(57)【要約】【課題】露光不良を抑制できる監視装置、露光装置、監視方法、及びデバイスの製造方法を提供すること。【解決手段】露光装置ＥＸは、マスクステージ１、投影光学系ＰＬ及び基板ステージ２を覆う、内部空間Ｎ１を形成するチャンバ装置Ｃを備える。内部空間Ｎ１に気体を供給する供給装置３には、内部空間Ｎ１に供給される気体を監視する監視装置1Ｋ、2Ｋを備える。内部空間Ｎ１の気体を回収する回収装置４には、内部空間Ｎ１の気体を監視する監視装置3Ｋを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光で基板を露光する露光装置の、監視装置であって、
前記露光光が通過する第１空間とは異なる第２空間を有する反応室と、
前記第１空間に供給された気体、及び前記第１空間に供給される気体の少なくとも一方を前記第２空間に供給する第１供給口と、
前記第２空間に供給された気体に照射する光を発する照射部と、
前記第１供給口から供給される気体と、前記光との反応から前記第２空間で生成される生成物を検出する検出装置と、を備え、
前記検出装置で、前記生成物を検出することで前記第１空間に供給された気体の状態、及び前記第１空間に供給される気体の状態の少なくとも一方を監視する監視装置。
【請求項２】
前記第１供給口から供給される気体と、前記光との反応を促進させる促進装置とを備える請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
前記促進装置は、前記第２空間に前記生成物の生成を促進する促進剤を供給する第２供給口を備える請求項２に記載の監視装置。
【請求項４】
前記促進剤は、水である請求項３に記載の監視装置。
【請求項５】
前記検出装置は、前記生成物の量、前記生成物の成分の少なくとも一方を検出する請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の監視装置。
【請求項６】
前記検出装置は、前記生成物を光学部材の表面で生成させ、前記光学部材の光量の変化により前記生成物を検出する請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の監視装置。
【請求項７】
前記第１空間に供給された気体の状態、及び前記第１空間に供給される気体の状態は、前記気体に含まれる不純物の量、および前記気体に含まれる不純物の成分の少なくとも一方を含む請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の監視装置。
【請求項８】
前記第１空間は、前記露光中に前記基板が配置される空間、もしくは前記露光光中に前記基板に形成するパターンを有するマスクが配置される空間の少なくとも一方を含む請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の監視装置。
【請求項９】
前記第１空間は、前記基板に所定のパターンを投影するための投影光学系の内部の空間を含む請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の監視装置。
【請求項１０】
前記光は、前記露光光である請求項１〜請求項９の何れか一項に記載の監視装置。
【請求項１１】
前記第１空間に供給される気体は、化学的汚染物質を取り除くためのフィルタを通過する前の気体、及び前記フィルタを通過した後の気体の少なくとも一方を含む請求項１〜請求項１０の何れか一項に記載の監視装置。
【請求項１２】
前記生成物は、硫酸アンモニウムを含む請求項１〜請求項１１の何れか一項に記載の監視装置。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１２の何れか一項に記載の監視装置を備える露光装置。
【請求項１４】
前記第１空間を画定するチャンバ装置と、を備え、前記チャンバ装置とは異なる場所に前記監視装置は配置される請求項１３に記載の露光装置。
【請求項１５】
請求項１３又は請求項１４に記載の露光装置を用い、基板を露光することと、前記露光された基板を現像することと、を含むデバイスの製造方法。
【請求項１６】
露光光で基板を露光する露光装置の、前記露光光が通過する第１空間内の気体の状態、及び前記第１空間に供給される気体の状態の少なくとも一方を監視する監視方法であって、
前記第１空間とは異なる第２空間で、前記第１空間に供給された気体及び前記第１空間に供給される気体の少なくとも一方に光を照射することと、
前記照射される気体から生成する生成物を検出して、前記照射される気体の状態を監視することとを含む監視方法。
【請求項１７】
前記照射される気体から生成する生成物の単位時間当たりの生成量が所定の量より多い場合、前記露光光による前記基板の露光を中止することとを含む請求項１６に記載の監視方法。
【請求項１８】
前記露光装置は、前記露光光が通過する空間の少なくとも一部を覆うチャンバを備え、
前記チャンバを開け、前記チャンバの内部空間の少なくとも一部と外部空間とを連通させること、
前記連通する前と後の少なくとも一方で、前記チャンバの内部空間の気体の状態を監視することとを含む請求項１６又は請求項１７に記載の監視方法。
【請求項１９】
請求項１６〜請求項１８の何れか一項に記載の監視方法で、前記第１空間内の気体の状態及び前記第１空間に供給される気体の状態の少なくとも一方を監視することと、
前記露光光で基板を露光することと、
