(57)【要約】【課題】結像位置の変化や解像度の低下を防止し、スペクトル純化フィルタの破損からの復旧時間を無くし、メンテナンス時間を短縮して、効率的に運転する露光装置を提供する。【解決手段】ＥＵＶ光を照射するＥＵＶ光源と、前記ＥＵＶ光源から照射される前記ＥＵＶ光を原版に照明する照明光学系と、を有する露光装置において、前記ＥＵＶ光を透過し前記ＥＵＶ光以外の光を遮断する薄膜から成り、前記ＥＵＶ光の光路中に設けられる光学フィルタと、前記光学フィルタの劣化を検出する劣化検出手段と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2010087312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶ光を照射するＥＵＶ光源と、
前記ＥＵＶ光源から照射される前記ＥＵＶ光を原版に照明する照明光学系と、を有する露光装置において、
前記ＥＵＶ光を透過し前記ＥＵＶ光以外の光を遮断する薄膜から成り、前記ＥＵＶ光の光路中に設けられる光学フィルタと、
前記光学フィルタの劣化を検出する劣化検出手段と、を有することを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】
前記劣化検出手段は、前記光学フィルタの薄膜の温度を計測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】
前記劣化検出手段は、前記光学フィルタの薄膜の電気抵抗を計測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】
前記劣化検出手段は、前記光学フィルタの薄膜を構成する物質が蒸発または昇華し、前記光学フィルタの近傍に設けられる部材へ蒸着されることによる前記部材の物理量の変化を検出することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項５】
前記部材は、水晶振動子であり、前記劣化検出手段は、水晶発振子マイクロバランス法を用いることを特徴とする請求項４記載の露光装置。
【請求項６】
前記部材は、ガラス板であり、前記劣化検出手段は、前記ガラス板の光学的性質を計測することを特徴とする請求項４記載の露光装置。
【請求項７】
前記劣化検出手段は、前記光学フィルタから照射される放射光の量を検出することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項８】
前記光学フィルタは、前記ＥＵＶ光源が内部に設けられたＥＵＶ光源チャンバと前記照明光学系が内部に設けられた照明光学系チャンバとを分離することを特徴とする請求項１から７のいずれかに露光装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
露光された前記基板を現像する工程と、
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、光源として極端紫外光であるＥＵＶ光を用いる露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子を製造するための焼き付け（リソグラフィー）方法として、紫外線を用いた縮小投影露光が行われてきた。縮小投影露光で転写できる最小の寸法は転写に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数に反比例する。このため微細な回路パターンを転写するためには用いる光の短波長化が進められ、水銀ランプｉ線（波長３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）と用いられる紫外光の波長は短くなってきた。
【０００３】
しかし、半導体素子は急速に微細化しており、以上の紫外光を用いたリソグラフィーでは限界がある。そこで０.１μｍを下回るような非常に微細な回路パターンを効率よく焼き付けるために、紫外線よりも更に波長が短い波長１０ｎｍ以上１３．５ｎｍ以下の極端紫外光であるＥＵＶ光を用いた縮小投影露光装置が開発されている。
