(57)【要約】【課題】  光照射面の反射率を長期間維持することができる光学部品を提供する。【解決手段】  露光ビームＩＬでマスクＲを照明し、投影光学系ＰＬを介して前記マスクＲのパターンを基板ステージ９，１０上に保持される基板Ｗ上に転写する投影露光装置の前記基板ステージ９，１０上に搭載される光学部品５６であって、前記露光ビームＩＬにより照射される光照射面と、前記光照射面の表面に形成された密着改善金属層と、前記密着改善金属層の表面に形成された貴金属層とを備える。【選択図】  図１
2006173377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光ビームでマスクを照明し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板ステージ上に保持される基板上に転写する投影露光装置の前記基板ステージ上に搭載される光学部品であって、
前記露光ビームにより照射される光照射面と、前記光照射面の表面に形成された密着改善金属層と、
前記密着改善金属層の表面に形成された貴金属層と
を備えることを特徴とする光学部品。
【請求項２】
前記密着改善金属層は、クロム、モリブデン、タングステン、アルミニウム、シリコン、ゲルマニウム、チタニウムの中の少なくとも１つから形成されることを特徴とする請求項１記載の光学部品。
【請求項３】
前記貴金属層は、金、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウムの中の少なくとも１つから形成されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光学部品。
【請求項４】
前記密着改善金属層及び前記貴金属層の少なくとも１つは、蒸着またはスパッタリングにより形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の光学部品。
【請求項５】
露光ビームでマスクを照明し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板ステージ上に保持される基板上に転写する投影露光装置の前記基板ステージ上に搭載される光学部品であって、
前記露光ビームにより照射される光照射面と、前記光照射面の表面に形成された高反射率金属層と、
前記高反射率金属層の表面に形成された該高反射率金属層の酸化を防止する酸化防止層と
を備えることを特徴とする光学部品。
【請求項６】
前記高反射率金属層は、クロム、モリブデン、タングステン、アルミニウム、シリコン、ゲルマニウムの中の少なくとも１つから形成されることを特徴とする請求項５記載の光学部品。
【請求項７】
前記酸化防止層は、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化チタンの中の少なくとも１つから形成されることを特徴とする請求項５または請求項６記載の光学部品。
【請求項８】
前記高反射率金属層及び前記酸化防止層の中の少なくとも１つは、蒸着またはスパッタリングにより形成されることを特徴とする請求項５乃至請求項７の何れか一項に記載の光学部品。
【請求項９】
前記光照射面は、基材ガラスを有することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の光学部品。
【請求項１０】
露光ビームでマスクを照明し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板ステージ上に保持される基板上に転写する投影露光装置であって、
前記基板ステージ上に請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の光学部品を備えることを特徴とする投影露光装置。
【請求項１１】
前記基板の表面と前記投影光学系の前記基板側の光学部品との間に所定の液体を介在させることを特徴とする請求項１０記載の投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、半導体素子、撮像素子（ＣＣＤ）、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等のデバイスを製造するためのリソグラフィ工程でマスクパターンを感光性基板上に転写するために用いられる投影露光装置に使用される光学部品及び該光学部品を用いた投影露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等を製造する際に、マスクとしてのレチクルのパターンの像を投影光学系を介して、感光性基板としてのレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上の各ショット領域に転写する投影露光装置が使用されている。従来は投影露光装置として、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型の露光装置（ステッパ）が多用されていたが、最近ではレチクルとウエハとを同期走査して露光を行うステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置も注目されている。
【０００３】
投影露光装置に備えられている投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短くなるほど、また投影光学系の開口数が大きいほど高くなる。そのため、集積回路の微細化に伴い投影露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大している。そして、現在主流の露光波長は、ＫｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍであるが、更に短波長のＡｒＦエキシマレーザの１９３ｎｍも実用化されている。
【０００４】
なお、露光光の短波長化に伴い所望の結像性能を確保しつつ露光に十分な光量を確保できる透過率を有する硝材は限定されていることから、投影光学系の下面とウエハ表面との間を水、又は有機溶媒等の液体で満たし、液体中での露光光の波長が、空気中の１／ｎ倍（ｎは液体の屈折率で通常１．２〜１．６程度）になることを利用して解像度を向上する液浸型の投影露光装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】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】
【０００６】
上述の投影露光装置の基板ステージ上には、ガラス基材上に金属クロム膜で微細パターンを形成したフィデューシャルマーク（ＦＭ）が搭載されており、ＦＭは基板ステージのアライメント、マスク（レチクル）のアライメント及びベースラインの計測等に用いられる。ここで、レチクルのアライメントにおいては、紫外レーザ光によりレチクルマーク（ＲＭ）を照射し、ＲＭにおいて反射されたＲＭの反射像と、ＲＭを透過した紫外レーザ光によりＦＭを照射し、ＦＭの一部において反射されたＦＭの反射像とを重ね合わせた像を計測する。
