(57)【要約】【課題】  高いスループットを達成することができる反射光学装置、光学ユニット、露光装置、デバイス製造方法を提供する。【解決手段】  第１フライアイ光学装置２１は、光を反射する複数のミラー面２１ａを二次元面に配置することで、構成されている。複数のミラー面２１ａは、隣接したミラー面の間の少なくとも一部に空隙が形成されるように、隣接したミラー面の少なくとも一方の寸法を短くして形成され、第１フライアイ光学装置２１は、空隙に達する光を受光するための検出装置２６を備えている。【選択図】  図５
2012064725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を反射する複数のミラー面が二次元面に配置された反射光学装置において、
前記複数のミラー面は、隣接したミラー面の間の少なくとも一部に空隙が形成されるように、前記隣接したミラー面の少なくとも一方の寸法を短くして形成され、
前記空隙に達する光を受光するための検出装置を設けたことを特徴とする反射光学装置。
【請求項２】
前記検出装置は、
前記空隙に設けられ、前記空隙に達する光を受光して検出信号を出力する検出部を有することを特徴とする請求項１に記載の反射光学装置。
【請求項３】
前記検出装置は、
前記検出部で受光した検出結果に基づいて、入射する光の光強度、光強度分布、経時変化の少なくとも一つを測定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の反射光学装置。
【請求項４】
前記検出装置は、
前記空隙に達する光を特定方向に反射するように前記空隙に設けられた検出用ミラー面と、
前記検出用ミラー面で前記特定方向に反射された光を受光して検出信号を出力する検出部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の反射光学装置。
【請求項５】
前記複数のミラー面のうち、寸法の短いミラー面と前記検出用ミラー面とが形成された光学要素を有することを特徴とする請求項４に記載の反射光学装置。
【請求項６】
前記検出装置は、
前記検出部で受光した検出結果に基づいて、入射する光の光強度、光強度分布、経時変化の少なくとも一つを測定することを特徴とする請求項４または請求項５のいずれか一項に記載の反射光学装置。
【請求項７】
光源からの光を用いて被照射面を照明するために用いられる光学ユニットにおいて、
前記光源と前記被照射面との間に配置され、前記光源からの光を波面分割する請求項２または請求項３に記載の反射光学装置を備える第１フライアイ光学装置と、
前記第１フライアイ光学装置で波面分割された光を反射する第２フライアイ光学装置と、を備えることを特徴とする光学ユニット。
【請求項８】
光源からの光を用いて被照射面を照明するために用いられる光学ユニットにおいて、
前記光源と前記被照射面との間に配置され、前記光源からの光を波面分割する請求項４から請求項６の何れか一項に記載の反射光学装置を備える第１フライアイ光学装置と、
前記第１フライアイ光学装置で波面分割された光を反射する第２フライアイ光学装置と、を備えることを特徴とする光学ユニット。
【請求項９】
前記検出部は、前記第２フライアイ光学装置の裏面側で、前記第１フライアイ光学装置から離れた方向に設けられることを特徴とする請求項８に記載の光学ユニット。
【請求項１０】
光源からの光を用いて被照射面を照明する照明装置において、
請求項７から請求項９の何れか一項に記載の光学ユニットを用いることを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
前記検出結果に基づいて、前記光源からの光の強度または強度分布の少なくとも一方を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記被照射面の位置またはその近傍に設けられた被照射面計測部をさらに設け、
前記制御部は、前記被照射面計測部で計測した計測結果を用いて、前記光源からの光の強度または強度分布の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１１に記載の照明装置。
【請求項１３】
マスクに形成されたパターンを物体に露光する露光装置において、
請求項１２に記載の照明装置を用いて、前記マスクに形成されたパターンを照明することを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法において、