ＥＵＶ光領域では物質による吸収が非常に大きくなるので、可視光や紫外光で用いられるような光の屈折を利用したレンズ光学系を用いることはできず、ＥＵＶ光を用いた露光装置では反射光学系が用いられる。この場合、レチクルもミラーの上に吸収体によって転写すべきパターンを形成した反射型レチクルが用いられる。
【０００４】
ＥＵＶ光を用いた露光装置の反射光学系を構成する反射型光学素子としては、多層膜ミラーと斜入射全反射ミラーとがある。斜入射全反射ミラーは、ＥＵＶ領域では屈折率の実部は１より僅かに小さいので、面にすれすれにＥＵＶ光を入射する斜入射で用いれば全反射が生じることを利用したミラーである。通常、面から測って数度以内の斜入射では数十％以上の高い反射率が得られる。しかし光学設計上の自由度が小さく、斜入射全反射ミラーを投影光学系に用いることは難しい。
【０００５】
一方、直入射に近い入射角で用いるＥＵＶ光用のミラーとしては、光学定数の異なる２種類の物質を交互に積層した多層膜ミラーが用いられる。精密な面形状に研磨されたガラス基板の表面にモリブデンとシリコンを交互に積層する。その層の厚さは、例えば、モリブデン層の厚さは０.２ｎｍ、シリコン層の厚さは０.５ｎｍ程度、積層数は２０層対程度である。２種類の物質の、一層の厚さの和を膜周期とよぶ。上記例では膜周期は０.２ｎｍ+０.５ｎｍ＝０.７ｎｍである。このような多層膜ミラーにＥＵＶ光を入射すると、特定の波長のＥＵＶ光が反射される。
【０００６】
入射角をθ、ＥＵＶ光の波長をλ、膜周期をｄとすると近似的にはブラッグの式
２×ｄ×ｓｉｎθ＝λ
の関係を満足するようなλを中心とした狭いバンド幅のＥＵＶ光だけが効率よく反射される。モリブデンとシリコンによって形成した多層膜ミラーは、通常波長１３.５ｎｍの光の反射率が大きく、バンド幅はこれを中心に０.６〜１ｎｍ程度である。反射されるＥＵＶ光の反射率は最大でも０.７程度であり、反射されなかったＥＵＶ光は多層膜中あるいは基板中で吸収され、そのエネルギーの大部分が熱になる。このように多層膜ミラーは可視光のミラーに比べて光の損失が大きいので、ミラーの枚数は最小限に抑えることが必要である。
【０００７】
ＥＵＶ光を用いた縮小投影露光装置は、ＥＵＶ光源、照明光学系、反射型レチクル、投影光学系、レチクルステージ、ウェハステージ、アライメント光学系、真空系などで構成され、ＥＵＶ光源は、レーザープラズマ方式の光源が用いられる。これは真空容器中に置かれたターゲット材に高強度のパルスレーザー光を照射し、高温のプラズマを発生させこれが発光点となって、これから放射される例えば波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光を利用するものである。
【０００８】
ターゲット材としては、金属薄膜、不活性ガス、液滴などが用いられ、ガスジェット等の手段で真空容器内に供給される。また他の方式のＥＵＶ光源として、放電プラズマ方式の光源が用いられることもある。ＥＵＶ光を用いた露光装置を構成する光学素子として用いられる直入射多層膜ミラーは、波長１３.５ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率が高い。このため、ＥＵＶ光源から放射される光の内、投影露光としては結果的に波長１３.５ｎｍを中心とした、１３.３６５ｎｍ乃至１３.６３５ｎｍのＥＵＶ光が用いられる。この発光点からのＥＵＶ光は、集光ミラーによって集光点に集光され、集光点から発散した後照明光学系に導入される。照明光学系は、複数の多層膜または斜入射ミラーとオプティカルインテグレータ等から構成され、レチクルを均一に照明する。
【特許文献１】特開２００３−２２９２９８号公報
