(57)【要約】【課題】  所望の波長の光以外の光がカロリーメータに入射する場合や変動するオフセットがある場合であっても、所望の波長の光（特に、ＥＵＶ光）の絶対強度を高精度に測定することができる測定方法を提供する。【解決手段】  光源から発光される光を、所望の波長の光を透過するバンドパスフィルターと、前記バンドパスフィルターを介して光を検出するカロリーメータとを用いて、前記所望の波長の光の強度を測定する測定方法であって、前記カロリーメータの出力を時間的に連続して測定するステップと、前記測定ステップにおいて、前記光源の発光を停止または開始するステップと、前記測定ステップにおける時間をｔ、前記光源の発光を停止した時間をｔ０とし、前記光源の発光を停止または開始した時間ｔ０における前記カロリーメータの出力の第１の極限値ｔ→ｔ０−０及び第２の極限値ｔ→ｔ０＋０とを求めるステップと、前記第１の極限値ｔ→ｔ０−０と第２の極限値ｔ→ｔ０＋０との差を算出するステップとを有することを特徴とする測定方法を提供する。【選択図】          図２
2006226936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から発光される光を、所望の波長の光を透過するバンドパスフィルターと、前記バンドパスフィルターを介して光を検出するカロリーメータとを用いて、前記所望の波長の光の強度を測定する測定方法であって、
前記カロリーメータの出力を時間的に連続して測定するステップと、
前記測定ステップにおいて、前記光源の発光を停止または開始するステップと、
前記測定ステップにおける時間をｔ、前記光源の発光を停止した時間をｔ０とし、前記光源の発光を停止または開始した時間ｔ０における前記カロリーメータの出力の第１の極限値ｔ→ｔ０−０及び第２の極限値ｔ→ｔ０＋０とを求めるステップと、
前記第１の極限値ｔ→ｔ０−０と第２の極限値ｔ→ｔ０＋０との差を算出するステップとを有することを特徴とする測定方法。
【請求項２】
前記所望の波長は、２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の測定方法。
【請求項３】
光源からの光でレチクルのパターンを照明し、前記パターンを被処理体に露光する露光装置であって、
前記被処理体上の露光強度を測定するフォトダイオードと、
前記フォトダイオードの測定結果を基に、前記露光強度を制御する制御部と、
前記フォトダイオードを校正する校正装置とを有し、
前記校正装置は、所望の波長の光を透過するバンドパスフィルターと、
前記バンドパスフィルターを介して光を検出するカロリーメータと、
請求項１又は２記載の測定方法を行うことができる演算部とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項４】
前記バンドパスフィルター及び前記カロリーメータは、真空中に配置されていることを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記バンドパスフィルターは、モリブデン及びシリコンから構成されることを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項６】
前記バンドパスフィルターの入射側に配置され、前記所望の波長の光を反射する多層膜を有する球面ミラーを更に有することを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項７】
前記カロリーメータは、前記球面ミラーの中心軸上に配置されていることを特徴とする請求項６記載の露光装置。
【請求項８】
前記光源からの光を集光すると共に、前記光源からの光を通過させる開口を反射面に有する集光ミラーを更に有し、
前記カロリーメータは、前記反射面の反対側であって、前記開口を通過した光を検出することができる位置に配置されていることを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項９】
請求項３乃至８のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理体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、一般には、測定方法に係り、特に、カロリーメータを用いて所望の波長の光の強度を測定する測定方法に関する。本発明は、極端紫外線（ＥＵＶ：ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を光源として利用する露光装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて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際に、レチクル（又はマスク）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する縮小投影露光装置が従来から使用されている。
【０００３】
縮小投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、波長を短くすればするほど、及び、ＮＡを上げれば上げるほど、解像度はよくなる。このため、近年の半導体素子の微細化への要求に伴い露光光の短波長化が進められ、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）からＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）と用いられる紫外線光の波長は短くなってきた。
【０００４】
しかし、半導体素子は急速に微細化しており、紫外線光を用いたリソグラフィーでは限界がある。そこで、０．１μｍ以下の非常に微細な回路パターンを効率よく転写するために、紫外線光よりも更に波長の短い、波長１０ｎｍ乃至１５ｎｍ程度の極端紫外線（ＥＵＶ）光を用いた縮小投影露光装置（以下、「ＥＵＶ露光装置」と称する。）が開発されている。ＥＵＶ露光装置は、光源として、レーザー光をターゲット材に照射することによってプラズマを発生させてＥＵＶ光を発生させるレーザープラズマ光源や、電極にガスを流して放電することによってプラズマを発生させてＥＵＶ光を発生させる放電型プラズマ光源を典型的に使用する。
【０００５】
露光装置では、露光量によって転写されるパターンの線幅が変化するため、露光量の管理が重要となるには、予め測定した露光強度を基に露光時間で行われるか、露光光の一部を取り出して光検出器で測定した露光強度を基に積算露光量で行われる。なお、露光強度を測定する光検出器には、例えば、測定時間が短く、且つ、感度が高いフォトダイオードが使用される。但し、フォトダイオードは、絶対強度を測定することができず、また、感度劣化を生じるなどの欠点も有するため、絶対強度を測定することができるカロリーメータを用いて定期的に感度を校正することが必要となる。換言すれば、露光装置には、露光強度を常時測定するフォトダイオードと、かかるフォトダイオードを校正するためのカロリーメータが設けられている。
