(57)【要約】【課題】プラズマから放射される光の特性を高精度に計測できる計測装置、光源装置、露光装置及びデバイスの製造方法を提供する。【解決手段】光源装置１３は、プラズマ５０を発生させるプラズマ発生部５１と、プラズマ５０から放射される露光光ＥＬを集光させるための集光ミラー５２と、該集光ミラー５２から射出される露光光ＥＬを計測するための計測装置７０とを備えている。この計測装置７０は、露光光ＥＬの光路において露光光ＥＬの光軸方向に沿って互いに異なる位置に配置される２つの計測用部材７１，７２と、該各計測用部材７１，７２に入射した露光光ＥＬの特性をそれぞれ検出する検出部７５，７６と、該各検出部による検出結果に基づき集光ミラー５２から射出される露光光ＥＬの特性を算出する制御装置６０とを備えている。【選択図】図３
2010067911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマから放射される光の特性を計測する計測装置であって、
前記光の光路において前記光の光軸方向に沿って互いに異なる位置に配置される少なくとも２つの計測用部材と、
該少なくとも２つの計測用部材に入射した前記光の特性をそれぞれ検出する検出部と、
該検出部による検出結果に基づき前記光の特性を算出する算出部と、
を備えた計測装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つの計測用部材は、前記光の一部が入射するようにそれぞれ配置されている請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記少なくとも２つの計測用部材は、前記プラズマから放射される光を集光させる集光光学系を有する光源装置から射出される前記光の特性を計測可能な位置にそれぞれ配置されている請求項１又は請求項２に記載の計測装置。
【請求項４】
前記少なくとも２つの計測用部材のうち一部の計測用部材は、前記集光光学系から射出される光の集光点よりも光学的に上流に配置され、残りの計測用部材は、前記光の集光点よりも光学的に下流に配置されている請求項３に記載の計測装置。
【請求項５】
前記光の特性とは、前記集光光学系から射出される光の集光点の位置及び前記光の集光点の変位量のうち少なくとも一方を含む請求項３又は請求項４に記載の計測装置。
【請求項６】
前記光の特性とは、前記集光光学系から射出される光の集光角及び前記光の集光角の変化量のうち少なくとも一方を含む請求項３〜請求項５のうち何れか一項に記載の計測装置。
【請求項７】
前記少なくとも２つの計測用部材において前記光が入射する入射面には、前記光の入射態様に応じた態様で発光する発光層がそれぞれ形成されている請求項１〜請求項６のうち何れか一項に記載の計測装置。
【請求項８】
前記検出部は、前記少なくとも２つの計測用部材の発光層での発光態様を計測用部材毎に検出可能に構成されている請求項７に記載の計測装置。
【請求項９】
前記少なくとも２つの計測用部材は、前記算出部によって算出された前記光の特性に応じて、前記光の光軸方向に沿ってそれぞれ変位可能である請求項１〜請求項８のうち何れか一項に記載の計測装置。
【請求項１０】
前記少なくとも２つの計測用部材は、計測可能な計測位置と計測不能な退避位置との二位置間でそれぞれ移動可能である請求項１〜請求項９のうち何れか一項に記載の計測装置。
【請求項１１】
前記少なくとも２つの計測用部材は、蛍光板である請求項１〜請求項１０のうち何れか一項に記載の計測装置。
【請求項１２】
前記光は、ＥＵＶ光である請求項１〜請求項１１のうち何れか一項に記載の計測装置。
【請求項１３】
プラズマを発生可能なプラズマ発生部と、
前記プラズマから放射される光を集光する集光光学系と、
請求項１〜請求項１２のうち何れか一項に記載の計測装置と、
を備えた光源装置。
【請求項１４】
前記集光光学系は、内周面が前記光を反射可能なミラー部となる筒状の集光光学素子を有し、該集光光学素子は、その内周面に前記プラズマから放射される光が入射するように配置されている請求項１３に記載の光源装置。
【請求項１５】
前記集光光学素子の内周面には、前記光を反射させるための多層膜が形成されている請求項１４に記載の光源装置。
【請求項１６】
前記プラズマの位置及び前記集光光学系の位置のうち少なくとも一方を調整可能な位置調整機構をさらに備え、
該位置調整機構は、前記算出部による算出結果に基づき、前記プラズマの位置及び前記集光光学系の位置のうち少なくとも一方を調整する請求項１３〜請求項１５のうち何れか一項に記載の光源装置。
【請求項１７】
請求項１〜請求項１２のうち何れか一項に記載の計測装置と、
光源装置から射出される光で第１面を照明する照明光学系と、
前記第１面の像を第２面上に投影する投影光学系と、
を備えた露光装置。
【請求項１８】
請求項１３〜請求項１６のうち何れか一項に記載の光源装置と、
該光源装置から射出される光で第１面を照明する照明光学系と、
前記第１面の像を第２面上に投影する投影光学系と、
を備えた露光装置。
【請求項１９】
前記照明光学系は、複数の光学素子を備えた構成であると共に、
該各光学素子のうち少なくとも１つの光学素子の配置態様を調整可能な配置調整機構をさらに備え、
該配置調整機構は、前記算出部による算出結果に基づき、前記少なくとも１つの光学素子の配置態様を変更させる請求項１７又は請求項１８に記載の露光装置。
【請求項２０】
前記照明光学系の射出側に配置され、且つ該照明光学系から射出される光の形状を調整するためのスリットを有するスリット装置をさらに備え、
該スリット装置は、前記算出部による算出結果に基づき、前記スリットの形状を調整する請求項１７〜請求項１９のうち何れか一項に記載の露光装置。
【請求項２１】
前記照明光学系は、少なくとも１つの反射型のオプティカルインテグレータを有する請求項１７〜請求項２０のうち何れか一項に記載の露光装置。
【請求項２２】
リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、
前記リソグラフィ工程は、請求項１７〜請求項２１のうち何れか一項に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の特性を計測可能な計測装置、該計測装置を備える光源装置、該計測装置を備える露光装置、該光源装置を有する露光装置、及び該露光装置を用いたデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路などのマイクロデバイスを製造するための露光装置は、所定のパターンが形成されたレチクルなどのマスクを照射するための照明光学系と、該照明光学系がマスクを照射することにより形成されたパターン像を感光性材料の塗布されたウエハ、ガラスプレートなどの基板に投影するための投影光学系とを備えている。このような露光装置では、半導体集積回路の高集積化及び該高集積化に伴うパターン像の微細化を図るために、投影光学系の更なる高解像度化が要望されている。そのため、露光装置に用いる露光光の短波長化が進み、近年では、ＥＵＶ（Extreme Ultraviolet ）光を露光光として使用するＥＵＶ露光装置の開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
こうした露光装置に用いられる光源装置は、プラズマを発生させるプラズマ発生源と、プラズマから放射される露光光を集光させる集光光学系とを備えている。そして、プラズマから放射される露光光は、集光光学系によって集光されてから照明光学系に入射するようになっている。
【０００４】
また、光源装置には、プラズマから放射される露光光の強度分布を計測可能な計測装置が設けられている。この計測装置は、例えば、集光光学系から射出される露光光の光路に配置され、且つ入射した露光光を可視光に変換可能な蛍光板と、蛍光板から射出される可視光の強度分布（光径など）を検出可能な検出部（例えばＣＣＤ）とを備え、該検出部による検出結果に基づき集光光学系から射出される露光光の強度分布を算出するようになっていた。
【特許文献１】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】
【０００５】
ところで、光源装置を長期間にわたって使用した場合には、例えばプラズマ発生源の電極の劣化などに起因してプラズマの発生する位置が変位し、集光光学系から射出される露光光の特性が変わってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、プラズマから放射される光の特性を高精度に計測できる計測装置、光源装置、露光装置及びデバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明は、実施形態に示す図１〜図９に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の計測装置は、プラズマ（５０）から放射される光（ＥＬ）の特性を計測する計測装置であって、前記光（ＥＬ）の光路において前記光（ＥＬ）の光軸方向に沿って互いに異なる位置に配置される少なくとも２つの計測用部材（７１，７２）と、前記少なくとも２つの計測用部材（７１，７２）に入射した前記光（ＥＬ）の特性をそれぞれ検出する検出部（７５，７６）と、該検出部（７５，７６）による検出結果に基づき前記光（ＥＬ）の特性を算出する算出部（６０）と、を備えたことを要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、少なくとも２つの計測用部材に入射した光の特性に基づき、プラズマから放射される光の特性が算出される。そのため、１つの計測用部材のみを用いた従来の計測装置に比して、計測用部材が増えた分だけ、光の特性の算出精度を向上させることが可能である。
【０００９】
なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、プラズマから放射される光の特性を高精度に計測できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
以下に、本発明を具体化した第１の実施形態について図１〜図９に基づき説明する。
図１に示すように、本実施形態の露光装置１１は、波長が１００ｎｍ程度以下の軟Ｘ線領域である極端紫外光、即ちＥＵＶ（Extreme Ultraviolet ）光を露光光ＥＬとして用いるＥＵＶ露光装置であって、内部が真空雰囲気となるチャンバ１２（図１では二点鎖線で示す。）内に設置されている。この露光装置１１は、光源装置１３と、照明光学系１４と、所定のパターンが形成された反射型のレチクルＲを保持するレチクルステージ１５と、投影光学系１６と、表面にレジストなどの感光性材料が塗布されたウエハＷを保持するウエハステージ１７とを備えている。なお、本実施形態の光源装置１３としては、詳しくは後述するが、レーザ励起プラズマ光源が用いられており、該光源装置１３は、波長が５〜２０ｎｍ（例えば１３．５ｎｍ）となるＥＵＶ光を射出する。
【００１２】
照明光学系１４は、チャンバ１２の内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される筐体１８（図１では一点鎖線で示す。）を備えている。この筐体１８内には、光源装置１３から射出された露光光ＥＬを集光するコリメート用ミラー１９が設けられており、該コリメート用ミラー１９は、入射した露光光ＥＬを略平行に変換して射出する。そして、コリメート用ミラー１９から射出された露光光ＥＬは、オプティカルインテグレータの一種であるフライアイ光学系２０に入射する。このフライアイ光学系２０は、一対のフライアイミラー２１，２２を備えており、該各フライアイミラー２１，２２のうち入射側に配置される入射側フライアイミラー２１は、レチクルＲの被照射面Ｒａ（即ち、図１における下面であって、パターン形成面）とは共役となる位置に配置されている。こうした入射側フライアイミラー２１で反射された露光光ＥＬは、射出側に配置される射出側フライアイミラー２２に入射する。