前記露光された基板を現像することと、を含むデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視装置、露光装置、監視方法、及びデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、電子デバイス等のマイクロデバイスの製造工程においては、露光装置等の基板処理装置を用いて基板が処理される。基板処理装置は、内部空間を形成するチャンバ装置を備え、その内部空間で基板を処理する。下記特許文献には、内部空間の環境を制御可能なチャンバ装置に関する技術の一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０２７４２９１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、露光装置において、露光光が通過する空間内の気体もしくは、露光光が通過する空間に供給する気体の少なくとも一方に不純物（汚染物質）が存在すると、その気体と接触する物体に不純物が付着して、基板が汚染する可能性がある。その結果、露光不良が発生する可能性がある。
【０００５】
本発明の態様は、露光不良の発生を抑制する監視装置、露光装置、及び監視方法を提供することを目的とする。また本発明の態様は、不良デバイスの発生を抑制できるデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、露光光で基板を露光する露光装置の、監視装置であって、露光光が通過する第１空間とは異なる第２空間を有する反応室と、第１空間に供給された気体、及び第１空間に供給される気体の少なくとも一方を第２空間に供給する第１供給口と、第２空間に供給された気体に照射する光を発する照射部と、第１供給口から供給される気体と、光との反応から第２空間で生成される生成物を検出する検出装置と、を備え、検出装置で、生成物を検出することで第１空間に供給された気体の状態、及び第１空間に供給される気体の状態の少なくとも一方を監視する監視装置が、提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様に従えば、第１の態様の監視装置を備える露光装置が、提供される。
【０００８】
本発明の第３の態様に従えば、第２の態様の露光装置を用い、基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイスの製造方法が、提供される。
【０００９】
本発明の第４の態様に従えば、露光光で基板を露光する露光装置の、露光光が通過する第１空間内の気体の状態、及び第１空間に供給される気体の状態の少なくとも一方を監視する監視方法であって、第１空間とは異なる第２空間で、第１空間に供給された気体及び第１空間に供給される気体の少なくとも一方に光を照射することと、照射される気体から生成する生成物を検出して、照射される気体の状態を監視することとを含む監視方法が、提供される。
【００１０】
本発明の第５の態様に従えば、第４の態様の監視方法で、第１空間内の気体の状態及び第１空間に供給される気体の状態の少なくとも一方を監視することと、露光光で基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイスの製造方法が、提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の態様によれば、露光不良の発生を抑制できる。また本発明によれば、不良デバイスの発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を示す図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ２と、マスクステージ１に保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明系ＩＬと露光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板ステージ２に保持されている基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、基板ステージ２とマスクステージ２と投影光学系ＰＬとを囲むチャンバＣと、を備えている。
【００１４】
本実施形態において、露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）である。すなわち、本実施形態において、マスクＭおよび基板Ｐを投影光学系ＰＬに対して所定の走査方向に相対移動させながら、基板Ｐに露光される。
【００１５】
マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。本実施形態において、マスクＭは、例えばガラス板等の透明板にクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンが形成された透過型マスクである。この透過型マスクは、遮光膜でパターンが形成されるバイナリーマスクに限られず、例えばハーフトーン型、あるいは空間周波数変調型などの位相シフトマスクも含む。
【００１６】
照明系ＩＬは、照明領域ＩＲに配置されたマスクＭの少なくとも一部を露光光ＥＬで照明する。本実施形態においては、露光光ＥＬとして、ＡｒＦエキシマレ−ザ光を用いる。
【００１７】