【０００６】
ＥＵＶ露光装置において露光強度を測定する場合、多層膜で反射したＥＵＶ光を、可視光を遮蔽するジルコニウム（Ｚｒ）などのフィルターを前面に設けたフォトダイオードを受光することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。多層膜は、露光光である、例えば、１３．５ｎｍ近傍のＥＵＶ光の他に遠紫外線光や可視光も反射するが、これらの光はフィルターによって遮蔽される。フォトダイオードには、ＥＵＶ光と共にフィルターから発せられる赤外線光も入射するが、赤外線に対して感度がないため、ＥＵＶ光のみの強度を測定することができる。なお、ＥＵＶ光は、紫外線光と比較して、フォトンエネルギーが１００倍以上大きいため、ＥＵＶ光を測定するフォトダイオードの劣化も著しく大きくなる。
【特許文献１】特開２００４−３０３７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＥＵＶ露光装置では、フォトダイオードを校正する検出器として、或いは、露光強度を測定する検出器として、カロリーメータを使用することができない。カロリーメータは、全ての波長の光に対して同じ感度を有するため、露光光である、例えば、１３．５ｎｍ近傍のＥＵＶ光と、それ以外の不要な光とを分離することができないからである。
【０００８】
例えば、フィルターを前面に設けたカロリーメータを使用するとする。カロリーメータにＥＵＶ光しか入射しなければ、測定されたエネルギーをフィルターのＥＵＶ光に対する透過率で割ることで、フィルターに入射するＥＵＶ光のエネルギー、即ち、測定位置におけるＥＵＶ光のエネルギーを得ることができる。しかし、カロリーメータには、ＥＵＶ光の他にフィルターから発せられる赤外線光も入射する。フィルターは、ＥＵＶ光に対する透過率が極めて低いため、薄くする必要があり（例えば、ＥＵＶ光に対して高い透過率を有するＺｒでも、厚さ０．２μｍで５０％のＥＵＶ光しか透過しない）、吸収したエネルギーを熱伝導によって逃がすことができない。更に、フィルターは、ＥＵＶ光の減衰を低減するために真空中に配置されるため、熱を大気へ逃がすこともできない。従って、フィルターに吸収されたエネルギーは、赤外線光として放射され、カロリーメータに入射してしまう。このようなフィルターからの赤外線光は、ＥＵＶ光に対して無視できないどころか、同等以上の強度を有する場合もあるために大きな誤差を生じ、結果として、カロリーメータを使用することができない。
【０００９】
更に、カロリーメータは、環境の温度変動の影響も受けやすい。例えば、カロリーメータが真空中に配置された場合、周囲の部材に入射した熱が逃げられず、周囲の部材の温度が上昇して出力のオフセットが変化し、ＥＵＶ光の発光を停止しても出力が０にならないことがある。しかし、測定時のオフセットは、時間で変化し、即ち、オフセット量が分からないため測定誤差を生じてしまう。
【００１０】
そこで、本発明は、所望の波長の光以外の光がカロリーメータに入射する場合や変動するオフセットがある場合であっても、所望の波長の光（特に、ＥＵＶ光）の絶対強度を高精度に測定することができる測定方法を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての測定方法は、光源から発光される光を、所望の波長の光を透過するバンドパスフィルターと、前記バンドパスフィルターを介して光を検出するカロリーメータとを用いて、前記所望の波長の光の強度を測定する測定方法であって、前記カロリーメータの出力を時間的に連続して測定するステップと、前記測定ステップにおいて、前記光源の発光を停止または開始するステップと、前記測定ステップにおける時間をｔ、前記光源の発光を停止した時間をｔ０とし、前記光源の発光を停止または開始した時間ｔ０における前記カロリーメータの出力の第１の極限値ｔ→ｔ０−０及び第２の極限値ｔ→ｔ０＋０とを求めるステップと、前記第１の極限値ｔ→ｔ０−０と第２の極限値ｔ→ｔ０＋０との差を算出するステップとを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の別の側面としての露光装置は、光源からの光でレチクルのパターンを照明し、前記パターンを被処理体に露光する露光装置であって、前記被処理体上の露光強度を測定するフォトダイオードと、前記フォトダイオードの測定結果を基に、前記露光強度を制御する制御部と、前記フォトダイオードを校正する校正装置とを有し、前記校正装置は、所望の波長の光を透過するバンドパスフィルターと、前記バンドパスフィルターを介して光を検出するカロリーメータと、上述の測定方法を行うことができる演算部とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。
【００１４】
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】
【００１５】
本発明によれば、所望の波長の光以外の光がカロリーメータに入射する場合や変動するオフセットがある場合であっても、所望の波長の光（特に、ＥＵＶ光）の絶対強度を高精度に測定することができる測定方法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】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての測定方法について説明する。なお、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。
【００１７】
まず、本発明の原理を説明する前に、カロリーメータの一般的な構造と原理について説明する。図１２は、カロリーメータの構成を示す概略ブロック図である。カロリーメータは、図１２に示すように、受光部９１０と、ケース９２０と、熱伝導体９３０と、温度測定器９４０と、電圧計９５０と、ヒータ９６０と、電源９７０とを有する。
【００１８】
カロリーメータに入射した光Ｌは、受光部９１０で全て吸収される。受光部９１０で吸収された熱は、熱伝導体９３０を介して、ケース９２０に逃がされる。ケース９２０は、受光部９１０から熱が流入してきても温度が上昇しない温浴槽の構造を有する。受光部９１０は、熱を吸収すると温度が上昇する。受光部９１０にはペルチェ素子や熱電対のような温度測定器９４０が取り付けられており、かかる出力を電圧計９５０で測定することで、カロリーメータは入射した光のエネルギーを求めることができる。
【００１９】
カロリーメータの受光部９１０の温度上昇値ΔＴの時間微分は、以下の数式１で表される。ここで、Ｃｐは受光部９１０の熱容量、ｑ−ｉｎ及びｑ−ｏｕｔは、それぞれ受光部９１０に入射する光のエネルギー及び受光部９１０から放出されるエネルギーである。但し、ｑ−ｉｎは一定とする。
【００２０】
【数１】
2006226936.tif 000003
【００２１】
