JP6506670B2 - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、露光装置及び該露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。

従来、極微細パターンから形成される半導体素子の製造工程において、原版（レチクル）に描かれた回路パターンを、フォトレジストが塗布されたウエハ等の基板上に縮小投影して基板を露光する露光装置が使用されている。露光装置は、基板面のショット領域を移動しながら露光を繰り返す、所謂ステップ・アンド・スキャン方式を採用している。

露光装置では、露光光が投影光学系を介して照射される際に、ウエハ上に塗布されるフォトレジストから発生する揮発性物質等が、投影光学系の光学素子の表面に付着して、光学素子の表面を汚染してしまうことがある。このような光学素子の表面の汚染により、露光光が投影光学系を透過する透過率（照度分布）が低下し、ウエハ上の回路パターンに焼き付け誤差を生じる可能性がある。投影光学系の高い解像力を維持して生産性を保つには、投影光学系の透過率（照度分布）が許容範囲を維持するように、一定の周期で透過率（照度分布）を計測し、許容範囲を超えた場合に光学素子表面の洗浄を行っていた。

特許文献１には、露光装置の基板ステージに搭載している光検出センサを用いて、投影光学系の光学素子の表面反射率を計測して、光学素子表面の汚染状態を示す情報を取得することが開示されている。特許文献２には、照明光学系、投影光学系の光学素子で生じるフレアが許容範囲を超えた場合に、光学素子に付着した汚染物を迅速に除去する方法が開示されている。

特開２００９−３３０４８号広報 特開２００９−２７１９６号広報

しかしながら、一定のメンテナンス周期で、光学系の光学素子の透過率を計測し光学素子表面を洗浄しても、露光装置の使用環境の違いにより、メンテナンス周期内に光学素子表面が汚染されて高い解像力を維持することができない場合がある。このような場合には、急遽、露光装置の生産稼働を一時停止し、人手により汚染された光学素子の場所を探し、洗浄等のメンテナンスを施して復旧する必要があった。そのため、従来の露光装置では、生産性を著しく低下させることがあった。

本発明は、汚染された光学素子を迅速に特定し得る露光装置を提供することを目的とする。

本発明は、原版のパターンの像を基板の上に形成するための光学系を有する露光装置であって、前記光学系は、瞳面と、該瞳面を挟むように配置された第１光学素子および第２光学素子と、を含み、前記第１光学素子および前記第２光学素子の表面は、中央領域と、該中央領域よりも汚染されにくい周辺領域と、を含み、前記露光装置は、前記瞳面における光強度分布を計測する計測器と、前記光学系の光軸から離れた位置に前記計測器が配置された状態で、前記中央領域の一部と前記周辺領域の一部との双方を含む領域を通過した光束の前記計測器により計測された光強度分布に基づいて、前記第１光学素子および前記第２光学素子それぞれの汚染状態を判定する処理部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、汚染された光学素子を迅速に特定し得る露光装置を提供することができる。

本発明の１つの側面は、原版のパターンの像を基板の上に形成するための光学系を有する露光装置であって、前記光学系は、瞳面と、該瞳面を挟むように配置された第１光学素子および第２光学素子と、を含み、前記第１光学素子および前記第２光学素子の表面は、中央領域と、該中央領域よりも汚染されにくい周辺領域と、を含み、前記露光装置は、前記瞳面における光強度分布を計測する計測器と、前記光学系の光軸から離れた位置に前記計測器が配置された状態で、前記中央領域の一部と前記周辺領域の一部との双方を含む領域を通過した光束の前記計測器により計測された光強度分布に基づいて、前記第１光学素子および前記第２光学素子それぞれの汚染状態を判定する処理部と、を備え、前記処理部は、前記計測器により計測された光強度分布の重心位置をその基準位置と比較することによって、前記第１光学素子および前記第２光学素子の中に汚染された光学素子が有るか否かを判定し、有りと判定した場合に、汚染された光学素子が前記第１光学素子、前記第２光学素子、またはその双方のいずれなのかを判定することを特徴とする。

以下に、本発明の実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係わるステップ・アンド・スキャン型の露光装置の概略構成を示す。露光装置は、スリット形状の光に対して原版および基板を走査し、原版を介して基板上の各ショット領域を露光する。例えば、ＫｒＦ等のガスが封入され、レーザ光を発光させるレーザ光源１０１は、遠紫外領域の波長２４８ｎｍの光を射出する。レーザ光源１０１は、共振器を構成するフロントミラー、狭帯化モジュール、モニタモジュール及びシャッタ等を含む。狭帯化モジュールは、回折格子やプリズム等からなり、露光波長を狭帯化する。モニタモジュールは、分光器やディテクタ等からなり、スペクトル幅をモニタする。

レーザ光源１０１のガス交換動作あるいは波長安定化のための制御、放電印加電圧の制御等は、レーザ制御部１０２により制御される。この実施形態では、レーザ制御部１０２のみによる単独制御は行わず、インタフェースケーブルで接続した、露光装置全体を制御する主制御部１０３からの命令で制御できるようにしてある。主制御部１０３は、後述する各制御部を統括するコンピュータである。主制御部１０３、レーザ制御部１０２、後述する照明光学系制御部１０８、投影光学系制御部１２９、原版ステージ制御部１２６、基板ステージ制御部１２０は、制御部Ｃを構成する。

レーザ光源１０１より射出されたレーザ光は、第１照明光学系１０４の整形光学系（不図示）を介して所定の形状に整形された後、インテグレータレンズ１０５に入射され２次光源を形成する。コンデンサーレンズ１０７は、原版（レチクル）１１３の照度分布を変える。コンデンサーレンズ１０７は、開口幅を変え得る可変スリット１１０に２次光源からの光束を指向させ、可変スリット１１０をケーラー照明する。可変スリット１１０は、開口幅を変え得る機構を有しており、開口幅を制御することで、スリット形状の光（露光光）２０３の非走査方向の光強度分布（照度分布）を均一化している。

開口絞り１０６の開口部はほぼ円形であり、照明光学系制御部１０８によってその開口部の直径、ひいては照明光学系ＩＬの開口数（ＮＡ）を所望の値に設定できるようになっている。後述する投影光学系１１４の開口数に対する照明光学系ＩＬの開口数の比がコヒーレンスファクタ（σ値）であるため、照明光学系制御部１０８は、第１照明光学系１０４の開口絞り１０６を制御することで、σ値を設定できることになる。