マスクステ−ジ１は、マスクＭの裏面Ｍｂ（パターン形成面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。マスクステ−ジ１は、マスクＭを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。マスクステージ１の位置情報は、不図示の干渉システムにより計測可能である。また、マスクステージ１に保持されたマスクＭの裏面Ｍｂの位置情報が、フォーカス・レベリング検出システム（不図示）に検出される。
【００１８】
投影光学系ＰＬは、投影領域ＰＲに配置された基板Ｐの少なくとも一部に、マスクＭのパタ−ンの像を所定の投影倍率で投影する。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５または１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸは、Ｚ軸とほぼ平行である。
【００１９】
基板ステ−ジ２は、基板Ｐの表面Ｐａ（露光面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持可能である。基板ステ−ジ２は、基板Ｐを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。
【００２０】
基板ステージ２の位置情報は、不図示の干渉計システムで計測される。また、基板ステージ２に保持された基板Ｐの表面Ｐａの位置情報が、フォーカス・レベリング検出システム（不図示）に検出される。
【００２１】
本実施形態において、基板Ｐは、デバイスを製造するための円形の基板であり、感光材（フォトレジスト）Ｒｇの膜を含む。
【００２２】
次に、図１を参照しながら、チャンバ装置Ｃに関して説明する。
【００２３】
チャンバ装置Ｃは、内部空間Ｎ１に気体を供給する供給装置３と、内部空間Ｎ１から気体を回収する回収装置４、内部空間Ｎ１と外部の空間とを連通させる扉Ｇとを含む。
【００２４】
本実施形態において、内部空間Ｎ１は、環境条件（清浄度、温度、圧力等）がほぼ一定に維持されている。すなわち、内部空間Ｎ１の気体の状態は、ほぼ一定に維持されている。内部空間Ｎ１には、露光光ＥＬにより露光処理されるマスクＭおよび基板Ｐが配置される。また、内部空間Ｎ１の気体を介して、マスクＭおよび基板Ｐに露光光ＥＬが照射される。また、本実施形態において、内部空間Ｎ１の圧力は、外部からの例えば不純物の侵入を抑制し、清浄度を保つために、外部に対して陽圧に保たれている。本実施形態において、図１に示すように、投影光学系ＰＬ、マスクステージ１、及び基板ステージ２に対して＋Ｘ軸方向に供給装置３と、−Ｘ軸方向に回収装置４とが設けられている。したがって、供給装置３から供給された気体は、投影光学系ＰＬ、マスクステージ１、及び基板ステージ２を介して、回収装置４から回収される。なお、供給装置３と回収装置４との配置はこれに限られず、例えば、Ｙ軸方向に設けても構わない。また、供給装置３と回収装置４とを同じ側に設けても構わない。
【００２５】
次に、図１を参照しながら、扉Ｇに関して説明する。なお、図１は、扉Ｇを開放した状態を示した図である。
【００２６】
本実施形態においては、扉Ｇは、チャンバ装置Ｃの−Ｘ軸方向に１個設けられている。扉Ｇを開放することで、チャンバ装置Ｃの開口Ｋを介して、内部空間Ｎ１と外部の空間とが連通する。例えば露光装置ＥＸのメンテナンス（例えば、清掃）を実行する場合、扉Ｇを開放し、作業者などが開口Ｋを介して内部空間Ｎ１にメンテナンスに用いる工具（例えば、清掃工具）を搬入し、内部空間Ｎ１でメンテナンス作業を行う。また，露光装置ＥＸで基板ステージ２にロードされた基板Ｐを露光する場合、扉Ｇを閉鎖し、内部空間Ｎ１と外部の空間とを連通させずに、露光処理を行う。なお、チャンバ装置Ｃの開口Ｋに複数の扉Ｇを設けても構わない。また、チャンバ装置Ｃに複数の開口Ｋを設けて、それぞれの開口Ｋに扉Ｇを設けても構わない。また、開口Ｋの配置はこれに限られず、例えば、＋Ｘ軸方向に設けても構わない。
【００２７】
次に、図１および図２を参照しながら、供給装置３に関して説明する。図２は、本実施形態における供給装置３の一例を示す概略構成図である。
【００２８】
供給装置３は、化学フィルタＣＦと、チャンバ装置Ｃの外部から気体を取り込む気体取り込み口５と、化学フィルタＣＦを通過した気体を内部空間Ｎ１に供給する供給口６と、気体の状態を監視する監視装置Ｋとを備えている。監視装置Ｋは、化学フィルタＣＦに供給する前の気体を監視する監視装置１Ｋと、化学フィルタＣＦを通過した後の気体を監視する監視装置２Ｋとに設けられている。
【００２９】
化学フィルタＣＦは、化学的汚染物質（不純物）を除去することが可能である。本実施形態においては、イオン除去用フィルタとしてのイオン交換樹脂、イオン交換繊維などを用いる。なお、化学フィルタＣＦは、イオン交換樹脂に限られず、例えば、活性炭や、ゼオライトなどの、化学物質を吸着する吸着作用、触媒作用、もしくは水分を除去する作用を有していても構わない。化学フィルタＣＦに、これら複数のフィルタを用いても構わない。また、化学フィルタＣＦに、通過する気体の温度を調整する機能・装置を備えていても構わない。
【００３０】
供給装置３は、気体取り込み口５を介して、チャンバ装置Ｃの外部から取り込まれた気体を化学フィルタＣＦに供給する供給流路５ａを備えている。化学フィルタＣＦを通過した気体は、供給流路６ａを介して供給口６から内部空間Ｎ１に供給される。
【００３１】