【特許文献２】特開２００６−２７９０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の従来例の投影露光装置においては、ＥＵＶ光源はレーザープラズマ方式であっても放電プラズマ方式であっても、波長が１３.５ｎｍ近傍の露光に用いる光とは異なる波長の光を発光する。この内１３０〜４００ｎｍの光の一部は、投影露光装置の光学素子で吸収されることなくウェハ上の感光体であるレジストに達し、そのためレジストがこれによって感光するため、フレアとなって解像度を著しく低化させる。また、波長４００ｎｍ以上の可視光と赤外光の一部は、投影露光装置の光学素子やレチクルやウェハによって吸収されるため、これが熱負荷となってこれらの温度を上昇させる。その結果膨張し形状変化が生じるため、結像位置の変化や解像度の低下といった性能低下が生じる。
【００１０】
これに対して特許文献１および特許文献２では、ＥＵＶ光を透過しプラズマから放射される赤外・可視・紫外域の光を遮断するための光学フィルタであるスペクトル純化フィルタを用いることが提案されている。このスペクトル純化フィルタは、通常５０〜２５０ｎｍ程度の厚さのジルコニウム等の薄膜もしくはジルコニウム薄膜とシリコン薄膜等を積層させた薄膜から形成されている。しかし、極薄い膜であるため熱容量は極めて小さく、また薄膜であり、真空中もしくは１Ｐａ程度の圧力下に配置されるため熱伝導による冷却も極めて小さく、プラズマからの光の照射によって高温になりやすい。
【００１１】
例えば、薄膜を形成するジルコニウムの融点は２１２５Ｋであるため、この温度を越えないように用いる。しかし、融点以下であっても徐々に昇華して薄くなり、本来の機能であるプラズマから放射される赤外・可視・紫外域の光を遮断する機能が低下する、すなわち、これらの光に対する透過率が増大するという劣化が生じる。このような劣化を生じたスペクトル純化フィルタを交換せずに使用した場合には、投影露光装置においての結像位置の変化や解像度の低下が生じ、耐圧性などの機械的強度が減少して破損する。さらに、投影露光装置が運転できなくなり、破損物を除去するための復旧に、大幅に時間を要した。
【００１２】
また、上述のようにスペクトル純化フィルタの温度が抑えられていて昇華しない場合であっても、スペクトル純化フィルタが配置されているチャンバ内には、真空排気をするものの通常微量のハイドロカーボンガスが含まれる。この環境でＥＵＶ光や紫外光が照射されることによって、スペクトル純化フィルタの表面にはカーボンが付着してＥＵＶ光の透過率が低下するという劣化が生じる。このような劣化を生じたスペクトル純化フィルタを交換せずに使用した場合には、露光光であるＥＵＶ光の強度が減少して投影露光装置のスループットが低下した。極端にスループットが低下した場合には、投影露光装置の運転を一時停止しメンテナンスを行うが、ＥＵＶ光源の劣化や他の光学素子の劣化など、複数の要因が考えられるため、復旧は容易ではなく大幅に時間を要した。
【００１３】
そこで、本発明の露光装置は、結像位置の変化や解像度の低下を防止し、スペクトル純化フィルタの破損からの復旧時間を無くし、メンテナンス時間を短縮して、効率的に運転する露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を達成するための本発明の露光装置は、ＥＵＶ光を照射するＥＵＶ光源と、前記ＥＵＶ光源から照射される前記ＥＵＶ光を原版に照明する照明光学系と、を有する露光装置において、前記ＥＵＶ光を透過し前記ＥＵＶ光以外の光を遮断する薄膜から成り、前記ＥＵＶ光の光路中に設けられる光学フィルタと、前記光学フィルタの劣化を検出する劣化検出手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、結像位置の変化や解像度の低下を防止し、スペクトル純化フィルタの破損からの復旧時間を無くし、メンテナンス時間を短縮して、効率的に運転する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例１を説明する。
図６は、本発明の実施例の露光装置の概略構成図である。
