JP2001068400A

JP2001068400A - 吸光物質検出方法、並びに露光方法及び装置

Info

Publication number: JP2001068400A
Application number: JP24235299A
Authority: JP
Inventors: Takashi Aoki; 貴史青木; Soichi Yamato; 壮一大和
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2001-03-16

Abstract

(57)【要約】【課題】効率良く正確に短時間で吸光物質の濃度等を
検出することができる吸光物質検出方法、並びにこれを
備えた露光方法及び露光装置を提供することを目的とす
る。【解決手段】露光装置１Ａは、光路空間ＬＳを通過す
る露光光ＥＬの強度に関する情報を計測する計測器１０
と、この計測器１０に接続された算出部１００と、算出
部１００の算出結果に基づき露光装置１Ａを制御する制
御部９とを備えている。算出部１００は計測器１０の計
測結果に基づいて光路空間ＬＳの吸光物質の濃度を算出
し、制御部９はこの濃度に応じて基板ＷへのマスクＭの
パターンの像の転写を行うか否かを判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸光物質検出方
法、並びに露光方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体素子や薄膜磁気ヘッド
あるいは液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製
造する場合に種々の露光装置が使用されているが、フォ
トマスクあるいはレチクル（以下、「マスク」という）
に形成されたパターンの像を、表面にフォトレジスト等
の感光剤を塗布された基板上の各露光領域（ショット領
域）に投影光学系を介して投影する露光装置が一般的に
使用されている。

【０００３】このような露光装置において、基板上のシ
ョット領域に投影されるパターンの形状の微細化に伴
い、使用される露光用照明光（以下、「露光光」とい
う）は短波長化される傾向にある。すなわち、これまで
主流だった水銀ランプに代わって、ＫｒＦエキシマレー
ザー（２４８ｎｍ）を用いた露光装置が使用されるよう
になり、さらに短波長のＡｒＦエキシマレーザー（１９
３ｎｍ）を用いた露光装置が実用化されつつある。ま
た、さらなるパターンの形状の微細化を目指してＦ2レ
ーザー（１５７ｎｍ）を用いた露光装置の開発も進めら
れている。

【０００４】ところで、露光光が約１８０ｎｍ以下とい
った真空紫外線光の場合、露光光の通過する空間である
光路空間内に酸素分子、水分子、二酸化炭素分子などと
いった、かかる波長域の光に対し強い吸収特性を備える
物質（以下、「吸光物質」という）が存在していると、
露光光は減光され十分な強度で基板上に到達できない。
したがって、真空紫外線光を用いた露光装置は、露光光
の通過する光路空間の密閉性を高めて外部からの吸光物
質の流入を遮断するような構造となっているとともに露
光に際し光路空間内に存在する吸光物質を低減させる作
業を施される。

【０００５】このように、真空紫外線光を用いた露光装
置において、十分な光量を有する露光光でマスクのパタ
ーンの像を基板上に転写するために、光路空間内の吸光
物質を低減させる作業が重要となる。この吸光物質を低
減する方法には、光路空間内を真空に引いて減圧状態に
維持する方法、真空に引いた後に露光光に対する吸収性
の少ない特性を有する物質（例えば、ヘリウム、アルゴ
ン、窒素などの不活性ガス）を充填する方法、真空引き
せずに前記のような不活性ガスを光路空間内に供給して
低減する方法、などが挙げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な吸光物質を低減させる場合、光路空間内の吸光物質の
濃度を検出し、この濃度に応じて吸光物質を低減させる
作業を行うことが効率的である。吸光物質の濃度を検出
するにあたり、従来では、例えば化学反応を利用した濃
度センサが用いられていた。しかしながら、このような
濃度センサは、通常、十分な応答速度を有しておらず、
短時間内に大きく変化する吸光物質濃度を正確に検出す
ることが容易ではない。

【０００７】また、光路空間内に存在する吸光物質の分
布に偏りがある場合、光路空間内における露光光の吸収
が不均一になって、基板上における露光領域内の照度分
布が異なるといった問題が生じる。そのために、光路空
間内の吸光物質の分布を検出し、この検出結果に基づい
て分布の偏りを低減させる作業が有効となるが、従来で
は、光路空間における吸光物質の分布の偏りを検出する
ための有効な方法が無い。

【０００８】さらに、光路空間内に存在する吸光物質の
種類を検出する場合には質量分析計などが用いられる
が、このような質量分析計は高価であるとともに分析に
ある程度の時間を必要とするので、作業性の低下及びコ
ストの上昇を招くことになる。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、効率良く正確に短時間で吸光物質の濃度等を
検出することができる吸光物質検出方法、並びにこれを
備えた露光方法及び露光装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明は、実施の形態に示す図１〜図１０に対応付け
した以下の構成を採用している。本発明の吸光物質検出
方法は、露光エネルギー発生源（２１）からの露光エネ
ルギー（ＥＬ）のもとでマスク（Ｍ）のパターンの像を
基板（Ｗ）に転写する際、前記露光エネルギー発生源
（２１）と前記基板（Ｗ）との間に形成される少なくと
も１つの空間（ＬＳ）内で、前記露光エネルギー（Ｅ
Ｌ）を吸収する吸光物質を検出する吸光物質検出方法に
おいて、前記露光エネルギー（ＥＬ）の通過する空間
（ＬＳ）に所定の光線（Ｂ、ＥＬ）を照射し、該空間
（ＬＳ）を通過した前記所定の光線（Ｂ、ＥＬ）の強度
に関する情報を計測し、この計測結果に基づいて前記空
間（ＬＳ）内の吸光物質の濃度を検出することを特徴と
する。

【００１１】本発明によれば、空間（ＬＳ）内に照射さ
れる光線（Ｂ、ＥＬ）は、この空間（ＬＳ）内に存在す
る吸光物質の濃度に応じて吸収される。したがって、空
間（ＬＳ）内の吸光物質の濃度は、空間（ＬＳ）を通過
後の光線（Ｂ、ＥＬ）の強度に関する情報の計測結果に
基づいて検出することができる。このとき、吸光物質の
濃度の検出は、空間（ＬＳ）に光線（Ｂ、ＥＬ）を照射
するとともにこの空間（ＬＳ）を通過後の光線（Ｂ、Ｅ
Ｌ）の強度に関する情報に基づいて行われるので、短時
間で効率良く行われる。ここで、光線（Ｂ、ＥＬ）の強
度に関する情報とは、光線（Ｂ、ＥＬ）の照度（物体面
上に単位面積あたりに照らされる光の量）、光線（Ｂ、
ＥＬ）の光量（単位時間あたりに放射される光の量）を
含む。

【００１２】また、異なる光路で複数の光線（Ｂ）を照
射するとともに、それぞれの光線（Ｂ）の強度に関する
情報を計測することにより、この計測結果に基づいて前
記空間内の吸光物質の分布を求めることができる。

【００１３】前記空間（ＬＳ）に前記光線（Ｂ）とし
て、波長域の異なる複数の光線（Ｂ）を照射し、前記そ
れぞれの光線（Ｂ）の強度に関する情報を計測すること
により、この計測結果に基づいて前記空間（ＬＳ）に存
在する複数の吸光物質のそれぞれの濃度を検出すること
ができる。

【００１４】本発明の露光方法は、マスク（Ｍ）に露光
光（ＥＬ）を照明することにより該マスク（Ｍ）に形成
されたパターンの像を基板（Ｗ）上に転写する露光方法
において、前記露光光（ＥＬ）の通過する光路空間（Ｌ
Ｓ）に所定の光線（Ｂ、ＥＬ）を照射し、該光路空間
（ＬＳ）を通過した前記所定の光線（Ｂ、ＥＬ）の強度
に関する情報を計測し、この計測結果に基づいて前記光
路空間（ＬＳ）内の吸光物質の濃度もしくは濃度分布を
検出し、前記転写状態を制御することを特徴とする。

【００１５】本発明によれば、光路空間（ＬＳ）内に照
射される光線（Ｂ、ＥＬ）は、この光路空間（ＬＳ）内
に存在する吸光物質の濃度に応じて減光される。したが
って、光路空間（ＬＳ）内の吸光物質の濃度は、光路空
間（ＬＳ）を通過後の光線（Ｂ、ＥＬ）の強度に関する
情報の計測結果に基づいて検出することができる。この
とき、吸光物質の濃度の検出は、光路空間（ＬＳ）に光
線（Ｂ、ＥＬ）を照射するとともにこの光路空間（Ｌ
Ｓ）を通過後の光線（Ｂ、ＥＬ）の強度に関する情報に
基づいて行われるので、短時間で効率良く行われる。こ
のように、吸光物質の濃度もしくは濃度不均一性は短時
間で検出可能となるので、光路空間（ＬＳ）の状態を把
握しつつ露光処理を行うことが可能である。したがっ
て、生産性及び作業性は向上される。

【００１６】上述のような露光方法は、マスク（Ｍ）に
露光光（ＥＬ）を照明することにより該マスク（Ｍ）に
形成されたパターンの像を基板（Ｗ）上に転写する露光
装置において、前記露光光（ＥＬ）の通過する光路空間
（ＬＳ）へ所定の光線（Ｂ、ＥＬ）を照射する照射部
（２１、９０、２００、３００、４００）と、前記光路
空間（ＬＳ）を通過した所定の光線（Ｂ、ＥＬ）の強度
に関する情報を計測する計測器（１０、２０１、３０
１、４０１）と、この計測器（１０、２０１、３０１、
４０１）の計測結果に基づき前記光路空間（ＬＳ）内の
吸光物質の濃度を求める算出部（１００）と、この算出
部（１００）の算出結果に基づき前記転写状態を制御す
る制御系（９）とを備えることを特徴とする露光装置に
よって行われる。

【００１７】前記吸光物質の所定値以上の濃度もしくは
濃度不均一性を検出した場合、前記パターンの像の転写
を停止するとともに、前記光路空間（ＬＳ）内における
吸光物質の濃度もしくは濃度不均一性を低減させる作業
を行い、前記光路空間（ＬＳ）内における吸光物質の濃
度もしくは濃度不均一性が所定値以下になった後、前記
パターンの像の転写を開始することによって、パターン
の像の転写は適切な状態で行うことができる。したがっ
て、生産性及び作業性は向上される。

【００１８】また、前記パターンの像を転写中に前記強
度に関する情報を計測することも可能であり、生産性及
び作業性は向上される。

【００１９】前記計測器（１０、２０１、３０１、４０
１）を、前記露光光（ＥＬ）の光路上の複数箇所に該光
路に対して出入り可能に設けることにより、各箇所にお
ける光線の強度に関する情報を計測することができるの
で、その箇所における吸光物質の濃度や分布を独立して
計測することができる。