第１照明光学系１０４の光路上にはハーフミラー１１１が配置され、レチクル１１３を照明する露光光の一部がこのハーフミラー１１１により反射され取り出される。ハーフミラー１１１の反射光の光路上にはフォトセンサ１０９が配置される。フォトセンサ１０９は、露光光の強度（露光エネルギー）に対応した出力を発生する。フォトセンサ１０９の出力は、レーザ光源１０１のパルス発光毎に積分を行う積分回路（不図示）によって１パルスあたりの露光エネルギーに変換され、照明光学系制御部１０８を介して露光装置本体を制御する主制御部１０３に入力されている。

投影光学系１１４の瞳面（レチクル１１３に対するフーリエ変換面）上には、開口部がほぼ円形である開口絞り（不図示）が配置され、開口部の直径をモータ等の駆動機構によって制御することで所望の値に設定できる。レチクル１１３には半導体素子の回路パターンに対応したパターン２０２が形成されており、照明光学系ＩＬより照明される。２次元方向(Ｘ−Ｙ方向)の可変ブレード１１２は、光軸に直交する面内に可動の遮光部材を配置し、レチクル１１３のパターン面の照射領域を任意に設定可能にしている。図２にレチクル１１３を照明している状態を示す。可変ブレード１１２によって遮光されたスリット形状の光２０３が、斜線で示すレチクルのパターン２０２の一部を照明する。

図１の投影光学系１１４によって、フォトレジストが塗布された基板１１５上にパターン２０２の一部を縮小倍率β（例えば１／４）で縮小露光する。この時、原版ステージ１２３及び基板ステージ１１６をスリット形状の光２０３に対し、投影光学系１１４の縮小比率βと同じ速度比率で互いに逆方向（Ｙ：走査方向）にスキャンさせる。そして、レーザ光源１０１からのパルス発光による多パルス露光を繰り返す。その結果、レチクル１１３全面のパターン２０２が、基板１１５上のショット領域（単にショットともいい、１チップ領域または複数チップ領域に対応）に転写される。なお、図２において、投影光学系１１４の光軸に平行な軸をＺ軸としたとき、それに直交し且つ互いに直交する２軸のうち、基板１１５または後述の基板ステージ１１６の走査方向に平行な軸をＹ軸、残りの軸をＸ軸としている。主制御部１０３の制御下にある原版ステージ制御部１２６は、レーザ干渉計１２５により原版ステージ１２３に設置された移動鏡１２４の位置を検出し、原版ステージ１２３を所定のＸ−Ｙ面位置へ移動させる。

可動光学素子１２７は投影光学系１１４を構成する光学素子の一部である。可動光学素子１２７は鏡筒１３０により保持されており、可動光学素子の駆動機構１２８は、空気圧や圧電素子などを利用して鏡筒１３０を光軸上で移動できる。投影光学系制御部１２９から可動光学素子１２７の光軸上の位置を制御することで、投影光学系１１４の諸収差の増加を防止しつつ、投影倍率や歪曲誤差を良好にしている。

基板ステージ１１６は、基板１１５を保持して３次元方向に移動可能であり、投影光学系１１４の光軸方向（Ｚ方向）及び、この方向に直交する面内（Ｘ−Ｙ面）を移動できる。基板ステージ１１６に固定された移動鏡１１７との間の距離をレーザ干渉計１１８で計測することで、基板ステージ１１６のＸ−Ｙ面位置が検出される。主制御部１０３の制御下にある基板ステージ制御部１２０は、レーザ干渉計１１８により基板ステージ１１６の位置を検出し、モータ等の駆動機構１１９を制御することで、基板ステージ１１６を所定のＸ−Ｙ面位置へ移動させる。

本発明の課題である照明光学系ＩＬおよび投影光学系１１４の光学素子の表面の汚染について説明する。図１の基板（ウエハ）１１５に塗布されるフォトレジストから発生する揮発性物質等が、投影光学系１１４の下面の光学素子（第１素子）１３３の表面に付着して光学素子１３３の表面を汚染してしまうことがある。また、投影光学系１１４の瞳面より上流側の端部に配置された光学素子（第３素子）１３２は、空気環境に接している。第１照明光学系１０４の瞳面の下流側の端部に配置された光学素子（第５素子）１３７も、空気環境に接している。さらに、第２照明光学系１３６の瞳面の下流側端部、上流側端部にそれぞれ配置された光学素子（第２素子）１３１、光学素子（第４素子）１３８も、空気環境に接している。そのため、短波長の露光光が空気中の有機不純物と光化学反応した生成物が光学素子１３７、１３８、１３１、１３２付着し、光学素子１３７、１３８、１３１、１３２の表面を汚染してしまうことがある。このように光学素子の表面汚染が進行すると、露光光は、表面汚染物で散乱されたり吸収されたりして、光学素子を透過する透過光量が減少し、基板１１５上の回路パターンに焼付け誤差を生じることがある。

ここで、第１照明光学系１０４および第２照明光学系１３６は、照明光学系ＩＬを構成している。照明光学系ＩＬおよび投影光学系１１４は、原版１１３のパターンの像を基板１１５の上に形成するための光学系を構成している。光学素子（第１素子）１３３、光学素子（第２素子）１３１、光学素子（第５素子）１３７は、前記光学系の第１光学素子を構成している。一方、光学素子（第３素子）１３２、光学素子（第４素子）１３８は、前記光学系の第２光学素子を構成している。

次に、投影光学系１１４の瞳面における光強度分布を計測する計測器１３５の構成と計測方法について説明する。図３は、投影光学系１１４の瞳面の光強度分布を計測する際の露光装置を示している。基板ステージ１１６の上に設置されている計測器１３５のピンホール４０３が投影光学系１１４の光軸ＬＡの結像面ＷＰに位置するよう、レーザ干渉計１１８で基板ステージ１１６の位置を検知しながら、基板ステージ１１６をＸＹＺ方向に移動する。原版ステージ１２３に配置したプレート１３４のピンホールが、照明光の光軸ＬＡに位置するようレーザ干渉計１２５で原版ステージ１２３の位置を検知しながら、原版ステージ１２３をＸＹＺ方向に移動する。

