(57)【要約】【課題】露光特性を向上させる。【解決手段】本発明は、所定の原子のプラズマ励起によりＥＵＶ光を生じさせる発光部(10)と、発光部から照射されたＥＵＶ光を集光させる集光部(20)と、集光部により集光したＥＵＶ光をマスクを介して基板上に照射する露光部(30)と、発光部内のＥＵＶ光の発光点の位置を検出する第１プラズマ位置モニタ(11a)と、発光部の位置を調整する発光部駆動装置(13)と、を有する露光装置を用いる。そして、プラズマ位置モニタにより検出された発光点と発光基準位置との第１ズレ量を判断し、第１ズレ量に基づいて、発光部駆動装置を駆動する。さらに、集光部により集光したＥＵＶ光の集光点の位置を検出する第１集光位置モニタ(21a)と、集光部の位置を調整する集光部駆動装置(23)と、を有する露光装置を用いる。そして、集光点と基準集光点の位置との第２ズレ量を算出し、第２ズレ量の算出結果に基づいて集光部駆動装置(23)を駆動する。【選択図】図１
2012129345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）露光装置を準備する工程であって、
（ａ１）所定の原子のプラズマ励起によりＥＵＶ光を生じさせる発光部と、
（ａ２）前記発光部から照射された前記ＥＵＶ光を集光させる集光部と、
（ａ３）前記集光部により集光した前記ＥＵＶ光をマスクを介して基板上に照射する露光部と、
（ａ４）前記発光部内の前記ＥＵＶ光の発光点の位置を検出するモニタと、
（ａ５）前記発光部の位置を調整する駆動部と、
を有する露光装置を準備する工程と、
（ｂ）前記露光装置の調整工程であって、
（ｂ１）前記発光部において前記ＥＵＶ光を生じさせる工程と、
（ｂ２）前記ＥＵＶ光の発光点を前記モニタにより検出する工程と、
（ｂ３）前記発光点と基準発光点の位置とのズレ量を算出する工程と、
（ｂ４）前記ズレ量の算出結果に基づいて前記駆動部を駆動することにより、前記ＥＵＶ光の発光点の位置を調整する工程と、
を有する前記露光装置の調整工程と、
（ｃ）前記基板の上方に形成された感光膜を露光する工程であって、
前記（ｂ４）工程の後、前記発光部から照射され、前記集光部により集光した補正ＥＵＶ光を、前記露光部に導き、前記露光部内において前記感光膜を露光する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記所定の原子は、Ｘｅ（キセノン）またはＳｎ（錫）であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記発光部と前記露光部との間に、前記集光部が配置されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記集光部と前記露光部との間に、前記発光部が配置されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記モニタは、第１モニタと第２モニタとを有し、
前記第１モニタで、前記発光点の位置のｘ座標およびｙ座標を検出し、
前記第２モニタで、前記発光点の位置のｚ座標を検出することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記モニタは、
前記発光部の外側に配置され、
前記発光部に設けられた窓を介して前記ＥＵＶ光の発光点の位置を検出することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記モニタは、
前記ＥＵＶ光の発光点の位置をフィルタを介して検出することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
（ａ）露光装置を準備する工程であって、
（ａ１）所定の原子のプラズマ励起によりＥＵＶ光を生じさせる発光部と、
（ａ２）前記発光部から照射された前記ＥＵＶ光を集光させる集光部と、
（ａ３）前記集光部により集光した前記ＥＵＶ光をマスクを介して基板上に照射する露光部と、
（ａ４）前記集光部により集光した前記ＥＵＶ光の集光点の位置を検出するモニタと、
（ａ５）前記集光部の位置を調整する駆動部と、
を有する露光装置を準備する工程と、
（ｂ）前記露光装置の調整工程であって、
（ｂ１）前記発光部において前記ＥＵＶ光を生じさせる工程と、
（ｂ２）前記ＥＵＶ光の集光点を前記モニタにより検出する工程と、
（ｂ３）前記集光点と基準集光点の位置とのズレ量を算出する工程と、
（ｂ４）前記ズレ量の算出結果に基づいて前記駆動部を駆動することにより、前記ＥＵＶ光の集光点の位置を調整する工程と、
を有する前記露光装置の調整工程と、
（ｃ）前記基板の上方に形成された感光膜を露光する工程であって、
前記（ｂ４）工程の後、前記発光部から照射され、前記集光部により集光した補正ＥＵＶ光を、前記露光部に導き、前記露光部内において前記感光膜を露光する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記所定の原子は、Ｘｅ（キセノン）またはＳｎ（錫）であることを特徴とする請求項８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記発光部と前記露光部との間に、前記集光部が配置されていることを特徴とする請求項８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記集光部と前記露光部との間に、前記発光部が配置されていることを特徴とする請求項８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記露光装置においては、
前記発光部における基準発光点と前記集光部による基準集光点とにより規定される基準光軸が、あらかじめ設定されており、
前記モニタは前記基準光軸の下方に配置され、前記基準光軸の近傍まで上昇し、実光軸の位置により前記集光点を検出することを特徴とする請求項８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記モニタは、第１モニタと第２モニタとを有し、
前記（ｂ３）工程は、
前記第１モニタを、前記基準光軸に対して平行なｚ方向の第１位置において、前記基準光軸の近傍まで上昇させ、前記実光軸のｘ座標およびｙ座標の位置を検出し、
前記第２モニタを、前記ｚ方向の第２位置において、前記基準光軸の近傍まで上昇させ、前記実光軸のｘ座標およびｙ座標の位置を検出することにより、
前記基準光軸に対する前記実光軸の回転量を前記ズレ量として検出することを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記露光装置は、さらに、第１反射鏡および第２反射鏡を有し、
前記モニタは、第１モニタと第２モニタとを有し、
前記（ｂ３）工程は、
前記第１反射鏡を、前記基準光軸に対して平行なｚ方向の第１位置において、前記基準光軸の近傍まで上昇させ、前記ＥＵＶ光の反射光を前記第１モニタにより検出することにより、前記実光軸のｘ座標およびｙ座標の位置を検出し、
前記第２反射鏡を、前記基準光軸に対して平行なｚ方向の第２位置において、前記基準光軸の近傍まで上昇させ、前記ＥＵＶ光の反射光を前記第２モニタにより検出することにより、前記実光軸のｘ座標およびｙ座標の位置を検出することにより、
前記基準光軸に対する前記実光軸の回転量を前記ズレ量として検出することを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記（ｂ３）工程は、前記モニタを、
前記基準光軸に対して平行なｚ方向の第１位置において、前記基準光軸の近傍まで上昇させ、前記実光軸のｘ座標およびｙ座標の位置を第１検出した後、
前記モニタを前記ｚ方向に駆動し、
前記ｚ方向の第２位置において、前記基準光軸の近傍まで上昇させ、前記実光軸のｘ座標およびｙ座標の位置を第２検出することにより、
前記基準光軸に対する前記実光軸の回転量を前記ズレ量として検出することを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
反射鏡を有し、
前記反射鏡を、前記基準光軸に対して平行なｚ方向の第１位置において、前記基準光軸の近傍まで上昇させ、前記ＥＵＶ光の反射光を前記モニタに照射することにより、前記実光軸のｘ座標およびｙ座標の位置を第１検出し、
前記反射鏡を前記ｚ方向に駆動し、
前記反射鏡を、前記ｚ方向の第２位置において、前記基準光軸の近傍まで上昇させ、前記ＥＵＶ光の反射光を前記モニタに照射することにより、前記実光軸のｘ座標およびｙ座標の位置を第２検出することにより、