【００２０】前記制御系（９）からの指示により駆動し
且つ前記光路空間（ＬＳ）内の吸光物質の濃度を低減さ
せるための吸光物質低減装置（Ｒ）を備えることによ
り、吸光物質の所定値以上の濃度を検出した場合には、
吸光物質の濃度を低減させる作業が行われる。したがっ
て、適切な状態でパターンの像の転写が行われるので、
生産性は向上される。

【００２１】

【発明の実施の形態】《第１実施形態》以下、本発明の
一実施形態による吸光物質検出方法、並びに露光方法及
び装置を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明
の吸光物質の検出装置を備えた露光装置の第１実施形態
を説明するための概略構成図である。この露光装置１Ａ
は、真空紫外域の露光用照明光（露光光）ＥＬをマスク
Ｍに照明して、このマスクＭのパターンの像を投影光学
系３を介して基板（ウェーハ）Ｗ上に転写するものであ
る。

【００２２】図１において、露光装置１Ａは、光源２１
からの光束をマスクＭに照明する照明光学系２と、この
照明光学系２内に配され露光光ＥＬを通過させる開口Ｓ
の面積を調整してこの露光光ＥＬによるマスクＭの照明
範囲を規定するブラインド部４と、マスクＭを収容する
マスク室５と、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパタ
ーンの像を基板Ｗ上に投影する投影光学系３と、基板Ｗ
を収容する基板室６と、基板Ｗに照射される露光光ＥＬ
の強度に関する情報を計測する計測器１０と、計測器１
０に接続された算出部１００と、露光装置１Ａの動作全
体を制御する制御部（制御系）９とを備えている。

【００２３】なお、この場合の露光光（光線）の強度に
関する情報とは、露光光（光線）の照度（物体面上に単
位面積あたりに照らされる量）、露光光（光線）の光量
（単位時間あたりに放射される量）を含む。本実施形態
では、計測器１０は露光光（光線）の照度を計測するも
のとする。

【００２４】光源２１は、波長約１２０ｎｍ〜約１８０
ｎｍの真空紫外線光を照明光学系２に射出するものであ
って、例えば発振波長１５７ｎｍのフッ素レーザー（Ｆ
2 レーザー）、発振波長１４６ｎｍのクリプトンダイマ
ーレーザー（Ｋｒ2 レーザー）、発振波長１２６ｎｍの
アルゴンダイマーレーザー（Ａｒ2 レーザー）などによ
って構成される。なお、光源２１として、発振波長１９
３ｎｍのＡｒＦレーザーエキシマレーザー等を用いるこ
とが可能である。

【００２５】照明光学系２は、光源２１から射出し反射
鏡２２によって導かれた光束のうち露光に必要な波長の
みを通過させる波長フィルタ２３と、この波長フィルタ
２３を通過した光束をほぼ均一な照度分布の光束に調整
して露光光ＥＬに変換するフライアイインテグレータ２
４（ロッドレンズタイプであってもよい）と、この露光
光ＥＬの大部分（例えば９７％）をレンズ系２６を介し
てブラインド部４に導くとともに残りの部分（例えば３
％）を光量モニター７に導くハーフミラー２５と、ブラ
インド部４によって照明範囲を規定されレンズ系２７を
透過した露光光ＥＬをマスクＭに導く反射鏡２８とを備
えている。そして、これら各光学部材及びブラインド部
４は、密閉空間である照明系ハウジング２０の内部に所
定位置関係で配置されている。この場合、ブラインド部
４はマスクＭのパターン面と共役な面に配置されてい
る。

【００２６】光量モニター７は光電変換素子からなって
おり、ハーフミラー２５によって導かれる露光光ＥＬの
一部分を光電変換し、この光電変換信号を制御部９に供
給するものである。制御部９は光源２１の発光開始に伴
って、光量モニター７の出力に基づいて所定の演算によ
り基板Ｗ上の積算露光量を連続的に算出し、所定の積算
露光量（目標積算露光量）に達した時点で光源２１の発
光を停止するいわゆるオープン露光量制御を行うように
なっている。すなわち、制御部９はこの光量モニター７
からの情報に基づいて光源２１を駆動・停止させるよう
になっており、これによって基板Ｗに対する露光量（露
光光の照射量）が制御される。

【００２７】なお、制御部９では、光量モニター７の出
力に基づき光源２１で発光されるパルスエネルギーをパ
ルス発光毎に計測し、そのエネルギー変動を光源２１に
フィードバックすることで、光源２１の時間当たりの発
光量の変動を低減するようないわゆるパルス毎露光量制
御を行ってもよい。

【００２８】ブラインド部４は、例えば、平面Ｌ字状に
屈曲し露光光ＥＬの光軸ＡＸと直交する面内で組み合わ
せられることによって矩形状の開口Ｓを形成する一対の
ブレードと、これらブレードを制御部９の指示に基づい
て光軸ＡＸと直交する面内で変位させる遮光部変位装置
とを備えている。このとき、開口Ｓの大きさはブレード
の変位に伴って変化し、開口Ｓはフライアイインテグレ
ータ２４から入射される露光光ＥＬのうち、通過させた
露光光ＥＬのみをレンズ系２７に送る。開口Ｓにより規
定された露光光ＥＬは、レンズ系２７を介してマスク室
５に配されたマスクＭの特定領域をほぼ均一な照度で照
明する。

【００２９】マスク室５は、マスクＭを真空吸着によっ
て保持するマスクホルダー５１を備えている。このマス
ク室５は、照明系ハウジング２０及び投影光学系３の投
影系ハウジング３０と隙間無く接合された隔壁５０によ
って覆われている。また、隔壁５０の側壁部にはマスク
Ｍを搬入・搬出するための開口部が設けられており、こ
の開口部には開閉扉５５が設けられている。開閉扉５５
を閉じることによって、マスク室５は密閉されるように
なっている。マスク室５の隔壁５０は、ステンレス（Ｓ
ＵＳ）等の材質を用いて、研磨などの処理によって表面
粗さを低減させることにより、脱ガスの発生が抑制され
ている。

【００３０】また、マスクホルダー５１は、マスクＭ上
のパターンが形成された領域であるパターン領域に対応
した開口を有し、不図示の駆動機構によりＸ方向、Ｙ方
向、θ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に微動可能となって
おり、これによって、パターン領域の中心が投影光学系
３の光軸ＡＸを通るようにマスクＭの位置決めが可能な
構成となっている。このマスクホルダー５１の駆動機構
は、例えば２組のボイスコイルモータを用いて構成され
る。

【００３１】マスク室５の隔壁５０の天井部には、照明
系ハウジング２０の内部空間と、マスクＭが配置される
マスク室５の内部空間とを分離するように透過窓８が配
置されている。この透過窓８は、照明光学系２からマス
クＭに照明される露光光ＥＬの光路上に配置されるた
め、真空紫外線光である露光光ＥＬに対して透過性の高
い蛍石等の結晶材料によって形成される。

【００３２】投影光学系３は、開口Ｓによって規定され
たマスクＭの露光光ＥＬによる照明範囲に存在するパタ
ーンの像を基板Ｗに結像させ、基板Ｗの特定領域（ショ
ット領域）にパターンの像を露光するものである。この
投影光学系３は、蛍石、フッ化リチウム等のフッ化物結
晶からなるレンズや反射鏡などの複数（図では３つ）の
光学部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃを投影系ハウジング３
０で密閉したものである。本実施形態では、この投影光
学系３として、投影倍率が例えば１／４あるいは１／５
の縮小光学系が用いられている。このため、マスクＭに
形成されたパターンは投影光学系３により基板Ｗ上のシ
ョット領域に縮小投影され、基板Ｗ上にはパターンの縮
小像が転写形成される。

【００３３】投影光学系３の各光学部材３１ａ、３１
ｂ、３１ｃは、それぞれ保持部材３２ａ、３２ｂ、３２
ｃを介して投影系ハウジング３０に支持されている。各
保持部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、各光学部材３１
ａ、３１ｂ、３１ｃの周縁部を保持するように円環状に
設けられる。そして、各光学部材３１ａ、３１ｂ、３１
ｃ及びマスク室５の隔壁５０のそれぞれの間には、密閉
された空間３３ａ、３３ｂ、３３ｃが形成されている。
このとき、保持部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃはガス溜ま
りを生じないように光軸ＡＸに対して傾斜されたり、各
光学部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃの表面と保持部材３２
ａ、３２ｂ、３２の表面とがほぼ一致するように構成さ
れる。したがって、各空間３３ａ、３３ｂ、３３ｃ内部
において、ガスは円滑に流れるようになっている。

【００３４】基板室６は、基板Ｗを真空吸着することに
よって保持するための基板ホルダー６１を備えている。
この基板室６は、投影系ハウジング３０と隙間無く接合
された隔壁６０によって覆われている。また、隔壁６０
の側壁部には基板Ｗを搬入・搬出するための開口部が設
けられており、この開口部には開閉扉６５が設けられて
いる。開閉扉６５を閉じることによって、基板室６は密
閉されるようになっている。基板室６の隔壁６０は、ス
テンレス（ＳＵＳ）等の材質を用いて、研磨などの処理
によって表面粗さを低減させることにより、脱ガスの発
生が抑制されている。

【００３５】基板ホルダー６１は、基板ステージ６２に
支持されている。基板ステージ６２は、互いに直交する
方向へ移動可能な一対のブロックを重ね合わせたもので
あって、Ｘ−Ｙ平面に沿った水平方向に移動可能となっ
ている。あるいは、例えば磁気浮上型の２次元リニアモ
ータ（平面モータ）等からなるウェーハ駆動系（図示
略）によってベースの上面に沿って且つ非接触でＸ−Ｙ
面内で自在に駆動されるようになっている。すなわち、
この基板ステージ６２に固定された基板Ｗは、Ｘ−Ｙ平
面に沿った水平方向に（投影光学系３の光軸ＡＸに対し
て垂直な方向に）移動可能に支持されている。

