(57)【要約】【課題】脱離ガスによる汚染を低減するラジカル発生装置及び露光装置を提供する。【解決手段】ラジカル発生装置は、ラジカル生成ガス５２０からラジカル５６０を生成するホットフィラメント５４０と、ホットフィラメント５４０を収納して、ラジカル５６０が照射される照射口５０５を有し、ラジカル５６０が通過する経路を規定するラジカル生成容器５００と、ラジカル生成容器５００の経路に設けられ、少なくとも表面がタングステン、レニウム、ボロンナイトライド、シリコン酸化物、シリコン炭化物、シリコン窒化物、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムのうち少なくとも一つから構成されている遮蔽板５５０Ａと、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジカル生成ガスからラジカルを生成するホットフィラメントと、
前記ホットフィラメントを収納して、前記ラジカルが照射される照射口を有し、前記ラジカルが通過する経路を規定するラジカル生成容器と、
前記ラジカル生成容器の前記経路に設けられ、少なくとも表面がタングステン、レニウム、ボロンナイトライド、シリコン酸化物、シリコン炭化物、シリコン窒化物、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムのうち少なくとも一つから構成されている遮蔽部と、
を有することを特徴とするラジカル発生装置。
【請求項２】
前記照射口から見て前記ホットフィラメントを収納する前記ラジカル生成容器の内部空間が見えないように前記遮蔽部は前記経路に設けられることを特徴とする請求項１に記載のラジカル発生装置。
【請求項３】
前記遮蔽部を冷却する手段を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載のラジカル発生装置。
【請求項４】
前記遮蔽部に電圧を印加する手段を更に有することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のラジカル発生装置。
【請求項５】
前記遮蔽部は、それぞれが本体と当該本体を貫通する開口を有する複数の遮蔽板を有することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のラジカル発生装置。
【請求項６】
前記遮蔽部と前記照射口との間に前記経路を開閉する第１シャッターを更に有することを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項に記載のラジカル発生装置。
【請求項７】
前記遮蔽部と前記ホットフィラメントとの間に前記経路を開閉する第２シャッターを更に有することを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一項に記載のラジカル発生装置。
【請求項８】
前記照射口に取り付けられて前記ラジカルを導く導入管と、
前記導入管を移動させる移動手段と、
を更に有することを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか一項に記載のラジカル発生装置。
【請求項９】
光源からの光を利用して基板に露光する露光装置であって、
前記光を前記基板に導く光学素子と、
請求項１〜８のうちいずれか一項に記載のラジカル発生装置を有して前記光学素子を洗浄する洗浄部と、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の露光装置を使用して基板を露光するステップと、
露光された前記基板を現像するステップと、
を有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジカル発生装置及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホットフィラメントによりラジカルを発生させる水素ラジカル発生装置は知られている（特許文献１）。水素ラジカルの供給部にシャッターを設けて照射中にのみシャッターが開くラジカル発生装置も知られている（特許文献２）。水素ラジカルを露光装置の光学素子の洗浄に適用することも知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２５９５８９４号明細書
【特許文献２】特開平９−４８６８９号公報
【特許文献３】特開２００７−１８４５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１〜３を含む従来技術では、ホットフィラメントによりラジカルを発生させる場合、高温化したホットフィラメントからホットフィラメントの材料が脱離ガスとして放出されて被洗浄体に付着してこれを汚染するという問題が発生していた。
【０００５】