また、カロリーメータの出力Ｖと温度上昇値ΔＴとの間には、以下の数式２で表される関係がある。更に、熱伝導で外部に熱が逃げる場合、受光部９１０から放出されるエネルギーｑ−ｏｕｔは、カロリーメータの出力Ｖと比例関係にあるため、以下の数式３で表される関係を満足する。なお、Ａは比例定数であり、Ａ×Ｃ１は単位温度差あたりに流出する熱量で、熱伝導率に長さを掛けた値である。
【００２２】
【数２】
2006226936.tif 000004
【００２３】
【数３】
2006226936.tif 000005
【００２４】
Ｃ２をＣｐ／Ｃ１とすると、以下の数式４で表される微分方程式が得られる。
【００２５】
【数４】
2006226936.tif 000006
【００２６】
数式４に示す微分方程式を解くと、以下の数式５が得られる。ここで、τは緩和時間であり、以下の数式６で表される。また、Ｃ３は積分定数であり、初期条件から決まる値である。
【００２７】
【数５】
2006226936.tif 000007
【００２８】
【数６】
2006226936.tif 000008
【００２９】
ｔ＝０でΔＴ＝０とすると、Ｃ３は−ｑ−ｉｎ／Ａとなるため、カロリーメータの出力Ｖは、以下の数式７で表される。
【００３０】
【数７】
2006226936.tif 000009
【００３１】
更に、カロリーメータの受光部９１０には、一般に、校正用のヒータ９６０が設けられている。これは、電源９７０を介してヒータ９６０に電力を供給し、その供給したエネルギーと出力との関係を求めることで、カロリーメータの校正を行うためである。ヒータ９６０に供給したパワー（電力）をＰｏ、そのときの飽和出力をＶｏとすると、数式７での比例定数Ａは、以下の数式８で表される。
【００３２】
【数８】
2006226936.tif 000010
【００３３】
更に、数式７とｔ→∞の出力Ｖから、以下の数式９が導かれ、受光部９１０に入射する光のエネルギー（強度）ｑ−ｉｎを求めることができる。なお、数式７から飽和出力を予想し、測定時間を短くすることも可能である。
【００３４】
【数９】
2006226936.tif 000011
【００３５】
ここで、求めるべきＥＵＶ光の他にＥＵＶ光以外の光が受光部９１０に入射する場合、即ち、受光部９１０に入射する光の強度ｑ−ｉｎが、ＥＵＶ光の強度ｑ−ｅｕｖとＥＵＶ光以外の光の強度ｑ−ｅｔｃを含む場合（以下の数式１０）について考える。
【００３６】
【数１０】
2006226936.tif 000012
【００３７】
ＥＵＶ光以外の光の強度ｑ−ｅｔｃには、チャンバーの温度変化などの外界の変化やフィルターからの赤外線光が含まれる。これらは、ＥＵＶ光と同じ経路で、同じ時間にカロリーメータに入射するために、分離することができない。更に、カロリーメータのケース９２０が温度変化する場合、カロリーメータの出力に変動するオフセットがのることになる。
【００３８】
例えば、時刻０で光源が発光を開始し、時刻ｔ０で停止した場合のカロリーメータに入力する光強度ｑ−ｅｕｖとｑ−ｅｔｃをそれぞれ点線と破線で図１５に示す。q-euvは時刻０と時刻ｔ０の間で一定の強度をとる。ところが、フィルターからの赤外線光の強度ｑ−ｅｔｃは、時刻０で立ち上がり始め時刻ｔ０で最大値をとり、時刻ｔ０以降で減衰する。このような時間変化をもつ２つの光線（ｑ−ｅｕｖとｑ−ｅｔｃ）がカロリーメータに入射すると、カロリーメータの出力Ｖは、図１６に示す出力となる。ｑ−ｅｕｖとｑ−ｅｔｃのそれぞれの出力増加分Ｖ−ｅｕｖとＶ−ｅｔｃを図１６に点線と破線で示す。そして、カロリーメータの出力Ｖを実線で示すが、Ｖ＝Ｖ−ｅｕｖ＋Ｖ−ｅｔｃである。実際の測定でわかるのは、カロリーメータの出力Ｖだけであるので、本来、Ｖ−Ｖ−ｅｕｖが誤差となる。
【００３９】
このように、ＥＵＶ光の強度の測定において、カロリーメータを使用することは困難であり、また、カロリーメータを使用しても測定精度が著しく低下してしまう。
【００４０】
本発明は、ＥＵＶ光以外の光がカロリーメータに入射する場合や変動するオフセットがある場合でも、高精度にＥＵＶ光の強度を測定することができる測定方法を提供するものである。以下、本発明の測定方法の原理について説明する。本実施形態では、ＥＵＶ光（即ち、所望の波長の光）とＥＵＶ光以外の光がカロリーメータに入射する場合（即ち、数式１０の場合）を例に、数式１０に示す入射する光の強度ｑ−ｉｎからＥＵＶ光以外の光の強度ｑ−ｅｔｃを分離してＥＵＶ光の強度ｑ−ｅｕｖのみを求める方法を説明する。この場合、数式２は、以下の数式１１で示される。
【００４１】
【数１１】
2006226936.tif 000013
【００４２】
カロリーメータに入射する光の強度ｑ−ｉｎを測定している時間ｔ＝ｔ０において、それまで発光していたＥＵＶ光の発光が停止したとすると、入射する光の強度ｑ−ｉｎは、以下の数式１２で示される。
【００４３】
【数１２】
2006226936.tif 000014
【００４４】
従って、数式１１は、ｔ＜ｔ０の前後で変化するような、以下に示す数式１３となる。ｑ−ｅｔｃ及びｑ−ｏｕｔは時間の関数であり、ｑ−ｅｕｖはｔ＜ｔ０で一定の値をもつ定数である。このときのカロリーメータの出力Ｖ（ｔ）は、図１の実線で示す曲線となる。ここで、図１は、ＥＵＶ光とＥＵＶ光以外の光がカロリーメータに入射した場合のカロリーメータの出力を示すグラフであり、縦軸にカロリーメータの出力Ｖ（ｔ）、横軸に時間ｔを採用している。
【００４５】
【数１３】
2006226936.tif 000015
【００４６】
ここで、以下の数式１４に示すように、数式１３の両辺のｔ＝ｔ０における極限値を求める。
【００４７】
【数１４】
2006226936.tif 000016
【００４８】
ここで、ｑ−ｅｔｃ及びｑ−ｏｕｔは、それぞれフィルターとカロリーメーターの受光部の温度によって決まる状態量であり、時間ｔで一意に決定される。従って、ｔ＝ｔ０におけるｑ−ｅｔｃ及びｑ−ｏｕｔの極限値は、時間ｔの方向（即ち、正負）で変わらず、以下の数式１５で表される。
【００４９】
【数１５】
2006226936.tif 000017
【００５０】
一方、ｑ−ｅｕｖは光源の光強度であるため、時刻ｔ０で不連続である。そのためｑ−ｅｕｖが含まれているカロリーメータの出力Ｖ（ｔ）は、ｔ＝ｔ０において微分することができないので、ｄＶ（ｔ）／ｄｔのｔ＝ｔ０における極限値は、時間ｔの方向（即ち、正負）で異なる。そこで、数式１４の片々の差をとることで、以下の数式１６に示すように、ＥＵＶ光の強度ｑ−ｅｔｃを得ることができる。
【００５１】
【数１６】
2006226936.tif 000018
【００５２】
図１を参照するに、ｄＶ／ｄｔは曲線の局所的な傾き（接線）であるため、ＥＵＶ光の強度ｑ−ｅｔｃは、以下の数式１７でも表される。
【００５３】
【数１７】
2006226936.tif 000019
【００５４】
従って、Ｃ２を決定すれば、ＥＵＶ光の強度ｑ−ｅｔｃを決定することができる。Ｃ２を決定する方法としては、緩和時間τから求める方法が考えられる。具体的には、Ｃ２は、数式６及び数式８から以下の数式１８で表される。
【００５５】
【数１８】