前記基準光軸に対する前記実光軸の回転量を前記ズレ量として検出することを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記モニタは、
前記実光軸の位置をフィルタを介して検出することを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記露光装置は、さらに、
（ａ６）前記発光部内の前記ＥＵＶ光の発光点の位置を検出する第２モニタと、
（ａ７）前記発光部の位置を調整する第２駆動部と、
を有することを特徴とする請求項８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記（ｂ１）工程と（ｂ２）工程との間に、
（ｂ５）前記ＥＵＶ光の発光点を前記第２モニタにより検出する工程と、
（ｂ６）前記発光点と基準発光点の位置とのズレ量である第２ズレ量を算出する工程と、
（ｂ７）前記第２ズレ量の算出結果に基づいて前記駆動部を駆動することにより、前記ＥＵＶ光の発光点の位置を調整する工程と、
を有することを特徴とする請求項１８記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
所定の原子のプラズマ励起によりＥＵＶ光を生じさせる発光部と、
前記発光部から照射された前記ＥＵＶ光を集光させる集光部と、
前記集光部により集光した前記ＥＵＶ光をマスクを介して基板上に照射する露光部と、
前記発光部内の前記ＥＵＶ光の発光点の位置を検出する第１モニタと、
前記発光部の位置を調整する第１駆動部と、を有し、
前記第１モニタにより検出された発光点と発光基準位置との第１ズレ量を判断し、前記第１ズレ量に基づいて、前記第１駆動部を駆動することを特徴とする露光装置。
【請求項２１】
前記集光部により集光した前記ＥＵＶ光の集光点の位置を検出する第２モニタと、
前記集光部の位置を調整する第２駆動部と、を有し、
前記集光点と基準集光点の位置との第２ズレ量を算出し、
前記第２ズレ量の算出結果に基づいて前記第２駆動部を駆動することを特徴とする請求項２０記載の露光装置。
【請求項２２】
所定の原子のプラズマ励起によりＥＵＶ光を生じさせる発光部と、
前記発光部から照射された前記ＥＵＶ光を集光させる集光部と、
前記集光部により集光した前記ＥＵＶ光をマスクを介して基板上に照射する露光部と、
前記発光部内の前記ＥＵＶ光の発光点の位置を検出するモニタと、
前記発光部の位置を調整する駆動部と、を有する露光装置を用い、
前記モニタにより検出された発光点と発光基準位置とのズレ量を判断し、
前記ズレ量に基づいて、前記駆動部を駆動することを特徴とする露光装置の露光方法。
【請求項２３】
前記露光装置は、さらに、
前記集光部により集光した前記ＥＵＶ光の集光点の位置を検出する第２モニタと、
前記集光部の位置を調整する第２駆動部と、を有し、
前記集光点と基準集光点の位置との第２ズレ量を算出し、
前記第２ズレ量の算出結果に基づいて前記第２駆動部を駆動することを特徴とする請求項２２記載の露光装置の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、露光方法および露光装置に関し、特に、ＥＵＶ光による露光工程を有する半導体装置の製造技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造過程においては、半導体基板(ウエハ)の主面上にパターンを形成する技術としてリソグラフィ（露光・現像）技術が用いられている。このリソグラフィには主に投影露光装置が用いられ、この投影露光装置に装着したマスク（原版）を透過した露光光をウエハの主面上に塗布されたレジストに照射することにより、フォトマスクに形成されたマスクパターンがレジストに転写される。
【０００３】
近年、半導体素子の高集積化および半導体素子の動作速度の高速化が要求されており、これらの要求に応えるためにパターンの微細化が進められている。この微細化の要求に答えるため、露光波長の短波長化により、投影像の解像度を向上する努力がなされている。例えば、従来のＫｒＦ（２４８ｎｍ）やＡｒＦ（１９３ｎｍ）の紫外レーザの領域よりも１桁以上波長の短い波長１３．５ｎｍのＥＵＶ（Extreme Ultra-Violet、極端紫外）光を用いたリソグラフィ技術が検討されている。
【０００４】
例えば、下記特許文献１（特開２００７−１０９４５１号公報）には、次のような極端紫外光源装置の初期アライメント方法が開示されている。まず、理想発光点に第１の位置基準素子を配置し、理想集光点に第２の位置基準素子を配置する。次いで、第１の光軸調整光が第１の位置基準素子及び第２の位置基準素子を通過する第１の光軸調整光の光路を調整すると共に、第２の光軸調整光が第１の位置基準素子を通過して第２の位置基準素子を通過しないように第２の光軸調整光の光路を調整する。さらに、レーザ光が第１の位置基準素子を照射するように光路を調整するとともに、ターゲット物質が第１の光軸調整光と第２の光軸調整光との交点を通るように、ターゲット物質の位置合わせを行う。その後、プラズマから発生する極端紫外光が集光ミラーによって第２の位置基準素子の位置に集光されるように、集光ミラーの位置及び姿勢を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１０９４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、上記ＥＵＶ光を用いた露光技術についての研究開発に従事している。上記ＥＵＶ光を用いた露光技術においては、従来のＫｒＦ（２４８ｎｍ）やＡｒＦ（１９３ｎｍ）レーザーを用いた露光技術と比較し、光源の強度を確保することが困難な状況にある。
【０００７】
よって、発生したＥＵＶ光をできるだけ減衰させずにマスク（原版）まで導くことにより、解像度の向上およびスループットの向上などの露光特性の向上を図ることができる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、露光特性を向上させ、半導体装置の特性を向上させることができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、露光特性を向上させ、スループットを向上させることができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の上記目的およびその他の目的と新規な特徴は、本願明細書の記載および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態に示される半導体装置の製造方法は、（ａ）露光装置を準備する工程であって、（ａ１）所定の原子のプラズマ励起によりＥＵＶ光を生じさせる発光部と、（ａ２）前記発光部から照射された前記ＥＵＶ光を集光させる集光部とを有する。さらに、（ａ３）前記集光部により集光した前記ＥＵＶ光をマスクを介して基板上に照射する露光部と、（ａ４）前記発光部内の前記ＥＵＶ光の発光点の位置を検出するモニタと、（ａ５）前記発光部の位置を調整する駆動部と、を有する露光装置を準備する工程を有する。さらに、（ｂ）前記露光装置の調整工程であって、（ｂ１）前記発光部において前期ＥＵＶ光を生じさせる工程と、（ｂ２）前記ＥＵＶ光の発光点を前記モニタにより検出する工程と、（ｂ３）前記発光点と基準発光点の位置とのズレ量を算出する工程と、を有する。さらに、（ｂ４）前記ズレ量の算出結果に基づいて前記駆動部を駆動することにより、前記ＥＵＶ光の発光点の位置を調整する工程と、（ｃ）前記基板の上方に形成された感光膜を露光する工程であって、前記（ｂ４）工程の後、前記発光部から照射され、前記集光部により集光した補正ＥＵＶ光を、前記露光部に導き、前記露光部内において前記感光膜を露光する工程と、を有する。
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態に示される半導体装置の製造方法は、（ａ）露光装置を準備する工程であって、（ａ１）所定の原子のプラズマ励起によりＥＵＶ光を生じさせる発光部と、（ａ２）前記発光部から照射された前記ＥＵＶ光を集光させる集光部と、を有する。さらに、（ａ３）前記集光部により集光した前記ＥＵＶ光をマスクを介して基板上に照射する露光部と、（ａ４）前記集光部により集光した前記ＥＵＶ光の集光点の位置を検出するモニタと、（ａ５）前記集光部の位置を調整する駆動部と、を有する露光装置を準備する工程を有する。さらに、（ｂ）前記露光装置の調整工程であって、（ｂ１）前記発光部において前期ＥＵＶ光を生じさせる工程と、（ｂ２）前記ＥＵＶ光の集光点を前記モニタにより検出する工程と、（ｂ３）前記集光点と基準集光点の位置とのズレ量を算出する工程と、を有する。さらに、（ｂ４）前記ズレ量の算出結果に基づいて前記駆動部を駆動することにより、前記ＥＵＶ光の集光点の位置を調整する工程と、（ｃ）前記基板の上方に形成された感光膜を露光する工程であって、前記（ｂ４）工程の後、前記発光部から照射され、前記集光部により集光した補正ＥＵＶ光を、前記露光部に導き、前記露光部内において前記感光膜を露光する工程と、を有する。
