(57)【要約】【課題】プラズマ方式のＥＵＶ光源から得られるＥＵＶ光の特性（光強度分布及び／又は角度分布）を高精度に測定することができる測定装置を有する露光装置を提供する。【解決手段】プラズマから放射されるＥＵＶ光を集光する集光光学系と、  前記ミラーで反射されたＥＵＶ光を用いて、マスク上のパターンを照明する照明光学系と、前記パターンを被露光体上に投影する投影光学系とを有する露光装置であって、前記プラズマから放射されたＥＵＶ光の光路中に配置した第１の開口率を有する第１部材を用いて前記ＥＵＶ光の光強度を測定する第１モードと、前記プラズマから放射されたＥＵＶ光が前記被露光体に到達している状態で、前記ＥＵＶ光の光路中に配置した第２の開口率を有する第２部材を用いて前記ＥＵＶ光の光強度を測定する第２モードと、を有する制御部を備えることを特徴とする露光装置を提供する。【選択図】図１
2007142361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマから放射されるＥＵＶ光を集光する集光光学系と、
前記ミラーで反射されたＥＵＶ光を用いて、マスク上のパターンを照明する照明光学系と、
前記パターンを被露光体上に投影する投影光学系とを有する露光装置であって、
前記プラズマから放射されたＥＵＶ光の光路中に配置した第１の開口率を有する第１部材を用いて前記ＥＵＶ光の光強度を測定する第１モードと、
前記プラズマから放射されたＥＵＶ光が前記被露光体に到達している状態で、前記ＥＵＶ光の光路中に配置した第２の開口率を有する第２部材を用いて前記ＥＵＶ光の光強度を測定する第２モードと、
を有する制御部を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記第１モードにおいて、前記第１部材が、前記照明光学系内の前記ＥＵＶ光の光路中に配置されており、
前記第２モードにおいて、前記第１部材が、前記ＥＵＶ光の光路外に配置され、前記第２部材が、前記照明光学系内の前記ＥＵＶ光の光路中に配置さ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】
前記第１部材が、前記ＥＵＶ光を受光して、前記ＥＵＶ光とは異なる波長の光を発する部材であることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項４】
前記第２部材が、前記ＥＵＶ光を受光して、前記ＥＵＶ光とは異なる波長の光を発する部材であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の露光装置。
【請求項５】
前記制御部が、前記第１モード及び／又は前記第２モードにおいて測定された前記光強度の測定結果を用いて、前記プラズマの位置及び／又は前記集光光学系の位置及び／又は傾きを調整することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の露光装置。
【請求項６】
前記第２の開口率が７０％以上であることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の露光装置。
【請求項７】
プラズマから放射されるＥＵＶ光を集光する集光光学系と、
前記ミラーで反射されたＥＵＶ光を用いて、マスク上のパターンを照明する照明光学系と、
前記パターンを被露光体上に投影する投影光学系とを有する露光装置であって、
前記プラズマから放射されたＥＵＶ光が前記被露光体に到達している状態で、前記ＥＵＶ光のうち前記プラズマから前記パターンに到達する光の一部を遮光して前記ＥＵＶ光の光強度を測定する制御部を備えており、
前記部材の開口率が７０％以上であることを特徴とする露光装置。
【請求項８】
前記照明光学系は、インテグレータを備えており、
前記部材が、前記インテグレータ上に設けられていることを特徴とする請求項７記載の露光装置。
【請求項９】
前記部材が、前記ＥＵＶ光を受光して、前記ＥＵＶ光とは異なる波長の光を発する部材であることを特徴とする請求項７又は８記載の露光装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９いずれか一項記載の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、
露光された前記被露光体を現像するステップ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、一般には、露光装置に係り、特に、半導体デバイス用のウェハ、液晶表示素子用のガラスプレートなどの被露光体を露光する露光装置に関する。本発明は、例えば、Ｘ線や極端紫外（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を用いる露光装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて微細な半導体素子を製造する際に、マスク（レチクル）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する投影露光装置が従来から使用されている。
【０００３】
投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、波長を短くすればするほど解像度はよくなる。このため、近年の半導体素子の微細化への要求に伴い露光光の短波長化が進められてきた。具体的には、超高圧水銀ランプ（ｉ線（波長約３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）と、露光光として用いられる紫外光の波長は短くなってきた。
【０００４】
近年では、半導体素子は急速に微細化しており、紫外光を用いたリソグラフィーでは限界がある。そこで、７０ｎｍ以下の非常に微細な回路パターンを効率よく転写するために、紫外光よりも更に波長が短い、波長１０ｎｍ乃至１５ｎｍ程度のＥＵＶ光を用いた投影露光装置（以下、「ＥＵＶ露光装置」と称する。）が開発されている。ＥＵＶ露光装置は、ＥＵＶ光源として、レーザープラズマ方式の光源や放電プラズマ方式などのプラズマ方式の光源を用いる（例えば、特許文献１及び２参照）。また、ＥＵＶ露光装置において、解像度及びスループットを向上させるためには、マスクを均一、且つ、所定の照度で照明する必要がある。
【０００５】
ＥＵＶ光源は、長期間運転されると、集光点から発散される発散角度内における光強度分布に変化を生じる。これは、ＥＵＶ光源を構成する部材の劣化や変動に起因するものである。例えば、レーザープラズマ方式の光源の場合には、ターゲット材を供給するノズルがプラズマから発生するデブリの衝突によって変形する。また、放電プラズマ方式の光源の場合には、電極がプラズマからの熱によって溶解及び変形する。これにより、ＥＵＶ光を発生するプラズマの位置や形状が変化してしまう。その結果、ＥＵＶ光の発散角度内における光強度分布が変化するため、マスクを均一、且つ、所定の照度で照明することが困難となる。
【０００６】
また、ＥＵＶ光源は、短期間の運転であっても、プラズマ（発光点）からのＥＵＶ光を集光する集光光学系の振動等による位置や光軸の変化によって、発散角度内における光強度分布が変化してしまうことがある。このような場合、例えば、光軸の角度に基づいて、ＥＵＶ光源を構成する部材の位置及び／又は角度を調整することで、発散角度内における光強度分布を均一にすることができる。そこで、光軸の角度を測定及び補正する露光装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
特許文献３の露光装置は、光源として、シンクロトロン光を用いている。シンクロトロン光は、極めて対称性がよく、光強度が安定しているという性質を有する。従って、特許文献３の露光装置は、シンクロトロン光の一部の検出結果から全体の光強度分布を予測し、光軸の角度を算出している。
【特許文献１】特開２００２−１７４７００号公報
【特許文献２】特開２００３−０７７６９８号公報
【特許文献３】特開平１１−２０２１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、レーザープラズマ方式や放電プラズマ方式などのプラズマ方式のＥＵＶ光源から得られるＥＵＶ光は、光強度分布が必ずしも対称的ではなく、更に、光強度も安定していない。特に、プラズマ方式のＥＵＶ光源を有するＥＵＶ露光装置では、ＥＵＶ光の発光点と中間集光点との間に集光ミラー系が配置されるため、中間集光点より下流において角度分布の変動する可能性が高い。従って、特許文献３に開示された技術をプラズマ方式のＥＵＶ光源を有するＥＵＶ露光装置に適用したとしても、ＥＵＶ光の光強度分布及び角度分布の変動を高精度に測定することが困難である。