2006226936.tif 000020
【００５６】
ここで、緩和時間τの算出について説明する。緩和時間τは、ヒータ９６０に電力を供給して校正を行う際に、カロリーメータの出力Ｖの時間変化から求めることができる。上述したように、カロリーメータの出力Ｖの時間変化は、数式４で表される。数式６を数式４に代入すると、以下の数式１９を得ることができる。
【００５７】
【数１９】
2006226936.tif 000021
【００５８】
従って、カロリーメータの校正時において、ヒータ９６０に電力を供給し、出力Ｖを時間ｔの関数として測定する。かかる測定結果に基づいて、出力Ｖと出力Ｖの時間変化ｄＶ（ｔ）／ｄｔのグラフを求め、更に、線形最小二乗法で１次関数として近似し、かかる近似係数から緩和時間τを求めればよい。
【００５９】
また、緩和時間τは、数式７の両辺を積分することでも求めることができる。積分区間を０乃至ｔｍとし、数式７を積分すると、以下の数式２０を得ることができる。
【００６０】
【数２０】
2006226936.tif 000022
【００６１】
ここで、ｔｍ＞５×τとすれば、ｅｘｐ（−ｔｍ／τ）＝０．００６７となり、更に、カロリーメータの校正時の数式８から、Ａ＝Ｐｏ／Ｖｏであり、ｑ−ｉｎ＝Ｐｏであるため、以下の数式２１が成立する。
【００６２】
【数２１】
2006226936.tif 000023
【００６３】
従って、緩和時間τは、以下の数式２２で表される。
【００６４】
【数２２】
2006226936.tif 000024
【００６５】
緩和時間τを求めた場合、求めるべきＥＵＶ光の強度ｑ−ｅｕｖは、以下の数式２３で示される。
【００６６】
【数２３】
2006226936.tif 000025
【００６７】
また、Ｃ２は、カロリーメータ９６０の校正を行う際に、ヒータ９６０に電力を供給して十分な時間がたった後、ヒータ９６０への電力の供給を停止し、直後の出力の時間変化からも求めることができる。ヒータ９６０に供給する電力をＰｏ、飽和出力をＶｏとし、時間ｔ０で電力の供給を停止したとすると、数式４のｑ−ｉｎ＝０とすれば、以下の数式２４が成立する。
【００６８】
【数２４】
2006226936.tif 000026
【００６９】
なお、数式２４では、数式８を代入した。従って、Ｃ２は、以下の数式２５で表される。
【００７０】
【数２５】
2006226936.tif 000027
【００７１】
このように、緩和時間τ又はＣ２を決定することができるため、数式１６又は数式２３から、ＥＵＶ光の発光が停止した前後でｄＶ／ｄｔを測定すれば、ＥＵＶ光のみの強度ｑ−ｅｕｖが求められる。
【００７２】
実際には、所定の時間毎にカロリーメータの出力Ｖを測定し、かかる測定中にＥＵＶ光（光源）の発光を停止する。そして、カロリーメータの出力を発光停止の前後で分割し、それぞれを時間の関数として、例えば、線形ｎ次の関数で近似して、光源の停止時におけるカロリーメータの出力の時間微分を推定すればよい。
【００７３】
一般に、ＥＵＶ光源の発光開始時は、発光強度が安定するまでに時間がかかる。ＥＵＶ光の強度が安定するまでの時間が緩和時間に比べて極めて短い場合、発光開始時のカロリーメータの出力の変化から、ＥＵＶ光の強度ｑ−ｅｕｖを求めることも可能である。この場合、光源の発光開始の時刻をｔ＝０とすると、カロリーメータに入射する光の強度ｑ−ｉｎは、以下の数式２６で示される。
【００７４】
【数２６】
2006226936.tif 000028
【００７５】
従って、上述したＥＵＶ光の発光を停止した場合と同様に、以下の数式２７からＥＵＶ光の強度ｑ−ｅｕｖを求めることができる。
【００７６】
【数２７】
2006226936.tif 000029
【００７７】
τは、数式１９の１次の係数か、数式２２で求められる。あるいは、数式２５と同様にして、光源の発光開始直後のｄＶ／ｄｔからも求めることができる。
【００７８】
本実施形態では、ヒータ９６０に電力を供給して校正することを例に説明したが、かかる校正は、放射光のように光の強度が分かっている基準光源を用いて行ってもよい。なお、Ｃ２を求める方法は、上記の方法に限定するものではなく、その他の方法を用いてもよい。
【００７９】
以上説明したように、本発明の測定方法によれば、ＥＵＶ光以外の光がカロリーメータに入射する場合であっても、ＥＵＶ光の絶対強度を高精度に測定することができる。従って、ＥＵＶ光を発光するＥＵＶ光源の劣化や強度変動を測定することが可能であり、例えば、ＥＵＶ露光装置において、ＥＵＶ光源の保守時期を知ることができる。また、露光光量を測定するフォトダイオードの校正に用いることができる。
【００８０】
以下、図２を参照して、本発明の測定方法を適用した例示的な露光装置１について説明する。ここで、図２は、本発明の一側面としての露光装置１の構成を示す概略断面図である。
【００８１】
本発明の露光装置１は、露光用の照明光としてＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）を用いて、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式やステップ・アンド・リピート方式でレチクル２０に形成された回路パターンを被処理体４０に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる。）を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、レチクルに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してレチクルパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。「ステップ・アンド・リピート方式」は、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する露光方法である。
【００８２】
露光装置１は、図２に示すように、照明装置１０と、レチクル２０を載置するレチクルステージ２５と、投影光学系３０と、被処理体４０を載置するウェハステージ４５と、フォトダイオード５０と、制御部６０と、校正装置７０とを有する。
【００８３】
また、図１に示すように、ＥＵＶ光は、大気に対する透過率が低く、残留ガス（高分子有機ガス）成分との反応によりコンタミを生成してしまうため、少なくとも、ＥＵＶ光が通る光路中（即ち、光学系全体）は真空環境ＶＣとなっている。
【００８４】
照明装置１０は、投影光学系３０の円弧状の視野に対する円弧状のＥＵＶ光によりレチクル２０を照明する照明装置であって、ＥＵＶ光源１２と、照明光学系１４とを有する。
【００８５】
ＥＵＶ光源１２は、例えば、放電型プラズマ光源やレーザープラズマ光源を使用する。ＥＵＶ光源１２は、プラズマを生成し、かかるプラズマから放射される波長１３．４ｎｍ程度のＥＵＶ光を利用するものである。
【００８６】
