(57)【要約】【課題】  露光装置の投影光学系の物体面に、複数種類のマスクを配置する場合にも、夫々のマスクに適した照明を実行すること。【解決手段】  光源からの光で反射型マスクを照明する照明光学系と、物体面に配置された前記反射型マスクのパターンの像を像面に配置された基板上に投影する投影光学系と、を備える露光装置において、前記照明光学系は、前記光源からの光で複数の二次光源を形成する反射型インテグレータと、前記複数の二次光源からの光の夫々を前記反射型マスク上に重畳するコンデンサユニットと、前記反射型インテグレータの代わりに光路中に配置可能なミラーと、を有し、前記反射型インテグレータの代わりに前記ミラーを光路中に配置することで、前記投影光学系の物体面上の照明領域が前記反射型インテグレータが光路中に配置されているときの該照明領域よりも小さくなることを特徴とする構成とした。【選択図】  図１
2006303370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光で反射型マスクを照明する照明光学系と、物体面に配置された前記反射型マスクのパターンの像を像面に配置された基板上に投影する投影光学系と、を備える露光装置において、
前記照明光学系は、前記光源からの光で複数の二次光源を形成する反射型インテグレータと、前記複数の二次光源からの光の夫々を前記反射型マスク上に重畳するコンデンサユニットと、前記反射型インテグレータの代わりに光路中に配置可能なミラーと、を有し、
前記反射型インテグレータの代わりに前記ミラーを光路中に配置することで、前記投影光学系の物体面上の照明領域が前記反射型インテグレータが光路中に配置されているときの該照明領域よりも小さくなることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記光源からの光を用いて前記投影光学系の光学特性を計測する計測ユニットを更に備え、
前記計測ユニットは、前記投影光学系の物体面に配置される第一マスクを有し、
前記ミラーを光路中に配置して前記第一マスクを照明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】
前記計測ユニットは、前記投影光学系からの光を制限する第二マスクと、前記第一マスクと前記投影光学系と第二マスクをその順番に通過した前記光源からの光を検出する検出器と、を更に有することを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記計測ユニットは、前記投影光学系と前記第二マスクとの間に配置された回折格子を更に有し、
前記第一マスクはピンホール状の反射部を含み、前記第二マスクは２つの開口を含み、
前記検出器は、前記第一マスクの前記反射部を反射することで略理想球面波となった前記光源からの光が、前記投影光学系を通過した後、前記回折格子により回折され、所定の次数の回折光が前記２つの開口を通過して干渉することで形成する干渉縞を、検出することを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記ミラーは、平面ミラー又は凸面ミラーを含むことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項６】
前記照明光学系は、前記ミラーの傾きを変える駆動機構を更に有し、
前記駆動機構で前記ミラーの傾きを変えることで前記投影光学系の物体面上の照明領域の位置を変えることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項７】
前記コンデンサユニットは、平面ミラーと、該ミラーの傾きを変える駆動機構と、を更に有し、
前記平面ミラーの傾きを変えることで前記投影光学系の物体面上の照明領域の位置を変えることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項８】
前記計測ユニットは、干渉計又は焦点検出ユニットであることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項９】
前記反射型インテグレータは、複数の第一反射素子を持つ第一ミラーと複数の第二反射素子を持つ第二ミラーとを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１０】
前記反射型インテグレータの代わりに配置される前記ミラーは、複数のミラーを含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１１】
