JP2000346817A

JP2000346817A - 測定装置、照射装置および露光方法

Info

Publication number: JP2000346817A
Application number: JP11159020A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kondo; 洋行近藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2000-12-15
Also published as: US6545272B1

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｘ線光学素子上の汚染状態を測定することを
目的とする。また、更に、Ｘ線光学素子の交換や洗浄の
必要性の有無を知ることができるＸ線照射装置又は露光
方法を提供することを目的とする。【解決手段】光学素子２３、２５に電磁波又は電子線
を照射して、光学素子２３、２５の汚れ具合を測定する
測定装置において、光学素子２３、２５から放出される
電子を検出し、検出された電子のうち所定のエネルギー
範囲の電子を選択して、選択されたエネルギー範囲内の
電子を測定する測定手段３ａ、３ｂを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線や紫外線等を
用いた顕微鏡や分析装置、露光装置などに用いられる光
学素子の汚染状況を検出する測定装置、および光学素子
の汚染状況を見ながら、使用される顕微鏡や分析装置、
露光装置などに代表される照射装置および半導体装置の
製造時に使用する露光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】放射光リングから輻射される放射光は、
輝度が高く、また、波長可変であることから、Ｘ線分析
装置やＸ線顕微鏡、Ｘ線露光装置の光源として用いられ
る。また、パルスレーザー光を真空容器内に配置された
標的物質に集光し、標的物質をプラズマ化して、このプ
ラズマから輻射されるＸ線を取り出すことで光源として
利用するレーザープラズマＸ線源（以下、「ＬＰＸ」と
する。）も同様に光源として用いられる。特にこのレー
ザプラズマＸ線源は、小型でありながら、アンジュレー
ター光源に匹敵するほどの輝度を持つため、Ｘ線機器の
光源として近年注目されている。

【０００３】また、Ｚピンチプラズマやキャピラリー中
での放電による放電プラズマを用いたＸ線源も安価な光
源として注目されている。これらのＸ線機器では、Ｘ線
源から放出されたＸ線をＸ線光学素子により、試料やマ
スク、レジストが形成された基板に照射している。とく
に、Ｘ線縮小投影露光装置などに使用されているＸ線の
波長は、数ナノメータから５０ナノメータ程度の波長域
である極端紫外線域である。この波長域は、物質の吸収
が大きいので、このような光学素子に僅かでも汚染物質
が付着しただけで、反射率や透過率などの光学素子の光
学的特性が著しく低下する。

【０００４】ところで、軟Ｘ線を用いた光学装置では、
空気によるＸ線の減衰を排除するために、光路中を真空
に排気する。したがって、軟Ｘ線の光路に当たる部分は
真空チャンバーで覆い、真空チャンバー内をロータリポ
ンプや拡散ポンプなどの真空排気装置で排気する。この
ため、排気中に真空排気装置からオイルが逆流し、オイ
ル分子が真空容器内に僅かながら存在する。したがっ
て、長時間装置の運転を続けると真空容器内に漂ってい
るオイル分子が光学素子に付着・堆積するようになり、
真空チャンバー内に配置された光学素子の光学特性が低
下してしまう。

【０００５】また、一方、軟Ｘ線の光源として、先に説
明したようにＬＰＸや放電プラズマＸ線源が注目されて
いる。このＬＰＸや放電プラズマＸ線源は、プラズマや
プラズマ近傍の配置された部材から飛散粒子が放出され
る。このような飛散粒子は光学素子上に付着すると、そ
の光学素子の光学特性が低下してしまう。このように、
軟Ｘ線を用いた光学装置は、各種の要因により汚染物質
が付着して、光学素子の光学特性が低下すると、光学装
置自体のスループットの低下を招くため、光学素子の汚
染量を監視し、汚染量が所定を超えた場合、汚れた光学
素子を交換したり、クリーニングしなければならない。

【０００６】ところで、光学装置の一種である従来の露
光装置では、光学素子上の汚染物質の量を装置運転中に
監視する機構は無く、露光装置を運転した結果、被照射
物体への露光量が不足してきたときに、光学素子の汚染
を疑っている。また、他の光学装置についても、同様に
判断されている。例えば、ＬＰＸを使ったＸ線顕微鏡の
場合には、鮮明な観察像を得るのに１０ショット必要で
あったのが、２０ショット必要になってきた場合に、光
学素子の汚染を判断したり、また、放射光を使用したＸ
線露光装置の場合には、ある線幅のパターンを転写する
のに必要な時間が長くなるようになってきた場合に、光
学素子の汚染を判断していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、露光量が足りなくなってきてから光学素子の汚
染の有無を判断している。したがって、汚染による影響
が使用者にわかる程度発現するまで、光学素子の汚染の
有無がわからなかった。本発明は、このような従来技術
の問題点に鑑みてなされたもので、Ｘ線光学素子上の汚
染状態を測定することを目的とする。また、更に、Ｘ線
光学素子の交換や洗浄の必要性の有無を知ることができ
るＸ線照射装置又は露光方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の形態では、光学素子に電磁波又は電
子線を照射して、光学素子の汚れ具合を測定する測定装
置において、光学素子から放出される電子を検出し、検
出された電子のうち所定のエネルギー範囲の電子を選択
して、選択されたエネルギー範囲内の電子を測定する測
定手段を備えた。

【０００９】本発明では、Ｘ線源や電子線源、紫外光源
などから放射された電磁波や電子線を光学素子に照射す
ることにより発生する光電子やオージェ電子などの電子
を検出して、検出された電子のうち所定のエネルギー範
囲の電子を選択して測定することで、光学素子の汚れ具
合を測定することとした。また、本発明の第１の形態で
は、測定手段では、光学素子から放出された電子を検出
して検出信号を出力する検出手段を備え、所定の距離に
おける電子の飛行時間を計測することで電子のエネルギ
ーを測定する飛行時間法により検出手段で得られた信号
を基に、所定のエネルギー範囲の電子の情報を選択する
こととした。この様に飛行時間法を用いて、測定手段に
到達した電子のエネルギーを測定して、選択することで
簡便な検査装置を得ることができる。

【００１０】また、本発明の第１の形態では、所定のエ
ネルギー範囲は、前記光学素子を構成する物質と電磁波
又は電子線のエネルギーに応じて定めた。また、更に測
定手段では、選択されたエネルギー範囲内に該当する電
子数に関する信号を取得し、その信号を基に前記光学素
子の汚れ具合を検出することとした。この様に、電子を
選択する範囲は、光学素子に入射する電磁波又は電子線
のエネルギーと光学素子を構成する物質から決めて、そ
の範囲の電子のみを検討することとした。そして、更に
測定手段では、光学素子上に汚染物質が付着すると、光
学素子から放出される電子の数が少なくなることから、
決められた範囲内での電子の数量を計測することで光学
素子の汚れ具合を検出するようにした。

