JP2006134944A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】物体表面を投影光学系の最良結像面に位置させて、パターンを精度良く物体上に転写する。
【解決手段】制御装置７０により、湿度に少なくとも依存する計測装置（１０２ａ、１０２ｂ）の計測値の変化に関する情報を考慮して、前記計測装置近傍の雰囲気の湿度が制御される。この湿度の制御が行われた結果、計測装置の湿度に起因する計測値の変化量が最小（例えば零）となるようにすることができる。従って、湿度（の変化）に起因する計測装置の計測誤差の発生を低減して計測装置により精度良く物体表面の位置を計測し、この計測結果に基づいて物体Ｗ表面を投影光学系ＰＬの最良結像面に位置させて、レチクルＲのパターンを精度良く物体上に転写することが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、露光装置に係り、さらに詳しくは半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ工程で用いられる露光装置に関する。

従来より、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）のパターンの像を投影光学系を介して、レジスト（感光剤）が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の感光性の物体（以下、「ウエハ」と総称する）上の複数のショット領域の各々に転写するステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが、主として用いられている。

この種の露光装置において、その表面にレジストが塗布されたウエハ上にレチクルに形成されたパターンを精度良く転写するためには、投影光学系の最良結像面（像面）にウエハ表面の被露光領域を一致させて（焦点深度の範囲内に位置させて）、前記パターンをウエハ上に転写する必要がある。

このため、露光装置では、投影光学系の光軸方向に関するウエハ表面の位置情報（面位置情報）を計測する計測装置が設けられている。特に、近年の露光装置では、この種の計測装置として、ウエハ表面上の複数点を検出点とする多点焦点位置検出系、例えば複数の光束をウエハ表面に対して斜め方向から照射し、その複数の光束のウエハ表面からの反射光を対応する複数の受光素子で個別に受光し、各受光素子からの光電変換信号に基づいて、複数の検出点におけるウエハの面位置情報を高精度に検出する斜入射方式の多点焦点位置検出系が比較的多く採用されている（例えば、特許文献１、２参照）。

この多点焦点位置検出系によると、複数の検出点におけるウエハの位置情報を検出できるため、ウエハ表面の投影光学系の光軸方向に関する位置のみならず、その光軸に直交する面に対する傾斜をも検出でき、ウエハ表面の被露光領域部分を投影光学系の像面に精度良く位置させることができる。

この種の計測装置は、露光装置本体を構成する他の構成部分と同様に、内部の温度等が高精度に制御された環境制御チャンバ（エンバイロンメンタル・チャンバ）内に収容され、その計測精度が高精度に維持されるようになっている。

しかるに、この種の計測装置は、複数種類の光学素子を通常有しており、その光学素子の中には、通常、その裏面側が接着剤により保持部材に固定されるミラー等の反射光学素子が含まれる。接着剤は、多かれ少なかれ吸湿性を有し、例えば水分を吸着した場合に膨張変形する性質を有している。このため、環境制御チャンバ内の湿度に起因してミラーの反射面が変位し、これが面位置情報の計測誤差要因になる。特に、多点焦点位置検出系などのように、面位置情報を高精度に検出するために、受光素子からの出力信号（検出信号）を同期検波することでデフォーカス信号（例えばＳカーブ信号）を得る装置では、その同期検波のために所定の回転軸を中心として回転振動する振動ミラーが用いられる。振動ミラーは、通常接着剤で加振装置の一部に固定されるため、接着剤の吸湿に起因して振動ミラーの振動中心がシフトする。この振動中心のシフトは、結果的にその振動ミラーからの反射光の受光素子の受光面上での位置ずれの原因、ひいては面位置情報の計測誤差要因になる。特に、振動ミラーの振動中心のシフト量がある値以上になると、振動ミラーからの反射光が対応する受光素子に入射しなくなる、あるいは対応する受光素子の隣の列の受光素子に入射する現象（ピッチずれ現象）が生じるようになる。

そこで、従来においては、シミュレーションなどで湿度の変化と面位置情報の変化との関係を求め、面位置情報の変化量が小さい間は、その関係を利用して求まる、湿度の変化に応じた面位置情報の変化量をオフセットとして面位置情報を補正していた。また、そのオフセットを利用したソフト的な補正が困難となる前又は直後に、内部の光学部材（振動ミラーを含む）の取り付け状態を機械的に調整する必要があった。この機械的な調整は、装置のダウンタイムを増やす一因となり、結果的に装置の稼動効率の低下を招いていた。

特開平６−２８３４０３号公報 米国特許第５，４４８，３３２号明細書

本発明は、上述の事情の下になされたもので、第１の観点からすると、パターンを投影光学系（ＰＬ）を介して物体（Ｗ）上に転写する露光装置であって、前記物体の表面に計測光（ＡＬ）を照射する照射系（１０２ａ）と、前記計測光の前記物体の表面からの反射光を受光する受光系（１０２ｂ）とを有し、前記投影光学系の光軸方向に関する物体の位置情報を計測する計測装置と；湿度に少なくとも依存する前記計測装置の計測値の変化に関する情報を考慮して、前記計測装置近傍の雰囲気の湿度を制御する制御装置（７０）と；を備える露光装置である。

これによれば、制御装置により、湿度に少なくとも依存する計測装置の計測値の変化に関する情報を考慮して、前記計測装置近傍の雰囲気の湿度が制御される。この湿度の制御により、湿度に起因する計測装置の計測値の変化量が最小（例えば零）となるようにすることができる。従って、湿度（の変化）に依存する計測装置の計測誤差の発生を低減して計測装置により精度良く物体表面の位置を計測し、この計測結果に基づいて物体表面を投影光学系の最良結像面に位置させて、パターンを精度良く物体上に転写することが可能となる。また、前述したオフセットを利用したソフト的な補正ではないので、前述の光学素子（振動ミラーを含む）の取り付け状態の機械的な調整が不要となるので、装置のダウンタイムの低減、ひいては稼動効率の向上が可能となる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１には、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。

この露光装置１０は、クリーンルーム内の床面Ｆ上に設置された本体チャンバ１２と、この本体チャンバ１２に隣接して配置された機械室１４とを備えている。

本体チャンバ１２の内部は、環境条件（清浄度、温度、圧力等）がほぼ一定に維持され、その内部空間内には、機械室１４側の１つの大部屋１６と、この大部屋１６の機械室１４と反対側に上下２段に配置された２つの小部屋１８、２０とが設けられている。この内、大部屋１６は、その内部に露光装置本体２２が収容された露光室となっている。以下においては、この大部屋１６を、露光室１６と呼ぶ。

