JP4497831B2 - 露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工程において用いられる露光装置で、レチクルパターンをシリコンウエハ上に投影して転写する投影露光装置に関するものであり、その中でも、特にＥＵＶ光（Extreme Ultraviolet 極紫外光）である１３〜１４ｎｍ程度の波長の露光光を光源として使用し、真空内をミラー光学系より投影露光するＥＵＶ露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来例を図６又は図７を用いて説明する。
【０００３】
１０１は励起レーザーで、光源の発光点となる光源材料をガス化、液化、噴霧ガス化させたポイントに向けて照射して、光源材料原子をプラズマ励起することにより発光させる為の励起レーザーで、ＹＡＧ固体レーザー等を用いる。１０２は光源発光部で内部は真空に維持された構造を持っている。ここで、１０２Ａは光源Ａで、実際の露光光源の発光ポイントを示す。
【０００４】
１０３は露光装置全体を格納する真空チャンバーで、真空ポンプ１０４により真空状態を維持することを可能にするチャンバーである。１０５は光源発光部１０２からの露光光を導入成形する露光光導入部で、ミラーＡ〜ミラーＤ（１０５Ａ〜１０５Ｄ）により構成され、露光光を均質化かつ整形する。
【０００５】
１０６はレチクルステージで、レチクルステージ上の可動部には、露光パターンの反射原版１０６Ａが搭載されている。
【０００６】
１０７は原版１０５Ａから反射した露光パターンを縮小投影する縮小投影ミラー光学系で、ミラーＡ〜Ｅ（１０７Ａ〜１０７Ｅ）に順次投影反射し最終的に規定の縮小倍率比で縮小投影される。
【０００７】
１０８はウエハステージで、原版１０５Ａにより反射縮小投影されたパターンを露光するＳｉ基板であるウエハ１０８Ａを、所定の露光位置に位置決めする為に、ＸＹＺ方向への駆動、ＸＹ軸回りのチルト、Ｚ軸回りの回転方向の６軸駆動可能に位置決め制御される。
【０００８】
１０９はレチクルステージ支持体で、レチクルステージ１０５を装置設置床に対して支持する。１１０は投影系本体で、縮小投影ミラー光学系１０７を装置設置床に対して支持する。１１１はウエハステージ支持体で、ウエハステージ１０８を装置設置床に対して支持する。
【０００９】
以上のレチクルステージ支持体１０９と投影系本体１１０とウエハステージ支持体１１１により分離独立して支持された、レチクルステージ１０５と、縮小投影ミラー光学系１０７間及び縮小投影ミラー光学系１０７とウエハステージ１０８と間は、相対位置を位置計測し所定の相対位置に連続して維持制御する手段（不図示）が設けられている。
【００１０】
また、レチクルステージ支持体１０９と投影系本体１１０とウエハステージ支持体１１１には、装置設置床からの振動を絶縁するマウント（不図示）が設けられている。
【００１１】
１１２は装置外部から一旦装置内部に原版１０６Ａであるレチクルを保管するレチクルストッカーで、保管容器に密閉状態で異なるパターン及び異なる露光条件に合わせたレチクルが保管されている。１１３は前記レチクルストッカー１１２から使用するレチクルを選択して搬送するレチクルチェンジャー。
【００１２】
１１４はＸＹＺ及びＺ軸周りに回転可能な回転ハンドから成るレチクルアライメントユニットで、前記レチクルチェンジャー１１３から原版１０６Ａを受け取り、レチクルステージ１０６端部に設けられた、レチクルアライメントスコープ１１５部分に１８０度回転搬送し、縮小投影ミラー光学系１０７基準に設けられたアライメントマーク１１５Ａに対して原版１０６Ａ上をＸＹＺ軸回転方向に微動してアライメントする。アライメントを終了した原版１０６Ａはレチクルステージ１０６上にチャッキングされる。
【００１３】
１１６は装置外部から一旦装置内部にウエハ１０８Ａを保管するウエハストッカーで、保管容器に複数枚のウエハが保管されている。１１７はウエハ搬送ロボットで、前記ウエアストッカー１１６から露光処理するウエハ１０８Ａを選定し、ウエハメカプリアライメント温調機１１８に運ぶ。ウエハメカプリアライメント温調機１１８では、ウエハの回転方向の送り込み粗調整を行うと同時に、ウエハ温度を露光装置内部温調温度に合わせ込む。
【００１４】
１１９はウエハ送り込みハンドで、ウエハメカプリアライメント温調機１１８にてアライメントと温調されたウエハをウエハステージに送り込む。
【００１５】
１２０及び１２１はゲートバルブで、装置外部からレチクル及びウエハを挿入するゲート開閉機構である。１２２も同じくゲートバルブで、装置内部でウエハストッカー及びウエハメカプリアライメント温調機空間と露光空間を隔壁で分離し、ウエハを搬送搬出するときのみ開閉する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、隔壁で分離することによりウエハの装置外部との搬送搬出の際に、一旦大気開放される容積を最小限にして、速やかに真空平行状態にすることを可能にしている。
【００１７】
このように、従来の構成の露光装置で、図７に示すようにミラーＡ〜Ｅを１０７Ｆ、鏡筒に対して支持位置決めした場合、面内並進シフト方向の微小変位及び回転軸倒れが発生したり、ミラー自身の自重変形が発生したりすることにより、１ｎｍ以下程度と、極めて厳しいミラー面形状精度が要求される投影光学系ミラー及び照明系ミラー及び光源ミラーの精度を補償出来なくなる。
【００１８】
またこのように、ミラー面精度（光学収差）が悪化すると、投影光学系の場合ウエハへの結像性能の悪化及び照度低下を招く。
【００１９】
さらに、このような従来の構成の露光装置で、光源発光部からの露光光を導入成形する露光光導入部の、ミラーＡ〜Ｄ及び原版から反射した露光パターンを縮小投影する、縮小投影ミラー光学系で、ミラーＡ〜Ｅは、Ｍｏ−Ｓｉの多層膜が蒸着あるいはスパッタにより形成され、個々の反射面で光源からの露光光を反射する。その際、一面あたりの反射率は凡そ７０％程度で残りはミラー母材に吸収され熱に変換される。露光光反射エリアでは温度が１０〜２０℃程度上昇し、結果として熱膨張係数の極めて小さいミラー材料を使用してもミラー周辺部では反射面の変位が５０〜１００ｎｍ程度発生する。
結果として、１ｎｍ以下程度と、極めて厳しいミラー面形状精度が要求される投影光学系ミラー及び照明系ミラー及び光源ミラーの精度を補償出来なくなる。
【００２０】
このように、ミラー面精度が悪化すると、投影光学系の場合ウエハへの結像性能の悪化及び照度低下を招く。
【００２１】
さらに照明系の場合マスクへの目標照度低下及び照度ムラ悪化を招き、光源ミラーの場合は光源の集光不良等照度悪化を招く結果となる。
【００２２】
これらは、総じて露光装置の露光精度及びスループット等の基本性能の劣化につながる。そこで、本発明は、露光装置の投影光学系の波面収差を高精度に管理可能で、高い結像性能を有する露光装置を提供することを例示的目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明の露光装置は、光源からの光で原版のパターンを照明する照明光学系と、前記原版のパターンからの光を基板に導く投影光学系とを有する露光装置であって、鏡筒と、前記鏡筒の内側に設けられ、前記投影光学系の一部を構成する反射部材と、前記反射部材を支持する支持部材と、前記鏡筒に設けられ、前記支持部材に対して少なくとも１つ以上の方向に力及び／又は変位を与える複数の第１駆動手段と、前記支持部材に設けられ、前記反射部材に対して少なくとも１つ以上の方向に力及び／又は変位を与える複数の第２駆動手段と、前記第１及び第２駆動手段を制御する制御手段と、前記鏡筒に対する前記反射部材の位置を計測する位置計測手段と、前記投影光学系の波面収差を計測する波面収差計測手段とを有し、前記第２駆動手段の変位量の最小単位は、前記第１駆動手段の変位量の最小単位よりも小さく、前記制御手段は、前記位置計測手段の計測結果に基づいて、前記第１及び第２駆動手段を駆動して前記反射部材を所定の原点位置に移動させ、その後、前記収差計測手段の計測結果に基づいて、前記第２駆動手段を駆動して前記反射部材を前記原点位置から変位させることを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図１〜５を用いて説明する。