【０００７】
この際、ＦＭ上に形成されている金属クロム膜は紫外レーザ光が照射されることにより周囲に存在する酸素と反応し、ＦＭ表面に酸化クロム層が徐々に形成され、結像したレチクルマーク（ＲＭ）の像がＦＭ上に転写される転写現象が生じ、ＦＭ表面の転写現象が生じた部分の反射率に変化が生じる。従って、異なるレチクルを使用する際に、計測誤差が生じ、高精度な計測を行うことができないという問題があった。
【０００８】
本発明の課題は、光照射面の反射率を長期間維持することができる光学部品、及び該光学部品を備えた投影露光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の光学部品は、露光ビームでマスクを照明し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板ステージ上に保持される基板上に転写する投影露光装置の前記基板ステージ上に搭載される光学部品であって、前記露光ビームにより照射される光照射面と、前記光照射面の表面に形成された密着改善金属層と、前記密着改善金属層の表面に形成された貴金属層とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２記載の光学部品は、前記密着改善金属層がクロム、モリブデン、タングステン、アルミニウム、シリコン、ゲルマニウム、チタニウムの中の少なくとも１つから形成されることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３記載の光学部品は、前記貴金属層が金、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウムの中の少なくとも１つから形成されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４記載の光学部品は、前記密着改善金属層及び前記貴金属層の少なくとも１つが蒸着またはスパッタリングにより形成されることを特徴とする。
【００１３】
この請求項１〜請求項４記載の光学部品によれば、光照射面と蒸着等により形成された白金等の高反射率を有する貴金属層との間に蒸着等により形成されたクロム等の密着改善金属層が形成されているため、貴金属層を光照射面上に確実に密着させることができ、貴金属層の光照射面からの剥離を防止することができる。また、光照射面上に形成されている貴金属層は紫外レーザ光が照射されても酸化することがないため、例えば計測用の紫外レーザ光が照射されることにより、マスクに形成されているマスクマークの像が光照射面に転写される転写現象の発生を防止することができる。従って、光照射面上（貴金属層）の反射率を一定の状態で長期間維持することができる。
【００１４】
また、請求項５記載の光学部品は、露光ビームでマスクを照明し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板ステージ上に保持される基板上に転写する投影露光装置の前記基板ステージ上に搭載される光学部品であって、前記露光ビームにより照射される光照射面と、前記光照射面の表面に形成された高反射率金属層と、前記高反射率金属層の表面に形成された該高反射率金属層の酸化を防止する酸化防止層とを備えることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６記載の光学部品は、前記高反射率金属層がクロム、モリブデン、タングステン、アルミニウム、シリコン、ゲルマニウムの中の少なくとも１つから形成されることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７記載の光学部品は、前記酸化防止層が酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化チタンの中の少なくとも１つから形成されることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８記載の光学部品は、前記高反射率金属層及び前記酸化防止層の中の少なくとも１つが蒸着またはスパッタリングにより形成されることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９記載の光学部品は、前記光照射面が基材ガラスを有することを特徴とする。
【００１９】
この請求項５〜請求項９記載の光学部品によれば、蒸着等により形成されたクロム等の高反射率金属層の表面に、蒸着等により形成された酸化クロム等の酸化防止層が形成されているため、紫外レーザ光が照射されることにより生じる高反射率金属層の酸化を防止することができる。従って、例えば計測用の紫外レーザ光が照射されることにより、マスクに形成されているマスクマークの像が光照射面に転写される転写現象の発生を防止することができ、光照射面上（高反射率金属層）の反射率を一定の状態で長期間維持することができる。
【００２０】
また、請求項１０記載の投影露光装置は、露光ビームでマスクを照明し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板ステージ上に保持される基板上に転写する投影露光装置であって、前記基板ステージ上に請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の光学部品を備えることを特徴とする。
【００２１】
この請求項１０記載の投影露光装置によれば、基板ステージ上に請求項１〜請求項９の何れか一項に記載の基板ステージのアライメント等に用いられる光学部品を備えているため、紫外レーザ光が照射されることにより、マスクに形成されているマスクマークの像が光学部品に転写される転写現象の発生を防止することができ、光学部品の反射率を一定の状態で長期間維持することができる。従って、マスクを交換することによりマスクマークが変化した場合においても基板ステージのアライメント等を高精度に行うことができる。
【００２２】
また、請求項１１記載の投影露光装置は、前記基板の表面と前記投影光学系の前記基板側の光学部品との間に所定の液体を介在させることを特徴とする。
【００２３】
この請求項１１記載の投影露光装置によれば、基板の表面と投影光学系の基板側の光学部品との間に所定の液体が介在されており、基板ステージ上に請求項１〜請求項９の何れか一項に記載の基板ステージのアライメント等に用いられる光学部品を備えている。従って、紫外レーザ光が照射されることにより生じる酸化、及び液体が介在されることにより生じる酸化を防止することができるため、光学部品の反射率を一定の状態で長期間維持することができ、マスクを交換することによりマスクマークが変化した場合においても基板ステージのアライメント等を高精度に行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
