(57)【要約】【課題】  光の斜入射角、角度分布、及び、強度分布の測定が可能な測定装置を提供する。【解決手段】  照明光の入射角、角度分布、及び、強度分布を測定する測定装置であって、測定装置は、入射角及び角度分布を測定する第１測定部（測定装置１０００ａ）、及び、強度分布を測定する第２測定部（測定装置１０００ａ’）を有し、第１測定部は、照明光のレチクル面３０５に配置されるピンホール１０１０を通過した照明光を受けて照明光の波長を変換する蛍光板１０２０、及び、蛍光板１０２０からの光を測定する測定光学系１０４０を有し、第２測定部は、照明光のレチクル面３０５に配置されて照明光の波長を変換する蛍光板１０２５、及び、蛍光板１０２５からの光を測定する測定光学系１０５０を有する。【選択図】図３
2010153413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光の入射角を測定する測定装置であって、
前記照明光の被照射面に配置されるピンホールを通過した前記照明光を受けて、該照明光の波長を変換する第１波長変換部と、
絞り部材により光の拡がりを調整されて前記ピンホールを通過し、前記第１波長変換部から射出する光を測定する第１測定光学系とを有することを特徴とする測定装置。
【請求項２】
照明光の入射角、角度分布、及び、強度分布を測定する測定装置であって、
前記測定装置は、前記入射角及び前記角度分布を測定する第１測定部、及び、前記強度分布を測定する第２測定部を有し、
前記第１測定部は、前記照明光の被照射面に配置されるピンホールを通過した前記照明光を受けて、該照明光の波長を変換する第１波長変換部、及び、前記第１波長変換部からの光を測定する第１測定光学系を有し、
前記第２測定部は、前記照明光の被照射面に配置されて該照明光の波長を変換する第２波長変換部、及び、前記第２波長変換部からの光を測定する第２測定光学系を有することを特徴とする測定装置。
【請求項３】
前記第１波長変換部及び前記第２波長変換部は、真空中に配置されており、
前記第１測定光学系及び前記第２測定光学系は、大気又は窒素雰囲気中に配置されていることを特徴とする請求項２記載の測定装置。
【請求項４】
前記被照射面に配置された遮光板と、
前記遮光板を移動させるための駆動手段と、を有し、
前記ピンホール及び前記第２波長変換部は、前記遮光板に設けられており、
前記駆動手段は、前記ピンホール及び前記第２波長変換部のいずれか一方に前記照明光を照射するように、前記遮光板を移動させることを特徴とする請求項２又は３記載の測定装置。
【請求項５】
前記被照射面に配置された遮光板を有し、
前記ピンホール及び前記第２波長変換部は、前記遮光板に設けられており、
前記ピンホールは、前記第２波長変換部に形成されており、
前記第１測定部及び前記第２測定部は、前記入射角、前記角度分布、及び、前記強度分布を同時に測定可能に構成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の測定装置。
【請求項６】
前記第１波長変換部より下流の光路上に配置された第１偏向ミラーと、前記第２波長変換部より下流の光路上に配置された第２偏向ミラーと、を有し、
前記第１偏向ミラーは、前記第１波長変換部からの光を折り曲げ、
前記第２偏向ミラーは、前記第２波長変換部からの光を折り曲げることを特徴とする請求項５記載の測定装置。
【請求項７】
原版のパターンを基板の上に露光する露光装置であって、
光源からの光を用いて前記原版を照明し、該原版に対する照明光の入射角を決定するミラーを備えた照明光学系と、
前記原版の前記パターンを前記基板の上に投影する投影光学系と、
前記照明光学系からの前記照明光の前記入射角を測定する請求項１乃至６のいずれか一に記載の測定装置と、
前記測定装置により測定された前記入射角のずれ量が小さくなるように前記ミラーの角度を調整する調整手段と、を有することを特徴とする露光装置。
【請求項８】
請求項７記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
露光された前記基板を現像するステップと、を有する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、被照射面における照明光の入射角を測定する測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー技術における線幅を決定するための関係式として、以下の式が知られている。
【０００３】
ＣＤ  ＝  Ｋ１・λ／ＮＡ
ここで、ＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）は焼付けパターンの線幅、λは露光波長、ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）は露光装置の投影光学系の開口数、Ｋ１はその他のプロセス技術で決定される定数をそれぞれ示している。
【０００４】
上式によれば、微細化を進めるためのアプローチとしては、光源波長の短波長化（λを小さくする）、投影光学系のＮＡの拡大（ＮＡを大きくする）、及び、プロセス技術の改良（Ｋ１を小さくする）がある。このうち、光源波長の短波長化は、投影露光装置を構成する素子の物理的影響や新規レジストの開発、新規光源の開発などを考慮する必要がある。