【００２５】
１は励起レーザーで、光源の発光点となる光源材料をガス化、液化、噴霧ガス化させたポイントに向けて照射して、光源材料原子をプラズマ励起することにより発光させる為の励起レーザーで、ＹＡＧ固体レーザー等を用いる。２は光源発光部で内部は真空に維持された構造を持っている。ここで、２Ａは光源Ａで、実際の露光光源の発光ポイントを示す。
【００２６】
３は露光装置全体を格納する真空チャンバーで、真空ポンプ４により真空状態を維持することを可能にするチャンバーである。
【００２７】
５は光源発光部２からの露光光を導入成形する露光光導入部で、ミラーＡ〜Ｄ（５Ａ〜５Ｄ）により構成され、露光光を均質化かつ整形する。勿論、露光光導入部を構成するミラーの枚数は４枚に限らず、５、６、７、８枚等であっても構わないし、その他の枚数であっても構わない。
【００２８】
６はレチクルステージで、レチクルステージ上の可動部には、露光パターンの反射原版である原版６Ａが搭載されている。
【００２９】
７は原版から反射した露光パターンを縮小投影する、縮小投影ミラー光学系で、ミラーＡ〜Ｅ（７Ａ〜７Ｅ）に順次投影反射し最終的に規定の縮小倍率比で縮小投影される。７ＦはミラーＡ〜Ｅを保持する鏡筒である。
【００３０】
８はウエハステージで、原版により反射縮小投影されたパターンを露光するＳｉ基板であるウエハ８Ａを、所定の露光位置に位置決めする為に、ＸＹＺ方向への駆動、ＸＹ軸回りのチルト、Ｚ軸回りの回転方向の６軸駆動可能に位置決め制御される。
【００３１】
９はレチクルステージ支持体で、レチクルステージ５を装置設置床に対して支持する。１０は投影系本体で、縮小投影ミラー光学系７を装置設置床に対して支持する。１１はウエハステージ支持体で、ウエハステージ８を装置設置床に対して支持する。
【００３２】
以上のレチクルステージ支持体と投影系本体とウエハステージ支持体により分離独立して支持された、レチクルステージ５と、縮小投影ミラー光学系７間及び縮小投影ミラー光学系７とウエハステージ８との間は、相対位置を位置計測し所定の相対位置に連続して維持制御する手段（不図示）が設けられている。
【００３３】
また、レチクルステージ支持体９と投影系本体１０とウエハステージ支持体１１には、装置設置床からの振動を絶縁するマウント（不図示）が設けられている。
【００３４】
１２は装置外部から一旦装置内部に原版であるレチクルを保管するレチクルストッカーで、保管容器に密閉状態で異なるパターン及び異なる露光条件に合わせたレチクルが保管されている。１３は前記レチクルストッカー１２から使用するレチクルを選択して搬送するレチクルチェンジャーである。
【００３５】
１４はＸＹＺ及びＺ軸周りに回転可能な回転ハンドから成るレチクルアライメントユニットで、前記レチクルチェンジャー１３から原版を受け取り、レチクルステージ端部に設けられた、レチクルアライメントスコープ１５部分に１８０度回転搬送し、縮小投影ミラー光学系７基準に設けられたアライメントマーク１５Ａに対して原版６Ａ上をＸＹＺ軸回転方向に微動してアライメントする。アライメントを終了した原版はレチクルステージ６上にチャッキングされる。
【００３６】
１６は装置外部から一旦装置内部にウエハを保管するウエハストッカーで、保管容器に複数枚のウエハが保管されている。１７はウエハ搬送ロボットで、前記ウエアストッカーから露光処理するウエハを選定し、ウエハメカプリアライメント温調機に運ぶ。ウエハメカプリアライメント温調機では、ウエハの回転方向の送り込み粗調整を行うと同時に、ウエハ温度を露光装置内部温調温度に合わせ込む。１９はウエハ送り込みハンドで、ウエハメカプリアライメント温調機にてアライメントと温調されたウエハをウエハステージに送り込む。２０及び２１はゲートバルブで、装置外部からレチクル及びウエハを挿入するゲート開閉機構である。２２も同じくゲートバルブで、装置内部でウエハストッカー及びウエハメカプリアライメント温調機空間と露光空間を隔壁で分離し、ウエハを搬送搬出するときのみ開閉する。
【００３７】
このように、隔壁で分離することによりウエハの装置外部との搬送搬出の際に、一旦大気開放される容積を最小限にして、速やかに真空平行状態にすることを可能にしている。
【００３８】
以上の構成で、本実施例では従来例で発生していた位置形状精度問題を解決する為に、以下にミラー位置及び面精度及び投影光学系波面収差補正手段を示す。
【００３９】
ここで、図２に縮小投影ミラー光学系のミラーＣ（７Ｃ）及びミラーＥ（７Ｅ）を例に示す。ミラーＣは鏡筒７Ｆから順に、複数の粗動駆動手段２５Ｂ、複数のエレメント位置決め部材２５Ｃ、ミラー保持エレメント２５Ｄ、複数の微動駆動手段２５Ｅを介して鏡筒７Ｆに支持されている。つまり、ミラーＣは、前述の粗動駆動手段及び微動駆動手段により鏡筒７Ｆに対して相対的に駆動可能である。ここで、粗動駆動手段や微動駆動手段は複数でなくても１つでも構わないが、好ましくは３つずつ、さらに好ましくは３つの粗動駆動手段、微動駆動手段のそれぞれが２方向に駆動可能であると尚良い。
【００４０】
さらに、鏡筒７Ｆからのミラーの位置を計測する手段として、鏡筒とミラー保持エレメント２５Ｄ間にはミラー粗動変位計測手段２５Ｆが複数設けられており、粗動駆動手段２５Ｂの駆動によるミラー保持エレメント２５Ｄの変位を計測する。さらに、ミラー保持エレメント２５ＤとミラーＣの間にはミラー微動変位計測手段２５Ｇが複数設けられており、微動駆動手段２５ＥによるミラーＣの駆動変位を計測する。
【００４１】
ミラーＥに関しても、上記ミラーＣと同じ構成が採られており、鏡筒７Ｆ側から順に、複数の粗動駆動手段２６Ｂ、複数のエレメント位置決め部材２６Ｃ、ミラー保持エレメント２６Ｄ、複数の微動駆動手段２６Ｅを介して鏡筒７Ｆに支持されている。つまり、ミラーＥは、前述の粗動駆動手段及び微動駆動手段により鏡筒７Ｆに対して相対的に駆動可能である。ここで、粗動駆動手段や微動駆動手段は複数でなくても１つでも構わないが、好ましくは３つ（もしくは３つ以上）、さらに好ましくは３つの粗動駆動手段、微動駆動手段のそれぞれが２方向に駆動可能であると尚良い。
【００４２】
さらに、鏡筒からのミラーＥの位置を計測する手段として、鏡筒とミラー保持エレメント間にミラー粗動変位計測手段２６Ｆが複数設けられており、粗動駆動手段２６Ｂの駆動によるミラー保持エレメント２６Ｄの変位を計測する。さらに、ミラー保持エレメント２６ＤとミラーＥの間にはミラー微動変位計測手段２６Ｇが複数設けられており、微動駆動手段２６ＥによるミラーＥの駆動変位を計測する。
【００４３】
以上の鏡筒に対するミラー及びミラー保持エレメントの計測手段により、前記ミラー粗動駆動手段及び微動駆動手段の原点出しを行うことが可能になる。この原点出しを行うことにより、各ミラー間の鏡筒に対する相対位置変化の計測開始が可能になる。
【００４４】
上記、鏡筒に対する各ミラー相対位置を計測した状態で、さらに各ミラーの反射面精度を投影光学精度から、目標とする面精度に追い込む為に、さらにミラー位置を高精度（１ｎｍ以下の精度）に計測する手段である、レーザー干渉計等による計測手段を設ける。このレーザー干渉計での計測方法を以下に説明する。
【００４５】
図３に、ミラー位置のレーザー干渉計計測に関して示す。ここで、ミラーＥを例に挙げる。ミラーＥの図に示すように、ミラー自身に計測反射面を設けることにより、投影系本体１０からの各ミラー位置及び相対位置を計測する。
【００４６】