この発明の光学部品によれば、光照射面と蒸着等により形成された白金等の貴金属層との間に蒸着等により形成されたクロム等の密着改善金属層が形成されているため、貴金属層を光照射面上に確実に密着させることができ、貴金属層の光照射面からの剥離を防止することができる。また、光照射面上に形成されている貴金属層、または酸化防止層が表面に形成されている高反射率金属層は計測用の紫外レーザ光が照射されても酸化することがないため、紫外レーザ光が照射されることにより、マスクに形成されているマスクマークの像が光照射面に転写される転写現象の発生を防止することができる。従って、光照射面上の反射率を一定の状態で長期間維持することができる。
【００２５】
また、この発明の投影露光装置によれば、基板ステージ上にこの発明にかかる基板ステージのアライメント等に用いられる光学部品を備えているため、計測用の紫外レーザ光が照射されることにより、マスクに形成されているマスクマークの像が光学部品に転写される転写現象の発生を防止することができ、光学部品により反射される紫外レーザ光の反射率を一定の状態で長期間維持することができる。従って、マスクを交換することによりマスクマークが変化した場合においても基板ステージのアライメント等を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】
【００２６】
以下、図面を参照して、この発明の第１の実施の形態にかかる投影露光装置の説明を行う。図１は、第１の実施の形態にかかるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置の概略構成を示す図である。以下の説明においては、図１中に示すＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウエハＷに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がウエハＷに対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。
【００２７】
この実施の形態にかかる投影露光装置は、図１に示すように、露光光源であるＡｒＦエキシマレーザ光源を含み、オプティカル・インテグレータ（ホモジナイザー）、視野絞り、コンデンサレンズ等から構成される照明光学系１を備えている。光源から射出された波長１９３ｎｍの紫外パルス光よりなる露光光（露光ビーム）ＩＬは、照明光学系１を通過し、レチクル（マスク）Ｒに設けられたパターンを照明する。レチクルＲを通過した光は、両側（又はウエハＷ側に片側）テレセントリックな投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬは投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子を収納する鏡筒３を備えており、鏡筒３により収納されている複数の光学素子等を通過した光は、投影光学系ＰＬが備える最もウエハＷ側の光学素子４に入射する。光学素子４を通過した光は、フォトレジストが塗布されたウエハ（基板）Ｗ上の露光領域に到達し、レチクルＲのパターンが所定の投影倍率β（例えば、βは１／４，１／５等）で縮小投影露光される。なお、露光光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等を使用してもよい。
【００２８】
また、レチクルＲはレチクルステージＲＳＴ上に保持され、レチクルステージＲＳＴにはＸ方向、Ｙ方向及び回転方向にレチクルＲを微動させる機構が組み込まれている。レチクルステージＲＳＴのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置は、レチクルレーザ干渉計（図示せず）によってリアルタイムに計測、且つ制御されている。
【００２９】
また、ウエハＷはウエハホルダ（図示せず）を介してＺステージ９上に固定されている。Ｚステージ９は、投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行なＸＹ平面に沿って移動するＸＹステージ１０上に固定されており、ウエハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）及び傾斜角を制御する。Ｚステージ９のＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置は、Ｚステージ９上に位置する移動鏡１２を用いたウエハレーザ干渉計１３によってリアルタイムに計測、且つ制御されている。また、ＸＹステージ１０は、ベース１１上に載置されており、ウエハＷのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向を制御する。
【００３０】
この投影露光装置に備えられている主制御系１４は、レチクルレーザ干渉計により計測された計測値に基づいてレチクルＲのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置の調整を行なう。即ち、主制御系１４は、レチクルステージＲＳＴに組み込まれている機構に制御信号を送信し、レチクルステージＲＳＴを微動させることによりレチクルＲの位置調整を行なう。
【００３１】
また、主制御系１４は、オートフォーカス方式及びオートレベリング方式によりウエハＷ上の表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むため、ウエハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）及び傾斜角の調整を行なう。即ち、主制御系１４は、ウエハステージ駆動系１５に対して制御信号を出力し、ウエハステージ駆動系１５によりＺステージ９を駆動させることによりウエハＷのフォーカス位置及び傾斜角の調整を行なう。更に、主制御系１４は、ウエハレーザ干渉計１３により計測された計測値に基づいてウエハＷのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置の調整を行なう。即ち、主制御系１４は、ウエハステージ駆動系１５に対して制御信号を出力し、ウエハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりウエハＷのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置調整を行なう。
【００３２】
図２は、Ｚステージ（ウエハステージ）９に搭載されている光学部品（フィデューシャルマーク５６）を示すと共に、投影光学系ＰＬが備える光学素子４の先端部４Ａ及びウエハＷとの位置関係を示す図である。
