露光装置およびデバイス製造方法
【課題】 気体中から入射する光の検出を前提とする光量検出器を用いて、液体中から入射する光を検出する光量検出器を較正できる露光装置の提供。
【解決手段】 照明光学系の光路上における、光源からの光量を検出する第１検出器と、基板ステージに配置され照明光学系および投影光学系を介して光源からの光量を検出する第２検出器と、複数の露光条件の各々に関して、投影光学系と第２検出器との間隙に気体を満たした第１状態で第２検出器により検出された第１光量と、上記第１光量の検出と同期して第１検出器により検出された第２光量と、上記間隙に液体を満たした第２状態で第２検出器により検出された第３光量と、上記第３光量の検出と同期して第１検出器により検出された第４光量とに基づいて、第１状態で第２検出器により検出される光量と第２状態で第２検出器により検出される光量との間の変換係数を求める演算器と、を有する露光装置とする。
【解決手段】 照明光学系の光路上における、光源からの光量を検出する第１検出器と、基板ステージに配置され照明光学系および投影光学系を介して光源からの光量を検出する第２検出器と、複数の露光条件の各々に関して、投影光学系と第２検出器との間隙に気体を満たした第１状態で第２検出器により検出された第１光量と、上記第１光量の検出と同期して第１検出器により検出された第２光量と、上記間隙に液体を満たした第２状態で第２検出器により検出された第３光量と、上記第３光量の検出と同期して第１検出器により検出された第４光量とに基づいて、第１状態で第２検出器により検出される光量と第２状態で第２検出器により検出される光量との間の変換係数を求める演算器と、を有する露光装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイス、液晶デバイス、ＣＣＤ等の撮像デバイス、磁気ヘッド等のデバイスを製造する工程のうち、フォトリソグラフィー工程に使用される露光装置、および当該露光装置を用いたデバイス製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイス、液晶デバイス、ＣＣＤ等の撮像デバイス、磁気ヘッド等のデバイスは、フォトリソグラフィー技術を用いて製造する。その際に、レチクル（原版またはマスクともいう）のパターンを所定の倍率で投影して半導体ウエハ等の感光基板（単に基板ともいう）を露光する。従来の露光装置では、投影光学系とウエハとの間は空気または窒素等の気体で満たされているため、開口数（ＮＡ）は１．０より小さくなっている。
【０００３】
一般的にウエハに塗布された感光材には、適正露光量が定められている。そのため、投影露光装置の照明光学系の中に光学部材（ハーフミラー等）を配置し、この光学部材によって分岐した露光光の光量を光センサ等の受光素子（第１の検出器）により検出している。そして、この受光素子からの出力をもとに、上記適正露光量で露光するために、露光量制御を行っている。
【０００４】
また、照明光学系、投影光学系の光透過率は、経時的に微小に変化するため、ウエハ面上の照度を基準として、上記受光素子を較正する必要がある。そのため、ウエハステージ上に搭載している光センサ等の受光素子（第２の検出器）は、様々な露光条件に関して、照明光学系および投影光学系を透過した露光光を投影光学系の像面近傍で計測し、上記第１の検出器を較正する。
【０００５】
近年、半導体デバイスの微細化に伴って、遠紫外光（真空紫外光）を発するエキシマレーザ光源が投影露光装置の光源として用いられてきている。しかしながら、露光光としてエキシマレーザ光を使用した場合、光学部品の硝材及びコーティング膜の光学特性や、光センサ等の検出系の受光感度が次第に変化することが分かった。また、ウエハを露光するときの条件によって、ウエハステージ上の受光素子では、受光素子への入射角が異なり、当該入射角によって受光素子の感度が異なることが分かっている。
【０００６】
このため、ウエハステージに脱着可能で、かつ空気または窒素等の予め定められた気体中で受光感度が較正されている（第２の検出器より高精度の）エネルギーモニタ（第３の検出器）を用いて、第２の検出器の受光感度の較正を行っている。このようにして、露光量が高精度に制御されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１５０３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
開口数が１より小さい（ＮＡ＜１．０）投影露光装置においては、投影光学系とウエハとの間は空気または窒素で満たされているため、上述のエネルギーモニタを用いて受光素子の受光感度較正を行ってきた。しかし、開口数を１以上（ＮＡ≧１．０）にできる液浸投影露光装置では、投影光学系とウエハとの間は、屈折率ｎが１．０より大きい純水等の液体（液浸媒質）で満たされる。受光感度較正用のエネルギーモニタは、気体中から入射する光の検出が前提となっているため、液体中から入射する光を検出しても高精度な較正を行うことは困難である。
【０００８】
本発明は、気体中から入射する光の検出が前提になっている光量検出器（第３の検出器）を用いて、基板ステージに配置され液体中から入射する光を検出する光量検出器（第２の検出器）を較正することができる露光装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の側面は、光源からの光で原版を照明するように構成された照明光学系と、基板を保持し且つ移動するように構成された基板ステージと、前記照明光学系により照明された原版のパターンを前記基板ステージに保持された基板に投影するように構成された投影光学系とを有し、前記投影光学系と該基板との間の第１の間隙に液体を満たした状態で該原版を介して該基板を露光する露光装置であって、
前記照明光学系の光路上における該光源からの光量を検出するように構成された第１の検出器と、
前記基板ステージに配置され、前記照明光学系および前記投影光学系を介して該光源からの光量を検出するように構成された第２の検出器と、
複数の露光条件の各々に関して、前記投影光学系と前記第２の検出器との間の第２の間隙に気体を満たした第１の状態で前記第２の検出器により検出された第１の光量と、前記第２の検出器による該第１の光量の検出と同期して前記第１の検出器により検出された第２の光量と、該第２の間隙に該液体を満たした第２の状態で前記第２の検出器により検出された第３の光量と、前記第２の検出器による該第３の光量の検出と同期して前記第１の検出器により検出された第４の光量とに基づいて、該第１の状態で前記第２の検出器により検出される光量と該第２の状態で前記第２の検出器により検出される光量との間の第１の変換係数を求めるように構成された演算器と
を有することを特徴とする露光装置である。
【００１０】
本発明の第２の側面は、光源からの光で原版を照明するように構成された照明光学系と、基板を保持し且つ移動するように構成された基板ステージと、前記照明光学系により照明された原版のパターンを前記基板ステージに保持された基板に投影するように構成された投影光学系とを有し、前記投影光学系と該基板との間の第１の間隙に液体を満たした状態で該原版を介して該基板を露光する露光装置であって、
前記照明光学系の光路上における該光源からの光量を検出するように構成された第１の検出器と、