【００１１】また、本発明の第１の形態では、他にも次
のような形態を有する。所定のエネルギー範囲は、光学
素子に付着すると予想される汚染物質と電磁波又は電子
線のエネルギーに応じて定められたエネルギー範囲で設
定する。そして、測定手段では、選択されたエネルギー
範囲での電子数に関する信号を取得し、その信号を基に
前記光学素子の汚れ具合を測定することとする形態であ
る。

【００１２】このように、汚染物質と電磁波又は電子線
のエネルギーとから決められる電子のエネルギー範囲を
設定して、予想される汚染物質からの電子のみを選択す
ることとした。そして、その電子の数を検出すること
で、光学素子の汚れ具合を検出することとした。また、
本発明の第１の形態では、測定手段に、光学素子を構成
する物質と電磁波又は電子線の持つエネルギーとに応じ
て定められたエネルギー範囲内の電子について、そのス
ペクトルを得て、そのスペクトルのピーク値から光学素
子に付着した汚染物質を特定する物質特定部を備えるこ
とで、汚染物質の特定を行うことの検査装置を提供する
ことができる。

【００１３】物質に応じて、電子の束縛エネルギーが異
なるので、同一振動数の電磁波で放出された電子は、物
質によってエネルギーが異なる。このことに着目して、
本発明は物質の特定を行うこととした。ところで、本発
明の第１の形態では、エネルギー範囲として上述以外に
も、光学素子を構成する物質と電磁波又は電子線の持つ
エネルギーとに応じて定められた第１の電子のエネルギ
ー範囲と、光学素子に付着すると予想される汚染物質と
電磁波又は電子線の持つエネルギーとに応じて定められ
た第２の電子のエネルギー範囲の二つの範囲を設定する
こととし、かつ測定手段では、第１及び第２のエネルギ
ー範囲のそれぞれで光学素子から放出された電子を検出
して、第１のエネルギー範囲での電子の数量に関する第
１の信号及び第２のエネルギー範囲での電子の数量に関
する第２の信号を取得し、第１の信号と第２の信号を基
に、第１のエネルギー範囲と第２のエネルギー範囲での
電子の数量の比較して、光学素子の汚れ具合を検出する
こととした。

【００１４】この様に光学素子からの電子と汚染物質か
らの電子のそれぞれを検出して、両者の比を取ること
で、光学素子の汚れ具合を検出することした。また、本
発明の第１の形態では、測定手段に、光学素子から所定
の角度範囲で放出される電子を検出する検出手段が備え
られ、光学素子から放出される電子のうち、所定の角度
範囲でのみ電子を検出することとした。

【００１５】一般的に、物質から放出する電子が非弾性
散乱を起こさずに物体を通過して脱出できる距離は、放
出する電子のエネルギーに依存している。したがって、
被測定物体の表面に対して垂直方向に放出された電子を
検出した場合、被測定物体の表面に対して垂直以外の角
度で放出された電子を検出したよりも、表面から深い位
置で放出された電子を検出することができる。このこと
を利用して、本発明では、検出手段の検出角度を変える
ことで、放出される電子の検出可能な深さを可変してい
る。

【００１６】また、更に本発明の第１の形態では、光学
素子には、光学素子への電磁波又は電子線の照射により
所定のエネルギーの電子を放出する物質が形成されてい
ることとした。光学素子を構成する物質では、電子の放
出が起こらない場合には、光学素子を構成する物質より
も低い束縛エネルギーを有する物質を光学素子に設ける
ことで、電子を放出させる。そして、その電子の数を測
定することで、光学素子の汚れ具合の測定をすることが
できる。

【００１７】次に、上記課題を解決するために本発明の
第２の形態では、光学素子に電磁波又は電子線を照射し
て、光学素子の汚れ具合を測定する測定装置において、
光学素子に付着した汚染物質から放出される電子を検出
して、光学素子の汚れ具合を測定することとした。この
様に光学素子に付着した汚染物質から放出される電子を
検出することで、光学素子の汚れ具合を測定する。

【００１８】また、上記課題を解決するために本発明の
第３の形態では、被照射物体上に、Ｘ線を照射する照射
装置において、感光材料が感光可能な露光波長を有する
Ｘ線を生成する光源と、光源からのＸ線を基板に到達さ
せる少なくとも一つの光学素子と、光学素子及び光学素
子に付着した汚染物質から放出される電子を検出し、検
出された電子のうち、所定のエネルギー範囲の電子を選
択して、選択されたエネルギー範囲内における電子を測
定する測定手段を備えたこととした。

【００１９】また、更に本発明の第３の形態では、測定
手段は、被照射物体又は光源に最も近い位置に配置され
た光学素子又は光源を含んでいる容器内に置かれている
前記光学素子に設けた。更に、本発明の第３の形態で
は、光学素子は真空容器内に設けられ、真空容器には、
真空容器内に存在する気体を真空容器外に放出する吸引
手段が備えられ、測定手段は、吸引手段に最も近い位置
に配置された光学素子に設けることとした。

【００２０】このように、汚染源である真空ポンプなど
が配置されている近傍に設けられた光学素子について、
汚れを測定することで、そのほかの光学素子に設けなく
とも全ての光学素子の汚染状況を推測することができ
る。なお、本発明の第３の形態は、更に本発明の第１の
形態で有した各構成を備えても良い。

【００２１】また、本発明の第４の形態は、Ｘ線源から
放射された光を光学素子を介して、パターンが形成され
たマスクに照射しかつ感光剤が設けられた基板上にマス
クの像を投影する露光方法において、光学素子から放出
される電子を検出して、検出された電子のうち、所定の
エネルギー範囲の電子を選択して、選択されたエネルギ
ー範囲内の電子を測定することで、光学素子の汚染状況
を得て、露光することとした。

【００２２】このように、露光するときに光学素子から
放出される電子を検出して、所定のエネルギー範囲の電
子を選択して測定することで、光学素子の汚れ状況を見
ながら、露光する事ができる。なお、本発明の第４の形
態は、更に本発明の第１の形態で有した各構成を備えて
も良い。

【００２３】次に、本発明を更に詳しく説明するため
に、発明の実施の形態を挙げて、説明するものとする。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態である
Ｘ線露光装置を挙げて、本発明を説明するものとする。
この本発明の第１の実施の形態であるＸ線露光装置を図
１に示す。このＸ線露光装置は、露光光用の照明光とし
て軟Ｘ線領域の光を用いて、ステップ・アンド・スキャ
ン方式により露光動作を行う露光装置である。

【００２５】このＸ線露光装置は、Ｘ線を放射する光源
部１と、反射マスク１１０に光源部１からのＸ線を照射
し、かつ反射マスク１１０の像をウェハー２６に投影す
る光学系が載置された露光光学系２と、露光光学系を構
成する光学素子の汚れ具合を測定する検出部３ａ、３ｂ
とからなる。ところで、本Ｘ線露光装置では、光源部１
は、ＬＰＸを採用した。このＬＰＸからなる光源部１
は、パルスレーザ発生装置１０と、ビームスプリッタ６
と、パルスレーザ発生装置１０から放射された光を集光
するレンズ１２と、真空容器の透過窓１３が設けられた
真空容器１１と、標的物質であるガスを噴出するノズル
１４と、放射されたＸ線を所定の方向に反射する放物面
ミラー１７と、Ｘ線を真空容器１１から導出するための
窓１８とを備えている。

