(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射素子と屈折素子とを有し、マスクのパターンを被処理体に投影する反射屈折型投影光学系を備える露光装置であって、
前記反射素子は、ハーフミラーを含み、
前記マスクからの回折光のうち前記被処理体を介さずに前記ハーフミラーを透過した一部の光を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記被処理体の露光量を制御する制御部とを備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記反射屈折型投影光学系は、前記パターンの中間像を形成し、
前記ハーフミラーは、前記中間像近傍に配置されることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記ハーフミラーは、前記反射屈折型投影光学系の瞳面近傍に配置されることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記ハーフミラーの裏面に複数配置されることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、露光装置及び方法に係り、特に、半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板などのデバイスを製造するのに使用される露光装置及び方法、デバイス製造方法、及び、前記被処理体から製造されるデバイスに関する。本発明は、例えば、フォトリソグラフィー工程において、被処理体にマスク又はレチクル（本出願ではこれらの用語を交換可能に使用する）に描画された回路パターンを投影露光する露光方法に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
フォトリソグラフィー技術を用いてデバイスを製造する際に、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。投影露光装置は、一般に、マスクを照明する照明光学系と、マスクと被処理体との間に配置されて照明されたマスクの回路パターンを被処理体に投影する投影光学系とを有する。
【０００３】
投影露光装置は、例えば、ステップアンドリピート方式やステップアンドスキャン方式を使用して被処理体を露光する。ステップアンドリピート方式の露光装置は、ステッパーとも呼ばれ、ウェハのショット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を露光領域に移動する露光法を使用する。ステップアンドスキャン方式の露光装置は、スキャナーとも呼ばれ、マスクに対してウェハを連続的にスキャン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、次のショットの露光領域に移動する露光法を使用する。
【０００４】
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、解像度は良くなる。
【０００５】
このため、近年の光源は、超高圧水銀ランプ（ｇ線（波長約４３６ｎｍ）、ｉ線（波長約３６５ｎｍ））から波長の短いＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）になろうとしており、Ｆ２レーザー（波長約１５７ｎｍ）の実用化も進んでいる。
【０００６】
また、転写忠実度を高めるために、ウェハなどの基板上に塗布された感光剤を適正な露光量で露光するための制御（即ち、露光量制御）を高精度で行うことも必要となる。
【０００７】
ステッパーにおける露光量制御方法は、照明光学系内部に設けたセンサで各ショット露光の間に露光量を計測し、かかる計測結果と予めある値に仮定しておいたセンサからウェハに至る光学系（照明光学系の一部と投影光学系）の透過率を乗算してウェハ上の推定露光量を求め、これに基づいて次ショットの露光量を光量調整手段（例えば、光源出力やＮＤフィルター等）で加減する。
【０００８】
一方、スキャナーにおける露光量制御方法は、各ショットをスキャン中、複数パルスで露光するが、この間、常時照明光学系内部のセンサで光量を測定し、ショット内での積算露光量がある所定値（即ち、レジストから決まる最適露光量）に達するように光源の出力（例えば、１パルス当りのエネルギーや発振周波数）を加減する。この場合も、スキャナーと同様に、計測結果と予めある値に仮定しておいたセンサからウェハに至る光学系の透過率を乗算してウェハ上の露光量を推定している。
【０００９】
図１１は、従来のステップアンドスキャン方式の露光装置１０００の概略ブロック図である。各種照明モード（輪帯照明条件など）に対するウェハ１４００面上の照度をディテクタ１５００で計測し、照明光学系１２００内にある積算露光量センサ１２１０との出力校正を予め行っておき、校正結果を記憶しておく。また、各種照明モードにおいて、露光領域の照度分布をディテクタ１５００を２次元的に移動させて計測し、走査露光したときに照度分布が均一になるような形状を可変スリット１２２０で達成し、記憶しておく。
