鏡筒、露光装置及び光学素子の検出方法並びにデバイスの製造方法
【課題】 光学性能の変化した光学素子を容易に特定可能な鏡筒及び光学素子の検出方法、光学系の光学特性をスループットの低下させずに補正可能な露光装置、高集積度のデバイスを歩留まりよく製造可能なデバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】 照明光学系の瞳面に配置される固定レチクルブラインド２８Ｂの近傍に、カバーレンズ３２を、光軸を中心に回転可能に配置する。そのカバーレンズ３２に曇り部分及び硝材の劣化部分等の透過率が低下した部分が、露光光の露光領域外となるように、回転させる。これにより、カバーレンズ３２の光学性能の変化が、照明光学系の光学特性に与える影響を低減する。
【解決手段】 照明光学系の瞳面に配置される固定レチクルブラインド２８Ｂの近傍に、カバーレンズ３２を、光軸を中心に回転可能に配置する。そのカバーレンズ３２に曇り部分及び硝材の劣化部分等の透過率が低下した部分が、露光光の露光領域外となるように、回転させる。これにより、カバーレンズ３２の光学性能の変化が、照明光学系の光学特性に与える影響を低減する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複数の光学素子を収容する鏡筒に関するものである。また、例えば半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスや、そのデバイスを製造するためのマスクの製造工程におけるリソグラフィ工程で使用される露光装置に関するものである。さらに、光学系を構成する複数の光学素子のうちで、光学性能の変化した光学素子を検出する光学素子の検出方法に関するものである。加えて、リソグラフィ工程をデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の露光装置は、所定の露光光で、パターンが形成された、レチクル、フォトマスク等のマスクを照明する照明光学系と、そのマスクのパターンをウエハ、ガラスプレート等の基板上に転写する投影光学系とを有している。これらの照明光学系及び投影光学系は、複数のレンズ、ミラー等の光学素子で構成されており、筒状の複数の鏡筒ユニットを連結した鏡筒内に収容されている。
【０００３】
この露光装置としては、マスク上のパターンを、ほぼ正方形状の露光光で照明して、感光性材料の塗布された基板上の各ショット領域に転写するステップ・アンド・リピート方式の一括露光型の露光装置が多用されている。また、近年では、マスク上のパターンを長方形状、円弧状等のスリット状の露光光で照明しつつ、マスクと基板とを投影光学系に対して同期走査して、マスク上のパターンを基板上に逐次露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の露光装置も多用されるようになってきた。
【０００４】
この走査露光型の露光装置では、一括露光型の露光装置に比べて、同等の開口数の投影光学系でもってより大きなパターンの転写を行うことができる。この一方で、この走査露光型の露光装置では、露光光がその光軸に対して回転非対称性を有した状態でレンズ等に照射されることになる。このため、照射エネルギーの吸収熱によりレンズの温度分布が不均一となり、レンズが回転非対称に熱変形したり、硝材の屈折率分布が回転非対称に変動したりすることがある。これにより、投影光学系の収差が徐々に変化することになるが、極めて高解像力でかつ高精度な露光が要求されるような条件下では、この投影光学系の収差変動が許容できなくなるおそれがある。
【０００５】
このため、走査露光型の露光装置において、投影光学系を収容する鏡筒を、上部鏡筒と下部鏡筒とに分割し、上部鏡筒を、軸受を介して下部鏡筒上に露光光の光軸を中心にして回転自在に載置した構成も開発されてきている。この露光装置では、投影光学系の一部を構成し上部鏡筒に保持される第１レンズが、投影光学系の他の一部を構成し下部鏡筒に保持される他のレンズ群に対して、光軸を中心に相対回転されるようになっている。そして、第１レンズを、必要に応じて回転させることにより、第１レンズを通過する露光光の照射エネルギー分布を時間平均で光軸周りに回転対称な状態として、投影光学系に発生する収差変動を小さくするようになっている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２１３６１１号公報（第４−５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、露光装置は、クリーンルームに、チャンバ内に収容された状態で設置される。しかし、クリーンルームといえども、そのクリーンルームの雰囲気中には、極微量のアンモニウム塩、硫酸塩、硝酸塩が気体状態で存在している。これらの塩類が、チャンバ内、さらに鏡筒内に侵入すると、レンズ等の光学素子の表面に付着して、その光学素子の表面にわずかな曇りを生じさせることがある。
【０００７】
また、露光装置の露光光としては、紫外線、遠紫外線等の高エネルギーの光線が使用される。このような高エネルギーの光線がレンズ等に対して、長期間にわたって、連続的にまたは断続的に照射されると、レンズ等の硝材が部分的にわずかながら劣化することがある。
【０００８】
このように、光学素子の表面に曇りが生じたり、硝材に劣化が生じたりすると、その光学素子の透過率や反射率といった光学性能が変化することになる。特に、半導体素子では、近年、回路パターンの微細化が著しく、光学素子における光学性能のわずかな変化であっても露光精度への影響が無視できないものとなりつつある。
【０００９】
また、露光装置の光学系は、いずれも多数の光学素子で構成されており、しかも前述の曇りや硝材の劣化は非常にゆっくりと進行していく。ここで、光学系における光学性能の変化が許容の範囲を超えた時に、どの光学素子がどのようにその光学性能が変化したのかを特定することは困難な作業となる。すなわち、例えば、多数の光学素子について、１枚あるいは複数枚を交換して、交換の都度、実際にテストパターン等を焼き付るなどして、露光状態の変化を観察して、光学性能の変化した光学素子を検出している。このような検出方法では、その光学素子の交換の度に露光装置を停止せざるを得ず、露光装置のスループットが大きく低下することになる。
【００１０】
そこで、このような光学系の光学性能の変化に対しては、その光学性能の変化を打ち消すようなフィルタを作成して、そのフィルタを光学系に装着することによって対処しているのが現状である。しかも、光学性能の変化が複雑になるほど、このフィルタの作成も容易なものではなく多大な時間がかかる。
【００１１】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的としては、光学性能の変化した光学素子を容易に特定することのできる鏡筒及び光学素子の検出方法を提供することにある。また、その他の目的として、光学系における光学特性の補正を、スループットの低下を抑制しつつ、容易に行うことができる露光装置を提供することにある。さらに、その他の目的として、高集積度のデバイスを歩留まりよく製造することのできるデバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の光学素子を収容する鏡筒において、前記複数の光学素子のうちで、光学性能が変化した光学素子を特定するために、前記複数の光学素子のうち、少なくとも１つの光学素子を回転または前記光学素子の光軸と交差する面内で移動させる変位機構を有することを特徴とするものである。
【００１３】
この請求項１に記載の発明では、鏡筒内に収容される複数の光学素子の少なくとも１つの光学素子を回転または前記光学素子の光軸と交差する面内で移動させることができるようになっている。このとき、所定の光学素子に曇りや硝材の劣化が生じていれば、その光学素子を任意の量だけ回転または移動させると、その光学素子を含む複数の光学素子からなる光学系に露光光を照射したときに、その光学系の光学特性に変化が生じることになる。
【００１４】
このように、所定の光学素子を回転または移動させて、通常の露光光を照射することにより、容易に光学性能の変化した光学素子を検出することができるとともに、その光学素子における光学性能の変化状態を検出することが可能となる。このため、光学系の光学特性を補正するにあたって、その光学素子を交換あるいは清浄するにしても、迅速に行うことができ、鏡筒を搭載した露光装置におけるスループットの低下を抑制することができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記変位機構は、前記複数の光学素子で構成される光学系の瞳面の近傍に配置された光学素子を回転または移動させるものであることを特徴とするものである。
【００１６】
複数の光学素子で構成される光学系では、その瞳面の近傍に配置される光学素子に光学性能の変化が生じたときに、光学系全体の光学特性の変化に与える影響が大きくなる。この請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明の作用に加えて、光学系における光学特性の変化を効率的に検出することができるとともに、その変化を補正することができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記変位機構は、光学性能が変化した前記光学素子を、前記複数の光学素子で構成される光学系の光学特性に及ぼす影響を低減すべく回転または移動ことを特徴とするものである。
【００１８】
この請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の発明の作用に加えて、光学性能の変化した光学素子を回転または移動させて、光学系の光学特性に対する光学素子における光学性能の変化の影響を許容範囲内となるようにすることができる。これにより、鏡筒を搭載する露光装置を、ほとんど停止することなく、光学系における光学特性の変化を許容範囲内となるように補正することができる。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の発明において、内部を所定の雰囲気に調整する雰囲気調整機構を有することを特徴とするものである。
【００２０】
雰囲気調整機構を有する鏡筒においては、鏡筒を分解するなどして、鏡筒内の雰囲気を変化させると、再び鏡筒内の雰囲気を安定化させるに非常に時間がかかることがある。この請求項４に記載の発明では、場合によっては、鏡筒を分解することなく、光学系の光学特性を補正することができるため、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の発明の作用を特に効率よく発揮させることができる。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明は、露光光で、パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系と、マスクのパターンを基板上に転写する投影光学系とを有する露光装置において、前記照明光学系及び前記投影光学系の少なくとも一方を構成する複数の光学素子を、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の鏡筒に収容したことを特徴とするものである。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記変位機構は、前記複数の光学素子のうち、前記露光光が照射される領域の透過率または反射率が低下した光学素子を回転または前記光軸と交差する面内で移動させることを特徴とするものである。
【００２３】
この請求項５及び６に記載の発明では、光学系における光学特性の補正を、スループットの低下を抑制しつつ、容易に行うことが可能となる。
また、請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の発明において、前記変位機構は、前記照明光学系の瞳面またはその近傍、あるいは前記投影光学系の瞳面またはその近傍における前記露光光の強度分布に基づいて、透過率または反射率が低下した光学素子を回転または移動させることを特徴とするものである。
【００２４】
この請求項７に記載の発明では、請求項５または６に記載の発明の作用に加えて、露光領域内の照度分布を調整することができ、光学系の光学特性の補正を迅速に行うことができる。
【００２５】
また、請求項８に記載の発明は、請求項５または６に記載の発明において、記変位機構は、前記基板上に照射される露光領域内の照度分布に基づいて、透過率または反射率の低下した光学素子を回転または移動させることを特徴とするものである。
【００２６】
この請求項８に記載の発明では、請求項５または６に記載の発明の作用に加えて、透過率または反射率の低下した所定の光学素子を回転または移動させることにより、他の透過率または反射率の低下した光学素子の影響を相殺して、基板上に照射される露光領域内の照度分布を所定の状態に調整することが可能となる。これにより、透過率または反射率の低下した所定の光学素子自身を、光学系の光学特性の補正フィルタとして使用することができる。
【００２７】
また、請求項９に記載の発明は、光学系を構成する複数の光学素子のうち、光学性能の変化した光学素子を検出する光学素子の検出方法において、前記複数の光学素子のうち、少なくとも１つの光学素子を回転または前記光学素子の光軸と交差する面内で移動させ、所定の位置に配置された受光器で、前記回転または移動の前後における前記光学素子を介した光の受光結果に基づいて前記光学性能の変化した光学素子を検出することを特徴とするものである。
【００２８】
この請求項９に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用と同様の作用が奏される。
また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記少なくとも１つの光学素子を、回転または前記光学素子の光軸と交差する面内で移動させつつ、前記光を前記光学素子に照射し、前記光学素子を介した前記光を前記受光器で受光することを特徴とするものである。
【００２９】
この請求項１０に記載の発明によれば、前記請求項９に記載の発明の作用に加えて、露光光を照射しながら、所定の光学素子を回転または移動させて、その光学素子を通過する露光光を連続的に受光することにより、光学性能の変化した光学素子とその状態をさらに迅速に検出することができる。
【００３０】
