JPH11260688A - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
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- JPH11260688A JPH11260688A JP10059660A JP5966098A JPH11260688A JP H11260688 A JPH11260688 A JP H11260688A JP 10059660 A JP10059660 A JP 10059660A JP 5966098 A JP5966098 A JP 5966098A JP H11260688 A JPH11260688 A JP H11260688A
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- optical element
- exposure apparatus
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- sensor
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70066—Size and form of the illuminated area in the mask plane, e.g. reticle masking blades or blinds
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 露光光路中に配設された光学素子の汚染状態
を容易に検出することができる投影露光装置の提供。 【解決手段】 露光用光源１からのＡｒＦエキシマレー
ザ光を複数の光学素子（ビーム整形レンズ２，ミラー
３，ビームエキスパンダーレンズ４，ミラー５，フライ
アイレンズ６，第１リレーレンズ７，レチクルブライン
ド８，第２リレーレンズ９，ミラー１０，コンデンサレ
ンズ１１）で構成される照明光学系によりレチクル１２
に照射し、投影光学系１３によりレチクル１２のパター
ンの像をウェハ１４上に結像する投影露光装置におい
て、複数の光学素子２〜５，７，９〜１１に、光学素子
２〜５，７，９〜１１の汚染状態を光学特性変化を検出
する光音響センサ１７ａ〜１７ｈを設けた。
を容易に検出することができる投影露光装置の提供。 【解決手段】 露光用光源１からのＡｒＦエキシマレー
ザ光を複数の光学素子（ビーム整形レンズ２，ミラー
３，ビームエキスパンダーレンズ４，ミラー５，フライ
アイレンズ６，第１リレーレンズ７，レチクルブライン
ド８，第２リレーレンズ９，ミラー１０，コンデンサレ
ンズ１１）で構成される照明光学系によりレチクル１２
に照射し、投影光学系１３によりレチクル１２のパター
ンの像をウェハ１４上に結像する投影露光装置におい
て、複数の光学素子２〜５，７，９〜１１に、光学素子
２〜５，７，９〜１１の汚染状態を光学特性変化を検出
する光音響センサ１７ａ〜１７ｈを設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線や遠紫外線
を露光光として用いる投影露光装置に関する。
を露光光として用いる投影露光装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】半導体素子または液晶基板等を製造する
ためのリソグラフィ工程において、レチクル（フォトマ
スク等）のパターン像を投影光学系を介して感光基板上
に露光する露光装置が使用されている。近年、半導体集
積回路は微細化の方向で開発が進み、リソグラフィ工程
においては、より微細化を求める手段としてリソグラフ
ィ光源の露光波長を短波長化する方法が考えられてい
る。
ためのリソグラフィ工程において、レチクル（フォトマ
スク等）のパターン像を投影光学系を介して感光基板上
に露光する露光装置が使用されている。近年、半導体集
積回路は微細化の方向で開発が進み、リソグラフィ工程
においては、より微細化を求める手段としてリソグラフ
ィ光源の露光波長を短波長化する方法が考えられてい
る。
【０００３】現在、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレ
ーザをステッパー光源として採用した露光装置がすでに
開発されている。また、Ｔｉ−サファイアレーザ等の波
長可変レーザの高調波、波長２６６ｎｍのＹＡＧレーザ
の４倍高調波、波長２１３ｎｍのＹＡＧレーザの５倍高
調波、波長２２０ｎｍ近傍または１８４ｎｍの水銀ラン
プ、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ等が短波長
光源の候補として注目されている。
ーザをステッパー光源として採用した露光装置がすでに
開発されている。また、Ｔｉ−サファイアレーザ等の波
長可変レーザの高調波、波長２６６ｎｍのＹＡＧレーザ
の４倍高調波、波長２１３ｎｍのＹＡＧレーザの５倍高
調波、波長２２０ｎｍ近傍または１８４ｎｍの水銀ラン
プ、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ等が短波長
光源の候補として注目されている。
【０００４】ところで、紫外波長域の照明光（例えば、
波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ、あるいは波長
１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ等）を用いた場合、
照射により投影光学系内の光学素子、あるいは光学素子
のコート材（例えば、反射防止膜等の薄膜）の透過率ま
たは反射率が変化するといった現象が生じることが知ら
れている。このような透過率が変化する現象は、投影光
学系内の光学素子に限らず、レチクルを照明する照明光
学系やクリーンルームの床下に配置される光源から射出
される照明光を露光装置本体内の照明光学系に導く送光
系内の光学素子などにも同様に発生する。
波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ、あるいは波長
１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ等）を用いた場合、
照射により投影光学系内の光学素子、あるいは光学素子
のコート材（例えば、反射防止膜等の薄膜）の透過率ま
たは反射率が変化するといった現象が生じることが知ら
れている。このような透過率が変化する現象は、投影光
学系内の光学素子に限らず、レチクルを照明する照明光
学系やクリーンルームの床下に配置される光源から射出
される照明光を露光装置本体内の照明光学系に導く送光
系内の光学素子などにも同様に発生する。
【０００５】このような現象は、投影光学系の光路内や
照明光学系の光路内の空間に存在する気体（空気、窒素
ガス等）中に含まれる不純物、例えば、水分子、ハイド
ロカーボンの分子等が光学素子の表面に付着することに
より生じると考えられ、その結果、投影光学系，照明光
学系および送光系の透過率または反射率が変化する。
照明光学系の光路内の空間に存在する気体（空気、窒素
ガス等）中に含まれる不純物、例えば、水分子、ハイド
ロカーボンの分子等が光学素子の表面に付着することに
より生じると考えられ、その結果、投影光学系，照明光
学系および送光系の透過率または反射率が変化する。
【０００６】ところで、ＡｒＦエキシマレーザ光のよう
な紫外波長域の光はその波長が酸素の吸収スペクトル領
域と重なるために、露光光が光路中の酸素分子に吸収さ
れて光利用率の低下やオゾンの発生という不都合が生じ
る。オゾンの発生は透過率（光利用効率）に悪影響を及
