JP2001143992A - 露光量制御装置、露光量制御方法、露光装置及び露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】リアルタイムで基板上に照射される光量を把握
することのできる露光量制御装置、露光量制御方法、露
光装置及び露光方法を提供する。 【解決手段】照明光学系１９内の第１及び第３ミラー２
０ａ、２０ｃ、投影光学系３１内のレンズエレメント３
２及び仕切り板３４、並びにウエハＷの温度をそれぞれ
赤外線カメラ６１〜６３により計測する。その計測され
た温度に基づいて、前記各ミラー２０ａ、２０ｃ、レン
ズエレメント３２，仕切り板３４及びウエハＷの発熱量
を求める。その発熱量から各ミラー２０ａ、２０ｃレン
ズエレメント３２，仕切り板３４上に堆積した異物等の
影響を把握する。そして、その影響に基づいて、ウエハ
Ｗ上に照射される露光光ＥＬの光量を把握する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素
子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等のマイ
クロデバイス等の製造プロセスにおけるフォトリソグラ
フィ工程で使用される露光量制御装置、露光量制御方
法、露光装置及び露光方法に関するものである。詳しく
は、フォトリソグラフィ工程において、必要とされる照
明光の照射量を維持するための装置及び方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】この種の露光装置は、マスク上に形成さ
れたパターンを所定の照明光で照明して、その像をフォ
トレジスト等の感光性材料が塗布された基板上に転写す
るために、多数のレンズ、ミラー等の光学素子を有して
いる。これらの光学素子は、鏡筒内に収容された状態
で、前記照明光の光路中に配置されている。

【０００３】ところで、光源から出射される照明光が、
基板上に到達するまでの間に鏡筒内の光学素子を透過あ
るいは反射することで、その照明光の光量が減少するこ
とがある。従って所望の光量を基板上に供給するため
に、基板上に到達する光量を測定する必要がある。とこ
ろが、これを前記マスクパターンの像を基板上に転写す
る実露光時に直接測定することは困難である。

【０００４】この実露光時において基板上に到達する照
明光の光量は、例えば次のようなキャリブレーション操
作を行うことにより推定される。すなわち、前記実露光
操作の前後において、前記基板位置に到達する照明光の
光量を測定する。このとき、同時に、前記光源から出射
された照明光の一部を分岐させて検出し、その検出され
た照明光の光量に基づいて分岐位置での照明光の光量を
測定する。そして、これらの測定結果に基づいて、分岐
位置と基板位置との照明光の光量の関係を求める。

【０００５】一方、前記実露光時にも、前記実露光操作
の前後と同様に、前記分岐位置での照明光の光量を求め
る。そして、前記キャリブレーション操作における分岐
位置と基板位置との照明光の光量の関係を用いて、実露
光操作時において基板上に到達する照明光の光量を前記
分岐位置での照明光の光量から推定する。

【０００６】この他、実露光操作前後において、前記光
源から出射される照明光の光量及びその照明光の光路上
の光学素子の透過率または反射率を測定して、前記基板
上に照射された照明光の光量を推定することも行われて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、マイクロデ
バイスのうちでも、特に半導体素子においては、その集
積度が近年ますます増大している。これに伴って、基板
上に形成される回路パターンがますます微細化してきて
おり、露光装置に対する一層の高解像度化の要求が高ま
っている。このような要求に対応するため、露光装置に
おいては、前記照明光として、より短波長域の遠紫外
光、例えばＫｒＦエキシマレーザ光（波長：２４８ｎ
ｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長：１９３ｎｍ）等
が使用されるようになってきた。このような短波長の照
明光は、フォトンエネルギーが非常に大きい。

【０００８】ここで、前記鏡筒内に、クリーンルーム内
の空気中に極く微量存在する有機ケイ素化合物、アンモ
ニア、アミン及びそれらの塩、硫酸、硝酸及びそれらの
塩等の異物が侵入したり、基板表面への光照射によって
その基板表面から感光材料等の微粒子が飛散したりする
ことがある。このため、前記のような照明光を使用した
場合には、それらの異物や微粒子が前記光学素子の表面
に堆積されることがある。このような異物等の堆積が生
じると、レンズであれば透過率の低下、ミラーであれば
反射率の低下といった不都合が生じる。これにより、基
板上に到達する照明光の光量が低下するおそれがある。

【０００９】これに対し、前述した露光操作前後のキャ
リブレーションだけに基づいて照明光の光量を算出する
のでは誤差を生じやすく、また露光動作中では、照明光
の光量をリアルタイムで測定しているわけではないた
め、基板に到達する照明光の光量を補正することが困難
である。このため製造される基板の歩留まりが低下し、
露光装置のスループットを低下させる原因となるおそれ
があるという問題があった。

【００１０】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、リアルタイムで基板上に照明され
る光量を把握することのできる露光量制御装置、露光量
制御方法、露光装置及び露光方法を提供することにあ
る。

【００１１】

【発明を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について説明する。請求
項１記載の発明は、光源（１１）からの照明光（ＥＬ）
でマスク（Ｒ）上に形成されたパターンを照明し、投影
光学系（３１）を介して前記パターンの像を基板（Ｗ）
上に転写する際に、前記投影光学系（３１）の結像面上
における前記照明光（ＥＬ）の露光量を制御する露光量
制御装置において、前記光源（１１）から前記基板
（Ｗ）までの間の光路上に配置された物体（２０ａ〜２
０ｃ、２１〜２３，２６，３２，３４、Ｗ）の温度を計
測する温度計測手段（６１〜６３，７１〜７８）と、前
記温度計測手段（６１〜６３，７１〜７８）の計測結果
に基づいて前記露光量を制御する制御手段（１８）とを
設けたことをその要旨とする。

【００１２】ここで、光源からの照明光でマスク上に形
成されたパターンを照明し、投影光学系を介して前期パ
ターンの像を基板上に転写する過程において、光源から
基板までの間の光路上に配置された物体により、照明光
が吸収されると発熱することに着目した。そして、上記
構成によりその物体の温度を計測し、それに基づいて各
物体に照射される照明光の光量をリアルタイムで制御す
ることにより、常時基板上を所望の光量の照明光で照射
することが可能となる。このため、前記パターンの像を
転写した基板の歩留まりを向上させることができて、露
光装置のスループットを向上させることができる。

【００１３】なお、露光光として短波長域の遠紫外光
（例えば、ＡｒＦエキシマレーザ光）を用いた場合に
は、光学素子表面に堆積した堆積物の一部が除去される
場合がある。しかしながら、光学素子表面に堆積した堆
積物には、比較的新しく堆積した堆積物と、洗浄されず
に残っている古い堆積物とが存在している可能性があ
る。比較的新しく堆積した堆積物は、露光光で除去（光
洗浄）されるが、古い堆積物は露光光で除去されない。
従って、残った堆積物により、光学素子の温度が上昇す
る可能性があり、本発明は、このような場合にも適用す
ることができる。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記温度計測手段（６１〜６３，７１〜７
８）は前記光路上に配置された光学素子（２０ａ〜２０
ｃ、２１〜２３，２６，３２，３４）の温度を計測する
光学素子温度計測手段（６１〜６３，７１〜７７）を含
み、前記制御手段（１８）は前記光学素子温度計測手段
（６１〜６３，７１〜７７）の計測結果に基づいて前記
光学素子（２０ａ〜２０ｃ、２１〜２３，２６，３２，
３４）における前記照明光（ＥＬ）の減衰率を検出する
減衰率検出手段（６５）を備えたことをその要旨とす
る。

