(57)【要約】【課題】  光学素子の反射の低下や照度の不均一化を防止することにより、スループット及び解像力の低下を防止して、優れた露光性能を発揮する経済的な露光装置を提供する。【解決手段】  プラズマにより露光光を生成する光源部からの前記露光光でパターンを照明する照明光学系とを有し、前記パターンを被露光体に露光する露光装置であって、前記光源部から前記照明光学系へ流入する汚染物質の量を測定及び／又は汚染物質の種類を検出する測定装置と、前記測定装置の測定結果及び／又は検出結果に基づいて、前記光源部の性能を判断する判断部とを有することを特徴とする露光装置を提供する。【選択図】        図１
2007027237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマにより露光光を生成する光源部からの前記露光光でパターンを照明する照明光学系とを有し、前記パターンを被露光体に露光する露光装置であって、
前記光源部から前記照明光学系へ流入する汚染物質の量を測定及び／又は汚染物質の種類を検出する測定装置と、
前記測定装置の測定結果及び／又は検出結果に基づいて、前記光源部の性能を判断する判断部とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
光源チャンバに囲まれた空間内に生成されたプラズマにより露光光を発する光源部からの光を用いてパターンを照明する照明光学系を有し、前記パターンを被露光体に露光する露光装置であって、
前記光源チャンバ内の汚染物質の量の測定及び／又は汚染物質の種類を検出する測定装置と、
前記測定装置の測定結果及び／又は検出結果に基づいて、前記光源部の性能を判断する判断部とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項３】
前記露光装置は、前記判断部による判断結果に基づいて前記光の発生量を制御する制御部とを更に有す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】
前記露光装置は、前記判断部による判断結果を出力する出力装置とを更に有す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５】
前記測定装置は、前記プラズマの生成中において、前記ガス又は前記汚染物質を所定の時間間隔ごとに計測す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６】
前記露光光は、２０ｎｍ以下の波長を有す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７】
プラズマにより光を生成する生成部と、
前記生成部を収納するチャンバと、
前記チャンバ内の汚染物質の量の測定及び／又は汚染物質の種類を検出する測定装置とを有することを特徴とする光源装置。
【請求項８】
前記測定装置の測定結果及び／又は検出結果に基づいて、前記光源装置の性能を判断する判断部とを有することを特徴とする請求項７記載の光源装置。
【請求項９】
前記露光装置は、前記判断部による判断結果に基づいて前記光の発生量を制御する制御部とを更に有することを特徴とする請求項８記載の光源装置。
【請求項１０】
前記露光装置は、前記判断部による判断結果を出力する出力装置とを更に有することを特徴とする請求項８記載の光源装置。
【請求項１１】
請求項１乃至６のうち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、ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、液晶パネルなどの表示素子、磁気ヘッドなどの検出素子、ＣＣＤなどの撮像素子といった各種デバイス、マイクロメカニクスで用いる微細パターンの製造に用いられる露光装置の光源装置に関する。本発明は、例えば、露光光源として極端紫外線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を利用する露光装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
レチクル（マスク）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露光する投影露光装置は従来から使用されており、近年では、高解像度であるとともに経済的な露光装置がますます要求されている。
【０００３】
縮小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。そこで、０．１μｍ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、紫外線光よりも更に波長が短い、波長１０ｎｍ乃至１５ｎｍ程度の極端紫外線（ＥＵＶ）光を用いた縮小投影露光装置（以下、「ＥＵＶ露光装置」と称する。）が開発されている。
【０００４】
ＥＵＶ露光装置は、光源として、レーザー光をターゲット材に照射してプラズマを生成することによりＥＵＶ光を発生させるレーザープラズマ光源や、電極にガスを流して放電することによってプラズマを生成してＥＵＶ光を発生させる放電型プラズマ光源を典型的に使用する（例えば、特許文献１及び２参照のこと）。プラズマからのＥＵＶ光は、集光ミラーによって集光点に集光され、かかる集光点から発散して、光源部と照明光学系との間に形成された開口を介して、後段の照明光学系に入射する。