【０００５】
これまで、光源波長を超高圧水銀灯のｉ線（λ＝３６５ｎｍ）からエキシマレーザのＫｒＦ（λ＝２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（λ＝１９３ｎｍ）へと短波長化してきた。今後、線幅５０ｎｍ以下の回路パターンの焼き付けを実現する解として、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ：極紫外光）光源がある。
【０００６】
ここで、ＥＵＶ光に対応した露光装置（以下、「ＥＵＶ露光装置」という）について説明する。
【０００７】
従来のｉ線、ＫｒＦ、ＡｒＦとは異なり、ＥＵＶ光を通す光学部材は未だ発見されていない。このため、ＥＵＶ露光装置は、全て反射光学系で構成される必要がある。また、その反射光学系は、光の入射角に対する反射率の変化が大きいため、適切な構成でない場合には、被照射面の角度分布や強度分布が大きく変化してしまう。さらに、ＥＵＶ光は、一般的に安価かつ不活性な気体として代表的な窒素をも透過しない。このため、ＥＵＶ露光装置内は、真空に保たれる必要がある。
【０００８】
上述のように、ＥＵＶ露光装置は全て反射光学系で構成する。このため、パターンを形成した原版（レチクル）も反射素子で構成する必要がある。入射光（照明光）と反射光を分離させ、反射光が元の光路に戻らないようにするため、照明光をレチクルに対して例えば５〜１０度ほど傾けて入射させる必要がある。
【０００９】
ＥＵＶ露光装置における主な特徴点は、上述の４点である。（１）光学系は全て反射部材で構成すること、（２）入射角の変化に対する反射率変化が大きいこと、（３）装置内を真空に保つこと、（４）照明光をレチクルに対して斜入射させること。
【００１０】
これらの特徴を持つＥＵＶ露光装置に対して、レチクルに適切に露光光（照明光）を照射できているかを確認する必要が生じる。また、露光装置の組み立て時において、適切に組み立てが行われているかを確認する必要もある。
【００１１】
適切な露光が行われているかを確認するための着目すべき点として、照明光の斜入射角、被照射面の角度分布、及び、被照射面の強度分布がある。これらの課題は、ｉ線、ＫｒＦ、ＡｒＦに対応した露光装置にも共通する。
【００１２】
例えば、従来の測定装置の構成として、被照射面の角度分布を測定する測定装置が特許文献１に記載されている。この測定装置は、被照射面に配置されたピンホールと、ピンホールから射出される光をフーリエ変換する光学系と、それを受ける受光素子で構成される。この測定装置は、フーリエ変換光学系が被照射面に挿入されており、さらに透過部材及び偏向ミラーを用いて省スペース化が図られている。
【００１３】
また、特許文献２には、ＥＵＶ露光装置において、蛍光板、結像光学系、及び、ＣＣＤにより構成された強度分布測定装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−３０３１９６号公報
【特許文献２】特開２００６−１２８３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、ＥＵＶ露光装置では、上述のとおり、反射光学系で構成されなければならない。このため、特許文献１のようなフーリエ変換光学系を形成しようとすると、光線にケラレが発生しないように、透過部材を用いた光学系よりも大きなスペースが必要となる。また、ミラー入射角によって反射率が大きく変化するため、フーリエ変換光学系が、求めるべき角度特性を変化させ、正確な測定が困難となる。
【００１５】
また、省スペース化のために光路を折り曲げる偏向ミラーを配置しようとすると、求めるべき光特性を大きく変化させてしまう。このため、正確な測定が困難となる。
【００１６】
また、特許文献２の構成では、レチクル面における任意の点での角度分布を測定することができない。
【００１７】
本発明は、光の斜入射角、角度分布、及び、強度分布の少なくとも一つの測定が可能な測定装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一側面としての測定装置は、照明光の入射角を測定する測定装置であって、前記照明光の被照射面に配置されるピンホールを通過した前記照明光を受けて該照明光の波長を変換する第１波長変換部と、前記第１波長変換部からの光を測定する第１測定光学系と、前記照明光学系の瞳面に配置され、前記ピンホールを通過する前記光の拡がりを調整する絞り部材とを有する。
【００１９】
本発明の他の側面としての測定装置は、照明光の入射角、角度分布、及び、強度分布を測定する測定装置であって、前記測定装置は、前記入射角及び前記角度分布を測定する第１測定部、及び、前記強度分布を測定する第２測定部を有し、前記第１測定部は、前記照明光の被照射面に配置されるピンホールを通過した前記照明光を受けて、該照明光の波長を変換する第１波長変換部、及び、前記第１波長変換部からの光を測定する第１測定光学系を有し、前記第２測定部は、前記照明光の被照射面に配置されて該照明光の波長を変換する第２波長変換部、及び、前記第２波長変換部からの光を測定する。