前記基板ステージに配置され、前記照明光学系および前記投影光学系を介して該光源からの光量を検出するように構成された第２の検出器と、
複数の露光条件の各々に関して、前記投影光学系と前記第２の検出器との間の第２の間隙に気体を満たした第１の状態で前記第２の検出器により検出される光量と、該第２の間隙に該液体を満たした第２の状態で前記第２の検出器により検出される光量との間の第１の変換係数を記憶するように構成された記憶器と、
を有することを特徴とする露光装置である。
【００１１】
本発明の第３の側面は、上記第１または第２の側面の露光装置を用いて原版を介し基板を露光するステップを有することを特徴とするデバイス製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、例えば、気体中から入射する光の検出が前提になっている光量検出器（第３の検出器）を用いて、基板ステージに配置され液体中から入射する光を検出する光量検出器（第２の検出器）を較正することができる露光装置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】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての露光装置の実施形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
［第１の実施形態］
以下、図面を用いて本発明の第１の実施形態を説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る液浸走査投影露光装置の構成を示す概略図である。この装置は、ＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイス、液晶デバイス、ＣＣＤ等の撮像デバイス、磁気ヘッド等のデバイスを製造する際に用いられる。なお、液浸投影露光装置は走査型でなくてもよい。
【００１５】
図１において、エキシマレーザ光源等の光源１からの光束は、照明光学系２に入射する。照明光学系２で整形されたビームは、レチクルステージ４に吸着されたレチクル３を照射する。ここで、レチクル３には、上述したデバイスを製造する際に必要な回路パターンが描写されている。そして、レチクル３を透過したビームは、投影光学系５を透過し、可動のウエハステージ８上に吸着保持されたウエハ７に回路パターンの縮小像を形成する。投影光学系５とウエハ７との間の間隙は、屈折率ｎが１より大きい液体（液浸媒質）６で満たされている。上記技術は、液浸露光と呼ばれ、解像力は１／ｎ倍に、焦点深度はｎ倍に向上することが知られている。レチクルステージ４とウエハステージ８とは、走査制御部１２により、その走査方向および走査スピード等が制御される。
【００１６】
第１の検出器９は、ウエハを露光する光量を常時モニタするための光検出器である。照明光学系２の光路上において、ビームの一部をハーフミラー等で分割し、そのビームをモニタしている。また、第１の検出器９は、ウエハ７の被露光面や後述する第２の検出器１３と光学的に共役な位置またはその近傍位置に配置されている。第１の検出器９で検出された光量は、光源１の発光強度としてフィードバックされ、光源１は、演算器１１および光源制御器１０を含む制御系により制御される。
【００１７】
第２の検出器１３は、ウエハ７とほぼ同じ高さになるようにステージ８内に構成され、投影光学系５の像面での光量や光量分布を検出するために用いられる。通常、感度較正された第２の検出器１３を用いて、第１の検出器９を感度較正する。それは、照明光学系２及び投影光学系５の透過率が微小だが変化するためで、像面での照度を基準として、露光中に使用する第１の検出器９を較正する必要がある。また、第２の検出器１３は、液浸媒質６の有無に関わらず（開口数ＮＡによらず）、光量検出が可能な構成である。
【００１８】
第２の検出器１３の較正に用いられる第３の検出器１４は、第２の検出器１３と同様にウエハステージ８に常設してもよい。あるいは、使用時のみ、ウエハステージ８に搭載するか、不図示のマニュピュレータで投影光学系５の下に移動するか、のいずれかとしてもよい。図１では、ウエハステージ８には常設されていない状態を示している。
【００１９】
次に、第１の検出器９および第２の検出器１３の感度較正方法について述べる。
【００２０】
第３の検出器１４は、絶対感度値が較正されている光検出器（エネルギーモニタ）である。このエネルギーモニタを使って、第１の検出器９、第２の検出器１３の感度較正を行う。ただし、第３の検出器を液浸媒質６下で使用し、他の検出器を高精度に較正することは非常に困難であるため、次のように第１の検出器９、第２の検出器１３の較正を実現する。
【００２１】
図２を用いて、液浸媒質６が有る場合の第１の検出器９、第２の検出器１３の感度較正方法について説明する。第２の検出器１３の感度の較正は、絶対感度値が保証されている第３の検出器１４の検出光量と液浸媒質６が有る状態での第２の検出器１３の検出出力との比較を行えばよい。なお、第３の検出器１４は、液浸媒質６が有る状態では正確な光量検出ができないことを前提とした方法を述べる。
【００２２】
第３の検出器１４を基準とした、液浸媒質６が無い状態での第２の検出器１３の変換係数（感度較正係数）αは、
α＝Ｅｄ２／Ｅｄ３
である。ここで、Ｅｘｙは検出された光量を示す。添え字ｘは液浸媒質６の有無を示し、ｄは液浸媒質６がないこと、ｗは液浸媒質６があることを示す。添え字ｙは検出器の別を示し、１は第１の検出器、２は第２の検出器、３は第３の検出器を示す。上記光量は、たとえば、投影光学系５の像面における単位時間内の、もしくは光源１がパルス光源の場合は１パルス当たりの光量、または所定パルス数毎の積算された光量である。
【００２３】
第２の検出器１３と第３の検出器１４とは、同時に光量検出することができないが、第１の検出器９は、第２の検出器１３または第３の検出器１４と同時に光量検出可能である。そこで、第１の検出器９の検出光量を介して変換係数（感度較正係数）α（第２の変換係数ともいう）を導出する。
【００２４】
第３の検出器１４と第１の検出器９とが同時に（同期して）光量検出した際の光量比をＡとする（図２−ａ）。
Ａ＝Ｅｄ３／Ｅｄ１
第２の検出器１３と第１の検出器９とが同時に光量検出した際の光量比をＢとする（図２−ｂ）。このとき、図２−ａでの露光条件を変更せずに、ウエハステージ８上の検出器のみを第３の検出器１４から第２の検出器１３に変更する。
Ｂ＝Ｅｄ２／Ｅｄ１
上記Ａ、Ｂを用いて変換係数（感度較正係数）αは次のように求められる。
α＝Ｅｄ２／Ｅｄ３＝（Ｅｄ２／Ｅｄ１）／（Ｅｄ３／Ｅｄ１）＝Ｂ／Ａ
上記より、液浸媒質６が無い状態での変換係数（感度較正係数）αが決定する。次に、液浸媒質６が有る状態で、第３の検出器１４を基準とした第２の検出器１３の感度較正方法について述べる。
【００２５】
液浸媒質６と空気とでは、屈折率や透過率等の光学特性が異なる。そのため、第２の検出器での検出光量が異なる。液浸媒質６の有無によって生じる検出光量の変化率を変換係数（感度較正係数）β（第１の変換係数ともいう）とすると、
β＝Ｅｗ２／Ｅｄ２
となる。
【００２６】