光源からの光で反射型マスクを照明する照明光学系と、物体面に配置された前記反射型マスクのパターンの像を像面に配置された基板上に投影する投影光学系と、を備える露光装置において、
前記反射型マスクの代わりに前記投影光学系の物体面に配置される透過型マスクへ前記照明光学系からの光を導くミラーと、を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
前記光源からの光を用いて前記投影光学系の光学特性を計測する計測ユニットを更に備え、
前記計測ユニットは、第一マスクとしての前記透過型マスクと、前記投影光学系からの光を制限する第二マスクと、前記第一マスクと前記投影光学系と第二マスクをその順番に通過した前記光源からの光を検出する検出器と、を更に有することを特徴とする請求項１１記載の露光装置。
【請求項１３】
前記照明光学系は、前記光源からの光で複数の二次光源を形成する反射型インテグレータと、前記複数の二次光源からの光の夫々を前記反射型マスク上に重畳するコンデンサユニットと、前記反射型インテグレータの代わりに光路中に配置可能なミラーと、を有し、
前記反射型インテグレータの代わりに前記ミラーを光路中に配置することで、前記投影光学系の物体面上の照明領域が前記反射型インテグレータが光路中に配置されているときの該照明領域よりも小さくなることを特徴とする請求項１１記載の露光装置。
【請求項１４】
前記ミラーは凸面ミラーを含み、該凸面ミラーを光路中に配置することで前記投影光学系の物体面上に前記光源からの光を集光させることを特徴とする請求項１３記載の露光装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を露光する段階と、露光された前記基板を現像する段階と、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、露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法に関し、特に、露光光として波長５ｎｍ〜２０ｎｍの極端紫外線領域の光（ＥＵＶ光）を利用する露光装置及びそれを用いて半導体デバイスや液晶表示デバイスなどのデバイスを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デバイスパターンの微細化の要求に伴い、露光装置において露光光として用いられる光の波長は短くなってきている。
【０００３】
そして、近年は、露光光として波長５ｎｍ〜２０ｎｍのＥＵＶ光を用いる露光装置（以下、ＥＵＶ露光装置）に関する様々な提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ＥＵＶ露光装置においては、光源からの光でマスク（レチクル）を照明するための照明光学系として、ＥＵＶ光に対して実用的な屈折率を持つ材料が無いため、透過型の光学系（屈折光学系）を使用することはできず、反射多層膜を施したミラーを用いた反射光学系が用いられる。
【０００５】
また、マスクのパターンをウエハや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しても、同様の理由から、複数枚のミラーを用いた反射型光学系が用いられる。
【０００６】
ミラーは数十層のＭｏ／Ｓｉのペアからなる反射多層膜を有しＥＵＶ光を比較的高い反射率で反射する。
【０００７】
図２に特許文献１のＥＵＶ露光装置を示す。同図において、ＥＵＶ光を発振する光源部１は、ＸｅガスやＳｎ蒸気などを放電によりプラズマ化することでＥＵＶ光を発生させる放電励起プラズマ型ＥＵＶ光源（ディスチャージ・プロデュースト・プラズマ光源）又は、ＸｅやＳｎに高出力パルスレーザを集光照射し、プラズマを発生させるレーザ励起型プラズマＥＵＶ光源（レーザ・プロデュースト・プラズマ光源）等を含む。
【０００８】
照明光学系３は、複数のミラーから構成される。凸面ミラー１１、凹面ミラー１２は、光源部１からのＥＵＶ光束を受光し、ほぼ平行光束に変換するための平行変換ユニットを構成する。反射型インテグレータ４は、複数の円筒反射面を有する。そして、インテグレータ４の反射面上には、その反射面に対して開口面がほぼ垂直に配置された開口絞り１５が配置されている。この開口絞り１５は、有効光源の分布形状を規定し、被照明面であるマスク（レチクル）６上の各点を照明する光の角度分布を規定する。
【０００９】
凸面ミラー１３、凹面ミラー１４、平面ミラー２はインテグレータ４からの光束を円弧状に集光するためのコンデンサユニットを形成しており、平面ミラー２はコンデンサユニットの像側光束を、はね上げて所定の角度で反射型マスク６へ入射させる。
