(57)【要約】【課題】投影露光装置における高ＮＡ光を高精度に計測できる技術を、封止液体を使用することなく実現する。【解決手段】原版パターンを基板に露光する露光装置は、前記原版パターンを照明して基板に投影する投影光学系と、前記投影光学系を通過した投影光を受光してその光量を計測する計測手段とを備え、前記計測手段は、入射面で受光した像と出射面で出射する像が実質的に同一又は相似するように導光する導光部材を介して前記投影光を受光する。【選択図】      図２
2006261334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原版パターンを基板に露光する露光装置であって、
前記原版パターンを照明して基板に投影する投影光学系と、
前記投影光学系を通過した投影光を受光してその光量を計測する計測手段とを備え、
前記計測手段は、入射面で受光した像と出射面で出射する像が実質的に同一又は相似するように導光する導光部材を介して前記投影光を受光することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記基板の露光面と当該露光面に対向する前記投影光学系の終端面との間の間隙のうちの少なくとも一部若しくは前記計測手段の表面と前記投影光学系の終端面との間の間隙のうちの少なくとも一部を液体で満たした状態にする液体供給手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記計測手段は、前記投影光を受光する受光素子と、当該受光素子の前段に配置され、当該受光素子を収容する容器を密封する光透過部材とを備え、
前記導光部材は、前記受光素子と前記光透過部材との間に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記容器内には、更に前記液体供給手段から供給される液体と略同じ屈折率を持つ不活性な液体が封入されていることを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記光透過部材における前記投影光の入光面には、前記投影光を通過させるための所定形状のパターンが形成された遮光部材が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項６】
前記計測手段は前記投影光を受光する受光素子を備え、前記導光部材は前記受光素子の前段に配置され、前記受光素子を収容する容器を密封することを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項７】
前記光学素子における前記投影光の入光面には、前記投影光を通過させるための所定形状のパターンが形成された遮光部材が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記導光部材は、前記投影光のパターン像を拡大若しくは縮小するレンズ機能を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記導光部材における前記投影光の入光面には、蛍光面が形成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記導光部材は、ファイバオプティックプレートからなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の露光装置を用いて半導体デバイスを製造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、原版パターンを投影光学系を介して基板に露光する露光技術、特に、投影光学系と基板との間隙を液体で満たした状態で原版パターンを基板に露光する液浸露光技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の微細化が進み、従来、露光光源としては、高圧水銀灯のｇ線からより波長の短いｉ線へ、さらにより波長の短いＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザへと移行してきた。そしてより高解像力を必要とするため、投影レンズのＮＡ（開口数）を大きくしなければならず、そのため、焦点深度はますます浅くなる傾向にある。これらの関係は一般に良く知られているように、次式で表すことができる。
（解像力）＝ｋ1 （λ／ＮＡ）
（焦点深度）＝±ｋ2 λ／ＮＡ2
ここに、λは露光に使用する光源の波長、ＮＡは投影レンズのＮＡ（開口数）、ｋ1，ｋ2はプロセスに関係する係数である。
【０００３】