図４（ａ）は、輪帯形状の露光光（照明光）を計測器１３５で計測する際の結像状態を示した図である。輪帯形状の照明光４０１は、投影光学系１１４の結像面ＷＰに配置した直径数十μｍの極小ピンホール４０３を通過し、輪帯形状の照明光４０１と等価な瞳面の光強度分布で受光部４０５に入射する。受光部４０５として例えば２次元ＣＣＤイメージセンサを用いて、照明光の強度分布の明暗に応じて光電変換された瞳面の光強度分布４０４を計測することができる。本実施形態では、受光部４０５として、図４（ｂ）で示すような格子状に配置された５１２×５１２の２次元ＣＣＤイメージセンサを用いる。なお、本実施形態では、投影光学系１１４の瞳面の光強度分布を計測するときに使用する照明光として、輪帯形状の照明光を使用した。しかし、多重極形状、円形状の照明光も、瞳面の光強度分布を計測するときの照明光として使用可能である。

図４（ｂ）のＸＹ方向は、図３で述べた計測器１３５が搭載されている基板ステージ１１６のＸＹ方向と同一方向である。瞳面の光強度分布４０４は、計測器１３５に格子状に配置されたイメージセンサ分割領域（ｘ，ｙ）ごとに光量が計測され、Ａ（ｘ，ｙ）で表わされている。Ａ（ｘ，ｙ）の計測値が０の場合、露光光（照明光）が無いことを意味する。

図３に戻り、レーザ光源１０１からパルス発光を繰り返し射出すると、所定の有効光源分布を形成した露光光（照明光）は、原版ステージ１２３のプレート１３４のピンホールで光束を絞る。その後、露光光（照明光）は、投影光学系１１４を通過し、計測器１３５のピンホール４０３の結像面ＷＰで集光され、広がった瞳面の光強度分布４０４が受光部４０５の２次元ＣＣＤセンサに照射される。主制御部１０３は、計測器１３５の計測結果を図４（ｂ）で説明した分割領域における瞳面の光強度分布Ａ（ｘ，ｙ）の形式で記録する。

次に、瞳面の光強度分布を計測し、光学素子の表面状態を主制御部（処理部）１０３により判定する方法について図５を用いて説明する。図５のＸＹＺ方向は、基板ステージ１１６のＸＹＺ方向と同一方向であり、Ｘ方向が非走査方向を示している。図５（ａ）は、図３と同様に、計測器１３５で投影光学系１１４の光軸ＬＡの瞳面の光強度分布を計測する際の露光装置を示している。図５（ｂ）は、輪帯形状の露光光（照明光）を計測器１３５で計測した際の結像状態と、Ｘ方向断面の瞳面の光強度分布を光強度Ｅで表した図である。最初に投影光学系１１４の端部の光学素子１３２，１３３の表面が洗浄された初期状態で、露光装置の瞳面の光強度分布を計測する。光学素子１３２及び１３３を透過した光線５０２及び５０３は、透過光量が低下することなく、計測器１３５の受光部に照射される。光線５０２の光強度Ｅ５０２と光線５０３の光強度Ｅ５０３は共に、解像性能を維持できる許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈに対して十分の光強度であることを示している。この時の初期状態の瞳面の光強度分布をＡＯ（ｘ，ｙ）として主制御部１０３に記憶しておく。

図５（ｃ）は、図５（ａ）と同様に、計測器１３５で投影光学系１１４の光軸ＬＡの瞳面の光強度分布を計測する際の露光装置である。露光装置により露光処理は、露光処理の対象とするショットが投影光学系の直下に位置するときになされる。また、照明光学系ＩＬ、投影光学系１１４の光軸近傍を通過する軸上光のパワーは、光軸から離れた領域を通過する軸外光のパワーより大きい。したがって、光学素子１３３の瞳面とは反対側の表面を、光軸ＬＡ近傍の中央領域と周辺領域とに分けたとき、図５（ｃ）にように、光学素子１３３の光軸ＬＡ近傍の中央領域に汚染物５０１が付着する。光学素子１３３の汚染物５０１を透過する光線５０４及び５０５は、透過光量が汚染物５０１により散乱や吸収されて減少して（破線で図示）、計測器１３５の受光部に入射する。図５（ｄ）は、汚染物５０１で汚染された光学素子１３３を透過した輪帯形状の露光光（照明光）を計測器１３５で計測した際の瞳面の光強度分布を光強度Ｅで表した図である。光学素子１３３を透過した光線５０４及び５０５は、図５（ｂ）に示した初期状態に対して光強度が低下し、光線５０４の光強度Ｅ５０４と光線５０５の光強度Ｅ５０５は、解像性能を維持できる許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈを下回る。図５（ｂ）に示す初期状態の瞳面の光強度分布から、図５（ｄ）に示す汚染状態の瞳面の光強度分布へ変化した際に、解像性能を維持できる規定光強度Ｅｔｈを下回ったか否かで、表面が汚染しているか否を判定することができる。

次に、表面が汚染した光学素子を推定する方法について説明する。図６は、投影光学系１１４の像面ＷＰ側の端部（像面ＷＰと瞳面との間）に配置された光学素子１３３の表面汚染を検知する方法を示している。図６（ａ）は、図５（ｃ）と同様に、光学素子１３３の表面の中央領域に汚染物６０１が付着した状態を示している。計測器１３５を光軸ＬＡから非走査方向（Ｘ方向）に−Ｘだけ移動した位置で、投影光学系１１４の瞳面の光強度分布を計測している。投影光学系１１４の像面ＷＰと瞳面との間に位置する光学素子１３３に着目する。光学素子１３３の表面の周辺領域を通過して汚染物６０１を透過しない光線６０２と、光学素子１３３の表面の中央領域を通過して汚染物６０１を透過する光線６０３（破線で図示）では透過光量に差が生じる。図６（ａ）の状態で輪帯形状の露光光（照明光）を計測器１３５で計測した際の瞳面の光強度分布Ｅを図６（ｂ）に示す。この場合、計測器１３５は、光学素子１３３の表面の周辺領域の一部と中央領域の一部との双方を含む領域を通過した光束の光強度分布を計測する。光学素子１３３の表面の周辺領域を通過して汚染物６０１を透過しない光線６０２の光強度Ｅ６０２は、解像性能を維持できる許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈに対して十分である。一方、光学素子１３３の表面の中央領域を通過して汚染物６０１を透過する光線６０３の光強度Ｅ６０３は、解像性能を維持できる許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈを下回る。図５（ｂ）に示した初期状態の瞳面の光強度分布Ａ０（ｘ、ｙ）から、光軸ＬＡに向かう方向の光強度Ｅ６０２に対して、光軸ＬＡを離れる方向（−Ｘ方向）の光強度Ｅ６０３が減少する（Ｅ６０２＞Ｅ６０３）。このとき、瞳面の光強度分布の重心位置は、初期状態の瞳面の光強度分布Ａ０（ｘ、ｙ）の重心位置（基準位置）ＰＯから重心位置Ｐ６０６へ変化する。そのため、光強度分布の重心位置をその基準位置と比較して、重心位置の変化量で汚染が許容範囲を超えたか否かを判定することができる。