光源を有する光源チャンバ６から照射された光は、真空チャンバ２６の内部に配置された照明光学系を有する照明光学系チャンバ７を介して、原版としてのレチクル２３上に投影される。光源チャンバ６の内部の光源としては、例えば、１０ｎｍ以上１３．５ｎｍ以下（軟Ｘ線領域）に発振スペクトルを有する極端紫外光であるＥＵＶ光が露光用照明光として用いられる。
【００１７】
レチクル２３は、レチクルステージ２３ａ上に保持され、レチクル２３のパターンは、投影光学系２４を介して、基板としてのウェハ２５上に投影される。露光対象の試料であるウェハ２５表面には、レジストが塗布されており、露光工程で形成されたショットが配列されている。ウェハ２５は、ウェハステージ２５ａによって保持され、真空チャンバ２６の内部は、真空ポンプ２７によって高い真空度に保たれている。
本実施例の露光装置としては、例えば、ウェハ２５が走査露光されるようにレチクル２３及びウェハ２５が制御されるステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置が用いられる。
【００１８】
次に、図１の断面図を参照して、本発明の実施例１のＥＵＶ光を用いた投影露光装置を説明する。
ＥＵＶ光源１は、ＥＵＶ光源チャンバ６の内部に設けられ、放電プラズマ方式ＥＵＶ光源から成り、極端紫外光であるＥＵＶ光を照射する光源である。なお、ＥＵＶ光源１は、放電プラズマ方式に限るものではなく、レーザープラズマ方式のものであっても良い。ＥＵＶ光源１を構成するノズル１−ａから供給される、例えば、Ｘｅガスと、電極１−ｂに印加された高圧電圧とによって放電が生じる。さらに、荷電粒子流の自己磁場によるピンチ作用によって高密度のプラズマ１−ｃが生じ、このプラズマプラズマ１−ｃからＥＵＶ光１ｄや紫外光、可視光、赤外光が発生する。プラズマ１−ｃから発生するＥＵＶ光１ｄは、デブリ粒子を除去するためのデブリフィルタ２を通過し、回転楕円面を反射面とする二重のミラーから成る集光ミラー３によって反射されて集光点４に集光する。
【００１９】
光学フィルタであるスペクトル純化フィルタ５は、ＥＵＶ光１ｄを透過し、ＥＵＶ光以外の光を遮断する薄膜から成り、ＥＵＶ１ｄ光の光路中でＥＵＶ光源チャンバ６と照明光学系チャンバ７との間に設けられる。スペクトル純化フィルタ５は、ＥＵＶ光１ｄを透過し、紫外光・可視光・赤外光を遮断する、例えば、１５０ｎｍの厚さのジルコニウム薄膜による光学フィルタから成る。なお、ＥＵＶ光１ｄは、ガスによって吸収される性質があり、ガスによる吸収を防ぐため、ＥＵＶ光源１やデブリフィルタ２および集光ミラー３は、光源チャンバ６の内部に配置される。光源チャンバ６は、図６に示される真空ポンプ２７により排気される。
【００２０】
照明光学系チャンバ７の内部に設けられる照明光学系は、ＥＵＶ光源１から照射されるＥＵＶ光１ｄをレチクル２３に照明する光学系で、照明系第１ミラー８、オプティカルインテグレータ９および図示されない光学素子を有する。集光点４に到達したＥＵＶ光１ｄは、照明系第１ミラー８で反射され、その後、オプティカルインテグレータ９に入射され、さらに、図示されない光学素子を経て、図６に示されるレチクル２３を均一に照明する。
【００２１】
照明光学系チャンバ７は、ガスによるＥＵＶ光１ｄの吸収を防ぐために、光源チャンバ６と同様に図６に示される真空ポンプ２７により排気される。なお、光源チャンバ６の内部は、真空ポンプ２７による排気がなされるが、ノズル１−ａから供給されるガスが存在し、ノズル１−ａから供給されるガス中の微量のハイドロカーボンが、光学素子にカーボンを付着させる原因となる。従って、このガスが照明光学系チャンバ７に流入することを防止するために、光学フィルタであるスペクトル純化フィルタ５が、真空隔壁として光源チャンバ６と照明光学系チャンバ７と間に設けられる。これによりＥＵＶ光源が内部に設けられた光源チャンバ６と照明光学系が内部に設けられた照明光学系チャンバ７とを分離する。スペクトル純化フィルタ５の劣化を検出する劣化検出手段である放射温度計１０は、スペクトル純化フィルタ５の薄膜の温度を計測する手段で、物質から放射される赤外線から物質の温度を赤外線サーモグラフィーにより計測する。