【００１０】
反射型マスク６は、マスクステージ５上のマスクチャック５０に保持されている。投影光学系７は、複数枚の多層膜ミラーにより構成される共軸光学系となっており物体側が非テレセントリックで像側がテレセントリックになるように設計されている。
【００１１】
感光材が塗布されたウエハ８は、ウエハステージ９上のウエハチャック９０に保持されている。真空チャンバー２０は露光装置本体を真空に保つためのものである。
【００１２】
図３は複数の凸円筒面をもった反射型凸円筒面インテグレータ４に平行光が入射した場合の摸式的斜視図であって、ほぼ平行なＥＵＶ光束１０は図示した方向から入射する。
【００１３】
図３の様に、複数の円筒面をもったインテグレータ４にほぼ平行なＥＵＶ光束１０が入射すると、このインテグレータの表面近傍に線状の２次光源が複数形成されると共に、この複数の２次光源の夫々から放射されるＥＵＶ光束の角度分布が円錐面状となる。次にこの２次光源位置を焦点とする反射鏡で前記ＥＵＶ光束を反射して反射マスクを照明することにより、複数の２次光源の夫々からの光が反射型マスク上で重なり合い、円弧形状の照明が可能となる。
【００１４】
そして、ＥＵＶ露光装置用の投影光学系の光学性能を測定する方法に関しても様々な提案がなされている（例えば、特許文献２〜５参照）。
【００１５】
ここで、従来のＥＵＶ露光装置の投影光学系の波面収差を測定するための干渉計について説明する。
【００１６】
ＥＵＶ露光装置の投影光学系の波面収差を測定する干渉計としては、ＳＯＲとＵＮＤＵＬＡＴＯＲとを光源として用いた、シアリング干渉計、点回折干渉計（ＰＤＩ）、線回折干渉計（ＬＤＩ）等がある。図７は被検光学系の波面収差を測定する干渉計の概念図である。
【００１７】
ＳＯＲとＵＮＤＵＬＡＴＯＲにより生成されたＥＵＶ光２１は、照明光学系２２により、真空チャンバー２３へと導かれる。そして、折り曲げミラー２４により反射された後、被検光学系３１を介して、ＣＣＤなどのディテクタ３０により検出される。ピンホールや窓が配された第一マスク２５、第一回折格子２６、第二回折格子２７、及びピンホールや窓が配された第二マスク２８は、夫々必要な場合に図示したように光路中に配置される。真空チャンバー２３は、除振台２９により支えられている。なお、図７の干渉計においては、２枚ミラー系の投影光学系を被検光学系３１として配置している。
【００１８】
図７の干渉計では、複数の干渉方式で被検光学系３１を評価することが可能である。図８に代表的な２タイプの干渉方式の概念図を示す。
【００１９】
図８（ａ）はＰＤＩ（Ｐｏｉｎｔ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）、図８（ｂ）はＬＳＩ（Ｌａｔｅｒａｌ  Ｓｈｅａｒｉｎｇ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）である。図中、図７と同一の部材については同じ符号を使用している。
【００２０】
まず、図８（ａ）を用いて、ＰＤＩについて説明する。光源からの光２１はテスト光学系３１の物体面に配置された第一マスク２５に集光する。第一マスク２５には、回折限界以下（即ち、被検光学系３１の開口数をＮＡ、光２１の波長をλとした場合にλ／２ＮＡ以下）の大きさの径を持つピンホールが配されている。光２１はマスク２５上のピンホールを通過することで実質的に理想球面波に整形される。第一マスク２５からの光は回折格子２６で回折を受け、被検光学系３１に入射し、被検光学系３１の像面におかれた第二マスク２８上に集光する。第二マスク上２８には、回折限界以下のピンホールと、回折限界より十分大きい窓部が配されている。第二マスク２８に集光する光束は、回折格子２６で回折を受けているので、第二マスク２８上には回折次数に応じて複数の光が夫々集光している。このうち、０次光がピンホールを、１次光又は−１次光が窓部を通過するように、第二マスク２８と回折格子２６はアライメントされている。
【００２１】
その他の次数の光束は、第二マスク２８の遮光部でカットされる。
【００２２】
第二マスク２８のピンホールを回折した光は実質的に理想球面波とみなすことができ、被検光学系３１の波面収差情報が除かれている。一方、第二マスク２８の窓部を通過した光は被検光学系３１の波面収差情報を有している。
【００２３】
これら２つの光の干渉縞が検出器としてのＣＣＤ３０で観察される。干渉縞からテスト光学系の波面収差を出す方法としては、チルト縞の載った干渉縞一枚を用いる所謂電子モアレ法や所謂フーリエ変換法を用いることできる。または、回折格子２６を光軸と垂直に走査しながらＣＣＤ３０で複数の干渉縞を取得することでいわゆるフリンジ走査法を用いる事も可能である。