図６（ｃ）は計測器１３５を光軸ＬＡから非走査方向Ｘに＋Ｘだけ移動した位置で、投影光学系１１４の瞳面の光強度分布を計測している。図６（ａ）と同様に、汚染物６０１を透過しない光線６０４と、汚染物６０１を透過する光線６０５（破線で図示）では透過光量に差が生じる。図６（ｃ）の状態で輪帯形状の露光光（照明光）を計測器１３５で計測した際の瞳面の光強度分布Ｅを図６（ｄ）に示す。汚染物６０１を透過しない光線６０４の光強度Ｅ６０４は許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈに対して十分であるが、汚染物６０１を透過する光線６０５の光強度Ｅ６０５は、解像性能を維持できる許容範囲（規定強度）Ｅｔｈを下回る。図５（ｂ）に示した初期状態の瞳面の光強度分布Ａ０（ｘ，ｙ）から、光軸ＬＡに向かう方向の光強度Ｅ６０４に対して、光軸ＬＡを離れる方向（＋Ｘ方向）の光強度Ｅ６０５が減少する（Ｅ６０４＞Ｅ６０５）。この時の瞳面の光強度分布の重心位置は、初期状態の瞳面の光強度分布Ａ０（ｘ，ｙ）の重心位置ＰＯから重心位置Ｐ６０７へ変化するため、重心位置の変化量で許容範囲を超えたか否かを判定することができる。

図９は、第２照明光学系１３６の投影光学系１１４側の端部に配置された光学素子１３１の表面汚染を検知する方法を示している。光学素子１３１は、投影光学系１１４の瞳面と共役な面と投影光学系１１４の物体面ＲＰとの間に位置している。図９（ａ）は、図６（ａ）と同様に、光学素子１３１の光軸ＬＡ付近に汚染物９０１が付着した状態を示している。計測器１３５を光軸ＬＡから非走査方向Ｘに−Ｘだけ移動した位置で、投影光学系１１４の瞳面の光強度分布を計測している。第２照明光学系１３６の下端部に位置する光学素子１３１の場合、汚染物９０１を透過しない光線９０２と、汚染物９０１を透過する光線９０３（破線で図示）では透過光量に差が生じる。図９（ａ）の状態でポール状の露光光（照明光）９０８を、計測器１３５で計測した際の瞳面の光強度分布Ｅを図９（ｂ）に示す。汚染物９０１を透過しない光線９０２の光強度Ｅ９０２は、解像性能を維持できる許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈに対して十分である。一方、汚染物９０１を透過する光線９０３の光強度Ｅ９０３は、解像性能を維持できる許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈを下回る。図６（ｂ）と同様に、光強度Ｅ９０２に対して光強度Ｅ９０３が減少し（Ｅ９０２＞Ｅ９０３）、この時の瞳面の光強度分布の重心位置は、初期状態の瞳面の光強度分布ＡＯ（ｘ，ｙ）の重心位置ＰＯから重心位置Ｐ９０６へ変化する。そのため、重心位置の変化量で許容範囲を超えたか否かを判定することができる。

図９（ｃ）は、計測器１３５を光軸ＬＡから非走査方向Ｘに＋Ｘだけ移動した位置で、投影光学系１１４の瞳面の光強度分布を計測している。図９（ａ）と同様に、汚染物９０１を透過しない光線９０４と、汚染物９０１を透過する光線９０５（破線で図示）では透過光量に差が生じる。図９（ｃ）の状態でポール状の露光光（照明光）９０８を、計測器１３５で計測した際の瞳面の光強度分布Ｅを図９（ｄ）に示す。汚染物９０１を透過しない光線９０４の光強度Ｅ９０４は許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈに対して十分である。一方、汚染物９０１を透過する光線９０５の光強度Ｅ９０５は、解像性能を維持できる許容範囲（規定強度）Ｅｔｈを下回る。光強度Ｅ９０４に対して光強度Ｅ９０５が減少し（Ｅ９０４＞Ｅ９０５）、この時の瞳面の光強度分布の重心位置は、初期状態の瞳面の光強度分布ＡＯ（ｘ，ｙ）の重心位置ＰＯから重心位置Ｐ９０７へ変化する。そのため、重心位置の変化量で許容範囲を超えたか否かを判定することができる。

図１０は、第１照明光学系１０４、第２照明光学系１３６や投影光学系１１４の下流側端部に配置された光学素子１３７、１３１、１３３の表面汚染を検知する方法を示している。光学素子１３７、１３１、１３３は、像面ＷＰ及びその共役面から選ばれた第１の面と、投影光学系１１４の瞳面及びその共役面から選ばれ第１の面と隣接しかつ第１の面より光源側の第２の面との間に位置している。図１０（ａ）は、光学素子１３７の光軸ＬＡ付近に汚染物１００１、光学素子１３１の光軸ＬＡ付近に汚染物１００２、光学素子１３３の光軸ＬＡ付近に汚染物１００３が付着した状態を示している。計測器１３５を光軸ＬＡから非走査方向Ｘに−Ｘだけ移動した位置で、投影光学系１１４の瞳面の光強度分布を計測している。第１の面の上流（上側）に位置する光学素子１３７、１３３、１３１の場合、汚染物を透過しない光線１００４と、汚染物１００１、１００２、１００３を透過する光線１００５（破線で図示）では透過光量に差が生じる。図１０（ｂ）にポール状の露光光（照明光）を、計測器１３５で計測した際の瞳面の光強度分布Ｅを示している。汚染物を透過しない光線１００４の光強度Ｅ１００４は、解像性能を維持できる許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈに対して十分である。一方、汚染物を透過する光線１００４の光強度Ｅ１００５は、解像性能を維持できる許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈを下回る。図６、図９と同様に、光強度Ｅ１００４に対して光強度Ｅ１００５が減少し（Ｅ１００４＞Ｅ１００５）、この時の瞳面の光強度分布の重心位置は、初期状態の瞳面の光強度分布ＡＯ（ｘ，ｙ）の重心位置ＰＯから重心位置Ｐ１００８へ変化する。そのため、重心位置の変化量で許容範囲を超えたか否かを判定することができる。