近年では、従来の高圧水銀灯のｇ線、ｉ線から、より波長の短いＫｒＦ、ＡｒＦエキシマレーザが使われるようになり、更には、Ｆ2エキシマレーザやＥＵＶ光源、Ｘ線の使用も検討されている。また一方では、位相シフトマスク、或は変形照明等による高解像力、高深度化技術が実用化されている。しかし、Ｆ2エキシマレーザやＥＵＶ光源、Ｘ線を利用する方法は、装置コストが高くなる等の問題を抱えている。
【０００４】
そこで、既存のＡｒＦエキシマレーザを用いた投影露光装置に対して液浸方式を適用しようとする試みがなされている。
【０００５】
ここで、液浸式投影露光装置について説明すると、図１２に示すように、ウエハ２とそれに対向する投影レンズ７の間を高屈折率の液体（液浸液）２５で満たした状態でウエハを露光する投影露光装置であり、液浸の効果を利用した投影露光装置である。
【０００６】
この「液浸の効果」とはλ0を露光光の空気中での波長とし、また、図１２に示すように、ｎを液浸液２５の空気に対する屈折率、αを光線の収束半角とし、ＮＡ0＝ｓｉｎαとすると、液浸した場合、前述の解像力および焦点深度は、次式のようになる。
（解像力）＝ｋ1（λ0／ｎ）／ＮＡ0
（焦点深度）＝±ｋ2（λ0／ｎ）／（ＮＡ0）2
すなわち、液浸の効果は波長が１／ｎの露光波長を使用する場合と等価である。言い換えれば、同じＮＡの投影光学系を設計した場合、液浸により焦点深度をｎ倍にすることができる。これは、あらゆるパタ−ンの形状に対しても有効であり、更に位相シフト法や変形照明法等と組み合わせることも可能である。この液浸の効果を生かすためには、液体の純度、均一性、温度等の精密な管理が必要であり、ステップ・アンド・リピ−ト動作でウエハ上に逐次露光して行く露光装置では、動作中に発生する液体の流動や振動を極力少なくすること、ウエハを液体内に搬入する際のウエハ表面に残留する気泡をいかにして除去するか等が重要である。
【０００７】
また、従来の液浸式ではない投影露光装置では、ウエハの近傍にウエハ上に照射される露光光の照度や露光光の照度むらを計測する照度むらセンサが搭載されているのが一般的である。また、ウエハの近傍には定期的に投影レンズの倍率や焦点位置変動を計測して、露光時に補正するキャリブレーション機構が設けられるのが一般的である。
【０００８】
上記キャリブレーション機構は、クロム等によって図４に示すようなバー状のパターン２８ｂを形成した石英ガラスの下にセンサを設置した、所謂基準マークを構成する。この使用法としては、レチクルにも図４と同様なパターンを形成しておき、このパターン像を基準マーク上のパターンに投影する。このときに、基準マーク上のパターンを通過した光量をマークパターン下のセンサにより計測する。フォーカスが合っているときには、レチクルパターン像と基準マークパターンが一致するためにセンサの受光量は最大となる。フォーカスがずれているときには、レチクルパターン像がボケて基準マークパターン上に投影されるためセンサ光量も低下する。
【０００９】
従って、センサ光量を計測しながらフォーカスを変動させ、センサ光量が最大となるフォーカス位置を見つけることによりフォーカスのキャリブレーションを実行することが可能となる。また、基準マークがレチクルパターン像に対して、フォーカス方向ではなく、ウエハの移動方向（ＸＹ方向）に変位したときにも同様にセンサ光量が変化する。従って、ＸＹ方向のズレを検知することも可能である。即ち、ウエハのアライメント用センサとしても使用可能である。この他にもショット内露光むら計測や有効光源計測に用いられる多数の画素からなるラインセンサ、投影レンズの収差計測に用いられる２次元ＣＣＤなどが搭載される場合もある。
【００１０】
このようなセンサ類は液浸式投影露光装置では、ウエハ同様液浸状態で計測に使われることが計測精度等を考慮する上で望ましい。
【特許文献１】特開平６−１２４８７３号公報
【特許文献２】国際公開第９９／０４９５０４号パンフレット
【特許文献３】特開平１０−３０３１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図１１は従来の照度むらセンサの構成を示し、センサ容器２２の開口部に図３に示すようなピンホール状のパターン２８ａを備えた遮光部材２８を設け、センサ容器２２内の底面部に受光素子２３を配置し、容器２２を石英ガラス等からなる封止窓２１で密閉して構成される。受光素子２３は湿度等の影響を受けて特性劣化が発生する恐れがあるため封止窓２１で密閉している。このような構造のセンサに光が入射すると、スネルの法則として知られているように外気と封止窓２１の境界面、封止窓２１とセンサ容器２２の内部空間の境界面で屈折が起こる。
【００１２】
ここで、センサ外部空間の屈折率ｎ１、封止窓の屈折率ｎ２、センサ内部空間の屈折率ｎ３、センサ外部空間と封止窓の境界面に対する光の入射角θｉ１、屈折角θｒ１、封止窓２２とセンサ内部空間の境界面に対する光の入射角θｉ２、屈折角θｒ２とすると、スネルの法則より、