【００２２】
図１に示されるＥＵＶ光１ｄを用いた本実施例１の露光装置を運転すると、スペクトル純化フィルタ５は、プラズマ１−ｃから照射されるＥＵＶ光１ｄにより温度が上昇する。しかし、長時間使用することによってスペクトル純化フィルタ５の薄膜の、例えば、ジルコニウムが徐々に昇華し薄くなり、遮断すべき紫外光・可視光・赤外光の透過率が増大し、機械的強度が低下する。
【００２３】
同時に、薄膜の熱容量が低下することと、熱伝導が小さくなることから、運転中のスペクトル純化フィルタ５の温度上昇はより大きくなり、到達温度はスペクトル純化フィルタ５の使い始めの時よりも高くなる。予め薄膜材料の昇華に伴いスペクトル純化フィルタ５の紫外光・可視光・赤外光の透過率や機械的強度と到達温度がどのようになるのかを別途調べておく。さらに、スペクトル純化フィルタ５の使用可能な紫外光・可視光・赤外光の基準透過率または基準機械的強度に対応した到達温度である基準到達温度を求めておく。
【００２４】
スペクトル純化フィルタ５を長時間使用することにより、スペクトル純化フィルタ５の到達温度は高くなり、基準到達温度に達したときに、本実施例１の露光装置の運転を停止し、スペクトル純化フィルタ５を新しいものと交換する。このような構成および方法により、本実施例１において、常に基準を満たしたスペクトル純化フィルタ５を使用することになる。
【００２５】
以上説明したように本実施例１によれば、光学フィルタの温度を計測することによる劣化検出手段を有する。これにより本実施例１の露光装置の結像位置の変化や解像度の低下を防止し、また、スペクトル純化フィルタ５の破損からの復旧時間を無くし、本実施例１の露光装置を効率的に運転することができる。
【００２６】
次に、図２の断面図を参照して、本発明の実施例２の露光装置を説明する。
本実施例２は実施例１と構成は共通するが、スペクトル純化フィルタ５の劣化を検出する劣化検出手段がスペクトル純化フィルタ５の薄膜の電気抵抗を計測する点が異なる。スペクトル純化フィルタ５の薄膜は、光源チャンバ６、照明光学系チャンバ７との電気的な絶縁のため、絶縁体から成るフィルタホルダ１１によって保持される。また、薄膜表面上の２箇所に電極１２−ａ、１２−ｂが設けられ、それぞれから導線１３−ａ、１３−ｂが接合される。導線１３−ａと導線１３−ｂとの間に電圧印加手段１４によって電圧を印加し、電流計１５によって電流値を計測し、スペクトル純化フィルタ５の薄膜の電気抵抗を測定する。
【００２７】
本実施例２のＥＵＶ光を用いた投影露光装置を運転すると、スペクトル純化フィルタ５は、プラズマ１−ｃから照射されるＥＵＶ光１ｄにより温度が上昇する。しかし、長時間使用することによってスペクトル純化フィルタ５の薄膜の、例えば、ジルコニウムが徐々に昇華し薄くなり、遮断すべき紫外光・可視光・赤外光の透過率が増大し、機械的強度が低下し、同時に、薄膜の電気抵抗が大きくなる。
【００２８】
予め薄膜材料の昇華に伴いスペクトル純化フィルタ５の紫外光・可視光・赤外光の透過率や機械的強度と薄膜の電気抵抗がどのようになるのかを別途調べておく。さらに、スペクトル純化フィルタ５の使用可能な紫外光・可視光・赤外光の基準透過率または基準機械的強度に対応した電気抵抗である基準電気抵抗を求めておく。スペクトル純化フィルタ５を長時間使用することによってスペクトル純化フィルタ５の電気抵抗は大きくなっていき、基準電気抵抗に達したときに本実施例２の投影露光装置の運転を停止し、スペクトル純化フィルタ５を新しいものと交換する。このような構成および方法により、本実施例２において、常に基準を満たしたスペクトル純化フィルタ５を使用することになる。
【００２９】
以上説明したように本実施例２によれば、光学フィルタの薄膜の電気抵抗を計測することによる劣化検出手段を有する。これにより本実施例２の投影露光装置の結像位置の変化や解像度の低下を防止し、また、スペクトル純化フィルタの破損からの復旧時間を無くし、投影露光装置を効率的に運転することができる。
