JP2004069863A

JP2004069863A - 照明装置の調整方法及び露光装置の調整方法、照明装置及び露光装置

Info

Publication number: JP2004069863A
Application number: JP2002226635A
Authority: JP
Inventors: Masa Okada; 岡田　雅; Masahiko Arai; 新井　正彦
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】作業性良く光源位置調整できる照明装置の調整方法及び露光装置の調整方法、並びに照明装置及び露光装置を提供する。
【解決手段】露光装置ＥＸは、光源１０からの露光光ＥＬで、パターンが形成されたマスクＭを照明する照明光学系ＩＬと、パターンの像を感光基板Ｐ上に転写する投影光学系ＰＬとを備えている。照明光学系ＩＬのうち、マスクＭと略共役な位置にはハーフミラー９で分岐した一部の露光光ＥＬを受光する受光器１５が設けられている。受光器１５で受光した露光光ＥＬに関する情報は光源１０のランプ１の位置を調整するために表示装置３０に表示される。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源からの照明光を所定面上に照射する照明装置の調整方法及び露光装置の調整方法、照明装置及び露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示デバイスや半導体デバイスを製造する際のフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、パターンが形成されたマスクを支持するマスクステージと、感光基板を支持する基板ステージと、光源から射出された露光光でマスクを照明する照明光学系（照明装置）とを備えており、露光光で照明されたマスクのパターンの像をマスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながら投影光学系を介して感光基板上に転写するものである。このような露光装置においては露光処理するに際し感光基板上で露光光の最大照度が得られるように光源の位置調整作業が行われる。この位置調整作業では、基板ステージの端部（感光基板が支持される以外の位置）に設けられた照度計を基板ステージを介して投影光学系の直下に移動し、作業者が光源の位置を移動しながら、照度計の検出値が最大となる光源の最適位置を見つけ出す作業が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来技術には以下に述べる問題が生じるようになった。
露光光の照度検出は基板ステージに設けられた照度計で行われる構成であるため、照度計は投影光学系を通過した露光光を検出することになる。この場合、投影光学系をはじめとする露光光の光路上に存在する光学素子は光源の位置調整作業中、例えば数分間露光光が照射されることになる。このため、投影光学系（光学素子）は露光光の熱によるダメージを受けるという問題が生じるようになった。また、上記従来技術では照度計を投影光学系の直下に配置するために基板ステージを移動しなければならないため、このステージ移動時間分だけ作業時間が長くなり、スループットが低下するという問題も生じるようなった。
【０００４】
上述した投影光学系へのダメージや作業時間の長時間化を回避するために、従来では、光源の像をモニタに表示し、光源の最適位置を見つけ出したら作業者はモニタ上に目印を付け、例えば光源を新たな光源と交換した際には光源位置調整作業を行わずに前記目印に基づいて新たな光源の位置調整を行っていた。しかしながらこの場合、光源毎の個体差や光源を保持する保持部の設置精度誤差に起因する光源の姿勢ばらつき、あるいは作業者の熟練度といった様々な原因により、光源が最適位置（基板ステージ上で最大照度が得られる位置）に配置されないおそれがある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、光路上の光学素子へ与えるダメージを抑え、作業性良く光源位置調整できる照明装置の調整方法、及びこの照明装置を備えた露光装置の調整方法、並びに照明装置及び露光装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明は、実施の形態に示す図１〜図６に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の照明装置の調整方法は、発光部（１）を有する光源（１、２、１０）からの照明光（ＥＬ）を所定面（Ｍ、Ｐ）上に照射する照明装置（ＩＬ）の調整方法において、所定面（Ｍ、Ｐ）と略共役な位置に設けられた受光器（１５）で照明光（ＥＬ）を受光し、受光器（１５）の受光結果に基づいて光源（１、１０）の位置を調整することを特徴とする。この場合において、受光器（１５）で受光した照明光（ＥＬ）に関する情報がほぼ最大となるように光源（１、１０）の位置を調整する構成が採用される。