【００３３】
図２に示すように、Ｚステージ９上には、レチクルＲ及びウエハＷのアライメントの際に用いられるフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６として機能し、アライメント光が照射される光照射面を有する光学部品が搭載されている。図３は、Ｚステージ（ウエハステージ）９に搭載されているフィデューシャルマーク５６の構成を示す図である。フィデューシャルマーク（ＦＭ）５６は、基材ガラス（石英ガラス）６０を有し、この基材ガラス６０の表面に、真空蒸着法またはスパッタリング法により成膜されたクロム（Ｃｒ）層（密着改善金属層）６２が形成されている。また、このクロム層６２の表面に、真空蒸着法またはスパッタリング法により成膜された白金（Ｐｔ）層（貴金属層）６４が形成されており、この白金層６４により微細なパターンが形成されている。クロム層６２は基材ガラス６０と白金層６４との密着性を向上させるために使用される。白金層６４は高い光反射率を有しており、透けない程度の厚さを有している。
【００３４】
この投影露光装置は、レチクルＲ上に位置するレチクルマークＲＭとフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６との相対位置関係を検出するレチクルアライメント系ＲＡＬを備えている。レチクルアライメント系ＲＡＬは、アライメント光としての紫外レーザ光を射出する光源（図示せず）、光源から射出されたアライメント光をレチクルマークＲＭ及びフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６へ導く光学系（図示せず）、及びレチクルマークＲＭの像及びフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６の像を検出する撮像部（図示せず）を備えている。
【００３５】
レチクルアライメント系ＲＡＬの光源から射出されたアライメント光（紫外レーザ光）は、レチクルアライメント系ＲＡＬが備える光学系を介してレチクルマークＲＭに到達する。レチクルマークＲＭにより反射されたアライメント光は、レチクルアライメント系ＲＡＬが備える光学系を介してレチクルアライメント系ＲＡＬの撮像部に入射する。一方、レチクルマークＲＭを通過したアライメント光は、投影光学系ＰＬを介してフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６により反射される。フィデューシャルマーク（ＦＭ）５６により反射されたアライメント光は、レチクルアライメント系ＲＡＬが備える光学系を介してレチクルアライメント系ＲＡＬの撮像部に入射する。撮像部により検出されたレチクルマークＲＭとフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６との相対位置関係を示す検出信号は、主制御系１４に対して出力される。
【００３６】
また、この投影露光装置は、ウエハＷ上に位置するウエハマーク（図示せず）とフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６との相対位置関係を検出するウエハアライメント系ＷＡＬを備えている。ウエハアライメント系ＷＡＬは、アライメント光を射出する光源（図示せず）、光源から射出されたアライメント光を図示しないウエハマーク及びフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６へ導く光学系（図示せず）、及びウエハマークの像及びフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６の像を検出する撮像部（図示せず）を備えている。
【００３７】
ウエハアライメント系ＷＡＬの光源から射出されたアライメント光は、ウエハアライメント系ＷＡＬが備える光学系を介してウエハマークまたはフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６に到達する。ウエハマークまたはフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６により反射されたアライメント光は、ウエハアライメント系ＷＡＬが備える光学系を介してウエハアライメント系ＷＡＬの撮像部に入射する。撮像部により検出されたウエハマークとフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６との相対位置関係を示す検出信号は、主制御系１４に対して出力される。
【００３８】
主制御系１４は、レチクルアライメント系ＲＡＬから出力されたレチクルマークＲＭとフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６との相対位置関係を示す検出信号、ウエハアライメント系ＷＡＬから出力されたウエハマークとフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６との相対位置関係を示す検出信号に基づいて、ウエハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりレチクルＲとウエハＷの相対位置の調整を行う。
【００３９】
露光時には、主制御系１４は、ウエハステージ駆動系１５に対して制御信号を出力し、ウエハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりウエハＷ上の各ショット領域を順次露光位置にステップ移動させる。即ち、ステップ・アンド・リピート方式によりレチクルＲのパターン像をウエハＷ上に露光する動作を繰り返す。
【００４０】
この第１の実施の形態にかかる光学部品によれば、フィデューシャルマークの石英ガラス上の光照射面と白金層との間に、クロム層が形成されているため、白金層を石英ガラス上の光照射面に確実に密着させることができ、白金層の光照射面からの剥離を防止することができる。また、光照射面上に形成されている白金層はレチクルアライメント系のアライメント光である紫外レーザ光が照射されても酸化することがないため、紫外レーザ光が照射されることにより、レチクルマークの像がフィデューシャルマークの光照射面に転写される転写現象の発生を防止することができる。従って、フィデューシャルマーク（白金層）により反射される紫外レーザ光（レチクルアライメント系のアライメント光）に対する反射率を一定の状態で長期間維持することができる。
【００４１】
また、この第１の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、Ｚステージ上に反射率を長期間維持することができるフィデューシャルマークを備えているため、転写現象の発生を防止することができ、レチクルを交換することにより、異なるレチクルマークが用いられる場合においてもレチクルステージやＸＹステージ（ウエハステージ）のアライメント等を高精度に行うことができる。
