CN1420982A - 计测方法以及计测装置、曝光方法以及曝光装置 - Google Patents
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Abstract
目的在于提供能高精度迅速地计测给定气体中包含的任意物质、并且作业效率良好的计测方法以及计测装置、曝光方法以及曝光装置。曝光装置S具有：能计测吸光物质的计测部M；能向计测部M供给光路空间LS内气体GS的气体供给装置N；能向计测部M供给减少了吸光物质的清净气体GT2的清净气体供给装置H；能交替切换对计测部M的气体GS以及清净气体GT2的供给的切换装置B。在减少了计测部M中的残留吸光物质的状态下，以高精度进行气体GS中包含的吸光物质浓度的计测。
Description
技术领域
本发明涉及计测给定气体中包含的任意物质的计测方法以及计测装置、和曝光方法以及曝光装置。
本申请是以日本专利申请(特愿2000-99650)为基础，把它的内容编入了本说明书中。
背景技术
以往，当用光刻步骤制造半导体元件和薄膜磁头或液晶显示元件等时，使用了各种曝光装置。该曝光装置把光掩模或网格(以下，称作“掩模”)上形成的图案的像通过投影光学系统投影到表面涂抹了光刻胶等感光剂的衬底上。近年来，伴随着投影到衬底上的投影区域的图案的形状的微细化，使用的曝光用的照明光(以下，称作“曝光光”)有短波长化的倾向，代替至今为止一直是主流的水银灯，使用了KrF受激准分子激光器(248nm)、ArF受激准分子激光器(193nm)的曝光装置已经实用化。另外，为了进一步达到图案形状的微细化，正在开发使用了F2激光(157nm)的曝光装置。
当使用具有约180nm以下的波长的真空紫外线光作为曝光光时，如果该曝光光通过的空间即光路空间内存在氧分子、水分子、二氧化碳分子等对相关波长区域的光具有强吸收特性的物质(以下，称作“吸光物质”)，该曝光光就被减弱，从而无法以足够的强度到达衬底上。因此，在使用了真空紫外线光的曝光装置中，必须进行严密的管理，把光路空间中存在的吸光物质的浓度控制在数ppm以下的低浓度。为了进行这样的管理，就有必要使用计测装置计测曝光光的光路空间中存在的吸光物质的浓度。该计测中，为了实现曝光装置全体的高生产能力化，就有必要迅速地进行吸光物质的浓度计测。
一般，为了计测气体中包含的数ppm水平以下的被计测物质(吸光物质)，就必须预先把曝光装置中的管线和计测部(传感器部)等中残留的一点点被计测物质减少到给定值以下。如果该被计测物质残留在计测装置中，则计测装置表现出比真正的值高的值。可是，为了使残留的被计测物质减少到给定值以下，要花费一定时间，这使作业整体的生产能力下降。这时，使残留物质的浓度变得越低，用于减少计测装置内的残留物质的作业时间会越长，并且很难取得高精度的计测结果。
可是，装置的出厂调试和维护时等，光路空间被暴露在大气中，在光路空间内存在氧等吸光物质。这里，在使用了真空紫外线光的曝光装置中，有必要减少曝光光的光路空间的吸光物质。这里，为了用氮气或氦气等惰性气体充满该光路空间，在向该光路空间内供给惰性气体的同时，进行了排出光路空间的吸光物质的动作(净化)。在该净化步骤中，为了监视光路空间内的残留氧量，可以通过能计测氧浓度的计测装置计测光路空间内的氧浓度，但是，净化的初始状态是大气，所以在该净化的初始状态下，氧大量滞留在计测装置内。如上所述，在计测装置内残留了氧的状态下，计测值比真正的值高，所以即使迅速用惰性气体净化了光路空间内、使真的氧浓度变为数ppm以下的低浓度，计测装置也显示高浓度的计测结果，所以无法以高精度确认计测结果。因此，在无法以高精度计测光路空间内吸光物质的浓度，而且，不仅使曝光处理整体作业效率下降，还浪费了昂贵的净化气，从而导致成本上升。
本发明是鉴于所述问题而提出的，其目的在于提供能高精度迅速地计测给定气体中包含的任意物质、作业效率良好的计测方法以及计测装置、曝光方法以及曝光装置。
发明内容
为了解决所述课题，本发明采用了实施例所示的与图1～图8对应的以下的结构。
本发明计测方法为一种计测给定气体(GS)中包含的任意物质的计测方法，其特征在于：对于能计测任意物质的计测部(M)，在供给给定气体(GS)前，向计测部(M)供给任意物质的浓度被降低了的特定气体(GT2)，向计测部(M)供给了特定气体(GT2)后，向计测部(M)供给给定气体(GS)，继而计测任意的物质。另外，在该计测方法中，也可交替进行给定气体(GS)的供给和特定气体(GT2)的供给。
根据本发明，当用计测部(M)计测给定气体(GS)中包含的任意物质时，对于该计测部(M)供给给定气体(GS)前，供给任意物质的浓度被降低了的特定气体(GT2)，据此，能减少计测部(M)中残留的任意物质。于是，通过对处于任意物质的浓度被减少了的状态的计测部(M)供给给定气体(GS)，能以高精度计测任意物质。这时，通过交替进行给定气体(GS)的供给和特定气体(GT2)的供给，即使在给定气体(GS)中包含的任意物质属微量范围，也能在短时间内高效地进行计测。
该计测方法是计测给定气体(GS)中的任意物质的方法，通过交替进行给定气体(GS)的供给和特定气体(GT2)的供给，即使任意物质的浓度是低浓度范围(数ppm)，也能在所有浓度范围进行高精度的浓度计测。另外，当给定气体(GS)中的任意物质的浓度变化时，也能以高精度监视该计测时刻的浓度。
这时，对于计测部(M)供给特定气体(GT2)，在任意物质浓度计测值变得比给定值低的时刻，通过供给给定气体(GS)，能高效地进行与所希望的计测精度对应的浓度计测。即，例如当想计测10ppm的浓度时，向计测部(M)供给特定气体(GT2)，例如在计测值变为10ppm以下的时刻，停止特定气体(GT2)的供给，进行给定气体(GS)的供给就可以了。这样，按照作为目标的计测精度进行特定气体(GT2)的供给，能避免供给过多的特定气体(GT2)，所以能进行高效的计测。
这样的计测方法能用以下计测装置(A)进行，该计测装置(A)是一种在计测给定气体(GS)中包含的任意物质的计测装置，其特征在于包括：能计测任意物质的计测部(M)、能把给定气体(GS)向计测部(M)供给的给定气体供给装置(N)、能向计测部(M)供给任意物质的浓度被降低了的特定气体(GT2)的特定气体供给装置(H)、为了对于计测部(M)供给了特定气体(GT2)后供给给定气体(GS)而切换来自给定气体供给装置(N)和特定气体供给装置(H)的气体供给的切换装置(B)。另外，该计测装置(A)也可以具有与切换装置(B)相连、使气体供给切换执行多次的控制装置(CONT)。给定气体和特定气体也可以是相同种类的气体。
而且，该计测装置(A)是计测给定气体(GS)中的任意物质的浓度的装置，控制装置(CONT)使特定气体(GT2)向计测部(M)供给，当浓度的计测值变得低于给定值的时刻，使切换装置(B)工作。
作为本发明计测方法以及计测装置的计测对象有氧分子、水分子、碳化物等，也可以是氨类化合物、Si类(硅烷类)、卤化物、NOx、SOx等物质、或它们的混合物。
本发明曝光方法是一种向掩模(MS)照射曝光光(EL)、把掩模(MS)上形成的图案的像复制到衬底(P)上的曝光方法，其特征在于，对于能计测吸收在包含曝光光(EL)的光路的空间(LS)内的曝光光(EL)的吸光物质的计测部(M)供给了吸光物质被减少了的特定气体(GT2)后，通过计测部(M)计测空间(LS)内吸光物质，按照计测结果进行复制处理。
根据本发明，对于能计测吸光物质的计测部(M)供给了吸光物质被减少了的特定气体(GT2)后，通过计测部(M)计测空间(LS)内吸光物质，所以能在计测部(M)中残留的吸光物质减少了的状态下，以高精度迅速地计测空间(LS)内吸光物质。因此，例如能以高精度迅速地求出光路空间(LS)是否为能进行正常的复制处理的状态等光路空间(LS)的状态，所以能进行高效、稳定的曝光处理。