図１０（ｃ）は計測器１３５を光軸ＬＡから非走査方向Ｘに＋Ｘだけ移動した位置で、投影光学系１１４の瞳面の光強度分布を計測している。図１０（ａ）と同様に、汚染物を透過しない光線１００６と、汚染物を透過する光線１００７（破線で図示）では透過光量に差が生じ、汚染物を透過しない光線１００６の光強度Ｅ１００６は許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈに対して十分である。一方、汚染物を透過する光線１００７の光強度Ｅ１００７は、解像性能を維持できる許容範囲（規定強度）Ｅｔｈを下回る。光強度Ｅ１００６に対して光強度Ｅ１００７が減少し（Ｅ１００６＞Ｅ１００７）、この時の瞳面の光強度分布の重心位置は、初期状態の瞳面の光強度分布ＡＯ（ｘ，ｙ）の重心位置ＰＯから重心位置Ｐ１００９へ変化する。そのため、重心位置の変化量で許容範囲を超えたか否かを判定することができる。

図６、図９及び図１０では、投影光学系１１４の光軸外の瞳面の光強度分布を計測すると、光軸ＬＡを離れる方向の光強度が減少する、つまり、瞳面の光強度分布の重心位置が光軸ＬＡに向かう方向へ変化する。重心位置の光軸ＬＡ方向への変化量が許容範囲を超えた場合、第１照明光学系１０４、第２照明光学系１３６、投影光学系１１４の下流側端部の光学素子の表面が汚染していると推定することができる。

図７は、投影光学系１１４の上流側端部（物体面と瞳面との間）に配置された光学素子１３２の表面汚染を検知する方法を示している。図７（ａ）は、光学素子１３２の光軸ＬＡ付近に汚染物７０１が付着した状態を示している。計測器１３５を光軸ＬＡから非走査方向Ｘに−Ｘだけ移動した位置で、投影光学系１１４の瞳面の光強度分布を計測している。物体面ＲＰの下流（下側）に位置する光学素子１３２の場合、汚染物７０１を透過しない光線７０３と、汚染物７０１を透過する光線７０２（破線で図示）では透過光量に差が生じる。図７（ａ）の状態で輪帯形状の露光光（照明光）を計測器１３５で計測した際の瞳面の光強度分布Ｅを図７（ｂ）に示す。汚染物７０１を透過しない光線７０３の光強度Ｅ７０３は、解像性能を維持できる許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈに対して十分である。一方、汚染物７０１を透過する光線７０２の光強度Ｅ７０２は、解像性能を維持できる許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈを下回る。光軸ＬＡに向かう方向の光強度Ｅ７０２に対して、光軸ＬＡを離れる方向（−Ｘ方向）の光強度Ｅ７０３が増加する（Ｅ７０２＜Ｅ７０３）。この時の瞳面の光強度分布の重心位置は、初期状態の瞳面の光強度分布ＡＯ（ｘ，ｙ）の重心位置ＰＯから重心位置Ｐ７０６へ変化する。そのため、重心位置の変化量で許容範囲を超えたか否かを判定することができる。

図７（ｃ）では、計測器１３５を光軸ＬＡから非走査方向Ｘに＋Ｘだけ移動した位置で、投影光学系１１４の瞳面の光強度分布を計測している。図７（ａ）と同様に、汚染物７０１を透過しない光線７０５と、汚染物７０１を透過する光線７０４（破線で図示）では透過光量に差が生じる。図７（ｃ）の状態で輪帯形状の露光光（照明光）を計測器１３５で計測した際の瞳面の光強度分布Ｅを図７（ｄ）に示す。汚染物７０１を透過しない光線７０５の光強度Ｅ７０５は許容範囲（規定光量）Ｅｔｈに対して十分である。一方、汚染物７０１を透過する光線７０４の光強度Ｅ７０４は、解像性能を維持できる許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈを下回る。光軸ＬＡに向かう方向の光強度７０４に対して、光軸ＬＡを離れる方向（＋Ｘ方向）の光強度Ｅ７０５が増加する（Ｅ７０４＜Ｅ７０５）。この時の瞳面の光強度分布の重心位置は、初期状態の瞳面の光強度分布ＡＯ（ｘ，ｙ）の重心位置ＰＯから重心位置Ｐ７０７へ変化する。そのため、重心位置の変化量で許容範囲を超えたか否かを判定することができる。

図１１は、第２照明光学系１３６や投影光学系１１４の上流側端部に配置された光学素子１３８、１３２の表面汚染を検知する方法を示している。光学素子１３８、１３２は、像面ＷＰ及びその共役面から選ばれた第１の面と、投影光学系１１４の瞳面及びその共役面から選ばれ第１の面と隣接しかつ第１の面より基板ステージ側の第３の面との間に位置している。図１１（ａ）は、光学素子１３８の光軸ＬＡ付近に汚染物１１０１、光学素子１３２の光軸ＬＡ付近に汚染物１００２、光学素子１３３の光軸ＬＡ付近に汚染物１００３が付着した状態を示している。計測器１３５を光軸ＬＡから非走査方向Ｘに−Ｘだけ移動した位置で、投影光学系１１４の瞳面の光強度分布を計測している。第２照明光学系１３６や投影光学系１１４の上流側端部に配置された光学素子１３８、１３２の場合、汚染物を透過しない光線１１０３と、汚染物１１０１、１１０２を透過する光線１１０４（破線で図示）では透過光量に差が生じる。図１１（ｂ）は、ポール状の露光光（照明光）を計測器１３５で計測した際の瞳面の光強度分布Ｅを示しており、汚染物を透過しない光線１１０３の光強度Ｅ１１０３は、解像性能を維持できる許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈに対して十分である。しかし、汚染物を透過する光線１１０４の光強度Ｅ１１０４は、解像性能を維持できる許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈを下回る。図７と同様に、光軸ＬＡに向かう方向の光強度Ｅ１１０４に対して、光軸ＬＡを離れる方向（−Ｘ方向）の光強度Ｅ１１０３が増加する（Ｅ１１０３＜Ｅ１１０４）。この時の瞳面の光強度分布の重心位置は、初期状態の瞳面の光強度分布ＡＯ（ｘ，ｙ）の重心位置ＰＯから重心位置Ｐ１１０７へ変化する。そのため、重心位置の変化量で許容範囲を超えたか否かを判定することができる。

