JP2000205946A - 光強度測定素子、撮像素子、空間像測定装置並びに露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遠紫外領域の入射光の強度を正確かつ迅速に
測定可能な光強度測定素子、撮像素子、空間像測定装置
及び露光装置を提供する。 【解決手段】 一対の電極２９，３０間に導電物質３１
を介装して、光強度測定素子２５を構成する。光強度測
定素子２５を複数個連続するように配列して、撮像素子
２４を構成する。前記導電物質３１は、インジウム・ス
ズ酸化物（ＩＴＯ）、アンチモン・スズ酸化物（ＡＴ
Ｏ）等の薄膜または塗布膜等で構成し、露光光の受光に
より電極２９，３０間から散逸するようにする。これに
より変化した導電物質３１の電気抵抗特性に基づいて露
光光の強度を検出し、入射した空間像を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入射光の強度を測
定する光強度測定素子、及びその光強度測定素子を備
え、入射する空間像を検出する撮像素子に関するもので
ある。また、前記撮像素子を備え、投影光学系を介して
投影されたパターンの空間像を測定する空間像測定装
置、並びにその空間像測定装置を備え、マスク上の回路
パターンを投影光学系を介して基板上に投影転写する露
光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体素子、液晶表示素子、薄
膜磁気ヘッド、撮像素子等のマイクロデバイスの製造プ
ロセスにおけるフォトリソグラフィ工程においては、露
光装置によりマスク上に形成されたパターンが投影光学
系を介して感光性材料の塗布された基板上に投影転写さ
れる。この種の露光装置の中で、特に半導体素子製造用
の露光装置では、近年における回路パターンの微細化に
対応すべく、露光光の一層の短波長化が図られてきてい
る。このような流れの中で、露光光として、比較的波長
の短い紫外光、例えばＫｒＦエキシマレーザ光（波長：
２４８ｎｍ）を用いた露光装置も開発されている。さら
に、露光光として、より波長の短い遠紫外光、例えばＡ
ｒＦエキシマレーザ光（波長：１９３ｎｍ）、Ｆ₂エキ
シマレーザ光（波長：１５７ｎｍ）を用いた露光装置も
開発されてきている。

【０００３】さて、この種の露光装置において、投影さ
れるパターンの空間像を測定する場合には、例えば次の
ような測定方法が採られている。すなわち、第１の従来
方法では、まず、パターンの空間像を実際にウエハ上に
投影転写し、焼き付けられた空間像を現像する。その現
像された空間像を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等を用い
て観察し、前記空間像の線幅、立ち上がり等を測定し
て、前記投影光学系の像面に到達する露光光の光強度等
を測定している。

【０００４】また、第２の従来方法では、投影されるパ
ターンの空間像を拡大光学系を介して拡大し、ＣＣＤ
（Charge Coupled Device ）等の撮像素子により受光す
る。そして、受光された空間像の画像解析等により、前
記投影光学系の像面に到達する露光光の光強度等を測定
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記第１の
従来方法においては、基板上に焼き付けられた空間像を
現像する必要があるため、空間像の測定をリアルタイム
で行うことができないという問題があった。特に、前記
のように、ＳＥＭを用いて現像された空間像を観察する
場合には、被観察面への金属蒸着、ＳＥＭ内の真空引き
等の煩わしい操作を伴うものであり、空間像の測定に時
間がかかるという問題があった。また、感光性材料の塗
布ムラや現像ムラ等の影響を受けることがあって、非常
に微細なパターンの空間像では、その空間像の測定を正
確に行うことができないおそれがあるという問題があっ
た。

【０００６】また、前記第２の従来方法においては、前
記第１の従来方法における問題点を、大方解決すること
ができる。しかしながら、この第２の従来方法において
も、前記のように露光光として１０〜２５０ｎｍのＸ線
及び遠紫外光を使用する場合には前記ＣＣＤの感度が不
安定となる。特に、１００〜２００ｎｍの範囲の波長の
遠紫外光を使用する場合には、前記ＣＣＤの感度が著し
く低下する。このため、空間像の正確な測定が困難であ
るという問題があった。