这样的曝光方法能用以下曝光装置(S)实行，该曝光装置(S)是一种向掩模(MS)照射曝光光(EL)、把掩模(MS)上形成的图案的像复制到衬底(P)上的曝光装置，其特征在于包括：能计测吸收在包含曝光光(EL)的光路的空间(LS)内的曝光光(EL)的吸光物质的计测部(M)、能向计测部(M)提供空间(LS)内气体(GS)的气体供给装置(N)、能向计测部(M)供给减少了吸光物质的特定气体(GT2)的特定气体供给装置(H)、能切换从气体供给装置(N)和特定气体供给装置(H)分别对计测部(M)的气体供给的切换装置(B)、在来自特定气体供给装置(H)的气体供给进行了给定的时间后向切换装置(B)指示从气体供给装置(N)进行气体供给的控制装置(CONT)。
本发明曝光方法是一种向掩模(MS)照射曝光光(EL)，把掩模(MS)上形成的图案的像复制到衬底(P)上的曝光方法，其特征在于：对于能计测吸收在包含曝光光(EL)的光路的空间(LS)内的曝光光(EL)的吸光物质的计测部(M)供给了吸光物质被减少了的特定气体(GT2)后，通过计测部(M)计测空间(LS)内吸光物质，交替进行空间(LS)内气体(GS)的供给和减少了吸光物质的特定气体(GT2)的供给，继而计测吸光物质，按照计测结果进行复制处理。另外，也可以在空间(LS)内吸光物质浓度变为给定值以下后进行复制处理。又，可将包含曝光光(EL)的光路的空间(LS)分割为多个空间，计测部(M)可有选择地被与多个空间连接。并且，也可以监视从空间(LS)排出的吸光物质的浓度，当吸光物质的浓度变为给定值以下时，连接空间(LS)和计测部(M)。
根据本发明，通过对于能计测吸光物质的计测部(M)供给减少了吸光物质的特定气体(GT2)，能减少计测部(M)中残留的吸光物质。而且，因为通过处于吸光物质被减少了的状态的计测部(M)计测空间(LS)内吸光物质，所以能以高精度计测空间(LS)内吸光物质。这时，通过交替对计测部(M)供给空间(LS)内气体(GS)和特定气体(GT2)，即使空间(LS)内吸光物质属微量范围，也能在短时间内高效地进行计测。另外，即使空间(LS)内吸光物质的量变化时，也能以高精度监视该计测时刻的吸光物质。
该曝光方法能用以下曝光装置(S)执行，该曝光装置(S)是一种向掩模(MS)照射曝光光(EL)、把掩模(MS)上形成的图案的像复制到衬底(P)上的曝光装置，其特征在于包括：能计测吸收在包含曝光光(EL)的光路的空间(LS)内的曝光光(EL)的吸光物质的计测部(M)、能向计测部(M)提供空间(LS)内气体(GS)的气体供给装置(N)、能向计测部(M)供给减少了吸光物质的特定气体(GT2)的特定气体供给装置(H)、能切换从气体供给装置(N)和特定气体供给装置(H)分别对计测部(M)的气体供给的切换装置(B)、对于计测部(M)，从特定气体供给装置(H)供给了特定气体(GT2)后控制切换装置(B)进行从气体供给装置的气体供给的控制装置(CONT)。
另外，控制装置(CONT)也以控制切换装置(B)，使空间(LS)内气体(GS)的供给和特定气体(GT2)的供给交替进行。包含曝光光(EL)的光路的空间(LS)可以被分割为多个空间——包括容纳向掩模(MS)照射曝光光(EL)的照明光学系统的照明系统罩壳、容纳保持掩模(MS)的掩模台的掩模室、容纳把掩模(MS)上形成的图案的像复制到衬底(P)上的投影光学系统的投影系统罩壳、容纳保持衬底(P)的衬底台的衬底室等，从而可具备有选择地把计测部(M)与多个空间相连的连接装置。并且，曝光装置(S)还可以具有监视从空间(LS)排出的吸光物质的浓度的第二计测装置，控制装置(CONT)则根据第二计测装置的监视结果来连接空间(LS)和计测部(M)。
附图说明
图1是用于说明具有本发明计测装置的曝光装置的实施例1的结构图。
图2是用于说明计测装置以及气体置换装置的结构图。
图3是用于说明本发明计测方法的图。
图4是用于说明具有本发明计测装置的曝光装置的其它实施例的结构图。
图5是用于说明具有本发明计测装置的曝光装置的实施例2的结构图。
图6是用于说明本发明计测装置的实施例3的结构图。
图7是用于说明本发明计测装置的实施例4的结构图。
图8是表示半导体装置的制造步骤的一个例子的程序流程图。
具体实施方式
实施例1
下面，参照附图，说明本发明一个实施例的计测方法以及计测装置、曝光方法以及曝光装置。图1是表示具有本发明计测装置的曝光装置的实施例1的结构图，图2是用于说明计测装置以及气体置换装置的结构图。
在图1、图2中，曝光装置S具有：在掩模MS上照射曝光光EL而把该掩模MS上形成的图案的像复制到衬底P上的曝光装置主体E、在该曝光装置主体E内通过向曝光光EL通过的光路空间LS内供给特定气体(惰性气体)GT1来减少该光路空间LS内吸光物质的气体置换装置(吸光物质减少装置)R。曝光装置S还具有计测装置A。该计测装置A具有：能计测光路空间LS内存在的吸光物质的计测部M、能向计测部M供给光路空间LS内气体GS的给定气体供给装置(气体供给装置)N、能向计测部M供给特定气体(清净气体)GT2的特定气体供给装置(清净气体供给装置)H、能切换给定气体供给装置和清净气体供给装置分别对计测部M的气体供给的切换装置B。而且，由控制装置CONT控制以切换装置B为首的整个曝光装置S的动作。
这里，“吸光物质”是指相对于真空紫外线范围的波长的光(曝光光EL)具有强吸收特性的物质，譬如氧、水蒸气、炭化氢类的气体等。而“特定气体”是指能充分地使由计测部M计测的物质减少的气体，是具有对真空紫外线范围的波长的光的吸收性小的特性的氮、氦、氩、氖、氪等惰性气体、或它们的混合气。须指出的是，以下把特定气体称作“低吸光物质”或“惰性气体”。
如图1所示，曝光装置主体E具有：把来自光源21的光束照射到掩模MS上的照明光学系统2、配置于该照明光学系统2内的调整曝光光ELL通过的开口K的面积以规定基于该曝光光ELL的掩模MS的照明范围的光栅(blind)部、容纳掩模MS的掩模室5、把用曝光光ELL照明的掩模MS的图案的像投影到衬底P上的投影光学系统3、容纳衬底P的衬底室6。
光源21把波长约120nm～180nm的真空紫外线光照射到照明光学系统2上，并且例如由振荡波长157nm的氟激光(F2激光)、振荡波长146nm的氪的二聚物激光(kr2激光)、振荡波长126nm的氩的二聚物激光(Ar2激光)等构成。须指出的是，作为光源21，也能使用振荡波长193nm的ArF受激准分子激光。
照明光学系统2具有：将光源21射出的光束经反射镜22反射并通过了中继镜23的光束调整为几乎具有均匀的照度分布的光束而变换为曝光光EL的蝇眼透镜和棒透镜等光学积分器24、通过透镜系统26把该曝光光EL引导到光栅部4的反射镜25、把由光栅部4规定了照明范围的透过了透镜系统27的曝光光EL引导到掩模MS的反射镜28。而且，各光学部件和光栅部4以给定的位置关系配置在密闭空间即照明系统罩壳20的内部。这时，光阑部4配置在与掩模MS的图案面共轭的面内。
光栅部4通过调整开口K的大小，把从光学积分器24入射的曝光光EL中能通过的曝光光EL送到透镜系统27。由开口K规定的曝光光EL通过透镜系统27，以几乎均匀的照度照亮配置在掩模室5中的掩模MS上。