前記リソグラフィ工程では、請求項１３に記載の露光装置を用いて露光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、反射光学装置、照明装置、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶表示素子等の各種デバイスを製造するためのリソグラフィ工程において、レチクル又はフォトマスク等に形成されたデバイス用の回路パターンを介した露光光で、感光性材料（レジスト）が塗布された基板（ウエハ又はガラスプレート等）を露光するために、ステッパーあるいはスキャナーと呼ばれる各種の投影型露光装置が使用されている。
【０００３】
近年、より集積度の高いデバイスを製造するために、より高精細な回路パターンを基板上に形成する露光技術が求められている。その高精細化を達成する露光装置の一つとして、より波長の短い光、５〜２０ｎｍ程度の波長を有するＥＵＶ（Extreme UltraViolet：極端紫外）光を用いたＥＵＶ露光装置が注目されている。このようなＥＵＶ光を用いて、パターン露光する場合、ＥＵＶ露光装置の照明光学系及び投影光学系のそれぞれには、複数の反射光学素子、例えばモリブデンとケイ素とによる層を繰り返し積層した多層膜ミラー等が使われる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３４９００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＥＵＶ露光装置に限らず、一般の露光装置には、光源から発生した光を測定する光量センサが設けられている。しかしながら、ウエハへの露光動作中に、マスクまたはウエハに達する露光用の照明光を測定しようとすると、その照明光の一部を光量センサに導くことになり、マスクまたはウエハに到達する光の光量が低下してしまう。
【０００６】
本発明の態様は、このような事情に鑑み、マスクまたはウエハに到達する光の光量の低下を抑えて、高いスループットを達成することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に従えば、光を反射する複数のミラー面が二次元面に配置された反射光学装置において、複数のミラー面は、隣接したミラー面の間の少なくとも一部に空隙が形成されるように、隣接したミラー面の少なくとも一方の寸法を短くして形成され、空隙に達する光を受光するための検出装置を設けたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２の態様に従えば、光源からの光を用いて被照射面を照明するために用いられる光学ユニットにおいて、光源と被照射面との間に配置され、光源からの光を波面分割する反射光学装置を備える第１フライアイ光学装置と、第１フライアイ光学装置で波面分割された光を反射する第２フライアイ光学装置と、を備え、反射光学装置は、光を反射する複数のミラー面が二次元面に配置され、複数のミラー面は、隣接したミラー面の間の少なくとも一部に空隙が形成されるように、隣接したミラー面の少なくとも一方の寸法を短くして形成され、空隙に達する光を受光するための検出装置を設け、検出装置は、空隙に設けられ、空隙に達する光を受光して検出信号を出力する検出部を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の態様に従えば、光源からの光を用いて被照射面を照明するために用いられる光学ユニットにおいて、光源と被照射面との間に配置され、光源からの光を波面分割する反射光学装置を備える第１フライアイ光学装置と、第１フライアイ光学装置で波面分割された光を反射する第２フライアイ光学装置と、を備え、反射光学装置は、光を反射する複数のミラー面が二次元面に配置され、複数のミラー面は、隣接したミラー面の間の少なくとも一部に空隙が形成されるように、隣接したミラー面の少なくとも一方の寸法を短くして形成され、空隙に達する光を受光するための検出装置を設け、検出装置は、空隙に達する光を特定方向に反射するように空隙に設けられた検出用ミラー面と、検出用ミラー面で特定方向に反射された光を受光して検出信号を出力する検出部を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第４の態様に従えば、光源からの光を用いて被照射面を照明する照明装置において、光源からの光を用いて被照射面を照明するために光学ユニットを用い、光学ユニットは、光源と被照射面との間に配置され、光源からの光を波面分割する反射光学装置を備える第１フライアイ光学装置と、第１フライアイ光学装置で波面分割された光を