【０００７】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、拡大光学系を使用することなく、入射光の強度を
正確に測定することができる光強度測定素子を提供する
ことにある。

【０００８】また、本発明のその他の目的としては、拡
大光学系を使用することなく、入射する空間像を正確に
測定することができる撮像素子を提供することにある。
また、本発明のその他の目的としては、パターンの空間
像をウエハ等に焼き付けることなく、リアルタイムで直
接観察することができて、その空間像の測定を正確かつ
迅速に行うことができる空間像測定装置を提供すること
にある。

【０００９】また、本発明のその上の目的としては、パ
ターンの空間像を正確かつ迅速に測定することができ
て、その測定結果に基づき正確な露光を行うことができ
る露光装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、光強度測定素子に係る本願請求項１に記載の発明
は、入射光の強度を測定する光強度測定素子（２５）に
おいて、一対の電極（２９，３０）と、その電極（２
９，３０）間に設けられる導電物質（３１）と、前記導
電物質（３１）の特性変化に基づいて前記入射光の強度
の情報を検出する検出手段（３３）とを有することを特
徴とするものである。

【００１１】この本願請求項１に記載の発明において
は、導電物質が入射光を受光すると、その入射光の強度
に応じて導電物質の特性が変化する。この特性変化を検
出することにより、前記入射光を基板上に焼き付けて現
像したり、ＣＣＤを使用したりすることなく、入射光の
強度を直接測定することができる。

【００１２】また、本願請求項２に記載の発明は、前記
請求項１に記載の発明において、前記導電物質（３１）
は、前記入射光の受光により前記電極（２９，３０）間
から散逸するようにしたことを特徴とするものである。

【００１３】この本願請求項２に記載の発明において
は、前記請求項１に記載の発明の作用に加えて、導電物
質が入射光を受光したとき、その入射光の強度に応じて
導電物質の散逸状態が変化する。これにより、一対の電
極間の電気抵抗特性が変化するため、この電極間の電気
抵抗を検出することで、入射光の強度を測定することが
できる。

【００１４】また、本願請求項３に記載の発明は、前記
請求項１または請求項２に記載の発明において、前記導
電物質（３１）がインジウム・スズ酸化物及びアンチモ
ン・スズ酸化物の少なくとも一方を含むことを特徴とす
るものである。

【００１５】この本願請求項３に記載の発明では、前記
請求項１または請求項２に記載の発明の作用に加えて、
インジウム・スズ酸化物及びアンチモン・スズ酸化物の
吸収スペクトルは、特に２５０ｎｍ以下の波長領域に強
い吸収を示す。このため、特に入射光が２５０ｎｍ以下
の短波長である場合に、前記導電物質が強い光吸収特性
を発揮して、高感度の測定を行うことができる。

【００１６】また、撮像素子に係る本願請求項４に記載
の発明は、入射する空間像を検出する撮像素子（２４，
３５）において、前記請求項１〜請求項３のうちいずれ
か一項に記載の光強度測定素子（２５）を複数個連続す
るように配列したことを特徴とするものである。

【００１７】この本願請求項４に記載の発明において
は、撮像素子に空間像が入射すると、各光強度測定素子
の導電物質が入射光の強度に応じてそれぞれ特性変化す
る。これにより、前記導電物質の特性変化をそれぞれ検
出することにより、前記空間像を基板上に焼き付けて現
像したり、ＣＣＤを使用したりすることなく、空間像の
測定を行うことができる。

【００１８】また、空間像測定装置に係る本願請求項５
に記載の発明は、投影光学系（１７）を介して投影され
た所定のパターンの空間像を測定する空間像測定装置
（２２）において、前記請求項４に記載の撮像素子（２
４，３５）を備え、前記所定のパターンの空間像を前記
撮像素子（２４，３５）で受光するようにしたことを特
徴とするものである。

