(57)【要約】【課題】ミラー光学系により基板にパターンを転写する露光装置において、ミラーの位置及び形状の少なくとも一方のずれを補正し、これにより露光精度及びスループット等の性能を改善する。【解決手段】露光光の光路に配置され該露光光を反射する露光光反射面を有するミラー（７Ａ）と、ミラーの位置及び形状の少なくとも一方を計測するレーザー干渉計システム（２５Ａ〜２５Ｃ、２６Ａ〜２６Ｃ、２７Ａ〜２７Ｃ）と、計測システムによる計測結果に基づいてミラーの位置及び形状の少なくとも一方を補正するミラー支持アクチュエーター（２４Ａ〜２４Ｃ）と、【選択図】図７
2004103740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光で基板を露光する露光装置であって、
露光光の光路に配置され該露光光を反射する露光光反射面を有するミラー部材と、
前記ミラー部材の位置及び形状の少なくとも一方を計測する計測システムと、
前記計測システムによる計測結果に基づいて前記ミラー部材の位置及び形状の少なくとも一方を補正する補正機構と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記ミラー部材は、前記計測システムから照射される計測光を反射する計測用反射面を有す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】
前記計測用反射面は、前記ミラー部材の一部に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記計測用反射面は、前記ミラー部材に固定された部材に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項５】
前記補正機構は、前記計測システムによる計測結果に基づいて前記ミラー部材を駆動する複数のアクチュエーターを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記補正機構は、
前記計測システムによる計測結果に基づいて前記ミラー部材の所定箇所の位置を補正する第１アクチュエーターと、
前記計測システムによる計測結果に基づいて前記ミラー部材の所定箇所に力を印加する第２アクチュエーターと、
を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記補正機構は、
前記計測システムによる計測結果に基づいて前記ミラー部材の複数箇所の位置をそれぞれ補正する複数の第１アクチュエーターと、
前記計測システムによる計測結果に基づいて前記ミラー部材の複数箇所にそれぞれ力を印加する複数の第２アクチュエーターと、
を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記第１アクチュエータは、ピエゾ素子又は磁歪素子を含むことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】
前記第２アクチュエータは、ピエゾ素子又は磁歪素子を含むことを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記ミラー部材は、基板に投影すべきパターンが形成された原版を照明する照明系の一部を構成することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記ミラー部材は、原版に形成されたパターンを基板に投影する投影光学系の一部を構成することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記投影光学系の収差を計測する収差計測システムを更に備え、
前記補正機構は、前記収差計測システムによる計測結果に基づいて決定された目標値に応じて前記ミラー部材の位置及び形状の少なくとも一方を補正することを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
デバイス製造方法であって、
感光剤が塗布された基板に請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の露光装置を用いてパターンを転写する工程と、
前記基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光装置に係り、特にミラーを利用して基板にパターンを転写する露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイス等のデバイスを製造するための露光装置として、レチクル等の原版のパターンをシリコンウエハ等の基板上に投影して転写する投影露光装置がある。投影露光装置の１つとして、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し、真空内に配置されたミラー光学系を通して基板にパターンを投影露光するＥＵＶ露光装置がある。
【０００３】
図１８〜図２３を参照しながらＥＵＶ露光装置について説明する。励起レーザー１０１は、光源材料がガス化、液化、噴霧ガス化されて供給されている発光ポイント（光源１０２Ａ）に向けてレーザー光を照射して、光源材料の原子をプラズマ励起することにより発光させる。励起レーザー１０１としては、例えばＹＡＧ固体レーザー等が使用され得る。