【００１０】
次に、任意の照明モードが指定され、そのときの露光量が設定されると、ウェハステージ１４５０の走査速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）、可変スリット１１２０の走査方向の幅Ｗ（ｍｍ）及びレーザー発振周波数Ｆ（Ｈｚ）が以下の式を満足するように各々決定される。
【００１１】
【数１】
0003884968.tif 000002
【００１２】
ｎは露光パルス数で、露光面上の１点に注目したとき、走査露光中に照射されるパルス数である。かかるパルス数は使用するマスクの感度と光源のパルスエネルギーなどから最小値が決定され、露光には最小値以上のパルス数が必要である。
【００１３】
実際の露光では、スループットの向上のために走査速度Ｖを高く維持する必要がある。そこで、可変スリット１２２０の走査方向幅Ｗ（ｍｍ）は照明モードごとに固定となるので、パルス数ｎの最小条件を満たすように、光源１１００の出力（パルスエネルギーや発振周波数Ｆ）や減光部材１２３０の調整を行い、常時積算露光量センサ１２１０でモニターしながら露光量のフィードバック制御を行っていた。即ち、露光中の露光量制御は照明光学系１２００内の積算露光量センサ１２１０で常時行っているが、かかる積算露光量センサ１２１０の出力値と実際の露光面の照度との校正は露光と別に行っている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、光源の短波長化によりフォトンエネルギーが高くなるため、光学部材（硝子材料やコーティング材料）や光路中雰囲気の物質などと光化学反応を起こし、光学系の透過率が変化してしまう。
【００１５】
例えば、石英材に関する基礎研究のデータからは、レーザー照射によって短期的吸収と長期的劣化の両方が存在する。更に、照射を休止すると一旦吸収が低下（透過率の回復）し、再度照射を開始すると再びそれまでの吸収曲線に回帰（吸収の復帰）するという知見が得られている。従って、露光装置においても、透過率変動の程度は、露光条件（レーザーパルスのエネルギー、パルス数、照明モード、レチクル透過率、露光の休止等）によって複雑に異なってくる。
【００１６】
従って、図１１に示すような従来の露光装置１０００では、常時光量モニターをしている積算露光量センサ１２１０が照明光学系１２００内に配置されているため、照明系内ハーフミラー１２４０以降の光学系の透過率変化が発生すると、ウェハ１４００面上の露光量を正確にモニターすることができなくなり、露光量制御の正確性が低下することになる。
【００１７】
また、露光量制御の正確性を向上させるためには、頻繁に露光を停止して露光面の照度を計測し、積算露光量センサ１２１０の出力を校正させなければならず、スループットの低下を招くことになる。
【００１８】
そこで、本発明は、露光工程中においても、投影光学系を含めた全光学系の透過率変化を常時測定し、積算露光量をより正確に制御することができる露光装置、露光方法、デバイス製造方法及びデバイスを提供することを例示的目的とする。
【００１９】
本発明の一側面としての露光装置は、反射素子と屈折素子とを有し、マスクのパターンを被処理体に投影する反射屈折型投影光学系を備える露光装置であって、前記反射素子は、ハーフミラーを含み、前記マスクからの回折光のうち前記被処理体を介さずに前記ハーフミラーを透過した一部の光を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記被処理体の露光量を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【００２９】
本発明の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処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。
【００３０】
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。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一態様である露光装置について説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定するものではなく、本発明の目的が達成される範囲において、各構成要素が代替的に置換されてもよい。ここで、図１は、本発明の第１の実施形態としての露光装置１の概略ブロック図である。露光装置１は、図１で示すように、回路パターンが形成されたマスク２００を照明する照明装置１００と、照明されたマスクパターンから生じる回折光をプレート４００に投影する投影光学系３００と、制御部５００とを有する。