本実施形態において、チャンバ装置Ｃの動作は不図示の制御装置により制御される。気体取り込み口５から取り込まれた気体は、供給流路５ａを介して、化学フィルタＣＦに供給される。化学フィルタＣＦに供給される気体に含まれる不純物は、化学フィルタＣＦにより取り除かれる。化学フィルタＣＦを通過した気体は、供給流路６ａを介して、供給口６から内部空間Ｎ１に供給される。供給口６から供給される気体は、チャンバ装置Ｃの内部のマスクステージ１及び基板ステージ２の周囲を通過して、回収装置４から回収される。回収装置４に関しては、後述する。  次に、図３を参照しながら、監視装置１Ｋ（Ｋ）に関して説明する。図３は、本実施形態における監視装置Ｋの一例を示す概略構成図である。
【００３２】
監視装置１Ｋは、供給流路５ａと連通する取り込み流路Ｔと、供給される気体に光を昭照射し、気体と光とを反応させる反応室Ｒと、反応室Ｒに照射する光を発する照射部Ｌと、反応室Ｒでの反応を促進する促進剤を反応室Ｒに供給する促進部Ｓと、反応により生成される生成物を検出する検出部Ｄと、反応室Ｒに供給された気体を反応室Ｒから排出する排出流路Ｅとを備えている。なお、反応室Ｒで生じる“反応”については後述する。
【００３３】
取り込み流路Ｔは、取り込み流路Ｔと供給流路５ａとを接続し、供給流路５ａを通過する気体の一部を取り込むための分岐装置Ｂを備えている。分岐装置Ｂはバルブを備え、バルブを開閉させることで、取り込む量を調整することができる。取り込み流路Ｔは、矩形の内部空間Ｒ１を備える反応室Ｒに接続される。取り込み流路Ｔは、供給口Ｔａを備え、供給口Ｔａは、供給流路５ａから取り込まれる気体を反応室Ｒ（内部空間Ｒ１）に供給する。照射部Ｌから照射される反応光ＲＬは、供給口Ｔａから反応室Ｒ（内部空間Ｒ１）に供給される気体に照射される。本実施形態において、反応光ＲＬとして露光光ＥＬを用いる。本実施形態においては、照射部Ｌは、照明系ＩＬより照射される露光光ＥＬの少なくとも一部を分岐し、反応室Ｒに供給される。なお、照射部Ｌが、照明系ＩＬとは異なる光源を備え、露光光ＥＬとは異なる反応光ＲＬを照射するようにしても構わない。また、反応光ＲＬとしては、２４８nm以下の波長の光を使うことが望ましい。本実施形態においては、内部空間Ｒ１に対して、照射部Ｌと検出部Ｄとが対向する位置に設けられている。照射部Ｌから照射される反応光ＲＬは、検出部Ｄの少なくとも一部に照射される。本実施形態において、検出部Ｄは、光学素子Ｄ１と、光学素子を通過した反応光ＲＬの光量を測定する受光素子Ｄ２とを備える。検出部Ｄは、光学素子Ｄ１を通過する反応光ＲＬの透過率を測定している。本実施形態においては、受光素子Ｄ２としてＣＣＤ素子を用いる。
【００３４】
本実施形態においては、反応を促進する促進剤を供給可能な促進部Ｓが反応室Ｒに接続されている。促進部Ｓが備える供給口Ｓａから反応室Ｒ（内部空間Ｒ１）に促進剤が供給される。促進部Ｓは、内部空間Ｒ１のうち反応光ＲＬの光路の少なくとも一部の空間に促進剤を供給することが可能である。本実施形態では、促進剤として水を用いる。本実施形態では、水分（水蒸気）を含む気体を促進剤として、内部空間Ｒ１に供給する。促進部Ｓは、気体に含まれる水分の割合を調整することが可能である。排出流路Ｅは、反応室Ｒ（内部空間Ｒ１）から気体を、内部空間Ｒ１の外部に排出する排出口Ｅａを備える。排出口Ｅａは、内部空間Ｒ１を通過した気体を、内部空間Ｒ１の外部に排出することが可能である。なお、促進剤は水に限られず、有機物でも構わない。
【００３５】
監視装置２Ｋの反応室Ｒは、化学フィルタＣＦを通過した気体が通過する供給流路６ａと、分岐装置Ｂを介し接続されている。監視装置２Ｋの構成は、監視装置１Ｋの構成と同等なので、その説明を省略する。
【００３６】
次に、図１および図４を参照しながら、回収装置４に関して説明する。図４は、本実施形態における回収装置４の一例を示す概略構成図である。
【００３７】
回収装置４は、チャンバ装置Ｃの内部空間Ｎ１を通過した気体を回収する回収口７と、
チャンバ装置Ｃの外部に気体を排出する気体排出口８と、気体の状態を監視する監視装置３Ｋ（Ｋ）を備えている。回収口７から回収される気体には、露光光ＥＬの光路の少なくとも一部を通過したものも含まれる。内部空間Ｎ１の気体は、回収口７及び回収流路７ａを介して、気体排出口８からチャンバ装置Ｃの外部に排出される。
【００３８】
回収口７は、回収口７と気体排出口８とを接続する回収流路７ａを備えている。監視装置３Ｋの反応室Ｒは、内部空間Ｎ１を通過した気体が通過する回収流路７ａと、分岐装置Ｂを介し接続されている。監視装置３Ｋの構成は、監視装置１Ｋの構成と同等なので、その説明を省略する。監視装置３Ｋは、内部空間Ｎ１の気体の状態を監視する。したがって、本実施形態においては、監視装置Ｋは、供給装置３が備える監視装置１Ｋと監視装置２Ｋと、回収装置４が備える監視装置３Ｋとを含む。
【００３９】
次に、監視装置１Ｋの動作について、説明する。
【００４０】