本発明は、脱離ガスによる汚染を低減するラジカル発生装置及び露光装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面としてのラジカル発生装置は、ラジカル生成ガスからラジカルを生成するホットフィラメントと、前記ホットフィラメントを収納して、前記ラジカルが照射される照射口を有し、前記ラジカルが通過する経路を規定するラジカル生成容器と、前記ラジカル生成容器の前記経路に設けられ、少なくとも表面がタングステン、レニウム、ボロンナイトライド、シリコン酸化物、シリコン炭化物、シリコン窒化物、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムのうち少なくとも一つから構成されている遮蔽部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、脱離ガスによる汚染を低減するラジカル発生装置及び露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ラジカル発生装置の断面図である。（実施例１）
【図２】図１に示す遮蔽板の斜視図である。
【図３】別の遮蔽板の斜視図である。（実施例２）
【図４】更に別の遮蔽板の斜視図である（実施例３）。
【図５】別のラジカル発生装置の断面図である（実施例４）。
【図６】更に別のラジカル発生装置の断面図である（実施例５）。
【図７】図６に示すラジカル発生装置を洗浄部として有する露光装置のブロック図である（実施例６）。
【図８】図７に示す洗浄部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】別のラジカル発生装置を洗浄部として有する露光装置のブロック図である（実施例７）。
【図１０】図９に示す洗浄部の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、実施例１のラジカル発生装置の概略部分断面図である。ラジカル発生装置は、ラジカル生成部５０２とラジカル出力部５０４Ａを有するラジカル生成容器５００から構成される。ラジカル生成部５０２とラジカル出力部５０４Ａとの間は不図示の接続部で接続されている。接続部は、常時開口している穴であってもよいし、当該穴を開閉するシャッターが設けられていてもよい。ラジカル生成部５０２とラジカル出力部５０４Ａは一体であってもよいし、接続部において分離可能であってもよい。
【００１１】
ラジカル生成部５０２は、ラジカルを発生する内部空間を有するユニットであり、上面には、一対の電極５１０とガス導入口５３０が設けられ、内部には、ホットフィラメント５４０を収納している。図１において、ホットフィラメント５４０を収納するラジカル生成部５０２の内部空間は空洞である。
【００１２】
一対の電極５１０はホットフィラメント５４０に電流を流す。
【００１３】
ガス導入口５３０には、外部よりラジカル生成ガス５２０が供給される。ラジカル生成ガス５２０は、水素、酸素、窒素のうち少なくとも一つを含む。ラジカル生成ガス５２０は、ホットフィラメント５４０の近傍を通過するように供給される。ラジカル生成ガス５２０は、高温となったホットフィラメント５４０と接触することにより解離してラジカル５６０となる。
【００１４】
ホットフィラメント５４０は、電流が供給されると１０００℃〜２０００℃の範囲で温度が上昇し、ラジカル生成ガス５２０からラジカル５６０を生成する。ホットフィラメント５４０は、タングステンなどの高融点材料から構成される。
【００１５】
ラジカル出力部５０４Ａは、ラジカル５６０を案内する（即ち、ラジカル５６０が通過する）経路を規定すると共に及びラジカル５６０を照射する配管ユニットである。ラジカル出力部５０４Ａは、内部に遮蔽板５５０Ａが設けられ、出力部にラジカル５６０を放出する照射口５０５が設けられている。
【００１６】
遮蔽板５５０Ａは、ホットフィラメント５４０から脱離するガス（汚染物質）が外部に漏れることを低減又は防止する遮蔽部である。本実施例では、遮蔽板５５０Ａは、２つの平行に配置された遮蔽板５５１、５５２を有する。但し、遮蔽板の数は２つに限定されない。脱離ガスは遮蔽板５５０Ａに衝突することにより吸着除去される。遮蔽板５５１が、ラジカル生成部５０２側に配置され、遮蔽板５５２は照射口５０５側に配置されている。
【００１７】
遮蔽板５５０Ａは、少なくとも表面がタングステン、レニウム、ボロンナイトライド、シリコン酸化物、シリコン炭化物、シリコン窒化物、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムのうち少なくとも一つを含む材料から構成されている。これらは、水素、酸素又は窒素のラジカル５６０に対して活性が弱い材料である。
【００１８】
図２は遮蔽板５５０Ａの概略斜視図である。各遮蔽板には一つ以上の開口が設けられている。即ち、遮蔽板５５１は複数の開口５５１ａを有する板状の本体５５１ｂからなり、遮蔽板５５２は複数の開口５５２ａを有する板状の本体５５１ｂからなる。ラジカル５６０はこれらの開口を通り、照射口５０５より外部に照射される。各遮蔽板の開口が貫通している面は配管の長手方向（Ｙ方向）に垂直に配置されている。脱離ガスは本体５５１ｂ及び５５２ｂに吸着する。