掩模室5具有通过真空吸附保持掩模MS的掩模支架(掩模台)51。该掩模室5由照明系统罩壳20和与投影光学系统3的投影系统罩壳30无间隙接合的隔离壁50覆盖。另外，在隔离壁50的侧壁部设置了用于搬入、搬出掩模MS的开口部，在开口部上设置了开关门55。通过关闭开关门55，掩模室5被密闭。掩模支架51具有与掩模MS上的形成了图案的区域即图案区域对应的开口，通过图中未显示的驱动机构，能在X方向、Y方向、θ方向(围绕Z轴旋转的方向)能微动，由此，能对掩模MS定位，使图案区域中心通过投影光学系统3的光轴AX。该掩模支架51的驱动机构例如由两组音圈电机构成。另外，掩模室5的隔离壁50的顶部配置了透过窗8，使照明系统罩壳20的内部空间和配置了掩模MS的掩模室5的内部空间分离。
投影光学系统3使由开口K规定的掩模MS曝光光EL的照明范围中存在的图案的像在衬底P上成像、在衬底P的特定区域(投影区域)使图案的像曝光。该投影光学系统3是用投影系统罩壳30把由莹石、氟化锂等氟化物结晶构成的透镜和反射镜等多个光学构件密闭在一起得到的。在本实施例中，在投影系统罩壳30内部形成了由各光学构件划分的三个密闭空间30a、30b、30c。另外，投影光学系统3是投影倍率为例如1/4或1/5的缩小光学系统。因此，在掩模MS上形成的图案由投影光学系统3缩小后投影到衬底P的投影区域上，把图案的缩小像复制到衬底P上。
衬底室6具有用于通过真空吸附保持衬底P的衬底支架61。该衬底室6由与投影系统罩壳30无间隙接合的隔离壁60覆盖。另外，在隔离壁60的侧壁部设置了用于搬入、搬出衬底P的开口部，在该开口部上设置了开关门65。通过关闭开关门65，衬底室6被密闭。衬底支架61由衬底台62支撑。衬底台62是能向彼此正交的方向移动的一对块重合而成，能在X-Y平面内沿着水平方向移动。或者通过由磁悬浮式的二元线性电机(平面电机)等构成的晶片驱动系统(省略了图示)，沿着基座的上表面并且非接触地在X-Y平面内自由驱动。即，固定在该衬底台62上的衬底P被支撑，能在沿着X-Y平面的水平方向(与投影光学系统3的光轴AX垂直的方向)移动。
根据来自激光干涉仪66的激光的从衬底台62的移动镜64的反射光，来检测衬底台62的位置。该检测值被送到控制装置CONT，控制装置CONT一边在各投影区之间的步进时监视这些激光干涉仪的检测值一边进行衬底台62的位置控制。
而且，照明光学系统2的照明系统罩壳20、掩模室5、投影光学系统3的投影系统罩壳30、以及衬底室6中分别形成的内部空间(密闭空间)被切断了与外部的气体流通，并且成为从光源21射出的照射到衬底P上的曝光光EL的光路空间LS。
另外，在本实施例的曝光装置主体E(曝光装置S)中，重复进行以下各动作：通过控制部CONT移动衬底台62使衬底P上的各投影区域依次定位于曝光位置的投影区域间步进动作、在该定位状态下把曝光光EL照射到掩模MS上以使掩模MS上形成的图案的像复制到衬底P上的投影区域中的曝光动作。
下面，参照图1、图2就气体置换装置R加以说明。气体置换装置R是使由照明体统罩壳20、掩模室5、投影系统罩壳30、衬底室6构成的光路空间LS的内部存在的吸光物质的浓度下降的装置，其排出光路空间LS内气体GS，并且向光路空间LS供给惰性气体GT1，据此来降低吸光物质的浓度。
光路空间LS内气体GS例如在装置出厂调试时或维修时是大气(空气)，如果装置在出厂调试后或维修结束后，就应该是惰性气体。可是，即使光路空间LS内充满了惰性气体，也有可能因从光路空间周围的金属物品和布线等产生的脱气而在惰性气体中包含了吸光物质。这里，设装置的出厂调试后或维修结束后的光路空间LS内气体GS是包含吸光物质的惰性气体。
如图2所示，气体置换装置R具有容纳低吸光物质(特定气体)GT1并且通过进气管路和排气管路与光路空间LS连接的特定气体容纳部(净化气体容纳部)70。该特定气体容纳部70具有第一室到第六室等六个室，这六个室充填了同一种低吸光物质(特定气体)GT1，分别对应于照明体统罩壳20、掩模室5、投影系统罩壳30的各空间30a、30b、30c、衬底室6等各空间。而且，特定气体容纳部70的各室与光路空间LS的各空间分别通过从各室向各空间供给特定气体(净化气体)GT1的进气管路相连，特定气体容纳部70的各室与光路空间LS的各空间还分别通过排出各空间的气体GS的排气管路相连。
须指出的是，图1表示了特定气体容纳部70和空间30b相连的状态，省略了与其它空间相连的管路的图示。
各进气管路具有：根据控制装置CONT的指示把特定气体容纳部70中容纳的特定气体GT1送到光路空间LS中的泵P1～P6、通过根据控制装置CONT指示而开关来调整提供给光路空间LS的特定气体GT1的量的进气阀11、13、15a、15b、15c、17。另外，各排气管路具有：调整从光路空间LS的各空间排出到特定气体容纳部70的各室的气体GS的量的排气阀12、14、16a、16b、16c。
而且，通过气体置换装置R，能分别独立地降低照明体统罩壳20、掩模室5、投影系统罩壳30、衬底室6等各空间的吸光物质的浓度。
例如，当减少投影系统罩壳30的空间30b内吸光物质时，使用空间30b一端设置的进气阀15b、空间30b另一端设置的排气阀16b、泵P4。进气阀15b、排气阀16b、泵P4与控制装置CONT相连，当进行投影系统罩壳30的空间30b内气体置换时，控制装置CONT打开进气阀15b、排气阀16b的同时，使泵P4工作。由此，特定气体容纳部70中容纳的特定气体GT1通过进气管路被送到投影系统罩壳30的空间30b的内部，同时，空间30b内部的气体通过排气阀16b排出，通过排气管路回到特定气体容纳部70中。
那么，在光路空间LS的其它的各空间中，同样通过控制泵和各阀门来进行减少吸光物质的作业。
须指出的是，配置了HEPA过滤器(High Efficiency Particulate Airfilter，高效微粒空气过滤器)或ULPA过滤器(Ultra Low Penetration AirFilter)等除尘(粒子)空气过滤器(图中未显示)和除去所述的氧等吸光物质的化学过滤器(图中未显示)。同样，在各进气管路也配置了没有图示的空气过滤器、化学过滤器。
在通过排气阀排出的气体GS中，包含一些杂质(包含粒子和吸光物质)，但是，通过设置在排气管路中的空气过滤器和化学过滤器，几乎除去了通过排气管路回到特定气体容纳部70的气体中的杂质。而从特定气体容纳部70通过进气管路提供给光路空间LS的特定气体GT1中的杂质由设置在进气管路中的空气过滤器和化学过滤器除去。因此，即使在长时间中循环使用特定气体GT1，也几乎对曝光不会产生坏影响。
下面，参照图1和图2，就计测装置A加以说明。
计测装置A具有：能计测吸光物质的计测部M；能向计测部M供给光路空间LS内气体GS的给定气体供给装置N；能向计测部M供给清净气体(特定气体)GT2的清净气体供给装置(特定气体供给装置)H；能切换从给定气体供给装置N和清净气体供给装置H分别对计测部M的气体供给的切换装置B。
计测部M能计测任意物质，在本实施例中，能计测吸光物质中氧的浓度。另外，计测部M也可以不是计测任意物质，而是计测给定气体中是否存在任意物质。作为该计测部M例如能使用以氧化锆式氧浓度传感器为首的各种氧浓度传感器。其中，氧化锆式氧浓度传感器使用了离子电导的性质。离子电导是指在两面进行了电极加工的氧化锆陶瓷在高温下有一电极氧分子离子化而另一电极氧离子还原为氧分子的性质，氧化锆陶瓷两侧气体的氧浓度的差越大离子电导的程度就越大。这时，在两个电极间有电子交换，能把离子电导的程度(即氧化锆陶瓷两侧氧浓度差)作为两个电极间电动势的大小取出。具体而言，在形成为管状的氧化锆陶瓷的管外侧，放置氧浓度一定的气体作为基准气体，在管内侧防止被计测气体。这样，从氧浓度高的一侧向低的一侧产生离子电导，就能计测氧浓度。须指出的是，因为电动势根据氧化锆式传感器的温度和基准气体的氧浓度变化，所以把氧化锆式传感器设置在恒温炉时，一般还要使用大气作为基准气体。