【００１９】この本願請求項５に記載の発明において
は、パターンの空間像をウエハ等に焼き付けた後、現像
して観察するという面倒な方法を採ることなく、パター
ンの空間像をリアルタイムで直接観察することができ
る。

【００２０】また、露光装置に係る本願請求項６に記載
の発明は、マスク（Ｒ）上に形成された回路パターンを
投影光学系（１７）を介して基板（Ｗ）上に投影転写す
る露光装置において、前記請求項５に記載の空間像測定
装置（２２）を備えたことを特徴とするものである。

【００２１】この本願請求項６に記載の発明において
は、空間像測定装置にてパターンの空間像を正確かつ迅
速に測定することができて、その測定結果に基づき正確
な露光を能率よく行うことができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下に、本発明
を半導体素子製造用の露光装置及びそれに用いられる空
間像測定装置に具体化した第１実施形態について図１〜
図６に基づいて説明する。

【００２３】図１に示すように、この実施形態の露光装
置においては、光源１１からＡｒＦエキシマレーザ光
（波長：１９３ｎｍ）、Ｆ₂エキシマレーザ光（波長：
１５７ｎｍ）等の遠紫外光からなる露光光が出射され
る。光源１１から出射された入射光をなす露光光は、フ
ライアイレンズなどのオプティカルインテグレータ１３
やコンデンサレンズ１４を含む照明光学系１２により、
その照度分布が均一化される。そして、この露光光は、
ミラー１５を介してレチクルステージ１６上に載置保持
されたマスクとしてのレチクルＲに照射される。このレ
チクルＲには、微細な回路パターンが形成されている。

【００２４】前記レチクルＲを通過した露光光は、投影
光学系１７に入射する。これにより、前記レチクルＲ上
のパターンの像（空間像）が、前記投影光学系１７を介
して、ウエハステージ１８上に載置保持された基板とし
てのウエハＷに縮小状態で投影される。前記ウエハＷ上
には、前記露光光に対して感光性を有するフォトレジス
ト等の感光材料が塗布されており、そのウエハＷ上に前
記レチクルＲ上のパターンが転写される。ここで、前記
ウエハステージ１８は、図示しない干渉計により二次元
的な位置を検出されながら、駆動装置１９により前記投
影光学系１７の光軸との直交方向に移動調整されるよう
になっている。そして、前記ウエハＷ上に区画された複
数のショット領域に対して、前記レチクル上のパターン
の像が繰り返し投影転写されるようになっている。

【００２５】前記のように構成された露光装置において
は、前記ウエハステージ１８上に空間像測定装置２２を
前記ウエハＷに代えて載置保持した状態で、投影光学系
１７を介して投影されたパターンの空間像が測定される
ようになっている。すなわち、この空間像測定装置２２
は、図２に示すような測定用ウエハ２３を備え、その測
定用ウエハ２３には複数の撮像素子２４が二次元的に連
続するように配列されている。そして、前記ウエハＷ上
にパターンの空間像が投影転写される露光工程におい
て、例えば数ロットおきに、この測定用ウエハ２３をウ
エハステージ１８上に載置する。これにより、前記各撮
像素子２４において、前記レチクルＲ上に形成されたパ
ターンの空間像が１ショットずつ受光されて検出され
る。

【００２６】図３及び図４に示すように、前記各撮像素
子２４には複数個の光強度測定素子２５が、Ｘ軸方向及
びＹ軸方向へ連続するように二次元的に配列されてい
る。そして、これらの光強度測定素子２５によって、前
記パターンの空間像をなす露光光の強度が測定されるよ
うになっている。