【００１３】
また、照明光学系１４には、射出側フライアイミラー２２から射出された露光光ＥＬを筐体１８外に射出するコンデンサミラー２４が設けられている。そして、コンデンサミラー２４から射出された露光光ＥＬは、コンデンサミラー２４よりもレチクルＲ側に配置された折り返し用の反射ミラー２５により、レチクルステージ１５に保持されるレチクルＲに導かれる。なお、照明光学系１４を構成する各ミラー１９，２１，２２，２４，２５の反射面には、露光光ＥＬを反射する反射層がそれぞれ形成されている。この反射層は、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）を交互に積層した多層膜から構成されている。
【００１４】
また、照明光学系１４には、該照明光学系１４を構成する各ミラー１９，２１，２２，２４，２５のうちコリメート用ミラー１９の位置や反射面の向きを調整可能な照明ミラー調整機構６５が設けられている。この照明ミラー調整機構６５は、後述する制御装置６０からの制御指令に基づき、コリメート用ミラー１９の位置及び反射面の向きを変更すべく駆動するようになっている。
【００１５】
レチクルステージ１５は、後述する投影光学系１６の物体面側に配置されており、レチクルＲを静電吸着する静電チャック２６と、レチクルＲをＹ軸方向に所定ストロークで移動させるための図示しないレチクルステージ駆動部とを備えている。静電チャック２６には、レチクルＲの裏面（図１では上面）が吸着される吸着面２６ａが形成されている。また、レチクルステージ駆動部は、静電チャック２６をＺ軸方向（図１では上下方向）やＸ軸方向（図１では紙面と直交する方向）などにも移動させることができるように構成されている。そして、レチクルＲにおいて上記パターンが形成された被照射面Ｒａ（即ち、図１における下面）に反射された露光光ＥＬは、投影光学系１６に導かれる。
【００１６】
また、レチクルステージ１５に保持されるレチクルＲの被照射面Ｒａ近傍には、被照射面Ｒａのうち露光光ＥＬが照明される照明領域を規定するためのスリット２７を有するスリット装置２８が配置されている。このスリット装置２８は、図２に示すように、レチクルＲのうち露光光ＥＬに照明される照明領域の−Ｙ方向側（図２では左側）の長辺Ｌ１を規定するために、通過する露光光ＥＬの一部を遮光する第１遮光部２９と、該第１遮光部２９を作動させるためのアクチュエータ部３０とを備えている。また、スリット装置２８は、レチクルＲのうち露光光ＥＬに照明される照明領域の＋Ｙ方向側（図２では右側）の長辺Ｌ２を規定するために、通過する露光光ＥＬの一部を遮光する第２遮光部３１と、該第２遮光部３１を作動させるためのアクチュエータ部３２とを備えている。すなわち、スリット装置２８は、アクチュエータ部３０，３２の駆動によって、各遮光部２９，３１によって形成されるスリット２７の開口形状の短手方向（即ち、Ｙ軸方向）の幅を変化させる。
【００１７】
各遮光部２９，３１は、Ｘ軸方向に沿って隙間なく配置される複数のブレード２９ａ，３１ａをそれぞれ備えている。また、各アクチュエータ部３０，３２には、制御装置６０からの制御指令に基づき伸縮駆動する複数のリニアアクチュエータ３３，３４がそれぞれ設けられており、該各リニアアクチュエータ３３，３４は、ロッド３５，３６を介してブレード２９ａ，３１ａにそれぞれ連結されている。そして、各ブレード２９ａ，３１ａは、各リニアアクチュエータ３３，３４の伸縮駆動によってＹ軸方向にそれぞれ移動し、結果として、スリット２７の開口形状、即ちレチクルＲの被照射面Ｒａにおける照明領域の形状が調整される。
【００１８】
投影光学系１６は、図１に示すように、チャンバ１２の内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される鏡筒３７（図１では一点鎖線で示す。）を備えている。この鏡筒３７内には、複数枚（本実施形態では６枚）の反射型のミラー３８，３９，４０，４１，４２，４３が収容されている。そして、物体面側であるレチクルＲ側から導かれた露光光ＥＬは、第１ミラー３８、第２ミラー３９、第３ミラー４０、第４ミラー４１、第５ミラー４２、第６ミラー４３の順に反射され、ウエハステージ１７に保持されるウエハＷに導かれる。こうした各ミラー３８〜４３の反射面には、露光光ＥＬを反射する反射層がそれぞれ形成されている。この反射層は、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）を交互に積層した多層膜から構成されている。
【００１９】
ウエハステージ１７は、ウエハＷを静電吸着する吸着面４４ａを有する静電チャック４４と、ウエハＷをＹ軸方向に所定ストローク（後述するレチクルＲの所定ストロークを後述する所定倍率で除算した値に相当するストローク）で移動させる図示しないウエハステージ駆動部とを備えている。このウエハステージ駆動部は、ウエハＷをＸ軸方向及びＺ軸方向（図１では上下方向）にも移動可能に構成されている。また、ウエハステージ１７には、静電チャック４４を保持する図示しないウエハホルダと、該ウエハホルダのＺ軸方向における位置及びＸ軸周り、Ｙ軸周りの傾斜角を調整する図示しないＺレベリング機構とが組み込まれている。そして、投影光学系１６から射出された露光光ＥＬがウエハＷの被照射面（即ち、図１における上面）を照射することにより、ウエハＷには、レチクルＲ上の上記パターンを所定倍率に縮小したパターンが形成される。
【００２０】
次に、本実施形態の光源装置１３について図３に基づき説明する。