【００２０】
本発明の他の側面としての露光装置は、原版のパターンを基板の上に露光する露光装置であって、光源からの光を用いて前記原版を照明し、該原版に対する照明光の入射角を決定するミラーを備えた照明光学系と、前記原版の前記パターンを前記基板の上に投影する投影光学系と、前記照明光学系からの前記照明光の前記入射角を測定する請求項１乃至６のいずれか一に記載の測定装置と、前記測定装置により測定された前記入射角のずれ量が小さくなるように前記ミラーの角度を調整する調整手段とを有する。
【００２１】
本発明の他の側面としてのデバイス製造方法は、前記露光装置を用いて基板を露光するステップと、露光された前記基板を現像するステップとを有する。
【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。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、光の斜入射角、角度分布、及び、強度分布の少なくとも一つの測定が可能な測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材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。
【００２５】
本実施例は、ステップ・アンド・スキャン方式のＥＵＶ露光装置を中心として説明されるが、本実施例はＥＵＶ露光装置のみを対象とするものではなく、あらゆる光源を用いた露光装置に適用可能である。また、本実施例の露光装置は反射光学系で構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、本実施例の露光装置は、透過部材を用いた屈性光学系で構成してもよいし、両者を組み合わせて構成することもできる。さらに、本実施例は、ステップ・アンド・スキャン方式による露光装置のみを対象とするものではなく、ステップ・アンド・リピート方式などの他の露光方法を用いた露光装置にも適用可能である。
【００２６】
まず、本実施例における露光装置の構成について説明する。図１は、本実施例における露光装置１の概略構成図である。本実施例の露光装置１は、ステップ・アンド・スキャン方式でレチクル３００（原版）のパターンをウエハ５００（基板）の上に露光する投影露光装置である。
【００２７】
図１に示されるように、露光装置１は、光源１００、照明光学系２００、レチクル３００を支えるレチクルステージ３１０、投影光学系４００、及び、ウエハ５００を支えるウエハステージ５１０を備える。
【００２８】
光源１００は、ＥＵＶ光（極紫外光）を射出する。ＥＵＶ光を射出させる光源１００としては、例えば、ＬＰＰ（Ｌａｓｅｒ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）方式やＤＰＰ（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｐｒｏｄｕｃｅ  Ｐｌａｓｍａ）方式などの光源がある。ＬＰＰ方式の光源は、ＹＡＧレーザやＣＯ２レーザなどで原料を照射することによりプラズマを発生させて、ＥＵＶ光を取り出す。また、ＤＰＰ方式の光源は、電極間を放電することによりプラズマを発生させて、ＥＵＶ光を取り出す。ただし、本実施例の露光装置は、ＥＵＶ光の発光方式に限定されるものではなく、その他の発光方式による光源を用いてもよい。
【００２９】
照明光学系２００は、光源１００からの光束を用いてレチクル３００を照明する光学系である。図１に示されるように、照明光学系２００は、光束整形光学系２１０、絞りターレット２２０、光束整形光学系２３０、照射領域調整ミラー２４０、及び、調整手段２８０から構成される。光束整形光学系２１０は、光源１００からの光束を、瞳面２２５で所望の分布に整形する光学系であり、また、レチクル３００へ入射する光束の角度分布を決定する。
【００３０】
図２は、本実施例における絞りターレット２２０の構成図である。絞りターレット２２０（絞り部材）は、瞳面又はその近傍に配置され、図２に示されるように、複数の円形開口２２０ａ（本実施例では６個の円形開口２２０ａ）を有する。複数の円形開口２２０ａのうち一部の円形開口は、複数の絞り羽を有し、開口絞り２２１を構成している。開口絞り２２１は、任意の絞り径に調整可能に構成されている。また、絞りターレット２２０は、任意の固定絞り用ホルダーを有しており、開口絞り２２１では実現できない強度分布を形成するなどのため、例えば固定絞り２２２など、任意の絞りが配置できるようになっている。
【００３１】
光束整形光学系２３０は、光束を、レチクル面３０５（被照射面）を照射するための光束形状に整形する。照射領域調整ミラー２４０は、光束整形光学系２３０で整形した光束を、レチクル面３０５上の所定の位置に入射させるためのミラーである。すなわち、照射領域調整ミラー２４０は、レチクル３００に対する照明光の入射角を決定する。調整手段２８０は、照射領域調整ミラー２４０の角度を調整する。
【００３２】