【００３６】また、基板ステージ６２の位置はレーザ干
渉計システムによって調整されるようになっている。こ
れを詳述すると、基板室６の隔壁６０の−Ｘ側の側壁に
は光透過窓６３が設けられている。これと同様に、隔壁
６０の＋Ｙ側（図１中における紙面奥側）の側壁にも光
透過窓が設けられている。これらの光透過窓は、隔壁６
０に形成された窓部（開口部）にこの窓部を閉塞する光
透過部材、ここでは一般的な光学ガラスを取り付けるこ
とによって構成されている。この場合、光透過窓６３を
構成する光透過部材の取り付け部分からのガス漏れが生
じないように、取り付け部には、インジウムや銅等の金
属シールや、フッ素系樹脂による封止（シーリング）が
施されている。

【００３７】基板ホルダー６１の−Ｘ側の端部には、平
面鏡からなるＸ移動鏡６４ＸがＹ方向に延設されてい
る。このＸ移動鏡６４Ｘにほぼ垂直に基板室６の外部に
配置されたＸ軸レーザー干渉計６５Ｘからの測長ビーム
が光透過窓６３を介して投射され、その反射光が光透過
窓６３を介してＸ軸レーザー干渉計６５Ｘ内部のディテ
クタによって受光され、Ｘ軸レーザー干渉計６５Ｘ内部
の参照鏡の位置を基準としてＸ移動鏡６４Ｘの位置、す
なわち基板ＷのＸ位置が検出されるようになっている。

【００３８】同様に、図示は省略されているが、基板ホ
ルダー６１の＋Ｙ側の端部には、平面鏡からなるＹ移動
鏡がＹ方向に延設されている。そして、このＹ移動鏡を
介してＹ軸レーザー干渉計によって上記と同様にしてＹ
移動鏡の位置、すなわち基板ＷのＹ位置が検出される。
Ｘ軸及びＹ軸それぞれのレーザー干渉計の検出値（計測
値）は制御部９に供給され、制御部９は、各ショット領
域間のステッピング時などにこれらのレーザー干渉計の
検出値をモニターしつつ基板ステージ６２の位置制御を
行うようになっている。

【００３９】このとき、Ｘ、Ｙ軸の各レーザー干渉計、
すなわちレーザー光源やプリズム等の光学部材及びディ
テクタなどは基板室６の外部に配置されているので、レ
ーザー干渉計を構成するディテクタ等から仮に微量の吸
光物質が発生しても、これが露光に対して悪影響を及ぼ
すことがない構成となっている。

【００４０】すなわち、本実施形態の露光装置１Ａにお
いては、制御部９により基板Ｗ上の各ショット領域を露
光位置に順次位置決めするように基板ステージ６２を移
動するショット間ステッピング動作と、その位置決め状
態で露光光ＥＬをマスクＭに照明してマスクＭに形成さ
れたパターンの像を基板Ｗ上のショット領域に転写する
露光動作とが繰り返し行われるようになっている。

【００４１】基板ホルダー６１には、基板Ｗの載値位置
と異なる位置に、基板Ｗに照射される露光光ＥＬの照射
量を計測するための計測器１０が設けられている。この
計測器１０は、例えばフォトダイオードやフォトトラン
ジスタ、あるいはＣＣＤイメージセンサなどの一般的な
光センサによって構成される。

【００４２】この計測器１０は、露光に先立ち、基板ス
テージ６２によって、投影光学系３からの露光光に対応
する露光領域の下に配置されるように位置決めされる。
すなわち、計測器１０は基板ホルダー６１に保持される
基板Ｗの面とほぼ同一な面に受光面をほぼ一致させる。
さらに、計測器１０は基板ステージ６２によって水平方
向（Ｘ−Ｙ方向）に走査可能に設けられている。したが
ってこの場合、基板Ｗの露光面上に照射されるべき露光
光ＥＬの強度（照度）は計測器１０によって２次元的に
計測される。

【００４３】すなわち、計測器１０を基板ステージ６２
によって、投影光学系３による投影領域内を走査させる
ことによって、投影領域の各位置における露光光ＥＬの
強度が求められる。したがって、投影領域の各位置に対
応する吸光物質の濃度が求められるので、この範囲にお
ける吸光物質の分布を求めることができる。この計測器
１０によって検出された吸光物質の分布は、照度データ
として算出部１００に送出されるようになっている。さ
らに、算出部１００による算出結果は、制御部９に送出
されるようになっている。

【００４４】照明光学系２の照明系ハウジング２０とマ
スク室５と投影光学系３の投影系ハウジング３０と基板
室６とのそれぞれに形成された内部空間（密閉空間）
は、外部とのガスの出入りを遮断され、且つ光源２１か
ら射出され基板Ｗに照射される露光光ＥＬの光路空間Ｌ
Ｓとなる。

【００４５】ところで、真空紫外域の波長の光を露光光
ＥＬとする場合には、その光路空間ＬＳから酸素、水蒸
気、炭化水素系のガス等の、かかる波長帯域の光に対し
強い吸収特性を有するガス（以下、「吸光物質」とい
う）の濃度を低減させる必要がある。このため、光路空
間ＬＳは、図２に示す吸光物質低減装置Ｒにより、必要
に応じて内部に存在する吸光物質の濃度を低減させる作
業を施される。このとき、光路空間ＬＳは真空紫外域の
光に対する吸収性の少ない特性を有する窒素、ヘリウ
ム、アルゴン、ネオン、クリプトン等のガス、またはそ
れらの混合ガス（以下、「低吸光物質」あるいは「特定
ガス」という）を満たされる。

【００４６】すなわち、光路空間ＬＳに存在する吸光物
質は特定ガスに交換（置換）されることによって低減さ
れる。また、光路空間ＬＳ内の吸光物質を低減させる方
法として、上述した光路空間ＬＳ内のガスを特定ガスで
置換する他に、排気減圧によっても実現することがで
き、ガス置換と同様の効果が得られる。

【００４７】ここで、吸光物質低減装置Ｒについて図１
及び図２を参照して説明する。吸光物質低減装置Ｒは、
照明系ハウジング２０、マスク室５、投影系ハウジング
３０、基板室６からなる光路空間ＬＳ内部に存在する吸
光物質の濃度を低減させるものである。この吸光物質低
減装置Ｒは、低吸光物質（特定ガス）を収容するととも
に給気管路及び排気管路によって光路空間ＬＳに接続さ
れるガス供給装置７０と、給気管路に設けられ制御部９
の指示によりガス供給装置７０に収容された特定ガスを
給気管路を介して光路空間ＬＳに送るポンプと、給気管
路に設けられ制御部９の指示により開閉することによっ
て光路空間ＬＳに供給される特定ガスの量を調整する給
気弁と、排気管路に設けられ光路空間ＬＳからガス供給
装置７０に排出されるガスの量を調整する排気弁とを備
えている。

【００４８】このとき、照明系ハウジング２０、マスク
室５、投影系ハウジング３０、基板室６の各空間のそれ
ぞれの吸光物質の濃度は、吸光物質低減装置Ｒによって
それぞれ独立して低減されるように設けられている。

【００４９】例えば、照明系ハウジング２０内部の吸光
物質を低減させる場合には、照明系ハウジング２０の光
源２１側の一端側に設けられた給気弁１１と、その給気
弁１１から最も遠い他端側に設けられた排気弁１２と、
ポンプＰ１とが用いられる。図２に示すように、ガス供
給装置７０の内部は第１室から第６室までの６つの部屋
に区画されており、各部屋の内部には同一種類の低吸光
物質（特定ガス）が充填されている。また、ガス供給装
置７０の各部屋に収容された特定ガスは不図示の温度調
整装置により所定の目標温度に制御されている。このと
き、給気弁１１は給気管路を介してガス供給装置７０の
第１室の一端に接続され、排気弁１２は排気管路を介し
てガス供給装置７０の第１室の他端に接続されている。

【００５０】排気弁１２が設けられている排気管路に
は、ＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate
Air Filter）あるいはＵＬＰＡフィルタ（Ultra Low Pe
netration Air Filter）等の塵（パーティクル）を除去
するフィルタ（以下、「エアフィルタ」という）ＡＦ１
１と、前述した酸素等の吸光物質を除去するケミカルフ
ィルタＣＦ１１とが配置されている。同様に、給気弁１
１が設けられている給気管路には、エアフィルタＡＦ１
２、ケミカルフィルタＣＦ１２が配置されているととも
に、ポンプＰ１が設けられている。

【００５１】給気弁１１、排気弁１２及びポンプＰ１は
制御部９に接続されており、照明系ハウジング２０内の
ガス置換を行うときには、制御部９は給気弁１１及び排
気弁１２を開くとともにポンプＰ１を作動させる。これ
により、ガス供給装置７０に収容されている特定ガスは
給気管路を介して照明系ハウジング２０内部に送り込ま
れるとともに、照明系ハウジング２０内部のガスは排気
弁１２を介して排気され、排気管路を介してガス供給装
置７０に戻されるようになっている。

【００５２】排気弁１２を介して排気されるガス中に
は、多少の不純物（パーティクル及び吸光物質を含む）
が含まれているが、排気管路に設けられたエアフィルタ
ＡＦ１１とケミカルフィルタＣＦ１１とによって、排気
管路を介してガス供給装置７０に戻るガス中の不純物は
ほどんど除去されるようになっている。一方、ガス供給
装置７０から給気管路を介して照明系ハウジング２０内
部に供給される特定ガス中の不純物は、給気管路に設け
られたエアフィルタＡＦ１２及びケミカルフィルタＣＦ
１２除去されるようになっている。したがって、特定ガ
スを長時間に渡って循環使用しても、露光に対する悪影
響はほとんど生じないようになっている。

【００５３】マスク室５内部の吸光物質を低減させる場
合には、マスク室５の隔壁５０に設けられた給気弁１３
及び排気弁１４と、ポンプＰ２とが用いられる。図２に
示すように、給気弁１３は給気管路を介してガス供給装
置７０の第２室の一端に接続され、排気弁１４は排気管
路を介してガス供給装置７０の第２室の他端に接続され
ている。この場合、排気弁１４が設けられた排気管路に
は、エアフィルタＡＦ２１、ケミカルフィルタＣＦ２１
が設けられている。一方、給気弁１３が設けられた給気
管路には、パーティクルを除去するエアフィルタＡＦ２
２、ケミカルフィルタＣＦ２２及びポンプＰ２が設けら
れている。給気弁１３、排気弁１４、及びポンプＰ２
は、制御部９に接続されている。制御部９は、前述した
照明系ハウジング２０内部のガス置換と同様の手順で、
給気弁１３、排気弁１４の開閉及びポンプＰ２の作動・
停止を行って、マスク室５のガス置換を行うようになっ
ている。

