JP2002353095A

JP2002353095A - 露光装置及び露光方法

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Publication number: JP2002353095A
Application number: JP2001152819A
Authority: JP
Inventors: Seiji Fujitsuka; 清治藤塚
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2001-05-22
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2002-12-06

Abstract

(57)【要約】【課題】チャンバ内の複数位置での温度を精度良く安
定して検出し、温度の誤検出に起因した露光不良を生じ
させない露光装置及び露光方法を提供する。【解決手段】露光装置は、チャンバ内に収容された露
光装置本体ＥＸと、マスクステージＭＳＴの位置を検出
するレーザ干渉計３９ａ，３９ｂの近傍に設けられた温
度検出部６１ａ，６１ｂと、基板ステージＰＳＴの位置
を検出するレーザ干渉計４３ａ，４３ｂの近傍に設けら
れた温度検出部６２ａ，６２ｂと、複数の温度検出部６
１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂのうち、少なくともいず
れか２つの温度検出部の検出結果の差を比較し複数の温
度検出部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂの動作状況を
検出する動作状況検出部ＣＯＮＴとを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスクと基板とを
用いてマスクのパターンを基板に露光する露光装置及び
露光方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶表示素子や半導体素子あ
るいは薄膜磁気ヘッド等を製造する際のフォトリソグラ
フィ工程においては種々の露光装置が用いられている
が、露光光（露光用照明光）でフォトマスクあるいはレ
チクル（以下、「マスク」と称する）を照明し、マスク
に形成されたパターンの像を表面にフォトレジスト等の
感光剤が塗布された感光性基板上に投影光学系を介して
投影露光する露光装置が一般的に使用されている。この
ような露光装置は、マスクのパターンを感光性基板に露
光する露光装置本体、露光装置本体に対してマスクをロ
ード・アンロードするマスク搬送系、露光装置本体に対
して感光性基板をロード・アンロードする基板搬送系、
露光装置本体や搬送系の動作制御を行う制御系など複数
の装置から構成されており、これらはチャンバ内に収容
されて空調系により空調されている。

【０００３】マスク及び感光性基板はマスクステージ及
び基板ステージのそれぞれに保持されるが、露光処理を
行うに際し、マスクを保持したマスクステージ及び感光
性基板を保持した基板ステージのそれぞれの位置は、レ
ーザ光を用いたレーザ干渉計によって光学的に検出され
る。そして、レーザ干渉計による位置検出結果に基づい
て、マスク及び感光性基板に対する位置合わせが行われ
た後、露光処理が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したレーザ干渉計
は、ステージのＸ方向の位置検出を行うＸレーザ干渉計
と、Ｙ方向の位置検出を行うＹレーザ干渉計とを有して
おり、マスクステージ及び基板ステージのそれぞれに設
けられているＸ移動鏡及びＹ移動鏡のそれぞれに向かっ
てレーザ光を照射して位置検出を行うが、各干渉計毎の
レーザ光の光路上の温度がそれぞれ異なっていたり、温
度変化が生じると、レーザ光の波長が変化して、各干渉
計のそれぞれでステージ位置の検出誤差が生じ、精度良
い位置検出を行うことができない。したがって、従来よ
り、チャンバの内部には、チャンバの内部の温度を測定
する温度検出部が複数設けられており、温度検出部の検
出結果に基づいて各干渉計から射出するレーザ光のそれ
ぞれの波長を補正し、温度に応じた適切な波長のレーザ
光を用いてステージの位置検出が行われている。

【０００５】しかしながら、複数の温度検出部のうち、
例えばいずれかの温度検出部が故障などの異常を生じて
いる場合、この異常な温度検出部の検出結果に基づいて
レーザ光の波長補正が行われてしまい、ステージの位置
検出を正しく行うことができなくなってしまう。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、チャンバ内の複数位置での温度を温度検出部を
用いて精度良く安定して検出し、温度の誤検出に起因し
た露光不良を生じさせない露光装置及び露光方法を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明は、実施の形態に示す図１〜図６に対応付けし
た以下の構成を採用している。本発明の露光装置（Ｓ）
は、マスク（Ｍ）のパターンを基板（Ｐ）に露光する露
光装置本体（ＥＸ）と、露光装置本体（ＥＸ）を収容す
るチャンバ（Ｃ）とを備える露光装置において、チャン
バ（Ｃ）の内部の温度を測定する複数の温度検出部（６
１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７１）と、複数の温度
検出部（６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７１）のう
ち、少なくともいずれか２つの温度検出部の検出結果の
差を比較し、複数の温度検出部（６１ａ，６１ｂ，６２
ａ，６２ｂ，７１）の動作状況を検出する動作状況検出
部（ＣＯＮＴ）とを備えることを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、複数の温度検出部のう
ち、例えばいずれかの温度検出部が故障など異常を生じ
ている場合でも、少なくともいずれか２つの温度検出部
の検出結果の差を比較することによって温度検出部の異
常を検出することができる。このように、複数の温度検
出部のうち、少なくともいずれか２つの温度検出部の検
出結果の差を比較することによって、複数の温度検出部
の動作状況を検出することができるので、温度検出部の
異常による制御の不具合の発生を抑制し、チャンバ内の
温度を正しく安定して測定することができる。したがっ
て、正しく検出された温度に基づいて露光処理に関する
制御を行うことができるので、温度の誤検出に起因した
露光不良を生じさせず、露光処理を精度良く行うことが
できる。

【０００９】本発明の露光方法は、チャンバ（Ｃ）内に
収容された露光装置本体（ＥＸ）を用いてマスク（Ｍ）
のパターンを基板（Ｐ）に露光する露光方法において、
チャンバ（Ｃ）内の内部空間を含む露光装置本体（Ｅ
Ｘ）近傍の複数の検出センサ（６１ａ，６１ｂ，６２
ａ，６２ｂ，７１）を用いて複数の所定位置での温度を
検出し、複数の所定位置での検出された検出温度の絶対
値及び変化量を記憶し、記憶した複数の検出センサ（６
１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７１）の状態を判断し
て、マスク（Ｍ）のパターンを基板（Ｐ）に露光するこ
とを特徴とする。

【００１０】本発明によれば、チャンバ内に収容された
露光装置本体近傍の複数の所定位置での温度を検出セン
サで検出し、検出された検出温度の絶対値及び変化量を
記憶することにより、この記憶した温度情報に基づいて
検出センサの状態を把握することができる。例えば、故
障など異常を生じている検出センサがあれば、この異常
な検出センサの検出温度の絶対値や変化量は他の検出セ
ンサと大きく異なるので、異常な検出センサを特定する
ことができる。そして、異常な検出センサの検出結果は
考慮せずに、正常な検出センサの検出温度に基づいて露
光処理に関する制御を行うことにより、温度の誤検出に
起因した露光不良を生じさせず、精度良い露光処理を行
うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の露光装置及び露光
方法について図面を参照しながら説明する。図１は本発
明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図、図２は露
光装置本体の概略斜視図である。

【００１２】図１，図２において、露光装置Ｓは、マス
クＭのパターンを感光性基板（基板）Ｐに露光する露光
装置本体ＥＸと、露光装置本体ＥＸを収容するチャンバ
Ｃ（図２では不図示）とを備えている。チャンバＣ内
は、不図示の空調系によって所定の雰囲気（温度・湿
度）に調整されている。露光装置本体ＥＸは、露光光で
マスクＭを照明する複数の照明系モジュール１０（１０
ａ〜１０ｅ）を備えた照明光学系ＩＬと、マスクＭを保
持するマスクステージＭＳＴと、各照明系モジュール１
０（１０ａ〜１０ｅ）に対応して配され、露光光によっ
て照明されるマスクＭのパターンの像を感光性基板Ｐ上
に転写する複数の投影光学系ＰＬ（ＰＬ１〜ＰＬ５）
と、感光性基板Ｐを保持する基板ステージＰＳＴと、レ
ーザ光を用いてマスクステージＭＳＴの位置を検出する
マスク側レーザ干渉計（マスクステージ位置検出部）３
９（３９ａ，３９ｂ）と、レーザ光を用いて基板ステー
ジＰＳＴの位置を検出する基板側レーザ干渉計（基板ス
テージ位置検出部）４３（４３ａ，４３ｂ）とを備えて
いる。本実施形態において、感光性基板Ｐは、ガラスプ
レートにレジスト（感光剤）を塗布したものである。