【０００９】
そこで、本発明は、プラズマ方式のＥＵＶ光源から得られるＥＵＶ光の特性（光強度分布及び／又は角度分布）を高精度に測定することができる測定装置を有する露光装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、プラズマから放射されるＥＵＶ光を集光する集光光学系と、前記ミラーで反射されたＥＵＶ光を用いて、マスク上のパターンを照明する照明光学系と、前記パターンを被露光体上に投影する投影光学系とを有する露光装置であって、前記プラズマから放射されたＥＵＶ光の光路中に配置した第１の開口率を有する第１部材を用いて前記ＥＵＶ光の光強度を測定する第１モードと、前記プラズマから放射されたＥＵＶ光が前記被露光体に到達している状態で、前記ＥＵＶ光の光路中に配置した第２の開口率を有する第２部材を用いて前記ＥＵＶ光の光強度を測定する第２モードと、を有する制御部を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の別の側面としての露光装置は、プラズマから放射されるＥＵＶ光を集光する集光光学系と、前記ミラーで反射されたＥＵＶ光を用いて、マスク上のパターンを照明する照明光学系と、前記パターンを被露光体上に投影する投影光学系とを有する露光装置であって、前記プラズマから放射されたＥＵＶ光が前記被露光体に到達している状態で、前記ＥＵＶ光のうち前記プラズマから前記パターンに到達する光の一部を遮光して前記ＥＵＶ光の光強度を測定する制御部を備えており、前記部材の開口率が７０％以上であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、露光された前記被露光体を現像するステップとを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プラズマ方式のＥＵＶ光源から得られるＥＵＶ光の特性（光強度分布及び／又は角度分布）を高精度に測定することができる測定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】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、測定装置１００の構成を示す概略断面図である。測定装置１００は、ＥＵＶ光ＥＬの光強度分布を測定すると共に、測定したＥＵＶ光ＥＬの光強度分布に基づいて、ＥＵＶ光ＥＬの角度分布を算出する。測定装置１００は、本実施形態では、照明装置２００から供給されるＥＵＶ光ＥＬの光強度分布を測定及びＥＵＶ光ＥＬの角度分布を算出する。
【００１７】
まず、測定装置１００の測定対象である照明装置２００について説明する。照明装置２００は、後述する投影光学系３３０の円弧状の視野に対する円弧状のＥＵＶ光ＥＬ（例えば、波長１３．４ｎｍ）により後述するマスク３２０を照明する照明装置であって、光源装置２１０と、照明光学系２５０とを有する。ここで、ＥＵＶ光の波長は１３．４ｎｍと記載したが、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の波長の光であれば他の波長であっても構わない。しかしながら、このＥＵＶ光は、１３．０ｎｍ以上１４．０ｎｍ以下の波長の光であることが望ましい。
【００１８】
光源装置２１０は、ターゲット（標的部材）に電圧を印加してプラズマＰＬを生成し、プラズマＰＬから放射されるＥＵＶ光ＥＬを供給する光源装置である。光源装置２１０は、図１に示すように、電極２１１と、デブリ除去装置２１２と、集光光学系２１３と、調整装置２１４及び２１５とを有する。
【００１９】
電極２１１は、ターゲットに電圧を印加する。電極２１１は、プラズマＰＬの発光周期が所望の発光周期となるように（即ち、電圧の印加のタイミング等）制御される。ターゲットは、本実施形態では、Ｘｅのガスであるが、液滴、銅、錫、アルミニウム等の金属の固体でもよい。
【００２０】
デブリ除去装置２１２は、プラズマＰＬと同時に発生する汚染物質を除去する。汚染物質は、電極２１１を構成する材料のデブリやターゲットガスであるＸｅ等である。デブリ除去装置２１２は、プラズマＰＬの前面に配置される。
【００２１】
集光光学系２１３は、プラズマＰＬから放射されるＥＵＶ光ＥＬを中間集光点ＩＰに集光させ、後段の照明光学系２５０にＥＵＶ光ＥＬを供給する。集光光学系２１３は、本実施形態では、斜入射ミラーで構成され、デブリ除去装置２１２の前面に配置される。かかる斜入射ミラーは、例えば、ＥＵＶ光ＥＬに対して高い反射率を有する物質（例えば、ＭｏやＲｕ）をガラス表面（反射面）に蒸着して構成される。
【００２２】
調整装置２１４は、集光光学系２１３の位置及び角度を調整する機能を有し、集光光学系２１３の近傍に配置される。調整装置２１４は、後述する制御部１４０に制御され、集光光学系２１３の位置及び角度を調整する。ここで、調整装置２１４は、光源装置２１０に対する集光光学系２１３の相対位置を調整している。
【００２３】
調整装置２１５は、電極２１１の位置を移動させ、プラズマＰＬの発生位置を調整する機能を有し、電極２１１の近傍に配置される。調整装置２１５は、後述する制御部１４０に制御され、電極２１１の位置（プラズマＰＬの発生位置）を調整する。ここで調整装置２１５は、光源装置２１０に対する電極２１１の相対位置、及び電極２１１の傾き等を調整している。
【００２４】
もし調整装置２１４、２１５による位置調整を行っても、ＥＵＶ光ＥＬの角度分布（変換部での輝度分布）が所望の分布にならない場合には、照明光学系２５０と光源装置２１０の位置関係を調整する。その場合は別途調整装置を設けても構わないし、装置の使用者に対して警告する警告手段を設けても構わない。
【００２５】
照明光学系２５０は、第１のミラー２５０ａ及び第２のミラー２５０ｂを有する。但し、照明光学系２５０は、第１のミラー２５０ａ及び第２のミラー２５０ｂのみを有するのではなく、種々の光学素子（例えば、後述する第３のミラー２５０ｃ及び第４のミラー２５０ｄやオプティカルインテグレーター２５０ｅなど）を有する。第１のミラー２５０ａ及び第２のミラー２５０ｂは、本実施形態では、多層膜ミラーである。かかる多層膜ミラーは、例えば、Ｍｏ層とＳｉ層を交互に２０層ほど積層したＭｏ／Ｓｉ多層膜や、Ｍｏ層とＢｅ層を交互に積層したＭｏ／Ｂｅ多層膜などを有する。なお、ＥＵＶ光ＥＬの分布は、中間集光点ＩＰより下流において、中心にＥＵＶ光ＥＬが到達しない領域を有する輪帯状の強度分布となっている。
【００２６】
測定装置１００は、本実施形態では、中間集光点ＩＰと第１の集光ミラー２５０ａとの間に配置されているが、集光光学系２１３と中間集光点ＩＰとの間に配置されてもよい。測定装置１００は、変換部１２０と、検出部１３０と、制御部１４０とを有する。
【００２７】
変換部１２０は、ＥＵＶ光ＥＬの波長を所定の波長に変換する機能を有し、本実施形態では、ＥＵＶ光ＥＬを可視光に変換する。変換部１２０は、第１の変換部（第１部材）１２１と、第２の変換部（第２部材）１２３とを有する。なお、第１の変換部１２１は、第２の変換部１２３と置換可能に配置されており、第１の変換部は、実露光を行っていない間、すなわちマスクやウェハの交換を行っている間、第２の変換部は実露光中に光路中に挿入する。その上で、第１の変換部での測定結果と第２の変換部での測定結果との相関関係を調べておくと尚好ましい。そうすれば、実露光を行っている間の第２の変換部を用いた光強度分布の測定結果に基づいて、第１の変換部を用いた詳細な光強度分布の測定結果と同様の測定結果を得ることができる。これは実施例２以降においても同様である。
【００２８】
第１の変換部１２１は、蛍光体で構成される。蛍光体は、例えば、ＬＳＯ（Ｌｕ２ＳｉＯ５：Ｃｅ）やＣａＦ２：Ｅｕ（単結晶）など種々な蛍光体を使用することができる。なお、蛍光体は、ガラス基板上に多結晶の粉体を固めた蛍光体を使用してもよく、ＥＵＶ光ＥＬ（露光光）の波長に対して感度を有する蛍光体を使用する。また、ＬＳＯのような単結晶材料は高額であるため、薄くしたアルミナ蛍光板（ＡｌＯ３：Ｃｒ）等と代替することもできる。第１の変換部１２１は、ＥＵＶ光ＥＬの光強度に応じた蛍光を発する。第１の変換部１２１が発する蛍光は、波長４２０ｎｍ程度の可視光であり、等方的に放射（発光）される。第１の変換部１２１は、後述する第２の変換部１２３と比較して、ＥＵＶ光ＥＬの大部分を可視光に変換する（即ち、所定の波長に変換する）。換言すれば、第１の変換部１２１は、第２の変換部１２３よりも大きな蛍光体を必要とする。