また、請求項１１に記載の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程は、請求項５〜８のうちいずれか一項に記載の露光装置を用いることを特徴とするものである。
【００３１】
この請求項１１に記載の発明によれば、高集積度のデバイスを歩留まりよく製造することができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上詳述したように、本発明によれば、光学性能の変化した光学素子を容易に特定可能な鏡筒及び光学素子の検出方法を提供することができる。また、スループットの低下を抑制しつつ、光学系における光学特性を容易に補正可能な露光装置を提供することができる。さらに、高集積度のデバイスを歩留まりよく製造可能なデバイスの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（第１実施形態）
以下、本発明の一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１には、本発明の鏡筒に収容された照明光学系を具備する露光装置の一実施形態に係る露光装置１０の全体構成が概略的に示されている。
【００３４】
この露光装置１０は、マスクとしてのレチクルＲと基板としてのウエハＷとを一次元方向に同期移動しつつ、レチクルＲに形成された回路パターンを、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の各ショット領域に転写する、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、いわゆるスキャニング・ステッパである。なお、ここでは、図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向とする。
【００３５】
露光装置１０は、光源１２、この光源１２からの露光光によりレチクルＲを照明する照明光学系ＩＯＰ、露光装置本体１０Ａとからなっている。この露光装置本体１０Ａは、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲから射出される露光光（パルス紫外光）をウエハＷ上に投射する投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴを備えている。さらに、露光装置本体１０Ａは、照明光学系ＩＯＰの一部、レチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、及びウエハステージＷＳＴ等を保持する本体コラム１４、本体コラム１４の振動を抑制あるいは除去する防振ユニット、及びこれらの制御系等を備えている。
【００３６】
光源１２としては、ここでは波長１９２〜１９４ｎｍの間で酸素の吸収帯を避けるように狭帯化されたパルス紫外光を出力するＡｒＦエキシマレーザ光源が用いられている。この光源１２の本体は、半導体製造工場のクリーンルーム内の床面ＦＤ上に設置されている。光源１２には、図示しない光源制御装置が併設されており、この光源制御装置では、射出される露光光の発振中心波長及びスペクトル半値幅の制御、パルス発振のトリガ制御、レーザチャンバ内におけるガスの状態の制御等を行うようになっている。
【００３７】
なお、光源１２として、波長２４８ｎｍのパルス紫外光を出力するＫｒＦエキシマレーザ光源あるいは波長１５７ｎｍのパルス紫外光を出力するＦ２レーザ光源等用いてもよい。また、光源１２をクリーンルームよりクリーン度が低い別の部屋（サービスルーム）、あるいはクリーンルームの床下に設けられるユーティリティスペースに設置しても構わない。
【００３８】
光源１２は、図１では作図の都合上その図示が省略されているが、実際には遮光性のベローズ及びパイプを介してビームマッチングユニットＢＭＵの一端（入射端）に接続されている。このビームマッチングユニットＢＭＵの他端（出射端）は、内部にリレー光学系を内蔵したパイプ１６を介して照明光学系ＩＯＰの後述する第１部分照明光学系ＩＯＰ１に接続されている。
【００３９】
照明光学系ＩＯＰは、第１部分照明光学系ＩＯＰ１と、第２部分照明光学系ＩＯＰ２との２部分から構成されている。第１部分照明光学系ＩＯＰ１は、床面ＦＤに載置され、第２部分照明光学系ＩＯＰ２は本体コラム１４の一部を構成する第２の支持コラム５２によって支持されている。
【００４０】
第１部分照明光学系ＩＯＰ１は、第１照明系ハウジング２６Ａ内に収容され、可変減光器、ビーム整形光学系、オプティカルインテグレータとしての第１フライアイレンズ系、振動ミラー、オプティカルインテグレータとしての第２フライアイレンズ系、照明系開口絞り板及び可動レチクルブラインド２８Ａ等を備えている。
【００４１】
また、第２部分照明光学系ＩＯＰ２は、第２照明系ハウジング２６Ｂ内に所定の位置関係で収納され、固定レチクルブラインド２８Ｂ、複数のレンズまたはミラー及びメインコンデンサレンズ等を備えている。
【００４２】
可変減光器は、パルス紫外光のパルス毎の平均エネルギを調整するためのもので、ここでは、減光率が異なる複数のＮＤフィルタを回転可能な円盤上に所定角度間隔で配置したもの（ターレット）が用いられ、円盤の回転角度を調整することにより、減光率を段階的に変更できるようになっている。
【００４３】
ビーム整形光学系は、可変減光器によって所定のピーク強度に調整されたパルス紫外光の断面形状を、そのパルス紫外光の光路後方に設けられたダブルフライアイレンズ系の入射端を構成する第１フライアイレンズ系の入射端の全体形状と相似になるように整形して、その第１フライアイレンズ系に効率よく入射させるものである。
【００４４】
第１フライアイレンズ系としては、ここではターレット、すなわち回転可能な円盤上にフライアイレンズが取り付けられたものが用いられている。従って、円盤を回転させることにより、フライアイレンズをパルス紫外光の光路上に正確に位置させることができるようになっている。振動ミラーは、被照射面（レチクル面又はウエハ面）に生じる干渉縞や微弱なスペックルを平滑化するためのものである。
【００４５】
第１、第２フライアイレンズ系は、露光光の強度分布を一様化するためのものである。そして、前記第２フライアイレンズ系の射出面の近傍に、円板状部材から成る照明系開口絞り板が配置されている。この照明系開口絞り板には、ほぼ等角度間隔で、例えば通常の円形開口より成る開口絞り、小さな円形開口より成りコヒーレンスファクタであるσ値を小さくするための開口絞り、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り、及び変形光源法用に例えば４つの開口を偏心させて配置して成る変形開口絞り等が配置されている。そして、いずれかの開口絞りが、第２フライアイレンズ系の射出面に位置させられるようになっている。照明系開口絞り板の後方の露光光の光路上に、後述する可動レチクルブラインド２８Ａが配置されている。
【００４６】
第２照明系ハウジング２６Ｂ内に収納された複数のレンズまたはミラー、コンデンサレンズの少なくとも１つが、非露光動作中に、その光軸が他のレンズまたはミラーの光軸に対して可動に構成されている。
【００４７】
以上の構成において、第１フライアイレンズ系の入射面、第２フライアイレンズ系の入射面、可動レチクルブラインド２８Ａの可動ブレードの配置面、レチクルＲのパターン面は、光学的に互いに共役に設定されている。そして、第１フライアイレンズ系の射出面側に形成される光源面、第２フライアイレンズ系の射出面側に形成される光源面、投影光学系ＰＬのフーリエ変換面（射出瞳面）は、光学的に互いに共役に設定され、ケーラー照明系となっている。
【００４８】
図１に戻り、前記本体コラム１４は、ベースプレートＢＰ上に設けられた複数本（ここでは４本）の支持部材４０Ａ〜４０Ｄ（但し、紙面奥側の支柱４０Ｃ、４０Ｄは図示省略）及びこれらの支持部材４０Ａ〜４０Ｄの上部にそれぞれ固定された防振ユニット４２Ａ〜４２Ｄ（但し、図１においては紙面奥側の防振ユニット４２Ｃ、４２Ｄは図示省略）を介してほぼ水平に支持された鏡筒定盤４４と、鏡筒定盤４４上に設けられた第１及び第２の支持コラム４８、５２とを備えている。
【００４９】
鏡筒定盤４４は鋳物等で構成されており、その中央部に平面視円形の開口が形成され、その内部に投影光学系ＰＬがその光軸方向をＺ軸方向として上方から挿入されている。投影光学系ＰＬの鏡筒部の外周部には、その鏡筒部に一体化されたフランジＦＬＧが設けられている。また、このフランジＦＬＧは、投影光学系ＰＬを鏡筒定盤４４に対して点と面とＶ溝とを介して３点で支持するいわゆるキネマティック支持マウントを構成している。
【００５０】
第１の支持コラム４８は、鏡筒定盤４４の上面に投影光学系ＰＬを取り囲んで植設された４本の脚５８（紙面奥側の脚は図示省略）と、これら４本の脚５８によってほぼ水平に支持されたレチクルベース定盤６０とを備えている。同様に、第２の支持コラム５２は、鏡筒定盤４４の上面に、第１の支持コラム４８を取り囲む状態で植設された４本の支柱６２（紙面奥側の支柱は図示省略）と、これら４本の支柱６２によってほぼ水平に支持された天板６４とによって構成されている。この第２の支持コラム５２の天板６４によって、第２部分照明光学系ＩＯＰ２が支持されている。
【００５１】
前記レチクルステージＲＳＴは、本体コラム１４を構成する第１の支持コラム４８を構成するレチクルベース定盤６０上に配置されている。レチクルステージＲＳＴは、例えば磁気浮上型の２次元リニアアクチュエータ等から成るレチクルステージ駆動系によって駆動され、レチクルＲをレチクルベース定盤６０上でＹ軸方向に大きなストロークで直線駆動するとともに、Ｘ軸方向とθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に関しても微小駆動が可能な構成となっている。
【００５２】
レチクルステージＲＳＴの一部には、その位置や移動量を計測するための位置検出装置であるレチクルレーザ干渉計７０からの測長ビームを反射する移動鏡７２が取り付けられている。レチクルレーザ干渉計７０は、レチクルベース定盤６０に固定され、投影光学系ＰＬの上端部側面に固定された固定鏡Ｍｒを基準として、レチクルステージＲＳＴのＸＹ面内の位置（θｚ回転を含む）を例えば、０．５〜１ｎｍ程度の分解能で検出するようになっている。
【００５３】
レチクルレーザ干渉計７０によって計測されるレチクルステージＲＳＴ（すなわちレチクルＲ）の位置情報（または速度情報）に基づいて、レチクルステージＲＳＴを制御する。
【００５４】
投影光学系ＰＬとしては、ここでは、物体面（レチクルＲ）側と像面（ウエハＷ）側の両方がテレセントリックで円形の投影視野を有し、石英や螢石を光学硝材とした屈折光学素子（レンズ素子）のみから成る１／４、１／５、または１／６縮小倍率の屈折光学系が使用されている。このため、レチクルＲに露光光が照射されると、レチクルＲ上の回路パターン領域のうちの露光光によって照明された部分からの結像光束が投影光学系ＰＬに入射し、その回路パターンの部分倒立像がパルス紫外光の各パルス照射の度に、投影光学系ＰＬの像面側の円形視野の中央にスリット状または矩形状（多角形）に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系ＰＬの結像面に配置されたウエハＷ上の複数のショット領域のうちの１つのショット領域表面のレジスト層に縮小転写される。
【００５５】
一方、前記ウエハステージＷＳＴは、ウエハベース定盤５４上に配置され、例えば磁気浮上型の２次元リニアアクチュエータ等から成るウエハステージ駆動系によってＸＹ面内で自在に駆動されるようになっている。そして、このウエハステージＷＳＴの上面に、ウエハＷがウエハホルダ７６を介して真空吸着等により固定されている。
【００５６】
前記ウエハステージＷＳＴのＸＹ位置及び回転量（ヨーイング量、ローリング量、ピッチング量）は、投影光学系ＰＬの鏡筒下端に固定された参照鏡Ｍｗを基準として、ウエハステージＷＳＴの一部に固定された移動鏡７８の位置変化を計測するウエハレーザ干渉計８０によって、所定の分解能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でリアルタイムに計測される。
【００５７】
本実施形態の露光装置１０では、以上で説明した本体コラム１４及びこれに支持されるレチクルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴ、及び投影光学系ＰＬ等によって、露光装置本体１０Ａが構成されている。
【００５８】
次に、照明光学系ＩＯＰを構成する第１、第２部分照明光学系ＩＯＰ１、ＩＯＰ２の接合構造について、図２を参照して詳細に説明する。
図２には、第２部分照明光学系ＩＯＰ２及び第１部分照明光学系ＩＯＰ１の一部が断面図にて示されている。この図２に示すように、第１部分照明光学系ＩＯＰ１は、２枚のＬ字状の可動ブレードＢＬａ及びこれを保持する筐体８２Ａを有する光学ユニットを備えている。
【００５９】
筐体８２Ａには、可動ブレードＢＬａが保持されており、この可動ブレードＢＬａは、筐体８２Ａとの間に配置されたアクチュエータ８６によって駆動されるようになっている。この場合、２枚の可動ブレードＢＬａとアクチュエータ８６とによって、前述の可動レチクルブラインド２８Ａが構成されている。
【００６０】
２枚の可動ブレードＢＬａは、レチクルＲの走査方向に対応する方向及び走査方向に直交する非走査方向に対応する方向の位置が可変となっている。この可動レチクルブラインド２８Ａは、不要な部分の露光を抑制するため、固定レチクルブラインド２８Ｂによって規定されるレチクルＲ上の露光領域をさらに制限するために用いられる。
【００６１】
ここで、アクチュエータ８６としては、例えばエアベアリング等により、ガイド面に対して非接触で支持された可動子を有するリニアモータが用いられる。
また、筐体８２Ａの外部には、アクチュエータ８６による可動ブレードＢＬａの駆動量を検出するセンサ９０が設けられている。走査露光時にセンサ９０の出力に基づいてアクチュエータ８６を制御することにより、可動ブレードＢＬａをレチクルＲと同期移動して、不要部分の露光を抑制する。
【００６２】
一方、第２部分照明光学系ＩＯＰ２は、光源側リレーレンズ系３０と固定レチクルブラインド２８Ｂの固定ブレードＢＬｓ、及びこれらを保持する鏡筒としての筐体８２Ｂを有する光学ユニットを備える。
【００６３】