或者，也可以采用氧浓度传感器，它是根据要计测的气体中的氧通过电化学单元时被还原这一电池原理来计测氧浓度的。
给定气体供给装置N向计测部M供给光路空间LS内气体GS，它具有：从光路空间LS到特定气体容纳部70的排气管路向计测部M(切换装置B)分支的管路91；设置在管路91上的阀90；图中未显示的泵。须指出的是，在图2中，管路91只表示了从光路空间LS中的投影系统罩壳20到特定气体容纳部70的第一室配置的排气管路的分支部分，但是，从其它五个排气管路也对计测部M有分支管路，只不过图中未显示，对于各分支管路分别设置了阀。而且，靠设置了该管路91和阀90的给定气体供给装置N，光路空间LS内气体GS通过切换装置B供给到计测部M。
清净气体供给装置H对于计测部M供给清净气体GT2，如上所述，供给使由计测部M计测的物质充分减少了的气体。在本实施例中，因为用计测部M计测的物质是氧，所以作为清净气体GT2，使用例如氮、氦、氩、氖、氪等惰性气体或它们的混合气等充分降低了氧浓度的气体。该清净气体供给装置H具有：容纳清净气体(惰性气体)GT2的清净气体容纳部(惰性气体容纳部)92；从该清净气体容纳部92向计测部M(切换装置B)配置的管路93；管路93上设置的阀94；从清净气体容纳部92向管路93输送清净气体GT2的泵(图中未显示)。
切换装置B是给定气体供给装置N的管路91和清净气体供给装置H的管路93之间设置的切换阀，通过切换来自各管路91、93的气体流路，对于计测部M，能切换从给定气体供给装置N供给光路空间LS内气体GS和从清净气体供给装置H供给清净气体GT2。而且，切换装置B根据控制装置CONT的指示工作。
计测部M的计测结果发送到控制装置CONT，并且由显示部(图中未显示)显示。
下面将说明的是：通过具有上述结构的计测装置A计测光路空间LS内气体GS中包含的吸光物质的计测方法、和通过曝光装置主体E把掩模MS上形成的图案的像复制到衬底P上的曝光方法。
这里，本发明计测方法和曝光方法具有：减少光路空间LS内吸光物质的步骤(步骤1)；从清净气体供给装置(惰性气体供给装置)H对计测部M供给清净气体GT2的步骤(步骤2)；对于在步骤2)中被供给了清净气体GT2的计测部M从气体供给装置N供给光路空间LS内气体GS的步骤(步骤3)；切换清净气体GT2的供给和光路空间LS内气体GS的供给的步骤(步骤4)；当光路空间LS内吸光物质浓度变为给定值以下后把掩模MS上形成的图案的像复制到衬底P上的步骤(步骤5)。
须指出的是，在以下的说明中，把通过气体置换装置R减少光路空间LS内吸光物质的动作称作“净化动作”，把对计测部M供给清净气体GT2的动作称作“清洁动作”。
(步骤1)
首先，使掩模MS保持在掩模支架51上，同时使衬底P保持在衬底支架61上。
通过气体置换装置R，进行减少曝光装置主体E中的曝光光EL的光路空间LS中的吸光物质的作业(净化)。即，气体置换装置R的各泵P1～P6工作，并且打开各进气阀11、13、15a、15b、15c、17以及各排气阀12、14、16a、16b、16c、18，排出光路空间LS内气体GS的同时，对于光路空间LS，从特定气体容纳部70供给净化气体GT1。这时，气体供给装置的管路91上设置的阀90关闭，光路空间LS内气体GS不会送到计测部M(切换装置B)一侧。
(步骤2)
在进行光路空间LS内的净化作业之际，从清净气体供给装置H对计测部M供给清净气体GT2。即，清净气体供给装置H的泵(图中未显示)工作，并且阀94打开。这时，控制装置CONT指示切换装置(切换阀)B切断从气体供给装置N向计测部M的流路和同时打开从清净气体供给装置H到计测部M的流路。
须指出的是，也可以没有阀94，而是采用打开从清净气体供给装置H到切换装置B的流路而总供给清净气体GT2的结构。这时，用切换装置B控制对计测部M的气体供给。
这样，计测部M由从清净气体供给装置H供给的清净气体GT2充满。通过供给的清净气体GT2，降低了计测部M内存在的吸光物质(氧)的浓度。即，在例如装置的出厂调试和维修时计测部M暴露在大气中的场合，对于计测部M滞留了吸光物质，但是通过供给清净气体GT2，吸光物质被排出到计测部M之外，降低了计测部M内部存在的吸光物质的浓度。在计测部M上设置排气泵，强制地排出计测部M内气体。
这样，在进行减少光路空间LS内吸光物质的作业的同时，对计测部M供给清净气体GT2。这时，对计测部M的清净气体GT2的供给一直进行到由计测部M计测的吸光物质(氧)浓度的计测值变为给定值。
这里，给定值是指光路空间LS内吸光物质的浓度变为能用给定精度以上计测的预先设定的值，是控制装置CONT判断能进行光路空间LS内吸光物质的浓度的适宜计测的浓度值。
即，当想计测的光路空间LS内吸光物质浓度的目标精度为100ppm时，至少要使计测部M中残留的吸光物质浓度在100ppm以下。这时，浓度的给定精度是100ppm，给定值是100ppm以下的值(例如10ppm)。因此，如果计测部M的清洁时的计测值表示为给定值(10ppm)，则当对计测部M供给光路空间LS内气体GS时，能进行高精度的计测。这时，给定值可以不是定值。
在控制装置CONT中，预先存储了关于使给定值任意变化时能恰当地计测的浓度的多个数据。控制装置CONT根据该多个数据(数据表)和计测部M的计测结果，判断是否能以所希望的精度计测浓度。
该给定值能预先由试验求出。于是，如果进行清洁直到计测值变为给定值以下的话，光路空间LS内吸光物质的浓度可被稳定地计测，如果计测值为所定值以上，则会出现例如光路空间LS内吸光物质的浓度得到真正值以上的计测结果的问题。
或者，也可根据计测部M的特性进行模拟，从该模拟结果求出能得到所希望的计测精度的给定值。
控制装置CONT参照上述的数据表进行清洁动作，如果判断计测值为给定值以下，就判断为处于能进行恰当的计测的状态，并且指示切换装置B进行给定的动作。
(步骤3)
对计测部M供给清净气体GT2，在计测部M的吸光物质浓度计测值变为低于给定值的时刻，控制装置CONT指示切换装置B打开从气体供给装置N到计测部M的流路并同时切断清净气体供给装置H到计测部M的流路。这样，由气体供给装置N向计测部M供给光路空间LS内气体GS。计测部M从供给的光路空间LS内气体GS计测这时的光路空间LS内吸光物质(氧)的浓度。因为，预先对计测部M供给清净气体GT2，所以降低了计测部M内吸光物质(氧)的浓度。因此，能以高精度计测光路空间LS内吸光物质(氧)。
如上所述，一边进行光路空间LS内的净化一边进行对计测部B的清洁动作，在给定的时刻向清洁的计测部M供给光路空间LS内气体GS，据此，就可以高精度计测光路空间LS内存在的吸光物质的浓度。
(步骤4)
可是，当一边对光路空间LS进行净化动作，一边计测光路空间LS内吸光物质浓度时，为了把握净化动作产生的光路空间LS内吸光物质的浓度的变化，和为了在低浓度范围也能以高精度计测吸光物质浓度，以给定次数交替进行对计测部M的清净气体GT2的供给和光路空间LS内气体GS的供给。
即，交替重复以下动作：对计测部M供给清净气体GT2，直到计测值变为给定值以下的动作(参照图3的白圈)；在计测值变为给定值以下的时刻使切换装置B工作以供给光路空间LS内气体GS、计测吸光物质浓度的动作(参照图3的黑点)；再使切换装置B工作以进行计测部M的清洁动作。
这里，就图3加以说明。图3所是的图表是用于说明通过进行清洁动作，计测的吸光物质浓度(以下，作为例子表示氧浓度)变化的样子的图，纵轴表示氧浓度，横轴表示时间(相对时间)。用该图的黑点表示的点J1是通过气体供给装置N对计测部M在未进行净化的初始状态下供给光路空间LS内气体GS时的氧浓度的计测结果，据此，显示出与大气几乎相同的氧浓度。然后，使切换装置B工作，以对计测部M进行清洁，据此，如白圈表示的点J2所示，氧浓度被降低。按照下一计测点J3的目标精度设定这时的目标氧浓度(给定值)。即，如果把点J2的浓度相对于点J3的浓度设定得十分低，就能以高精度计测该点J3的氧浓度。