供給流路５ａ通過する気体の少なくとも一部は、分岐装置Ｂ、及び取り込み流路Ｔ（供給口Ｔａ）を介して反応室Ｒに供給される。反応室Ｒに供給される気体に、照射部Ｌから反応光ＲＬが照射される。反応室Ｒに供給される気体に不純物としてアンモニウムイオン（ＮＨ4+）および硫酸イオン（ＳＯ42-）が含まれる場合、不純物と反応光ＲＬとの光化学反応により、硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2ＳＯ4）（以下、硫安と呼ぶ）が生成される。硫安は、照射部Ｌと対向する位置にある検出部Ｄの光学素子Ｄ１の上（反応光ＲＬの光路中）に生成（堆積する）する。硫安の生成量は、反応室Ｒに供給される気体に含まれる不純物の量に比例する。上述したように、受光素子Ｄ２は、光学素子Ｄ１を通過する反応光ＲＬの光量を測定している。したがって、光学素子Ｄ１上に生成する硫安の量が増加するに従い、受光素子Ｄ２が受光する反応光ＲＬの光量が低下する。すなわち、受光素子Ｄ２により反応光ＲＬの光量を測定することで、反応室Ｒに供給される気体に含まれる不純物を測定（監視）することが可能である。したがって、反応室Ｒに供給される気体に含まれる不純物を測定することで、供給流路５ａを通過する気体に含まれる不純物を監視（測定）することが可能である。すなわち、監視装置１Ｋは、光学素子Ｄ１に生成する硫安の量から、供給流路５ａを通過する気体に含まれる不純物の量を推定する。また、供給流路５ａには、気体取り組み口５から取り込まれた気体が通過することから、チャンバ装置Ｃの外部から取り込まれた気体に含まれる不純物の量を推定する。また、内部空間Ｒ１への気体の供給と排出を常時行うことで、供給流路５ａを通過する気体の不純物の量を常時測定（監視）することが可能である。また、反応室Ｒに供給される気体から、光学素子Ｄ１上に生成する硫安の量が少なく、受光素子Ｄ２が光学素子Ｄ１を通過する反応光ＲＬの光量の変化を所望の感度で測定することが困難な場合がある。その場合、促進部Ｓを動作させて、反応光ＲＬの光路に水分を含む気体（促進剤）を供給する。促進剤の存在下では、気体に含まれる不純物と反応光ＲＬとの反応が促進され、生成する硫安の収率（硫安の生成効率）を上げることができる。これにより、受光素子Ｄ２は、光学素子Ｄ１を通過する反応光ＲＬの光量の変化を容易に測定することができる。したがって、受光素子Ｄ２が反応光ＲＬの光量の変化を測定できる場合は、促進部Ｓを動作させなくても構わない。
【００４１】
監視装置２Ｋは、供給流路６ａを通過する気体（化学フィルタＣＦを通過した気体）に含まれる不純物の量を推定することが可能である。また、監視装置２Ｋは、内部空間Ｎ１に供給される気体に含まれる不純物の量を推定することが可能である。監視装置３Ｋは、回収流路７ａを通過する気体に含まれる不純物の量を推定することが可能である。また、監視装置３Ｋは、内部空間Ｎ１の気体に含まれる不純物の量を推定することが可能である。
【００４２】
次に上述の構成を有する露光装置ＥＸの動作の一例について説明する。
【００４３】
まず、露光前の基板Ｐは、所定の搬送装置を用いて、基板ステージ２にロ−ドされる。照明系ＩＬより射出された露光光ＥＬは、マスクＭを照明する。マスクＭを介した露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬを介して、基板Ｐに照射される。これにより、マスクＭのパタ−ンの像が基板Ｐの表面Ｐａに投影され、基板Ｐは露光光ＥＬで露光される。
【００４４】
基板Ｐの露光が終了した後に、所定の搬送装置を用いて、露光後の基板Ｐを基板ステージ２の基板保持部５からアンロ−ドされる。以上により、基板Ｐの露光処理が終了する。
【００４５】
ところで、基板Ｐの露光処理中において、内部空間Ｎ１の露光光ＥＬが通過する気体に不純物が含まれると、露光光ＥＬと不純物との光化学反応により硫安が生成される。基板ステージ２にロードされた基板Ｐの周囲で硫安が生成されると、基板Ｐの表面Ｐａに硫安が堆積し、露光不良が発生する可能性がある。
【００４６】
そこで、本実施形態においては、露光処理と同時に、監視装置１Ｋ、監視装置２Ｋ及び監視装置３Ｋを動作させる。
【００４７】
本実施形態においては、監視装置２Ｋの測定から、供給流路６ａを通過する気体（化学フィルタＣＦを通過した気体）に不純物が含まれていると判明した場合を例に説明する。この場合は、監視装置２Ｋにおいて、所定の時間内で光学素子Ｄ１上に生成する硫安の量が、所定の量より多い。したがって、供給流路６ａを通過する気体に、所定量より多く不純物が含まれると推定する。さらに、内部空間Ｎ１に供給される気体に含まれる不純物の量が所定量よりも多く含まれると推定する。したがって、内部空間Ｎ１の気体と接触する物体（例えば、基板ＰまたはマスクＭのどちらか一方）が汚染し、露光不良が発生する可能性がある。
【００４８】
本実施形態においては、監視装置２Ｋ及び監視装置３Ｋの測定から、供給流路５ａ、供給流路６ａ及び回収流路７ａを通過する気体に不純物が含まれていると判明した場合を例に説明する。
【００４９】
最初に、露光処理を中止し、露光不良の発生を抑制する。
【００５０】
次に、監視装置２Ｋが、化学フィルタＣＦを通過した後の気体に、所定量より多く不純物が含まれていると推定していることから、化学フィルタＣＦの不純物を除去する能力の低下（化学フィルタＣＦの不具合）が考えられる。そこで、気体取り込み口５からの気体の取り込みを中止し、化学フィルタＣＦを交換する。交換した後に、再度気体取り込み口５から気体の取り込みを開始する。監視装置２Ｋにより、交換後の化学フィルタＣＦを通過した後の気体に含まれる不純物の量を推定し、化学フィルタＣＦの不純物を除去する能力を確認する。この場合、監視装置２Ｋは、供給流路６ａを通過する気体の一部を取り込んでいる。監視装置２Ｋの光学素子Ｄ１上に生成する硫安の所定の時間内で光学素子Ｄ１上に生成する硫安の量が、所定の量より少ないこと確認する。したがって、供給流路６ａを通過する気体に、所定量より少ない不純物が含まれると推定する。さらに、内部空間Ｎ１に供給される気体に含まれる不純物の量が所定量よりも少なく含まれると推定する。したがって、内部空間Ｎ１の気体と接触する物体（例えば、基板ＰまたはマスクＭのどちらか一方）が汚染することが抑制されるので、露光処理を再開する。
