(57)【要約】【課題】安価で短時間に光源調整が可能な露光装置を提供する。【解決手段】露光装置１は、レチクル３００のパターンをウエハ５００上に露光する露光装置であって、光源１００と、光源１００からの光を用いてレチクル３００を照明する照明光学系２００と、レチクル３００のパターンをウエハ５００上に投影する投影光学系４００と、レチクル３００面上の複数点における有効光源分布を測定する測定装置１０００と、測定装置１０００で測定された有効光源分布に基づいて光源１００の位置を調整する調整装置６００とを有する。【選択図】図１
2010212603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原版のパターンを基板上に露光する露光装置であって、
光源と、
前記光源からの光を用いて前記原版を照明する照明光学系と、
前記原版の前記パターンを前記基板上に投影する投影光学系と、
前記原版上の複数点における有効光源分布を測定する測定手段と、
前記測定手段で測定された前記有効光源分布に基づいて前記光源の位置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２】
前記測定手段は、前記原版上または前記基板上での照度を測定し、
前記調整手段は、前記測定手段で測定された前記有効光源分布及び前記照度に基づいて前記光源の位置を調整することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記測定手段は、前記原版上または前記基板上での照度分布を測定し、
前記調整手段は、前記測定手段で測定された前記有効光源分布及び前記照度分布に基づいて前記光源の位置を調整することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項４】
光源の位置を調整する光源調整方法であって、
原版上の複数点における有効光源分布を測定する測定ステップと、
前記測定ステップで測定された前記有効光源分布に基づいて前記光源の位置を調整する調整ステップと、を有することを特徴とする光源調整方法。
【請求項５】
前記測定ステップは、前記原版上または基板上での照度を測定し、
前記調整ステップは、前記測定ステップで測定された前記有効光源分布及び前記照度に基づいて前記光源の位置を調整することを特徴とする請求項４記載の光源調整方法。
【請求項６】
前記測定ステップは、前記原版上または基板上での照度分布を測定し、
前記調整ステップは、前記測定ステップで測定された前記有効光源分布及び前記照度分布に基づいて前記光源の位置を調整することを特徴とする請求項４記載の光源調整方法。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれか一に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、光源の調整が可能な露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体メモリや論理回路などの微細な半導体デバイスを製造するため、フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を実現するための道具として投影露光装置が用いられている。また、高照度の露光装置を用いることにより、レチクルパターンの焼付け時間を短くしてデバイスの生産性を高めることができる。しかし、高照度での照明を実現するには、光源のパワーを上げるか、又は、光学素子の数を少なくする必要がある。
【０００３】
光源パワーを上げることは、光源の後に続く光学系や光源そのものの寿命に影響する。このため、ある程度の期間が経過すると、光源や光源の直後に配置される光学素子を交換する必要がある。
【０００４】
また、ＥＵＶ露光装置の光学素子の数は、ｉ線ランプや極紫外エキシマレーザ等を光源とした露光装置よりも極めて少ない。これは、露光装置として実用化できるだけの透過率でＥＵＶ光を透過させる物質が見つかっていないためである。光学素子の数が少なくなると、光学素子１つの位置ずれによる敏感度が高くなる。特に、ＥＵＶ露光装置の照明光学系は、５〜８枚程度の光学素子で構成されるため、ミラーや光源の位置ずれが被照射面の性能劣化として表れやすい。具体的には、被照射面での有効光源分布、照度、及び、照度分布の均一性が劣化する。この場合、被照射面のパターンを正確に転写することができなくなる。
【０００５】
