(57)【要約】【課題】装置の組み立てやミラー群の調整を、より短時間で高精度に行なうことができる露光装置及びその調整方法を提供する。【解決手段】投影光学系鏡筒２０内には、中間結像位置Ｐの前後に前段ミラー群（ミラーＭ１〜Ｍ３）、後段ミラー群（ミラーＭ４〜Ｍ６）が組み込まれている。同鏡筒２０は、前段ミラー群を組み込んで収容する前段光学鏡筒２１と、後段ミラー群を組み込んで収容する後段光学鏡筒３１に分割されており、中間結像位置Ｐにおいて波面収差を測定でき、空間像も形成できる。そのため、各ミラー群で光学性能の確認・調整を行うことができる。この際、各ミラー群の構成ミラー数は少ないため、精度不良の原因となっているミラーの探索は容易である。そして、各ミラー群で充分な性能が得られた後に、投影光学系を組んで全体調整を行う。この結果、短時間で効率的に装置を組み立て・調整することができる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶ光を射出する光源と、
該光源から射出されたＥＵＶ光を調整・整形してレチクルに当てる照明光学系と、
該レチクルを載置して移動・位置決めするレチクルステージと、
該レチクルから反射するＥＵＶ光を感応基板上に投影する投影光学系と、
該感応基板を載置して移動・位置決めする感応基板ステージと、
前記投影光学系を収容する光学鏡筒と、
を具備する露光装置であって、
前記投影光学系が、中間結像位置の前後にそれぞれ配置された複数枚ずつのミラー群（前段ミラー群、後段ミラー群）を有し、
前記光学鏡筒が、前記前段ミラー群又は後段ミラー群を組み込んで収容する、前段光学鏡筒と後段光学鏡筒に分割されていることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記前段ミラー群を前記前段光学鏡筒に組み込み、前記後段ミラー群を前記後段光学鏡筒に組み込んだ後に、各々のミラー群が単独で調整されており、次いで両光学鏡筒が一体化された後に総合的な調整が行なわれていることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
ＥＵＶ光を射出する光源と、
該光源から射出されたＥＵＶ光を調整・整形してレチクルに当てる照明光学系と、
中間結像位置の前後にそれぞれ配置された複数枚ずつのミラー群（前段ミラー群、後段ミラー群）を有する、前記レチクルから反射するＥＵＶ光を感応基板上に投影する投影光学系と、
前記投影光学系の前記前段ミラー群又は後段ミラー群を収容する、前段光学鏡筒と後段光学鏡筒に分割された光学鏡筒と、
を具備する露光装置の調整方法であって、
前記前段ミラー群を前記前段光学鏡筒に組み込み、前記後段ミラー群を前記後段光学鏡筒に組み込んだ後に、各々のミラー群を単独で調整し、次いで両光学鏡筒を一体化した後に総合的な調整を行なうことを特徴とする露光装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＥＵＶ光（Ｅｘｔｒｅｍｅ　　Ｕｌｔｒａ　Ｖｉｏｌｅｔ光：極端紫外光）を用いる露光装置とその調整方法に関する。特には、装置の組み立てやミラー群の調整を、より短時間で高精度に行なうことができる露光装置及びその調整方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、１３ｎｍ程度の波長を有するＥＵＶ光を使用した投影リソグラフィー技術が開発されている。このようなＥＵＶ光を用いる露光装置においては、一般に、反射ミラーを組み合わせた反射光学系が用いられる。一例の光学系は、多層膜がコーティングされた４枚又は６枚のＥＵＶ反射鏡を備えている。これらの反射鏡は、多層膜の各界面における反射光の位相を一致させ、干渉効果によって高い反射率を実現するものである。
【０００３】
以下、図３を参照しつつ、ＥＵＶ露光装置の一例について説明する。
図３は、ＥＵＶ露光装置の一例（４枚投影系）を示す概略構成図である。
図３に示すＥＵＶ露光装置は、光源を含む照明系ＩＬを備えている。照明系ＩＬから放射されたＥＵＶ光（一般に波長５〜２０ｎｍが用いられ、具体的には１３ｎｍや１１ｎｍの波長が用いられる）は、折り返しミラー１で反射してレチクル２に照射される。