ｎ２・ｓｉｎθｉ２＝ｎ３・ｓｉｎθｒ２・・・（１）
従って、
ｓｉｎθｒ２＝（ｎ２／ｎ３）・ｓｉｎθｉ２
ｎ２＞ｎ３の場合、ｓｉｎθｉ２’＝ｎ３／ｎ２以上のθｉ２’（臨界角）に対しては、光は屈折せずに全反射を起こす。
【００１３】
投影レンズのＮＡは、
ＮＡ＝ｎ１・ｓｉｎθｉ１・・・（２）
で求められる。
【００１４】
液浸式ではない従来の投影露光装置では、センサ外部空間は空気なので屈折率ｎ１＝１である。屈折率が１の場合、ＮＡは１．０未満であり、実際は大きくても０．９程度である。ＮＡ＝０．８３とした場合、入射角θｉ１＝５６．４４°となる。封止窓の材質を石英ガラスとすると、屈折率ｎ２＝１．５６である。よって、スネルの法則からセンサ外部空間と封止窓の境界面での屈折角θｒ１＝３２．２９°となる。また、θｒ１＝θｉ２の関係から封止窓とセンサ内部空間の境界面に対する光の入射角θｉ２もθｉ２＝３２．２９°となる。封止窓とセンサ内部空間の境界面での臨界角θｉ２’は、
ｓｉｎθｉ２’＝ｎ３／ｎ２＝１／１．５６＝０．６４
従って、θｉ２’＝３９．９°となり、θｉ２’＞θｉ２となるので全反射にはならず、光は受光素子表面まで到達することができる。
【００１５】
一方、液浸式投影露光装置では、センサ外部空間は液体で満たされる。液体を純水と想定すると、純水の屈折率は１．４４である。上記の例で屈折率ｎ１＝１．４４とすると、入射角θｉ１＝５６．４４°であり、屈折率ｎ２＝１．５６であるので、スネルの法則からセンサ外部空間と封止窓の境界面での屈折角θｒ１＝５０．２８°となる。また、θｒ１＝θｉ２の関係から封止窓とセンサ内部空間の境界面に対する光の入射角θｉ２もθｉ２＝５０．２８°となる。封止窓とセンサ内部空間の境界面での臨界角θｉ２’は、上記と同様に、
ｓｉｎθｉ２’＝ｎ３／ｎ２＝１／１．５６＝０．６４
従って、θｉ２’＝３９．９°となり、θｉ２’＜θｉ２となるので全反射となってしまう。従って、光は封止窓との境界面で全反射して受光素子表面まで到達せず、全ＮＡの光を正確に計測できない。これは照度むらセンサに留まらず、前述したキャリブレーション用センサその他に対しても同様な悪影響を及ぼす。
【００１６】
上記は液浸式投影露光装置での問題であるが、高ＮＡの投影露光装置では、液浸式ではない従来方式でもセンサの計測精度を低下させる要因があった。一般的に光量センサは受光面に対する光の入射角度により感度が変化するという特性を持っている。従って、従来方式の投影露光装置では、光は全反射せずに受光素子まで到達することができるが、センサの受光面に対する入射角度が大きいため、感度の角度特性の影響を受けて正確な光量計測が行えないという問題があった。
【００１７】
これらの問題を解決する手段として、図８に示すように、封止窓２１と受光素子２３の間を液浸液とほぼ同等な屈折率を有する液体３１で満たす方法が提案されている。しかし、この方法では、（ａ）封止液体３１の精密な管理が必要になる、（ｂ）封止液体３１の特性に対する要求条件が厳しい、（ｃ）コーティング部材２９の特性に対する要求条件が厳しい、といった点が問題となる。例えば、封止液体３１には、（１）液浸液とほぼ同等な屈折率を持ち、（２）露光光に対して良好な透過率を持ち、（３）露光光に対する劣化が小さく、（４）受光素子２３に対して特性劣化を引き起こさず、（５）透過率変動を起こさない、といった特性が求められる。
【００１８】
また、コーティング部材２９は、（１）封止液体３１とほぼ同等かより大きな屈折率を持ち、（２）露光光に対して良好な透過率を持ち、（３）露光光による劣化が少なく、（４）受光素子２３に対して特性劣化を引き起こさず、（５）封止液体３１に対して耐性がある、といった特性が必要になる。こうした制約から、封止液体３１を使った高ＮＡ光の計測手段は実現が非常に困難であり、封止液体を使用することなく実現可能な代替手段が必要となっている。
【００１９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされ、投影露光装置における高ＮＡ光を高精度に計測できる技術を、封止液体を使用することなく実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明は、原版パターンを基板に露光する露光装置であって、前記原版パターンを照明して基板に投影する投影光学系と、前記投影光学系を通過した投影光を受光してその光量を計測する計測手段とを備え、前記計測手段は、入射面で受光した像と出射面で出射する像が実質的に同一又は相似するように導光する導光部材を介して前記投影光を受光する。
【００２１】