【０００４】
光源１０２Ａは、光源発光部１０２内に形成される。光源発光部１０２は、内部が真空に維持された構造を有する。図１９及び図２０に光源発光部１０２の内部構造が示されている。光源ミラー１０２Ａａは、光源１０２Ａからの全球面光を発光方向に揃えて集光反射する為に、光源１０２Ａを中心とする半球面状のミラーとして配置される。
【０００５】
Ｘｅ（液化、噴霧、ガス）１０２Ａｂは、発光元素としての液化Ｘｅ、液化Ｘｅ噴霧又はＸｅガスであり、光源１０２Ａを形成すべき発光ポイントにノズル１０２Ａｅから噴射される。
【０００６】
真空チャンバー１０３は、露光装置全体を収容しており、その内部は真空ポンプ１０４により真空状態に維持される。光源発光部１０２からの露光光は、露光光導入部１０５により真空チャンバー１０３内に導入され整形される。露光光導入部１０５は、ミラー１０５Ａ〜１０５Ｄを含み、これらにより露光光を均質化するとともに整形する。
【０００７】
レチクルステージ１０６は、可動部を有し、該可動部には、露光パターンが形成された反射原版１０６Ａが搭載される。
【０００８】
縮小投影ミラー光学系１０７は、ミラー１０７Ａ〜１０７Ｅを含み、原版１０６Ａで反射された露光パターンをウエハ１０８Ａに縮小投影する。露光パターンは、ミラー１０７Ａ〜１０７Ｅの順に投影反射されて最終的に規定の縮小倍率比でウエハ１０８Ａに縮小投影される。
【０００９】
ウエハ１０８Ａは、例えばＳｉ基板であり、ウエハステージ１０８上に載置される。ウエハステージ１０８は、原版ウエハ１０８Ａを所定の露光位置に位置決めする為に、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向、Ｘ，Ｙ軸回りのチルト、Ｚ軸回りの回転方向の６軸駆動が可能に構成されている。
【００１０】
レチクルステージ支持体１０９はレチクルステージ１０６を、投影系本体１１０は縮小投影ミラー光学系１０７を、ウエハステージ支持体１１１はウエハステージ１０８をそれぞれ装置設置床上に独立して支持する。レチクルステージ１０６と縮小投影ミラー光学系１０７との間、及び、縮小投影ミラー光学系１０８とウエハステージ１０８との間は、相対位置が計測され所定の相対位置に連続して維持制御される。
【００１１】
レチクルステージ支持体１０９と投影系本体１１０とウエハステージ支持体１１１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。
【００１２】
この構成において、レチクルステージ１０６により原版１０６Ａを移動させるとともに、ウエハステージ１０８によりウエハ１０８Ａを移動させながら原版１０６Ａのパターンをウエハ１０８Ａに転写することができる。ここで、レチクルステージ１０６及びウエハステージ１０８のいずれか一方のみを移動させながら原版１０６Ａのパターンをウエハ１０８Ａに転写することもできる。
【００１３】
レチクルストッカー１１２は、装置外部から提供される原版（レチクル）を一時的に保管するために使用される。レチクルストッカー１１２には、種々のパターン及び露光条件についてのレチクルが密閉状態で保管される。露光に使用する原版は、レチクルチェンジャー１１３によりレチクルストッカー１１２から選択的に取り出されてレチクルステージ１０６に搬送される。
【００１４】
レチクルアライメントユニット１１４は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の移動及びＺ軸周りの回転が可能なハンドを有し、レチクルチェンジャー１１３から原版（レチクル）を受け取り、１８０度回転させてレチクルステージ１０６の端部に設けられたレチクルアライメントスコープ１１５に搬送する。レチクルアライメントスコープ１１５は、縮小投影ミラー光学系１０７を基準として配置されたアライメントマーク１１５Ａを基準として原版上をＸ，Ｙ方向及びＺ軸周りの回転方向に微動しながらアライメント用の計測をする。
【００１５】
アライメント用の計測が終了した原版１０６Ａは、計測結果に応じて位置及び回転が補正されてレチクルステージ１０６上にチャッキングされる。
【００１６】
ウエハストッカー１１６は、装置外部から提供される複数枚のウエハを一時的に保管する。ウエハ搬送ロボット１１７は、ウエアストッカー１１６から露光対象のウエハ１０８Ａを選定的に取り出してウエハメカプリアライメント温調機１１８に運ぶ。
【００１７】
ウエハメカプリアライメント温調機１１８では、ウエハの回転方向の送り込み粗調整を行うと同時に、ウエハ温度を露光装置内部の温調温度に合わせ込む。ウエハ送り込みハンド１１９は、ウエハメカプリアライメント温調機１１８でアライメントと温調がされたウエハ１０８Ａをウエハステージ１０８に送り込む。
【００１８】