ここでは、実験的に変換係数（感度較正係数）βを導出する方法として液浸投影露光装置を用いる例を示す。照明光学系２内の不図示の絞りの切り換え等により、照明光分布（変形照明態様、例えば、照明光学系の瞳面における光量分布）を変更して、当該分布毎に変換係数（感度較正係数）βを求め、記憶する。第１の変換係数（感度較正係数）βは、演算器１１その他に設けられたメモリやストレージ・デバイス等の記憶器に記憶させる。
【００２７】
また、変換係数（感度較正係数）βは、投影光学系５の最終レンズ、液体（液浸媒質）６または気体（空気または窒素等）、および第２の検出器１３を含む系における界面それぞれでの屈折、反射、液浸媒質６の透過率等を考慮し、理論的に算出することも可能である。算出された第１の変換係数βは、上述のような記憶器に記憶させる。
【００２８】
液浸媒質６が有る状態での、第２の検出器１３の変換係数（感度較正係数）γ（第３の変換係数ともいう）は、変換係数（感度較正係数）αと変換係数（感度較正係数）βの積である。すなわち、
Ｅｗ２／Ｅｄ３＝（Ｅｄ２／Ｅｄ３）×（Ｅｗ２／Ｅｄ２）＝α×β＝γ
Ｅｗ２＝Ｅｄ３×γ
となる。
【００２９】
なお、液浸投影露光装置では、ウエハ７に転写するパターンに応じ、様々な変形照明を行う。変形照明態様（照明光学系の瞳面における光量分布）に応じて変換係数（感度較正係数）βも変化するので、当該光量分布に応じた変換係数（感度較正係数）βを用いる。
【００３０】
上式は、第３の検出器１４で検出した光量に変換係数（感度較正係数）γを乗ずることによって、液浸媒質６が有る状態での第２の検出器１３での検出光量が求まることを示している。実際の液浸投影露光装置では、露光量のターゲットを設定し、液浸媒質６が無い状態での第３の検出器１４の検出光量と変換係数γとを乗じた値と、液浸媒質６が有る状態での第２の検出器１３の検出光量とを比較する。当該比較により、変換係数γの更新を行うことができる（図２−ｃ）。
【００３１】
さらに、第１の検出器９を用いて露光量制御を行う方法を述べる。
【００３２】
変換係数（感度較正係数）γで受光感度を較正した第２の検出器１３を用いて、第１の検出器９を較正する。また、先に第３の検出器１４と第１の検出器９とが同時に光量検出した際の光量比Ａ、液浸媒質６が有る状態での第２の検出器１３の変換係数（感度較正係数）γを用いる。
Ｅｗ２＝Ｅｄ１×Ａ×γ
上式より、Ｅｄ１を検出することでＥｗ２を求めることが可能であり、Ｅｄ１の検出値から露光量制御が可能であるとわかる。
【００３３】
また、導出した変換係数（感度較正係数）βは、経時的に変動する可能性があるため、適時の空気下および液浸媒質６下での第２の検出器１３の検出光量を用いて、変換係数（感度較正係数）βをモニタまたは更新する。
【００３４】
上記の変換係数（感度較正係数）βは、投影光学系５の不図示のＮＡ絞りを微小変化させ、例えばＮＡを０．０１ずつ変化させ、ＮＡ値毎に、実験的または理論的に求めても良い。あるいは、液浸投影露光装置を使用せずに、光源からの光を直接第２の検出器１３に入射させる装置等を用いて実験的に求めてもよい。
【００３５】
求めたＮＡ値毎の変換係数（感度較正係数）βを用いる場合、液浸投影露光装置に設定されたＮＡ値にしたがって、変換係数（感度較正係数）βを変更すればよい。
【００３６】
今までに述べた第２の検出器の感度較正方法は、液浸媒質６の有無による感度の変動が無視できないＮＡについての、液浸媒質６が有る場合の第２の検出器１３の感度較正方法である。
【００３７】
次に、液浸媒質６の有無による感度の変化が無視できるＮＡについての、液浸媒質６がある場合の第２の検出器１３の感度較正方法を示す。
【００３８】
変換係数（感度較正係数）βは、投影光学系５の最終面、液浸媒質６または空気、および第２の検出器１３を含む系におけるそれぞれの界面での反射率、液浸媒質６の透過率等に依存する。感度の変動が、液浸媒質６の有無によらず、無視できるＮＡの場合、変換係数（感度較正係数）αのみで第１の検出器９、第２の検出器１３を感度較正することが可能である。
【００３９】
図３は、感度較正方法の手順の一例を示すフローチャートである。ウエハステージ８上の液浸媒質６の有無を確認する（Ｓ１０１）。液浸媒質６が有る場合は、ウエハステージ８上から液浸媒質６を除去する（Ｓ１０２）。その状態で、第３の検出器１４を投影光学系５からの露光光が入射可能な領域に配置する（Ｓ１０３）。ここで、第３の検出器１４がウエハステージ８上に常設されていない場合は、光量検出時のみウエハステージ８上に搭載する（Ｓ１０３）。第３の検出器による検出光量と、第１の検出器９による検出光量とを演算器１１に記憶させる（Ｓ１０４）。次に第２の検出器１３および第１の検出器９で同様の検出を行う（Ｓ１０５、Ｓ１０６）。それらの検出光量を演算器１１に記憶させ、第２の変換係数（感度較正係数）αを算出する（Ｓ１０７）。
【００４０】
次に、理論的または実験的に求めた第１の変換係数（感度較正係数）βと、上述のようにして求めた第２の変換係数（感度較正係数）αを用いて、第３の変換係数（感度較正係数）γ（＝α×β）を算出する。そして、気体中（気体下）で第３の検出器１４により検出された光量を用いて、第２の検出器１３の感度較正を行う（Ｓ１０８）。また、感度較正を行った第２の検出器１３を用いて第１の検出器９の感度較正を行う（Ｓ１０９）。
【００４１】
図４は、液浸投影露光装置を用いて第１の変換係数（感度較正係数）βを求める手順の一例を示すフローチャートである。ウエハステージ８上の液浸媒質６の有無を確認する（Ｓ２０１）。液浸媒質６が有る場合は、ウエハステージ８上から液浸媒質６を除去する（Ｓ２０２）。その状態で、第２の検出器１３を投影光学系５からの露光光が入射可能な領域に配置する（Ｓ２０３）。照明光学系２中の不図示の絞りの切り換え等により、変形照明態様を変更する（Ｓ２０４−Ａ）。あるいは、投影光学系５中の不図示のＮＡ絞りを調節して、微小ＮＡステップでＮＡを変更する（Ｓ２０４−Ｂ）。Ｓ２０４で設定した状態で、第２の検出器１３、第１の検出器９により同期した光量検出を行い、演算器１１に記憶させる（Ｓ２０５）。液浸投影露光装置で用意されている各変形照明態様について処理が終了するまで、繰返し光量検出を実行する（Ｓ２０６−Ａ）。また、予め定められた各ＮＡについての処理が終了するまで、繰返し光量検出を実行する（Ｓ２０６−Ｂ）。
【００４２】
次に、投影光学系５と第２の検出器１３との間隙に液浸媒質６を満たす（Ｓ２０７）。上記Ｓ２０４、Ｓ２０５、Ｓ２０６と同様の工程を行い、第２の検出器１３、第１の検出器９で光量を検出する（Ｓ２０８、Ｓ２０９、Ｓ２１０）。演算器１１で液浸媒質６の有無それぞれでの第２の検出器１３と第１の検出器９との検出光量の比を用いて、変形照明態様およびＮＡの少なくとも一方に関する複数の露光条件のそれぞれに関して、第１の変換係数（感度較正係数）βを算出する。
【００４３】
［デバイス製造方法への応用］
次に、図５及び図６を参照して、上述の露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図５は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。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、レチクルとウェハを用いて本発明の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、これが出荷（ステップ７）される。