ぼすばかりでなく、光学素子表面や光学素子を保持する
鏡筒等の他の部品にまで悪影響を及ぼし、装置性能の劣
化等を引き起こす。
な紫外波長域の光はその波長が酸素の吸収スペクトル領
域と重なるために、露光光が光路中の酸素分子に吸収さ
れて光利用率の低下やオゾンの発生という不都合が生じ
る。オゾンの発生は透過率（光利用効率）に悪影響を及
ぼすばかりでなく、光学素子表面や光学素子を保持する
鏡筒等の他の部品にまで悪影響を及ぼし、装置性能の劣
化等を引き起こす。
【０００７】以上のようなことから、ＡｒＦエキシマレ
ーザ等の光源を用いる露光装置では、光の透過率の低下
やオゾンの発生を回避するために、光路全体を清浄な不
活性ガスで満たして光路中の酸素濃度を下げる必要があ
ることが良く知られている（例えば、特開平６−２６０
３８５号公報）。
ーザ等の光源を用いる露光装置では、光の透過率の低下
やオゾンの発生を回避するために、光路全体を清浄な不
活性ガスで満たして光路中の酸素濃度を下げる必要があ
ることが良く知られている（例えば、特開平６−２６０
３８５号公報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
露光装置では、光学素子は不活性ガスで満たされた気密
性の良い装置内に納められている。そのため、光学特性
の変化は、感光基板が載置されるステージに設けられた
光量センサを用いて投影光学系から射出される露光光の
光量変化または照度変化に基づいて判断されており、個
々の光学素子の特性変化を監視することが困難であっ
た。したがって、光学素子自身の光学特性（透過率や反
射率等）が変化した場合でも、ある程度汚染が進んで露
光光の光量変化または照度変化が認められるようになっ
てからでないと光学素子自身の光学特性変化を発見する
ことができず、場合によっては、汚染物質が光学素子表
面に強固に付着してしまい除去が困難になってしまうお
それがあった。
露光装置では、光学素子は不活性ガスで満たされた気密
性の良い装置内に納められている。そのため、光学特性
の変化は、感光基板が載置されるステージに設けられた
光量センサを用いて投影光学系から射出される露光光の
光量変化または照度変化に基づいて判断されており、個
々の光学素子の特性変化を監視することが困難であっ
た。したがって、光学素子自身の光学特性（透過率や反
射率等）が変化した場合でも、ある程度汚染が進んで露
光光の光量変化または照度変化が認められるようになっ
てからでないと光学素子自身の光学特性変化を発見する
ことができず、場合によっては、汚染物質が光学素子表
面に強固に付着してしまい除去が困難になってしまうお
それがあった。
【０００９】本発明の目的は、露光光路中に配設された
光学素子の汚染状態を容易に検出することができる投影
露光装置を提供することにある。
光学素子の汚染状態を容易に検出することができる投影
露光装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図１，２および４に対応付けて説明する。 （１）図１に対応付けて説明すると、請求項１の発明
は、露光用光源１からの露光光で照明されたパターンの
像を感光性基板１４上に結像する光学系を備える投影露
光装置に適用され、光学系を構成する複数の光学素子２
〜５，７，９〜１１に設けられ、光学素子２〜５，７，
９〜１１の光学特性変化を検知するセンサ１７ａ〜１７
ｂと、センサ１７ａ〜１７ｂの検知結果に基づいて光学
素子２〜５，７，９〜１１の汚染状態を検出する検出手
段１８とを設けることにより上述の目的を達成する。 （２）図１および図２に対応付けて説明すると、請求項
２の発明は、露光用光源１からの露光光で照明されたパ
ターンの像を感光性基板１４上に結像する光学系を備え
る投影露光装置に適用され、光学系を構成する光学素子
群（２），（３，４），（５〜１１）を各々独立した異
なる空間２１ａ，２１ｂ，２１ｃに収納し、空間２１
ａ，２１ｂ，２１ｃに収納された光学素子群（２），
（３，４），（５〜１１）を構成する光学素子２〜５，
７，９〜１１に設けられ、光学素子２〜５，７，９〜１
１の光学特性変化を検知するセンサ１７ａ〜１７ｈと、
センサ１７ａ〜１７ｈの検知結果に基づいて光学素子２
〜５，７，９〜１１の汚染状態を検出する検出手段１８
とを設けることにより上述の目的を達成する。 （３）請求項３の発明は、請求項１または２に記載の投
影露光装置において、センサ１７ｅ、１７ｆを露光光の
集光点付近に配設された光学素子７，９に設けた。 （４）請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記
載の投影露光装置において、光学系は露光光でパターン
を照明する照明光学系２〜１１を具備し、パターンを照
明する照明条件を種々に設定する照明条件設定手段８
と、照明条件設定手段８によって設定される種々の照明
条件に応じた光学特性変化補正パラメータ（例えば、光
学素子が汚染されていない状態でのセンサの検出値（初
期値）を照明条件毎に予め求めておく）が記憶される記
憶部２０とを備え、検出手段１７ａ〜１７ｈ，１８は、
検知された光学特性変化を照明光学系２〜１１の照明条
件に応じた補正パラメータで補正し、その補正された光
学特性変化に基づいて汚染状態を検出する。 （５）図４に対応付けて説明すると、請求項５の発明
は、露光用光源１からの露光光で照明されたパターンの
像を感光性基板１４上に結像する光学系を備える投影露
光装置に適用され、光源１からの露光光を露光光路外へ
分岐する光路分岐手段４１と、露光光路外に設けられ、
光路分岐手段４１によって分岐された露光光が入射する
汚染検出用光学素子４２と、光学素子４２の光学特性変
化を検知するセンサ１７と、センサ１７の検知結果に基
づいて光学素子４２の汚染状態を検出する検出手段１８
とを設けて上述の目的を達成する。 （６）請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記
載の投影露光装置において、センサ１７，１７ａ〜１７
ｈにより検知される光学素子２〜５，７，９〜１１，４
２の光学特性変化量が所定値より大ならば、光学素子２
〜５，７，９〜１１，４２の光学特性を不良と判定する
判定手段１８を設けた。 （７）請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかに記
載の投影露光装置において、センサ１７，１７ａ〜１７
ｈは、光学素子２〜５，７，９〜１１，４２の光吸収率
変化を光学特性変化として検知する。 （８）請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれかに記
載の投影露光装置において、センサ１７，１７ａ〜１７
ｈは、露光光が光学素子に照射された時に生じる音響信
号を検出する光音響センサからなる。
図１，２および４に対応付けて説明する。 （１）図１に対応付けて説明すると、請求項１の発明
は、露光用光源１からの露光光で照明されたパターンの
像を感光性基板１４上に結像する光学系を備える投影露
光装置に適用され、光学系を構成する複数の光学素子２
〜５，７，９〜１１に設けられ、光学素子２〜５，７，
９〜１１の光学特性変化を検知するセンサ１７ａ〜１７
ｂと、センサ１７ａ〜１７ｂの検知結果に基づいて光学
素子２〜５，７，９〜１１の汚染状態を検出する検出手
段１８とを設けることにより上述の目的を達成する。 （２）図１および図２に対応付けて説明すると、請求項
２の発明は、露光用光源１からの露光光で照明されたパ
ターンの像を感光性基板１４上に結像する光学系を備え
る投影露光装置に適用され、光学系を構成する光学素子
群（２），（３，４），（５〜１１）を各々独立した異