ゲートバルブ１２０及び１２１は、装置外部から装置内部にレチクル及びウエハを搬入するためのゲート開閉機構である。ゲートバルブ１２２は、装置内部でウエハストッカー１１６及びウエハメカプリアライメント温調機１１８の空間と露光空間とを隔壁で分離し、ウエハを露光空間に搬入し露光空間から搬出するときのみ開閉する。このように露光空間を隔壁で分離することにより装置外部からウエハの搬入し装置外部へ出する際に一旦大気開放される空間の容積を最小限にして、速やかに真空平行状態にすることができる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の露光装置において、図２１及び図２２に示すように、ミラー支持ロッド１２４Ａ〜１２４Ｃでミラー１０７Ａ〜１０７Ｅ及びミラー１０５Ａ〜１０５Ｄ、ミラー１０２Ａａを支持し位置決めした場合、ミラーの面内並進シフト方向の微小変位及び回転軸の倒れが発生したり、ミラー自身の自重変形が発生したりする可能性がある。この場合、例えば１ｎｍ以下程度のような極めて厳しいミラー面精度が要求される投影光学系ミラー１０７Ａ〜１０７Ｅ及び照明系ミラー１０５Ａ〜１０５Ｄ及び光源ミラー１０２Ａａの精度を補償出来なくなる。また、このようにミラー面精度（光学収差）が悪化すると、投影光学系の場合、ウエハへの結像性能の悪化及び照度低下を招く。
【００２０】
さらに、従来の露光装置では、光源発光部１０２からの露光光を導入し整形する露光光導入部（照明系）１０５のミラー１０５Ａ〜１０５Ｄ及び原版１０６Ａ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１０７のミラー１０７Ａ〜１０７Ｅは、例えばＭｏ−Ｓｉの多層膜がミラー母材上に蒸着あるいはスパッタされて形成され、個々の反射面で図２３に示すように光源からの露光光を反射する。その際、一面あたりの反射率は概ね７０％程度で、残りはミラー母材に吸収され熱に変換される。
【００２１】
図２３に示すように、例えば、露光光反射エリアでは温度が＋１０〜２０℃程度上昇し、これにより熱膨張係数の極めて小さいミラー材料を使用してもミラー周辺部では反射面の変位が５０〜１００ｎｍ程度発生する。結果として、１ｎｍ以下程度のような極めて厳しいミラー面精度が要求される投影光学系ミラー及び照明系ミラー及び光源ミラーの精度を補償出来なくなる。
【００２２】
このように、ミラー面精度が悪化すると、投影光学系の場合にはウエハへの結像性能の悪化及び照度低下を招き、照明系の場合には原版への目標照度低下及び照度ムラ悪化を招き、光源ミラーの場合には光源の集光不良等の照度悪化を招く。これらは、総じて露光装置の露光精度及びスループット等の基本性能の劣化につながる。
【００２３】
本発明は、発明者らによる上記の課題認識を契機としてなされたものであり、例えば、ミラーの位置及び形状の少なくとも一方のずれを補正し、これにより露光精度及びスループット等の性能を改善することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の露光装置は、露光光で基板を露光する露光装置に係り、該装置は、露光光の光路に配置され該露光光を反射する露光光反射面を有するミラー部材と、前記ミラー部材の位置及び形状の少なくとも一方を計測する計測システムと、前記計測システムによる計測結果に基づいて前記ミラー部材の位置及び形状の少なくとも一方を補正する補正機構とを備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記ミラー部材は、前記計測システムから照射される計測光を反射する計測用反射面を有することが好ましい。ここで、前記計測用反射面は、例えば、前記ミラー部材の一部に形成されてもよいし、前記ミラー部材に固定された部材に形成されてもよい。
【００２６】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記補正機構は、前記計測システムによる計測結果に基づいて前記ミラー部材を駆動する複数のアクチュエーターを有することが好ましい。更に、前記補正機構は、前記計測システムによる計測結果に基づいて前記ミラー部材の所定箇所の位置を補正する第１アクチュエーターと、前記計測システムによる計測結果に基づいて前記ミラー部材の所定箇所に力を印加する第２アクチュエーターとを含むことが好ましい。更に、前記補正機構は、前記計測システムによる計測結果に基づいて前記ミラー部材の複数箇所の位置をそれぞれ補正する複数の第１アクチュエーターと、前記計測システムによる計測結果に基づいて前記ミラー部材の複数箇所にそれぞれ力を印加する複数の第２アクチュエーターとを含むことができる。
【００２７】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記第１及び／又は第２アクチュエータは、ピエゾ素子又は磁歪素子を含むことができる。
【００２８】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記ミラー部材は、基板に投影すべきパターンが形成された原版を照明する照明系の一部、及び／又は、原版に形成されたパターンを基板に投影する投影光学系の一部を構成しうる。
【００２９】
本発明の好適な実施の形態によれば、該装置は、前記投影光学系の収差を計測する収差計測システムを更に備え、前記補正機構は、前記収差計測システムによる計測結果に基づいて決定された目標値に応じて前記ミラー部材の位置及び形状の少なくとも一方を補正することが好ましい。
【００３０】