本発明によれば、所定面と略共役な位置に受光器を設け、この受光器の受光結果に基づいて光源の位置調整を行うようにしたので、従来のような目印に基づく光源の位置調整と異なり、最適位置すなわち受光器で受光した照明光に関する情報がほぼ最大となる位置に光源を精度良くしかも再現性良く配置できる。この場合、所定面と受光器とは略共役な位置関係にあるので、受光器における前記照明光に関する情報と所定面における前記照明光に関する情報とはほぼ等価であり、したがって、受光器で前記情報の最大値を得られれば、所定面上においても最大値を得られる。
【０００７】
本発明の照明装置の調整方法において、発光部（１）の位置とともに、受光器（１５）の受光結果を表示し、該表示結果に基づいて光源（１、１０）の位置を調整する構成が採用される。これにより、表示結果を参照しながら光源の位置調整を効率良く行うことができる。
【０００８】
本発明の照明装置の調整方法において、照明光（ＥＬ）の光路中に配置された分岐光学素子（９）で照明光（ＥＬ）の一部を分岐し、該分岐した一部の照明光を受光器（１５）で受光する構成が採用される。受光器は分岐光学素子で分岐した一部の照明光を受光することにより、全部の照明光を受光する場合に比べて照明光の熱でダメージを受けて測定誤差を生じるといった不具合の発生を抑えることができる。
【０００９】
本発明の照明装置の調整方法において、照明光（ＥＬ）の光路のうち受光器（１５）と所定面（Ｍ、Ｐ）との間で照明光（ＥＬ）を遮蔽する構成が採用される。これにより、受光器と所定面との間に光学素子が存在していても照明光を遮蔽することで光学素子に対して照明光は照射されない。したがって、光源位置調整作業のために光源から照明光が射出され続けても、光学素子が照明光の熱でダメージを受けるといった不都合の発生を抑えることができる。
【００１０】
本発明の照明装置の調整方法において、光源（１、２、１０）の交換時、あるいは所定面（Ｍ、Ｐ）に対する照明光（ＥＬ）の照射条件を変更した時に調整を行う構成が採用される。光源の交換時に光源位置調整作業を行うことにより、光源毎に個体差があってもこれら光源を最適位置に配置することができる。また、所定面に対する照明光の照射条件を変更した時には所定面に対する前記照明光に関する情報（例えば照度）が変化する場合があるが、照射条件を変更した時にも光源位置調整作業を行うことにより常に最大照度で所定面を照射できる。ここで、照射条件とは、例えば、光源からの照明光をドーナツ状の開口を有する絞りを介して所定面に照射する輪帯照明、４つの開口を有する絞りを介して照射する変形照明、及び中央に設けられた小穴を有する絞りを介して照射する小σ照明などの各照射条件を含み、これら照射条件を変更した際に光源位置調整が行われる。
【００１１】
本発明の露光装置の調整方法は、発光部（１）を有する光源（１、２、１０）からの照明光（ＥＬ）で、パターンが形成されたマスク（Ｍ）を照明する照明光学系（ＩＬ）を有し、パターンの像を基板（Ｐ）上に転写する露光装置（ＥＸ）の調整方法において、照明光学系（ＩＬ）の少なくとも一部を前記照明装置で構成し、該照明装置を上記記載の照明装置の調整方法で調整することを特徴とする。本発明によれば、最適位置、すなわち受光器で受光した照明光に関する情報がほぼ最大となる位置に光源を位置合わせした状態で露光処理できる。
【００１２】
本発明の照明装置（ＩＬ）は、発光部（１）を有する光源（１、２、１０）からの照明光（ＥＬ）を所定面（Ｍ、Ｐ）上に照射する照明装置において、所定面（Ｍ、Ｐ）と略共役な位置に設けられ、該照明光（ＥＬ）を受光する受光器（１５）と、光源（１、１０）の位置を調整するために、受光器（１５）で受光した照明光（ＥＬ）に関する情報を表示する表示装置（３０、３０Ａ）とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、受光器で受光した照明光に関する情報を表示する表示装置を設けたので、表示装置の表示結果を参照しながら受光器の出力値の最大値（最大照度）が得られるように光源の位置調整を効率良く行うことができる。
この場合において、照明光（ＥＬ）に関する情報に基づいて、光源（１、１０）の位置を調整する調整機構（４０）を備える構成が採用される。これにより、光源の位置調整は調整機構を用いて精度良く行うことができる。ここで、照明光（ＥＬ）に関する情報は、照明光（ＥＬ）の強度と、照明光（ＥＬ）の光量との少なくとも一方を含む。
【００１３】
この場合において、表示装置（３０、３０Ａ）は、発光部（１）の位置をモニタし、調整機構（４０）は、モニタされた発光部（１）の位置に基づいて、ランプ（１）の光軸と垂直な面内におけるランプ（１）の位置を調整するとともに、照明光（ＥＬ）に関する情報に基づいて、光軸方向におけるランプ（１）の位置を調整する。これによれば、表示装置に表示された位置情報に基づいて、ランプを所望の位置に配置することができる。
【００１４】