【００２６】そして、パルスレーザ装置１０から発せら
れたレーザ光１０１は、ビームスプリッタ６を通過し
て、レンズ１２に入射する。レンズ１２に入射したレー
ザ光１０１は、透過窓１３を透過して真空容器内１１に
集光される。一方、標的物質であるキセノン（Ｘｅ）ガ
スは、フィールドスルーを通して、真空容器１１内に導
入される。そして、キセノンガスはノズル１４から真空
容器１１内に噴出される。なお、噴出されたガスはパル
スジェット状に噴出するように、ノズル１４はパルスジ
ェットノズルを用いている。なお、ノズルが開いている
時間はおよそ５００マイクロ秒になるように設定されて
いる。また、キセノンガスは背圧５０気圧でノズル１４
から真空容器１１中に噴出される。

【００２７】ところで、真空容器１１中に噴出されたキ
セノンガスは、断熱自由膨張により急激にその温度が低
下して、ファン・デル・ワールス力により原子同士が互
いにくっつき合い、原子数が数十から数十万個にも及ぶ
クラスター分子１５が形成される。そのクラスター分子
１５にレンズ１２で集光されたレーザ光１０１を照射す
ると、プラズマ１６が生成される。なお、実際には、キ
セノンガスが真空中に噴出された後、数１００マイクロ
秒程度経過してから、レーザ光１０１を照射している。

【００２８】このようにして生成されたプラズマ１６
は、Ｘ線を放射する。放射したＸ線はパルス状に放出さ
れ、ノズル１４の近傍に取り付けられた放物面ミラー１
７にて、所定の方向にＸ線が伝搬するように集光する。
なお、この放物面ミラー１７は、多層膜で形成され、放
物線の回転面と同形状の反射面を有している。そして、
放物面ミラー１７で反射して平行化されたＸ線は、可視
光カットＸ線フィルターが設けられた窓１８を透過後、
露光光学系２を備えた真空容器内に入射する。

【００２９】なお、光源部１から放射されるＸ線の強度
は、レーザ光１０１のエネルギーによって変化する。そ
のため、レーザ光１０１の一部はビームスプリッタ６に
より分割されて、レーザエネルギーモニター１９に入射
される。この様にして、パルスレーザ発生装置から放射
されるレーザ光のパルス毎のエネルギーあるいは、ある
ショット数間の平均値をモニターして、放射されるＸ線
の強度を推測している。

【００３０】次に、露光光学系２について説明する。こ
の露光光学系２は、照明光学系２１や投影対物光学系を
形成しているミラー２２やミラー２３及び光学系２４
と、投影する回路パターンが描かれている反射マスク１
１０と、回路パターンを形成する基板２６と、フィルタ
ー２５が備えられている。光源部１で放射されたＸ線
は、最初に照明光学系２１に入射する。この照明光学系
２１の概略構成図は図２に示す通りである。この照明光
学系２は、折り返しミラー２０１と、第１の反射素子群
２０２ａと、第２の反射素子群２０２ｂと、コンデンサ
ミラー２０３から構成されている。

【００３１】光源部１の放物面ミラー１７から射出され
るＸ線は、ほぼコリメートされた状態で折り返しミラー
２０１によって所定方向に反射される。そして、オプテ
ィカルインテグレータとしての反射型フライアイ光学系
２０２に向かう。この反射型フライアイ光学系２０２
は、複数の反射面（複数のミラー要素）を集積してなる
第１の反射素子群２０２ａと、この第１の反射素子群２
０２ａのそれぞれの反射面に対して異なる反射面を設け
た第２の反射素子群２０２ｂとで構成されている。

【００３２】この反射型フライアイ光学系２０２では、
光源部１からのＸ線を第１の反射素子群２０２ａで波面
分割を行い、複数の光源像を形成する。また、第２の反
射素子群２０２ｂを複数の光源像が形成される近傍に設
けた。そして、分割されたそれぞれの波面に対して、別
々の反射面でコンデンサーミラー２０３の方へＸ線を反
射している。なお、第２の反射素子群２０２ｂは、フィ
ールドミラーの機能も果たしている。なお、この反射型
フライアイ光学系２０２については、本願出願人による
特願平１０−４７４００号に提案されている。

【００３３】この様に一旦、複数の光源像が形成されて
伝搬するＸ線は、次にコンデンサーミラー２０３に入射
する。このコンデンサーミラー２０３は、その焦点位置
が第１の反射素子群２０２ａによる光源像が形成される
位置の近傍になるように配置されている。このコンデン
サーミラー２０３によって反射されたＸ線は、反射マス
ク１１０に到達するようになっている。このようにし
て、反射マスク１１０の所定の照明領域は、反射型フラ
イアイ光学系２０２で形成された光源像からの光により
重畳的に均一照明する。

【００３４】ところで、反射マスク１１０で反射された
Ｘ線は、投影対物光学系を形成しているミラー２２やミ
ラー２３で反射して、図３に示す光学系２４に入射す
る。この光学系は、凹面形状の第１ミラー２４ａ、凸面
形状の第２ミラー２４ｂ、凸面形状の第３ミラー２４ｃ
及び凹面形状の第４ミラー２４ｄの反射鏡、そして、ミ
ラー２３で反射されたＸ線を第１ミラー２４ａに導くた
めのミラー２４ｅから構成されている。それぞれのミラ
ー２４ａ〜２４ｄは、それぞれの光軸が共軸となるよう
に配置されている。そして、それぞれのミラー２４ａ〜
２４ｄより形成される光路を遮断しないために、第１ミ
ラー２４ａ、第２ミラー２４ｂ及び第４ミラー２４ｄに
は、切り欠きが設けられている。

【００３５】そして、反射型マスク１１０にて反射され
たＸ線は、これら投影対物光学系により、基板２６上の
露光領域に、所定の縮小倍率β（例えば、｜β｜＝１／
４，１／５，１／６）のもとで反射型マスク１１０のパ
ターンの縮小像を形成する。なお、図１には、不図示で
あるが、反射型マスク１１０は少なくとも一方向に沿っ
て移動可能なレチクルステージにより支持されており、
基板２６は、３次元的に移動可能な基板ステージにより
支持されている。露光動作の際には、レチクルステージ
を一方向に移動させながら、基板ステージも投影対物光
学系の縮小倍率により定まる所定の速度で移動させる。
これにより、基板２６上の所定のショット領域内には、
反射型マスク１１０のパターンが走査露光される。