なお、本実施例では、光学系を簡潔化するため、瞳面の前後で照明系を分割して記載している。ただし、各光学系の役割を独立させる必要はなく、相互補完的に役割を持たせてもよい。例えば、レチクル面３０５を照射するための光束の整形は、光束整形光学系２１０及び光束整形光学系２３０の両者で実現してもよい。または、照射領域調整ミラー２４０に、レチクル面３０５を照射するための光束の整形をする役割を持たせてもよい。
【００３３】
レチクル３００は、回路パターンを有し、レチクルステージ３１０により保持及び駆動される。レチクル３００から発せられた回折光は、投影光学系４００を介して、ウエハ５００に投影される。
【００３４】
投影光学系４００は、レチクル３００のパターンをウエハ５００上に投影する光学系である。投影光学系４００は、屈折系、反射屈折系、又は、反射系により構成可能であるが、本実施例の投影光学系４００は、ＥＵＶ露光装置に適して用いられる反射光学系で構成されている。
【００３５】
ウエハ５００は、レチクル３００のパターンが投影（転写）される基板である。ただし、ウエハ５００は、ガラスプレートやその他の基板に置換することも可能である。ウエハ５００にはフォトレジストが塗布されている。ウエハステージ５１０は、ウエハ５００を保持する。露光装置１の制御部（不図示）は、レチクルステージ３１０とウエハステージ５１０とを同期しながら、図１中の矢印方向（左右方向）に走査して露光を行う。
【００３６】
レチクルステージ３１０の近傍には、測定装置１０００が配置されている。測定装置１０００は、レチクル面３０５（被照射面）において、照明光学系２００から射出された照明光の主光線角度（斜入射角）、角度分布、及び、強度分布の少なくとも一つを測定するための装置である。
【００３７】
以下、測定装置１０００の具体的構成例について説明する。
【実施例１】
【００３８】
まず、本発明の実施例１における測定装置について説明する。図３は、実施例１における測定装置１０００ａ（１０００ａ’）の構成図である。図３（ａ）は、光の斜入射角及び角度分布を測定する測定装置を示し、図３（ｂ）は、光の強度分布を測定する測定装置を示す。図３（ａ）、（ｂ）中の下方に示される矢印は、照明光とその進行方向を表している。
【００３９】
まず、本実施例の測定装置において、光の入射角及び角度分布を測定する測定装置１０００ａの構成について説明する。図３（ａ）に示される測定装置１０００ａは、その底面がレチクル面３０５（被照射面）に一致するように配置されている。
【００４０】
測定装置１０００ａ（第１測定部）は、ピンホール１０１０、蛍光板１０２０（第１波長変換部）、硝材隔壁１０３０、及び、測定光学系１０４０（第１測定光学系）から構成されており、その全体が１つのユニット１００１としてボックス化されている。ピンホール１０１０としては、例えば、直径０．１〜１ｍｍ程度の円形開口又は幅０．１〜１ｍｍの矩形開口が用いられる。ピンホール１０１０は、波長より１〜２桁大きい直径（幅）を有することがより好ましい。ピンホール１０１０は、レチクル面３０５（照明光の被照射面）上に配置され、照明光の一部を通過させる。
【００４１】
蛍光板１０２０は、ピンホール１０１０を通過した照明光を受け、照明光の波長を別の波長、例えば可視光領域の波長に変換された光を発する。蛍光板１０２０は真空中に配置されている。蛍光板１０２０としては、例えば、９９．５％のＡｌ２Ｏ３に酸化クロムを含有させたアルミナ蛍光板が用いられる。
【００４２】
図４は、本実施例において、光の斜入射角及び角度分布を測定する際の蛍光板上の光分布を示す図である。図４（ａ）は光の斜入射角の測定時における分布を示し、図４（ｂ）は光の角度分布の測定時における分布を示している。図４（ａ）、（ｂ）に示されるように、蛍光板１０２０には、設計値どおりに光学素子が配置されていれば光が到達されることになる位置（中心位置）に、ターゲット十字線１０２１が描かれている。
【００４３】
硝材隔壁１０３０は、真空部１０８２と大気部１０８１を分離するために設けられており、蛍光板１０２０から発せられた光を通過させる。蛍光板１０２０が配置されている部分は、ピンホール１０１０を通過した光の通り道と同じ雰囲気にする必要がある。露光装置１（ＥＵＶ露光装置）は、その装置内を真空に保つ必要があるため、蛍光板１０２０が配置されている部分（真空部１０８２）の雰囲気も真空にしなければならない。
【００４４】
一方、蛍光板１０２０からの光を測定する測定光学系１０４０（結像光学系）は、真空対応させる必要のない大気又は窒素雰囲気中（大気部１０８１）に配置される。測定光学系１０４０は、受光素子（不図示）と蛍光板１０２０に共役関係を構成する。そして、測定光学系１０４０は、図４（ａ）に示されるように、蛍光板１０２０上に現れる輝点（発光部）とターゲット十字線１０２１の位置を観測できるように構成されている。
【００４５】
測定光学系１０４０は、可視光領域に感度を持つ安価な受光素子と、真空状態に対応していない安価な光学系により構成されている。また、測定光学系１０４０は、蛍光板１０２０から発する光と受光素子の感度の関係に応じて、蛍光板１０２０から発する蛍光の波長を制限する波長フィルター（不図示）を有する場合もある。
【００４６】
上記構成により、測定光学系１０４０は、レチクル面３０５への照明光の入射角の設計値に対するずれ量を測定することができる。図１に示される調整手段２８０は、測定装置１０００（測定光学系１０４０）により測定された入射角のずれ量が小さくなるように、露光装置１の照射領域調整ミラー２４０の角度を調整する。このため、本実施例によれば、安価な測定光学系を用いて低コスト化した測定装置及び露光装置を提供することが可能になる。