上記一方の小部屋１８は、その内部に、複数枚のマスクとしてのレチクルを保管するレチクルライブラリ８０、多関節型ロボットから成るレチクルローダ８２が、露光室１６と反対側から順次配置されている。レチクルローダ８２によって、レチクルＲが露光装置本体２２を構成する後述するレチクルステージＲＳＴ上に搬入され、かつレチクルステージＲＳＴ上から搬出される。本実施形態では、これらレチクルライブラリ８０とレチクルローダ８２とによってレチクルローダ系が構成され、このレチクルローダ系が小部屋１８に収容されている。そこで、以下においては、小部屋１８を、レチクルローダ室１８と呼ぶものとする。

なお、レチクルローダ系は、上記構成に限られるものではなく、例えば複数枚のレチクルを収容可能なボトムオープンタイプの密閉式カセット（コンテナ）をレチクルライブラリ８０の代わりに用いても良いし、あるいはレチクルローダとして搬送アームをスライドさせる機構を用いても良い。また、レチクル保管部（レチクルライブラリ８０）とレチクルローダ８２とを異なる部屋に配置しても良いし、あるいは前述の密閉式カセットをレチクルローダ室１８の上部に載置し、その気密性を維持した状態でボトムオープンにてレチクルをレチクルローダ室１８内に搬入するようにしても良い。すなわち、小部屋１８にはレチクルローダのみが配置されていても良い。

また、他方の小部屋２０は、その内部に、複数枚のウエハを保管するウエハキャリア８４、ウエハキャリア８４に対してウエハを出し入れする多関節型ロボット８６及び該ロボット８６と露光装置本体２２を構成するウエハステージＷＳＴとの間でウエハを搬送するウエハ搬送装置８８とが収容されている。本実施形態では、これらウエハキャリア８４、ロボット８６及びウエハ搬送装置８８によってウエハローダ系が構成され、このウエハローダ系が小部屋２０に収容されている。そこで、以下においては、小部屋２０をウエハローダ室２０と呼ぶものとする。

なお、ウエハローダ系は、上記構成に限られるものではなく、例えば多関節型のロボットのみでウエハローダ系を構成しても良いし、ウエハローダ室２０内にウエハローダのみを配置しても良い。

上記露光室１６、レチクルローダ室１８、ウエハローダ室２０は、ステンレス（ＳＵＳ）あるいはテフロン（登録商標）等の脱ガスの少ない素材から成る給気経路としての給気管路２４及び伸縮可能な蛇腹状の接続部２６を介して機械室１４に接続されている。

前記露光室１６に収容された露光装置本体２２は、ミラーＭ１，Ｍ２を含む照明光学系２８、この照明光学系２８の下方に配置された投影光学系ＰＬ、この投影光学系ＰＬと照明光学系２８との間に配置され、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬの下方に配置され、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴ、及び投影光学系ＰＬを保持するとともにウエハステージＷＳＴが搭載された本体コラム３０等を備えている。

照明光学系２８は、ミラーＭ１，Ｍ２の他、オプティカル・インテグレータ、視野絞り（いずれも図示省略）等を含み、これらの光学部材が不図示の照明系ハウジング内に所定の位置関係で収容されて成る。この照明光学系２８は、不図示の引き回し光学系（リレー光学系）を介して不図示の光源としてのＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）あるいはＡｒＦエキシマレーザ（出力波長１９３ｎｍ）等のエキシマレーザに接続されている。上記の引き回し光学系は、その少なくとも一部にビーム・マッチング・ユニットと呼ばれる、光源と照明光学系２８との間の光軸調整用の光学系を含む。また、図示は省略されているが、照明光学系２８が収容される照明系ハウジング、上記引き回し光学系が収容される筐体（鏡筒）は、それぞれ内部が不活性ガス（例えば窒素、ヘリウムなど）でパージされ、清浄度が極めて良好に維持されるようになっている。

なお、照明光学系２８の少なくとも一部を露光室１６の外部に配置しても良いし、これに加えて、あるいは単独で、光源、引き回し光学系、及び照明光学系２８を除く残りの一部（例えばウエハステージＷＳＴなど）を露光室とは別の筐体内に配置しても良い。この場合、上記別の筐体は、露光室の内部に配置しても良いし、露光室外に配置しても良い。要は、露光室１６内には露光装置本体の少なくとも一部が配置されていれば良く、露光室１６内に配置する部材やその構成は任意で構わない。

前記本体コラム３０は、本体チャンバ１２の底面上に設置されたベースプレートＢＰの上方に複数の防振台３２を介して支持されている。この本体コラム３０は、防振台３２によって支持されたメインコラム３４と、このメインコラム３４上部に立設されたサポートコラム３６とを有している。メインコラム３４の天井部を成すメインフレームにファーストインバと呼ばれる不図示の保持部材を介して投影光学系ＰＬがその光軸方向を上下方向として保持されている。この投影光学系ＰＬとしては、ここでは、投影倍率が１／４あるいは１／５の縮小光学系が用いられている。サポートコラム３６は、不図示の照明系ハウジングの少なくとも一部を下方から支持している。

メインコラム３４の底板を構成するステージベース３４Ａ（図３参照）上に、前記ウエハステージＷＳＴが配置されている。このウエハステージＷＳＴは、実際には、図３に示されるように、ステージベース３４Ａの上面に沿ってリニアモータあるいは平面モータ等の駆動装置によってＸＹ２次元面内で駆動（Ｚ軸回りの回転方向であるθｚ方向の回転駆動を含む）されるＸＹステージ７４と、該ＸＹステージ７４上に不図示のＺ・チルト駆動機構を介して載置されたウエハテーブルＴＢとを備えている。このウエハテーブルＴＢ上にウエハホルダ３８が搭載され、該ウエハホルダ３８によってウエハＷが真空吸着又は静電吸着等によって固定されている。また、ウエハテーブルＴＢは、ボイスコイルモータ等を含むＺ・チルト駆動機構（不図示）によって、Ｚ軸方向、θｘ方向（Ｘ軸回りの回転方向）及びθｙ方向（Ｙ軸回りの回転方向）の３自由度方向に微小駆動される。このように、ＸＹステージ７４の駆動系とウエハテーブルＴＢを駆動するＺ・チルト駆動機構とは、別々に設けられているが、図３においては、これらが纏めてウエハ駆動系７６として示されている。以下の説明においては、ウエハ駆動系７６によって、ＸＹステージ７４（又はウエハステージＷＳＴ）がＸＹ２次元面内で駆動されるとともに、ウエハテーブルＴＢがＸＹステージ７４上でＺ軸方向、θｘ方向及びθｙ方向の３自由度方向に微小駆動されるものとする。