【００５４】投影光学系３の投影系ハウジング３０内部
の吸光物質を低減させる場合には、投影系ハウジング３
０に設けられた給気弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃ及び排気
弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、ポンプＰ３、Ｐ４、Ｐ５
とが用いられる。このとき、給気弁１５ａ、１５ｂ、１
５ｃ及び排気弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、投影光学系
３の投影系ハウジング３０に形成された空間３３ａ、３
３ｂ、３３ｃに対応するように設けられている。すなわ
ち、給気弁、排気弁及びポンプは、ガス置換を行うべき
空間に対してそれぞれ個別に設けられている。

【００５５】図２に示すように、それぞれの給気弁１５
ａ、１５ｂ、１５ｃは給気管路を介してガス供給装置７
０の第３、４、５室のそれぞれの一端に接続され、排気
弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃは排気管路を介してガス供給
装置７０の第３、４、５室のそれぞれの他端に接続され
ている。この場合、排気弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃが設
けられた排気管路には、パーティクルを除去するエアフ
ィルタＡＦ３１、ＡＦ４１、ＡＦ５１と酸素等の吸光物
質を除去するケミカルフィルタＣＦ３１、ＣＦ４１、Ｃ
Ｆ５１とが設けられている。また、給気弁１５ａ、１５
ｂ、１５ｃが設けられた給気管路には、エアフィルタＡ
Ｆ３２、ＡＦ４２、ＡＦ５２、ケミカルフィルタＣＦ３
２、ＣＦ４２、ＣＦ５２及びポンプＰ３、Ｐ４、Ｐ５が
設けられている。これら給気弁１５ａ、１５ｂ、１５
ｃ、排気弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、及びポンプＰ３、
Ｐ４、Ｐ５は制御部９に接続されている。制御部９は、
前述した照明系ハウジング２０内部のガス置換と同様の
手順で、給気弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、排気弁１６
ａ、１６ｂ、１６ｃの開閉及びポンプＰ３、Ｐ４、Ｐ５
の作動・停止を行って、投影光学系３の投影系ハウジン
グ３０内部のガス置換を行うようになっている。

【００５６】基板室６内部の吸光物質を低減させる場合
には、基板室６の隔壁６０に設けられた給気弁１７及び
排気弁１８と、ポンプＰ６とが用いられる。図２に示す
ように、給気弁１７は給気管路を介してガス供給装置７
０の第６室の一端に接続され、排気弁１８は排気管路を
介してガス供給装置７０の第６室の他端に接続されてい
る。この場合、排気弁１８が設けられた排気管路にはパ
ーティクルを除去するエアフィルタＡＦ６１と吸光物質
を除去するケミカルフィルタＣＦ６１とが設けられてい
る。一方、給気弁１７が設けられた給気管路にはエアフ
ィルタＡＦ６２、ケミカルフィルタＣＦ６２及びポンプ
Ｐ６が設けられている。給気弁１７、排気弁１８、及び
ポンプＰ６は制御部９に接続されている。制御部９で
は、前述した照明系ハウジング２０内部のガス置換と同
様の手順で、給気弁１７、排気弁１８の開閉及びポンプ
Ｐ６の作動・停止を行って、基板室６内部のガス置換を
行うようになっている。

【００５７】このように、各室５０、３３ａ、３３ｂ、
３３ｃ、６０の給気管路及び排気管路中のエアフィルタ
及びケミカルフィルタの存在により、循環されるガス中
の上記不純物はほどんど除去されるので、特定ガスを長
時間に渡って循環しても、露光に対して悪影響をほとん
ど及ぼさないようになっている。なお、エアフィルタ、
ケミカルフィルタは、いずれも十分な吸光物質除去能力
があれば、単一のものを共用してもよい。

【００５８】以上のような構成を持つ露光装置１Ａを用
いて、光路空間ＬＳの吸光物質を検出する方法、マスク
Ｍに形成されたパターンの像を基板Ｗ上に転写する方法
について説明する。

【００５９】マスクＭのマスク室５に対する搬入・搬出
や、基板Ｗの基板室６に対する搬入・搬出などによっ
て、光路空間ＬＳ（すなわち、照明系ハウジング２０、
マスク室５、投影系ハウジング３０、基板室６）には酸
素等の吸光物質が存在するようになる。したがって、こ
の吸光物質による露光光の吸収を避けるために、露光に
先立ち、上述した吸光物質低減装置Ｒによって光路空間
ＬＳに存在する吸光物質を低減させる作業を行う。

【００６０】なお、光路空間ＬＳに存在する吸光物質の
低減を行っている間、もしくは光路空間ＬＳ内に吸光物
質の濃度が所定値以下に到達した時点で、各光路空間Ｌ
Ｓ内の圧力を大気圧よりわずかに高く設定する。このよ
うに、光路空間ＬＳ内の内圧を高めて設定するのは、各
光路空間ＬＳ内への外部の外気の混入を防止するためで
ある。その際、内圧は大気圧に対し１〜１０％程度高く
設定することが望ましい。

【００６１】露光に先立って吸光物質を低減させる作業
が行われたら、光路空間ＬＳ内部の吸光物質の濃度を検
出するために、計測器１０を投影光学系３の露光領域内
（結像面）に移動させる。そして、計測器１０は、光源
２１から射出された露光光ＥＬの強度（照度）を計測す
る。計測器１０からの計測信号は計測器１０に接続され
た算出部１００に送出される。なお、ブラインド部４に
おける開口Ｓを最大開口に設定することにより、吸光物
質の濃度分布を計測することが可能となる。

【００６２】光路空間ＬＳに吸光物質が存在している
と、真空紫外線光である露光光ＥＬは吸光物質によって
吸光される。したがって、光路空間ＬＳに存在する吸光
物質の濃度が高いほど、計測器１０に達する露光光ＥＬ
の強度は減衰される。計測器１０は光路空間ＬＳに存在
する吸光物質の濃度に応じた計測信号を算出部１００に
送出する。

【００６３】算出部１００は、計測器１０の計測信号に
基づき光路空間ＬＳ内の吸光物質の濃度を算出する。算
出部１００には、吸光物質の濃度を任意に変化させたと
きの、基板Ｗ面上における露光光ＥＬの強度に関する複
数のデータが予め記憶されている。すなわち、算出部１
００には所定状態の光路空間ＬＳを通過後の露光光ＥＬ
の強度が記憶されている。算出部１００は、この複数の
データ（データテーブル）と、計測器１０によって検出
された露光光ＥＬの強度とを比較することによって、そ
のときの吸光物質の濃度を算出する。

【００６４】このように、算出部１００には、予め実験
的に求められた、所定状態における空間内の吸光物質の
濃度とこの空間を通過した露光光の強度との関係が記憶
されている。なお、この関係には光学部材（光学レン
ズ）の透過率の情報も考慮されていることはもちろんで
ある。

【００６５】算出部１００は、上述のようなデータテー
ブルを参照しつつ、計測器１０の計測結果に基づいてそ
のときの吸光物質の濃度を算出する。算出部１００の算
出結果は制御部９に送出される。制御部９には、マスク
Ｍのパターンの像を基板Ｗに正常に転写できる状態の吸
光物質の濃度の情報が記憶されており、制御部９はこの
情報と算出部１００の算出結果とを比較する。すなわ
ち、基板Ｗに対するマスクＭのパターンの像の転写を正
常に行うことができる吸光物質の濃度と基板Ｗに導かれ
る露光光の強度（照度分布を含む）データとの関係は予
め求められており、制御部９はこの関係に基づいて、マ
スクＭのパターンの像の基板Ｗへの転写状態を制御す
る。

【００６６】さらに具体的に言うと、制御部９には吸光
物質の濃度を任意に変化させたときの基板Ｗに導かれる
露光光ＥＬの強度データに関する複数のデータが記憶さ
れており、制御部９は、この複数のデータ（データテー
ブル）に基づいて、データテーブルと算出部１００によ
って検出された吸光物質の濃度とを比較することによっ
て、適正な転写を行えるか否かを判断する。このよう
に、制御部９には、実験的に求められた、吸光物質の所
定の濃度とこのときの基板Ｗに導かれる露光光の強度デ
ータとの関係が予め記憶されている。

【００６７】なお、制御部９が適正な転写を行えると判
断する状態とは、光路空間ＬＳの吸光物質の濃度が、マ
スクＭに形成されたパターンの像を基板Ｗに転写した際
に、所望の転写精度が得られる状態を指す。

【００６８】つまり、吸光物質の濃度が所定値以下（す
なわち、検出した濃度が正常な転写が可能な濃度範囲
内）であるという算出部１００の算出結果を得た場合、
制御部９は適正な転写を行える状態であると判断すると
ともに転写を行う判断をする。

【００６９】一方、吸光物質の濃度が所定値以上（すな
わち、検出した濃度が正常な転写ができない濃度範囲
内）であるという算出部１００の算出結果を得た場合、
制御部９は適正な転写を行えない状態であると判断する
とともに転写を行わない判断をする。このとき、制御部
９は吸光物質低減装置Ｒによって前述と同様の手順で光
路空間ＬＳの吸光物質の濃度を低減させる作業を維持す
る。そして、この作業を行っている間、露光光ＥＬの強
度を計測器１０によって計測し、この計測結果に基づい
て光路空間ＬＳの吸光物質の濃度を検出する。この検出
結果の濃度が所定値以下になったとき、制御部９は転写
を行える状態であると判断する。

【００７０】なお、制御部９は、適正な転写を行えるか
否かの判断に応じて、光源２１から射出される露光光Ｅ
Ｌのオンオフを制御してもよい。この場合の露光光ＥＬ
のオンオフは、光源２１の駆動・停止によって実現され
るが、ブラインド部４の調整によっても可能である。

【００７１】以上のように、光路空間ＬＳに露光光ＥＬ
を照射し、この光路空間ＬＳを通過した露光光ＥＬの強
度に関する情報を計測することにより、この計測結果に
基づいて光路空間ＬＳ内の吸光物質の濃度は短時間で効
率良く検出される。したがって、基板ＷへのマスクＭの
パターンの像の転写は効率良く行われるので、生産性は
向上される。

【００７２】吸光物質の濃度は短時間で検出されるの
で、吸光物質を低減させる作業は効率良く行える。すな
わち、吸光物質を低減させる作業はある程度の時間を必
要とするが、吸光物質の濃度は短時間で把握できるので
この濃度に応じた作業を行えばよい。つまり、過剰な作
業が防止されるので、作業性は向上される。