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態に示される露光装置は、所定の原子のプラズマ励起によりＥＵＶ光を生じさせる発光部と、前記発光部から照射された前記ＥＵＶ光を集光させる集光部と、前記集光部により集光した前記ＥＵＶ光をマスクを介して基板上に照射する露光部と、を有する。さらに、前記発光部内の前記ＥＵＶ光の発光点の位置を検出する第１モニタと、前記発光部の位置を調整する第１駆動部と、を有し、前記第１モニタにより検出された発光点と発光基準位置との第１ズレ量を判断し、前記第１ズレ量に基づいて、前記第１駆動部を駆動する。
【００１５】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態に示される露光方法は、所定の原子のプラズマ励起によりＥＵＶ光を生じさせる発光部と、前記発光部から照射された前記ＥＵＶ光を集光させる集光部と、前記集光部により集光した前記ＥＵＶ光をマスクを介して基板上に照射する露光部と、を有する。さらに、前記発光部内の前記ＥＵＶ光の発光点の位置を検出するモニタと、前記発光部の位置を調整する駆動部と、を有する露光装置を用い、前記モニタにより検出された発光点と発光基準位置とのズレ量を判断し、前記ズレ量に基づいて、前記駆動部を駆動する。
【発明の効果】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、以下に示す代表的な実施の形態に示される半導体装置の製造方法によれば、半導体装置の特性を向上させることができる。
【００１７】
また、本願において開示される発明のうち、以下に示す代表的な実施の形態に示される半導体装置の製造方法によれば、半導体装置のスループットを向上させることができる。
【００１８】
本願において開示される発明のうち、以下に示す代表的な実施の形態に示される露光装置によれば、露光特性を向上させることができる。
【００１９】
本願において開示される発明のうち、以下に示す代表的な実施の形態に示される露光方法によれば、露光特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態１の半導体装置の製造に用いられる露光装置の構成を示すブロック図である。
【図２】発光部の構成の一例を示す断面図である。
【図３】左図は、図２の陰極を示す斜視図であり、右図は、図２の陽極を示す斜視図である。
【図４】コレクタ（集光光学系）の一例を示す断面図である。
【図５】コレクタ（集光光学系）の一例を示す斜視図である。
【図６】実施の形態１の露光装置の集光部近傍の構成を示す図である。
【図７】実施の形態１の実光軸の調整方法の一例を示す図である。
【図８】Ｌ、θおよびφの関係について、の一例を示す図である。
【図９】Ｌ、θおよびφの関係について、の一例を示す表である。
【図１０】Ｌ、θおよびφの関係について、の一例を示す式である。
【図１１】実施の形態１の半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図１２】実施の形態１の半導体装置の製造工程を示す要部断面図であって、図１１に続く半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図１３】実施の形態１の半導体装置の製造工程を示す要部断面図であって、図１２に続く半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。
【図１４】実施の形態２の応用例１の露光装置の集光部近傍の構成を示す図である。
【図１５】実施の形態２の応用例２の露光装置の集光部近傍の構成を示す図である。
【図１６】実施の形態２の応用例３の露光装置の集光部近傍の構成を示す図である。
【図１７】実施の形態２の応用例５の露光装置の集光部近傍の構成を示す図である。
【図１８】実施の形態２の応用例６の露光装置の集光部近傍の構成を示す図である。
【図１９】実施の形態３の半導体装置の製造に用いられる露光装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、応用例、詳細説明、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００２２】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数等（個数、数値、量、範囲等を含む）についても同様である。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一または関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００２４】
また、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。
【００２５】
（実施の形態１）
以下、図面を参照しながら本実施の形態の半導体装置の製造方法に用いられる露光装置の構成および当該露光装置を用いた露光方法について説明する。
【００２６】
［露光装置の構成説明］
図１は、本実施の形態の半導体装置の製造に用いられる露光装置の構成を示すブロック図である。
【００２７】
図１に示す露光装置１は、発光部１０と、集光部２０と、露光部３０とを有する。
【００２８】
発光部１０においては、Ｘｅ（キセノン）のプラズマガスからＥＵＶ光を生成する。この発光部１０におけるＥＵＶ光の発光点（プラズマ）をＥＰで示す。発光部１０の外側には、プラズマ位置モニタ（発光点モニタ）１１ａ、１１ｂが配置される。第１プラズマ位置モニタ１１ａは、略直方体形状の発光部１０の上面に配置され、第２プラズマ位置モニタ１１ｂは、発光部１０の集光部２０と逆側の側面に配置される。プラズマガス種としては、Ｘｅのプラズマガスの他、Ｓｎ（錫）のプラズマガスを用いてもよい。
【００２９】
上記発光部１０と、集光部２０と、露光部３０とは、発光部１０における基準発光点ＥＰｄと、集光部２０による基準集光点（基準中間集光点）ＩＦｄが予め定められており、発光部１０における上記基準発光点ＥＰｄから照射されたＥＵＶ光が集光部２０により基準集光点ＩＦｄに集光されるように、最適配置されている。基準発光点ＥＰｄと基準集光点ＩＦｄとを結ぶ線を基準光軸ＯＡｄという。ここで“光軸”とは、光学系において、系全体を通過する光束の中心となる光線または光束の中心となる光線が通過する経路を意味する。
【００３０】
上記基準集光点ＩＦｄ、基準発光点ＥＰｄおよび基準光軸ＯＡｄは、発光部１０と、集光部２０と、露光部３０とを最適配置するための、基準となる理想位置（点、軸）である。このうち、基準集光点ＩＦｄの座標を（ｘｄ、ｙｄ、ｚｄ）と、基準発光点ＥＰｄの座標を（ｘｄ、ｙｄ、ｚｄ２）と表す。ｚｄ２は、ｚｄ＋ｚｆｐである。ｚｆｐは、基準集光点ＩＦｄから基準発光点ＥＰｄまでの距離である。また、基準光軸ＯＡｄは、基準集光点ＩＦｄの座標（ｘｄ、ｙｄ、ｚｄ）と、基準発光点ＥＰｄの座標（ｘｄ、ｙｄ、ｚｄ２）とを通る関数（直線）として表すことができる。
【００３１】
しかしながら、実際の集光点、発光点および光軸は、上記理想位置からズレることがあるため、実際のこれらの位置を、実発光点ＥＰ、実集光点ＩＦ、実光軸ＯＡとして示す。なお、これらを単に「発光点ＥＰ」、「集光点ＩＦ」、「光軸ＯＡ」として示すこともある。
【００３２】
集光部２０は、発光部１０により生じたＥＵＶ光を集光点（中間集光点：Intermediate Focus）ＩＦに集光する。この集光点ＩＦに集光した光が、露光部３０に導かれ、レチクル（マスク、フォトマスク、マスク原版）を介して、半導体基板上の感光膜に照射される。詳細は、後述する。
【００３３】
発光部１０の構成に制限はないが、発光部１０の構成の一例を図２および図３に示す。図３の左図は、図２の陰極を示す斜視図であり、図３の右図は、図２の陽極を示す斜視図である。
【００３４】