【００１３】ここで、以下の説明において、投影光学系
ＰＬの光軸方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直な方向でマ
スクＭ及び感光性基板Ｐの同期移動方向（走査方向）を
Ｘ方向とし、Ｚ方向及びＸ方向に直交する方向（非走査
方向）をＹ方向とする。

【００１４】図１に示すように、照明光学系ＩＬは、露
光用光源６と、光源６から射出された光束を集光する楕
円鏡６ａと、この楕円鏡６ａによって集光された光束の
うち露光に必要な波長の光束を反射し、その他の波長の
光束を透過させるダイクロイックミラー７と、ダイクロ
イックミラー７で反射した光束のうち更に露光に必要な
波長のみを通過させる波長選択フィルタ８と、波長選択
フィルタ８からの光束を複数本（本実施形態では５本）
に分岐して、反射ミラー１１を介して各照明系モジュー
ル１０ａ〜１０ｅに入射させるライトガイド９とを備え
ている。ここで、本実施形態における露光用光源６には
水銀ランプが用いられ、露光光としては、波長選択フィ
ルタ８により、露光に必要な波長であるｇ線（４３６ｎ
ｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）などが
用いられる。

【００１５】照明系モジュール１０は複数（本実施形態
では１０ａ〜１０ｅの５つ）配置されており（但し、図
１においては、便宜上照明系モジュール１０ａに対応す
るもののみ示している）、複数の照明系モジュール１０
ａ〜１０ｅのそれぞれから射出された露光光はマスクＭ
上の異なる小領域（照明領域）をそれぞれ照明する。

【００１６】各照明系モジュール１０ａ〜１０ｅは、照
明シャッタ１２と、リレーレンズ１３と、リレーレンズ
１３を通過した光束をほぼ均一な照度分布の光束に調整
して露光光に変換するフライアイインテグレータ１４
と、フライアイインテグレータ１４からの露光光を集光
してマスクＭを均一な照度で照明するコンデンサレンズ
１５とを備えている。本実施形態において、この照明系
モジュール１０ａと同じ構成の照明系モジュール１０ｂ
〜１０ｅが、Ｘ方向とＹ方向とに一定の間隔を持って配
置されている。そして、各照明系モジュール１０ａ〜１
０ｅからの光束は、マスクＭ上の異なる照明領域を照射
する構成となっている。

【００１７】照明シャッタ１２は、ライトガイド９の光
路下流側に、光束の光路に対して進退自在に配置されて
おり、光束の遮蔽・解除をする。照明シャッタ１２に
は、この照明シャッタ１２を光束の光路に対して進退移
動させるシャッタ駆動部１２Ｄが設けられており、制御
装置ＣＯＮＴによってその駆動を制御される。

【００１８】一方、各照明系モジュール１０ａ〜１０ｅ
には、光量調整機構１８が設けられている。この光量調
整機構１８は、光路毎に光束の照度を設定することによ
って、各光路の露光量を調整するものであって、ハーフ
ミラー１９と、ディテクタ２０と、フィルタ２１と、フ
ィルタ駆動部２１Ｄとを備えている。ハーフミラー１９
は、フィルタ２１とリレーレンズ１３との間の光路中に
配置され、フィルタ２１を透過した光束の一部をディテ
クタ２０へ入射する。ディテクタ２０のそれぞれは、常
時、入射した光束の照度を独立して検出し、検出した照
度信号を制御装置ＣＯＮＴへ出力する。

【００１９】フィルタ２１は、ガラス板２１ａ上にＣｒ
等ですだれ状にパターンニングされたものであって、透
過率がＹ方向に沿ってある範囲で線形に漸次変化するよ
うに形成されており、各光路中の照明シャッタ１２とハ
ーフミラー１９との間に配置されている。これらハーフ
ミラー１９、ディテクタ２０及びフィルタ２１は、複数
の光路毎にそれぞれ配設されている。フィルタ駆動部２
１Ｄは、制御装置ＣＯＮＴの指示に基づいてフィルタ２
１をＹ方向に沿って移動させる。このフィルタ２１をフ
ィルタ駆動部２１Ｄによって駆動することにより、各光
路毎の光量が調整される。

【００２０】光量調整機構１８を透過した光束は、リレ
ーレンズ１３を介してフライアイインテグレータ１４に
達する。フライアイインテグレータ１４の射出面側には
二次光源が形成され、フライアイインテグレータ１４か
らの露光光はコンデンサレンズ１５を介してマスクステ
ージＭＳＴに保持されているマスクＭの照明領域を均一
な照度で照射する。こうして、各照明系モジュール１０
ａ〜１０ｅのそれぞれを透過した露光光によりマスクＭ
は異なる照明領域のそれぞれを照明される。

【００２１】マスクＭを透過した露光光は、投影光学系
ＰＬ（ＰＬ１〜ＰＬ５）のそれぞれに入射する。投影光
学系ＰＬ１〜ＰＬ５のそれぞれは、マスクＭの照明範囲
に存在するパターンの像を感光性基板Ｐに結像し、感光
性基板Ｐの特定領域にパターンの像を投影露光するもの
であり、各照明系モジュール１０ａ〜１０ｅに対応して
配置されている。投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５と
投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４とは２列に千鳥状に配列され
ている。すなわち、千鳥状に配置されている投影光学系
ＰＬ１〜ＰＬ５のそれぞれは、隣合う投影光学系どうし
（例えば投影光学系ＰＬ１とＰＬ２、ＰＬ２とＰＬ３）
をＸ方向に所定量変位させて配置されている。投影光学
系ＰＬ１〜ＰＬ５のそれぞれを透過した露光光は、基板
ステージＰＳＴに保持されている感光性基板Ｐ上の異な
る投影領域にマスクＭの照明領域に対応したパターンの
像を結像する。照明領域のマスクＭのパターンは、所定
の結像特性を持って、レジストが塗布された感光性基板
Ｐ上に転写される。

【００２２】投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５のそれぞれは、
図３に示すように、像シフト機構２３と、二組の反射屈
折型光学系２４、２５と、視野絞り２６と倍率調整機構
２７とを備えている。マスクＭを透過した光束は、像シ
フト機構２３に入射する。像シフト機構２３は、例え
ば、２枚の平行平面板ガラスがそれぞれＹ軸周りもしく
はＸ軸周りに回転することで、マスクＭのパターンの像
をＸ方向もしくはＹ方向にシフトさせるものである。像
シフト機構２３を透過した光束は、１組目の反射屈折型
光学系２４に入射する。反射屈折型光学系２４は、マス
クＭのパターンの中間像を形成するものであって、直角
プリズム２８とレンズ２９と凹面鏡３０とを備えてい
る。直角プリズム２８は、Ｚ軸周りに回転自在となって
おり、マスクＭのパターンの像を回転させるようになっ
ている。この中間像位置には、視野絞り２６が配置され
ている。視野絞り２６は、感光性基板Ｐ上での投影領域
を設定するものである。視野絞り２６を透過した光束
は、２組目の反射屈折型光学系２５に入射する。反射屈
折型光学系２５は、反射屈折型光学系２４と同様に、直
角プリズム３１とレンズ３２と凹面鏡３３とを備えてい
る。また、直角プリズム３１も、Ｚ軸周りに回転自在と
なっており、マスクＭのパターンの像を回転させるよう
になっている。反射屈折型光学系２５から出射された光
束は、倍率調整機構２７を通り、感光性基板Ｐ上にマス
クＭのパターンの像を正立等倍で結像する。倍率調整機
構２７は、例えば、平凸レンズ、両凸レンズ、平凸レン
ズの３枚のレンズから構成され、平凸レンズと平凹レン
ズとの間に位置する両凸レンズをＺ軸方向に移動させる
ことにより、マスクＭのパターンの像の倍率を変化させ
るようになっている。