反射する第２フライアイ光学装置と、を備え、反射光学装置は、光を反射する複数のミラー面が二次元面に配置され、複数のミラー面は、隣接したミラー面の間の少なくとも一部に空隙が形成されるように、隣接したミラー面の少なくとも一方の寸法を短くして形成され、空隙に達する光を受光するための検出装置を設けたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の第５の態様に従えば、マスクに形成されたパターンを物体に露光する露光装置において、マスクに形成されたパターンを照明する照明装置を用い、照明装置は、光源からの光を用いて被照射面を照明するために光学ユニットを用い、光学ユニットは、光源と被照射面との間に配置され、光源からの光を波面分割する反射光学装置を備える第１フライアイ光学装置と、第１フライアイ光学装置で波面分割された光を反射する第２フライアイ光学装置と、を備え、反射光学装置は、光を反射する複数のミラー面が二次元面に配置され、複数のミラー面は、隣接したミラー面の間の少なくとも一部に空隙が形成されるように、隣接したミラー面の少なくとも一方の寸法を短くして形成され、空隙に達する光を受光するための検出装置を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、マスクまたはウエハに到達する光の光量の低下を抑えて、高いスループットを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態にかかる露光装置１００の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る第１フライアイ光学装置２１を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る第２フライアイ光学装置２４を示す図である。
【図４】原理的な第１フライアイ光学装置６１の一部を拡大した図と、レチクルＲの被照射面における照明領域を示した図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る第１フライアイ光学装置２１の一部を拡大した図と、レチクルＲの被照射面における照明領域を示した図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る光学要素３９を示した図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る第１フライアイ光学装置３１の一部を拡大した図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る照明装置１１の一部を示した図である。
【図９】本発明の実施形態に係る半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態について、図１から図５を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る露光装置１００の全体構成を概略的に示した図である。この露光装置１００は、露光光ＥＬとして約５〜４０ｎｍの波長を有するＥＵＶ（Extreme Ultra Violet：極端紫外）光を用いて、投影光学系ＰＬに対してレチクルＲとウエハＷとを相対的に移動させながら、レチクルＲのパターンをウエハＷ上のレジスト（感光性材料）層に転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の投影露光装置である。以下の説明において、図１に示したＸＹＺ直交座標系を設定し、投影光学系ＰＬの光軸に平行な方向をＺ軸、Ｚ軸に垂直な平面内で紙面に平行な方向をＹ軸、紙面に垂直な方向をＸ軸として、各部材の構成とそれらの位置関係について説明する。
【００１５】
露光装置１００は、図１に示すように、露光に用いる光（露光光ＥＬ）を発生させるレーザプラズマ光源装置２と、レーザプラズマ光源装置２から射出された露光光ＥＬで、デバイス用の回路パターンが形成されたレチクルＲ（またはマスク）を照明する照明装置１１（または照明光学系）と、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳと、投影光学系ＰＬと、ウエハＷを保持する不図示のウエハホルダを有するウエハステージＷＳと、を備えている。
【００１６】