なる空間２１ａ，２１ｂ，２１ｃに収納し、空間２１
ａ，２１ｂ，２１ｃに収納された光学素子群（２），
（３，４），（５〜１１）を構成する光学素子２〜５，
７，９〜１１に設けられ、光学素子２〜５，７，９〜１
１の光学特性変化を検知するセンサ１７ａ〜１７ｈと、
センサ１７ａ〜１７ｈの検知結果に基づいて光学素子２
〜５，７，９〜１１の汚染状態を検出する検出手段１８
とを設けることにより上述の目的を達成する。 （３）請求項３の発明は、請求項１または２に記載の投
影露光装置において、センサ１７ｅ、１７ｆを露光光の
集光点付近に配設された光学素子７，９に設けた。 （４）請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記
載の投影露光装置において、光学系は露光光でパターン
を照明する照明光学系２〜１１を具備し、パターンを照
明する照明条件を種々に設定する照明条件設定手段８
と、照明条件設定手段８によって設定される種々の照明
条件に応じた光学特性変化補正パラメータ（例えば、光
学素子が汚染されていない状態でのセンサの検出値（初
期値）を照明条件毎に予め求めておく）が記憶される記
憶部２０とを備え、検出手段１７ａ〜１７ｈ，１８は、
検知された光学特性変化を照明光学系２〜１１の照明条
件に応じた補正パラメータで補正し、その補正された光
学特性変化に基づいて汚染状態を検出する。 （５）図４に対応付けて説明すると、請求項５の発明
は、露光用光源１からの露光光で照明されたパターンの
像を感光性基板１４上に結像する光学系を備える投影露
光装置に適用され、光源１からの露光光を露光光路外へ
分岐する光路分岐手段４１と、露光光路外に設けられ、
光路分岐手段４１によって分岐された露光光が入射する
汚染検出用光学素子４２と、光学素子４２の光学特性変
化を検知するセンサ１７と、センサ１７の検知結果に基
づいて光学素子４２の汚染状態を検出する検出手段１８
とを設けて上述の目的を達成する。 （６）請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記
載の投影露光装置において、センサ１７，１７ａ〜１７
ｈにより検知される光学素子２〜５，７，９〜１１，４
２の光学特性変化量が所定値より大ならば、光学素子２
〜５，７，９〜１１，４２の光学特性を不良と判定する
判定手段１８を設けた。 （７）請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかに記
載の投影露光装置において、センサ１７，１７ａ〜１７
ｈは、光学素子２〜５，７，９〜１１，４２の光吸収率
変化を光学特性変化として検知する。 （８）請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれかに記
載の投影露光装置において、センサ１７，１７ａ〜１７
ｈは、露光光が光学素子に照射された時に生じる音響信
号を検出する光音響センサからなる。
【００１１】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を参照して本発
明の実施の形態を説明する。 −第１の実施の形態− 図１は本発明による投影露光装置の第１の実施の形態を
説明する図であり、露光装置の概略構成を示す図であ
る。図１では、主に照明および結像に関係する光学系を
示し、その他の部分は省略した。１は紫外光であるＡｒ
Ｆエキシマレーザ光を出射する光源であり、光源１から
出射された光はビーム整形レンズ２により所定の形状に
整形された後、ミラー３で反射されてビームエキスパン
ダーレンズ４に入射する。ビームエキスパンダーレンズ
４に入射した光束は所定の大きさに拡大された後、ミラ
ー５により反射されてオプチカルインテグレータとして
のフライアイレンズ６に導かれ、照度が均一化されると
ともに照明範囲が決定される。
明の実施の形態を説明する。 −第１の実施の形態− 図１は本発明による投影露光装置の第１の実施の形態を
説明する図であり、露光装置の概略構成を示す図であ
る。図１では、主に照明および結像に関係する光学系を
示し、その他の部分は省略した。１は紫外光であるＡｒ
Ｆエキシマレーザ光を出射する光源であり、光源１から
出射された光はビーム整形レンズ２により所定の形状に
整形された後、ミラー３で反射されてビームエキスパン
ダーレンズ４に入射する。ビームエキスパンダーレンズ
４に入射した光束は所定の大きさに拡大された後、ミラ
ー５により反射されてオプチカルインテグレータとして
のフライアイレンズ６に導かれ、照度が均一化されると
ともに照明範囲が決定される。
【００１３】フライアイレンズ６からの光は第１リレー
レンズ７によりレチクル共役面に結像される。そのレチ
クル共役面には、露光範囲を制限するためのレチクルブ
ラインド８が配設される。レチクルブラインド８を通過
した光は第２リレーレンズ９，ミラー１０およびメイン
コンデンサレンズ１１を介してレチクル１２に照射され
る。レチクル１２にはパターンが形成されており、レチ
クル１２を透過した光は投影光学系１３によりウェハ１
４に照射され、レチクル１２のパターンの像がウェハ１
４上に結像される。なお、投影光学系１３は光軸方向に
配列された多数の光学素子を有する。
レンズ７によりレチクル共役面に結像される。そのレチ
クル共役面には、露光範囲を制限するためのレチクルブ
ラインド８が配設される。レチクルブラインド８を通過
した光は第２リレーレンズ９，ミラー１０およびメイン
コンデンサレンズ１１を介してレチクル１２に照射され
る。レチクル１２にはパターンが形成されており、レチ
クル１２を透過した光は投影光学系１３によりウェハ１
４に照射され、レチクル１２のパターンの像がウェハ１
４上に結像される。なお、投影光学系１３は光軸方向に
配列された多数の光学素子を有する。
【００１４】ウェハステージ１５にはウェハ１４に照射
されるレーザ光の光量を測定するための光量センサ１６
が設けられており、投影光学系１３からのレーザ光を光
量センサ１６で検出することによって所定の光量となっ
ているか否かを確認する。１７ａ〜１７ｈは、光学素子
２〜５，７，９〜１１の光学特性の変化により生じる音
響信号を検出するための光音響センサであり、光音響セ
ンサ１７ａ〜１７ｈの信号は演算部１８へ送られる。光
音響センサ１７ａ〜１７ｈは光学特性の変化として光吸
収率を検知するものであり、各光学素子に音響マッチン
グ材（例えば、シリコングリースなど）により音響整合
が取られた状態で接合されている。光学素子に対する光
音響センサ１７ａ〜１７ｈの接合位置は光学素子表面で
あっても周縁面でも良いが、好ましくは照明光が入射す
るレンズ面に取り付けるのが良い。この面は汚染物質が
付着しやすい面なので、光学素子の光学特性をいち早く
検出できる。光学素子２〜５，７，９〜１１に汚染物質
が付着した場合、光学素子２〜５，７，９〜１１の光吸
収率が変化し、光音響センサから出力される音響信号が
変化する。演算部１８では光音響センサ１７ａ〜１７ｈ
の音響信号の変化に基づいて、光学素子２〜５，７，９
〜１１の光学特性（透過率）の変化状態、すなわち光学
素子の汚染状態を検出する。１９は検出された結果等を
表示する表示装置であり、２０は演算に用いられるパラ
メータや演算結果が記憶される記憶部である。なお、光
音響センサによる光学特性計測は光音響測定法と呼ばれ
るが、その詳細については後述する。
されるレーザ光の光量を測定するための光量センサ１６
が設けられており、投影光学系１３からのレーザ光を光
量センサ１６で検出することによって所定の光量となっ
ているか否かを確認する。１７ａ〜１７ｈは、光学素子
２〜５，７，９〜１１の光学特性の変化により生じる音
響信号を検出するための光音響センサであり、光音響セ
