JP6381184B2 - 校正方法、測定装置、露光装置および物品の製造方法 - Google Patents

校正方法、測定装置、露光装置および物品の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、エンコーダの校正方法、エンコーダを用いた測定装置、露光装置および物品の製造方法に関する。
基板にパターンを形成する露光装置では、基板を保持するステージの位置決めを高精度に行うことが要求されており、それには、ステージの位置を精度よく測定することが重要である。露光装置では、ステージの位置を計測する際、特許文献１に示すようにエンコーダを用いることがある。エンコーダは、スケールと、スケールの表面に光を照射し、反射された光を受光する受光部とを含み、スケールと受光部との相対位置を検出することができる。
しかしながら、スケールの表面が変形してしまうと、その変形によってエンコーダに検出誤差が生じ、ステージの位置決めを高精度に行うことが困難となってしまいうる。そこで、エンコーダを用いた露光装置において、評価用基板にパターンを形成し、評価用基板に形成されたパターンに基づいてエンコーダを校正する方法が提案されている（特許文献２および３参照）。
特開２００７−１２９１９４号公報 特開２００７−００４１７５号公報 特開２００８−１１２１６０号公報
ところで、スケールの変形が部分的に生じている場合がある。この場合においてもスケールの全域でエンコーダの校正を行うことは、エンコーダの検出誤差が生じないスケールの部分でも校正を行うことになるため効率がよくない。
そこで、本発明は、エンコーダの校正を行う上で有利な技術を提供することを例示的目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのエンコーダの校正方法は、スケールと、前記スケールで反射された光を受光する受光部とを含み、前記スケールと前記受光部との相対位置の変化を検出するエンコーダの校正方法であって、前記スケールの複数の位置における高さを計測することにより前記スケールの変形量を得る計測工程と、前記計測工程において得られた変形量に基づいて前記スケールが全域において変形しているか又は前記スケールが局所的に変形しているかどうかを判断し、前記スケールが全域において変形している場合に前記スケールの全域を前記エンコーダによる検出値を補正する範囲として特定し、前記スケールが局所的に変形している場合に前記スケールの一部であって前記変形量が閾値を超えている部分を前記エンコーダによる検出値を補正する範囲として特定する特定工程と、前記特定工程で特定された前記範囲において、前記エンコーダによる検出値を補正するための補正値を決定する決定工程と、を含む、ことを特徴とする。
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
本発明によれば、例えば、エンコーダの校正を行う上で有利な技術を提供することができる。
露光装置の校正を示す概略図である。 エンコーダによる検出値を補正するための補正値を決定するまでの流れを示すフローチャートである。 スケールの一例を示す図である。 スケールの一変形例における計測結果を示す図である。 スケールの一変形例における計測結果を示す図である。 スケールの一変形例における計測結果を示す図である。 スケールの一変形例における計測結果を示す図である。 スケールの一変形例における計測結果を示す図である。 補正値を計算によって求める方法を説明するための図である。 アライメントスコープとその周辺の構成を示す図である。 ステージとそれに保持された基板とをＺ方向から見た図である。 スケールを−Ｚ方向から見た図である。 ステージとそれに保持された基板とをＺ方向から見た図である。 スケールを−Ｚ方向から見た図である。 ステージとそれに保持された基板とをＺ方向から見た図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。また、以下に示す実施形態では、露光装置の例について説明するが、それに限られるものではなく、描画装置やインプリント装置など、他のリソグラフィ装置にも本発明を適用することができる。
＜第１実施形態＞