【０００４】
レチクル２は、レチクルステージ３に保持されている。このレチクルステージ３は、走査方向（Ｙ軸）に１００ｍｍ以上のストロークを持ち、レチクル面内の走査方向と直交する方向（Ｘ軸）に微小ストロークを持ち、光軸方向（Ｚ軸）にも微小ストロークを持っている。ＸＹ方向の位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされ、Ｚ方向はレチクルフォーカス送光系４とレチクルフォーカス受光系５からなるレチクルフォーカスセンサでモニタされている。
【０００５】
レチクル２で反射したＥＵＶ光は、図中下側の光学鏡筒１４内に入射する。このＥＵＶ光は、レチクル２に描かれた回路パターンの情報を含んでいる。レチクル２にはＥＵＶ光を反射する多層膜（例えばＭｏ／ＳｉやＭｏ／Ｂｅ）が形成されており、この多層膜の上に吸収層（例えばＮｉやＡｌ）の有無でパターニングされている。
【０００６】
光学鏡筒１４内に入射したＥＵＶ光は、第一ミラー６で反射した後、第二ミラー７、第三ミラー８、第四ミラー９と順次反射し、最終的にはウェハ１０に対して垂直に入射する。投影系の縮小倍率は、例えば１／４や１／５である。この図では、ミラーは４枚であるが、Ｎ．Ａ．をより大きくするためには、ミラーを６枚あるいは８枚にすると効果的である。鏡筒１４の近傍には、アライメント用のオフアクシス顕微鏡１５が配置されている。
【０００７】
ウェハ１０は、ウェハステージ１１上に載せられている。ウェハステージ１１は、光軸と直交する面内（ＸＹ平面）を自由に移動することができ、ストロークは例えば３００〜４００ｍｍである。同ウェハステージ１１は、光軸方向（Ｚ軸）にも微小ストロークの上下が可能で、Ｚ方向の位置はウェハオートフォーカス送光系１２とウェハオートフォーカス受光系１３からなるウェハフォーカスセンサでモニタされている。ウェハステージ１１のＸＹ方向の位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされている。露光動作において、レチクルステージ３とウェハステージ１１は、投影系の縮小倍率と同じ速度比、すなわち、４：１あるいは５：１で同期走査する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図３のＥＵＶ露光装置は、４枚のミラーから構成される４枚投影系を備えているが、Ｎ．Ａ．（開口数）をより大きくするためには、ミラーを６枚あるいは８枚にすると効果的であることが知られている。具体的には、６枚ミラー系でＮ．Ａ．を０．１８〜０．２０、８枚ミラー系でＮ．Ａ．を０．２５以上とできるとされている。
【０００９】
ＥＵＶ露光装置の投影光学系においては、微細な回路パターンを精確に転写するため、波面収差を極限まで低減し、且つ、反射鏡の枚数を最低限にしながら、広い露光フィールドを確保することが要求される。一例で数値を挙げると、ＥＵＶ露光装置の投影光学系の波面収差は、ｒｍｓで１ｎｍ以下、あるいは、０．５ｎｍ以下が要求されている。ところが、６枚あるいは８枚ミラーの投影光学系をこのような超高精度の波面収差を満足するように組み立て・調整することは非常に困難である。
【００１０】
現在では、３次元座標測定器等を用いて外形又は基準マークを照らし合わせながら、６枚あるいは８枚の各ミラーを光学鏡筒に保持する方法が考えられている。しかしながら、この方法では、投影光学系全体の波面収差が悪い場合に、複数枚のミラーのうち、どのミラーが波面収差の悪化の原因となっているかを特定することが困難である。また、ＰＤＩ（Ｐｏｉｎｔ　　Ｄｉｆｒａｃｔｉｏｎ　　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）等の、キャプチャ・レンジ（測定可能範囲）の狭い干渉計を用いる場合は、波面を測定すること自体が不可能となる可能性がある。