ウエハテーブルＴＢのＸＹ面内の位置、及び回転量（ヨーイング量、ピッチング量、及びローリング量の少なくとも１つ）は、ウエハテーブルＴＢ上に設けられた移動鏡７７を介してレーザ干渉計ＩＦによって例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で計測されている。

レーザ干渉計ＩＦで計測されるウエハテーブルＴＢの位置情報（又は速度情報）は主制御装置７０に送られ、この主制御装置７０により前記位置情報（又は速度情報）に基づいてウエハ駆動系７６を介してウエハステージＷＳＴが駆動される。

前記ウエハテーブルＴＢ上には、図３に示されるように、基準マーク板ＦＭがその表面がウエハＷとほぼ同一高さとなる状態で固定されている。この基準マーク板ＦＭの表面には、不図示のウエハアライメント系のベースライン計測に用いられるベースライン計測用の基準マークその他の基準マークが形成されている。

図１に戻り、前記レチクルステージＲＳＴは、メインコラム３４の上面に設けられた不図示のセカンドインバと呼ばれる支持部材の天井部を構成する不図示のレチクルステージベース上に載置されている。このレチクルステージＲＳＴは、露光装置本体２２が静止露光を行うタイプの場合には、水平面内で微少駆動可能に構成され、走査露光を行うタイプの場合には、上記に加え、所定の走査方向に所定ストローク範囲で駆動可能に構成される。ここでは、露光装置本体２２は、図１における紙面内左右方向を走査方向として走査露光を行うタイプであるものとする。このレチクルステージＲＳＴの移動面内の位置は、図３に示されるように、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）９４によって、移動鏡７８を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計９４からのレチクルステージＲＳＴの位置情報（ヨーイング量などの回転情報を含む）は主制御装置７０に供給される。主制御装置７０では、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクル駆動系７９を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。

このようにして構成された露光装置本体２２によると、不図示のエキシマレーザから出射されたパルス紫外光（露光光）ＥＬが、各種レンズやミラー等からなる照明光学系２８で必要な大きさ、及び照度均一性に整形されて、所定のパターンが形成されたレチクルＲを照明し、このレチクルＲに形成されたパターンが投影光学系ＰＬを介してウエハステージＷＳＴ上に保持された物体としてのウエハＷ上の各ショット領域に縮小転写されるようになっている。

本実施形態では、ウエハＷとして、例えば、その表面に感光剤としてポジ型の化学増幅型レジストが塗布されたものが使用される。

図１に戻り、本体チャンバ１２内における前記給気管路２４の一端（機械室１４側の端部）には、ケミカルフィルタＣＦ１ａが配置されている。

給気管路２４の他端側は、２つに分岐され、その一方の分岐路２４ａはレチクルローダ室１８に接続され、そのレチクルローダ室１８側の噴き出し口の部分には、レチクルローダ室１８内に流入する空気中のパーティクルを除去するＵＬＰＡフィルタ（ultra low penetration air-filter）及びフィルタプレナムから成るフィルタボックスＡＦ１が設けられている。また、レチクルローダ室１８のフィルタボックスＡＦ１と反対側には、リターン部４０が設けられ、このリターン部４０の外側の部分に排気経路としてのリターンダクト４２の一端が接続され、このリターンダクト４２の他端側は機械室１４の底面の一部に接続されている。

前記分岐路２４ａには、更に分岐路２４ｃが設けられ、この分岐路２４ｃは、ウエハローダ室２０に接続され、そのウエハローダ室２０側の噴き出し口の部分には、ウエハローダ室２０内に流入する空気中のパーティクルを除去するエアフィルタとしてのＵＬＰＡフィルタ及びフィルタプレナムから成るフィルタボックスＡＦ２が設けられている。また、ウエハローダ室２０のフィルタボックスＡＦ２と反対側には、リターン部４４が設けられ、このリターン部４４のウエハローダ室２０と反対側には、リターンダクト４２に連通する排気口が設けられている。

また、他方の分岐路２４ｂは、レチクルローダ室１８の露光室１６との境界部に形成された噴き出し口９０のレチクルローダ室１８側に配置された露光室１６内に流入する空気中のパーティクルを除去するＵＬＰＡフィルタ及びフィルタプレナムから成るフィルタボックスＡＦ３に接続されている。そして、噴き出し口９０から均一な気流がサイドフローにて露光室１６の上部空間に送り込まれるようになっている。噴き出し口９０が形成されたレチクルローダ室１８と露光室１６との境界部分には、図１のＡ−Ａ線断面図である図２に示されるように、レチクル搬送エリア９２を除いて、その周囲に複数のフィルタボックスＡＦ３が配置されている。

また、露光室１６の底部の機械室１４側には、図１に示されるように、リターン部４６が設けられ、このリターン部４６下方のチャンバ１２の底壁には、排気経路としてのリターンダクト４８の一端側に連通する排気口が形成され、リターンダクト４８の他端側は機械室１４の底面の一部に接続されている。

前記機械室１４底部の本体チャンバ１２と反対側には、外気取り入れ口としてのＯＡ口５０が形成され、このＯＡ口５０部分に対向して第２フィルタ装置としてのケミカルフィルタＣＦ２ｂが配置されている。本体チャンバ１２内、特に露光室１６内は、清浄度を保つために、外部に対して常に陽圧に保たれており、そのため本体チャンバ１２の前面等や不図示のインラインインターフェース部等から空気が外部に漏れており、この漏れ分の外気を取り入れるため、ＯＡ口５０が設けられている。また、本実施形態では、化学増幅型レジストのいわゆるＴシェイプ対策のため等の目的で、ＯＡ口５０を介して装置内部に取り込まれる空気中の化学的汚染物質（不純物）を除去して清浄な空気のみを装置内に取り入れるため、ケミカルフィルタＣＦ２ｂがＯＡ口５０部分に設けられている。

機械室１４内部の高さ方向中央やや下側の位置には、冷却ユニット５２が設けられている。この冷却ユニット５２は冷却除湿器、圧縮機、アキュムレータ、圧縮機及び凝縮器等（いずれも不図示）を含む冷凍サイクルを内蔵しており、流入する空気を露点以下の温度まで冷却して除湿すべき水分を凝縮させ分離する。この冷却ユニット５２の出口部分には、冷却ユニット５２表面の温度を検出する第１温度センサ５４が配置されている。この第１温度センサ５４の検出値は、主制御装置７０（図１では図示せず、図４参照）に供給されている。

冷却ユニット５２の上方（出口側）の近傍には、冷却ユニット５２で冷却された除湿後の空気の湿度（相対湿度）を検出する第１湿度センサ５３が配置されている。この第１湿度センサ５３の検出値は、主制御装置７０（図１では図示せず、図４参照）に供給されている。