ここで、ミラー保持エレメント２６ＤのＸＹ計測を行う為に、レーザー干渉計等によるミラー変位計測手段２６Ｈの計測光を、ミラー保持エレメント２６Ｄに設けた反射面に照射し、レーザードップラー変位計測方法等により変位変化を計測する。
【００４７】
同じく、Ｚ方向の変位をミラー変位計測手段２６Ｊによりミラー保持エレメント２６ＤのＺ方向の計測を行う。さらに、ミラーＥのＸＹＺ計測を行う為に、ミラーに設けた反射面にレーザー干渉計計測光を、ミラー変位計測手段２６Ｋ及びミラー変位計測手段２６Ｌにより照射し、レーザードップラー変位計測方法等によりミラーのＸＹＺの変位変化を計測する。
【００４８】
以上の計測手段により、鏡筒７Ｆに対してミラーＥの原点出しを行い、ミラーＥの幾何学的設計中心位置に駆動する。さらに、幾何学的設計中心位置にて、投影光学系全反射ミラーの光軸調整及び収差補正を行う。
【００４９】
ここで、投影系本体からミラーＥの変位計測手段をレーザー干渉計等で高精度に計測する手段を設けることにより、投影光学系の全反射ミラーを通しての収差目標値を原点として、この光学的収差目標値に反射ミラーを駆動して追い込む。
【００５０】
ここで、投影光学系の全射ミラーを通しての収差目標値の計測実施方法を説明する。図５に示すように、レチクルステージ６のレチクルステージスライダー６Ｂが退避した状態で、図示のように波面計測計計測光源供給ファイバー２３Ａから供給された計測光を、波面評価光源光を出射する波面計測計計測光源出射口２３から出射して、計測光が投影系ミラー反射面の全面で通しで反射し、図に示すようにウエハステージ可動部８に搭載された波面計測受光センサー２４にて、反射ミラー全面での投影系の光学波面収差が計測される。
【００５１】
次に、この波面計測受光センサーにて計測された波面計測値に基いて、波面計測値演算回路２８にて波面収差量を算出する。この波面計測演算値を元にミラー補正駆動テーブル演算回路２９にて、ミラーＡ〜Ｅの補正駆動方向及び駆動量及び力印可量が算出され、ミラー微動補正駆動手段３１へ目標値として伝達される。
【００５２】
同時にミラーＡ〜Ｅの各位置情報は、２６Ｆ、２６Ｇ等のミラー変位計測手段と２６Ｋ、２６Ｌ、２６Ｈ、２６Ｊ等のミラー変位計測手段（レーザー干渉計）からの信号をミラー系変位計測演算回路を用いてまとめることにより、投影系本体及び鏡筒からのミラー位置及びミラー間の相対位置が計測される。
【００５３】
微動駆動手段２６Ｅ及び粗動駆動手段２６Ｂにより、各ミラーを目標位置に駆動した後。再度波面計測確認を行い、波面収差が規格値を満たしていれば補正終了となり、波面収差が規格値を満たしていなければ、再度残留波面収差量を波面計測演算回路で算出して、上記補正を繰り返すことにより目標規格値に追い込む。
【００５４】
ちなみに、目標とする波面収差量は、ミラー位置を投影系単体で初期に調整して、収差を適正な目標量以下に追い込んだ値となる為、この収差量が装置の目標収差及びミラー位置形状の原点となる。
【００５５】
ミラー位置原点に対して、上記粗微動ミラー駆動手段によりミラーを駆動することにより、収差を目標位置に追い込むことが可能になる。
【００５６】
本実施例においては、ミラーを粗動駆動手段と微動駆動手段の２つを用いて駆動したが、その数は２つに限らず、３種類以上の駆動手段を用いて鏡筒本体に対してミラーを駆動するように構成しても構わない。
【００５７】
また、本実施例においては、ミラー粗動計測手段、ミラー微動計測手段と２種類の計測手段を用いて、鏡筒本体に対するミラーの位置を計測したが、鏡筒本体に対するミラーの位置を直接計測するようにしても構わない。すなわち、鏡筒本体上に設置された位置計測手段を用いてミラーの位置を計測しても構わない。さらには、露光装置の定盤に位置計測手段を設置し、そこからミラーの位置を計測するようにしても構わない。
【００５８】
また、波面収差は、温度やその他の露光空間内の条件によって変化することが考えられるため、定期的に波面収差の計測を行って、その計測結果に基づいてミラーを駆動することが好ましい。必要ならば、ミラーを駆動しながらウエハを露光するようにしても構わない。
【００５９】
またミラーの駆動は、ミラーの駆動に対して敏感に波面収差が変化する方向に関しては、粗動駆動手段と微動駆動手段を設け、ミラーの駆動に対する波面収差の変化が鈍感な場合は、粗動駆動手段のみを設けるように構成しても構わない。
【００６０】
さらに、本実施例においては、露光装置本体上で波面収差の計測を行ったが、この限りではなく、定期的にウエハを露光して、その露光結果に基づいてミラーを駆動しても良いし、また予めデータとして波面収差の変化の予測値を記憶しておいて、その記憶している波面収差の変化に従ってミラーを駆動するように構成しても構わない。
【００６１】
次に、図８及び図９を参照して、上述の露光装置３０００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図８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。本実施形態においては、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。
【００６２】
図９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５００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３０００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。
【００６３】
以上、本冷却装置を露光装置に適応した例を示した。本発明の冷却装置はＥＵＶ光に限定することなく、他のエキシマレーザ光にも適応することが可能である。また、マスクやウエハなどにも適応することが可能である。
【００６４】
実施態様は以下のように記載できる。
【００６５】
（実施態様１） 光源からの光で原版のパターンを照明する照明光学系と、前記原版のパターンからの光を基板に導く投影光学系とを有する露光装置であって、
前記光源から前記基板に至る光を反射する反射部材に対して、少なくとも１つ以上の方向に力及び／又は変位を与える少なくとも１つの第１駆動手段と、少なくとも１つ以上の方向に力及び／又は変位を与える少なくとも１つの第２駆動手段とを有することを特徴とする露光装置。
【００６６】
（実施態様２） 光源からの光で原版のパターンを照明する照明光学系と、前記原版のパターンからの光を基板に導く投影光学系とを有する露光装置であって、
鏡筒と、
支持部材と、
前記光源から前記基板に至る光を反射する反射部材と、
前記鏡筒と前記支持部材とに連結され、少なくとも１つ以上の方向に力及び／又は変位を与えることが可能な少なくとも１つの第１駆動手段と、
前記支持部材と前記反射部材とに連結され、少なくとも１つ以上の方向に力及び／又は変位を与えることが可能な少なくとも１つの第２駆動手段とを有することを特徴とする露光装置。
【００６７】
（実施態様３） 前記第２駆動手段の変位量の最小単位は、前記第１駆動手段の変位量の最小単位よりも小さいことを特徴とする実施態様１又は２記載の露光装置。
【００６８】
（実施態様４） 前記第２駆動手段の制御精度は、前記第１駆動手段の制御精度よりも高いことを特徴とする実施態様１乃至３いずれかに記載の露光装置。
【００６９】
（実施態様５） 前記第２駆動手段の制御周波数は、前記第１駆動手段の制御周波数よりも高いことを特徴とする実施態様１乃至４いずれかに記載の露光装置。
【００７０】
（実施態様６） 前記第１駆動手段に基く変位量を計測する第１計測手段と、前記第２駆動手段に基く変位量を計測する第２計測手段とを有することを特徴とする実施態様１乃至５いずれかに記載の露光装置。
【００７１】
（実施態様７） 前記鏡筒と前記支持部材との相対的な位置を計測する第１計測手段と、前記鏡筒と前記支持部材第２駆動手段に基く変位量を計測する第２計測手段とを有することを特徴とする実施態様１乃至６いずれかに記載の露光装置。
