両方を備えるハイブリッドシステムとし、干渉計システムの計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正（キャリブレーション）を行うことが好ましい。また、干渉計システムとエンコーダシステムとを切り換えて用いる、あるいはその両方を用いて、ステージの位置制御を行うようにしてもよい。

また、上述の各実施形態では、露光光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光を発生する光源装置として、ＡｒＦエキシマレーザを用いてもよいが、例えば、国際公開第１９９９／４６８３５号パンフレット（対応米国特許７,０２３,６１０号）に開示されているように、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長１９３ｎｍのパルス光を出力する高調波発生装置を用いてもよい。さらに、上述の各実施形態において、前述の照明領域と投影領域とは、それぞれ矩形状であってもよいし、他の形状、例えば円弧状等でもよい。

なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。可変成形マスクは、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）等を含む。また、可変成形マスクとしては、ＤＭＤに限られるものでなく、ＤＭＤに代えて、以下に説明する非発光型画像表示素子を用いても良い。ここで、非発光型画像表示素子は、所定方向へ進行する光の振幅（強度）、位相あるいは偏光の状態を空間的に変調する素子であり、透過型空間光変調器としては、透過型液晶表示素子（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）以外に、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）等が例として挙げられる。また、反射型空間光変調器としては、上述のＤＭＤの他に、反射ミラーアレイ、反射型液晶表示素子、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ：Electro Phonetic Display）、電子ペーパー（または電子インク）、光回折型ライトバルブ（Grating Light Valve）等が例として挙げられる。

また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。この場合、照明系は不要となる。ここで自発光型画像表示素子としては、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、無機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）、ＬＥＤディスプレイ、ＬＤディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：Field Emission Display）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）等が挙げられる。また、パターン形成装置が備える自発光型画像表示素子として、複数の発光点を有する固体光源チップ、チップを複数個アレイ状に配列した固体光源チップアレイ、または複数の発光点を１枚の基板に作り込んだタイプのもの等を用い、該固体光源チップを電気的に制御してパターンを形成しても良い。なお、固体光源素子は、無機、有機を問わない。

上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。このように投影光学系ＰＬを用いない場合であっても、検出装置ＳＬの検出結果に基づいて、所定の基準面と基板Ｐの表面とを所定の位置関係にして、基板Ｐを良好に露光できる。

また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

なお、法令で許容される限りにおいて、上記各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸは、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図２０に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態に従って、マスクのパターンを基板に露光し、露光した基板を現像する基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

第１実施形態に係る露光装置の一例を示す概略構成図である。 第１実施形態に係る空間像計測システムの動作の一例を示す図である。 露光光が照射される基板の一例を示す模式図であって、図３（Ａ）は側面図、図３（Ｂ）は平面図である。 露光方法の一例を説明するための模式図である。 露光方法の一例を説明するための模式図である。 基板のエッジショット領域を露光するときの状態を示す模式図である。 傾斜領域を有する基板の一例を示す拡大図である。 傾斜領域を有する基板を露光するときの状態を示す模式図である。 目標移動量と実際の移動量との関係を示す図である。 第１実施形態に係る検出装置を含む露光装置の制御構成の一例を示すブロック図である。 第１実施形態に係る制御ユニットの動作の一例を示す図であって、領域設定装置により設定される領域を説明するための模式図である。 第１実施形態に係る制御ユニットの動作の一例を示す図であって、重み設定装置により設定される重み情報を説明するための模式図である。 第１実施形態に係る制御ユニットの動作の一例を示す図であって、演算装置により算出される近似面を説明するための模式図である。 第１実施形態に係る露光装置の動作の一例を説明するためのフローチャート図である。 第１実施形態に係る重み設定装置で設定される重み情報の一例を示す模式図である。 第１実施形態に係る重み設定装置で設定される重み情報の一例を示す模式図である。 第１実施形態に係る露光装置の動作の一例を示す模式図である。 第２実施形態に係る重み設定装置で設定される重み情報の一例を示す模式図である。 第２実施形態に係る重み設定装置で設定される重み情報の一例を示す模式図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を説明するためのフローチャート図である。

符号の説明

２…基板ステージ、４…基板ステージ駆動システム、６…フォーカス・レベリング検出システム、６Ａ…照射装置、６Ｂ…受光装置、９…基板ホルダ、１０…基板テーブル、１２…粗動システム、１３…微動システム、３１…領域設定装置、３２…重み設定装置、３３…処理装置、３４…演算装置、３６…記憶装置、４１…有効領域、４２…無効領域、５１…第１領域、５２…第２領域、５３…第３領域、Ｅ１…第１エッジ、Ｅ２…第２エッジ、ＥＬ…露光光、ＥＰ…エッジ、ＥＸ…露光装置、Ｋｉｊ…計測点、ＬＣ…結像特性調整装置、ＬＵ…検出光、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系、Ｒｇ…感光膜、ＳＬ…検出装置、Ｗｆ…基材、Ｗｉｊ…重み係数、Ｚｉｊ…高さ位置情報、Ｚｏ…像面