図３に示すように、光源装置１３は、プラズマ５０を発生させるプラズマ発生部５１と、プラズマ５０から放射される露光光ＥＬを集光させるための筒状の集光ミラー５２とを備えている。プラズマ発生部５１は、ＥＵＶ光発生物質（ターゲット）として高密度のキセノンガス（Ｘｅ）を高速で噴出するノズル５３と、例えば半導体レーザ励起を利用したＹＡＧレーザやエキシマレーザなどの高出力レーザ５４とを備えている。そして、高出力レーザ５４から射出されたレーザ光ＬＲがノズル５３から高速で噴出される高密度のキセノンガスを照射することにより、プラズマ５０が発生し、該プラズマ５０からは、ＥＵＶ光が露光光ＥＬとして放射される。こうした露光光ＥＬは、集光ミラー５２の入射側（−Ｚ方向側であって、図２では左側）の開口から集光ミラー５２内に入射する。なお、高出力レーザ５４としては、例えばＣＯ２レーザを用いてもよい。
【００２１】
集光ミラー５２は、Ｚ軸方向における各部位の断面形状が円環状をなすように形成されており、集光ミラー５２の内周面には、露光光ＥＬを反射可能な反射層からなるミラー部５２ａが形成されている。そして、集光ミラー５２のミラー部５２ａにて反射した露光光ＥＬは、集光ミラー５２の射出側の開口（＋Ｚ方向側であって、図２では右側）から照明光学系１４のコリメート用ミラー１９に向けて射出される。なお、集光ミラー５２のミラー部５２ａは、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）を交互に積層した多層膜から構成されている。
【００２２】
また、本実施形態の光源装置１３には、ノズル５３の位置を調整するためのノズル調整機構５５と、集光ミラー５２の位置を調整するための集光ミラー調整機構５６とが設けられており、該各調整機構５５，５６は、制御装置６０によってそれぞれ制御される。そして、ノズル調整機構５５の駆動によってノズル５３の位置が調整された場合、プラズマ５０の生成される位置は、ノズル５３の位置に応じてＺ軸方向に沿って変位する。その結果、集光ミラー５２から射出された露光光ＥＬの中間集光点ＩＦが、Ｚ軸方向に沿って変位する。また、集光ミラー調整機構５６の駆動によって集光ミラー５２の位置が調整された場合、該集光ミラー５２から射出された露光光ＥＬの集光角θは、集光ミラー５２の位置に応じて調整される。
【００２３】
ここで、光源装置１３を長期間にわたって使用した場合には、プラズマ５０の発生する位置が不必要に変位してしまうことがある。こうした場合、露光光ＥＬの特性が変わってしまう。具体的には、集光ミラー５２から射出される露光光ＥＬの中間集光点ＩＦの位置が変わってしまったり、集光ミラー５２から射出される露光光ＥＬの集光角が変わってしまったりする。すると、照明光学系１４に入射する露光光ＥＬの強度分布や光径などが変化し、レチクルＲを照明する際の照明むらやレチクルＲを照明する露光光ＥＬの光量不足が発生するおそれがある。そこで、本実施形態の光源装置１３には、集光ミラー５２から射出された露光光ＥＬの特性を計測するための計測装置７０が設けられている。
【００２４】
次に、計測装置７０について図３に基づき説明する。
図３に示すように、計測装置７０は、略半円板状をなす複数（本実施形態では２枚）の計測用部材７１，７２と、該各計測用部材７１，７２を移動させるための移動機構７３，７４とを備えている。露光光ＥＬの特性の計測時には、各計測用部材７１，７２のうち第１計測用部材７１は、露光光ＥＬの光路であって且つ中間集光点ＩＦよりも集光ミラー５２側の位置（計測位置）に配置されると共に、第２計測用部材７２は、露光光ＥＬの光路であって且つ中間集光点ＩＦよりもコリメート用ミラー１９側の位置（計測位置）に配置されている。すなわち、第１計測用部材７１は、中間集光点ＩＦよりも光学的に上流側に配置されると共に、第２計測用部材７２は、中間集光点ＩＦよりも光学的に下流側に配置されている。この際、各計測用部材７１，７２には、集光ミラー５２から射出された露光光ＥＬの一部がそれぞれ入射する。一方、非計測時には、各計測用部材７１，７２は、各移動機構７３，７４によって露光光ＥＬの光路外の位置（退避位置）にそれぞれ移動するようになっている。
【００２５】
また、各計測用部材７１，７２は、蛍光板からそれぞれ形成されている。すなわち、各計測用部材７１，７２の表面側（図３では左面側）には、露光光ＥＬ（ＥＵＶ光）が入射した場合に、露光光ＥＬが入射した領域が発光する発光層７１ａ，７２ａがそれぞれ形成されている。そして、各計測用部材７１，７２が計測位置にそれぞれ配置される場合、図４（ａ）（ｂ）に示すように、各計測用部材７１，７２の発光層７１ａ，７２ａのうち露光光ＥＬの光軸を中心とした半円部分がそれぞれ発光する。
【００２６】
また、計測装置７０には、図３に示すように、計測位置に配置された各計測用部材７１，７２の発光態様を検出（観察）するための検出部７５，７６（例えばＣＣＤ）が計測用部材７１，７２毎に設けられており、該各検出部７５，７６は、各計測用部材７１，７２の発光態様に応じた検出信号を制御装置６０にそれぞれ出力する。こうした検出信号が制御装置６０に入力された場合には、各計測用部材７１，７２にて発光した領域の半径Ｒ１，Ｒ２（即ち、各計測位置での露光光ＥＬの光径）が制御装置６０によってそれぞれ算出される。
【００２７】
なお、露光装置１１は、ウエハＷに対する露光効率の維持を図るためにメンテナンスが実行される。この際、光源装置１３においては、レチクルＲを照明する露光光ＥＬの光量が好適に維持されるように、露光光ＥＬの中間集光点ＩＦの位置調整及び露光光ＥＬの集光角θの調整が行われる。そして、光源装置１３のメンテナンス終了時には、計測位置に配置される各計測用部材７１，７２と中間集光点ＩＦまでの各距離Ｄ１，Ｄ２が同一距離となるように、各計測用部材７１，７２の計測位置がそれぞれ微調整される。そのため、光源装置１３のメンテナンス終了時において各計測用部材７１，７２を計測位置に配置した状態で露光光ＥＬを出力させた場合、図４（ａ）（ｂ）に示すように、各計測用部材７１，７２にて発光する領域の半径Ｒ１，Ｒ２は、それぞれ初期値Ｒｔとなる。その後、計測位置に位置する各計測用部材７１，７２は、退避位置にそれぞれ移動し、ウエハＷへの露光処理が行われる。