【００７２】
（実施態様８） 前記露光装置が、前記原版と前記基板とを相対的に走査しながら露光を行う走査型露光装置であることを特徴とする実施態様１乃至７いずれかに記載の露光装置。
【００７３】
（実施態様９） 前記光源から前記基板に至る光の光路が、実質的に真空であることを特徴とする実施態様１乃至８いずれかに記載の露光装置。
【００７４】
（実施態様１０） 前記光源からの光の波長が１３〜１４ｎｍであることを特徴とする実施態様１乃至９いずれかに記載の露光装置。
【００７５】
（実施態様１１） 前記投影光学系の波面収差を計測する波面収差計測手段を有し、該収差計測手段の計測結果に基づいて、前記反射部材を駆動することを特徴とする実施態様１乃至１０いずれかに記載の露光装置。
【００７６】
（実施態様１２） 前記投影光学系の波面収差を計測する波面収差計測手段を有し、該波面収差計測手段の計測値に基いて前記投影光学系が有する反射部材に対する補正駆動量を算出制御することを特徴とする実施態様１１記載の露光装置。
【００７７】
（実施態様１３） 前記投影光学系は複数の反射部材を有しており、前記補正駆動量が、前記複数の反射部材に対して選択的に与えられることを特徴とする実施態様１２記載の露光装置。
【００７８】
（実施態様１４） 前記基板を載置する基板駆動ステージを有し、前記波面収差計測手段は、前記基板駆動ステージ上に設けられたことを特徴とする実施態様１１乃至１３いずれかに記載の露光装置。
（実施態様１５） 前記原版を載置する原版駆動ステージを有し、前記波面収差計測手段は、前記原版駆動ステージ上に設けられたことを特徴とする実施態様１１乃至１４いずれかに記載の露光装置。
【００７９】
（実施態様１６） 前記第１駆動手段及び前記第２駆動手段による前記反射部材の変位量を計測する第３計測手段と、前記第２駆動手段による前記反射部材の変位量を計測する第４計測手段とを有し、
該第３計測手段が該反射ミラーと前記鏡筒との位置変位を計測し、前記第４計測手段が前記支持部材と前記鏡筒との位置変位を計測することを特徴とする実施態様２記載の露光装置。
【００８０】
（実施態様１７） 実施態様１乃至１６いずれかに記載の露光装置を用いて前記基板を露光する工程と、露光された前記基板を現像する工程とを有することを特徴とするデバイスの製造方法。
【００８１】
【発明の効果】
本発明により、露光装置上でのミラーの面内並進シフト方向の微小変位及び回転軸倒れの補正、及びミラー自身の自重変形の補正、及び投影系反射ミラーの波面補正をすることが可能になり、ミラー面精度（光学収差）の悪化を防ぎ、投影光学系の場合ウエハへの結像性能の悪化及び照度低下を防ぐ効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に示す露光装置全体図
【図２】実施例に示す投影系ミラー詳細図
【図３】実施例に示す投影系ミラー詳細図
【図４】実施例に示す投影系ミラー計測手段説明図
【図５】実施例に示すミラー波面計測手段構成図
【図６】従来例に示す露光装置全体図
【図７】従来例に示す投影系ミラー構成図
【図８】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９】図８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】
１ 励起レーザー
２ 光源発光部
２Ａ 光源Ａ
３ 真空チャンバー
４ 真空ポンプ
５ 露光光導入部
５Ａ ミラーＡ
５Ｂ ミラーＢ
５Ｃ ミラーＣ
５Ｄ ミラーＤ
６ レチクルステージ
６Ａ 原版
７ 縮小投影ミラー光学系
７Ａ ミラーＡ
７Ｂ ミラーＢ
７Ｃ ミラーＣ
７Ｄ ミラーＤ
７Ｅ ミラーＥ
７Ｆ 鏡筒
８ ウエハステージ
８Ａ ウエハ
９ レチクルステージ支持体
１０ 露光装置本体
１１ ウエハステージ支持体
１２ レチクルストッカー
１３ レチクルチェンジャー
１４ レチクルアライメントユニット
１５ レチクルアライメントスコープ
１６ ウエハストッカー
１７ ウエハ搬送ロボット
１８ ウエハメカプリアライメント温調機
１９ ウエハ送り込みハンド
２０ ゲートバルブ
２１ ゲートバルブ
２２ ゲートバルブ
２３ 波面計測光源出射口
２３Ａ 波面計測光源光供給光ファイバー
２４ 波面計測受光センサー
２５Ｂ 粗動駆動手段
２５Ｃ エレメント位置決め部材
２５Ｄ ミラー保持エレメント
２５Ｅ 微動駆動手段
２５Ｆ ミラー粗動変位計測手段
２５Ｇ ミラー微動変位計測手段
２６Ｂ 粗動駆動手段
２６Ｃ エレメント位置決め部材
２６Ｄ ミラー保持エレメント
２６Ｅ 微動駆動手段
２６Ｆ ミラー粗動変位計測手段
２６Ｇ ミラー微動変位計測手段
２６Ｈ ミラー変位計測手段
２６Ｊ ミラー変位計測手段
２６Ｋ ミラー変位計測手段
２６Ｌ ミラー変位計測手段
２７ ミラー系変位計測演算回路
２８ 波面計測値演算回路
２９ ミラー補正駆動テーブル演算回路
３０ ミラー粗動補正駆動制御手段
３１ ミラー微動補正駆動制御手段
１０１ 励起レーザー
１０２ 光源発光部
１０２Ａ 光源Ａ
１０２Ｂ 露光光
１０３ 真空チャンバー
１０４ 真空ポンプ
１０５ 露光光導入部
１０５Ａ ミラーＡ
１０５Ｂ ミラーＢ
１０５Ｃ ミラーＣ
１０５Ｄ ミラーＤ
１０６ レチクルステージ
１０６Ａ 原版
１０７ 縮小投影ミラー光学系
１０７Ａ ミラーＡ
１０７Ｂ ミラーＢ
１０７Ｃ ミラーＣ
１０７Ｄ ミラーＤ
１０７Ｅ ミラーＥ
１０７Ｆ 鏡筒
１０８ ウエハステージ
１０８Ａ ウエハ
１０９ レチクルステージ支持体
１１０ 露光装置本体
１１１ ウエハステージ支持体
１１２ レチクルストッカー
１１３ レチクルチェンジャー
１１４ レチクルアライメントユニット
１１５ レチクルアライメントスコープ
１１６ ウエハストッカー
１１７ ウエハ搬送ロボット
１１８ ウエハメカプリアライメント温調機
１１９ ウエハ送り込みハンド
１２０ ゲートバルブ
１２１ ゲートバルブ
１２２ ゲートバルブ
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工程において用いられる露光装置で、レチクルパターンをシリコンウエハ上に投影して転写する投影露光装置に関するものであり、その中でも、特にＥＵＶ光（Extreme Ultraviolet 極紫外光）である１３〜１４ｎｍ程度の波長の露光光を光源として使用し、真空内をミラー光学系より投影露光するＥＵＶ露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来例を図６又は図７を用いて説明する。
【０００３】
１０１は励起レーザーで、光源の発光点となる光源材料をガス化、液化、噴霧ガス化させたポイントに向けて照射して、光源材料原子をプラズマ励起することにより発光させる為の励起レーザーで、ＹＡＧ固体レーザー等を用いる。１０２は光源発光部で内部は真空に維持された構造を持っている。ここで、１０２Ａは光源Ａで、実際の露光光源の発光ポイントを示す。
【０００４】
１０３は露光装置全体を格納する真空チャンバーで、真空ポンプ１０４により真空状態を維持することを可能にするチャンバーである。１０５は光源発光部１０２からの露光光を導入成形する露光光導入部で、ミラーＡ〜ミラーＤ（１０５Ａ〜１０５Ｄ）により構成され、露光光を均質化かつ整形する。
【０００５】
１０６はレチクルステージで、レチクルステージ上の可動部には、露光パターンの反射原版１０６Ａが搭載されている。
【０００６】
１０７は原版１０５Ａから反射した露光パターンを縮小投影する縮小投影ミラー光学系で、ミラーＡ〜Ｅ（１０７Ａ〜１０７Ｅ）に順次投影反射し最終的に規定の縮小倍率比で縮小投影される。
【０００７】
１０８はウエハステージで、原版１０５Ａにより反射縮小投影されたパターンを露光するＳｉ基板であるウエハ１０８Ａを、所定の露光位置に位置決めする為に、ＸＹＺ方向への駆動、ＸＹ軸回りのチルト、Ｚ軸回りの回転方向の６軸駆動可能に位置決め制御される。