【００２９】
図２は、第１の変換部１２１の構成を示す概略斜視図である。この図２に示すように、第１の変換部１２１の中間集光点ＩＰ側（光源側）の表面には、バンドパスフィルター１２５を有する。バンドパスフィルター１２５は、ＥＵＶ光ＥＬを透過し、可視光を透過しない機能を有し、本実施形態では、Ｍｏ層（例えば、厚さ０．１μｍ）とＳｉ層（例えば、厚さ０．３μｍ）の２層の膜で構成される。
【００３０】
図３は、第２の変換部１２３の構成を示す概略斜視図である。この図３に示すように、第２の変換部１２３の中間集光点ＩＰ側（光源側）は、細い矩形の蛍光体で構成され、或いは蛍光材料が塗布された細い矩形の部材で構成されている。本実施形態では、この細い矩形の蛍光体は、幅１ｍｍ程度の４本の蛍光体で構成される。この蛍光体の材料や性質については、前述の第１の変換部１２１の蛍光体と同様である。
【００３１】
第２の変換部１２３の中間集光点ＩＰ側の表面には、第１の変換部１２１と同様に、バンドパスフィルター１２６が配置されている。バンドパスフィルター１２６は、前述のバンドパスフィルター１２５と同様のバンドパスフィルターである。第２の変換部１２３は、回転させることによって、擬似的に第１の変換部１２１と似たような効果を奏することができる。
【００３２】
本実施形態では、バンドパスフィルター１２５及び１２６として、Ｍｏ層とＳｉ層との２重構造の膜を蛍光体の表面に形成したが、Ｓｉ層とＺｒ層との２重構造の膜を蛍光体の表面に形成してもよい。また、第１の変換部１２１及び１２３は、バンドパスフィルター１２５及び１２６として、Ｍｏ層とＳｉ層を交互に繰り返し積層した透過型の多層膜を蛍光体の表面に形成してもよい。かかる透過型の多層膜は、繰り返し構造による干渉効果を利用するため、Ｍｏ層とＳｉ層の２重構造の膜よりも狭いバンドパスフィルターを構成することができる。これにより、透過型の多層膜が形成された蛍光体は、波長１３．５ｎｍの光の分布をより精密に測定することができる。
【００３３】
検出部１３０は、変換部１２０によって変換された可視光（即ち、ＥＵＶ光ＥＬ）の光強度分布を検出する。検出部１３０は、本実施形態では、光量を検出可能なＣＣＤ等の光電変換素子で構成される。検出部１３０は、中心軸上のＥＵＶ光ＥＬが到達しない（実質的に通らない）領域に配置されているため、露光に寄与するＥＵＶ光ＥＬを遮ることがない。検出部１３０は、変換部１２０が発した可視光の光強度分布を画像として記録し、かかる画像を後述する制御部１４０に伝達する。
【００３４】
なお、検出部１３０が配置される位置に、ファイバースコープの先端を配置し、ファイバースコープの終端にＣＣＤを取り付けて、変換部１２０が発した可視光（ＥＵＶ光ＥＬ）の光強度分布を測定してもよい。これにより、ＣＣＤを任意の位置に配置することができる。例えば、露光装置３００のチャンバー外にＣＣＤを配置することも可能であり、設計の自由度が向上する。
【００３５】
また、図１における検出部１３０の位置（光源装置の集光光学系の光軸上の位置、又はその近傍）に、第１、第２の変換部から発する可視光を偏向する部材を配置し、その偏向された光束を光電変換素子等で受光しても良い。ここで、この偏向部材は、可視光を反射する反射部材（凸面ミラー、平面ミラー、凹面ミラーいずれであっても構わないが、凸面ミラーであることが望ましい）であることが望ましい。
【００３６】
制御部１４０は、検出部１３０の検出結果に基づいて、ＥＵＶ光ＥＬの角度分布を算出する機能を有する。更に、制御部１４０は、算出したＥＵＶ光ＥＬの角度分布に基づいて、調整装置２１４及び２１５を制御する。
【００３７】
例えば、検出部１３０で検出された（第１の変換部１２１から得られた）ＥＵＶ光ＥＬの光強度分布をＩ（ｘ、ｙ）とすると、ＥＵＶ光ＥＬの光強度分布の重心位置（Ｘｇ、Ｙｇ）は、以下の数式１及び２で表される。
【００３８】
【数１】
2007142361.tif 000003
【００３９】
【数２】
2007142361.tif 000004
【００４０】
従って、中間集光点ＩＰと変換部１２０との間の距離をＬとすると、ＥＵＶ光ＥＬの方向（ωｘ、ωｙ）は、以下の数式３及び４で表される。
【００４１】
【数３】
2007142361.tif 000005
【００４２】
【数４】
2007142361.tif 000006
【００４３】
更に、ＥＵＶ光ＥＬの発散角θは、以下の数式５で表される。
【００４４】
【数５】
2007142361.tif 000007
【００４５】
ここで、ｒは、以下の数式６で表される。
【００４６】
【数６】
2007142361.tif 000008
【００４７】
制御部１４０は、光源装置２１０から供給されるＥＵＶ光ＥＬの角度分布が所定の値になるように、即ち、ＥＵＶ光ＥＬの方向（ωｘ、ωｙ）及び発散角θが所定の値となるように、調整装置２１４及び２１５を制御する。調整装置２１４は、制御部１４０の制御によって、集光光学系２１３を移動し、集光光学系２１３の位置及び傾きを調整する。また、調整装置２１５は、制御部１４０の制御によって、電極２１１を移動し、プラズマＰＬの生成される位置を調整する。
【００４８】
このように、光源装置２１０から供給されるＥＵＶ光ＥＬの角度分布が所定の値となるように集光光学系２１３の位置及び角度を調整すると、適切に露光することができる。しかしながら、第１の変換部１２１のように全面で光強度分布を測定すると、全てのＥＵＶ光ＥＬを遮断するため、後段の照明光学系２５０にＥＵＶ光ＥＬが到達しない。従って、第１の変換部１２１は、露光中に使用することができない。
【００４９】
そこで、露光中には、第２の変換部１２３が使用される。第２の変換部１２３は、４本の細い矩形の蛍光体で構成されているため、ＥＵＶ光ＥＬをほとんど遮断せず、ＥＵＶ光ＥＬを後段の照明光学系２５０に導光することができる。
【００５０】
例えば、第２の変換部１２３（４本の細い矩形の蛍光体）から得られたＥＵＶ光ＥＬの光強度分布がＩａ（ｘ、ｙ）、Ｉｂ（ｘ、ｙ）、Ｉｃ（ｘ、ｙ）及びＩｄ（ｘ、ｙ）であったとする。制御部１４０は、これらの光強度分布に基づいて、ＥＵＶ光ＥＬの角度（ω´ｘ、ω´ｙ）及び発散角θ´を算出する。ここで、第２の変換部１２３と中間集光点ＩＰとの距離をＬ´とすると、ＥＵＶ光ＥＬの角度（ω´ｘ、ω´ｙ）及び発散角θ´は、以下の数式７乃至１１で表されるように算出される。
【００５１】
【数７】
2007142361.tif 000009
【００５２】
【数８】
2007142361.tif 000010
【００５３】
【数９】
2007142361.tif 000011
【００５４】
【数１０】
2007142361.tif 000012
【００５５】
【数１１】
2007142361.tif 000013
【００５６】
第２の変換部１２３は、ＥＵＶ光ＥＬをほとんど遮断しないため、第２の変換部１２３を通過したＥＵＶ光ＥＬは、このまま露光に使用される。従って、制御部１４０は、光源装置２１０から供給されるＥＵＶ光ＥＬの角度分布が所定の値になるように、即ち、ＥＵＶ光ＥＬの方向（ω´ｘ、ω´ｙ）及び発散角θ´が所定の値となるように、調整装置２１４及び２１５を制御する。上述したように、調整装置２１４は、制御部１４０の制御によって、集光光学系２１３を移動し、集光光学系２１３の位置及び傾きを調整する。また、調整装置２１５は、制御部１４０の制御によって、電極２１１を移動し、プラズマＰＬの生成される位置を調整する。これにより、ＥＵＶ光ＥＬの角度分布は、露光中において、所定の角度分布に維持される。なお、ＥＵＶ光ＥＬの角度が変動した場合には、集光光学系２１３の傾きを調整し、ＥＵＶ光ＥＬの発散角が変動した場合には、集光光学系２１３の位置を光軸方向に移動させる。
【００５７】
上述したようなＥＵＶ光源装置から発する光束の輝度（光強度）分布、角度分布を測定する測定装置において、本実施例においては、以下のように測定を行う。
【００５８】
まず、露光前にＥＵＶ光源から発振されるＥＵＶ光束の輝度分布（角度分布）を、第１の変換部１２１を用いて（第1の変換部１２１をＥＵＶ光の光路中に挿入して得られた検出結果を用いて）計測する。
【００５９】
次に、その計測結果に基づいて、プラズマＰＬ（又は電極２１１）の位置や、集光光学系２１３の位置を調整する。その調整後、露光を開始する（実露光開始）。
【００６０】
次に、第１の変換部１２１をＥＵＶ光束の光路中から外し、第２の変換部１２３をＥＵＶ光束の光路中に入れて、その第２の変換部１２３を用いてＥＵＶ光束の輝度分布の計測を行う。そして、その計測結果に基づいて、露光を行いつつプラズマの位置や集光光学系の位置等を調整する。