機械室１４内の空気通路の冷却ユニット５２上方には、冷却ユニット５２から所定間隔を隔てて第１ヒータ５６が配置されている。この第１ヒータ５６の出口側（上方）には、第１加湿器９６が配置されている。また、第１ヒータ５６上方で第１加湿器９６より更に上方の機械室１４の出口部分には、第１送風機５８が配置されている。

ここで、前記第１加湿器９６としては、一例として不図示の貯水タンク内の水を超音波振動子で振動させて霧化し、流入空気中に飛散させることで加湿を行う超音波加湿器が用いられる。

また、機械室１４内の空気通路の第１ヒータ５６の下方には、冷却ユニット５２を下方から上方に通過した空気の一部、例えば約１／５が流れ込む分岐路６０が設けられ、この分岐路６０の機械室１４側の端部は、伸縮可能な蛇腹状部材６０ａにより構成されている。分岐路６０の蛇腹状部材６０ａより機械室１４と反対側の部分は、露光室１６内に配置されている。分岐路６０内には、第２ヒータ６２、第２加湿器９８及び第２送風機６４が順次配置され、この第２送風機６４の機械室１４と反対側に、ウエハステージＷＳＴ近傍に対する空気の噴き出し口が形成されている。ここで、第２加湿器９８としては、第１加湿器９６と同様の超音波加湿器が用いられている。

前記ウエハステージＷＳＴ近傍の、第２送風機６４から送られる空気の噴き出し口部分にケミカルフィルタＣＦ１ｂ、ＵＬＰＡフィルタ及びフィルタプレナムから成るフィルタボックスＡＦ４が配置されている。これらケミカルフィルタＣＦ１ｂ、フィルタボックスＡＦ４が設けられた噴き出し口に対向して、露光室１６のウエハローダ室２０寄りの部分には、排気経路としてのリターンダクト６６の一端側の開口端が配置され、このリターンダクト６６の他端側は機械室１４の底面の一部に接続されている。

本実施形態では、ケミカルフィルタＣＦ１ａを通過する空気は相対湿度５０％程度で、温度が２３℃前後に設定されるものとする。また、ケミカルフィルタＣＦ１ｂを通過する空気は相対湿度、温度が上記の値を中心とする所定幅の範囲内で微調整される（これについては後述する）。なお、これに限らず、ケミカルフィルタＣＦ１ａ、ＣＦ１ｂを通過する気体は、相対湿度３０〜７０％、温度２０〜３０℃の間に設定されれば良い。

前記３つのリターンダクト４２，４８，６６が接続された機械室１４の底面の一部には、開口が形成され、この開口部に対向してケミカルフィルタＣＦ２ａが設けられている。このケミカルフィルタＣＦ２ａは、機械室１４に設けられた不図示の開閉扉を介して容易に出し入れできるようになっている。

更に、機械室１４内の冷却ユニット５２の下方には、ドレインパン６８が配置されている。このドレインパン６８には、排水管６９が接続されており、この配水管６９を介してドレインパン６８で受け止められた水が本体チャンバ１２の外部に排出されるようになっている。

前記本体チャンバ１２内の前記給気管路２４の分岐部の機械室１４寄りの部分には、給気管路２４内部の空気の温度を検出する第２温度センサ７２が配置されている。この第２温度センサ７２の検出値は、主制御装置７０（図１では図示せず、図４参照）に供給されている。また、この第２温度センサ７２の近傍には、給気管路２４内部の空気の湿度を検出する第２湿度センサ７３が配置されている。この第２湿度センサ７３の検出値は、主制御装置７０（図１では図示せず、図４参照）に供給されている。

また、フィルタボックスＡＦ４の下流側には、第２送風機６４から送り出され、ケミカルフィルタＣＦ１ｂ及びフィルタボックスＡＦ４を通過した空気、すなわちメインコラム３４の内側の空間に存在する空気の温度を検出する温度計測装置としての第３温度センサ７４が配置されている。この第３温度センサ７４は、メインコラム３４の天井部を成すメインフレームの下面に固定されている。また、第３温度センサ７４の近傍には、そのメインコラム３４の内側の空間に存在する空気の湿度を検出する第３湿度センサ７５が設けられ、該第３湿度センサ７５は、メインフレームの下面に固定されている。これら第３温度センサ７４及び第３湿度センサ７５の検出値は、主制御装置７０（図１では図示せず、図３、図４参照）に供給されている。

さらに、本実施形態に係る露光装置本体２２は、図１では不図示であるが、投影光学系ＰＬの近傍に計測装置としての多点焦点位置検出系（以下、「多点ＡＦ系」と呼ぶ）を備えている。この多点ＡＦ系は、図３に示されるように、投影光学系ＰＬの光軸に対して所定角度θ（θは、例えば８５°〜７８°）傾斜した方向からウエハＷ表面に多数の光束を照射する照射系１０２ａと、それらの光束のウエハＷ表面からの反射光を個別に受光する多数のセンサ（フォーカスセンサ）を有する受光系１０２ｂとを備えている。照射系１０２ａ及び受光系１０２ｂは、投影光学系ＰＬの−Ｘ側及び＋Ｘ側に配置され、実際には、メインフレームに吊り下げ状態で固定されている。従って、照射系１０２ａ及び受光系１０２ｂは、前述の第３温度センサ７４及び第３湿度センサ７５が配置されたメインコラム３４の内側の空間に配置されている。

前記照射系１０２ａは、図３に示されるように、光ファイバ束１０４、集光レンズ１０６、パターン形成板１０８、レンズ１１０、ミラー１１２及び照射対物レンズ１１４等を含んで構成されている。また、受光系１０２ｂは、集光対物レンズ１１６、振動ミラー（回転方向振動板）１１８、結像レンズ１２０、受光用スリット板１２２及び多数のフォトセンサを有する受光器１２４等を含んで構成されている。このように多点ＡＦ系は、振動ミラー１１８その他の光学部材を複数含んで構成されている。

ここで、この多点ＡＦ系（１０２ａ、１０２ｂ）の構成各部の作用を説明すると、露光光ＥＬとは異なるウエハＷ上のフォトレジストを感光させない波長の計測光としての照明光ＡＬが、不図示の照明光源から光ファイバ束１０４を介して導かれている。光ファイバ束１０４から射出された照明光ＡＬは、集光レンズ１０６を経てパターン形成板１０８を照明する。パターン形成板１０８に形成された複数の開口パターンを透過した照明光（複数の開口パターンの像の光束）ＡＬは、レンズ１１０、ミラー１１２及び照射対物レンズ１１４を経てウエハＷ表面に投影され、ウエハＷ表面にはパターン形成板１０８上の複数の開口パターンの像がそれぞれ形成される。ウエハＷで反射された照明光（開口パターンの像の光束の反射光束）ＡＬは、集光対物レンズ１１６、振動ミラー１１８及び結像レンズ１２０を経て受光器１２４の手前側に配置された受光用スリット板１２２上に再結像される。ここで、受光器１２４は、複数の開口パターンの像の光束それぞれのウエハ表面での反射光束を個別に受光する複数のフォトダイオード等から成るフォーカスセンサを有し、受光用スリット板１２２には、各フォーカスセンサに対応するスリットが設けられている。従って、受光用スリット板１２２上に再結像された開口パターンの像の光束は、それぞれのスリットを介して各フォーカスセンサで受光され、各フォーカスセンサからの検出信号（光電変換信号）は信号処理装置１２６に供給される。