【０００８】
１０９はレチクルステージ支持体で、レチクルステージ１０５を装置設置床に対して支持する。１１０は投影系本体で、縮小投影ミラー光学系１０７を装置設置床に対して支持する。１１１はウエハステージ支持体で、ウエハステージ１０８を装置設置床に対して支持する。
【０００９】
以上のレチクルステージ支持体１０９と投影系本体１１０とウエハステージ支持体１１１により分離独立して支持された、レチクルステージ１０５と、縮小投影ミラー光学系１０７間及び縮小投影ミラー光学系１０７とウエハステージ１０８と間は、相対位置を位置計測し所定の相対位置に連続して維持制御する手段（不図示）が設けられている。
【００１０】
また、レチクルステージ支持体１０９と投影系本体１１０とウエハステージ支持体１１１には、装置設置床からの振動を絶縁するマウント（不図示）が設けられている。
【００１１】
１１２は装置外部から一旦装置内部に原版１０６Ａであるレチクルを保管するレチクルストッカーで、保管容器に密閉状態で異なるパターン及び異なる露光条件に合わせたレチクルが保管されている。１１３は前記レチクルストッカー１１２から使用するレチクルを選択して搬送するレチクルチェンジャー。
【００１２】
１１４はＸＹＺ及びＺ軸周りに回転可能な回転ハンドから成るレチクルアライメントユニットで、前記レチクルチェンジャー１１３から原版１０６Ａを受け取り、レチクルステージ１０６端部に設けられた、レチクルアライメントスコープ１１５部分に１８０度回転搬送し、縮小投影ミラー光学系１０７基準に設けられたアライメントマーク１１５Ａに対して原版１０６Ａ上をＸＹＺ軸回転方向に微動してアライメントする。アライメントを終了した原版１０６Ａはレチクルステージ１０６上にチャッキングされる。
【００１３】
１１６は装置外部から一旦装置内部にウエハ１０８Ａを保管するウエハストッカーで、保管容器に複数枚のウエハが保管されている。１１７はウエハ搬送ロボットで、前記ウエアストッカー１１６から露光処理するウエハ１０８Ａを選定し、ウエハメカプリアライメント温調機１１８に運ぶ。ウエハメカプリアライメント温調機１１８では、ウエハの回転方向の送り込み粗調整を行うと同時に、ウエハ温度を露光装置内部温調温度に合わせ込む。
【００１４】
１１９はウエハ送り込みハンドで、ウエハメカプリアライメント温調機１１８にてアライメントと温調されたウエハをウエハステージに送り込む。
【００１５】
１２０及び１２１はゲートバルブで、装置外部からレチクル及びウエハを挿入するゲート開閉機構である。１２２も同じくゲートバルブで、装置内部でウエハストッカー及びウエハメカプリアライメント温調機空間と露光空間を隔壁で分離し、ウエハを搬送搬出するときのみ開閉する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、隔壁で分離することによりウエハの装置外部との搬送搬出の際に、一旦大気開放される容積を最小限にして、速やかに真空平行状態にすることを可能にしている。
【００１７】
このように、従来の構成の露光装置で、図７に示すようにミラーＡ〜Ｅを１０７Ｆ、鏡筒に対して支持位置決めした場合、面内並進シフト方向の微小変位及び回転軸倒れが発生したり、ミラー自身の自重変形が発生したりすることにより、１ｎｍ以下程度と、極めて厳しいミラー面形状精度が要求される投影光学系ミラー及び照明系ミラー及び光源ミラーの精度を補償出来なくなる。
【００１８】
またこのように、ミラー面精度（光学収差）が悪化すると、投影光学系の場合ウエハへの結像性能の悪化及び照度低下を招く。
【００１９】
さらに、このような従来の構成の露光装置で、光源発光部からの露光光を導入成形する露光光導入部の、ミラーＡ〜Ｄ及び原版から反射した露光パターンを縮小投影する、縮小投影ミラー光学系で、ミラーＡ〜Ｅは、Ｍｏ−Ｓｉの多層膜が蒸着あるいはスパッタにより形成され、個々の反射面で光源からの露光光を反射する。その際、一面あたりの反射率は凡そ７０％程度で残りはミラー母材に吸収され熱に変換される。露光光反射エリアでは温度が１０〜２０℃程度上昇し、結果として熱膨張係数の極めて小さいミラー材料を使用してもミラー周辺部では反射面の変位が５０〜１００ｎｍ程度発生する。
結果として、１ｎｍ以下程度と、極めて厳しいミラー面形状精度が要求される投影光学系ミラー及び照明系ミラー及び光源ミラーの精度を補償出来なくなる。
【００２０】
このように、ミラー面精度が悪化すると、投影光学系の場合ウエハへの結像性能の悪化及び照度低下を招く。
【００２１】
さらに照明系の場合マスクへの目標照度低下及び照度ムラ悪化を招き、光源ミラーの場合は光源の集光不良等照度悪化を招く結果となる。
【００２２】
これらは、総じて露光装置の露光精度及びスループット等の基本性能の劣化につながる。そこで、本発明は、露光装置の投影光学系の波面収差を高精度に管理可能で、高い結像性能を有する露光装置を提供することを例示的目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明の露光装置は、光源からの光で原版のパターンを照明する照明光学系と、前記原版のパターンからの光を基板に導く投影光学系とを有する露光装置であって、鏡筒と、前記鏡筒の内側に設けられ、前記投影光学系の一部を構成する反射部材と、前記反射部材を支持する支持部材と、前記鏡筒に設けられ、前記支持部材に対して少なくとも１つ以上の方向に力及び／又は変位を与える複数の第１駆動手段と、前記支持部材に設けられ、前記反射部材に対して少なくとも１つ以上の方向に力及び／又は変位を与える複数の第２駆動手段と、前記第１及び第２駆動手段を制御する制御手段と、前記鏡筒に対する前記反射部材の位置を計測する位置計測手段と、前記投影光学系の波面収差を計測する波面収差計測手段とを有し、前記第２駆動手段の変位量の最小単位は、前記第１駆動手段の変位量の最小単位よりも小さく、前記制御手段は、前記位置計測手段の計測結果に基づいて、前記第１及び第２駆動手段を駆動して前記反射部材を所定の原点位置に移動させ、その後、前記収差計測手段の計測結果に基づいて、前記第２駆動手段を駆動して前記反射部材を前記原点位置から変位させることを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図１〜５を用いて説明する。
【００２５】
１は励起レーザーで、光源の発光点となる光源材料をガス化、液化、噴霧ガス化させたポイントに向けて照射して、光源材料原子をプラズマ励起することにより発光させる為の励起レーザーで、ＹＡＧ固体レーザー等を用いる。２は光源発光部で内部は真空に維持された構造を持っている。ここで、２Ａは光源Ａで、実際の露光光源の発光ポイントを示す。
【００２６】
３は露光装置全体を格納する真空チャンバーで、真空ポンプ４により真空状態を維持することを可能にするチャンバーである。
【００２７】
５は光源発光部２からの露光光を導入成形する露光光導入部で、ミラーＡ〜Ｄ（５Ａ〜５Ｄ）により構成され、露光光を均質化かつ整形する。勿論、露光光導入部を構成するミラーの枚数は４枚に限らず、５、６、７、８枚等であっても構わないし、その他の枚数であっても構わない。
【００２８】
６はレチクルステージで、レチクルステージ上の可動部には、露光パターンの反射原版である原版６Ａが搭載されている。
【００２９】
７は原版から反射した露光パターンを縮小投影する、縮小投影ミラー光学系で、ミラーＡ〜Ｅ（７Ａ〜７Ｅ）に順次投影反射し最終的に規定の縮小倍率比で縮小投影される。７ＦはミラーＡ〜Ｅを保持する鏡筒である。
【００３０】
８はウエハステージで、原版により反射縮小投影されたパターンを露光するＳｉ基板であるウエハ８Ａを、所定の露光位置に位置決めする為に、ＸＹＺ方向への駆動、ＸＹ軸回りのチルト、Ｚ軸回りの回転方向の６軸駆動可能に位置決め制御される。
【００３１】