【００６１】
つまり、遮光率の高い（遮光量が多い）第１の変換部を用いた輝度分布計測は、実際にウェハ等の被露光体を露光していない（被露光体にＥＵＶ光が照射されていない）間に行われる。そして、第１の変換部より遮光率が低い（遮光量が少ない）第２の変換部を用いた輝度分布計測は、実際に被露光体を露光している時に行われる。このように、実露光時と非露光時とで用いる変換部を切り換えて輝度分布測定を行う。勿論、実露光時と非露光時とで、開口率、遮光率、遮光量、開口形状が互いに異なる２つの変換部（もしくは検出部、反射部）を切り換えて使用する。こうすれば、ＥＵＶ光束の光量をあまり落とさずにＥＵＶ光束の輝度分布を計測することができ、適切な露光を行うことができる。
【００６２】
ここで、第１の変換部を用いた場合の計測結果と第２の変換部を用いた場合の計測結果とは、予め対応関係や、相関性を確認しておき、そのデータに対応関係、相関性に基づいてプラズマや集光光学系の位置を調整するのが好ましい。
【００６３】
また、この第１実施例においては、第１の変換部及び第２の変換部を、ＥＵＶ光の発光部すなわちプラズマと、集光光学系（略楕円ミラー）とを有するＥＵＶ光源装置と、照明光学系との間に配置した。しかしながら、この限りでは無く、照明光学系内に配置しても構わないし、プラズマと集光光学系との間に配置しても構わないし、ＥＵＶ光源装置内に配置しても構わない。
【００６４】
本実施形態では、ＥＵＶ光ＥＬの角度分布を光強度分布（輝度）の重心位置によって算出したが、別の指標を用いてもよい。例えば、輪帯状の強度分布におけるピーク強度の方向が一定となるように、集光光学系２１４の角度及び位置、又は、電極２１１の位置を制御してもよい。
【００６５】
また、第１の変換部１２１から得られたＥＵＶ光ＥＬの方向（ωｘ、ωｙ）と第２の変換部１２３から得られたＥＵＶ光ＥＬの方向（ω´ｘ、ω´ｙ）との換算式を求め、かかる換算式を使用して集光光学系２１３及び電極２１１を調整してもよい。即ち、ωｘ＝Ｆｘ（ω´ｘ）とωｙ＝Ｆｙ（ω´ｙ）を求める。そして、制御部１４０は、露光時に算出されるＥＵＶ光ＥＬの方向（ω´ｘ、ω´ｙ）に基づいて、正確なＥＵＶ光ＥＬの方向（ωｘ、ωｙ）が一定になるように、調整装置２１４及び２１５を介して、集光光学系２１３及び電極２１１を調整する。
【００６６】
また、本実施例１においては、第１の変換部と第２の変換部とを交互にＥＵＶ光束の光路中に挿入したが、その限りではない。例えば、第２の変換部を常に光路中に配置したままで、第１の変換部の形状と第２の変換部の形状の差分の形状をした変換部をＥＵＶ光束の光路中に挿脱可能にしても構わない。
【００６７】
ここで、露光中に光強度分布の計測（ＥＵＶ光束の強度検出）を行う際に用いる第２の変換部の開口率は、７０％（好ましくは８０％、より好ましくは９５％以上）であることが望ましい。ここで言う「開口率」とは、露光装置において、光源から発しマスクを介してウェハに至る光線が通る領域に対する開口率（ここでは、第２の変換部、つまり円環状に配置された蛍光体の開口率）のことである。また、第１の変換部の開口率は、この実施例１においては０％であるが、勿論０％で無くとも、光強度分布、角度分布を測定できれば良いので、開口率は、５０％以下（好ましくは３０％以下）であれば良い。
【実施例２】
【００６８】
測定装置１００において、光源装置２１０から供給されるＥＵＶ光ＥＬの光強度分布は、図４に示すように、光軸の中心の領域にＥＵＶ光ＥＬが到達しないコーン状の光強度分布である。図４は、光源装置２１０から供給されるＥＵＶ光ＥＬの光強度分布を示すグラフである。図４を参照するに、光強度が小さい領域αは、照明光学系２５０に取り込まれない。例えば、角度の大きい領域の光を取り込もうとすると、後段の照明光学系２５０が大きくなってしまう。従って、一定の角度以上の光は使用しない。
【００６９】
また、光源装置２１０の後段の光学系としてシュバルツシルド光学系を使用する場合、第２のミラー２５０ａである凸面ミラーによって、内側の光が遮断される。従って、内側の光も使用されない。そこで、本実施形態では、露光に使用しないＥＵＶ光ＥＬを利用して、ＥＵＶ光ＥＬの角度分布を測定（算出）する測定装置１００Ａについて説明する。
【００７０】
以下、実施例２について詳細に説明するが、特に記載しない点に関しては実施例１と同じである。
【００７１】
図５は、測定装置１００Ａの構成を示す概略断面図である。なお、図５において、βは、露光に使用しないＥＵＶ光ＥＬ、即ち、不要な光を示している。測定装置１００Ａは、露光に使用しない不要な光βを利用して、ＥＵＶ光ＥＬの光強度分布を測定すると共に、測定したＥＵＶ光ＥＬの光強度分布に基づいて、ＥＵＶ光ＥＬの角度分布を算出する。測定装置１００Ａは、本実施形態では、照明装置２００Ａから供給されるＥＵＶ光ＥＬの光強度分布を測定及びＥＵＶ光ＥＬの角度分布を算出する。
【００７２】
まず、測定装置１００Ａの測定対象である照明装置２００Ａについて説明する。照明装置２００Ａは、後述する投影光学系３３０の円弧状の視野に対する円弧状のＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）により後述するマスク３２０を照明する照明装置であって、照明装置２１０と、照明光学系２５０Ａを有する。
【００７３】
照明光学系２５０Ａは、第１のミラー２５０ａＡと、第２のミラー２５０ｂＡと、第３のミラー２５０ｃＡと、第４のミラー２５０ｄＡとを有する。なお、第１のミラー２５０ａＡ及び第２のミラー２５０ｂＡは、シュバルツシルド光学系として機能する。シュバルツシルド光学系とは、大型の凹面鏡及び小型の凸面鏡で構成される光学系であり、短い焦点距離と長い作動距離とを得るための光学系である。本実施形態では、中間集光点ＩＰを通過したＥＵＶ光ＥＬは、第１のミラー２５０ａＡで反射され、第２のミラー２５０ｂＡに入射し、平行光線に変換される。更に、第２のミラー２５０ｂＡで反射されたＥＵＶ光ＥＬは、第３のミラー２５０ｃＡ及び第４のミラー２５０ｄＡを介して、マスク３２０に入射する。
【００７４】
測定装置１００Ａは、本実施形態では、中間集光点ＩＰと第１の集光ミラー２５０ａとの間に配置されているが、集光光学系２１３と中間集光点ＩＰとの間に配置されてもよい。測定装置１００Ａは、変換部１２０Ａと、検出部１３０Ａと、制御部１４０とを有する。
【００７５】
変換部１２０Ａは、ＥＵＶ光ＥＬの波長を所定の波長に変換する機能を有し、本実施形態では、ＥＵＶ光ＥＬを可視光に変換する。変換部１２０Ａは、第１の変換部１２１Ａと、第２の変換部１２３Ａとを有する。
【００７６】
第１の変換部１２１Ａは、図５に示すように、マスク３２０と置換可能に配置される。第１の変換部（第１部材）１２１Ａは、蛍光体で構成される。蛍光体の材質及び性質は、実施例１の蛍光体と同様である。
【００７７】
第１の変換部１２１Ａの中間集光点側の表面には、図示しないバンドパスフィルターを有する。かかるバンドパスフィルターは、実施例１のバンドパスフィルターと同様の構成であり、後述する第２の変換部１２３Ａの中間集光点側の表面に設けられたバンドパスフィルターも同様の構成である。
【００７８】
図６は、第２の変換部（第２部材）１２３Ａを示す概略斜視図である。図６に示すように、第２の変換部１２３Ａは、帯状の円形（円環状）の蛍光体で構成される。第２の変換部１２３Ａは、ＥＵＶ光ＥＬの外側の不要な光βの少なくとも一部の光の波長を所定の波長（可視域の波長）に変換する。勿論、第２の変換部１２３Ａは、第２のミラー２５０ｂＡの裏面によって遮光される（ケラれる）光（不要な光）βの波長を所定の波長（可視域の波長）に変換してもよい。蛍光体の材質及び性質は、実施例１の蛍光体と同様である。また、この第２の変換部は、有効なＥＵＶ光を遮光しないため、常にＥＵＶ光の光路（照明光学系）中に配置されている。ここでは、第２の変換部の内部（すなわち開口部分）を有効なＥＵＶ光が通過しており、且つ第２の変換部がその有効なＥＵＶ光の光路の周辺の不要なＥＵＶ光を受光する位置に配置されていれば良い。ここでは、この状態を「第２の変換部がＥＵＶ光の光路中に配置されている」とする。これは実施例３に関しても同様である。
【００７９】
第１の変換部１２１Ａ及び第２の変換部１２３Ａは、本実施形態では、バンドパスフィルターとして、Ｍｏ層とＳｉ層との２重構造の膜を蛍光体の表面に形成したが、Ｓｉ層とＺｒ層との２重構造の膜を蛍光体の表面に形成してもよい。
【００８０】