第１実施形態におけるエンコーダの校正方法について説明する。第１実施形態では、基板３を保持するステージ２を、エンコーダを用いて位置決めする露光装置１００を例として説明する。図１は、露光装置１００の構成を示す概略図である。露光装置１００は、基板３を保持して移動可能なステージ２と、マスク９のパターンを基板３に投影する投影光学系６と、マスク９を保持するマスク保持部１０と、マスク９に光を照射する照明光学系１２と、制御部２０とを含む。また、露光装置１００は、基板３のアライメントマークを投影光学系６を介して検出するアライメントスコープ１３と、基板３の高さ（Ｚ方向の位置）を計測するフォーカス計測部とを含む。フォーカス計測部は、基板３に光を照射する照射部７と、基板３で反射された光を受光する受光部８とを有する。制御部２０は、ＣＰＵやメモリを有し、基板３の露光処理を制御する（露光装置１００の各部を制御する）。
このような露光装置１００を用いて基板３に転写されるパターンの最小の寸法は、転写に用いられる光の波長に比例し、投影光学系６の開口数に反比例することが知られている。そのため、露光装置１００では、微細なパターンを転写するため、例えば、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、光の短波長化が進められている。このように微細なパターンを転写する露光装置１００では、光の短波長化に伴って、ステージ２の位置決めを高精度に行うことが要求されており、それには、ステージ２の位置を精度よく測定することが重要である。
第１実施形態の露光装置１００では、ステージ２（被検物）の位置を測定する測定装置として、エンコーダが用いられている。第１実施形態のエンコーダは、図１に示すように、スケール４と受光部１とを含む。スケール４は、例えばガラス基板によって構成されており、その表面には、スケール４の表面と平行な方向（ＸＹ方向）に沿って規則的に配列された複数のラインパターンを含む。そして、露光装置１００には、複数のスケール４（図１ではスケール４ａおよび４ｂ）が、投影光学系６に固定された定盤５に取り付けられている。スケール４は、例えば、静電吸着や真空吸着によって定盤５に取り付けられてもよいし、接着剤やオプティカルコンタクト法を用いて定盤５に取り付けられてもよいし、機械的なクランプ方法によって定盤５に取り付けられてもよい。受光部１は、図１に示すように、例えばステージ２の四隅の各々に取り付けられており（図１では受光部１ａおよび１ｂ）、対応するスケール４に光を照射し、反射された光を受光する。例えば、受光部１は、ステージ２が移動している状態でスケール４からの光を受光することにより、スケール４上のラインパターンからの光とそれ以外からの光とを順次受光する。そして、受光部１がステージ２の移動方向（ＸＹ方向）に対する光の強度を示す信号を出力する。これにより、制御部２０は、その信号と、複数のラインパターンの間隔に基づいてスケール４と受光部１との相対位置の変化、即ち、ステージ２の変位量を求めることができる。
このように、エンコーダを用いた露光装置１００では、スケール４の表面に配列された複数のラインパターンの間隔を基準としてステージ２の変位量が求められ、ステージ２の位置決めが行われている。しかしながら、複数のラインパターンの間隔は、例えば、スケール４の表面形状が経時変化したことにより、局所的に変化することがある。このようにラインパターンの間隔が変化すると、エンコーダによって検出されたステージ２の変位量に誤差が生じ、ステージ２を高精度に位置決めすることが困難となってしまいうる。そのため、エンコーダを用いた露光装置１００では、エンコーダの検出誤差を低減するように（エンコーダの検出誤差が許容範囲に収まるように）、エンコーダを校正することが重要である。
そこで、第１実施形態では、ステージ２の位置を測定する測定装置として、エンコーダとともに、スケール４の表面形状を計測する計測部１１が備えられている。計測部１１は、ステージ２によって支持されており、受光部１に隣接して配置される。計測部１１は、例えば、スケール４にレーザ光を照射するように構成されたレーザ干渉計を含む。レーザ干渉計は、レーザ光をスケール４と参照面とに照射し、スケール４で反射されたレーザ光と参照面で反射されたレーザ光との干渉によって、スケール４の表面が基準位置からＺ方向に変位した量を検出する。計測部１１は、スケール４の複数箇所において、Ｚ方向の変位量をレーザ干渉計によって取得することでスケール４の表面形状を計測することができる。ここで、図１では、計測部１１は、ステージ２と受光部１との間に配置されているが、受光部１の外側に配置されてもよい。