【００４７】
本実施例の測定光学系１０４０は、光の入射角のみを測定するだけでなく、光の角度分布を測定することもできる。図６は、ピンホール１０１０から射出される光の広がりを示す図である。図６（ａ）はフーリエ変換光学系を用いた場合を表し、図６（ｂ）はフーリエ変換光学系を用いない場合を示している。
【００４８】
図６（ｂ）に示されるように、ピンホール１０１０から射出される光は、ピンホール１０１０に入射する照明光の角度分だけ拡がりを持つ。その拡がりは、上述のように、照明光学系２００の瞳面２２５での強度分布に依存する。
【００４９】
図５は、本実施例において、光の斜入射角の測定時におけるピンホールからターゲットである蛍光板までの光線の拡がり（ａ）と、光の角度分布の測定時におけるピンホールからターゲットである蛍光板までの光線の拡がり（ｂ）を示す図である。
【００５０】
図５（ａ）に示されるように、レチクル面３０５への照明光の斜入射角を測定する場合、ピンホール１０１０から蛍光板１０２０に向けて射出される光に拡がりがないほうが、照明光の斜入射角を測定しやすい。この場合、瞳面２２５又はその近傍に配置された絞りターレット２２０（絞り部材）を用いて、ピンホール１０１０を通過する照明光の拡がり（光軸中心からの拡がり）を小さくするように調整すればよい。
【００５１】
このため、例えば図２中に示される絞りターレット２２０の開口絞り２２１を絞って、光路上に配置する。または、固定絞り２２２のような開口の小さい固定絞りを、絞りターレット２２０にある任意のホルダーにセットし、光路上に配置してもよい。
【００５２】
このように、絞りターレット２２０を用いて瞳面２２５における光の強度分布を調整することで、ピンホール１０１０に入射する照明光の拡がりを調整することができる。照明光の入射角を測定する場合、ピンホール１０１０を通過する照明光の拡がりが小さくなるように調整する。この結果、レチクル面３０５への入射角を表す情報として、蛍光板１０２０上において、図４（ａ）に示されるような広がりのない輝点（発光部）のみが現れる。
【００５３】
また、上述のように、本実施例の測定光学系１０４０を用いて、レチクル面３０５へ入射する照明光の角度分布を求めることができる。例えば、絞りターレット２２０の開口絞り２２１を光路上にセットして開口を開けると、図５（ｂ）に示されるように、広がりを有する光がピンホール１０１０から蛍光板１０２０に向けて射出される。このとき、蛍光板１０２０上には、図４（ｂ）に示されるような広がりのある輝点（発光部）が現れる。これは、レチクル面３０５に入射する照明光の角度分布とほぼ等価である。
【００５４】
レチクル面３０５に入射する照明光の角度分布を求める場合、フーリエ変換光学系により、入射角θは一般的に、図６（ａ）に示されるようにｓｉｎ座標と対応した分布として求められる。例えば、投影光学系の瞳に対するレチクル面３０５での角度分布の大きさ（σ値）を求める場合、ｓｉｎ座標と対応させなければならない。
【００５５】
しかし、本実施例においては、フーリエ変換光学系が存在しない。このため、図６（ｂ）に示されるように、照明光の入射角θは、ｔａｎ座標と対応した分布を測定することになる。厳密に照明光の角度分布を求める場合、蛍光板１０２０上の分布を座標変換させればよい。測定方法とその目的に応じて、照明光の角度分布を計算することが可能である。
【００５６】
次に、本実施例における光の強度分布を測定する測定装置の構成について説明する。図３（ｂ）に示される測定装置１０００ａ’は、その底面がレチクル面３０５（被照射面）に一致するように配置されている。
【００５７】
図３（ｂ）に示されるように、測定装置１０００ａ’（第２測定部）は、硝材隔壁１０３０、蛍光板１０２５（第２波長変換部）、及び、測定光学系１０５０（第２測定光学系）から構成される。測定装置１０００ａ’は、その全体が１つのユニット１００２としてボックス化されている。
【００５８】
蛍光板１０２５は、レチクル面３０５（照明光の被照射面）に配置され、照明光の波長を例えば可視光領域に変換する。蛍光板１０２５は真空中に配置されている。測定光学系１０５０は、蛍光板１０２５からの光を測定する。
【００５９】
硝材隔壁１０３０は、真空部１０８２と大気部１０８１を分離するために設けられており、蛍光板１０２５から発せられた光を通過させる。蛍光板１０２５としては、例えば、９９．５％のＡｌ２Ｏ３に酸化クロムを含有させたアルミナ蛍光板が用いられる。測定光学系１０５０は、蛍光板１０２５と受光素子が共役関係にあるように構成されている。
【００６０】
図７は、本実施例の測定装置１０００ａ’において、入射光の強度分布を測定する際の蛍光板１０２５（ターゲット）上の光強度分布（発光部）を示す図である。図７に示されるように、蛍光板１０２５は、主光線が設計値どおりであれば到達することになる位置（中心位置）に、ターゲット十字線１０２６が描かれている。測定光学系１０５０で蛍光板１０２５を観測することによって、ターゲット十字線１０２６を基準とした照射領域での強度分布を計算することが可能である。