また、本発明は、上記露光装置を用いて半導体デバイスを製造するデバイス製造方法に適用しても同様の効果が得られる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、投影露光装置、特に液浸式投影露光装置での高ＮＡ光の照度むら計測やキャリブレーション計測を、封止液体を使用することなく高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２４】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものである。また、以下の説明において、上述した従来例と同一の要素には同一の符号を付して示している。
［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る第１の実施形態の液浸式投影露光装置の概略構成図である。
【００２５】
図１において、１はレチクル、２は感光剤が塗布され、レチクル１上の回路パターンが露光・転写されるウエハ、３はウエハ２上にレチクル１上の回路パターンを投影するための変形照明形成装置及び調光装置等を備えた照明光学系、４はウエハ２上にレチクル１上の回路パターンを投影する投影光学系、５はレチクル１を保持し、所定の位置に位置決めするためのレチクルステージ、１６はレチクルステージ用レーザ干渉計、１４はレチクルステージ５上に取り付けられ、レチクルステージ位置を計測するためにレチクルステージ用レーザ干渉計１６から照射されるレーザ光を反射する参照ミラー、１８はレチクルステージ５を駆動するための駆動用モータ、６はレチクル１を位置決めし、レチクルパターン像をウエハ２上に既に転写されている回路パターンに合致させるためのアライメント光学系である。
【００２６】
ウエハ２の露光面に対向する投影光学系４の終端面の光学素子（投影レンズ）７における、ウエハ２表面に対向するレンズ面は、平面あるいはウエハ２表面に向けて凸状に構成されている。これは、液浸時に、光学素子７の表面に空気層や気泡が残らないようにするためである。また、液浸状態とされる光学素子７の表面およびウエハ２上の感光剤表面は、液浸液２５と浸和性のあるコーティングを施すことが望ましい。１２は光学素子７とウエハ２表面との間に液浸液２５を供給するための液体供給装置、１１は液浸液２５を回収するための液体回収装置である。液体供給装置１２および液体回収装置１１は、ウエハ２の露光面と当該露光面に対向する投影レンズ７との間のワーキングディスタンスのうちの少なくとも一部若しくは後述する光量センサ２７の入光面と投影レンズ７との間のワーキングディスタンスのうちの少なくとも一部を液体で満たした状態にする。
【００２７】
８はウエハ２を保持するためのウエハチャック、１０はウエハ２をＸＹ方向に移動して所定の位置に位置決めするためのウエハステージ、１７はウエハステージ１０を駆動するための駆動用モータ、９はウエハステージ１０上に配置され、ウエハ２のθ方向位置の補正機能、ウエハ２のＺ方向位置の調整機能、およびウエハ２の傾きを補正するためのチルト機能を有する微動ステージである。１５はウエハステージ用レーザ干渉計、１３は微動ステージ９上のＸ方向およびＹ方向（Ｙ方向は不図示）にそれぞれ取り付けられ、微動ステージ９のＸＹ位置を計測するためにウエハステージ用レーザ干渉計１５から照射されるれーざ光を反射する参照ミラー、１９，２０はウエハ２のＺ方向位置およびウエハ２の傾きを計測するフォーカス計測装置である。２６はウエハステージ、レチクルステージ、フォーカス計測装置等を制御するコントローラである。
【００２８】
光量センサ２７は露光光の光量を計測するために用いられ、封止窓２１、センサ容器２２、受光素子２３、光伝達部材２４、遮光部材２８を備える。光量センサ２７はウエハチャック８上に配置しても良いし、微動ステージ９上に配置しても良い。遮光部材２８には、図３に示すピンホール状のパターン２８ａが形成されており、露光光の絶対照度や照度むらの計測に用いられる。また、光量センサ表面の光が通過するパターン形状を変更することにより、アライメントやキャリブレーションの用途にも使用することができる。
＜露光装置の動作等＞
次に、上記露光装置の動作、作用、および効果等について説明する。
【００２９】
露光光の照度計測時には、ウエハステージ１０を駆動することにより投影光学系４の中心に光量センサ２７を移動させる。次に、光学素子７と光量センサ２７の間のワーキングディスタンス（液浸領域）に液体供給装置１２によって液浸液２５を供給しつつ露光を行い、そのときの露光光の照度を計測する。液体供給装置１２から供給された液浸液２５は液体回収装置２０により回収される。上記のように、光量センサ２７に封止窓２１と光伝達部材２４とを設けたため、高ＮＡの露光光であっても全ての光を受光素子２３まで到達させることができ、高精度な計測が可能となる。