レーザプラズマ光源装置２は、ＣＯ2レーザや半導体レーザ励起によるＹＡＧレーザ光源又はエキシマレーザ光源等の高出力レーザ光源４と、高出力レーザ光源４から射出されるレーザ光を集光する集光レンズ６と、レーザプラズマ光源装置２のターゲット材料としてのキセノンガス（Ｘｅ）やクリプトンガス（Ｋｒ）等を噴出するノズル８と、発生した光を集光する楕円反射鏡１０とを備えている。
【００１７】
高出力レーザ光源４から射出されたレーザ光は、集光レンズ６により一点に集光される。その集光点には、ノズル８からキセノンガスやクリプトンガス等のターゲット材料が射出されており、これらのターゲット材料がレーザ光のエネルギーによってプラズマ状態に励起される。そして、これが低ポテンシャル状態に遷移する際に、ＥＵＶ光、波長１００ｎｍ以上の紫外光、可視光及び他の波長の光を射出する。
【００１８】
楕円反射鏡１０は、楕円形状の曲面を有する反射面を備え、その反射面に露光光ＥＬを選択的に反射可能な多層膜が形成され、その第１焦点位置は集光レンズ６の集光位置と一致するように設けられている。これによって、レーザプラズマ光源装置２より射出された露光光ＥＬは、楕円反射鏡１０の第２焦点位置に向けて反射される。照明装置１１は、レーザプラズマ光源装置２から射出された露光光ＥＬを反射する斜入射ミラー１２と、レチクルＲの被照射面における露光光ＥＬの照度分布を均一にするために用いられる光学ユニット２０と、コンデンサミラー１８とにより構成される。
【００１９】
斜入射ミラー１２は、レーザプラズマ光源装置２と光学ユニット２０との間に設けられ、凹面状の反射面を有する。レーザプラズマ光源装置２から射出された露光光ＥＬは、斜入射ミラー１２で反射されて、平行光としてコリメートされて、光学ユニット２０に導かれる。
【００２０】
光学ユニット２０は、反射型の第１フライアイ光学装置２１（反射光学装置）と反射型の第２フライアイ光学装置２４によって構成され、レチクルＲの被照射面における露光光ＥＬの照度分布を均一にすることができる。第１フライアイ光学装置２１は、円弧状のミラー面を、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに複数配列して構成されるが、その詳細については後述する。
【００２１】
コンデンサミラー１８は、凹面状の反射面を有し、光学ユニット２０から射出された露光光ＥＬを反射して、レチクルＲの被照射面に円弧状の照明領域を形成するように配置されている。なお、コンデンサミラー１８に変えて、複数の反射ミラーを組み合わせたコンデンサ光学系を用いても良い。
【００２２】
斜入射ミラー１２、第１フライアイ光学装置２１、第２フライアイ光学装置２４、コンデンサミラー１８の各反射面（またはミラー面）には、波長約１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対して高反射率となるように、モリブデン（Ｍｏ）層とケイ素（Ｓｉ）層とが繰り返し積層された多層膜が形成されている。
【００２３】
レチクルステージＲＳは、デバイス用の回路パターンが形成されたレチクルＲを、静電吸着して保持する不図示のレチクルホルダを備えている。また、レチクルステージＲＳは、不図示のレチクルベース上のガイド面に載置されて、リニアモータ等を含むレチクルステージ駆動部（不図示）により、Ｙ軸方向に所定の走査速度で駆動されると共に、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向、及びＺ軸に平行な軸の周りの回転方向（θZ方向）に微小駆動される。レチクルステージＲＳのガイド面上の位置は、不図示のレチクル干渉計によって、例えば、０．１〜０．５ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。その位置情報に基づいて、レチクルステージ制御部（不図示）が上記のレチクルステージ駆動部を介して、レチクルステージＲＳの位置及び速度を制御する。レチクルステージＲＳにより不図示のレチクルホルダを用いて、吸着して保持するレチクルＲとしては、石英等の基板にデバイス用の回路パターンが形成された反射型のレチクルを用いる。なお、反射型のレチクルＲに等価なものとして、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device：デジタルマイクロミラーデバイス）を用いてパターンを投影しても良い。
【００２４】