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、装置の組み立てやミラー群の調整を、より短時間で高精度に行なうことができる露光装置及びその調整方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明の露光装置は、ＥＵＶ光を射出する光源と、　該光源から射出されたＥＵＶ光を調整・整形してレチクルに当てる照明光学系と、　該レチクルを載置して移動・位置決めするレチクルステージと、　該レチクルから反射するＥＵＶ光を感応基板上に投影する投影光学系と、　該感応基板を載置して移動・位置決めする感応基板ステージと、　前記投影光学系を収容する光学鏡筒と、を具備する露光装置であって、　前記投影光学系が、中間結像位置の前後にそれぞれ配置された複数枚ずつのミラー群（前段ミラー群、後段ミラー群）を有し、　前記光学鏡筒が、前記前段ミラー群又は後段ミラー群を組み込んで収容する、前段光学鏡筒と後段光学鏡筒に分割されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、中間結像位置の前後の前段ミラー群、後段ミラー群が、分割された前段光学鏡筒と後段光学鏡筒とにそれぞれ収容されるので、中間結像位置において波面収差を測定でき、空間像も形成できる。そのため、各ミラー群で光学性能の確認・調整を行うことができる。この際、各ミラー群の構成ミラー数は少ないため、精度不良の原因となっているミラーの探索は容易である。そして、各ミラー群で充分な性能が得られた後に、投影光学系を組んで全体調整を行う。この結果、短時間で効率的に装置を組み立て・調整することができる。
【００１４】
本発明の露光装置においては、前記前段ミラー群を前記前段光学鏡筒に組み込み、前記後段ミラー群を前記後段光学鏡筒に組み込んだ後に、各々のミラー群が単独で調整されており、次いで両光学鏡筒が一体化された後に総合的な調整が行なわれているものとすることができる。
【００１５】
本発明の露光装置の調整方法は、ＥＵＶ光を射出する光源と、　該光源から射出されたＥＵＶ光を調整・整形してレチクルに当てる照明光学系と、　中間結像位置の前後にそれぞれ配置された複数枚ずつのミラー群（前段ミラー群、後段ミラー群）を有する、前記レチクルから反射するＥＵＶ光を感応基板上に投影する投影光学系と、　前記投影光学系の前記前段ミラー群又は後段ミラー群を収容する、前段光学鏡筒と後段光学鏡筒に分割された光学鏡筒と、を具備する露光装置の調整方法であって、　前記前段ミラー群を前記前段光学鏡筒に組み込み、前記後段ミラー群を前記後段光学鏡筒に組み込んだ後に、各々のミラー群を単独で調整し、次いで両光学鏡筒を一体化した後に総合的な調整を行なうことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＥＵＶ露光装置の光学鏡筒の構成例を示す断面図である。
図１には、ＥＵＶ露光装置の投影光学系鏡筒２０が示されている。この鏡筒２０の上流側（図中上方）には、反射レチクル（図３の符号２）や照明光学系（図３の符号ＩＬ）が配置されている。一方、鏡筒２０の下流側（図中下方）には、ウェハ（感応基板、図３の符号１０）が配置されている。光源から射出されたＥＵＶ光（図１中の一点鎖線参照）は、照明光学系で調整・整形されてレチクルステージ上のレチクルに当たり、鏡筒２０内に導入された後に感応基板上に投影される。
【００１７】
図１の投影光学系鏡筒２０内には、計６枚のミラーＭ１〜Ｍ６が組み込まれている。鏡筒２０内に導かれたＥＵＶ光は、ミラーＭ１〜Ｍ６に順次に当たって反射し、下流側の感応基板へと至る。これらのミラーＭ１〜Ｍ６は、中間結像位置Ｐを境として、前段側（上流側）の４枚のミラーＭ１〜Ｍ４（前段ミラー群）と、後段側（下流側）の２枚のミラーＭ５、Ｍ６（後段ミラー群）とに分かれている。そして、この投影光学系鏡筒２０は、中間結像位置Ｐ付近を境として、前段光学鏡筒２１と後段光学鏡筒３１とに分割されている。これらの鏡筒２１、３１は、同じ内外径に形成された筒状体である。前段光学鏡筒２１内には、前段ミラー群をなす４枚のミラーＭ１〜Ｍ４が配置されている。一方、後段光学鏡筒３１内には、後段ミラー群をなす２枚のミラーＭ５、Ｍ６が配置されている。
【００１８】
前段ミラー群について詳しく説明する。
ミラーＭ１は非対称凹面ミラーである。このミラーＭ１は、反射面が上を向いた状態で、前段光学鏡筒２１の下部部材２２に取り付けられている。同ミラーＭ１には微調整機構Ｃ１が付設されている。