【００１９】
ラジカル出力部５０４Ａにおいてラジカル５６０の経路はＹ方向に延び、それに垂直な断面は長方形形状をしている。この長方形形状の外形は本体５５１ｂ及び５５２ｂと同じである。遮蔽板５５１及び５５２は、開口が設けられている面がＸＺ平面となるようにラジカル出力部５０４Ａの経路内に配置されている。
【００２０】
開口５５１ａは、遮蔽板５５０ＡにおいてＹ方向に延びている。開口５５２ａは、遮蔽板５５２においてＹ方向に延びている。開口５５１ａ及び５５２ａはＹ方向において重ならないように、Ｙ方向に垂直な方向（Ｘ方向及び／又はＺ方向）にずれている。
【００２１】
この結果、照射口５０５から見るといずれの開口５５２ａからもホットフィラメント５４０を収納するラジカル生成部５０２の内部空間が見えない。これにより、ラジカル５６０が遮蔽板５５１と５５２に一度は衝突しなければ照射口５０５に辿り着けない。
【００２２】
この条件が満足される限り、遮蔽板５５０Ａは板状部材として構成されなくともよく、開口５５１ａと５５２ａの形状、数及び配置は限定されない。また、遮蔽板５５０Ａは３つ以上の遮蔽板から構成されてもよい。また、開口５５１ａと５５２ａはＹ方向に延びていなくてもよい。
【００２３】
例えば、図１の照射口５０５からラジカル５６０の経路を見た場合、遮蔽板５５１は経路の左半分を遮蔽して開口を有しない遮蔽板として構成され、遮蔽板５５２は経路の右半分を遮蔽して開口を有しない遮蔽板として構成されてもよい。即ち、遮蔽部は必ずしも開口を有してなくてもよい。このようにしても、照射口５０５からラジカル生成部５０２の内部空間が見えないからである。経路のＸＺ断面をｎ等分する板状部材をＹ方向にずらして配置してもよい。もちろん、遮蔽部を構成する遮蔽板は、図２に示す本体５５１ｂ、５５２ｂのように、照射口５０５から見た場合にＹ方向で重なり部分を有してもよい。
【００２４】
ラジカル出力部５０４Ａに形成されるラジカル５６０の経路のＸＺ断面は長方形に限定されず、円やその他の形状でもよい。この場合には、それに対応して、遮蔽部の外形も変化する。例えば、図２において、遮蔽板５５１、５５２が円盤形状になるなどである。
【００２５】
本実施例のように、遮蔽部は、照射口５０５から見た場合にラジカル５６０の経路を塞いでラジカル生成部５０２の内部空間が見えないようにすることが好ましい。しかし、本発明は、遮蔽部が脱離ガスを低減すれば足りるので少なくともラジカル５６０の経路上に配置されてこれを狭めれば足りる。
【００２６】
また、本実施例は、遮蔽部をラジカル出力部５０４Ａに設けているが、照射口５０５に後述する導入管５０が取り付けられる場合には導入管５０に設けられてもよい。この場合、導入管５０は、ラジカル出力部の一部を構成し、導入管５０の先端が照射口として機能する。
【実施例２】
【００２７】
図３は、実施例２の遮蔽板５５０Ｂの概略斜視図である。遮蔽板５５０Ｂは、遮蔽板５５０Ａに遮蔽板の温度を制御する冷媒循環機構５５３を設けて冷媒５５４が循環できるようにしている。遮蔽部を冷却する手段を設けることにより、遮蔽板５５１、５５２が高温となったホットフィラメント５４０からの熱により熱変形することを防止して寿命を延ばすことができる。ラジカル発生装置のダウンタイムが減るのでランニングコストも低下する。冷媒５５４は、水、エチレングリコールなどを使用できるが、これらに限定されない。また、ラジカル発生装置内の温度よりも低温にした冷媒５５４を循環させることによって遮蔽板５５０Ｂの吸着除去能力を高め、照射口５０５から放出される脱離ガスの量を減らすことができる。
【実施例３】
【００２８】
図４は、実施例３の遮蔽板５５０Ｃの概略斜視図である。遮蔽板５５０Ｂは、遮蔽板５５０Ａに電圧を印加する手段を設けている。具体的には、遮蔽板５５１は電極５５５ａを有し、遮蔽板５５２は電極５５５ｂを有し、本体５５１ｂと５５２ｂとの間には電圧が印加される。これにより、ホットフィラメント５４０から放出されたイオン化された汚染物質は逆の極性を持つ電極方向に誘導され、遮蔽板５５０Ｃに効率良く吸着除去され、照射口５０５から放出される脱離ガスの量を減らすことができる。
【実施例４】
【００２９】
図５は、実施例４のラジカル出力部５０４Ｄを有するラジカル発生装置の概略部分断面図である。ラジカル出力部５０４Ｄは、ラジカル出力部５０４Ａの遮蔽板５５０Ａと照射口５０５との間にラジカル５６０の経路を開閉するシャッター（第１シャッター）５７０を有する。
【００３０】
シャッター５７０は、不図示の制御部によって開閉が制御され、ラジカル５６０の放出を直ちに止めることができる。実施例１〜３では電極５１０からの電流の供給が停止してもホットフィラメント５４０が直ちに冷却されないので、必要以上のラジカル５６０が放出されるおそれがある。これに対して、本実施例は、シャッター５７０によりラジカル５６０の放出量を精度良く制御することができる。