【００４２】
なお、この第１の実施の形態にかかる光学部品においては、フィデューシャルマークとして機能する基材ガラスの光照射面上に金属層としてクロム層が形成されているが、クロム、モリブデン、タングステン、アルミニウム、シリコン、ゲルマニウム、チタニウムの中の少なくとも１つからなる層が形成されるようにしてもよい。また、密着改善金属層としてのクロム層の表面に貴金属層として白金層が形成されているが、金、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウムの中の少なくとも１つからなる層が形成されるようにしてもよい。
【００４３】
また、この第１の実施の形態にかかる光学部品においては、密着改善金属層としてのクロム層及び貴金属層としての白金層を真空蒸着法及びスパッタリング法により成膜しているが、他の成膜法により成膜してもよい。
【００４４】
次に、図面を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図４は、第２の実施の形態にかかるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置の概略構成を示す図である。以下の説明においては、図４中に示すＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウエハＷに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がウエハＷに対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。なお、図４においては、第１の実施の形態にかかる投影露光装置と同一の構成には、第１の実施の形態で用いたのと同一の符号を付して説明を行う。
【００４５】
この実施の形態にかかる投影露光装置においては、露光光源であるＡｒＦエキシマレーザ光源を含む照明光学系１から射出された露光光（露光ビーム）ＩＬが、レチクル（マスク）Ｒに設けられたパターンを照明し、投影光学系ＰＬを介して、ウエハ（基板）Ｗ上の投影領域（露光領域）に到達し、レチクルＲのパターンが所定の投影倍率で縮小投影露光される。なお、露光光としては、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等を使用してもよい。
【００４６】
また、レチクルＲはレチクルステージＲＳＴにより保持されており、レチクルステージＲＳＴは図示しないレチクルレーザ干渉計によってＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置が計測される。また、ウエハＷはＺステージ９により保持されており、ＸＹステージ１０に固定されている。Ｚステージ９は、移動鏡１２を用いたウエハレーザ干渉計１３によってＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置が計測される。
【００４７】
主制御系１４は、レチクルレーザ干渉計またはウエハレーザ干渉計１３により計測された計測値に基づいて、レチクルステージＲＳＴまたはＺステージ（基板ステージ）９のＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置の調整を行う。また、主制御系１４は、ウエハステージ駆動系１５によりＺステージ９を駆動させることによりウエハＷのフォーカス位置及び傾斜角の調整を行う。
【００４８】
この投影露光装置においては、露光波長を実質的に短くし、且つ解像度を向上させるために液浸法が適用されている。ここで、液浸法を適用した液浸型の投影露光装置においては、少なくともレチクルＲのパターン像をウエハＷ上に転写している間は、ウエハＷの表面と投影光学系ＰＬのウエハＷ側の光学素子４の先端面（下面）との間に所定の液体７が満たされている。投影光学系ＰＬは、投影光学系ＰＬを構成する石英または蛍石により形成された複数の光学素子を収納する鏡筒３を備えている。この投影光学系ＰＬにおいては、最もウエハＷ側の光学素子４が蛍石により形成されており、光学素子４のウエハＷ側の先端部４Ａのみが液体７と接触するように構成されている。これによって、金属からなる鏡筒３の腐食等が防止されている。
【００４９】
なお、液体７としては、半導体製造工場等で容易に大量に入手できる純水が使用されている。なお、純水は不純物の含有量が極めて低いため、ウエハＷの表面を洗浄する作用が期待できる。
【００５０】
この投影露光装置は、液体７の供給を制御する液体供給装置５及び液体７の排出を制御する液体回収装置６を備えている。図５は、投影光学系ＰＬの光学素子４の先端部４Ａ及びウエハＷと、その先端部４ＡをＸ方向に挟む２対の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。図６は、投影光学系ＰＬの光学素子４の先端部４Ａと、その先端部４ＡをＹ方向に挟む２対の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。
【００５１】
液体供給装置５は、液体７のタンク（図示せず）、加圧ポンプ（図示せず）、温度制御装置（図示せず）等により構成されている。また、液体供給装置５には、図５に示すように、供給管２１を介して先端部４Ａの＋Ｘ方向側に細い先端部を有する排出ノズル２１ａが、供給管２２を介して先端部４Ａの−Ｘ方向側に細い先端部を有する排出ノズル２２ａが接続されている。また、液体供給装置５には、図６に示すように、供給管２７を介して先端部４Ａの＋Ｙ方向側に細い先端部を有する排出ノズル２７ａが、供給管２８を介して先端部４Ａの−Ｙ方向側に細い先端部を有する排出ノズル２８ａが接続されている。液体供給装置５は、温度制御装置により液体７の温度を調整し、排出ノズル２１ａ，２２ａ，２７ａ，２８ａの中の少なくとも１つの排出ノズルより、供給管２１，２２，２７，２８の中の少なくとも１つの供給管を介して温度調整された液体７をウエハＷ上に供給する。なお、液体７の温度は、温度制御装置により、例えばこの実施の形態にかかる投影露光装置が収納されているチャンバ内の温度と同程度に設定される。
【００５２】