照明光学系１４は、レチクル２０を照明する光学系であり、ＥＵＶ光を反射する照明系ミラー１４ａ、オプティカルインテグレーター１４ｂから構成される。オプティカルインテグレーター１４ｂは、レチクル２０を均一に所定の開口数で照明する役割を有する。また、照明光学系１４は、レチクル２０と共役な位置に、レチクル２０の照明領域を円弧状に限定するための図示しないアパーチャが設けられている。
【００８７】
レチクル２０は、反射型レチクルで、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、レチクルステージ２５に支持及び駆動されている。レチクル２０から発せされる回折光は、投影光学系３０で反射されて被処理体４０上に投影される。レチクル２０と被処理体４０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置１は、スキャナーであるため、レチクル２０と被処理体４０を走査（スキャン）することによりレチクル２０のパターンを被処理体４０上に縮小投影する。
【００８８】
レチクルステージ２５は、レチクル２０を支持して図示しない移動機構に接続されている。レチクルステージ２５は、当業界周知のいかなる構造をも適用することができる。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、少なくともＸ方向にレチクルステージ２５を駆動することでレチクル２０を移動することができる。ここで、レチクル２０又は被処理体４０面内で走査方向をＸ、それに垂直な方向をＹ、レチクル２０又は被処理体４０面内に垂直な方向をＺとする。
【００８９】
投影光学系３０は、複数の反射ミラー（即ち、多層膜ミラー）３０ａを用いて、レチクル２０面上のパターンを像面である被処理体４０上に縮小投影する。複数のミラー３０ａの枚数は、４枚乃至６枚程度である。少ない枚数のミラーで広い露光領域を実現するには、光軸から一定の距離だけ離れた細い円弧状の領域（リングフィールド）だけを用いて、レチクル２０と被処理体４０を同時に走査して広い面積を転写する。
【００９０】
被処理体４０は、本実施形態ではウェハであるが、液晶基板その他の被処理体を広く含む。被処理体４０には、フォトレジストが塗布されている。
【００９１】
ウェハステージ４５は、ウェハチャックを介して被処理体４０を支持する。ウェハステージ４５は、例えば、リニアモーターを利用してＸＹＺ方向に被処理体４０を移動する。レチクル２０と被処理体４０は、同期して走査される。また、レチクルステージ２５の位置とウェハステージ４５の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。
【００９２】
フォトダイオード５０は、露光時の被処理体４０上の露光強度（露光量）を測定し、その出力に応じた信号を制御部６０に送信する。フォトダイオード５０は、図２に示すように、照明光学系１４とレチクル２０の間の、レチクル２０を照明する輪帯領域を遮らない位置に配置される。これはオプティカルインテグレーター１４ｂの一部に開口を開け、その後方にフォトダイオード５０を設置し、開口を透過してきたＥＵＶの強度を測定しようとするものである。フォトダイオード５０は、後述する校正装置７０によって、定期的に感度が校正される。
【００９３】
制御部６０は、図示しないＣＰＵ、メモリを有し、露光装置１の動作を制御する。制御部６０は、本実施形態では、フォトダイオード５０の測定結果に基づいて、被処理体４０上の露光強度（露光量）を制御する。具体的には、スキャナーの場合、各ショットをスキャン中、複数パルスで露光するが、この間、フォトダイオード５０で露光強度を常時測定し、ショット内での露光強度がある所定値（即ち、フォトレジストから決まる最適な露光強度）に達するように、ＥＵＶ光源１２の出力（例えば、１パルス当たりのエネルギーや発振周波数）を加減する。制御部６０は、照明装置１０、レチクルステージ２５（即ち、レチクルステージ２５の図示しない移動機構）、ウェハステージ４５（即ち、ウェハステージ４５の図示しない移動機構）、フォトダイオード５０と電気的に接続されている。ＣＰＵは、ＭＰＵなど名前の如何を問わずいかなるプロセッサも含み、各部の動作を制御する。メモリは、ＲＯＭ及びＲＡＭより構成され、露光装置１を動作するファームウェアを格納する。
【００９４】
校正装置７０は、フォトダイオード５０を校正する機能を有する。校正装置７０は、図３に示すように、所望の波長の光を透過するバンドパスフィルター７２と、バンドパスフィルター７２を通過した光を検出するカロリーメータ７４と、電圧計７６と、本発明の測定方法を行うことができる演算部７８とを有する。なお、校正装置７０は、他の光学系と同様に、真空環境ＶＣに配置される。ここで、図３を参照して、校正装置７０の具体的な構成及び動作を説明する。本実施形態では、ＥＵＶ光源１２を放電型プラズマ光源とし、カロリーメータ７４の基本的な構成は、図１２に示すカロリーメータと同じであるものとする。図３は、校正装置７０の構成の一例を示す概略断面図である。
【００９５】
図３を参照するに、電極１２ａに電圧が印加されると、電極先端部の電場が集中した点にプラズマＰＬが生成され、かかるプラズマＰＬから光ＥＬが４π方向に放射される。プラズマＰＬから放射された光ＥＬは、集光光学系である集光ミラー１２ｂによって中間集光点ＭＰに集光され、後段の照明光学系１４に導かれる。
【００９６】
カロリーメータ７４は、中間集光点ＭＰと照明光学系１４との間の光路中に、挿脱可能に配置され、露光中に光路を遮ることはない。カロリーメータ７４の出力端には、電圧計７６が接続されている。
【００９７】
集光ミラー１２ｂは、多層膜ミラー又は斜反射ミラーから構成される。プラズマＰＬからは、光ＥＬの他にプラズマＰＬや電極１２ａからデブリが飛散してくる。かかるデブリは高いエネルギーを有しており、そのまま集光ミラー１２ｂや照明光学系１４に入射すると、集光ミラー１２ｂや照明光学系１４を破損してしまう。そこで、デブリを通過させないように、プラズマＰＬと集光ミラー１２ｂとの間にデブリストッパー１２ｃが配置される。デブリストッパー１２ｃは、プラズマＰＬを頂点とする円錐状部材の一部を切り出した複数の薄板と、それに直角な複数の薄板と、かかる薄板の空間を充填するヘリウム（Ｈｅ）等のガスから構成される。従って、全ての薄板は光軸と平行であるため、プラズマＰＬから放射された光ＥＬが薄板に遮られることはない。一方、プラズマＰＬから飛散したデブリは、ヘリウム等のガス分子と衝突することで軌道が変わり、デブリストッパー１２ｃの薄板に衝突する。これにより、光ＥＬはデブリストッパー１２ｃに遮られず透過できるが、デブリはデブリストッパー１２ｃに遮られ集光ミラー１２ｂに衝突することはない。
【００９８】
プラズマＰＬから放射された光ＥＬは、１ｎｍの波長のＸ線から１０μｍの波長の赤外線までの広い波長領域の光を含み、集光ミラー１２ｂによって反射される。集光ミラー１２ｂが斜反射ミラーである場合、１０ｎｍから可視及び赤外の広い波長範囲に高い反射率を有するため、ＥＵＶ光以外の光も反射して露光光（ＥＵＶ光）の強度とはかなり異なったものとなる。
【００９９】