【００２８】
次に、制御装置６０について図１及び図３に基づき説明する。
図１及び図３に示すように、制御装置６０の入力側インターフェースには、検出部７５，７６が電気的に接続されている。また、制御装置６０の出力側インターフェースには、照明ミラー調整機構６５、スリット装置２８の各リニアアクチュエータ３３，３４、ノズル調整機構５５、集光ミラー調整機構５６及び移動機構７３，７４が電気的に接続されている。そして、制御装置６０は、検出部７５，７６による検出結果に基づき、照明ミラー調整機構６５、スリット装置２８の各リニアアクチュエータ３３，３４、ノズル調整機構５５、集光ミラー調整機構５６及び移動機構７３，７４を個別に制御するようになっている。
【００２９】
また、制御装置６０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリなどを有するデジタルコンピュータを備えている。ＲＯＭには、照明ミラー調整機構６５、各リニアアクチュエータ３３，３４、ノズル調整機構５５、集光ミラー調整機構５６及び移動機構７３，７４の駆動を個別に制御するための制御プログラム、及び各種関係式（例えば、中間集光点ＩＦの変位量や露光光ＥＬの集光角θを算出するための関係式）などが記憶されている。また、ＲＡＭには、露光装置１１の駆動中に適宜更新される各種情報が記憶される。さらに、不揮発性メモリには、露光装置１１の電源がオフにされたとしても記憶すべき各種情報として、露光装置１１のメンテナンス終了時における中間集光点ＩＦから各計測用部材７１，７２までの各距離Ｄ１，Ｄ２、メンテナンス終了時における露光光ＥＬの集光角θ（＝初期値θｔ）などが記憶される。
【００３０】
次に、制御装置６０による中間集光点ＩＦの変位量及び露光光ＥＬの集光角θの算出方法について説明する。
制御装置６０は、中間集光点ＩＦの変位量及び露光光ＥＬの集光角θを以下に示す各関係式（式１）〜（式４）を用いて算出する。
【００３１】
【数１】
2010067911.tif 000003
ただし、Ｒ１…第１計測用部材７１の計測位置における露光光ＥＬの半径、Ｒ２…第２計測用部材７２の計測位置における露光光ＥＬの半径、Ｄ１…メンテナンス終了時における中間集光点ＩＦから第１計測用部材７１までの距離、Ｄ２…メンテナンス終了時における中間集光点ＩＦから第２計測用部材７２までの距離、ΔＤ…中間集光点ＩＦの変位量、θ…露光光ＥＬの集光角
上記関係式（式１）（式２）に基づき、中間集光点ＩＦの変位量ΔＤ及び露光光ＥＬの集光角θは、以下に示す関係式（式３）（式４）で示される。こうして中間集光点ＩＦの変位量ΔＤを算出すると、光源装置１３のメンテナンス終了時における中間集光点ＩＦの位置を記憶させておくことにより、経時変化後の中間集光点ＩＦの位置が算出される。また、経時変化後の露光光ＥＬの集光角θを算出すると、光源装置１３のメンテナンス終了時における露光光ＥＬの集光角θを記憶させておくことにより、集光角θの変化量Δθ（図７参照）が算出される。
【００３２】
【数２】
2010067911.tif 000004
次に、光源装置１３の長期使用などによって集光ミラー５２から射出される露光光ＥＬの中間集光点ＩＦが＋Ｚ方向側（図５では右側）に変位してしまった場合の対処方法について図５及び図６に基づき説明する。なお、ここでは、露光光ＥＬの集光角θが変化していないものとする。
【００３３】
さて、図５に示すように、露光処理中においてウエハＷの交換する際などに、制御装置６０は、移動機構７３，７４を駆動させて各計測用部材７１，７２を各計測位置にそれぞれ配置させる。そして、制御装置６０は、各検出部７５，７６からの検出信号に基づき、各計測用部材７１，７２での発光領域の半径Ｒ１，Ｒ２を算出する。この際、図６（ａ）に示すように、第１計測用部材７１での発光領域の半径Ｒ１は、初期値Ｒｔよりも大きな第１側変動値Ｒｔ１である一方、図６（ｂ）に示すように、第２計測用部材７２での発光領域の半径Ｒ２は、初期値Ｒｔよりも小さな第２側変動値Ｒｔ２である。
【００３４】
続いて、制御装置６０は、不揮発性メモリに記憶されている距離Ｄ１，Ｄ２及び現時点における各計測用部材７１，７２の発光領域の半径Ｒ１，Ｒ２を上記関係式（式１）〜（式４）に代入し、露光光ＥＬの中間集光点ＩＦの変位量ΔＤ及び露光光ＥＬの集光角θを算出する。なお、この際、関係式（式１）〜（式４）を用いて算出した露光光ＥＬの集光角θは、光源装置１３のメンテナンス終了時における露光光ＥＬの集光角と同一角度である。
【００３５】
そして、制御装置６０は、中間集光点ＩＦの変位量ΔＤが「０（零）」になり、且つ露光光ＥＬの集光角θが維持されるように、プラズマ５０の発生位置を調整する。すなわち、制御装置６０は、ノズル調整機構５５を制御してノズル５３をＺ軸方向に移動させる。この場合、制御装置６０は、プラズマ５０の発生位置が＋Ｚ方向（図５では右方向）に移動するように、ノズル調整機構５５を制御する。そして、各計測用部材７１，７２での発光領域の半径Ｒ１，Ｒ２が再び初期値Ｒｔになると中間集光点ＩＦの変位量ΔＤが「０（零）」になるため、制御装置６０は、プラズマ５０の発生位置の調整を終了し、移動機構７３，７４を制御して各計測用部材７１，７２を退避位置にそれぞれ移動させる。その後、制御装置６０は、ウエハステージ１７に設置された新たなウエハＷに対して露光処理を再び行う。
【００３６】
次に、集光ミラー５２から射出された露光光ＥＬの集光角θが大きくなった場合について図７に基づき説明する。なお、ここでは、露光光ＥＬの中間集光点ＩＦの位置が変位していないものとする。
【００３７】