次に、第１実施形態におけるエンコーダの校正方法について、図２を参照しながら説明する。図２は、スケール４を定盤５に取り付ける工程から、エンコーダによる検出値を補正するための補正値を決定するまでの流れを示すフローチャートである。
Ｓ１では、スケール４が定盤５に取り付けられる。Ｓ２では、基準基板がステージ２上に搭載され、基準基板を用いたエンコーダの校正が行われる。定盤５に取り付けられたスケール４は、定盤５の吸着面（接着面）の形状やスケール４の製造誤差などによって、ラインパターンの複数のラインの間隔が設計値と異なっていることがある。この場合、エンコーダに検出誤差（以下、取り付け時における誤差と称する）が生じてしまう。そのため、取り付け時における誤差が許容範囲に収まるように基準基板を用いてエンコーダを校正する必要がある。
基準基板は、基板３と同様にステージ２によって保持されており、その表面には、例えば、複数のマークが全面に一定の間隔で形成されている。基準基板のマークの間隔は、例えば、露光装置１００の外部における測長装置などによって事前に計測されている。制御部２０は、ステージ２をＸＹ方向に移動させながら、基準基板のマークを投影光学系６を介してアライメントスコープ１３に検出させるとともに、ステージ２のＸＹ方向における変位量をエンコーダに検出させる。そして、制御部２０は、エンコーダの検出結果とアライメントスコープ１３の検出結果とに基づいて基準基板のマークの間隔を算出し、算出したマークの間隔と、事前に計測されたマークの間隔とを比較する。算出したマークの間隔が、事前に計測されたマークの間隔と異なる場合は、制御部２０は、取り付け時における誤差が生じていると判断する。そして、制御部２０は、算出したマークの間隔が、事前に計測されたマークの間隔に近づくように、エンコーダによる検出値を補正するための補正値を決定する。このように決定された補正値は、スケール４上の位置と関連付けられ、例えば、制御部２０や外部の記憶装置に記憶される。これにより、取り付け時における誤差が許容範囲に収まるように、エンコーダを校正することができる。
Ｓ３では、計測部１１によってスケール４の表面形状が計測される（第１タイミングでの計測）。Ｓ３では、ステージ２をＸＹ方向に移動させながら、計測部１１によるスケール４の表面形状の計測と、フォーカス計測部による基準基板のＺ方向における位置の計測とが並行して行われる。ここで、計測部１１は、基準基板のＺ方向における位置を基準位置とし、スケール４の表面が基準位置からＺ方向に変位した量に基づいてスケール４の表面形状を計測している。しかしながら、ステージ２がＸＹ方向に移動している状態では、基準基板がＺ方向に変動しうるため、計測部１１に計測誤差が生じうる。そこで、第１実施形態の露光装置１００は、フォーカス計測部によって基準基板のＺ方向における位置を計測することで、基準基板（基準位置）の変動による計測部１１の計測誤差を補正し、スケール４の表面形状を精度よく計測している。このように計測されたスケール４の表面形状は、例えば、制御部２０や外部の記憶装置に記憶される。
Ｓ４では、パターンを形成する対象の基板３（露光処理を行うべき基板３）がステージ上に搭載され、当該基板３に対して露光処理が行われる。Ｓ５では、スケール４の表面形状を計測するか否かが判断される。制御部２０は、例えば、露光処理を行った基板３の枚数が予め決めておいた規定枚数を超えた場合や、スケール４の表面形状の計測を行ったＳ３から経過した時間が規定時間を超えた場合にスケール４の表面形状を計測すると判断する。制御部２０によってスケール４の表面形状を計測しないと判断された場合（Ｎｏ）はＳ４に戻り、新たな基板３がステージ上に搭載され、当該基板に対して露光処理が行われる。一方で、制御部２０によってスケール４の表面形状を計測すると判断された場合（Ｙｅｓ）はＳ６に進む。