図２に示すように発光部１０は、陰極（陰電極、アノード電極）１０１と陽極（陽電極、カソード電極）１０３とを有する。陰極１０１は、中心部のガス供給孔１０５を取巻くように筒状に配置され、陽極１０３は、ガス供給孔１０５に対応する部分に開口部を有する平板リング状に配置されている。陽極１０３と陰極１０１との間に高電界を印加することにより、陽極１０３と陰極１０１との対向部において原料ガス（ここでは、Ｘｅ）がプラズマ化し、プラズマ導電により例えば１３．５ｎｍのＥＵＶ光が発生する。なお、陰極１０１および陽極１０３の内部には、それぞれ冷却管１０７が内蔵されており、冷却管１０７の内部に冷却媒体（冷却水、冷却ガス）を流すことにより、陰極１０１および陽極１０３の温度上昇を抑える構成となっている。かかる構成は、図２においては、図示していない、略直方体のチャンバ（処理室）内に配置され、その内部を、減圧（真空）状態とできるよう、図示しない減圧手段が配置されている。
【００３５】
集光部２０の構成に制限はないが、例えば、基準光軸ＯＡｄに対して対称に反射ミラーを配置することで、ＥＵＶ光を集光することができる。図４および図５にコレクタ（集光光学系）の一例を示す。特に、図４および図５に示すように、円筒状の反射ミラーを所定の間隔を開けて複数枚重ねたコレクタ（集光光学系）２０１を用いることで、集光度を向上させることができる。即ち、集光点ＩＦにおけるＥＵＶ光の強度を向上させることができる。
【００３６】
なお、図４に示す一の反射ミラーは、円錐の側面形状であり、第１傾斜角の第１側面と、第１傾斜角より小さい第２傾斜角の第２側面との合成形状となっている。一の反射ミラーの断面形状を略楕円形状としてもよい。図１は、断面が略楕円形状の反射ミラーを複数枚重ねたコレクタ２０１を模式的に示してある。反射ミラーの構成材料に制限はないが、例えば、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（シリコン）の積層膜を用いた多層膜ミラーが好適に用いられる。このようにわずかに異なる屈折率を持った物質を交互に積層することによりＥＵＶ光を効率よく反射することができる。また、発光点ＥＰとコレクタ２０１との間に、ＤＭＴ（デブリシールド、Debris Mitigation Tool）などを設けてもよい。このＤＭＴにより、デブリを除去でき、集光度を向上させることができる。
【００３７】
露光部３０においては、集光されたＥＵＶ光が、レチクルを介して半導体基板の上部に形成されたフォトレジスト膜に照射され、レチクルに描かれたパターンがフォトレジスト膜に転写される。集光されたＥＵＶ光をレチクルに直接照射してもよいし、また、反射ミラーを介してレチクルに照射してもよい。
【００３８】
［発光部周辺の詳細な構成］
ここで、本実施の形態の露光装置においては(図１)、発光部１０の上面に、第１プラズマ位置モニタ１１ａが配置されている。また、発光部１０の集光部２０側とは逆側の側面に第２プラズマ位置モニタ１１ｂが配置されている。このプラズマ位置モニタ（発光点の位置を検出するモニタ）としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラを用いることができる。さらに、発光部１０の底面には、発光部１０の位置を制御可能に、発光部駆動装置１３が配置されている。第１および第２プラズマ位置モニタ１１ａ、１１ｂから得られたデータ（例えば、後述の光束の断面を示す画像データ）は、発光部駆動制御装置１５に送信され、上記データを解析することにより、実発光点ＥＰの各座標を演算し、実発光点の座標のズレ量を算出した後、ズレ量を補正すべく、発光部駆動装置１３を駆動する。
【００３９】
第１プラズマ位置モニタ１１ａは、発光部１０の上面に配置された窓部（ＥＵＶ光透過部）に対向して配置され、窓部から発光点ＥＰの位置を検知する。第２プラズマ位置モニタ１１ｂは、発光部１０の集光部２０側とは逆側の側面に配置された窓部（ＥＵＶ光透過部）に対向して配置され、窓部から発光部の位置を検知する。例えば、第１プラズマ位置モニタ１１ａは、発光点ＥＰのｘ座標、ｚ座標を検知し、第２プラズマ位置モニタ１１ｂは、発光点ＥＰのｙ座標を検知する。なお、第２プラズマ位置モニタ１１ｂで、発光点ＥＰのｘ座標を検知してもよい。このように、第１および第２プラズマ位置モニタ１１ａ、１１ｂを発光部（チャンバ）１０の外側に配置することにより、プラズマ励起による昇温の影響を低減することができる。また、発光部１０の内部構成が複雑化することを回避することができる。
【００４０】
また、検知方法に制限はないが、例えば、上記基準発光点（ｘｄ、ｙｄ、ｚｄ２）を中心とした所定の領域（例えば２ｃｍ角の領域）の画像データを取得する。例えば、光強度の最も大きい箇所の座標、もしくは光強度の最も大きい領域の中心の座標を、実発光点（ｘ１、ｙ１、ｚ１）として解析する。なお、上記所定の領域（例えば２ｃｍ角の領域）において、モニタを走査することにより所定の領域の画像データを取得してもよい。例えば、第１プラズマ位置モニタ１１ａをｘ方向、ｚ方向に走査し、第２プラズマ位置モニタ１１ｂをｙ方向、ｚ方向に走査することにより所定の領域の画像データを取得してもよい。
【００４１】
また、発光点（ＥＵＶ光：１３．５ｎｍ）ＥＰの波長をフィルタを介することにより変更して検知してもよい。例えば、可視化フィルタを介して検知してもよい。フィルタは、モニタ（１１ａ、１１ｂ）のレンズ表面に配置してもよいし、また、上記窓部の外側に配置してもよい。可視化フィルタとしては、Ｒｕ（ルテニウム）とＳｉの積層膜よりなる第１フィルタと、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet、イットリウム アルミニウム ガーネット）とＣｅ（セリウム)との積層膜よりなる第２フィルタとの積層フィルタを用いることができる。例えば、ＥＵＶ光は、第１フィルタおよび第２フィルタを介することにより可視光となる。この可視光を各プラズマ位置モニタ（１１ａ、１１ｂ）で検知してもよい。
【００４２】
また、発光部駆動装置１３の構成に制限はないが、発光部駆動装置（発光部の位置を調整する駆動部）１３をｘ、ｙ、ｚ方向に移動可能なステージ（搭載台）とし、その上部に発光部１０の全体（チャンバー全体）を搭載してもよい。また、上記ステージをｘ方向を中心軸として回転可能に配置（軸支）し、また、ｙ方向を中心軸として回転可能に配置（軸支）してもよい。ここでは、ｘ方向を中心軸として、水平状態から反時計回りの回転角（補正回転角、ズレ回転量）をφ１と、ｙ方向を中心軸として、ｘ方向からの時計回りの回転角をθ１と規定する。
【００４３】
［発光点の調整方法］
次いで、発光点ＥＰの調整方法について説明する。発光点ＥＰの調整方法に制限はないが、例えば、以下に示す方法で、発光点ＥＰの位置を調整することができる。
【００４４】
第１プラズマ位置モニタ１１ａおよび第２プラズマ位置モニタ１１ｂにより取得されたデータ（画像データ）が発光部駆動制御装置１５に送信され、データ解析により実発光点の座標（ｘ１、ｙ１、ｚ１）を検知する。
【００４５】
次いで、基準発光点（ｘｄ、ｙｄ、ｚｄ２）と実発光点（ｘ１、ｙ１、ｚ１）のズレ量を算出する。
【００４６】
上記算出結果に基き発光部駆動装置（ステージ）を移動させる。例えば、ｘ方向に（ｘｄ−ｘ１）量だけ移動させ、ｙ方向に（ｙｄ−ｘ１）量だけ移動させ、さらに、ｚ方向に（ｚｄ−ｘ１）量だけ移動させる。
【００４７】
このように、発光部１０の位置を移動させることにより、実発光点ＥＰの位置をより基準発光点ＥＰｄに近付くように調整（補正）することができる。
【００４８】
［集光部および集光点ＩＦ周辺の詳細な構成］
ここで、本実施の形態の露光装置においては(図１)、集光部２０の底面に、集光部（集光光学系）２０の位置を制御可能に、集光部駆動装置２３が配置されている。また、集光点ＩＦの近傍には、第１集光位置モニタ２１ａおよび第２集光位置モニタ２１ｂが配置されている。
【００４９】
第１集光位置モニタ２１ａは、基準光軸ＯＡｄの下方であって、第２集光位置モニタ２１ｂより集光部２０側に配置される。また、第２集光位置モニタ２１ｂは、基準光軸ＯＡｄの下方であって、第１集光位置モニタ２１ａより露光部３０側に配置される。第１集光位置モニタ２１ａと第２集光位置モニタ２１ｂのそれぞれのｚ座標は、基準集光点ＩＦｄのｚ座標（ｚｄ２）を挟んで両側に配置されることが望ましい。この集光位置モニタ２１ａ、２１ｂとしては、例えば、ＣＣＤカメラを用いることができる。
【００５０】
第１および第２集光位置モニタ２１ａ、２１ｂは、昇降（上下）可動に配置されており、それぞれ、基準光軸ＯＡｄの近傍まで上昇し、データ（例えば、基準光軸ＯＡｄ近傍の光束の断面を示す画像データ）を検知する。
【００５１】