液体回収装置６は、液体７のタンク（図示せず）、吸引ポンプ（図示せず）等により構成されている。また、液体回収装置６には、図５に示すように、回収管２３を介して先端部４Ａの−Ｘ方向側に広い先端部を有する流入ノズル２３ａ，２３ｂが、回収管２４を介して先端部４Ａの＋Ｘ方向側に広い先端部を有する流入ノズル２４ａ，２４ｂが接続されている。なお、流入ノズル２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂは、先端部４Ａの中心を通りＸ軸に平行な軸に対して扇状に開いた形で配置されている。また、液体回収装置６には、図６に示すように、回収管２９を介して先端部４Ａの＋Ｙ方向側に広い先端部を有する流入ノズル２９ａ，２９ｂが、回収管３０を介して先端部４Ａの−Ｙ方向側に広い先端部を有する流入ノズル３０ａ，３０ｂが接続されている。なお、流入ノズル２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３０ｂは、先端部４Ａの中心を通りＹ軸に平行な軸に対して扇状に開いた形で配置されている。
【００５３】
液体回収装置６は、流入ノズル２３ａ及び２３ｂ、２４ａ及び２４ｂ、２９ａ及び２９ｂ、３０ａ及び３０ｂの中の少なくとも１つの流入ノズルより、回収管２３，２４，２９，３０の中の少なくとも１つの回収管を介して液体７をウエハＷ上から回収する。
【００５４】
次に、液体７の供給及び回収方法について説明する。図５において、実線で示す矢印２５Ａの方向（−Ｘ方向）にウエハＷをステップ移動させる際には、液体供給装置５は、供給管２１及び排出ノズル２１ａを介して光学素子４の先端部４ＡとウエハＷとの間に液体７を供給する。液体回収装置６は、回収管２３及び流入ノズル２３ａ，２３ｂを介してウエハＷ上から液体供給装置５により先端部４ＡとウエハＷとの間に供給された液体７を回収する。この場合においては、液体７はウエハＷ上を矢印２５Ｂの方向（−Ｘ方向）に流れており、ウエハＷと光学素子４との間は液体７により安定に満たされる。
【００５５】
一方、図５において、鎖線で示す矢印２６Ａの方向（＋Ｘ方向）にウエハＷをステップ移動させる際には、液体供給装置５は、供給管２２及び排出ノズル２２ａを介して光学素子４の先端部４ＡとウエハＷとの間に液体７を供給する。液体回収装置６は、回収管２４及び流入ノズル２４ａ，２４ｂを介して、液体回収装置５により先端部４ＡとウエハＷとの間に供給された液体７を回収する。この場合においては、液体７はウエハＷ上を矢印２６Ｂの方向（＋Ｘ方向）に流れており、ウエハＷと光学素子４との間は液体７により安定に満たされる。
【００５６】
また、ウエハＷをＹ方向にステップ移動させる際には、Ｙ方向から液体７の供給及び回収を行なう。即ち、図６において、実線で示す矢印３１Ａの方向（−Ｙ方向）にウエハＷをステップ移動させる際には、液体供給装置５は、供給管２７及び排出ノズル２７ａを介して、液体７を供給する。液体回収装置６は、回収管２９及び流入ノズル２９ａ，２９ｂを介して、液体供給装置５により先端部４ＡとウエハＷとの間に供給された液体７を回収する。この場合においては、液体７は、光学素子４の先端部４Ａの直下の露光領域上を矢印３１Ｂの方向（−Ｙ方向）に流れる。
【００５７】
また、ウエハＷを＋Ｙ方向にステップ移動させる際には、液体供給装置５は、供給管２８及び排出ノズル２８ａを介して、液体７を供給する。液体回収装置６は、回収管３０及び流入ノズル３０ａ，３０ｂを介して、液体供給装置５により先端部４ＡとウエハＷとの間に供給された液体７を回収する。この場合においては、液体７は、光学素子４の先端部４Ａの直下の露光領域上を＋Ｙ方向に流れる。
【００５８】
なお、Ｘ方向またはＹ方向から液体７の供給及び回収を行うノズルだけでなく、例えば斜めの方向から液体７の供給及び回収を行うためのノズルを設けてもよい。
【００５９】
次に、液体７の供給量及び回収量の制御方法について説明する。図７は、投影光学系ＰＬを構成する光学素子４とウエハＷの間に液体７を供給及び回収している状態を示す図である。図７に示すように、ウエハＷが矢印２５Ａの方向（−Ｘ方向）に移動している場合において、排出ノズル２１ａより供給された液体７は、矢印２５Ｂの方向（−Ｘ方向）に流れ、流入ノズル２３ａ，２３ｂにより回収される。ウエハＷが移動中であっても光学素子４とウエハＷとの間に充填される液体７の量を一定に保つため、液体７の供給量と回収量とを等しくする。また、ＸＹステージ１０（ウエハＷ）の移動速度に基づいて液体７の供給量及び回収量を調整する。液体７の供給量及び回収量を調整することにより、液体７は光学素子４とウエハＷとの間に常時満たされる。
【００６０】
また、この投影露光装置は、図５に示すように、Ｚステージ９上に、レチクルＲ及びウエハＷのアライメントの際に用いられるフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６０として機能し、アライメント光が照射される光照射面を有する光学部品を備えている。図８は、Ｚステージ（ウエハステージ）９に搭載されているフィデューシャルマーク５６０の構成を示す図である。フィデューシャルマーク（ＦＭ）５６０は、基材ガラス（石英ガラス）６００を有し、この基材ガラス６００の表面に、真空蒸着法またはスパッタリング法により成膜されたクロム（Ｃｒ）層（高反射率金属層）６２０が形成されており、このクロム層６２０により微細なパターンが形成されている。また、このクロム層６２０の表面に、真空蒸着法またはスパッタリング法により成膜された二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層（酸化防止層）６４０が形成されている。この二酸化ケイ素層６４０はクロム層６２０の酸化を防止するために成膜されている。クロム層６２０は、高い光反射率を有しており、透けない程度の厚さを有している。
【００６１】
この投影露光装置は、レチクルＲ上に位置するレチクルマークＲＭとフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６０との相対位置関係を検出するレチクルアライメント系ＲＡＬを備えている。この実施の形態にかかるレチクルアライメント系ＲＡＬの構成は、第１の実施の形態にかかるレチクルアライメント系ＲＡＬの構成と同一であるため、説明を省略する。
【００６２】
レチクルアライメント系ＲＡＬの光源から射出されたアライメント光（紫外レーザ光）は、レチクルアライメント系ＲＡＬが備える光学系を介してレチクルマークＲＭに到達する。レチクルマークＲＭにより反射されたアライメント光は、レチクルアライメント系ＲＡＬが備える光学系を介してレチクルアライメント系ＲＡＬの撮像部に入射する。一方、レチクルマークＲＭを通過したアライメント光は、投影光学系ＰＬを介してフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６０により反射される。フィデューシャルマーク（ＦＭ）５６０により反射されたアライメント光は、レチクルアライメント系ＲＡＬが備える光学系を介してレチクルアライメント系ＲＡＬの撮像部に入射する。撮像部により検出されたレチクルマークＲＭとフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６０との相対位置関係を示す検出信号は、主制御系１４に対して出力される。
【００６３】