本発明のデバイス製造方法は、感光剤が塗布された基板に上記の露光装置を用いてパターンを転写する工程と、前記基板を現像する工程とを含むことを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００３２】
［第１の実施の形態］
図１〜図１３を参照しながら本発明の第１の実施の形態を説明する。励起レーザー１は、光源材料がガス化、液化、噴霧ガス化されて供給されている発光ポイント（光源２Ａ）に向けてレーザー光を照射して、光源材料の原子をプラズマ励起することにより発光させる。励起レーザー１としては、例えばＹＡＧ固体レーザー等が使用され得る。
【００３３】
光源２Ａは、光源発光部２内に形成される。光源発光部２は、内部が真空に維持された構造を有する。図２及び図３に光源発光部２の内部構造が示されている。図２及び図３に光源発光部２の内部構造が示されている。光源から放射される露光光を反射する反射面を有する光源ミラー２Ａａは、光源２Ａからの全球面光を発光方向に揃えて集光反射する為に、光源２Ａを中心とする半球面状のミラーとして配置される。
【００３４】
Ｘｅ（液化、噴霧、ガス）２Ａｂは、発光元素としての液化Ｘｅ、液化Ｘｅ噴霧又はＸｅガスであり、光源２Ａを形成すべき発光ポイントにノズル２Ａｅから噴射される。
【００３５】
真空チャンバー３は、露光装置全体を収容しており、その内部は真空ポンプ４により真空状態に維持される。光源発光部２からの露光光は、露光光導入部５により真空チャンバー３内に導入され整形される。露光光導入部（照明系）５は、露光光を反射する反射面を有するミラー５Ａ〜５Ｄを含み、これらにより露光光を均質化するとともに整形する。
【００３６】
レチクルステージ６は、可動部を有し、該可動部には、レチクルステージ上の可動部には、露光パターンが形成された反射原版６Ａが搭載される。
【００３７】
縮小投影ミラー光学系７は、露光光を反射する反射面を有するミラー７Ａ〜７Ｅを含み、原版６Ａで反射された露光パターンをウエハ８Ａに縮小投影する。露光パターンは、ミラー７Ａ〜７Ｅの順に投影反射されて最終的に規定の縮小倍率比でウエハ８Ａに縮小投影される。
【００３８】
ウエハ８Ａは、例えばＳｉ基板であり、ウエハステージ８上に載置される。ウエハステージ８は、原版ウエハ８Ａを所定の露光位置に位置決めする為に、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向、Ｘ，Ｙ軸回りのチルト、Ｚ軸回りの回転方向の６軸駆動が可能に構成されている。
【００３９】
レチクルステージ支持体９はレチクルステージ６を、投影系本体１９は縮小投影ミラー光学系７を、ウエハステージ支持体１１はウエハステージ８をそれぞれ装置設置床に独立して支持する。レチクルステージ６と縮小投影ミラー光学系７との間、及び、縮小投影ミラー光学系８とウエハステージ８との間は、相対位置が計測され所定の相対位置に連続して維持制御される。
【００４０】
レチクルステージ支持体９と投影系本体１０とウエハステージ支持体１１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。
【００４１】
この構成において、レチクルステージ６により原版６Ａを移動させるとともに、ウエハステージ８によりウエハ８Ａを移動させながら原版６Ａのパターンをウエハ８Ａに転写することができる。ここで、レチクルステージ６及びウエハステージ８のいずれか一方のみを移動させながら原版６Ａのパターンをウエハ８Ａに転写することもできる。
【００４２】
レチクルストッカー１２は、装置外部から提供される原版（レチクル）を一時的に保管するために使用される。レチクルストッカー１２には、種々のパターン及び露光条件についてのレチクルが密閉状態で保管される。露光に使用する原版は、レチクルチェンジャー１３によりレチクルストッカー１２から選択的に取り出されてレチクルステージ６に搬送される。
【００４３】
レチクルアライメントユニット１４は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の移動及びＺ軸周りの回転が可能なハンドを有し、レチクルチェンジャー１３から原版（レチクル）を受け取り、１８０度回転させてレチクルステージ６の端部に設けられたレチクルアライメントスコープ１５に搬送する。レチクルアライメントスコープ１５は、縮小投影ミラー光学系７を基準として配置されたアライメントマーク１５Ａを基準として原版上をＸ，Ｙ方向及びＺ軸周りの回転方向に微動しながらアライメント用の計測をする。
【００４４】
アライメント用の計測が終了した原版６Ａは、計測結果に応じて位置及び回転が補正されてレチクルステージ６上にチャッキングされる。
【００４５】
ウエハストッカー１６は、装置外部から提供される複数枚のウエハを一時的に保管する。ウエハ搬送ロボット１７は、ウエアストッカー１６から露光対象のウエハ８Ａを選定的に取り出してウエハメカプリアライメント温調機１８に運ぶ。
【００４６】
ウエハメカプリアライメント温調機１８では、ウエハの回転方向の送り込み粗調整を行うと同時に、ウエハ温度を露光装置内部の温調温度に合わせ込む。ウエハ送り込みハンド１９は、ウエハメカプリアライメント温調機１８でアライメントと温調がされたウエハ８Ａをウエハステージ８に送り込む。