図１１（ｃ）では、計測器１３５を光軸ＬＡから非走査方向Ｘに＋Ｘだけ移動した位置で、投影光学系１１４の瞳面の光強度分布を計測している。図１１（ａ）と同様に、汚染物を透過しない光線１１０５と、汚染物を透過する光線１１０６（破線で図示）では透過光量に差が生じ、汚染物を透過しない光線１１０５の光強度Ｅ１１０５は許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈに対して十分である。しかし、汚染物を透過する光線１１０６の光強度Ｅ１１０６は、解像性能を維持できる許容範囲（規定強度）Ｅｔｈを下回る。光強度Ｅ１１０５に対して光強度Ｅ１１０６が減少し（Ｅ１１０５＞Ｅ１１０６）、この時の瞳面の光強度分布の重心位置は、初期状態の瞳面の光強度分布ＡＯ（ｘ，ｙ）の重心位置ＰＯから重心位置Ｐ１１０８へ変化する。そのため、重心位置の変化量で許容範囲を超えたか否かを判定することができる。

図７及び図１１では、投影光学系の光軸外の瞳面の光強度分布を計測すると、光軸ＬＡを離れる方向へ光強度が増加する、つまり、瞳面の光強度分布の重心位置が光軸ＬＡを離れる方向へ変化する。重心位置の光軸ＬＡを離れる方向への変化量が許容範囲を超えた場合、第２照明光学系１３６、投影光学系１１４の上流側端部の光学素子の表面が汚染していると推定することができる。

次に本発明のもう一つの特徴である、フレア光（漏れ光）を検出し、光学素子の表面状態を判定する方法について説明する。図１２は、投影光学系１１４のフレア光（漏れ光）を検出するために物体面ＲＰに配置するフレアレチクル１２０１を示しており、ＸＹＺ方向は、基板ステージ１１６のＸＹＺ方向と同一方向で、Ｘ方向が非走査方向を示している。図１２（ａ）は、フレアレチクル１２０１の上に印刷した投影光学系フレアを検出する遮光マーク１２０２を示している。遮光マーク１２０２は、露光装置の露光光（照明光）を遮光するように印刷されている。図１２（ｂ）は、フレアレチクル１２０１の遮光マーク１２０２に、スリット形状の光１２０３を照明する。遮光マーク１２０２の下方位置ＰＯに計測器１３５を移動して、遮光マーク１２０２からのフレア光を検出する様子を図示している。

図１３は、投影光学系１１４のフレア光を、計測器１３５で検出する際の露光装置を示している。本実施形態では、フレア光を検出する検出器として、投影光学系１１４の瞳面の光強度分布を計測する計測器１３５を用いた。しかし、フレア光を検出する検出器として、投影光学系１１４の瞳面の光強度分布を計測する計測器１３５とは異なる検出器を用いることができる。図１３のＸＹＺ方向は、基板ステージ１１６のＸＹＺ方向と同一方向であり、Ｘ方向が非走査方向を示している。図１３（ａ）は、投影光学系１１４の光学素子１３２、１３３の表面が汚染していない状態の露光装置を、フレアレチクル１２０１を用いて、計測器１３５でフレア光を検出する様子を示している。フレアレチクル１２０１の遮光マーク１２０２の内側を照明した光線１２０３は、遮光マーク１２０２によって範囲１３０１が遮光されるため、計測器１３５まで透過しない。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の装置状態で、遮光マーク１２０２の下方位置ＰＯのフレア光を計測器１３５で検出した際の光強度Ｅを示している。投影光学系１１４の光学素子１３２、１３３の表面が汚染していない初期状態では、投影光学系１１４のフレアを検出する遮光マーク１２０２の下方位置ＰＯにおいて、フレア光（漏れ光）は検出できない。

次に図１３（ｃ）は、投影光学系１１４の光学素子１３２、１３３の表面が汚染している状態の露光装置を、フレアレチクル１２０１を用いて、計測器１３５でフレア光を検出する様子を示している。光学素子１３２に汚染物１３０２がある場合は、照明光線１３０４は汚染物１３０２により反射（散乱）され、フレア光（漏れ光）として計測器１３５へ入射される。フレア光を計測器１３５で検出した際の光強度Ｅを図１３（ｄ）に示している。図１３（ｂ）で前述した通り、正常な装置状態では遮光マーク１２０２の下方位置ＰＯにおいて、フレア光（漏れ光）は検出できないの。しかし、光学素子１３２に汚染物１３０２がある場合は、遮光マーク１２０２の下方位置ＰＯで、計測器１３５を用いてフレア光１３０７を検出することができる。図示していないが、フレア光１３０７が許容値を超えたか否かの閾値を設けて汚染状態を判定する。

また、光学素子１３３に汚染物１３０３がある場合も同様に、照明光線１３０５は汚染物１３０３により反射（散乱）され、フレア光（漏れ光）として計測器１３５へ入射される。そのため、遮光マーク１２０２の下方位置ＰＯで、計測器１３５を用いてフレア光１３０７を検出することができる。遮光マーク１２０２の下方位置ＰＯにおいて、フレア光（漏れ光）が検出できた場合、投影光学系１１４の光学素子１３２、１３３の表面が汚染していると推定することができる。

図１４は、第２照明光学系１３６のフレア光（漏れ光）を検出するためのフレアレチクル１４０１を示しており、ＸＹＺ方向は、基板ステージ１１６のＸＹＺ方向と同一方向で、Ｘ方向が非走査方向を示している。図１４（ａ）は、フレアレチクル１４０１の上に印刷した第２照明光学系１３６のフレアを検出する遮光マーク１４０２を示している。遮光マーク１４０２は、露光装置の露光光（照明光）を遮光するように印刷されている。図１４（ｂ）は、フレアレチクル１４０１の遮光マーク１４０２の内側に、スリット形状の光１４０３を照明する。遮光マーク１４０２の外側の隣接位置Ｐ１、Ｐ２に計測器１３５を移動して、遮光マーク１４０２からのフレア光を検出する様子を図示している。