図６は、本実施の形態の露光装置の集光部近傍の構成を示す図である。検知方法に制限はないが、例えば、図６に示すように、第１集光位置モニタ２１ａは、基準光軸ＯＡｄの延在方向であるｚ方向の所定の位置（この点のｚ座標をｚ２とする）において、基準光軸ＯＡｄを横切るように上昇し、ｚ２における基準光軸ＯＡｄのｘ座標およびｙ座標、即ち、（ｘｄ、ｙｄ、ｚ２）の点を中心とした所定の領域（例えば２ｃｍ角の領域）の画像データを取得する。この画像データは、集光部駆動制御装置２５に送信され、上記データを解析することにより、例えば、ｚ２における光径（光の直径）を演算し、さらに、光強度の最も大きい点の座標、もしくは光強度の最も大きい領域の中心の座標（ｘ２、ｙ２）をｚ２における実光軸座標（ｘ２、ｙ２、ｚ２）として演算する。なお、上記所定の領域（例えば２ｃｍ角の領域）において、第１集光位置モニタ２１ａをｘ方向、ｙ方向に走査することにより画像データを取得してもよい。
【００５２】
また、図６に示すように、第２集光位置モニタ２１ｂは、基準光軸ＯＡｄの延在方向であるｚ方向の所定の位置（この点のｚ座標をｚ３とする）において、基準光軸ＯＡｄを横切るように上昇し、ｚ３における基準光軸ＯＡｄのｘ座標およびｙ座標、即ち、（ｘｄ、ｙｄ、ｚ３）の点を中心とした所定の領域（例えば２ｃｍ角の領域）の画像データを取得する。この画像データは、集光部駆動制御装置２５に送信され、上記データを解析することにより、例えば、ｚ３における光径を演算し、さらに、光強度の最も大きい点の座標、もしくは光強度の最も大きい領域の中心の座標（ｘ３、ｙ３）をｚ３における実光軸座標（ｘ３、ｙ３、ｚ３）として演算する。なお、上記所定の領域（例えば２ｃｍ角の領域）において、第２集光位置モニタ２１ｂををｘ方向、ｙ方向に走査することにより画像データを取得してもよい。
【００５３】
また、集光部駆動装置２３の構成に制限はないが、集光部駆動装置２３をｘ、ｙ、ｚ方向に移動可能なステージ（搭載台）とし、その上部に集光部２０を搭載してもよい。また、実集光点ＩＦが基準集光点ＩＦｄと一致しても、実光軸ＯＡが基準光軸ＯＡｄからズレている場合には、露光部３０に所望のＥＵＶ光が照射されない。よって、上記ステージにおいては、実光軸ＯＡの回転を補正するため、上記ステージをｘ方向を中心軸として回転可能に配置し、また、ｙ方向を中心軸として回転可能に配置する必要がある。ここでは、集光点ＩＦのズレ量には、集光点ＩＦの位置のズレ（位置ズレ)と、集光点ＩＦを通過する光軸の角度のズレ（回転ズレ）を含むものとする。光軸の角度のズレ（回転ズレ）について、ここでは、ｘ方向を中心軸として、水平状態から反時計回りの回転角（補正回転角、ズレ回転量）をφ２と、ｙ方向を中心軸として、ｘ方向からの時計回りの回転角（補正回転角、ズレ回転量）をθ２と規定する。
【００５４】
［集光点および光軸の調整方法］
まず、第１集光位置モニタ２１ａを上昇させ画像データを取得する。次いで、第１集光位置モニタ２１ａを下降させた後、第２集光位置モニタ２１ｂを上昇させ画像データを取得する。次いで、第２集光位置モニタ２１ｂを下降させる。
【００５５】
第１集光位置モニタ２１ａおよび第２集光位置モニタ２１ｂにより取得されたデータ（画像データ）が集光部駆動制御装置２５に送信され、データ解析により、ｚ２における実光軸座標（ｘ２、ｙ２、ｚ２）およびｚ３における実光軸座標（ｘ３、ｙ３、ｚ３）を演算する。また、第１集光位置モニタ２１ａおよび第２集光位置モニタ２１ｂにより取得されたデータ（画像データ）が集光部駆動制御装置２５に送信され、データ解析により、ｚ２における光径およびｚ３における光径を求める。
【００５６】
次いで、ｚ２における実光軸座標（ｘ２、ｙ２、ｚ２）およびｚ３における実光軸座標（ｘ３、ｙ３、ｚ３）を通る直線（関数）を演算し、基準光軸ＯＡｄの関数とのズレ量を演算し、さらに、例えば、ｚ２における光径とｚ３における光径との比により、実集光点ＩＦの座標を求め、基準集光点ＩＦｄとの差（ズレ量）を演算する。これにより、位置ズレ量（Δｘ、Δｙ、Δｚ）および上記回転角（光軸の回転量、回転ズレ量、補正回転角）φ２、θ２が分かる。
【００５７】
上記算出結果に基き集光部駆動装置（ステージ）２３を移動させる。例えば、ｘ方向にΔｘだけ移動させ、ｙ方向にΔｙだけ移動させ、さらに、ｚ方向にΔｚだけ移動させる。さらに、ステージをｘ方向を中心軸としてφ２だけ回転させ、また、ステージをｙ方向を中心軸としてθ２だけ回転させる。
【００５８】
図７は、本実施の形態の実光軸の調整方法の一例を示す図である。例えば、図７の上図に示すように、実光軸ＯＡが基準光軸ＯＡｄに対してφ°傾いている場合には、ステージを−φ°傾けることにより、実光軸ＯＡを基準光軸ＯＡｄに近づけることができる。また、図７の下図に示すように、φ°の傾に加え、ズレ量Δｚが、＋Ｌである場合には、ステージを−φ°傾け、さらに、Ｌだけステージを発光部１０方向に近づけることにより、実光軸ＯＡを基準光軸ＯＡｄに近づけるとともに、基準集光点ＩＦｄに集光点ＩＦを近づけることができる。
【００５９】
このように、集光部２０の位置を移動させることにより、実集光点ＩＦの位置をより基準集光点ＩＦｄに近付くよう、また、実光軸ＯＡをより基準光軸ＯＡｄに近付くように調整（補正）することができる。
【００６０】
図８〜図１０は、Ｌ、θおよびφの関係について、の一例を示す図、表または式である。図８〜図１０を参照しながら上記Ｌ、θ（θ２）、φ（φ２）の一例について説明する。なお、以下の説明はＬ、θ、φが取りうる数値の例示であり、本実施の形態に示す技術は、以下の数値に限定されるものではない。
【００６１】
ここで、図８に示すように、例えば、集光位置モニタ（２１ａ、２１ｂ）の分解能Δｄを０．２５ｍｍとした場合、上記回転角（θ２）に関し、基準光軸ＯＡｄに対する実光軸ＯＡの傾きθ＝０．１°を検出するためには、基準集光点ＩＦｄのｚ座標から１４３．２ｍｍ以上離れた位置に集光位置モニタ（２１ａ、２１ｂ）を配置する必要がある。基準集光点ＩＦｄのｚ座標からの距離をＬｍｉｎで示す。上記θとＬｍｉｎとの関係を図９に示す。
【００６２】
また、図１０に示すように、上記回転角（φ２）については、図７に示すφは、ＬｍｉｎとΔｈ（図７におけるｈの差）の関数で表される。例えば、Ｌ＝９ｍｍで、Δｈ（図７におけるｈの差）を０．５ｍｍとした場合、φは約３．２°となる（図７参照）。
【００６３】
[半導体装置の製造方法]
続いて、本実施の形態の半導体装置の製造方法、具体的には、上記露光部においてレチクルを介して基板上にＥＵＶ光を照射する工程について、図１１〜図１３を参照しながら説明する。図１１〜図１３は、本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す要部断面図である。もちろん、半導体装置の製造工程においては、光軸ＯＡ上には、上記モニタ（２１ａ、２１ｂ）などの検出器はなく、露光部３０に調整ＥＵＶ光が照射される。
【００６４】
例えば、図１１に示すように、ゲート絶縁膜３０３を介して堆積された導電性膜３０５を有する半導体基板（基板）３０１を準備する。この半導体基板３０１の全面上にフォトレジスト膜（感光性絶縁膜）Ｒを形成し、上記［発光点の調整方法］または［集光点および光軸の調整方法］の欄で説明した調整方法を用いて調整されたＥＵＶ光（以下、ここでは調整ＥＵＶ光Ｅａと示す）を用いて露光を行う。
【００６５】
具体的には、図１１に示すように、レチクル３００を介してフォトレジスト膜（感光膜）Ｒ上に調整ＥＵＶ光Ｅａを照射することにより、レチクル３００に描かれたパターンＰを転写する。この調整ＥＵＶ光（補正ＥＵＶ光）Ｅａの照射により、例えば、照射部を硬化させるなど、照射部の膜質を非照射部に対して変質させる。次いで、図１２に示すように、所定の現像液を用いて、硬化部以外のフォトレジスト膜を除去し、残存するフォトレジスト膜をマスクとして、下層の導電性膜をエッチングすることにより、例えば、ゲート電極Ｇを形成する。次いで、図１３に示すようにゲート電極Ｇの両側の半導体基板中に不純物イオンを注入することにより、ソース・ドレイン領域３０７を形成する。
【００６６】
以上、いわゆるＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor、電界効果トランジスタ）の形成工程を例に説明したが、半導体装置を構成し得る各種構成部位のフォトリソグラフィ工程において上記調整ＥＵＶ光Ｅａを採用可能であることは言うまでもない。
【００６７】
このように、上記調整ＥＵＶ光Ｅａは、短波長で強度が向上した露光光であり、当該調整ＥＵＶ光Ｅａを用いることで、解像度を向上させることができ、所望の微細加工が可能となる。例えば、ゲート長を微細化し、ＭＩＳＦＥＴの低電圧駆動が可能となり、また、動作速度を向上させることができる。また、ＭＩＳＦＥＴの高集積化が可能になるなど、素子（装置）特性を向上させることができる。また、露光光の強度の向上により、フォトレジスト膜の露光時間を少なくすることができる。これにより、単位時間当たりの露光回数（ショット回数）が増加し、半導体装置の製造におけるスループットが向上する。