ミラーＭ２も非対称凹面ミラーである。このミラーＭ２は、反射面が下を向いた状態で、前段光学鏡筒２１の上部部材２３に取り付けられている。同ミラーＭ２には微調整機構Ｃ２が付設されている。
【００１９】
ミラーＭ３は、対称凸面ミラーである。このミラーＭ３は、反射面が上を向いた状態で、前段光学鏡筒２１の中間部材２４に取り付けられている。同ミラーＭ３には微調整機構Ｃ３が付設されている。
ミラーＭ４は、非対称凹面ミラーである。このミラーＭ４は、反射面が下を向いた状態で、前段光学鏡筒２１の上部部材２３に取り付けられており、前述のミラーＭ２の図中左側に配置されている。同ミラーＭ４には、微調整機構Ｃ４が付設されている。
【００２０】
この前段光学鏡筒２１において、上部部材２３の図中右側（ミラーＭ２よりも右側）には、ＥＵＶ光を導入する開口２３ａが形成されている。さらに、前段光学鏡筒２１の中間部材２４にも、開口２５ａが形成されている。同中間部材２４において、ミラーＭ３よりも右側には、ＥＵＶ光を通す開口２４ａ、２４ｂが形成されている。さらに、前段光学鏡筒２１の下部部材２２の図中左側（ミラーＭ１よりも左側）には、ＥＵＶ光を後段光学鏡筒３１に導入する開口２２ａが形成されている。
【００２１】
後段ミラー群について詳しく説明する。
ミラーＭ５は対称凸面ミラーである。このミラーＭ５は、反射面が上を向いた状態で、後段光学鏡筒３１の下部部材３２に取り付けられている。同ミラーＭ５には微調整機構Ｃ５が付設されている。ミラーＭ５よりも図中右側において、下部部材３２には、ＥＵＶ光を下流側の感応基板へと導く開口３２ａが形成されている。
【００２２】
ミラーＭ６は対称凹面ミラーである。このミラーＭ６は、反射面が下を向いた状態で、後段光学鏡筒３１の上部部材３３に取り付けられている。同ミラーＭ６には微調整機構Ｃ６が付設されている。ミラーＭ６よりも図中左側において、上部部材３３には、前段光学鏡筒２１からのＥＵＶ光を導入する開口３３ａが形成されている。
【００２３】
前段光学鏡筒２１と後段光学鏡筒３１との境界部外側には、これら両鏡筒を連結する連結機構３０が設けられている。図１に示す両鏡筒２１、３１の連結状態において、図中Ｐで示す箇所がＥＵＶ光の中間結像位置である。両鏡筒２１、３１の連結時には、中間結像位置Ｐにおいて波面収差を測定でき、空間像も形成できるので、より短時間で効率的に装置を組み立て・調整することができる。
なお、波面収差の測定方法としては、例えばＵＳＰ６，３０７，６３５Ｂ１（Ｇｏｌｄｂｅｒｇ）に記載されているものを用いることができる。
【００２４】
このような投影光学系鏡筒２０においては、中間結像位置Ｐの前後の前段ミラー群、後段ミラー群が、分割された前段光学鏡筒２１と後段光学鏡筒３１とにそれぞれ組み込まれて収容されるので、中間結像位置Ｐにおいて波面収差を測定でき、空間像も形成できる。そのため、各ミラー群で光学性能の確認・調整を行うことができる。この際、各ミラー群の構成ミラー数は４枚と２枚であるため、精度不良の原因となっているミラーの探索は容易である。そして、各ミラー群で充分な性能が得られた後に、投影光学系を組んで全体調整を行う。この結果、短時間で効率的に装置を組み立て・調整することができる。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図２は、本発明の第２の実施の形態に係るＥＵＶ露光装置の光学鏡筒の構成例を示す断面図である。
図２に示す投影光学系鏡筒５０は、図１に示す投影光学鏡筒２０と比較して、次の点で異なる。すなわち、図１の鏡筒２０は、前段ミラー群が４枚のミラーＭ１〜Ｍ４からなり、後段ミラー群が２枚のミラーＭ５、Ｍ６からなるのに対し、図２の鏡筒５０は、中間結像位置Ｐの前後の前段ミラー群・後段ミラー群がともに３枚ずつのミラーＭ１〜Ｍ３・Ｍ４〜Ｍ６からなる。
【００２６】