図１５は、第２照明光学系１３６のフレア光を計測器１３５で検出する際の露光装置を示している。図１５のＸＹＺ方向は、基板ステージ１１６のＸＹＺ方向と同一方向であり、Ｘ方向が非走査方向を示している。図１５（ａ）は、第２照明光学系１３６の光学素子１３８、１３１の表面が汚染していない状態の露光装置を、フレアレチクル１４０１を用いて、計測器１３５でフレア光を検出する様子を示している。フレアレチクル１４０１の遮光マーク１４０２の内側を照明した光線１４０３は、遮光マーク１４０２によって範囲１５０１が遮光されるため、計測器１３５まで透過しない。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の装置状態で、遮光マーク１４０２の外側の隣接位置Ｐ１のフレア光を計測器１３５で検出した際の光強度Ｅを示している。第２照明光学系１３６の光学素子１３８、１３１の表面が汚染していない初期状態では、遮光マーク１４０２の内側を照明した光線１４０３は、下位置Ｐ１において、フレア光（漏れ光）は検出できない。

次に図１５（ｃ）は、第２照明光学系１３６の光学素子１３８、１３１の表面が汚染している状態の露光装置を、フレアレチクル１４０１を用いて、計測器１３５でフレア光を検出する様子を示している。光学素子１３８に汚染物１５０２がある場合は、照明光線１５０４は遮光マーク１４０２の表面物質と汚染物１５０２により反射（散乱）され、フレア光（漏れ光）として計測器１３５へ入射される。フレア光を計測器１３５で検出した際の光強度Ｅを図１５（ｄ）に示している。図１５（ｂ）で前述した通り、正常な装置状態では遮光マーク１４０２の下位置Ｐ１において、フレア光（漏れ光）は検出できない。しかし、光学素子１３８に汚染物１５０２がある場合は、遮光マーク１４０２の外側の隣接位置Ｐ１又はＰ２で、計測器１３５を用いてフレア光１５０６又は１５０７を検出することができる。図示していないが、フレア光１５０６又は１５０７が許容値を超えたか否かの閾値を設けて汚染状態を判定することが望ましい。

また、光学素子１３１に汚染物１５０３がある場合も同様に、照明光線１５０５は遮光マーク１４０２の表面物質と汚染物１５０３により反射（散乱）され、フレア光（漏れ光）として計測器１３５へ入射される。そのため、遮光マーク１４０２の外側の隣接位置Ｐ１又はＰ２で、計測器１３５を用いてフレア光１５０６又は１５０７を検出することができる。遮光マーク１４０２の外側の隣接位置Ｐ１又はＰ２において、フレア光（漏れ光）が検出できた場合、第２照明光学系１３６の光学素子１３８、１３１の表面が汚染していると推定することができる。

本発明のフローチャートを図８に示している。主制御部１０３は、Ｓ８１で、露光装置の基板の露光処理（ロット処理）を開始すると、Ｓ２で、図５に示した投影光学系１１４の光軸の瞳面の光強度分布を計測する。主制御部１０３は、Ｓ３で、光学素子の表面が洗浄された初期状態から、Ｓ２で計測した瞳面の光強度分布の変化（透過率）が、解像性能を維持できる許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈを下回ったか否かを判定する。Ｓ３で瞳面の光強度分布の変化が許容範囲内である場合には、主制御部１０３は、表面状態は正常と判定しＳ８へ進む。一方、Ｓ３で瞳面の光強度分布の変化が許容範囲を下回った場合は、主制御部１０３は、表面は汚染したと判定してＳ４へ進む。

主制御部１０３は、Ｓ４で、図６、図７、図９〜図１１を用いて説明した、投影光学系１１４の光軸外の瞳面の光強度分布を計測して瞳面の光強度分布の重心位置を判定する。光強度が光軸ＬＡを離れる方向に減少する場合、つまり瞳面の光強度分布の重心変化量が、光軸ＬＡに向かう方向へ許容範囲を超えた場合、主制御部１０３は、照明光学系、投影光学系の下流側端部の光学素子の表面が汚染していると推定する。一方、光強度が光軸ＬＡに向かう方向に減少する場合、つまり瞳面の光強度分布の重心変化量が、光軸ＬＡを離れる方向へ許容範囲を超えた場合、主制御部１０３は、照明光学系、投影光学系の上流側端部の光学素子の表面が汚染していると推定する。

Ｓ５は、図１２〜図１５を用いて説明した、照明光学系及び投影光学系のフレア光（漏れ光）を検出して判定するステップである。Ｓ６で、主制御部１０３は、表面が汚染した物質による反射（散乱）する光学素子が、照明光学系側か投影光学系側かを推定する。

Ｓ６は、表面が汚染した光学素子の場所を特定するステップであり、図１６に判定フローの詳細を示す。図１６のＳ６２で、主制御部１０３は、Ｓ４で計測した光軸外の瞳面の光強度分布の計測結果に基づき、照明光学系及び投影光学系の下流側端部の光学素子１３３、１３１、１３７の場合はＳ６３へ、上流側端部の光学素子１３８、１３２の場合はＳ６４へと進む。Ｓ６３とＳ６４で、主制御部１０３は、はＳ５で検出したフレア光の検出結果に基づいて判定する。主制御部１０３は、Ｓ６３で、照明光学系側のフレア光を検出した場合は光学素子１３１が汚染したと推定し、投影光学系側のフレア光を検出した場合は光学素子１３３が汚染したと推定する。主制御部１０３は、Ｓ６３で、フレア光を検出できなかった場合は光学素子１３７が汚染したと推定する。同様に、主制御部１０３は、Ｓ６４で、照明光学系側のフレア光を検出した場合は光学素子１３８が汚染したと推定し、投影光学系側のフレア光を検出した場合は光学素子１３２が汚染したと推定する。

図８に戻り、主制御部１０３は、Ｓ７で、汚染された光学素子が存在する場合に、汚染された光学素子を特定する情報を表示すると共に、洗浄等を促す警告を出力する。本実施形態では、１ロットの基板に対する露光処理が終了した後、Ｓ７で出力された警告に基づいて汚染された光学素子の洗浄、交換を行う。しかし、Ｓ７で警告が出力された場合、露光処理を中断し、汚染された光学素子の洗浄、交換を直ちに行うようにしてもよい。

主制御部１０３は、Ｓ８で、基板（ウエハ）を露光装置内へ搬入してウエハライメントを実施する。主制御部１０３は、次にＳ９とＳ１０を繰り返して、基板１１５全面に対して走査露光処理を実施する。主制御部１０３は、Ｓ１１で、基板１１５を露光装置外へ搬出し、Ｓ１２では次に露光処理する基板が有る場合はＳ１３へ進み、次に露光処理する基板が無い場合は、基板の露光処理（ロット処理）を終了する。