【００３２】
露光装置１は、ステップアンドスキャン方式でマスク２００に形成された回路パターンをプレート４００に露光する投影露光装置であり、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。
【００３３】
照明装置１００は、転写用の回路パターンが形成されたマスク２００を照明し、光源部１１０と照明光学系１２０とを有する。
【００３４】
光源部１１０は、例えば、光源としてレーザーを使用する。レーザーは、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーなどを使用することができるが、レーザーの種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、ＹＡＧレーザーを使用してもよいし、そのレーザーの個数も限定されない。例えば、独立に動作する２個の固体レーザーを使用すれば固体レーザー相互間のコヒーレンスはなく、コヒーレンスに起因するスペックルはかなり低減する。さらにスペックルを低減するために光学系を直線的又は回転的に揺動させてもよい。また、光源部１１０に使用可能な光源はレーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
【００３５】
照明光学系１２０は、マスク２００を照明する光学系であり、後述する光源部１１０より後段からマスク２００より前段のレンズ、ミラー、ライトインテグレーター、絞り等を含む。
【００３６】
減光部材１２１は、例えば、透過率の異なる複数の光量調製フィルタ（ＮＤフィルタ）で構成され、プレート４００面上で最適な露光量となるようにＮＤ駆動手段６１０により組み合わされ、細かい減光率の調整が可能となっている。
【００３７】
ビーム整形光学系１２２は、複数の光学素子やズームレンズから構成されている。ビーム整形光学系１２２は、レンズ系駆動手段６２０により駆動することで、後段のオプティカルインテグレーター１２３に入射する光束の強度分布及び角度分布を所望の分布にコントロールしている。
【００３８】
オプティカルインテグレーター１２３は、複数の微小レンズを２次元的に配置した構成からなり、その射出面近傍に２次光源を形成している。
【００３９】
絞り１２４は、オプティカルインテグレーター１２３の射出面近傍に配置され、絞り駆動手段６３０により絞りの大きさ及び形状を可変としている。
【００４０】
集光レンズ１２５は、オプティカルインテグレーター１２３の射出面近傍で形成された複数の２次光源から射出された光束を集光し、被照射面であるスキャンブレード１２８ｂ面に重畳照射してその面を均一にしている。
【００４１】
ハーフミラー１２６は、オプティカルインテグレーター１２３から射出された光束の数％を反射し、積算露光量検出器１２７に導光している。
【００４２】
積算露光量検出器１２７は、露光時の光量を常時検出するための照度計であり、マスク２００及びプレート４００と光学的に共役な位置に配置され、その出力に応じた信号を制御部５００に送っている。
【００４３】
スキャンブレード１２８ｂは、複数の可動な遮光板からなり、スキャンブレード駆動手段６４０により任意の開口形状が形成されるようにして、プレート４００面上の露光範囲を規制している。更に、スキャンブレード１２８ｂは、マスクステージ２５０及びプレートステージ４５０と同期して図中矢印方向に走査移動する。また、スキャンブレード１２８ｂ近傍には、走査露光後の露光面における照度均一性の向上を図るため可変スリット１２８ａが配置されている。
【００４４】
結像レンズ１２９ａ及びｂは、スキャンブレード１２８ｂの開口形状を被照射面としてのマスク２００面上に転写し、マスク２００面上の必要な領域を均一に照明している。
【００４５】
マスク２００は、例えば、石英製で、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２５０に支持されてマスクステージ駆動手段６５０によって駆動される。マスク２００から発せられた回折光は投影光学系３００を通りプレート４００上に投影される。プレート４００は、ウェハや液晶基板などの被処理体でありレジストが塗布されている。マスク２００とプレート４００とは共役の関係にある。スキャナーの場合は、マスク２００とプレート４００を走査することによりマスク２００のパターンをプレート４００上に転写する。ステッパーの場合は、マスク２００とプレート４００を静止させた状態で露光が行われる。
【００４６】
投影光学系３００は、複数のレンズ３００ａ乃至ｎと、反射部材３００α乃至ζからなる反射屈折タイプで、マスク２００面上の回路パターンを中間結像位置Ｇで一旦結像してからプレート４００面上に縮小投影している。本実施形態においては、中間結像位置Ｇ近傍のミラー３１０をハーフミラーとし、一部透過光を検出部３２０にてモニターする。