投影光学系ＰＬは、２〜１０枚程度の複数の反射鏡によって構成され、レチクルＲに形成された回路パターンをウエハＷ上に投影する。複数の反射鏡の反射面には、露光光ＥＬを反射する多層膜が形成されている。本実施例における投影光学系ＰＬの実効的な開口数（ＮＡ）は、例えば０．３５である。この投影光学系ＰＬのＮＡの値は、０．３５以下あるいは０．３５以上に設定してもよい。なお、投影光学系ＰＬは、逆瞳タイプの光学系を用いてもよい。逆瞳タイプの光学系は、投影光学系の入射瞳が物体面（レチクル面）を挟んで投影光学系とは反対側に位置している。逆瞳タイプの光学系を用いた露光装置は、照明装置１１に用いられるコンデンサミラー１８またはコンデンサ光学系が不用なため、露光装置１００を小型化できる。また、露光光ＥＬの光量損失を伴う反射部材としてのコンデンサミラー１８またはコンデンサ光学系が不要なので、スループットが向上する。なお、逆瞳光学系の構成は、米国特許第６７８１６７１号明細書を援用して用いることができる。
【００２５】
ウエハステージＷＳは、ウエハＷを静電吸着して保持する不図示のウエハホルダを備えている。ウエハステージＷＳは、投影光学系ＰＬの下方に、水平に配置された不図示のウエハベースのガイド面（ＸＹ平面）上に複数のエアベアリングを介して非接触で浮上支持されるＸＹステージ（不図示）とＺチルトステージ（不図示）とを備えている。Ｚチルトステージは、例えばＺ軸方向に変位可能な３箇所のＺ駆動部を個別に駆動して、ＺチルトステージのＺ軸方向の位置、及びＸ軸に平行な軸の周りの回転方向（θX方向）、Ｙ軸に平行な軸の周りの回転方向（θY方向）、Ｚ軸に平行な軸の周りの回転方向（θZ方向）の回転角を調整する。なお、ウエハベースは、複数の防振台を介して、床部材に支持されている。また、ウエハステージＷＳは、ウエハベース上でリニアモータ又は平面モータ等の駆動部（不図示）によって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θX方向、θY方向及びθZ方向に駆動される。なお、ガイド面上のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも１方向の位置は、不図示のウエハステージ干渉計によって、例えば０．１〜０．５ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。その位置情報に基づいて、ステージ制御部（不図示）が駆動部を介してウエハステージＷＳの位置及び速度を制御する。
【００２６】
次に、本発明の第１実施形態に係る光学ユニット２０について述べる。図２および図３は、光学ユニット２０を構成する第１フライアイ光学装置２１および第２フライアイ光学装置２４の概要を示している。図２および図３におけるＸ軸方向は、レチクルＲおよびウエハＷの非走査方向に対応し、Ｙ軸方向は、レチクルＲおよびウエハＷの走査方向に対応している。また、図面の明瞭化のために、第１フライアイ光学装置２１および第２フライアイ光学装置２４を構成する個々のミラー面２１ａ、２４ａの数を実際よりも少なく表わしている。
【００２７】
第１フライアイ光学装置２１は、図２に示すように、レチクルＲのパターン面と光学的に共役な位置に、円弧状の外形形状を有する複数のミラー面２１ａをＸ軸方向とＹ軸方向とにほぼ一様のピッチで配列して構成されている。複数のミラー面２１ａが円弧状の外形形状を有するのは、投影光学系ＰＬの円弧状の有効結像領域および有効視野に対応して、レチクルＲ上に円弧状の照明領域を形成し、ウエハＷ上に円弧状の静止露光領域を形成するためである。
【００２８】
第１フライアイ光学装置２１は、１つのミラー面２１ａを有する光学要素（光学部材）をベース基板上に複数設けることによって構成されている。光学要素は、例えば、ゼロデュア等の低熱膨張部材やアルミ等の金属部材であり、これらの部材の表面を所定の曲率を有する凹面に加工し、その凹面に多層膜を形成することによって、ミラー面２１ａを形成している。なお、第１フライアイ光学装置２１は、３個または４個等のミラー面２１ａを有するミラーブロックをベース基板上に複数設けることによって構成しても良いし、複数のミラー面２１ａを１つの光学要素に形成することによって構成しても良い。
【００２９】
第２フライアイ光学装置２４は、図３に示すように、矩形状の外形形状を有する複数のミラー面２４ａをＸ軸方向とＹ軸方向とに配置して構成されている。矩形状の外形形状は、例えば、正方形である。第２フライアイ光学装置２４のミラー面２４ａが矩形状の外形形状を有するのは、ミラー面２４ａの表面またはその近傍にほぼ円形状の小さな二次光源像が形成されるためである。この二次光源像は、楕円反射鏡１０の第２焦点位置に形成される二次焦点の像である。また、第１フライアイ光学装置２１を構成する複数のミラー面２１ａと第２フライアイ光学装置２４を構成する複数のミラー面２４ａとの配置は、米国特許出願公開第２００２／００９３６３６号明細書を援用して用いることができる。