【特許文献１】特開２００２−１７４７００号公報
【特許文献２】特開２００３−０７７６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、光源部と照明光学系との間に形成された開口から光源のチャンバ内で発生した汚染物質を含むガスが照明光学系に流入してしまう。それにより、汚染物質が照明光学系の光学素子の表面に付着して光を吸収してしまい、光学素子の反射率を低下させてしまう。更に、照度が不均一になる場合もある。その結果、スループットや解像力を低下させてしまう。
【０００６】
この場合、汚染物質の流入を防止するために、光源のチャンバと、照明光学系のチャンバとの間の開口（接続部）に、真空隔壁の役割を果たす窓材を配置することが好ましい。しかしながら、ＥＵＶ光を透過する物質、または、投影露光に必要なパワーのＥＵＶ光による熱負荷に十分耐えられる物質は、存在しない。そのため、照明光学系への汚染物質の流入を防止することは困難である。従って、流入する汚染物質を減らす別の方法としては、光源部から発生する汚染物質の量を低減させることが考えられる。汚染物質は、光源部に使用される部材の劣化によって発生する場合が多く、例えば、劣化部材の交換によって減少させることが出来る。しかしながら、汚染物質を多く発生させる部材でも、使用できるものも多く存在するため、経済的な面で、部材の交換を汚染物質の量で判断することは、妥当ではない。従って、汚染物質を低減させるためには、光源部の部材の劣化の判断がますます重要となってくる。
【０００７】
そこで、本発明は、光学素子の反射率の低下や照度の不均一化を防止することにより、スループット及び解像力の低下を防止して、優れた露光性能を発揮する経済的な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】
【０００８】
本発明の一側面としての露光装置は、プラズマにより露光光を生成する光源部からの前記露光光でパターンを照明する照明光学系とを有し、前記パターンを被露光体に露光する露光装置であって、前記光源部から前記照明光学系へ流入する汚染物質の量を測定及び／又は汚染物質の種類を検出する測定装置と、前記測定装置の測定結果及び／又は検出結果に基づいて、前記光源部の性能を判断する判断部とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の別の側面としての露光装置は、光源チャンバに囲まれた空間内に生成されたプラズマにより露光光を発する光源部からの光を用いてパターンを照明する照明光学系を有し、前記パターンを被露光体に露光する露光装置であって、前記光源チャンバ内の汚染物質の量の測定及び／又は汚染物質の種類を検出する測定装置と、前記測定装置の測定結果及び／又は検出結果に基づいて、前記光源部の性能を判断する判断部とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の別の側面としての光源装置は、プラズマにより光を生成する生成部と、
前記生成部を収納するチャンバと、前記チャンバ内の汚染物質の量の測定及び／又は汚染物質の種類を検出する測定装置とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の別の側面としてのデバイス製造装置は、上記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。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光学素子の反射の低下や照度の不均一化を防止し、スループット及び解像力の低下を防止して、優れた露光性能を発揮する経済的な露光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】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての露光装置１を説明する。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。図１は、本発明の露光装置１の構成を示す概略断面図である。
【００１４】
本発明の露光装置１は、露光用の照明光としてＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）を用いて、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式又はステップ・アンド・リピート方式でマスク３００に形成された回路パターンを被露光体６００に露光する投影露光装置である。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り、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる。）を例に説明する。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。
【００１５】