本発明の照明装置（ＩＬ）は、光源（１、２、１０）からの照明光（ＥＬ）を所定面（Ｍ、Ｐ）上に照射する照明装置において、所定面（Ｍ、Ｐ）と略共役な位置に設けられ、該照明光（ＥＬ）を受光する受光器（１５）と、受光器（１５）で受光した結果に基づいて、光源（１、１０）の位置を調整する調整機構（４０）とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、受光器の受光結果に基づいて光源の位置調整をする調整機構を設けたので、この調整機構により光源位置調整を自動的に行うことができる。
この場合において、受光器（１５）で受光した結果を表示する表示装置（３０、３０Ａ）を備えることができ、受光結果をモニタすることができる。
【００１５】
本発明の照明装置において、光源は、発光部を有するランプ（１）であり、表示装置（３０）は、更に発光部の位置を表示する表示部（２５、３０Ｂ）を有する構成が採用される。これにより、実際の光源の位置をモニタしながら作業性良く位置調整することができる。
【００１６】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、発光部（１）を有する光源（１、２、１０）からの照明光（ＥＬ）で、パターンが形成されたマスク（Ｍ）を照明する照明光学系（ＩＬ）と、パターンの像を基板（Ｐ）上に転写する投影光学系（ＰＬ）とを備える露光装置において、照明光学系（ＩＬ）は、マスク（Ｍ）のパターン面を所定面として照明する上記記載の照明装置を備えることを特徴とする。
本発明によれば、マスクのパターン面は最適位置に位置調整された光源からの照明光により照明される。
【００１７】
本発明の露光装置において、照明光学系（ＩＬ）は、照明光（ＥＬ）の一部を分岐する分岐光学素子（９）と、分岐光学素子（９）で分岐された照明光（ＥＬ）の一部を受光し、該受光した結果に基づいて、基板（Ｐ）に対する積算露光量を算出する露光量モニタとを有し、露光量モニタは、受光器（１５）を兼用する構成が採用される。すなわち、既存の露光量モニタを受光器と兼用することにより、装置構成を大幅に変更することなく光源の位置調整を作業性良く行うことができる。
【００１８】
本発明の露光装置において、光源（１、１０）の位置を調整する際に、投影光学系（ＰＬ）に対する照明光（ＥＬ）の照射を遮蔽又は抑制する遮蔽部材（１１、Ｍ）を有する構成が採用される。これにより、光源位置作業中に投影光学系は照明光に晒されないので、照明光の熱により投影光学系が受けるダメージを抑制できる。ここで、遮蔽部材としては、照明光の光路上に設けられたブラインド部の他に、マスクのパターン全面にクロムなどの遮蔽膜を設けた遮蔽マスクでもよい。また、遮蔽部材は投影光学系に対する照明光を全て遮蔽する構成であってもよいし、露光処理中に投影光学系に入射する光量より光源位置調整中に投影光学系に入射する光量を少なく設定できる構成であってもよい。すなわち、遮蔽部材により、光源位置調整中において投影光学系（光学素子）にダメージを与えない程度の許容範囲内の光量が設定可能であればよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の照明装置及び露光装置について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の照明装置を備えた露光装置の一実施形態を示す概略図である。
図１において、露光装置ＥＸは、パターンが形成されたマスクＭを支持するマスクステージＭＳＴと、感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴと、光源１０からの照明光（露光光）でマスクＭを照明する照明光学系（照明装置）ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を感光基板Ｐに転写する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。マスクＭのパターン形成面（所定面）と感光基板Ｐの露光処理面（所定面）とは投影光学系ＰＬに関して共役な位置関係にある。
【００２０】
光源１０は、発光部である陰極及び陽極を有する超高圧水銀ランプ１と、ランプ１から射出した光を集光する楕円鏡２とを備えている。ランプ１は楕円鏡２のほぼ第１焦点付近に設けられている。本実施形態では、ランプ１の陽極が楕円鏡２の第２焦点から遠い側、陰極が第２焦点側になるように、また陰極と陽極とを結ぶ線が第１焦点と第２焦点とを結ぶ線とほぼ一致するように設けられている。
ランプ１から射出した光は楕円鏡２により楕円鏡２の第２焦点付近に集光する。
【００２１】