【００４７】
ゲートバルブ２０及び２１は、装置外部から装置内部にレチクル及びウエハを搬入するためのゲート開閉機構である。ゲートバルブ２２は、装置内部でウエハストッカー１６及びウエハメカプリアライメント温調機１８の空間と露光空間とを隔壁で分離し、ウエハを露光空間に搬入し露光空間から搬出するときのみ開閉する。このように露光空間を隔壁で分離することにより装置外部からウエハの搬入し装置外部へ出する際に一旦大気開放される空間の容積を最小限にして、速やかに真空平行状態にすることができる。
【００４８】
ここで、前述のように、投影系ミラー７Ａ〜７Ｅ及び照明系ミラー５Ａ〜５Ｄ及び光源ミラー２Ａａをミラー支持部材で支持し位置決めした場合、面内並進シフト方向の微小変位及び回転軸の倒れが発生したり、ミラー自身の自重変形が発生したりし得る。この場合、１ｎｍ以下程度のような極めて厳しいミラー面精度が要求される投影光学系ミラー７Ａ〜７Ｅ及び照明系ミラー５Ａ〜５Ｄ及び光源ミラー２Ａａの精度を補償出来なくなり、またミラー面精度（光学収差）が悪化すると、投影光学系７の場合、ウエハへの結像性能の悪化及び照度低下を招いていた。
【００４９】
また、光源発光部２からの露光光を導入し整形する露光光導入部５のミラー５Ａ〜５Ｄ及び原版６Ａ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７のミラー７Ａ〜７Ｅは、例えばＭｏ−Ｓｉの多層膜がミラー母材上に蒸着あるいはスパッタされて形成され、個々の反射面で光源からの露光光を反射する。その際、一面あたりの反射率は概ね７０％程度で、残りはミラー母材に吸収され熱に変換される。
【００５０】
その際、露光光反射エリアでは温度が＋１０〜２０℃程度上昇し、これにより熱膨張係数の極めて小さいミラー材料を使用してもミラー周辺部では反射面の変位が５０〜１００ｎｍ程度発生する。結果として、１ｎｍ以下程度のような極めて厳しいミラー面精度が要求される投影光学系ミラー７Ａ〜７Ｅ及び照明系ミラー５Ａ〜５Ｄ及び光源ミラー２Ａａの精度を補償出来なくなる。
【００５１】
このように、ミラー面精度（露光光を反射する面の精度）が悪化すると、投影光学系の場合にはウエハへの結像性能の悪化及び照度低下を招き、照明系の場合には原版への目標照度低下及び照度ムラ悪化を招き、光源ミラーの場合には光源の集光不良等の照度悪化を招く。
【００５２】
この実施の形態では、上記のようなミラーの位置及び形状の精度問題及び発熱の問題を解決する為に、ミラー位置及び面精度を補正する。なお、ミラーの形状は、配置される位置に応じて様々であるが、ここでは、円筒凹面ミラーを代表例として説明する。
【００５３】
この実施の形態では、図４〜図８に示すように、投影系ミラー７Ａ〜７Ｅ、照明系ミラー５Ａ〜５Ｄの外周をｎ等分（ここでは３等分）したｎ箇所（ここでは３個所）に切り欠き部２３Ａ〜２３Ｃが設けられており、各切り欠き部は、Ｘ軸に垂直な平面及びＹ軸に垂直な平面を有する。さらに、切り欠き部２３Ａ〜２３Ｃの平面（計測用反射面）は、レーザー干渉計による計測の為の反射ミラー面加工がなされ、ミラーの位置計測基準となる。
【００５４】
さらに、この実施の形態の露光装置では、投影系ミラー７Ａ〜７Ｅと照明系ミラー５Ａ〜５Ｄの反射面（露光光反射面）の裏面（裏側）には、ミラー支持アクチュエーター２４Ａ〜２４Ｃが設けられている。
【００５５】
ミラー支持アクチュエーター２４Ａ〜２４Ｃは、図５及び図８に示すように、ミラー支持ベース２８に対してミラー支持面（結果として、ミラー面）をＸＹＺ方向に移動可能に支持している。
【００５６】
ミラー位置計測システムとして、図７に示すように、ミラー計測レーザー干渉計光軸（ＸＡ）２５Ａ、ミラー計測レーザー干渉計光軸（ＸＢ＋ωＹ）２５Ｂ、ミラー計測レーザー干渉計光軸（ＸＣ）２５Ｃ、及び、ミラー計測レーザー干渉計光軸（ＹＡ）２６Ａ、ミラー計測レーザー干渉計光軸（ＹＢ＋ωＸ）２６Ｂ、ミラー計測レーザー干渉計光軸（ＹＣ）２６Ｃ、ミラー計測レーザー干渉計光軸（ＺＡ）２７Ａ、ミラー計測レーザー干渉計光軸（ＺＢ）２７Ｂ、ミラー計測レーザー干渉計光軸（ＺＣ）２７Ｃが配置されている。レーザー干渉計から出射され、これらのミラー計測レーザー干渉計光軸を通るレーザー光は、ミラーの各切り欠き部２３Ａ〜２３Ｃの計測面に照射され、該計測面で反射されてレーザー干渉計に戻り、これによりミラーの各軸の位置計測が行われる。
【００５７】
図８は、ミラー支持アクチュエーター２４Ａ〜２４Ｃの内部詳細構造の一例を示す図である。ここで、Ｘ軸駆動ピエゾ素子（或いは、磁歪素子）２９Ａは、ＸＹ駆動コマ支持部材３１上によって下方から支持されたＸＹ駆動コマ３０をＸ方向に駆動するように配置され、Ｙ軸駆動ピエゾ（或いは、磁歪素子）２９Ｂは、ＸＹ駆動コマ３０をＹ方向に駆動するように配置されている。ＸＹ駆動コマ３０には、ＸＹ与圧機構（例えば、バネ等）３２によりＸ方向及びＹ方向に与圧力が与えられている。ＸＹ駆動コマ３０上には、Ｚ軸駆動ピエゾ（或いは、磁歪素子）２９Ｃを介して駆動テーブル３３が配置されている。このような構造において、駆動テーブル３３がＸ，Ｙ，Ｚ方向に駆動される。駆動テーブル３３は、ミラーを支持する。
【００５８】