在图3中，清洁时的目标氧浓度变为1ppm，但是在点J2、J4…等气体置换开始之后，不一定要使氧浓度为1ppm以下。即，如果点J2的氧浓度相对于点J3来说为可忽略的小值，或是能以高精度计测点J3的氧浓度的给定的值就可以了。因此，从清净气体供给装置H供给的清净气体GT2也可以具有计测部M的氧浓度检测分辨率以下的氧浓度。即，当计测给定气体GS中包含的任意物质时，作为清净气体GT2，除了能使用不包含任意物质的气体，还能使用任意物质的浓度被降低到给定值以下的气体。
然后，如果计测点J3的氧浓度，就再进行计测部M的清洁。这样，得到如点J4所示的氧浓度低的计测结果。然后，对于计测部M，交替重复清净气体GT2的供给和光路空间LS内气体GS的供给。这时，因为对光路空间LS持续进行了净化动作，所以光路空间LS内的氧浓度的计测结果即用黑点表示的点J1、J3、J5…的值渐渐降低。同样，清洁时(供给惰性气体时)的计测结果即白圈表示的点J2、J4、J6…也依存于J1、J3、J5的氧浓度，渐渐下降。
如上所述，如点J1、J3、J5…所示，以高精度计测了被净化的光路空间LS内的氧浓度的变化。进一步，对于低浓度范围(譬如1ppm)也可以高精度计测浓度。即，在由计测部M计测给定状态下光路空间LS内的氧浓度前对该计测部M进行清洁，以使计测部M内的残留氧浓度大大降低。在该状态下，通过计测光路空间LS内的氧浓度，能得到高精度的计测结果。须指出的是，这时，在低浓度范围中，如果是在计测部M计测的氧浓度的计测界限以下，则在清净气体GT2中可以包含氧或其它吸光物质，按照作为目标的计测精度，清净气体GT2可以包含给定值以下的吸光物质。即，作为清净气体GT2，除了能使用不包含任意物质的气体，还能使用任意物质的浓度被降低到给定值以下的气体，如果是微量的，也可以含氧。
(步骤5)
这样，在进行对光路空间LS的净化动作的同时，如果通过计测装置A确认光路空间LS内的氧浓度变为给定值以下，控制装置CONT指示曝光装置主体E，使掩模MS上形成的图案的像复制到衬底P上。衬底P是在减少了吸光物质的环境下被施以稳定的曝光处理的。
须指出的是，这时的给定值是指能进行恰当的复制的光路空间LS的氧浓度的值，如果氧浓度为该给定值以下，则当把掩模MS上形成的图案的像复制到衬底P上时，能得到所希望的复制精度。能通过试验等预先求出该给定值。即，预先求出对衬底P能正常地进行掩模MS图案的像的复制的氧浓度和导入到衬底P的曝光光的强度(包含照度分布)数据的关系，控制装置CONT根据该关系来控制掩模MS图案的像向衬底P的复制状态。
如上所述，当用计测部M计测光路空间LS中氧的浓度时，通过对该计测部M供给降低了氧浓度的清净气体GT2，能减小残留在计测部M中的氧的浓度。而且，通过对降低了氧浓度的状态的计测部M供给给定气体GS，就能以高精度迅速计测氧浓度，能提高取得的计测数据的可靠性。而且，因为不受计测部M内残留的氧浓度的影响，能以高精度迅速求出光路空间LS是否处于能正常进行复制处理的状态等光路空间LS的状态，所以能进行高效、稳定的曝光处理。
这时，通过交替对计测部M进行光路空间LS内气体GS的供给和清净气体GT2的供给，即使气体GS中包含的氧浓度是低浓度范围，也能在短时间内在所有浓度范围高效地进行高精度的计测。另外，通过净化，即使在光路空间LS内的氧浓度变化时，也能以高精度计测该计测时刻的氧浓度。作为用计测部M计测的物质，不只是上述的一种物质(氧)，也可以计测氧、水蒸气、炭氢化合物类气体等吸光物质全体的浓度。
这样，通过交替进行对计测部M的清洁动作和给定气体(光路空间LS内气体)GS的供给，能以高精度迅速计测给定气体GS中的吸光物质的浓度。另外，虽然在一次清洁动作中无法监视光路空间LS内吸光物质浓度的变化，但是通过交替进行清洁动作和光路空间LS内吸光物质的浓度计测，就能一边进行净化动作一边计测光路空间LS内吸光物质的浓度变化情况。因此，不但能正确地把握光路空间LS内的状态还能避免多余的净化动作，能实现高效的作业。另外，计测部M的使用寿命变长，降低了运行成本。
对于计测部M供给清净气体GT2，在吸光物质浓度的计测值变为低于给定值的时刻，供给光路空间LS的气体GS，据此，能高效地进行与所希望的计测精度对应的吸光物质的浓度计测。即，当想计测例如10ppm的浓度时，向计测部M供给清净气体GT2，在计测值变为10ppm以下的时刻停止清净气体GT2的供给，供给光路空间LS内气体GS就可以了。须指出的是，这时如上所述，清洁时的清净气体的供给在气体置换的初始阶段不一定要在10ppm以下。这样，可以按照目标计测精度进行清净气体GT2的供给，能避免多余的清净气体GT2的供给，所以能进行高效的计测。这时，如果是计测部M计测的给定物质(吸光物质)的计测界限以下，则清净气体GT中可以包含给定值以下的吸光物质。
在本实施例中，说明了一边进行光路空间LS内吸光物质的减少作业(净化)一边对计测部M从清净气体供给装置H供给清净气体GT2，但是，也可以在进行了给定时间的净化动作后，进行对计测部M的清净气体GT2的供给。另外，基于切换装置B的气体流路的切换和基于计测部M的吸光物质浓度的计测可以一边进行净化动作，一边进行，也可以使净化动作暂停后，再进行。
另外，在本实施例中，采用了一边进行对光路空间LS内的净化动作一边进行计测部M的清洁动作的结构，但是，也可以采用预先对光路空间LS进行了基于气体置换装置R的净化动作后使气体置换装置R停止、然后对计测部M交替进行清净气体GT2的供给和光路空间LS内气体GS的供给的结构。即，不进行净化动作而进行多次计测部M的清洁，据此，能以高精度计测进行了给定时间的净化动作时光路空间LS内吸光物质的浓度。须指出的是，这时，光路空间LS保持密闭状态。
在本实施例中，气体置换装置R通过在向光路空间LS内供给惰性气体GT1的同时排出光路空间LS内气体，来减少吸光物质的，但是，也可以在通过光路空间LS内气体GS排气(抽真空)减少了吸光物质后，供给惰性气体。
在本实施例中，清净气体供给装置H作为不含吸光物质的气体，供给氮、氩等惰性气体，但是当计测对象不是吸光物质时，即，为任意的物质时，供给不含该任意物质的气体(物质)或任意物质的浓度降低为给定值以下的气体(物质)。
另外，由气体置换装置R提供给光路空间LS的特定气体(净化气体)GT1和由清净气体供给装置H提供给计测部M的特定气体(清净气体)GT2可以使用相同种类的气体，也可以使用不同种类的气体。即，光路空间LS内的净化时使用的气体对于真空紫外线必须是惰性的，但是计测部M的清洁时使用的气体GT2对于对于真空紫外线就没有必要是惰性的。在本实施例中，因为计测部M是用于计测氧浓度的，所以作为清净气体GT2可以是二氧化碳和氢等吸光物质。另外，如果微量，也可以含氧。光路空间LS的净化气体GT1使用对VUV惰性的气体、不起光化学反应并且吸收特性小的气体、对构件(玻璃材料、透镜支架、镜筒内壁、它们的涂层材料)没有腐蚀性的气体。清净气体GT2使用不包含吸光物质的气体、无腐蚀性的气体。