照明光学系ＩＬは、光源１０から射出した光のうち露光光ＥＬとしての波長を有する光を照明対象であるマスクＭの方向へ反射しその他の一部の波長の光を透過するダイクロイックミラー３と、楕円鏡２の第２焦点付近に配置されダイクロイックミラー３で反射した光の光路を遮蔽・開放するシャッタ４と、シャッタ４の位置に結像したランプ１からの光を平行光にするコリメータレンズ５と、コリメータレンズ５を通過した光のうち所定の波長光（本実施形態ではｉ線（３６５ｎｍ））を選択的に透過する波長選択フィルタ（干渉フィルタ）６と、射出面に２次光源を形成するオプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズ７と、フライアイレンズ７の光路下流側に設けられたフィールドレンズ８と、フィールドレンズ８を通過した露光光ＥＬの大部分（全光量の例えば９７％）を透過するとともに残り部分（３％）を反射するハーフミラー（分岐光学素子）９と、ハーフミラー９を透過した露光光ＥＬが入射するリレーレンズ１０と、リレーレンズ１０の光路下流側に設けられ、その開口部を可変とする視野絞りとしてのブラインド部（遮蔽部材）１１と、コンデンサレンズ１２と、コンデンサレンズ１２からの露光光ＥＬの向きを変えてマスクＭに導く折り曲げミラー１３とを備えている。シャッタ４、コリメータレンズ５、干渉フィルタ６、フライアイレンズ７、フィールドレンズ８、ハーフミラー９、リレーレンズ１０、ブランド部１１、及びコンデンサレンズ１２はダイクロイックミラー３で反射した光（露光光ＥＬ）の光路上に配置されている。
【００２２】
マスクステージＭＳＴは２次元方向（ＸＹ方向）に移動可能に設けられておりマスクステージＭＳＴのＸＹ方向の位置はレーザ干渉計１６により検出される。
レーザ干渉計１６の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計１６の検出結果に基づいてマスクステージ駆動部ＭＳＴＤを駆動し、マスクＭを支持したマスクステージＭＳＴの位置調整をする。基板ステージＰＳＴもＸＹ方向に移動可能に設けられており基板ステージＰＳＴのＸＹ方向の位置はレーザ干渉計１７により検出される。レーザ干渉計１７の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計１７の検出結果に基づいて基板ステージ駆動部ＰＳＴＤを駆動し、感光基板Ｐを支持した基板ステージＰＳＴの位置調整をする。
【００２３】
ハーフミラー（分岐光学素子）９は露光光ＥＬの光路上に設けられており、露光光ＥＬの一部（３％）を反射することによりこの一部の露光光ＥＬを光路から分岐する。以下の説明において、ハーフミラー９により光路から分岐した一部の露光光ＥＬを適宜「分岐光」と称する。
【００２４】
ハーフミラー９からの分岐光は受光器１５に導かれる。受光器１５の受光面はマスクＭ（感光基板Ｐ）と略共役な位置に設けられており、ハーフミラー９からの分岐光を受光する。この受光器１５は分岐光を受光し受光した結果に基づいて感光基板Ｐに対する積算露光量を算出する露光量モニタ（インテグレータセンサ）であり、積算露光量を常時監視可能である。
【００２５】
受光器１５で受光した露光光ＥＬに関する情報は表示装置３０により表示されるようになっている。表示装置３０は、露光量モニタである受光器１５により検出された積算露光量（露光光ＥＬの光量）、あるいは露光光ＥＬの照度（露光光ＥＬの強度）を表示可能である。表示装置３０は例えばアナログメータ又はデジタルパネルメータ等の表示器、あるいは液晶ディスプレイなどにより構成されており、光源装置１０を収容するランプハウス（ハウジング部）Ｈの外側に取り付けられている。表示装置３０はハウジング部Ｈの外側に取り付けられているため、作業者は表示装置３０により光源１０からの露光光ＥＬに関する情報を観察可能（モニタ可能）となっている。
【００２６】
ブラインド部（遮光部材）１１はハーフミラー９（受光器１５）より光路下流側においてマスクＭに対して共役な位置に設けられており、露光光ＥＬを通過させる可変の開口部を有している。ブラインド部１１の開口部の大きさの調整は制御装置ＣＯＮＴにより行われ、制御装置ＣＯＮＴはブラインド部１１の開口部の大きさを調整することによりマスクＭに対する露光光ＥＬの照明領域を設定する。そして、制御装置ＣＯＮＴは開口部を閉じることにより露光光ＥＬの光路を遮断してマスクＭ及び投影光学系ＰＬに対する露光光ＥＬの照射を遮蔽可能となっている。一方、制御装置ＣＯＮＴは開口部を開けることにより露光光ＥＬの光路を開放してマスクＭ及び投影光学系ＰＬに対して露光光ＥＬを照射する。
【００２７】
露光装置ＥＸは、ランプ１の位置を確認・表示するためのモニタ装置２０を備えている。図１において、モニタ装置２０は、ダイクロイックミラー３を透過した光の光路中のうち楕円鏡２のほぼ第２焦点の位置に設けられたリレーレンズ２１と、リレーレンズ２１を通過した光を偏向する反射ミラー２２と、反射ミラー２２からの光が入射するフィールドレンズ２３と、結像レンズ系２４と、モニタ部２５とを備えている。モニタ部２５でモニタされた光源像は表示装置３０に表示される。結像レンズ系２４は２系統の組み合わせレンズにより構成されている。これら２系統の組み合わせレンズはフィールドレンズ２３の光軸の方向からモニタ部を見たときに、その光軸まわりに９０°の角度ピッチで光軸から等距離に配置されている。そして、ダイクロイックミラー３を透過した光は反射ミラー２２で反射し、フィールドレンズ２３及び結像レンズ系２４を通過し、モニタ部２５上に光源像（光源１０のうちランプ１の像）を投影する。
【００２８】
図２は、結像レンズ系２４の２系統の組み合わせレンズを介してモニタ部２５上に投影される光源像を、図１のＣ矢視図から見た拡大図である。２系統の組み合わせレンズがフィールドレンズ２３の光軸まわりに９０°の角度ピッチで光源からほぼ等距離に配置されているので、モニタ部２５上にはフィールドレンズ２３の光軸とモニタ部２５との交点のまわりに９０°の角度ピッチで、その交点からほぼ等距離に投影される円形視野２６内に結像される。