例えば、モリブデン（Ｍｏ）で構成され、視斜角２０度で光が入射する場合の集光ミラー１２ｂの反射率を図４に示す。図４は、集光ミラー１２ｂの反射率を実線で示し、後述するバンドパスフィルター７２の透過率を破線で示すグラフであって、左縦軸に反射率を、右縦軸に透過率を、横軸に波長を採用する。図４を参照するに、集光ミラー１２ｂは、１３．５ｎｍ以上の波長の光に対して比較的平坦な分光反射率を有する光学系である。従って、カロリーメータ７４の前段にバンドパスフィルター７２を配置し、必要な露光光のみを透過させることが好ましい。換言すれば、露光光であるＥＵＶ光の露光強度をカロリーメータ７４で測定するためには、ＥＵＶ光のみを透過するバンドパスフィルター７２が必要となる。
【０１００】
例えば、厚さ０．１μｍのモリブデン（Ｍｏ）及び厚さ０．２μｍのシリコン（Ｓｉ）の薄膜フィルターから構成されるバンドパスフィルター７２の透過率を図４に破線で示す。図４を参照するに、シリコンの吸収端である１２．５ｎｍよりも短い波長の光が遮られている。但し、バンドパスフィルター７２は、２ｎｍ以下の波長の光は透過していることがわかる。かかる波長領域の光は、集光ミラー１２ｂでカットされる。なお、バンドパスフィルター７２を構成する材料は、本実施形態に限定されず、例えば、シリコンとニオブ（Ｎｂ）又はジルコニウム（Ｚｒ）等で構成しても同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
モリブデンで構成された集光ミラー１２ｂで反射され、モリブデン及びシリコンで構成されたバンドパスフィルター７２を透過した光の効率を図５に示す。図５は、縦軸に光の効率を、横軸に波長を採用する。図５を参照するに、２ｎｍ以下の波長領域の光は、集光ミラー１２ｂでの反射率が低いため、カロリーメータ７４に入射することがない。
【０１０２】
このように、集光ミラー１２ｂ及びバンドパスフィルター７２を適当に選択することで、露光波長近傍の光のみを通過する構成にすることができる。しかし、バンドパスフィルター７２の厚さは、０．３μｍ程度と非常に薄いために、バンドパスフィルター７２の温度が上昇することは避けられず、高温になったバンドパスフィルター７２から放射される赤外線光がカロリーメータ７４に入射し、その分だけカロリーメータ７４の出力が増加する。更に、周囲の部材の温度も上昇し、かかる部材からの輻射もオフセットを変化させることになり、測定誤差となる。即ち、ＥＵＶ光源１２を発光させ、暫くしてからＥＵＶ光源１２の発光を停止すると、時間が十分に経てばカロリーメータ７４の出力は０となるはずだが、実際には、オフセット量が変化するために０とはならない。
【０１０３】
ＥＵＶ光源１２を発光させ、暫くしてからＥＵＶ光源１２の発光を停止した場合において、カロリーメータ７４の出力のシミュレーション結果を図６に示す。図６は、縦軸にカロリーメータ７４の出力を、横軸に時間を採用する。図６に示すように、時間ｔ＝０でＥＵＶ光源１２の発光が開始され、時間ｔ＝ｔ０でＥＵＶ光源１２の発光が停止されたとする。ＥＵＶ光のみがカロリーメータ７４に入射する場合、カロリーメータ７４の出力は、図６の破線で示されるグラフとなるはずである。しかし、実際には、赤外線光もカロリーメータ７４に入射するために、カロリーメータ７４の出力は、図６の実線で示されるグラフとなる。
【０１０４】
演算部７８は、図６の実線で示されるグラフから、上述した本発明の測定方法を用いて、ＥＵＶ光の強度を算出する。演算部７８は、本実施形態では、数式１９からＥＵＶ光の強度を算出し、更に、係数を決めるために数式１６を利用して緩和時間を算出する。
【０１０５】
まず、カロリーメータ７４の図示しない校正用のヒータに電力を供給し、得られたカロリーメータ７４の出力を図７に示す。図７は、縦軸にカロリーメータ７４の出力を、横軸に時間を採用する。カロリーメータ７４は、校正用のヒータで入力が与えられているため、出力には赤外線光の影響が入っていないが、１％（σ）の測定誤差が含まれている。
【０１０６】
数式１６からｄＶ（ｔ）／ｄｔをカロリーメータ７４の出力Ｖ（ｔ）の１次関数とした場合、カロリーメータ７４の出力Ｖ（ｔ）の係数は、緩和時間τの逆数となる。そこで、縦軸に時間微分ｄＶ（ｔ）／ｄｔを、横軸に出力を採用したグラフを破線として図８に示す。更に、ｄＶ（ｔ）／ｄｔをカロリーメータ７４の出力Ｖ（ｔ）の１次関数として、１次線形最小自乗法で近似した近似曲線を実線として図８に示す。かかる近似曲線の１次係数から、緩和時間τ＝５．０６［秒］を得ることができる。このとき供給した電力Ｐｏを３．０［Ｗ］とすると、飽和出力Ｖｏは３．０Ｖであり、Ｃ２＝Ｐｏ／Ｖｏ×τ＝５．０６［Ｗ秒／Ｖ］を求めることができる。なお、飽和出力Ｖｏから供給した電力Ｐｏの変換係数Ａ（Ｐｏ／Ｖｏ）は、１［Ｗ／Ｖ］である。
【０１０７】
図６に実線で示すグラフを参照するに、ＥＵＶ光源１２の発光を停止した時間において、カロリーメータ７４の出力は時間微分が不可能であるため、図６に示す実線のグラフをＥＵＶ光源１２の発光を停止した時間の前後で分割し、それぞれの出力Ｖの時間微分をＥＵＶ光源１２の発光を停止した時間に対する極限値として求める。これには、ＥＵＶ光源１２の発光を停止した時間の前後のカロリーメータ７４の出力を適当な関数で近似して、時間ｔ＝ｔ０の微分値を求めればよい。例えば、ＥＵＶ光源１２の発光を停止した時間の前後の出力を２次曲線で近似して、ＥＵＶ光の強度を求める。まず、ＥＵＶ光源１２の発光を停止した時間の前後の関数から求めた出力の時間微分は、それぞれ０．０１６６、−０．９７６２となる。更に、Ｃ２＝５．０６［Ｗ秒／Ｖ］から、ＥＵＶ光の強度は５．０２［Ｗ］となる。実際のＥＵＶ光の強度は、５［Ｗ］であるので、０．４％の誤差となる。
【０１０８】
一方、従来技術では、カロリーメータ７４の出力Ｖに変換係数Ａを掛けた値をＥＵＶ光の強度とするため、ＥＵＶ光源１２の発光を停止したときの出力Ｖ＝５．７８［Ｖ］に変換係数１［Ｗ／Ｖ］を掛けた５．７８［Ｗ］がＥＵＶ光の強度となる。従って、従来技術の測定誤差は１６％となる。
【０１０９】
このように、本発明の測定方法を用いることで、測定誤差を従来から大幅に低減し、測定精度の向上をすることができる。カロリーメータ７４は、構造的に劣化しにくい構成であり、また、適宜ヒータに電力を供給して校正することができるため、フォトダイオード５０の校正を正確に行うことができ、結果として、被処理体４０上の露光強度を高精度に測定することができる。また、ＥＵＶ光源１２の長期使用による劣化を測定することも可能であり、ＥＵＶ光源１２の劣化の度合いから、プラズマＰＬを発生させる電極１２ａの交換時期やＥＵＶ光源１２の保守のタイミングを決定することができる。
【０１１０】
本実施形態では、露光光（ＥＵＶ光）を透過させるバンドパスフィルター７２として薄膜を想定しているが、バンドパスフィルター７２は薄膜に限定されるものではない。例えば、プラズマＰＬを発生させる電極１２ａが劣化すると、プラズマＰＬの温度が低くなり、放射されるＥＵＶ光が減少し、可視光から赤外線光の長波長の光の光量（強度）とＥＵＶ光の光量（強度）との比率が変わることがある。このような場合には、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）のような可視光から赤外線光を透過する材料でバンドパスフィルター７２を構成し、両者の比率を求めてもよい。換言すれば、バンドパスフィルター７２の材料を変更することで、任意波長の光の光量（強度）を測定することができる。