ンサ１７ａ〜１７ｈの信号は演算部１８へ送られる。光
音響センサ１７ａ〜１７ｈは光学特性の変化として光吸
収率を検知するものであり、各光学素子に音響マッチン
グ材（例えば、シリコングリースなど）により音響整合
が取られた状態で接合されている。光学素子に対する光
音響センサ１７ａ〜１７ｈの接合位置は光学素子表面で
あっても周縁面でも良いが、好ましくは照明光が入射す
るレンズ面に取り付けるのが良い。この面は汚染物質が
付着しやすい面なので、光学素子の光学特性をいち早く
検出できる。光学素子２〜５，７，９〜１１に汚染物質
が付着した場合、光学素子２〜５，７，９〜１１の光吸
収率が変化し、光音響センサから出力される音響信号が
変化する。演算部１８では光音響センサ１７ａ〜１７ｈ
の音響信号の変化に基づいて、光学素子２〜５，７，９
〜１１の光学特性（透過率）の変化状態、すなわち光学
素子の汚染状態を検出する。１９は検出された結果等を
表示する表示装置であり、２０は演算に用いられるパラ
メータや演算結果が記憶される記憶部である。なお、光
音響センサによる光学特性計測は光音響測定法と呼ばれ
るが、その詳細については後述する。
【００１５】前述したように、光路全体を窒素ガス等の
不活性ガスで満たす必要から、図１に示した各光学素子
は不活性ガスで置換された筐体内に収納されている。例
えば、照明光学系を構成するビーム整形レンズ２からコ
ンデンサレンズ１１までの光学素子は、図２に示すよう
な筐体２１内に収納される。筐体２１は三つの独立した
気密空間２１ａ〜２１ｃを有しており、ビーム整形レン
ズ２は気密空間２１ａに、ミラー３およびビームエキス
パンダーレンズ４は気密空間２１ｂに、ミラー５および
１０，フライアイレンズ６，リレーレンズ７および９，
レチクルブラインド８，コンデンサレンズ１１は気密空
間２１ｃに収納されている。また、各気密空間２１ａ〜
２１ｃには配管Ｌ１〜Ｌ３を介して窒素ガス供給源２４
から窒素ガスが供給され、配管Ｌ４，Ｌ５を介して排気
装置２５により排出される。また、光源１は蛇腹２３を
介して筐体２１に取り付けられる。なお、図２では光音
響センサ１７ａ〜１７ｈを省略して示した。
不活性ガスで満たす必要から、図１に示した各光学素子
は不活性ガスで置換された筐体内に収納されている。例
えば、照明光学系を構成するビーム整形レンズ２からコ
ンデンサレンズ１１までの光学素子は、図２に示すよう
な筐体２１内に収納される。筐体２１は三つの独立した
気密空間２１ａ〜２１ｃを有しており、ビーム整形レン
ズ２は気密空間２１ａに、ミラー３およびビームエキス
パンダーレンズ４は気密空間２１ｂに、ミラー５および
１０，フライアイレンズ６，リレーレンズ７および９，
レチクルブラインド８，コンデンサレンズ１１は気密空
間２１ｃに収納されている。また、各気密空間２１ａ〜
２１ｃには配管Ｌ１〜Ｌ３を介して窒素ガス供給源２４
から窒素ガスが供給され、配管Ｌ４，Ｌ５を介して排気
装置２５により排出される。また、光源１は蛇腹２３を
介して筐体２１に取り付けられる。なお、図２では光音
響センサ１７ａ〜１７ｈを省略して示した。
【００１６】次いで、光音響測定法について説明する。
光学素子に光を照射すると光吸収による熱が発生して温
度上昇が生じるが、断続光を照射した場合には、温度上
昇による体積膨張と次の光が照射される間の膨張緩和と
によって生じる体積変化を示す音響波振動が光学素子に
発生する。この音響波に応じて光音響センサ１７ａ〜１
７ｄは音響信号を出力し、その音響信号から光学素子の
光吸収率の変化を検知する。このようにして光学素子の
光吸収率を検知することは、光音響測定法と呼ばれてい
る。音響波を検出する光音響センサとしては、マイクロ
フォンや、光学素子またはその保持部材に取り付けられ
た圧電素子トランスジューサ（音響検知素子の一つ）な
どが用いられる。音響信号は熱緩和と同程度のオーダー
（ｐｓｅｃオーダー）で発生するので、音響伝搬の時間
を考慮しても数μｓｅｃ〜数十μｓｅｃでの計測が可能
であり、高速・高感度な測定を行うことができる。
光学素子に光を照射すると光吸収による熱が発生して温
度上昇が生じるが、断続光を照射した場合には、温度上
昇による体積膨張と次の光が照射される間の膨張緩和と
によって生じる体積変化を示す音響波振動が光学素子に
発生する。この音響波に応じて光音響センサ１７ａ〜１
７ｄは音響信号を出力し、その音響信号から光学素子の
光吸収率の変化を検知する。このようにして光学素子の
光吸収率を検知することは、光音響測定法と呼ばれてい
る。音響波を検出する光音響センサとしては、マイクロ
フォンや、光学素子またはその保持部材に取り付けられ
た圧電素子トランスジューサ（音響検知素子の一つ）な
どが用いられる。音響信号は熱緩和と同程度のオーダー
（ｐｓｅｃオーダー）で発生するので、音響伝搬の時間
を考慮しても数μｓｅｃ〜数十μｓｅｃでの計測が可能
であり、高速・高感度な測定を行うことができる。
【００１７】このようにして得られた信号の強度や位相
などを解析することにより、音響波発生の原因である物
質の無輻射遷移に関する様々な情報を得ることができ
る。音響波信号の大きさと光吸収量との関係は様々なケ
ースで理論的な計算が試みられている（例えば、J.App
l.Phys.vol.47,No1,pp64.）が、低吸収の領域において
は、音響信号（トランスジューサの場合には圧力信号）
と吸収された光量とは比例関係にあるというのが一般的
に共通した結果であり、このことは実験的にも確認され
ている。なお、光音響センサとして圧電素子トランスジ
ューサを用いる場合にも、音響整合をとって光学素子に
取り付けるようにする。
などを解析することにより、音響波発生の原因である物
質の無輻射遷移に関する様々な情報を得ることができ
る。音響波信号の大きさと光吸収量との関係は様々なケ
ースで理論的な計算が試みられている（例えば、J.App
l.Phys.vol.47,No1,pp64.）が、低吸収の領域において
は、音響信号（トランスジューサの場合には圧力信号）
と吸収された光量とは比例関係にあるというのが一般的
に共通した結果であり、このことは実験的にも確認され
ている。なお、光音響センサとして圧電素子トランスジ
ューサを用いる場合にも、音響整合をとって光学素子に
取り付けるようにする。
【００１８】音響信号から光吸収率の変化を検知する方
法は様々であるが、図３（ａ）に示すように時間的な信
号波形のあるピーク値Ａに注目したり、図３（ｂ）のよ
うに周波数成分の特定の周波数における振幅値Ｂを注目
したりする方法が一般的である。図３（ｃ）は上記評価
方法におけるピーク値Ａまたは振幅値Ｂの時間変動に基
づいて検知される光学素子の光吸収率αの時間変化を示
したものであり、時間ｔ０までは光学素子の光吸収率は
汚染のない時の値α０のままであるが、ｔ０以後は光吸
収率αは増加している。すなわち、時間ｔ０以後は汚染
等によって光学特性が変化していることを表している。
演算部１８では、この光吸収率αの値の変化によって光
学素子の光学特性の良否（汚染されているか否か）を判
定する。判定の基準としては、（１）光吸収率αが初期
値α０より大きくなったときに不良と判定したり、
（２）光吸収率の許容値α１より大きくなったときに不
良と判定すれば良い。このように、現在の光吸収率の値
と光学素子が初期状態にある時の光吸収率の値とを比較
することによって光学特性変化を判定するようにしても
良いし、検出中の光吸収率の値の変化量を演算部１８で
求めて特性変化を検出するようにしても良い。
法は様々であるが、図３（ａ）に示すように時間的な信
号波形のあるピーク値Ａに注目したり、図３（ｂ）のよ
うに周波数成分の特定の周波数における振幅値Ｂを注目