図１を参照するに、露光装置１は、光源装置１００と、照明光学系２００と、マスク３００を載置するマスクステージ４００と、投影光学系５００と、被露光体６００を載置するウェハステージ７００と、アライメント検出機構８００と、フォーカス位置検出機構９００とを有する。なお、光源装置１００と照明光学系２００とは、照明装置を構成し、投影光学系５００の円弧状の視野に対する円弧状のＥＵＶ光（例えば、１３．４ｎｍ）によりマスク３００を照明する。
【００１６】
また、図１に示すように、ＥＵＶ光は、大気に対する透過率が低く、残留ガス（高分子有機ガス）成分との反応によりコンタミを生成してしまうため、光学系全体のチャンバＶＣは、図示しない真空排気系によって真空排気されている。
【００１７】
光源装置１００は、本実施形態では、放電型プラズマ光源であり、図２に示すように、生成部１１０と、デブリフィルタ１２０と、集光ミラー１３０と、差動排気チャンバ１４０、光源チャンバ１５０と、測定装置１６０と、判断部１７０と、出力装置１７５と、制御部１８０とを有する。ここで、図２は、露光装置１の光源装置１００及び照明光学系２００の構成を示す断面図である。
【００１８】
生成部１１０は、ノズル１１２から供給される、例えば、キセノン（Ｘｅ）ガスと、電極１１４に印加される高圧電圧によって放電を生じ、更に、荷電粒子流の自己磁場によるピンチ作用によって高密度のプラズマＰＬを生成する。かかるプラズマＰＬからＥＵＶ光ＥＬが発生する。
【００１９】
プラズマＰＬからのＥＵＶ光ＥＬは、デブリ粒子を除去するデブリフィルタ１２０を通過し、回転楕円面を反射面とする２対のミラーで構成される集光ミラー１３０によって反射され、集光点ＣＰに集光する。なお、上述したように、ＥＵＶ光ＥＬは、ガスによって吸収される性質を有し、かかる吸収を防ぐために、生成部１１０、デブリフィルタ１２０及び集光ミラー１３０は、図示しない真空排気系によって排気がなされた光源チャンバ１５０の内部に配置された構成となっている。
【００２０】
集光点ＣＰに集光したＥＵＶ光ＥＬは、後述する照明光学系２００を構成する光学素子が内部に配置された照明系チャンバ２５０に導入され、照明系ミラー２１０で反射された後、オプティカルインテグレーター２２０に入射し、更に、照明系ミラー２１０を経てマスク３００を均一に照明する。
【００２１】
照明系チャンバ２５０は、ガスによるＥＵＶ光の吸収を防ぐために、光源チャンバ１５０と同様に、図示しない真空排気系による排気がなされている。なお、光源チャンバ１５０の内部は、真空排気系による排気がなされているものの、ノズル１１２から供給されるガスが存在する。また、光源チャンバ１５０と照明系チャンバ２５０との境界には、ＥＵＶ光ＥＬを透過するためにアパーチャ１５２ｂが設けられ、光源チャンバ１５０と照明系チャンバ２５０との間で差動排気がなされている。アパーチャ１５２ｂの大きさが小さいほど、光源チャンバ１５０から照明系チャンバ２５０に流入するガスの量を少なくすることができるため、アパーチャ１５２ｂの位置を集光点ＣＰの位置と一致させ、アパーチャ１５２ｂの大きさを集光点ＣＰの大きさと略一致させることが好ましい。集光ミラーチャンバ１５４と照明系チャンバ２５０の差動排気においては、集光点ＣＰとほぼ同様の大きさのアパーチャ１５２ｂとすることで、照明系チャンバ２５０内の圧力を集光ミラーチャンバ１５４内の圧力の１／１０乃至１／１００程度にすることが可能である。しかし、生成部チャンバ１５６と集光ミラーチャンバ１５４の差動排気においては、アパーチャ１５６ａは、その境界にデブリフィルタ１２０が設けられているため、アパーチャ１５２ｂより大きく形成されている。従って、生成部チャンバ１５６と集光ミラーチャンバ１５４の差動排気における圧力低減は、集光ミラーチャンバ１５４と照明系チャンバ２５０の差動排気ほど著しいものではない。
【００２２】
差動排気チャンバ１４０は、光源チャンバ１５０に接続され光源チャンバ１５０と異なる圧力を維持する。差動排気チャンバ１４０は、光源チャンバ１５０と、後述する測定装置１６０との間に形成され、アパーチャ１５２ｃによって連通している。また、差動排気チャンバ１４０は、測定装置１６０のために光源チャンバ１５０よりも低い圧力を維持する。アパーチャ１５２ｃの大きさは、アパーチャ１５２ａよりも小さく、アパーチャ１５２ｂと同じ若しくは小さく形成されている。
【００２３】
測定装置１６０は、光源部（光源装置１００）から照明光学系２００へ流入する汚染物質の量を測定及び／又は汚染物質の種類を検出する。ここで、汚染物質とは、ノズル１１２により供給されるXeガス以外のすべてのガスとすることが好ましいが、少量の不活性ガス（例えば、窒素、アルゴン等）であれば汚染物質として扱わなくても構わない。また、測定装置による汚染物質の種類の検出は、測定装置で汚染物質の種類の検出そのものを意味していても構わないが、この測定装置に接続された演算装置で汚染物質の特定が可能となるようなデータ取得を意味していても構わない。
【００２４】