【００６１】
本実施例の露光装置１は、図３（ａ）に示される測定装置１０００ａ及び図３（ｂ）に示される測定装置１０００ａ’の少なくとも一方を備える。露光装置１が両方の測定装置１０００ａ、１０００ａ’を備える場合、これらの測定装置１０００ａ、１０００ａ’を不図示の切替手段を用いて切り替えることにより、光の斜入射角と角度分布、及び、強度分布の全てを測定することが可能となる。
【００６２】
本実施例の測定装置では、可視光に対応した安価な受光素子を用いることができる。また、本実施例の測定装置では、蛍光板で波長変換を行うことにより屈折光学系を利用することが可能である。さらに、その屈折光学系は大気雰囲気下に配置されるため、真空対応にするためのコストアップを無くすことができる。このため、安価な測定装置及びそのような測定装置を備えた安価な露光装置を提供することができる。
【実施例２】
【００６３】
次に、本発明の実施例２について説明する。図８は、本実施例における測定装置１０００ｂの構成図である。
【００６４】
図８（ａ）は、光の斜入射角及び角度分布を測定する場合の形態を示し、図８（ｂ）は、光の強度分布を測定する場合の形態を示している。本実施例の測定装置１０００ｂによれば、光の斜入射角、角度分布、及び、強度分布を迅速に測定することができる。
【００６５】
図８に示されるように、本実施例の測定装置１０００ｂは、ユニット１００３、蛍光板１０２０、及び、遮光板１１００から構成されている。ユニット１００３は、硝材隔壁１０３０、光の斜入射角及び角度分布を測定する測定光学系１０４０、及び、光の強度分布を測定する測定光学系１０５０から構成されている。このように、硝材隔壁１０３０、及び、測定光学系１０４０、１０５０は、１つのユニットとしてボックス化されている。
【００６６】
ユニット１００３（隔壁ボックス）の内部は、大気又は窒素雰囲気中に置かれている。遮光板１１００は、光の斜入射角、角度分布、及び、強度分布を測定する際に、レチクル３００を退避させつつ、レチクル面３０５（被照射面）上の照射領域に配置されるようになっている。
【００６７】
遮光板１１００には、ピンホール１１１０及び蛍光板１１２０（第２波長変換部）が設けられている。本実施例の測定装置１０００ｂは、実施例１の測定装置１０００ａとは異なり、ユニット１００３とピンホール１１１０は別体として構成されている。
【００６８】
光の斜入射角及び角度分布の測定時には、図８（ａ）に示されるように、ピンホール１１１０が照射領域にくるように、不図示の駆動手段を用いて遮光板１１００を移動させる。そして、ピンホール１１１０を通った光を真空中に配置された蛍光板１０２０で受け、測定光学系１０４０を用いて蛍光板１０２０上の分布を測定する。一方、光の強度分布の測定時には、図８（ｂ）に示されるように、不図示の駆動手段を用いて真空中に配置された蛍光板１１２０が照射領域にくるように遮光板１１００を移動させる。そして、測定光学系１０５０を用いて蛍光板１１２０上の分布を測定する。
【００６９】
このように、本実施例の測定装置１０００ｂにおいては、ユニット１００３と、ピンホール１１１０及び蛍光板１１２０とが分離されている。駆動手段は、遮光板１１００を図８中の矢印方向（左右方向）に移動させてピンホール１１１０と蛍光板１１２０とを切り替える。すなわち、駆動手段は、ピンホール１１１０及び蛍光板１１２０のいずれか一方に照明光を照射するように、遮光板１１００を移動させる。
【００７０】
以上のとおり、第１測定部（ピンホール１１１０、蛍光板１０２０、測定光学系１０４０）及び第２測定部（蛍光板１１２０、測定光学系１０５０）による測定は、迅速に切り替え可能である。このため、本実施例の構成によれば、光の斜入射角、角度分布、及び、強度分布を迅速に測定することができる。
【００７１】
また、照明光をレチクル面に斜入射させることを利用して、斜入射角と角度分布を測定する測定光学系、及び、強度分布を測定する測定光学系を狭い空間に共存させている。このため、測定装置の省スペース化（小型化）が可能となる。
【００７２】
本実施例の測定装置によれば、蛍光板を配置して、ＥＵＶ光を可視光に変換しているため、高額な受光素子を用いることなく安価な受光素子で受光できる。このため、部品コストを抑えることが可能である。また、本実施例の測定装置では、測定光学系を大気又は窒素雰囲気中に隔離したユニット内に格納することにより、真空対応の高価な部品を用いる必要がない。その結果、本実施例によれば、装置全体を低コスト化した測定装置及びそのような測定装置を備えた露光装置を提供することができる。
【実施例３】
【００７３】
次に、本発明の実施例３について説明する。図９は、本実施例における測定装置１０００ｃ（１０００ｃ’）の構成図である。
【００７４】
図９（ａ）は、偏向ミラー１０６０、１０７０をユニット１００４（隔壁ボックス）の外部に配置した測定装置１０００ｃであり、図９（ｂ）は、偏向ミラー１０６０、１０７０をユニット１００５の内部に配置した測定装置１０００ｃ’である。本実施例においては、いずれの構成を採用してもよい。本実施例の測定装置１０００ｃ、１０００ｃ’によれば、光の斜入射角、角度分布、及び、強度分布を同時に測定することができる。