【００６８】
以上、詳細に説明したように、本実施の形態の露光装置によれば、発光点の位置を検出するモニタおよび発光部の位置を調整する駆動部を設けたので、ＥＵＶ光の発光点の位置を調整することができる。また、集光点の位置を検出するモニタおよび集光部の位置を調整する駆動部を設けたので、ＥＵＶ光の集光点の位置を調整することができる。その結果、露光の際、短波長で高強度の調整ＥＵＶ光を用いることができ、露光特性を向上させることができる。具体的には、解像度の向上、露光時間の短縮を図ることができる。
【００６９】
また、上記露光装置および露光方法を用いて半導体装置を製造することで、解像度の向上により、半導体特性の向上を図った良好な半導体装置を製造することができる。また、露光時間の短縮により、スループットの向上を図ることができる。
【００７０】
（実施の形態２）
上記実施の形態１においては、２つの集光位置モニタを用いて集光点および光軸の調整を行ったが、かかる構成に制限はなく、以下の応用例に示す各種構成および調整方法を採用してもよい。
【００７１】
<応用例１>
実施の形態１においては、２つの集光位置モニタ（第１集光位置モニタおよび第２集光位置モニタ）を用いて、データを検出したが、１の集光位置モニタをz方向に走査して２箇所のデータを検出してもよい。図１４は、実施の形態２の応用例１の露光装置の集光部近傍の構成を示す図である。なお、「集光点ＩＦ周辺の構成」以外の構成は実施の形態１と同様であるためその説明を省略する。
【００７２】
［集光点ＩＦ周辺の構成］
本応用例１の露光装置においては、集光点ＩＦの近傍には、第１集光位置モニタ２１ａが配置されている。
【００７３】
第１集光位置モニタ２１ａは、基準光軸ＯＡｄの下方に配置される。この第１集光位置モニタ２１ａのｚ座標（ｚ方向の位置）は、基準集光点ＩＦｄのｚ座標（ｚｄ２）に対し、集光部２０側または露光部３０側のどちらに配置してもよい。この第１集光位置モニタ２１ａとしては、例えば、ＣＣＤカメラを用いることができる。
【００７４】
第１集光位置モニタ２１ａは、昇降（上下）可動に配置されており、基準光軸ＯＡｄの近傍まで上昇し、データ（例えば、基準光軸ＯＡｄ近傍の光束の断面を示す画像データ）を検知する。
【００７５】
検知方法に制限はないが、例えば、図１４に示すように、第１集光位置モニタ２１ａは、基準光軸ＯＡｄの延在方向であるｚ方向の所定の位置（この点のｚ座標をｚ２とする）において、基準光軸ＯＡｄを横切るように上昇し、ｚ２における基準光軸ＯＡｄのｘ座標およびｙ座標、即ち、（ｘｄ、ｙｄ、ｚ２）の点を中心とした所定の領域（例えば２ｃｍ角の領域）の画像データを取得する。この画像データは、集光部駆動制御装置２５に送信され、上記データを解析することにより、光束断面の形状および光強度の最も大きい点の座標、もしくは光強度の最も大きい領域の中心を、ｚ２における実光軸座標（ｘ２、ｙ２、ｚ２）として検知する。なお、上記所定の領域（例えば２ｃｍ角の領域）において、集光位置モニタ２１ａをｘ方向およびｙ方向に走査することにより所定の領域の画像データを取得してもよい。
【００７６】
また、第１集光位置モニタ２１ａは、ｚ方向（左右）に可動に配置されており、例えば、下降させた状態で、ｚ方向の所定の位置（この点のｚ座標をｚ２とする）から他のｚ方向の所定の位置（この点のｚ座標をｚ３とする）まで移動させることができる。
【００７７】
よって、上記他のｚ方向の所定の位置（この点のｚ座標をｚ３とする）において、基準光軸ＯＡｄを横切るように上昇し、ｚ３における基準光軸ＯＡｄのｘ座標およびｙ座標、即ち、（ｘｄ、ｙｄ、ｚ２）の点を中心とした所定の領域（例えば２ｃｍ角の領域）の画像データを取得する。この画像データは、集光部駆動制御装置２５に送信され、上記データを解析することにより、光束断面の形状および光強度の最も大きい点の座標、もしくは光強度の最も大きい領域の中心を、ｚ３における実光軸座標（ｘ３、ｙ３、ｚ３）として検知する。なお、上記所定の領域（例えば２ｃｍ角の領域）において、第１集光位置モニタ２１ａをｘ方向およびｙ方向に走査することにより所定の領域の画像データを取得してもよい。
【００７８】
［集光点および光軸の調整方法］
次いで、集光点および光軸の調整方法について説明する。まず、ｚ２の位置において、第１集光位置モニタ２１ａを上昇させ画像データを取得する。次いで、第１集光位置モニタ２１ａを下降させ、ｚ２の位置からｚ３の位置まで移動させた後、ｚ３の位置において、第１集光位置モニタ２１ａを上昇させ画像データを取得する。次いで、第１集光位置モニタ２１ａを下降させる。
【００７９】
第１集光位置モニタ２１ａにより取得されたデータ（画像データ）が集光部駆動制御装置２５に送信され、データ解析により、ｚ２における実光軸座標（ｘ２、ｙ２、ｚ２）およびｚ３における実光軸座標（ｘ３、ｙ３、ｚ３）を演算する。また、第１集光位置モニタ２１ａにより取得されたデータ（画像データ）が集光部駆動制御装置２５に送信され、データ解析により、ｚ２における光径およびｚ３における光径を求める。
【００８０】
次いで、ｚ２における実光軸座標（ｘ２、ｙ２、ｚ２）およびｚ３における実光軸座標（ｘ３、ｙ３、ｚ３）を通る直線（関数）を演算し、基準光軸ＯＡｄの関数とのズレ量を演算し、さらに、例えば、ｚ２における光径とｚ３における光径との比により、実集光点ＩＦの座標を求め、基準集光点ＩＦｄとの差（ズレ量）を演算する。これにより、位置ズレ量（Δｘ、Δｙ、Δｚ）および上記回転角（回転ズレ量、補正回転角）φ２、θ２が分かる。
【００８１】
上記算出結果に基き、実施の形態１で詳細に説明したように、集光部駆動装置（ステージ）２３を移動させる。例えば、ｘ方向にΔｘだけ移動させ、ｙ方向にΔｙだけ移動させ、さらに、ｚ方向にΔｚだけ移動させる。さらに、ステージをｘ方向を中心軸としてφ２だけ回転させ、また、ステージをｙ方向を中心軸としてθ２だけ回転させる。
【００８２】
このように、集光部２０の位置を移動させることにより、実集光点ＩＦの位置をより基準集光点ＩＦｄに近付くよう、また、実光軸ＯＡをより基準光軸ＯＡｄに近付くように調整（補正）することができる。
【００８３】
なお、本応用例の露光方法について、上記調整方法以外は、上記実施の形態１と同様であるためその説明を省略する。また、上記露光装置および露光方法を用いて、実施の形態１と同様に、半導体装置を製造することができる。
【００８４】
<応用例２>
実施の形態１においては、集光位置モニタ（第１集光位置モニタおよび第２集光位置モニタ）を基準光軸ＯＡｄの近傍まで上昇させ、直接データ（例えば、基準光軸ＯＡｄ近傍の光束の断面を示す画像データ）を検知したが、反射鏡（反射ミラー）を用いて反射光のデータを検知してもよい。図１５は、実施の形態２の応用例２の露光装置の集光部近傍の構成を示す図である。なお、「集光点ＩＦ周辺の構成」以外の構成は実施の形態１と同様であるためその説明を省略する。
【００８５】
［集光点ＩＦ周辺の構成］
本応用例２の露光装置においては、集光点ＩＦの近傍には、第１集光位置モニタ２１ａ、第２集光位置モニタ２１ｂ、第１反射鏡２２ａおよび第２反射鏡２２ｂが配置されている。
【００８６】
第１集光位置モニタ２１ａは、基準光軸ＯＡｄの上方であって、第２集光位置モニタ２１ｂより集光部２０側に配置される。また、第２集光位置モニタ２１ｂは、基準光軸ＯＡｄの上方であって、第１集光位置モニタ２１ａより露光部３０側に配置される。第１集光位置モニタ２１ａと第２集光位置モニタ２１ｂのそれぞれのｚ座標は、基準集光点ＩＦｄのｚ座標（ｚｄ２）を挟んで両側に配置されることが望ましい。この集光位置モニタ２１ａ、２１ｂとしては、例えば、ＣＣＤカメラを用いることができる。
【００８７】
第１反射鏡２２ａは、昇降（上下）可動に配置されており、基準光軸ＯＡｄの近傍まで上昇し、ＥＵＶ光を上方向（第１集光位置モニタ２１ａの方向）に反射する。この反射光のデータ（反射光の光束の断面を示す画像データ）を、第１集光位置モニタ２１ａにより検知する。
【００８８】
第２反射鏡２２ｂは、昇降（上下）可動に配置されており、基準光軸ＯＡｄの近傍まで上昇し、ＥＵＶ光を上方向（第２集光位置モニタ２１ｂの方向）に反射する。この反射光のデータ（反射光の光束の断面を示す画像データ）を、第２集光位置モニタ２１ｂにより検知する。
【００８９】