Ｓ６では、基準基板が再度ステージ上に搭載され、計測部１１によってスケールの表面形状が計測される（第２タイミングでの計測）。Ｓ６では、Ｓ３の工程と同様に、ステージ２をＸＹ方向に移動させながら、計測部１１によるスケール４の表面形状の計測と、フォーカス計測部による基準基板のＺ方向における位置の計測とが並行して行われる。このように計測されたスケール４の表面形状は、例えば、制御部２０や外部の記憶装置に記憶される。Ｓ７では、第１タイミングにおける計測部１１の計測結果と第２タイミングにおける計測部１１の計測結果との差が、スケールの表面形状が経時変化した量（変形量）として取得される。Ｓ８では、スケール４の表面形状の変形量が閾値を超えているか否かが判断される。閾値は、ステージの位置決め精度などに応じて事前に設定されうる。スケール４の表面形状の変形量が閾値を超えていないと制御部２０によって判断された場合（Ｎｏ）はＳ４に戻り、新たな基板３がステージ上に搭載され、当該基板３に対して露光処理が行われる。一方で、スケール４の表面形状の変形量が閾値を超えていると制御部２０によって判断された場合（Ｙｅｓ）はＳ９に進む。
Ｓ９では、スケール４の表面のうち、変形量が閾値を超えている部分を含むように、エンコーダによる検出値を補正（更新）する範囲（以下、補正範囲と称する）を特定する。ここで、補正範囲を特定する方法について説明する。ステージ２をＹ方向に移動させてスケール４のＹ方向における表面形状を計測部１１によって計測する場合、スケール４は、例えば、図３に示すように、Ｙ方向に沿って一定の間隔で配列した複数のラインパターンを含む。また、スケール４を、複数のラインパターンがＹ方向と４５度の角度を成す方向に沿って配列するように構成してもよい。この場合、ステージ２をＸ方向およびＹ方向に移動させることにより、スケール４のＸ方向およびＹ方向における表面形状を計測部１１によってそれぞれ計測することができる。
図４は、スケール４のＹ方向における表面形状を、計測部１１によって計測した結果を示す。図４（ａ）は、第１タイミングにおけるスケール４の表面形状Ｚ１の計測結果（Ｓ３での計測結果）を示し、図４（ｂ）は、第２タイミングにおけるスケール４の表面形状Ｚ２の計測結果（Ｓ６での計測結果）を示す。ここで、スケール４の表面形状は、上述したように、ステージ２を移動させながら、計測部１１によるスケール４の表面形状の計測と、フォーカス計測部による基準基板のＺ方向における位置の計測とを並行して行うことにより取得される。
第１タイミングにおけるスケールの表面形状Ｚ１は、図４（ａ）に示すように、スケール４の中央部分がその周辺部分に比べて突出している状態（Ｚ方向に凸の状態）である。また、露光処理を行った後である第２タイミングにおけるスケールの表面形状Ｚ２は、第１タイミングにおけるスケールの表面形状Ｚ１に比べて、全体的にＹ方向に伸びている状態である。制御部２０は、図４（ｃ）に示すように、第１タイミングにおけるスケールの表面形状Ｚ１と第２タイミングにおけるスケールの表面形状Ｚ２との差、即ち、スケールの変形量ΔＺを求める。そして、制御部２０は、図４（ｃ）に示す変形量ΔＺを微分することにより、図４（ｄ）に示すように、変形量の微分値Ｄを求める。このようにスケール４の変形量ΔＺと微分値Ｄとを求めることにより、制御部２０は、図４（ｃ）および図４（ｄ）に基づいて、スケールの変形状態を判断することができる。例えば、図４（ｃ）および図４（ｄ）では、変形量ΔＺおよび微分値Ｄが急激に変化している部分４０ａがあり、変形量ΔＺおよび微分値Ｄが全域に渡って零ではないことが分かる。このような傾向が見られた場合、制御部２０は、スケール４がＹ方向に一様に伸びている状態であり、スケール４の全域においてエンコーダの検出誤差が生じていると判断することができる。そして、制御部２０は、当該判断の下、スケール４の全域を補正範囲として特定する。
以下に、スケール４の変形量ΔＺおよび微分値Ｄに基づいてスケール４の変形状態を判断する例について、図５〜図８を参照しながら説明する。まず、スケールに伸縮は生じず、局所的な変形が生じた場合について、図５を参照しながら説明する。図５（ａ）は、第１タイミングにおけるスケール４の表面形状Ｚ１の計測結果（Ｓ３での計測結果）を示し、図５（ｂ）は、第２タイミングにおけるスケール４の表面形状Ｚ２の計測結果（Ｓ６での計測結果）を示す。この場合、第２タイミングにおけるスケール４の表面形状Ｚ１は、第１タイミングにおけるスケール４の表面形状Ｚ２に比べて、局所的な変形が生じている。制御部２０は、スケール４の変形量ΔＺと微分値Ｄとを求めることにより、図５（ｃ）および図５（ｄ）を得る。図５（ｃ）および図５（ｄ）において、変形量ΔＺおよび微分値Ｄの変化が局所的に生じている部分５０ｂがある。そのため、制御部２０は、スケール４の表面に局所的な変形が生じている状態であり、部分５０ｂにおいてエンコーダの検出誤差が生じていると判断することができる。そして、制御部２０は、部分５０ｂが閾値を超えている場合には、当該判断の下、部分５０ｂを含む範囲を補正範囲として特定する。