したりする方法が一般的である。図３（ｃ）は上記評価
方法におけるピーク値Ａまたは振幅値Ｂの時間変動に基
づいて検知される光学素子の光吸収率αの時間変化を示
したものであり、時間ｔ０までは光学素子の光吸収率は
汚染のない時の値α０のままであるが、ｔ０以後は光吸
収率αは増加している。すなわち、時間ｔ０以後は汚染
等によって光学特性が変化していることを表している。
演算部１８では、この光吸収率αの値の変化によって光
学素子の光学特性の良否（汚染されているか否か）を判
定する。判定の基準としては、（１）光吸収率αが初期
値α０より大きくなったときに不良と判定したり、
（２）光吸収率の許容値α１より大きくなったときに不
良と判定すれば良い。このように、現在の光吸収率の値
と光学素子が初期状態にある時の光吸収率の値とを比較
することによって光学特性変化を判定するようにしても
良いし、検出中の光吸収率の値の変化量を演算部１８で
求めて特性変化を検出するようにしても良い。
【００１９】ところで、照明光学系内に設置された開口
絞りの形状（露光条件）を変更すると、光音響センサが
接合された光学素子に照射されるレーザ光の照射範囲
（照射面積）が変化する。例えば、レチクルブラインド
によって照射領域が成形されているような場合である。
このような場合には光音響センサで得られる信号にも変
化が起きる。この変化は光学素子表面の汚染によるもの
ではないので、予め照明条件毎に光学素子が汚染されて
いない状態を示す値（初期値）を記憶部２０に記憶させ
ておく。そして、露光条件が変更されたならばその条件
に応じた初期値に基づいて上記のごとく光学特性の良否
を判定するようにすれば良い。
絞りの形状（露光条件）を変更すると、光音響センサが
接合された光学素子に照射されるレーザ光の照射範囲
（照射面積）が変化する。例えば、レチクルブラインド
によって照射領域が成形されているような場合である。
このような場合には光音響センサで得られる信号にも変
化が起きる。この変化は光学素子表面の汚染によるもの
ではないので、予め照明条件毎に光学素子が汚染されて
いない状態を示す値（初期値）を記憶部２０に記憶させ
ておく。そして、露光条件が変更されたならばその条件
に応じた初期値に基づいて上記のごとく光学特性の良否
を判定するようにすれば良い。
【００２０】（１）本実施の形態では、図１に示すよう
に光学素子２〜５，７，９〜１１の各々に光音響センサ
１７ａ〜１７ｈを設けて光学素子２〜５，７，９〜１１
の光学特性をモニターしているため、従来のようにウェ
ハ１４における露光光の光量変化が許容範囲以上に変化
する前に、光学特性の変化（光吸収率の変化）を調べる
ことによって光学素子の汚染状態を容易に検出すること
ができる。したがって、光学素子の汚染状態が許容範囲
を越えた場合には感光基板への露光光の照射を行わず、
光学素子表面に露光光または露光光と同じ波長の光を照
射し、光洗浄を行うことができる。 （２）また、各光学素子に光音響センサを設けているの
で各光学素子毎に汚染状態を調べることができ、どの光
学素子が汚染されているかを特定することが可能とな
り、汚染された光学素子のみを交換または洗浄すること
が可能となってメンテナンス性が向上する。 （３）さらに、露光光路中の各光学素子に光音響センサ
を設けているので、露光最中にも光学素子の汚染状態
（すなわち、光学特性変化）を検出することができると
いう利点を有している。 （４）特に、集光点付近に配設された光学素子（例え
ば、光学素子７，９）は照明光の熱量が大きいため光学
特性の変化や汚染物質の付着が起きやすい。したがっ
て、ここに配設された光学素子に光音響センサを設けれ
ば、光学素子のすべてに光音響センサを設けなくても光
学特性変化をいち早く検出することができる。
に光学素子２〜５，７，９〜１１の各々に光音響センサ
１７ａ〜１７ｈを設けて光学素子２〜５，７，９〜１１
の光学特性をモニターしているため、従来のようにウェ
ハ１４における露光光の光量変化が許容範囲以上に変化
する前に、光学特性の変化（光吸収率の変化）を調べる
ことによって光学素子の汚染状態を容易に検出すること
ができる。したがって、光学素子の汚染状態が許容範囲
を越えた場合には感光基板への露光光の照射を行わず、
光学素子表面に露光光または露光光と同じ波長の光を照
射し、光洗浄を行うことができる。 （２）また、各光学素子に光音響センサを設けているの
で各光学素子毎に汚染状態を調べることができ、どの光
学素子が汚染されているかを特定することが可能とな
り、汚染された光学素子のみを交換または洗浄すること
が可能となってメンテナンス性が向上する。 （３）さらに、露光光路中の各光学素子に光音響センサ
を設けているので、露光最中にも光学素子の汚染状態
（すなわち、光学特性変化）を検出することができると
いう利点を有している。 （４）特に、集光点付近に配設された光学素子（例え
ば、光学素子７，９）は照明光の熱量が大きいため光学
特性の変化や汚染物質の付着が起きやすい。したがっ
て、ここに配設された光学素子に光音響センサを設けれ
ば、光学素子のすべてに光音響センサを設けなくても光
学特性変化をいち早く検出することができる。
【００２１】また、図２に示すように光学素子２〜１１
が筐体２１内の複数の密閉空間２１ａ〜２１ｃに分割し
て収納される場合には、次のような利点がある。例え
ば、気密空間２１ｂ内のミラー３，ビームエキスパンダ
ーレンズ４のみに光学特性変化が検知された場合は、気
密空間２１ｂに気密不良が生じたと判定することができ
る。このように、どの光学素子の光学特性が変化したか
を検出することにより、どの箇所で窒素ガス置換不良と
なっているかを特定することができる。この場合、各気
密空間２１ａ〜２１ｃ毎に少なくとも一つの光学素子に
光音響センサを設けるようにすれば良い。
が筐体２１内の複数の密閉空間２１ａ〜２１ｃに分割し
て収納される場合には、次のような利点がある。例え
ば、気密空間２１ｂ内のミラー３，ビームエキスパンダ
ーレンズ４のみに光学特性変化が検知された場合は、気
密空間２１ｂに気密不良が生じたと判定することができ
る。このように、どの光学素子の光学特性が変化したか
を検出することにより、どの箇所で窒素ガス置換不良と
なっているかを特定することができる。この場合、各気
密空間２１ａ〜２１ｃ毎に少なくとも一つの光学素子に
光音響センサを設けるようにすれば良い。
【００２２】上述した例では露光最中に測定を行う場合
について説明したが、例えば、一日の間に定期間隔で測
定のための照射をするようにしても良い。また、表示装
置１９に測定結果を表示したり、光学特性変化の生じた
光学素子を表示するようにしてオペレータに情報を提供
するようにしても良い。さらにまた、光音響センサを照
明光学系の光学素子に設ける場合について説明したが、
投影光学系の光学素子（図１の投影光学系１３）にも同
様に適用することができる
について説明したが、例えば、一日の間に定期間隔で測
定のための照射をするようにしても良い。また、表示装
置１９に測定結果を表示したり、光学特性変化の生じた
光学素子を表示するようにしてオペレータに情報を提供
するようにしても良い。さらにまた、光音響センサを照
明光学系の光学素子に設ける場合について説明したが、
投影光学系の光学素子（図１の投影光学系１３）にも同
様に適用することができる
【００２３】−第２の実施の形態− 図４は本発明による投影露光装置の第２の実施の形態を
示す図であり、図１，図２と同様の図である。図４にお
いて、４１はフライアイレンズ６とリレーレンズ７との
間の露光光路中に配置されるハーフミラーであり、ハー
フミラー４１で反射された光は汚染検出用光学素子４２
に入射する。光学素子４２は光学素子５〜１１が収納さ
れる気密空間２１ｃに設けられ（図２参照）、光音響素