【００３６】また、以上の反射鏡又はミラーの全ては、
その反射面にＸ線を反射するための多層膜が形成されて
いる。この多層膜はモリブデンとシリコンの交互多層膜
からなっており、反射Ｘ線の中心波長を１３．５ｎｍと
なるように膜の周期長が決定されている。また、反射マ
スク１１０も同様である。更に、Ｘ線露光装置の露光光
学系２を収納した真空容器には、真空容器内の気体を排
出するための排出口２１１と、その排出口２１１から気
体を真空容器外に放出するための真空ポンプ２１２が備
えられ、大気より低い気圧にしている。

【００３７】また、Ｘ線露光装置の露光光学系２を収納
した真空容器内には、露光光学系２を構成する光学素子
の汚れ具合を測定する検出部３ａ、３ｂを備えている。
ところで、この検出部３ａ、３ｂは、検査する光学素子
の近傍に配置されており、以下に説明する方法により光
学素子の汚れ具合を検出している。光学素子にＸ線が入
射すると、光学素子表面から光電子が放出される。光学
素子に入射するＸ線が十分に単色であれば、光学素子表
面から放出される光電子のエネルギーは、照射されたＸ
線のエネルギーと光学素子の表面の物質とで決まる。す
なわち、Ｘ線の光子エネルギーをＥｘ、光学素子表面を
構成する物質の結合エネルギーをＥb とした場合、仕
事関数を無視して考えると、放出される光電子のエネル
ギーはＥp は、Ｘ線の光子エネルギーＥx と結合エネル
ギーＥb との差で決まる。また、光電子のエネルギー幅
は入射するＸ線のエネルギー幅にほぼ等しくなる。

【００３８】ところで、光電子が物質表面から非弾性散
乱を起こさずに脱出できる平均距離（以下、「脱出深
さ」とする）は、光電子が持つエネルギーに依存してい
る。この脱出深さと光電子のエネルギーと関係を図４に
示す。図４の横軸は、光電子のエネルギーを示してお
り、縦軸は脱出深さを示している。この図４からわかる
ように、光電子のエネルギーが数１０ｅＶから１ｋｅＶ
程度の範囲では、脱出深さは数Åから数十Åであり、そ
の厚さは非常に浅い。このことは、光学素子表面に非常
に薄く汚染物質が付着・堆積しても、光学素子を構成す
る物質からの光電子は、検出されなくなることを示して
いる。

【００３９】そこで、本発明に係るＸ線露光装置は、光
学素子表面から放出された光電子を検出して、光学素子
表面から放出された電子に関する情報を選択して、その
光電子量を監視することで、光学素子表面の汚染をモニ
ターするものとして使用ができる。すなわち、光学素子
表面を構成する物質の結合エネルギーに対して、放出さ
れる光電子が数１０ｅＶから１ｋｅＶのエネルギーを有
するようなＸ線を放射することで、光学素子表面から放
出する光電子を得ることができる。また、その際、汚染
物質から放出された光電子も発生しているかもしれない
ので、放出された光電子をエネルギー毎に選択して、光
学素子表面を構成する物質から放出した電子を選択でき
るように所定のエネルギー範囲内の光電子を選択し、そ
の光電子量を測定する。そして、光学素子を構成する物
質から得られた光電子量が低下してきたら、光学素子表
面を形成する物質に汚染物質が付着してきたと推定する
ことができる。このことを利用して、所定の値まで低下
したら、光学素子を交換したり、光学素子の洗浄を行う
時期に来たと判断できる。

【００４０】ところで、検出する電子は、光学素子表面
を構成する物質から得られる光電子だけに限られず、オ
ージェ電子についても同様に検出することで、光学素子
表面の汚れ具合を測定することができる。このオージェ
電子とは、Ｘ線や電子線による励起によって電子が放出
された後にできる空孔に、他の準位の電子が遷移してき
て、その準位を埋める。そのときに、残りのエネルギー
差に相当するエネルギーを持って真空中に放出された電
子である。ちなみに、オージェ電子の持つエネルギーＥ
ａは、紫外線、Ｘ線や電子線などの励起源により放出さ
れた電子の結合エネルギーＥｂから、空孔を埋める電子
のエネルギーＥ1 とオージェ電子として放出される電子
の結合エネルギーＥ２との和を引き算したものと等し
い。式に表すとＥａ＝Ｅｂ−（Ｅ１＋Ｅ２）となる。

【００４１】このオージェ電子が持つエネルギーも光電
子と同様に数１０ｅＶから１ｋｅＶ程度のエネルギーと
なるので、光電子と同様にその脱出深さは非常に浅い。
したがって、光電子と同様に光学素子表面を形成する物
質から得られるオージェ電子のみを選択し、そのオージ
ェ電子の電子量を計測することで光学素子の汚れ具合を
検出することができる。

【００４２】この様に、検出部３ａ、３ｂは、光学素子
から放出される光電子やオージェ電子のうち、光学素子
表面を形成する物質から得られる光電子やオージェ電子
のエネルギー範囲内の電子を選択して、電子数を検出す
る事で光学素子の汚れ具合を検査している。ところで、
上述の検出を行うために、検出部３ａ、３ｂは次のよう
な構成を有する。この検出部３ａ、３ｂは、飛行時間型
エネルギー分析装置になっており、磁気シールドされた
飛行管３３ａ、３３ｂと、光電子やオージェ電子を検出
するマルチチャンネルプレート３４ａ、３４ｂと、飛行
管３３ａ、３３ｂに設けられ、光電子やオージェ電子の
エネルギーを低下させる阻止電界印加用のメッシュ電極
３１ａ，ｂ及び３２ａ，ｂを備えている。

【００４３】なお、飛行時間法はパルス光源の場合に適
した分析法である。また、他のエネルギー分析器に比べ
て電子の検出効率が高いので、感度よく電子を検出する
ことができる。この飛行時間法は、パルスＸ線源から極
短時間（たとえば、数ｎｓ以下）だけ被検査物体にＸ線
が照射されると、被検査物体からはほぼ同時（Ｘ線のパ
ルス幅と同時間内）に光電子が放出される。被検査物体
からはいろいろなエネルギーを持った電子が放出される
が、エネルギーの大きな電子は速度が大きいので速く検
出部３ａ、３ｂに到達し、エネルギーの小さな電子は遅
く検出部３ａ、３ｂに到達する。

【００４４】すなわち、電子のエネルギーをＥ、電子の
質量をｍ、被検査物体から検出器までの距離Ｌ、検出部
３ａ、３ｂまでの到達時間をＴとすると、次の式１の関
係を有する。

【００４５】

【数１】

【００４６】したがって、検出部３ａ、３ｂまでの距離
Ｌがわかっていれば、電子の到達時間Ｔを測定すれば、
電子のエネルギーを知ることができる。また、飛行時間
型エネルギー分析器のエネルギー分解能は、式２で与え
られる。

【００４７】

【数２】

【００４８】ここで、δＴはＸ線のパルス幅や検出部３
ａ、３ｂの応答時間等である。δＴが一定であれば、電
子の到達時間Ｔが長ければ長いほど、エネルギー分解能
は向上する。そこで、本発明の実施の形態で使用した検
出部３ａ、３ｂでは、阻止電界を印加できるようにし
て、電子のエネルギーＥを低下させ、到達時間Ｔを長く
することによりエネルギー分解能を向上させ、微細なス
ペクトル構造を観測できるようにしている。

