(57)【要約】【課題】ＥＵＶ光源ミラーへのデブリ付着劣化及び光源劣化時の装置連続稼動を可能にする。【解決手段】１）複数光源を持ち、劣化光源から新規光源への切り換え時、照明系への露光光導入をミラーにて切り替える。２）複数光源に対して励起レーザー出射口を複数設ける。３）モジュール化した複数光源部を持ち、移動交換する。４）光源のミラー部のみ複数設け、ミラー部のみ移動交換する。５）光源光量モニターにより上記自動交換。【選択図】        図１
2004193468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原版面に描かれたパターンを投影光学系を介して基板に投影し、該投影光学系に対し原版と基板の両方、もしくは基板のみをステージ装置により相対的に移動させることにより、原版のパターンを基板に繰り返し露光する露光装置において、
投影光学系に露光光を供給する発光光源部が複数設けられ、複数の発光光源部を選択切り換える手段を設けたことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
請求項１）に記載の露光装置において、複数の発光光源部を選択切り換える手段を、移動ミラーとしたことを特徴とする露光装置。
【請求項３】
請求項１）に記載の露光装置において、露光光量の変化検出手段を設け、該検出信号により複数の発光光源部を選択切り換えることを特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項１）に記載の露光装置において、複数の発光光源部の発光元素に対して励起レーザーを照射する励起レーザー出射部を複数設け、励起レーザー出射口を選択切り換えることを特徴とする露光装置。
【請求項５】
請求項１）に記載の露光装置において、複数の発光光源部は移動可能に支持位置決めされることを特徴とする露光装置。
【請求項６】
原版面に描かれたパターンを投影光学系を介して基板に投影し、該投影光学系に対し原版と基板の両方、もしくは基板のみをステージ装置により相対的に移動させることにより、原版のパターンを基板に繰り返し露光する露光装置において、
投影光学系に露光光を供給する発光光源部に複数の集光ミラーを備え、複数の集光ミラー部は、該発光光源部に対して移動可能に支持位置決めされることを特徴とする露光装置。
【請求項７】
請求項５）に記載の露光装置において、露光光量の変化検出手段を設け、該検出信号により複数の集光ミラー部を選択切り換えることを特徴とする露光装置。
【請求項８】
請求項１）〜６）に記載の露光装置において、複数の発光光源は、波長２０nm以下のEUV光を発生させることを特徴とする露光装置。
【請求項９】
請求項１）〜７）に記載の露光装置において、複数の発光光源は、液化XeあるいはLiを含む光源元素を励起レーザーで励起する方式、あるいはガス化XeあるいはLiを含む光源元素を電極放電にて励起する方式であることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工程において用いられる露光装置で、レチクルパターンをシリコンウエハ上に投影して転写する投影露光装置に関するものであり、その中でも、特にEUV光（Extreme Ultraviolet 極紫外光）である13〜14nm程度の波長の露光光を光源として使用するEUV露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来例を第７〜８図に示す。
【０００３】
１０１．は励起レーザーで、光源の発光点となる光源材料をガス化、液化、噴霧ガス化させたポイントに向けて照射することにより、光源材料原子をプラズマ励起することにより発光させる為の励起レーザーで、YAG固体レーザー等を用いる。
【０００４】
１０２．は光源発光部で内部は真空に維持された構造を持つ、内部構造を第０８図に示す。
【０００５】
ここで、１０２A．は光源Aで、実際の露光光源の発光ポイントを示す。