そこで、例えば特許文献１には、光源から発せられるＥＵＶ光以外の光を露光光路から外れた光路で観察し、プラズマ発光部が所定の位置に配置されるように調節する装置が開示されている。また、特許文献２では、光源と露光装置の接続部での角度分布及び強度分布を観察してこれらを調節する光学装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−０９１２１６号公報
【特許文献２】特開２００６−２０３１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、光源の位置を調整する手段は従来から提案されている。しかしながら、いずれの場合にも、光源を交換するための専用工具や、光源の位置を確認するための専用光学系を設ける必要がなる。これらの専用工具や専用光学系は、装置の組立誤差の影響を考慮する必要があり、また、これらを設計、製造及び設置する必要があるため、露光装置のコストアップを招く。
【０００８】
そこで本発明は、安価かつ短時間に光源調整が可能な露光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面としての露光装置は、原版のパターンを基板上に露光する露光装置であって、光源と、前記光源からの光を用いて前記原版を照明する照明光学系と、前記原版の前記パターンを前記基板上に投影する投影光学系と、前記原版上の複数点における有効光源分布を測定する測定手段と、前記測定手段で測定された前記有効光源分布に基づいて、前記光源の位置を調整する調整手段とを有する。
【００１０】
本発明の他の側面としての光源調整方法は、光源の位置を調整する光源調整方法であって、原版上の複数点における有効光源分布を測定する測定ステップと、前記測定ステップで測定された前記有効光源分布に基づいて、前記光源の位置を調整する調整ステップとを有する。
【００１１】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、安価で短時間に光源調整が可能な露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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】本実施例における照明光学系の詳細な構成図である。
【図４】本実施例におけるハエの目ミラーの概略構成図である。
【図５】本実施例におけるインテグレータの概略構成図である。
【図６】本実施例におけるレチクル面における照明領域を示す図である。
【図７】本実施例における照明光学系の光路の簡略図である。
【図８】本実施例において、強度分布又は角度分布が変動した場合の集光点での積算照度分布変化を示す図である。
【図９】本実施例において、円形照明を用いた場合における測定装置で受けた光の有効光源分布である。
【図１０】本実施例において、強度分布が変動した場合の集光点での有効光源のテレセン度変化を示す図である。
【図１１】本実施例において、角度分布が変動した場合の集光点での有効光源のテレセン度変化を示す図である。
【図１２】本実施例における光源調整手順を示すフローチャートである。
【図１３】本実施例における別の光源調整手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
まず、本実施例における露光装置について説明する。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。露光装置１は、ＥＵＶ光を用いて、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上（基板上）に露光する投影露光装置である。ただし、本実施例はこれに限定されるものではなく、ステップ・アンド・リピート方式等の他の方式の露光装置にも適用可能である。
【００１６】
露光装置１は、光源１００、照明光学系２００、レチクル３００を支持するレチクルステージ３１０、投影光学系４００、及び、ウエハ５００を支持するウエハステージ５１０を備える。
【００１７】
光源１００は、ＥＵＶ生成光源１１０、ＥＵＶターゲット１２０、及び、集光ミラー１３０を備えて構成される。ＥＵＶ生成光源１１０としては例えばＣＯ２レーザが用いられ、ＥＵＶターゲット１２０としては例えばＳｎドロップレットが用いられる。ＥＵＶターゲット１２０は、位置ＳＯにてＥＵＶ生成光源１１０から光を受けてこの光をプラズマ化し、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を全周囲に発する。集光ミラー１３０は、例えばＭｏ／Ｓｉ多層膜で構成されたミラーである。集光ミラー１３０は、楕円ミラーであり、位置ＳＯが楕円の焦点の１つに配置され、他の１つの焦点に集光点ＩＦが位置する。位置ＳＯにてＥＵＶターゲット１２０から発せられた光は、集光ミラー１３０で反射され、集光点ＩＦの位置にて集光される。本実施例では、光源１００としてＬＰＰ（Ｌａｓｅｒ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）方式の光源が用いられる。ただし、本実施例はこれに限定されるものではなく、ＤＰＰ（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）方式等の他の方式の光源を用いてもよい。