９はレチクルステージ支持体で、レチクルステージ５を装置設置床に対して支持する。１０は投影系本体で、縮小投影ミラー光学系７を装置設置床に対して支持する。１１はウエハステージ支持体で、ウエハステージ８を装置設置床に対して支持する。
【００３２】
以上のレチクルステージ支持体と投影系本体とウエハステージ支持体により分離独立して支持された、レチクルステージ５と、縮小投影ミラー光学系７間及び縮小投影ミラー光学系７とウエハステージ８との間は、相対位置を位置計測し所定の相対位置に連続して維持制御する手段（不図示）が設けられている。
【００３３】
また、レチクルステージ支持体９と投影系本体１０とウエハステージ支持体１１には、装置設置床からの振動を絶縁するマウント（不図示）が設けられている。
【００３４】
１２は装置外部から一旦装置内部に原版であるレチクルを保管するレチクルストッカーで、保管容器に密閉状態で異なるパターン及び異なる露光条件に合わせたレチクルが保管されている。１３は前記レチクルストッカー１２から使用するレチクルを選択して搬送するレチクルチェンジャーである。
【００３５】
１４はＸＹＺ及びＺ軸周りに回転可能な回転ハンドから成るレチクルアライメントユニットで、前記レチクルチェンジャー１３から原版を受け取り、レチクルステージ端部に設けられた、レチクルアライメントスコープ１５部分に１８０度回転搬送し、縮小投影ミラー光学系７基準に設けられたアライメントマーク１５Ａに対して原版６Ａ上をＸＹＺ軸回転方向に微動してアライメントする。アライメントを終了した原版はレチクルステージ６上にチャッキングされる。
【００３６】
１６は装置外部から一旦装置内部にウエハを保管するウエハストッカーで、保管容器に複数枚のウエハが保管されている。１７はウエハ搬送ロボットで、前記ウエアストッカーから露光処理するウエハを選定し、ウエハメカプリアライメント温調機に運ぶ。ウエハメカプリアライメント温調機では、ウエハの回転方向の送り込み粗調整を行うと同時に、ウエハ温度を露光装置内部温調温度に合わせ込む。１９はウエハ送り込みハンドで、ウエハメカプリアライメント温調機にてアライメントと温調されたウエハをウエハステージに送り込む。２０及び２１はゲートバルブで、装置外部からレチクル及びウエハを挿入するゲート開閉機構である。２２も同じくゲートバルブで、装置内部でウエハストッカー及びウエハメカプリアライメント温調機空間と露光空間を隔壁で分離し、ウエハを搬送搬出するときのみ開閉する。
【００３７】
このように、隔壁で分離することによりウエハの装置外部との搬送搬出の際に、一旦大気開放される容積を最小限にして、速やかに真空平行状態にすることを可能にしている。
【００３８】
以上の構成で、本実施例では従来例で発生していた位置形状精度問題を解決する為に、以下にミラー位置及び面精度及び投影光学系波面収差補正手段を示す。
【００３９】
ここで、図２に縮小投影ミラー光学系のミラーＣ（７Ｃ）及びミラーＥ（７Ｅ）を例に示す。ミラーＣは鏡筒７Ｆから順に、複数の粗動駆動手段２５Ｂ、複数のエレメント位置決め部材２５Ｃ、ミラー保持エレメント２５Ｄ、複数の微動駆動手段２５Ｅを介して鏡筒７Ｆに支持されている。つまり、ミラーＣは、前述の粗動駆動手段及び微動駆動手段により鏡筒７Ｆに対して相対的に駆動可能である。ここで、粗動駆動手段や微動駆動手段は複数でなくても１つでも構わないが、好ましくは３つずつ、さらに好ましくは３つの粗動駆動手段、微動駆動手段のそれぞれが２方向に駆動可能であると尚良い。
【００４０】
さらに、鏡筒７Ｆからのミラーの位置を計測する手段として、鏡筒とミラー保持エレメント２５Ｄ間にはミラー粗動変位計測手段２５Ｆが複数設けられており、粗動駆動手段２５Ｂの駆動によるミラー保持エレメント２５Ｄの変位を計測する。さらに、ミラー保持エレメント２５ＤとミラーＣの間にはミラー微動変位計測手段２５Ｇが複数設けられており、微動駆動手段２５ＥによるミラーＣの駆動変位を計測する。
【００４１】
ミラーＥに関しても、上記ミラーＣと同じ構成が採られており、鏡筒７Ｆ側から順に、複数の粗動駆動手段２６Ｂ、複数のエレメント位置決め部材２６Ｃ、ミラー保持エレメント２６Ｄ、複数の微動駆動手段２６Ｅを介して鏡筒７Ｆに支持されている。つまり、ミラーＥは、前述の粗動駆動手段及び微動駆動手段により鏡筒７Ｆに対して相対的に駆動可能である。ここで、粗動駆動手段や微動駆動手段は複数でなくても１つでも構わないが、好ましくは３つ（もしくは３つ以上）、さらに好ましくは３つの粗動駆動手段、微動駆動手段のそれぞれが２方向に駆動可能であると尚良い。
【００４２】
さらに、鏡筒からのミラーＥの位置を計測する手段として、鏡筒とミラー保持エレメント間にミラー粗動変位計測手段２６Ｆが複数設けられており、粗動駆動手段２６Ｂの駆動によるミラー保持エレメント２６Ｄの変位を計測する。さらに、ミラー保持エレメント２６ＤとミラーＥの間にはミラー微動変位計測手段２６Ｇが複数設けられており、微動駆動手段２６ＥによるミラーＥの駆動変位を計測する。
【００４３】
以上の鏡筒に対するミラー及びミラー保持エレメントの計測手段により、前記ミラー粗動駆動手段及び微動駆動手段の原点出しを行うことが可能になる。この原点出しを行うことにより、各ミラー間の鏡筒に対する相対位置変化の計測開始が可能になる。
【００４４】
上記、鏡筒に対する各ミラー相対位置を計測した状態で、さらに各ミラーの反射面精度を投影光学精度から、目標とする面精度に追い込む為に、さらにミラー位置を高精度（１ｎｍ以下の精度）に計測する手段である、レーザー干渉計等による計測手段を設ける。このレーザー干渉計での計測方法を以下に説明する。
【００４５】
図３に、ミラー位置のレーザー干渉計計測に関して示す。ここで、ミラーＥを例に挙げる。ミラーＥの図に示すように、ミラー自身に計測反射面を設けることにより、投影系本体１０からの各ミラー位置及び相対位置を計測する。
【００４６】
ここで、ミラー保持エレメント２６ＤのＸＹ計測を行う為に、レーザー干渉計等によるミラー変位計測手段２６Ｈの計測光を、ミラー保持エレメント２６Ｄに設けた反射面に照射し、レーザードップラー変位計測方法等により変位変化を計測する。
【００４７】
同じく、Ｚ方向の変位をミラー変位計測手段２６Ｊによりミラー保持エレメント２６ＤのＺ方向の計測を行う。さらに、ミラーＥのＸＹＺ計測を行う為に、ミラーに設けた反射面にレーザー干渉計計測光を、ミラー変位計測手段２６Ｋ及びミラー変位計測手段２６Ｌにより照射し、レーザードップラー変位計測方法等によりミラーのＸＹＺの変位変化を計測する。
【００４８】
以上の計測手段により、鏡筒７Ｆに対してミラーＥの原点出しを行い、ミラーＥの幾何学的設計中心位置に駆動する。さらに、幾何学的設計中心位置にて、投影光学系全反射ミラーの光軸調整及び収差補正を行う。
【００４９】
ここで、投影系本体からミラーＥの変位計測手段をレーザー干渉計等で高精度に計測する手段を設けることにより、投影光学系の全反射ミラーを通しての収差目標値を原点として、この光学的収差目標値に反射ミラーを駆動して追い込む。
【００５０】
ここで、投影光学系の全射ミラーを通しての収差目標値の計測実施方法を説明する。図５に示すように、レチクルステージ６のレチクルステージスライダー６Ｂが退避した状態で、図示のように波面計測計計測光源供給ファイバー２３Ａから供給された計測光を、波面評価光源光を出射する波面計測計計測光源出射口２３から出射して、計測光が投影系ミラー反射面の全面で通しで反射し、図に示すようにウエハステージ可動部８に搭載された波面計測受光センサー２４にて、反射ミラー全面での投影系の光学波面収差が計測される。
【００５１】
次に、この波面計測受光センサーにて計測された波面計測値に基いて、波面計測値演算回路２８にて波面収差量を算出する。この波面計測演算値を元にミラー補正駆動テーブル演算回路２９にて、ミラーＡ〜Ｅの補正駆動方向及び駆動量及び力印可量が算出され、ミラー微動補正駆動手段３１へ目標値として伝達される。
【００５２】