固定レチクルブラインド２８Ｂは、第２照明系ハウジング２６Ｂの入射端近傍のレチクルＲのパターン面に対する共役面からわずかにデフォーカスした面に配置されている。この固定レチクルブラインド２８Ｂには、レチクルＲ上の露光領域を規定する所定形状の開口部が、２枚の真鍮等の金属製の固定ブレードにより形成されている。図４に示すように、この固定レチクルブラインド２８Ｂの開口部１５０は、投影光学系ＰＬの円形視野内の中央で、走査露光時のレチクルＲの移動方向（Ｙ軸方向）と直交したＸ軸方向に直線的に伸びたスリット状または矩形状に形成されている。
【００６４】
そして、この筐体８２Ｂの入射端には、光源側リレーレンズ系３０に対する外気の接触を遮断するため、平行平板状をなす光学素子としてのカバーレンズ３２が取り付けられている。
【００６５】
さらに、前記第２部分照明光学系ＩＯＰ２における筐体８２Ｂと、第１部分照明光学系ＩＯＰ１における筐体８２Ａとの間は、その内部を外気に対して気密状態にすることが可能な伸縮自在の蛇腹状部材３４を介して、両者間の振動の伝達が制限された状態で接続されている。
【００６６】
なお、本実施形態における露光装置１０では、光源１２からウエハＷの間の露光光の光路を含む空間は、低吸収性ガス（例えば空気（酸素）の含有濃度が１ｐｐｍ未満のクリーンな乾燥窒素ガスあるいはヘリウムガス）が、雰囲気調整機構としてのパージガス供給装置３６から供給されている。したがって、第１部分照明光学系ＩＯＰ１の内部、第２部分照明光学系ＩＯＰ２の内部及び第１部分照明光学系ＩＯＰ１と第２部分照明光学系ＩＯＰ２との間の空間、すなわち、蛇腹状部材３４の内部空間には、低吸収性ガスを供給するためのガス供給用配管３６ａ及び空間内のガスを排出するための排出用配管３６ｂが接続されている。
【００６７】
次に、光源側リレーレンズ系３０及び固定レチクルブラインド２８Ｂを有する筐体８２Ｂと、その周辺構成について説明する。
図３は、光源側リレーレンズ系３０を、その光軸を含み、図２において紙面と直交する平面で切ったときの断面図である。図３に示すように、筐体８２Ｂは、上部筐体１０２と下部筐体１０４とからなっている。そして、上部筐体１０２は、円筒状をなす外側上部鏡筒１０６と、その外側上部鏡筒よりわずかに小径の円筒状をなし、その外側上部鏡筒１０６内に収容される内側上部鏡筒１０８とからなっている。
【００６８】
内側上部鏡筒１０８の内周面上には、光源側リレーレンズ系３０を構成する複数（本実施形態では４枚）のレンズ３０Ａ〜３０Ｄが図示しない締付リングを介して保持されている。これらのレンズ３０Ａ〜３０Ｄは、重力方向に沿って配列されている。
【００６９】
外側上部鏡筒１０６は、その上端のフランジ１１２において、第２部分照明光学系ＩＯＰ２を収容する第２照明系ハウジング２６Ｂが載置される天板６４に対して固定ねじ１１４により固定されている。その外側上部鏡筒１０６の内周面上方には係合面１１６が形成されており、この係合面１１６には内側上部鏡筒１０８の外周面上方に形成された摺接面１１８がライナ１２０を介して摺接されている。そして、外側上部鏡筒１０６の係合面１１６の下方において、内側上部鏡筒１０８が螺合されている。さらに、外側上部鏡筒１０６における内周面の下端の受け座１２２と、内側上部鏡筒１０８における下端の段部１２４との間には、支持機構１２６が介装されている。
【００７０】
内側上部鏡筒１０８の外側には、下部筐体１０４がその内側上部鏡筒１０８の光源側端部を覆うように配設されている。この下部筐体１０４は、上部プレート１３２と内側下部鏡筒１３４と外側下部鏡筒１３６とからなっている。
【００７１】
上部プレート１３２は、円環状をなしており、ガイド機構１３８を介して外側上部鏡筒１０６に保持されている。この上部プレート１３２の上面と外側上部鏡筒１０６の下端面との間は、隙間Ｓを介して所定距離だけ離間するように配置されている。この隙間Ｓは、筐体８２Ｂ内において、外側下部鏡筒１３６と、内側上部鏡筒１０８との対向面間にも設けられている。
【００７２】
上部プレート１３２の下面には、内側下部鏡筒１３４のフランジ１４２が不図示のビスにより取り付けられている。内側下部鏡筒１３４の下方の外周面上には、係合凹部１４４が設けられておりその係合凹部１４４に係合突部１４６が係合する形で、外側下部鏡筒１３６が取着されている。この外側下部鏡筒１３６は有底円筒状に形成されており、その外側下部鏡筒１３６の下端面１４８の中央には可動レチクルブラインド２８Ａから出射される露光光の通過を許容する開口部１５０が形成されている。また、この外側下部鏡筒１３６の下端面１４８には、その開口部１５０の開口面積を制限するとともに、可動レチクルブラインド２８Ａの各可動ブレードＢＬａに対応するように固定レチクルブラインド２８Ｂの固定ブレードＢＬｓが不図示のビスにより取り付けられている。
【００７３】
また、図２に示すように、内側上部鏡筒１０８の下端面には、カバーレンズ３２が、変位機構としての回転機構１５８により、そのカバーレンズ３２の光軸を中心として内側上部鏡筒１０８に対して相対回転可能に取り付けられている。この内側上部鏡筒１０８の下端面は、前述のように照明光学系ＩＯＰのほぼ瞳面に位置する固定レチクルブラインド２８Ｂのごく近傍に配置されるようになっている。
【００７４】
回転機構１５８は、軸受部１６０と、環状ラック１６２と、回転軸１６４とで構成されている。軸受部１６０は、カバーレンズ３２を内側上部鏡筒１０８に対して回転可能に保持する。環状ラック１６２は、カバーレンズ３２の一方の光学面の周縁に環状をなすように形成されている。環状ラック１６２は、カバーレンズ３２を収容するレンズ枠体の表面に形成してもよい。
【００７５】
この環状ラック１６２には、回転軸１６４の先端のピニオン１６６が咬合している。この回転軸１６４は、外側下部鏡筒１３６に形成された透孔１６８及び蛇腹状部材３４に形成された挿通孔１７０を介して、第１及び第２照明系ハウジング２６Ａ，２６Ｂの外部に設けられた図示しない回転軸駆動装置に接続されている。そして、蛇腹状部材３４の挿通孔１７０の周縁と回転軸１６４との間には、第１及び第２照明系ハウジング２６Ａ，２６Ｂの内部を気密に保つためのパッキン１７２が介装されている。
【００７６】
次に、以上のように構成された照明光学系ＩＯＰを搭載する露光装置１０において、照明光学系ＩＯＰの光学特性に変化が生じてきた場合に、カバーレンズ３２の光学性能の変化が、照明光学系ＩＯＰの光学特性の変化にどの程度影響しているかを検出する方法について説明する。
【００７７】
まず、レチクルステージＲＳＴに、所定のパターンを有するテストレチクルを載置する。このテストレチクルに、露光光を照明光学系ＩＯＰを通して照射し、テストレチクル上のパターンを、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に転写する。次に、カバーレンズ３２を、その光軸周りに所定角度だけ回転させて、再度テストレチクルのパターンをウエハＷ上に転写する。このように、カバーレンズ３２を所定角度ずつ回転させて、ウエハＷ上へテストレチクルのパターンの転写を繰り返す。
【００７８】
そして、現像されたパターンに変化があれば、カバーレンズ３２の光学性能の変化が、照明光学系ＩＯＰの光学特性に影響を及ぼしているとすることができる。また、その現像されたパターンの変化の状況から、カバーレンズ３２の光学性能の状態を検出することができる。
【００７９】
次に、例えば図５に示すように、カバーレンズ３２に曇り部分と硝材の劣化部分１８２が生じているような場合において、その曇り部分１８０及び劣化部分１８２の照明光学系ＩＯＰの光学特性に及ぼす影響を低減する方法について、説明する。
【００８０】
この露光装置１０では、露光光の露光領域ＩＡが破線で示すように、矩形状に整形されている。このため、曇り部分１８０及び劣化部分１８２が、この矩形状の露光領域ＩＡの範囲外となるように、カバーレンズ３２をその光軸を中心に約４５°回転させればよい。これにより、露光光の露光領域ＩＡ内には、曇り部分１８０や劣化部分１８２が存在しなくなり、照明光学系ＩＯＰの光学特性を容易に補正することができる。
【００８１】
ここで、図６に示すように、カバーレンズ３２において、露光領域ＩＡの長手方向（Ｘ方向）に複雑な透過率分布を有する形状に曇り部分１８０が生じているような場合を考える。この場合には、そのまま補正フィルタを用いて、曇り部分１８０に伴う透過率の低下を補正しようとすれば、図中のグラフにおいて破線で示すように複雑な透過率分布を有する補正フィルタを用意する必要がある。
【００８２】
これに対して、同様の曇り部分１８０を生じているカバーレンズ３２においても、カバーレンズ３２を、その光軸周りに９０°回転することにより、図中のグラフに示すように、そのＸ方向における透過率分布を単純な形状とすることができる。このように、Ｘ方向に単純な透過率分布であれば、補正フィルタの作成を容易に行うことができる。
【００８３】
従って、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（ア） この露光装置１０では、照明光学系ＩＯＰにおけるカバーレンズ３２での光学性能の変化を特定するために、そのカバーレンズ３２を回転させる回転機構１５８が設けられている。
【００８４】
このため、カバーレンズ３２に曇り部分１８０や硝材の劣化部分１８２が生じていれば、そのカバーレンズ３２を任意の量だけ回転させると、照明光学系ＩＯＰに露光光を照射したときに、その照明光学系ＩＯＰの光学特性に変化が生じることになる。そして、カバーレンズ３２を回転させて、通常の露光光を照射することにより、容易にカバーレンズ３２で光学性能の変化が生じているのか否かを検出することができる。また、そのカバーレンズ３２における光学性能の変化状態を、容易に検出することができる。従って、照明光学系ＩＯＰの光学特性を補正するにあたって、補正フィルタを作成するにしても、そのカバーレンズ３２を交換するにしても、迅速に行うことができ、露光装置１０におけるスループットの低下を抑制することができる。
【００８５】
（イ） 複数のレンズ等で構成される照明光学系ＩＯＰでは、その瞳面の近傍に配置される光学素子に光学性能の変化が生じたときに、照明光学系ＩＯＰ全体の光学特性の変化に与える影響が大きくなる。
【００８６】
これに対して、この露光装置１０では、回転機構１５８が、照明光学系ＩＯＰの瞳面の近傍に配置されたカバーレンズ３２を回転させるようになっている。このため、照明光学系ＩＯＰにおける光学特性の変化の要因を効率的に検出することができるとともに、その変化を容易に補正することができる。
【００８７】
（ウ） この露光装置１０では、回転機構１５８は、曇り部分１８０や硝材の劣化部分１８２の生じたカバーレンズ３２を、照明光学系ＩＯＰの光学特性に及ぼす影響を低減すべく回転させることを特徴とするものである。
【００８８】
このため、曇り部分１８０や硝材の劣化部分１８２の生じたカバーレンズ３２を回転させるといった簡単な操作で、照明光学系ＩＯＰの光学特性に対するカバーレンズ３２における光学性能の変化の影響を許容範囲内となるようにすることができる。これにより、露光装置１０を、ほとんど停止することなく、照明光学系ＩＯＰにおける光学特性の変化を許容範囲内となるように補正することができる。
【００８９】
（エ） 低吸収性ガスで所定の雰囲気に調整するパージガス供給装置３６が接続される鏡筒においては、鏡筒を分解するなどして、鏡筒内の低吸収性ガスでのガス置換を解いて雰囲気を変化させると、再び鏡筒内の雰囲気を安定化させるに非常に時間がかかることがある。
【００９０】
この露光装置１０では、第１及び第２照明系ハウジング２６Ａ，２６Ｂの内部を低吸収性ガスで所定の雰囲気に調整するパージガス供給装置３６が接続されている。この上で、この露光装置１０の照明光学系ＩＯＰには、カバーレンズ３２を回転させる回転機構１５８が装備されている。
【００９１】
このため、場合によっては、第１及び第２照明系ハウジング２６Ａ，２６Ｂを分解することなく、照明光学系ＩＯＰの光学特性を補正することができるため、前記（ア）〜（ウ）に記載の作用及び効果を特に効率よく発揮させることができる。
【００９２】
（オ） この露光装置１０は、回転機構１５８が、照明光学系ＩＯＰの瞳面の近傍における露光光の強度分布に基づいて、透過率の低下したカバーレンズ３２を回転させることも可能となっている。
【００９３】
このため、予め準備されている補正フィルタとカバーレンズ３２の透過率分布とを利用して、露光領域ＩＡ内の照度分布を調整することで、照明光学系ＩＯＰの光学特性の補正を迅速に行うことができる。
【００９４】
（第２実施形態）
つぎに、本発明の第２実施形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００９５】
この第２実施形態の露光装置１０においては、図７に示すように、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子としてのレンズ１９０に前記第１実施形態と同様構成の回転機構１５８を設け、その投影光学系ＰＬ内において、各レンズ１９０の光学性能の変化を検出するようにしたものである。また、この露光装置１０では、各レンズ１９０の光学性能の変化を、ウエハステージＷＳＴに取着された受光器としての光量センサ１９２を用いて行うようにしたものである。
【００９６】
また、この第２実施形態の露光装置１０では、投影光学系ＰＬの光学特性が変化した場合に、光学性能の変化したレンズ１９０を、例えば以下のようにして検出する。
まず、レチクルステージＲＳＴに所定のパターンを有するテストレチクルを載置し、光源１２から露光光を照射した状態で、各レンズ１９０を順に回転させながら、投影光学系ＰＬを通過した露光光の光量を光量センサ１９２で受光する。各レンズ１９０毎に、ウエハＷ上に照射される露光光の光量を光量センサ１９２で検出する。そして、各レンズ１９０毎に、露光光の光量の連続的な変化に基づいて、透過率の低下したレンズ１９０を特定する。
【００９７】
そして、投影光学系ＰＬにおける光学特性の変化を補正する際には、光量センサ１９２での空間像の検出結果から特定された透過率の低下したレンズ１９０を、そのレンズ１９０の光軸周りに回転させる。そして、その透過率の低下したレンズ１９０を、その透過率の低下が投影光学系ＰＬの光学特性に及ぼす影響を低下させるように回転させる。
【００９８】
従って、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（カ） この露光装置１０では、回転機構１５８が、投影光学系を構成するレンズ１９０を回転させるようになっている。
【００９９】