【００２３】図４は、感光性基板Ｐ上での投影光学系Ｐ
Ｌ１〜ＰＬ５の投影領域３４ａ〜３４ｅの平面図であ
る。各投影領域３４ａ〜３４ｅは、視野絞り２６によっ
て所定の形状に設定されるようになっており、本実施形
態においては台形形状を有している。投影領域３４ａ、
３４ｃ、３４ｅと投影領域３４ｂ、３４ｄとはＸ方向に
対向して配置されている。さらに、投影領域３４ａ〜３
４ｅは隣り合う投影領域の端部（境界部）どうし（３５
ａと３５ｂ、３５ｃと３５ｄ、３５ｅと３５ｆ、３５ｇ
と３５ｈ）が二点鎖線で示すように、Ｙ方向に重ね合わ
せるように並列配置され、Ｘ方向のイメージフィールド
の幅の総計がほぼ等しくなるように設定されている。す
なわち、Ｘ方向に走査露光したときの露光量が等しくな
るように設定されている。

【００２４】このように、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５の
それぞれによる投影領域３４ａ〜３４ｅが重ね合わせら
れる重ね合わせ部３６ａ〜３６ｄによって、重ね合わせ
部３６ａ〜３６ｄにおける光学収差の変化や照度変化が
滑らかになる。なお、本実施形態のイメージフィールド
３４ａ〜３４ｅの形状は、台形であるが、六角形や菱
形、あるいは平行四辺形であっても構わない。

【００２５】また、図１に示すように、基板ステージＰ
ＳＴ上には感光性基板Ｐの露光面とほぼ同じ高さにディ
テクタ４１が配設されている。ディテクタ４１は、感光
性基板Ｐ上の露光光の光量に関する情報（照度）を検出
するものであって、検出した検出信号を制御装置ＣＯＮ
Ｔへ出力する。ディテクタ４１は、感光性基板Ｐ上の各
投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５に対応する位置の露光光の照
射量を計測する照度センサであって、ＣＣＤセンサによ
って構成されている。ディテクタ４１は、基板ステージ
ＰＳＴ上にＹ方向に配設されたガイド軸（不図示）によ
って、感光性基板Ｐと同一平面の高さに設置されてお
り、ディテクタ駆動部によって走査方向（Ｘ方向）と直
交する方向（Ｙ方向）に移動可能に設けられている。デ
ィテクタ４１は、１回又は複数回の露光に先立ち、基板
ステージＰＳＴのＸ方向の移動と照度センサ駆動部によ
るＹ方向の移動とによって、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５
に対応する各投影領域３４ａ〜３４ｅ（図４参照）の下
で走査される。したがって、感光性基板Ｐ上の投影領域
３４ａ〜３４ｅ及びこれら各投影領域３４ａ〜３４ｅの
各境界部３５ａ〜３５ｈにおける露光光の光量に関する
情報はディテクタ４１によって２次元的に検出されるよ
うになっている。ディテクタ４１によって検出された露
光光の光量に関する情報は制御装置ＣＯＮＴに出力され
る。このとき、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージ駆動
部ＰＳＴＤ及びディテクタ駆動部の各駆動量によって、
ディテクタ４１の位置を検出可能となっている。

【００２６】マスクステージＭＳＴは、マスクＭを移動
可能に保持するものであって、一次元の走査露光を行う
べくＸ方向に長いストロークと、走査方向と直交するＹ
方向に所定距離のストロークとを有している。図１に示
すように、マスクステージＭＳＴには、このマスクステ
ージＭＳＴをＸ−Ｙ方向に駆動するマスクステージ駆動
部ＭＳＴＤが備えられている。このマスクステージ駆動
部ＭＳＴＤは、制御装置ＣＯＮＴによって制御されてい
る。

【００２７】図２に示すように、マスク側レーザ干渉計
（マスクステージ位置検出部）３９は、マスクステージ
ＭＳＴのＸ方向の位置を検出するＸレーザ干渉計３９ａ
と、マスクステージＭＳＴのＹ方向の位置を検出するＹ
レーザ干渉計３９ｂとを備えている。マスクステージＭ
ＳＴの＋Ｘ側の端縁には、Ｙ方向に延在するＸ移動鏡３
８ａが設けられている。一方、マスクステージＭＳＴの
−Ｙ側の端縁には、Ｘ移動鏡３８ａに直交するように、
Ｘ方向に延在するＹ移動鏡３８ｂが設けられている。Ｘ
移動鏡３８ａにはＸレーザー干渉計３９ａが対向して配
置されており、Ｙ移動鏡３８ｂにはＹレーザー干渉計３
９ｂが対向して配置されている。

【００２８】Ｘレーザ干渉計３９ａはＸ移動鏡３８ａに
レーザ光を照射する。Ｘ移動鏡３８ａに照射されたレー
ザ光の反射光は、Ｘレーザ干渉計３９ａ内部のディテク
タに受光される。Ｘレーザ干渉計３９ａは、Ｘ移動鏡３
８ａからの反射光に基づいて、内部の参照鏡の位置を基
準としてＸ移動鏡３８ａの位置、すなわちマスクステー
ジＭＳＴ（ひいてはマスクＭ）のＸ方向の位置を検出す
る。Ｙレーザ干渉計３９ｂはＹ移動鏡３８ｂにレーザ光
を照射する。Ｙ移動鏡３８ｂに照射されたレーザ光の反
射光は、Ｙレーザ干渉計３９ｂ内部のディテクタに受光
される。Ｙレーザ干渉計３９ｂは、ＸＹ動鏡３８ｂから
の反射光に基づいて、内部の参照鏡の位置を基準として
Ｙ移動鏡３８ｂの位置、すなわちマスクステージＭＳＴ
（ひいてはマスクＭ）のＹ方向の位置を検出する。レー
ザー干渉計３９ａ，３９ｂの検出結果は制御装置ＣＯＮ
Ｔに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、レーザー干渉計
３９ａ，３９ｂの検出結果に基づいて、マスクステージ
駆動部ＭＳＴＤを介してマスクステージＭＳＴを駆動
し、マスクＭの位置制御を行う。

【００２９】基板ステージＰＳＴは、感光性基板Ｐを移
動可能に保持するものであって、マスクステージＭＳＴ
と同様に、一次元の走査露光を行うべくＸ方向に長いス
トロークと、走査方向と直交するＹ方向にステップ移動
するための長いストロークとを有している。また、基板
ステージＰＳＴには、この基板ステージＰＳＴをＸ−Ｙ
方向、さらにＺ方向に駆動する基板ステージ駆動部ＰＳ
ＴＤが備えられている。この基板ステージ駆動部ＰＳＴ
Ｄは、制御装置ＣＯＮＴによって制御されている。

【００３０】図２に示すように、基板側レーザ干渉計
（基板ステージ位置検出部）４３は、基板ステージＰＳ
ＴのＸ方向の位置を検出するＸレーザ干渉計４３ａと、
基板ステージＰＳＴのＹ方向の位置を検出するＹレーザ
干渉計４３ｂとを備えている。基板ステージＰＳＴの＋
Ｘ側の端縁には、Ｙ方向に延在するＸ移動鏡４２ａが設
けられている。一方、基板ステージＰＳＴの＋Ｙ側の端
縁には、Ｘ移動鏡４２ａに直交するように、Ｘ方向に延
在するＹ移動鏡４２ｂが設けられている。Ｘ移動鏡４２
ａにはＸレーザー干渉計４３ａが対向して配置されてお
り、Ｙ移動鏡４２ｂにはＹレーザー干渉計４３ｂが対向
して配置されている。