Ｓ１３は、生産ロット処理中に投影光学系の光学素子の表面が汚染され、基板上の回路パターンに焼き付け誤差が生じる不良を防止するためのステップである。Ｓ２で計測した瞳面の光強度分布の値が、解像性能を維持できる許容範囲（規定光強度）Ｅｔｈ以内であっても、例えば許容範囲の９０％を超えていた場合には、主制御部１０３は、表面が汚染する危険があると判断する。そして、次のショットの露光前に、再度Ｓ２で投影光学系の光軸の瞳面の光強度分布を計測し光学素子の表面状態を再度判定する。なお、本実施形態では、瞳面の光強度分布の計測を行った後で、投影光学系、照明光学系のフレア光の検出を行った。しかし、まず、投影光学系、照明光学系のフレア光の検出を行って、その後に瞳面の光強度分布の計測を行うようにしてもよい。

以上説明したように、基板を露光する露光処理中に、投影光学系の瞳面の光強度分布を計測し、光軸外の瞳面の光強度分布とフレアとの計測結果に基づいて、光学素子の汚染の有無を判定し、汚染が有る場合には汚染された光学素子を特定する。

［デバイス製造方法］
本発明の好適な実施形態のデバイス（半導体デバイス、液晶表示デバイス等）の製造方法について説明する。半導体デバイスは、ウエハに集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程を経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、ウエハを現像する工程を含む。後工程は、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）と、パッケージング工程（封入）を含む。液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、ガラス基板を現像する工程を含む。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

ＩＬ、１０４、１３６：照明光学系。１１３：原版。１１４：投影光学系。１１５：基板、１１６：基板ステージ。１３２、１３３：投影光学系の光学素子。１３１、１３７、１３８：照明光学系の光学素子。１３５：計測器（検出器）。

Claims (11)

1. 原版のパターンの像を基板の上に形成するための光学系を有する露光装置であって、前記光学系は、瞳面と、該瞳面を挟むように配置された第１光学素子および第２光学素子と、を含み、前記第１光学素子および前記第２光学素子の表面は、中央領域と、該中央領域よりも汚染されにくい周辺領域と、を含み、
   前記露光装置は、
   前記瞳面における光強度分布を計測する計測器と、
   前記光学系の光軸から離れた位置に前記計測器が配置された状態で、前記中央領域の一部と前記周辺領域の一部との双方を含む領域を通過した光束の前記計測器により計測された光強度分布に基づいて、前記第１光学素子および前記第２光学素子それぞれの汚染状態を判定する処理部と、
   を備え、
   前記処理部は、前記計測器により計測された光強度分布の重心位置をその基準位置と比較することによって、前記第１光学素子および前記第２光学素子の中に汚染された光学素子が有るか否かを判定し、有りと判定した場合に、汚染された光学素子が前記第１光学素子、前記第２光学素子、またはその双方のいずれなのかを判定することを特徴とする露光装置。
2. 前記計測器は、前記基板を保持する基板ステージの上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記光学系は、前記原版を照明する照明光学系と、前記原版のパターンを前記基板の上に投影する投影光学系と、を含み、
   前記第１光学素子は、前記照明光学系に配置された第１素子と前記投影光学系に配置された第２素子とを含み、前記第２光学素子は、前記照明光学系に配置された第３素子と前記投影光学系に配置された第４素子とを含み、
   前記処理部は、前記計測器により計測された光強度分布の重心位置をその基準位置と比較することによって、前記第１素子、前記第２素子、前記第３素子および前記第４素子の中に汚染された光学素子が有るか否かを判定し、有りと判定した場合に、汚染された光学素子が、前記第１素子もしくは前記第３素子、および、前記第２素子もしくは前記第４素子、のいずれまたは双方なのかを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
4. 前記照明光学系で生じるフレア光および前記投影光学系で生じるフレア光を検出する検出器をさらに備え、
   前記処理部は、前記計測器の計測結果および前記検出器の検出結果に基づいて、前記第１素子、前記第２素子、前記第３素子および前記第４素子それぞれの汚染状態を判定することを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
5. 前記検出器は、前記基板を保持する基板ステージの上に配置されることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
6. 前記処理部は、前記基板ステージにより前記投影光学系の光軸上に位置する前記検出器の検出結果に基づいて前記第１素子および前記第３素子の汚染状態を判定し、前記基板ステージにより前記投影光学系の光軸外に位置する前記検出器の検出結果に基づいて前記第２素子および前記第４素子の汚染状態を判定することを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
7. 前記処理部は、前記第１素子、前記第２素子、前記第３素子および前記第４素子の中に汚染された光学素子が存在すると判定した場合に、汚染された光学素子を特定する情報を表示することを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載の露光装置。
8. 原版のパターンの像を基板の上に形成するための光学系を有する露光装置であって、前記光学系は、瞳面と、該瞳面を挟むように配置された第１光学素子および第２光学素子と、を含み、前記第１光学素子および前記第２光学素子の表面は、中央領域と、該中央領域よりも汚染されにくい周辺領域と、を含み、
   前記露光装置は、
   前記瞳面における光強度分布を計測する計測器と、
   前記光学系の光軸から離れた位置に前記計測器が配置された状態で、前記中央領域の一部と前記周辺領域の一部との双方を含む領域を通過した光束の前記計測器により計測された光強度分布に基づいて、前記第１光学素子および前記第２光学素子それぞれの汚染状態を判定する処理部と、
   を備え、
   前記光学系は、前記原版を照明する照明光学系と、前記原版のパターンを前記基板の上に投影する投影光学系と、を含み、
   前記第１光学素子は、前記照明光学系に配置された第１素子と前記投影光学系に配置された第２素子とを含み、前記第２光学素子は、前記照明光学系に配置された第３素子と前記投影光学系に配置された第４素子とを含み、
   前記処理部は、前記計測器により計測された光強度分布の重心位置をその基準位置と比較することによって、前記第１素子、前記第２素子、前記第３素子および前記第４素子の中に汚染された光学素子が有るか否かを判定し、有りと判定した場合に、汚染された光学素子が、前記第１素子もしくは前記第３素子、および、前記第２素子もしくは前記第４素子、のいずれまたは双方なのかを判定することを特徴とする露光装置。
9. 前記計測器は、輪帯形状、多重極形状または円形状の照明光を用いて前記光強度分布を計測することを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の露光装置。
10. 前記計測器は、２次元ＣＣＤイメージセンサを含むこと特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の露光装置。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
    前記工程で露光された基板を現像する工程と、
    を含むことを特徴とするデバイス製造方法。