【００４７】
ハーフミラー３１０は、大部分の光を露光光として反射させ、一部の光を検出用として透過させている。ハーフミラー３１０は、反射及び透過する光のＰ偏光とＳ偏光のバランスを崩す可能性があるので、Ｐ及びＳ偏光のバランスを大きく崩す場合には、露光面に到達する光量と検出部３２０で検出する光量で誤差が生じないように反射面でのコーティングを最適に設計する必要がある。検出部３２０は、中間結像位置Ｇ（及びプレート４００）と光学的にほぼ共役な位置に置かれ、ハーフミラー３１０を透過した光の光量を検出する。
【００４８】
従って、照明光学系１２０及び投影光学系３００の一部を透過してきた光をリアルタイムに検出することが可能となり、従来よりもプレート４００面上の露光量を正確にモニターして、より高精度の露光制御を行うことができる。かかる露光量制御方法の詳細については後述する。
【００４９】
プレート４００にはフォトレジストが塗布されている。フォトレジスト塗布工程は、前処理と、密着性向上剤塗布処理と、フォトレジスト塗布処理と、プリベーク処理とを含む。前処理は、洗浄、乾燥などを含む。密着性向上剤塗布処理は、フォトレジストと下地との密着性を高めるための表面改質（即ち、界面活性剤塗布による疎水性化）処理であり、ＨＭＤＳ（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）などの有機膜をコート又は蒸気処理する。プリベークは、ベーキング（焼成）工程であるが現像後のそれよりもソフトであり、溶剤を除去する。
【００５０】
プレートステージ４５０は、プレート４００を支持する。ステージ４５０は、当業界で周知のいかなる構成をも適用することができるので、ここでは詳しい構造及び動作の説明は省略する。例えば、プレートステージ４５０は、光軸方向及び光軸と直交する平面に沿って２次元的にプレート４００を移動することができる。プレートステージ４５０は、プレートステージ駆動手段６６０によって制御されている。ステージ４５０は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、マスクステージ２５０及び投影光学系３００は、例えば、鏡筒定盤は床等に載置されたベースフレーム上にダンパ等を介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。
【００５１】
マスク２００とプレート４００は、例えば、同期走査され、ステージ４５０と図示しないマスクステージの位置は、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。例えば、投影光学系３００の縮小倍率が１／Ａの際には、プレートステージ４５０の走査速度がＢ（ｍｍ／ｓｅｃ）のとき、マスクステージ２５０の走査速度はＡＢ（ｍｍ／ｓｅｃ）である。また、マスクステージ２５０の走査方向とプレートステージ４５０の走査方向は、互いに反対の方向である。
【００５２】
ディテクタ４５２は、プレート４００面上に入射する露光光の光量を検出するための照度計である。ディテクタ４５２は、プレート４００面上に受光部を一致させ照明領域内の照明光をプレートステージ４５０の駆動と共に移動して受光し、その出力に応じた信号を制御部５００に送っている。
【００５３】
制御部５００は、積算露光量検出器１２７及び検出部３２０の検出結果を受けて、駆動手段６１０乃至６６０を介し、プレート４００面上の露光量を制御する。
【００５４】
以下、図２を参照して、プレート４００面上の露光量制御方法（即ち、制御部５００の動作）について説明する。ここで、図２は、本発明の露光量制御方法を説明するためのフローチャートである。まず、各種照明モード（輪帯照明条件など）に対するプレート４００面上の照度をディテクタ４５２で計測し、照明光学系１２０内にある積算露光量検出器１２７との出力校正を行って校正結果を記憶させる（ステップ１０００）。
【００５５】
次に、各種照明モードにおける露光面の照度分布をディテクタ４５２を２次元的に移動させて計測（ディテクタ４５２がラインセンサの場合は１次元に移動させて計測）し、走査露光したときに照度分布が均一になるような条件を決定する（ステップ１００２）。本実施形態では、可変スリット１２８ａの開口形状を最適化させる。
【００５６】
任意の照明モードが指定され、かかる照明モードに対するプレート４００面上の露光量が設定されると、プレートステージ４５０の走査速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）、可変スリット１２８ａの走査方向の幅Ｗ（ｍｍ）及びレーザー発振周波数Ｆ（Ｈｚ）が、数式１を満足するように各々決定される（ステップ１００４）。
【００５７】