【００３１】Ｘレーザ干渉計４３ａはＸ移動鏡４２ａに
レーザ光を照射する。Ｘ移動鏡４２ａに照射されたレー
ザ光の反射光は、Ｘレーザ干渉計４３ａ内部のディテク
タに受光される。Ｘレーザ干渉計４３ａは、Ｘ移動鏡４
２ａからの反射光に基づいて、内部の参照鏡の位置を基
準としてＸ移動鏡４２ａの位置、すなわち基板ステージ
ＰＳＴ（ひいては感光性基板Ｐ）のＸ方向の位置を検出
する。Ｙレーザ干渉計４３ｂはＹ移動鏡４２ｂにレーザ
光を照射する。Ｙ移動鏡４２ｂに照射されたレーザ光の
反射光は、Ｙレーザ干渉計４３ｂ内部のディテクタに受
光される。Ｙレーザ干渉計４３ｂは、Ｙ移動鏡４２ｂか
らの反射光に基づいて、内部の参照鏡の位置を基準とし
てＹ移動鏡４２ｂの位置、すなわち基板ステージＰＳＴ
（ひいては感光性基板Ｐ）のＹ方向の位置を検出する。
レーザー干渉計４３ａ，４３ｂの検出結果は制御装置Ｃ
ＯＮＴに出力される。

【００３２】さらに、基板ステージＰＳＴに保持された
感光性基板ＰのＺ方向の位置は、斜入射方式の焦点検出
系の１つである多点フォーカス位置検出系（不図示）に
よって検出される。多点フォーカス位置検出系の検出結
果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴ
は、レーザー干渉計４３ａ，４３ｂ及び多点フォーカス
位置検出系のそれぞれの検出結果に基づいて、基板ステ
ージ駆動部ＰＳＴＤを介して基板ステージＰＳＴを駆動
し、感光性基板Ｐの位置制御を行う。

【００３３】このように、制御装置ＣＯＮＴは、マスク
ステージ駆動部ＭＳＴＤ及び基板ステージ駆動部ＰＳＴ
Ｄを介して、マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰ
ＳＴのそれぞれを独立して移動可能となっている。そし
て、本実施形態において、マスクＭを保持したマスクス
テージＭＳＴと、感光性基板Ｐを保持した基板ステージ
ＰＳＴとは、投影光学系ＰＬに対して任意の走査速度
（同期移動速度）でＸ方向に同期移動するようになって
いる。

【００３４】図２に示すように、マスク側レーザ干渉計
３９ａ，３９ｂのそれぞれの近傍には、温度を測定する
温度検出部（検出センサ）６１ａ，６１ｂがそれぞれ設
けられている。このうち、温度検出部６１ａは、Ｘレー
ザ干渉計３９ａとＸ反射鏡３８ａとの間のレーザ光の光
路付近に設けられている。同様に、温度検出部６１ｂ
は、Ｙレーザ干渉計３９ｂとＹ反射鏡３８ｂとの間のレ
ーザ光の光路付近に設けられている。すなわち、温度検
出部６１ａ，６１ｂのそれぞれは、チャンバＣの内部の
うち、マスク側レーザ干渉計３９ａ，３９ｂのレーザ光
の光路上あるいは光路近傍の温度を測定可能となってい
る。温度検出部６１ａ，６１ｂのそれぞれの検出結果は
制御装置（動作状況検出部）ＣＯＮＴに出力される。

【００３５】基板側レーザ干渉計４３ａ，４３ｂのそれ
ぞれの近傍には、温度を測定する温度検出部（検出セン
サ）６２ａ，６２ｂがそれぞれ設けられている。このう
ち、温度検出部６２ａは、Ｘレーザ干渉計４３ａとＸ反
射鏡４２ａとの間のレーザ光の光路付近に設けられてい
る。同様に、温度検出部６２ｂは、Ｙレーザ干渉計４３
ｂとＹ反射鏡４２ｂとの間のレーザ光の光路付近に設け
られている。すなわち、温度検出部６２ａ，６２ｂのそ
れぞれは、チャンバＣの内部のうち、基板側レーザ干渉
計４３ａ，４３ｂのレーザ光の光路上あるいは光路近傍
の温度を測定可能となっている。温度検出部６２ａ，６
２ｂのそれぞれの検出結果は制御装置（動作状況検出
部）ＣＯＮＴに出力される。

【００３６】図１に示すように、チャンバＣの内部の所
定位置には、このチャンバＣの内部の温度を測定する温
度検出部（検出センサ）７１が設けられている。温度検
出部７１の検出結果も制御装置（動作状況検出部）ＣＯ
ＮＴに出力される。ここで、温度検出部７１は、チャン
バＣ内の内部空間のうち、チャンバＣの内壁近傍の温度
を測定する。更に、不図示であるが、チャンバＣ内の内
部空間を含む露光装置本体ＥＸ近傍の複数の所定位置に
も、この複数の所定位置のそれぞれの温度を検出する温
度検出部（検出センサ）がそれぞれ設けられている。こ
れら温度検出部のそれぞれの検出結果も制御装置（動作
状況検出部）ＣＯＮＴに出力される。

【００３７】チャンバＣの外部には、チャンバＣ内に設
けられている複数の温度検出部の検出結果に応じて所定
の表示を行う表示装置８０が設けられている。この表示
装置８０としては、ランプや液晶ディスプレイ、あるい
は警報機（音声発生装置）などによって構成可能であ
る。本実施形態において、表示装置８０は、温度検出部
の検出結果に応じて警報を発する警報機によって構成さ
れている。警報機（表示装置）８０は制御装置（動作状
況検出部）ＣＯＮＴの指示に基づいて動作する。

【００３８】次に、上述した構成を有する露光装置本体
ＥＸを用いて、マスクＭのパターンを感光性基板Ｐに露
光する方法について図５を参照しながら説明する。露光
処理を行うに際し、制御装置ＣＯＮＴは、空調系によっ
てチャンバＣ内を所定の温度に調整する。チャンバＣ内
の複数の所定位置に設けられている温度検出部６１，６
２，７１が、それぞれの所定位置における温度を検出す
る（ステップＳ１）。温度検出部６１，６２，７１のそ
れぞれの検出結果は制御装置（動作状況検出部）ＣＯＮ
Ｔに出力される。

【００３９】制御装置ＣＯＮＴは、マスク側Ｘレーザ干
渉計３９ａに設けられている温度検出部６１ａの検出温
度の絶対値Ｔ_ma、マスク側Ｙレーザ干渉計３９ｂに設け
られている温度検出部６１ｂの検出温度の絶対値Ｔ_mb、
基板側Ｘレーザ干渉計４３ａに設けられている温度検出
部６２ａの検出温度の絶対値Ｔ_pa、基板側Ｙレーザ干渉
計４３ｂに設けられている温度検出部６２ｂの検出温度
の絶対値Ｔ_pb、チャンバＣの内壁近傍に設けられている
温度検出部７１の検出温度の絶対値Ｔ_cをそれぞれ求
め、記憶する。更に、制御装置ＣＯＮＴは、各温度検出
部６１，６２，７１のそれぞれからの検出結果をモニタ
し、各温度検出部６１，６２，７１のそれぞれの検出温
度の単位時間当たりの変化量を記憶する（ステップＳ
２）。

【００４０】制御装置（動作状況検出部）ＣＯＮＴは、
複数の温度検出部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７
１のうち、いずれか２つの温度検出部の検出温度の差を
比較する（ステップＳ３）。例えば、チャンバＣの内壁
近傍の温度検出部７１の検出温度Ｔ_cを基準として、｜
Ｔ_ma−Ｔ_c｜、｜Ｔ_mb−Ｔ_c｜、｜Ｔ_pa−Ｔ_c｜、｜Ｔ_pb
−Ｔ_c｜を求め、それぞれを比較する。