この場合、本実施形態では、測定装置１６０は、光源チャンバ１５０内での汚染物質の量を測定し、測定結果に基づいて、照明光学系２００への流入する汚染物質の量を測定している。また、測定装置１６０は、集光ミラーチャンバ１５４内のガスの質量スペクトルを検出し、集光ミラーチャンバ１５４内のガス種とその分圧を算出し、後述する判断部１７０へ係る算出結果を伝達する。更に、測定装置１６０は、汚染物質が照明光学系２００へ流入する流入量も測定する。測定装置１６０は、プラズマＰＬの生成中において、所定の時間間隔ごとに計測してもよい。本実施形態では、測定装置１６０として四重極子型質量分析計を使用している。ここで、四重極子型質量分析計は、４本の電極を有し、真空中に存在する物質の種類及び気体の圧力を計測する装置である。四重極子型質量分析計は、集光ミラーチャンバ１５４内の圧力を計測する図示しない真空計が出力する集光ミラーチャンバ１５４内の圧力だけでなく、集光ミラーチャンバ１５４内のガス種とその分圧を算出することができる。また、四重極子型質量分析計を動作させるには、通常ある程度の真空度を必要とするので、差動排気チャンバ１４０は、集光ミラーチャンバ１５４よりも低圧力となっている。この場合、集光ミラーチャンバ１５４の圧力が四重極子型質量分析計１４０の動作範囲である場合には、四重極子型質量分析計１４０を直接集光ミラーチャンバ１５４に接続してもよい。
【００２５】
光源チャンバ１５０には、構成部材の一部として用いられる有機材料や光源チャンバ１５０の内壁等から、汚染物質の原因となる、例えば、炭化水素といった有機ガスがわずかに発生する。このガスは、プラズマ生成ガスと同様に、照明系チャンバ２５０へ流入するものである。光源装置１００を長期にわたって運転して、生成部１１０の劣化が生じ汚染物質の原因となるガスの発生が増加した場合には、照明光学系への汚染物質の付着は多くなる。しかしながら、本実施形態では、四重極子型質量分析計１４０によって、汚染物質の原因となるガスの分圧が検知されるので、この分圧が所定の規定量以上の場合は、判断部１７０及び制御部１８０の措置によって照明光学系への汚染物質の付着を防ぐことが可能である。
【００２６】
測定装置１６０は、本実施形態では、差動排気チャンバ１４０を介して集光ミラーチャンバ１５４に接続されているが、生成部チャンバ１５６に接続してもよい。更に、測定装置１６０は、照明系チャンバ２５０に接続してもよく、この場合、汚染物質の原因となるガスの発生が照明系チャンバ２５０内ではほとんど発生しないため、実質的には光源チャンバ１５０内のガスの種類と分圧を検出することと等価であるため、同様の効果を得ることができる。また、光源チャンバ１５０と照明系チャンバ２５０の間に例えば光軸調整光学系を有するようなチャンバの場合には、係るチャンバに測定装置１６０を接続してもよい。
【００２７】
尚、計測された質量スペクトルからガスの種類と分圧を正確に求めることは、質量数から分圧の特定を行うことやそれぞれのイオンに対する感度の違いから容易ではない。しかしながら、本実施形態においては、光源チャンバ１５０に存在する汚染物質の原因となるガス種は、限られているため、測定に必要な精度を得ることは可能である。また、測定装置１６０は、四重極子型質量分析計に限るものではなく、例えば、質量分析計として磁場偏向型質量分析計等を使用してもよい。ここで、磁場偏向型質量分析計とは、磁場によって、真空中に存在する物質の種類及び気体の圧力を計測する装置である。
【００２８】
判断部１７０は、測定装置１６０の測定結果に基づいて、光源部（光源装置１００）の性能を判断する。つまり、判断部１７０は、測定装置１６０からの測定結果（汚染物質の量、ガスの種類及び分圧）に基づいて、光学装置１００の性能の状態を判断する。判断部１７０の判断方法としては、図示しないメモリに記録された規定値としてのテーブルに基づいて判断される。例えば、ガスの種類又は分圧が規定値以上であれば、判断結果を後述する制御部１８０に伝達する。判断部１７０は、測定装置１６０及び制御部１８０と電気的に接続されている。
【００２９】
出力装置１７５は、判断部１７０の判断結果を出力する。そのため、出力装置１７５は、電気的に判断部１７０と接続されている。出力装置１７５の出力方法は、液晶画面に判断結果を表示するだけでなく、ランプや音によっても判断結果を使用者に伝達することができる。また、出力装置１７５は、後述する制御部１８０からの制御結果を出力することも可能である。この場合、出力装置１７５は、制御部１８０と電気的に接続される。
【００３０】
制御部１８０は、判断部１７０による判断結果に基づいて光の発生量を制御する。この場合、制御部１８０は、生成部１１０の運転パラメータの変更を行う。運転パラメータの変更としては、例えば、光の光量を変更させる、光源チャンバ１５０の排気を行う図示しない真空排気系の排気能力を増大させる、若しくは、生成部１１０の構成部材を冷却する冷却系の能力を増大させている。それにより、制御部１８０は、汚染物質の原因となるガスの分圧が所定の規定量以下になるようにする。
【００３１】
また、別の方法として、制御部１８０は露光を停止させるとともに、汚染物質の原因となるガスの照明光学系への流入を遮断するために、光源と照明光学系の間に設けられたゲートバルブを閉じる。そして、出力装置１７５によって信号を表示させ、使用者に故障診断を行わせる。この場合、生成部１１０の運転パラメータの変更で対応可能と判断した場合には、制御部１８０は、上述した運転パラメータの変更を行わせた後に露光を行わせる。更に、別の方法として、制御部１８０は、露光を停止させて、出力装置１７５によって信号を表示させ、使用者に故障診断を行わせる。その後、劣化した生成部１１０の構成部材を特定して、構成部材の交換後、露光を行わせる。