このように、この実施の形態では、前述のレーザー干渉計（計測システム）による各軸の計測結果に基づいて、ミラー面の面内並進シフト方向の微小変位の補正及び回転軸倒れを補正するように（すなわち、露光光反射面の位置及び形状の少なくとも一方を補正するように）、ミラー支持アクチュエーター（補正機構）２４Ａ〜Ｃによりミラーの所定箇所をＸ，Ｙ，Ｚ方向に微動させる。これにより、ミラー面の面内並進シフト方向の微小変位及び回転軸倒れの問題を解決することができる。
【００５９】
［第２の実施の形態］
この実施の形態は、第１の実施の形態の変形例を提供する。なお、この実施の形態の説明において特に言及しない事項は、第１の実施の形態に従うものとする。
【００６０】
図９〜図１１は、本発明の第２の実施の形態の露光装置のミラー及びその周辺の構造を示す図である。この実施の形態では、投影系ミラー７Ａ〜７Ｅ、照明系ミラー５Ａ〜５Ｄの外周をｎ等分（ここでは３等分）したｎ箇所（ここでは３個所）に切り欠き部２３Ａ〜２３Ｃが設けられており、各切り欠き部は、Ｘ軸に垂直な平面及びＹ軸に垂直な平面（計測用反射面）及びＺ軸に垂直な平面（力印加面）を有する。さらに、切り欠き部２３Ａ〜２３ＣのＸ軸、Ｙ軸に垂直な各平面（計測用反射面）は、レーザー干渉計による計測の為の反射ミラー面加工がなされ、ミラーの位置計測基準となる。
【００６１】
切り欠き部２３Ａ〜２３Ｃの各力印加面には、ボール３４を介して、力印加アクチュエーター２９Ａ〜２９ＣによりＺ方向に力が印加される。力印加面と力印加アクチュエーター２９Ａ〜２９Ｃとの間にこのようなボール３４を介在させることにより、力印加面に対して力印加アクチュエーター２９Ａ〜２９Ｃにより力印加面に対して安定してＺ方向に力を印加することができる。さらに、切り欠き部２３Ａ〜２３Ｃの力印加面の背面に与圧機構３５Ａ〜３５Ｃを配置して切り欠き部２３Ａ〜２３Ｃを与圧することにより、ミラー支持アクチュエーター２４Ａ〜２４Ｃによってガタなく安定してミラーをＺ方向に駆動することができる。
【００６２】
このように、ミラー外周部の複数の箇所に、Ｚ方向に力を印可するためのアクチュエーターを設けることにより、例えば、ミラー自身の自重変形を補正したり、ミラーの自重方向以外のねじれ変形等を補正したりすることが可能になる。ここで、力印加アクチュエーターは、ミラー計測レーザー干渉計光軸２５Ａ〜２５Ｃ、２６Ａ〜２６Ｃ、２７Ａ〜２７Ｃをそれぞれレーザー光の光路とするレーザー干渉計による計測結果に基づいて上記の補正をするように駆動される。
【００６３】
［第３の実施の形態］
この実施の形態は、第１の実施の形態の変形例を提供する。なお、この実施の形態の説明として特に言及しない事項は、第１の実施の形態に従うものとする。
【００６４】
図１２及び図１３は、本発明の第３の実施の形態の露光装置のミラー及びその周辺の構造を示す図である。この実施の形態では、ミラー支持アクチュエーター２４Ａ〜２４Ｃの他に、ミラー外周部にミラーマウント３８Ａ〜２８Ｃを設けている。ミラーマウント３８Ａ〜２８Ｃの上下には、球状の接触面が構成されている。さらに、この実施の形態では、ミラーマウント３８Ａ〜３８Ｃの上側の接触面に対してＺ方向（下方）に力を印加する力印加アクチュエーター３６Ａ〜３６Ｃと、ミラーマウント３８Ａ〜３８Ｃの下側の接触面に対してＺ方向（上方）に力を印加する力印加アクチュエーター３７Ａ〜３７Ｃとが設けられている。すなわち、この実施の形態では、各マウントは、一対の力印加アクチュエーターによって挟まれている。このような構成によれば、力印加アクチュエーター３６Ａ〜３６Ｃ、３７Ａ〜３７Ｃによってミラーの外周部に対して安定してＺ方向に力を印加するとともに、ミラー支持アクチュエーター２４Ａ〜２４Ｃによってミラーを安定してＺ方向に駆動することが可能になる。
【００６５】
このように、ミラー外周部の複数の箇所に、Ｚ方向に力を印可するためのアクチュエーターを設けることにより、例えば、ミラー自身の自重変形を補正したり、ミラーの自重方向以外のねじれ変形等を補正したりすることが可能になる。ここで、力印加アクチュエーターは、ミラー計測レーザー干渉計光軸２５Ａ〜２５Ｃ、２６Ａ〜２６Ｃ、２７Ａ〜２７Ｃをそれぞれレーザー光の光路とするレーザー干渉計による計測結果に基づいて上記の補正をするように駆動される。
【００６６】
［第４の実施の形態］
この実施の形態は、第１〜第３の実施の形態の変形例を提供する。なお、この実施の形態の説明として特に言及しない事項は、第１〜第３の実施の形態に従うものとする。
【００６７】
図１４〜図１６は、本発明の第４の実施の形態の露光装置のミラー及びその周辺の構造を示す図である。第１〜第３の実施の形態では、ミラー７Ａ〜７Ｅ、５Ａ〜５Ｄの位置を計測するための計測用反射面を該ミラーの母材自身に形成しているが、計測用反射面を有する部材を該ミラーと別個に製作し、これを該ミラーに固定してもよい。この実施の形態では、この一例として、計測用反射面を有するミラーキューブ３９Ａ〜３９Ｃを、ミラー７Ａ〜７Ｅ、５Ａ〜５Ｄの外周部等に接合することにより、該ミラーの位置計測を可能にしている。
【００６８】
［第５の実施の形態］