【００３０】
次に、通常時の露光動作について図１０を用いて説明する。
【００３１】
露光の際には、まず、予め感光剤を塗布したウエハ２を図示しないウエハ搬送装置によってウエハチャック８上にセットする。ウエハチャック８上に載せられたウエハ２は、バキューム吸着によって固定され平面度が矯正される。次に、フォーカス計測装置１９，２０によりウエハ２全面に対するフォーカス及びチルト計測を行う。次に、フォーカス及びチルト計測情報に従って、微動ステージ９の位置を制御しながら、光学素子７とウエハ２の間に液体供給装置１２により液浸液２５を供給しつつ露光を行い、液浸液２５は液体回収装置２０により回収される。ウエハ２の露光が終了すると、図示しないウエハ搬送装置によりウエハチャック８上からウエハ２を回収し、一連の露光動作が終了する。
＜光量センサの構成＞
次に、図２を用いて光量センサ２７の詳細について説明する。
【００３２】
光量センサ２７は、図３に示すようなピンホール状のパターン２８ａを有する遮光部材２８がクロム等により表面に形成された封止窓２１、センサ容器２２、受光素子２３、光伝達部材２４を備える。封止窓２１は投影光を受光する受光素子２３の前段に配置され、光伝達部材２４は封止窓２１と受光素子２３との間に配置されている。また、遮光部材２８は封止窓２１の入光面側に設けられている。
【００３３】
封止窓２１の材質としては、石英等の露光光を効率よく透過する材質が選択される。光伝達部材２４としては、全角若しくは所定以上（投影レンズのＮＡ以上）の広角受光が可能で、入射面で受光した像と出射面で出射する像が実質的に同一又は相似するように導光する、光や像の歪みが小さく、高伝達効率なファイバオプティックプレート（ＦＯＰ；登録商標）が使用できる。ＦＯＰ（ファイバオプティクプレート）は、数ミクロンの光ファイバを束にした光学デバイスであり、レンズに代わる光学素子として、光や像（イメージ）を高効率、低歪みで伝達し、さらにレンズのように焦点距離を設ける必要がないためコンパクトな光学設計を可能にする。露光光に対してファイバオプティクプレートの透過率が小さい場合は、ファイバオプティクプレート表面に蛍光面を形成して構成してもよい。ピンホール状のパターン２８ａを持つ遮光部材２８は薄板に穴をあけたもので製作し、封止窓２１の表面近傍に取り付けられる。
【００３４】
また、アライメント計測やキャリブレーション計測に用いるセンサ、所謂基準マークでは、図３に示すピンホール状のパターン２８ａに替えて図４に示すような複数のバーを並べた形状のパターン２８ｂにすることで対応可能である。もちろん他の用途に使用する場合は、その用途に適したパターン形状に変更すれば対応可能である。
【００３５】
上記構成によれば、封止窓から入射した光を、片面の光や像を反対側の面に伝達し、広角受光・低歪みで高効率な光伝達が可能な光学素子からなる光伝達部材を介して受光素子に導光することができる。特に、光伝達部材の材質が石英等からなるので、封止窓と光伝達部材の境界面で全反射にはならず、入射光は受光素子表面まで到達することができる。また、封止液体やコーティング部材のように特性に対する厳しい制約も少ないという利点がある。
［第２の実施形態］
図５は、本発明に係る第２の実施形態の光量センサの構成図である。なお、光量センサ以外の露光装置全体の構成および動作は第１の実施形態と同様である。
【００３６】
図５に示す光量センサは、ピンホール状のパターンを有する遮光部材２８がクロム等により表面に形成された封止窓２１、センサ容器２２、受光素子２３、センサ容器２２内に満たされた不活性な液体３１、光伝達部材２４を備える。封止窓２１は投影光を受光する受光素子２３の前段に配置され、光伝達部材２４は封止窓２１と受光素子２３との間に配置されている。また、遮光部材２８は封止窓２１の入光面側に設けられている。不活性な液体３１は封止窓２１と光伝達部材２４との間に封入されている。
【００３７】
光伝達部材２４としては、全角若しくは所定以上の広角受光が可能で、入射面で受光した像と出射面で出射する像が実質的に同一又は相似するように導光する、光や像の歪みが小さく、高伝達効率なファイバオプティックプレート（ＦＯＰ）を使用できる。露光光に対してファイバオプティックプレートの透過率が小さい場合は、ファイバオプティックプレート表面に蛍光面を形成して構成してもよい。
【００３８】
また、不活性な液体３１としては、ＰＦＥ（パー・フルオロ・エーテル）、ＰＦＰＥ（パー・フルオロ・ポリエーテル）、ＨＦＥ（ハイドロ・フルオロ・エーテル）、ＨＦＰＥ（ハイドロ・フルオロ・ポリエーテル）等のフッ素系不活性液体が使用可能である。これらの選択の目安としては、液浸液とほぼ同等な屈折率（＞１）を持ち、露光光に対して良好な透過率を持ち、かつ露光光による劣化が少なく、かつ受光素子２３に対して特性劣化等を引き起こさないことが重要である。