また、この投影露光装置は、ウエハＷ上に位置するウエハマーク（図示せず）とフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６０との相対位置関係を検出するウエハアライメント系ＷＡＬを備えている。この実施の形態にかかるウエハアライメント系ＷＡＬの構成は、第１の実施の形態にかかるウエハアライメント系ＷＡＬの構成と同一であるため、説明を省略する。
【００６４】
ウエハアライメント系ＷＡＬの光源から射出されたアライメント光は、ウエハアライメント系ＷＡＬが備える光学系を介してウエハマークまたはフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６０に到達する。ウエハマークまたはフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６０により反射されたアライメント光は、ウエハアライメント系ＷＡＬが備える光学系を介してウエハアライメント系ＷＡＬの撮像部に入射する。撮像部により検出されたウエハマークとフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６０との相対位置関係を示す検出信号は、主制御系１４に対して出力される。
【００６５】
主制御系１４は、レチクルアライメント系ＲＡＬから出力されたレチクルマークＲＭとフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６０との相対位置関係を示す検出信号、ウエハアライメント系ＷＡＬから出力されたウエハマークとフィデューシャルマーク（ＦＭ）５６０との相対位置関係を示す検出信号に基づいて、ウエハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりレチクルＲとウエハＷの相対位置の調整を行う。
【００６６】
露光時には、主制御系１４は、ウエハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウエハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりウエハＷ上の各ショット領域を順次露光位置にステップ移動させる。即ち、ステップ・アンド・リピート方式によりレチクルＲのパターン像をウエハＷ上に露光する動作を繰り返す。
【００６７】
この第２の実施の形態にかかる光学部品によれば、クロム等の高反射率金属層の表面に、二酸化ケイ素層が形成されているため、レチクルアライメント系のアライメント光である紫外レーザ光が照射されることにより生じるクロム等の高反射率金属層の酸化を防止することができる。従って、紫外レーザ光が照射されることにより、レチクルに形成されているレチクルマークの像がフィデューシャルマークの光照射面に転写される転写現象の発生を防止することができ、光照射面上（高反射率金属層）の反射率を一定の状態で長期間維持することができる。
【００６８】
また、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、Ｚステージ上に反射率を長期間維持することができるフィデューシャルマークを備えているため、転写現象の発生を防止することができ、レチクルを交換することによりレチクルマークが変化した場合においてもレチクルステージやＸＹステージ（ウエハステージ）のアライメント等を高精度に行うことができる。
【００６９】
なお、この第２の実施の形態にかかる光学部品においては、フィデューシャルマークとして機能する基材ガラスの光照射面上に高反射率金属層としてクロム層が形成されているが、クロム、モリブデン、タングステン、アルミニウム、シリコン、ゲルマニウムの中の少なくとも１つからなる層が形成されるようにしてもよい。また、高反射率金属層としてのクロム層の表面に酸化防止層として二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層が形成されているが、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化チタンの中の少なくとも１つからなる層が形成されるようにしてもよい。
【００７０】
また、この第２の実施の形態にかかる光学部品においては、高反射率金属層としてのクロム層及び酸化防止層としての二酸化ケイ素層を真空蒸着法及びスパッタリング法により成膜しているが、他の成膜法により成膜してもよい。
【００７１】
また、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置においては、光照射面の表面に高反射率金属層が形成され、高反射率金属層の表面に酸化防止層が形成されている光学部品を備えているが、第１の実施の形態にかかる光学部品と同様の光学部品を備えるようにしてもよい。即ち、光照射面の表面に密着改善金属層としてのクロム層が形成され、クロム層の表面に貴金属層としての白金層が形成されている光学部品を備えるようにしてもよい。また、密着改善金属層としてはクロム、モリブデン、タングステン、アルミニウム、シリコン、ゲルマニウム、チタニウムの中の少なくとも１つからなる層であればよく、貴金属層としては金、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウムの中の少なくとも１つからなる層であればよい。
【００７２】
また、上述の第１の実施の形態にかかる投影露光装置においては、光照射面の表面に未着改善金属層が形成され、密着改善金属層の表面に貴金属層が形成されている光学部品を備えているが、第２の実施の形態にかかる光学部品と同様の光学部品を備えるようにしてもよい。即ち、光照射面の表面に高反射率金属層としてのクロム層が形成され、クロム層の表面に酸化防止層としての二酸化ケイ素層が形成されている光学部品を備えるようにしてもよい。また、高反射率金属層としてはクロム、モリブデン、タングステン、アルミニウム、シリコン、ゲルマニウムの中の少なくとも１つからなる層であればよく、酸化防止層としては酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化チタンの中の少なくとも１つからなる層であればよい。
【実施例１】
【００７３】
石英ガラス（基材ガラス）の表面にクロム層、クロム層の表面に白金層を有する光学部品を製造した。
【００７４】
即ち、成膜を施す光学部品（石英ガラス）の光照射面の表面を、超音波を照射する自動洗浄装置により洗浄することにより、またはアルコールを滲みこませた布などで払拭することによって高度に清浄に洗浄した。
【００７５】
次に、真空蒸着成膜装置またはスパッタリング成膜装置を用いて、貴金属層と石英ガラス（基材ガラス）の光照射面との密着性を向上させるための密着改善金属層としてのクロム（Ｃｒ）層を石英ガラスの光照射面上に約１ｎｍの膜厚で成膜した。このクロム層は密着性を向上させるための中間層であるため、１ｎｍより厚い膜厚であればよい。