【００３２】
さらに別の方法として、メンテナンス等の理由により露光を長時間休止させていた場合には、ガス供給経路中での炭化水素等のような汚染の原因となる物質（汚染物質）の濃度が大きくなりやすい。従って、測定装置１６０からの測定結果（ガスの種類及び分圧）に基づいた判断部１７０の判断により制御部１８０は、露光を停止させる。それとともに、制御部１８０は、汚染物質の原因となるガスの分圧が所定の規定量以下になるまでガスを流しつづけたり、またはガスの供給を止めてガス供給経路を真空ポンプで排気して汚染物質の原因となるガスを排気させたりする。そして、制御部１８０は、汚染物質の原因となるガスの分圧が所定の規定量以下になったところで露光を再開させる。
【００３３】
さらに別の方法としては、光源部から発光する光量を低減させて汚染物質の量を低減させる。その場合、スループットが低減するのは避けられないが、スループットを若干犠牲にしても構わない場合は、このような選択肢もありえる。
【００３４】
その結果、露光装置１は、光学素子の反射の低下や照度の不均一化を防止することにより、スループット及び解像力の低下を防止して、優れた露光性能を発揮することができる。また、構成部材の劣化の判断が容易になるので、構成部材の不要な交換を防ぎ経済的に向上させることができる。
【００３５】
照明光学系２００は、マスク３００を照明する光学系であり、上述したように、照明系ミラー２１０、オプティカルインテグレーター２２０、シュバルツシルト反射鏡などから構成される。また、照明光学系２００は、マスク３００と共役な位置に、マスク３００の照明領域を円弧状に限定するための開口を有してもよい。
【００３６】
以下、図３を参照して、第２の実施形態である測定装置１６０Ａを説明する。尚、図２と同一の符号を付した部材は、第１の実施形態と同様の部材であり、詳細な説明は省略する。ここで、図３は、光源装置１００Ａ及び照明光学系２００Ａの構成を示す断面図である。
【００３７】
測定装置１６０Ａは、光学装置１００Ａ及び照明光学系２００Ａに接続され、光源部（光源装置１００Ａ）から照明光学系２００Ａへ流入する汚染物質の量を測定及び／又は汚染物質の種類を検出する。測定装置１６０Ａは、差圧計１６２Ａと、測定部１６４Ａとを有する。
【００３８】
差圧計１６２Ａは、集光ミラーチャンバ１５４Ａと照明系チャンバ２５０Ａに接続され、集光ミラーチャンバ１５４Ａ内の圧力と照明系チャンバ２５０Ａ内の圧力の差圧を検出する。係る検出結果に基づいて、差圧計１６２Ａは、光源チャンバ１５０Ａから照明系チャンバ２５０Ａへ流入する汚染物質の量を算出する。差圧計１６２Ａは、例えば、バラトロンタイプの差圧計が使用される。また、差圧計１６２Ａは、電気的に判断部１７０Ａに接続され、取得した情報を判断部１７０Ａへ伝達する。
【００３９】
測定部１６４Ａは、光源部（光源装置１００Ａ）から照明光学系２００Ａへ流入する汚染物質の量を測定及び／又は汚染物質の種類を検出する。この場合、本実施形態では、測定部１６４Ａは、照明系チャンバ２５０Ａ内での汚染物質の量を測定し、測定結果に基づいて、照明光学系２００Ａへの流入する汚染物質の量を算出している。詳述すると、測定部１６４Ａは、集光ミラーチャンバ１５４Ａ内のガスの質量スペクトルを検出して、集光ミラーチャンバ１５４Ａ内のガス種とその分圧を算出し、後述する判断部１７０Ａへ係る算出結果を伝達する。また、測定部１６４Ａは、汚染物質の種類も測定する。更に、測定部１６４Ａは、プラズマＰＬの生成中において、所定の時間間隔ごとに計測してもよい。本実施形態では、測定部１６４Ａとして四重極子型質量分析計を使用している。四重極子型質量分析計を動作させるには、通常ある程度の真空度を必要とするので、照明系チャンバ２５０Ａは、光源チャンバ１５０Ａよりも低圧力となっている。この場合、光源チャンバ１５０Ａの圧力が四重極子型質量分析計１６４Ａの動作範囲でない場合には、四重極子型質量分析計１６４Ａと照明系チャンバ２５０Ａとの間にチャンバを設けてもよい。また、測定部１６４Ａは、四重極子型質量分析計に限るものではなく、例えば、質量分析計として磁場偏向型質量分析計等を使用してもよい。
【００４０】
判断部１７０Ａは、測定装置１６０Ａの測定結果に基づいて、光源部（光源装置１００Ａ）の性能を判断する。つまり、判断部１７０Ａは、測定装置１６０Ａからの測定結果（汚染物質の量、ガスの種類、分圧及び差圧）に基づいて、光学装置１００Ａの性能の状態を判断する。判断部１７０Ａの判断方法としては、図示しないメモリに記録された規定値としてのテーブルに基づいて判断される。例えば、ガスの種類又は分圧が規定値以上であれば、判断結果を後述する制御部１８０Ａに伝達する。判断部１７０Ａは、測定装置１６０Ａ及び制御部１８０Ａと電気的に接続されている。
【００４１】
出力装置１７５Ａは、判断部１７０Ａの判断結果を出力する。そのため、出力装置１７５Ａは、電気的に判断部１７０Ａと接続されている。出力装置１７５Ａの出力方法は、液晶画面に判断結果を表示するだけでなく、ランプや音によっても判断結果を使用者に伝達することができる。また、出力装置１７５Ａは、後述する制御部１８０Ａからの制御結果を出力することも可能である。この場合、出力装置１７５Ａは、制御部１８０Ａと電気的に接続される。