図２の投影光学系鏡筒５０は、中間結像位置Ｐ付近を境として、前段光学鏡筒５１と後段光学鏡筒６１とに分割されている。前段光学鏡筒５１は、山形に突出した下端部５２を有する筒状体である。後段光学鏡筒６１は、図中左上の一部が切り取られて開口６１ａが形成された筒状体である。前段光学鏡筒５１の下部は、後段光学鏡筒６１の開口６１ａを塞ぐように組み付けられている。この組み付け状態において、前段光学鏡筒５１の下端部５２は後段光学鏡筒６１内に位置する。前段光学鏡筒５１内には、前段ミラー群をなす３枚のミラーＭ１〜Ｍ３が配置されている。一方、後段光学鏡筒６１内には、後段ミラー群をなす３枚のミラーＭ４〜Ｍ６が配置されている。
【００２７】
前段ミラー群について詳しく説明する。
ミラーＭ１は非対称凹面ミラーである。このミラーＭ１は、反射面が上を向いた状態で、前段光学鏡筒５１の中間部材５４に取り付けられている。同ミラーＭ１には微調整機構Ｃ１が付設されている。このミラーＭ１よりも図中右側において、中間部材５４には、ＥＵＶ光を通す開口５４ａが形成されている。
【００２８】
ミラーＭ２は対称凹面ミラーである。このミラーＭ２は、反射面が下を向いた状態で、前段光学鏡筒５１の上部部材５３に取り付けられている。同ミラーＭ２には微調整機構Ｃ２が付設されている。このミラーＭ２よりも図中左側において、上部部材５３には、上流側からのＥＵＶ光を導入する開口５３ａが形成されている。
【００２９】
ミラーＭ３は対称凸面ミラーである。このミラーＭ３は、反射面が上を向いた状態で、前段光学鏡筒２１の下端部５２に取り付けられている。同ミラーＭ３には微調整機構Ｃ３が付設されている。このミラーＭ３の上方において、前段光学鏡筒２１の下部側面には、ＥＵＶ光を後段光学鏡筒６１に導入する開口５２ａが形成されている。
【００３０】
後段ミラー群について詳しく説明する。
ミラーＭ４は対称凹面ミラーである。このミラーＭ４は、反射面が下を向いた状態で、後段光学鏡筒６１の上部部材６３に取り付けられている。同ミラーＭ４には微調整機構Ｃ４が付設されている。
【００３１】
ミラーＭ５は非対称凹面ミラーである。このミラーＭ５は、反射面が上を向いた状態で、後段光学鏡筒６１の下部部材６２に取り付けられている。同ミラーＭ５には微調整機構Ｃ５が付設されている。このミラーＭ５よりも図中左側において、下部部材６２には、ＥＵＶ光を下流側へと導く開口６２ａが形成されている。
【００３２】
ミラーＭ６は対称凹面ミラーである。このミラーＭ６は、反射面が下を向いた状態で、前段光学鏡筒５１の下端部５２下面に片持ち支持されている。この取り付け状態において、ミラーＭ６は後段光学鏡筒６１内に位置する。同ミラーＭ６には微調整機構Ｃ６が付設されている。
【００３３】
前段光学鏡筒５１と後段光学鏡筒６１との境界部には、これら両鏡筒を連結する連結機構６０、７０が設けられている。図２に示す両鏡筒５１、６１の連結状態において、図中Ｐで示す箇所がＥＵＶ光の中間結像位置である。
【００３４】
このような投影光学系鏡筒５０においても、図１の投影光学系鏡筒２０と同様に、前段ミラー群の各ミラーＭ１〜Ｍ３は前段光学鏡筒５１において組み立て・調整可能であり、後段ミラー群の各ミラーＭ４〜Ｍ６は後段光学鏡筒６１において組み立て・調整可能である。そのため、鏡筒の一体化後は、各ミラーＭ１〜Ｍ６に付設されている微調整機構Ｃ１〜Ｃ６を微調整することで、短時間で円滑に精密なミラー調整を行なうことができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、装置の組み立てやミラー群の調整を、より短時間で高精度に行なうことができる露光装置及びその調整方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＥＵＶ露光装置の光学鏡筒の構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るＥＵＶ露光装置の光学鏡筒の構成例を示す断面図である。
【図３】ＥＵＶ露光装置の一例（４枚投影系）を示す概略構成図である。
【符号の説明】
２０、５０　投影光学系鏡筒
２１、５１　前段光学鏡筒　　　　　　　３１、６１　後段光学鏡筒
Ｍ１〜Ｍ６　ミラー　　　　　　　　　　Ｃ１〜Ｃ６　微調整機構
Ｐ　中間結像位置
【図１】
2004128307.tif 000003
【図２】
2004128307.tif 000004
【図３】
2004128307.tif 000005