【００４９】この様な構成で、検出部３ａ、３ｂは、ミ
ラー２３やフィルター２５の汚れ具合をモニターしてい
る。露光光学系２の中でミラー２３は、真空ポンプ２１
２の近傍に設けられている。したがって、真空ポンプ２
１２から拡散されるオイルによる汚染が最も激しいと考
えられる。また、フィルター２５は、基板２６に塗布さ
れたレジストから発生したガスにより最も汚染されやす
いと考えられる。このように、それぞれ最も汚染されや
すい光学素子の近傍に検出部３ａおよび検出部３ｂを備
えた。

【００５０】そして、検出部３ａ、３ｂでは、メッシュ
電極３１ａとメッシュ電極３２ａの間、又はメッシュ電
極３１ｂとメッシュ電極３２ｂの間に、適当な電圧を印
加する。そして、ミラー２３やフィルター２５が光源部
１からのＸ線に照射された時に放出される電子のエネル
ギーをメッシュ電極３１ａ、ｂとメッシュ電極３２ａ、
ｂにより、低下させる。そして、エネルギーが低下され
た電子は飛行管３３ａ、ｂ内を通過後、光電変換部を有
したマルチチャンネルプレート３４ａ、３４ｂに到達す
る。

【００５１】ところで、マルチチャンネルプレート３４
ａ、３４ｂからの出力信号は、露光光学系部２の真空容
器の外部に、同軸ケーブルにより取り出され、処理部４
に出力される。この処理部４では、マルチチャンネルプ
レート３４ａ及び３４ｂからの出力信号から、それぞれ
のエネルギー毎に、検出された電子数に関する情報を得
る。そして、あるエネルギー範囲における電子数を測定
することで、ミラー２３やフィルター２５の汚れ具合を
検出している。そのため、処理部４は、図５に示すよう
に、信号処理部４ａ、選択部４ｂ、比較部４ｃ、メモリ
４ｄを有して処理を行っている。

【００５２】信号処理部４ａは、マルチチャンネルプレ
ート３４ａおよび３４ｂから得られた信号から、マルチ
チャンネルプレート３４ａ，ｂで検出された電子のエネ
ルギー毎に、検出された電子の数量に関するデータ信号
を出力する。なお、信号処理部３４ａ、３４ｂは、マル
チチャンネルプレートからの出力信号を電子スペクトル
に変化して、次段の選択部でエネルギー範囲として指定
出来るようにしても良いし、前述の様に飛行時間法で
は、エネルギーと到達時間が１対１に対応しているの
で、時間範囲を選択して行っても良い。

【００５３】選択部４ｂは、光源部１で放射されたＸ線
の振動数と、フィルター２５又はミラー２３の最表層を
形成する物質とから、最表層を形成する物質から放出さ
れた電子が有するエネルギー範囲又はそれに相当する時
間範囲を選択範囲として予め決めている。そして、信号
処理部４ａで出力された信号から、予め定められた選択
範囲内に有する電子のデータのみを選択し、その範囲内
における電子の数を示すデータ信号を比較部４ｃに出力
する。

【００５４】そして、比較部４ｃでは、選択部４ｂで選
択されたエネルギー範囲又はそれに相当する時間範囲に
おける電子の数量を所定の値と比較する。検出された電
子の数量が所定の値より小さくなった場合は、ミラー２
３やフィルター２５が汚染され、交換又は洗浄を必要と
すると推定して、表示手段５にその旨を表示している。

【００５５】なお、メモリ４ｄは、比較部４ｃで用いら
れる所定の値についての情報を格納している。この所定
の値は、ミラー２３やフィルター２５が交換又は洗浄を
必要とするような汚染状態になるときに、ミラー２３や
フィルター２５の最表面物質から得られるだろうと考え
られる電子の数量の値と同じである。このような値は、
予め使用者などが処理部４に入力することで、メモリ４
ｄに格納することができる。なお、この様な一連の処理
は、図５に示したブロックを有した回路だけに限られ
ず、ＣＰＵ等を用いて同様な処理を行っても良い。

【００５６】なお、上述では、電子数を比較対象として
いるが、たとえば、マイクロチャンネルプレートの出力
信号などの電子数と相関のある信号で比較しても良い。
ところで、Ｘ線露光装置に用いられる各種ミラーはモリ
ブデンの酸化による反射率低下を防ぐために、珪素を最
上にして使用している。しかし、この珪素の２ｐの結合
エネルギーは９９ｅＶであり、１３．５ｎｍのＸ線にお
ける光子エネルギーは、９１ｅＶであるので、ミラー２
３はＸ線が入射しても。電子が放出されない。

【００５７】そこで、本発明の第１の実施の形態である
Ｘ線露光装置のミラー２３には、その最表層に光学的に
Ｘ線の吸収などが無視できる程度の白金膜を形成した。
白金膜の膜厚は、数オングストローム程度あれば十分な
電子数が得られる。実際、本発明の実施の形態では、５
オングストローム程度の白金膜を成膜しているが、それ
による反射率の低下は５％であり、実用上無視できる程
度である。そして、白金は、波長１３．５ｎｍのＸ線が
照射されると、４ｆ準位の電子の結合エネルギーは７
４．５ｅＶ（４ｆ５／２）及び７１．２ｅＶ（４ｆ７／
２）であるから、白金から放出される光電子は、およそ
１６．５ｅＶ及び１９．８ｅＶのエネルギーを持つ。

【００５８】ところで、上述の構成を有した露光装置で
は、光源部１で生成されたプラズマ１６から放出される
Ｘ線は、広い波長範囲に渡って放出される。しかし、放
物面ミラー１７や照明光学系２１、反射マスク１１０、
ミラー２２などの多層膜ミラーで反射されるうちに、Ｘ
線のスペクトル幅は多層膜のバンド幅で制限され、投影
対物光学系の一部であるミラー２３に入射するＸ線のス
ペクトル幅は、使用波長をλとすると、δλ／λ＝約
２．５％のバンド幅になっている。

【００５９】したがって、使用波長は１３．５ｎｍであ
るからスペクトル幅はδλ＝０．３４ｎｍとなり、光子
エネルギーではδＥ＝２．３ｅＶとなる。したがって、
上述のミラー上に成膜された白金からは、１６．５ｅＶ
及び１９．８ｅＶを中心に２．３ｅＶ程度のエネルギー
幅を持ったスペクトルが観測される。

【００６０】そこで、検出部３ａ、３ｂで検出された電
子のうち、１６．５ｅＶ及び１９．８ｅＶを中心に２．
３ｅＶの範囲でエネルギーを持つ電子の数量を処理部４
で算出し、その電子の数量が所定の値より小さくなった
場合に、交換や洗浄などの対処の必要を使用者に表示す
るようにしている。この様に本発明の第１の実施の形態
における露光装置では、使用波長では、光学素子から電
子が放出されない場合に、光学素子を形成する物質とは
異なる物質をその表面に形成した。しかし、この様な目
的で形成する物質は、光学素子の一部の表面だけでも良
い。また、同じ目的で形成する物質は、白金だけに限ら
れず、用いた波長の光源により内殻電子を放出できるも
のであれば、どのような物質でも構わない。