このため、透過率が低下したレンズ１９０を特定することができる。さらに、透過率の低下したレンズ１９０を回転させることにより、他の透過率または反射率の低下したレンズやミラーの影響を相殺して、ウエハＷ上に照射される露光領域ＩＡ内の照度分布を所定の状態に調整することもできる。これにより、透過率の低下したレンズ１９０自身を、投影光学系ＰＬの光学特性の補正フィルタとして使用することができる。なお、透過率の低下したレンズ１９０自身を照明光学系ＩＯＰの光学特性の補正フィルタとしても使うことができる。
【０１００】
（キ） この露光装置１０では、レンズ１９０を回転させつつ、露光光を投影光学系ＰＬに照射し、レンズ１９０を介した露光光の光量を光量センサ１９２で受光するようになっている。
【０１０１】
このため、露光光を照射しながら、投影光学系ＰＬの各レンズ１９０を回転させて、そのレンズ１９０を通過する露光光を連続的に光量センサ１９２で受光することにより、透過率の低下したレンズ１９０とその状態をさらに迅速に検出することができる。
【０１０２】
（変形例）
なお、本発明の実施形態は、以下のように変形してもよい。
・ 前記各実施形態では、回転機構１５８によりカバーレンズ３２またはレンズ１９０を回転させる構成とした。これに対して、検出対象の光学素子が平行平板状のものであれば、その平行平板状の光学素子を露光光の光軸と交差する面内において、光学素子を移動させるようにしてもよい。
【０１０３】
・ 第１実施形態において、照明光学系ＩＯＰの他の瞳面またはその近傍に配置されるレンズ、平行平板レンズ、ミラーを回転及び／または光軸と交差する面内で移動させ、それらレンズの透過率、ミラーの反射率の変化を検出するようにしてもよい。
【０１０４】
・ 第２実施形態において、投影光学系ＰＬの瞳面またはその近傍に配置されるレンズ、ミラーを回転させ、それらレンズの透過率、ミラーの反射率の変化を検出するようにしてもよい。
【０１０５】
・ 前記各実施形態において、照明光学系ＩＯＰの照明系開口絞り板として、例えば複数の開口が偏心して配置されてなる変形開口絞りが配置されているなど、露光光が変形照明とされているような場合には、その露光領域の形状に応じてカバーレンズ３２、レンズ１９０を回転またはその光軸に交差する面内で移動させてもよい。これにより、曇り部分１８０及び硝材の劣化部分１８２が、露光光の露光領域から外れるようにしてもよい。
【０１０６】
・ この発明の光学素子保持装置は、前記各実施形態の照明光学系ＩＯＰの光学素子の保持構成にも具体化することができる。
・ この発明の光学素子保持装置は、前記各実施形態の露光装置１０の投影光学系ＰＬにおける横置きタイプの光学素子の保持構成に限定されることなく、例えば縦置きタイプの鏡筒に具体化してもよい。さらに、他の光学機械、例えば顕微鏡、干渉計等の光学系における鏡筒に具体化してもよい。
【０１０７】
・ また、露光装置として、投影光学系ＰＬを用いることなく、マスクと基板とを密接させてマスクのパターンを露光するコンタクト露光装置、マスクと基板とを近接させてマスクのパターンを露光するプロキシミティ露光装置の光学系にも適用することができる。また、投影光学系ＰＬとしては、全屈折タイプに限らず、反射屈折タイプ、全反射タイプであってもよい。
【０１０８】
・ また、露光装置として、投影光学系ＰＬの像面に最も近い光学素子と、基板との間に液体を満たした状態で露光を行う液浸型露光装置を採用してもよい。
さらに、本発明の露光装置は、縮小露光型の露光装置に限定されるものではなく、例えば等倍露光型、拡大露光型の露光装置であってもよい。
【０１０９】
また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては、石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、または水晶などが用いられる。
【０１１０】
もちろん、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置にも、本発明を適用することができる。また、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などにも本発明を適用することができる。
【０１１１】
さらに、本発明は、マスクと基板とが静止した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式のステッパにも適用することができる。
【０１１２】
・ また、露光装置の光源としては、前記実施形態に記載のＡｒＦエキシマレーザの他、例えばｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（１４６ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）、Ａｒ２レーザ（１２６ｎｍ）等を用いてもよい。また、ＤＦＢ半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（またはエルビウムとイッテルビウムの双方）がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いてもよい。
【０１１３】
なお、前記各実施形態の露光装置１０は、例えば次のように製造される。
すなわち、まず、照明光学系ＩＯＰ、投影光学系ＰＬを構成する複数のレンズ、カバーレンズ、ミラー等の光学素子の少なくとも一部を前記各実施形態または前記各変形例の鏡筒に収容し、この照明光学系ＩＯＰ及び投影光学系ＰＬを露光装置１０の本体に組み込み、光学調整を行う。次いで、多数の機械部品からなるウエハステージＷＳＴ（スキャンタイプの露光装置の場合は、レチクルステージＲＳＴも含む）を露光装置１０の本体に取り付けて配線を接続する。そして、露光装置１０を真空チャンバ内に収容した上で、さらに総合調整（電気調整、動作確認など）を行う。
【０１１４】
ここで、光学素子保持装置を構成する各部品は、超音波洗浄などにより、加工油や、金属物質などの不純物を落としたうえで、組み上げられる。なお、露光装置１０の製造は、温度、湿度や気圧が制御され、かつクリーン度が調整されたクリーンルーム内で行うことが望ましい。
【０１１５】
次に、上述した露光装置１０をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
図８は、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。図８に示すように、まず、ステップＳ２０１（設計ステップ）において、デバイス（マイクロデバイス）の機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ２０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レクチルＲ等）を製作する。一方、ステップＳ２０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラスプレート等の材料を用いて基板（シリコン材料を用いた場合にはウエハＷとなる。）を製造する。
【０１１６】
次に、ステップＳ２０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ２０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ２０４で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップＳ２０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入等）等の工程が必要に応じて含まれる。
【０１１７】
最後に、ステップＳ２０６（検査ステップ）において、ステップＳ２０５で作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
【０１１８】
図９は、半導体デバイスの場合における、図８のステップＳ２０４の詳細なフローの一例を示す図である。図９において、ステップＳ２１１（酸化ステップ）では、ウエハＷの表面を酸化させる。ステップＳ２１２（ＣＶＤステップ）では、ウエハＷ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２１３（電極形成ステップ）では、ウエハＷ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２１４（イオン打込みステップ）では、ウエハＷにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１１〜Ｓ２１４のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【０１１９】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ２１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハＷに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２１６（露光ステップ）において、先に説明したリソグラフィシステム（露光装置１０）によってマスク（レチクルＲ）の回路パターンをウエハＷ上に転写する。次に、ステップＳ２１７（現像ステップ）では露光されたウエハＷを現像し、ステップＳ２１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ２１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
【０１２０】
これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハＷ上に多重に回路パターンが形成される。
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップＳ２１６）において上記の露光装置１０が用いられ、真空紫外域の露光光により解像力の向上が可能となり、しかも露光量制御を高精度に行うことができる。従って、結果的に最小線幅が０．１μｍ程度の高集積度のデバイスを歩留まりよく生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】第１実施形態の露光装置の全体構成を示す概略構成図。
【図２】両レチクルブラインド周辺の詳細構成を示す断面図。
【図３】図２の光源側リレーレンズ系周辺の詳細構成を示す断面図。
【図４】図２の外側下部鏡筒の底面図。
【図５】図２のカバーレンズの回転の一例に関する説明図。
【図６】図２のカバーレンズの回転の他の一例に関する説明図。
【図７】第２実施形態の露光装置の全体構成を示す概略構成図。
【図８】デバイスの製造例のフローチャート。
【図９】半導体デバイスの場合における図８の基板処理に関する詳細なフローチャート。
【符号の説明】
【０１２２】
１０…露光装置、３２…光学素子としてのカバーレンズ、３６…雰囲気調整機構としてのパージガス供給装置、８２Ｂ…鏡筒としての筐体、１５８…変位機構としての回転機構、１９０…光学素子としてのレンズ、１９２…受光器としての光量センサ、ＩＡ…露光領域、ＩＯＰ…光学系として照明光学系、ＰＬ…光学系として投影光学系、Ｒ…マスクとしてのレチクル、Ｗ…基板としてのウエハ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複数の光学素子を収容する鏡筒に関するものである。また、例えば半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスや、そのデバイスを製造するためのマスクの製造工程におけるリソグラフィ工程で使用される露光装置に関するものである。さらに、光学系を構成する複数の光学素子のうちで、光学性能の変化した光学素子を検出する光学素子の検出方法に関するものである。加えて、リソグラフィ工程をデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の露光装置は、所定の露光光で、パターンが形成された、レチクル、フォトマスク等のマスクを照明する照明光学系と、そのマスクのパターンをウエハ、ガラスプレート等の基板上に転写する投影光学系とを有している。これらの照明光学系及び投影光学系は、複数のレンズ、ミラー等の光学素子で構成されており、筒状の複数の鏡筒ユニットを連結した鏡筒内に収容されている。
【０００３】
この露光装置としては、マスク上のパターンを、ほぼ正方形状の露光光で照明して、感光性材料の塗布された基板上の各ショット領域に転写するステップ・アンド・リピート方式の一括露光型の露光装置が多用されている。また、近年では、マスク上のパターンを長方形状、円弧状等のスリット状の露光光で照明しつつ、マスクと基板とを投影光学系に対して同期走査して、マスク上のパターンを基板上に逐次露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の露光装置も多用されるようになってきた。
【０００４】
この走査露光型の露光装置では、一括露光型の露光装置に比べて、同等の開口数の投影光学系でもってより大きなパターンの転写を行うことができる。この一方で、この走査露光型の露光装置では、露光光がその光軸に対して回転非対称性を有した状態でレンズ等に照射されることになる。このため、照射エネルギーの吸収熱によりレンズの温度分布が不均一となり、レンズが回転非対称に熱変形したり、硝材の屈折率分布が回転非対称に変動したりすることがある。これにより、投影光学系の収差が徐々に変化することになるが、極めて高解像力でかつ高精度な露光が要求されるような条件下では、この投影光学系の収差変動が許容できなくなるおそれがある。
【０００５】
このため、走査露光型の露光装置において、投影光学系を収容する鏡筒を、上部鏡筒と下部鏡筒とに分割し、上部鏡筒を、軸受を介して下部鏡筒上に露光光の光軸を中心にして回転自在に載置した構成も開発されてきている。この露光装置では、投影光学系の一部を構成し上部鏡筒に保持される第１レンズが、投影光学系の他の一部を構成し下部鏡筒に保持される他のレンズ群に対して、光軸を中心に相対回転されるようになっている。そして、第１レンズを、必要に応じて回転させることにより、第１レンズを通過する露光光の照射エネルギー分布を時間平均で光軸周りに回転対称な状態として、投影光学系に発生する収差変動を小さくするようになっている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２１３６１１号公報（第４−５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、露光装置は、クリーンルームに、チャンバ内に収容された状態で設置される。しかし、クリーンルームといえども、そのクリーンルームの雰囲気中には、極微量のアンモニウム塩、硫酸塩、硝酸塩が気体状態で存在している。これらの塩類が、チャンバ内、さらに鏡筒内に侵入すると、レンズ等の光学素子の表面に付着して、その光学素子の表面にわずかな曇りを生じさせることがある。