子１７が取り付けられている。
示す図であり、図１，図２と同様の図である。図４にお
いて、４１はフライアイレンズ６とリレーレンズ７との
間の露光光路中に配置されるハーフミラーであり、ハー
フミラー４１で反射された光は汚染検出用光学素子４２
に入射する。光学素子４２は光学素子５〜１１が収納さ
れる気密空間２１ｃに設けられ（図２参照）、光音響素
子１７が取り付けられている。
【００２４】例えば、気密空間２１ｃに気密不良が生じ
て外気が侵入すると、空気中に含まれるハイドロカーボ
ン等の汚染物質が気密空間２１ｃ内の光学素子に付着す
る。当然、気密空間２１ｃに設けられた光学素子４２に
も汚染物質が付着し、光音響センサ４２からの信号に変
化が生じる。すなわち、光音響センサ４２の信号変化を
捉えることによって気密空間２１ｃの気密不良を検出す
ることが可能となる。特に、汚染検出用光学素子を光路
外に設けることにより、露光装置の光学設計に関係なく
より光感度な材料を汚染検出用光学素子に用いることが
できる。光路中の光学素子に光学特性変化が生じる前に
気密空間２１ｃの気密不良を検出することができる。な
お、図４では気密空間２１ｃ内に汚染検出用光学素子４
２を設けたが、同様に気密空間２１ａ，２１ｂ内に汚染
検出用光学素子を設けることができる。また、汚染検出
用光学素子に露光光を導くハーフミラーは、光路中であ
ればどの位置でも良い。
て外気が侵入すると、空気中に含まれるハイドロカーボ
ン等の汚染物質が気密空間２１ｃ内の光学素子に付着す
る。当然、気密空間２１ｃに設けられた光学素子４２に
も汚染物質が付着し、光音響センサ４２からの信号に変
化が生じる。すなわち、光音響センサ４２の信号変化を
捉えることによって気密空間２１ｃの気密不良を検出す
ることが可能となる。特に、汚染検出用光学素子を光路
外に設けることにより、露光装置の光学設計に関係なく
より光感度な材料を汚染検出用光学素子に用いることが
できる。光路中の光学素子に光学特性変化が生じる前に
気密空間２１ｃの気密不良を検出することができる。な
お、図４では気密空間２１ｃ内に汚染検出用光学素子４
２を設けたが、同様に気密空間２１ａ，２１ｂ内に汚染
検出用光学素子を設けることができる。また、汚染検出
用光学素子に露光光を導くハーフミラーは、光路中であ
ればどの位置でも良い。
【００２５】以上説明した実施の形態では、各光学素子
（ミラー３やリレーレンズ７等）の光学特性変化を光音
響センサを用いて光音響測定法により検出したが、各光
学素子の汚染状態を検出できる方法ならば他の検出方
法、例えば、光学素子を強制的に振動させてその固有振
動数の変化を検出することによって光学素子の汚染状態
を検出するような方法等、を用いても良い。
（ミラー３やリレーレンズ７等）の光学特性変化を光音
響センサを用いて光音響測定法により検出したが、各光
学素子の汚染状態を検出できる方法ならば他の検出方
法、例えば、光学素子を強制的に振動させてその固有振
動数の変化を検出することによって光学素子の汚染状態
を検出するような方法等、を用いても良い。
【００２６】本実施の形態では、光音響センサを取り付
ける光学系として、照明光学系を構成する光学素子の少
なくとも一つに取り付ける場合について説明したが、投
影光学系を構成する光学素子の少なくとも一つに設けて
も良い。また、光学特性変化を光学素子の光吸収率に基
づいて検出したが、光学素子の表面の透過率や、表面反
射率に基づいて検出しても良い。さらに、光学素子の汚
染状態が許容範囲を超えた場合は、光洗浄または光学素
子の交換を行う前にアラームを出しても良い。なお、光
洗浄を行う場合には、光音響センサを取り付けた複数の
光学素子のうち最も光学特性の変化が大きい光学素子を
特定し、その光学素子の汚染状態に合わせて光洗浄を行
っても良い。
ける光学系として、照明光学系を構成する光学素子の少
なくとも一つに取り付ける場合について説明したが、投
影光学系を構成する光学素子の少なくとも一つに設けて
も良い。また、光学特性変化を光学素子の光吸収率に基
づいて検出したが、光学素子の表面の透過率や、表面反
射率に基づいて検出しても良い。さらに、光学素子の汚
染状態が許容範囲を超えた場合は、光洗浄または光学素
子の交換を行う前にアラームを出しても良い。なお、光
洗浄を行う場合には、光音響センサを取り付けた複数の
光学素子のうち最も光学特性の変化が大きい光学素子を
特定し、その光学素子の汚染状態に合わせて光洗浄を行
っても良い。
【００２７】また、光学素子の汚染状態の度合いに応じ
て光洗浄時間を設定することも可能である。本実施の形
態では、光源からの照明光としてＡｒＦエキシマレーザ
光を用いて説明したが、紫外波長域の照明光、例えば、
ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、Ｆ２レー
ザ光（波長１５７ｎｍ）、さらに波長の短い軟Ｘ先等の
ＥＵＶＬを用いることも可能である。
て光洗浄時間を設定することも可能である。本実施の形
態では、光源からの照明光としてＡｒＦエキシマレーザ
光を用いて説明したが、紫外波長域の照明光、例えば、
ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、Ｆ２レー
ザ光（波長１５７ｎｍ）、さらに波長の短い軟Ｘ先等の
ＥＵＶＬを用いることも可能である。
【００２８】さらにまた、光路全体を満たす不活性ガス
として窒素ガスを用いて説明したが、他のガス、例え
ば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノ
ン、ラドン等の不活性ガスを用いても良い。
として窒素ガスを用いて説明したが、他のガス、例え
ば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノ
ン、ラドン等の不活性ガスを用いても良い。
【００２９】本発明では、ＡｒＦエキシマレーザ光源を
用いたとき、気体中に存在する不純物の付着による光学
素子の汚染状態が問題になる場合について説明したが、
光源にｉ線（波長３６５ｎｍ）およびｇ線（波長４３６
ｎｍ）の照明光を用いる露光装置で光学素子の曇り状態
を検出する場合にも適用することが可能である。
用いたとき、気体中に存在する不純物の付着による光学
素子の汚染状態が問題になる場合について説明したが、
光源にｉ線（波長３６５ｎｍ）およびｇ線（波長４３６
ｎｍ）の照明光を用いる露光装置で光学素子の曇り状態
を検出する場合にも適用することが可能である。
【００３０】露光装置としては、（ａ）マスクと基板と
を同期移動してマスクのパターンを露光する走査型の露
光装置や、（ｂ）マスクと基板とを静止した状態でマス
クのパターンを露光し、基板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も適用すること
ができる。また、露光装置の種類としては、半導体製造
用の露光装置に限定されることなく、例えば、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
置にも広く適用できる。
を同期移動してマスクのパターンを露光する走査型の露
光装置や、（ｂ）マスクと基板とを静止した状態でマス
クのパターンを露光し、基板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も適用すること
ができる。また、露光装置の種類としては、半導体製造
用の露光装置に限定されることなく、例えば、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
置にも広く適用できる。
【００３１】また、上述した実施の形態によれば、以下