次に、スケール４に一様な伸縮が生じ、かつ局所的な変形が生じた場合について、図６を参照しながら説明する。図６（ａ）は、第１タイミングにおけるスケール４の表面形状Ｚ１の計測結果（Ｓ３での計測結果）を示し、図６（ｂ）は、第２タイミングにおけるスケール４の表面形状Ｚ２の計測結果（Ｓ６での計測結果）を示す。第２タイミングにおけるスケールの表面形状Ｚ２は、第１タイミングにおけるスケールの表面形状Ｚ１に比べて、Ｙ方向に一様に伸び、かつ局所的な変形が生じている。この場合、スケールの変形量ΔＺおよび微分値Ｄをそれぞれ示す図６（ｃ）および図６（ｄ）において、急激な変化が生じている部分６０ａと、局所的な変化が生じている部分６０ｂとがある。制御部２０は、部分６０ａと部分６０ｂにより、スケール４がＹ方向に一様に伸びているとともに、スケール４の表面に局所的な変形が生じている状態であり、スケール４の全域においてエンコーダの検出誤差が生じていると判断することができる。そして、制御部２０は、当該判断の下、スケール４の全域を補正範囲として特定する。
次に、スケールに一様な伸縮が生じた場合について、図７を参照しながら説明する。図７（ａ）は、第１タイミングにおけるスケールの表面形状Ｚ１の計測結果（Ｓ３での計測結果）を示し、図７（ｂ）は、第２タイミングにおけるスケールの表面形状Ｚ２の計測結果（Ｓ６での計測結果）を示す。図７（ｃ）および（ｄ）は、スケール４の変形量ΔＺおよび微分値Ｄをそれぞれ示す。制御部２０は、図７（ｃ）および図７（ｂ）において、急激な変化が生じている部分７０ａがあるため、スケール４がＹ方向に一様に伸びている状態であり、スケール４の全域においてエンコーダの検出誤差が生じていると判断する。そして、制御部２０は、当該判断の下、スケール４の全域を補正範囲として特定する。
次に、第１タイミングにおいて既にスケール４に局所的な変形が生じており、時間の経過によってスケール４に一様な伸縮が生じた場合について、図８を参照しながら説明する。図８（ａ）は、第１タイミングにおけるスケール４の表面形状Ｚ１の計測結果（Ｓ３での計測結果）を示し、図８（ｂ）は、第２タイミングにおけるスケール４の表面形状Ｚ２の計測結果（Ｓ６での計測結果）を示す。スケール４の変形量ΔＺおよび微分値Ｄをそれぞれ示す図８（ｃ）および図８（ｄ）において、急減な変化が生じている部分８０ａと、局所的な変化が生じている部分８０ｂとがある。制御部２０は、部分８０ａと部分８０ｂととにより、スケール４がＹ方向に一様に伸びているとともに、スケール４の表面に局所的な変形が生じている状態であり、スケール４の全域においてエンコーダの検出誤差が生じていると判断することができる。そして、制御部２０は、当該判断の下、スケール４の全域を補正範囲として特定する。
このように、第１タイミングにおける表面形状Ｚ１と、第２タイミングにおける表面形状Ｚ２との差である変形量ΔＺとその微分値Ｄを求めることにより、スケール４の変形状態を把握することができる。そして、制御部２０は、変形量ΔＺと微分値Ｄとが変化した部分に基づいてスケール４の変形状態を判断し、補正範囲を特定する。例えば、スケール４が一様に伸縮したときには、スケール４の全域を補正範囲として特定し、スケール４に局所的な変形が生じたときには、変形したスケール４の部分を含む範囲を補正範囲として特定する。
図１に示すフローチャートに戻り、エンコーダの校正方法について説明する。Ｓ１０では、エンコーダによる検出値を補正するための新たな補正値を求める方法について決定する。新たな補正値を求める方法としては、例えば、Ｓ２の工程で説明したように、基準基板を用い、それに形成されたマークを計測することによって補正値を求める方法や、Ｓ７の工程で求めた変形量を用い、計算によって求める方法とがある。前者の方法については、Ｓ２の工程で説明したとおりであるため、ここでは説明を省略する。また、後者の方法については、後に説明する。