【０００６】
１０２Aa．は光源ミラーAaで、１０２A．光源Aからの全球面光を発光方向に揃え集光反射する為に、１０２A．光源A中心に半球面状のミラーとして配置される。
【０００７】
１０２Ab．はXe（液化、噴霧、ガス）で、発光元素として液化Xeあるいは液化Xe噴霧あるいはXeガスを１０２A．光源Aのポイントに突出させる。
【０００８】
１０２Ac．は１０２A．光源Aの発光時にプラズマ励起された部位で不純物及び光源部Xe突出部の１０２Ae．ノズル等から発生する飛散物質（デブリス）で、１０２Aa．光源ミラーAaの反射面に付着し、１０２Ad．飛散物質付着汚染（ミラー面曇り）が発生し、ミラー面の反射率を低下させる。
【０００９】
１０３．は露光装置全体を格納する真空チャンバーで、１０４．真空ポンプにより真空状態を維持することを可能にするチャンバー。
【００１０】
１０５．は１０２．光源発光部からの露光光を導入成形する露光光導入部で、１０５A．〜１０５D．ミラーA〜Dにより構成され、露光光を均質化かつ整形する。
【００１１】
１０６．はレチクルステージで、レチクルステージ上の可動部には、露光パターンの反射原盤である１０６A．原盤が搭載されている。
【００１２】
１０７．は１０６A．原盤から反射した露光パターンを縮小投影する、縮小投影ミラー光学系で、１０７A．〜１０７E．ミラーＡ〜Ｅに順次投影反射し最終的に規定の縮小倍率比で縮小投影される。
【００１３】
１０８．はウエハステージで、１０５A．原盤により反射縮小投影されたパターンを露光するSi基板である１０８A．ウエハを、所定の露光位置に位置決めする為に、XYZ、XY軸回りのチルト、Z軸回りの回転方向の６軸駆動可能に位置決め制御される。
【００１４】
１０９．はレチクルステージ支持体で、１０５．レチクルステージを装置設置床に対して支持する。
【００１５】
１１０．は投影系本体で、１０７．縮小投影ミラー光学系を装置設置床に対して支持する。
【００１６】
１１１．はウエハステージ支持体で、１０８．ウエハステージを装置設置床に対して支持する。
【００１７】
以上の１０９．レチクルステージ支持体と１１０．投影系本体と１１１．ウエハステージ支持体により分離独立して支持された、１０５．レチクルステージと、１０７．縮小投影ミラー光学系間及び１０７．縮小投影ミラー光学系と１０８．ウエハステージと間は、相対位置を位置計測し所定の相対位置に連続して維持制御する手段（不図示）が設けられている。
【００１８】
また、１０９．レチクルステージ支持体と１１０．投影系本体と１１１．ウエハステージ支持体には、装置設置床からの振動を絶縁するマウント（不図示）が設けられている。
【００１９】
以上の構成の露光装置で連続して露光を行う際に、光源部に発生するミラー部劣化を、第０８図に示す。
【００２０】
ここで、１０２．光源発光部の１０２A．光源A部に対して、１０２Ab．Xe（液化、噴霧、ガス）を突出させる１０２Ae．ノズルの近傍及びその周辺に存在する不純物等が１０１．励起レーザーによるアタックと発光時のアタックにより１０２Ac．飛散物質（デブリス）が飛散し、1０２Aa．光源ミラーAaの反射面側に付着し、１０２Ad．飛散物質付着汚染（ミラー面曇り）が発生する。
【００２１】
１０２Ad．飛散物質付着汚染（ミラー面曇り）が発生することにより、結果として露光光量ダウンにつながり、適正な露光量の露光光が１０５A．原盤に到達せず、適正な露光条件でのパターン露光が出来なくなった。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では複数の発光光源部を設け、従来例の問題である、飛散物質付着汚染（ミラー面曇り）が発生することにより、結果として露光光量ダウンにつながり、適正な露光量の露光光が原盤に到達せず、適正な露光条件でのパターン露光が出来なくなった際に、複数の発光光源部あるいは光源部集光ミラーを切り換えることにより、適正な露光量に速やかに戻す。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（実施例）