在本实施例中，计测部M设为一个，从各空间20、50、30a、30b、30c、60对计测部M的气体GS的供给，通过分别设置的管路91并利用调整阀90，分别独立进行。例如当想计测空间30b的吸光物质的浓度时，关闭连接各空间20、50、30a、30c、60的管路91的阀90。另外，当想计测空间30a、30b、30c的全体的吸光物质的浓度时，关闭连接空间20、50、60的管路91的阀90。另一方面，也可以设置多个(六个)计测部M，同时独立进行各空间内吸光物质的计测。这时，可以设一个清净气体供给装置H，管路93分别与计测部M连接，调整分别设置的阀94，进行清净气体GT2的供给，也可以设置多个(六个)清净气体供给装置H，对多个计测部M分别设置清净气体供给装置H。另外，虽说是把特定气体容纳部70分为从第一室到第六室，但是也可以从一个室向各空间20～60供给。
须指出的是，曝光处理中，当不进行光路空间LS内吸光物质浓度的计测时，在通过切换装置B切断了气体供给装置N一侧的流路的状态下，最好维持由清净气体供给装置H对计测部M供给清净气体GT2，使计测部M总处于清洁的状态。
在本实施例中，控制装置CONT判断清洁时的计测部M的计测值是否为给定值以下，控制装置CONT根据该判断结果指示切换装置B。但是，也可以由操作员譬如前述未图示的显示部的信息手动切换切换装置B。
当向计测部M供给光路空间LS内气体GS时，因为气体的导入压力的变化对计测结果产生影响，所以在计测中最好使气体供给装置N对计测部M的气体供给压力一定。
当对计测部M供给了清净气体GT2后供给光路空间LS内气体GS时，有时会因先供给的清净气体GT2而使气体GS的吸光物质浓度的计测值比真正的值低。因此，在向计测部M供给光路空间LS内气体GS时，设定在清净气体GT2供给时，与计测值达到稳定所要时间同等程度的时间。
在本实施例中，为了从大气水平监视光路空间LS内吸光物质浓度(氧浓度)，采用了交替对计测部M进行清净气体GT2的供给和光路空间LS内气体GS的供给的结构，但是，如果不从大气水平监视氧浓度，也可以不进行气体GS和清净气体GT2的切换动作。当不进行切换动作时，从开始清洗动作之前，对计测部M持续供给清净气体GT2，充分降低计测部M内的氧浓度，即使清洗动作开始，也继续对计测部M供给清净气体GT2。然后，经过一定的时间，估计光路空间LS内的氧浓度降低到数10ppm左右，把光路空间LS内气体GS导入计测部M中，计测氧浓度。须指出的是，所述一定的时间是预先由试验或模拟等求出的预想的光路空间LS的氧浓度变为数10ppm以下的时间。
另外，也可以不估计一定的时间，而是如图4所示，使用其它的计测部M2，监视光路空间LS内的氧浓度，确认氧浓度变为数ppm后，通过预先持续流入清净气体GT2，把光路空间LS内气体GS导入充分降低了氧浓度的计测部M1(M)。这里，从大气水平到数10ppm监视氧浓度的计测部M2可以与计测部M1是同样的，也可以不同(例如，与计测部M1相比，计测精度低)。另外，计测部M2的数量可以是多个。
在本实施例中，如图3所示，说明了当进行气体的切换时，监视点J2、J4…的浓度，如果浓度变为给定值以下，供给气体GS，但是，也可以决定某时间间隔，定期地进行切换。须指出的是，该切换的时序预先由试验等求出。
另外，当对计测部M供给了清净气体GT2后，当根据计测从光路空间LS供给的给定气体GS的结果计测部M的计测精度被判断为达到了作为目标的吸光物质浓度的计测精度时，对计测部M就没有必要交替进行清净气体GT2和给定气体GS的供给。
这时，通过一次的清净气体GT2的供给，就减少了计测部M内残留的吸光物质。
实施例2
下面，参照图5说明本发明计测装置和曝光装置的实施例2。这里，对于与所述的实施例1相同或同等的构成部分，采用了同样的符号，简略或省略了对其的说明。
在图5中，曝光装置S具有：减少光路空间LS内吸光物质的气体置换装置R；能计测吸光物质的计测部M；能向计测部M供给光路空间LS内气体GS的气体供给装置N；能向计测部M供给清净气体GT2的清净气体供给装置H；能切换从气体供给装置N和清净气体供给装置H分别对计测部M的气体供给的切换装置B；能加热连接清净气体供给装置H中惰性气体容纳部92与切换装置B的管路93、和连接切换装置B与计测部M的管路96的加热装置100。须指出的是，在图5中，简化了光路空间LS。
在本实施例中，被计测物质(吸光物质)是水(水蒸气)。当作为被计测物质，水(水蒸气)为对象时，在上述的实施例1中也能计测。这里，对能更准确地计测水(水蒸气)时的改良实施例加以说明。这里，计测部M使用了能计测水分量的水分浓度计(露点计)。加热装置100具有：缠绕在管路93和管路96上的电热丝100a；通过向电热丝100a供给热而把管路93和管路96加热到给定的温度的电源100b。因此，清净气体供给装置H中连接清净气体容纳部92和计测部M的管路被加热装置100加热。而且，清净气体容纳部92中容纳的清净气体GT2是减少了水分或不含水分的气体。
为了通过具有上述结构的计测装置A计测光路空间LS内吸光物质(这时为水分)，与实施例1同样，从清净气体供给装置H对计测部M供给减少了水分的清净气体GT2。通过供给清净气体GT2，计测部M减少了残留的水分。
这时，通过加热装置100加热管路93和管路96。通过该加热，减少了附着在管路93和管路96上的水分，所以通过管路提供给计测部M的清净气体GT2以水分减少了的状态提供给计测部M。因为水分与氧不同，具有牢固附着在管路上的性质，所以通过用加热装置100加热，能有效地除去水分。
这样，对计测部M供给清净气体GT2，如果降低了计测部M的残留水分浓度，就由气体供给装置N向计测部M供给光路空间LS内气体GS，计测水分浓度。然后，与实施例1同样，交替对计测部M进行清净气体GT2的供给和光路空间LS内气体GS的供给，计测光路空间LS内吸光物质(水分)的浓度。
这样，即使计测对象即吸光物质的种类不同，也能稳定地计测该吸光物质的浓度。
须指出的是，在本实施例中，是通过加热减少附着在管路上的水分的，但是，也能使用例如超声波，使管路(或计测部M振动)，通过该振动使水分减少。或者，使清净气体GT2温度达到足以减少管路水分的程度，使该高温的清净气体GT2流过管路，据此来减少管路的水份。
实施例3
下面，参照图6说明本发明计测装置的实施例3。这里，对于与所述的实施例1、实施例2相同或同等的构成部分，采用了同样的符号，并且简略或省略了对其的说明。
计测装置A具有：能计测由光路空间LS供给的给定气体GS中包含的任意物质的计测部M；能向计测部M供给给定气体GS的给定气体供给装置N；能向计测部M供给降低了任意物质浓度的清净气体GT2的清净气体供给装置H；能切换从给定气体供给装置N和清净气体供给装置H分别对计测部M的气体供给的切换装置B(例如，三通阀)；使切换装置B工作的控制装置CONT。另外，在连接切换装置B和计测部M的管路上，设置了用于降低由对计测部M供给的气体作用于计测部M的过剩的压力的逆止阀110。
当使用该计测装置A计测给定气体GS中包含的任意物质时，首先对计测部M进行清净气体GT2的供给。被供给了清净气体GT2的计测部M减少了残留物质。然后，当基于计测部M的任意物质浓度的计测值变为低于给定值的时刻，控制装置CONT使切换装置B工作。于是，对于降低了物质的残留浓度的计测部M，供给了给定气体GS。计测部M计测该给定气体GS中包含的被计测物质(任意的物质)的浓度。然后，利用切换装置B交替重复对计测部M的给定气体GS的供给和清净气体GT2的供给，直到计测部M的计测值稳定，计测给定气体GS中包含的被计测物质的浓度。
这样，计测装置A除了应用于控制装置CONT的吸光物质计测外，也能适用于计测任意物质。那么，通过对计测部M交替进行给定气体GS的供给和清净气体GT2的供给，能一边减少计测部M内残留的任意物质一边计测给定气体GS中的任意物质。因此，甚至连低浓度范围也能以高精度并且迅速地计测任意物质的浓度。
实施例4