【００４４】
図６は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、上述の露光装置を用いて、レチクルの回路パターンを介しウェハを露光する。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。かかる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１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。
【００４５】
以上、発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらの形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る露光装置の概略構成図である。
【図２】第１の検出器および第２の検出器の感度較正の方法を示す図である。
【図３】感度較正方法の手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】第１の変換係数βを求める手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】図５に示すフローチャートのステップ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】
【００４７】
１ 光源
２ 照明光学系
３ レチクル
５ 投影光学系
６ 液体（液浸媒質）
７ ウエハ
８ ウエハステージ
９ 第１の検出器
１１ 演算器
１３ 第２の検出器
１４ 第３の検出器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイス、液晶デバイス、ＣＣＤ等の撮像デバイス、磁気ヘッド等のデバイスを製造する工程のうち、フォトリソグラフィー工程に使用される露光装置、および当該露光装置を用いたデバイス製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイス、液晶デバイス、ＣＣＤ等の撮像デバイス、磁気ヘッド等のデバイスは、フォトリソグラフィー技術を用いて製造する。その際に、レチクル（原版またはマスクともいう）のパターンを所定の倍率で投影して半導体ウエハ等の感光基板（単に基板ともいう）を露光する。従来の露光装置では、投影光学系とウエハとの間は空気または窒素等の気体で満たされているため、開口数（ＮＡ）は１．０より小さくなっている。
【０００３】
一般的にウエハに塗布された感光材には、適正露光量が定められている。そのため、投影露光装置の照明光学系の中に光学部材（ハーフミラー等）を配置し、この光学部材によって分岐した露光光の光量を光センサ等の受光素子（第１の検出器）により検出している。そして、この受光素子からの出力をもとに、上記適正露光量で露光するために、露光量制御を行っている。
【０００４】
また、照明光学系、投影光学系の光透過率は、経時的に微小に変化するため、ウエハ面上の照度を基準として、上記受光素子を較正する必要がある。そのため、ウエハステージ上に搭載している光センサ等の受光素子（第２の検出器）は、様々な露光条件に関して、照明光学系および投影光学系を透過した露光光を投影光学系の像面近傍で計測し、上記第１の検出器を較正する。
【０００５】
近年、半導体デバイスの微細化に伴って、遠紫外光（真空紫外光）を発するエキシマレーザ光源が投影露光装置の光源として用いられてきている。しかしながら、露光光としてエキシマレーザ光を使用した場合、光学部品の硝材及びコーティング膜の光学特性や、光センサ等の検出系の受光感度が次第に変化することが分かった。また、ウエハを露光するときの条件によって、ウエハステージ上の受光素子では、受光素子への入射角が異なり、当該入射角によって受光素子の感度が異なることが分かっている。
【０００６】
このため、ウエハステージに脱着可能で、かつ空気または窒素等の予め定められた気体中で受光感度が較正されている（第２の検出器より高精度の）エネルギーモニタ（第３の検出器）を用いて、第２の検出器の受光感度の較正を行っている。このようにして、露光量が高精度に制御されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１５０３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
開口数が１より小さい（ＮＡ＜１．０）投影露光装置においては、投影光学系とウエハとの間は空気または窒素で満たされているため、上述のエネルギーモニタを用いて受光素子の受光感度較正を行ってきた。しかし、開口数を１以上（ＮＡ≧１．０）にできる液浸投影露光装置では、投影光学系とウエハとの間は、屈折率ｎが１．０より大きい純水等の液体（液浸媒質）で満たされる。受光感度較正用のエネルギーモニタは、気体中から入射する光の検出が前提となっているため、液体中から入射する光を検出しても高精度な較正を行うことは困難である。
【０００８】
本発明は、気体中から入射する光の検出が前提になっている光量検出器（第３の検出器）を用いて、基板ステージに配置され液体中から入射する光を検出する光量検出器（第２の検出器）を較正することができる露光装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の側面は、光源からの光で原版を照明するように構成された照明光学系と、基板を保持し且つ移動するように構成された基板ステージと、前記照明光学系により照明された原版のパターンを前記基板ステージに保持された基板に投影するように構成された投影光学系とを有し、前記投影光学系と該基板との間の第１の間隙に液体を満たした状態で該原版を介して該基板を露光する露光装置であって、
前記照明光学系の光路上における該光源からの光量を検出するように構成された第１の検出器と、
前記基板ステージに配置され、前記照明光学系および前記投影光学系を介して該光源からの光量を検出するように構成された第２の検出器と、
複数の露光条件の各々に関して、前記投影光学系と前記第２の検出器との間の第２の間隙に気体を満たした第１の状態で前記第２の検出器により検出された第１の光量と、前記第２の検出器による該第１の光量の検出と同期して前記第１の検出器により検出された第２の光量と、該第２の間隙に該液体を満たした第２の状態で前記第２の検出器により検出された第３の光量と、前記第２の検出器による該第３の光量の検出と同期して前記第１の検出器により検出された第４の光量とに基づいて、該第１の状態で前記第２の検出器により検出される光量と該第２の状態で前記第２の検出器により検出される光量との間の第１の変換係数を求めるように構成された演算器と
を有することを特徴とする露光装置である。
【００１０】
本発明の第２の側面は、光源からの光で原版を照明するように構成された照明光学系と、基板を保持し且つ移動するように構成された基板ステージと、前記照明光学系により照明された原版のパターンを前記基板ステージに保持された基板に投影するように構成された投影光学系とを有し、前記投影光学系と該基板との間の第１の間隙に液体を満たした状態で該原版を介して該基板を露光する露光装置であって、
前記照明光学系の光路上における該光源からの光量を検出するように構成された第１の検出器と、