主制御装置７０は、加振装置（例えばバイブレータや超音波振動子等）１２８を介して振動ミラー１１８に振動を与える。各開口パターンの像の光束のウエハＷ表面からの反射光は全て振動ミラー１１８によって振動されているため、受光用スリット板１２２上に再結像される各開口パターンの像と各フォーカスセンサとは相対的に振動している。前記信号処理装置１２６は、受光器１２４上の複数のフォーカスセンサのうちの選択装置１３０を介して選択されたフォーカスセンサからの検出信号を加振装置１２８の振動信号で同期検波することによりフォーカス信号を得て、このフォーカス信号を選択装置１３０を介して主制御装置７０に供給する。

ここで、選択装置１３０は、主制御装置７０からの指示に応じて、ウエハＷのフォーカス・レベリング制御に用いられるフォーカスセンサを選択するものである。

なお、本実施形態の多点ＡＦ系（１０２ａ、１０２ｂ）と同様の計測装置の構成は、例えば特開平６−２８３４０３号公報（対応する米国特許第５，４４８，３３２号）等に開示されている。

主制御装置７０は、走査露光時に、受光系１０２ｂからの焦点ずれ信号（デフォーカス信号）、例えばＳカーブ信号に基づいて焦点ずれが零となるように、ウエハ駆動系７６を介してウエハテーブルＴＢのＺ軸方向への移動、及び２次元方向の傾斜（すなわち、θｘ、θｙ方向の回転）を制御することにより、各ショット領域の走査露光中に、露光光ＥＬの照射領域内で投影光学系ＰＬの結像面とウエハＷの表面とを極力合致させるフォーカス・レベリング動作を実行する。

なお、主制御装置７０は、ウエハＷの表面が基準平面（例えば投影光学系ＰＬの結像面）と一致したとき、各フォーカス信号が０となるように、例えば、受光用スリット板１２２の前面に配置された不図示の平行平板ガラスの角度を調整したり、あるいはフォーカス信号の値に電気的にオフセットを加えたりして、予め各フォーカスセンサの出力のキャリブレーションを行っているものとする。

図４には、本実施形態の露光装置１０における空調用気体（空気）の温度及び湿度の制御に関連する制御系の構成が簡略化して示されている。この制御系は、マイクロコンピュータ（又はワークステーション）から構成される主制御装置７０を中心として構成されている。

ここで、露光装置１０における空調について説明する前に、ケミカルフィルタＣＦ１ａ、ＣＦ１ｂ、ＣＦ２ａ及びＣＦ２ｂについて、簡単に説明する。

まず、機械室１４の底面の一部に形成された開口部に対向して設けられた前記ケミカルフィルタＣＦ２ａと、ＯＡ口５０部分に対向して配置された前記ケミカルフィルタＣＦ２ｂについて説明する。これらのケミカルフィルタＣＦ２ａ，ＣＦ２ｂは、化学的汚染物質を除去する性質を有するフィルタ媒体と、このフィルタ媒体を保持する保持枠とを備えたフィルタ装置を用いることができる。この場合、フィルタ媒体は、保持枠の内部で保持枠内を通過する気体（空気）の全てが通過するような状態（気密状態）で保持されていることが望ましい。フィルタ媒体としては、例えば、ハニカム状の構造をした炭素繊維を用いることができる。なお、フィルタ媒体は、その空気の通過方向の幅及び充填率が、化学的汚染物質を除去する能力、大きさ及び設置スペース等を総合的に勘案して決定される。

次に、本体チャンバ１２内の給気管路２４の一端に設けられたケミカルフィルタＣＦ１ａ、及びウエハステージＷＳＴ近傍に設けられたケミカルフィルタＣＦ１ｂの構成例等について説明する。これらのケミカルフィルタＣＦ１ａ、ＣＦ１ｂとしては、基本的には、上記ケミカルフィルタＣＦ２ａ等と同様にフィルタ媒体とこれを保持する保持枠を備えたフィルタ装置が用いられるが、フィルタ媒体の充填率が、前述の１／２程度になっている。これは、ケミカルフィルタを通過する前後の空気の温度変動が、フィルタ媒体が放散あるいは吸着する水分の量にほぼ比例しており、その温度変動を抑制するためには、フィルタ媒体の充填率を小さくすることが有効であることが知られており、かかる点を考慮して、通過前後の温度変動を抑制する必要が高い場所に設置されたケミカルフィルタＣＦ１ａ、ＣＦ１ｂには、上述のような変温抑制フィルタを採用することとしたものである。なお、ケミカルフィルタの通過前後の温度変動の原理や、変温抑制フィルタなどについては、例えば特開２００２−１５８１７０号公報などに開示されており、公知であるから詳細説明は省略するが、本実施形態のように湿度を制御する場合には、その湿度の変化に起因するケミカルフィルタ通過前後の温度変動を抑制するために、変温抑制フィルタ（例えば、フィルタ媒体の充填率が低いものなど）をケミカルフィルタＣＦ１ａ、ＣＦ１ｂとして採用することが望ましい。

また、ケミカルフィルタＣＦ１ａ、ＣＦ１ｂとしてフィルタ媒体の充填率が低いものを採用した場合には、化学的汚染物質を吸着する能力も幾分低下するおそれがあるので、温度変動が許容できるリターンダクトの出口やＯＡ口に設置されたケミカルフィルタＣＦ２ａ、ＣＦ２ｂとして、化学的汚染物質除去能力が高い（フィルタ媒体の充填率が高い）ケミカルフィルタを、あわせて採用することが望ましい。これにより、ケミカルフィルタＣＦ２ａ、ＣＦ２ｂによって化学的汚染物質を十分に除去した空気をケミカルフィルタＣＦ１ａ、ＣＦ１ｂに送り込むことができるので、ケミカルフィルタＣＦ１ａ、ＣＦ１ｂの化学的汚染物質吸着能力の低下があっても特に支障はないからである。