検出部１３０Ａは、変換部１２０Ａによって変換された可視光（即ち、ＥＵＶ光ＥＬ）の光強度分布を検出する。検出部１３０Ａは、本実施形態では、ＣＣＤで構成され、マスク３２０の近傍に配置された第１の検出部１３１Ａと、第２の変換部１２３Ａ近傍に配置された第２の検出部１３２Ａとを有する。図５では、第１の検出部１３１Ａは、ＥＵＶ光ＥＬの入射面側から光を観察する構成になっているが、入射面と反対側（裏面側）から観察する構成であってもよい。なお、第２の検出部１３２Ａが光強度分布を測定する際に使用する凸面（凹面でも平面でも良い）ミラー１３３Ａは、中心軸上の不要な光の領域に配置されているため、露光に寄与する光を遮ることがない。検出部１３０Ａは、変換部１２０Ａが発した可視光の強度分布を画像として記録し、かかる画像を制御部１４０に伝達する。
【００８１】
なお、検出部１３０Ａが配置される位置に、ファイバースコープの先端を配置し、ファイバースコープの終端にＣＣＤを取り付けて、変換部１２０Ａが発した可視光の光強度分布を測定してもよい。これにより、ＣＣＤを任意の位置に配置することができる。例えば、露光装置３００のチャンバー外にＣＣＤを配置することも可能であり、設計の自由度が向上する。
【００８２】
測定装置１００Ａでの光強度分布（角度分布）の計測方法について記載する。第１の変換部１２１Ａ及び第１の検出部１３１Ａがマスク３２０上の（マスクの位置における）ＥＵＶ光ＥＬの光強度分布を測定する。制御部１４０は、その測定された光強度分布に基づいて、マスク３２０上のＥＵＶ光ＥＬの角度分布を算出する。そして、制御部１４０は、マスク３２０上のＥＵＶ光ＥＬの角度分布に基づいて、調整装置２１４及び２１５を介して、集光光学系２１３の位置及び角度、又は、電極２１１の位置を調整する。これにより、マスク３２０を照明するＥＵＶ光ＥＬの角度分布を常に一定に維持することができる。ここで、第１の変換部１２１Ａは、蛍光体を全面（光照射領域全体、但し若干間引いても良い）に配置した平板であっても良いし、光照射領域全体に相当する面積を有する蛍光体そのものであっても良い。また、実施例３以降で記載するように、第１の変換部の代わりに光電変換素子（ＣＣＤやフォトダイオード等）を配置しても構わない。
【００８３】
一方、第２の変換部１２３Ａ及び第２の検出部１３２Ａは、ＥＵＶ光ＥＬが照明光学系２５０に入射する入射位置近傍において、ＥＵＶ光ＥＬの光強度分布を測定する。制御部１４０は、測定された光強度分布に基づいて、ＥＵＶ光ＥＬの角度分布を算出する。また、制御部１４０は、ＥＵＶ光ＥＬの角度分布に基づいて、調整装置２１４及び２１５を介して、集光光学系２１３の位置及び角度、又は、電極２１１の位置を調整する。これにより、光源装置２１０が供給するＥＵＶ光ＥＬの角度分布を常に一定に維持することができる。
【００８４】
上記のような構成の本実施例２において、第１の変換部と第２の変換部を実施例１のように実露光時と非露光時とで切り換えてＥＵＶ光路中に挿入する。このようにすれば、ＥＵＶ光束の光量をあまり低減させずに、実露光中のＥＵＶ光束の輝度分布（角度分布）を高精度に計測することができ、露光装置の高効率の露光の助けとなる。但し、実施例２においては、第２の変換部をＥＵＶ光束の光路中に挿入したままで、第１の変換部を用いてＥＵＶ光束の輝度分布を計測しても構わない。また、第１、２の変換部によるＥＵＶ光束の輝度分布測定を同時に行うことにより、第１、２変換部による輝度分布の計測結果の相関関係を調べる（確認する）ことができ、測定精度を向上させることができる。
【００８５】
ここで、露光中に光強度分布の計測（ＥＵＶ光束の強度検出）を行う際に用いる第２の変換部の開口率は、事実上１００％（少なくとも９５％以上）である。ここで言う「開口率」とは、露光装置において、光源から発しマスクを介してウェハに至る光線が通る領域に対する開口率（ここでは、第２の変換部、つまり円環状に配置された蛍光体の開口率）のことである。また、第１の変換部の開口率は、この実施例１においては０％であるが、勿論０％で無くとも、光強度分布、角度分布を測定できれば良いので、開口率は、５０％以下（好ましくは３０％以下）であれば良い。尚、マスクの代わりに第１の変換部を光路中に挿入した場合は、「光源から発しマスクを介してウェハに至る光線」は存在しないこととなる。その場合は、実露光時にウェハ上に転写されるパターン（マスク上のパターン）が配置される領域に至るＥＵＶ光線が通る領域に対する、各変換部の開口率と考える。
【実施例３】
【００８６】
図７を参照して、測定装置１００Ａの変形例である測定装置１００Ｂについて説明する。測定装置１００Ｂは、測定装置１００Ａと比較して、第１、２の変換部の代わりに、光電変換素子（ここでは、フォトダイオード）を配置した点が異なる。
【００８７】
まず、第１の変換部の代わりに、蛍光体と同じように、露光時のマスク上の光照射領域のほぼ全域（若干間引いても良い）に配置された第１のフォトダイオード（第１部材）を配置する。
【００８８】
次に、第２の変換部の代わりに、図７に示すように第２のフォトダイオード（第２部材）１２３Ｂを配置する。かかる第２のフォトダイオードを、露光に寄与するＥＵＶ光束が通過する領域（露光光束が通過する領域）Ｒ１とは異なる領域Ｒ２に、４つ配置する（少なくとも３つ配置すれば良い）。フォトダイオードは、一般に、蛍光体に比べてサイズが大きいが、露光に使用しない領域Ｒ２にフォトダイオードを配置しているため、サイズが大きくても露光光への影響は小さい（無い）。従って、複数のフォトダイオードを領域Ｒ２に配置することができ、それらの検出結果によって光源装置から発するＥＵＶ光束の輝度分布、角度分布、放射方向を決定することができる。このような第１、２フォトダイオードの検出結果、ＥＵＶ光束の輝度分布、角度分布、放射方向等を計測するために必要な検出結果は、第１、２フォトダイオードと接続された検出部１３０（Ａ）を介して制御部１４０に送信される。
【００８９】
測定装置１００Ｂにおいては、前記制御部１４０が受信した計測結果に基づいて、ＥＵＶ光ＥＬの角度分布を算出する。また、制御部１４０は、ＥＵＶ光ＥＬの角度分布に基づいて、調整装置２１４及び２１５を介して、集光光学系２１３の位置及び角度、又は、電極２１１の位置を調整する。これにより、光源装置２１０が供給するＥＵＶ光ＥＬの角度分布を常に一定に維持することができる。
【００９０】
以上のような実施例３において、第１、２のフォトダイオードを実施例１のように実露光時（第１のフォトダイオードを挿入）と非露光時（第２のフォトダイオードを挿入）とで切り換えてＥＵＶ光路中に挿入する。このようにすれば、ＥＵＶ光束の光量をあまり低減させずに、実露光中のＥＵＶ光束の輝度分布（角度分布）を高精度に計測することができ、露光装置の高効率の露光の助けとなる。但し、実施例３においては、実施例２と同様に、第２のフォトダイオードをＥＵＶ光束の光路中に挿入したままで、第１のフォトダイオードを用いてＥＵＶ光束の輝度分布を計測しても構わない。また、第１、２のフォトダイオード各々によるＥＵＶ光束の輝度分布測定を同時に行うことにより、第１、２のフォトダイオードによる輝度分布の計測結果の相関関係を調べる（確認する）ことができ、測定精度を向上させることができる。
【００９１】
ここで、露光中に光強度分布の計測（ＥＵＶ光束の強度検出）を行う際に用いる第２のフォトダイオード（３つ以上のフォトダイオード）の開口率は、事実上１００％（少なくとも９５％以上）である。ここで言う「開口率」とは、露光装置において、光源から発しマスクを介してウェハに至る光線が通る領域に対する開口率（ここでは、第２のフォトダイオードの開口率）のことである。また、第１の変換部の開口率は、この実施例１においては０％であるが、勿論０％で無くとも、光強度分布、角度分布を測定できれば良いので、開口率は、５０％以下（好ましくは３０％以下）であれば良い。
【実施例４】
【００９２】
図１２を参照して、実施例４の測定装置１００Ｃについて説明する。実施例１の測定装置１００は、変換部１２０として、非露光時と実露光時とで、第１の変換部１２１と第２の変換部１２３とを置換しているが、測定装置１００Ｃは、露光中及び露光中において変換部１２０Ｃを用いる。また、測定装置１００Ｃは、測定装置１００Ａ、１００Ｂの第２の変換部１２３Ａ、１２３Ｂと異なり、露光に使用するＥＵＶ光ＥＬ（即ち、露光に使用しない不要な光βではない）を用いてＥＵＶ光の光強度分布を測定する。ここで、「露光に使用するＥＵＶ光ＥＬ」とは、マスク上に到達し、そのマスクを介してウェハ上に導かれるＥＵＶ光のことであり、本実施例の測定装置１００Ｃは、そのＥＵＶ光の一部を遮光して、光強度分布の測定を行う。測定装置１００Ｃは、照明装置２００から供給されるＥＵＶ光ＥＬの光強度分布を測定及びＥＵＶ光ＥＬの角度分布を算出する。また、測定装置１００Ｃは、変換部１２０Ｃと、検出部１３０と、制御部１４０とを有する。