【００１５】ここで、照明光の光路上に配置された光学
素子に異物等が堆積されると、その堆積物が照明光を吸
収し光学素子の透過率又は反射率が低下する。そして、
その堆積物による照明光の吸収に伴って発熱し、光学素
子の温度が上昇する。このため上記構成により光学素子
の温度を計測することにより、各光学素子からの照明光
の減衰率、すなわち透過率又は反射率の低下量を算出す
る。そして、各光学素子を透過又は反射する照明光の光
量を正確に把握することができる。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記制御手段（１８）は、前記減衰率検出
手段（６５）の検出結果に応じて前記光源（１１）から
の照明光（ＥＬ）の出射量を調整することをその要旨と
する。

【００１７】上記構成により、前記各光学素子から出射
される照明光の光量に応じて光源からの照明光を調整す
ることにより、基板上への所望の光量の照明光の供給を
確保することができる。

【００１８】請求項４記載の発明は、請求項２又は３記
載の発明において、前記制御手段（１８）は、前記減衰
率検出手段（６５）の検出結果が所定の範囲内を超えて
いるときには、露光装置（１２）をその各光学素子（２
０ａ〜２０ｃ、２１〜２３，２６，３２，３４）の光洗
浄が行われる光洗浄状態に切り換えることをその要旨と
する。

【００１９】ここで、光学素子への異物等の堆積が著し
く増加すると、もはや光源における照明光の光量の調整
だけでは、正確に所望の光量の照明光を基板に供給する
ことが困難となることがある。この場合には、上記構成
により、マスク上に形成されたパターンの像を基板上に
投影する作業が中止される。そして、露光装置を光学素
子の光洗浄が行われる光洗浄状態に切り換えることによ
り、光学素子に堆積した異物等を光分解させることで取
り除き、透過率又は反射率を改善することができる。こ
れにより、不良な製品基板が製造されることを未然に抑
制することができて、製品基板の歩留まりを向上するこ
とができる。

【００２０】ここで、光洗浄に使用される洗浄光は、上
記露光光では取り除かれなかった堆積物が光学素子表面
に付着している可能性があるので、露光光の強度を上げ
る、もしくは光学素子に対する積算照射量を増やすこと
が望ましい。

【００２１】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のう
ちいずれか一項に記載の発明において、前記温度計測手
段（６１〜６３，７１〜７８）は前記基板（Ｗ）の温度
を計測する基板温度計測手段（６３，７８）を含み、前
記制御手段（１８）は前記基板温度計測手段（６３，７
８）の計測結果に基づいて前記基板（Ｗ）上における前
記パターンの像の露光状態を検出する露光状態検出手段
（６６）を備えたことをその要旨とする。

【００２２】ここで、基板上に塗布された感光材料によ
り照明光が吸収されると、反応熱が発生し、基板の温度
が上昇する。これに対して、上記構成により、基板温度
計測手段により基板の温度を測定することにより、基板
上に所望の光量の照明光が供給され、前記パターンの像
の転写が完了しているか否かを把握することができる。
これにより、実露光時の基板上におけるパターンの像の
露光状態を正確に把握することができる。

【００２３】請求項６記載の発明は、光源（１１）から
の所定の波長域の照明光でマスク（Ｒ）上に形成された
パターンを照明し、投影光学系（３１）を介して前記パ
ターンの像を基板（Ｗ）上に転写する際に、前記投影光
学系（３１）の結像面上における前記照明光（ＥＬ）の
露光量を制御する露光量制御方法において、前記光源
（１１）から前記基板（Ｗ）までの間の光路上に配置さ
れた物体（２０ａ〜２０ｃ、２１〜２３，２６，３２，
３４、Ｗ）の温度を計測し、その物体（２０ａ〜２０
ｃ、２１〜２３，２６，３２，３４、Ｗ）の計測結果に
基づいて前記露光量を制御することをその要旨とする。

【００２４】上記構成により、前記請求項１記載の発明
と同様の作用効果が奏される。請求項７記載の発明は、
光源（１１）からの所定の波長域の照明光（ＥＬ）でマ
スク（Ｒ）上に形成されたパターンを照明し、投影光学
系（３１）を介して前記パターンの像を基板（Ｗ）上に
転写する露光装置（１２）において、請求項１〜請求項
５のうちいずれか一項に記載の露光量制御装置を備えた
ことをその要旨とする。

【００２５】上記構成により露光装置のスループット及
び露光精度の向上を図ることができる。請求項８記載の
発明は、光源（１１）からの照明光（ＥＬ）でマスク
（Ｒ）上に形成されたパターンを照明し、投影光学系
（３１）を介して前記パターンの像を基板（Ｗ）上に転
写する露光方法において、前記光源（１１）から前記基
板（Ｗ）までの間の光路上に配置された物体（２０ａ〜
２０ｃ、２１〜２３，２６，３２，３４、Ｗ）の温度を
計測し、その物体（２０ａ〜２０ｃ、２１〜２３，２
６，３２，３４、Ｗ）の温度の計測結果に基づいて前記
投影光学系（３１）の結像面における前記照明光の露光
量を制御することをその要旨とする。

【００２６】上記構成により、投影光学系の結像面にお
ける照明光の光量をリアルタイムで正確に制御すること
ができて、製品基板の歩留まり及びパターンの像の露光
精度の向上を図ることができる。そして、露光装置にお
けるスループットの向上を図ることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下に、本発
明を、半導体素子製造プロセスで用いられる露光量制御
装置、露光量制御方法、露光装置及び露光方法に具体化
した第１の実施形態について図１及び図２に基づいて説
明する。

【００２８】図１に示すように、前記露光装置は、光源
としての露光光源１１と露光装置本体１２とビーム・マ
ッチング・ユニット（以下、「ＢＭＵ」という。）１３
とから構成されている。前記露光光源１１は、照明光を
なす露光光ＥＬとして、例えばＡｒＦエキシマレーザ光
（波長：１９３ｎｍ）を出射するエキシマレーザ光源と
なっている。前記ＢＭＵ１３は前記露光光源１１と露光
装置本体１２とを光学的に接続し、このＢＭＵ１３を介
して露光光源１１から出射された露光光ＥＬが露光装置
本体１２内に導かれるようになっている。