【００２４】
図８（ａ）の構成において、第一マスク２５と第二マスク２８として、ピンホールの代わりにスリットを設けたマスクを用いるとＬＤＩ（Ｌｉｎｅ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）となる。この場合、第一マスクと第二マスクを透過する光量が大きくなるので、低輝度の光源でも計測することが容易になる。
【００２５】
次に、図８（ｂ）を用いて、ＬＳＩについて説明する。光源からの光２１を第一マスクに照射する。第一マスクには回折限界以下のピンホールが配置されている。
【００２６】
第一マスクのピンホールで回折した光は被検光学系３１通過後、第二回折格子２７に入射する。第二回折格子２７は被検光学系３１からの光を回折し、第二マスク２８上に複数の集光点を形成させる。第二マスク２８には、回折限界より十分大きい次数選択窓が２つ配置され、第二回折格子２７で回折した光のうち、±１次光のみを透過させるようになっている。第二マスク通過後の光はお互いに干渉し、ＣＣＤ３０で干渉縞が観察される。干渉縞から位相情報をだすのは、前述の電子モアレ法やフリンジスキャン法で行う。ここで得られる位相情報は、投影光学系の波面収差の一方向の差分値（例えばｘ方向の差分値）である。次に、第二回折格子２７及び第二マスク２８を光軸周りに９０°回転させた状態で、同様にして干渉縞をＣＣＤ３０で取得し、位相情報を取り出す。ここで得られる情報は被検光学系３１の波面収差のｙ方向の差分値となる。ｘとｙの２方向の差分位相情報値から、被検光学系３１の波面収差情報を得ることが可能である。
【００２７】
以上では、第一マスクとして、ピンホールを配置したが、第二回折格子２７と平行な方向のスリット２５’，２５”を配置することも可能である。
【００２８】
また、図８（ｂ）の干渉計において、第二回折格子２７としてクロスグレーティング等の２次元回折格子２７ａを用い、第二マスクとして回折限界より十分大きい次数選択窓が４つ配置されたマスク２８ａを用いることも可能である。この場合、被検光学系３１のｘとｙの２方向の波面収差情報を一度に取得できる。
【特許文献１】特開２００３−３０９０５７号公報
【特許文献２】特開２０００−９７６２２号公報
【特許文献３】特開２００３−３０２２０５号公報
【特許文献４】米国特許出願公開第２００２／０００１０８８号明細書
【特許文献５】米国特許第５８３５２１７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
ＥＵＶ露光装置用の投影光学系は、それを構成するミラーの位置精度や熱による変形に大変敏感であるため、露光の合間に投影光学系の波面収差を測定し、ミラー位置を調整しフィードバックをかけるなど、露光装置本体上での投影光学系の性能保証が必要となっている。
【００３０】
また、ミラーのＭｏ／Ｓｉ多層膜上に不純物が付着、化学変化を起こすことで、いわゆるコンタミによる位相の変化等も発生し、露光装置本体上で露光波長で投影光学系の光学性能を測定する必要がある。
【００３１】
本発明者は、ＥＵＶ露光装置本体に、その投影光学系の光学特性を測定する測定ユニット（例えば、干渉計）を搭載しようとした場合に、通常使用する反射型マスクの代わりに、ピンホール状やスリット状の反射部を有するマスクを第一のマスクとして配置することが考えられるが、その構成では、投影光学系の光学特性を計測するために必要な光量をあまり得られないということを発見した。
【００３２】
これは、ＥＵＶ露光装置の照明光学系は、一般に、インテグレータを用いて二次光源を形成し、その二次光源からの光を被照射面上に重畳することで反射型マスクを均一にケーラー照明しているが、これにより被照射面上の照度が下がってしまうことが原因である。
【００３３】
そこで、露光装置の投影光学系の物体面に、複数種類のマスク（例えば、透過型マスク及び反射型マスク、又はパターン領域が互いに異なる複数の反射型マスク）を配置する場合にも、夫々のマスクに適した照明を実行することができる露光装置を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