【００４１】制御装置（動作状況検出部）ＣＯＮＴは、
比較した結果に基づいて、複数の温度検出部の動作状況
を検出し、異常な温度検出部があるかどうかを判別す
る。つまり、チャンバＣの内部は空調系によってほぼ均
一な温度に設定されている。したがって、温度検出部６
１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７１のそれぞれの検出
温度はほぼ同じ値になるはずであるが、複数の温度検出
部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７１のうち、いず
れかの温度検出部が故障など異常を生じていたら、｜Ｔ
_ma−Ｔ_c｜、｜Ｔ_mb−Ｔ_c｜、｜Ｔ_pa−Ｔ_c｜、｜Ｔ_pb−
Ｔ_c｜のうち、いずれかの値が他の値と大きく異なる。
例えば、温度検出部６１ａが異常であったら、｜Ｔ_ma−
Ｔ_c｜の値が、｜Ｔ_mb−Ｔ_c｜、｜Ｔ_pa−Ｔ_c｜、｜Ｔ_pb
−Ｔ_c｜に比べて大きく異なる。このように、複数の温
度検出部のうち、いずれか２つの温度検出部の検出結果
の差を比較することによって、温度検出部が異常である
かどうかといった温度検出部の動作状況を検出すること
ができる。

【００４２】このとき、具体的には、制御装置ＣＯＮＴ
は、｜Ｔ_ma−Ｔ_c｜、｜Ｔ_mb−Ｔ_c｜、｜Ｔ_pa−Ｔ_c｜、
｜Ｔ_pb−Ｔ_c｜のそれぞれが予め設定されている設定値
ｙ１を越えているかどうかを判別する（ステップＳ
４）。ステップＳ４において、上記それぞれの差の値が
設定値ｙ１を越えていないと判断した場合、つまり、｜Ｔ_ma−Ｔ_c｜≦ｙ１、且つ、｜Ｔ_mb−Ｔ_c｜≦ｙ１、且つ、｜Ｔ_pa−Ｔ_c｜≦ｙ１、且つ、｜Ｔ_pb−Ｔ_c｜≦ｙ１であると判断した場合、制御装置ＣＯＮＴは、温度検出
部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７１のそれぞれが
正常に動作していると判断する（ステップＳ５）。

【００４３】温度検出部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２
ｂ，７１のそれぞれの動作状況を検出し、温度検出部６
１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７１のそれぞれが正常
に動作していると判断したら、制御装置ＣＯＮＴは、温
度検出部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７１のそれ
ぞれでの検出温度が許容値Ｔ_rであるかどうかを判断す
る（ステップＳ６）。この許容値Ｔ_rとは、レーザ干渉
計３９ａ，３９ｂ及びレーザ干渉計４３ａ，４３ｂを用
いて、マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴの
それぞれの位置検出を精度良く行うことができる温度
（温度範囲）である。すなわち、レーザ光の波長は温度
によって変化するため、レーザ干渉計３９ａ，３９ｂ，
４３ａ，４３ｂのレーザ光の光路上の温度がそれぞれ異
なっていると、各干渉計でのステージ位置の計測誤差が
生じる場合があるが、この許容値Ｔ_rは、ステージ位置
の計測誤差を生じさせない程度の温度（温度範囲）、あ
るいは計測誤差が許容範囲内となる温度（温度範囲）で
ある。また、このとき、温度検出部６１ａ，６１ｂ，６
２ａ，６２ｂ，７１のそれぞれの検出温度によって、チ
ャンバＣ内の温度（温度分布）が所望のものであるかど
うかも検出される。

【００４４】ステップＳ６において、温度検出部６１
ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂのそれぞれの検出温度が許
容値Ｔ_rであると判断した場合、制御装置ＣＯＮＴは、
チャンバＣの内部空間を含む露光装置本体ＥＸ近傍の温
度（温度分布）が所望のものであると判断し、レーザ干
渉計３９ａ，３９ｂ及びレーザ干渉計４３ａ，４３ｂを
用いて、マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴ
のそれぞれの位置検出を行う（ステップＳ７）。マスク
ステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴは、レーザ干渉
計３９ａ，３９ｂ及びレーザ干渉計４３ａ，４３ｂのそ
れぞれの検出結果に基づいて位置合わせされる（ステッ
プＳ８）。そして、制御装置ＣＯＮＴは、マスクステー
ジＭＳＴに保持されたマスクＭを照明光学系ＩＬにより
露光光で照明し、マスクＭに形成されているパターンの
像を投影光学系ＰＬを介して基板ステージＰＳＴに保持
されている感光性基板Ｐに転写する（ステップＳ９）。

【００４５】一方、ステップＳ６において、温度検出部
６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂのうち少なくとも１つ
の検出温度が許容値Ｔ_rでないと判断した場合、制御装
置ＣＯＮＴは、レーザ光路のそれぞれの温度が等しくな
るように、すなわち、レーザ光路のそれぞれの温度が許
容値Ｔ_rになるように空調系を制御する（ステップＳ１
０）。例えば、温度検出部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６
２ｂのうち、温度検出部６１ａの検出温度が高いようで
あれば、温度検出部６１ａが設けられているＸレーザ干
渉計３９ａのレーザ光の光路上の温度を下げるように空
調系を調整する。そして、各温度検出部６１ａ，６１
ｂ，６２ａ，６２ｂのそれぞれの検出温度が許容値Ｔ_r
になったら、制御装置ＣＯＮＴはマスク側レーザ干渉計
３９及び基板側レーザ干渉計４３を用いて、マスクステ
ージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴのそれぞれの位置検
出を行う。こうすることにより、レーザ干渉計のそれぞ
れのレーザ光路上の温度が等しい状態で精度良いステー
ジ位置検出を行うことができる。そして、この位置検出
結果に基づいて、マスクステージＭＳＴ及び基板ステー
ジＰＳＴのそれぞれの位置制御を行った後、マスクステ
ージＭＳＴに保持されているマスクＭを照明光学系ＩＬ
により露光光で照明し、マスクＭに形成されたパターン
の像を投影光学系ＰＬを介して基板ステージＰＳＴに保
持されている感光性基板Ｐに転写する。

【００４６】あるいは、ステップＳ６において、温度検
出部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂのうち少なくとも
１つの検出温度が許容値Ｔ_rでないと判断した場合、制
御装置ＣＯＮＴは、温度検出部６１ａ，６１ｂ，６２
ａ，６２ｂの検出温度に応じてレーザ干渉計３９ａ，３
９ｂ，４３ａ，４３ｂのそれぞれのレーザ光の波長を調
整する（ステップＳ１０’）。すなわち、レーザ光の波
長は温度よって変化するため、温度に応じてレーザ光の
波長を補正することにより、レーザ干渉計で計測した干
渉計から移動鏡までの距離と、真の値（真の距離）とを
一致させることができる。そして、補正した波長を有す
るレーザ光を用いてレーザ干渉計がステージ位置を計測
する。

【００４７】あるいは、ステップＳ６において、温度検
出部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂのうち少なくとも
１つの検出温度が許容値Ｔ_rでないと判断した場合、制
御装置ＣＯＮＴは、許容値Ｔ_rで最適化されている波長
を有するレーザ光を用いてレーザ干渉計によりステージ
位置検出を行った後、得られたステージ位置情報を検出
温度に基づいて補正してもよい。すなわち、レーザ光波
長と温度との関係を予め求めておき、検出温度が許容値
Ｔ_rと異なるようであれば、レーザ光波長をそのままに
してステージ位置検出を行った後、前記予め求めておい
た関係に基づいて、レーザ光を用いて検出したステージ
位置を補正してもよい。つまり、レーザ干渉計を用いて
ステージ位置検出を行った後、前記求めておいた関係に
基づいて、温度差による測定誤差の分だけステージを微
動させる。なお、前記関係は、予め実験によって求めて
おくことができるし、シミュレーション（数値計算）に
よって求めておくことも可能である。このように、温度
検出部の検出結果に基づいたレーザ光の波長補正を行う
代わりに、温度検出部の検出結果に基づいてステージの
位置を求め、この求めた結果と前記関係とに基づいて真
のステージ位置を求めるようにしてもよい。

【００４８】このように、複数の温度検出部６１ａ，６
１ｂ，６２ａ，６２ｂでの検出温度が許容値Ｔ_rである
かを判断し、判断結果に基づいて、マスク側レーザ干渉
計３９と基板側レーザ干渉計４３とでの位置情報の温度
補正を行うことによっても、レーザ光を用いたレーザ干
渉計によるステージ位置検出を精度良く行うことができ
る。なお、レーザ光の波長を調整する場合、レーザ光波
長と温度との関係を予め求めておき、前記関係に基づい
て、検出温度に応じた最適なレーザ光波長が選択され
る。