なお、電気抵抗を計測するタイミングであるが、電気抵抗の温度による変化の誤差を無くすため、図６に示されるウェハ２５の交換等でＥＵＶ光源１の発光を停止している際のスペクトル純化フィルタ５の薄膜の温度が一定の条件であることが好適である。
【００３０】
次に、図３の断面図を参照して、本発明の実施例３の露光装置を説明する。
本実施例３が実施例１と異なる点は、スペクトル純化フィルタ５の劣化を検出する劣化検出手段は、スペクトル純化フィルタ５の薄膜を構成する物質が蒸発または昇華し、スペクトル純化フィルタ５の近傍に設けられる部材である水晶振動子１６へ蒸着される。これにより水晶振動子１６の物理量の変化を検出する。すなわち、劣化検出手段は、水晶発振子１６の機械的共振周波数を検出する水晶発振子マイクロバランス法を用いる。
【００３１】
スペクトル純化フィルタ５の近傍には、部材である水晶振動子１６が設けられ、スペクトル純化フィルタ５の薄膜材料が昇華すると水晶振動子１６に一部は蒸着される。水晶振動子１６は、発振回路１７からの水晶振動子１６の機械的共振周波数の近傍の周波数を有する交流電圧の印加によって振動する。しかし、発振回路１７は、印加する交流電圧の周波数を振り電流位相や電流値を計測することによって水晶振動子１６の共振周波数を検出する。
【００３２】
本実施例３のＥＵＶ光を用いた投影露光装置を運転すると、スペクトル純化フィルタ５は、プラズマ１−ｃから照射されるＥＵＶ光１ｄによって温度が上昇する。しかし、長時間使用することによってスペクトル純化フィルタ５の薄膜の、例えば、ジルコニウムが徐々に昇華し薄くなり、遮断すべき紫外光・可視光・赤外光の透過率が増大し、機械的強度が低下する。
【００３３】
同時に、水晶振動子１６への薄膜材料の蒸着が生じて質量が負荷されまた形状も変わることから、水晶振動子１６の機械的共振周波数が変化する。予め薄膜材料の昇華に伴いスペクトル純化フィルタ５の紫外光・可視光・赤外光の透過率や機械的強度と水晶振動子１６の機械的共振周波数がどのようになるのかを別途調べておく。さらに、スペクトル純化フィルタ５の使用可能な紫外光・可視光・赤外光の基準透過率または基準機械的強度に対応した機械的共振周波数である基準機械的共振周波数を求めておく。
【００３４】
スペクトル純化フィルタ５を長時間使用することによってスペクトル純化フィルタ５の機械的共振周波数は変化し、基準機械的共振周波数に達したときに、本実施例３の投影露光装置の運転を停止し、スペクトル純化フィルタ５を新しいものと交換する。このような構成および方法により、本実施例３において常に基準を満たしたスペクトル純化フィルタ５を使用することになる。
【００３５】
以上説明したように本実施例３によれば、光学フィルタの近傍の水晶振動子１６の機械的共振周波数という物理量の変化を検出することによる劣化検出手段を有する。これにより本実施例３の投影露光装置の結像位置の変化や解像度の低下を防止し、また、スペクトル純化フィルタの破損からの復旧時間を無くし、投影露光装置を効率的に運転することができる。
なお、水晶振動子１６は、照明光学系チャンバ７の内部に配置したが、光源チャンバ６の内部に配置しても良い。ただし、光源チャンバ６の内部では、プラズマ１−ｃ近傍から発するデブリが水晶振動子１６に付着しないように、水晶振動子１６とプラズマ１−ｃ間に遮蔽板等を設けることが好適である。
【００３６】
次に、図４の断面図を参照して、本発明の実施例４の露光装置を説明する。
本実施例４は、実施例３と構成は共通するが、実施例３は水晶発振子マイクロバランス法による水晶振動子１６を構成要件とする。しかし、本実施例４においては、水晶振動子１６の代わりにガラス板１８を配置し、蒸着されることによって変化する透過率や反射率といった物理量を検出する。スペクトル純化フィルタ５の薄膜を構成する物質が蒸発または昇華し、スペクトル純化フィルタ５の近傍に設けられる部材であるガラス板１８へ蒸着される。スペクトル純化フィルタ５の劣化を検出する劣化検出手段は、この蒸着されることによるガラス板１８の物理量の変化を検出する。すなわち、劣化検出手段は、ガラス板１８の光学的性質を計測する。