下面，参照图7就本发明计测装置的实施例4加以说明。这里，对于与所述的实施例1、实施例2、实施例3相同或同等的构成部分，采用了同样的符号，简略或省略了对其的说明。
在图7中，计测装置A具有：能计测任意物质(被计测物质)的计测部M；能向计测部M供给第一给定气体GS1的第一给定气体供给装置N1；能向计测部M供给第二给定气体GS2的第二给定气体供给装置N2；能向计测部M供给降低了被计测物质浓度的清净气体GT2的清净气体供给装置H；能切换从第一、第二给定气体供给装置N1、N2和清净气体供给装置H分别对计测部M的气体供给的切换装置B；使切换装置B工作给定次数的控制装置CONT。
第一给定气体GS1包含给定浓度的被计测物质。另外，第二给定气体GS2也包含给定浓度的与第一给定气体GS1中包含的物质相同的被计测物质。该第二给定气体GS2的被计测物质浓度可以与第一给定气体GS1中包含的被计测物质浓度相同，也可以不同。
下面，说明通过具有上述结构的计测装置A，计测第一、第二给定气体GS1、GS2中分别包含的被计测物质的浓度的方法。
首先，控制装置CONT使切换装置B工作，切断连接第一给定气体供给装置N1和计测部M的流路和连接第二给定气体供给装置N2和计测部M的流路，同时使连接清净气体供给装置H和计测部M的流路开放。向计测部M供给了降低了被计测物质的浓度的清净气体GT2。通过向计测部M供给清净气体GT2，减少了残留的被计测物质。
如果通过供给清净气体GT2使计测部M中残留的被计测物质的浓度降低到给定值以下，则控制装置CONT使切换装置B工作，在打开连接第一给定气体供给装置N1和计测部M的流路的同时，切断连接第二给定气体供给装置N2和计测部M的流路以及连接清净气体供给装置H和计测部M的流路。因此，从第一给定气体供给装置N1向计测部M供给了第一给定气体GS1，计测部M计测第一给定气体GS1中包含的被计测物质的浓度。
接着，控制装置CONT再次使切换装置B工作，在切断连接第一给定气体供给装置N1和计测部M的流路以及连接第二给定气体供给装置N2和计测部M的流路的同时，使连接清净气体供给装置H和计测部M的流路开放。向计测部M供给了降低了被计测物质的浓度的清净气体GT2。通过向计测部M供给清净气体GT2，减少了残留的被计测物质。
如果通过供给清净气体GT2使计测部M中残留的被计测物质的浓度降低到给定值以下，控制装置CONT就使切换装置B工作，在打开连接第二给定气体供给装置N2和计测部M的流路的同时，切断连接第一给定气体供给装置N1和计测部M的流路以及连接清净气体供给装置H和计测部M的流路。因此，从第二给定气体供给装置N2向计测部M供给了第二给定气体GS2，计测部M计测第二给定气体GS2中包含的被计测物质的浓度。
接着，控制装置CONT使切换装置B工作，在切断连接第一给定气体供给装置N1和计测部M的流路以及连接第二给定气体供给装置N2和计测部M的流路的同时，使连接清净气体供给装置H和计测部M的流路开放。向计测部M供给了减少了被计测物质的清净气体GT2。通过向计测部M供给清净气体GT2，减少了残留的被计测物质。
如果通过供给清净气体GT2使计测部M中残留的被计测物质的浓度降低到给定值以下，则控制装置CONT使切换装置B工作，在打开连接第一给定气体供给装置N1和计测部M的流路的同时，切断连接第二给定气体供给装置N2和计测部M的流路以及连接清净气体供给装置H和计测部M的流路。因此，从第一给定气体供给装置N1向计测部M供给了第一给定气体GS1，计测部M计测第一给定气体GS1中包含的被计测物质的浓度。
接着，控制装置CONT再次使切换装置B工作，在切断连接第一给定气体供给装置N1和计测部M的流路以及连接第二给定气体供给装置N2和计测部M的流路的同时，使连接清净气体供给装置H和计测部M的流路开放。向计测部M供给了较少了被计测物质的清净气体GT2。通过向计测部M供给清净气体GT2，减少了残留的被计测物质。
如果通过供给清净气体GT2使计测部M中残留的被计测物质的浓度降低到给定值以下，则控制装置CONT使切换装置B工作，在打开连接第二给定气体供给装置N2和计测部M的流路的同时，切断连接第一给定气体供给装置N1和计测部M的流路以及连接清净气体供给装置H和计测部M的流路。因此，从第二给定气体供给装置N2向计测部M供给了第二给定气体GS2，计测部M计测第二给定气体GS2中包含的被计测物质的浓度。
然后，重复以下(1)～(4)的动作：(1)从清净气体供给装置H对计测部M供给清净气体GT2；(2)从第一给定气体供给装置N1对计测部M供给第一给定气体GS1；(3)从清净气体供给装置H对计测部M供给清净气体GT2；(4)从第二给定气体供给装置N2对计测部M供给第二给定气体GS2。这样，在交替进行来自第一给定气体供给装置N1的气体GS1的供给和来自清净气体供给装置H的清净气体GT2的供给的同时，交替进行来自第二给定气体供给装置N2的气体GS2的供给和来自清净气体供给装置H的清净气体GT2的供给，据此就能同时以高精度计测两种给定气体GS1、GS2中包含的任意物质。
须指出的是，在本实施例中，虽然给定气体(被计测气体)给书了第一给定气体GS1和第二给定气体GS2等两种，但是也能同时计测两种以上的任意多种气体。
另外，在本实施例中，虽说第一给定气体GS1和第二给定气体GS2中包含的被计测物质是相同的，但是，如果计测部M能计测多种物质，则第一给定气体GS1和第二给定气体GS2中包含的被计测物质的种类也可以不同。
在所述实施例1、2、3中，是计测物质的浓度的结构，但是也能适用于计测物质的种类、各物性的计测方法以及计测装置。
在所述实施例1、2、3中，虽然是给定气体GS的种类和清净气体GT2的种类不同的结构，但是给定气体GS的种类和清净气体GT2的种类也可以相同。即，在给定气体GS中，当在该GS(例如氮)中包含了任意物质(例如氧)时，作为清净气体GT2，能使用减少了任意物质(氧)或不包含任意物质的所述GS(例如氮)。
在上述各实施例中，在所述各实施例中，投影系统罩壳30内被分割为三个空间即空间30a、30b、30c，但是该分割数是任意的，也可以不分割。另外，照明体统罩壳20内由一个空间形成，但是也可以把照明体统罩壳20内分割为多个空间。例如最好用多个光学构件(例如构成照明光学系统的光学构件)分割照明体统罩壳20内部。
在所述各实施例中，由照明系统罩壳20、掩模室5、投影系统罩壳30、衬底室6构成的光路空间LS内存在的吸光物质的容许温度在各空间中可以不同。
在各实施例中，说明了从各光路空间LS排出的气体GS通过空气过滤器和化学过滤器回到特定气体容纳部70的结构，但是，从各光路空间LS排出的气体GS不一定要回到特定气体容纳部70。
在所述的各实施例中说明的管路由经SUS的内壁电解研磨等、杂质残留或吸附更少的配管构成。
本发明计测方法以及计测装置不仅适用于氧分子、水分子、碳化物计测，也能适用于氨类化合物、Si类(硅酸盐)、卤化物、NOx、SOx等物质、或它们的混合物。
作为所述各实施例的曝光装置S，也能适用于使掩模MS和衬底P同步移动而使掩模MS的图案曝光的扫描型曝光装置。
作为所述各实施例的曝光装置S，也能适用于不使用投影光学系统3而是让掩模MS和衬底P紧挨着来曝光掩模MS的图案的接近曝光装置。
作为曝光装置S的用途，不仅局限于半导体制造用的曝光装置，例如，也能广泛应用于在角型的玻璃板上使液晶显示元件图案曝光的液晶用的曝光装置和用于制造薄膜磁头的曝光装置。
投影光学系统3的倍率不仅可以是缩小，也可以是等倍和放大的。
作为投影光学系统3，当采用受激准分子激光器等的远紫外线的场合，作为玻璃材料可以使用石英和萤石等使远紫外线透过的材料，当使用F2激光和X射线时，为反射折射系统或折射系统的光学系统，掩模也使用反射型的。