さて、露光処理中においてウエハＷの交換する際などに、制御装置６０は、各計測用部材７１，７２を退避位置から計測位置にそれぞれ移動させた後、各検出部７５，７６からの検出信号に基づき、各計測用部材７１，７２での発光領域の半径Ｒ１，Ｒ２を算出する。この際、図７に示すように、計測位置に配置された各計測用部材７１，７２の発光領域の半径Ｒ１，Ｒ２が初期値Ｒｔよりも共に大きくなったり、各半径Ｒ１，Ｒ２が初期値Ｒｔよりも共に小さくなったりした場合、制御装置６０は、上記各関係式（式１）〜（式４）を用いて、露光光ＥＬの中間集光点ＩＦの変位量ΔＤ及び露光光ＥＬの集光角θを算出する。こうして算出された変化後集光角θａは、初期角度θｔ（メンテナンス終了時における露光光ＥＬの集光角）よりも大きな角度である。なお、この際における中間集光点ＩＦの変位量ΔＤは「０（零）」である。
【００３８】
そして、制御装置６０は、初期角度θｔと変化後集光角θａとの差分である集光角θの変化量Δθを算出する。続いて、制御装置６０は、中間集光点ＩＦの変位量ΔＤを「０（零）」が維持され、且つ集光角θの変化量Δθが「０（零）」となるように、集光ミラー調整機構５６を制御して集光ミラー５２のＺ軸方向における位置を調整する。そして、各計測用部材７１，７２の発光領域の半径Ｒ１，Ｒ２が再び初期値Ｒｔとなると露光光ＥＬの集光角θが初期角度θｔになるため、制御装置６０は、集光ミラー５２の位置調整を終了し、移動機構７３，７４を制御して各計測用部材７１，７２を退避位置にそれぞれ移動させる。その後、制御装置６０は、ウエハステージ１７に設置された新たなウエハＷに対して露光処理を行う。
【００３９】
次に、集光ミラー５２から射出された露光光ＥＬの中間集光点ＩＦがＺ軸方向に移動すると共に、露光光ＥＬの集光角θが変化した場合について説明する。
さて、露光処理中においてウエハＷの交換する際などに、制御装置６０は、各計測用部材７１，７２を退避位置から計測位置にそれぞれ移動させた後、各検出部７５，７６からの検出信号に基づき、各計測用部材７１，７２での発光領域の半径Ｒ１，Ｒ２を算出する。また、制御装置６０は、上記各関係式（式１）〜（式２）を用い、中間集光点ＩＦの変位量ΔＤ及び露光光ＥＬの集光角θ、即ち集光角θの変化量Δθを算出する。そして、制御装置６０は、中間集光点ＩＦの変位量ΔＤ及び集光角θの変化量Δθが共に「０（零）」ではない場合、露光光ＥＬの中間集光点ＩＦがＺ軸方向に変位し、且つ集光角θが変化したと判定する。
【００４０】
そして、制御装置６０は、中間集光点ＩＦの変位量ΔＤ及び集光角θの変化量Δθが共に「０（零）」となるように、ノズル調整機構５５及び集光ミラー調整機構５６を制御し、プラズマ５０の発生位置及び集光ミラー５２の位置を調整する。その結果、中間集光点ＩＦの変位量ΔＤ及び集光角θの変化量Δθが共に「０（零）」となると、制御装置６０は、プラズマ５０の発生位置及び集光ミラー５２の位置の調整を終了する。この際、各計測用部材７１，７２の発光領域の半径Ｒ１，Ｒ２は、共に初期値Ｒｔとなる。そして、制御装置６０は、プラズマ５０の発生位置及び集光ミラー５２の位置の調整を終了し、移動機構７３，７４を制御して各計測用部材７１，７２を退避位置にそれぞれ移動させる。その後、制御装置６０は、ウエハステージ１７に設置された新たなウエハＷに対して露光処理を行う。
【００４１】
したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）もし仮に計測用部材を１つだけ備える従来の計測装置（以下、「従来装置」と略記する。）にて露光光ＥＬの特性を計測させたとすると、以下に示すような問題が発生する可能性がある。すなわち、従来装置では、露光光ＥＬの光径を１箇所でしか計測できない。そのため、従来装置では、露光光ＥＬの光径（即ち、計測用部材での発光領域の半径）の変化を計測できたとしても、その原因が露光光ＥＬの中間集光点ＩＦの変位であるのか露光光ＥＬの集光角θの変化であるかを特定できない。この点、本実施形態では、２つの計測用部材７１，７２を用い、露光光ＥＬの光径を２箇所で計測するため、各計測用部材７１，７２での発光領域の半径Ｒ１，Ｒ２の変化をそれぞれ確認することにより、該半径Ｒ１，Ｒ２の変化の原因が露光光ＥＬの中間集光点ＩＦの変位であるのか露光光ＥＬの集光角θの変化であるかを特定できる。すなわち、１つの計測用部材のみを用いた従来装置に比して、計測用部材が増えた分だけ、露光光ＥＬの特性をより正確に計測できる。
【００４２】
（２）また、従来装置であっても、計測用部材を露光光ＥＬの光軸に沿って移動させることができる構成である場合には、本実施形態と同様に、露光光ＥＬの光径を複数箇所で計測できる。しかしながら、こうした場合、まず第１の計測位置で計測を行った後、計測用部材を第２の計測位置に移動させ、該第２の計測位置で計測を行うことになる。そのため、露光光ＥＬの特性を計測する際には、計測用部材を第１の計測位置から第２の計測位置まで移動させる時間が必要な分、多大に時間がかかってしまう。しかも、露光光ＥＬの特性を計測する場合、光源装置１３は、露光光ＥＬを出力し続ける必要がある。すなわち、プラズマ発生部５１では、ＥＵＶ光発生物質であるキセノンガスを供給し続けると共に、高出力レーザ５４からレーザ光ＬＲを出力させ続ける必要がある。したがって、従来装置にて露光光ＥＬの特性を正確に計測するためには、光源装置１３から露光光ＥＬを出力させ続ける分だけ、コストがかかってしまう問題があった。この点、本実施形態の計測装置７０は、２つの計測用部材７１，７２を用いるため、互いに異なる複数位置での露光光ＥＬの特性を同じタイミングで計測できる。したがって、従来装置を用いた計測の場合に比して、短時間で計測できると共に、コスト低減に貢献できる。
【００４３】
（３）また、従来装置を用いる場合に比して短時間で露光光ＥＬの特性を計測可能なため、露光処理中においてウエハステージ１７に載置されるウエハＷを交換している間に、本実施形態の計測装置７０を用いた露光光ＥＬの特性の計測を行うことができる。したがって、露光光ＥＬの特性の計測を露光処理中に行ったとしても、露光装置１１の露光処理効率の低下を抑制できる。
【００４４】