【００２７】前記各撮像素子２４は、例えばウエハＷな
る絶縁基板２６上において、複数本のプラス側配電線２
７が相互間に絶縁を確保した状態でＹ軸方向へ延びるよ
うに形成され、かつ相互に平行配列されている。前記プ
ラス側配電線２７上には、複数本のマイナス側配電線２
８が相互間及びプラス側配電線２７との間に絶縁を確保
した状態でＸ軸方向へ延びるように形成され、かつ相互
に平行配列されている。

【００２８】前記各プラス側配電線２７及び各マイナス
側配電線２８の交差部付近において、両配電線２７，２
８上には光強度測定素子２５を構成する一対のプラス側
電極２９及びマイナス側電極３０がそれぞれ突設されて
いる。それらの電極２９，３０間には、導電物質３１が
介装されている。この導電物質３１は、例えばクロム
（Ｃｒ）等の金属薄膜、インジウム・スズ酸化物（ＩＴ
Ｏ）やアンチモン・スズ酸化物（ＡＴＯ）等の薄膜また
は塗布膜、あるいは、導電性プラスチックの塗布膜等か
ら構成されている。なお、図４においては、図の煩雑化
を避けるため、一対の電極２９，３０及びそれらの間に
介装される導電物質３１のみを示してある。

【００２９】そして、前記撮像素子２４に前記パターン
の空間像が入射し、各光強度測定素子２５は前記露光光
を受光すると、前記導電物質３１が前記露光光を吸収す
る。これにより、図６に示すように、導電物質３１が受
光された露光光の照射エネルギー（強度）に応じて電極
２９，３０間から散逸して、電極２９，３０間の電気抵
抗特性が受光した露光光の強度に応じて変化するように
なっている。すなわち、前記導電物質３１に対する露光
光の照射エネルギーが大きいほど、導電物質３１が光分
解または発熱によって多く蒸散して、前記電極２９，３
０間の電気抵抗が大きくなるようになっている。

【００３０】ここで、図３〜図５に示すように、前記電
極２９、３０には、それぞれ前記プラス側配電線２７及
びマイナス側配電線２８を介して、直流電源３２及び検
出手段としての電位差計３３が接続されている。そし
て、各プラス側配電線２７及びマイナス側配電線２８毎
に走査することにより、各光強度測定素子２５の各電極
２９，３０間の位置を特定しつつ、その電極２９，３０
間における電位差が検出される。これにより、各電極２
９，３０間毎の電気抵抗が測定されるようになってい
る。

【００３１】次に、前記のように構成された露光装置の
空間像測定装置について動作を説明する。さて、この露
光装置では、レチクルＲに形成されたパターンの空間像
が、投影光学系１７を介してウエハＷ上に投影転写され
る露光工程において、例えば数ロットおきに、空間像形
成装置２２の測定用ウエハ２３がウエハステージ１８上
に載置される。そして、この測定用ウエハ２３上に配列
された複数の撮像素子２４に対して、前記ウエハステー
ジ１８の駆動装置１９を駆動して、前記撮像素子２４の
前記投影光学系１７の光軸方向の位置を少しずつ変えな
がら、前記レチクルＲ上のパターンの像を１ショットず
つ順に投影する。

【００３２】ここで、前記パターンの空間像を前記撮像
素子２４で受光することにより、前記空間像をその撮像
素子２４に二次元的に配列された各光強度測定素子２５
毎の前記電極２９，３０間の電気抵抗の分布として捕ら
えることができる。このように測定された前記各ショッ
ト毎の空間像を、例えばその空間像のコントラストにつ
いて比較することで、測定時点における前記投影光学系
１７の最適結像面の位置、結像特性等を正確に計測する
ことができる。そして、この計測結果に基づいて、投影
光学系１７の結像特性を調整することにより、それ以降
の露光動作が正確に行われるようになる。

【００３３】従って、以上のように構成された本第１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。 （イ） 本第１実施形態の光強度測定素子２５では、一
対の電極２９，３０間に、露光光の受光によりその露光
光の強度に応じて特性変化を生じる導電物質３１が介装
されている。