次に、上述のようにして構成された露光装置における空調について図４を適宜参照しつつ、図１に基づいて説明する。

まず、主制御装置７０により、第１、第２送風機５８，６４が作動され、これにより、フィルタボックスＡＦ１，ＡＦ２，ＡＦ３，ＡＦ４をそれぞれ介してレチクルローダ室１８、ウエハローダ室２０、露光室１６及び露光室１６内のウエハステージＷＳＴ近傍に、空気が送り込まれ、前記各部の空調が行われる。この場合、レチクルローダ室１８、ウエハローダ室２０内では、ダウンフローにより空調が行われる。また、露光室１６内では、前述した露光動作中の露光装置本体２２の各部の空調がサイドフローにより行われる。そして、リターン部４０，４４をそれぞれ介してリターンダクト４２に戻された空気、リターン部４６を介してリターンダクト４８に戻された空気、及びリターンダクト６６に戻された空気は、これらのリターンダクトの機械室１４側の出口（本実施形態では機械室１４の入口）部分に設けられたケミカルフィルタＣＦ２ａを通過する。このケミカルフィルタＣＦ２ａを通過中に、各リターンダクト４２，４８，６６内の空気に含まれる化学的汚染物質がケミカルフィルタＣＦ２ａによって吸着除去される。

そして、このケミカルフィルタＣＦ２ａを通過したケミカルクリーンな空気は、ＯＡ口５０を介して露光装置外から取り入れられ、ケミカルフィルタＣＦ２ｂを通過したケミカルクリーンな空気と一緒になって空調系を構成する冷却ユニット５２によって所定温度まで冷却される。この場合において、本実施形態では、主制御装置７０により、第１温度センサ５４の出力及び第１湿度センサ５３の出力をモニタしつつ、冷却ユニット５２の冷却動作が制御され、冷却ユニット５２表面に結露が生じる露天以下の温度になるように、かつ相対湿度が所定の値以下になるように、冷却ユニット５２を通過する空気が除湿・冷却される。このようにして、冷却ユニット５２を通過中の空気に含まれていた水分の一部が結露となって除去される。

そして、冷却ユニット５２を通過して所定温度まで冷却された空気は、例えば約８０％が第１ヒータ５６に送り込まれ、残りの約２０％が分岐路６０内の第２ヒータ６２に送り込まれ、それぞれの目標温度まで加熱される。

主制御装置７０では、ケミカルフィルタＣＦ１ａ通過後の給気管路２４内部の空気の温度の第２温度センサ７２による検出結果に基づいて、第１ヒータ５６をフィードバック制御するとともに、ケミカルフィルタＣＦ１ｂ通過後のメインコラム３４の内側の空間内の空気の温度の第３温度センサ７４による検出結果に基づいて第２ヒータ６２をフィードバック制御する。この場合、給気管路２４を介して露光室１６等の内部に噴き出される空気の目標温度（温度制御範囲を含む）と、分岐路６０を介してウエハステージＷＳＴ近傍に噴き出される空気の目標温度（温度制御範囲を含む）とは、それぞれ個別に設定することができる。

また、主制御装置７０では、ケミカルフィルタＣＦ１ａ通過後の給気管路２４内部の空気の湿度（相対湿度）の第２湿度センサ７３による検出結果に基づいて、第１加湿器９６をフィードバック制御するとともに、ケミカルフィルタＣＦ１ｂ通過後のメインコラム３４の内側の空間内の空気の湿度の第３湿度センサ７５による検出結果に基づいて第２加湿器９８をフィードバック制御する。この場合、給気管路２４を介して露光室１６等の内部に噴き出される空気の目標湿度（湿度制御範囲を含む）と、分岐路６０を介してウエハステージＷＳＴ近傍に噴き出される空気の目標湿度（湿度制御範囲を含む）とは、それぞれ個別に設定することができる。

そして、上述のようにして、それぞれの目標温度まで加熱され、かつそれぞれの目標湿度まで加湿された化学的に相当に清浄な空気は、第１、第２送風機５８，６４により、ケミカルフィルタＣＦ１ａ，ＣＦ１ｂにそれぞれ送り込まれる。そして、ケミカルフィルタＣＦ１ａを通過した空気は、本体チャンバ１２内の給気管路２４及びフィルタボックスＡＦ１，ＡＦ２，ＡＦ３をそれぞれ介して、レチクルローダ室１８、ウエハローダ室２０、露光室１６内にそれぞれ送り込まれる。また、ケミカルフィルタＣＦ１ｂを通過した空気は、フィルタボックスＡＦ４を通過してウエハステージＷＳＴ（及びレーザ干渉計ＩＦ）の近傍に送り込まれる。

空気が、フィルタボックスＡＦ１，ＡＦ２，ＡＦ３，ＡＦ４内のＵＬＰＡフィルタをそれぞれ通過することにより、その空気中に存在するパーティクルがほぼ確実に除去される。従って、レチクルローダ室１８、ウエハローダ室２０、露光室１６内及びウエハステージＷＳＴ近傍には、パーティクル及び化学的汚染物質等の微小粒子を含まないという意味で清浄度の高い空気のみが供給され、この清浄な空気によってレチクルローダ系、ウエハローダ系、露光装置本体２２が空調される。そして、この空調が終了し、露光装置本体２２等からの脱ガスに起因する化学的汚染物質を含む化学的に汚れた空気が、リターンダクト４２，４８，６６内に戻され、以後、上述したようにして各部の空調が繰り返し行われる。

これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、第１温度センサ５４、第２温度センサ７２、第３温度センサ７４、冷却ユニット５２、第１ヒータ５６及び第２ヒータ６２により温度調整系が構成されている。また、第１湿度センサ５３、第２湿度センサ７３、第３湿度センサ７５、冷却ユニット５２、第１加湿器９６及び第２加湿器９８により、湿度調整系が構成されている。さらに、これら温度調整系及び湿度調整系と、第１、第２送風機５８，６４と、主制御装置７０とによって、空調系が構成されている。

ところで、前述の多点ＡＦ系（１０２ａ，１０２ｂ）には、図３に示されるように、ミラー１１２及び振動ミラー１１８が設けられており、このうち、ミラー１１２は、位置・姿勢を固定することができるので、その取り付けには、必ずしも接着剤などを用いなくても良いが、振動ミラー１１８は、その振動を許容する必要があるので、その裏面に塗布された接着剤を介して加振装置１２８の可動部に固定される。接着剤は、多かれ少なかれ吸湿性を有し、例えば水分を吸着した場合に膨張変形する性質を有している。このため、露光室１６内部、特に多点ＡＦ系（１０２ａ，１０２ｂ）が配置されるウエハステージＷＳＴの近傍の空間（メインコラム３４の内側空間）内の湿度の変化に伴い、接着剤の吸湿に起因して振動ミラー１１８の振動中心がシフトするおそれがある。