同時にミラーＡ〜Ｅの各位置情報は、２６Ｆ、２６Ｇ等のミラー変位計測手段と２６Ｋ、２６Ｌ、２６Ｈ、２６Ｊ等のミラー変位計測手段（レーザー干渉計）からの信号をミラー系変位計測演算回路を用いてまとめることにより、投影系本体及び鏡筒からのミラー位置及びミラー間の相対位置が計測される。
【００５３】
微動駆動手段２６Ｅ及び粗動駆動手段２６Ｂにより、各ミラーを目標位置に駆動した後。再度波面計測確認を行い、波面収差が規格値を満たしていれば補正終了となり、波面収差が規格値を満たしていなければ、再度残留波面収差量を波面計測演算回路で算出して、上記補正を繰り返すことにより目標規格値に追い込む。
【００５４】
ちなみに、目標とする波面収差量は、ミラー位置を投影系単体で初期に調整して、収差を適正な目標量以下に追い込んだ値となる為、この収差量が装置の目標収差及びミラー位置形状の原点となる。
【００５５】
ミラー位置原点に対して、上記粗微動ミラー駆動手段によりミラーを駆動することにより、収差を目標位置に追い込むことが可能になる。
【００５６】
本実施例においては、ミラーを粗動駆動手段と微動駆動手段の２つを用いて駆動したが、その数は２つに限らず、３種類以上の駆動手段を用いて鏡筒本体に対してミラーを駆動するように構成しても構わない。
【００５７】
また、本実施例においては、ミラー粗動計測手段、ミラー微動計測手段と２種類の計測手段を用いて、鏡筒本体に対するミラーの位置を計測したが、鏡筒本体に対するミラーの位置を直接計測するようにしても構わない。すなわち、鏡筒本体上に設置された位置計測手段を用いてミラーの位置を計測しても構わない。さらには、露光装置の定盤に位置計測手段を設置し、そこからミラーの位置を計測するようにしても構わない。
【００５８】
また、波面収差は、温度やその他の露光空間内の条件によって変化することが考えられるため、定期的に波面収差の計測を行って、その計測結果に基づいてミラーを駆動することが好ましい。必要ならば、ミラーを駆動しながらウエハを露光するようにしても構わない。
【００５９】
またミラーの駆動は、ミラーの駆動に対して敏感に波面収差が変化する方向に関しては、粗動駆動手段と微動駆動手段を設け、ミラーの駆動に対する波面収差の変化が鈍感な場合は、粗動駆動手段のみを設けるように構成しても構わない。
【００６０】
さらに、本実施例においては、露光装置本体上で波面収差の計測を行ったが、この限りではなく、定期的にウエハを露光して、その露光結果に基づいてミラーを駆動しても良いし、また予めデータとして波面収差の変化の予測値を記憶しておいて、その記憶している波面収差の変化に従ってミラーを駆動するように構成しても構わない。
【００６１】
次に、図８及び図９を参照して、上述の露光装置３０００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図８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。本実施形態においては、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。
【００６２】
図９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５００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３０００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。
【００６３】
以上、本冷却装置を露光装置に適応した例を示した。本発明の冷却装置はＥＵＶ光に限定することなく、他のエキシマレーザ光にも適応することが可能である。また、マスクやウエハなどにも適応することが可能である。
【００６４】
実施態様は以下のように記載できる。
【００６５】
（実施態様１） 光源からの光で原版のパターンを照明する照明光学系と、前記原版のパターンからの光を基板に導く投影光学系とを有する露光装置であって、
前記光源から前記基板に至る光を反射する反射部材に対して、少なくとも１つ以上の方向に力及び／又は変位を与える少なくとも１つの第１駆動手段と、少なくとも１つ以上の方向に力及び／又は変位を与える少なくとも１つの第２駆動手段とを有することを特徴とする露光装置。
【００６６】
（実施態様２） 光源からの光で原版のパターンを照明する照明光学系と、前記原版のパターンからの光を基板に導く投影光学系とを有する露光装置であって、
鏡筒と、
支持部材と、
前記光源から前記基板に至る光を反射する反射部材と、
前記鏡筒と前記支持部材とに連結され、少なくとも１つ以上の方向に力及び／又は変位を与えることが可能な少なくとも１つの第１駆動手段と、
前記支持部材と前記反射部材とに連結され、少なくとも１つ以上の方向に力及び／又は変位を与えることが可能な少なくとも１つの第２駆動手段とを有することを特徴とする露光装置。
【００６７】
（実施態様３） 前記第２駆動手段の変位量の最小単位は、前記第１駆動手段の変位量の最小単位よりも小さいことを特徴とする実施態様１又は２記載の露光装置。
【００６８】
（実施態様４） 前記第２駆動手段の制御精度は、前記第１駆動手段の制御精度よりも高いことを特徴とする実施態様１乃至３いずれかに記載の露光装置。
【００６９】
（実施態様５） 前記第２駆動手段の制御周波数は、前記第１駆動手段の制御周波数よりも高いことを特徴とする実施態様１乃至４いずれかに記載の露光装置。
【００７０】
（実施態様６） 前記第１駆動手段に基く変位量を計測する第１計測手段と、前記第２駆動手段に基く変位量を計測する第２計測手段とを有することを特徴とする実施態様１乃至５いずれかに記載の露光装置。
【００７１】
（実施態様７） 前記鏡筒と前記支持部材との相対的な位置を計測する第１計測手段と、前記鏡筒と前記支持部材第２駆動手段に基く変位量を計測する第２計測手段とを有することを特徴とする実施態様１乃至６いずれかに記載の露光装置。
【００７２】
（実施態様８） 前記露光装置が、前記原版と前記基板とを相対的に走査しながら露光を行う走査型露光装置であることを特徴とする実施態様１乃至７いずれかに記載の露光装置。
【００７３】
（実施態様９） 前記光源から前記基板に至る光の光路が、実質的に真空であることを特徴とする実施態様１乃至８いずれかに記載の露光装置。
【００７４】
（実施態様１０） 前記光源からの光の波長が１３〜１４ｎｍであることを特徴とする実施態様１乃至９いずれかに記載の露光装置。
【００７５】
（実施態様１１） 前記投影光学系の波面収差を計測する波面収差計測手段を有し、該収差計測手段の計測結果に基づいて、前記反射部材を駆動することを特徴とする実施態様１乃至１０いずれかに記載の露光装置。
【００７６】
（実施態様１２） 前記投影光学系の波面収差を計測する波面収差計測手段を有し、該波面収差計測手段の計測値に基いて前記投影光学系が有する反射部材に対する補正駆動量を算出制御することを特徴とする実施態様１１記載の露光装置。
【００７７】
（実施態様１３） 前記投影光学系は複数の反射部材を有しており、前記補正駆動量が、前記複数の反射部材に対して選択的に与えられることを特徴とする実施態様１２記載の露光装置。
【００７８】
（実施態様１４） 前記基板を載置する基板駆動ステージを有し、前記波面収差計測手段は、前記基板駆動ステージ上に設けられたことを特徴とする実施態様１１乃至１３いずれかに記載の露光装置。
（実施態様１５） 前記原版を載置する原版駆動ステージを有し、前記波面収差計測手段は、前記原版駆動ステージ上に設けられたことを特徴とする実施態様１１乃至１４いずれかに記載の露光装置。
【００７９】
（実施態様１６） 前記第１駆動手段及び前記第２駆動手段による前記反射部材の変位量を計測する第３計測手段と、前記第２駆動手段による前記反射部材の変位量を計測する第４計測手段とを有し、