検知方法に制限はないが、例えば、図１５に示すように、第１反射鏡２２ａは、基準光軸ＯＡｄに対し４５°の角度で配置され、基準光軸ＯＡｄの延在方向であるｚ方向の所定の位置（この点のｚ座標をｚ２とする）において、基準光軸ＯＡｄを横切るように上昇する。その結果、ＥＵＶ光は、上方向に反射され、第１集光位置モニタ２１ａにおいて、反射光の画像データを取得する。例えば、第１集光位置モニタ２１ａは、（ｘｄ、ｙ１、ｚ２）の点を中心とする所定の領域（例えば２ｃｍ角の領域）の画像データを取得する。この画像データは、集光部駆動制御装置２５に送信され、上記データを解析することにより、例えば、ｚ２における光径を演算し、さらに、光強度の最も大きい点の座標、もしくは光強度の最も大きい領域の中心の座標をｚ２における実光軸座標（ｘ２、ｙ２、ｚ２）として演算する。なお、上記所定の領域（例えば２ｃｍ角の領域）において、第１集光位置モニタ２１ａをｘ方向およびｚ方向に走査することにより所定の領域の画像データを取得してもよい。
【００９０】
また、第２反射鏡２２ｂは、基準光軸ＯＡｄに対し４５°の角度で配置され、基準光軸ＯＡｄの延在方向であるｚ方向の所定の位置（この点のｚ座標をｚ３とする）において、基準光軸ＯＡｄを横切るように上昇する。その結果、ＥＵＶ光は、上方向に反射され、第２集光位置モニタ２１ｂにおいて、反射光の画像データを取得する。例えば、第２集光位置モニタ２１ｂは、（ｘｄ、ｙ１、ｚ３）の点を中心とする所定の領域（例えば２ｃｍ角の領域）の画像データを取得する。この画像データは、集光部駆動制御装置２５に送信され、上記データを解析することにより、例えば、ｚ３における光径を演算し、さらに、光強度の最も大きい点の座標、もしくは光強度の最も大きい領域の中心の座標をｚ３における実光軸座標（ｘ３、ｙ３、ｚ３）として演算する。なお、上記所定の領域（例えば２ｃｍ角の領域）において、第２集光位置モニタ２１ｂをｘ方向およびｚ方向に走査することにより所定の領域の画像データを取得してもよい。
【００９１】
また、第２集光位置モニタ２１ｂを省略し、第１集光位置モニタ２１ａをｚ３の位置まで移動させ、第２反射鏡２２ｂによる反射光の画像データを第１集光位置モニタ２１ａにより取得してもよい。
【００９２】
［集光点および光軸の調整方法］
次いで、集光点および光軸の調整方法について説明する。まず、第１反射鏡２２ａを上昇させ第１集光位置モニタ２１ａにより画像データを取得する。次いで、第１反射鏡２２ａを下降させた後、第２反射鏡２２ｂを上昇させ第２集光位置モニタ２１ｂにより画像データを取得する。次いで、第２反射鏡２２ｂを下降させる。
【００９３】
第１集光位置モニタ２１ａおよび第２集光位置モニタ２１ｂにより取得されたデータ（画像データ）が集光部駆動制御装置２５に送信され、データ解析により、ｚ２における実光軸座標（ｘ２、ｙ２、ｚ２）およびｚ３における実光軸座標（ｘ３、ｙ３、ｚ３）を演算する。また、第１集光位置モニタ２１ａおよび第２集光位置モニタ２１ｂにより取得されたデータ（画像データ）が集光部駆動制御装置２５に送信され、データ解析により、ｚ２における光径およびｚ３における光径を求める。
【００９４】
次いで、ｚ２における実光軸座標（ｘ２、ｙ２、ｚ２）およびｚ３における実光軸座標（ｘ３、ｙ３、ｚ３）を通る直線（関数）を演算し、基準光軸ＯＡｄの関数とのズレ量を演算し、さらに、例えば、ｚ２における光径とｚ３における光径との比により、実集光点ＩＦの座標を求め、基準集光点ＩＦｄとの差（ズレ量）を演算する。これにより、位置ズレ量（Δｘ、Δｙ、Δｚ）および上記回転角（回転ズレ量、補正回転角）φ２、θ２が分かる。
【００９５】
上記算出結果に基き集光部駆動装置（ステージ）２３を移動させる。例えば、ｘ方向にΔｘだけ移動させ、ｙ方向にΔｙだけ移動させ、さらに、ｚ方向にΔｚだけ移動させる。さらに、ステージをｘ方向を中心軸としてφ２だけ回転させ、また、ステージをｙ方向を中心軸としてθ２だけ回転させる。
【００９６】
このように、集光部２０の位置を移動させることにより、実集光点ＩＦの位置をより基準集光点ＩＦｄに近付くよう、また、実光軸ＯＡをより基準光軸ＯＡｄに近付くように調整（補正）することができる。
【００９７】
なお、本応用例の露光方法について、上記調整方法以外は、上記実施の形態１と同様であるためその説明を省略する。また、上記露光装置および露光方法を用いて、実施の形態１と同様に、半導体装置を製造することができる。
【００９８】
<応用例３>
上記応用例２においては、２つの集光位置モニタ２１ａ、２１ｂおよび２つの反射鏡２２ａ、２２ｂを用いた、即ち、集光位置モニタおよび反射鏡のセットを２セット用いたが、１セット（１つの集光位置モニタおよび１つの反射鏡の組み合わせ）をｚ方向に走査してデータを検出してもよい。図１６は、実施の形態２の応用例３の露光装置の集光部近傍の構成を示す図である。なお、「集光点ＩＦ周辺の構成」以外の構成は実施の形態１と同様であるためその説明を省略する。
【００９９】
［集光点ＩＦ周辺の構成］
本応用例３の露光装置においては、集光点ＩＦの近傍には、第１集光位置モニタ２１ａおよび第１反射鏡２２ａが配置されている。
【０１００】
第１集光位置モニタ２１ａは、基準光軸ＯＡｄの上方であって、後述の第１反射鏡２２ａに対応する位置に配置される。この第１集光位置モニタ２１ａおよび第１反射鏡２２ａのｚ座標は、基準集光点ＩＦｄのｚ座標（ｚｄ２）に対し、集光部２０側または露光部３０側のどちらに配置してもよい。この第１集光位置モニタ２１ａとしては、例えば、ＣＣＤカメラを用いることができる。
【０１０１】
第１反射鏡２２ａは、昇降（上下）可動に配置されており、基準光軸ＯＡｄの近傍まで上昇し、ＥＵＶ光を上方向（第１集光位置モニタ２１ａの方向）に反射する。この反射光のデータ（反射光の光束の断面を示す画像データ）を、第１集光位置モニタ２１ａにより検知する。
【０１０２】
検知方法に制限はないが、例えば、図１６に示すように、第１反射鏡２２ａは、基準光軸ＯＡｄに対し４５°の角度で配置され、基準光軸ＯＡｄの延在方向であるｚ方向の所定の位置（この点のｚ座標をｚ２とする）において、基準光軸ＯＡｄを横切るように上昇する。その結果、ＥＵＶ光は、上方向に反射され、第１集光位置モニタ２１ａにおいて、反射光の画像データを取得する。例えば、第１集光位置モニタ２１ａは、（ｘｄ、ｙ１、ｚ２）の点を中心とする所定の領域（例えば２ｃｍ角の領域）の画像データを取得する。この画像データは、集光部駆動制御装置２５に送信され、上記データを解析することにより、光束断面の形状および光強度の最も大きい点の座標、もしくは光強度の最も大きい領域の中心をｚ３における実光軸座標（ｘ３、ｙ３、ｚ３）として検知する。なお、上記所定の領域（例えば２ｃｍ角の領域）において、第１集光位置モニタ２１ａをｘ方向およびｚ方向に走査することにより所定の領域の画像データを取得してもよい。
【０１０３】
また、第１反射鏡２２ａは、ｚ方向（左右）に可動に配置されており、例えば、下降させた状態で、ｚ方向の所定の位置（この点のｚ座標をｚ２とする）から他のｚ方向の所定の位置（この点のｚ座標をｚ３とする）まで移動させることができる。また、第１集光位置モニタ２１ａは、ｚ方向（左右）に可動に配置されており、例えば、基準光軸ＯＡｄの上方において、ｚ方向の所定の位置（この点のｚ座標をｚ２とする）から他のｚ方向の所定の位置（この点のｚ座標をｚ３とする）まで移動させることができる。
【０１０４】
［集光点および光軸の調整方法］
次いで、集光点および光軸の調整方法について説明する。まず、ｚ２の位置において、第１反射鏡２２ａを上昇させ第１集光位置モニタ２１ａにより画像データを取得する。次いで、第１反射鏡２２ａを下降させ、ｚ２の位置からｚ３の位置まで移動させる。この際、第１集光位置モニタ２１ａもｚ２の位置からｚ３の位置まで移動させる。その後、ｚ３の位置において、第１集光位置モニタ２１ａを上昇させ第１集光位置モニタ２１ａにより画像データを取得する。次いで、第１反射鏡２２ａを下降させる。
【０１０５】
第１集光位置モニタ２１ａにより取得されたデータ（画像データ）が集光部駆動制御装置２５に送信され、データ解析により、ｚ２における実光軸座標（ｘ２、ｙ２、ｚ２）およびｚ３における実光軸座標（ｘ３、ｙ３、ｚ３）を演算する。また、第１集光位置モニタ２１ａにより取得されたデータ（画像データ）が集光部駆動制御装置２５に送信され、データ解析により、ｚ２における光径およびｚ３における光径を求める。
【０１０６】
次いで、ｚ２における実光軸座標（ｘ２、ｙ２、ｚ２）およびｚ３における実光軸座標（ｘ３、ｙ３、ｚ３）を通る直線（関数）を演算し、基準光軸ＯＡｄの関数とのズレ量を演算し、さらに、例えば、ｚ２における光径とｚ３における光径との比により、実集光点ＩＦの座標を求め、基準集光点ＩＦｄとの差（ズレ量）を演算する。これにより、位置ズレ量（Δｘ、Δｙ、Δｚ）および上記回転角（回転ズレ量、補正回転角）φ２、θ２が分かる。
【０１０７】