【００４２】
制御部１８０Ａは、判断部１７０Ａによる判断結果に基づいて光の発生量を制御する。この場合、制御部１８０Ａは、生成部１１０の運転パラメータの変更を行う。運転パラメータの変更としては、例えば、光の光量を変更させる、光源チャンバ１５０Ａの排気を行う図示しない真空排気系の排気能力を増大させる、若しくは、生成部１１０の構成部材を冷却する冷却系の能力を増大させている。それにより、制御部１８０Ａは、汚染物質の原因となるガスの分圧が所定の規定量以下になるようにする。
【００４３】
また、別の方法として、制御部１８０Ａは露光を停止させるとともに、汚染物質の原因となるガスの照明光学系への流入を遮断するために、光源と照明光学系の間に設けられたゲートバルブを閉じる。そして、出力装置１７５Ａによって信号を表示させ、使用者に故障診断を行わせる。この場合、生成部１１０の運転パラメータの変更で対応可能と判断した場合には、制御部１８０Ａは、上述した運転パラメータの変更を行わせた後に露光を行わせる。更に、別の方法として、制御部１８０Ａは、露光を停止させて、出力装置１７５Ａによって信号を表示させ、使用者に故障診断を行わせる。その後、劣化した生成部１１０の構成部材を特定して、構成部材の交換後、露光を行わせる。
【００４４】
さらに別の方法として、メンテナンス等の理由により露光を長時間休止させていた場合には、ガス供給経路中での炭化水素等のような汚染の原因となる物質（汚染物質）の濃度が大きくなりやすい。従って、測定装置１６０Ａからの測定結果（汚染物質の量、ガスの種類、分圧及び差圧）に基づいた判断部１７０Ａの判断により制御部１８０Ａは、露光を停止させる。それとともに、制御部１８０Ａは、汚染物質の原因となるガスの分圧が所定の規定量以下になるまでガスを流しつづけたり、またはガスの供給を止めてガス供給経路を真空ポンプで排気して汚染物質の原因となるガスを排気させたりする。そして、制御部１８０Ａは、汚染物質の原因となるガスの分圧が所定の規定量以下になったところで露光を再開させる。
【００４５】
さらに別の方法としては、光源部から発光する光量を低減させて汚染物質の量を低減させる。その場合、スループットが低減するのは避けられないが、スループットを若干犠牲にしても構わない場合は、このような選択肢もありえる。
【００４６】
その結果、露光装置１Ａは、光学素子の反射の低下や照度の不均一化を防止することにより、スループット及び解像力の低下を防止して、優れた露光性能を発揮することができる。また、構成部材の劣化の判断が容易になるので、構成部材の不要な交換を防ぎ経済的に向上させることができる。
【００４７】
以下、図４を参照して、第３の実施形態である測定装置１６０Ｂを説明する。尚、図２と同一の符号を付した部材は、第１の実施形態と同様の部材であり、詳細な説明は省略する。ここで、図４は、光源装置１００Ｂ及び照明光学系２００Ｂの構成を示す断面図である。
【００４８】
測定装置１６０Ｂは、光源部（光源装置１００Ｂ）から照明光学系２００Ｂへ流入する汚染物質の量を測定する。この場合、本実施形態では、測定部１６０Ｂは、照明系チャンバ２５０Ｂ内での汚染物質の量を測定し、測定結果に基づいて、照明光学系２００Ｂへの流入する汚染物質の量を測定している。詳述すると、測定装置１６０Ｂとしてファラデーカップが使用され、測定装置１６０Ｂは、光源装置１００Ｂから流入して照明系ミラー２１０Ｂの一部に設けられた開口部２１２Ｂを通過した汚染物質の量を検出する。ここで、ファラデーカップとは、カップ状のストッパで受け止めて、物質の量を測定する装置である。この場合、ファラデーカップは、中性粒子を検出することはできないが、生成部１１０から発生する荷電粒子の汚染物質を検出することで照明系チャンバ２５０内に流入するすべての汚染物質の量を計測することができる。尚、ファラデーカップと、四重極子型質量分析計や磁場偏向型質量分析計等とを併用して汚染物質の物質種とその量を検出してもよい。また、本実施形態では、ファラデーカップ以外に、例えばマイクロチャンネルプレートを使用してもよい。ここで、マイクロチャンネルプレートとは、電子、イオン、真空紫外線、Ｘ線及びγ線等を２次元的に検出する装置である。
【００４９】
測定装置１６０Ｂは、照明光学系２００Ｂへの流入する汚染物質の量を測定し、後述する判断部１７０へ測定結果を伝達する。また、測定装置１６０Ｂは、アパーチャ１５２ｂと照明系ミラー２１０Ｂとの間に駆動可能に配置しても良い。その場合、露光時には、測定装置１６０Ｂは、露光光路から外れるように駆動される。更に、測定装置１６０Ｂは、プラズマＰＬの生成中において、所定の時間間隔ごとに計測してもよい。また、測定装置１６０Ｂにおいては、アパーチャ１５２ｂ近傍に、流入するガスの種類を特定する検出装置などが配置されてもよい。この場合、流入するガスの中で光源部１００Ｂの劣化に関係するガスを検出することで、事前に光源部１００Ｂの状態を判断することができる。
【００５０】
判断部１７０Ｂは、測定装置１６０Ｂの測定結果に基づいて、光源部（光源装置１００Ｂ）の性能を判断する。つまり、判断部１７０Ｂは、測定装置１６０Ｂからの測定結果（汚染物質の流入量）に基づいて、光学装置１００Ｂの性能の状態を判断する。判断部１７０Ｂの判断方法としては、図示しないメモリに記録された規定値としてのテーブルに基づいて判断される。例えば、汚染物質の流入量が規定値以上であれば、判断結果を後述する制御部１８０Ｂに伝達する。判断部１７０Ｂは、測定装置１６０Ｂ及び制御部１８０Ｂと電気的に接続されている。