【００２９】前記露光装置本体１２は、前記露光光ＥＬ
の照射によりマスクとしてのレチクルＲ上に形成された
パターンの像を基板としてのウエハＷ上に投影転写する
ものであり、以下にその概略構成について説明する。

【００３０】露光装置本体１２のチャンバ１５内には、
第１鏡筒１６と、レチクルステージＲＳＴと、第２鏡筒
１７とウエハステージＷＳＴとが、前記ＢＭＵ１３を介
して導入された露光光ＥＬの光軸方向に順次配置されて
いる。このチャンバ１５は図示しない空調装置を備えて
おり、露光装置全体の動作を制御する主制御系１８の制
御の下で、このチャンバ１５の内部が所定の温度及び湿
度に保たれた気密空間になっている。前記レチクルステ
ージＲＳＴは、前記レチクルＲのパターン面を前記露光
光ＥＬの光軸と直交するように保持するためのものであ
る。また、前記ウエハステージＷＳＴは、前記露光光Ｅ
Ｌに対して感光性を有するフォトレジストが塗布された
ウエハＷを、その露光光ＥＬの光軸と直交する面内にお
いて移動可能、かつその光軸に沿って微動可能に保持す
るためのものである。

【００３１】前記第１鏡筒１６内には、前記レチクルＲ
を照明するための照明光学系１９が収容されている。こ
の照明光学系１９は、複数のミラー２０ａ〜２０ｃ、オ
プティカルインテグレータをなすフライアイレンズ（ロ
ッドインテグレータでもよい）２１、リレーレンズ２
２、コンデンサレンズ２３等の光学素子からなってい
る。前記リレーレンズ２２の後方には、前記露光光ＥＬ
の形状を整形するためのレチクルブラインド２４が配置
されている。

【００３２】前記第１鏡筒１６の両端における前方開口
部２５ａ及び後方開口部２５ｂには、光学素子としての
円板状の平行平板をなす仕切り板２６が嵌合され、その
第１鏡筒１６の内部に、照明気密室３０が形成されてい
る。この仕切り板２６は、露光光ＥＬを透過する物質
（合成石英、蛍石など）により形成されている。前記前
方開口部２５ａに嵌合された仕切り板２６には、前記Ｂ
ＭＵ１３の接続鏡筒２７が嵌合されている。

【００３３】この接続鏡筒２７内の接続気密室２８内に
は、前記露光光源１１から出射される露光光ＥＬと露光
装置本体１２の前記照明光学系１９の光軸との位置関係
を調整するための伝送光学系２９が収容されている。こ
の伝送光学系２９は、複数の光学素子からなり、例えば
少なくとも１つの光学素子（ミラーなど）を駆動して露
光光ＥＬの光軸をシフトさせるものである。

【００３４】前記伝送光学系２９を介して、第１鏡筒１
６内に入射した露光光ＥＬは、前記第１及び第２ミラー
２０ａ，２０ｂにより第１鏡筒１６の形状に応じて折り
曲げられる。そして、露光光ＥＬは、前記フライアイレ
ンズ２１の後方面において前記レチクルＲを均一な照度
分布で照明する多数の二次光源に変換される。

【００３５】前記第２鏡筒１７内には、照明光学系１９
によって照明されるレチクルＲ上のパターンの像を前記
ウエハＷ上に投影するための投影光学系３１が収容され
ている。この投影光学系３１は、光学素子としての複数
のレンズエレメント３２からなっている。前記第２鏡筒
１７の両端の開口部３３には、光学素子としての前記仕
切り板２６と同様の仕切り板３４が嵌合され、その第２
鏡筒１７の内部に投影気密室３５が形成されている。

【００３６】接続気密室２８、照明気密室３０及び投影
気密室３５には、パージガス供給系３８が接続されてい
る。このパージガス供給系３８を介して、前記各気密室
２８，３０，３５に対して、マイクロデバイス工場のユ
ーティリティプラント内のタンク３９より、不活性ガス
からなる所定のガスとしてのパージガスが供給されるよ
うになっている。ここで、前記不活性ガスとは、窒素、
ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、
ラドン等の中から選択された単体のガス、あるいはそれ
らの混合ガスである。

【００３７】前記パージガス供給系３８の給気配管４０
中には、フィルタ４１及び温調乾燥器４２が介装されて
いる。前記フィルタ４１は、パージガス中に含まれる不
純物を除去する役割を担っている。この不純物には、前
記ミラー２０ａ〜２０ｃ，フライアイレンズ２１、リレ
ーレンズ２２、コンデンサレンズ２３、仕切り板２６，
３４、伝送光学系２９及びレンズエレメント３２等の光
学素子の表面上に、露光光ＥＬ照射下で堆積して曇り現
象を生じせしめる汚染物質、例えば有機ケイ素化合物、
アンモニア、アミン及びそれらの塩、硫酸、硝酸及びそ
れらの塩、あるいは露光量ＥＬであるＡｒＦエキシマレ
ーザ光を強く吸収する酸素等の異物が含まれている。

【００３８】また、前記温調乾燥器４２は、前記主制御
系１８の制御の下で、前記パージガスの温度を所定の温
度に調整するとともに、そのパージガス中に含まれる水
分を例えば数％以下に抑える役割を担っている。つま
り、これらフィルタ４１及び温調乾燥器４２により、こ
のパージガスは、酸素、有機ケイ素化合物、アンモニ
ア、アミン及びそれらの塩、硫酸、硝酸及びそれらの塩
等の不純物及び水分が十分に除去され、化学的に清浄で
かつ十分に乾燥されたものとなっている。

【００３９】前記各気密室２８，３０，３５は、排気配
管４３を介して半導体素子製造工場の排気ダクト４４に
接続されている。また、前記チャンバ１５も同排気ダク
ト４４に接続されている。これにより、前記各気密室２
８，３０，３５内に供給されたパージガスは、前記排気
ダクト４４を介して、工場の外部に排出されるようにな
っている。

【００４０】なお、本実施形態においては、伝送光学系
２９、照明光学系１９、投影光学系３１を収容する空間
として、それぞれ気密室２８、３０、３５を設けたが、
これら各気密室は、各光学素子の間隔毎に形成してもよ
い。

【００４１】前記ウエハステージＷＳＴは、図示しない
駆動モータにより露光量ＥＬの光軸と直交する面内にお
いて２次元移動可能なＸＹステージと、図示しない別の
駆動モータにより露光光ＥＬの光軸方向（Ｚ方向）に微
動可能なＺステージとからなっている。ＸＹステージ
は、ウエハＷ上に区画された複数のショット領域の１つ
を前記投影光学系３１の開口部に対応させる。そして、
そのショット領域への前記レチクルＲ上のパターンの像
の転写露光が終了すると、ＸＹステージが駆動され、次
のショット領域を投影光学系３１の開口部に対応させ
て、前記転写露光が行われる。このように、ウエハＷ上
の複数のショット領域に対して、ステップ・アンド・リ
ピート方式での一括露光が繰り返されるようになってい
る。