【０００７】
また、露光装置の露光光としては、紫外線、遠紫外線等の高エネルギーの光線が使用される。このような高エネルギーの光線がレンズ等に対して、長期間にわたって、連続的にまたは断続的に照射されると、レンズ等の硝材が部分的にわずかながら劣化することがある。
【０００８】
このように、光学素子の表面に曇りが生じたり、硝材に劣化が生じたりすると、その光学素子の透過率や反射率といった光学性能が変化することになる。特に、半導体素子では、近年、回路パターンの微細化が著しく、光学素子における光学性能のわずかな変化であっても露光精度への影響が無視できないものとなりつつある。
【０００９】
また、露光装置の光学系は、いずれも多数の光学素子で構成されており、しかも前述の曇りや硝材の劣化は非常にゆっくりと進行していく。ここで、光学系における光学性能の変化が許容の範囲を超えた時に、どの光学素子がどのようにその光学性能が変化したのかを特定することは困難な作業となる。すなわち、例えば、多数の光学素子について、１枚あるいは複数枚を交換して、交換の都度、実際にテストパターン等を焼き付るなどして、露光状態の変化を観察して、光学性能の変化した光学素子を検出している。このような検出方法では、その光学素子の交換の度に露光装置を停止せざるを得ず、露光装置のスループットが大きく低下することになる。
【００１０】
そこで、このような光学系の光学性能の変化に対しては、その光学性能の変化を打ち消すようなフィルタを作成して、そのフィルタを光学系に装着することによって対処しているのが現状である。しかも、光学性能の変化が複雑になるほど、このフィルタの作成も容易なものではなく多大な時間がかかる。
【００１１】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的としては、光学性能の変化した光学素子を容易に特定することのできる鏡筒及び光学素子の検出方法を提供することにある。また、その他の目的として、光学系における光学特性の補正を、スループットの低下を抑制しつつ、容易に行うことができる露光装置を提供することにある。さらに、その他の目的として、高集積度のデバイスを歩留まりよく製造することのできるデバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の光学素子を収容する鏡筒において、前記複数の光学素子のうちで、光学性能が変化した光学素子を特定するために、前記複数の光学素子のうち、少なくとも１つの光学素子を回転または前記光学素子の光軸と交差する面内で移動させる変位機構を有することを特徴とするものである。
【００１３】
この請求項１に記載の発明では、鏡筒内に収容される複数の光学素子の少なくとも１つの光学素子を回転または前記光学素子の光軸と交差する面内で移動させることができるようになっている。このとき、所定の光学素子に曇りや硝材の劣化が生じていれば、その光学素子を任意の量だけ回転または移動させると、その光学素子を含む複数の光学素子からなる光学系に露光光を照射したときに、その光学系の光学特性に変化が生じることになる。
【００１４】
このように、所定の光学素子を回転または移動させて、通常の露光光を照射することにより、容易に光学性能の変化した光学素子を検出することができるとともに、その光学素子における光学性能の変化状態を検出することが可能となる。このため、光学系の光学特性を補正するにあたって、その光学素子を交換あるいは清浄するにしても、迅速に行うことができ、鏡筒を搭載した露光装置におけるスループットの低下を抑制することができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記変位機構は、前記複数の光学素子で構成される光学系の瞳面の近傍に配置された光学素子を回転または移動させるものであることを特徴とするものである。
【００１６】
複数の光学素子で構成される光学系では、その瞳面の近傍に配置される光学素子に光学性能の変化が生じたときに、光学系全体の光学特性の変化に与える影響が大きくなる。この請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明の作用に加えて、光学系における光学特性の変化を効率的に検出することができるとともに、その変化を補正することができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記変位機構は、光学性能が変化した前記光学素子を、前記複数の光学素子で構成される光学系の光学特性に及ぼす影響を低減すべく回転または移動ことを特徴とするものである。
【００１８】
この請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の発明の作用に加えて、光学性能の変化した光学素子を回転または移動させて、光学系の光学特性に対する光学素子における光学性能の変化の影響を許容範囲内となるようにすることができる。これにより、鏡筒を搭載する露光装置を、ほとんど停止することなく、光学系における光学特性の変化を許容範囲内となるように補正することができる。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の発明において、内部を所定の雰囲気に調整する雰囲気調整機構を有することを特徴とするものである。
【００２０】
雰囲気調整機構を有する鏡筒においては、鏡筒を分解するなどして、鏡筒内の雰囲気を変化させると、再び鏡筒内の雰囲気を安定化させるに非常に時間がかかることがある。この請求項４に記載の発明では、場合によっては、鏡筒を分解することなく、光学系の光学特性を補正することができるため、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の発明の作用を特に効率よく発揮させることができる。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明は、露光光で、パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系と、マスクのパターンを基板上に転写する投影光学系とを有する露光装置において、前記照明光学系及び前記投影光学系の少なくとも一方を構成する複数の光学素子を、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の鏡筒に収容したことを特徴とするものである。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記変位機構は、前記複数の光学素子のうち、前記露光光が照射される領域の透過率または反射率が低下した光学素子を回転または前記光軸と交差する面内で移動させることを特徴とするものである。
【００２３】
この請求項５及び６に記載の発明では、光学系における光学特性の補正を、スループットの低下を抑制しつつ、容易に行うことが可能となる。
また、請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の発明において、前記変位機構は、前記照明光学系の瞳面またはその近傍、あるいは前記投影光学系の瞳面またはその近傍における前記露光光の強度分布に基づいて、透過率または反射率が低下した光学素子を回転または移動させることを特徴とするものである。
【００２４】
この請求項７に記載の発明では、請求項５または６に記載の発明の作用に加えて、露光領域内の照度分布を調整することができ、光学系の光学特性の補正を迅速に行うことができる。
【００２５】
また、請求項８に記載の発明は、請求項５または６に記載の発明において、記変位機構は、前記基板上に照射される露光領域内の照度分布に基づいて、透過率または反射率の低下した光学素子を回転または移動させることを特徴とするものである。
【００２６】
この請求項８に記載の発明では、請求項５または６に記載の発明の作用に加えて、透過率または反射率の低下した所定の光学素子を回転または移動させることにより、他の透過率または反射率の低下した光学素子の影響を相殺して、基板上に照射される露光領域内の照度分布を所定の状態に調整することが可能となる。これにより、透過率または反射率の低下した所定の光学素子自身を、光学系の光学特性の補正フィルタとして使用することができる。
【００２７】
また、請求項９に記載の発明は、光学系を構成する複数の光学素子のうち、光学性能の変化した光学素子を検出する光学素子の検出方法において、前記複数の光学素子のうち、少なくとも１つの光学素子を回転または前記光学素子の光軸と交差する面内で移動させ、所定の位置に配置された受光器で、前記回転または移動の前後における前記光学素子を介した光の受光結果に基づいて前記光学性能の変化した光学素子を検出することを特徴とするものである。
【００２８】
この請求項９に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用と同様の作用が奏される。
また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記少なくとも１つの光学素子を、回転または前記光学素子の光軸と交差する面内で移動させつつ、前記光を前記光学素子に照射し、前記光学素子を介した前記光を前記受光器で受光することを特徴とするものである。
【００２９】
この請求項１０に記載の発明によれば、前記請求項９に記載の発明の作用に加えて、露光光を照射しながら、所定の光学素子を回転または移動させて、その光学素子を通過する露光光を連続的に受光することにより、光学性能の変化した光学素子とその状態をさらに迅速に検出することができる。
【００３０】
また、請求項１１に記載の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程は、請求項５〜８のうちいずれか一項に記載の露光装置を用いることを特徴とするものである。
【００３１】
この請求項１１に記載の発明によれば、高集積度のデバイスを歩留まりよく製造することができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上詳述したように、本発明によれば、光学性能の変化した光学素子を容易に特定可能な鏡筒及び光学素子の検出方法を提供することができる。また、スループットの低下を抑制しつつ、光学系における光学特性を容易に補正可能な露光装置を提供することができる。さらに、高集積度のデバイスを歩留まりよく製造可能なデバイスの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（第１実施形態）
以下、本発明の一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１には、本発明の鏡筒に収容された照明光学系を具備する露光装置の一実施形態に係る露光装置１０の全体構成が概略的に示されている。
【００３４】
この露光装置１０は、マスクとしてのレチクルＲと基板としてのウエハＷとを一次元方向に同期移動しつつ、レチクルＲに形成された回路パターンを、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の各ショット領域に転写する、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、いわゆるスキャニング・ステッパである。なお、ここでは、図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向とする。
【００３５】
露光装置１０は、光源１２、この光源１２からの露光光によりレチクルＲを照明する照明光学系ＩＯＰ、露光装置本体１０Ａとからなっている。この露光装置本体１０Ａは、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲから射出される露光光（パルス紫外光）をウエハＷ上に投射する投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴを備えている。さらに、露光装置本体１０Ａは、照明光学系ＩＯＰの一部、レチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、及びウエハステージＷＳＴ等を保持する本体コラム１４、本体コラム１４の振動を抑制あるいは除去する防振ユニット、及びこれらの制御系等を備えている。
【００３６】
光源１２としては、ここでは波長１９２〜１９４ｎｍの間で酸素の吸収帯を避けるように狭帯化されたパルス紫外光を出力するＡｒＦエキシマレーザ光源が用いられている。この光源１２の本体は、半導体製造工場のクリーンルーム内の床面ＦＤ上に設置されている。光源１２には、図示しない光源制御装置が併設されており、この光源制御装置では、射出される露光光の発振中心波長及びスペクトル半値幅の制御、パルス発振のトリガ制御、レーザチャンバ内におけるガスの状態の制御等を行うようになっている。
【００３７】
なお、光源１２として、波長２４８ｎｍのパルス紫外光を出力するＫｒＦエキシマレーザ光源あるいは波長１５７ｎｍのパルス紫外光を出力するＦ２レーザ光源等用いてもよい。また、光源１２をクリーンルームよりクリーン度が低い別の部屋（サービスルーム）、あるいはクリーンルームの床下に設けられるユーティリティスペースに設置しても構わない。
【００３８】
光源１２は、図１では作図の都合上その図示が省略されているが、実際には遮光性のベローズ及びパイプを介してビームマッチングユニットＢＭＵの一端（入射端）に接続されている。このビームマッチングユニットＢＭＵの他端（出射端）は、内部にリレー光学系を内蔵したパイプ１６を介して照明光学系ＩＯＰの後述する第１部分照明光学系ＩＯＰ１に接続されている。
【００３９】
照明光学系ＩＯＰは、第１部分照明光学系ＩＯＰ１と、第２部分照明光学系ＩＯＰ２との２部分から構成されている。第１部分照明光学系ＩＯＰ１は、床面ＦＤに載置され、第２部分照明光学系ＩＯＰ２は本体コラム１４の一部を構成する第２の支持コラム５２によって支持されている。
【００４０】