（４）露光光ＥＬの計測時において各計測用部材７１，７２は、中間集光点ＩＦを挟むようにそれぞれ配置される。そのため、各計測用部材７１，７２が共に中間集光点ＩＦよりも集光ミラー５２側（又は照明光学系１４側）に配置される場合に比して、中間集光点ＩＦが変位したのか露光光ＥＬの集光角θが変化したのかなどをより正確に特定できる。
【００４５】
（５）各計測用部材７１，７２の入射面側には、発光層７１ａ，７２ａが形成されており、該発光層７１ａ，７２ａでの発光領域の半径Ｒ１，Ｒ２を計測することにより、露光光ＥＬの光径を計測できる。すなわち、各計測位置における露光光ＥＬの光径の変化を容易に計測できる。
【００４６】
（６）また、各計測用部材７１，７２は、露光光ＥＬの特性を計測する場合には計測位置に配置される一方、非計測時には露光光ＥＬの光路外の退避位置に配置される。そのため、ウエハＷへの露光光時に各計測用部材７１，７２が露光光ＥＬの少なくとも一部を遮光することを抑制できる。
【００４７】
（７）各計測用部材７１，７２を用いて露光光ＥＬの特性を計測した場合、該計測結果に応じて、露光光ＥＬの中間集光点ＩＦの位置及び露光光ＥＬの集光角θのうち少なくとも一方が自動的に調整される。そのため、自動調整後の露光時には、ウエハＷに対してパターンの像を的確に投影させることができる。
【００４８】
なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・実施形態において、計測装置７０を用いて露光光ＥＬの特性を計測し、露光光ＥＬの中間集光点ＩＦの変位量ΔＤや露光光ＥＬの集光角θの変化量Δθを算出した場合には、スリット装置２８のスリット２７の形状を調整させてもよい。すなわち、スリット装置２８では、レチクルＲの照明領域での照明むらの発生を抑制するようにスリット２７の形状が調整される。その結果、光源装置１３から出力される露光光ＥＬの特性の変化に起因したレチクルＲの照明領域での照明むらの発生が抑制されるため、ウエハＷに対してパターンの像を適切に投影できる。
【００４９】
こうしてスリット２７の形状を調整する場合には、プラズマ５０の発生位置や集光ミラー５２の位置も調整してもよい。
・実施形態において、計測装置７０を用いて露光光ＥＬの特性を計測し、露光光ＥＬの中間集光点ＩＦの変位量ΔＤや露光光ＥＬの集光角θの変化量Δθを算出した場合には、照明ミラー調整機構６５を制御してコリメート用ミラー１９の位置や向きを調整することにより、レチクルＲの照明領域での照明むらの発生を抑制するようにしてもよい。このようにコリメート用ミラー１９の位置及び向きの少なくとも一方を調整する場合であっても、プラズマ５０の発生位置や集光ミラー５２の位置も調整してもよい。
【００５０】
・実施形態において、照明ミラー調整機構６５は、照明光学系１４を構成する各ミラー１９，２１，２２，２４，２５の位置や向きを個別に調整可能な構成であってもよい。そして、計測装置７０を用いて露光光ＥＬの特性を計測し、露光光ＥＬの中間集光点ＩＦの変位量ΔＤや露光光ＥＬの集光角θの変化量Δθを算出した場合には、照明ミラー調整機構６５を制御して各ミラー１９，２１，２２，２４，２５の位置や向きを個別に調整することにより、光源装置１３から出力される露光光ＥＬの特性の変化に起因したレチクルＲの照明領域での照明むらの発生を抑制するようにしてもよい。
【００５１】
・実施形態において、各計測用部材７１，７２の各計測位置は、メンテナンス終了時の露光光ＥＬの中間集光点ＩＦからの各距離Ｄ１，Ｄ２が互いに異なるように設定されてもよい。
【００５２】
・実施形態において、計測装置７０は、３つ以上の任意数（例えば４つ）の計測用部材７１，７２を備えた構成であってもよい。こうした各計測用部材を、露光光ＥＬの光軸方向において互いに異なる位置にそれぞれ配置することが望ましい。このように構成すると、露光光ＥＬの特性を計測する位置が増加する分だけ、露光光ＥＬの特性の変化をより正確に計測できる。
【００５３】
・実施形態において、露光装置１１には、ノズル調整機構５５や集光ミラー調整機構５６を設けなくてもよい。この場合、計測装置７０を用いて露光光ＥＬの特性を計測し、露光光ＥＬの中間集光点ＩＦの変位量ΔＤや露光光ＥＬの集光角θの変化量Δθを算出した場合には、プラズマ５０の発生位置や集光ミラー５２の位置を作業者の手動で調整させることが望ましい。
【００５４】
・実施形態において、各検出部７５，７６は、各計測用部材７１，７２の位置毎の温度を計測できるようなものであってもよい。すなわち、各検出部７５，７６による検出結果に基づき、各計測用部材７１，７２の入射面側において温度が高い高温領域は、露光光ＥＬが入射する領域であると判断し、各高温領域の半径Ｒ１，Ｒ２を算出するようにしてもよい。このように構成しても、各計測位置での露光光ＥＬの光径を取得できる。
【００５５】
また、こうした検出部７５，７６を用いる場合、各計測用部材７１，７２は、発光層７１ａ，７２ａを有する蛍光板でなくてもよい。
・実施形態において、露光装置１１は、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置であってもよい。また、露光装置１１は、液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などであってもよい。
【００５６】
・また、上記実施形態の照明光学系１４を、レチクルＲとウエハＷとが相対移動した状態でレチクルＲのパターンをウエハＷへ転写し、ウエハＷを順次ステップ移動させるスキャニング・ステッパに搭載してもよい。
【００５７】
・実施形態において、プラズマ発生部５１は、ＥＵＶ光発生物質としてキセノンガス以外の他の物質（例えば、スズ（Ｓｎ）やスズ化合物（酸化スズ（ＳｎＯ２）など））を用いる構成であってもよい。
【００５８】