【００３９】
光量センサをこのような構成にすることで、封止液体３１を使用する必要がある場合でも、コーティング部材を使用することなく、高ＮＡ光の絶対照度や照度むらの計測が可能となる。また、図５の光量センサに対して、図３や図４のように遮光部材２８のパターンを各種用途に適したパターン形状へ変更することはもちろん可能である。
［第３の実施形態］
図６は、本発明に係る第３の実施形態の光量センサの構成図である。ここでも、光量センサ以外の露光装置全体の構成および動作は第１の実施形態と同様である。
【００４０】
図６に示す光量センサは、封止窓２１を持たない構成であり、センサ容器２２、受光素子２３、光伝達部材２４を備える。光伝達部材２４は受光素子２３の前段に配置されている。光伝達部材２４としては、全角若しくは所定以上の広角受光が可能で、入射面で受光した像と出射面で出射する像が実質的に同一又は相似するように導光する、光や像の歪みが小さく、高伝達効率なファイバオプティックプレート（ＦＯＰ）を使用することができる。露光光に対してファイバオプティックプレートの透過率が小さい場合は、ファイバオプティックプレート表面に蛍光面を形成して構成してもよい。
【００４１】
光量センサをこのような構成にすることで、第１の実施形態の構成において受光素子２３に達する光量が小さい場合でも、露光光の絶対照度や照度むらの計測が可能となる。また、光量が大きく受光素子２３が飽和するような場合は、ピンホール状のパターンを持つ遮光部材２８をクロム等によりファイバオプティックプレート表面に形成して、露光光の絶対照度や照度むらの計測に用いてもよい。
【００４２】
また、第２の実施形態と同様に、図６の光量センサに対して、図３や図４のように遮光部材２８のパターンを各種用途に適したパターン形状へ変更することはもちろん可能である。
［第４の実施形態］
図７は、本発明に係る第４の実施形態の光量センサの構成図である。ここでも、光量センサ以外の露光装置全体の構成および動作は第１の実施形態と同様である。
【００４３】
図７に示す光量センサは、図６の構成を基本として光伝達部材にレンズ機能を持たせたもので、センサ容器２２、受光素子２３、任意形状に加工した光伝達部材３０を備える。任意形状に加工した光伝達部材３０としては、全角若しくは所定以上の広角受光が可能で、入射面で受光した像と出射面で出射する像が実質的に同一又は相似するように導光する、光や像の歪みが小さく、高伝達効率なファイバオプティックプレート（ＦＯＰ）を使用することができる。また、ファイバオプティックプレート３０を、例えば、図７に示すように受光素子２３に向けて収束するようなテーパ状に形成することで、ファイバオプティックプレート３０の前段及び後段でパターン像の拡大・縮小が可能となり、光量センサを構成する際にレンズを使う必要がなくなるという利点がある。
【００４４】
また、ファイバオプティックプレート３０を長尺とし途中で折り曲げた形状にすることで、配置の容易性等の理由から離れた位置にある受光素子に光を導光させることも可能である。もちろん、ファイバオプティックプレートは図示の形状に限定されるものではなく、その用途に応じた形状に適宜変更可能である。
【００４５】
また、露光光に対してファイバオプティックプレートの透過率が小さい場合は、ファイバオプティックプレート表面に蛍光面を形成して構成してもよい。また、ピンホール状のパターンの遮光部材２８をクロム等によりファイバオプティックプレート表面に形成して、露光光の絶対照度や照度むらの計測に用いてもよい。また、第１の実施形態で説明したように、ピンホール状のパターンの遮光部材２８をクロム等により表面に形成した封止窓を用いてもよい。その際、第２の実施形態で示したように、センサ容器内に不活性な液体を満たす構成にしてもよい。
【００４６】
また、第２，第３の実施形態と同様に、図７の光量センサに対して、図３や図４のように遮光部材２８のパターンを各種用途に適したパターン形状へ変更することはもちろん可能である。
［第５の実施形態］
図９は、本発明に係る第５の実施形態の液浸式ではない投影露光装置の概略構成図である。
【００４７】
なお、本実施形態の露光装置は液体供給・回収装置１１，１２がないこと以外は第１の実施形態と同様である。
【００４８】
また、光量センサ２７の構成や作用の詳細は第１乃至４の実施形態で説明した通りであり、いずれかの実施形態のセンサも使用可能である。
【００４９】
上記のように、本実施形態の光量センサは液浸式投影露光装置に限らず、従来の液浸式でない投影露光装置や他の加工装置や計測装置等にも適用できる。