【００４２】ＸＹステージの近傍には干渉計５０が配設
され、Ｚステージの端部には干渉計５０からのレーザー
ビームを反射する移動鏡５１が固定されている。そし
て、前記干渉計５０によりＸＹステージの２次元的な位
置が例えば０．０１μｍ程度の分解能で常時検出される
ようになっている。

【００４３】また、前記投影光学系３１を挟むようにし
て、発光光学系５２と受光光学系５３とからなる斜入射
光学方式の面位置検出系５４が設けられている。前記発
光光学系５２は、投影光学系３１の結像面に向けてピン
ホール又はスリットの像を形成するための結像光又は平
行光を、露光光ＥＬの光軸に対して斜め方向より供給す
るものであり、前記受光光学系５３は、その結像光もし
くは平行光のウエハＷ表面での反射光を受光するための
ものである。そして、面位置検出系５４は、ウエハＷ表
面の前記投影光学系３１の結像面に対する上下方向（Ｚ
方向）の位置を検出し、ウエハＷ表面と投影光学系３１
の結像面との合焦状態を検出する焦点検出系と、ウエハ
Ｗ表面の前記結像面に対する傾きを検出する傾き検出系
とが組み合わされたものとなっている。

【００４４】なお、本実施形態においては、前記面位置
検出系５４の零点基準を投影光学系３１の結像面に一致
させるために、予め受光光学系５３の内部に設けられた
図示しない平行平板ガラス（プレーンパラレル）の角度
が調整されて、前記焦点検出系のキャリブレーションが
行われるようになっている。また、ウエハＷの表面と前
記結像面とが一致したときに、発光光学系５２からの平
行光束が受光光学系５３の内部の図示しない４分割受光
素子の中心位置に集光されるように、傾き検出系のキャ
リブレーションが行われるようになっている。

【００４５】次に、本実施形態における露光量制御装置
について説明する。前記照明光学系１９を収容する第１
鏡筒１６内において、その第１及び第３ミラー２０ａ，
２０ｃと対向するとともに前記露光光ＥＬの通過を阻害
しない位置には、光学素子温度計測手段としての赤外線
カメラ６１が設けられている。また、前記投影光学系３
１の斜め上方及び斜め下方で、その両仕切り板３４を前
記露光光ＥＬの通過を阻害することなく観察可能な位置
にも、光学素子温度計測手段としての赤外線カメラ６２
が設けられている。さらに、前記投影光学系３１を収容
する第２鏡筒１７内において、その１つのレンズエレメ
ント３２を斜め方向から前記露光光ＥＬの通過を阻害す
ることなく観察可能な位置にも、赤外線カメラ６２が設
けられている。

【００４６】また、前記ウエハステージＷＳＴの斜め上
方において、前記露光光ＥＬの通過を阻害することなく
観察可能な位置には、ウエハＷの表面を観察する基板温
度計測手段としての赤外線カメラ６３が設けられてい
る。

【００４７】これらの赤外線カメラ６１〜６３は前記主
制御系１８に接続されており、各赤外線カメラ６１〜６
３にて検出された第１及び第３ミラー２０ａ，２０ｃ、
両仕切り板３４、レンズエレメント３２及びウエハＷの
熱画像が主制御系１８に入力されるようになっている。
その主制御系１８には、第１及び第３ミラー２０ａ，２
０ｃ、両仕切り板３４、レンズエレメント３２及びウエ
ハＷの熱画像を表示する表示手段をなすモニタ６４が接
続されている。

【００４８】なお、各赤外線カメラ６１〜６３に被測定
部材を介して、その被測定部材以外の部材の発する赤外
線が入射する場合には、温度測定の正確性を確保するた
めに、外乱となる赤外線を遮蔽するカバーを設けること
が望ましい。

【００４９】図２に示すように、前記主制御系１８内に
は、減衰率検出手段を構成する減衰率算出部６５、露光
状態検出手段を構成する照射光量算出部６６、露光量補
正部６７及び露光量制御部６８が装備されている。

【００５０】前記減衰率算出部６５は、前記各赤外線カ
メラ６１，６２から入力される熱画像に基づいて第１及
び第３ミラー２０ａ，２０ｃ、並びに各仕切り板３４及
びレンズエレメント３２における露光光ＥＬの減衰率を
算出する。前記照射光量算出部６６は、前記各赤外線カ
メラ６３から入力される熱画像に基づいてウエハＷ上に
照射された露光光ＥＬの光量を算出する。これらの減衰
率算出部６５及び照射光量算出部６６には、前記モニタ
６４が接続されている。そして、そのモニタ６４上に
は、入力された前記熱画像の他に、前記各算出部６５，
６６での算出結果が表示されるようになっている。

【００５１】前記露光量補正部６７は、前記各算出部６
５，６６での算出結果、つまり第１及び第３ミラー２０
ａ，２０ｃ、並びに各仕切り板３４及びレンズエレメン
ト３２における露光光ＥＬの減衰率と、ウエハＷ上に照
射された露光光ＥＬの光量とに基づいて、光源１１から
出射される露光光ＥＬの光量の補正量を算出する。前記
露光量制御部６８は、その露光量補正部６７にて算出さ
れた露光光ＥＬの光量の補正量に応じて、前記光源１１
に対してその露光光ＥＬの出射量を調整すべく制御す
る。

【００５２】次に、本実施形態における第１及び第３ミ
ラー２０ａ，２０ｃ、並びに各仕切り板３４及びレンズ
エレメント３２における露光量ＥＬの減衰率と、ウエハ
Ｗ上に照射された露光光ＥＬの光量との算出方法につい
て説明する。

【００５３】さて、実際に露光操作が始まると、チャン
バ１５に侵入した有機ケイ素化合物、アンモニア、アミ
ン、硫酸、硝酸及びそれらの塩等の異物、ウエハＷ表面
から飛散したレジストの微粒子等が、露光光ＥＬの照射
に伴って照明光学系１９及び投影光学系３１内の各光学
素子の表面に堆積する。この堆積に起因して、ミラー２
０ａ〜２０ｃにおける反射率、レンズ２１〜２３、３２
及び仕切り板２６、３４における透過率が低下する。こ
れにより、各光学素子から出射される露光光ＥＬの光量
が低下しウエハＷ表面に到達する露光量ＥＬの光量が低
下して、ウエハＷ上における積算露光量が徐々に減少し
ていく。ここで、前記のような各光学素子上に異物等が
堆積すると、その異物等が露光光ＥＬを吸収し、発熱す
る。この発熱により、それらの各光学素子の温度が上昇
していく。この温度上昇は各赤外線カメラ６１，６２に
よりリアルタイムでその熱画像を取り込むことにより監
視される。この熱画像データは、主制御系１８内の減衰
率算出部６５に出力される。