この実施の形態は、第１〜第４の実施の形態の適用例に関する。この実施の形態の露光装置は、前述のミラーの所定箇所の位置計測、ミラーの所定箇所の位置駆動（位置補正及び形状補正）、及びミラーへの力印加によるミラー面の自重変形の補正において、補正原点及び目標値を決めるために、投影系ミラー７Ａ〜７Ｅにおける全体の収差を計測する計測システムを有する。
【００６９】
図１７は、本発明の第５の実施の形態の露光装置を一部を示す図である。なお、図１７は、図１から関連部分を抜き出すとともに計測システムを追加した図であり、ここで言及しない事項は第１の実施の形態に従いものとする。
【００７０】
この実施の形態の計測システムは、図１７に示すように、波面評価用の光を出射する出射口４０、該出射口４０に波面評価用の光を供給する光ファイバー４０Ａ、波面計測用の受光センサー４１を備えている。
【００７１】
レチクルステージ６のレチクルステージスライダー６Ｂを退避させた状態で、図１７に示すように、出射口４０からの評価用の計測光を出射し、この計測光を投影系ミラー７Ａ〜７Ｅの全ての反射面で反射させ、波面計測用の受光センサー４１に受光させ、受光センサー４１の出力に基づいて投影系ミラー７Ａ〜７Ｅ全体の光学波面収差が計測される。
【００７２】
例えば、初期調整においてミラー７Ａ〜７Ｅの位置及び形状を調整して収差を適正な量以下に低減したときの収差量を露光装置における目標収差とし、このときのミラー位置及び形状を補正原点とすることができる。
【００７３】
このミラーの補正原点に対して、上記の各実施の形態で説明した方法によりミラーの所定箇所の位置を計測し、その計測結果に基づいてミラーの所定箇所を駆動し又は所定箇所に力を印加することにより、ミラーの面内並進シフト方向の微小変位、回転軸の倒れ、ミラー自身の自重変形、熱膨張等による各種の変動要因に拘わらず、ミラーの面精度を補償し収差を目標値に収めることができる。これにより結像性能の悪化及び照度低下を防ぎ、露光精度やスループットを維持することができる。
【００７４】
［第６の実施の形態］
上記の各実施の形態は、照明系ミラー５Ａ〜５Ｄ、投影系ミラー７Ａ〜７Ｅに本発明を適用した例であるが、本発明は、光源ミラー２Ａａにも適用することができる。
【００７５】
［応用例］
次に上記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２４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１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ２（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。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、上記のマスクとウエハを用いて、リソグラフィ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）等の組立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５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なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップ７）する。
【００７６】
図２５は、上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。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（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。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）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記の露光装置によって回路パターンをウエハに転写する。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像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。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、ミラーの位置及び形状の少なくとも一方のずれを補正し、これにより露光精度及びスループット等の性能を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施の形態の露光装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】本発明の好適な実施の形態の露光装置の光源発光部の詳細を示す図である。
【図３】本発明の好適な実施の形態の露光装置の光源発光部の詳細を示す図である。
【図４】投影系ミラー及び照明系ミラーの支持機構及び計測軸を示す図である。
【図５】投影系ミラー及び照明系ミラーの支持機構を示す図である。
【図６】投影系ミラー及び照明系ミラーの支持機構及び計測軸を示す図である。
【図７】投影系ミラー及び照明系ミラーの支持機構及び計測軸を示す図である。