次に、転写されるべき回路パターンが形成されたマスク２００を配置し、マスク２００とプレート４００を同期させながら走査露光を行う（ステップ１００６）。走査露光中、検出部３２０に到達する光量を任意のタイミングで定期的に計測し（ステップ１００８）、かかる計測信号の変動を検出することで光学系の透過率変化を逐次算出する（ステップ１０１０）。一方、積算露光量検出器１２７で積算露光量をモニターしておく（ステップ１０１２）。
【００５８】
計算により求められた光学系の透過率変化を積算露光量検出器１２７に反映してプレート４００面上の露光量を制御する（ステップ１０１４）。かかる方法により、光源部１１０の出力や減光部材１２１の調整に対してフィードバック制御を行うことでより正確な露光量制御を可能としている。
【００５９】
ここで、ステップ１００８における検出部３２０が光量を計測する任意のタイミングについて説明する。図３は、走査露光中のマスク２００を示す概略模式図である。走査露光の場合には、図３に示すように、マスク２００が、例えば、図中矢印方向に走査されるため、マスクパターン２０２がスリット状の露光領域Ｒを順次通過する。従って、マスク透過率が逐次変化するため、検出部３２０に到達する光量が露光中常に変動する。そこで、検出部３２０で計測するタイミングを考慮し、光学系の透過率変化のみを的確に把握することが必要である。
【００６０】
図４は、走査露光中に検出部３２０に到達する光量を２種類のマスクＸ及びＹについてモニターした結果を示すグラフである。同図は、横軸に時間又はステージ移動距離を、縦軸に光量（検出部３２０の信号強度）を採用し、上段にマスクＸ、下段にマスクＹの光量変化を示す。
【００６１】
図４を参照するに、検出部３２０で検出される光量は、マスクパターンの違いやショット内の時間（走査露光中）の影響を含んで変動しているが、ショット毎には周期性を持っている。従って、ショット内の検出光量の積算値（１ショット中の総検出光量）や平均値を１データとして取得し、逐次データ毎の変化を検出することで、光学系の透過率変化を検出する。また、ショット内の特定のタイミング（走査露光領域のある特定のポイント）にあるときの光量を１データとして、その変化を逐次検出してもよい。
【００６２】
また、露光量制御方法は、検出部３２０で検出した光量に基づいて直接露光量を制御してもよい。図５は、検出部３２０で検出した光量に基づく（即ち、積算露光量検出器１２７を利用しない場合）露光量制御方法を説明するためのフローチャートである。
【００６３】
まず、各種照明モード（輪帯照明条件など）に対するプレート４００面上の照度をディテクタ４５２で計測し、投影光学系３００内にある検出部３２０との出力校正を行って校正結果を記憶させる（ステップ２０００）。
【００６４】
次に、各種照明モードにおける露光面の照度分布をディテクタ４５２を２次元的に移動させて計測（ディテクタ４５２がラインセンサの場合は１次元に移動させて計測）し、走査露光したときに照度分布が均一になるような条件を決定する（ステップ２００２）。本実施形態では、可変スリット１２８ａの開口形状を最適化させる。
【００６５】
任意の照明モードが指定され、かかる照明モードに対するプレート４００面上の露光量が設定されると、プレートステージ４５０の走査速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）、可変スリット１２８ａの走査方向の幅Ｗ（ｍｍ）及びレーザー発振周波数Ｆ（Ｈｚ）が、数式１を満足するように各々決定される（ステップ２００４）。
【００６６】
次に、転写されるべき回路パターンが形成されたマスク２００を配置し、マスク２００とプレート４００を同期させながらダミーの走査露光を行い、走査露光中における光量（マスク透過率の変動）をモデルとして記憶する（ステップ２００６）。次に、本露光を開始し、走査露光中の光量を検出部３２０でリアルタイムに測定する（ステップ２００８）と共に、ステップ２００６で記憶した走査露光中における光量（マスク透過率の変動）のモデルと比較する（ステップ２０１０）。
【００６７】
そして、比較の結果、モデルとの差分が予め設定した所定量より大きくなった場合には、モデルに近づける制御を逐次行ってプレート４００面上の露光量を制御する（ステップ２０１２）。かかる方法により、光源部１１０の出力や減光部材１２１の調整に対してフィードバック制御を行うことでより正確な露光量制御を可能としている。
【００６８】
露光において、光源部１１０から発せられた光束は、照明光学系１２０によりマスク２００を、所望の角度分布と照度分布に成形して照明する。マスク２００を通過してマスクパターンを反映する光は投影光学系３００によりプレート４００に結像される。露光装置１は、上述の露光量制御方法を行ってプレート４００の露光量を高精度に制御することができるので、優れた解像度、且つ、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。
【００６９】