【００５１】
出力装置１７５Ｂは、判断部１７０Ｂの判断結果を出力する。そのため、出力装置１７５Ｂは、電気的に判断部１７０Ｂと接続されている。出力装置１７５Ｂの出力方法は、液晶画面に判断結果を表示するだけでなく、ランプや音によっても判断結果を使用者に伝達することができる。また、出力装置１７５Ｂは、後述する制御部１８０Ｂからの制御結果を出力することも可能である。この場合、出力装置１７５Ｂは、制御部１８０Ｂと電気的に接続される。
【００５２】
制御部１８０Ｂは、判断部１７０Ｂによる判断結果に基づいて光の発生量を制御する。この場合、制御部１８０Ｂは、生成部１１０の運転パラメータの変更を行う。運転パラメータの変更としては、例えば、光の光量を変更させる、光源チャンバ１５０Ｂの排気を行う図示しない真空排気系の排気能力を増大させる、若しくは、生成部１１０の構成部材を冷却する冷却系の能力を増大させている。それにより、制御部１８０Ｂは、汚染物質の原因となるガスの分圧が所定の規定量以下になるようにする。また、別の方法として、制御部１８０Ｂは、露光を停止させて、出力装置１７５Ｂによって信号を表示させ、使用者に故障診断を行わせる。この場合、生成部１１０の運転パラメータの変更で対応可能と判断した場合には、制御部１８０Ｂは、上述した運転パラメータの変更を行わせた後に露光を行わせる。
【００５３】
また、別の方法として、制御部１８０Ｂは露光を停止させるとともに、汚染物質の原因となるガスの照明光学系への流入を遮断するために、光源と照明光学系の間に設けられたゲートバルブを閉じる。そして、出力装置１７５Ｂによって信号を表示させ、使用者に故障診断を行わせる。この場合、生成部１１０の運転パラメータの変更で対応可能と判断した場合には、制御部１８０Ｂは、上述した運転パラメータの変更を行わせた後に露光を行わせる。更に、別の方法として、制御部１８０Ｂは、露光を停止させて、出力装置１７５Ｂによって信号を表示させ、使用者に故障診断を行わせる。その後、劣化した生成部１１０の構成部材を特定して、構成部材の交換後、露光を行わせる。
【００５４】
さらに別の方法として、メンテナンス等の理由により露光を長時間休止させていた場合には、ガス供給経路中での炭化水素等のような汚染の原因となる物質（汚染物質）の濃度が大きくなりやすい。従って、測定装置１６０Ｂからの測定結果（汚染物質の流入量）に基づいた判断部１７０Ｂの判断により制御部１８０Ｂは、露光を停止させる。それとともに、制御部１８０Ｂは、汚染物質の原因となるガスの分圧が所定の規定量以下になるまでガスを流しつづけたり、またはガスの供給を止めてガス供給経路を真空ポンプで排気して汚染物質の原因となるガスを排気させたりする。そして、制御部１８０Ｂは、汚染物質の原因となるガスの分圧が所定の規定量以下になったところで露光を再開させる。
【００５５】
さらに別の方法としては、光源部から発光する光量を低減させて汚染物質の量を低減させる。その場合、スループットが低減するのは避けられないが、スループットを若干犠牲にしても構わない場合は、このような選択肢もありえる。
【００５６】
その結果、露光装置１Ｂは、光学素子の反射の低下や照度の不均一化を防止することにより、スループット及び解像力の低下を防止して、優れた露光性能を発揮することができる。また、構成部材の劣化の判断が容易になるので、構成部材の不要な交換を防ぎ経済的に向上させることができる。
【００５７】
再び、図１に戻って、マスク３００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４００に支持及び駆動されている。マスク３００から発せられた回折光は、投影光学系５００で反射されて被露光体６００上に投影される。マスク３００と被露光体６００とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置１は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、マスク３００と被露光体６００を走査することによりマスク３００のパターンを被露光体６００上に縮小投影する。
【００５８】
マスクステージ４００は、マスク３００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４００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４００を駆動することでマスク３００を移動することができる。露光装置１は、マスク３００と被露光体６００を同期した状態で走査する。ここで、マスク３００又は被露光体６００面内で走査方向をＸ、それに垂直な方向をＹ、マスク３００又は被露光体６００面内に垂直な方向をＺとする。
【００５９】
投影光学系５００は、複数の反射ミラー（即ち、多層膜ミラー）５１０を用いて、マスク３００面上のパターンを像面である被露光体６００上に縮小投影する。複数のミラー５１０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）だけを用いて、マスク３００と被露光体６００を同時に走査して広い面積を転写する。投影光学系５００の開口数（ＮＡ）は、０．２乃至０．３程である。