【００２９】
図２において、正方形の枠２７は表示装置における観察領域であり、光源像を囲む円形の枠２６は結像レンズ系２４の結像領域を表示する領域である。そして、観察領域２７のうち左下部分に示す十字はモニタ部２５とフィールドレンズ２３の光軸ＡＸとの交点（ＡＸで示す）である。また、観察領域２７のうち右下部分には、結像レンズ系２４によって結像された陰極を左方向即ちＡＸ方向、陽極をその反対方向においた光源の像が表示されており、左上部分には、陰極を下方向即ちＡＸ方向、陽極をその反対方向においた光源の像が表示されている。このように、表示装置によってＸ軸及びＹ軸方向からランプ１の光源像を観察することができる。そして、モニタ装置２０はランプ１の発光部である陰極及び陽極の位置を観察し、アーク像の輝点の変動を監視するのに用いられる。
【００３０】
なお、結像レンズ系２４に結像倍率を変更できる倍率調整機構を設け、モニタ部２５に投影する光源像の大きさを適宜変更するようにしてもよい。倍率調整機構を用いて結像レンズ系２４の倍率を大きく設定することにより、モニタ部２５上の拡大された光源像を表示装置３０に表示しながらランプ１の陰極及び陽極の位置決めを容易に行うことができる。一方、倍率調整機構を用いて結像レンズ系２４の倍率を小さく設定することにより、モニタ部２５上の比較的縮小された光源像を観察しながらランプ１全体の傾きやアーク像のゆらぎなどを観察できる。
そして、図２には倍率を大きく設定した場合の例が示されており、表示装置３０における領域２６には等長の破線の線分からなる十文字の指標パターンが設けられている。こうすることにより、拡大光源像において陰極と陽極の位置出しが容易になる。
【００３１】
図３は表示装置３０の一例を示す図である。図３において、表示装置３０は、露光量モニタである受光器１５で受光した結果を表示するデジタルパネルメータ（表示装置）３０Ａと、図２を用いて説明したモニタ部２５での像を表示することによりランプ１の位置を表示する表示部３０Ｂとを備えている。ハウジング部Ｈの外側に設けられた表示装置３０により、作業者は光源１０からの露光光ＥＬに関する情報（積算露光量、照度）や、ランプ１の位置情報を観察できる。
【００３２】
ランプ１はこのランプ１の位置を調整する調整機構４０に保持されている。ランプ１は調整機構４０により楕円鏡２とは独立に保持されている。この調整機構４０はランプ１をＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に移動可能となっており、ランプ１の楕円鏡２に対する相対的な、あるいは照明光学系ＩＬに対する相対的な位置決めが可能となっている。
【００３３】
図４は調整機構４０の一例を示す概略斜視図である。調整機構４０はＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向のラックピニオンステージを構成している。
図４において、テーブル５１は露光装置本体に固定されている。すなわち、テーブル５１は照明光学系ＩＬに関して相対的に固定されている。テーブル５１にはこのテーブル５１に対してＹ軸方向に滑動可能なステージ４２が取り付けられており、ステージ４２にはハンドル４５が設けられている。ハンドル４５とステージ４２との間は雄ねじと雌ねじとで連結されており、これらねじのうち一方がハンドル４５に、他方がステージ４２に設けられている。したがって、ハンドル４５を回転することによりステージ４２はテーブル５１に対してＹ軸方向に移動する。また、テーブル５１にはこのテーブル５１に対してＸ軸方向に滑動可能なステージ４１が取り付けられており、ステージ４１にはハンドル４４が設けられている。ハンドル４４とステージ４１との間は雄ねじと雌ねじとで連結されており、ハンドル４４を回転することによりステージ４１はテーブル５１及びステージ４２に対してＸ軸方向に移動する。更に、ステージ４１にはステージ４３がＺ軸方向に滑動可能に取り付けられており、ステージ４１とステージ４３との間は雄ねじと雌ねじとで連結されている。そして、ステージ４３に設けられたハンドル４６を回転することによりステージ４３はテーブル５１及びステージ４１、４２に対してＺ軸方向に移動する。なお、通常はハンドル４４、４５、４６の方に雄ねじが形成されるが雌ねじであってもよい。
【００３４】
ステージ４３にはＬ字形の取り付け板４７のＬ字の短線側の端部が固定されており、Ｌ字の長線はＺ軸方向と一致している。取り付け板４７のＬ字の長線側端部には、細長に形成されその長手方向をＹ軸方向に一致して配置されている取り付け板４８の一端部がボルトにより固定されている。一方、取り付け板４８の他端部にはランプ接続アダプタ４９が固定されており、ランプ接続アダプタ４９にランプ１の下端部が取り付けられている。ここで、ランプ１はその陰極と陽極とを結んだ線をＺ軸方向と一致させるように取り付けられている。
【００３５】