次に、図６を参照して、本発明の第２の実施形態としての露光装置２を説明する。図６は、本発明の第２の実施形態としての露光装置２の概略ブロック図である。図６の露光装置２は、図１の露光装置１と同様であるが、投影光学系３００の構造が異なる。投影光学系３００は光量を検出する位置が中間結像位置であったのに対し、投影光学系３００Ａは瞳面付近で光量を検出する。なお、図１で示すのと同一の部材については同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７０】
露光装置２は、投影光学系３００Ａ内の瞳位置付近に反射部材３３０を有し、かかる反射部材３３０をハーフミラーとすることで、ハーフミラーからの透過光の光量を検出部３２０で検出する。本実施形態においては、投影光学系３００Ａ内の瞳面近傍に反射部材３３０であるハーフミラーがあるため、照明モードによって光量の検出可能な領域が異なってくる。従って、検出部３２０の位置は、通常照明モード、輪帯照明モード及び四重極照明モードに対応可能なように複数配置されている。なお、反射部材３３０の全面をハーフミラーとしてもよいが、検出部３２０に対応する部分のみをハーフミラーとして、露光のための光利用効率を上げてもよい。
【００７１】
以上の構成により、照明光学系１２０及び投影光学系３００Ａの一部を透過してきた光をリアルタイムに検出することが可能となり、従来よりもプレート４００面上の露光量を正確にモニターして、より高精度の露光制御を行うことができる。
【００７２】
また、計測された光量の変化をモニターすることでプレート４００面近傍までの光学系の透過率変化を検出することができる。かかる透過率変化を積算露光量検出器１２７の結果に反映させて、光源部１１０の出力や減光部材１２１の調整に対してフィードバック制御を行うことでより正確な露光量制御を可能としている。
【００７３】
露光装置２を用いた場合の露光制御方法も、図２及び図５を参照して説明した方法と同様である。
【００７４】
次に、図７を参照して、本発明の第３の実施形態としての露光装置３を説明する。図７は、本発明の第３の実施形態としての露光装置３の概略ブロック図である。図７の露光装置３は、図１の露光装置１と同様であるが、投影光学系３００の構造が異なる。なお、図１で示すのと同一の部材については同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７５】
投影光学系３００Ｂは、反射屈折タイプの光学系である。投影光学系３００Ｂは、中間結像位置Ｇ面近傍のマスク２００側にハーフミラー３４０を光軸に対して斜めに配置し、ハーフミラー３４０からの反射光の光量を検出部３２０で検出する。
【００７６】
ハーフミラー３４０は、反射及び透過する光のＰ偏光とＳ偏光のバランスを崩す可能性があるので、Ｐ及びＳ偏光のバランスを大きく崩す場合には、露光面に到達する光量と検出部３２０で検出する光量で誤差が生じないように反射面でのコーティングを最適に設計する必要がある。（もしくは、反射面をノンコートとし、検出部３２０の直前に偏光調整素子（図不指示）を設け、更にハーフミラー３４０の透過面におけるコーティングを最適化しても良い。）検出部３２０は、中間結像位置Ｇ（及びプレート４００）と光学的にほぼ共役な位置に置かれ、ハーフミラー３４０を反射した光の光量を検出する。
【００７７】
以上の構成により、照明光学系１２０及び投影光学系３００Ｂの一部を透過してきた光をリアルタイムに検出することが可能となり、従来よりもプレート４００面上の露光量を正確にモニターして、より高精度の露光制御を行うことができる。
【００７８】
また、計測された光量の変化をモニターすることでウェハ４００面近傍までの光学系の透過率変化を検出することができる。かかる透過率変化を積算光量検出器１２７の結果に反映させて、光源部１１０の出力や減光部材１２１の調整に対してフィードバック制御を行うことでより正確な露光量制御を可能としている。
【００７９】
また、計測された光量の変化をモニターすることでプレート４００面近傍までの光学系の透過率変化を検出することができる。かかる透過率変化を積算露光量検出器１２７の結果に反映させて、光源部１１０の出力や減光部材１２１の調整に対してフィードバック制御を行うことでより正確な露光量制御を可能としている。
【００８０】
次に、図８を参照して、本発明の第４の実施形態としての露光装置４を説明する。図８は、本発明の第４の実施形態としての露光装置３の概略ブロック図である。図８の露光装置４は、図７の露光装置３と同様であるが、投影光学系３００Ｂの構造が異なる。投影光学系３００Ｂは光量を検出する位置が中間結像位置であったのに対し、投影光学系３００Ｃは瞳面付近で光量を検出する。なお、図１で示すのと同一の部材については同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８１】