【００１８】
集光点ＩＦの位置は、光源１００と照明光学系２００との接続位置に相当する。集光点ＩＦの付近には、照明光学系２００に入る光を制限するために、集光点ＩＦでの光の大きさを制限するための開口（不図示）と、集光点ＩＦから射出される光の角度を制限するための開口（不図示）が設けられている。
【００１９】
照明光学系２００は、光源１００から集光点ＩＦに集光された光束を用いて、レチクル３００を照明する光学系である。集光点ＩＦには小さな開口が設けられており、光源１００からの集光光を集光点ＩＦの開口に合わせる。この開口は、光源１００からの光を、照明光学系２００が許容できる光束の大きさに制限する。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、及び、照明領域調整ミラー２４０を備えて構成される。
【００２０】
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る。また、光束整形光学系２１０は、レチクル３００へ入射する光束の角度分布を決定する。絞りターレット２２０は、瞳面又はその近傍に配置される。図２は、絞りターレット２２０の構成図である。図２に示されるように、絞りターレット２２０は、複数の円形開口を有する。複数の円形開口のうち、開口絞り２２１は、複数の絞り羽を有し、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、開口絞り２２１では実現できない強度分布を形成する場合等に、任意の固定絞り２２２が配置できるように構成されている。
【００２１】
光束整形光学系２３０は、光束を、レチクル３００面を照射するための形状に整形する。照明領域調整ミラー２４０は、光束整形光学系２３０で整形した光束を、レチクル３００面上の所定の位置に入射させるためのミラーである。なお、本実施例では、光学系を簡潔に記載するために、瞳面前後で照明系を分割して記載しているが、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３００面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、照明領域調整ミラー２４０に、レチクル３００面を照射するための光束を整形する役割を持たせてもよい。照明領域規定機構２５０は、照明領域調整ミラー２４０からの光を厳密に制御し、余分な光を遮光しながらレチクル３００に適切に光が入射するようにする。
【００２２】
レチクル３００は、回路パターンを有し、レチクルステージ３１０により支持及び駆動される。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。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。
【００２３】
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できる。ウエハ５００上には、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を支持及び駆動する。ウエハステージ５１０は、露光の際に、レチクルステージ３１０と同期しながら図１中の矢印方向（左右方向）に走査する。投影光学系４００の倍率がβ倍とするとき、ウエハステージ５１０は、レチクルステージ３１０の駆動速度の１／βの速度でウエハ５００を駆動する。
【００２４】
測定装置１０００（測定手段）は、被照射面であるレチクル３００面（原版上）での複数点における有効光源分布（角度分布）、照度、又は、照度分布の少なくとも一つを測定する。照度計２０００（測定手段）は、ウエハ５００の配置面と同等の高さに配置され、必要に応じてウエハステージ５１０を駆動しながら、ウエハ５００面（基板上）の露光領域の１点または複数点での照度を測定する。また、照度計２０００は、ウエハ５００面における有効光源分布を測定することもできる。調整装置６００（調整手段）は、測定装置１０００で測定された有効光源分布、照度、又は、照度分布の少なくとも一つに基づいて、光源１００の位置を調整する。また、調整装置６００は、照度計２０００で測定された露光領域の有効光源分布、照度、又は、照度分布の少なくとも一つに基づいて、光源１００の位置を調整することもできる。