当在衬底台和掩模台使用线性电机时，可以选用采用空气轴承的磁悬浮型与采用洛伦兹力或电抗力的磁悬浮型中的任意一种。另外，台可以是沿着导轨移动的类型，也可以是不设置导轨的无导轨的类型。
当使用平面电机作为台的驱动装置时，把磁铁元件(永磁铁)和电机子元件的任意一方与台相连，把磁铁元件和电机子元件的另一方设置在台的移动面一侧(座)。
如特开平8-166475号公报中所记载的，因衬底台的移动而产生的反作用力可以使用框构件机械地释放到地上(大地)。本发明也能适用于具有这种结构的曝光装置。
如特开平8-330224号公报中所记载的，因掩模台的移动而产生的反作用力可以使用框构件机械地释放到地上(大地)。本发明也能适用于具有这种结构的曝光装置。
如上所述，在保证给定的机械精度、电精度、光学精度的基础上，把包含本申请的权利要求中列举的各构成要素的各种子系统组装起来，可制造出所述实施例的曝光装置。为了确保各种精度，在组装前后，进行为了达到各种光学系统的光学精度的调整、为了达到各种机械系统的机械精度的调整、为了达到各电系统的电精度的调整。从各子系统组装曝光装置的步骤包括子系统相互之间的机械连接、电路线连接、压力连接等。当然，在从各子系统组成曝光装置的步骤之前，有分别组装各子系统的步骤。如果从各子系统组装曝光装置的步骤结束了，则进行综合调整，确保了作为曝光装置整体的各种精度。须指出的是，曝光装置的制造最好在实行温度及清洁度等管理的绝对无尘室中进行。
如图8所示，半导体装置是通过以下步骤制造出来的：进行装置的功能、性能设计的步骤201；制造基于该设计步骤的掩模(Reticule，网格)的步骤202；从硅材料制造衬底(wafer，晶片)的步骤203；利用所述的实施例的曝光装置把掩模的图案在衬底上曝光的衬底处理步骤204；装置组装步骤(分割、接合、封装工序)205；检查步骤206。产业上的可利用性
本发明计测方法以及计测装置、曝光方法以及曝光装置具有以下的效果。
根据本发明计测方法以及计测装置，当用计测部计测给定气体中包含的任意物质时，通过对该计测部供给降低了任意物质的浓度的特定气体，能减少计测部中残留的任意物质。然后，通过对减少了任意物质的状态下的计测部，供给给定气体，能以高精度检测任意物质，能得到可靠性高的计测数据。这时，通过交替进行给定气体的供给和特定气体的供给，即使在给定气体中包含的任意物质属微量范围，也能进行短时间高效计测。
当把本发明计测方法应用于计测给定气体中的任意物质的浓度时，通过交替进行给定气体的供给和特定气体的供给，即使在任意物质的浓度为低浓度的范围(数ppm)，也能在全部浓度范围中进行高精度的浓度计测，能得到可靠性高的计测数据。另外，即使给定气体中的任意物质的浓度变化时，也能以高精度监视该计测时刻的浓度。
这时，对计测部供给特定气体，在浓度的计测值变为低于给定值的时刻供给给定气体，据此，能高效地进行与所希望的计测精度相应的浓度计测。进而，要相应于作为目标的计测精度进行特定气体的供给即可，能避免供给过多的特定气体，故能进行高效的计测。
根据本发明曝光方法以及曝光装置，通过对能计测吸光物质的计测部供给减少了吸光物质的特定气体，能减少计测部中残留的吸光物质。而且，因为通过减少了吸光物质的状态下的计测部计测空间内吸光物质，所以能以高精度并且迅速地计测空间内吸光物质。因此，能迅速求出例如光路空间是否为正常的能进行复制处理的状态即光路空间的状态，所以能进行高效稳定的曝光处理。
这时，通过交替对计测部进行空间内气体的供给和特定气体的供给，即使空间内吸光物质属微量范围，也能在短时间内高效地进行计测。另外，即使在空间内吸光物质的量变化时，也能以高精度监视该计测时刻的吸光物质。
Claims (18)
1.一种计测方法，计测给定气体中包含的任意物质；其中，对于能计测所述任意物质的计测部，在供给所述给定气体前，向所述计测部供给所述任意物质的浓度被降低了的特定气体；向所述计测部供给了所述特定气体后，向所述计测部供给所述给定气体，计测所述任意物质。
2.根据权利要求1所述的计测方法，其中，交替进行所述给定气体的供给和所述特定气体的供给。
3.根据权利要求1所述的计测方法，其中，计测所述给定气体中的任意物质的浓度。
4.根据权利要求3所述的计测方法，其中，对所述计测部供给所述特定气体，当所述任意物质的浓度的计测值变为低于给定值的时刻，供给所述给定气体。
5.一种计测装置，计测给定气体中包含的任意物质；其中包括：
能计测所述任意物质的计测部；和
能把所述给定气体向所述计测部供给的给定气体供给装置；和
能向所述计测部供给所述任意物质的浓度被降低了的特定气体的特定气体供给装置；以及
以对所述计测部供给了所述特定气体后供给所述给定气体这一方式来切换来自所述给定气体供给装置和所述特定气体供给装置的气体供给的切换装置。
6.根据权利要求5所述的计测装置，其中，具有连接于所述切换装置上并使之多次实行所述气体供给的切换的控制装置。
7.根据权利要求5所述的计测装置，其中，计测所述给定气体中的任意物质的浓度。
8.根据权利要求5所述的计测装置，其中，所述控制装置让对所述计测部供给所述特定气体，当所述浓度的计测值变为低于给定值的时刻，使所述切换装置工作。
9.根据权利要求5所述的计测装置，其中，所述给定气体和所述特定气体是同种气体。
10.一种曝光方法，向掩模照射曝光光，把掩模上形成的图案的像复制到衬底上；其中，在对于能计测吸收包含所述曝光光的光路的空间内的该曝光光的吸光物质的计测部供给了所述吸光物质被减少了的特定气体后，通过所述计测部计测所述空间内吸光物质，按照该计测结果进行所述复制处理。
11.根据权利要求10所述的曝光方法，其中，交替进行所述空间内气体的供给和所述特定气体的供给，交替进行了前述供给后，计测所述吸光物质。
12.根据权利要求10所述的曝光方法，其中，计测所述空间内吸光物质，当所述空间内吸光物质的浓度变为给定值以下后，进行所述复制处理。
13.根据权利要求10所述的曝光方法，其中，包含所述曝光光的光路的空间被分割为多个空间，所述计测部被有选择地与所述多个空间连接。
14.根据权利要求10所述的曝光方法，其中，监视从所述空间排出的吸光物质的浓度；
在所述吸光物质的浓度为给定值以下时，连接所述空间和所述计测部。
15.一种曝光装置，向掩模照射曝光光，把该掩模上形成的图案的像复制到衬底上；其中包括：
能计测吸收在包含所述曝光光的光路的空间内的该曝光光的吸光物质的计测部；和
能向所述计测部提供所述空间内气体的气体供给装置；和
能向所述计测部供给减少了所述吸光物质的特定气体的特定气体供给装置；和
能切换从所述气体供给装置和所述特定气体供给装置分别对所述计测部的气体供给的切换装置；以及
在从所述特定气体供给装置向所述计测部供给了特定气体后控制所述切换装置进行从所述气体供给装置的气体供给的控制装置。
16.根据权利要求15所述的曝光装置，其中，所述控制装置控制所述切换装置交替地进行所述空间内气体的供给和所述特定气体的供给。
17.根据权利要求15所述的曝光装置，其中，包含所述曝光光的光路的空间被分割为多个空间——包括容纳向所述掩模照射曝光光的照明光学系统的照明系统罩壳、容纳保持所述掩模的掩模台的掩模室、容纳把所述掩模上形成的图案的像复制到衬底上的投影光学系统的投影系统罩壳、容纳保持所述衬底的衬底台的衬底室等，还具有有选择地把所述计测部与所述多个空间相连的连接装置。
18.根据权利要求15所述的曝光装置，其中，具有监视从所述空间排出的吸光物质的浓度的第二计测装置，所述控制装置根据所述第二计测装置的监视结果来连接所述空间和所述计测部。
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