【００５４】この減衰率算出部６５において、入力され
た熱画像データから、その時点における各光学素子の温
度が求められ、その各光学素子の温度から主制御系１８
内に予め記憶された各光学素子の反射率又は透過率とそ
の光学素子の温度上昇との関係及び光源１１からの露光
光ＥＬの出射量に基づいて、各光学素子における反射率
又は透過率の低下度合が把握されるようになっている。
なお、この把握に際して、各赤外線カメラ６１、６２か
ら入力される熱画像データにより、照明光学系１９及び
投影光学系３１内の光学素子全体の汚染度を推定するよ
うになっている。

【００５５】一方、前記ウエハＷ表面における積算露光
量の低下により、その表面上でのレジストの光反応の進
行が遅くなり、ウエハＷ上での発熱量が徐々に小さくな
り、ウエハＷの表面の温度上昇に遅れが生じる。このウ
エハＷ表面の温度上昇は、赤外線カメラ６３により、リ
アルタイムで、その熱画像を取り込むことにより監視さ
れる。この熱画像データは、主制御系１８内の照射光量
算出部６６に出力される。

【００５６】入力された熱画像データから、その時点に
おけるウエハＷの温度が求められる。そして、そのウエ
ハＷの温度から、主制御系１８内に予め記憶されたウエ
ハＷ表面への露光光ＥＬの照射量とウエハＷの温度上昇
の関係、及びレチクルＲにおける透光部と遮光部との形
成割合の差がウエハＷの温度上昇に及ぼす影響に基づい
て、その時点のウエハＷの表面における露光光ＥＬの積
算露光量が求められるようになっている。

【００５７】なお、このレチクルＲにおける透光部と遮
光部との形成割合の差がウエハＷの温度上昇に及ぼす影
響については、例えば実露光時に使用するレチクルＲを
用いてウエハＷにどの程度の温度上昇が生じるかを実際
に計測して主制御系１８内に記憶しておく。

【００５８】これらの算出過程の結果、照明光学系１９
及び投影光学系３１内の各光学素子の汚染度が所定値以
上に達していたり、ウエハＷ上に照射される露光光ＥＬ
の光量が所定値以下に低下している場合には、光源１１
からの露光光ＥＬの出射量を増加させても、ウエハＷ上
で所望の露光光ＥＬの光量を確保することが困難である
と判断される。そして、ウエハＷがウエハステージＷＳ
Ｔ上から取り除かれた状態で、光源１１から露光量ＥＬ
をその光量を上げて所定時間照明光学系１９及び投影光
学系３１に照明するように設定されている。これがいわ
ゆる光洗浄であり、各光学素子に強い光を照射すること
により、照明光学系１９及び投影光学系３１の各光学素
子表面に堆積した不純物を光分解させて除去する。ま
た、上記算出過程において、光洗浄を行っても改善され
る見込みがないほど照明光学系１９及び投影光学系３１
の各光学素子の汚染度が著しいと判断された場合には、
モニタ６４によりその旨表示されるように設定されてい
る。

【００５９】一方、上記算出過程の結果、照明光学系１
９及び投影光学系３１内の各光学素子の汚染度が光洗浄
を行うほどには進んでないと判断された場合には、実露
光操作を継続しつつ露光量を補正すべく、露光量補正部
６７にて算出された補正データが露光量制御部６８に入
力される。この補正データに基づいて、露光量制御部６
８は、光源１１から出射される露光光ＥＬの光量を制御
する。

【００６０】また、この場合、レチクルＲ上のパターン
の像をウエハＷ上に転写する実露光動作の終点を、前記
赤外線カメラ６３からの熱画像データに基づくウエハＷ
の温度情報により決定することもできる。この場合、前
記照射光量算出部６６にて算出される積算露光量が所定
値に達したときに、主制御系１８は露光光ＥＬの光路内
にその露光光ＥＬを遮蔽するシャッタ（図示略）を挿入
するように制御することで、実露光動作時の終点管理が
可能になる。

【００６１】以上説明した本実施形態によれば、以下の
効果を得ることができる。 （ア） この露光装置では、露光光源１１からウエハＷ
までの間の露光光ＥＬの光路上に配置された照明光学系
１９及び投影光学系３１の各光学素子（ミラー２０ａ〜
２０ｃ、レンズ２１〜２３，３２及び仕切り板２６，３
４）及びウエハＷの温度を計測する赤外線カメラ６１〜
６３が設けられている。そして、その赤外線カメラ６１
〜６３で取り込まれた熱画像データから各光学素子及び
ウエハＷの温度を算出し、その温度に基づいてウエハＷ
上に照射される露光光ＥＬの光量が制御されるようにな
っている。

【００６２】言い換えると、ウエハＷ上に照射される露
光光ＥＬの光量（露光量）を制御するために、その露光
量を計測する際に、実際にウエハＷ上に照射された露光
光ＥＬ自体を計測対象とするのではなく、その露光光Ｅ
Ｌが入射する各光学素子及びウエハＷの温度上昇を計測
対象としている。このため、露光量の計測に際して、露
光操作を中断することなく、リアルタイムで露光量を監
視するとともに制御することができる。従って、ウエハ
Ｗ上に、常時所望の光量の露光光ＥＬを供給することが
できる。そして、レチクルＲ上のパターンを転写したウ
エハＷの歩留まりを向上させることができて、露光装置
におけるスループットを向上させることができる。

【００６３】（イ） 露光光ＥＬの照射により、前記各
光学素子の表面にクリーンルームからチャンバ１５内に
侵入した異物、ウエハＷ上に塗布されたフォトレジスト
からの飛散物が堆積することがある。このような堆積が
生じると、各光学素子の反射率または透過率が低下する
とともに、その堆積物の露光光ＥＬの吸収に伴う発熱に
より各光学素子の温度が上昇する。これに対して、前記
露光装置では、照明光学系１９及び投影光学系３１の各
光学素子の温度が、赤外線カメラ６１，６２を介して計
測されている。

【００６４】このため、この計測された各光学素子の温
度状態に基づいて、各光学素子の反射率または透過率の
低下量を算出することができる。従って、各光学素子か
ら出射される、すなわちミラー２０ａ〜２０ｃで反射さ
れ、レンズ２１〜２３，３２及び仕切り板２６，３４を
透過する露光光ＥＬの光量を把握することができる。

【００６５】（ウ） 露光光ＥＬの照射により、ウエハ
Ｗ上に塗布されたフォトレジストが露光光ＥＬを吸収す
ると、光化学反応に伴う反応熱が発生し、この反応熱に
よってウエハＷの温度が上昇する。ここで、前記露光装
置では、ウエハＷの温度が、赤外線カメラ６３を介して
計測されている。

【００６６】このため、この計測されたウエハＷの温度
状態に基づいて、その前記フォトレジストにおける露光
光ＥＬの吸収状態、すなわちウエハＷ上におけるパター
ンの像の露光状態をリアルタイムで正確に把握すること
ができる。従って、ウエハＷ上における積算露光量が所
定値に達する前記パターンの転写露光の終点を、容易か
つ正確に検出することができる。