そこで、本実施形態では、主制御装置７０が、許容される温度制御範囲内で、温度に応じた湿度制御を実行することで、上述の振動中心のシフトなどが極力生じないようにしている。

このため、本実施形態では、上述の接着剤の吸湿による振動ミラー４８の振動中心のシフトや、ミラー１１２の位置変化などに起因する多点ＡＦ系の計測値の時間変化量（ｄＺ／ｄｔ）と、温度Ｔ、湿度（相対湿度）Ｈとの関係を、露光装置の製造過程において、予め求めている。具体的には、多点ＡＦ系（１０２ａ，１０２ｂ）を露光装置本体に組み込む前に、単体で温度、湿度などの環境条件の制御が可能な実験チャンバ内で事前計測を行い、その事前計測の際に、温度Ｔと湿度Ｈの条件を種々変化させ、各条件についてフォーカス計測値Ｚの時間変化量ｄＺ／ｄｔを求めている。そして、このようにして得られた時間変化量ｄＺ／ｄｔのデータ、並びにこれに対応する温度及び湿度のデータに基づいて、ｄＺ／ｄｔとＴとＨとの関係を示す次式（１）の関数を求めている。

ｄＺ／ｄｔ＝ｆ（Ｔ，Ｈ） …（１）
この関数ｆ（Ｔ，Ｈ）は、Ｔ，Ｈをそれぞれ独立変数とする関数である。

上記式（１）の関数の具体例としては、次式（２）のようなべき乗関数を挙げることができる。

ここで、ａ₀、ａ_n（ｎ＝１、２、……ｎ_max）、ｂ_m（ｍ＝１，２、…、ｍ_max）は、それぞれ係数である。

なお、製造段階において上記の事前計測を行うようにしたのは、多点ＡＦ系の計測値の変化量には、部品の加工精度による個体差があると考えられるため、露光装置毎にその装置に組み込まれる多点ＡＦ系を実際に用いて計測を行うことが好ましいと考えられるからである。

上記の事前計測の終了後、多点ＡＦ系（１０２ａ，１０２ｂ）が、メインコラム３４に取り付けられる。併せて、複数の光学素子から構成される照明光学系２８や投影光学系ＰＬなどが露光装置本体に組み込まれ、その後、光学調整がなされる。さらに、多数の機械部品からなるレチクルステージＲＳＴやウエハステージＷＳＴが露光装置本体に取り付けられ、配線や配管が接続され、更に総合調整（電気調整、動作確認等）などが行われて、本実施形態の露光装置１０が製造されている。なお、露光装置の製造は温度及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。

本実施形態では、上述のようにして得た式（２）（又は式（１））は、主制御装置７０が備えるメモリに記憶されており、主制御装置７０では、露光装置１０の運転中、ｄＺ／ｄｔが極力零になるような、ウエハステージＷＳＴの近傍の空間（メインコラム３４の内側空間）内の空気の温度Ｔ及び湿度Ｈの局所的な制御、より正確には、その空間内の空気の温度（目標温度）Ｔに応じた湿度Ｈの微調整を前述の如くして実行するようになっている。

以上説明したように、本実施形態の露光装置１０によると、主制御装置７０により、前述の式（２）の関数を考慮して、多点ＡＦ系（１０２ａ、１０２ｂ）近傍の雰囲気の湿度が制御される。この湿度の制御により、湿度及び温度に依存する多点ＡＦ系（１０２ａ、１０２ｂ）の計測値の変化量が最小（例えば零）となるようにすることができる。従って、湿度及び温度（の変化）に起因する多点ＡＦ系（１０２ａ、１０２ｂ）の計測誤差の発生を低減して多点ＡＦ系（１０２ａ、１０２ｂ）により精度良くウエハＷ表面の位置を計測し、この計測結果に基づいてウエハＷ表面を投影光学系ＰＬの最良結像面に位置させて、レチクルＲに形成されたパターンを精度良くウエハＷ上に転写することが可能となる。

また、本実施形態では、多点ＡＦ系（１０２ａ、１０２ｂ）の計測値の変化に関する、上記情報（前述の式（１）又は式（２）の関数など）は、多点ＡＦ系の部組段階で予め取得されているので、露光装置１００の製造直後の段階から上記の湿度制御が可能となるので、多点ＡＦ系の計測値が湿度の変化に依存して変化（ドリフトを含む）するのを未然に防止することができる。また、本実施形態の場合、従来のようなオフセットを利用した面位置情報のソフト的な補正を採用する必要がない。

従って、本実施形態の露光装置１０では、多点ＡＦ系を構成する光学部材、例えば振動ミラー１１８などの取り付け状態の機械的な調整が不要となり、結果的に、露光装置のダウンタイムの低減、ひいては稼動効率の向上が可能となる。

なお、多点ＡＦ系の計測値の湿度の変化に依存する変化をある程度許容できるのであれば、多点ＡＦ系の計測値の変化に関する、上記情報を必ずしも多点ＡＦ系の部組段階で取得しなくても良い。

また、上記実施形態では、主制御装置７０が、湿度及び温度に依存する多点ＡＦ系の計測値の変化に関する情報、具体的には前述の式（２）（又は式（１））の関数を考慮して多点ＡＦ系近傍の雰囲気の湿度を制御する場合について説明したが、これに限らず、例えば温度制御範囲が非常に狭い範囲である場合などには、主制御装置７０は、湿度に依存する多点ＡＦ系の計測値の変化に関する情報を考慮して多点ＡＦ系近傍の雰囲気の湿度を制御するものとしても良い。

なお、上記実施形態では、主制御装置７０がメインコラム３４内側のウエハステージＷＳＴ近傍の空間の湿度を制御することで、その空間内に配置される多点ＡＦ系（１０２ａ、１０２ｂ）の計測値の時間変化を極力抑制する場合について説明したが、例えば受光系１０２ｂ（又は照射系１０２ａ）が収容された容器内の気体の湿度を主制御装置７０が制御することとしても良い。

また、上記実施形態で説明したケミカルフィルタＣＦ１ａ，ＣＦ１ｂ等の配置、図１に示される空調系や通気経路等の構成は任意で構わない。例えば、冷却ユニット５２の下流側に設けられた第１湿度センサ５３は、必ずしも設けなくても良い。また、冷却ユニット５２を通過して所定温度まで冷却された空気の例えば約８０％が第１ヒータ５６（ケミカルフィルタＣＦ１ａ）に送り込まれ、残りの約２０％が第２ヒータ６２（ケミカルフィルタＣＦ１ｂ）に送り込まれるものとしたが、これに限らず、第１ヒータ５６（ケミカルフィルタＣＦ１ａ）に送り込まれる空気の経路と第２ヒータ６２（ケミカルフィルタＣＦ１ｂ）に送り込まれる空気とを独立に温度、湿度制御する第１、第２の空調系を設けても良い。また、上記実施形態の空調系を構成する各部は、上述したタイプのものに限られないことは勿論である。例えば、加湿器は超音波方式でなくても良い。