【００４９】一方、ステップＳ４において、温度検出部
の検出結果の差のうち、大きく異なる値が存在する場
合、すなわち、レーザ光路上の温度とチャンバＣの内壁
近傍の温度とのそれぞれの差の値のうち、少なくとも１
つが設定値ｙ１を越えている判断した場合、つまり、｜Ｔ_ma−Ｔ_c｜＞ｙ１、又は、｜Ｔ_mb−Ｔ_c｜＞ｙ１、又は、｜Ｔ_pa−Ｔ_c｜＞ｙ１、又は、｜Ｔ_pb−Ｔ_c｜＞ｙ１であると判断した場合、制御装置ＣＯＮＴは、温度検出
部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７１のうち、設定
値ｙ１を越える検出温度を出力した温度検出部が異常に
動作していると判断する（ステップＳ１１）。例えば、
｜Ｔ_ma−Ｔ_c｜＞ｙ１である場合（あるいは、｜Ｔ_ma−
Ｔ_c｜が、｜Ｔ_mb−Ｔ_c｜，｜Ｔ_pa−Ｔ_c｜，｜Ｔ_pb−Ｔ_c
｜と大きく異なる場合）、制御装置ＣＯＮＴは温度検出
部６１ａが異常であると判断する。

【００５０】制御装置ＣＯＮＴは、複数の温度検出部６
１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂのうち、異常が確認され
た温度検出部の動作を停止する（ステップＳ１２）。そ
して、制御装置ＣＯＮＴは、異常が確認された温度検出
部を用いずに、レーザ光路上の温度を検出し、ステップ
Ｓ６以降の処理を行う。

【００５１】以上説明したように、複数の温度検出部６
１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７１のうち、いずれか
の温度検出部が故障など異常を生じている場合でも、少
なくともいずれか２つの温度検出部の検出結果の差を比
較することによって温度検出部の異常を検出することが
できる。このように、複数の温度検出部６１ａ，６１
ｂ，６２ａ，６２ｂ，７１のうち、少なくともいずれか
２つの温度検出部の検出結果の差を比較することによっ
て、複数の温度検出部の動作状況を検出することができ
るので、温度検出部の異常による制御の不具合の発生を
抑制し、チャンバＣ内の温度を正しく安定して測定する
ことができる。したがって、正しく検出された温度に基
づいて露光処理に関する制御を行うことができるので、
温度の誤検出に起因した露光不良を生じさせず、露光処
理を精度良く行うことができる。更に、複数の温度検出
部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７１を設けたこと
によって、チャンバ内の温度及び温度分布を検出するこ
とができる。なお、所定位置の温度の計測には、より近
くに位置する温度検出部の温度を用いてもよいし、温度
分布より推測される温度を用いてもよい。

【００５２】温度検出部６１ａ，６１ｂ及び温度検出部
６２ａ，６２ｂのそれぞれはマスク側レーザ干渉計３９
ａ，３９ｂ及び基板側レーザ干渉計４３ａ，４３ｂのレ
ーザ光の光路付近に設けられているので、温度によって
波長が変化するレーザ光路上の温度を検出することがで
きる。したがって、レーザ光を用いたステージ位置検出
をする際に、この検出温度に基づいてレーザ光波長補正
などの制御を行うことができるので、最適な環境下でレ
ーザ光照射を行うことができ、精度良いステージ位置検
出を行うことができる。

【００５３】複数の温度検出部のうち異常が確認された
温度検出部の動作を停止することにより、この異常な温
度検出部の検出温度に基づいた露光処理に関する制御を
行ってしまう恐れが抑えられるので、温度検出部の異常
による制御の不具合の発生を抑制し、チャンバＣ内の温
度を更に正しく安定して測定することができる。

【００５４】ところで、ステップＳ６において、温度検
出部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７１のそれぞれ
の検出温度に対する許容値はいずれもＴ_rであるが、測
定する部位毎に異なった値に定めてもよい。すなわち、
要求されるステージ位置検出精度に応じて、例えば基板
側温度検出部６２ａ，６２ｂの検出温度の許容値をマス
ク側温度検出部６１ａ，６１ｂの検出温度の許容値より
厳しくしたり、あるいは、製造ロット毎や露光するレイ
ヤ毎に許容値を異ならせて設定することができる。

【００５５】上記実施形態において、マスクステージＭ
ＳＴのＸレーザ干渉計３９ａのレーザ光の光路上とＹレ
ーザ干渉計３９ｂのレーザ光の光路上との温度差を検出
し、この検出結果に基づいて、温度検出部６１ａ，６１
ｂの異常を検出したり、前記温度差が所定値以下になる
ように空調制御したり、レーザ光の波長調整をすること
ができる。こうすることにより、マスクステージＭＳＴ
のＸ方向とＹ方向との位置検出を同じ精度で行うことが
できる。同様に、基板ステージＰＳＴのＸレーザ干渉計
４３ａのレーザ光の光路上とＹレーザ干渉計４３ｂのレ
ーザ光の光路上との温度差のみを検出し、この検出結果
に基づいて、温度検出部６２ａ，６２ｂの異常を検出し
たり、前記温度差が所定値以下になるように空調制御し
たり、レーザ光の波長調整をすることができる。

【００５６】ステップＳ６において、温度検出部６１
ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂのうち少なくとも１つの検
出温度が許容値Ｔ_rでないと判断した場合、制御装置Ｃ
ＯＮＴは、チャンバＣの外部に設けられている警報機８
０を作動させてもよい。この場合、チャンバＣの外部に
いるオペレータは、警報機８０の警報によって、チャン
バＣ内の温度（温度分布）が異常であることを認識する
ことができる。オペレータは、チャンバＣ内の温度（温
度分布）が異常であることを認識したら、各レーザ干渉
計３９ａ，３９ｂ，４３ａ，４３ｂのそれぞれに設けら
れている温度検出部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂの
検出温度を確認し、レーザ光路上を含むチャンバＣの内
部が所望の温度（温度分布）になるように、手動で空調
系を調整することができる。

【００５７】なお、レーザ干渉計によるステージ位置検
出時のみに温度検出を行わず、露光処理中においても常
時、温度検出及び温度変化量を求めておく。そして、チ
ャンバＣ内の温度や温度分布あるいは温度変化量が異常
値を示したら、ただちに露光処理を停止するようにして
もよい。つまり、複数の温度検出部を設けたことによっ
てチャンバＣ内の温度分布を測定できるので、例えば、
大きな温度分布がある場合は、微細なパターンや精度良
いレイヤの重ね合わせを行うことができないため、大き
な温度分布を測定したらその段階で露光処理を停止する
ことができ、不良な基板（デバイス）を製造する恐れを
低減することができる。このとき、制御装置ＣＯＮＴは
異常を検出したら警報機８０を作動することにより、オ
ペレータはチャンバＣ内が異常温度であることを認識で
き、適当な処置を施すことができる。

【００５８】上記実施形態において、レーザ干渉計の温
度検出部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂのそれぞれの
検出温度と、基準温度としてのチャンバ温度Ｔ_cとの差
を求め、この差が所定値ｙ１を越えているかどうかによ
って温度検出部の異常を検出し、次いで、正常と判断し
た温度検出部の検出温度と許容値Ｔ_rとを比較している
が、許容値Ｔ_rと比較せず、ステップＳ４において所定
値ｙ１を越えなかった段階でレーザ光の光路上を含むチ
ャンバＣ内の温度が許容値であると判断し、ただちにス
テージ位置検出動作を行ってもよい。一方、許容値Ｔ_r
と比較することにより、チャンバ内の温度分布を均一に
するような空調制御や、レーザ光の波長制御を高精度に
行うことができ、更に精度良いステージ位置計測を行う
ことができる。