【００５１】
なお、供給流路６ａを通過する気体の一部を監視装置２Ｋに取り込み、交換後の化学フィルタＣＦの不純物除去能力を確認したが、分岐装置Ｂのバルブを調整し、供給流路６ａを通過する全ての気体を監視装置２Ｋに取り込み、交換後の化学フィルタＣＦの不純物除去能力を確認した後に、分岐装置Ｂのバルブを調整し、供給口６から内部空間Ｎ１に気体を供給しても構わない。
【００５２】
なお、化学フィルタＣＦの不純物除去能力を監視装置２Ｋのみで確認したが、複数の監視装置Ｋで判断しても構わない。例えば、監視装置１Ｋと、監視装置２Ｋ（もしくは監視装置３Ｋ）とで、化学フィルタＣＦを通過する前と後の気体の状態から、化学フィルタＣＦの不純物除去能力を確認してもよい。
【００５３】
以上、説明したように、本実施形態では、チャンバ装置Ｃの内部空間Ｎ１に供給する気体の状態および内部空間Ｎ１の気体の状態を監視する監視装置１Ｋ、２Ｋ及び3Ｋを設けた。したがって、チャンバ装置Ｃの内部空間Ｎ１に気体の状態の変化に起因する露光不良の発生を抑制することができる。したがって、露光不良の発生を抑制でき、不良デバイスの発生を抑制することができる。
【００５４】
なお、上述の実施形態では、内部空間Ｎ１に供給する気体の状態および内部空間Ｎ１の気体の状態が変化するのは、化学フィルタＣＦの不具合に限られない。例えば、チャンバ装置Ｃの扉Ｇを開放し、内部空間Ｎ１と外部の空間を連通した場合に、内部空間Ｎ１の気体の状態が変化することが考えられる。チャンバ装置Ｃの内部空間Ｎ１の環境条件が変化し、内部空間Ｎ１の気体の不純物の量が増加すると、例えば、基板Ｐの表面Ｐａに硫安が堆積し、露光不良が発生する可能性がある。チャンバ装置Ｃの扉Ｇを開放し、例えば作業者などが、開口Ｋを介して内部空間Ｎ１に清掃工具を搬入し、基板ステージ２の清掃を行う。基板ステージ２の清掃が終了した後に、チャンバ装置Ｃの扉を閉鎖する。監視装置３Ｋにより、内部空間Ｎ１を通過した気体に含まれる不純物の量を測定する。内部空間Ｎ１を通過した気体に含まれる不純物の量が所定量に対して十分に低下し、内部空間Ｎ１の内部の気体には不純物が含まれないと推定されるときは、露光処理を再開する。内部空間Ｎ１の内部の気体には不純物が含まれないので、露光不良の発生を抑制することが可能である。また、監視装置３Ｋを常時動作させているので、内部空間Ｎ１を通過した気体に含まれる不純物の量が所定量に対して十分に低下するのと同時に、露光処理を再開できる。
【００５５】
なお、上述の実施形態では、光学素子Ｄ１上に生成する硫安の量から、内部空間Ｎ１に供給する気体の状態および内部空間Ｎ１の気体の状態を推定したが、光学素子Ｄ１上に生成する硫安の量と、その他の情報を組み合わせて、内部空間Ｎ１に供給する気体の状態および内部空間Ｎ１の気体の状態を推定しても構わない。例えば、上述したように、光化学反応を促進する促進剤（水）が含まれると、生成する硫安の量が増加する。したがって、反応室Ｒに供給する気体に含まれる不純物の量が所定量よりも少ないのにもかかわらず、反応室Ｒに供給する気体に水分が多く含まれると、生成する硫安の量が増加する可能性がある。したがって、反応室Ｒに供給する気体の状態の情報と、光学素子Ｄ１上に生成する硫安の量とを組み合わせて、内部空間Ｎ１に供給する気体の状態および内部空間Ｎ１の気体の状態を推定しても構わない。この場合、反応室Ｒに供給する気体の状態の情報は、内部空間Ｎ１の気体の状態でも構わない。また、内部空間Ｎ１の気体の状態を測定する測定装置を別途設け、その測定装置の情報を用いても構わない。また、反応室Ｒに供給する気体の状態の情報には、温度、圧力が含まれる。
【００５６】
なお、上述の実施形態では、反応室Ｒの内部の反応を促進させるために、促進剤を反応室Ｒに供給したが、反応室Ｒの内部の反応を促進させる方法はこれに限られない。例えば、促進部Ｓに反応室Ｒに供給する気体に含まれる不純物の濃度を高める機能を備え、不純物の濃度を高めた後に反応室Ｒに供給しても構わない。気体に含まれる不純物の濃度が高いので、気体に含まれる不純物の濃度が低い場合と比較して反応光ＲＬとの反応が促進され、生成する硫安の収率（硫安の生成効率）を上げることができる。また、例えば、促進部Ｓが、反応室Ｒの温度、圧力などを変えることで、不純物と反応光ＲＬとの反応条件を変えるようにしても構わない。  なお、上述の実施形態では、チャンバ装置Ｃの内部空間Ｎ１に供給する気体及び、内部空間Ｎ１を通過した気体の不純物の量を測定していたが、測定する場所はこれに限られない。例えば、投影光学系ＰＬの内部の空間が、内部空間Ｎ１とは別に環境条件（清浄度、温度、圧力等）が維持されている場合に、投影光学系ＰＬの内部の空間の不純物の量を監視装置Ｋにより監視しても構わない。また、不図示の基板を搬送する搬送経路もしくは、搬送装置の内部の不純物の量を監視装置Ｋにより監視しても構わない。
【００５７】
上述の実施形態では、監視装置Ｋは、供給装置３および回収装置４が備えていたが、供給装置３および回収装置４が監視装置Ｋの少なくとも一部を備えていなくてもよい。
【００５８】
なお，上述の実施形態では、光学素子Ｄ１上に生成する生成物を受光素子Ｄ２で検出し、内部空間Ｎ１の気体に含まれる不純物の量を推定したが、光学素子Ｄ１上に生成する生成物の有無により、内部空間Ｎ１の気体に不純物が含まれるか否かを検出しても構わない。
【００５９】