【００７６】
次に、真空蒸着成膜装置またはスパッタリング成膜装置を用いて、高光反射率を有する貴金属層としての白金（Ｐｔ）層を石英ガラスの光照射面上に形成されたクロム層の表面に８５ｎｍの膜厚で成膜した。この白金層は高い光反射率を確保するため、透けない程度、即ち８０ｎｍより厚い膜厚を有するとよい。
【実施例２】
【００７７】
石英ガラス（基材ガラス）の表面に高反射率金属層（クロム層、タングステン層またはモリブデン層）、高反射率金属層の表面に二酸化ケイ素層を有する光学部品を製造した。
【００７８】
即ち、成膜を施す光学部品（石英ガラス）の光照射面の表面を、超音波を照射する自動洗浄装置により洗浄することにより、またはアルコールを滲みこませた布などで払拭することによって高度に清浄に洗浄した。
【００７９】
次に、真空蒸着成膜装置またはスパッタリング成膜装置を用いて、高反射率金属層としてのクロム（Ｃｒ）層、タングステン（Ｗ）層またはモリブデン（Ｍｏ）層等を石英ガラスの光照射面上に８５ｎｍの膜厚で成膜した。
【００８０】
次に、石英ガラスの光照射面上に形成された高反射率金属層の表面に、スピンコートによる湿式成膜方法を用いて、高反射率金属層の酸化を防止する酸化防止層としての二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層を約３０ｎｍ成膜した。即ち、基板回転数１０００〜２０００回転／分で市販の湿式成膜用ゾルーゲルシリカ液を均一に塗布し、焼成を行い、自然放冷した。
【比較例】
【００８１】
従来例としての光学部品を製造した。即ち、成膜を施す光学部品（石英ガラス）の光照射面の表面を、超音波を照射する自動洗浄装置により洗浄することにより、またはアルコールを滲みこませた布などで払拭することによって高度に清浄に洗浄した。
【００８２】
次に、真空蒸着成膜装置またはスパッタリング成膜装置を用いて、高反射率を有するクロム（Ｃｒ）層を石英ガラスの光照射面上に８５ｎｍ成膜した。
（紫外線酸化試験）
上述の実施例１，２及び比較例について、キセノンエキシマランプ（発光波長１７２ｎｍ、約４０ｍＷ／ｃｍ２）を２２時間照射する紫外線酸化試験を行った。照射されるサンプル基板表面とランプとの間には純窒素が満たされており、酸素濃度は０．１％以下となるように制御されている。微量のオゾンが発生するため、紫外線とオゾンが分解する際に発生する活性酸素によりサンプル基板表面の酸化が促進される。分光反射率測定装置を用いて波長１９０〜９００ｎｍにおける反射率を測定することにより、サンプル基板表面が酸化したか否かの判断を行った。
（試験結果）
図９は、実施例１にかかる光学部品の表面の波長１９０〜９００ｎｍにおける光反射率を示すグラフである。図１０は、実施例２にかかる光学部品の表面の波長１９０〜９００ｎｍにおける光反射率を示すグラフである。図１１は、比較例にかかる光学部品の表面の波長１９０〜９００ｎｍにおける光反射率を示すグラフである。図９〜図１１において、実線は紫外レーザ光を照射する前の光学部品の光反射率、鎖線は紫外レーザ光を照射して１２時間経過後の光学部品の光反射率、一点鎖線は紫外レーザ光を照射して２２時間経過後の光学部品の光反射率をそれぞれ示している。また、実施例１、実施例２及び比較例にかかる光学部品の表面のＫｒＦエキシマレーザ波長における光反射率及びＡｒＦエキシマレーザ波長における光反射率を表１に示す。
（表１）
２４８ｎｍ（ＫｒＦ）            １９３ｎｍ（ＡｒＦ）
実施例１          反射率３％低下              反射率０．３％上昇
実施例２          反射率４％低下              反射率６％低下
比較例            反射率３５％低下            反射率３２％低下
この試験結果から明らかなように、比較例にかかる光学部品の光照射面は紫外線照射による反射率低下が顕著であるが、実施例１，２にかかる光学部品の光照射面は、紫外線照射による反射率変化がほとんど発生しなかった。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】第１の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態にかかるＺステージ上に搭載されている光学部品、投影光学系の光学素子の先端部の位置関係を示す図である。
【図３】第１の実施の形態にかかるフィデューシャルマークの概略構成を示す図である。
【図４】第２の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図５】第２の実施の形態にかかるＺステージ上に搭載されている光学部品、投影光学系の光学素子の先端部とＸ方向用の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。
【図６】第２の実施の形態にかかる投影光学系の光学素子の先端部とＹ方向からの液体の供給及び回収を行う排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。
【図７】第２の実施の形態にかかる光学素子とウエハとの間への液体の供給及び回収の様子を示す要部の拡大図である。
【図８】第２の実施の形態にかかるフィデューシャルマークの概略構成を示す図である。
【図９】実施例１にかかる光学部品の表面の波長１９０〜９００ｎｍにおける光反射率を示すグラフである。
【図１０】実施例２にかかる光学部品の表面の波長１９０〜９００ｎｍにおける光反射率を示すグラフである。
【図１１】比較例にかかる光学部品の表面の波長１９０〜９００ｎｍにおける光反射率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８４】
Ｒ…レチクル、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＲＭ…レチクルマーク、ＲＡＬ…レチクルアライメント系、ＷＡＬ…ウエハアライメント系、１…照明光学系、４…光学素子、５…液体供給装置、６…液体回収装置、７…液体、９…Ｚステージ、１０…ＸＹステージ、１４…主制御系、２１，２２…供給管、２３，２４…回収管、５６，５６０…フィデューシャルマーク。
【図１】
2006173377.tif 000003
【図２】
2006173377.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006173377.tif 000008
【図７】
2006173377.tif 000009
【図８】
2006173377.tif 000010
【図９】
2006173377.tif 000011
【図１０】
2006173377.tif 000012
【図１１】
2006173377.tif 000013