【００２５】
光源１００を交換する際には、集光点ＩＦから射出される光束の特性が、光源１００の交換前と同一であることが望まれる。しかし実際には、光源ごとの違いや組立誤差が存在するため、補正せずに光源の交換前の特性に一致させることは難しい。本質的には、集光点ＩＦから射出される光束を測定すればよいが、必要なのは、被照射面（レチクル３００面、ウエハ５００面）での光の特性を光源の交換前と同一にすることである。
【００２６】
特に、ＥＵＶ露光装置は、光学素子の枚数が極めて少ないため、光源１００の違いや組立誤差の影響が、被照射面での光の特性に現れやすい。このため、本実施例では、測定装置１０００又は照度計２０００を用いて被照射面での光の特性を観察（測定）しながら、光源の交換前と同じ光の特性となるように、調整装置６００を用いて光源１００の位置を調整する。測定装置１０００又は照度計２０００は、被照射面での照度分布、被照射面の複数点での有効光源分布（角度特性）、及び、被照射面での照度の少なくとも一つを測定（観察）する。
【００２７】
次に、図３を参照しながら照明光学系２００の構成を説明する。図３は、照明光学系２００の詳細な構成図である。光束整形光学系２１０は、コリメータミラー２１１、ハエの目ミラー２１２、コリメータミラー２１３、及び、インテグレータ２１４を備えて構成される。集光点ＩＦで集光された光源１００からの光は、コリメータミラー２１１で平行光となり、ハエの目ミラー２１２が受ける。図４は、ハエの目ミラー２１２の概略構成図である。ハエの目ミラー２１２は、微小な凹面又は凸面ミラーを２次元配列することにより構成される。
【００２８】
ハエの目ミラー２１２に配列された各ミラーで受けた光は、コリメータミラー２１３で平行光となり、インテグレータ２１４が受ける。図５は、インテグレータ２１４の概略構成図である。インテグレータ２１４は、１次元方向（Ｘ方向）に所定の曲率を有するシリンドリカルミラーを複数配列し、その両側にミラーを立てた構造を有する。本実施例では、凹面のシリンドリカルミラーを用いているが、凸面のシリンドリカルミラーを用いてもよい。インテグレータ２１４のシリンドリカル面は、レチクル３００面で円弧形状に照明するために曲率を有する。そして、シリンドリカル面のそれぞれがレチクル３００面を照明するため、インテグレータ２１４からレチクル３００面を重畳照明することになる。
【００２９】
インテグレータ２１４で反射された光は、瞳面２２５における絞りターレット２２０を通って、光束整形光学系２３０のフーリエ変換ミラー２３１、２３２で光束を整形される。そして、照明領域調整ミラー２４０でレチクル３００面に偏向され、円弧スリット形状の光でレチクル３００面を照明する。図６は、レチクル３００面における照明領域を示す図である。
【００３０】
図７は、照明光学系２００の光路の簡略図である。図７（ａ）は、ＸＺ平面上での照明光学系２００の光路を示し、図７（ｂ）は、ＹＺ平面上での照明光学系２００の光路を示す。図７（ａ）に示されるように、ＸＺ平面上では、光源１００からの光を用いて、ハエの目ミラー２１２によって瞳面２２５を重畳照明し、インテグレータ２１４によってレチクル３００面を重畳照明している。このため、光源１００の位置がＸ方向にずれたとしても、レチクル３００面における照度の均一性や有効光源の均一性に対する影響は小さい。一方、ＹＺ平面上では、光源１００からの光を用いて、ハエの目ミラー２１２によって瞳面２２５を重畳照明し、ハエの目ミラー２１２以降の光学系によってレチクル３００面をクリティカル照明している。このため、光源１００の位置がＹ方向にずれた場合、有効光源の均一性に対する影響は小さいが、レチクル３００面での照度分布への影響は、光源１００がＸ方向にずれた場合よりも敏感である。
【００３１】
図８は、集光点ＩＦにおける強度分布又は角度分布が変動した場合の積算照度分布変化を示す。積算照度分布は、照度分布をＹ方向に積算し、中心画角の照度で規格化して得られた分布であり、走査露光装置の照度均一性を表す。図８では、理想的なガウス分布に対して、Ｘ方向又はＹ方向に１次元的な偏りを持つ強度分布又は角度分布を想定している。例えば、＋Ｘ方向から−Ｘ方向にかけて、相対的な強度又は角度が１００：５０又は１００：０となるような傾斜分布が、理想的な強度又は角度分布に重なりあった場合を考える。
【００３２】