Claims (26)

1. 対象物の被検面の面位置情報を検出する検出装置であって、
   前記被検面の高さ方向での位置を前記被検面上に設定した計測点で検出し、前記高さ方向の位置に対応した高さ位置情報を出力する検出器と、
   第１エッジを有する第１領域、及び前記第１エッジと前記対象物の中心との間に第２エッジを有する第２領域を前記被検面に設定する設定装置と、
   前記第１エッジと前記第２エッジとの間の第３領域に設定された前記計測点での前記高さ位置情報に重み情報を加味する重み設定装置と、
   前記重み情報を加味された前記高さ位置情報に基づいて、前記被検面の面位置情報を取得する処理装置と、を備え、
   前記重み設定装置は、前記第１エッジ及び前記第２エッジの少なくとも一方の位置と前記計測点の位置とに関係する情報に応じて、前記高さ位置情報に前記重み情報を設定する検出装置。
2. 前記被検面と略平行な平面内で前記計測点と前記被検面とを所定の移動方向に相対的に移動する移動装置を備え、
   前記重み設定装置は、さらに、前記所定の移動方向での前記被検面に対する前記計測点の相対位置の変化に対応して、前記計測点での前記高さ位置情報に加味する前記重み情報を変化させる請求項１記載の検出装置。
3. 前記相対位置の変化と前記重み情報の変化とが線形の関係にある請求項２記載の検出装置。
4. 前記重み設定装置は、前記重み情報として前記高さ位置情報に重み係数を掛け、
   前記第１エッジの重み係数は０であり、前記第２エッジの重み係数は１である請求項３記載の検出装置。
5. 前記重み設定装置は、前記重み情報として前記高さ位置情報に重み係数を掛け、
   前記重み係数を前記第１エッジから前記第２エッジに向かって漸次増加する請求項１記載の検出装置。
6. 前記重み設定装置は、前記重み情報として前記高さ位置情報に重み係数を掛け、
   前記第１エッジの重み係数は０であり、前記第２エッジの重み係数は１である請求項５記載の検出装置。
7. 前記設定装置は、前記対象物のエッジを前記第１エッジとして設定する請求項１記載の検出装置。
8. 前記設定装置は、前記対象物のエッジと前記対象物の中心との間に前記第１エッジを設定する請求項１記載の検出装置。
9. 前記設定装置は、さらに、前記対象物のエッジと前記第１エッジとの間に無効領域を設定し、
   前記処理装置は、前記無効領域に設定された計測点で計測された前記高さ位置情報を無効化する請求項８記載の検出装置。
10. 前記検出器は少なくとも４つの計測点を有し、
    前記重み設定装置は、前記４つの計測点の少なくとも１つが前記第３領域に設定されるときに、少なくとも前記第３領域に設定される前記計測点での前記高さ位置情報に前記重み情報を設定する請求項２記載の検出装置。
11. さらに、前記４つの計測点での前記高さ位置情報を用いて前記被検面の近似面を算出する演算装置を含む請求項１０記載の検出装置。
12. 前記検出器は、前記被検面に対して前記高さ方向と傾斜した方向から検出光を照射する照射装置と、前記被検面で反射した前記検出光を受光可能な受光装置とを含む請求項１〜１１のいずれか一項記載の検出装置。
13. 前記被検面は、露光光が照射される基板の表面を含み、
    前記第１領域は、感光膜が形成された有効領域を含む請求項１〜１２のいずれか一項記載の検出装置。
14. 露光光で基板を露光する露光装置であって、
    前記基板の表面の面位置情報を検出するために請求項１〜１３のいずれか一項記載の検出装置を備えた露光装置。
15. 前記検出装置で検出した検出結果に基づいて、所定面と前記基板の表面との位置関係を調整する調整装置を備えた請求項１４記載の露光装置。
16. 前記基板を保持する基板ホルダと、前記基板ホルダを移動する駆動装置とを備え、
    前記調整装置は、前記駆動装置を含む請求項１５記載の露光装置。
17. 投影光学系を備え、
    前記所定面は、前記投影光学系の像面を含む請求項１５又は１６記載の露光装置。
18. 請求項１４〜１７のいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
    前記露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
19. 対象物の被検面の高さ方向での位置を制御する位置制御装置であって、