以下に本発明の実施例を説明する。
【００２４】
第01〜06図に、本実施例及び他の実施例を示す。
【００２５】
１．は励起レーザーで、光源の発光点となる光源材料をガス化、液化、噴霧ガス化させたポイントに向けて照射することにより、光源材料原子をプラズマ励起することにより発光させる為の励起レーザーで、YAG固体レーザー等を用いる。
【００２６】
２．は光源発光部で内部は真空に維持された構造を持つ、光源発光部の内部構造を第０２図に示す。
【００２７】
ここで、２A．は光源Aで、実際の露光光源の発光ポイントを示す。
【００２８】
２Aa．は光源ミラーAaで、２A．光源Aからの全球面光を発光方向に揃え集光反射する為に、２A．光源A中心に半球面状のミラーとして配置される。
【００２９】
２Ab．はXe（液化、噴霧、ガス）で、発光元素として液化Xeあるいは液化Xe噴霧あるいはXeガスを２A．光源Aのポイントに突出させる。
【００３０】
２Ac．は２A．光源Aの発光時にプラズマ励起された部位で不純物及び光源部Xe突出部の２Ae．ノズル等から発生する飛散物質（デブリス）で、２Aa．光源ミラーAaの反射面に付着し、２Ad．飛散物質付着汚染（ミラー面曇り）が発生し、ミラー面の反射率を低下させる。
【００３１】
2B．は光源Bで、2A．光源と同一構成で2C．光源切り換えミラーに対して互いに光軸が直交するように配置されている。
【００３２】
2C．光源切り換えミラーが図示矢印方向に回転することにより、両光源を切り換えることが出来る。
【００３３】
３．は露光装置全体を格納する真空チャンバーで、４．真空ポンプにより真空状態を維持することを可能にするチャンバー。
【００３４】
５．は２．光源発光部からの露光光を導入成形する露光光導入部で、５A．〜５D．ミラーA〜Dにより構成され、露光光を均質化かつ整形する。
【００３５】
６．はレチクルステージで、レチクルステージ上の可動部には、露光パターンの反射原盤である６A．原盤が搭載されている。
【００３６】
７．は６A．原盤から反射した露光パターンを縮小投影する、縮小投影ミラー光学系で、７A．〜７E．ミラーＡ〜Ｅに順次投影反射し最終的に規定の縮小倍率比で縮小投影される。
【００３７】
８．はウエハステージで、５A．原盤により反射縮小投影されたパターンを露光するSi基板である８A．ウエハを、所定の露光位置に位置決めする為に、XYZ、XY軸回りのチルト、Z軸回りの回転方向の６軸駆動可能に位置決め制御される。
【００３８】
９．はレチクルステージ支持体で、５．レチクルステージを装置設置床に対して支持する。
【００３９】
１０．は投影系本体で、７．縮小投影ミラー光学系を装置設置床に対して支持する。
【００４０】
１１．はウエハステージ支持体で、８．ウエハステージを装置設置床に対して支持する。
【００４１】
以上の９．レチクルステージ支持体と１０．投影系本体と１１．ウエハステージ支持体により分離独立して支持された、５．レチクルステージと、７．縮小投影ミラー光学系間及び７．縮小投影ミラー光学系と８．ウエハステージと間は、相対位置を位置計測し所定の相対位置に連続して維持制御する手段（不図示）が設けられている。
【００４２】
また、９．レチクルステージ支持体と１０．投影系本体と１１．ウエハステージ支持体には、装置設置床からの振動を絶縁するマウント（不図示）が設けられている。
【００４３】
以上の構成の露光装置で連続して露光を行う際に、光源部に発生するミラー部劣化を、第０２図（２）に示す。
【００４４】
ここで、２．光源発光部の２A．光源A部に対して、２Ab．Xe（液化、噴霧、ガス）を突出させる２Ae．ノズルの近傍及びその周辺に存在する不純物等が１．励起レーザーによるアタックと発光時のアタックにより２Ac．飛散物質（デブリス）が飛散し、２Aa．光源ミラーAaの反射面側に付着し、２Ad．飛散物質付着汚染（ミラー面曇り）が発生する。