なお、監視装置Ｋは、監視装置Ｋの少なくとも一部が脱着可能でも構わない。例えば、検出部Ｄの光学素子Ｄ１に生成物が堆積し、受光素子Ｄ２の光量測定に不具合が生じる場合、光学素子Ｄ１だけを使用前の光学素子Ｄ１に交換しても構わない。
【００６０】
なお、上述の実施形態では、チャンバ装置Ｃの内部空間Ｎ１の内部とは異なる場所に監視装置Ｋを設けたが、チャンバ装置Ｃの内部空間Ｎ１の内部でも構わない。例えば、基板ステージ２上に監視装置Ｋを設けても構わない。
【００６１】
なお、上述の実施形態では、不純物としてアンモニウムイオン（ＮＨ4+）および硫酸イオン（ＳＯ42-）が気体に含まれ、その不純物と反応光ＲＬとの光化学反応により、硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2ＳＯ4）が生成される場合を例に挙げたが、気体の不純物および生成物はこれに限られない。例えば、気体の不純物としてトリメチルシラノール（Trimethylsilanol）を含む場合、反応光ＲＬにより、二酸化珪素（ＳｉＯ2）が生成される。
【００６２】
なお、上述の実施形態では、硫安を光学素子Ｄ１の上に堆積させ、光学素子を通過した反応光ＲＬの光量を測定する受光素子Ｄ２で、硫安の量を測定したが、生成物の検出方法はこれに限られない。例えば、光学素子Ｄ１の上の堆積物を撮像素子で撮影し、撮影結果から堆積物の量を検出しても構わない。また、光学素子Ｄ１上に生成する生成物光学特性（光吸収特性、蛍光特性など）を測定し、気体に含まれる不純物の成分を同定（特定）しても構わない。
【００６３】
なお、上述の実施形態では、監視装置Ｋは、監視装置1Ｋ、2Ｋ，3Ｋと３個を備えていたが、備える数はこれに限られない。
【００６４】
なお、上述の実施形態では、チャンバ装置Ｃは、基板ステージ１、投影光学系ＰＬ及び基板ステージ２を一つの内部空間Ｎ１で囲っていたが、内部空間Ｎ１を複数（例えば、基板ステージ１、投影光学系ＰＬ及び基板ステージ２をそれぞれに仕切る（区切る））に仕切るようにしても構わない。この場合、内部空間Ｎ１内の複数の空間のそれぞれに、監視装置Ｋを設け、それぞれの空間を監視しても構わない。
【００６５】
なお、上述の実施形態では、露光時に分岐装置Ｂのバルブを開き、チャンバ装置Ｃの内部の気体の状態を測定していたが、露光時の少なくとも一部でも構わない。また、監視装置Ｋの非測定時（非監視時）においては、例えば、取り込み流路Ｔの内部の圧力を、監視装置Ｋの外部の圧力より高くすることが望ましい。また、この場合、取り込み流路Ｔの内部に、不図示の供給口から不純物を取り除いた気体を供給することが望ましい。これにより、監視装置Ｋの非監視時において、監視装置Ｋが汚染することが抑制される。
【００６６】
なお、上述の各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。
【００６７】
なお、露光装置ＥＸとしては、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を用いたが、これに限られない。例えば、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式にも適用することができる。
【００６８】
なお、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【００６９】
また、例えば対応米国特許第６６１１３１６号明細書に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。
【００７０】
また、本発明は、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、米国特許第６２６２７９６号明細書等に開示されているような複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。
【００７１】
更に、例えば対応米国特許第６８９７９６３号明細書等に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。なお、計測ステージの周囲の気体の状態を監視装置Ｋを用いて、監視しても構わない。
【００７２】
更に、例えば対応米国特許出願公開第２００５／０２１９４８８号明細書、欧州特許出願公開第１７１３１１５号明細書、米国特許出願公開第２００７／０２７３８５６号明細書等に開示されているように、液体を介して露光光で基板を露光する液浸露光装置にも適用できる。
【００７３】
なお、上述の実施形態では、チャンバ装置Ｃの内部で露光処理中に、監視装置Ｋで内部空間Ｎ１の気体の状態を観測していたが、非露光処理時でも構わない。例えば、液浸露光装置において、液体を基板に供給および基板から回収する液体供給装置（ノズル）の洗浄を行う時でも構わない。例えば、液体と接触し、基板から液体を回収する回収口を、露光時の液体（純水）とは異なる洗浄液（ＴＭＡＨ：水酸化テトラメチルアンモニウム）で洗浄を行う。洗浄液が終了した後に、露光する基板の代わりに非露光基板（ダミー基板）を保持し、非露光基板と回収口との間で純水を満たした状態（液浸空間を形成する）で、非露光基板を保持するステージを回収口と対向する所定の面を移動させることで、非露光基板を回収口の対向する所定の面で移動させる。非露光基板の移動と共に、回収口において液浸空間が移動するので、回収口に残留した洗浄液を液浸空間の純水で回収することができる。