Ｓ１１では、補正範囲において、補正値が更新される箇所の数と、補正値が更新される複数の箇所の間隔を決定する。例えば、スケール４の変形量ΔＺが基準値より小さければ複数の箇所の間隔を長くし、それに伴って、当該箇所の数を少なくする。一方で、スケール４の変形量ΔＺが基準値より大きければ複数の箇所の間隔を短くし、それに伴って、当該箇所の数を多くする。Ｓ１２では、Ｓ９で特定された補正範囲において、Ｓ１０で決定された方法、およびＳ１１で決定された補正値が更新される箇所の数と間隔とに基づいて新たな補正値を決定する。このように決定された新たな補正値は、スケール４上の位置と関連付けられ、例えば、制御部２０や外部の記憶装置に記憶される。このとき、制御部２０は、Ｓ１２において決定された新たな補正値によって、Ｓ２において決定された補正値、または前回に更新された補正値を更新することとなる。ここで、Ｓ２が実行されずに補正値が設定されていない場合は、Ｓ１２において決定された新たな補正値がそのまま設定されることとなる。Ｓ１３では、次に露光処理を行うべき基板３（以下、次の基板３）があるか否かを判断する。次の基板３がある場合はＳ４に戻り、次の基板３をステージ２上に搭載するとともに、当該基板３に対して露光処理が行われる。一方で、次の基板３がない場合は終了する。
ここで、補正値を計算によって求める方法について、図９（ａ）および（ｂ）を用いて説明する。ここでは、スケール４に局所的な変形が生じた場合について説明する。図９（ａ）は、第１タイミングにおけるスケール４を示し、図９（ｂ）は、第２タイミングにおけるスケール４を示す。図９（ａ）および（ｂ）において、スケール４は、接着剤２６によって定盤５に取り付けられているものとする。そして、図９（ｂ）に示すスケール４は、図９（ａ）に示すスケール４と比べて、部分ＢにおいてΔＺｙ１だけＺ方向に変形したとする。この場合、Ｚ方向への変形が生じていない部分Ａでは、ラインパターンの間隔Ｐ１におけるＹ方向への経時変化が生じない（Ｐ１＝Ｐ１’）。一方で、Ｚ方向への変形が生じている部分Ｂでは、ラインパターンの間隔Ｐ２におけるＹ方向への経時変化が生じてしまう（Ｐ２≠Ｐ２’）。即ち、スケール４の部分ＢがＺ方向に変形した場合、部分Ｂではラインパターンの間隔はＹ方向にＰ２’−Ｐ２だけ伸びていることとなる。このとき、制御部２０は、例えば、スケール４のＺ方向への変形量ΔＺとラインパターンの間隔の変化量ΔＥ（＝Ｐ２’−Ｐ２）との関係を示す情報（例えば、関係式）を取得する。そして、制御部２０は、その情報に基づいて、計測部の計測結果より求められたスケール４のＺ方向への変形量ΔＺから、ラインパターンの間隔の変化量ΔＥを求め、求めた変化量ΔＥを補正値として設定することができる。変形量ΔＺと変化量ΔＥとの関係を示す情報は、例えば、実験やシミュレーションなどによって事前に求めておくとよい。ここで、第１実施形態では、求めた変化量ΔＥを補正値として設定したが、例えば、エンコーダの出力によって得られたステージ２の変位量に対して乗ずる係数をＰ２／（Ｐ２＋ΔＥ（ｙ））によって求め、その係数を補正値として設定してもよい。
上述したように、第１実施形態の露光装置１００は、エンコーダのスケール４の表面形状を計測する計測部１１を含む。そして、露光装置１００は、異なるタイミングでスケール４の表面形状を計測部１１で計測することにより、スケール４の表面形状の経時変化を示す変形量を求め、エンコーダによる検出値を補正（更新）する範囲を当該変形量から特定している。このように、スケール４の表面形状を計測し、補正値を補正する範囲を特定することで、エンコーダの校正を効率良く行うことができる。
ここで、第１実施形態の露光装置１００では、アライメントスコープ１３によって、基準基板上のマークを投影光学系６を介して検出するＴＴＬ方式を採用している。そのため、スケール４は投影光学系６に固定された定盤５に取り付けられているが、それに限られるものではない。例えば、基準基板上のマークをオフアクシス方式によって検出する場合では、ＴＴＬ方式で使用するアライメントスコープ１３とは別のアライメントスコープ１３’が投影光学系６の脇に配置される。この場合、図１０に示すように、アライメントスコープ１３’にもスケール４が設けられる。アライメントスコープ１３’に設けられるスケール４は、アライメントスコープ１３’に固定された定盤５’に取り付けられうる。
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、計測部１１によって表面形状を計測するスケールの領域を決定する方法について、図１１および図１２を参照しながら説明する。図１１は、ステージ２とそれに保持された基板３とをＺ方向から見た図である。基板３には、複数のショット領域３ａが形成されており、各ショット領域３ａに付された数字は、露光処理を行う順番を示している。ステージ２の四隅１４ａ〜１４ｄには、エンコーダの受光部１と計測部１１とが配置されている。また、図１２は、スケール４ａ〜４ｄを−Ｚ方向から見た図である。スケール４ａ〜４ｄは、ステージ２の四隅１４ａ〜１４ｄにそれぞれ配置された受光部１に対応するように、投影光学系６の外側にそれぞれ配置されている。そして、各スケール４には、ステージ２のＸＹ方向における変位量を受光部１によって検出できるように、複数のラインパターンが配列されている。