前記基板ステージに配置され、前記照明光学系および前記投影光学系を介して該光源からの光量を検出するように構成された第２の検出器と、
複数の露光条件の各々に関して、前記投影光学系と前記第２の検出器との間の第２の間隙に気体を満たした第１の状態で前記第２の検出器により検出される光量と、該第２の間隙に該液体を満たした第２の状態で前記第２の検出器により検出される光量との間の第１の変換係数を記憶するように構成された記憶器と、
を有することを特徴とする露光装置である。
【００１１】
本発明の第３の側面は、上記第１または第２の側面の露光装置を用いて原版を介し基板を露光するステップを有することを特徴とするデバイス製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、例えば、気体中から入射する光の検出が前提になっている光量検出器（第３の検出器）を用いて、基板ステージに配置され液体中から入射する光を検出する光量検出器（第２の検出器）を較正することができる露光装置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】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての露光装置の実施形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
［第１の実施形態］
以下、図面を用いて本発明の第１の実施形態を説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る液浸走査投影露光装置の構成を示す概略図である。この装置は、ＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイス、液晶デバイス、ＣＣＤ等の撮像デバイス、磁気ヘッド等のデバイスを製造する際に用いられる。なお、液浸投影露光装置は走査型でなくてもよい。
【００１５】
図１において、エキシマレーザ光源等の光源１からの光束は、照明光学系２に入射する。照明光学系２で整形されたビームは、レチクルステージ４に吸着されたレチクル３を照射する。ここで、レチクル３には、上述したデバイスを製造する際に必要な回路パターンが描写されている。そして、レチクル３を透過したビームは、投影光学系５を透過し、可動のウエハステージ８上に吸着保持されたウエハ７に回路パターンの縮小像を形成する。投影光学系５とウエハ７との間の間隙は、屈折率ｎが１より大きい液体（液浸媒質）６で満たされている。上記技術は、液浸露光と呼ばれ、解像力は１／ｎ倍に、焦点深度はｎ倍に向上することが知られている。レチクルステージ４とウエハステージ８とは、走査制御部１２により、その走査方向および走査スピード等が制御される。
【００１６】
第１の検出器９は、ウエハを露光する光量を常時モニタするための光検出器である。照明光学系２の光路上において、ビームの一部をハーフミラー等で分割し、そのビームをモニタしている。また、第１の検出器９は、ウエハ７の被露光面や後述する第２の検出器１３と光学的に共役な位置またはその近傍位置に配置されている。第１の検出器９で検出された光量は、光源１の発光強度としてフィードバックされ、光源１は、演算器１１および光源制御器１０を含む制御系により制御される。
【００１７】
第２の検出器１３は、ウエハ７とほぼ同じ高さになるようにステージ８内に構成され、投影光学系５の像面での光量や光量分布を検出するために用いられる。通常、感度較正された第２の検出器１３を用いて、第１の検出器９を感度較正する。それは、照明光学系２及び投影光学系５の透過率が微小だが変化するためで、像面での照度を基準として、露光中に使用する第１の検出器９を較正する必要がある。また、第２の検出器１３は、液浸媒質６の有無に関わらず（開口数ＮＡによらず）、光量検出が可能な構成である。
【００１８】
第２の検出器１３の較正に用いられる第３の検出器１４は、第２の検出器１３と同様にウエハステージ８に常設してもよい。あるいは、使用時のみ、ウエハステージ８に搭載するか、不図示のマニュピュレータで投影光学系５の下に移動するか、のいずれかとしてもよい。図１では、ウエハステージ８には常設されていない状態を示している。
【００１９】
次に、第１の検出器９および第２の検出器１３の感度較正方法について述べる。
【００２０】
第３の検出器１４は、絶対感度値が較正されている光検出器（エネルギーモニタ）である。このエネルギーモニタを使って、第１の検出器９、第２の検出器１３の感度較正を行う。ただし、第３の検出器を液浸媒質６下で使用し、他の検出器を高精度に較正することは非常に困難であるため、次のように第１の検出器９、第２の検出器１３の較正を実現する。
【００２１】
図２を用いて、液浸媒質６が有る場合の第１の検出器９、第２の検出器１３の感度較正方法について説明する。第２の検出器１３の感度の較正は、絶対感度値が保証されている第３の検出器１４の検出光量と液浸媒質６が有る状態での第２の検出器１３の検出出力との比較を行えばよい。なお、第３の検出器１４は、液浸媒質６が有る状態では正確な光量検出ができないことを前提とした方法を述べる。
【００２２】
第３の検出器１４を基準とした、液浸媒質６が無い状態での第２の検出器１３の変換係数（感度較正係数）αは、
α＝Ｅｄ２／Ｅｄ３
である。ここで、Ｅｘｙは検出された光量を示す。添え字ｘは液浸媒質６の有無を示し、ｄは液浸媒質６がないこと、ｗは液浸媒質６があることを示す。添え字ｙは検出器の別を示し、１は第１の検出器、２は第２の検出器、３は第３の検出器を示す。上記光量は、たとえば、投影光学系５の像面における単位時間内の、もしくは光源１がパルス光源の場合は１パルス当たりの光量、または所定パルス数毎の積算された光量である。
【００２３】
第２の検出器１３と第３の検出器１４とは、同時に光量検出することができないが、第１の検出器９は、第２の検出器１３または第３の検出器１４と同時に光量検出可能である。そこで、第１の検出器９の検出光量を介して変換係数（感度較正係数）α（第２の変換係数ともいう）を導出する。
【００２４】
第３の検出器１４と第１の検出器９とが同時に（同期して）光量検出した際の光量比をＡとする（図２−ａ）。
Ａ＝Ｅｄ３／Ｅｄ１
第２の検出器１３と第１の検出器９とが同時に光量検出した際の光量比をＢとする（図２−ｂ）。このとき、図２−ａでの露光条件を変更せずに、ウエハステージ８上の検出器のみを第３の検出器１４から第２の検出器１３に変更する。
Ｂ＝Ｅｄ２／Ｅｄ１
上記Ａ、Ｂを用いて変換係数（感度較正係数）αは次のように求められる。
α＝Ｅｄ２／Ｅｄ３＝（Ｅｄ２／Ｅｄ１）／（Ｅｄ３／Ｅｄ１）＝Ｂ／Ａ
上記より、液浸媒質６が無い状態での変換係数（感度較正係数）αが決定する。次に、液浸媒質６が有る状態で、第３の検出器１４を基準とした第２の検出器１３の感度較正方法について述べる。
【００２５】
液浸媒質６と空気とでは、屈折率や透過率等の光学特性が異なる。そのため、第２の検出器での検出光量が異なる。液浸媒質６の有無によって生じる検出光量の変化率を変換係数（感度較正係数）β（第１の変換係数ともいう）とすると、
β＝Ｅｗ２／Ｅｄ２
となる。
【００２６】