【００５０】
以上述べた各実施形態において、封止窓２１上の遮光部材２８を各種計測用途に適したパターン形状へ変更することや場合によっては削除してもよい。また、封止窓２１は基準マークや石英等の板状部材にすることももちろん可能である。また、光伝達部材２４，３０はファイバオプティックプレート（ＦＯＰ）に限定されるものではなく、同様の性能を持つ他の光学素子を使用しても良い。
【００５１】
また、上記各実施形態において、受光素子の種類は特に限定するものではなく、フォトダイオードであっても良いし、１次元や２次元ＣＣＤであってもよい。
［デバイス製造方法］
次に、この露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１３は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップＳ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップＳ２（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。
【００５２】
一方、ステップＳ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップＳ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップＳ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップＳ５によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、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）等の組み立て工程を含む。ステップＳ６（検査）ではステップＳ５で作製された半導体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。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップＳ７でこれを出荷する。
【００５３】
上記ステップＳ４のウエハプロセスは以下のステップを有する（図１４）。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに転写する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の液浸式投影露光装置の構成を示す図である。
【図２】図１の露光装置に適用される光量センサの構成図である。
【図３】図２の光量センサに適用されるピンホール状のパターンを示す図である。
【図４】図２の光量センサに適用される複数のバー状のパターンを示す図である。
【図５】本発明に係る第２の実施形態の光量センサの構成図である。
【図６】本発明に係る第３の実施形態の光量センサの構成図である。
【図７】本発明に係る第４の実施形態の光量センサの構成図である。
【図８】従来の光量センサの構成図である。
【図９】本発明に係る第５の実施形態の液浸式ではない投影露光装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明に係る実施形態の液浸式投影露光装置の露光動作時の状態を示す図である。
【図１１】従来の光量センサの構成を示す側面図である。
【図１２】液浸の効果を説明する図である。
【図１３】デバイス製造方法を示す図である。
【図１４】ウエハプロセスを示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  レチクル
２  ウエハ
３  照明光学系
４  投影光学系
５  レチクルステージ
６  アライメント光学系
７  投影レンズ
８  ウエハチャック
９  微動ステージ
１０  ウエハステージ
１１  液体回収装置
１２  液体供給装置
１３，１４  参照ミラー
１５  ウエハステージ用レーザ干渉計
１６  レチクルステージ用レーザ干渉計
１７  ウエハステージ駆動用モータ
１８  レチクルステージ駆動用モータ
１９，２０  フォーカス計測装置
２１  封止窓
２２  センサ容器
２３  受光素子
２４，３０  ファイバオプティックプレート（ＦＯＰ）
２５  液浸液
２６  コントローラ
２７  光量センサ
２８  遮光部材
２９  コーティング部材
３１  不活性な液体
【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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