露光装置４は、投影光学系３００Ｃ内の瞳位置付近に反射部材３５０を有し、かかる反射部材３５０をハーフミラーとすることで、ハーフミラーからの透過光の光量を検出部３２０で検出する。本実施形態においては、投影光学系３００Ｃ内の瞳面近傍に反射部材３５０であるハーフミラーがあるため、照明モードによって光量の検出可能な領域が異なってくる。従って、検出部３２０の位置は、通常照明モード、輪帯照明モード及び四重極照明モードに対応可能なように複数配置されている。なお、反射部材３５０の全面をハーフミラーとしてもよいが、検出部３２０に対応する部分のみをハーフミラーとして、露光のための光利用効率を上げてもよい。
【００８２】
以上の構成により、照明光学系１２０及び投影光学系３００Ｃの一部を透過してきた光をリアルタイムに検出することが可能となり、従来よりもプレート４００面上の露光量を正確にモニターして、より高精度の露光制御を行うことができる。
【００８３】
また、計測された光量の変化をモニターすることでプレート４００面近傍までの光学系の透過率変化を検出することができる。かかる透過率変化を積算露光量検出器１２７の結果に反映させて、光源部１１０の出力や減光部材１２１の調整に対してフィードバック制御を行うことでより正確な露光量制御を可能としている。
【００８４】
露光装置４を用いた場合の露光制御方法も、図２及び図５を参照して説明した方法と同様である。
【００８５】
露光装置１乃至４は、ステップアンドスキャン方式の露光装置であったが、ステップアンドリピート方式の露光装置であっても同様の効果を得ることができる。ステップアンドリピート方式では、マスクパターンが固定されているためショット毎の検出光量の積算値や平均値を１データとしてその変化を検出し光学系の透過率変化を求めればよい。
【００８６】
次に、図９及び図１０を参照して、上述の露光装置１乃至４を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図９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工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。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、それが出荷（ステップ７）される。
【００８７】
図１０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乃至４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。本実施例の製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
【００８８】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されずその要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態としての露光装置の概略ブロック図である。
【図２】  本発明の露光量制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】  走査露光中のマスクを示す概略模式図である。
【図４】  走査露光中に検出される光量を２種類のマスクについてモニターした結果を示すグラフである。
【図５】  本発明の別の露光量制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】  本発明の第２の実施形態としての露光装置の概略ブロック図である。
【図７】  本発明の第３の実施形態としての露光装置の概略ブロック図である。
【図８】  本発明の第４の実施形態としての露光装置の概略ブロック図である。
【図９】  本発明の露光装置を有するデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１０】  図９に示すステップ４の詳細なフローチャートである。
【図１１】  従来の露光装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１、２、３、４                          露光装置
３００、３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃ    投影光学系
３００ａ乃至ｎ                          レンズ
３００α乃至ζ、３３０、３５０          反射部材
３１０、３４０                          ハーフミラー
３２０                                  検出部
５００                                  制御部
【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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