【０１１１】
なお、校正装置７０は、図９に示すように、照明光学系１４に導光されるＥＵＶ光を遮蔽することなく、常時、ＥＵＶ光の強度を監視できるように構成することも可能である。ここで、図９は、校正装置７０の構成の一例を示す概略断面図である。なお、図９では、校正装置７０を構成する電圧計７６や演算部７８は省略されている。
【０１１２】
図９を参照するに、デブリストッパー１２ｃは、デブリストッパー１２ｃを構成する薄板を支持する支持部材１２ｄに支持されている。なお、一般に、支持部材１２ｄ（の位置）を通過する光ＥＬは、露光で使用しないため、支持部材１２ｄは、光ＥＬを遮光する機能も有している。本実施形態では、支持部材１２ｄの中心に開口１２ｅを設けて光ＥＬを通過させ、かかる開口１２ｅを通過した光ＥＬをカロリーメータ７４で検出し、ＥＵＶ光の強度を測定する。カロリーメータ７４の前段には、バンドパスフィルター７２が配置され、１３．５ｎｍの波長の光（ＥＵＶ光）のみがカロリーメータ７４に入射する。
【０１１３】
支持部材１２ｄ（の位置）は、デブリを遮蔽する効果が小さく、高いエネルギーを有するデブリを透過してしまう。かかるデブリがカロリーメータ７４に入射すると、カロリーメータ７４の出力が増加して測定誤差となるが、これらのデブリもバンドパスフィルター７２によって遮蔽される。但し、バンドパスフィルター７２の温度が上昇することになる。
【０１１４】
このように、デブリや特定の波長以外の光をバンドパスフィルター７２によって遮蔽するため、バンドパスフィルター７２の温度が上昇し、カロリーメータ７４に赤外線光となって入射する。しかし、上述したように、本発明の測定方法を用いることで、バンドパスフィルター７２を透過したＥＵＶ光のみの強度を測定することができる。
【０１１５】
また、多層膜を用いてバンドパス機能を構成することも可能である。露光に使用される波長は、中心波長の±１％程度の範囲しか利用することができない。そのため、薄膜フィルターによるバンドパスフィルター７２よりも狭い波長範囲の光の強度を測定したい場合がある。
【０１１６】
そこで、図１０に示すように、中間集光点ＭＰより後段、且つ、後述する球面ミラー７９の中心軸上にカロリーメータ７４を配置し、カロリーメータ７４の前段にジルコニウム（Ｚｒ）フィルターで構成されるバンドパスフィルター７２Ａを配置する。光軸と一致する球面ミラー７９の中心軸は、ＥＵＶ光が入射しないため、露光光を遮ることがない。図１０は、校正装置７０の構成の一例を示す概略断面図である。なお、図１０では、校正装置７０を構成する電圧計７６や演算部７８は省略されている。
【０１１７】
球面ミラー７９の反射面は、モリブデン（Ｍｏ）層とシリコン（Ｓｉ）層が交互に積層された多層膜となっており、球面ミラー７９で反射される光の波長は極めて狭い範囲となる。換言すれば、球面ミラー７９（の多層膜）がバンドパス機能を有する。従って、カロリーメータ７４の前段に配置するバンドパスフィルター７２Ａは、可視光を遮光する機能を有すれば十分であり、モリブデンとシリコンとの組み合わせのようなバンドパス機能は不要となる。
【０１１８】
更に、球面ミラー７９の中心軸上にカロリーメータ７４を配置することで、球面ミラー７９のどの位置に入射した光であっても球面ミラー７９への入射角をほぼ等しくすることができる。従って、球面ミラー７９に蒸着する多層膜の膜周期を位置によって変える必要がなく、均一の膜周期及び膜構造にすることができる。これにより、球面ミラー７９のどの位置で反射されたＥＵＶ光も同一の中心波長を有するスペクトルとすることができる。
【０１１９】
ジルコニウムフィルター（即ち、バンドパスフィルター７２Ａ）は、０．１５μｍの厚さを有する場合、１３．５ｎｍ近傍の波長の光を６０％以上透過するが、２０ｎｍ以上の波長の光は１％以下しか透過しない。更に、ジルコニウムフィルターは、可視光を０．００１％以下しか透過しないという極めて高い遮光性を有している。また、球面ミラー７９の表面は、シリコンであるため可視光から赤外線光を反射するが、これらの波長の光は、バンドパスフィルター７２Ａが吸収する。バンドパスフィルター７２Ａは、温度が上昇し、赤外線光を放射するが、上述したように、本発明の測定方法を用いることで、十分な測定精度を得ることができる。
【０１２０】
また、図１１に示すように、ＥＵＶ光源１２としてレーザープラズマ光源を用いる場合にも校正装置７０を適用することができる。図１１を参照するに、ノズル１２Ａから供給されたキセノン（Ｘｅ）の液滴に、レーザーＬＬが照射され、プラズマＰＬが生成される。プラズマＰＬから光ＥＬが４π方向に放射され、多層膜ミラー１２Ｂによって、中間集光点ＭＰに集光される。ここで、図１１は、校正装置７０の構成の一例を示す概略断面図である。なお、図１１では、校正装置７０を構成する電圧計７６や演算部７８は省略されている。
【０１２１】
デブリストッパー１２Ｃは、プラズマＰＬから発生するデブリが多層膜ミラー１２Ｂに入射しないようにデブリを除去する機能を有し、プラズマＰＬの周囲に設けられる。デブリストッパー１２Ｃは、上述のデブリストッパー１２ｃと同様に、平行な薄板で形成される空間にガスが充填されており、デブリを遮蔽すると共に、光ＥＬを透過させる。
【０１２２】
多層膜ミラー１２Ｂは、光ＥＬを通過させる開口部１２Ｄを有し、かかる開口部１２Ｄの後段に、バンドパスフィルター７２及びカロリーメータ７４（即ち、校正装置７０）が挿脱可能に配置されている。従って、カロリーメータ７４は、開口部１２Ｄ及びバンドパスフィルター７２を通過したＥＵＶ光の強度を測定する。
【０１２３】
フォトダイオード５０は、上述したように、ＥＵＶ光によって劣化し、感度が変化してしまう。そこで、フォトダイオード５０を開口部１２Ｄの後段から移動し、バンドパスフィルター７２及びカロリーメータ７４を開口部１２Ｄの後段に配置する。そして、カロリーメータ７４によって、開口部１２Ｄを通過したＥＵＶ光の強度を測定する。このとき、バンドパスフィルター７２からの赤外線光も入射するが、本発明の測定方法を用いることで、十分な測定精度を得ることができる。これにより、フォトダイオード５０とカロリーメータ７４の出力を比較することで、フォトダイオード５０の感度の校正を行うことができる。
【０１２４】