【実施例５】
【００３１】
図６は、実施例５のラジカル出力部５０４Ｅを有するラジカル発生装置の概略部分断面図である。ラジカル出力部５０４Ｅは、ラジカル出力部５０４Ｄの遮蔽板５５０Ａと不図示の接続部（又はホットフィラメント５４０）との間にラジカル５６０の経路を開閉するシャッター（第２シャッター）５７１を有する。シャッター５７１は、不図示の制御部によって開閉が制御され、ラジカル生成部５０２とラジカル出力部５０４Ｄの空間を分離することができる。
【００３２】
実施例１〜４では、ホットフィラメント５４０及び遮蔽板５５０Ａの一方を交換する場合に、他方も大気中に晒されて汚染されるおそれがある。本実施例は、ホットフィラメント５４０を交換する場合はシャッター５７０と５７１を閉じることにより、遮蔽板５５０Ａを空間的に隔離することができる。また、遮蔽板５５０Ａを交換する場合には、シャッター５７０を開いてシャッター５７１を閉じることによって、シャッター５７０から遮蔽板５５０Ａを交換し、ラジカル生成部５０２の内部空間を隔離することができる。なお、シャッター５７１は、ラジカル生成部５０２とラジカル出力部５０４Ｄの間の不図示の接続部に設けられてもよい。
【実施例６】
【００３３】
図７は、実施例６の露光装置のブロック図であり、実施例５のラジカル発生装置を露光装置の光学素子の洗浄部として適用した場合の実施例を示している。露光装置は、極紫外（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を利用するＥＵＶ露光装置であり、原版（マスク又はレチクル）１４のパターンを基板（ウエハ又は液晶基板）２２に露光する。
【００３４】
露光装置は、レーザープラズマ光源、照明光学系１２、原版１４を支持及び駆動する原版ステージ１３、投影光学系、基板２２を支持及び駆動する基板ステージ２６を有する。
【００３５】
なお、ラジカル発生装置が洗浄可能な装置はＥＵＶ露光装置のミラーに限定されず、レンズやその他の光学素子、また、露光装置以外のＸ線顕微鏡やＸ線分析装置などのＸ線装置であってもよい。また、ラジカル発生装置は他の実施例のものでもよい。
【００３６】
レーザープラズマ光源はＥＵＶ光を生成し、レーザー２と集光鏡４と不図示のターゲットを有する。レーザー２からのレーザー光が不図示のターゲットに照射されて発光点６から発生するＥＵＶ光が集光鏡４によって集光されて照明光学系１２に射出される。
【００３７】
照明光学系１２は、原版１４を均一に照明する。原版１４は、転写されるパターンが形成され、原版ステージ１３によって駆動される。照明光学系１２と原版１４は反射型光学素子である。投影光学系は原版パターンの像を基板２２に投影し、複数の光学素子（多層膜ミラー）１６ａ〜１６ｆを有する。基板２２の表面にはレジストが塗布され、基板ステージ２６によって駆動される。
【００３８】
原版１４、投影光学系、基板２２はそれぞれ異なる真空容器２４に収納され、排気口２８を介して不図示の真空ポンプによって真空排気される。
【００３９】
真空容器２４内で光学素子１６ａ〜１６ｆを長時間使用すると、表面がカーボンコンタミで汚染され、反射率が低下する。そこで、ラジカル生成装置からラジカル５６０を真空容器２４に導入することによって光学素子１６ａ〜１６ｆを洗浄する。洗浄するタイミングは一定期間毎でもよいし、真空容器２４内に設けられた不図示の付着物センサーにより付着物もしくは光学特性の変化量を観測し、その値が予め定められた値に達した時点で行ってもよい。付着物センサーは、例えば、分光光度計を使用できる。
【００４０】
図８は、光学素子の洗浄方法を説明するためのフローチャートである。なお、図８において「Ｓ」はステップの略である。
【００４１】
まず、ある一定期間が経過した後又は不図示の付着物センサーにより付着物もしくは光学特性の変化量を測定し、その値が予め定められた値に達した時点で洗浄を開始する（Ｓ１０１）。次に、真空容器２４内に搭載されている機器の中で１００Ｖ以上の電力供給を行っているものの電力供給を停止する（Ｓ１０２）。これにより、真空容器２４内の圧力が上昇しても真空容器２４内の放電の発生を防止することができる。
【００４２】
次に、電極５１０から電流を供給すると共にラジカル生成ガス５２０を供給することによってラジカル５６０を生成する（Ｓ１０３）。次に、真空容器２４及びラジカル生成容器５００内の圧力を不図示の圧力センサーを用いて観測し、不図示の制御部が圧力センサーの検出結果に基づいて、ラジカル生成部５０２の圧力が真空容器２４の圧力よりも大きいかどうかを判断する（Ｓ１０４）。
【００４３】
ラジカル生成部５０２の圧力が真空容器２４の圧力以下であればＳ１０３に帰還し、ラジカル生成部５０２の圧力が真空容器２４の圧力よりも大きければシャッター５７０、５７１を開けてラジカル５６０を真空容器２４に放出する（Ｓ１０５）。ラジカル５６０はカーボンコンタミと反応してこれを除去する。