【００７３】また、吸光物質の濃度検出用光線として露
光光ＥＬを用いることにより、吸光による転写への影響
を直接且つ正確に把握することができる。

【００７４】計測器１０を２次元的光学情報を検出可能
なＣＣＤイメージセンサなどによって構成することによ
り、計測器１０を走査させることなく２次元的な露光光
ＥＬの強度分布が求められるので、吸光物質の濃度及び
分布が求められる。

【００７５】吸光物質の分布が偏っている場合には、吸
光物質低減装置Ｒによって光路空間ＥＬ内のガスをフロ
ーさせる等により、吸光物質の分布は均一化される。

【００７６】この露光光ＥＬを用いた吸光物質の濃度の
検出は、基板Ｗの交換時に行うことによって、効率良く
行われる。すなわち、露光光ＥＬを用いた吸光物質の濃
度の検出は、基板Ｗ上へのマスクＭのパターンの像の非
転写時に行われる。

【００７７】制御部９は、吸光物質の濃度によって転写
を行うか否かを判断する他に、基板Ｗに転写されたパタ
ーンの像の形状が適正か否かを判断することができる。
この場合、基板Ｗに形成されたパターンの形状を計測す
るための形状計測機（線幅計測機）を設け、この形状計
測機の計測結果に基づいて、制御部９は適正な転写状態
か否かを判断してもよい。

【００７８】《第２実施形態》次に、図３を用いて本発
明の第２実施形態について説明する。図３は、本発明の
第２実施形態に関わる露光装置１Ｂを説明するための概
略構成図であり、第１実施形態における露光装置１Ａと
同様の箇所については説明を省略し、第２実施形態の特
徴部分について説明する。

【００７９】この場合、露光装置１Ｂは、マスク室５内
に配され、この露光光ＥＬの一部分を通過前計測器８０
に導くハーフミラー５２を備えている。このハーフミラ
ー５２は、マスク室５内部においてマスクホルダー５１
の露光光ＥＬの光路方向下流側に設けられており、露光
光ＥＬの大部分を投影光学系３側に導くとともに残りの
部分を光の強度を計測可能な通過前計測器８０に導く。
そして、通過前計測器８０は投影光学系３を通過する前
の露光光ＥＬの強度に関する情報を計測するようになっ
ている。

【００８０】このような構成を持つ露光装置１Ｂを用い
て、光路空間ＬＳの吸光物質を検出する方法、マスクＭ
に形成されたパターンの像を基板Ｗ上に転写する方法に
ついて説明する。

【００８１】第１実施形態同様、基板Ｗに対するマスク
Ｍに形成されたパターンの像の転写に先立ち、吸光物質
低減装置Ｒを用いて、光路空間ＬＳ内の吸光物質を低減
させる作業を行う間、又は行った後、吸光物質の濃度を
計測するために光源２１を駆動して露光光ＥＬを光路空
間ＬＳに通過させる。

【００８２】そして、投影光学系３の投影系ハウジング
３０内に照射される露光光ＥＬのうち、投影光学系３を
通過前の露光光ＥＬの強度に関する情報と通過後の露光
光ＥＬの強度に関する情報とを、それぞれ通過前計測器
８０と計測器１０とによって計測する。

【００８３】計測器１０及び通過前計測器８０の計測信
号は算出部１００に送出される。このとき、通過前計測
器８０にはハーフミラー５２の作用によって露光光ＥＬ
の一部分が照射されるが、算出部１００は通過前計測器
８０の計測結果と予め分かっているハーフミラー５２の
特性とに基づいて、ハーフミラー５２の位置（つまり投
影光学系３への露光光ＥＬの入射位置）における１００
％の露光光ＥＬの値を求める。同様に、算出部１００は
計測器１０の計測結果とハーフミラー５２の特性とに基
づいて、投影光学系３を通過後の位置における１００％
の露光光ＥＬの値を求める。

【００８４】計測器１０及び通過前計測器８０に計測さ
れる光線は真空紫外線光からなる露光光ＥＬであり、吸
光物質によって吸光される。したがって、この場合、投
影光学系３の投影系ハウジング３０に存在する吸光物質
の濃度が高いほど、計測器１０に達する露光光ＥＬの強
度は減衰される。

【００８５】算出部１００は、これら各計測器に計測さ
れる投影光学系３の入射位置における露光光ＥＬの強度
と投影光学系３を通過後の強度とを比較する（例えば、
強度の差を求める）ことによって、投影光学系３内の吸
光物質の濃度を求める。強度の比較により、投影光学系
３を通過した露光光ＥＬの強度がどのくらい減衰したか
を求めることができる。

【００８６】一方、算出部１００には吸光物質の濃度と
この吸光物質の存在する空間を通過する露光光ＥＬの強
度（照度）との関係が記憶されている。したがって、算
出部１００はこの関係と投影光学系３を通過する露光光
ＥＬの入射位置と通過後位置とにおける強度の差とに基
づいて投影系ハウジング３０内の吸光物質の濃度を算出
する。

【００８７】このとき、算出部１００に記憶されている
関係は実験的に求めて得られたデータ（データテーブ
ル）である。算出部１００は上述のようなデータテーブ
ルを参照しつつ、各計測器８０、１０の計測結果に基づ
いてそのときの投影光学系３の吸光物質の濃度を算出す
る。

【００８８】制御部９は、算出部１００の算出結果に基
づき、投影光学系３が適正に転写を行えるか否かを判断
し、適正であると判断した場合には転写を行い、不適正
であると判断した場合には吸光物質低減装置Ｒによって
投影光学系３内の吸光物質の濃度を低減させる作業を維
持する。

【００８９】このように、投影系ハウジング３０内での
吸光による露光光ＥＬの強度低下分のみを検出すること
ができるので、吸光物質の濃度の検出はより高精度に行
われる。

【００９０】一方、本実施形態においては、吸光物質の
濃度は投影光学系３において検出されるが、光路空間Ｌ
Ｓの任意の範囲内で検出可能である。例えば、照明系ハ
ウジング２０内部の吸光物質の濃度を検出したい場合に
は、通過前計測器８０及びこの通過前計測器８０に露光
光ＥＬを導くハーフミラー５２をフライアイインテグレ
ータ２４の下流側に設置し、照射系ハウジング２０を通
過した露光光ＥＬを計測する計測器１０をマスク室５の
上流側に設けることができる。例えば、光量モニター７
が透過前計測器８０を兼用してもよい。なお、この場合
の濃度検出は、基板Ｗ上へのパターンの非転写時に行わ
れる。

【００９１】《第３実施形態》次に、図４を用いて本発
明の第３実施形態について説明する。図４に示す露光装
置１Ｃは第２実施形態の変形例であり、露光光ＥＬの通
過する光路空間ＬＳに露光光ＥＬとは別の光線Ｂを照射
する照射部９０を備える構成である。

【００９２】照射部９０は光路空間ＬＳにおける吸光物
質の濃度を検出するための光線Ｂを射出するものであっ
て、例えば、重水素ランプやエキシマランプなどによっ
て構成される。光線Ｂは吸光物質に吸光されるものであ
って、例えば真空紫外線光である。なお、照射部９０
は、光源２１に置き換えて配置してもよいし、光源２１
と並列に配置し、光源２１と照射部９０とを光路切換え
ミラーで切換えるようにしてもよい。

【００９３】照射部９０から照射される光線Ｂは露光光
ＥＬの光軸ＡＸと平行に照射されるようになっており、
その大部分はマスク室５及びマスク室５に設けられたハ
ーフミラー５２、投影光学系３を通過して、基板室６の
計測器１０に達する。一方、照射部９０から照射される
光線Ｂの一部分は、ハーフミラー５２によって透過前計
測器８０に導かれる。本実施形態における光線Ｂを用い
た吸光物質の濃度検出は、基板Ｗ上へのパターンの非転
写時に行われる。

【００９４】なお、第１〜第３実施形態において、露光
光ＥＬあるいは光線Ｂの強度を計測するための計測器
は、露光光ＥＬの光路上に複数配置させることが可能で
ある。この場合、各計測器は露光光ＥＬの光路に対し
て、駆動機構及びガイド軸を備えた計測器移動機構（不
図示）によって出入り可能に設けられる。つまり、吸光
物質の濃度を検出する場合には、基板Ｗへのパターンの
非転写時においてこれら計測器が露光光ＥＬの光路上に
移動し、この状態で光線Ｂ（または露光光ＥＬ）が射出
される。

【００９５】また、計測器を光線Ｂ（あるいは露光光Ｅ
Ｌ）の光路に出入り可能に設けることにより、例えば第
２、３実施形態に示したようなハーフミラー５２がなく
ても光線Ｂ（露光光ＥＬ）の強度は検出可能となる。

【００９６】露光光ＥＬの光路上、あるいは基板Ｗ上に
相当する位置に計測器を設置する場合には、制御部９は
基板Ｗの交換時において計測器を所定の位置に設置し、
光線の強度計測を行う。このとき、作業性及び生産性は
向上される。

【００９７】ところで、計測器を露光光ＥＬの光路上に
配置させるに際し、駆動機構及びガイド軸を備えた計測
器移動機構を用いる場合について説明したが、透過型照
度計を用いることにより計測器移動機構は不要となる。
すなわち、吸光物質の濃度検出を露光光ＥＬあるいはこ
の露光光ＥＬの光軸ＡＸに平行な光線Ｂを用いて行う場
合、例えば投影光学系３の各光学部材３１ａ〜３１ｃの
それぞれに透過型照度計を設置する。この透過型照度計
とは、光学部材中でわずかに吸収される光のエネルギー
を温度上昇として、もしくは、その光音響効果として測
定する照度計である。この透過型照度計を用いて吸光物
質の濃度の検出を行う場合には、マスクＭのパターンの
像を基板Ｗに対して転写する要領で露光光ＥＬを照射す
る。投影系ハウジング３０に入射した露光光ＥＬは、各
光学部材３１ａ〜３１ｃに設けられた透過型照度計によ
ってそれぞれの位置における照度を検出される。そし
て、これら各透過型照度計の計測結果に基づいて、各光
学部材３１ａ〜３１ｃにおける吸光物質の濃度、あるい
は、各光学部材の間の空間３３ａ〜３３ｃ内の吸光物質
の濃度が検出される。

【００９８】この場合、各空間３３ａ〜３３ｃにおける
それぞれの吸光物質の濃度が独立して検出可能なので、
所定値以上の吸光物質の濃度又は分布を有している空間
に対してのみ吸光物質を低減させる作業を行えば良く、
迅速且つ適正な環境を実現することができ、作業性・生
産性は向上される。