【００７５】
図９（ａ）、（ｂ）に示されるように、本実施例の測定装置１０００ｃは、ユニット１００４、遮光板１１００、蛍光板１０２０、及び、偏向ミラー１０６０、１０７０から構成される。また、測定装置１０００ｃ’は、ユニット１００５、遮光板１１００、及び、蛍光板１０２０から構成される。
【００７６】
ユニット１００４は、硝材隔壁１０３０、測定光学系１０４０、及び、測定光学系１０５０から構成されている。また、ユニット１００５は、硝材隔壁１０３０、測定光学系１０４０、測定光学系１０５０、及び、偏向ミラー１０６０、１０７０から構成されている。ユニット１００４、１００５は、１つのユニットとしてボックス化されている。ユニット１００４、１００５の隔壁内は、大気又は窒素雰囲気中に置かれている。
【００７７】
また、遮光板１１００は、光の斜入射角、角度分布、及び、強度分布を測定する際、レチクル３００を退避させつつ、レチクル面３０５（被照射面）上の照射領域に配置されるように構成されている。遮光板１１００は、ピンホール１１１０を持つ蛍光板１１３０（第２波長変換部）を有する。
【００７８】
本実施例の測定装置１０００ｃ、１０００ｃ’は、実施例１の測定装置１０００ａとは異なり、ユニット１００４（ユニット１００５）とピンホール１１１０とは別体として構成されている。また、本実施例の測定装置１０００ｃ、１０００ｃ’は、実施例２の測定装置１０００ｂとは異なり、ピンホール１１１０は、レチクル面３０５上に配置される蛍光板１１３０に形成されている。
【００７９】
測定装置１０００ｃ、１０００ｃ’は、光の斜入射角及び角度分布を測定する場合、ピンホール１１１０を通った光を真空中に配置された蛍光板１０２０で受け、蛍光板１０２０上の分布を測定光学系１０４０で観察する。一方、測定装置１０００ｃ、１０００ｃ’は、光の強度分布を測定する場合、真空中に配置された蛍光板１１３０上の分布を測定光学系１０５０で測定する。
【００８０】
ここで、蛍光板１１３０に形成されたピンホール１１１０の配置について説明する。図１０は、ピンホール１１１０の配置例を示す図である。
【００８１】
本実施例では、図１０（ａ）に示される発光部における複数の丸穴での角度特性を知る必要がある。そこで、図１０（ｂ）に示されるように、測定対象となる（スリット方向）像高毎に、複数のピンホール１１１０（本実施例では９個のピンホール１１１０）を蛍光板１１３０に形成する。
【００８２】
ピンホール１１１０を通過した光は蛍光板１０２０に入射し、測定光学系１０４０がその位置や分布を測定する。本実施例では、複数のピンホール１１１０のそれぞれを通過した光を測定するため、複数の測定光学系１０４０を設ける。これに代えて、一つの測定光学系１０４０を駆動させることによっても測定可能である。
【００８３】
蛍光板１１３０（ピンホール１１１０）は、レチクル面３０５上に配置されている。このため、レチクルステージ３１０をスキャン方向に移動させながら、（スキャン方向）像高毎の主光線位置や角度特性を測定する。図１０（ｂ）に示されるように、蛍光板１１３０には複数のピンホール１１１０が形成されているが、これに限定されるものではない。１つのピンホールのみを形成し、レチクルステージ３１０を２次元的に駆動させながら複数点の角度を測定することもできる。
【００８４】
ピンホール１１１０は、回折しない程度の大きさで、且つ、発光部をスキャン方向において３乃至５点程度の測定が可能な大きさであることが好ましい。発光部スリット幅の複数点（３乃至５点）を測定するため、発光部をはみださず、且つ、測定点毎にピンホールが重ならない程度の大きさに設定されることが好ましい。例えば、８ｍｍのスリット幅に対して５点での角度特性を測定するため、ピンホールの直径を８／５＝１．６ｍｍ未満に設定する。ピンホールの直径が小さすぎると、蛍光板１０２０に届く光（ＥＵＶ光）の量が小さすぎ、蛍光の確認が困難となる。蛍光を容易に確認でき、且つ、角度特性を高精度に測定するには、ピンホール１１１０の直径を例えば０．１〜１ｍｍ程度に設定することが好ましい。
【００８５】
本実施例の測定装置１０００ｃ、１０００ｃ’は、実施例２の測定装置１０００ｂとは異なり、光路を折り曲げる偏向ミラー１０６０（第１偏向ミラー）、及び、偏向ミラー１０７０（第２偏向ミラー）を有する。偏向ミラー１０６０は、蛍光板１０２０より下流の光路上に配置され、蛍光板１０２０からの光を折り曲げる。偏向ミラー１０７０は、蛍光板１１３０より下流の光路上に配置され、蛍光板１１３０からの光を折り曲げる。
【００８６】
ＥＵＶ光のようなミラー面反射によって光学特性が大きく変化する場合、ミラーの使用を極力避けることが望ましい。しかし、蛍光板から発する可視光領域の光では、ミラー面反射による光学特性の変化がほとんど起こらない。このため、蛍光板より下流の光路上にはミラーを配置することができる。従って、偏向ミラーを用いて各光路を折り曲げることにより、測定装置の省スペース化（小型化）を実現することが可能となる。
【００８７】
なお、図９に示される測定装置１０００ｃ、１０００ｃ’では、偏向ミラーを用いて光路を略９０°に折り曲げている。このため、横方向のサイズが大きくなっているが、光路を９０°以外の角度で折り曲げつつ、各装置の形態に応じて省スペース化できる別の構成を採用することもできる。