【００９３】
変換部１２０Ｃは、ＥＵＶ光ＥＬの波長を所定の波長（ＥＵＶ光とは異なる波長）に変換する機能を有し、本実施形態では、ＥＵＶ光ＥＬを可視光に変換する。変換部１２０Ｃは、中間集光点ＩＰと第１の集光ミラー２５０ａとの間に配置されているが、変換部１２０Ｃは、少なくとも７０％（好ましくは８０％、より好ましくは９０％）以上のＥＵＶ光ＥＬを透過することができる。従って、照明光学系２５０の何れの位置に配置しても、大きな光量ロスにはならない。変換部１２０Ｃは、本実施形態では、図１３に示すように、ワイヤ１２２Ｃと、ワイヤ１２２Ｃの周囲（表面）に塗布された蛍光体１２４Ｃで構成されている。ここで、図１３は、変換部１２０Ｃを構成するワイヤ１２２Ｃ及び蛍光体１２４Ｃの断面を示す概略図である。
【００９４】
ワイヤ１２２Ｃは、極めて細いＭｏやＷから構成される。蛍光体１２４Ｃは、ＥＵＶ光ＥＬを遮蔽する厚さを有し、例えば、１μｍ程度の厚さを有する。従って、１μｍ以下の微粒子である蛍光体１２４Ｃの結晶を１μｍ乃至１０μｍ以下の厚さに固めてワイヤ１２２Ｃの周囲に設けてもよい。なお、蛍光体１２４Ｃの結晶は、ＺｎＯ：ＺｎやＹ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋などの多結晶を使用することができる。
【００９５】
図１４は、変換部１２０Ｃの構成を示す概略平面図である。蛍光体１２４Ｃが表面に形成されたワイヤ１２２Ｃは、図１４に示すように、ＥＵＶ光ＥＬが通過する開口ＯＰを有するメッシュ構造を形成する。ワイヤ１２２Ｃの空間に占める面積の割合は極めて小さく、１％乃至１０％程度である。従って、変換部１２０Ｃに照射されるほとんどのＥＵＶ光ＥＬは開口ＯＰを通過し、一部のＥＵＶ光ＥＬのみが蛍光体１２４Ｃに吸収され、可視光（蛍光）を発する。蛍光体１２４Ｃから発せられる可視光（蛍光）の光強度分布を検出部１３０（例えば、ＣＣＤ又はフォトダイオード）で検出することによって、ＥＵＶ光ＥＬの光強度分布を測定することができる。なお、検出部１３０がフォトダイオードである場合には、光路全体の露光強度を測定することができる。
【００９６】
図１５は、変換部１２０Ｃを構成する蛍光体１２４Ｃ及び平板１２６Ｃを示す概略断面図である。本実施形態は、メッシュ構造を形成する部材としてワイヤ１２２Ｃを使用したが、図１５に示すように、蛍光体１２４Ｃを表面に塗布した薄い平板１２６Ｃでメッシュ構造を形成してもよい。例えば、ＷやＭｏで構成された２５μｍの厚さ及び３５μｍの幅を有する平板１２６Ｃを３６０μｍのピッチで配列すれば、開口率８０％以上のメッシュ構造を形成することができる。ここで言う「開口率」とは、露光装置において、光源から発しマスクを介してウェハに至る光線が通る領域に対する開口率（ここでは、ワイヤを組み合わせた変換部の開口率）のことである。
【００９７】
メッシュ構造を形成するワイヤ１２２Ｃや平板１２６Ｃの大きさは自由に選択することができ、開口率を大きくしてもワイヤ１２２Ｃや平板１２６Ｃを密にすることができるため、ＥＵＶ光ＥＬの光強度分布を高精度に測定することができる。なお、ワイヤ１２２Ｃや平板１２６Ｃは、金属で構成する必要はなく、ガラスで構成してもよい。
【００９８】
なお、蛍光体１２４ＣにＥＵＶ光ＥＬが照射されると、蛍光体１２４Ｃを支持するワイヤ１２２Ｃや平板１２６Ｃの温度が上昇する。特に、ＥＵＶ光ＥＬの光路は真空中であるため、対流による伝熱が起きず、ワイヤ１２２Ｃや平板１２６Ｃの温度が徐々に上昇する。従って、ワイヤ１２２Ｃや平板１２６Ｃ（即ち、メッシュ構造を形成する部材）を固定する枠を冷却する冷却部を設けることが好ましい。
【００９９】
更に、蛍光体によっては、温度に対して発光効率が変化するものがあり、温度に対して発光効率が高くなる蛍光体と温度に対して発光効率が小さくなる蛍光体の少なくとも２種類の蛍光体を混合させて蛍光体１２４Ｃを構成してもよい。つまり、温度変化に対する発光効率の変化がお互いに打ち消しあう方向の２つの蛍光体を混合させても良い。これにより、温度変化に対する発光効率を一定にすることができる。
【０１００】
図１６は、変換部１２０Ｃの構成を示す概略平面図であり、図１７は、変換部１２０Ｃにおける開口ＯＰの配置の一例を示す概略平面図である。メッシュ構造は、図１６に示すように、蛍光体１２４Ｃで形成してもよい。図１６に示す変換部１２０Ｃは、Ａｌ２Ｏ３：Ｃｒのような薄膜化が可能な蛍光体１２４Ｃに複数の開口ＯＰが形成されている。なお、開口ＯＰが円形状である場合、図１７に示すように、所謂、最密充填配列の開口ＯＰの配置では、９０％以上の開口率を得ることができる。実際には、円形状の開口ＯＰは互いに接することができないが、８５％以上の開口率を得ることができる。
【０１０１】
また、図１８に示すように、直径の異なる２つの円形状の開口ＯＰ及びＯＰ’を組み合わせることで、９５％以上の開口率を得ることもできる。更に、直径の異なる３つ以上の円形状の開口を組み合わせることで、任意の開口率を得ることができる。一方、図１９に示すように、同一の直径の円形状の開口ＯＰを整列させた場合には、最大で７９％の開口率を得ることができる。実際には、円形状の開口ＯＰは互いに接することができないため、７０％の開口率となる。従って、変換部１２０Ｃは、少なくとも７０％以上の開口率を得ることができる。ここで、図１８は、変換部１２０Ｃにおける開口ＯＰ及びＯＰ’の配置の一例を示す概略平面図である。図１９は、変換部１２０Ｃにおける開口ＯＰの配置の一例を示す概略平面図である。
【０１０２】
このように、図１６に示す変換部１２０Ｃは、蛍光体１２４Ｃのうち開口ＯＰが占める割合が大きいため、例えば、変換部１２０Ｃに照射されたＥＵＶ光ＥＬの少なくとも７０％以上を透過させることができる。従って、変換部１２０ＣをＥＵＶ光ＥＬの光路中に配置しても、ＥＵＶ光ＥＬを遮光することにはならない。
【０１０３】
図２０は、変換部１２０Ｃの構成を示す概略斜視図である。蛍光体１２４Ｃは、一般には、ＥＵＶ光ＥＬが入射する入射面の表面近傍でＥＵＶ光ＥＬを吸収する。但し、蛍光体１２４Ｃは、可視光、特に、自身の発光した蛍光を透過するため、ＥＵＶ光ＥＬの入射面の表面側からだけではなく、裏面側からも可視光（即ち、ＥＵＶ光ＥＬ）の光強度分布を測定することができる。従って、変換部１２０Ｃに入射する光が蛍光を発する波長を含む場合、図２０に示すように、ＥＵＶ光ＥＬの入射面側にＺｒ等の可視光カットフィルターＶＦを形成し、蛍光体１２４Ｃの裏面において、検出部１３０を介して蛍光を検出すればよい。これにより、ＥＵＶ光ＥＬの光強度分布を選択的に測定することができる。また、検出部１３０に入射する蛍光（蛍光体１２４Ｃから発せられる可視光）の光強度が小さい場合、蛍光以外の光、所謂、迷光が測定誤差の要因となる。この場合、蛍光のみを透過させるようなバンドパスフィルターを検出部１３０の前に配置してもよい。
【実施例５】
【０１０４】
図２１及び図２２を参照して、本発明の第５の実施形態である測定装置１００Ｄについて説明する。測定装置１００Ｄは、本実施形態では、照明装置２００から供給されるＥＵＶ光ＥＬの光強度分布を測定及びＥＵＶ光ＥＬの角度分布を算出する。測定装置１００Ｄは、変換部１２０Ｄと、検出部１３０と、制御部１４０とを有する。ここで、図２１は、測定装置１００Ｄを構成する変換部１２０Ｄを示す概略平面図である。図２２は、測定装置１００Ｄを構成する変換部１２０Ｄを示す概略断面図である。本実施例５の測定装置１００Ｄにおいても、実施例４と同様に実露光時と非露光時とで変換部を入れ替えること無く、実露光時も非露光時も共に同一の変換部をＥＵＶ光束中に挿入したままで光強度分布を計測する。
【０１０５】
変換部１２０Ｄは、図２１及び図２２に示すように、照明光学系２５０が有するオプティカルインテグレーター（ハエの目状のミラー）２５０ｅの表面の複数箇所に形成された蛍光体で構成される。オプティカルインテグレーター２５０ｅは、微小な凸面または凹面ミラー（反射要素）の集合体で構成され、マスク３２０を所定の開口数で照明するための光学素子である。
【０１０６】
オプティカルインテグレーター２５０ｅは、複数の微小な光源の集まりとみなすことができるため、変換部１２０Ｄ（蛍光体）が形成された位置から照射光が反射しなくても変換部１２０Ｄ（蛍光体）の影がマスク３２０上に投影されることはない。但し、マスク３２０を照明する強度が下がるため、マスク３２０を照明する強度をできる限り下げないためには、オプティカルインテグレーター２５０ｅ上の反射率の低い位置に変換部１２０Ｄ（蛍光体）を配置することが好ましい。