【００５９】上記実施形態においては、温度検出部の異
常を検出する際、チャンバＣの内壁近傍に設けられてい
る温度検出部７１の検出温度Ｔ_cを基準としてこの検出
温度Ｔ_cと、レーザ干渉計のレーザ光の光路付近に設け
られている温度検出部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ
のそれぞれとの差が所定値ｙ１を越えているかどうかを
求め、この結果に基づいて温度検出部の異常を検出して
いるが、温度検出部７１の検出温度Ｔ_cを基準とせず
に、温度検出部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂの検出
温度Ｔ_pa，Ｔ_pb，Ｔ_ma，Ｔ_mbのうちの任意の検出温度を
基準としてもよい。すなわち、複数の温度検出部のう
ち、少なくともいずれか２つの温度検出部の検出結果の
差を求めればよい。

【００６０】あるいは、予め基準値（基準温度）Ｔ_aを
設定しておき、この基準値Ｔ_aと、各温度検出部６１
ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７１の検出温度Ｔ_pa，Ｔ
_pb，Ｔ_ma，Ｔ_mb，Ｔ_cのそれぞれとの差を求め、この差
が所定値ｙ２を越えているかどうかによって、温度検出
部の異常を求めるようにしてもよい。この基準温度Ｔ_a
はチャンバ温度Ｔ_cに基づいて設定された値、あるい
は、レーザ干渉計が所定の精度でステージ位置計測でき
る値（設計値）であって、レーザ干渉計３９ａ，３９ｂ
及びレーザ干渉計４３ａ，４３ｂを用いてマスクステー
ジＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴのそれぞれの位置検出
を精度良く行うことができる温度である。すなわち、制
御装置ＣＯＮＴは、｜Ｔ_ma−Ｔ_a｜、｜Ｔ_mb−Ｔ_a｜、｜
Ｔ_pa−Ｔ_a｜、｜Ｔ_pb−Ｔ_a｜のそれぞれを求め、これら
の差の値のうち、所定値ｙ２を越える値となる検出温度
を検出した温度検出部を異常であると判断する。例え
ば、｜Ｔ_ma−Ｔ_a｜＞ｙ２である場合、制御装置ＣＯＮ
Ｔは、温度検出部６１ａを異常であると判断する。そし
て、温度検出部の異常を検出したら、制御装置ＣＯＮＴ
は警報機８０を作動し、オペレータに温度検出部の異常
発生を知らせることができる。

【００６１】あるいは、温度検出部の異常を検出する
際、制御装置ＣＯＮＴは、温度検出部６１ａ，６１ｂ，
６２ａ，６２ｂの検出温度Ｔ_ma，Ｔ_mb，Ｔ_pa，Ｔ_pbをそ
れぞれ比較し、これら４つの検出結果Ｔ_ma，Ｔ_mb，
Ｔ_pa，Ｔ_pbのうちの最大値と最小値との差を求め、この
差が、予め設定されている設定値ｙ３を越えているかど
うかを判断するようにしてもよい。そして、前記求めた
差が、設定値ｙ３を越えていない場合、つまり、 max(Ｔ_ma，Ｔ_mb，Ｔ_pa，Ｔ_pb)−min(Ｔ_ma，Ｔ_mb，
Ｔ_pa，Ｔ_pb)≦ｙ３である場合、制御装置ＣＯＮＴは、チャンバＣ内の温度
（温度分布）が所望のものであり、レーザ干渉計３９
ａ，３９ｂ及びレーザ干渉計４３ａ，４３ｂを用いて、
マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴのそれぞ
れの位置検出を精度良く行うことができると判断する。
したがって、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計３９
ａ，３９ｂ及びレーザ干渉計４３ａ，４３ｂを用いて、
マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴのそれぞ
れの位置検出を行う。一方、前記求めた差が、設定値ｙ
３を越えている場合、つまり、 max(Ｔ_ma，Ｔ_mb，Ｔ_pa，Ｔ_pb)−min(Ｔ_ma，Ｔ_mb，
Ｔ_pa，Ｔ_pb)＞ｙ３である場合、制御装置ＣＯＮＴは、温度検出部に異常が
生じていると判断する。温度検出部に異常が生じている
と判断した際、制御装置ＣＯＮＴはチャンバＣの外部に
設けられている警報機８０を作動させる。この場合、チ
ャンバＣの外部にいるオペレータは、警報機８０の警報
によって、チャンバＣ内の温度（温度分布）が異常であ
るか、あるいは温度検出部に異常が生じているかを認識
することができる。オペレータは、チャンバＣ内の温度
（温度分布）あるいは温度検出部に異常が生じているこ
とを認識したら、各レーザ干渉計３９ａ，３９ｂ，４３
ａ，４３ｂのそれぞれに設けられている温度検出部６１
ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂの検出温度を確認し、レー
ザ光路上を含むチャンバＣの内部が所望の温度（温度分
布）になるように、すなわち、レーザ光路のそれぞれの
温度が等しくするように、空調系を調整するなど、所定
の処置を行うことができる。このように、複数の温度検
出部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７１によって、
チャンバ内の温度分布や温度検出部の異常を検出するこ
とができる。

【００６２】温度検出部の異常を検出する際、制御装置
ＣＯＮＴは、温度検出部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２
ｂ，７１のそれぞれの検出結果を所定時間モニタし、こ
の温度検出部のそれぞれの検出結果の単位時間当たりの
変化量が所定値を越えているかどうかを判断することに
よって、異常な温度検出部を特定することができる。す
なわち、チャンバＣの内部は空調系によって空調制御さ
れているので、検出温度の単位時間当たりの変化量は大
きく変化しない。したがって、検出温度の単位時間当た
りの変化量が大きい温度検出部は異常であると判断でき
る。あるいは、制御装置ＣＯＮＴは、温度検出部のそれ
ぞれの検出温度の単位時間当たりの変化量に基づいて温
度検出部の異常を判断せずに、複数の温度検出部の検出
温度の変化量のそれぞれを比較し、複数の温度検出部の
うち異常な検出温度変化量を示す温度検出部を異常と判
断できる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、異常であると
判断した温度検出部の動作を停止することができる。な
お、複数の温度検出部の全ての検出温度の変化量が異常
である場合は、チャンバＣの内部の温度（温度変化）が
異常であると判断することができる。

【００６３】上記実施形態において、温度検出部６１
ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂはレーザ干渉計毎にそれぞ
れ１つずつ設けられているが、例えば、レーザ光の光路
上のうち、レーザ干渉計近傍と移動鏡近傍とのそれぞれ
に温度検出部を設けるなど、レーザ干渉計毎に複数個ず
つ設けることもできる。

【００６４】レーザ光の波長は温度によって変化するた
め、上記実施形態において、温度検出部を用いてレーザ
干渉計のそれぞれのレーザ光の光路の温度を検出し、こ
の検出結果に基づいてレーザ干渉計を調整しているが、
レーザ光の波長は圧力（気圧）によっても変化するた
め、圧力検出装置をレーザ干渉計の近傍に設け、それぞ
れのレーザ光の光路近傍の圧力を検出し、この検出結果
に基づいてレーザ干渉計を調整するようにしてもよい。

【００６５】なお、上記実施形態において、温度検出部
の異常を表示する表示装置８０は警報を発する警報機で
あるが、表示装置８０を、複数の温度検出部のそれぞれ
に対応させたランプによって構成することもできる。こ
の場合、制御装置ＣＯＮＴは、異常であると判断した温
度検出部に対応するランプを点灯する。オペレータは、
点灯したランプによって、複数の温度検出部のうち異常
を生じた温度検出部を素早く特定することができる。

【００６６】上記実施形態の露光装置本体ＥＸとして、
マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターン
を露光する走査型の露光装置の他に、マスクＭと基板Ｐ
とを静止した状態でマスクＭのパターンを露光し、基板
Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピー
ト型の露光装置に適用することもできる。

【００６７】露光装置本体ＥＸの用途としては角型のガ
ラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用
の露光装置に限定されることなく、例えば、半導体製造
用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光
装置にも広く適当できる。

【００６８】本実施形態の露光装置本体ＥＸの光源１
は、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線
（３６５ｎｍ）のみならず、ＫｒＦエキシマレーザ（２
４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ
₂レーザ（１５７ｎｍ）を用いることもできる。