【００３４】このため、この特性変化を検出することに
より、前記露光光をウエハ上に焼き付け及び現像した
り、前記ＣＣＤを使用したりすることなく、前記露光光
の強度を測定することができる。従って、感光材料の塗
布ムラ、現像ムラ、及び、前記ＣＣＤに付設された拡大
光学系の収差等の影響を受けることなく、前記露光光の
強度を正確、高感度かつ迅速に測定することができる。

【００３５】（ロ） 本第１実施形態の光強度測定素子
２５では、前記導電物質３１が露光光の受光により電極
２９，３０間から散逸して、電気抵抗特性が変化される
ようになっている。

【００３６】このため、前記導電物質３１が露光光を受
光したとき、その露光光の強度に応じて前記導電物質３
１の散逸状態が変って、一対の電極２９，３０間の電気
抵抗特性が変化する。従って、この電極２９，３０間の
電気抵抗を検出することにより、前記露光光の強度を容
易かつ正確に測定することができる。

【００３７】（ハ） 本第１実施形態の光強度測定素子
２５では、前記導電物質３１がインジウム・スズ酸化物
及びアンチモン・スズ酸化物等の薄膜からなっている。
このため、特に露光光が２５０ｎｍ以下の紫外光である
場合に、前記導電物質３１が強い光吸収特性を発揮し
て、一層高感度で光強度測定を行うことができる。

【００３８】（ニ） 本第１実施形態の撮像素子２４で
は、前記のような構成の光強度測定素子２５が、Ｘ軸方
向及びＹ軸方向へ複数個ずつ連続するように二次元的に
配列されている。

【００３９】このため、前記撮像素子２４に空間像をな
す露光光が入射すると、その露光光の強度に応じて、各
光強度測定素子２５の電極２９，３０間の電気抵抗特性
が変化する。よって、これらの電気抵抗特性の変化を検
出することにより、前記空間像をウエハ上に焼き付け及
び現像したり、前記ＣＣＤを使用したりすることなく、
前記空間像を直接撮像することができる。従って、感光
材料の塗布ムラ、現像ムラ、及び、前記ＣＣＤに付設さ
れた拡大光学系の収差等の影響を受けることなく、空間
像を正確、高感度かつ迅速に測定することができる。

【００４０】（ホ） 本第１実施形態の空間像測定装置
２２では、前記のような構成の撮像素子２４を用いてレ
チクルＲ上のパターンの像が受光されるようになってい
る。このため、パターンの像、つまり空間像をウエハ等
に焼き付けた後、現像して観察するという面倒な方法を
採ることなく、リアルタイムで直接観察することができ
る。しかも、空間像を測定するにあたって、前記ＣＣＤ
を利用する必要もない。従って、その空間像の測定を感
光性材料の塗布ムラや現像ムラ、前記ＣＣＤに付設され
た拡大光学系の収差等の影響を受けることなく、正確、
高感度かつ迅速に行うことができる。

【００４１】（ヘ） 本第１実施形態の露光装置では、
前記のような構成の空間像測定装置２２が装備されてい
る。このため、前記空間像測定装置２２により空間像を
正確、高感度かつ迅速に測定することができる。これに
より、前記測定結果に基づいて、投影光学系１７の結像
特性を正確かつ迅速に調整することができる。従って、
レチクルＲ上のパターンのウエハＷ上への露光精度を高
めることができるとともに、露光に先立つ位置あわせ動
作等を迅速に行うことができ、露光装置の稼働率の向上
を図ることができる。

【００４２】（ト） 本第１実施形態の露光装置におい
ては、レチクルＲを照明する露光光の波長が、好ましく
は１０〜２５０ｎｍ、さらに好ましくは１００〜２００
ｎｍの範囲内となるように設定されている。