さらに、別の実施例として、本発明を光源の評価に使用することも可能である。特に、光源の評価のうち光源から放射される光のうち、紫外線より長波長の特定のバンド領域の含まれる割合を測定する評価に有効である。この評価は、カロリーメータの分光感度が広い波長領域に対してフラットであることを利用して、カロリーメータの前面に設置されたバンドパスフィルターを透過してくる光線の強度を測定するものである。使用されるバンドパスフィルターは、バンドによって異なるが、赤外領域の測定には、Ｓｉ等が使用可能である。実際に許容される赤外線の強度は、露光に使用されるＥＵＶの１％以下である。露光に使用されるＥＵＶが全波長領域の強度の１０％とすると、この赤外領域は全波長領域の強度の０．１％以下しか許容されないことになる。従って、赤外領域の強度をバンドパスフィルターを透して測定すると、バンドパスフィルターが全波長領域の９９．９％の強度を吸収されることになる。そのため、測定対象である光源からの赤外線の強度の１０００倍の赤外線がバンドパスフィルターから放射される。このような系では、従来の方法では、測定対象である光源からの赤外線を測定できない。しかし、本発明の測定方法を用いれば、ＥＵＶ光の赤外線とバンドパスフィルターからの赤外線がカロリーメータに入射してくるような評価においても、ＥＵＶの赤外線の強度を測定できる。
【０１２５】
露光において、ＥＵＶ光源１２から射出されたＥＵＶ光はレチクル２０を照明し、投影光学系３０によりレチクル２０面上のパターンを被処理体４０面上に結像する。本実施形態において、像面は円弧状（リング状）の像面となり、レチクル２０と被処理体４０を縮小倍率比の速度比で走査することにより、レチクル２０の全面を露光する。露光装置１は、校正装置７０（即ち、本発明の測定方法）によって感度が校正されたダイオード５０によって、ＥＵＶ光源１２からのＥＵＶ光の強度（被処理体４０上の露光強度）を高精度に測定することが可能であり、露光量の管理に優れ、線幅の制御を高精度に行うことができる。これにより、露光装置１は、優れた露光性能を達成し、高いスループットで経済性よくデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。また、校正装置７０は、プラズマ光源１２の劣化や強度変動の検出にも用いることが可能であり、ＥＵＶ光源１２の保守期間（即ち、交換しなければならないＥＵＶ光源１２で露光を続けたり、交換しなくてもよいＥＵＶ光源１２を交換してしまったりすることを防止する）を知ることができる。
【０１２６】
次に、図１３及び図１４を参照して、上述の露光装置１を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１３は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する行程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【０１２７】
図１４は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【０１２８】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例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及び変更が可能である。例えば、本発明の測定方法は、ＥＵＶ光の強度の測定だけではなく、ＥＵＶ光以外の光の強度の測定にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】ＥＵＶ光とＥＵＶ光以外の光がカロリーメータに入射した場合のカロリーメータの出力を示すグラフである。
【図２】本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略断面図である。
【図３】図２に示す校正装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【図４】図３に示す集光ミラーの反射率及びバンドパスフィルターの透過率を示すグラフである。
【図５】図３に示す集光ミラーで反射され、バンドパスフィルターを透過した光の効率を示すグラフである。
【図６】図３に示すカロリーメータの出力の一例を示すグラフである。
【図７】図示しない校正用のヒータに電力を供給して得られたカロリーメータの出力を示すグラフである。
【図８】図２に示す校正装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【図９】図２に示す校正装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【図１０】図２に示す校正装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【図１１】図２に示す校正装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【図１２】カロリーメータの構成を示す概略ブロック図である。
【図１３】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１３に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【図１５】時刻０で光源が発光を開始し、時刻ｔ０で停止した場合のカロリーメータに入力する光強度を示すグラフである。
【図１６】時間変化をもつ２つの光線が入射する場合のカロリーメータの出力を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１３０】
１                      露光装置
１０                    照明装置
１２                    ＥＵＶ光源
１２ａ                  電極
１２ｂ                  集光ミラー
１２ｃ                  デブリストッパー
１２ｄ                  支持部材
１２ｅ                  開口部
１２Ａ                  ノズル
１２Ｂ                  多層膜ミラー
１２Ｃ                  デブリストッパー
１２Ｄ                  開口部
１４                    照明光学系
２０                    レチクル
３０                    投影光学系
４０                    被処理体
５０                    フォトダイオード
６０                    制御部
７０                    校正装置
７２及び７２Ａ          バンドパスフィルター
７４                    カロリーメータ
７６                    電圧計
７８                    演算部
７９                    球面ミラー
ＰＬ                    プラズマ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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