【００９９】《第４実施形態》次に、図５、図６を用い
て本発明の第４実施形態について説明する。図５、６
は、本発明の第４実施形態に関わる露光装置１Ｄを説明
するための概略構成図であり、第１実施形態における露
光装置１Ａと同様の箇所については説明を省略し、第４
実施形態の特徴部分について説明する。

【０１００】この場合、露光装置１Ｄは、投影光学系３
の投影系ハウジング３０外部に配されこの投影光学系３
を通過する露光光ＥＬの光路を横断するように光線Ｂを
照射する照射部２００と、投影光学系３の光軸ＡＸを挟
んで照射部２００の対向する位置に設けられ、投影系ハ
ウジング３０を通過後の光線Ｂの強度（照度）を検出す
る計測器２０１とを備えている。このとき、光線Ｂの照
射面積（光束の太さ）は任意に設定可能となっている。

【０１０１】照射部２００から射出される光線Ｂは、光
路空間ＬＳにおける吸光物質の濃度を検出するためのも
のであって、例えば真空紫外線光からなる。図５におい
て、照射部２００から射出された光線Ｂの大部分は、ハ
ーフミラー２０３を透過した後、投影光学系３の空間
（レンズ室）３３ｂを通過し、反射ミラー２０４によっ
て計測器２０１に導かれる。計測器２０１は空間３３ｂ
を通過した光線Ｂの強度を検出する。

【０１０２】一方、光線Ｂの一部分は投影光学系３の入
射位置に設けられたハーフミラー２０３によって透過前
計測器２０２に導かれる。すなわち、照射部２００から
射出される光線Ｂの強度は光路空間ＬＳの入射位置と光
路空間ＬＳを通過後の位置とでそれぞれ検出される。

【０１０３】なお、投影系ハウジング３０において光線
Ｂが入射される部分及び出射される部分には、この光線
Ｂを透過可能な光透過窓が設けられている。このとき、
光透過窓を構成する光透過部材の取り付け部分からのガ
ス漏れが生じないように、取り付け部にはインジウムや
銅等の金属シールやフッ素系樹脂による封止（シーリン
グ）が施されている。

【０１０４】このような構成において、光路空間ＬＳの
吸光物質を検出する方法、及びマスクＭに形成されたパ
ターンの像を基板Ｗ上に転写する方法について説明す
る。

【０１０５】マスクＭに形成されたパターンの像を基板
Ｗに転写するに先立ち、吸光物質低減装置Ｒを用いて空
間３３ｂ（光路空間ＬＳ）内の吸光物質を低減させる作
業を行う。この作業を終えたら、吸光物質の濃度検出の
ために照射部２００から光線Ｂが空間３３ｂに向かって
照射される。

【０１０６】露光光ＥＬの光路である空間３３ｂを横断
するように照射される光線Ｂのうち、空間３３ｂを通過
する前の強度と空間３３ｂを通過後の強度とが、通過前
計測器２０２と計測器２０１とによって計測される。計
測器２０１及び通過前計測器２０２の計測信号は算出部
１００に送出される。算出部１００は計測器２０１及び
通過前計測器２０２の計測信号に基づき、前記実施形態
と同様の手順で、光線Ｂの通過する空間３３ｂ内の吸光
物質の濃度を算出する。

【０１０７】算出部１００は算出結果を制御部９に送出
する。制御部９は、算出結果に基づいて適正な転写を行
えるか否かを判断する。すなわち、制御部９は、光路空
間ＬＳのうち空間３３ｂの吸光物質の濃度が適正範囲内
にあるか否かを判断することによって、光路空間ＬＳ
（露光装置１Ｄ全体）が適正な転写を行える状態である
か否かを判断する。

【０１０８】一方、吸光物質の濃度が所定値以上、すな
わち適正な転写を行えない状態であると判断された場
合、制御部９は吸光物質低減装置Ｒを駆動し、空間３３
ｂの吸光物質を低減させる作業を維持する。そして、所
定時間経過後、制御部９は光線Ｂを空間３３ｂに向かっ
て再び照射し、空間３３ｂの吸光物質の濃度検出を行
う。そして、制御部９によって、吸光物質の濃度が所定
値以下になり、適正な転写を行える状態であるか否かを
判断する。

【０１０９】この場合、吸光物質低減装置Ｒを駆動しな
がら空間３３ｂに光線Ｂを照射することもできる。すな
わち、空間３３ｂの吸光物質の濃度を検出しつつ吸光物
質を低減させる作業を行うことができる。この場合、吸
光物質低減装置Ｒの駆動は、制御部９によって吸光物質
の濃度が所定値以下と判断されるまで継続される。

【０１１０】ところで、光線Ｂを露光光ＥＬの光路を横
断するように照射することによって吸光物質の検出をパ
ターンの像の転写と同時に行うことができる。すなわ
ち、本実施形態においては、マスクＭのパターンの像を
基板Ｗに転写中に光線Ｂの強度に関する情報を計測する
ことが可能である。

【０１１１】この場合、例えばパターンの像の転写中に
空間３３ｂの吸光物質の濃度が上昇し適正な転写を行え
ないと判断された場合、制御部９は光源２１を停止させ
ることによって基板Ｗに対するパターンの像の転写を中
断するとともに、吸光物質低減装置Ｒにより空間３３ｂ
（光路空間ＬＳ）の吸光物質の濃度を低減させる。そし
て、前述した手順と同じように空間３３ｂ（光路空間Ｌ
Ｓ）の吸光物質の濃度を検出する。この検出結果の濃度
が所定値以下であると判断された場合、制御部９は基板
Ｗに対するマスクＭのパターンの像の転写を再び開始す
る。

【０１１２】一方、吸光物質の濃度が所定値以下である
と判断されている間は、パターンの像の転写は継続され
る。なお、空間３３ｂの吸光物質の濃度検出は、露光装
置が稼働中、継続して行ってもよいし、所定時間経過毎
に行ってもよい。

【０１１３】このように、制御部９は算出部１００の算
出結果である吸光物質の濃度に基づいてパターンの像の
転写を行うか否かを判断するとともに、光源２１から射
出される露光光ＥＬや照射部２００から射出される光線
Ｂのオンオフを制御するようになっている。

【０１１４】以上のように、吸光物質の濃度検出用の光
線Ｂを露光光ＥＬの光路を横断するように照射すること
によって、パターンの像の転写と吸光物質の濃度検出と
を同時に行うことができる。したがって、生産性・作業
性は向上される。

【０１１５】さらに、露光光ＥＬの光路を横断するよう
に照射される光線Ｂを露光光ＥＬの光軸ＡＸ方向に沿う
所定間隔位置においてそれぞれ照射し、それぞれの光線
Ｂの強度に関する情報を計測することによって、これら
各位置における吸光物質の濃度を検出することができ
る。

【０１１６】つまり、図５においては、照射部２００と
計測器２０１とを備えた検出装置は投影光学系３の空間
３３ｂに対応した位置に設置されてこの空間３３ｂの吸
光物質の濃度を検出するようになっているが、各空間３
３ａ〜３３ｃに対応する位置に照射部２００及び計測器
２０１をそれぞれ設けることによって各空間３３ａ〜３
３ｃ内の吸光物質の濃度を個別に検出することができ
る。また、照射部２００及び検出器２０１を備えた検出
装置は投影光学系３に限らず光路空間ＥＬの任意の位置
に設置可能であることはもちろんである。例えば、前記
検出装置は照明光学系２、マスク室５、基板室６など、
吸光物質の濃度を検出したい箇所に任意に設置可能であ
る。

【０１１７】このとき、所定の空間に対してのみ、吸光
物質を低減させる作業を施すことができる。例えば、あ
る空間（例えば空間３３ａ）のみの吸光物質の濃度が高
い場合には、その空間に対してのみ吸光物質低減装置Ｒ
によって吸光物質を低減させる作業を行うことができ
る。このように、吸光物質を低減させる作業を最低限に
抑えることができるので、作業性は向上する。

【０１１８】また、算出部１００は、光路空間ＬＳに照
射される光線Ｂのうち、リファレンスとして入射位置に
おける強度と光路空間ＬＳを通過後の強度とを計測し、
これら各強度を比較することによって吸光物質の濃度の
求めるようになっているので、透過窓など計測対象でな
い吸光物質の影響は相殺される。したがって、吸光物質
の濃度の検出はより高精度に行われる。

【０１１９】一方、図７に示すように、光線Ｂの光路空
間ＬＳに対する入射位置の強度を求めずに吸光物質の濃
度を求めることも可能である。この場合の吸光物質の濃
度は第１実施形態に示したような手順で検出可能であ
る。すなわち、所定状態における光路空間ＬＳを通過し
た光線Ｂの強度を予め求め、この求めた値と計測器２０
１の計測結果とを比較することによって吸光物質の濃度
を求めることができる。このような構成は通過前計測器
２０２を設ける必要が無く、機器の数を低減させること
ができるので、装置全体の低コスト化、簡素化を実現す
ることができる。

【０１２０】《第５実施形態》次に、図８を用いて本発
明の第５実施形態について説明する。図８に示す露光装
置１Ｅは第４実施形態の変形例であり、露光光ＥＬの光
路空間ＬＳに光線Ｂを照射する照射部３００と、この光
路空間ＬＳを通過した光線Ｂの強度に関する情報を計測
する計測器３０１と、この計測器３０１の計測結果に基
づき、光路空間ＬＳ内の吸光物質の濃度を求める算出部
１００とを備えている。このとき、光線Ｂは、第４実施
形態と同様に、露光光ＥＬの光路を横断するように照射
される。

【０１２１】照射部３００は、光線Ｂを異なる光路で照
射するように複数（図８では３つ）設けられているとと
もに、計測器３０１は各照射部３００からの光線Ｂに対
応して複数（図８では６つ）設けられ、算出部１００は
複数の計測器３０１のそれぞれの計測結果に基づいて光
路空間ＬＳ内の吸光物質の濃度及び分布を求めるように
なっている。

【０１２２】すなわち、照射部３００は光路空間ＬＳの
外部（例えば投影系ハウジング３０外部）にほぼ等間隔
に複数設けられており、光線Ｂはこれら各照射部３００
から独立して光路空間ＬＳに射出される。一方、計測器
３０１は各照射部３００から射出される光線Ｂを計測可
能な位置に複数設けられている。この場合、各照射部３
００の数と計測器３０１の数とは一致していても異なっ
ていてもよい。さらに、照射部３００及び計測器３０１
の設置位置は、照明系ハウジング２０、マスク室５、投
影系ハウジング３０、基板室６のいずれでもよい。