【００６９】投影光学系ＰＬの倍率は、等倍系のみなら
ず縮小系および拡大系のいずれでもよい。

【００７０】投影光学系ＰＬとしては、エキシマレーザ
などの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石な
どの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ₂レーザやＸ線
を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にす
る。

【００７１】基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳ
Ｔにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用
いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス
力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、
ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいい
し、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。

【００７２】ステージの駆動装置として平面モ−タを用
いる場合、磁石ユニット（永久磁石）と電機子ユニット
のいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電
機子ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に
設ければよい。

【００７３】基板ステージＰＳＴの移動により発生する
反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されてい
るように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に
逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露
光装置においても適用可能である。

【００７４】マスクステージＭＳＴの移動により発生す
る反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されて
いるように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）
に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた
露光装置においても適用可能である。

【００７５】以上のように、本願実施形態の露光装置
は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む
各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、
光学的精度を保つように、組み立てることで製造され
る。これら各種精度を確保するために、この組み立ての
前後には、各種光学系については光学的精度を達成する
ための調整、各種機械系については機械的精度を達成す
るための調整、各種電気系については電気的精度を達成
するための調整が行われる。各種サブシステムから露光
装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機
械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等
が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組
み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程
があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光
装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行わ
れ、露光装置全体としての各種精度が確保される。な
お、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理さ
れたクリーンルームで行うことが望ましい。

【００７６】半導体デバイスは、図６に示すように、デ
バイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設
計ステップに基づいたマスクを製作するステップ２０
２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０
３、前述した実施形態の露光装置によりマスクのパター
ンを基板に露光する基板処理ステップ２０４、デバイス
組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工
程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０
６等を経て製造される。

【００７７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、複数の
温度検出部のうち、例えばいずれかの温度検出部が故障
など異常を生じている場合でも、少なくともいずれか２
つの温度検出部の検出結果の差を比較することによって
温度検出部の異常を検出することができる。このよう
に、複数の温度検出部のうち、少なくともいずれか２つ
の温度検出部の検出結果の差を比較することによって、
複数の温度検出部の動作状況を検出することができるの
で、温度検出部の異常による制御の不具合の発生を抑制
し、チャンバ内の温度を正しく安定して測定することが
できる。したがって、正しく検出された温度に基づいて
露光処理に関する制御を行うことができるので、温度の
誤検出に起因した露光不良を生じさせず、露光処理を精
度良く行うことができる。

【００７８】請求項２に記載の発明によれば、温度検出
部は、レーザ光を用いたマスクステージ位置検出部及び
基板ステージ位置検出部の近傍に設けられているので、
温度によって波長の変化するレーザ光を用いてステージ
位置検出を行う際、温度検出部の検出結果に基づいて最
適な環境下に制御してレーザ照射を行うことができる。
したがって、精度良いステージ位置検出を行うことがで
き、精度良い露光処理を行うことができる。

【００７９】請求項３に記載の発明によれば、検出温度
に基づいてマスクステージ位置検出部及び基板ステージ
位置検出部の位置情報の温度補正を行うことによって、
温度が変化した場合であっても、精度良いステージ位置
検出ができる。

【００８０】請求項４に記載の発明によれば、温度によ
って波長が変化するレーザ光の光路近傍の温度を検出す
ることによって、最適な環境下でレーザ光照射を行うこ
とができ、精度良いステージ位置検出を行うことができ
る。

【００８１】請求項５に記載の発明によれば、複数の温
度検出部のうち異常が確認された温度検出部の動作を停
止することにより、この異常な温度検出部の検出温度に
基づいた露光処理に関する制御を行ってしまう恐れが抑
えられるので、温度検出部の異常による制御の不具合の
発生を抑制し、チャンバ内の温度を更に正しく安定して
測定でき、精度良いステージ位置検出を行うことができ
る。

【００８２】請求項６に記載の発明によれば、温度検出
部での測定温度の許容値は、予め測定する部位毎に定め
られているので、要求される露光精度・位置検出精度に
応じて効率良い処理を行うことができる。

【００８３】請求項７に記載の発明によれば、チャンバ
内に収容された露光装置本体近傍の複数の所定位置での
温度を検出センサで検出し、検出された検出温度の絶対
値及び変化量を記憶することにより、この記憶した温度
情報に基づいて検出センサの状態を把握することができ
る。例えば、故障など異常を生じている検出センサがあ
れば、この異常な検出センサの検出温度の絶対値や変化
量は他の検出センサと大きく異なるので、異常な検出セ
ンサを特定することができる。そして、異常な検出セン
サの検出結果は考慮せずに、正常な検出センサの検出温
度に基づいて露光処理に関する制御を行うことにより、
温度の誤検出に起因した露光不良を生じさせず、精度良
い露光処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成
図である。

【図２】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略斜視
図である。

【図３】本発明の露光装置のうち投影光学系を示す概略
構成図である。

【図４】投影光学系で設定される投影領域を説明するた
めの平面図である。

【図５】本発明の露光方法を説明するためのフローチャ
ート図である。

【図６】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフロー
チャート図である。

【符号の説明】

３９ａ，３９ｂマスク側レーザ干渉計（マスクステ
ージ位置検出部）４３ａ，４３ｂ基板側レーザ干渉計（基板ステージ
位置検出部）６１ａ，６１ｂ（マスク側）温度検出部６２ａ，６２ｂ（基板側）温度検出部７１（チャンバ）温度検出部ＣチャンバＣＯＮＴ制御装置、動作状況検出部（制御部）ＥＸ露光装置本体（露光装置）ＭマスクＭＳＴマスクステージＰ感光性基板（基板）ＰＳＴ基板ステージＳ露光装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスクのパターンを基板に露光する露光
装置本体と、該露光装置本体を収容するチャンバとを備
える露光装置において、前記チャンバの内部の温度を測定する複数の温度検出部
と、前記複数の温度検出部のうち、少なくともいずれか２つ
の温度検出部の検出結果の差を比較し、前記複数の温度
検出部の動作状況を検出する動作状況検出部とを備える
ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】請求項１に記載の露光装置において、前記マスクを移動可能に保持するマスクステージと、前記基板を移動可能に保持する基板ステージと、レーザ光を用いて前記マスクステージの位置を検出する
マスクステージ位置検出部と、レーザ光を用いて前記基板ステージの位置を検出する基
板ステージ位置検出部とを備え、前記複数の温度検出部は、前記マスクステージ位置検出
部と前記基板ステージ位置検出部との近傍にそれぞれ設
けられたことを特徴とする露光装置。
【請求項３】請求項２に記載の露光装置において、前記動作状況検出部の結果により前記複数の温度検出部
での測定温度が許容値であるか判断し、前記判断結果に
基づいて前記マスクステージ位置検出部と前記基板ステ
ージ位置検出部とでの位置情報の温度補正を行うことを
特徴とする露光装置。
【請求項４】請求項２又は３に記載の露光装置におい
て、前記複数の温度検出部は、前記マスクステージ位置検出
部と前記基板ステージ位置検出部とのレーザ光の光路付
近に設けられたことを特徴とする露光装置。
【請求項５】請求項２〜４のいずれかに記載の露光装
置において、前記動作状況検出部の結果により前記複数の温度検出部
での測定温度が許容値であるか判断し、前記複数の温度
検出部のうち異常が確認された温度検出部の動作を停止
する制御部を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項６】請求項３に記載の露光装置において、前記温度検出部での測定温度の許容値は、予め測定する
部位毎に定められていることを特徴とする露光装置。
【請求項７】チャンバ内に収容された露光装置本体を
用いてマスクのパターンを基板に露光する露光方法にお
いて、前記チャンバ内の内部空間を含む前記露光装置本体近傍
の複数の検出センサを用いて複数の所定位置での温度を
検出し、前記複数の所定位置での検出された検出温度の絶対値及
び変化量を記憶し、前記記憶した複数の検出センサの状態を判断して、前記
マスクのパターンを前記基板に露光することを特徴とす
る露光方法。