【０１０７】
変換部１２０Ｄは、本実施形態では、オプティカルインテグレーター２５０ｅを構成する微小な凸面ミラー（反射要素）の互いに接続する接続部（境界）に配置している。ＥＵＶ露光装置では、オプティカルインテグレーター２５０ｅを構成する微小な凸面ミラーは表面に多層膜を有し、多層膜の反射率は入射角に敏感であるため、微小なミラーの境界近傍の反射率は低くなる。従って、本実施形態のように、微小な凸面ミラーの境界近傍に変換部１２０Ｄ（蛍光体）を形成し、かかる蛍光体からの蛍光（可視光）の強度分布を検出することで、マスク３２０を照明する強度を下げずに、ＥＵＶ光ＥＬの光強度分布を測定することができる。
【０１０８】
ここで、本実施例５の測定装置１００Ｄの変換部１２０Ｄがインテグレータ上の光照射領域に対して占める割合は、１乃至１０％程度である。すなわち、この実施例５の変換部１２０Ｄの開口率は９０％以上である。しかしながら、その開口率は少なくとも７０％、より好ましくは８０％以上であれば良く、必ずしも９０％以上で無くても良い。
【実施例６】
【０１０９】
以下、図８を参照して、測定装置１００を有する露光装置３００について説明する。ここで、図８は、露光装置３００の構成を示す概略断面図である。なお、露光装置３００は、本実施形態では、測定装置１００を有しているが、上述した測定装置１００Ａ乃至１００Ｄに置換可能であることは言うまでもない。
【０１１０】
露光装置３００は、露光用の照明光としてＥＵＶ光ＥＬ（例えば、波長１３．４ｎｍ）を用いてマスク３２０に形成された回路パターンを被露光体３４０に露光する投影露光装置である。露光装置３００は、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（「スキャナー」）であるが、ステップ・アンド・リピート方式を適用することもできる。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適である。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、マスクに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してマスクパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。「ステップ・アンド・リピート方式」は、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する露光方法である。
【０１１１】
図８を参照するに、露光装置３００は、測定装置１００と、照明装置２００と、マスクステージ３２５と、投影光学系３３０と、ウェハステージ３４５と、アライメント検出機構３５０と、フォーカス位置検出機構３６０とを有する。
【０１１２】
測定装置１００は、上述したように、ＥＵＶ光ＥＬの光強度分布を測定すると共に、測定した光強度分布に基づいて、ＥＵＶ光ＥＬの角度分布を算出する。測定装置１００が算出したＥＵＶ光ＥＬの角度分布に基づいて、調整装置２１４は集光光学系２１３の位置及び角度を調整し、調整装置２１５は電極２１１を移動させて、プラズマＰＬが発生する位置を調整する。その結果、露光装置３００は、常に所定の角度分布を維持することができるため、マスク３２０を均一に照明することができる。
【０１１３】
照明装置２００は、投影光学系３３０の円弧状の視野に対する円弧状のＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）によりマスク３２０を照明する照明装置であって、光源装置２１０と、照明光学系２５０とを有する。照明装置２００は、上述した通りであるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１１４】
マスク３２０は、反射型マスクで、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、マスクステージ３２５に支持及び駆動されている。マスク３２０から発せられた回折光は、投影光学系３３０で反射されて被露光体３４０上に投影される。マスク３２０と被露光体３４０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置３００は、スキャナーであるため、マスク３２０と被露光体３４０を走査することによりマスク３２０のパターンを被露光体３４０上に縮小投影する。
【０１１５】
マスクステージ３２５は、マスク３２０を支持して図示しない移動機構に接続されている。マスクステージ３２５は、当業界周知のいかなる構造をも適用することができる。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、少なくともＸ方向にマスクステージ３２５を駆動することでマスク３２０を移動することができる。露光装置３００は、マスク３２０と被露光体３４０を同期した状態で走査する。
【０１１６】
投影光学系３３０は、複数の反射ミラー（即ち、多層膜ミラー）３３０ａを用いて、マスク３２０面上のパターンを像面である被露光体３４０上に縮小投影する。複数のミラー３３０ａの枚数は、４枚乃至６枚程度である。少ない枚数のミラーで広い露光領域を実現するには、光軸から一定の距離だけ離れた細い円弧状の領域（リングフィールド）だけを用いる。そして、マスク３２０と被露光体３４０を同時に走査して広い面積を転写する。投影光学系３３０の開口数（ＮＡ）は、０．２乃至０．３程度である。
【０１１７】
被露光体３４０は、本実施形態ではウェハであるが、液晶基板その他の被露光体を広く含む。被露光体３４０には、フォトレジストが塗布されている。
【０１１８】
ウェハステージ３４５は、ウェハチャック３４５ａによって被露光体３４０を支持する。ウェハステージ３４５は、例えば、リニアモーターを利用してＸＹＺ方向に被露光体３４０を移動する。マスク３２０と被露光体３４０は、同期して走査される。また、マスクステージ３２５の位置とウェハステージ３４５の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。
【０１１９】
アライメント検出機構３５０は、マスク３２０の位置と投影光学系３３０の光軸との位置関係、及び、被露光体３４０の位置と投影光学系３３０の光軸との位置関係を計測する。そして、アライメント検出機構３５０は、マスク３２０の投影像が被露光体３４０の所定の位置に一致するようにマスクステージ３２５及びウェハステージ３４５の位置と角度を設定する。
【０１２０】
フォーカス位置検出機構３６０は、被露光体３４０面でフォーカス位置を計測し、ウェハステージ３４５の位置及び角度を制御することによって、露光中、常時被露光体３４０面を投影光学系３３０による結像位置に保つ。
【０１２１】
露光において、照明装置２００からのＥＵＶ光ＥＬはマスク３２０を照明し、投影光学系３３０によりマスク３２０面上のパターンを被露光体３４０面上に結像する。本実施形態において、像面は円弧状（リング状）の像面となり、マスク３２０と被露光体３４０を縮小倍率比の速度比で走査することにより、マスク３２０の全面を露光する。露光装置３００に用いられる照明装置２００は、マスク３２０を均一に照明するためのＥＵＶ光ＥＬを、所定の光強度分布及び角度分布に維持することができる。従って、露光装置３００は、優れた露光性能を達成し、高いスループットで経済性よくデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【実施例７】
【０１２２】
以下、図９を参照して、露光方法５００について説明する。ここで、図９は、露光方法５００を示すフローチャートである。
【０１２３】
まず、測定装置１００（上述したように、測定装置１００Ａ乃至１００Ｄでもよい）を使用してＥＵＶ光ＥＬの光強度分布を測定する（ステップ５０１）。ここでは、第１の変換部１２１及び検出部１３０を使用して、ＥＵＶ光ＥＬの光強度分布が検出される。検出された光強度分布は、制御部１４０に伝達される。
【０１２４】
次いで、測定した光強度分布に基づいてＥＵＶ光ＥＬの角度分布を算出する（ステップ５０３）。ここでは、制御部１４０によって、ＥＵＶ光ＥＬの角度分布が算出される。
【０１２５】
次に、ステップ５０３で算出された算出結果に基づいて光源装置２１０を調整する（ステップ５０５）。ここでは、制御部１４０は、算出結果に基づいて調整装置２１４を制御する。調整装置２１４は、制御部１４０の制御によって集光光学系２１３の位置及び角度を調整する。また、制御部１４０は、算出結果に基づいて調整装置２１５を制御する。調整装置２１５は、制御部１４０の制御によって電極２１１を移動させ、プラズマＰＬが発生する位置を調整する。