のような露光方法や汚染された光学素子を特定する方法
などが可能である。 （ａ）露光用光源からの露光光で照明されたパターンの
像を光学系（照明光学系や投影光学系）を介して感光基
板上に転写する露光方法において、光学系を構成する複
数の光学素子の少なくとも一つに取り付けられたセンサ
で光学素子の光学特性変化を検知し、その検知結果に基
づいて光学素子の汚染状態を検出するようにしたもの。 （ｂ）露光用光源からの露光光で照明されたパターンの
像を感光基板上に転写するための光学系を構成する複数
の光学素子の少なくとも一つに、その光学素子の光学特
性変化を検知するセンサを取り付け、その検知結果に基
づいて汚染された光学素子を特定する方法。
のような露光方法や汚染された光学素子を特定する方法
などが可能である。 （ａ）露光用光源からの露光光で照明されたパターンの
像を光学系（照明光学系や投影光学系）を介して感光基
板上に転写する露光方法において、光学系を構成する複
数の光学素子の少なくとも一つに取り付けられたセンサ
で光学素子の光学特性変化を検知し、その検知結果に基
づいて光学素子の汚染状態を検出するようにしたもの。 （ｂ）露光用光源からの露光光で照明されたパターンの
像を感光基板上に転写するための光学系を構成する複数
の光学素子の少なくとも一つに、その光学素子の光学特
性変化を検知するセンサを取り付け、その検知結果に基
づいて汚染された光学素子を特定する方法。
【００３２】また、露光用光源からの露光光で照明され
たパターンの像を感光基板上に結像する光学系を備える
露光装置において、光学系を構成する光学素子の少なく
とも一つに光学素子の光学特性変化を検知するセンサを
実施の形態で述べたように取り付け、光学素子の汚染状
態を検出する検出器を前記センサに接続することにより
組み立てられる露光装置も可能である。これらの構成要
素は、上述した機能を達成するように電気的、機械的お
よび光学的に連結される。
たパターンの像を感光基板上に結像する光学系を備える
露光装置において、光学系を構成する光学素子の少なく
とも一つに光学素子の光学特性変化を検知するセンサを
実施の形態で述べたように取り付け、光学素子の汚染状
態を検出する検出器を前記センサに接続することにより
組み立てられる露光装置も可能である。これらの構成要
素は、上述した機能を達成するように電気的、機械的お
よび光学的に連結される。
【００３３】以上説明した実施の形態と特許請求の範囲
の要素との対応において、レチクル１２はマスクを、ウ
ェハ１４は感光性基板を、光音響センサ１７，１７ａ〜
１７ｈはセンサを、演算部１８は検出手段を、光学素子
４２は汚染検出用光学素子を、レチクルブラインド８は
照明条件設定手段を、ハーフミラー４１は光路分岐手段
を、演算部１８は判定手段をそれぞれ構成し、また、ビ
ーム整形レンズ２で一つの光学素子群を形成し、ミラー
３およびビームエキスパンダーレンズ４で一つの光学素
子群を形成し、ミラー５，フライアイレンズ６，第１リ
レーレンズ７，レチクルブラインド８，第２リレーレン
ズ９，ミラー１０およびコンデンサレンズ１１で一つの
光学素子群を形成する。
の要素との対応において、レチクル１２はマスクを、ウ
ェハ１４は感光性基板を、光音響センサ１７，１７ａ〜
１７ｈはセンサを、演算部１８は検出手段を、光学素子
４２は汚染検出用光学素子を、レチクルブラインド８は
照明条件設定手段を、ハーフミラー４１は光路分岐手段
を、演算部１８は判定手段をそれぞれ構成し、また、ビ
ーム整形レンズ２で一つの光学素子群を形成し、ミラー
３およびビームエキスパンダーレンズ４で一つの光学素
子群を形成し、ミラー５，フライアイレンズ６，第１リ
レーレンズ７，レチクルブラインド８，第２リレーレン
ズ９，ミラー１０およびコンデンサレンズ１１で一つの
光学素子群を形成する。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光学素子の光学特性変化を検知するセンサを光学素子自
身に設けたので、光学素子を露光光路中に配設した状態
で汚染検出ができ、露光最中でも汚染状態の検出が可能
となる。また、複数の光学素子にセンサを設けることに
より、どの光学素子が汚染されたかを特定することが可
能となる。請求項２の発明によれば、どの光学素子が汚
染されたかを調べることによって、どの空間の不活性ガ
ス置換が不良であるかを特定することができる。請求項
３の発明によれば、汚染が著しく生じやすい光学素子に
センサを設けたので、光学素子の汚染をより早く検出す
ることができる。請求項４の発明によれば、照明条件の
設定を変えた場合でも、照明条件に応じた光学特性変化
補正パラメータで計測された光学特性変化を補正してい
るため、正確な特性変化検出を行うことができる。請求
項５の発明によれば、汚染検出用光学素子を光路外に設
けているので、汚染検出用光学素子の材料として露光装
置の光学設計（例えば、収差や波長等）に関係なく良い
ものが使用でき、素子の選択範囲が広がる。請求項６の
発明によれば、光学素子の光学特性変化が所定値より大
となったときにその光学素子を特性不良と判定している
ので、露光条件に影響がでるほど汚染されている光学素
子を特定することができる。請求項７の発明によれば、
光学特性変化として光学素子の光吸収率変化を計測する
ようにしているので、露光光の光量変化を的確に捉える
ことができる。
光学素子の光学特性変化を検知するセンサを光学素子自
身に設けたので、光学素子を露光光路中に配設した状態
で汚染検出ができ、露光最中でも汚染状態の検出が可能
となる。また、複数の光学素子にセンサを設けることに
より、どの光学素子が汚染されたかを特定することが可
能となる。請求項２の発明によれば、どの光学素子が汚
染されたかを調べることによって、どの空間の不活性ガ
ス置換が不良であるかを特定することができる。請求項
３の発明によれば、汚染が著しく生じやすい光学素子に
センサを設けたので、光学素子の汚染をより早く検出す
ることができる。請求項４の発明によれば、照明条件の
設定を変えた場合でも、照明条件に応じた光学特性変化
補正パラメータで計測された光学特性変化を補正してい
るため、正確な特性変化検出を行うことができる。請求
項５の発明によれば、汚染検出用光学素子を光路外に設
けているので、汚染検出用光学素子の材料として露光装
置の光学設計（例えば、収差や波長等）に関係なく良い
ものが使用でき、素子の選択範囲が広がる。請求項６の
発明によれば、光学素子の光学特性変化が所定値より大
となったときにその光学素子を特性不良と判定している
ので、露光条件に影響がでるほど汚染されている光学素
子を特定することができる。請求項７の発明によれば、
光学特性変化として光学素子の光吸収率変化を計測する
ようにしているので、露光光の光量変化を的確に捉える
ことができる。
【図１】本発明による投影露光装置の第１の実施の形態
を説明する図であり、露光装置の概略構成を示す。
を説明する図であり、露光装置の概略構成を示す。
【図２】照明光学系が筐体２に納められた状態を示す断
面図。
面図。
【図３】音響信号を説明する図であり、（ａ）は時間的
な信号波形を示し、（ｂ）は特定の周波数に関する周波
数成分を示し、（ｃ）は光吸収率αの時間的変化を示
す。
な信号波形を示し、（ｂ）は特定の周波数に関する周波
数成分を示し、（ｃ）は光吸収率αの時間的変化を示
す。
【図４】本発明による投影露光装置の第２の実施の形態
を説明する図であり、露光装置の概略構成を示す。
を説明する図であり、露光装置の概略構成を示す。