【００６１】また、光学素子の表面にコートされる物質
は、上述の他に光電子の脱出深さが適当になるような物
質を選んでも良い。図４からわかるように光学素子から
放出される電子が１０ｅＶ程度以下あるいは数１００ｅ
Ｖ程度以上のエネルギーを有する時には、脱出深さが数
１０オングストローム程度と比較的深いが、３０ｅＶか
ら１００ｅＶ程度の範囲では脱出深さが数オングストロ
ーム程度しかない。この脱出深さの電子エネルギー依存
性を利用し、汚染物質がＸ線を吸収することによって、
放出されるエネルギーが適当な値になるように光学素子
にコートする物質を選択する事が好ましい。

【００６２】また、本発明の第１の実施の形態であるＸ
線露光装置に用いられた検出部３ａ、３ｂでは、検出す
る電子数が不足している場合には、マグネティックボト
ルなどの磁気的レンズや静電レンズなどを設けて、より
広い角度で電子を捕捉できるようにしても構わない。次
に本発明の第２の実施の形態であるＸ線露光装置をあげ
て、本発明を説明する。なお、本発明の第２の実施の形
態であるＸ線露光装置が、第１の実施の形態であるＸ線
露光装置と比べて異なる点は、処理部４のみである。し
たがって、第１の実施の形態と異なる点のみここで説明
する。なお、説明に用いる図面は図５を流用することに
する。

【００６３】本発明の第２の実施の形態では、マルチチ
ャンネルプレート３４ａ、３４ｂで検出された電子のう
ち、光学素子に付着すると予想される汚染物質から放出
される電子を選択して、光学素子の汚れを検査する方法
を行っている。汚染物質の付着する量が多くなってくる
と、汚染物質によって形成される膜が所定の厚さになる
まで、汚染物質から放出される電子の量が多くなってく
る。

【００６４】そのために、本第２の実施の形態であるＸ
線露光装置では、処理部４はマルチチャンネルプレート
３４ａ及び３４ｂからの出力信号から、予想される汚染
物質と光源部１で放射されたＸ線のエネルギーとから、
汚染物質から放出された電子を選択するようにした。そ
こで、第２の実施の形態における処理部４は、図５に示
したブロックのうち選択部４ｂと比較部４ｃのみが異な
る。

【００６５】ところで、選択部４ｂは、予想される汚染
物質と光源部１で放射されたＸ線のエネルギーとから、
汚染物質から放出された電子が有するエネルギー範囲を
選択範囲として予め記憶している。そして、信号処理部
４ａで出力された信号から、予め定められた選択範囲内
に該当する電子のデータのみを選択し、その選択範囲内
における電子数を示すデータ信号を比較部４ｃに出力す
る。

【００６６】そして、比較部４ｃでは、選択部４ｂで選
択されたエネルギー範囲における電子数を所定の値と比
較する。検出された電子数が所定の値より大きくなった
場合は、ミラー２３やフィルター２５が交換又は洗浄を
必要とすると推定して、表示手段５にその旨を表示して
いる。なお、メモリ４ｄに格納された所定の値は、ミラ
ー２３やフィルター２５が交換又は洗浄を必要とするよ
うな汚染状態になるときに、汚染物質から得られるだろ
考えられる電子数の値と同じである。

【００６７】ところで、選択されたエネルギー範囲にお
ける電子数は、汚染物質の厚さが電子の脱出深さ程度ま
でであれば、その汚染物質の量とほぼ等しい。したがっ
て、上述のように汚染物質から放射された電子数を検出
することで、汚染物質の量も測定することができる。次
に、本発明の第３の実施の形態であるＸ線露光装置につ
いて説明する。

【００６８】本発明の第３の実施の形態であるＸ線露光
装置が第１の実施の形態であるＸ線露光装置と比べて異
なる点は、処理部４のみである。したがって、第１の実
施の形態と異なる点のみ説明する。なお、説明に用いる
図面は図５を流用することにする。本発明の第３の実施
の形態では、マルチチャンネルプレート３４ａ、３４ｂ
で検出された電子のうち、ミラー２３やフィルター２５
の最表層を形成する物質から放出された電子及び光学素
子に付着すると予想される汚染物質から放出された電子
を選択し、それぞれの電子数を比較して、光学素子の汚
れ具合を検出することとしたものである。

【００６９】そのために、処理部４の選択部４ｂでは、
信号処理部４ａから得られた信号から、ミラー２３やフ
ィルター２５の最表層を形成する物質から放出された電
子数と汚染物質から放出された電子数に関するデータの
みをそれぞれ選択し、比較部４ｃに出力する。そして、
比較部４ｃでは、ミラー２３やフィルター２５の最表層
を形成する物質から放出された電子数と汚染物質から放
出された電子数との比を取って、その値が所定の値より
大きいか否かで、ミラー２３やフィルター２５の交換又
は洗浄の必要性を判断する。

【００７０】次に本発明の第４の実施の形態であるＸ線
露光装置について、説明する。このＸ線露光装置には、
本発明の第１の実施の形態での処理部４の代わりに、物
質特定部を備えた点が、第１の実施の形態であるＸ線露
光装置と異なる。なお、それ以外は第１の実施の形態で
あるＸ線露光装置とは、同じなのでここでの説明は省略
する。

【００７１】ところで、本第４の実施の形態であるＸ線
露光装置は、マルチチャンネルプレート３４ａ、３４ｂ
から出力された信号から、ミラー２３やフィルター２５
から放出された電子のスペクトルを得て、そのスペクト
ルの中でピークを持つ電子のエネルギー値から物質を特
定することとした。先にも説明したとおり、放出される
光電子やオージェ電子のエネルギー値は、光源部１から
放射された光の振動数と照射された物質とから決まる。
したがって、得られる電子スペクトルのピーク値から放
出された光電子やオージェ電子の発生源を特定すること
ができる。

【００７２】そこで、本第４の実施の形態であるＸ線露
光装置は、処理部４の代わりに、物質特定部を備えた。
この物質特定部は、処理部４の信号処理部４ａと同様な
ものを備え、マルチチャンネルプレート３４ａ、３４ｂ
で検出された電子のエネルギースペクトルに関するデー
タを取得する。その電子のスペクトルデータの中でピー
ク値を検出し、ピーク値が検出された電子のエネルギー
値から、電子を放出した物質を特定する特定部を更に備
えている。

【００７３】なお、本発明では、この物質特定部と先に
説明した処理部４を両方とも備え、光学素子に付着した
汚染物質の特定と、光学素子の汚れ具合の両方を検出す
ることでも構わない。次に、本発明の第５の実施の形態
であるＸ線露光装置について説明する。このＸ線露光装
置の概略構成は、図６に示した。なお、図６で示した図
番のうち、図１で示した図番と同一符号の構成は、第１
の実施の形態におけるＸ線露光装置に用いたものと同じ
ものなので、ここでの説明は省略するものとする。