【００３０】
第２フライアイ光学装置２４は、第１フライアイ光学装置２１と同様、１つのミラー面２４ａを有する光学要素をベース基板上に複数設けることによって構成されている。光学要素は、例えば、ゼロデュア等の低熱膨張部材やアルミ等の金属部材であり、これらの部材の表面を所定の曲率を有する凹面に加工し、その凹面に多層膜を形成することによって、ミラー面２４ａを形成している。なお、第２フライアイ光学装置２４は、３個または４個等の光学要素を有するミラーブロックをベース基板上に複数設けることによって構成しても良いし、複数のミラー面２４ａを１つの光学要素に形成することによって構成しても良い。
【００３１】
本発明の第１実施形態において、光学ユニット２０に入射した露光光ＥＬの光束は、第１フライアイ光学装置２１を構成する複数のミラー面２１ａにより波面分割される。複数のミラー面２１ａにより反射された光束は、第２フライアイ光学装置２４の対応するミラー面２４ａに入射する。第２フライアイ光学装置２４のそれぞれのミラー面２４ａで反射された光束は、コンデンサミラー１８を介して、レチクルＲの被照射面に、円弧状の照明領域を重畳的に照明する。これによって、レチクルＲの被照射面における露光光ＥＬの照度分布を均一にすることができる。
【００３２】
光学ユニット２０およびその後方光学系が収差や各ミラー面の倍率差のない理想状態である場合、原理的には、図４に示すように、第１フライアイ光学装置６１を構成する円弧状の複数のミラー面６１ａはＸ軸方向とＹ軸方向との二次元面に密に並ぶ。これにより、各ミラー面（例えば、６１ａａ、６１ａｂ、６１ａｃ、６１ａｄ）で反射した光は、レチクルＲの被照射面において、ほぼ正確に照明領域ＩＲ内に重畳される。しかしながら、実際は、図４の下側の模式図に示すように、収差や製造誤差、各ミラー面の倍率差の影響によって、照野の重なり誤差、すなわち照明領域の大きさや位置のずれ等が発生し、各ミラー面で反射した光は異なる照明領域（例えば、６２ａａ、６２ａｂ、６２ａｃ、６２ａｄ）を形成する。
【００３３】
そこで、本発明の第１実施形態では、図５に示すように、複数のミラー面２１ａの配列ピッチを変えずに、理想的な寸法（理論的な設計値）に対して、Ｘ軸方向またはＹ軸方向の寸法を若干短くしたミラー面をＸ軸方向とＹ軸方向との適当な部分に配列する。ミラー面の寸法は各ミラー面（例えば、２１ａａ、２１ａｂ、２１ａｃ、２１ａｄ）で反射した光がレチクルＲの被照射面において形成する照明領域（例えば、２２ａａ、２２ａｂ、２２ａｃ、２２ａｄ）と照明領域ＩＲとが極力一致するように決定される。この結果、隣接したミラー面の間に空隙が形成される。理想的には、すべてのミラー面の寸法を照明領域ＩＲに対する重畳誤差に応じて適宜短く形成するのが望ましいが、現実的には、空隙を形成したことによる光量の損失や照明領域の照度均一性の許容範囲、寸法をわずかずつ変えたミラー面を作ることの製造コスト等を勘案して、図５に示すように、一部のミラー面の寸法を短く形成することでも良い。一般的に、第１フライアイ光学装置２１の周辺部で反射される光の方が中心部で反射される光に比べて収差の影響を受けやすいので、周辺部に配列するミラー面の多くを寸法の小さなものとし、隣接ミラーの間に空隙を多く形成しても良い。また、Ｙ軸方向に並ぶ複数のミラー面２１aのうち、Ｙ軸方向の寸法を短くしたミラー面が配置される部分では、Ｙ軸方向に隣接するミラー面との間に空隙が生じないように稠密に並べても良い。
【００３４】
本発明の第１実施形態における第１フライアイ光学装置２１は、図１のように検出装置２５を備えている。その検出装置２５は、複数のミラー面２１ａの間に形成される空隙に達する光を受光するように、その空隙に配置された検出部２６を有する。検出部２６は、例えば、フォトダイオードやＣ−ＭＯＳセンサ等である。検出部２６で受光される光は、ウエハＷに到達せず、ウエハＷの露光に用いない光である。なお、図５では、形成された空隙に検出部２６が設けられているが、形成された空隙のすべてに検出部２６を設ける必要はない。検出装置２５は、検出部２６で受光した光強度（照度）の検出結果に基づいて、第１フライアイ光学装置２１に入射する露光光ＥＬの光強度またはその経時変化を測定する。
【００３５】