【００６７】（エ） 前記露光装置では、照明光学系１
９及び投影光学系３１の各光学素子の汚染状態（反射率
または透過率の大きく低下した状態）あるいはウエハＷ
上における積算露光量が大きく低下した状態では、ウエ
ハＷへの露光操作を中断して光洗浄状態に切り換えられ
るようになっている。

【００６８】このため、前記各光学素子上の堆積物を光
分解させて取り除くことができ、各光学素子の反射率ま
たは透過率を改善することができる。しかも、前記汚染
状態の監視はリアルタイムで行っているため、不良な製
品ウエハＷの発生を未然に抑制することができて、製品
ウエハＷの歩留まりを向上させることができる。

【００６９】（オ） 前記露光装置では、照明光学系１
９及び投影光学系３１の各光学素子及びウエハＷの温度
を、それらの計測対象に対して非接触状態で対向するよ
うに配置された赤外線カメラ６１〜６３にて熱画像を取
り込むことにより計測している。

【００７０】このため、各光学素子及びウエハＷに局部
的な異物等の堆積による温度分布が生じていたりして
も、その各光学素子及びウエハＷの温度分布を平均する
等して正確に把握することができる。また、各光学素子
及びウエハＷの温度状態を熱画像として取り込むため、
その温度状態の計測に際して遅れを生じたりすることが
なく、温度状態の計測を正確に行うことができる。

【００７１】（カ） 前記露光装置では、赤外線カメラ
６１による温度計測の対象をミラー２０ａ，２０ｃとし
た。これらミラー２０ａ，２０ｃは、ほぼ一定の厚さの
金属板に、熱伝導性の高い金属性の薄い反射コート層を
形成したものとなっている。

【００７２】このため、汚染がミラー２０ａ，２０ｃだ
けに生じていたとしても、ミラー２０ａ，２０ｃ全体の
温度が均質化しやすく、その温度を容易に計測すること
ができる。

【００７３】（キ） 前記露光装置では、赤外線カメラ
６１〜６３に、その被計測面を介して他の部材の発する
赤外線が入射するような場合には、その赤外線を遮蔽す
るカバーを設けるようになっている。

【００７４】このため、前記赤外線カメラ６１〜６３で
取り込まれる熱画像データに、外乱となる赤外線の影響
が及ぶのを回避することができ、正確な被計測部材の温
度の計測が可能になる。

【００７５】（ク） 前記露光装置では、モニタ６４上
に、赤外線カメラ６１〜６３を介して算出された照明光
学系１９及び投影光学系３１の各光学素子の反射率また
は透過率が表示されるようになっている。

【００７６】このため、前記各光学素子の汚染状態を、
露光操作に関わる作業員に迅速に把握させることができ
る。 （第２の実施形態）次に、本発明の第２の実施形態につ
いて、主として第１の実施形態との相違点を中心に説明
する。

【００７７】本実施形態においては、図３に示すよう
に、前記赤外線カメラ６１〜６３の代わりに、被測定部
材に接触して温度を計測する温度計測手段としての温度
センサ７１〜７７及びウエハ温度センサ７８を用いてい
る点が異なっている。また、仕切り板２６，３４を除く
照明光学系１９及び投影光学系３１内の全てのミラー２
０ａ〜２０ｃ及びレンズ２１〜２３、３２に光学素子温
度計測手段としての温度センサ７１〜７７を設けている
点が第１の実施形態と異なる。

【００７８】なお、この場合、第１の実施形態を用いた
場合の実測値のデータに加えて、各ミラー２０ａ〜２０
ｃ及びレンズ２１〜２３，３２の温度分布が熱伝導によ
り温度センサ７１〜７７の計測値に反映される時間、す
なわち応答遅れを補正するためのデータを実測して、主
制御系１８に記憶しておく必要がある。

【００７９】また、ウエハステージＷＳＴ上には、その
ウエハＷの載置面上を所定の大きさの格子に区画して、
その各格子点上に基板温度計測手段としてのウエハ温度
センサ７８が設けられている。これにより、ウエハＷの
温度をその分布を含めた形で正確に計測することができ
るようになっている。これらの温度センサ７１〜７８と
しては、例えば熱電対、サーミスタ、抵抗温度計等が採
用される。

【００８０】加えて、ウエハステージＷＳＴのウエハＷ
の近傍には、第一環境温度計測手段をなすステージ温度
センサ７９が、チャンバ１５内のウエハステージＷＳＴ
の近傍には第２環境温度計測手段をなすチャンバ温度セ
ンサ８０が配置されている。前記ステージ温度センサ７
９は、ウエハステージＷＳＴのウエハＷとの接触面の近
傍の温度を計測するためのものであり、チャンバ温度セ
ンサ８０は、ウエハＷ及びウエハステージＷＳＴのウエ
ハＷとの接触面の近傍の温度を計測するためのものであ
り、チャンバ温度センサ８０は、ウエハＷ及びウエハス
テージＷＳＴが収容されるチャンバ１５内のガスの温度
を計測するためのものである。

【００８１】上記の設定のもと、基本的には、第１の実
施形態と同様な制御が行われる。ここで、第１の実施形
態とは、各温度センサ７１〜７８から入力された温度デ
ータを基に、主制御系１８の減衰率算出部６５又は照射
光量算出部６６で前記ミラー２０ａ〜２０ｃ及びレンズ
２１〜２３、３２の減衰率の算出、並びにウエハＷ上へ
の露光光ＥＬの照射量の算出等をする点で相違してい
る。そして、露光量補正部６７に光源１１からの露光光
ＥＬの出射量の補正データを算出する過程において、各
温度センサ７１〜７８から入力されたデータの上述した
応答遅れを考慮して算出する。

【００８２】更に、露光補正部６７はウエハＷ表面の温
度を計測する際には、ステージ温度センサ７９，及びチ
ャンバ温度センサ８０によりウエハステージＷＳＴやウ
エハＷ近傍のチャンバ１５内のガスの温度を監視し、そ
れらの温度をウエハＷの温度測定の補正項として取り入
れている。

【００８３】以上説明した本実施形態によっても、第１
の実施形態に記載の（ア）〜（エ）、（カ）及び（ク）
とほぼ同様な効果に加えて以下の効果を得ることもでき
る。 （ケ） ウエハＷとそのウエハＷに接触するウエハステ
ージＷＳＴ及びチャンバ１５内の空気との間で熱移動が
生じて、ウエハＷ上での発熱量を正確に把握することが
困難になることがあり得る。これに対して、前記露光装
置では、ウエハＷ表面の温度を計測する際に、ステージ
温度センサ７９及びチャンバ温度センサ８０の計測結果
に基づく補正を行っている。

【００８４】このため、前記熱移動の影響を排除して、
ウエハＷ上における発熱量を正確に把握することができ
る。 （コ） 前記露光装置では、照明光学系１９及び投影光
学系３１のミラー２０ａ〜２０ｃ及びレンズ２１〜２
３，３２、そしてウエハＷの温度を、各温度センサ７１
〜７８を接触させて計測するようになっている。