そして、ハンドル４４、４５、４６のそれぞれを回転することにより、ランプ１はＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向へ移動することができ、楕円鏡２（照明光学系ＩＬ）に対して位置決め可能となる。具体的には、ハンドル４４を回転するとランプ１はＸ軸方向に移動し、この様子は図２の右下の光源像が図中上下方向に移動することで観察できる。また、ハンドル４５を回転するとランプ１はＹ軸方向に移動し、この様子は図２の左上の光源像が図中左右方向に移動することで観察できる。更に、ハンドル４６を回転するとランプ１はＺ軸方向に移動し、この様子は図２の右下の光源像が図中左右方向に移動するとともに、左上の光源像が図中上下方向に移動することで観察できる。
【００３６】
次に、上述した構成を有するランプ１（光源１０）の位置調整手順について説明する。
ランプ１を交換後、制御装置ＣＯＮＴはランプ１より光を射出する。このとき、制御装置ＣＯＮＴは、露光光ＥＬの光路のうち受光器１５（ハーフミラー９）とマスクＭとの間に設けられているブラインド部１１の開口部を閉じ、投影光学系ＰＬに対する露光光ＥＬの照射を遮蔽する。こうすることにより、ランプ１の位置調整作業中において、露光光ＥＬが投影光学系ＰＬに照射されず、露光光ＥＬの熱によるダメージを受けない。
【００３７】
なお、この場合、ブラインド部１１により投影光学系ＰＬへの露光光ＥＬの照射を遮蔽する変わりに、例えばクロムなどからなる遮光パターンが設けられたマスクをマスクステージＭＳＴに設け、このマスクにより投影光学系ＰＬに対する露光光ＥＬの照射を遮蔽するようにしてもよい。また、投影光学系ＰＬに対する露光光ＥＬの照射を完全に（１００％）遮蔽せずに、光源位置調整作業中に照射される露光光ＥＬの光量が投影光学系ＰＬに対してダメージを与えない程度の許容範囲内であれば、抑制された状態で僅かに照射される構成であってもよい。
【００３８】
ランプ１から射出した光はフライアイレンズ７で露光光ＥＬに変換され、露光光ＥＬの光路中に配置されたハーフミラー（分岐光学素子）９で一部を分岐される。ハーフミラー９により分岐した分岐光は受光器１５で受光される。
【００３９】
受光器１５の受光結果は表示装置３０に表示される。ここで、ランプ１の位置を変更することにより受光器１５での受光結果、すなわち受光器１５で受光される露光光ＥＬの照度は変化する。作業者は表示装置３０（３０Ａ）の表示結果をモニタしつつランプ１を支持している調整機構４０を操作しランプ１の位置調整をする。つまり、ランプ１の位置調整は表示装置３０の表示結果、すなわち受光器１５で受光した露光光ＥＬに関する情報に基づいて調整機構４０を介して行われる。作業者は、受光器１５で受光した露光光ＥＬの照度に関する情報が最大あるいはほぼ最大となるように、つまり受光器１５で最大あるいはほぼ最大照度が得られるように表示装置３０をモニタしつつランプ１の位置決めをする。
【００４０】
ここで、受光器１５は感光基板Ｐ（投影光学系の結像位置）と略共役な位置において露光光ＥＬを受光するため、感光基板Ｐにおける露光光ＥＬの照度情報とほぼ等価な受光結果を得ることができる。
【００４１】
ところで、最大照度が得られるランプ１の位置は、通常、楕円鏡２の第１焦点近傍である。したがって、表示部３０Ｂによるランプ１の位置情報に基づいて、最大照度が得られるランプ１のおおまかな位置調整をすることができる。作業者は表示部３０Ｂの表示結果を参照し、ランプ１のおおまかな位置調整を行ってから、最大照度を得るために表示装置３０Ａの表示結果に基づいてランプ１の位置調整作業を行うことができる。こうすることにより、ランプ１の位置調整作業を作業性良く行うことができる。
【００４２】
以上説明したように、露光光ＥＬの光路のうち感光基板Ｐ（マスクＭ）と略共役な位置に受光器１５を設け、この受光器１５の受光結果をモニタしながら最大照度が得られるようにランプ１の位置調整を行うようにしたので、ランプ１の位置調整を作業時間を増大させずに容易に行うことができ、しかもランプ１に個体差があったり設置精度にばらつきがあっても再現性良くランプ１を最適位置（所定面で最大照度が得られるランプ位置）に位置決めできる。また、受光器１５は感光基板Ｐ（マスクＭ）と略共役な位置に設けられているため、感光基板Ｐ上における照度情報とほぼ等価な検出結果を得ることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、受光器１５はハーフミラー９による分岐光を受光する構成であるため、全部の露光光ＥＬを受光する場合に比べて露光光ＥＬの熱によるダメージの影響を受けにくい。したがって、熱によるダメージに起因する測定誤差の発生を抑えることができる。
【００４４】
なお、上記実施形態では、ランプ１の交換時にランプ１の位置調整作業を行うように説明したが、感光基板Ｐ（マスクＭ）に対する露光光ＥＬの照射条件（輪帯照明、変形照明、及び小σ照明等）を変更した際にも所定面に対する最大照度が変化する場合があるため、照明条件を変更した時にもランプ１の位置調整作業を行うことが有効である。
【００４５】