【００８８】
本実施例では、図９（ａ）に示されるように、偏向ミラー１０６０、１０７０を隔壁ボックス（ユニット１００４）の外部に配置することができる。図９（ａ）に示される構成によれば、ユニット１００４を小さくすることができる。一方、図９（ｂ）に示されるように、偏向ミラー１０６０、１０７０を隔壁ボックス（ユニット１００５）の内部に配置してもよい。図９（ｂ）に示される構成によれば、例えば偏向ミラー１０６０、１０７０を調整する調整機構を設ける場合、その調整機構を真空対応させる必要が無いため、低コスト化が容易になる。
【００８９】
本実施例では、ピンホール１１１０及び蛍光板１１３０の両方を遮光板１１００に設けている。このため、ピンホール１１１０と蛍光板１１３０とを別々に準備する必要がない。その結果、余分な部品を削除でき、省スペース化（小型化）、低コスト化を実現することができる。さらに、第１測定部（ピンホール１１１０、蛍光板１０２０、測定光学系１０４０）及び第２測定部（蛍光板１１３０、測定光学系１０５０）は、光の斜入射角、角度分布、及び、強度分布を同時に測定可能に構成されている。
【００９０】
また、本実施例の測定装置１０００ｃは、実施例２における測定装置１０００ｂと同様に、レチクル面３０５に光が斜入射することを利用して、光の斜入射角、角度分布、及び、強度分布に関する測定器を狭い空間に共存させている。このため、測定装置の省スペース化（小型化）を実現することができる。
【００９１】
また、本実施例によれば、蛍光板を通しているため、高額な受光素子を用いることなく安価な受光素子で受光できるため、部品コストを抑えることが可能である。また、測定光学系を大気雰囲気下に隔離したユニット内に格納することにより、真空対応させた高価な部品を用いる必要がない。その結果、本実施例によれば、装置全体を低コスト化した小型の測定装置及びそのような測定装置を備えた露光装置を提供することができる。
【００９２】
デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）は、前述のいずれかの実施例の露光装置を使用して感光剤を塗布した基板（ウエハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、その基板を現像する工程と、他の周知の工程と、を経ることにより製造される。本実施例のデバイス製造方法を用いれば、短時間で高精度に半導体デバイスを製造することができる。
【００９３】
以上の測定装置を用いることにより、あらゆる光源を用いた露光装置においても、強度分布及び角度分布の測定が可能な安価な露光装置を提供することができる。また、露光装置を容易に調整することが可能となり、安定した露光装置の生産、さらには安定したデバイスの製造が可能となる。
【００９４】
以上、本発明の実施例について具体的に説明した。ただし、本発明は上記実施例として記載された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本実施例における露光装置の概略構成図である。
【図２】本実施例における絞りターレットの構成図である。
【図３】実施例１における測定装置の構成図である。
【図４】本実施例において、光の斜入射角及び角度分布を測定する際の蛍光板上の光分布を示す図である。
【図５】本実施例において、ピンホールからターゲットである蛍光板までの光線の拡がりを示す図である。
【図６】本実施例において、ピンホールから射出される光の広がりを示す図である。
【図７】本実施例において、入射光の強度分布を測定する際の蛍光板上の光強度分布を示す図である。
【図８】実施例２における測定装置の構成図である。
【図９】実施例３における測定装置の構成図である。
【図１０】実施例３において、蛍光板に形成されたピンホールの配置を示す図である。
【符号の説明】
【００９６】
１  露光装置
１００  光源
２００  照明光学系
２１０  光束整形光学系
２２０  絞りターレット
２２１  開口絞り
２２２  固定絞り
２２５  照明光学系瞳面
２３０  光束整形光学系
２４０  照射領域調整ミラー
２８０  調整手段
３００  レチクル
３１０  レチクルステージ
４００  投影光学系
５００  ウエハ
５１０  ウエハステージ
１０００  測定装置
１０１０、１１１０  ピンホール
１０２０、１０２５  蛍光板
１０２１、１０２６  ターゲット十字線
１０３０  硝材隔壁
１０４０、１０５０  測定光学系
１０６０、１０７０  偏向ミラー
１１００  遮光板
１１２０、１１３０  蛍光板
【図１】
2010153413.tif 000003
【図２】
2010153413.tif 000004
【図３】
2010153413.tif 000005
【図４】
2010153413.tif 000006
【図５】
2010153413.tif 000007
【図６】
2010153413.tif 000008
【図７】
2010153413.tif 000009
【図８】
2010153413.tif 000010
【図９】
2010153413.tif 000011
【図１０】
2010153413.tif 000012