図８（ａ）は強度分布の偏りがＸ方向にある場合の積算照度分布の推移、図８（ｂ）は強度分布の偏りがＹ方向にある場合の積算照度分布の推移を示す。図８（ｃ）は角度分布の偏りがＸ方向にある場合の積算照度分布の推移を、図８（ｄ）は、角度分布の偏りがＹ方向にある場合の積算照度分布の推移を示す。
【００３３】
光源の偏り方向としてＸ方向に着目し、図８（ａ）と図８（ｃ）を比べると、像高に対して積算照度に大きく影響するのは、図８（ａ）に示される光源の強度分布の偏りであることがわかる。また、＋Ｘ像高の積算照度変化は、−Ｘ像高の積算照度変化に対して逆の方向に変化する。一方、光源の角度方向に関しては、積算照度にほとんど影響しない。
【００３４】
また、光源の偏り方向としてＹ方向に着目し、図８（ｂ）と図８（ｄ）を見ると、いずれの場合でも積算照度に変化が生じている。その変化量は、Ｘ方向に偏りがあった場合よりも大きい。角度分布に偏りがある場合、像高が高くなるにつれて積算照度変化量は小さくなる。一方、強度分布に偏りがある場合、像高に関係無く一律に変化する。また、＋Ｘ像高の積算照度変化は、−Ｘ像高の積算照度変化に対して同じ方向に変化する。
【００３５】
ここで、強度分布の偏りは、実際に集光点ＩＦにて強度分布の偏りがあると考えてもよいし、集光点ＩＦの開口において光束がずれて入っていると考えてもよい。また、角度分布の偏りは、実際に集光点ＩＦにて角度分布の偏りがあると考えてもよいし、集光点ＩＦに入射する光束の主光線がずれていると考えることもできる。つまり、光源１００を交換した場合、光源１００のずれや偏りがどのように発生しているかを、被照射面の照度分布を見ることで把握することができる。
【００３６】
以上のとおり、強度分布（照度分布）を参照する場合の一例について説明したが、本実施例は有効光源を参照してもよい。有効光源は、被照射面での角度分布を表す。有効光源は、例えば円形照明であれば、その重心方向を見ればよい。測定装置１０００は、例えばレチクル３００面に設置された微小開口からの光を、光軸に沿った遠方で受け、受けた光の分布の重心位置を測定する。
【００３７】
図９は、円形照明を用いた場合における測定装置１０００で受けた光の有効光源分布である。図９において、十字線の中心は、照明光の入射光が完全にテレセンで入射した場合の位置を示し、ＧＸはＸ方向の重心テレセンのずれを、ＧＹはＹ方向の重心テレセンのずれを表している。
【００３８】
図１０及び図１１は、集光点ＩＦでの強度分布又は角度分布が変動した場合における、レチクル３００面での有効光源のテレセン度変化である。図１０及び図１１は、光源が理想状態と非理想状態の場合におけるテレセン度の差を示している。また、図１０及び図１１では、光源の傾き状態として、一方の強度を１００とおいた場合、他の一方を５０又は０とした場合を示している。すなわち、１００：０、１００：５０、１００：１００、５０：１００、０：１００の傾きを持った光源を想定している。そして、各光源の状態でのスリット中心像高の有効光源のテレセン度変化、スリット中間像高の有効光源のテレセン度変化、又は、スリット最軸外の有効光源のテレセン度変化が示されている。
【００３９】
図１０（ａ）は、集光点ＩＦでの光源の強度分布がＸ方向の傾きを持つ場合の、有効光源のＸ方向テレセン度変化を表す。図１０（ｂ）は、集光点ＩＦでの光源の強度分布がＸ方向の傾きを持つ場合の、有効光源のＹ方向テレセン度変化を表す。図１０（ｃ）は、集光点ＩＦでの光源の強度分布がＹ方向の傾きを持つ場合の、有効光源のＸ方向テレセン度変化を表す。図１０（ｄ）は、集光点ＩＦでの光源の強度分布がＹ方向の傾きを持つ場合の、有効光源のＹ方向テレセン度変化を表す。
【００４０】
図１１（ａ）は、集光点ＩＦでの光源の角度分布がＸ方向の傾きを持つ場合の、有効光源のＸ方向テレセン度変化を表す。図１１（ｂ）は、集光点ＩＦでの光源の角度分布がＸ方向の傾きを持つ場合の、有効光源のＹ方向テレセン度変化を表す。図１１（ｃ）は、集光点ＩＦでの光源の角度分布がＹ方向の傾きを持つ場合の、有効光源のＸ方向テレセン度変化を表す。図１１（ｄ）は、集光点ＩＦでの光源の強度分布がＹ方向の傾きを持つ場合の、有効光源のＹ方向テレセン度変化を表す。
【００４１】