非露光基板の表面には、例えば、ＳｉＣＮ膜が形成されている。ＳｉＣＮ膜は、ケイ素を含むガス（例えば、シランを含む）と、炭素を含むガス及び窒素ガスを用い、ＣＶＤ（化学気相成長法）もしくは、プラズマ処理により形成する。また、フッ素もしくは酸素を含むガスを導入し、非露光基板の表面に、フッ素もしくは、酸素を導入しても構わない。例えば、非露光基板の表面に含有するフッ素の割合を変えることで、非露光基板の表面の撥液性を変えることができる。また、ＳｉＣや、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）が、非露光基板の表面に形成されても構わない。すなわち、非露光基板の表面を、ケイ素、酸素、窒素など適宜組み合わせた化合物で形成するのが望ましい。また、非露光基板の表面の少なくとも一部を、上記化合物で形成しても構わない。また、非露光基板の表面に複数の孔を設け、液浸空間中の異物を捕集するようにしても構わない。上述した回収口の洗浄時（非露光処理時）のチャンバ装置Ｃの内部空間Ｎ１の気体の状態を監視することで、洗浄時の不具合による内部空間Ｎ１への汚染を監視することができる。
【００７４】
露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
【００７５】
また、上述の各実施形態では、露光光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光を発生する光源装置として、ＡｒＦエキシマレーザを用いてもよいが、例えば、米国特許第７０２３６１０号明細書に開示されているように、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長１９３ｎｍのパルス光を出力する高調波発生装置を用いてもよい。さらに、上記実施形態では、前述の各照明領域と、投影領域がそれぞれ矩形状であるものとしたが、他の形状、例えば円弧状などでもよい。
【００７６】
なお、上述の各実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、反射型マスクでも構わない。また、例えば米国特許第６７７８２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。可変成形マスクは、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）等を含む。また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。自発光型画像表示素子としては、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、無機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）、ＬＥＤディスプレイ、ＬＤディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：Field Emission Display）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）等が挙げられる。
【００７７】
上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。
【００７８】
また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。
【００７９】
以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸは、本願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。
【００８０】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図５に示すように、マイクロデバイスの機能・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（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、上述の実施形態に従って、マスクのパターンを用いて露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【００８１】
なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を示す概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る供給装置３の一例を示す概略構成図である。
【図３】本実施形態に係る監視装置Ｋの一例を示す概略構成図である。
【図４】本実施形態に係る回収装置４の一例を示す概略構成図である。
【図５】マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８３】
１---マスクステージ、２---基板ステージ、３---供給装置、４---回収装置、１Ｋ---監視装置、２Ｋ---監視装置、３Ｋ---監視装置、Ｃ---チャンバ装置、ＥＸ---露光装置、Ｎ１---内部空間、ＰＬ---投影光学系、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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