【００８５】このため、それらのミラー２０ａ〜２０
ｃ、レンズ２１〜２３，３２及びウエハＷの周囲の他の
部材が赤外線を発していたとしても、別途遮蔽したりす
る必要がなく装置構成の簡素化を図ることができる。

【００８６】（変更例）なお、前記各本実施形態は、次
のように変更して実施してもよい。 ・前記各実施形態では、温度計測の対象を照明光学系１
９及び投影光学系３１の一部の光学素子及びウエハＷに
限定したが、全ての光学素子を温度計測の対象としても
よい。これにより、更に正確な照明光学系１９及び投影
光学系３１における露光光ＥＬの減衰率の把握が可能と
なる。また、光源１１とウエハＷとの間にある任意の光
学素子及びウエハＷを温度計測の対象としてもよい。

【００８７】・更に、照明光学系１９及び投影光学系３
１内の光学素子だけを、また、ウエハＷだけを温度計測
の対象としてもよい。 ・前記第１の実施形態では、赤外線カメラ６１〜６３を
用いて、照明光学系１９及び投影光学系３１内の光学素
子及びウエハＷに接触することなくそれらの温度を計測
するようにしていたが、放射温度計等任意の計測手段を
用いて計測してもよい。

【００８８】・前記各実施形態では、光洗浄を予め定め
られた所定時間行うこととしたが、汚染度等を反映して
光洗浄の時間を変更するようにしてもよい。 ・前記各実施形態では、実露光に使用するレチクルＲの
パターンを用いたときウエハＷの温度上昇の実測値を予
め記憶するように構成した。これに対して、必ずしも各
レチクルＲのパターンの実測値を用いる必要はなく、そ
のパターンの遮光部と透光部との面積比を算出すること
により、ウエハＷ上への照射量の変化を推定してもよ
い。

【００８９】・前記各実施形態では、照明光学系１９及
び投影光学系３１の光学素子への異物等の堆積過程にお
ける発熱量と反射率あるいは透過率変化の関係の実測値
を用いたが、堆積物がない状態での前記光学素子の発熱
量のみをデータとして主制御系１８に記憶しておいて、
計測された発熱量から前記堆積物がない状態での発熱量
を差し引いた熱量を、異物等の堆積により発生した熱量
として算出してもよい。

【００９０】・前記第２の実施形態では、温度センサ７
１〜７７における計測値の応答遅れを予め測定して、主
制御系１８内に記憶しておき、それに基づいて照明光学
系１９及び投影光学系３１の各光学素子における露光光
ＥＬの減衰率を算出した。これに対して、減衰率算出部
６５で算出された値を基に、露光量補正部６７にて、光
源１１からの露光光ＥＬの出射量の補正データを、減衰
率算出部６５での算出値の変化率を反映して算出するよ
うにしてもよい。これによっても、応答遅れに対処した
制御が可能である。

【００９１】・前記各実施形態においては、温度計測手
段として、赤外線カメラ６１〜６３と、温度センサ７１
〜７７及びウエハ温度センサ７８とを併用する構成とし
てもよい。

【００９２】・ また、露光光ＥＬとしては、前記各実
施形態で挙げたものの他に、例えばＫｒＦエキシマレー
ザ光（波長：２４８ｎｍ）、Ｆ２レーザ光（波長：１５
７ｎｍ）、ｇ線（波長：４３６ｎｍ）、ｈ線（波長：４
０５ｎｍ）及びｉ線（波長：３６５ｎｍ）等の紫外線の
輝線等を採用してもよい。また、ＤＦＢ半導体レーザま
たはファイバーレーザから発振される赤外域、可視域の
単一波長レーザを、例えばエルビウム（またはエルビウ
ムとイットリビウムの両方）がドープされたファイバー
アンプで増幅する。そして、かつ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よい。具体的
には、前記単一波長レーザの発振波長を、例えば１．５
１〜１．５９の範囲内とすると、発生波長が１８９〜１
９９ｎｍの範囲内である８倍高調波、または発生波長が
１５１〜１５９ｎｍの範囲内である１０倍高調波が出力
される。

【００９３】・ また、前記各実施形態では、本発明を
半導体素子製造用の一括露光型の露光装置に具体化した
が、本発明は、例えばステップ・アンド・スキャン方式
の走査露光型露光装置、フォトマスク上の回路パターン
をガラスプレート上に投影転写する液晶表示素子製造用
の露光装置の他、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等のマイク
ロデバイス製造用の露光装置、さらにはレチクル、フォ
トマスク等を製造するための露光装置等にも具体化して
もよい。

【００９４】また、投影光学系３１は、縮小系のものの
みならず等倍系、拡大系のものを用いてもよいととも
に、屈折型のもののみならず反射型、反射屈折型のもの
を用いてもよい。

【００９５】これらのようにしても、前記各実施形態と
ほぼ同様の効果が得られる。次に、前記各実施形態及び
変更例からさらに把握できる技術的思想について、それ
らの効果とともに以下に記載する。

【００９６】（１） 前記制御手段（１８）は、前記減
衰率検出手段（６５）の検出結果を表示する表示手段
（６４）を備える。このようすれば、減衰率検出手段の
検出結果を、表示手段により表示することにより、露光
操作にかかわる作業員に露光装置の状態を把握させるこ
とができる。

【００９７】（２） 前記制御手段（１８）は、前記減
衰率検出手段（６５）の検出結果が所定の範囲を超えて
いるときには前記光源（１１）からの照明光（ＥＬ）の
出射を停止させる。

【００９８】このようにした場合、露光装置内部の光学
素子の汚染状態が著しく、これ以上露光操作等を続ける
ことが好ましくないと判断される状態を予め設定してお
く。そして、減衰率検出手段の検出結果がその設定され
た状態に達したときに光源からの照明光の出射を直ちに
停止させることができる。従って、好ましくない状態で
の実露光操作が継続されることを回避することができ
て、製品基板の歩留まりを向上させることができる。

【００９９】（３） 前記光学素子温度計測手段（６
１、６２、７１〜７７）は、前記光学素子（２０ａ〜２
０ｃ、２１〜２３、２６，２９，３２、３４）のうちで
前記照明光を反射する反射素子（２０ａ〜２０ｃ）の温
度を計測する。

【０１００】ここで、反射素子は、熱伝導性に優れた金
属性のコーティングをしたもので、しかも厚さが一定で
あることが多いため、温度分布が生じにくい。従って、
反射素子の汚染箇所が、例えばその一部だけであって
も、素子全体の温度分布が均質化し易いので、発熱量の
計測を容易に行うことができる。

【０１０１】（４） 前記制御手段（１８）は、前記露
光状態検出手段（６６）の検出結果が所定の範囲を超え
たときには前記光源（１１）からの照明光（ＥＬ）の出
射を停止させる。