第１部分照明光学系ＩＯＰ１は、第１照明系ハウジング２６Ａ内に収容され、可変減光器、ビーム整形光学系、オプティカルインテグレータとしての第１フライアイレンズ系、振動ミラー、オプティカルインテグレータとしての第２フライアイレンズ系、照明系開口絞り板及び可動レチクルブラインド２８Ａ等を備えている。
【００４１】
また、第２部分照明光学系ＩＯＰ２は、第２照明系ハウジング２６Ｂ内に所定の位置関係で収納され、固定レチクルブラインド２８Ｂ、複数のレンズまたはミラー及びメインコンデンサレンズ等を備えている。
【００４２】
可変減光器は、パルス紫外光のパルス毎の平均エネルギを調整するためのもので、ここでは、減光率が異なる複数のＮＤフィルタを回転可能な円盤上に所定角度間隔で配置したもの（ターレット）が用いられ、円盤の回転角度を調整することにより、減光率を段階的に変更できるようになっている。
【００４３】
ビーム整形光学系は、可変減光器によって所定のピーク強度に調整されたパルス紫外光の断面形状を、そのパルス紫外光の光路後方に設けられたダブルフライアイレンズ系の入射端を構成する第１フライアイレンズ系の入射端の全体形状と相似になるように整形して、その第１フライアイレンズ系に効率よく入射させるものである。
【００４４】
第１フライアイレンズ系としては、ここではターレット、すなわち回転可能な円盤上にフライアイレンズが取り付けられたものが用いられている。従って、円盤を回転させることにより、フライアイレンズをパルス紫外光の光路上に正確に位置させることができるようになっている。振動ミラーは、被照射面（レチクル面又はウエハ面）に生じる干渉縞や微弱なスペックルを平滑化するためのものである。
【００４５】
第１、第２フライアイレンズ系は、露光光の強度分布を一様化するためのものである。そして、前記第２フライアイレンズ系の射出面の近傍に、円板状部材から成る照明系開口絞り板が配置されている。この照明系開口絞り板には、ほぼ等角度間隔で、例えば通常の円形開口より成る開口絞り、小さな円形開口より成りコヒーレンスファクタであるσ値を小さくするための開口絞り、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り、及び変形光源法用に例えば４つの開口を偏心させて配置して成る変形開口絞り等が配置されている。そして、いずれかの開口絞りが、第２フライアイレンズ系の射出面に位置させられるようになっている。照明系開口絞り板の後方の露光光の光路上に、後述する可動レチクルブラインド２８Ａが配置されている。
【００４６】
第２照明系ハウジング２６Ｂ内に収納された複数のレンズまたはミラー、コンデンサレンズの少なくとも１つが、非露光動作中に、その光軸が他のレンズまたはミラーの光軸に対して可動に構成されている。
【００４７】
以上の構成において、第１フライアイレンズ系の入射面、第２フライアイレンズ系の入射面、可動レチクルブラインド２８Ａの可動ブレードの配置面、レチクルＲのパターン面は、光学的に互いに共役に設定されている。そして、第１フライアイレンズ系の射出面側に形成される光源面、第２フライアイレンズ系の射出面側に形成される光源面、投影光学系ＰＬのフーリエ変換面（射出瞳面）は、光学的に互いに共役に設定され、ケーラー照明系となっている。
【００４８】
図１に戻り、前記本体コラム１４は、ベースプレートＢＰ上に設けられた複数本（ここでは４本）の支持部材４０Ａ〜４０Ｄ（但し、紙面奥側の支柱４０Ｃ、４０Ｄは図示省略）及びこれらの支持部材４０Ａ〜４０Ｄの上部にそれぞれ固定された防振ユニット４２Ａ〜４２Ｄ（但し、図１においては紙面奥側の防振ユニット４２Ｃ、４２Ｄは図示省略）を介してほぼ水平に支持された鏡筒定盤４４と、鏡筒定盤４４上に設けられた第１及び第２の支持コラム４８、５２とを備えている。
【００４９】
鏡筒定盤４４は鋳物等で構成されており、その中央部に平面視円形の開口が形成され、その内部に投影光学系ＰＬがその光軸方向をＺ軸方向として上方から挿入されている。投影光学系ＰＬの鏡筒部の外周部には、その鏡筒部に一体化されたフランジＦＬＧが設けられている。また、このフランジＦＬＧは、投影光学系ＰＬを鏡筒定盤４４に対して点と面とＶ溝とを介して３点で支持するいわゆるキネマティック支持マウントを構成している。
【００５０】
第１の支持コラム４８は、鏡筒定盤４４の上面に投影光学系ＰＬを取り囲んで植設された４本の脚５８（紙面奥側の脚は図示省略）と、これら４本の脚５８によってほぼ水平に支持されたレチクルベース定盤６０とを備えている。同様に、第２の支持コラム５２は、鏡筒定盤４４の上面に、第１の支持コラム４８を取り囲む状態で植設された４本の支柱６２（紙面奥側の支柱は図示省略）と、これら４本の支柱６２によってほぼ水平に支持された天板６４とによって構成されている。この第２の支持コラム５２の天板６４によって、第２部分照明光学系ＩＯＰ２が支持されている。
【００５１】
前記レチクルステージＲＳＴは、本体コラム１４を構成する第１の支持コラム４８を構成するレチクルベース定盤６０上に配置されている。レチクルステージＲＳＴは、例えば磁気浮上型の２次元リニアアクチュエータ等から成るレチクルステージ駆動系によって駆動され、レチクルＲをレチクルベース定盤６０上でＹ軸方向に大きなストロークで直線駆動するとともに、Ｘ軸方向とθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に関しても微小駆動が可能な構成となっている。
【００５２】
レチクルステージＲＳＴの一部には、その位置や移動量を計測するための位置検出装置であるレチクルレーザ干渉計７０からの測長ビームを反射する移動鏡７２が取り付けられている。レチクルレーザ干渉計７０は、レチクルベース定盤６０に固定され、投影光学系ＰＬの上端部側面に固定された固定鏡Ｍｒを基準として、レチクルステージＲＳＴのＸＹ面内の位置（θｚ回転を含む）を例えば、０．５〜１ｎｍ程度の分解能で検出するようになっている。
【００５３】
レチクルレーザ干渉計７０によって計測されるレチクルステージＲＳＴ（すなわちレチクルＲ）の位置情報（または速度情報）に基づいて、レチクルステージＲＳＴを制御する。
【００５４】
投影光学系ＰＬとしては、ここでは、物体面（レチクルＲ）側と像面（ウエハＷ）側の両方がテレセントリックで円形の投影視野を有し、石英や螢石を光学硝材とした屈折光学素子（レンズ素子）のみから成る１／４、１／５、または１／６縮小倍率の屈折光学系が使用されている。このため、レチクルＲに露光光が照射されると、レチクルＲ上の回路パターン領域のうちの露光光によって照明された部分からの結像光束が投影光学系ＰＬに入射し、その回路パターンの部分倒立像がパルス紫外光の各パルス照射の度に、投影光学系ＰＬの像面側の円形視野の中央にスリット状または矩形状（多角形）に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系ＰＬの結像面に配置されたウエハＷ上の複数のショット領域のうちの１つのショット領域表面のレジスト層に縮小転写される。
【００５５】
一方、前記ウエハステージＷＳＴは、ウエハベース定盤５４上に配置され、例えば磁気浮上型の２次元リニアアクチュエータ等から成るウエハステージ駆動系によってＸＹ面内で自在に駆動されるようになっている。そして、このウエハステージＷＳＴの上面に、ウエハＷがウエハホルダ７６を介して真空吸着等により固定されている。
【００５６】
前記ウエハステージＷＳＴのＸＹ位置及び回転量（ヨーイング量、ローリング量、ピッチング量）は、投影光学系ＰＬの鏡筒下端に固定された参照鏡Ｍｗを基準として、ウエハステージＷＳＴの一部に固定された移動鏡７８の位置変化を計測するウエハレーザ干渉計８０によって、所定の分解能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でリアルタイムに計測される。
【００５７】
本実施形態の露光装置１０では、以上で説明した本体コラム１４及びこれに支持されるレチクルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴ、及び投影光学系ＰＬ等によって、露光装置本体１０Ａが構成されている。
【００５８】
次に、照明光学系ＩＯＰを構成する第１、第２部分照明光学系ＩＯＰ１、ＩＯＰ２の接合構造について、図２を参照して詳細に説明する。
図２には、第２部分照明光学系ＩＯＰ２及び第１部分照明光学系ＩＯＰ１の一部が断面図にて示されている。この図２に示すように、第１部分照明光学系ＩＯＰ１は、２枚のＬ字状の可動ブレードＢＬａ及びこれを保持する筐体８２Ａを有する光学ユニットを備えている。
【００５９】
筐体８２Ａには、可動ブレードＢＬａが保持されており、この可動ブレードＢＬａは、筐体８２Ａとの間に配置されたアクチュエータ８６によって駆動されるようになっている。この場合、２枚の可動ブレードＢＬａとアクチュエータ８６とによって、前述の可動レチクルブラインド２８Ａが構成されている。
【００６０】
２枚の可動ブレードＢＬａは、レチクルＲの走査方向に対応する方向及び走査方向に直交する非走査方向に対応する方向の位置が可変となっている。この可動レチクルブラインド２８Ａは、不要な部分の露光を抑制するため、固定レチクルブラインド２８Ｂによって規定されるレチクルＲ上の露光領域をさらに制限するために用いられる。
【００６１】
ここで、アクチュエータ８６としては、例えばエアベアリング等により、ガイド面に対して非接触で支持された可動子を有するリニアモータが用いられる。
また、筐体８２Ａの外部には、アクチュエータ８６による可動ブレードＢＬａの駆動量を検出するセンサ９０が設けられている。走査露光時にセンサ９０の出力に基づいてアクチュエータ８６を制御することにより、可動ブレードＢＬａをレチクルＲと同期移動して、不要部分の露光を抑制する。
【００６２】
一方、第２部分照明光学系ＩＯＰ２は、光源側リレーレンズ系３０と固定レチクルブラインド２８Ｂの固定ブレードＢＬｓ、及びこれらを保持する鏡筒としての筐体８２Ｂを有する光学ユニットを備える。
【００６３】
固定レチクルブラインド２８Ｂは、第２照明系ハウジング２６Ｂの入射端近傍のレチクルＲのパターン面に対する共役面からわずかにデフォーカスした面に配置されている。この固定レチクルブラインド２８Ｂには、レチクルＲ上の露光領域を規定する所定形状の開口部が、２枚の真鍮等の金属製の固定ブレードにより形成されている。図４に示すように、この固定レチクルブラインド２８Ｂの開口部１５０は、投影光学系ＰＬの円形視野内の中央で、走査露光時のレチクルＲの移動方向（Ｙ軸方向）と直交したＸ軸方向に直線的に伸びたスリット状または矩形状に形成されている。
【００６４】
そして、この筐体８２Ｂの入射端には、光源側リレーレンズ系３０に対する外気の接触を遮断するため、平行平板状をなす光学素子としてのカバーレンズ３２が取り付けられている。
【００６５】
さらに、前記第２部分照明光学系ＩＯＰ２における筐体８２Ｂと、第１部分照明光学系ＩＯＰ１における筐体８２Ａとの間は、その内部を外気に対して気密状態にすることが可能な伸縮自在の蛇腹状部材３４を介して、両者間の振動の伝達が制限された状態で接続されている。
【００６６】
なお、本実施形態における露光装置１０では、光源１２からウエハＷの間の露光光の光路を含む空間は、低吸収性ガス（例えば空気（酸素）の含有濃度が１ｐｐｍ未満のクリーンな乾燥窒素ガスあるいはヘリウムガス）が、雰囲気調整機構としてのパージガス供給装置３６から供給されている。したがって、第１部分照明光学系ＩＯＰ１の内部、第２部分照明光学系ＩＯＰ２の内部及び第１部分照明光学系ＩＯＰ１と第２部分照明光学系ＩＯＰ２との間の空間、すなわち、蛇腹状部材３４の内部空間には、低吸収性ガスを供給するためのガス供給用配管３６ａ及び空間内のガスを排出するための排出用配管３６ｂが接続されている。
【００６７】
次に、光源側リレーレンズ系３０及び固定レチクルブラインド２８Ｂを有する筐体８２Ｂと、その周辺構成について説明する。
図３は、光源側リレーレンズ系３０を、その光軸を含み、図２において紙面と直交する平面で切ったときの断面図である。図３に示すように、筐体８２Ｂは、上部筐体１０２と下部筐体１０４とからなっている。そして、上部筐体１０２は、円筒状をなす外側上部鏡筒１０６と、その外側上部鏡筒よりわずかに小径の円筒状をなし、その外側上部鏡筒１０６内に収容される内側上部鏡筒１０８とからなっている。
【００６８】
内側上部鏡筒１０８の内周面上には、光源側リレーレンズ系３０を構成する複数（本実施形態では４枚）のレンズ３０Ａ〜３０Ｄが図示しない締付リングを介して保持されている。これらのレンズ３０Ａ〜３０Ｄは、重力方向に沿って配列されている。
【００６９】
外側上部鏡筒１０６は、その上端のフランジ１１２において、第２部分照明光学系ＩＯＰ２を収容する第２照明系ハウジング２６Ｂが載置される天板６４に対して固定ねじ１１４により固定されている。その外側上部鏡筒１０６の内周面上方には係合面１１６が形成されており、この係合面１１６には内側上部鏡筒１０８の外周面上方に形成された摺接面１１８がライナ１２０を介して摺接されている。そして、外側上部鏡筒１０６の係合面１１６の下方において、内側上部鏡筒１０８が螺合されている。さらに、外側上部鏡筒１０６における内周面の下端の受け座１２２と、内側上部鏡筒１０８における下端の段部１２４との間には、支持機構１２６が介装されている。
【００７０】
内側上部鏡筒１０８の外側には、下部筐体１０４がその内側上部鏡筒１０８の光源側端部を覆うように配設されている。この下部筐体１０４は、上部プレート１３２と内側下部鏡筒１３４と外側下部鏡筒１３６とからなっている。
【００７１】
上部プレート１３２は、円環状をなしており、ガイド機構１３８を介して外側上部鏡筒１０６に保持されている。この上部プレート１３２の上面と外側上部鏡筒１０６の下端面との間は、隙間Ｓを介して所定距離だけ離間するように配置されている。この隙間Ｓは、筐体８２Ｂ内において、外側下部鏡筒１３６と、内側上部鏡筒１０８との対向面間にも設けられている。
【００７２】
上部プレート１３２の下面には、内側下部鏡筒１３４のフランジ１４２が不図示のビスにより取り付けられている。内側下部鏡筒１３４の下方の外周面上には、係合凹部１４４が設けられておりその係合凹部１４４に係合突部１４６が係合する形で、外側下部鏡筒１３６が取着されている。この外側下部鏡筒１３６は有底円筒状に形成されており、その外側下部鏡筒１３６の下端面１４８の中央には可動レチクルブラインド２８Ａから出射される露光光の通過を許容する開口部１５０が形成されている。また、この外側下部鏡筒１３６の下端面１４８には、その開口部１５０の開口面積を制限するとともに、可動レチクルブラインド２８Ａの各可動ブレードＢＬａに対応するように固定レチクルブラインド２８Ｂの固定ブレードＢＬｓが不図示のビスにより取り付けられている。