【００３７】
スペクトル純化フィルタ５の近傍にはガラス板１８が設けられ、スペクトル純化フィルタ５の薄膜材料が昇華するとガラス板１８に一部は蒸着される。また、発光素子１９はＬＥＤ等から成り、発光素子１９からの光の一部１９ａはガラス板１８の表面で反射し、例えば、フォトダイオードから成る受光素子２０に入射する。
【００３８】
本実施例４のＥＵＶ光を用いた投影露光装置を運転すると、スペクトル純化フィルタ５はプラズマ１−ｃから照射されるＥＵＶ光１ｄにより温度が上昇する。しかし、長時間使用することによってスペクトル純化フィルタ５の薄膜の、例えば、ジルコニウムが徐々に昇華し薄くなり、遮断すべき紫外光・可視光・赤外光の透過率が増大し、機械的強度が低下するという劣化が生じる。同時に、ガラス板１８への薄膜材料の蒸着が生じ、ガラス板１８の反射率が増大するため、受光素子２０の出力は増加する。
【００３９】
予め薄膜材料の昇華に伴いスペクトル純化フィルタ５の紫外光・可視光・赤外光の透過率や機械的強度と受光素子２０の出力がどのようになるのかを別途調べておく。さらに、スペクトル純化フィルタ５の使用可能な紫外光・可視光・赤外光の基準透過率または基準機械的強度に対応した受光素子２０の出力である基準出力を求めておく。スペクトル純化フィルタ５を長時間使用することによって受光素子２０の出力は増大し、基準出力に達したときに本実施例４の投影露光装置の運転を停止し、スペクトル純化フィルタ５を新しいものと交換する。このような構成および方法により、本実施例４において常に基準を満たしたスペクトル純化フィルタ５を使用することになる。
【００４０】
以上説明したように本実施例４によれば、光学フィルタ近傍の部材が蒸着されることによる光学的性質の変化を利用した劣化検出手段を有する。これにより本実施例４の投影露光装置の結像位置の変化や解像度の低下を防止し、また、スペクトル純化フィルタ５の破損からの復旧時間を無くし、投影露光装置を効率的に運転することができる。
【００４１】
なお、以上説明した本実施例４においては、スペクトル純化フィルタ５の劣化に伴うガラス板１８の反射率変化を利用した構成とした。しかし、他の光学的性質を計測するものでも良く、例えば、ガラス板１８を挟んで受光素子２０を発光素子１９と反対側に配置して透過率の変化を利用する構成としても良い。
また、ガラス板１８、発光素子１９および受光素子２０は、照明光学系チャンバ７の内部に配置される構成としたが、光源チャンバ６の内部に配置されても良い。光源チャンバ６の内部では、プラズマ１−ｃ近傍から発するデブリが、ガラス板１８に付着しないように、ガラス板１８とプラズマ１−ｃ間に遮蔽板等を設けることが好適である。
【００４２】
次に、図５の断面図を参照して、本発明の実施例５の露光装置を説明する。
本実施例５は、上述の実施例１〜４と構成は共通するが、実施例１〜４は、スペクトル純化フィルタ５の薄膜の昇華による紫外光・可視光・赤外光の透過率増大および機械的強度の低下という劣化を検出する構成である。しかし、本実施例５は、スペクトル純化フィルタ５へ付着物が堆積することによるＥＵＶ光１ｄの透過率が減少する劣化を検出する構成である。すなわち、劣化検出手段である放射光計測器２１は、図１の実施例１における放射温度計１０と同様の原理による計測器であるが、スペクトル純化フィルタ５の光源チャンバ６側の面から照射される放射光を計測し検出するように光源チャンバ６の上部に配置される。
【００４３】
本実施例５のＥＵＶ光を用いた投影露光装置を運転し、長時間使用すると、光源チャンバ６の内部に含まれる微量のハイドロカーボンガスとＥＵＶ光１ｄの照射とにより、スペクトル純化フィルタ５の光源チャンバ６側の面にハイドロカーボンが徐々に堆積する。この堆積によりスペクトル純化フィルタ５のＥＵＶ光透過率が低下する。