１ 光源 ２ ビーム整形レンズ ３，５，１０ミラー ４ ビームエキスパンダーレンズ ６ フライアイレンズ ７，９ リレーレンズ ８ レチクルブラインド １１ コンデンサレンズ １２ レチクル １３ 投影光学系 １４ ウェハ １７，１７ａ〜１７ｈ 光音響センサ １８ 演算部 ２０ 記憶部 ２１ 筐体 ２１ａ〜２１ｃ 気密空間 ４１ ハーフミラー ４２ 光学素子
Claims (8)
- 【請求項１】 露光用光源からの露光光で照明されたパ
ターンの像を感光性基板上に結像する光学系を備える投
影露光装置において、 前記光学系を構成する複数の光学素子の少なくとも一つ
に設けられ、前記光学素子の光学特性変化を検知するセ
ンサと、 前記センサの検知結果に基づいて前記光学素子の汚染状
態を検出する検出手段とを設けたことを特徴とする投影
露光装置。 - 【請求項２】 露光用光源からの露光光で照明されたパ
ターンの像を感光性基板上に結像する光学系を備える投
影露光装置において、 前記光学系を構成する光学素子群を各々独立した異なる
空間に収納し、 前記空間に収納された前記光学素子群を構成する光学素
子の少なくとも一つに設けられ、前記光学素子の光学特
性変化を検知するセンサと、 前記センサの検知結果に基づいて前記光学素子の汚染状
態を検出する検出手段とを設けたことを特徴とする投影
露光装置。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の投影露光装置
において、 前記センサを前記露光光の集光点付近に配設された光学
素子に設けたことを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の投影露
光装置において、 前記光学系は前記露光光で前記パターンを照明する照明
光学系を具備し、 前記パターンを照明する照明条件を種々に設定する照明
条件設定手段と、 前記照明条件設定手段によって設定される種々の照明条
件に応じた光学特性変化補正パラメータが記憶される記
憶部とを備え、 前記検出手段は、検知された光学特性変化を前記照明光
学系の照明条件に応じた前記補正パラメータで補正し、
その補正された光学特性変化に基づいて汚染状態を検出
することを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項５】 露光用光源からの露光光で照明されたパ
ターンの像を感光性基板上に結像する光学系を備える投
影露光装置において、 前記光源からの露光光を露光光路外へ分岐する光路分岐
手段と、 露光光路外に設けられ、前記光路分岐手段によって分岐
された露光光が入射する汚染検出用光学素子と、 前記光学素子の光学特性変化を検知するセンサと、 前記センサの検知結果に基づいて前記光学素子の汚染状
態を検出する検出手段とを設けたことを特徴とする投影
露光装置。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の投影露
光装置において、 前記センサにより検知される前記光学素子の光学特性変
化量が所定値より大ならば、前記光学素子の光学特性を
不良と判定する判定手段を設けたことを特徴とする投影
露光装置。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の投影露
光装置において、 前記センサは、前記光学素子の光吸収率変化を前記光学
特性変化として検知することを特徴とする投影露光装
置。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の投影露
光装置において、 前記センサは、前記露光光が前記光学素子に照射された
時に生じる音響信号を検出する光音響センサからなるこ
とを特徴とする投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10059660A JPH11260688A (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | 投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10059660A JPH11260688A (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | 投影露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11260688A true JPH11260688A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13119588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10059660A Pending JPH11260688A (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | 投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11260688A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1209526A1 (en) * | 2000-11-23 | 2002-05-29 | Asm Lithography B.V. | Litographic apparatus and integrated circuit device manufacturing method |
| US7012265B2 (en) | 2000-11-23 | 2006-03-14 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus, integrated circuit device manufacturing method, and integrated circuit device manufactured thereby |
| JP2006332197A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Nikon Corp | 鏡筒、露光装置及び光学素子の検出方法並びにデバイスの製造方法 |
| CN100367112C (zh) * | 2001-12-12 | 2008-02-06 | Asml荷兰有限公司 | 平版印刷装置，器件的制造方法 |
| JP2009212241A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Canon Inc | 露光装置およびデバイス製造方法 |
| US8497978B2 (en) | 2009-07-01 | 2013-07-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus and method of manufacturing device |
| WO2021160463A1 (de) * | 2020-02-11 | 2021-08-19 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Projektionsobjektiv eines lithographiesystems und verfahren zur überwachung eines projektionsobjektivs eines lithographiesystems |
-
1998
- 1998-03-11 JP JP10059660A patent/JPH11260688A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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