【００４５】
２Ad．飛散物質付着汚染（ミラー面曇り）が発生することにより、結果として露光光量ダウンにつながり、適正な露光量の露光光が５A．原盤に到達せず、適正な露光条件でのパターン露光が出来なくなる。
【００４６】
このような状態になった時に、適正な露光量でなくなったことを検出する露光量モニター（不図示）からの情報により、２C．光源切り換えミラーを回転させ、第０２図（１）に示す実線位置から破線位置に移動位置決めする。
【００４７】
２C．光源切り換えミラーの移動により、２A．光源Aから２B．光源Bからの露光光に切り換え、適正な露光量に戻し露光装置を連続運転する。
【００４８】
２A．光源Aは、汚染ミラーをメンテナンスする為に、回収交換しておくことにより。次に２B．光源Bが劣化した際には、２C．光源切り換えミラーを逆の動作で移動させ、２A．光源Aに切り換える。
【００４９】
（他の実施例１）
他の実施例を、第03図に示す。
【００５０】
ここで、２．光源発光部の複数光源である２D．光源Dと２E．光源Eを、１．励起レーザーからの複数の出射位置に対して、略平行位置に並べて設ける。
【００５１】
その際、光源間の切り換えを、２Ｄ．光源Ｄを使用する際には、２Ｆ．光源切り換えミラーを図示破線位置にすることにより使用し、２Ｅ．光源Ｅを使用するには、２Ｆ．光源切り換えミラーを実線位置に退避させ、５．露光光導入部の第１ミラーである５Ａ．ミラーＡを用いる。
【００５２】
この様に、光源の切り換えを、５．露光光導入部に設けられる、１段目のミラーである５Ａ．ミラーＡ及び２Ｆ．光源切り換えミラー間で行うことで、光源間のミラー構成枚数を変えずに光源の交換を可能にする。
【００５３】
（他の実施例２）
他の実施例を、第04図に示す。
【００５４】
ここで、２．光源発光部の複数光源である２G．光源Gと２H．光源Hを、１．励起レーザーからの単一出射光軸位置に対して、略平行位置に並べて設ける。
【００５５】
光源間の切り換えをする際には、２G．光源Gと２H．光源Hを図示矢印方向に移動させる２I．光源切り換え手段が設けられ、２I．光源切り換え手段を移動させることにより、２G．光源Gと２H．光源Hをスライド移動させ、１．励起レーザーの出射口に対して切り換える。移動後に、破線位置に退避した２G．光源Gを外しミラー部のメンテナンスを行うことにより、次に２H．光源Hが汚染劣化した際に移動交換することが可能になる。
【００５６】
（他の実施例３）
他の実施例を、第05図（１）（２）に示す。
【００５７】
ここで、２．光源発光部の複数の光源と集光ミラーから成る光源である、２J．光源Jと２K．光源Kと２L．光源Lと２M．光源Mを、１．励起レーザーからの単一出射光軸位置に対して、略平行位置に並べて設ける。また、それら複数の光源は、第05図（２）に示すように、ターレット状の回転板である２N．光源切り換え手段に、回転対称に配置固定されている。
【００５８】
光源間の切り換えをする際には、２N．光源切り換え手段を回転駆動させ、１．励起レーザー光軸位置に対して、２J．光源Jを退避させ２L．光源Lを新たに位置決めする。その後、次の交換の際は、順次２M．光源M、２K．光源Kを新たに位置決めし光源として使用する。
【００５９】
また、第０５図（３）（４）に示す様に、２、光源発光部の２J．光源に対して、集光ミラーのみが複数設けられ、上記ターレット状の回転板に取り付けられた、２Ja〜２Ma．集光ミラーを、2Na．集光ミラー切り換え手段により切り換えることにより、汚染劣化した集光ミラー部を交換し、光源の光量を復元することも可能である。
【００６０】
（他の実施例４）
他の実施例を、第06図に示す。
【００６１】
前記実施例では、光源元素のXe (液化、噴霧、ガス化)の励起手段として、励起レーザー（YAG固体レーザー等）を用いてプラズマ励起していたが、他の実施例として電極放電励起方式がある。
【００６２】