【０１０２】このようにすれば、前記（２）に記載した
のとほぼ同様の効果を得ることができる。 （５） 前記基板（Ｗ）を保持する基板保持装置（ＷＳ
Ｔ）と、少なくとも前記基板（Ｗ）と前記基板保持装置
（ＷＳＴ）と前記投影光学系（３１）の一部とを収容す
る気密空間（１５）と、前記基板保持装置（ＷＳＴ）に
おける前記基板（Ｗ）との接触面の近傍の温度を計測す
る第１環境温度計測手段（７９）と、前記気密空間（１
５）内の温度を計測する第２環境温度計測手段（８０）
とを備え、前記制御手段（１８）は、前記各環境温度計
測手段（７９，８０）の少なくとも一方の計測結果に基
づいて、前記基板温度計測手段（７８）の計測結果を補
正する。

【０１０３】ここで、基板の温度の計測に際し、基板と
基板保持装置と投影光学系の一部とを収容する気密空間
の温度が均一でない場合が生じうる。この場合、基板と
前記気密空間内のガス又は基板保持装置との間の熱移動
が発生し、基板温度計測手段の計測結果だけでは、基板
の温度の正確な計測が困難になることが懸念されること
がある。これに対して、前記のように構成することで、
基板保持装置における前記基板との接触面の近傍の温度
と、前記基板が収容される気密空間内の温度との少なく
とも一方の計測結果に基づいて、基板温度計測手段の計
測結果を補正することで、基板の温度についてより正確
に計測することができる。

【０１０４】（６） 前記温度計測手段（６１〜６３）
は、前記物体（２０ａ、２０ｃ、３４，Ｗ）に対して非
接触状態に対向するように配置された感熱装置からな
る。このようにすれば、物体の温度計測に際し、物体の
温度分布や、温度計測手段と物体の接点への熱伝導にか
かわる応答遅れを問題とすることなく、その物体の温度
を正確に計測することができる。

【０１０５】（７） 前記温度計測手段（６１〜６３、
７８）は、前記物体（２０ａ、２０ｃ、３４，Ｗ）にお
ける温度分布を検出する温度分布検出手段を備える。こ
のようにすれば、光学素子における異物等の堆積が局部
的に生じ、物体に温度分布が存在する場合にも、その温
度分布を平均する等して物体全体としての熱量を正確に
把握することができる。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１、請求項
６、請求項７及び請求項８記載の発明によれば、製品基
板の歩留まりを向上できると共に、実露光操作を中断す
ることなく行うことができて露光装置のスループットを
向上させることができる。

【０１０７】請求項２記載の発明によれば、光学素子を
透過又は反射する照明光の光量を正確に把握することが
できる。請求項３記載の発明によれば、基板上への所望
の光量の照明光の供給を確保することができる。

【０１０８】請求項４記載の発明によれば、不良な製品
基板が製造されるのを未然に抑制できて、製品基板の歩
留まりを確実に向上させることができる。請求項５記載
の発明によれば、基板上のパターンの像の露光状態を正
確に把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の露光装置を示す概略
構成図。

【図２】同実施形態にかかる露光量制御装置のブロック
図。

【図３】本発明の第２の実施形態の露光装置を示す概略
構成図。

【符号の説明】

１１…光源としての露光光源、１２…露光装置としての
露光装置本体、１８…制御手段を構成する主制御系、２
０ａ…光学素子としての第１ミラー、２０ｂ…光学素子
としての第２ミラー、２０ｃ…光学素子としての第３ミ
ラー、２１…光学素子としてのフライアイレンズ、２２
…光学素子としてのリレーレンズ、２３…光学素子とし
てのコンデンサレンズ、２６，３４…光学素子としての
仕切り板、３１…投影光学系、３２…光学素子としての
レンズエレメント、６１，６２…光学素子温度計測手段
としての赤外線カメラ、６３…基板温度計測手段として
の赤外線カメラ、６５…減衰率検出手段を構成する減衰
率算出部、６６…露光状態検出手段を構成する照射光量
算出部、７１〜７７…光学素子温度計測手段としての温
度センサ、７８…基板温度計測手段としてのウエハ温度
センサ、ＥＬ…照明光としての露光光、Ｒ…マスクとし
てのレチクル、Ｗ…基板としてのウエハ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの照明光でマスク上に形成され
   たパターンを照明し、投影光学系を介して前記パターン
   の像を基板上に転写する際に、前記投影光学系の結像面
   上における前記照明光の露光量を制御する露光量制御装
   置において、 前記光源から前記基板までの間の光路上に配置された物
   体の温度を計測する温度計測手段と、 前記温度計測手段の計測結果に基づいて前記露光量を制
   御する制御手段とを設けたことを特徴とする露光量制御
   装置。
2. 【請求項２】 前記温度計測手段は前記光路上に配置さ
   れた光学素子の温度を計測する光学素子温度計測手段を
   含み、前記制御手段は前記光学素子温度計測手段の計測
   結果に基づいて前記光学素子における前記照明光の減衰
   率を検出する減衰率検出手段を備えたことを特徴とする
   請求項１に記載の露光量制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記減衰率検出手段の
   検出結果に応じて前記照明光の光量を調整することを特
   徴とする請求項２に記載の露光量制御装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記減衰率検出手段の
   検出結果が所定の範囲内を超えているときには、露光装
   置をその各光学素子の光洗浄が行われる光洗浄状態に切
   り換えることを特徴とする請求項２または請求項３に記
   載の露光量制御装置。
5. 【請求項５】 前記温度計測手段は前記基板の温度を計
   測する基板温度計測手段を含み、前記制御手段は前記基
   板温度計測手段の計測結果に基づいて前記基板上におけ
   る前記パターンの像の露光状態を検出する露光状態検出
   手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のう
   ちいずれか一項に記載の露光量制御装置。
6. 【請求項６】 光源からの所定の波長域の照明光でマス
   ク上に形成されたパターンを照明し、投影光学系を介し
   て前記パターンの像を基板上に転写する際に、前記投影
   光学系の結像面上における前記照明光の露光量を制御す
   る露光量制御方法において、 前記光源から前記基板までの間の光路上に配置された物
   体の温度を計測し、 その物体の計測結果に基づいて前記露光量を制御するこ
   とを特徴とする露光量制御方法。
7. 【請求項７】 光源からの所定の波長域の照明光でマス
   ク上に形成されたパターンを照明し、投影光学系を介し
   て前記パターンの像を基板上に転写する露光装置におい
   て、 請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の露光量
   制御装置を備えたことを特徴とする露光装置。
8. 【請求項８】 光源からの照明光でマスク上に形成され
   たパターンを照明し、投影光学系を介して前記パターン
   の像を基板上に転写する露光方法において、 前記光源から前記基板までの間の光路上に配置された物
   体の温度を計測し、 その物体の温度の計測結果に基づいて前記投影光学系の
   結像面における前記照明光の露光量を制御することを特
   徴とする露光方法。