図１０及び図１１を参照すると、像高に対して有効光源のテレセン度変化量が大きくなるのは、集光点ＩＦでの強度分布又は角度分布にＹ方向の傾きが見られる場合であることがわかる。図１０（ｃ）及び図１０（ｄ）を参照すると、光源の強度分布がＹ方向に傾いている場合、有効光源のＹ方向にのみテレセン度の変化が現れる。一方、図１１（ｃ）及び図１１（ｄ）を参照すると、光源の角度分布がＹ方向に傾いている場合、有効光源のＸ方向及びＹ方向の両方にテレセン度の変化が現れることがわかる。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）を参照すると、集光点ＩＦでの強度分布にＸ方向の傾きがある場合、露光領域のスリット中心と軸外との間でテレセン度に差が生じることがわかる。また、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）を参照すると、集光点ＩＦでの角度分布に傾きがある場合、ほとんど変化がないことがわかる。したがって、本実施例の光学系は、光源の角度分布のＸ方向に傾きがある場合、又は、Ｘ方向の入射角に多少ずれがある場合でも、照明系の性能に影響を与えない。
【００４２】
上述の例では、光源の集光点ＩＦでの分布の偏りと、複数点の有効光源分布のテレセン度変化量を示した。しかし、強度分布の偏りは、実際に集光点ＩＦにて強度分布の偏りがあると考えてもよいし、集光点ＩＦの開口において光束がずれて入っていると考えてもよい。また、角度分布の偏りは、実際に集光点ＩＦにて角度分布の偏りがあると考えてもよいし、集光点ＩＦに入射する光束の主光線がずれていると考えることもできる。つまり、光源を交換した場合、光源のずれや偏りがどのように発生しているかを、被照射面の複数点での有効光源分布を見ることで把握することができる。
【００４３】
調整装置６００は、被照射面の複数点での有効光源分布又は照度分布に基づいて、光源１００の位置を調整する。具体的には、調整装置６００は、光源１００自体を偏心させ、又は傾けることにより、光源１００の位置を調整する。光源１００の位置は、例えば、光源１００を載置したステージの位置を変えることにより調整可能である。また、調整装置６００は、集光ミラー１３０を偏心させ又は傾けることにより、集光ミラー１３０の位置を調整するように構成してもよい。
【００４４】
上述においては、被照射面の照度分布及び複数点での有効光源分布に注目した。これらの両分布は、初期の組立調整において、最終確認として計測（観察）する必要がある。しかし、一度組立が完了した後、光源の変動のみを調整する場合には、照度分布が規定内に設定できれば有効光源分布も適切な状態に収まる。そして逆に、有効光源分布が規定内に収まれば、照度分布は適切な状態に収まる。両者を測定する時の装置の状態や測定の速さに応じて、測定しやすい方を選択し、照明系の性能を調整すればよい。また、光源の変化の仕方に応じて、両者を織り交ぜて測定しながら調整してもよい。
【００４５】
また、本実施例では、被照射面の照度を参照して、光源１００の位置を調整することもできる。光源１００と集光点ＩＦとを適切な距離に配置しない場合、集光点ＩＦの開口で集光光がケラレるため、光源１００から取り込み可能な光量が減り、照度が下がる。そのため、光源１００の射出方向に沿って、光源１００をシフトし、照度が最も高くなる位置を探す。
【００４６】
次に、光源１００の位置を調整する光源調整方法について説明する。図１２は、本実施例における光源調整手順を示すフローチャートである。図１２に示される光源調整手段は、露光装置１の制御装置（不図示）による指令に基づいて、測定装置１０００及び調整装置６００により実行される。
【００４７】
まず、測定装置１０００を用いて被照射面での照度分布及び有効光源分布を測定する（ＳＴＥＰ１）。次に、制御装置は、照度分布を積算照度分布として計算し、像高に対する積算照度分布の傾きを判定する（ＳＴＥＰ２）。像高に対する積算照度分布の傾きが所定の規定値内であれば、ＳＴＥＰ６に進む。この傾きが規定値を超えている場合、その傾きに応じて光源１００（集光ミラー１３０）のＸ方向位置又は集光点ＩＦでの光源１００のＸ方向強度分布を調整装置６００にて調整する（ＳＴＥＰ３）。この位置又は分布を調整した後、確認のために再度、被照射面での照度分布又は有効光源分布を測定する（ＳＴＥＰ４）。そして制御装置は、積算照度分布の傾きを再度判定する（ＳＴＥＰ５）。ここで積算照度分布の傾きが所定の規定値内であれば、ＳＴＥＰ６に進む。一方、この傾きが規定値外であれば、ＳＴＥＰ３に戻って、再度、調整装置６００を用いて光源１００の位置を調整する。
【００４８】
積算照度分布の傾きを調整した後、露光スリット中心の照度（又は積算照度）と最軸外の照度（又は積算照度）を測定し、両者の差を判定する（ＳＴＥＰ６）。この差が所定の規定値内であれば、ＳＴＥＰ１０に進む。この差が規定値外であれば、その差に応じて光源１００のＹ方向傾き又は集光点ＩＦでの光源１００のＹ方向角度分布を調整する（ＳＴＥＰ７）。この傾き又は分布を調整した後、確認のために再度、測定装置１０００を用いて被照射面での照度分布又は有効光源分布を測定する（ＳＴＥＰ８）。そして制御装置は、露光スリット中心の照度（又は積算照度）と最軸外の照度（又は積算照度）の差を判定する（ＳＴＥＰ９）。この差が所定の規定値内であれば、ＳＴＥＰ１０に進む。一方、この差が規定外であれば、ＳＴＥＰ７に戻って、再度、調整装置６００を用いて光源１００の位置を調整する。