本発明の一側面としての露光装置は、光源からの光で被照明面上の反射型マスクを照明する照明光学系と、物体面に配置された前記反射型マスクのパターンの像を像面に配置された基板上に投影する投影光学系と、を備える露光装置において、前記照明光学系は、前記光源からの光で複数の二次光源を形成する反射型インテグレータと、前記複数の二次光源からの光の夫々を前記反射型マスク上に重畳するコンデンサユニットと、前記反射型インテグレータの代わりに光路中に配置可能なミラーと、を有し、前記反射型インテグレータの代わりに前記ミラーを光路中に配置することで、前記投影光学系の物体面上の照明領域が前記反射型インテグレータが光路中に配置されているときの該照明領域よりも小さくなることを特徴とする。
【００３５】
また、本発明の別の一側面としての露光装置は、光源からの光で反射型マスクを照明する照明光学系と、物体面に配置された前記反射型マスクのパターンの像を像面に配置された基板上に投影する投影光学系と、を備える露光装置において、前記反射型マスクの代わりに前記投影光学系の物体面に配置される透過型マスクへ前記照明光学系からの光を導くミラーと、を有することを特徴とする。
【００３６】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施例等によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００３７】
露光装置の投影光学系の物体面に、複数種類のマスク（例えば、透過型マスク及び反射型マスク、又はパターン領域が互いに異なる複数の反射型マスク）を配置する場合にも、夫々のマスクに適した照明を実行することができる露光装置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】
【００３８】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００３９】
図１に本実施例の露光装置の説明図を示す。図中、図２の露光装置と同一部材には同一の符号を記す。
【００４０】
波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光を発生する光源部１から射出した光束は、照明光学系３に入射する。照明光学系３において、光源からのＥＵＶ光は平行変換ユニット１１，１２でほぼ平行光となり、平面ミラー４’に入射する。平面ミラー４’反射後の光は、コンデンサユニット１３，１４，２で反射された後、投影光学系７の物体面に集光される。平面ミラー２は、照明光学系からの光を反射型マスクに所定の角度で入射するようにその角度が調整されている。本実施例の場合には、入射角度は約６°に設定されており、投影光学系７の物体側の対応する主光線とマスク面の法線とのなす角度と等しくなっている。
【００４１】
照明系３からの光は、波面収差計測用の専用テストマスクに配置された第一マスク１６に入射する。その専用テストマスクは、露光用の反射型マスクの代わりに、マスクステージ５上のマスクチャック５０により保持されている。なお、第一マスク１６をマスクステージ５上のチャック５０の隣に設けておき、マスクステージ５を移動させることで、露光用の反射型マスクの代わりに、光路中にその第一マスクを配置することとしても良い。
【００４２】
第一マスク１６のパターンとしては、図８の第一マスク２５に設けられていたようなピンホール状又はスリット状の反射部が設けられており、その他の部分は遮光されている。その反射部から反射した光は、図８の従来例と同様に、ピンホール状の反射部の場合には理想球面波、スリット状の反射部の場合には一方向が整形された波面となる。
【００４３】
本実施例では、照明系３において、波面収差測定時は、不図示のミラー切替え手段でインテグレータ４を平面ミラー４’に切替え、第一マスク１６を投影光学系７の物体面に配置する。これにより、光源１からの光で円弧状にケーラー照明されていた投影光学系７の物体面上（第一マスク１６上）は、光源１の発光点と共役になりスポット状にクリティカル照明されることになる。このことにより、第一マスク１６のピンホール状又はスリット状の反射部には、より強度の強い光が入射することになり、第一マスク１６により遮光される光源からのＥＵＶ光が低減され、効率の良い照明が可能となる。
【００４４】
第一マスク１６を反射した光は、投影光学系７を通過し、像側で結像する。
【００４５】
像側には、被露光基板としてのウエハを保持するためのウエハステージ９上に配置されたウエハ側ユニット１８が配されている。ウエハ側ユニット１８の詳細を図９に示す。ウエハ側ユニット１８は、回折格子４１（図８（ｂ）の回折格子２７に相当）、次数選択窓を２つ有する第二マスク４２（図８（ｂ）のマスク２８に相当）、検出器としてのＣＣＤ４３（図８（ｂ）のＣＣＤ３０に相当）より構成される。
【００４６】