なお、本実施形態では、ランプ１の照度検出をするための受光器として露光量モニタ（インテグレータセンサ）を兼用する構成であるが、もちろん、露光量モニタと兼用せずに別の照度検出用センサを光路上に設けてもよい。この場合において、照度検出用センサを設ける位置は、感光基板Ｐと共役な位置あるいは略共役な位置であることが望ましい。一方、受光器をインテグレータセンサと兼用することにより、露光装置の装置構成を大幅に変更することなく、露光光ＥＬに関する情報を簡易な構成で表示装置３０に表示させることができる。
【００４６】
なお、上記実施形態では、ランプ１を交換した時にランプ１の位置調整をするように説明したが、光源１０のうち楕円鏡２を交換した際にランプ１の楕円鏡２に対する位置調整を行うようにしてもよい。
【００４７】
上記実施形態では、ランプ１の位置調整作業は、作業者が表示装置３０の表示結果を観察しながら調整機構４０を操作する構成であるが、図５に示すように、調整機構４０にモータなどのアクチュエータからなる駆動装置５０を設け、この駆動装置５０により調整機構４０を駆動してランプ１の位置調整を行うようにしてもよい。ここで、駆動装置５０は制御装置ＣＯＮＴにより制御されるようになっており、制御装置ＣＯＮＴには受光器１５の受光結果が出力されるようになっている。制御装置ＣＯＮＴは受光器１５で受光した結果に基づいて、駆動装置５０を介して調整機構４０を駆動し、ランプ１の位置を自動調整する。
【００４８】
なお、本実施形態の露光装置ＥＸとして、マスクＭと感光基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを露光する走査型の露光装置に適用することができる。
あるいは、本実施形態の露光装置ＥＸとして、マスクＭと感光基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを露光し感光基板Ｐを順次ステップ移動するステップ・アンド・リピート型の露光装置にも適用することができる。
【００４９】
本実施形態の露光装置ＥＸとして、投影光学系ＰＬを用いることなくマスクＭと感光基板Ｐとを密接させてマスクＭのパターンを露光するプロキシミティ露光装置にも適用することができる。
【００５０】
露光装置ＥＸの用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。
【００５１】
本実施形態の露光装置ＥＸの光源は、ｉ線（３６５ｎｍ）のみならず、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）でもよい。更には、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）を用いることもできる。
【００５２】
投影光学系ＰＬの倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬとしては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ_２レーザやＸ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にし（マスクも反射型タイプのものを用いる）、また、電子線を用いる場合には光学系として電子レンズおよび偏向器からなる電子光学系を用いればいい。なお、電子線が通過する光路は真空状態にすることはいうまでもない。
【００５３】
基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。
【００５４】
ステージの駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニット（永久磁石）と電機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に設ければよい。
【００５５】
基板ステージＰＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【００５６】
マスクステージＭＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【００５７】
半導体デバイスは、図６に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板（ウエハ、ガラスプレート）を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【００５８】
【発明の効果】
照射光の照射対象である所定面と略共役な位置に受光器を設け、この受光器の受光結果に基づいて光源の位置調整を行うようにしたので、光源の個体差や設置精度にばらつきがあっても最大照度が得られる最適位置に光源を再現性良く容易に位置決めできる。したがって、最大照度でもって効率良く露光処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の照明装置を備えた露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】表示部の一実施形態を示す図である。