【００４９】
制御装置は、露光スリット中心と最軸外の照度を調整した後、有効光源分布のテレセン度を判定する（ＳＴＥＰ１０）。判定対象となる有効光源分布は、ＳＴＥＰ１〜９で調整された最新の有効光源分布である。テレセン度が規定値内であれば、ＳＴＥＰ１４に進む。一方、テレセン度が規定値外であれば、テレセン度に応じて光源１００のＹ方向位置又は集光点ＩＦでの光源１００のＹ方向強度分布を調整する（ＳＴＥＰ１１）。この位置又は強度分布を調整した後、確認のために再度、測定装置１０００を用いて有効光源分布を測定する（ＳＴＥＰ１２）。そして再度、制御装置は有効光源分布のテレセン度を判定する（ＳＴＥＰ１３）。テレセン度が規定内であれば、ＳＴＥＰ１４に進む。一方、テレセン度が規定外であれば、ＳＴＥＰ１１に戻って、再度、調整装置６００を用いて光源１００の位置を調整する。
【００５０】
調整装置６００は、光源１００の向きを調整が完了した後、光源１００の光軸方向の位置を調整する。この調整は、例えば、光軸方向に数ステップで光源１００を駆動しながら、照度計２０００を用いて照度を測定し、照度が最大となる光源１００の位置を決定することにより実行される。このとき、光源１００の駆動方向は、ＳＴＥＰ１３までの結果に基づいて光源１００の傾き状態を把握し、光軸方向を計算することにより決定される。
【００５１】
上述の光源調整手順では、光源１００のＸ方向の傾きの調整については言及していない。これは、光源１００のＸ方向の傾きについては、装置を粗く組み立てた場合でも装置の性能には影響せず、細かい調整は不要であるためである。ただし、装置の性質上、光源１００のＸ方向の傾きが装置の性能に実質的な影響を与える可能性がある場合には、図１２で示されるフローに、Ｘ方向の傾きに関する調整ステップを加えることができる。
【００５２】
図１３は、本実施例における別の光源調整手順を示すフローチャートである。図１３において、ＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ５までは、図１２に示される光源調整手順と同じである。次に、制御装置は、有効光源分布のＸ方向テレセン度を判定する（ＳＴＥＰ６´）。Ｘ方向テレセン度が所定の規定値内である場合には、ＳＴＥＰ１０に進む。一方、Ｘ方向テレセン度が規定値外である場合には、その差に応じて光源１００のＹ方向傾き又は集光点ＩＦでの光源１００のＹ方向角度分布を調整する（ＳＴＥＰ７）。この傾き又は角度分布を調整した後、確認のために再度、測定装置１０００を用いて有効光源分布を測定する（ＳＴＥＰ８）。そして、制御装置は、有効光源分布のＸ方向テレセン度を判定する（ＳＴＥＰ９´）。Ｘ方向テレセン度が規定内である場合には、ＳＴＥＰ１０に進む。Ｘ方向テレセン度が規定値外である場合には、ＳＴＥＰ７に戻って、再度、調整装置６００を用いて光源１００を調整する。以降のステップは、図１２で示される光源調整手順と同様である。
【００５３】
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。
【００５４】
上述のように、本実施例の露光装置及び光源調整方法によれば、光源の位置がずれている場合に、被照射面での有効光源分布、照度、及び、照度分布の少なくとも一つに基づいて、光源の位置を調整することができる。特に、本実施例では、光源を交換するための専用工具や光源の位置を確認するための光学系を別途設ける必要がない。このため、本実施例によれば、安価で短時間に光源調整が可能な露光装置及び光源調整方法を提供することができる。また、短時間で高精度に半導体等のデバイスを製造可能なデバイス製造方法を提供することができる。
【００５５】
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。
【符号の説明】
【００５６】
１  露光装置
１００  光源
１３０  集光ミラー
２００  照明光学系
３００  レチクル
４００  投影光学系
５００  ウエハ
６００  調整装置
１０００  測定装置
２０００  照度計
【図４】
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【図１２】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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