【００７３】
また、図２に示すように、内側上部鏡筒１０８の下端面には、カバーレンズ３２が、変位機構としての回転機構１５８により、そのカバーレンズ３２の光軸を中心として内側上部鏡筒１０８に対して相対回転可能に取り付けられている。この内側上部鏡筒１０８の下端面は、前述のように照明光学系ＩＯＰのほぼ瞳面に位置する固定レチクルブラインド２８Ｂのごく近傍に配置されるようになっている。
【００７４】
回転機構１５８は、軸受部１６０と、環状ラック１６２と、回転軸１６４とで構成されている。軸受部１６０は、カバーレンズ３２を内側上部鏡筒１０８に対して回転可能に保持する。環状ラック１６２は、カバーレンズ３２の一方の光学面の周縁に環状をなすように形成されている。環状ラック１６２は、カバーレンズ３２を収容するレンズ枠体の表面に形成してもよい。
【００７５】
この環状ラック１６２には、回転軸１６４の先端のピニオン１６６が咬合している。この回転軸１６４は、外側下部鏡筒１３６に形成された透孔１６８及び蛇腹状部材３４に形成された挿通孔１７０を介して、第１及び第２照明系ハウジング２６Ａ，２６Ｂの外部に設けられた図示しない回転軸駆動装置に接続されている。そして、蛇腹状部材３４の挿通孔１７０の周縁と回転軸１６４との間には、第１及び第２照明系ハウジング２６Ａ，２６Ｂの内部を気密に保つためのパッキン１７２が介装されている。
【００７６】
次に、以上のように構成された照明光学系ＩＯＰを搭載する露光装置１０において、照明光学系ＩＯＰの光学特性に変化が生じてきた場合に、カバーレンズ３２の光学性能の変化が、照明光学系ＩＯＰの光学特性の変化にどの程度影響しているかを検出する方法について説明する。
【００７７】
まず、レチクルステージＲＳＴに、所定のパターンを有するテストレチクルを載置する。このテストレチクルに、露光光を照明光学系ＩＯＰを通して照射し、テストレチクル上のパターンを、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に転写する。次に、カバーレンズ３２を、その光軸周りに所定角度だけ回転させて、再度テストレチクルのパターンをウエハＷ上に転写する。このように、カバーレンズ３２を所定角度ずつ回転させて、ウエハＷ上へテストレチクルのパターンの転写を繰り返す。
【００７８】
そして、現像されたパターンに変化があれば、カバーレンズ３２の光学性能の変化が、照明光学系ＩＯＰの光学特性に影響を及ぼしているとすることができる。また、その現像されたパターンの変化の状況から、カバーレンズ３２の光学性能の状態を検出することができる。
【００７９】
次に、例えば図５に示すように、カバーレンズ３２に曇り部分と硝材の劣化部分１８２が生じているような場合において、その曇り部分１８０及び劣化部分１８２の照明光学系ＩＯＰの光学特性に及ぼす影響を低減する方法について、説明する。
【００８０】
この露光装置１０では、露光光の露光領域ＩＡが破線で示すように、矩形状に整形されている。このため、曇り部分１８０及び劣化部分１８２が、この矩形状の露光領域ＩＡの範囲外となるように、カバーレンズ３２をその光軸を中心に約４５°回転させればよい。これにより、露光光の露光領域ＩＡ内には、曇り部分１８０や劣化部分１８２が存在しなくなり、照明光学系ＩＯＰの光学特性を容易に補正することができる。
【００８１】
ここで、図６に示すように、カバーレンズ３２において、露光領域ＩＡの長手方向（Ｘ方向）に複雑な透過率分布を有する形状に曇り部分１８０が生じているような場合を考える。この場合には、そのまま補正フィルタを用いて、曇り部分１８０に伴う透過率の低下を補正しようとすれば、図中のグラフにおいて破線で示すように複雑な透過率分布を有する補正フィルタを用意する必要がある。
【００８２】
これに対して、同様の曇り部分１８０を生じているカバーレンズ３２においても、カバーレンズ３２を、その光軸周りに９０°回転することにより、図中のグラフに示すように、そのＸ方向における透過率分布を単純な形状とすることができる。このように、Ｘ方向に単純な透過率分布であれば、補正フィルタの作成を容易に行うことができる。
【００８３】
従って、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（ア） この露光装置１０では、照明光学系ＩＯＰにおけるカバーレンズ３２での光学性能の変化を特定するために、そのカバーレンズ３２を回転させる回転機構１５８が設けられている。
【００８４】
このため、カバーレンズ３２に曇り部分１８０や硝材の劣化部分１８２が生じていれば、そのカバーレンズ３２を任意の量だけ回転させると、照明光学系ＩＯＰに露光光を照射したときに、その照明光学系ＩＯＰの光学特性に変化が生じることになる。そして、カバーレンズ３２を回転させて、通常の露光光を照射することにより、容易にカバーレンズ３２で光学性能の変化が生じているのか否かを検出することができる。また、そのカバーレンズ３２における光学性能の変化状態を、容易に検出することができる。従って、照明光学系ＩＯＰの光学特性を補正するにあたって、補正フィルタを作成するにしても、そのカバーレンズ３２を交換するにしても、迅速に行うことができ、露光装置１０におけるスループットの低下を抑制することができる。
【００８５】
（イ） 複数のレンズ等で構成される照明光学系ＩＯＰでは、その瞳面の近傍に配置される光学素子に光学性能の変化が生じたときに、照明光学系ＩＯＰ全体の光学特性の変化に与える影響が大きくなる。
【００８６】
これに対して、この露光装置１０では、回転機構１５８が、照明光学系ＩＯＰの瞳面の近傍に配置されたカバーレンズ３２を回転させるようになっている。このため、照明光学系ＩＯＰにおける光学特性の変化の要因を効率的に検出することができるとともに、その変化を容易に補正することができる。
【００８７】
（ウ） この露光装置１０では、回転機構１５８は、曇り部分１８０や硝材の劣化部分１８２の生じたカバーレンズ３２を、照明光学系ＩＯＰの光学特性に及ぼす影響を低減すべく回転させることを特徴とするものである。
【００８８】
このため、曇り部分１８０や硝材の劣化部分１８２の生じたカバーレンズ３２を回転させるといった簡単な操作で、照明光学系ＩＯＰの光学特性に対するカバーレンズ３２における光学性能の変化の影響を許容範囲内となるようにすることができる。これにより、露光装置１０を、ほとんど停止することなく、照明光学系ＩＯＰにおける光学特性の変化を許容範囲内となるように補正することができる。
【００８９】
（エ） 低吸収性ガスで所定の雰囲気に調整するパージガス供給装置３６が接続される鏡筒においては、鏡筒を分解するなどして、鏡筒内の低吸収性ガスでのガス置換を解いて雰囲気を変化させると、再び鏡筒内の雰囲気を安定化させるに非常に時間がかかることがある。
【００９０】
この露光装置１０では、第１及び第２照明系ハウジング２６Ａ，２６Ｂの内部を低吸収性ガスで所定の雰囲気に調整するパージガス供給装置３６が接続されている。この上で、この露光装置１０の照明光学系ＩＯＰには、カバーレンズ３２を回転させる回転機構１５８が装備されている。
【００９１】
このため、場合によっては、第１及び第２照明系ハウジング２６Ａ，２６Ｂを分解することなく、照明光学系ＩＯＰの光学特性を補正することができるため、前記（ア）〜（ウ）に記載の作用及び効果を特に効率よく発揮させることができる。
【００９２】
（オ） この露光装置１０は、回転機構１５８が、照明光学系ＩＯＰの瞳面の近傍における露光光の強度分布に基づいて、透過率の低下したカバーレンズ３２を回転させることも可能となっている。
【００９３】
このため、予め準備されている補正フィルタとカバーレンズ３２の透過率分布とを利用して、露光領域ＩＡ内の照度分布を調整することで、照明光学系ＩＯＰの光学特性の補正を迅速に行うことができる。
【００９４】
（第２実施形態）
つぎに、本発明の第２実施形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００９５】
この第２実施形態の露光装置１０においては、図７に示すように、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子としてのレンズ１９０に前記第１実施形態と同様構成の回転機構１５８を設け、その投影光学系ＰＬ内において、各レンズ１９０の光学性能の変化を検出するようにしたものである。また、この露光装置１０では、各レンズ１９０の光学性能の変化を、ウエハステージＷＳＴに取着された受光器としての光量センサ１９２を用いて行うようにしたものである。
【００９６】
また、この第２実施形態の露光装置１０では、投影光学系ＰＬの光学特性が変化した場合に、光学性能の変化したレンズ１９０を、例えば以下のようにして検出する。
まず、レチクルステージＲＳＴに所定のパターンを有するテストレチクルを載置し、光源１２から露光光を照射した状態で、各レンズ１９０を順に回転させながら、投影光学系ＰＬを通過した露光光の光量を光量センサ１９２で受光する。各レンズ１９０毎に、ウエハＷ上に照射される露光光の光量を光量センサ１９２で検出する。そして、各レンズ１９０毎に、露光光の光量の連続的な変化に基づいて、透過率の低下したレンズ１９０を特定する。
【００９７】
そして、投影光学系ＰＬにおける光学特性の変化を補正する際には、光量センサ１９２での空間像の検出結果から特定された透過率の低下したレンズ１９０を、そのレンズ１９０の光軸周りに回転させる。そして、その透過率の低下したレンズ１９０を、その透過率の低下が投影光学系ＰＬの光学特性に及ぼす影響を低下させるように回転させる。
【００９８】
従って、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（カ） この露光装置１０では、回転機構１５８が、投影光学系を構成するレンズ１９０を回転させるようになっている。
【００９９】
このため、透過率が低下したレンズ１９０を特定することができる。さらに、透過率の低下したレンズ１９０を回転させることにより、他の透過率または反射率の低下したレンズやミラーの影響を相殺して、ウエハＷ上に照射される露光領域ＩＡ内の照度分布を所定の状態に調整することもできる。これにより、透過率の低下したレンズ１９０自身を、投影光学系ＰＬの光学特性の補正フィルタとして使用することができる。なお、透過率の低下したレンズ１９０自身を照明光学系ＩＯＰの光学特性の補正フィルタとしても使うことができる。
【０１００】
（キ） この露光装置１０では、レンズ１９０を回転させつつ、露光光を投影光学系ＰＬに照射し、レンズ１９０を介した露光光の光量を光量センサ１９２で受光するようになっている。
【０１０１】
このため、露光光を照射しながら、投影光学系ＰＬの各レンズ１９０を回転させて、そのレンズ１９０を通過する露光光を連続的に光量センサ１９２で受光することにより、透過率の低下したレンズ１９０とその状態をさらに迅速に検出することができる。
【０１０２】
（変形例）
なお、本発明の実施形態は、以下のように変形してもよい。
・ 前記各実施形態では、回転機構１５８によりカバーレンズ３２またはレンズ１９０を回転させる構成とした。これに対して、検出対象の光学素子が平行平板状のものであれば、その平行平板状の光学素子を露光光の光軸と交差する面内において、光学素子を移動させるようにしてもよい。
【０１０３】
・ 第１実施形態において、照明光学系ＩＯＰの他の瞳面またはその近傍に配置されるレンズ、平行平板レンズ、ミラーを回転及び／または光軸と交差する面内で移動させ、それらレンズの透過率、ミラーの反射率の変化を検出するようにしてもよい。
【０１０４】
・ 第２実施形態において、投影光学系ＰＬの瞳面またはその近傍に配置されるレンズ、ミラーを回転させ、それらレンズの透過率、ミラーの反射率の変化を検出するようにしてもよい。
【０１０５】
・ 前記各実施形態において、照明光学系ＩＯＰの照明系開口絞り板として、例えば複数の開口が偏心して配置されてなる変形開口絞りが配置されているなど、露光光が変形照明とされているような場合には、その露光領域の形状に応じてカバーレンズ３２、レンズ１９０を回転またはその光軸に交差する面内で移動させてもよい。これにより、曇り部分１８０及び硝材の劣化部分１８２が、露光光の露光領域から外れるようにしてもよい。
【０１０６】
・ この発明の光学素子保持装置は、前記各実施形態の照明光学系ＩＯＰの光学素子の保持構成にも具体化することができる。
・ この発明の光学素子保持装置は、前記各実施形態の露光装置１０の投影光学系ＰＬにおける横置きタイプの光学素子の保持構成に限定されることなく、例えば縦置きタイプの鏡筒に具体化してもよい。さらに、他の光学機械、例えば顕微鏡、干渉計等の光学系における鏡筒に具体化してもよい。
【０１０７】
・ また、露光装置として、投影光学系ＰＬを用いることなく、マスクと基板とを密接させてマスクのパターンを露光するコンタクト露光装置、マスクと基板とを近接させてマスクのパターンを露光するプロキシミティ露光装置の光学系にも適用することができる。また、投影光学系ＰＬとしては、全屈折タイプに限らず、反射屈折タイプ、全反射タイプであってもよい。
【０１０８】
・ また、露光装置として、投影光学系ＰＬの像面に最も近い光学素子と、基板との間に液体を満たした状態で露光を行う液浸型露光装置を採用してもよい。
さらに、本発明の露光装置は、縮小露光型の露光装置に限定されるものではなく、例えば等倍露光型、拡大露光型の露光装置であってもよい。
【０１０９】
また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては、石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、または水晶などが用いられる。
【０１１０】
もちろん、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置にも、本発明を適用することができる。また、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などにも本発明を適用することができる。
【０１１１】
さらに、本発明は、マスクと基板とが静止した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式のステッパにも適用することができる。
【０１１２】