なお、上記実施形態では、本体チャンバの機械室近傍と、ウエハステージ近傍に変温抑制ケミカルフィルタが設けられた場合について説明したが、これに限らず、レチクルローダ室や、ウエハローダ室に供給される空気の供給口部分に設けることも可能である。これにより、レチクルローダ室、ウエハローダ室の内部が更にケミカルクリーンとされるため、レチクル交換、ウエハ交換を行う際に、各ローダ室と露光室とが連通しても、露光室内の雰囲気が汚染されることが無く、露光精度を高精度に維持することが可能である。

また、上記実施形態ではレチクルローダ室、ウエハローダ室と露光室とが本体チャンバ内に設けられる場合について説明したが、これに限らず、本体チャンバ内に露光室のみを設け、レチクルローダ室、ウエハローダ室を別の環境制御チャンバ内に一緒あるいはそれぞれ単独に設けても良い。

また、上記実施形態では、本体チャンバとは別に機械室が設けられる場合について説明したが、これに限らず、１つのチャンバを隔壁により仕切って露光装置本体が収容される本体チャンバと機械室とを形成しても良い。

なお、図１では本体チャンバに隣接して機械室を配置するものとしたが、クリーンルームの床下（ユーティリティスペース）などに機械室を配置するようにしても良い。この場合、光源もその床下に配置しても良い。また、空調装置では空気の温度を制御するものとしたが、それに加えて圧力をも制御するようにしても良い。

また、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を露光光として用いる場合には、照明光学系２８と同様に、投影光学系ＰＬの鏡筒内、あるいは投影光学系ＰＬを収容する筐体内にも不活性ガス（窒素など）が供給される。さらに、Ｆ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）を露光光として用いる場合には、レチクルステージ及びウエハステージがそれぞれサブチャンバ内に配置され、照明光学系２８及び投影光学系ＰＬに加えて、照明光学系２８と投影光学系ＰＬとの間、及び投影光学系ＰＬとウエハＷとの間にもそれぞれ不活性ガス（ヘリウムなど）が供給される。従って、光源内を含めてその光源からウエハＷに至る照明光路の少なくとも一部を密閉してその内部に不活性ガスなどを供給する露光装置では、例えば照明光学系に供給された不活性ガスが通る排気経路の途中、又は出口にも、化学物質除去フィルタ（ケミカルフィルタ）を設けておくことが好ましい。勿論、不活性ガスの流入経路の途中又は入口にもケミカルフィルタを設けても良く、これは特に回収した不活性ガスを清浄化して再利用する場合に有効である。また、上述のように、例えば波長１２０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の真空紫外域に属する光を露光光として用いる場合などには、空調用気体として上記不活性ガス（窒素ガス、ヘリウムガスなど）が用いられる。従って、計測装置としての多点ＡＦ系の近傍の気体は、空気に限らず不活性ガスなどであっても良く、制御装置（主制御装置７０）は、湿度に少なくとも依存する前記計測装置の計測値の変化に関する情報を考慮して、前記計測装置近傍の不活性ガスの湿度を制御するものであっても良い。

なお、上記実施形態の露光装置における投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。

また、上記実施形態の露光装置１０の光源は、ＫｒＦエキシマレーザ又はＡｒＦエキシマレーザに限らず、波長が１７０ｎｍ以下の光、例えばＦ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ₂レーザ光（波長１４６ｎｍ）等を出力する他の真空紫外光源は勿論、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、例えば真空紫外光として上記各光源から出力されるレーザ光に限らず、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）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用いても良い。

また、上記実施形態では、露光装置の露光光ＥＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、近年、７０ｎｍ以下のパターンを露光するために、ＳＯＲやプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させるとともに、その露光波長（例えば１３．５ｎｍ）の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたＥＵＶ露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられる。さらに、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号パンプレットなどに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体（例えば純水など）が満たされる液浸型露光装置などにも、本発明を好適に適用できる。

なお、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されるものではなく、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置、又はステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置などにも本発明を適用することができる。また、ウエハステージを２基備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。

なお、本発明は、半導体製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子（ＣＣＤなど）、マイクロマシン、有機ＥＬ、ＤＮＡチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。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、ＥＵＶ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又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに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（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的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、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。

なお、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、上記実施形態の露光装置で、レチクルに形成されたパターンをウエハ等の物体上に転写するステップ、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）、検査ステップ等を経て製造される。

本発明の露光装置は、半導体素子、液晶表示素子等のマイクロデバイスの製造に適している。

一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１の露光装置を構成する露光装置本体及び多点焦点位置検出系の構成を概略的に示す図である。 一実施形態の露光装置における空調用気体（空気）の温度及び湿度の制御に関連する制御系の構成を概略的に示すブロック図である。

符号の説明

１０…露光装置、７０…主制御装置(制御装置)、７４…第３温度センサ（温度計測装置）、照射系（計測装置の一部）、１０２ｂ…受光系（計測装置の一部）、１１８…振動ミラー（光学部材）、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ（物体）、ＡＬ…照明光（計測光）。

Claims (6)

1. パターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光装置であって、
   前記物体の表面に計測光を照射する照射系と、前記計測光の前記物体の表面からの反射光を受光する受光系とを有し、前記投影光学系の光軸方向に関する物体の位置情報を計測する計測装置と；
   湿度に少なくとも依存する前記計測装置の計測値の変化に関する情報を考慮して、前記計測装置近傍の雰囲気の湿度を制御する制御装置と；を備える露光装置。
2. 前記計測装置近傍の温度を計測する温度計測装置を更に備え、
   前記計測値の変化に関する情報は、前記湿度及び温度に依存する前記計測値の変化に関する情報であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記計測値の変化に関する情報は、湿度及び温度を独立変数として含む、前記計測値の時間変化関数であることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 前記照射系及び受光系の少なくとも一方は、吸湿により変形する接着剤で接着された光学部材を少なくとも１つ含み、
   前記計測装置の計測値の変化は、前記接着剤の吸湿による変形に起因するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置。
5. 前記接着剤で接着された光学部材は、振動ミラーであることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
6. 前記計測装置の計測値の変化に関する情報は、前記計測装置の部組段階で予め取得されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の露光装置。
   

Images