基板３に形成された各ショット領域３ａの露光処理を図１１に示す順番で行う場合、各受光部１がそれに対応するスケール４に照射する光は、図１２の矢印で示す経路上を移動する。ここで、基板３に形成された複数のショット領域３ａの配置は、例えばロットごとや露光レイヤごとに決まっている。そのため、ロットや露光レイヤなどが変わらない限り、受光部１によって照射される光の経路は変わらない。即ち、計測部１１は、ロットや露光レイヤが変わらない限り、図１のＳ３およびＳ６において、光の経路を含む領域１９内の表面形状を計測するだけでよい。つまり、制御部２０は、基板３に形成された複数のショット領域３ａの配置に応じて、計測部１１が表面形状の計測を行う領域１９を決定することができる。これにより、エンコーダの校正を更に効率良く行うことができる。
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、図１０に示すようにアライメントスコープ１３’を構成する場合に、計測部１１によって表面形状を計測するスケール４の領域を決定する方法について説明する。図１３は、ステージ２とそれに保持された基板３とをＺ方向から見た図である。基板３には、複数のショット領域３ａが形成されており、複数のショット領域３ａのうち、黒く塗りつぶしてあるショット領域は、グローバルアライメントを行う際にアライメント計測を行う対象のショット領域（以下、対象ショット領域３ｂ）を示している。また、ステージ２の四隅１４ａ〜１４ｄには、エンコーダの受光部１と計測部１１とがそれぞれ配置されている。
グローバルアライメントでは、基板３に形成された各対象ショット領域３ｂのアライメント計測が、例えば、図１３の矢印に示すように順番に行われる。このとき、各受光部１がそれに対応するスケール４に照射する光は、図１４の矢印で示す経路上を移動する。図１４は、スケール４ａ〜４ｄを−Ｚ方向から見た図である。ここで、基板３に形成された複数のショット領域３ａの配置は、例えばロットごとや露光レイヤごとに決まっていおり、対象ショット領域３ｂの配置も、ロットごとや露光レイヤごとに決まっている。そのため、ロットや露光レイヤなどが変わらない限り、受光部１によって照射される光の経路は変わらない。即ち、計測部１１は、ロットや露光レイヤが変わらない限り、図１のＳ３およびＳ６において、光の経路上の表面形状を計測するだけでよい。つまり、制御部２０は、基板３に形成された対象ショット領域３ｂの配置をに応じて、計測部１１が表面計測を行う領域を決定することができる。
例えば、図１５（ａ）および（ｂ）は、複数のショット領域３ａの配置が、図１３に示す配置と異なる場合の基板３とそれを保持するステージ２とをＺ方向から見たときの図である。複数のショット領域３ａの配置が変わると、対象ショット領域３ｂの配置も変わる。このように、対象ショット領域３ｂの配置が変わると、その配置に応じて、受光部１によって照射される光の経路も変わるため、計測部１１が表面形状の計測を行う領域が変更される。
＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の走査露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板を露光する工程）と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、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）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

Claims (9)

  1. スケールと、前記スケールで反射された光を受光する受光部とを含み、前記スケールと前記受光部との相対位置の変化を検出するエンコーダの校正方法であって、
    前記スケールの複数の位置における高さを計測することにより前記スケールの変形量を得る計測工程と、