ここでは、実験的に変換係数（感度較正係数）βを導出する方法として液浸投影露光装置を用いる例を示す。照明光学系２内の不図示の絞りの切り換え等により、照明光分布（変形照明態様、例えば、照明光学系の瞳面における光量分布）を変更して、当該分布毎に変換係数（感度較正係数）βを求め、記憶する。第１の変換係数（感度較正係数）βは、演算器１１その他に設けられたメモリやストレージ・デバイス等の記憶器に記憶させる。
【００２７】
また、変換係数（感度較正係数）βは、投影光学系５の最終レンズ、液体（液浸媒質）６または気体（空気または窒素等）、および第２の検出器１３を含む系における界面それぞれでの屈折、反射、液浸媒質６の透過率等を考慮し、理論的に算出することも可能である。算出された第１の変換係数βは、上述のような記憶器に記憶させる。
【００２８】
液浸媒質６が有る状態での、第２の検出器１３の変換係数（感度較正係数）γ（第３の変換係数ともいう）は、変換係数（感度較正係数）αと変換係数（感度較正係数）βの積である。すなわち、
Ｅｗ２／Ｅｄ３＝（Ｅｄ２／Ｅｄ３）×（Ｅｗ２／Ｅｄ２）＝α×β＝γ
Ｅｗ２＝Ｅｄ３×γ
となる。
【００２９】
なお、液浸投影露光装置では、ウエハ７に転写するパターンに応じ、様々な変形照明を行う。変形照明態様（照明光学系の瞳面における光量分布）に応じて変換係数（感度較正係数）βも変化するので、当該光量分布に応じた変換係数（感度較正係数）βを用いる。
【００３０】
上式は、第３の検出器１４で検出した光量に変換係数（感度較正係数）γを乗ずることによって、液浸媒質６が有る状態での第２の検出器１３での検出光量が求まることを示している。実際の液浸投影露光装置では、露光量のターゲットを設定し、液浸媒質６が無い状態での第３の検出器１４の検出光量と変換係数γとを乗じた値と、液浸媒質６が有る状態での第２の検出器１３の検出光量とを比較する。当該比較により、変換係数γの更新を行うことができる（図２−ｃ）。
【００３１】
さらに、第１の検出器９を用いて露光量制御を行う方法を述べる。
【００３２】
変換係数（感度較正係数）γで受光感度を較正した第２の検出器１３を用いて、第１の検出器９を較正する。また、先に第３の検出器１４と第１の検出器９とが同時に光量検出した際の光量比Ａ、液浸媒質６が有る状態での第２の検出器１３の変換係数（感度較正係数）γを用いる。
Ｅｗ２＝Ｅｄ１×Ａ×γ
上式より、Ｅｄ１を検出することでＥｗ２を求めることが可能であり、Ｅｄ１の検出値から露光量制御が可能であるとわかる。
【００３３】
また、導出した変換係数（感度較正係数）βは、経時的に変動する可能性があるため、適時の空気下および液浸媒質６下での第２の検出器１３の検出光量を用いて、変換係数（感度較正係数）βをモニタまたは更新する。
【００３４】
上記の変換係数（感度較正係数）βは、投影光学系５の不図示のＮＡ絞りを微小変化させ、例えばＮＡを０．０１ずつ変化させ、ＮＡ値毎に、実験的または理論的に求めても良い。あるいは、液浸投影露光装置を使用せずに、光源からの光を直接第２の検出器１３に入射させる装置等を用いて実験的に求めてもよい。
【００３５】
求めたＮＡ値毎の変換係数（感度較正係数）βを用いる場合、液浸投影露光装置に設定されたＮＡ値にしたがって、変換係数（感度較正係数）βを変更すればよい。
【００３６】
今までに述べた第２の検出器の感度較正方法は、液浸媒質６の有無による感度の変動が無視できないＮＡについての、液浸媒質６が有る場合の第２の検出器１３の感度較正方法である。
【００３７】
次に、液浸媒質６の有無による感度の変化が無視できるＮＡについての、液浸媒質６がある場合の第２の検出器１３の感度較正方法を示す。
【００３８】
変換係数（感度較正係数）βは、投影光学系５の最終面、液浸媒質６または空気、および第２の検出器１３を含む系におけるそれぞれの界面での反射率、液浸媒質６の透過率等に依存する。感度の変動が、液浸媒質６の有無によらず、無視できるＮＡの場合、変換係数（感度較正係数）αのみで第１の検出器９、第２の検出器１３を感度較正することが可能である。
【００３９】
図３は、感度較正方法の手順の一例を示すフローチャートである。ウエハステージ８上の液浸媒質６の有無を確認する（Ｓ１０１）。液浸媒質６が有る場合は、ウエハステージ８上から液浸媒質６を除去する（Ｓ１０２）。その状態で、第３の検出器１４を投影光学系５からの露光光が入射可能な領域に配置する（Ｓ１０３）。ここで、第３の検出器１４がウエハステージ８上に常設されていない場合は、光量検出時のみウエハステージ８上に搭載する（Ｓ１０３）。第３の検出器による検出光量と、第１の検出器９による検出光量とを演算器１１に記憶させる（Ｓ１０４）。次に第２の検出器１３および第１の検出器９で同様の検出を行う（Ｓ１０５、Ｓ１０６）。それらの検出光量を演算器１１に記憶させ、第２の変換係数（感度較正係数）αを算出する（Ｓ１０７）。
【００４０】
次に、理論的または実験的に求めた第１の変換係数（感度較正係数）βと、上述のようにして求めた第２の変換係数（感度較正係数）αを用いて、第３の変換係数（感度較正係数）γ（＝α×β）を算出する。そして、気体中（気体下）で第３の検出器１４により検出された光量を用いて、第２の検出器１３の感度較正を行う（Ｓ１０８）。また、感度較正を行った第２の検出器１３を用いて第１の検出器９の感度較正を行う（Ｓ１０９）。
【００４１】
図４は、液浸投影露光装置を用いて第１の変換係数（感度較正係数）βを求める手順の一例を示すフローチャートである。ウエハステージ８上の液浸媒質６の有無を確認する（Ｓ２０１）。液浸媒質６が有る場合は、ウエハステージ８上から液浸媒質６を除去する（Ｓ２０２）。その状態で、第２の検出器１３を投影光学系５からの露光光が入射可能な領域に配置する（Ｓ２０３）。照明光学系２中の不図示の絞りの切り換え等により、変形照明態様を変更する（Ｓ２０４−Ａ）。あるいは、投影光学系５中の不図示のＮＡ絞りを調節して、微小ＮＡステップでＮＡを変更する（Ｓ２０４−Ｂ）。Ｓ２０４で設定した状態で、第２の検出器１３、第１の検出器９により同期した光量検出を行い、演算器１１に記憶させる（Ｓ２０５）。液浸投影露光装置で用意されている各変形照明態様について処理が終了するまで、繰返し光量検出を実行する（Ｓ２０６−Ａ）。また、予め定められた各ＮＡについての処理が終了するまで、繰返し光量検出を実行する（Ｓ２０６−Ｂ）。
【００４２】
次に、投影光学系５と第２の検出器１３との間隙に液浸媒質６を満たす（Ｓ２０７）。上記Ｓ２０４、Ｓ２０５、Ｓ２０６と同様の工程を行い、第２の検出器１３、第１の検出器９で光量を検出する（Ｓ２０８、Ｓ２０９、Ｓ２１０）。演算器１１で液浸媒質６の有無それぞれでの第２の検出器１３と第１の検出器９との検出光量の比を用いて、変形照明態様およびＮＡの少なくとも一方に関する複数の露光条件のそれぞれに関して、第１の変換係数（感度較正係数）βを算出する。
【００４３】
［デバイス製造方法への応用］
次に、図５及び図６を参照して、上述の露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図５は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。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、レチクルとウェハを用いて本発明の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、これが出荷（ステップ７）される。