・ また、露光装置の光源としては、前記実施形態に記載のＡｒＦエキシマレーザの他、例えばｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（１４６ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）、Ａｒ２レーザ（１２６ｎｍ）等を用いてもよい。また、ＤＦＢ半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（またはエルビウムとイッテルビウムの双方）がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いてもよい。
【０１１３】
なお、前記各実施形態の露光装置１０は、例えば次のように製造される。
すなわち、まず、照明光学系ＩＯＰ、投影光学系ＰＬを構成する複数のレンズ、カバーレンズ、ミラー等の光学素子の少なくとも一部を前記各実施形態または前記各変形例の鏡筒に収容し、この照明光学系ＩＯＰ及び投影光学系ＰＬを露光装置１０の本体に組み込み、光学調整を行う。次いで、多数の機械部品からなるウエハステージＷＳＴ（スキャンタイプの露光装置の場合は、レチクルステージＲＳＴも含む）を露光装置１０の本体に取り付けて配線を接続する。そして、露光装置１０を真空チャンバ内に収容した上で、さらに総合調整（電気調整、動作確認など）を行う。
【０１１４】
ここで、光学素子保持装置を構成する各部品は、超音波洗浄などにより、加工油や、金属物質などの不純物を落としたうえで、組み上げられる。なお、露光装置１０の製造は、温度、湿度や気圧が制御され、かつクリーン度が調整されたクリーンルーム内で行うことが望ましい。
【０１１５】
次に、上述した露光装置１０をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
図８は、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。図８に示すように、まず、ステップＳ２０１（設計ステップ）において、デバイス（マイクロデバイス）の機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ２０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レクチルＲ等）を製作する。一方、ステップＳ２０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラスプレート等の材料を用いて基板（シリコン材料を用いた場合にはウエハＷとなる。）を製造する。
【０１１６】
次に、ステップＳ２０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ２０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ２０４で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップＳ２０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入等）等の工程が必要に応じて含まれる。
【０１１７】
最後に、ステップＳ２０６（検査ステップ）において、ステップＳ２０５で作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
【０１１８】
図９は、半導体デバイスの場合における、図８のステップＳ２０４の詳細なフローの一例を示す図である。図９において、ステップＳ２１１（酸化ステップ）では、ウエハＷの表面を酸化させる。ステップＳ２１２（ＣＶＤステップ）では、ウエハＷ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２１３（電極形成ステップ）では、ウエハＷ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２１４（イオン打込みステップ）では、ウエハＷにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１１〜Ｓ２１４のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【０１１９】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ２１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハＷに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２１６（露光ステップ）において、先に説明したリソグラフィシステム（露光装置１０）によってマスク（レチクルＲ）の回路パターンをウエハＷ上に転写する。次に、ステップＳ２１７（現像ステップ）では露光されたウエハＷを現像し、ステップＳ２１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ２１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
【０１２０】
これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハＷ上に多重に回路パターンが形成される。
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップＳ２１６）において上記の露光装置１０が用いられ、真空紫外域の露光光により解像力の向上が可能となり、しかも露光量制御を高精度に行うことができる。従って、結果的に最小線幅が０．１μｍ程度の高集積度のデバイスを歩留まりよく生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】第１実施形態の露光装置の全体構成を示す概略構成図。
【図２】両レチクルブラインド周辺の詳細構成を示す断面図。
【図３】図２の光源側リレーレンズ系周辺の詳細構成を示す断面図。
【図４】図２の外側下部鏡筒の底面図。
【図５】図２のカバーレンズの回転の一例に関する説明図。
【図６】図２のカバーレンズの回転の他の一例に関する説明図。
【図７】第２実施形態の露光装置の全体構成を示す概略構成図。
【図８】デバイスの製造例のフローチャート。
【図９】半導体デバイスの場合における図８の基板処理に関する詳細なフローチャート。
【符号の説明】
【０１２２】
１０…露光装置、３２…光学素子としてのカバーレンズ、３６…雰囲気調整機構としてのパージガス供給装置、８２Ｂ…鏡筒としての筐体、１５８…変位機構としての回転機構、１９０…光学素子としてのレンズ、１９２…受光器としての光量センサ、ＩＡ…露光領域、ＩＯＰ…光学系として照明光学系、ＰＬ…光学系として投影光学系、Ｒ…マスクとしてのレチクル、Ｗ…基板としてのウエハ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光学素子を収容する鏡筒において、
前記複数の光学素子のうちで、光学性能が変化した光学素子を特定するために、前記複数の光学素子のうち、少なくとも１つの光学素子を回転または前記光学素子の光軸と交差する面内で移動させる変位機構を有することを特徴とする鏡筒。
【請求項２】
前記変位機構は、前記複数の光学素子で構成される光学系の瞳面の近傍に配置された光学素子を回転または移動させるものであることを特徴とする請求項１に記載の鏡筒。
【請求項３】
前記変位機構は、光学性能が変化した前記光学素子を、前記複数の光学素子で構成される光学系の光学特性に及ぼす影響を低減すべく回転または移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の鏡筒。
【請求項４】
内部を所定の雰囲気に調整する雰囲気調整機構を有することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の鏡筒。
【請求項５】
露光光で、パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系と、マスクのパターンを基板上に転写する投影光学系とを有する露光装置において、
前記照明光学系及び前記投影光学系の少なくとも一方を構成する複数の光学素子を、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の鏡筒に収容したことを特徴とする露光装置。
【請求項６】
前記変位機構は、前記複数の光学素子のうち、前記露光光が照射される領域の透過率または反射率が低下した光学素子を回転または前記光軸と交差する面内で移動させることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記変位機構は、前記照明光学系の瞳面またはその近傍、あるいは前記投影光学系の瞳面またはその近傍における前記露光光の強度分布に基づいて、透過率または反射率が低下した光学素子を回転または移動させることを特徴とする請求項５または６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記変位機構は、前記基板上に照射される露光領域内の照度分布に基づいて、透過率または反射率の低下した光学素子を回転または移動させることを特徴とする請求項５または６に記載の露光装置。
【請求項９】
光学系を構成する複数の光学素子のうち、光学性能の変化した光学素子を検出する光学素子の検出方法において、
前記複数の光学素子のうち、少なくとも１つの光学素子を回転または前記光学素子の光軸と交差する面内で移動させ、所定の位置に配置された受光器で、前記回転または移動の前後における前記光学素子を介した光の受光結果に基づいて前記光学性能の変化した光学素子を検出することを特徴とする光学素子の検出方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの光学素子を、回転または前記光学素子の光軸と交差する面内で移動させつつ、前記光を前記光学素子に照射し、前記光学素子を介した前記光を前記受光器で受光することを特徴とする請求項９に記載の光学素子の検出方法。
【請求項１１】
リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、
前記リソグラフィ工程は、請求項５〜８のうちいずれか一項に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。
【請求項１】
複数の光学素子を収容する鏡筒において、
前記複数の光学素子のうちで、光学性能が変化した光学素子を特定するために、前記複数の光学素子のうち、少なくとも１つの光学素子を回転または前記光学素子の光軸と交差する面内で移動させる変位機構を有することを特徴とする鏡筒。
【請求項２】
前記変位機構は、前記複数の光学素子で構成される光学系の瞳面の近傍に配置された光学素子を回転または移動させるものであることを特徴とする請求項１に記載の鏡筒。
【請求項３】
前記変位機構は、光学性能が変化した前記光学素子を、前記複数の光学素子で構成される光学系の光学特性に及ぼす影響を低減すべく回転または移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の鏡筒。
【請求項４】
内部を所定の雰囲気に調整する雰囲気調整機構を有することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の鏡筒。
【請求項５】
露光光で、パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系と、マスクのパターンを基板上に転写する投影光学系とを有する露光装置において、
前記照明光学系及び前記投影光学系の少なくとも一方を構成する複数の光学素子を、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の鏡筒に収容したことを特徴とする露光装置。
【請求項６】
前記変位機構は、前記複数の光学素子のうち、前記露光光が照射される領域の透過率または反射率が低下した光学素子を回転または前記光軸と交差する面内で移動させることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記変位機構は、前記照明光学系の瞳面またはその近傍、あるいは前記投影光学系の瞳面またはその近傍における前記露光光の強度分布に基づいて、透過率または反射率が低下した光学素子を回転または移動させることを特徴とする請求項５または６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記変位機構は、前記基板上に照射される露光領域内の照度分布に基づいて、透過率または反射率の低下した光学素子を回転または移動させることを特徴とする請求項５または６に記載の露光装置。
【請求項９】
光学系を構成する複数の光学素子のうち、光学性能の変化した光学素子を検出する光学素子の検出方法において、
前記複数の光学素子のうち、少なくとも１つの光学素子を回転または前記光学素子の光軸と交差する面内で移動させ、所定の位置に配置された受光器で、前記回転または移動の前後における前記光学素子を介した光の受光結果に基づいて前記光学性能の変化した光学素子を検出することを特徴とする光学素子の検出方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの光学素子を、回転または前記光学素子の光軸と交差する面内で移動させつつ、前記光を前記光学素子に照射し、前記光学素子を介した前記光を前記受光器で受光することを特徴とする請求項９に記載の光学素子の検出方法。
【請求項１１】
リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、
前記リソグラフィ工程は、請求項５〜８のうちいずれか一項に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−３３２１９７（Ｐ２００６−３３２１９７Ａ）
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５１３５８（Ｐ２００５−１５１３５８）
【出願日】平成１７年５月２４日（２００５．５．２４）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２４日（２００５．５．２４）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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