    前記被検面の高さ方向での位置を前記被検面上に設定した計測点で検出し、前記高さ方向の位置に対応した高さ位置情報を出力する検出器と、
    第１エッジを有する第１領域、及び前記第１エッジと前記対象物の中心との間に第２エッジを有する第２領域を前記被検面に設定する設定装置と、
    前記第１エッジと前記第２エッジとの間の第３領域に設定された前記計測点での前記高さ位置情報に重み情報を加味する重み設定装置と、
    前記重み情報を加味された前記高さ位置情報を用いて前記被検面の位置を制御する制御部と、を備え、
    前記重み設定装置は、前記第１エッジ及び前記第２エッジの少なくとも一方の位置と前記計測点の位置とに関係する情報に応じて、前記高さ位置情報に前記重み情報を設定する位置制御装置。
20. 前記被検面と略平行な平面内で前記計測点と前記被検面とを所定の移動方向に相対的に移動する移動装置を備え、
    前記重み設定装置は、さらに、前記所定の移動方向での前記被検面に対する前記計測点の相対位置の変化に対応して、前記計測点での前記高さ位置情報に加味する前記重み情報を変化させる請求項１９記載の位置制御装置。
21. 対象物の被検面の高さ方向での位置を制御する位置制御方法であって、
    前記被検面の高さ方向での位置を前記被検面上に設定した計測点で検出し、前記高さ方向の位置に対応した高さ位置情報を出力し、
    前記被検面上に想定される第１領域の第１エッジと、前記第１エッジと前記対象物の中心との間に想定される第２エッジとの間の第３領域に設定された前記計測点での前記高さ位置情報に重み情報を加味した高さ位置情報を用いて前記被検面の位置を制御することを含み、
    前記重み情報が、前記第１エッジ及び前記第２エッジの少なくとも一方の位置と前記計測点の位置とに関係する情報に応じて設定される位置制御方法。
22. 前記被検面と略平行な平面内で前記計測点と前記被検面とを所定の移動方向に相対的に移動し、
    前記所定の移動方向での前記被検面に対する前記計測点の相対位置の変化に対応して、前記計測点での前記高さ位置情報に加味する前記重み情報を変化させることを含む請求項２１記載の位置制御装置。
23. 対象物の被検面の高さ方向での位置を制御するための制御情報をコンピュータシステムに出力させるプログラムであって、
    前記被検面上に設定した計測点で検出された、前記被検面の高さ方向での前記被検面の位置に関する高さ位置情報を出力する処理と、
    前記被検面上に想定される第１領域の第１エッジと、前記第１エッジと前記対象物の中心との間に想定される第２エッジとの間の第３領域に設定された前記計測点での前記高さ位置情報に重み情報を加味した高さ位置情報を用いて前記被検面の位置を制御するための制御情報を出力する処理と、を含み、
    前記重み情報が、前記第１エッジ及び前記第２エッジの少なくとも一方の位置情報と前記計測点の位置との関係に応じて設定されるプログラム。
24. 前記被検面と略平行な平面内で前記計測点と前記被検面とが所定の移動方向に相対的に移動する場合に、前記所定の移動方向での前記被検面に対する前記計測点の相対位置の変化に対応して、前記計測点での前記高さ位置情報に加味する前記重み情報を変化させる処理を含む請求項２３記載のプログラム。
25. 対象物の被検面の高さ方向での位置を制御するための制御情報をコンピュータシステムに出力させる処理が記録された記録媒体であって、
    前記処理が、
    前記被検面上に設定した計測点で検出された、前記被検面の高さ方向での前記被検面の位置に関する高さ位置情報を出力する処理と、
    前記被検面上に想定される第１領域の第１エッジと、前記第１エッジと前記対象物の中心との間に想定される第２エッジとの間の第３領域に設定された前記計測点での前記高さ位置情報に重み情報を加味した高さ位置情報を用いて前記被検面の位置を制御するための制御情報を出力する処理と、を含み、
    前記重み情報が、前記第１エッジ及び前記第２エッジの少なくとも一方の位置情報と前記計測点の位置との関係に応じて設定される記録媒体。
26. 前記制御情報を前記コンピュータシステムに出力させる処理は、前記被検面と略平行な平面内で前記計測点と前記被検面とが所定の移動方向に相対的に移動する場合に、前記所定の移動方向での前記被検面に対する前記計測点の相対位置の変化に対応して、前記計測点での前記高さ位置情報に加味する前記重み情報を変化させる処理を含む請求項２５記載の記録媒体。

Images