該第３計測手段が該反射ミラーと前記鏡筒との位置変位を計測し、前記第４計測手段が前記支持部材と前記鏡筒との位置変位を計測することを特徴とする実施態様２記載の露光装置。
【００８０】
（実施態様１７） 実施態様１乃至１６いずれかに記載の露光装置を用いて前記基板を露光する工程と、露光された前記基板を現像する工程とを有することを特徴とするデバイスの製造方法。
【００８１】
【発明の効果】
本発明により、露光装置上でのミラーの面内並進シフト方向の微小変位及び回転軸倒れの補正、及びミラー自身の自重変形の補正、及び投影系反射ミラーの波面補正をすることが可能になり、ミラー面精度（光学収差）の悪化を防ぎ、投影光学系の場合ウエハへの結像性能の悪化及び照度低下を防ぐ効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に示す露光装置全体図
【図２】実施例に示す投影系ミラー詳細図
【図３】実施例に示す投影系ミラー詳細図
【図４】実施例に示す投影系ミラー計測手段説明図
【図５】実施例に示すミラー波面計測手段構成図
【図６】従来例に示す露光装置全体図
【図７】従来例に示す投影系ミラー構成図
【図８】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９】図８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】
１ 励起レーザー
２ 光源発光部
２Ａ 光源Ａ
３ 真空チャンバー
４ 真空ポンプ
５ 露光光導入部
５Ａ ミラーＡ
５Ｂ ミラーＢ
５Ｃ ミラーＣ
５Ｄ ミラーＤ
６ レチクルステージ
６Ａ 原版
７ 縮小投影ミラー光学系
７Ａ ミラーＡ
７Ｂ ミラーＢ
７Ｃ ミラーＣ
７Ｄ ミラーＤ
７Ｅ ミラーＥ
７Ｆ 鏡筒
８ ウエハステージ
８Ａ ウエハ
９ レチクルステージ支持体
１０ 露光装置本体
１１ ウエハステージ支持体
１２ レチクルストッカー
１３ レチクルチェンジャー
１４ レチクルアライメントユニット
１５ レチクルアライメントスコープ
１６ ウエハストッカー
１７ ウエハ搬送ロボット
１８ ウエハメカプリアライメント温調機
１９ ウエハ送り込みハンド
２０ ゲートバルブ
２１ ゲートバルブ
２２ ゲートバルブ
２３ 波面計測光源出射口
２３Ａ 波面計測光源光供給光ファイバー
２４ 波面計測受光センサー
２５Ｂ 粗動駆動手段
２５Ｃ エレメント位置決め部材
２５Ｄ ミラー保持エレメント
２５Ｅ 微動駆動手段
２５Ｆ ミラー粗動変位計測手段
２５Ｇ ミラー微動変位計測手段
２６Ｂ 粗動駆動手段
２６Ｃ エレメント位置決め部材
２６Ｄ ミラー保持エレメント
２６Ｅ 微動駆動手段
２６Ｆ ミラー粗動変位計測手段
２６Ｇ ミラー微動変位計測手段
２６Ｈ ミラー変位計測手段
２６Ｊ ミラー変位計測手段
２６Ｋ ミラー変位計測手段
２６Ｌ ミラー変位計測手段
２７ ミラー系変位計測演算回路
２８ 波面計測値演算回路
２９ ミラー補正駆動テーブル演算回路
３０ ミラー粗動補正駆動制御手段
３１ ミラー微動補正駆動制御手段
１０１ 励起レーザー
１０２ 光源発光部
１０２Ａ 光源Ａ
１０２Ｂ 露光光
１０３ 真空チャンバー
１０４ 真空ポンプ
１０５ 露光光導入部
１０５Ａ ミラーＡ
１０５Ｂ ミラーＢ
１０５Ｃ ミラーＣ
１０５Ｄ ミラーＤ
１０６ レチクルステージ
１０６Ａ 原版
１０７ 縮小投影ミラー光学系
１０７Ａ ミラーＡ
１０７Ｂ ミラーＢ
１０７Ｃ ミラーＣ
１０７Ｄ ミラーＤ
１０７Ｅ ミラーＥ
１０７Ｆ 鏡筒
１０８ ウエハステージ
１０８Ａ ウエハ
１０９ レチクルステージ支持体
１１０ 露光装置本体
１１１ ウエハステージ支持体
１１２ レチクルストッカー
１１３ レチクルチェンジャー
１１４ レチクルアライメントユニット
１１５ レチクルアライメントスコープ
１１６ ウエハストッカー
１１７ ウエハ搬送ロボット
１１８ ウエハメカプリアライメント温調機
１１９ ウエハ送り込みハンド
１２０ ゲートバルブ
１２１ ゲートバルブ
１２２ ゲートバルブ
Claims (12)
- 光源からの光で原版のパターンを照明する照明光学系と、前記原版のパターンからの光を基板に導く投影光学系とを有する露光装置であって、
鏡筒と、
前記鏡筒の内側に設けられ、前記投影光学系の一部を構成する反射部材と、
前記反射部材を支持する支持部材と、
前記鏡筒に設けられ、前記支持部材に対して少なくとも１つ以上の方向に力及び／又は変位を与える複数の第１駆動手段と、
前記支持部材に設けられ、前記反射部材に対して少なくとも１つ以上の方向に力及び／又は変位を与える複数の第２駆動手段と、
前記第１及び第２駆動手段を制御する制御手段と、
前記鏡筒に対する前記反射部材の位置を計測する位置計測手段と、
前記投影光学系の波面収差を計測する波面収差計測手段とを有し、
前記第２駆動手段の変位量の最小単位は、前記第１駆動手段の変位量の最小単位よりも小さく、
前記制御手段は、
前記位置計測手段の計測結果に基づいて、前記第１及び第２駆動手段を駆動して前記反射部材を所定の原点位置に移動させ、その後、
前記収差計測手段の計測結果に基づいて、前記第２駆動手段を駆動して前記反射部材を前記原点位置から変位させることを特徴とする露光装置。 - 前記第２駆動手段の制御精度は、前記第１駆動手段の制御精度よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
- 前記第２駆動手段の制御周波数は、前記第１駆動手段の制御周波数よりも高いことを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
- 前記位置計測手段は、前記鏡筒に対する前記支持部材の変位量を計測する第１計測手段と、前記支持部材に対する前記反射部材の変位量を計測する第２計測手段とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光装置。
- 前記露光装置が、前記原版と前記基板とを相対的に走査しながら露光を行う走査型露光装置であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露光装置。
- 前記光源から前記基板に至る光の光路が、実質的に真空であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の露光装置。
- 前記光源からの光の波長が１３〜１４ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の露光装置。
- 前記投影光学系は複数の反射部材を有しており、前記制御手段は、前記複数の反射部材を選択的に変位させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の露光装置。
- 前記基板を載置する基板駆動ステージを有し、前記波面収差計測手段は、前記基板駆動ステージ上に設けられたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の露光装置。
- 前記原版を載置する原版駆動ステージを有し、前記波面収差計測手段は、前記原版駆動ステージ上に設けられたことを特徴とする請求項１至８のいずれか１項に記載の露光装置。
- 前記位置計測手段は、前記鏡筒に対する前記反射部材の変位量を計測する第１計測手段と、前記鏡筒に対する前記支持部材の変位量を計測する第２計測手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
- 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の露光装置を用いて前記基板を露光する工程と、露光された前記基板を現像する工程とを有することを特徴とするデバイスの製造方法。
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