図１に示す制御部２７は、検出部２６からの検出結果を入力するとともに、光源からの光の強度を制御する。制御部２７は、例えば、ＥＵＶ光を発生されるターゲット材料の供給量や、ターゲット材料に照射する励起光の出力量、光源から発生する光の出力量、光源からの光を調整するフィルタや遮蔽板等を制御し、露光光ＥＬの光の強度が低下したときには、光の強度が増加するように調整し、露光光ＥＬの光の強度が増加したときには、光の強度が増加するように調整する。さらに、露光光ＥＬの光の強度が時間の経過に伴って低下したときには、その時間の経過に合わせて光の強度が増加するように調整し、光の強度が時間の経過に伴って増加したときには、その時間の経過に合わせて光の強度が低下するように調整する。これによって、第１フライアイ光学装置２１に入射する露光光ＥＬの光強度またはその経時変化を制御することができる。
【００３６】
ところで、本発明の第１実施形態における照明装置１１は、レチクルＲの被照射面の位置またはその近傍に設けられた被照射面計測部２８を備えている。被照射面計測部２８は、ウエハＷへの露光が停止している際に、露光光ＥＬの強度、強度分布、経時変化の少なくとも一つを計測する。被照射面計測部２８は、例えば、フォトダイオード、Ｃ−ＭＯＳセンサ等である。被照射面計測部２８で計測した計測結果と、検出部２６で受光した検出結果とに基づいて、制御部２７は、露光光ＥＬの光の強度または強度分布の少なくとも一方を制御する。これによって、レチクルＲの被照射面に照明される光を調整することができる。その結果、ウエハＷに到達する露光光ＥＬは適正に調整される。
【００３７】
なお、複数のミラー面２１ａは、レチクルＲの被照射面に形成される各ミラー面２１ａの照明領域と照明領域ＩＲとが一致するように、照明装置１１の光軸または光軸と平行な軸廻りのミラー面２１ａの姿勢や角度等を調整して、設置しても良い。また、第１フライアイ光学装置２１と第２フライアイ光学装置２４との間の距離等を調整して、設置しても良い。
【００３８】
また、第１フライアイ光学装置２１を構成する複数のミラー面２１ａの間に形成される空隙の複数の箇所に検出部２６を設けた場合、制御部２７は、その複数の検出部２６の各検出結果に基づいて露光光ＥＬの光強度分布またはその経時変化を測定して、光源からの光の強度分布を調整する機能を有しても良い。その場合、制御部２７は、光源から発生する光の出力分布、フィルタや遮蔽板等を制御することで、露光光ＥＬの光の強度分布やその経時変化等を調整することができる。
【００３９】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る第１フライアイ光学装置３１について、図６から図８を参照して説明する。なお、第１実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第１実施形態と同じ構成については、説明を省略するものとする。
【００４０】
第１実施形態では、複数のミラー面２１ａの間の空隙に検出部２６を設けていたが、第２実施形態では、その空隙に達する光を反射するための検出用ミラー面（例えば、ミラー面３６ｘ、３６ｙ）を形成している。検出用ミラー面３６ｘまたは３６ｙは、図６に示すように、露光光ＥＬを第２フライアイ光学装置２４に向けて反射するミラー面（例えば、３１ａｂ）とは異なる方向に光を反射させる角度で形成されている。また、検出用ミラー面３６ｘまたは３６ｙは、円弧状のミラー面３１ａｂを有する光学要素３９の一部に一体的に設けられる。光学要素３９の一部の面に、寸法が短く形成された円弧状のミラー面３１ａｂと検出用ミラー面３６ｘとが形成されている。これによって、円弧状のミラー面３１ａａのみが形成された光学要素と、寸法の短い円弧状のミラー面３１ａｂと検出用ミラー面３６ｘ（または３６ｙ）が形成された光学要素３９とを、ＸＹ面の寸法が同じ大きさの光学要素を用いて作製できるため、作製コストが抑えられ、光学要素をベース基板に設置し易くできる。なお、検出用ミラー面３６ｘまたは３６ｙはＹ軸方向に傾斜していても良い。
【００４１】
第１フライアイ光学装置３１は、図７に示すように、第２フライアイ光学装置２４に向けて露光光ＥＬを反射するミラー面（例えば、３１ａａ、３１ａｃ）が形成された光学要素と、第２フライアイ光学装置２４に向けて露光光ＥＬを反射するとともに、隣接したミラー面との間に空隙が形成されるようにＸ軸方向またはＹ軸方向に寸法の短いミラー面（例えば、３１ａｂ、３１ａｄ）と、検出用ミラー面３６ｘまたは３６ｙとが形成された光学要素と、をベース基板上に設けることによって構成されている。
【００４２】