【００７４】ところで、第５の実施の形態であるＸ線露
光装置には、ミラー２３やフィルター２５から放出され
る電子を検出する検出手段として、円筒型のエネルギー
分析器７ａ、７ｂを備えている。そして、この円筒型の
エネルギー分析器７ａ、７ｂは、ミラー２３やフィルタ
ー２５に対して、その設置角度が任意の角度をなすよう
に、移動可能に取り付けられている。

【００７５】これら円筒型のエネルギー分析器７ａ、７
ｂの検出方向は、所定の角度範囲を有している。そし
て、円筒型のエネルギー分析器７ａ、７ｂの設置角度を
可変して放出電子の検出方向を変えることができ、放出
電子が発生する検出可能な深さを調整することができ
る。次に、円筒型のエネルギー分析器７ａ、７ｂの検出
角度を光学素子の表面に対して変化させることで、放出
電子の検出可能な深さを変えられる理由を図７を用いて
説明する。図７は、光学素子の表面近傍と、円筒型のエ
ネルギー分析器７の配置関係を示した図である。

【００７６】ところで、円筒型のエネルギー分析器７
ａ、７ｂが光学素子の表面の法線方向にある場合は、図
７（ａ）に示したような配置となる。この場合、Ｘ線が
照射された時に表面から深さλまでの領域までにおい
て、放出された電子を検出することができる。しかし、
円筒型のエネルギー分析器７ａ、７ｂの配置された位置
が、光学素子の表面からの角度が小さい場合には、図７
（ｂ）に示したような配置関係となる。この場合、円筒
型のエネルギー分析器７の検出方向と光学素子の表面と
のなす角度をθとすると、円筒型のエネルギー分析器７
ａ、７ｂは、光学素子の表面からλｓｉｎθの深さまで
しか放出電子が検出出来ない。しかし、両方とも検出可
能な最も深い位置では、電子が通る実質的な光学素子中
での移動距離は同じであり、それは先に述べた電子の脱
出深さで決められる。

【００７７】このように、光学素子の表面に対して検出
器の検出角度のなす角度を浅くなるように配置すること
で、表面の状態に非常に敏感になり、光学素子の表面に
対して浅い領域から放出された電子のみを検出すること
ができる。そして、汚染物質によるＸ線の吸収が小さ
く、ある程度厚く付着しないとＸ線の吸収が問題になら
ない場合には、検査する光学素子の法線方向近傍に検出
器を配置することが好ましい。

【００７８】以上のとおり、本発明の第５の実施の形態
であるＸ線露光装置には、円筒型のエネルギー分析器７
ａ、７ｂの角度調節を行って、付着する汚染物質に応じ
て所望の深さまで放出電子を検出するようにしている。
なお、以上のことは、本発明の他の実施の形態にも同様
に適用できる。ところで、本第５の実施の形態であるＸ
線露光装置には、ミラー２３やフィルター２５からの光
電子やオージェ電子を十分な量で検出できるように、ミ
ラー２３やフィルター２５に強い強度でＸ線を照射する
ことができる検査用光源部３０１ａ、３０１ｂを設け
た。この検査用光源部３０１ａ、３０１ｂは、アルミニ
ウムを電極としたＸ線管からなっている。したがって、
検査用光源部３０１ａ、３０１ｂからは、アルミニウム
のＫα線のＸ線が放射される。このＫα線はその光子エ
ネルギーが高いため、ほとんど全ての物質の内殻電子を
励起して、放出させることが出来る。

【００７９】以上のとおり、本発明に係る実施の形態で
あるＸ線露光装置では、上述のように、たとえばミラー
２３をモデルにした場合、その最表層が珪素で構成され
ているので、汚れが付着していない場合は、珪素の電子
スペクトルしか観測出来ない。しかし、長時間運転して
いると、真空ポンプ２１２から逆流してきたオイルなど
がミラー２３に付着・堆積して、次第に反射率や透過率
などの光学性能を低下させてしまう。

【００８０】また、このような場合、ミラー２３上に付
着したオイルの成分である炭素や酸素の光電子スペクト
ルが観測されるようになり、得られた光電子スペクトル
の強度から汚染物質の付着量を得ることが、本発明では
可能となる。また、このようなデータから、光学素子の
交換や洗浄の時期を得ることができる。なお、本発明
は、光源を持つ装置にのみ適用するものではなく、特段
Ｘ線源等を持たない光学機器にも適用できる。

【００８１】なお、光学素子の汚染状況を本発明を用い
て調べるために使用する光源としては、Ｘ線を放射する
線源だけに限られず。光学素子や光学素子に付着した汚
染物質に照射した際に、電子の放出が得られるものであ
れば良い。たとえば、電子線を照射するものであっても
よいし、紫外域の光線を照射することでも良い。なお、
紫外線などを用いたときには、ラインスペクトルを有す
る光を放出する光源であることが好ましい。

【００８２】また、励起する電子は内殻電子に限られ
ず、外殻電子を励起し、放出させてその電子を計測して
も構わない。また、用いた光源がパルス状の光源では無
い場合には、第１の実施の形態で説明した以外の電子検
出器を用いても構わない。たとえば、一般の光電子分析
装置やオージェ電子分析装置に用いられているような静
電同心半球型分析器や円筒鏡型分析器、あるいは阻止電
場型分析器などが使用できる。

【００８３】なお、上述の実施の形態では、真空ポンプ
２１２やレジストが塗布された基板２６に最も近きミラ
ー２３やフィルター２５について、汚れ具合をモニター
したが、他の光学素子をモニターしても構わない。ま
た、複数の光学素子をモニターする事で、汚染状況の違
いに応じて、それぞれの光学素子において別々の交換や
洗浄時期を決定することができる。

【００８４】このことを半導体製造を行う露光装置の光
学素子に対して適用することで、運転を中止して真空系
を破り、光学素子を検査することを防ぐことができ、半
導体製造におけるスループットが向上する。また、上述
の実施の形態では、汚れ具合を検出する際に、検出した
スペクトルにおいて、そのスペクトルのピーク強度を求
めて行ってきたが、これ以外にもスペクトルの変化量や
スペクトルの形状の変化などを得て、汚れ具合を検出し
ても構わない。

【００８５】なお、本発明のＸ線露光装置の光源につい
ては、ＬＰＸ以外にも放射光リングや放電プラズマを用
いたものでも良い。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の測定装置
によれば、光学素子上の汚れ具合を計測あるいは推定で
き、様々な光学機器に取り付けることが出来る。したが
って、このような機器の運転を行いながら、汚れ具合の
計測あるいは交換・洗浄時期の推定ができるため、効率
的に光学素子の交換や洗浄を行うことができる。