【０１２６】
光源装置２１０の調整が終了すると、露光を行う（ステップ５０７）。露光においては、照明装置３１０から射出されたＥＵＶ光はマスク３２０を照明し、投影光学系３３０によりマスク３２０面上のパターンを被露光体３４０面上に結像する。
【０１２７】
次に、露光中に再度、測定装置１００を使用して光の光強度分布を測定する（ステップ５０９）。ここでは、第２の変換部１２３及び検出部１３０を使用して、ＥＵＶ光ＥＬの光強度分布が検出される。検出された光強度分布は、制御部１４０に伝達される。
【０１２８】
そして、測定した光強度分布に基づいてＥＵＶ光ＥＬの角度分布を算出する（ステップ５１１）。ここでは、制御部１４０によって、ＥＵＶ光ＥＬの角度分布が算出される。
【０１２９】
その後、ステップ５１１で算出された算出結果に基づいて光源装置２１０を調整する（ステップ５１３）。ここでは、制御部１４０は、算出結果に基づいて調整装置２１４を制御する。調整装置２１４は、制御部１４０の制御によって集光光学系２１３の位置及び角度を調整する。また、制御部１４０は、算出結果に基づいて調整装置２１５を制御する。調整装置２１５は、制御部１４０の制御によって電極２１１を移動させ、プラズマＰＬが発生する位置を調整する。
【０１３０】
その結果、露光方法５００を使用した露光装置３００は、常に所定の角度分布を維持することが出来るため、マスク３２０を均一に照明することができる。
【実施例８】
【０１３１】
次に、図１０及び図１１を参照して、上述の露光装置３００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１０は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。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を製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する行程であり、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デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【０１３２】
図１１は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置３００によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。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うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置３００を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【０１３３】
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】
【０１３４】
【図１】本発明の一側面としての露光装置が有する測定装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す測定装置の第１の変換部の構成を示す概略斜視図である。
【図３】図１に示す測定装置の第２の変換部の構成を示す概略斜視図である。
【図４】図１に示す光源装置から供給されるＥＵＶ光の光強度分布を示すグラフである。
【図５】本発明の一側面としての露光装置が有する測定装置の構成を示す概略断面図である。
【図６】図５に示す測定装置の第２の変換部の構成を示す概略斜視図である。
【図７】本発明の一側面としての露光装置が有する測定装置の第２の変換部の構成を示す概略斜視図である。
【図８】本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略断面図である。
【図９】本発明の一側面としての露光方法を示すフローチャートである。
【図１０】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１０に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【図１２】本発明の一側面としての測定装置の構成を示す概略断面図である。
【図１３】図１２に示す測定装置の変換部を構成するワイヤ及び蛍光体を示す概略断面図である。
【図１４】図１２に示す測定装置の変換部の構成を示す概略平面図である。
【図１５】図１２に示す測定装置の変換部を構成する蛍光体及び平板を示す概略断面図である。
【図１６】図１２に示す測定装置の変換部の構成を示す概略平面図である。
【図１７】図１２に示す測定装置の変換部における開口の配置の一例を示す概略平面図である。
【図１８】図１２に示す測定装置の変換部における開口の配置の一例を示す概略平面図である。
【図１９】図１２に示す測定装置の変換部における開口の配置の一例を示す概略平面図である。
【図２０】図１２に示す測定装置の変換部の構成を示す概略斜視図である。
【図２１】本発明の別の実施形態である測定装置を構成する変換部を示す概略平面図である。
【図２２】本発明の別の実施形態である測定装置を構成する変換部を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１００                測定装置
１２０                変換部
１２１                第１の変換部
１２３                第２の変換部
１２５及び１２６      バンドパスフィルター
１３０                検出部
１４０                制御部
１００Ａ              測定装置
１２０Ａ              変換部
１２１Ａ              第１の変換部
１２３Ａ              第２の変換部
１００Ｂ              測定装置
１２３Ｂ              第２の変換部
１００Ｃ              測定装置
１２０Ｃ              変換部
１２２Ｃ              ワイヤ
１２４Ｃ              蛍光体
１２６Ｃ              平板
１００Ｄ              測定装置
１２０Ｄ              変換部
１３０Ａ              検出部
２００                照明装置
２１０                光源装置
２１１                電極
２１２                デブリ除去装置
２１３                集光光学系
２１４及び２１５      調整装置
２５０                照明光学系
２５０ｅ              オプティカルインテグレーター
３２０                マスク
３２５                マスクステージ
３３０                投影光学系
３４０                被露光体
３４５                ウェハステージ
３５０                アライメント検出機構
３６０                フォーカス位置検出機構
【図１４】
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【図１９】
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【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１５】
2007142361.tif 000029
【図１６】
2007142361.tif 000030
【図１７】
2007142361.tif 000031
【図１８】
2007142361.tif 000032
【図２０】
2007142361.tif 000033
【図２１】
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【図２２】
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