第２実施形態では、図８に示すように、検出用ミラー面３６ｘまたは３６ｙで反射された光ＤＬは、露光光ＥＬと分離されて、露光光ＥＬを遮蔽しない位置に配置された検出部３７で受光される。検出部３７は、図８に示すように、第２フライアイ光学装置２４の裏面側で、第１フライアイ光学装置３１から離れた方向に設けられる。例えば、検出部３７は、第１フライアイ装置３１と第２フライアイ装置２４との間の距離だけ第１フライアイ光学装置３１から離れた第２フライアイ光学装置２４の裏面側に設けられる。これによって、照明装置１１および露光装置１００を小型化することができる。なお、検出部３７は、露光光ＥＬを遮らない位置であればレチクルＲ面の近傍等の任意の場所に設置しても良い。また、第２フライアイ装置２４に隣接または近傍に設けても良い。本実施形態では、検出用ミラー面３６ｘまたは３６ｙと検出部３７とで検出装置が構成される。
【００４３】
次に、上述の実施形態にかかる露光装置１００を用いたデバイス製造方法について説明する。図９は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図９に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となる物体（ウエハＷ）に金属膜を蒸着し（ステップＳ１）、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する（ステップＳ２）。つづいて、上述の実施形態の露光装置１００を用い、レチクルＲに形成されたパターンをウエハＷの各ショット領域に転写し（ステップＳ３：露光工程）、この転写が終了したウエハＷの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う（ステップＳ４：現像工程）。その後、ステップＳ４によってウエハＷの表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウエハＷの表面に対してエッチング等の加工を行う（ステップＳ５：加工工程）。
【００４４】
ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の露光装置１００によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップＳ５では、このレジストパターンを介してウエハＷの表面の加工を行う。ステップＳ５で行われる加工には、例えばウエハＷの表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。
【００４５】
さらに、各実施形態は、半導体デバイスの製造プロセスへの適用に限定されることはなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、もしくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置の製造プロセスや撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems : 微小電気機械システム）、薄膜磁気ヘッド及びＤＮＡチップ等の各種デバイスの製造プロセスにも広く適用できる。さらに、本発明の形態は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）を、フォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の製造工程にも適用することができる。
【００４６】
上述した実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブデバイスを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てられることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００４７】
なお、各実施形態は、要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることができる。
【符号の説明】
【００４８】
ＲＳ…レチクルステージ、ＰＬ…投影光学系、ＷＳ…ウエハステージ、
ＥＬ…露光光、２…レーザプラズマ光源装置、１１…照明装置、
１２…斜入射ミラー、２０…光学ユニット、
２１，３１，６１…第１フライアイ光学装置、２１ａ，３１ａ，６１ａ…ミラー面、
２４…第２フライアイ光学装置、２５…検出装置、２６，３７…検出部、２７…制御部、
３６ｘ，３６ｙ…検出用ミラー面、１００…露光装置
【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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