    前記計測工程において得られた変形量に基づいて前記スケールが全域において変形しているか又は前記スケールが局所的に変形しているかどうかを判断し、前記スケールが全域において変形している場合に前記スケールの全域を前記エンコーダによる検出値を補正する範囲として特定し、前記スケールが局所的に変形している場合に前記スケールの一部であって前記変形量が閾値を超えている部分を前記エンコーダによる検出値を補正する範囲として特定する特定工程と、
    前記特定工程で特定された前記範囲において、前記エンコーダによる検出値を補正するための補正値を決定する決定工程と、
    を含む、ことを特徴とする校正方法。
  2. 前記計測工程は、前記スケールの変形量を第１タイミングで計測する第１計測工程と、前記第１計測工程の後、前記スケールの高さを計測するか否かを決定する決定工程と、前記決定工程において前記スケールの高さを計測すると決定した後、前記スケールの変形量を前記第１タイミングとは異なる第２タイミングで計測する第２計測工程とを含み、前記第１計測工程における計測結果と前記第２計測工程における計測結果との差を前記変形量として取得する、ことを特徴とする請求項１に記載の校正方法。
  3. 前記スケールは、規則的に配列されたラインパターンを含み、
    前記決定工程では、前記ラインパターンにおけるラインの間隔の変化による前記エンコーダの検出誤差を低減するように前記補正値を決定する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の校正方法。
  4. 前記決定工程では、前記変形量と前記間隔の変化との関係を示す情報に基づいて、前記計測工程で得られた前記変形量から前記間隔の変化量を求め、求められた前記間隔の変化量を前記補正値として決定する、ことを特徴とする請求項３に記載の校正方法。
  5. 前記計測工程において、前記スケールの表面形状の変形量を計測し、
    前記特定工程において、前記計測工程において計測された表面形状の変形量に基づいて、前記スケールの表面のうち前記変形量が閾値を超えている部分を特定する、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の校正方法。
  6. 被検物の変位を測定する測定装置であって、
    スケールと、前記スケールで反射された光を受光する受光部とを含み、前記スケールと前記受光部との相対位置の変化を検出するエンコーダと、
    前記スケールの複数の位置における高さを計測することにより前記スケールの変形量を得る計測部と、
    制御部と、
    を含み、
    前記制御部は、前記計測部において得られた変形量に基づいて前記スケールが全域において変形しているか又は前記スケールが局所的に変形しているかどうかを判断し、前記スケールが全域において変形している場合に前記スケールの全域を前記エンコーダによる検出値を補正する範囲として特定し、前記スケールが局所的に変形している場合に前記スケールの一部分であって変形量が閾値を超えている部分を前記エンコーダによる検出値を補正する範囲として特定し、特定された前記範囲において、前記エンコーダによる検出値を補正するための補正値を決定する、ことを特徴とする測定装置。
  7. 基板を露光する露光装置であって、
    マスクのパターンを前記基板に投影する投影光学系と、
    前記基板を保持して移動可能なステージと、
    請求項６に記載の測定装置と、
    を含み、
    前記測定装置は、前記被検物の変位として、前記ステージの変位を測定する、ことを特徴とする露光装置。
  8. 前記基板は、複数のショット領域を有し、
    前記制御部は、前記スケールのうち、前記計測部によって計測が行われる領域を前記複数のショット領域の配置に基づいて決定する、ことを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
  9. 請求項７又は８に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
    前記工程で露光された前記基板を現像する工程と、
    を含むことを特徴とする物品の製造方法。
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