【００４４】
図６は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、上述の露光装置を用いて、レチクルの回路パターンを介しウェハを露光する。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。かかる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１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。
【００４５】
以上、発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらの形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る露光装置の概略構成図である。
【図２】第１の検出器および第２の検出器の感度較正の方法を示す図である。
【図３】感度較正方法の手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】第１の変換係数βを求める手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】図５に示すフローチャートのステップ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】
【００４７】
１ 光源
２ 照明光学系
３ レチクル
５ 投影光学系
６ 液体（液浸媒質）
７ ウエハ
８ ウエハステージ
９ 第１の検出器
１１ 演算器
１３ 第２の検出器
１４ 第３の検出器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光で原版を照明するように構成された照明光学系と、基板を保持し且つ移動するように構成された基板ステージと、前記照明光学系により照明された原版のパターンを前記基板ステージに保持された基板に投影するように構成された投影光学系とを有し、前記投影光学系と該基板との間の第１の間隙に液体を満たした状態で該原版を介して該基板を露光する露光装置であって、
前記照明光学系の光路上における、該光源からの光量を検出するように構成された第１の検出器と、
前記基板ステージに配置され、前記照明光学系および前記投影光学系を介して該光源からの光量を検出するように構成された第２の検出器と、
複数の露光条件の各々に関して、前記投影光学系と前記第２の検出器との間の第２の間隙に気体を満たした第１の状態で前記第２の検出器により検出された第１の光量と、前記第２の検出器による該第１の光量の検出と同期して前記第１の検出器により検出された第２の光量と、該第２の間隙に該液体を満たした第２の状態で前記第２の検出器により検出された第３の光量と、前記第２の検出器による該第３の光量の検出と同期して前記第１の検出器により検出された第４の光量とに基づいて、該第１の状態で前記第２の検出器により検出される光量と該第２の状態で前記第２の検出器により検出される光量との間の第１の変換係数を求めるように構成された演算器と
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記演算器は、前記第２の検出器より該気体中において精度の高い第３の検出器を用いて、前記投影光学系と該第３の検出器との間の第３の間隙に該気体を満たした第３の状態で、前記照明光学系および前記投影光学系を介して検出された、該光源からの第５の光量と、該第３の検出器による該第５の光量の検出と同期して前記第１の検出器により検出された第６の光量と、該第１の状態で前記第２の検出器により検出された第７の光量と、前記第２の検出器による該第７の光量の検出と同期して前記第１の検出器により検出された第８の光量とに基づいて、該第１の状態で前記第１の検出器により検出される光量と該第３の状態で該第３の検出器により検出される光量との間の第２の変換係数を求めるように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記演算器は、さらに、該第２の変換係数と、該複数の露光条件のうち該第２の変換係数を求めた際の露光条件に対応した該第１の変換係数とに基づいて、該第２の状態で前記第２の検出器により検出される光量と該第３の状態で該第３の検出器により検出される光量との間の第３の変換係数を求めるように構成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
該複数の露光条件は、前記照明光学系の瞳面における光量分布と前記投影光学系の開口数との少なくとも一方が互いに異なる、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の露光装置。
【請求項５】
該複数の露光条件の各々に関して前記演算器により求められた該第１の変換係数を記憶するように構成された記憶器をさらに有する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の露光装置。
【請求項６】
光源からの光で原版を照明するように構成された照明光学系と、基板を保持し且つ移動するように構成された基板ステージと、前記照明光学系により照明された原版のパターンを前記基板ステージに保持された基板に投影するように構成された投影光学系とを有し、前記投影光学系と該基板との間の第１の間隙に液体を満たした状態で該原版を介して該基板を露光する露光装置であって、
前記照明光学系の光路上における、該光源からの光量を検出するように構成された第１の検出器と、
前記基板ステージに配置され、前記照明光学系および前記投影光学系を介して該光源からの光量を検出するように構成された第２の検出器と、
複数の露光条件の各々に関して、前記投影光学系と前記第２の検出器との間の第２の間隙に気体を満たした第１の状態で前記第２の検出器により検出される光量と、該第２の間隙に該液体を満たした第２の状態で前記第２の検出器により検出される光量との間の第１の変換係数を記憶するように構成された記憶器と、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項７】
前記第２の検出器より該気体中において精度の高い第３の検出器を用いて、前記投影光学系と該第３の検出器との間の第３の間隙に該気体を満たした第３の状態で、前記照明光学系および前記投影光学系を介して検出された、該光源からの第５の光量と、該第３の検出器による該第５の光量の検出と同期して前記第１の検出器により検出された第６の光量と、該第１の状態で前記第２の検出器により検出された第７の光量と、前記第２の検出器による該第７の光量の検出と同期して前記第１の検出器により検出された第８の光量とに基づいて、該第１の状態で前記第２の検出器により検出される光量と該第３の状態で該第３の検出器により検出される光量との間の第２の変換係数を求めるように構成された演算器をさらに有する、ことを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記演算器は、さらに、該第２の変換係数と、該複数の露光条件のうち該第２の変換係数を求めた際の露光条件に対応した該第１の変換係数とに基づいて、該第２の状態で前記第１の検出器により検出される光量と該第３の状態で該第３の検出器により検出される光量との間の第３の変換係数を求めるように構成されている、ことを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】