・実施形態において、光源装置１３は、大きさが互いに異なる複数の集光ミラー５２を、露光光ＥＬの光軸方向において同一位置に配置した集光光学系を備えたものであってもよい。この場合、プラズマ発生部５１と集光光学系との間には、各集光ミラー５２の内周面に向けて適切に露光光ＥＬを導くためのデブリフィルタを設けることが望ましい。
【００５９】
・実施形態において、光源装置１３は、放電励起型プラズマ光源を備えた構成であってもよい。
次に、本発明の実施形態の露光装置１１によるデバイスの製造方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図８は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。
【００６０】
まず、ステップＳ１０１（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクルＲなど）を製作する。一方、ステップＳ１０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラス、セラミックス等の材料を用いて基板（シリコン材料を用いた場合にはウエハＷとなる。）を製造する。
【００６１】
次に、ステップＳ１０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１０４で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１０５には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１０６（検査ステップ）において、ステップＳ１０５で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
【００６２】
図９は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１０４の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ１１１（酸化ステップ）おいては、基板の表面を酸化させる。ステップＳ１１２（ＣＶＤステップ）においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１１３（電極形成ステップ）においては、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１１４（イオン打込みステップ）においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップＳ１１１〜ステップＳ１１４のそれぞれは、基板処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【００６３】
基板プロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ１１５（レジスト形成ステップ）において、基板に感光性材料を塗布する。引き続き、ステップＳ１１６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置１１）によってマスクの回路パターンを基板に転写する。次に、ステップＳ１１７（現像ステップ）において、ステップＳ１１６にて露光された基板を現像して、基板の表面に回路パターンからなるマスク層を形成する。さらに続いて、ステップＳ１１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ１１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となった感光性材料を取り除く。すなわち、ステップＳ１１８及びステップＳ１１９において、マスク層を介して基板の表面を加工する。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、基板上に多重に回路パターンが形成される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本実施形態における露光装置を示す概略構成図。
【図２】スリット装置を示す概略平面図。
【図３】光源装置を示す概略構成図。
【図４】（ａ）は第１計測用部材での発光領域を示す模式図、（ｂ）は第２計測用部材での発光領域を示す模式図。
【図５】プラズマの発生位置が変位した状態を示す光源装置を示す概略構成図。
【図６】（ａ）は第１計測用部材での発光領域が変化した様子を示す模式図、（ｂ）は第２計測用部材での発光領域が変化した様子を示す模式図。
【図７】露光光ＥＬの集光角が変化した状態を示す模式図。
【図８】デバイスの製造例のフローチャート。
【図９】半導体デバイスの場合の基板処理に関する詳細なフローチャート。
【符号の説明】
【００６５】
１１…露光装置、１３…光源装置、１４…照明光学系、１６…投影光学系、２１，２２…オプティカルインテグレータとしてのフライアイミラー、２６ａ…第１面としての吸着面、２７…スリット、２８…スリット装置、３８〜４３…光学素子としてのミラー、４４ａ…第２面としての吸着面、５０…プラズマ、５１…プラズマ発生部、５２…集光光学系、集光光学素子としての集光ミラー、５２ａ…ミラー部、５５…位置調整機構としてのノズル調整機構、５６…位置調整機構としての集光ミラー調整機構、６０…算出部としての制御装置、６５…配置調整機構としての照明ミラー調整機構、７０…計測装置、７１…一部の計測用部材としての第１計測用部材、７２…残りの計測用部材としての第２計測用部材、７１ａ，７２ａ…発光層、７５，７６…検出部、ＥＬ…露光光、ＩＦ…中間集光点、θ…露光光の集光角、ΔＤ…中間集光点の変位量、Δθ…集光角の変化量。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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