回折格子４１で回折した光は、第二マスク４２で特定次数のみＣＣＤ４３に到達する。ＣＣＤ４３では特定次数の干渉縞が観察されるので従来例のような方法でシアリング干渉の原理を用いて、投影光学系７の波面収差を測定することが可能である。なお、回折格子４１として、図８（ｂ）に示したようなクロスグレーティング等の２次元回折格子を配することも可能である。また、回折格子４１を第一マスクと投影光学系８の間に配置することで、図８（ａ）に示したような構成とすることもできる。
【００４７】
図９のウエハ側ユニット１８において、次数選択窓を２つ有する第二マスク４２の代わりに、図８（ａ）のマスク２８のようなピンホールと窓部から構成されるマスクを配置すれば、ＰＤＩの構成が可能である。また、ピンホールの代わりにスリットを使用することも可能である。この場合ＬＤＩ干渉計となる。
【００４８】
干渉縞から位相情報を出す方法としては、１枚の干渉縞を用いて所謂電子モアレ法を使用することが可能である。また、ウエハ側ユニット１８を光軸に垂直方向に走査しながら、ＣＣＤ４３により干渉縞を複数枚取得することでいわゆるフリンジスキャン法により位相を出すことも可能である。
【００４９】
投影光学系７の露光領域上における複数の物点（像点）における波面収差を測定する場合は、インテグレータ４を平面ミラー４‘に切替えた後、４’を紙面と平面ミラー４’自身に平行な軸の周りに回転させるのと、折り曲げミラー２を紙面に垂直な軸の周りで回転させることを組み合わせることで、円弧領域内全ての測定ポイントに集光スポットを移動させることが可能である。この場合、それに伴って、円弧内の測定ポイントに第一マスクと、ウエハ側ユニットを移動させる。
【００５０】
なお、その集光スポットの移動により、集光スポットが多少ボケたりするが、投影光学系７の物体面に配置されたピンホール状又はスリット状の反射部から理想球面波等が発生されれば良いため、あまり問題にはならない。
【００５１】
本実施例の露光装置では、円筒面を備える複数の反射素子（円筒面）を持つ一つのミラーからなるインテグレータ４を用いているが、インテグレータとしては、図６に示したような、複数の円弧状の反射素子１３２を持つ第一ミラー１３０及び複数の長方形（正方形）状の反射素子１３８を持つ第二ミラー１３６からなるインテグレータを用いることとしても良い（詳しくは、例えば、特開平１１−３１２６３８号公報参照。）。その場合には、第一ミラー１３０及び第二ミラー１３６を複数の２次光源を形成しない平面ミラー、凹面ミラー、又は凸面ミラーのいずれかに切替えることで第一マスク１６のピンホール状やスリット状の反射部を効率的に照明することが可能である。図６は複数のミラーを含むインテグレータの図である。
【００５２】
また、本実施例では、インテグレータ４を平面ミラー４’に切替えているが、平面ミラー４’の代わりに凹面ミラー又は凸面ミラーに切替えることとしてもよい。この場合には、投影光学系７の物体面において、照明領域が多少ボケることになるが、最終的にピンホール状等の反射部から理想球面波等が発生すれば良いので、そのことはあまり問題にならない。
【００５３】
さらに、本実施例では、投影光学系の光学特性を計測するための計測ユニットとして、投影光学系の波面収差を計測する干渉計を示したが、計測ユニットとして、投影光学系の焦点を検出するための焦点検出ユニットを用いることもできる。その際には、第一マスク及び第二マスクのパターンとして、互いに対応するラインアンドスペース等のパターンを用い、回折格子は光路中に配置せず、検出器としてＣＣＤではなく光量検出器を用いれば良い（詳しくは、例えば、特開平０８−２９８２３８号公報参照。）。
【００５４】
以上、本実施例によれば、投影光学系の光学特性を計測するための計測ユニットの光源として、露光光源を用いており、更に、その計測ユニットの第一マスクのパターンを照明するのに、露光装置本体の照明光学系の光学部材を流用しているので、露光装置全体がコンパクトとなる。
【００５５】
また、その計測ユニットによる計測の際に、照明光学系の二次光源を形成するためのインテグレータを、二次光源を形成しないミラーへと交換して、計測ユニットの第一マスクのマーク（ピンホール・スリット・ラインアンドスペース等）を効率的に照明しており、投影光学系の光学特性を計測するのが容易となる。
【実施例２】
【００５６】
図１０に本発明の実施例２の露光装置を示す。図中、図１の露光装置と同一部材には同一の符号を記す。
【００５７】
光源部１から射出した光は、照明光学系３に入射する。照明光学系３では、平行変換ユニット１１，１２にて、光源部１からのＥＵＶ光はほぼ平行光束にされ、平面ミラー４’に入射させられる。平面ミラー４’を反射した光は、コンデンサユニット１３，１４，２で、投影光学系７の物体面上に集光させられる。平面ミラー２は、照明光学系３からの光を反射型マスクに所定の角度で入射するような角度配置となっている。本実施例の場合には、入射角度は約６°に設定されており、投影光学系７の物体側の対応する主光線とマスク面の法線とのなす角度と等しくなっている。