【図８】投影系ミラー及び照明系ミラーの支持機構を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の露光装置のミラー及びその周辺の構造を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態の露光装置のミラー及びその周辺の構造を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の露光装置のミラー及びその周辺の構造を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態の露光装置のミラー及びその周辺の構造を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態の露光装置のミラー及びその周辺の構造を示す図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態の露光装置のミラー及びその周辺の構造を示す図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態の露光装置のミラー及びその周辺の構造を示す図である。
【図１６】本発明の第４の実施の形態の露光装置のミラー及びその周辺の構造を示す図である。
【図１７】本発明の第５の実施の形態の露光装置を一部を示す図である。
【図１８】ＥＵＶ露光装置の概略構成を示す図である。
【図１９】従来の光源発光部の詳細を示す図である。
【図２０】従来の光源発光部の詳細を示す図である。
【図２１】従来のミラー支持ロッドを示す図である。
【図２２】従来のミラー支持ロッドを示す図である。
【図２３】温度上昇による反射面の変位を説明する図である。
【図２４】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。
【図２５】ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。
【符号の説明】
１：励起レーザー
２：光源発光部
２Ａ：光源
２Ａａ：光源ミラー
２Ａｂ：Ｘｅ（液化、噴霧、ガス）
２Ａｅ：ノズル
３：真空チャンバー
４：真空ポンプ
５：露光光導入部
５Ａ〜５Ｄ：ミラー
５Ｅ：ミラー鏡筒
５Ｆ：ミラー支持体
６：レチクルステージ
６Ａ：原版（レチクル）
７：縮小投影ミラー光学系
７Ａ〜７Ｅ：ミラー
７Ｆ：ミラー鏡筒
７Ｇ：ミラー支持体
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
１２：レチクルストッカー
１３：レチクルチェンジャー
１４：レチクルアライメントユニット
１５：レチクルアライメントスコープ
１６：ウエハストッカー
１７：ウエハ搬送ロボット
１８：ウエハメカプリアライメント温調機
１９：ウエハ送り込みハンド
２０〜２２：ゲートバルブ
２３Ａ〜２３Ｃ：切り欠き
２４Ａ〜２４Ｃ：ミラー支持アクチュエーター
２５Ａ：ミラー計測レーザー干渉計光軸（ＸＡ）
２５Ｂ：ミラー計測レーザー干渉計光軸（ＸＢ＋ωＹ）
２５Ｃ：ミラー計測レーザー干渉計光軸（ＸＣ）
２６Ａ：ミラー計測レーザー干渉計光軸（ＹＡ）
２６Ｂ：ミラー計測レーザー干渉計光軸（ＹＢ＋ωＹ）
２６Ｃ：ミラー計測レーザー干渉計光軸（ＹＣ）
２７Ａ：ミラー計測レーザー干渉計光軸（ＺＡ）
２７Ｂ：ミラー計測レーザー干渉計光軸（ＺＢ）
２７Ｃ：ミラー計測レーザー干渉計光軸（ＺＣ）
２８：ミラー支持ベース
２９Ａ：Ｘ軸駆動ピエゾ
２９Ｂ：Ｙ軸駆動ピエゾ
２９Ｃ：Ｚ軸駆動ピエゾ
３０：ＸＹ駆動コマ
３１：ＸＹ駆動コマ支持
３２：ＸＹ与圧機構
３３：駆動テーブル
３４：ボール
３５Ａ〜Ｃ：与圧機構
３６Ａ〜Ｃ：力印可アクチュエーター
３７Ａ〜Ｃ：力印可アクチュエーター
３８Ａ〜Ｃ；ミラーマウント
３９Ａ〜Ｃ：ミラーキューブ
４０：波面計測光出射口
４０Ａ：波面計測光供給ファイバー
４１：波面計測受光センサー
１０１：励起レーザー
１０２：光源発光部
１０２Ａ：光源
１０２Ａａ：光源ミラー
１０２Ａｂ：Ｘｅ（液化、噴霧、ガス）
１０２Ａｅ：ノズル
１０３：真空チャンバー
１０４：真空ポンプ
１０５：露光光導入部
１０５Ａ〜１０５Ｃ：ミラー
１０６：レチクルステージ
１０６Ａ：原版（レチクル）
１０７：縮小投影ミラー光学系
１０７Ａ〜１０７Ｅ：ミラー
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
１１２：レチクルストッカー
１１３：レチクルチェンジャー
１１４：レチクルアライメントユニット
１１５：レチクルアライメントスコープ
１１６：ウエハストッカー
１１７：ウエハ搬送ロボット
１１８：ウエハメカプリアライメント温調機
１１９：ウエハ送り込みハンド
１２０〜１２２：ゲートバルブ
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2004103740.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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