スペクトル純化フィルタ５は、ＥＵＶ光源１から照射されるＥＵＶ光１ｄにより温度が上昇し赤外光を放射するが、スペクトル純化フィルタ５の薄膜の材料であるジルコニウムの放射率が０.２程度であるのに対し、ハイドロカーボンは０.９程度である。このため、ハイドロカーボンが付着していると数倍の赤外光が放射されることになり、放射光計測器２１の出力も数倍に達する。
【００４４】
予めハイドロカーボンの堆積に伴い、スペクトル純化フィルタ５のＥＵＶ光透過率と放射光計測器２１の出力がどのようになるのかを別途調べておく。さらに、スペクトル純化フィルタ５の使用可能なＥＵＶ光透過率の基準に対応した放射光計測器出力である放射光計測器出力を求めておく。スペクトル純化フィルタ５を長時間使用することによって放射光計測器２１の出力は増大し、基準放射光計測器出力に達したときに、本実施例５の投影露光装置の運転を停止し、スペクトル純化フィルタ５を新しいものと交換する。このような構成および方法により、本実施例５において常に基準を満たしたスペクトル純化フィルタ５を使用することになる。
【００４５】
以上説明したように本実施例５によれば、放射光の量を検出することによる劣化検出手段を有することによって、ＥＵＶ光１ｄの強度が減少して本実施例５の投影露光装置のスループットが低下することを防止する。また、スループットの低下原因が不明の状態でメンテナンスに大幅な時間を要することも無い。さらに、ハイドロカーボンの付着だけではなく、例えば、プラズマ材料としてスズを用いたＥＵＶ光源１を有する露光装置における、ジルコニウムとスズの物性値の違いを利用するものであっても良い。これにより付着物とスペクトル純化フィルタ５の薄膜材料の物性値の違いを利用することができる。
【００４６】
なお、実施例１から４で説明したスペクトル純化フィルタ５の薄膜の昇華による劣化が同時に生じる場合には、予めスペクトル純化フィルタ５へ付着物が堆積することによる劣化と、どちらが早い劣化かを把握しておく。このため付着物が堆積することによる劣化が早い場合には実施例５を用い、そうでない場合は実施例１〜４を用いればよい。
【００４７】
（デバイス製造方法の実施例）
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（ウェハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、その露光された基板を現像する工程と、を経ることにより製造される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例１の断面図である。
【図２】本発明の実施例２の断面図である。
【図３】本発明の実施例３の断面図である。
【図４】本発明の実施例４の断面図である。
【図５】本発明の実施例５の断面図である。
【図６】本発明の露光装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  ＥＵＶ光源      １−ａ  ノズル      １−ｂ  電極
１−c  プラズマ    １ｄ  ＥＵＶ光
２  デブリフィルタ  ３  集光ミラー    ４  集光点
５  スペクトル純化フィルタ            ６  光源チャンバ
７  照明光学系チャンバ    ８  照明系第１ミラー
９  オプティカルインテグレータ  １０  放射温度計
１１  フィルタホルダ    １２−ａ  電極    １２−ｂ  電極
１３−ａ  導線            １３−ｂ  導線
１４  電圧印加手段      １５  電流計
１６  水晶振動子        １７  発振回路器
１８  ガラス板          １９  発光素子
２０  受光素子          ２１  放射光計測器
【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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