ここで、２P．光源Pの位置を挟む構造で、2Ra．放電電極aと２Rb．放電電極bが設けられ、これらの電極間で高圧電位差による放電を発生させ、封入された光源元素である２Q．Xeガスを励起発光させる。
【００６３】
このような、放電管方式の光源に関しても、複数の光源を設け、２P．光源Pと２T．光源Tを切り換えることにより、汚染劣化した光源を交換することが可能になる。
【００６４】
もちろん、放電管方式の光源に関しても、前記実施例１）〜４）の交換方法に対して適用可能となる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明により、複数の発光光源部を設け、適正な露光光量が得られなくなった際に、自動的に発光光源部を切り換えることにより、適正な露光量に速やかに復元し、露光装置を光源のメンテナンスで停止させることなく連続稼動させることにより、高生産性でかつ高精度の露光が可能な露光装置を提供出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に示す露光装置全体図。
【図２】本実施例に示す光源部詳細図。
【図３】他実施例に示す露光装置全体図。
【図４】他実施例に示す露光装置全体図。
【図５】他実施例に示す露光装置全体図。
【図６】他実施例に示す光源部詳細図。
【図７】従来例に示す露光装置全体図。
【図８】従来例に示す光源部詳細図。
【符号の説明】
１  励起レーザー
２  光源発光部
２A  光源A
２Aa  光源ミラーAa
２Ab  Xe（液化、噴霧、ガス）
２Ac  飛散物質（デブリス）
２Ad  飛散物質付着汚染（ミラー曇り）
２B  光源B
２C  光源切り換えミラー
２D  光源D
２E  光源E
２F  光源切り換えミラー
２G  光源G
２H  光源H
２I  光源切り換え手段
２J  光源J
２Ja  集光ミラー
２K  光源K
２Ka  集光ミラー
２L  光源L
２La  集光ミラー
２M  光源M
２Ma  集光ミラー
２N  光源切り換え手段
２Na  集光ミラー切り換え手段
２P  光源P
２Q  Xeガス
２Ra  放電電極a
２Rb  放電電極b
２S  光源ミラーS
２T  光源T
３  真空チャンバー
４  真空ポンプ
５  露光光導入部
５A  ミラーA
５B  ミラーB
５C  ミラーC
５D  ミラーD
６  レチクルステージ
６A  原盤
７  縮小投影ミラー光学系
７A  ミラーA
７B  ミラーB
７C  ミラーC
７D  ミラーD
７E  ミラーE
８  ウエハステージ
８A  ウエハ
９  レチクルステージ支持体
１０  露光装置本体
１１  ウエハステージ支持体
（従来例）
１０１  励起レーザー
１０２  光源発光部
１０２A  光源A
１０２Aa  光源ミラーAa
１０２Ab  Xe（液化、噴霧、ガス）
１０２Ac  飛散物質（デブリス）
１０２Ad  飛散物質付着汚染（ミラー曇り）
１０３  真空チャンバー
１０４  真空ポンプ
１０５  露光光導入部
１０５A  ミラーA
１０５B  ミラーB
１０５C  ミラーC
１０５D  ミラーD
１０６  レチクルステージ
１０６A  原盤
１０７  縮小投影ミラー光学系
１０７A  ミラーA
１０７B  ミラーB
１０７C  ミラーC
１０７D  ミラーD
１０７E  ミラーE
１０８  ウエハステージ
１０８A  ウエハ
１０９  レチクルステージ支持体
１１０  露光装置本体
１１１  ウエハステージ支持体
【図１】
2004193468.tif 000003
【図２】
2004193468.tif 000004
【図３】
2004193468.tif 000005
【図４】
2004193468.tif 000006
【図５】
2004193468.tif 000007
【図６】
2004193468.tif 000008
【図７】
2004193468.tif 000009
【図８】
2004193468.tif 000010