【００６０】
被露光体６００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６００には、フォトレジストが塗布されている。
【００６１】
ウェハステージ７００は、ウェハチャックを介して被露光体６００を支持する。ウェハステージ７００は、例えば、リニアモーターを利用してＸＹＺ方向に被露光体６００を移動する。マスク３００と被露光体６００は、同期して走査される。また、マスクステージ４００の位置とウェハステージ７００との位置は、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。
【００６２】
アライメント検出機構８００は、マスク３００の位置と投影光学系５００の光軸との位置関係、及び、被露光体６００の位置と投影光学系５００の光軸との位置関係を計測し、マスク３００の投影像が被露光体６００の所定の位置に一致するようにマスクステージ４００及びウェハステージ７００の位置と角度を設定する。
【００６３】
フォーカス位置検出機構９００は、被露光体６００面でフォーカス位置を計測し、ウェハステージ７００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６００面を投影光学系５００による結像位置に保つ。
【００６４】
露光において、光源装置１００から射出されたＥＵＶ光ＥＬはマスク３００を照明し、投影光学系５００によりマスク３００面上のパターンを被露光体６００面上に結像する。本実施形態では、測定装置１６０によって光源装置１００の不純物質の量を把握することにより、光学素子の劣化の判断を容易とすることができる。従って、不必要な交換若しくは光学素子の反射の低下や照度の不均一化を防止することにより、スループット及び解像力の低下を防止して、優れた露光性能を発揮する経済的な露光装置を提供することができる。
【００６５】
次に、図５及び図６を参照して、上述の露光装置１を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図５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。
【００６６】
図６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１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１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。
【００６７】
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】
【００６８】
【図１】本発明の露光装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す露光装置の実施形態である光源装置及び照明光学系の構成を示す概略断面図である。
【図３】図１に示す露光装置の別の実施形態である光源装置及び照明光学系の構成を示す概略断面図である。
【図４】図１に示す露光装置の別の実施形態である光源装置及び照明光学系の構成を示す概略断面図である。
【図５】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６】図５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。
【符号の説明】
【００６９】
１                        露光装置
１００                    光源装置
１１０                    生成部
１１２                    ノズル
１１４                    電極
１２０                    デブリフィルタ
１３０                    集光ミラー
１４０                    差動排気チャンバ
１５０                    光源チャンバ
１５２                    アパーチャ
１６０                    測定装置
１７０                    判断部
１７５                    出力装置
１８０                    制御部
２００                    照明光学系
２１０                    照明系ミラー
２２０                    オプティカルインテグレーター
２５０                    照明系チャンバ
【図１】
2007027237.tif 000003
【図２】
2007027237.tif 000004
【図３】
2007027237.tif 000005
【図４】
2007027237.tif 000006
【図５】
2007027237.tif 000007
【図６】
2007027237.tif 000008