【００５８】
照明系３からの光は、マスク側ユニット１７に入射する。マスク側ユニット１７は、波面収差計測用の専用テストマスクに配置されていて、それがマスクチャック５０に取り付けられる構成でもいいし、図１０に示したように、マスクステージ５上のマスクチャック５０の隣に配置されていてもよい。
【００５９】
図１１にマスク側ユニット１７の詳細図を示す。
【００６０】
図１１においては、マスク側ユニット１７の光線角度は説明のため大きい角度となっている。
【００６１】
実施例１では、第一マスクとして反射型マスクを用いたが、本実施例では、反射型マスクより製造が簡単である透過型マスクを用いることとした。更に、本実施例では、マスク側ユニット１７として、透過型の第一マスク４５に加えて、ミラー４４を用いている。光源部１から照明光学系３を通過して、マスクステージ５に向かって上向きに来た光はミラー４４で、ウエハステージ９側に折り曲げられるので、透過型の第一マスク４５を使用することが可能となる。
【００６２】
折り曲げミラー４４と透過マスク４５の間隔と光線けられについて図１２を用いて説明する。物体側のＮＡを０．０６２５、主光線角度を６°とし、反射ミラー４４（図１２の反射面）に対して透過型マスク４５はｚ０の距離だけ離れているとする。
【００６３】
主光線をｙ＝ａｘの直線（ａ＝ｔａｎ（９０°−６°））、ＮＡの最端の光線をそれぞれ、ｙ＝ｂｘ，ｙ＝ｃｘとおく。不図示の照明光学系からきた光は、レチクル側ユニット１７の反射面４４で反射し、透過型マスク４５の透過パターンが配置されたパターン面に光が集光する。このとき、集光点と照明光学系からの光が十分分離されている必要がある。つまり、ｙ＝ｃｘの直線と集光点が空間的に離れていなくてはならない。透過型マスク４５が反射面に対してｚ０の距離の位置にある時の分離距離Δの関係を表したのが以下の表である。
【００６４】
【表１】
2006303370.tif 000003
【００６５】
投影光学系の像側ＮＡが０．２５  （物体側ＮＡが０．０６２５）でも、光束は十分分離可能である事がわかる。
【００６６】
なお、本実施例に、実施例１で述べた全ての構成を夫々更に適用しても、もちろん良い。
【００６７】
以上、本実施例の露光装置によれば、投影光学系の光学性能を計測する計測ユニットの第一マスクとして、反射型のマスクよりも容易に製造できる透過型のマスクを使用しているため、投影光学系の光学性能の計測が容易に可能となる。
【実施例３】
【００６８】
実施例２において、コンデンサユニットから、投影光学系７の物体面までの距離は、図１１のマスク側ユニット１７内の反射ミラー４４で折り曲げる分だけ長くなる。この為、照明光学系３からの光束は、透過型の第一マスク４５の手前で集光することになり、第一マスク４５上に焦点を結ばず、第一マスク４５上の集光スポットがボケて比較的広がってしまうことになる。投影光学系７の物体面に配置されたピンホール又はスリットから理想球面波等が発生されれば良いため、さほど問題にならないと考えられる。
【００６９】
しかし、本実施例では、投影光学系の光学性能の計測に用いる光の光量を更に得るため、図１０の平面ミラー４’の代わりに負のパワーを持った凸面ミラーを採用する。これにより、集光位置までの距離が長くなり、マスクユニット１７のミラー４４を用いる場合でも、第一マスク４５と光源とを共役にすることができ、第一マスク４５上に光を集光させることが可能となる。それ以外の構成は、実施例２の露光装置と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００７０】
本実施例においては、平面ミラー４’の代わりに負のパワーを持った凸面ミラーを採用したが、コンデンサユニットのミラー１３，１４をズーム光学系で構成して、その焦点距離を可変とすることで、マスクユニット１７のミラー４４を用いる場合でも、第一マスク４５と光源とを共役にすることも可能である。また、その場合には、コンデンサユニットのミラー１３，１４を、焦点距離の異なるミラーに切替えることとしても良い。
【００７１】
なお、本実施例に、実施例１で述べた全ての構成を夫々更に適用しても、もちろん良い。
【００７２】
以上、本実施例によれば、干渉計等の計測ユニットが持つマスクが透過型であった場合にも、照明光学系の被照射面を投影光学系の物体面に置かれたその第一マスクに略一致させることが可能となり、計測ユニットが持つマスクのパターンをより効率良く照明することが可能となる。