【００４３】ここで、前記露光光が、２５０ｎｍより長
い波長を有する紫外光あるいは可視光である場合には、
従来から知られているＣＣＤ等の撮像素子でも十分な感
度が得られるとともに、仮に拡大光学系を付属させても
その収差はそれほど大きなものとはならない。一方、前
記露光光が、１０ｎｍより短い波長を有するＸ線である
場合にも、前記ＣＣＤ等は十分な感度を有する。

【００４４】これに対して、前記露光光が、１０〜２５
０ｎｍの範囲内の波長を有するＸ線あるいは遠紫外光で
ある場合には、前記ＣＣＤの感度が不安定となり、前記
ＣＣＤを使用した空間像計測の精度が大きく低下すると
いう問題がある。特に、前記露光光の波長が１００〜２
００ｎｍの範囲では、前記ＣＣＤの感度が著しく低下
し、前記ＣＣＤを使用した空間像計測の精度が困難にな
ることがあるという問題がある。

【００４５】しかしながら、本第１実施形態の露光装置
においては、前記のような構成の空間像測定装置２２が
装備されている。このため、フォトリソグラフィ工程に
おける高い解像力を確保しつつ、各種波長のエキシマレ
ーザ光等、中心波長安定性のよい単色光の光源に対応し
た露光装置を構成することができる。特に、従来空間像
の直接測定が困難であった前記波長範囲の遠紫外光及び
Ｘ線を使用する場合であっても、空間像測定装置２２に
より空間像の直接測定を可能にすることができて、露光
を正確かつ迅速に行うことができる。

【００４６】（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。

【００４７】この第２実施形態においては、図７に示す
ように、複数個の光強度測定素子２５を一方向へ連続し
て、つまり一次元的に配列することにより、撮像素子３
５が構成されている。そして、各光強度測定素子２５
が、前記第１実施形態と同様に、一対の電極２９，３０
間に導電物質３１を介装された構成となっている。

【００４８】すなわち、本第２実施形態では、複数のプ
ラス側電極２９及びマイナス側電極３０が、導電物質３
１を介して交互に配列されている。そして、各プラス側
電極２９がプラス側配電線２７を介して直流電源３２の
プラス側端子に接続され、各マイナス側電極３０がマイ
ナス側配電線２８を介して直流電源３２のマイナス側端
子に接続されている。

【００４９】よって、本第２実施形態においても、前記
第１実施形態と同様に、撮像素子３５に空間像が入射す
ると、各光強度測定素子２５の導電物質３１が前記空間
像をなす露光光の強度に応じて散逸して、その電気抵抗
特性が変化する。そして、各光強度測定素子２５におけ
る各電極２９，３０間の電位差がシリアルまたはパラレ
ルに検出することで、各電極２９，３０間の電気抵抗が
測定される。このため、この電気抵抗の測定結果に基づ
いて、各光強度測定素子２５の配列位置における露光光
の強度を測定し、撮像素子３５全体としてライン状の空
間像を直接撮像することができる。

【００５０】従って、本第２実施形態によれば、前記第
１実施形態における（イ）〜（ハ）、（ホ）〜（ト）に
記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることがで
きる。

【００５１】（チ） 本第２実施形態の撮像素子３５で
は、光強度測定素子２５が一次元的に配列された構成と
なっている。従って、前記撮像素子３５は、空間像を正
確かつ迅速に測定可能な、いわゆるラインセンサの構成
として好適である。

【００５２】（変更例）なお、本発明の前記各実施形態
は、以下のように変更してもよい。 ・ 前記各実施形態では、光強度測定素子２５の導電物
質３１を、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）等の薄膜
または塗布膜等で構成し、露光光の受光により導電物質
３１が電極２９，３０間から散逸して、その導電特性が
変化するようにした。これに対して、この導電物質３１
をパイロ素子等で構成し、受光した露光光の強度に応じ
て導電物質３１が発熱し、その熱を電位差に変換し、そ
の導電特性が検出するようにしてもよい。