【図３】表示装置の一実施形態を示す図である。
【図４】調整機構の一実施形態を示す図である。
【図５】調整機構の他の実施形態を示す図である。
【図６】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１　　ランプ（光源）
２　　楕円鏡（光源）
９　　ハーフミラー（分岐光学素子）
１０　　光源
１１　　ブラインド部（遮蔽部材）
１５　　受光器（露光量モニタ）
２５　　モニタ部（表示部）
３０　　表示装置
３０Ａ　　デジタルパネルメータ（表示装置）
３０Ｂ　　表示部
４０　　調整機構
ＥＬ　　露光光（照明光）
ＥＸ　　露光装置
ＩＬ　　照明光学系（照明装置）
Ｍ　　マスク（所定面）
Ｐ　　感光基板（基板、所定面）
ＰＬ　　投影光学系

Claims

発光部を有する光源からの照明光を所定面上に照射する照明装置の調整方法において、
前記所定面と略共役な位置に設けられた受光器で前記照明光を受光し、前記受光器の受光結果に基づいて前記光源の位置を調整することを特徴とする照明装置の調整方法。
前記受光器で受光した前記照明光に関する情報がほぼ最大となるように前記光源の位置を調整することを特徴とする請求項１記載の照明装置の調整方法。
前記発光部の位置とともに、前記受光器の受光結果を表示し、該表示結果に基づいて前記光源の位置を調整することを特徴とする請求項１又は２記載の照明装置の調整方法。
前記照明光の光路中に配置された分岐光学素子で前記照明光の一部を分岐し、該分岐した一部の照明光を前記受光器で受光することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の照明装置の調整方法。
前記照明光の光路のうち前記受光器と前記所定面との間で前記照明光を遮蔽することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の照明装置の調整方法。
前記光源の交換時、あるいは前記所定面に対する前記照明光の照射条件を変更した時に前記調整を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の照明装置の調整方法。
発光部を有する光源からの照明光で、パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系を有し、前記パターンの像を基板上に転写する露光装置の調整方法において、
前記照明光学系の少なくとも一部を前記照明装置で構成し、
該照明装置を請求項１〜請求項６のいずれか一項記載の照明装置の調整方法で調整することを特徴とする露光装置の調整方法。
発光部を有する光源からの照明光を所定面上に照射する照明装置において、　前記所定面と略共役な位置に設けられ、該照明光を受光する受光器と、
前記光源の位置を調整するために、前記受光器で受光した前記照明光に関する情報を表示する表示装置とを備えることを特徴とする照明装置。
前記照明光に関する情報に基づいて、前記光源の位置を調整する調整機構を備えることを特徴とする請求項８記載の照明装置。
前記照明光に関する情報は、前記照明光の強度と、前記照明光の光量との少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項８又は９記載の照明装置。
前記表示装置は、前記発光部の位置をモニタし、
前記調整機構は、前記モニタされた前記発光部の位置に基づいて、前記ランプの光軸と垂直な面内における前記ランプの位置を調整するとともに、前記照明光に関する情報に基づいて、前記光軸方向における前記ランプの位置を調整することを特徴とする請求項１０記載の照明装置。
光源からの照明光を所定面上に照射する照明装置において、前記所定面と略共役な位置に設けられ、該照明光を受光する受光器と、
前記受光器で受光した結果に基づいて、前記光源の位置を調整する調整機構とを備えることを特徴とする照明装置。
前記受光器で受光した結果を表示する表示装置を備えることを特徴とする請求項１２記載の照明装置。
前記光源は、発光部を有するランプであり、
前記表示装置は、更に前記発光部の位置を表示する表示部を有することを特徴とする請求項８〜１３のいずれか一項記載の照明装置。
発光部を有する光源からの照明光で、パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系と、前記パターンの像を基板上に転写する投影光学系とを備える露光装置において、
前記照明光学系は、前記マスクのパターン面を前記所定面として照明する請求項８〜請求項１４のいずれか一項記載の照明装置を備えることを特徴とする露光装置。
前記照明光学系は、前記照明光の一部を分岐する分岐光学素子と、
前記分岐光学素子で分岐された前記照明光の一部を受光し、該受光した結果に基づいて、前記基板に対する積算露光量を算出する露光量モニタとを有し、
前記露光量モニタは、前記受光器を兼用することを特徴とする請求項１５記載の露光装置。
前記光源の位置を調整する際に、前記投影光学系に対する前記照明光の照射を遮蔽又は抑制する遮蔽部材を有することを特徴とする請求項１６記載の露光装置。