【実施例４】
【００７３】
次に、上述の露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。
【００７４】
図５は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ等）の製造フローを示す。ステップ１（回路設計）では半導体装置の回路設計を行なう。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（レチクル）を製作する。一方、ステップ３（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４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハとを用いて、リソグラフィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４よって作成されたウエハを用いて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装置の動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体装置が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００７５】
図６は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２ではウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハにレジスト（感材）を塗布する。ステップ１６（露光）では上記投影露光装置によってマスクの回路パタ−ンの像でウエハを露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。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。これらステップを繰り返し行なうことによりウエハ上に回路パタ−ンが形成される。
【００７６】
本実施例の製造方法を用いれば、従来は難しかった高集積度のデバイスを製造することが可能になる。
【００７７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】実施例１の露光装置の概略図である。
【図２】従来の露光装置の説明図である。
【図３】従来の反射型インテグレータの概略図である。
【図４】デバイスの製造フローを示す図である。
【図５】図４のウエハプロセスを示す図である
【図６】複数のミラーを含むインテグレータの図である。
【図７】透過波面測定装置の概略図である。
【図８】ＰＤＩとＬＳＩの説明図である。
【図９】ウエハ側ユニットの説明図である。
【図１０】実施例２の露光装置の概略図である。
【図１１】マスク側ユニットの概略図である。
【図１２】マスク側ユニットにおける、光線分離の説明図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  光源部
２  コンデンサユニットの平面ミラー
３  照明光学系
４  インテグレータ
４’  平面ミラー、または、凸面ミラー
５  マスクステージ
６  反射型マスク
７  投影光学系
８  基板（ウエハ）
９  ウエハステージ
１０  光源部１からの平行光束
１１  平行変換ユニットの凸ミラー
１２  平行変換ユニットの凹ミラー
１３  コンデンサユニットの凸ミラー
１４  コンデンサユニットの凹ミラー
１５  開口絞り
１６  波面収差測定用第一マスク
１７  マスク側ユニット
１８  ウエハ側ユニット
２０  真空チャンバー
２１  ＳＯＲ＋ＵＮＤＵＬＡＴＯＲからのＥＵＶ光束
２２  波面収差測定用照明光学系
２３  波面収差測定用真空チャンバー
２４  折り曲げミラー
２５  第一マスク
２６  第一回折格子
２７  第二回折格子
２８  第二マスク
２９  除振台
３０  検出器（ＣＣＤ）
３１  テスト光学系
４１  回折格子
４２  次数選択窓
４３  検出器（ＣＣＤ）
４４  反射ミラー
４５  透過型マスク
５０  マスクチャック
９０  ウエハチャック
【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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