該複数の露光条件は、前記照明光学系の瞳面における光量分布と前記投影光学系の開口数とのうち少なくとも一方が互いに異なる、ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の露光装置を用いて原版を介し基板を露光するステップを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１】
光源からの光で原版を照明するように構成された照明光学系と、基板を保持し且つ移動するように構成された基板ステージと、前記照明光学系により照明された原版のパターンを前記基板ステージに保持された基板に投影するように構成された投影光学系とを有し、前記投影光学系と該基板との間の第１の間隙に液体を満たした状態で該原版を介して該基板を露光する露光装置であって、
前記照明光学系の光路上における、該光源からの光量を検出するように構成された第１の検出器と、
前記基板ステージに配置され、前記照明光学系および前記投影光学系を介して該光源からの光量を検出するように構成された第２の検出器と、
複数の露光条件の各々に関して、前記投影光学系と前記第２の検出器との間の第２の間隙に気体を満たした第１の状態で前記第２の検出器により検出された第１の光量と、前記第２の検出器による該第１の光量の検出と同期して前記第１の検出器により検出された第２の光量と、該第２の間隙に該液体を満たした第２の状態で前記第２の検出器により検出された第３の光量と、前記第２の検出器による該第３の光量の検出と同期して前記第１の検出器により検出された第４の光量とに基づいて、該第１の状態で前記第２の検出器により検出される光量と該第２の状態で前記第２の検出器により検出される光量との間の第１の変換係数を求めるように構成された演算器と
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記演算器は、前記第２の検出器より該気体中において精度の高い第３の検出器を用いて、前記投影光学系と該第３の検出器との間の第３の間隙に該気体を満たした第３の状態で、前記照明光学系および前記投影光学系を介して検出された、該光源からの第５の光量と、該第３の検出器による該第５の光量の検出と同期して前記第１の検出器により検出された第６の光量と、該第１の状態で前記第２の検出器により検出された第７の光量と、前記第２の検出器による該第７の光量の検出と同期して前記第１の検出器により検出された第８の光量とに基づいて、該第１の状態で前記第１の検出器により検出される光量と該第３の状態で該第３の検出器により検出される光量との間の第２の変換係数を求めるように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記演算器は、さらに、該第２の変換係数と、該複数の露光条件のうち該第２の変換係数を求めた際の露光条件に対応した該第１の変換係数とに基づいて、該第２の状態で前記第２の検出器により検出される光量と該第３の状態で該第３の検出器により検出される光量との間の第３の変換係数を求めるように構成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
該複数の露光条件は、前記照明光学系の瞳面における光量分布と前記投影光学系の開口数との少なくとも一方が互いに異なる、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の露光装置。
【請求項５】
該複数の露光条件の各々に関して前記演算器により求められた該第１の変換係数を記憶するように構成された記憶器をさらに有する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の露光装置。
【請求項６】
光源からの光で原版を照明するように構成された照明光学系と、基板を保持し且つ移動するように構成された基板ステージと、前記照明光学系により照明された原版のパターンを前記基板ステージに保持された基板に投影するように構成された投影光学系とを有し、前記投影光学系と該基板との間の第１の間隙に液体を満たした状態で該原版を介して該基板を露光する露光装置であって、
前記照明光学系の光路上における、該光源からの光量を検出するように構成された第１の検出器と、
前記基板ステージに配置され、前記照明光学系および前記投影光学系を介して該光源からの光量を検出するように構成された第２の検出器と、
複数の露光条件の各々に関して、前記投影光学系と前記第２の検出器との間の第２の間隙に気体を満たした第１の状態で前記第２の検出器により検出される光量と、該第２の間隙に該液体を満たした第２の状態で前記第２の検出器により検出される光量との間の第１の変換係数を記憶するように構成された記憶器と、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項７】
前記第２の検出器より該気体中において精度の高い第３の検出器を用いて、前記投影光学系と該第３の検出器との間の第３の間隙に該気体を満たした第３の状態で、前記照明光学系および前記投影光学系を介して検出された、該光源からの第５の光量と、該第３の検出器による該第５の光量の検出と同期して前記第１の検出器により検出された第６の光量と、該第１の状態で前記第２の検出器により検出された第７の光量と、前記第２の検出器による該第７の光量の検出と同期して前記第１の検出器により検出された第８の光量とに基づいて、該第１の状態で前記第２の検出器により検出される光量と該第３の状態で該第３の検出器により検出される光量との間の第２の変換係数を求めるように構成された演算器をさらに有する、ことを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記演算器は、さらに、該第２の変換係数と、該複数の露光条件のうち該第２の変換係数を求めた際の露光条件に対応した該第１の変換係数とに基づいて、該第２の状態で前記第１の検出器により検出される光量と該第３の状態で該第３の検出器により検出される光量との間の第３の変換係数を求めるように構成されている、ことを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】
該複数の露光条件は、前記照明光学系の瞳面における光量分布と前記投影光学系の開口数とのうち少なくとも一方が互いに異なる、ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の露光装置を用いて原版を介し基板を露光するステップを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１０７５４（Ｐ２００８−１０７５４Ａ）
【公開日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８１８９５（Ｐ２００６−１８１８９５）
【出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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