上記算出結果に基き、実施の形態１で詳細に説明したように、集光部駆動装置（ステージ）２３を移動させる。例えば、ｘ方向にΔｘだけ移動させ、ｙ方向にΔｙだけ移動させ、さらに、ｚ方向にΔｚだけ移動させる。さらに、ステージをｘ方向を中心軸としてφ２だけ回転させ、また、ステージをｙ方向を中心軸としてθ２だけ回転させる。
【０１０８】
このように、集光部２０の位置を移動させることにより、実集光点ＩＦの位置をより基準集光点ＩＦｄに近付くよう、また、実光軸ＯＡをより基準光軸ＯＡｄに近付くように調整（補正）することができる。
【０１０９】
なお、本応用例の露光方法について、上記調整方法以外は、上記実施の形態１と同様であるためその説明を省略する。また、上記露光装置および露光方法を用いて、実施の形態１と同様に、半導体装置を製造することができる。
【０１１０】
<応用例４>
上記実施の形態１および実施の形態２においては、２箇所の画像データを取得し、データ解析により、位置ズレ量（Δｘ、Δｙ、Δｚ）および上記回転角φ２、θ２を算出したが、１箇所の画像データからズレ量（Δｘ、Δｙ、Δｚ）および上記回転角（回転ズレ量、補正回転角）φ２、θ２を算出してもよい。
【０１１１】
例えば、実施の形態１および実施の形態２の応用例３において、ｚ２の位置における画像データを取得し、データ解析により、ｚ２における実光軸座標（ｘ２、ｙ２、ｚ２）を演算する。また、データ解析により、光束断面の形状（輪郭）を求める。この光束断面の形状が、真円からどの程度歪んでいるか（変形の程度）の解析により、実光軸ＯＡを演算し、基準光軸ＯＡｄの関数とのズレ量を演算する。これにより、位置ズレ量（Δｘ、Δｙ、Δｚ）および上記回転角（回転ズレ量、補正回転角）φ２、θ２が分かる。
【０１１２】
このように、１箇所の画像データからもズレ量（Δｘ、Δｙ、Δｚ）および上記回転角φ２、θ２を算出することができる。この場合、実施の形態１において、第２集光位置モニタ２１ｂの構成を省略することができる。また、実施の形態２の応用例３において、第２集光位置モニタ２１ｂおよび第２反射鏡２２ｂの構成を省略することができる。
【０１１３】
但し、２箇所の画像データからの算出の方が、より簡易に正確にズレ量を演算することができる。特に、基準集光点ＩＦｄのｚ座標（ｚｄ２）挟んで両側の２地点（２箇所）の画像データを用いることにより、より簡易に、正確にズレ量を演算することができる。
【０１１４】
<応用例５>
図１７は、本実施の形態の応用例５の露光装置の集光部近傍の構成を示す図である。本応用例においては、第１集光位置モニタ２１ａの受光側（発光部１０側）に可変絞り５０を配置している。
【０１１５】
このように、可変絞り５０を介してデータ（例えば、光束の断面を示す画像データ）を取得することにより、画像のボケを防止し、より鮮明な画像データを取得することができる。
【０１１６】
この可変絞り５０は、第２集光位置モニタ２１ｂの受光側（発光部１０側）に配置してもよい。
【０１１７】
例えば、実施の形態１に示す第１、第２集光位置モニタ２１ａ、２１ｂの受光側（発光部１０側）にそれぞれ可変絞りを配置し、第１、第２集光位置モニタ２１ａ、２１ｂと同様に、昇降可能に配置してもよい。
【０１１８】
また、実施の形態２の応用例２に示す２つの集光位置モニタ２１ａ、２１ｂの受光側（発光部１０側）にそれぞれ可変絞りを配置し、反射鏡２２ａ、２２ｂからの反射光を可変絞りを介して受光してもよい。
【０１１９】
<応用例６>
図１８は、本実施の形態の応用例６の露光装置の集光部近傍の構成を示す図である。本応用例においては、第１集光位置モニタ２１ａの受光側（発光部１０側）にフィルタ４０を配置している。
【０１２０】
このように、フィルタ４０を介してＥＵＶ光を可視化するなど、波長変換したデータ（例えば、光束の断面を示す画像データ）を取得してもよい。可視化フィルタとしては、Ｒｕ（ルテニウム）とＳｉの積層膜よりなる第１フィルタと、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet、イットリウム アルミニウム ガーネット）とＣｅ（セリウム)との積層膜よりなる第２フィルタとの積層フィルタを用いることができる。例えば、ＥＵＶ光は、第１フィルタおよび第２フィルタを介することにより可視光となり、この可視光を例えば、実施の形態１に示す第１集光位置モニタ２１ａで受光し、データを取得する。このフィルタ４０は、第２集光位置モニタ２１ｂの受光側（発光部１０側）にも配置してもよい。
【０１２１】
即ち、実施の形態１に示す第１、第２集光位置モニタ２１ａ、２１ｂの受光側（発光部１０側）にそれぞれ可視化フィルタを配置してもよい。この可視化フィルタは、第１、第２集光位置モニタ２１ａ、２１ｂのレンズ表面に配置してもよいし、また、第１、第２集光位置モニタ２１ａ、２１ｂと同様に、昇降可能に配置してもよい。
【０１２２】
また、実施の形態２の応用例２に示す２つの集光位置モニタ２１ａ、２１ｂの受光側（発光部１０側）にそれぞれ可視化フィルタを配置し、反射鏡２２ａ、２２ｂからの反射光を可視化フィルタを介して受光してもよい。
【０１２３】
<応用例７>
上記発光部(発光点ＥＰ)１０および集光部（集光点ＩＦ）２０の調整のタイミングについて、特に制限はないが、所定の枚数のウエハを露光する毎に調整するなど、調整頻度を上げることが望ましい。
【０１２４】
また、上記集光部２０の調整のタイミングについて、例えば、集光部２０を構成する材料は、プラズマ励起の熱により変形し得る。よって、集光部２０の温度を温度センサで検出しておき、集光部２０が所定の温度以上となった時点で、上記集光部２０の位置調整を行ってもよい。
【０１２５】
（実施の形態３）
実施の形態１および２においては、いわゆる発光部１０として、ＤＰＰ（Discharge Produce Plasma）発光部を例に説明したが、プラズマの発光方法に制限はなく、例えば、ＬＰＰ（Laser produced plasma）発光部を有する露光装置、露光方法およびこれらを用いた半導体装置の製造方法に適用可能である。
【０１２６】
図１９は、本実施の形態の半導体装置の製造に用いられる露光装置の構成を示すブロック図である。
【０１２７】
ＬＰＰ発光方式においては、図１９に示すように、ＬＰＰ発光部（本実施の形態においては、ターゲット滴下部）４００から滴下させたターゲット（例えば、溶融Ｓｎなど）に図示しないレーザ照射部からレーザを照射し、プラズマ励起させることにより、発光させる。発光点をＥＰで示す。
【０１２８】
このように、ＬＰＰ発光部４００を用いた場合、図１９に示すように、集光部２０、ＬＰＰ発光部(発光部)４００および露光部３０の順で配置される。即ち、集光部２０と露光部３０との間にＬＰＰ発光部４００が位置することとなる。
【０１２９】
この場合も、実施の形態１と同様に、集光部２０またはＬＰＰ発光部（本実施の形態においては、ターゲット滴下部）４００の位置を調整することにより、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【０１３０】
また、本実施の形態においても、実施の形態２で説明した各種応用例を適用できることは言うまでもない。
【０１３１】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
本発明は、半導体装置の製造方法、露光方法および露光装置に関し、特に、ＥＵＶ光による露光工程を有する半導体装置の製造技術に適用して有効である。
【符号の説明】
【０１３３】
１０    発光部
１１ａ    第１プラズマ位置モニタ
１１ｂ    第２プラズマ位置モニタ
１３    発光部駆動装置
１５    発光部駆動制御装置
２０    集光部
２１ａ    第１集光位置モニタ
２１ｂ    第２集光位置モニタ
２２ａ    第１反射鏡
２２ｂ    第２反射鏡
２３    集光部駆動装置
２５    集光部駆動制御装置
３０    露光部
４０    フィルタ
５０    可変絞り
１０１    陰極
１０３    陽極
１０５    ガス供給孔
１０７    冷却管
２０１    コレクタ
３００    レチクル
３０１    半導体基板
３０３    ゲート絶縁膜
３０５    導電性膜
３０７    ソース・ドレイン領域
４００    ＬＰＰ発光部
ＥＰ    実発光点
ＥＰｄ    基準発光点
Ｅａ    調整ＥＵＶ光
Ｇ    ゲート電極
ＩＦ    実集光点
ＩＦｄ    基準集光点
ＯＡ    実光軸
ＯＡｄ    基準光軸
Ｒ    フォトレジスト膜
【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】
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