【００８７】また、更にＸ線照射装置や露光装置に用い
られる光学素子を本発明の方法又は構成によって汚染具
合を検出することで、高いスループットを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】：本発明の係る第１の実施の形態におけるＸ線
露光装置の概略構成図である。

【図２】：本発明の係る第１の実施の形態におけるＸ線
露光装置の照明光学系２１の概略構成図である。

【図３】：本発明の係る第１の実施の形態におけるＸ線
露光装置の投影対物光学系２４の概略構成図である。

【図４】：光電子やオージェ電子の物質からの脱出深さ
と、それら電子のエネルギーとの相関関係を示した図で
ある。

【図５】：本発明の係る第１の実施の形態におけるＸ線
露光装置の処理部４の概略構成図である。

【図６】：本発明の係る第５の実施の形態におけるＸ線
露光装置の概略構成図である。

【図７】：電子を検出するエネルギー分析器と光学素子
表面とのなす角度と、放出電子の検出可能な深さの関係
を示す図である。

【符号の説明】

１・・・光源部６・・・ビームスプリッタ１０・・・レーザ１１・・・真空容器１２・・・レンズ１３・・・透過窓１４・・・ノズル１５・・・クラスター分子１６・・・プラズマ１７・・・放物面ミラー１８・・・窓１９・・・レーザエネルギーモニター２・・・露光光学系２１・・・照明光学系２２，２３・・・ミラー２４・・・光学系２５・・・フィルター２６・・・基板２１１・・排気口２１２・・真空ポンプ３ａ、３ｂ・・・検出部３１ａ，３１ｂ、３２ａ，３２ｂ・・・メッシュ電極３３ａ，３３ｂ・・・飛行管３４ａ，３４ｂ・・・マルチチャンネルプレート４・・・処理部５・・・表示手段６・・・ビームスプリッタ７ａ，７ｂ・・・円筒型のエネルギー分析器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学素子に電磁波又は電子線を照射し
て、前記光学素子の汚れ具合を測定する測定装置におい
て、前記光学素子から放出される電子を検出し、前記検出さ
れた電子のうち、所定のエネルギー範囲の電子を選択し
て、前記選択されたエネルギー範囲内の前記電子を測定
する測定手段を備えたことを特徴とする測定装置。
【請求項２】前記測定手段では、前記光学素子から放
出された電子を検出して検出信号を出力する検出手段を
備え、飛行時間法により前記電子のエネルギーを測定すること
で、前記検出手段で得られた信号を基に前記所定のエネ
ルギー範囲の電子の情報を選択することを特徴とする請
求項１に記載の測定装置。
【請求項３】前記所定のエネルギー範囲は、前記光学素
子を構成する物質と前記電磁波又は前記電子線のエネル
ギーに応じて定めたエネルギー範囲であり、かつ前記測定手段では、前記選択されたエネルギー範囲
での電子数に関する信号を取得し、前記信号を基に前記
光学素子の汚れ具合を検出することを特徴とする請求項
１又は２に記載の測定装置。
【請求項４】前記所定のエネルギー範囲は、前記光学
素子に付着すると予想される汚染物質と前記電磁波又は
前記電子線のエネルギーに応じて定められたエネルギー
範囲であり、かつ前記測定手段では、前記選択されたエネルギー範囲
での電子数に関する信号を取得し、前記信号を基に前記
光学素子の汚れ具合を測定することを特徴とする請求項
１又は２に記載の測定装置。
【請求項５】前記測定手段では前記光学素子を構成す
る物質と前記電磁波又は前記電子線のエネルギーに応じ
て定められたエネルギー範囲内の電子についてそのスペ
クトルを得て、前記スペクトルのピーク値から、前記光
学素子に付着した汚染物質を特定する物質特定部を備え
たことを特徴とする請求項１又は２に記載の測定装置。
【請求項６】前記エネルギー範囲は、前記光学素子を
構成する物質と前記電磁波又は前記電子線のエネルギー
とに応じて定められた第１の電子のエネルギー範囲と、
前記光学素子に付着すると予想される汚染物質と前記電
磁波又は前記電子線のエネルギーに応じて定められた第
２の電子のエネルギー範囲とからなり、かつ前記測定手段では、前記第１及び第２のエネルギー
範囲のそれぞれで前記光学素子から放出された電子を検
出して、前記第１のエネルギー範囲における電子数に関
する第１の信号及び前記第２のエネルギー範囲での電子
数に関する第２の信号を取得し、前記第１の信号と前記
第２の信号を基に、前記第１のエネルギー範囲の電子数
と前記第２のエネルギー範囲での電子数を比較して、前
記光学素子の汚れ具合を検出することを特徴とする請求
項１又は２に記載の測定装置。
【請求項７】前記測定手段では、前記光学素子から所
定の角度範囲で放出される電子を検出する検出手段が備
えられ、前記検出手段の前記光学素子に対する検出角度
が可変であることを特徴とする請求項１又は２に記載の
測定装置。
【請求項８】前記光学素子には、前記光学素子への前
記電磁波又は前記電子線の照射により所定のエネルギー
の電子を放出する物質が形成されていることを特徴とす
る請求項１乃至７のうちいづれか一項記載の測定装置。
【請求項９】光学素子に電磁波又は電子線を照射し
て、前記光学素子の汚れ具合を測定する測定装置におい
て、前記光学素子に付着した汚染物質から放出される電子を
検出して、前記光学素子の汚れ具合を測定することを特
徴とする測定装置。
【請求項１０】被照射物体上に、Ｘ線を照射する照射
装置において、感光材料が感光可能な露光波長を有する前記Ｘ線を生成
する光源と、前記光源からの電磁波を前記基板に到達させる少なくと
も一つの光学素子と、前記光学素子及び前記光学素子に付着した汚染物質から
放出される電子を検出し、前記検出された電子のうち、
所定のエネルギー範囲の電子を選択して、前記選択され
たエネルギー範囲内における前記電子を測定する測定手
段を備えたことを特徴とするＸ線照射装置。
【請求項１１】前記測定手段は、前記被照射物体又は
前記光源に最も近い位置に配置された前記光学素子又は
前記光源を含んでいる容器内に置かれている前記光学素
子に設けられたことを特徴とする請求項１０に記載のＸ
線照射装置。
【請求項１２】前記光学素子は真空容器内に設けら
れ、前記真空容器には、前記真空容器内に存在する気体を前
記真空容器外に放出する吸引手段が備えられ、前記測定手段は、前記吸引手段に最も近い位置に配置さ
れた前記光学素子に設けられたことを特徴とする請求項
１０に記載のＸ線照射装置。
【請求項１３】Ｘ線源から放射された光を光学素子を
介して、パターンが形成されたマスクに照射しかつ感光
剤が設けられた基板上にマスクの像を投影する露光方法
において、前記光学素子から放出される電子を検出して、前記検出
された電子のうち、所定のエネルギー範囲の電子を選択
して、前記選択されたエネルギー範囲内の前記電子を測
定することで、前記光学素子の汚染状況を得て、露光す
ることを特徴とする露光方法。