【００４４】
次に、制御部が、不図示の付着物センサーによる測定結果を閾値と比較した結果に基づいて、洗浄を終了すべきかどうかを判断する（Ｓ１０６）。なお、Ｓ１０６は、洗浄時間を計時するタイマと閾値を比較してもよい。洗浄を継続すべきと判断された場合にはフローはＳ１０５に帰還し、洗浄を終了すべきと判断された場合にはフローは洗浄を終了する（Ｓ１０７）。
【実施例７】
【００４５】
図９は、実施例７の露光装置のブロック図である。本実施例の露光装置は、ラジカル発生装置からのラジカル５６０を光学素子１６ａ〜１６ｆの近傍に導くために導入管（ファイバー）５０を設置し、他の部品にラジカル５６０が照射されて損傷することを防止する。本実施例は、一つのラジカル発生装置を複数の光学素子の洗浄に使用している。
【００４６】
導入管５０の内壁は、タングステン、レニウム、ボロンナイトライド、シリコン酸化物、シリコン炭化物、シリコン窒化物、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムの中の材料のうち少なくとも一つは含む材料から構成される。
【００４７】
導入管５０は光学素子の表面全面をラジカル５６０がスキャンできるような不図示の駆動機構を有する。駆動機構は、例えば、少なくとも一つの間接を有するロボットアームを有する。
【００４８】
導入管５０は、照射口にラジカル５６０を拡散照射する拡散板を有してもよいし、ラジカル５６０を集束して局所的に照射する円錐形状の照射口を有してもよい。導入管５０の照射口は、上述の駆動機構によって移動可能である。これにより、導入管５０の照射口は光学素子の表面近傍まで接近して照射することができる。
【００４９】
図１０は、光学素子の洗浄方法を説明するためのフローチャートである。なお、図１０において図８と同様のステップは同一符号を付している。
【００５０】
洗浄開始（Ｓ１０１）後に、不図示の駆動機構を駆動することによって導入管５０を対象光学素子の表面近傍に進入させ（Ｓ１１１）、真空容器２４内の電力の供給を停止する（Ｓ１０２）。次に、ラジカル５６０を生成し（Ｓ１０３）、ラジカル生成部５０２の圧力が真空容器２４の圧力よりも大きい場合には（Ｓ１０４）、シャッター５７０、５７１を開けてラジカル５６０を真空容器２４に放出する（Ｓ１０５）。ラジカル５６０はカーボンコンタミと反応してこれを除去する。
【００５１】
次に、制御部は、現在洗浄中の光学素子の洗浄を終了すべきかどうかを判断する（Ｓ１１２）。Ｓ１１２の判断方法はＳ１０６と同じである。次に、制御部は、他に洗浄すべき光学素子があるかどうかを判断し（Ｓ１１３）、あれば導入管５０をその近傍まで移動する（Ｓ１１４）。Ｓ１１３の判断はＳ１０１と同じである。Ｓ１１４では、シャッター５７０及び５７１は閉じられている。
【００５２】
デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）は、露光装置を使用して感光剤を塗布した基板（ウエハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、基板を現像する工程と、他の周知の工程と、を経ることにより製造される（デバイス製造方法）。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
ラジカル発生装置は、光学素子の洗浄用途に適用することができる。露光装置は、デバイスを製造する用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１６ａ〜１６ｆ                        光学素子
５０                                  導入管
５００                                ラジカル生成容器
５０５                                照射口
５４０                                ホットフィラメント
５５０Ａ〜５５０Ｃ、５５１、５５２    遮蔽板（遮蔽部）
５５１ａ、５５２ａ                    開口
５５１ｂ、５５２ｂ                    本体
５５３                                冷媒循環機構
５５５ａ、５５５ｂ                    電極
５６０                                ラジカル
５７０                                シャッター（第１シャッター）
５７１                                シャッター（第２シャッター）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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