【０１２３】このように、光路空間ＬＳに向かって光線
Ｂを異なる光路で照射するとともにこの光路空間ＬＳを
通過後の光線Ｂのそれぞれの照度を計測することによ
り、光線Ｂのそれぞれの光路上における吸光物質の濃度
を検出することができる。したがって、光路空間ＬＳに
おける吸光物質の濃度とともに分布を求めることができ
る。この場合、光線Ｂの光路を増やす（すなわち、照射
部３００及び計測器３０１の数を増やす）ことにより吸
光物質の分布はより精度良く求められる。

【０１２４】算出部１００は各計測器３０１の計測信号
に基づき投影光学系３内のうち各光線Ｂが通過する部分
の吸光物質の濃度を算出する。このとき、複数の異なっ
た光路を有する光線Ｂによって空間内における吸光物質
の濃度及び分布が求められる。制御部９にはマスクＭの
パターンの像を基板Ｗに正常に転写できる状態の吸光物
質の濃度及び分布の情報が記憶されており、制御部９は
この情報と算出部１００の算出結果とを比較し、吸光物
質の濃度及び分布が適正な転写を行える状態にあるか否
かを判断する。

【０１２５】制御部９によって適正な転写を行える状態
であると判断された場合にはパターンの像の転写が行わ
れ、不適正な転写状態になると予測されると判断された
場合には吸光物質低減装置Ｒにより吸光物質を低減させ
る。

【０１２６】このように、光線Ｂを異なる光路で複数照
射するとともに、これら各光線Ｂの強度に関する情報を
計測することによって、空間における吸光物質の濃度及
び分布を検出することができる。

【０１２７】なおこの場合、各光線Ｂに対して空間を通
過する前の光線Ｂの強度に関する情報を計測する通過前
計測器を設け、光線Ｂの空間への入射位置におけるリフ
ァレンスとしての強度と空間を通過後の強度とを計測し
これら各強度を比較することによって、吸光物質の濃度
及び分布の検出はより高精度に行われる。

【０１２８】各照射部３００及び各計測器３０１を、露
光光ＥＬの光軸ＡＸ方向に沿う所定間隔位置に設けるこ
とによって、この位置に対応する空間の吸光物質の濃度
及び分布を個別に検出することができる。この場合、吸
光物質の濃度及び分布を低減させる作業は、濃度及び分
布が異常値を示す空間に対してのみ行えばよいなど、作
業性を向上させることができる。

【０１２９】また、複数の異なる光路を有する光線Ｂを
生成する方法として、図９に示すように、照射部４００
から照射される光線Ｂを空間内においてそれぞれ異なる
光路で往復させる反射板４０２を備える構成とすること
も可能である。この場合、照射部４００の設置数を低減
させることができ、装置全体の低コスト化、簡素化を実
現することができる。

【０１３０】《検出用光線》ところで、吸光物質の濃度
検出用の光線Ｂとして広い吸光波長域を備える真空紫外
線光を用いることにより、空間中に存在する全ての吸光
物質による吸光を計測することができるが、空間に存在
する複数の吸光物質の個々の濃度を検出することは困難
である。この場合、空間に波長域の異なる複数の光線Ｂ
を照射し、それぞれの光線Ｂの強度に関する情報を計測
し、この計測結果に基づいて空間に存在する複数の吸光
物質のそれぞれの濃度を検出することができる。すなわ
ち、空間に存在する複数の吸光物質のそれぞれに対応し
た吸光波長域を備える真空紫外線光を照射し、それぞれ
の真空紫外線光の強度に関する情報を計測し、この計測
結果に基づいて空間に存在する複数の吸光物質のそれぞ
れの濃度を検出する。

【０１３１】例えば、水銀ランプや重水素ランプなどに
おいては真空紫外域に複数の輝線を発するものがある。
この場合、これら輝線のうち複数の輝線を用いて第１〜
第５実施形態に示したものを実現する。着目する複数の
吸光物質の分子毎に吸光断面積が卓越した波長域におけ
る輝線を選定するようにする。

【０１３２】Ｆ2 レーザー光を用いた露光装置では酸素
分子と水分子とによる吸光が大きいが、これらの分子の
吸光が卓越している波長域は異なっている。具体的に
は、１７０ｎｍ近傍では水分子の吸収断面積は酸素分子
の吸収断面積の１０倍程度であり１４５ｎｍ近傍におけ
る酸素分子の吸収断面積は水分子の吸収断面積の１５倍
程度である。これらの違いを利用しそれぞれの輝線によ
る吸光の計測結果からそれぞれの分子の濃度を検出する
ことができる。

【０１３３】酸素分子は空気中に最も大量に存在するＦ
2 レーザー光を吸収する物質である。したがって、酸素
分子の濃度が高いということは露光に先立つガス置換
（初期ガス置換）が不十分であるということを示してい
る。したがって、光路空間ＬＳに存在する空気（吸光物
質）を低減させる作業が必要である。一方、水分子は構
造部材からの脱離ガスとして支配的な物質であり、水分
子の濃度が高い場合には特定ガスの流量を増やすなどし
て水分子の濃度を低減させる作業を行う必要がある。

【０１３４】このように、吸光を支配する物質を特定す
ることで光路空間ＬＳ中における吸光物質の濃度上昇の
原因を突き止めることが可能となるので、適切な対策を
行うことができる。したがって、作業性は向上されると
ともに適正な露光環境を迅速に実現することができる。

【０１３５】第３〜第５実施形態において、吸光物質の
検出用光線Ｂとして、可視光、近赤外線光、あるいはマ
イクロ波のいずれかを用いることにより、空間を通過後
の光線Ｂの強度に関する情報及びスペクトルを検出する
ことによって複数の吸光物質のそれぞれの種類の濃度を
求めることができる。

【０１３６】例えば、可視光領域や近赤外線領域には分
子中の外殻電子の励起によるエネルギー準位が存在し、
赤外線領域やマイクロ波領域では分子の振動・回転によ
るエネルギー準位が存在する。これらはいずれも分子に
固有な波長の光を吸収する。例えば、酸素分子であれば
７６４ｎｍ近傍に電子レベルの遷移によるエネルギー準
位があり、水分子であれば１３１０ｎｍ近傍の広い領域
にわたって分子回転によるエネルギー準位がある。

【０１３７】前記の分子に固有なエネルギー準位による
吸収を利用して、光路空間ＬＳ内に存在する複数の吸光
物質のうち着目する吸光物質の種類毎の濃度を検出する
ことができる。これによって、光路空間ＬＳ内の吸光物
質を同定することができる。

【０１３８】また、複数の波長の光を用いることで複数
の分子の濃度を検出することが可能であり、これによっ
て吸光物質の濃度上昇の原因を特定することが可能とな
る。なお、光源（照射部）としては種々のものが考えら
れるが、直進性を考慮した場合、レーザー光が有効であ
る。例えば、半導体レーザーやヨウ素レーザーなどでは
発振レーザー波長が可変であり、これによれば１台の光
源（照射部）で複数種類の分子による吸光を検出するこ
とができる。吸光量が不十分な場合においては、第５実
施形態に示したように、光路空間ＬＳに光線Ｂを複数の
異なる光路で照射することにより、検出感度は上昇され
る。

【０１３９】以上のように、本発明によれば、空間内に
光線を照射し、この空間を通過後の光線の強度に関する
情報を計測することによって、空間内の吸光物質の濃度
及び分布（濃度不均一性）は高い応答速度で正確に検出
される。つまり、応答性の低い化学反応を利用した濃度
センサを用いる必要が無いので、生産性及び作業性は向
上される。

【０１４０】上述したいずれの実施形態においても吸光
物質を低減させる作業が必要であり、その手段としては
減圧やガスフローなどが挙げられる。このとき、従来の
ような化学反応を利用した濃度センサでは構造上減圧に
対応していないものやセンサへガスを取り込むためのフ
ローが必要となるなど制約が多かった。しかしながら、
本発明によれば、光路空間ＬＳの内圧やガスフローの有
無にかかわらずあらゆるパージ方法において有効であ
る。したがって、様々な機器に対応することができる。

【０１４１】なお、第３実施形態において、照射部９０
を複数設置してその位置を変更したり光線Ｂの照射方向
を変更して吸光物質の濃度及び分布の安定した検出が実
現される。計測器１０を、露光光ＥＬの光路上の複数箇
所に該光路に対して出入り可能に設けてもよい。この構
成によれば、各箇所における光線の強度に関する情報を
計測することができる。

【０１４２】照明光学系２、マスク室５、投影光学系
３、基板室６など、光路空間ＬＳの各部分によって吸光
物質の濃度の所定値（基準値）は異なる。この場合、一
般的に照明光学系２及び投影光学系３における吸光物質
の濃度の基準値は厳しく設定されている。このとき、本
発明により各部分における吸光物質の検出は迅速且つ容
易に行えるので、各部分の吸光物質の濃度をモニターし
ながらそれぞれの所定値を満足するように吸光物質の低
減作業の重みを設定すればよい。したがって、作業性は
向上される。

【０１４３】第１、第２実施形態のように、吸光物質の
濃度検出用の光線として露光光ＥＬを用いる場合、露光
によって光源２１は劣化するが、この光源２１の劣化に
よる照度低下は、例えば光源２１の直後に照度計を設け
ることにより検出することができる。そして、この照度
計によって求められた光源２１の照度低下の情報に基づ
いて計測器１０の計測結果を補正することにより吸光物
質の濃度及び分布の検出は安定する。

【０１４４】なお、光学部材等に付着している吸光物質
（酸素や水分子など）は、露光光ＥＬが照射されること
によって分解される性質を有する。したがって、これら
の光学部材に所定時間露光光ＥＬを照射してから吸光物
質の濃度検出を行うことにより、空間内の吸光物質の濃
度検出はより正確になる。一方、光学部材に付着してい
る吸光物質の量を予め同定し、この光学部材に付着した
吸光物質の分を差し引いてから吸光物質の濃度検出を行
うことももちろん可能である。

【０１４５】本発明に係る基板Ｗとしては、半導体デバ
イス用の半導体ウェーハのみならず、薄膜磁気ヘッド用
のセラミックウェーハや、液晶表示デバイス用のガラス
プレートであってもよい。