【００５３】このようにした場合、前記各実施形態にお
ける（イ）、（ニ）〜（チ）に記載の効果とほぼ同様の
効果に加えて、露光光の入射が停止されると、前記導電
物質３１が発熱状態から冷却され、その導電特性が元に
戻って、光強度測定素子２５の再使用が可能になるとい
う効果が得られる。

【００５４】・ 前記第１実施形態では、複数の撮像素
子２４を測定用ウエハ２３上に配列し、この測定用ウエ
ハ２３をウエハステージ１８上に載置した状態で、各撮
像素子２４にパターンの空間像を１ショットずつ投影す
るようにした。これに対して、１つの撮像素子２４をシ
ール状に形成して、実際の露光に使用するウエハＷ上の
１つまたは複数のショット領域に貼り付けておく。その
ウエハＷ上の撮像素子２４に空間像を投影して空間像の
測定を行った後、ウエハＷ上の他のショット領域を順に
露光するようにしてもよい。

【００５５】このようにした場合、前記第１実施形態に
おける（イ）〜（ト）に記載の効果とほぼ同様の効果に
加えて、測定用ウエハ２３を実際のウエハＷと別に用意
する必要がなく、構成が簡単で測定操作を容易に行うこ
とができるという効果が得られる。

【００５６】・ 前記各実施形態では、光強度測定素子
２５，３５の導電物質３１が、入射光の受光により電極
２９，３０間から散逸して、その導電特性が低下するよ
うに構成した。これに対して、この導電物質３１とし
て、前記電極２９，３０間の空間内に導電性のガス状物
質を介在させ、露光光が入射すると前記ガス状物質が前
記電極２９，３０間に固体状に堆積するようにしてもよ
い。この場合、受光した露光光の強度に応じて、前記ガ
ス状物質の堆積度が増し、導電特性が上昇するようにす
る。

【００５７】このようにした場合にも、前記各実施形態
における（イ）、（ニ）〜（チ）に記載の効果とほぼ同
様の効果が得られる。 ・ 前記各実施形態では、撮像素子２４，３５における
各光強度測定素子２５の導電特性の検出を、スキャニン
グ等により行うようにした。これに対して、前記各光強
度測定素子２５の電極２９，３０間に増幅回路をそれぞ
れ接続し、その増幅回路を介して各光強度測定素子２５
の導電特性の変化を、アナログ信号またはデジタル信号
として各光強度測定素子２５毎に直接検出するようにし
てもよい。

【００５８】このようにした場合にも、前記各実施形態
における（イ）〜（チ）に記載の効果とほぼ同様の効果
に加えて、撮像された空間像の検出を、より高精度に行
うことができるとともに、スキャニング等を行う必要が
なく一層迅速に行うことができるという効果が得られ
る。

【００５９】・ 前記各実施形態では、露光光としてＡ
ｒＦエキシマレーザ光、Ｆ₂エキシマレーザ光等を使用
する場合を例示した。これに対して、例えばＤＦＢ半導
体レーザまたはファイバー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トリビウムの両方）がド
ープされたファイバーアンプで増幅し、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、露光光として
用いてもよい。

【００６０】この場合、例えば単一波長レーザ光の発振
波長を１．５１〜１．５９μｍの範囲内とすると、発生
波長が１８９〜１９９ｎｍの範囲内である８倍高調波が
出力される。特に、発振波長を１．５４４〜１．５５３
μｍの範囲内とすると、１９３〜１９４ｎｍの範囲内の
８倍高調波、すなわちＡｒＦエキシマレーザ光とほぼ同
一波長となる遠紫外光が得られる。なお、単一波長発振
レーザ光としては、イットリビウム・ドープ・ファイバ
ーレーザを用いる。