【０１４６】露光装置としては、マスクＭと基板Ｗとを
静止した状態でマスクＭのパターンを露光し、基板Ｗを
順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方
式の露光装置（ステッパー）に限らず、マスクＭと基板
Ｗとを同期移動してマスクＭのパターンを基板Ｗに露光
するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置
（スキャニング・ステッパー）にも適用することができ
る。

【０１４７】露光装置の種類としては、上記半導体ウェ
ーハ製造用のみならず、薄膜磁気ヘッド製造用の露光装
置や、液晶表示デバイス製造用の露光装置、撮像素子
（ＣＣＤ）あるいはマスクＭなどを製造するための露光
装置などにも広く適用できる。

【０１４８】照明光学系２の光源２１として、水銀ラン
プから発生する輝線（ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０
４．７ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマ
レーザ（２４８ｎｍ）や、Ｘ線や電子線などの荷電粒子
線などを用いることができる。例えば、電子線を用いる
場合には、電子銃として熱電子放射型のランタンヘキサ
ボライト（ＬａＢ6 ）、タンタル（Ｔａ）を用いること
ができる。また、ＹＡＧレーザや半導体レーザなどの高
周波などを用いてもよい。

【０１４９】投影光学系３の倍率は、縮小系のみなら
ず、等倍系および拡大系のいずれでもよい。

【０１５０】また、投影光学系３としては、エキシマレ
ーザーなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や
蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ2 レーザ
やＸ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系
にし（マスクＭも反射型タイプのものを用いる）、また
電子銃を用いる場合には光学系として電子レンズおよび
偏向器からなる電子光学系を用いればよい。なお、電子
線が通過する光路は真空状態にすることはいうまでもな
い。

【０１５１】なお、基板室外部、すなわち光透過窓より
外部の測長ビームの光路部分を、両端に光透過窓が設け
られた容器で覆い、この容器の内部のガスの温度、圧力
等を制御するようにしてもよい。あるいは、この容器内
部を真空にしてもよい。これにより、その外部の光路上
の空気揺らぎに起因する測長誤差を低減することができ
る。かかる詳細は、例えば特開平１０−１０５２４１号
公報等に開示されている。

【０１５２】基板ステージやマスクステージにリニアモ
ータを用いる場合には、エアベアリングを用いたエア浮
上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた
磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、基板ステー
ジ、マスクステージは、ガイドに沿って移動するタイプ
でもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであって
もよい。

【０１５３】ステージの駆動装置として平面モ−タを用
いる場合、磁石ユニット（永久磁石）と電機子ユニット
のいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電
機子ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に
設ければよい。

【０１５４】なお、レーザー干渉計用の参照鏡（固定
鏡）を投影光学系に固定し、これを基準としてＸ移動
鏡、Ｙ移動鏡の位置を計測することも比較的多く行われ
るが、かかる場合には、参照ビームと測長ビームとを分
離する偏光ビームスプリッタ（プリズム）より先の光学
素子を基板室内部に収納し、レーザー光源、ディテクタ
等を基板室外に配置するようにしてもよい。

【０１５５】基板ステージの移動により発生する反力
は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているよ
うに、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃が
してもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装
置においても適用可能である。

【０１５６】マスクステージの移動により発生する反力
は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されているよ
うに、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃が
してもよい。本発明はこのような構造を備えた露光装置
においても適用可能である。

【０１５７】以上のように、本願実施形態の露光装置
は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む
各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、
光学的精度を保つように、組み立てることで製造され
る。これら各種精度を確保するために、この組み立ての
前後には、各種光学系については光学的精度を達成する
ための調整、各種機械系については機械的精度を達成す
るための調整、各種電気系については電気的精度を達成
するための調整が行われる。各種サブシステムから露光
装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機
械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等
が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組
み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程
があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光
装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行わ
れ、露光装置全体としての各種精度が確保される。な
お、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理さ
れたクリーンルームで行うことが望ましい。

【０１５８】半導体デバイスは、図１０に示すように、
デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この
設計ステップに基づいたマスクを製作するステップ２０
２、シリコン材料から基板（ウェーハ）を製造するステ
ップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりマスク
のパターンを基板に露光する基板処理ステップ２０４、
デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディ
ング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステッ
プ２０６等を経て製造される。

【０１５９】

【発明の効果】本発明の吸光物質検出方法、並びに露光
方法及び装置は以下のような効果を有するものである。

【０１６０】本発明の吸光物質検出方法によれば、空間
内の吸光物質の濃度は空間を通過後の光線の強度に関す
る情報の計測結果に基づいて検出することができ、短時
間で効率良く行われる。また、異なる光路で複数の光線
を照射するとともに、それぞれの光線の強度に関する情
報を計測することにより、この計測結果に基づいて前記
空間内の吸光物質の分布を求めることができる。空間に
光線として、波長域の異なる複数の光線を照射し、それ
ぞれの光線の強度に関する情報を計測することにより、
この計測結果に基づいて前記空間に存在する複数の吸光
物質のそれぞれの濃度を検出することができる。これに
よって、空間の吸光物質の濃度上昇の原因を特定するこ
とが容易となる。

【０１６１】本発明の露光方法及び露光装置によれば、
吸光物質の濃度の検出が、光路空間に光線を照射すると
ともにこの光路空間を通過後の光線の強度に関する情報
に基づいて行われるので、光路空間の状態を把握しつつ
露光処理を行うことが可能である。したがって、生産性
及び作業性は向上される。例えば、吸光物質の所定値以
上の濃度を検出した場合、パターンの像の転写を停止す
るとともに、光路空間内における吸光物質の濃度を低減
させる作業を行い、光路空間内における吸光物質の濃度
が所定値以下になった後、パターンの像の転写を開始す
ることによって、パターンの像の転写は適切な状態で行
うことができる。また、パターンの像を転写中に強度に
関する情報を計測することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吸光物質の検出装置を備えた露光装置
の第１実施形態を示す構成図である。

【図２】吸光物質低減装置を説明するための図である。

【図３】本発明の吸光物質の検出装置を備えた露光装置
の第２実施形態を示す構成図である。

【図４】本発明の吸光物質の検出装置を備えた露光装置
の第３実施形態を示す構成図である。

【図５】本発明の吸光物質の検出装置を備えた露光装置
の第４実施形態を示す構成図である。

【図６】本発明の吸光物質の検出装置を備えた露光装置
の第４実施形態を示す構成図である。

【図７】本発明の吸光物質の検出装置を備えた露光装置
の第４実施形態の他の例を示す構成図である。

【図８】本発明の吸光物質の検出装置を備えた露光装置
の第５実施形態を示す構成図である。

【図９】本発明の吸光物質の検出装置を備えた露光装置
の第５実施形態の他の例を示す構成図である。

【図１０】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフロ
ーチャート図である。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｅ露光装置２照明光学系３投影光学系４ブラインド部５マスク室６基板室９制御部（制御系）１０、２０１、３０１、４０１計測器２１光源（照射部）９０、２００、３００、４００照射部１００算出部４０２反射板Ｂ光線ＭマスクＷ基板ＬＳ光路空間（空間）ＥＬ露光光（光線）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G059 AA01 AA05 BB01 CC20 DD13 EE01 FF06 GG01 GG07 GG08 GG10 HH03 JJ02 JJ11 JJ12 JJ13 JJ22 KK01 KK04 MM05 MM10 5F046 AA22 BA05 CA04 CA08 CB20 CB21 DA01 DA02 DA27 DA30 DB01 DB11 DC02 DC12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光エネルギー発生源からの露光エネル
ギーのもとでマスクのパターンの像を基板に転写する
際、前記露光エネルギー発生源と前記基板との間に形成
される少なくとも１つの空間内で、前記露光エネルギー
を吸収する吸光物質を検出する吸光物質検出方法におい
て、前記露光エネルギーの通過する空間に所定の光線を照射
し、該空間を通過した前記所定の光線の強度に関する情
報を計測し、この計測結果に基づいて前記空間内の吸光
物質の濃度を検出することを特徴とする吸光物質検出方
法。
【請求項２】請求項１に記載の吸光物質検出方法にお
いて、異なる光路で照射される複数の光線のそれぞれの強度に
関する情報を計測し、この計測結果に基づいて前記空間
内の吸光物質の分布を求めることを特徴とする吸光物質
検出方法。
【請求項３】請求項１又は２に記載の吸光物質検出方
法において、前記空間に前記光線として、波長域の異なる複数の光線
を照射し、前記それぞれの光線の強度に関する情報を計測し、この計測結果に基づいて前記空間に存在する複数の吸光
物質のそれぞれの濃度を検出することを特徴とする吸光
物質検出方法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の吸光物
質検出方法において、前記光線として、前記露光エネル
ギーを用いることを特徴とする吸光物質検出方法。
【請求項５】マスクに露光光を照明することにより該
マスクに形成されたパターンの像を基板上に転写する露
光方法において、前記露光光の通過する光路空間に所定の光線を照射し、
該光路空間を通過した前記所定の光線の強度に関する情
報を計測し、この計測結果に基づいて前記光路空間内の
吸光物質の濃度を検出し、前記転写状態を制御すること
を特徴とする露光方法。
【請求項６】請求項５に記載の露光方法において、前記吸光物質の所定値以上の濃度を検出した場合、前記
パターンの像の転写を停止するとともに、前記光路空間
内における吸光物質の濃度を低減させる作業を行い、前記光路空間内における吸光物質の濃度が所定値以下に
なった後、前記パターンの像の転写を開始することを特徴とする露
光方法。
【請求項７】請求項５に記載の露光方法において、前記パターンの像を転写中に前記強度に関する情報を計
測することを特徴とする露光方法。
【請求項８】マスクに露光光を照明することにより該
マスクに形成されたパターンの像を基板上に転写する露
光装置において、前記露光光の通過する光路空間へ所定の光線を照射する
照射部と、前記光路空間を通過した所定の光線の強度に関する情報
を計測する計測器と、この計測器の計測結果に基づき前記光路空間内の吸光物
質の濃度を求める算出部と、この算出部の算出結果に基づき前記転写状態を制御する
制御系とを備えることを特徴とする露光装置。
【請求項９】請求項８に記載の露光装置において、前記計測器は前記露光光の光路上の複数箇所に該光路に
対して出入り可能に設けられることを特徴とする露光装
置。
【請求項１０】請求項８又は９に記載の露光装置にお
いて、前記制御系からの指示により駆動し且つ前記光路空間内
の吸光物質の濃度を低減させるための吸光物質低減装置
を備えることを特徴とする露光装置。