【００６１】・ 前記各実施形態では、本発明を半導体
製造用の露光装置及びその空間像測定装置に具体化した
が、本発明は、例えばフォトマスク上の回路パターンを
ガラスプレート上に投影転写する液晶表示素子用の露光
装置の他、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバ
イス製造用の露光装置、さらにはレチクル、フォトマス
ク等を製造するための露光装置にも具体化することがで
きる。

【００６２】前記各実施形態に記載の空間像測定装置２
２を備える露光装置は、前述した機能を達成するため
に、その露光装置を構成する各要素が機械的（配管を含
む）、電気的（配線を含む）、光学的（光学調整を含
む）に結合されて組み上げられるものである。

【００６３】

【発明の効果】以上詳述したように、本願請求項１の発
明によれば、入射光の強度を正確、高精度かつ迅速に測
定することができる。

【００６４】また、本願請求項２の発明によれば、前記
請求項１に記載の発明の効果に加えて、一対の電極間の
電気抵抗を検出することにより、入射光の強度を容易、
正確かつ迅速に測定することができる。

【００６５】また、本願請求項３の発明によれば、前記
請求項１または請求項２に記載の発明の効果に加えて、
特に入射光が２５０ｎｍ以下の短波長である場合に、導
電物質が強い光吸収特性を発揮して、高感度の測定を行
うことができる。

【００６６】また、本願請求項４の発明によれば、入射
する空間像を正確、高精度かつ迅速に測定することがで
きる。また、本願請求項５の発明によれば、空間像をリ
アルタイムで直接観察することができて、その空間像の
測定を正確かつ迅速に行うことができる。

【００６７】また、本願請求項６の発明によれば、空間
像を正確、高精度かつ迅速に測定することができて、そ
の測定結果に基づき正確な露光を行うことができるとと
もに、位置あわせ等を正確かつ迅速に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態の空間像測定装置を備えた露光
装置を示す概略構成図。

【図２】 図１の空間像測定装置の測定用ウエハを示す
斜視図。

【図３】 測定用ウエハ上の撮像素子の構成を示す概略
構成図。

【図４】 撮像素子における光強度測定素子の構成を示
す要部斜視図。

【図５】 光強度測定素子の受光した露光光の強度検出
に関する説明図。

【図６】 光強度測定素子の露光光の受光状態に関する
説明図。

【図７】 第２実施形態の空間像測定装置の撮像素子を
示す概略構成図。

【符号の説明】

１１…光源、１７…投影光学系、２２…空間像測定装
置、２４，３５…撮像素子、２５…光強度測定素子、２
９…電極としてのプラス側電極、３０…電極としてのマ
イナス側電極、３１…導電物質、３３…検出手段として
の電位差計、Ｒ…マスクとしてのレチクル、Ｗ…基板と
してのウエハ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光の強度を測定する光強度測定素子
   において、 一対の電極と、その電極間に設けられる導電物質と、前
   記導電物質の特性変化に基づいて前記入射光の強度の情
   報を検出する検出手段とを有することを特徴とする光強
   度測定素子。
2. 【請求項２】 前記導電物質は、前記入射光の受光によ
   り前記電極間から散逸するようにしたことを特徴とする
   請求項１に記載の光強度測定素子。
3. 【請求項３】 前記導電物質がインジウム・スズ酸化物
   及びアンチモン・スズ酸化物の少なくとも一方を含むこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光強度
   測定素子。
4. 【請求項４】 入射する空間像を検出する撮像素子にお
   いて、 前記請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の光
   強度測定素子を複数個連続するように配列したことを特
   徴とする撮像素子。
5. 【請求項５】 投影光学系を介して投影された所定のパ
   ターンの空間像を測定する空間像測定装置において、 前記請求項４に記載の撮像素子を備え、前記所定のパタ
   ーンの空間像を前記撮像素子で受光するようにした空間
   像測定装置。
6. 【請求項６】 マスク上に形成された回路パターンを投
   影光学系を介して基板上に投影転写する露光装置におい
   て、 前記請求項５に記載の空間像測定装置を備えた露光装
   置。