(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクパターンを基板保持部材上に保持された感光性の基板上に露光する露光装置に備えられ、前記基板保持部材の表面の清掃を行う装置において、
前記基板保持部材の表面に紫外線を照射する光源と、
前記基板保持部材の表面から前記光源までの空間とその外側の空間とを実質的に遮断する遮蔽部材と、
該遮蔽部材で覆われた前記基板保持部材の表面近傍の気体を吸引して排気する排気手段と、を有することを特徴とする露光装置用のクリーニング装置。
【請求項２】
前記光源から照射される紫外線の照度を検出する照度検出手段と、
該照度検出手段により検出された照度に基づいて前記光源の発光強度を制御する光源制御手段と、を設けたことを特徴とする請求項１記載の露光装置用のクリーニング装置。
【請求項３】
前記基板保持部材の温度を検出する温度検出手段と、
該温度検出手段の検出結果に基づいて前記基板保持部材を冷却する冷却手段と、を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の露光装置用のクリーニング装置。
【請求項４】
マスクパターンを基板保持部材上に保持された感光性の基板上に露光する露光装置に備えられ、前記基板保持部材の表面の清掃を行う装置において、
固形状の第１の清掃部材と、有機系材料を含む第２の清掃部材とを前記基板保持部材の表面に接触させて動かす駆動手段と；
前記基板保持部材の表面に紫外線を照射する光源と、前記基板保持部材の表面から前記光源までの空間とその外側の空間とを実質的に遮断する遮蔽部材と、該遮蔽部材で覆われた前記基板保持部材の表面近傍の気体を吸引排気する排気手段とを有する照射排気手段と；
前記駆動手段と、前記照射排気手段とを交互に前記基板保持部材の表面に装着する切り換え手段と；を備えたことを特徴とする露光装置用のクリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子等をフォトリソグラフィ技術を用いて製造する際に使用される投影露光装置に備えられ、感光性の基板を保持するウエハホルダ等の基板保持部材の表面の清掃を行う装置に適用して好適な露光装置用のクリーニング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子又は液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する場合に、レチクル（又はフォトマスク等）のパターン像を投影光学系を介してウエハステージ上のウエハに露光する投影露光装置が使用されている。斯かる従来の投影露光装置ではウエハを平坦な状態で動かないように保持するために、ウエハステージ上に取り付けられたウエハホルダによりウエハを吸着して保持している。
【０００３】
しかしながら、ウエハを保持するウエハホルダとウエハとの間に塵又はゴミ等の異物が存在する状態でウエハを吸着すると、その異物によりウエハの露光面の平面度が悪化する。その露光面の変面度の悪化は、ウエハの各ショット領域の位置ずれ誤差やフォーカス誤差の要因となり、ＬＳＩ等を製造する際の歩留りを悪化させる大きな要因になっていた。そのため、従来は一般に一定の間隔で露光工程を停止して、ウエハホルダを作業者の手が届く位置に移動させて、砥石や無塵布を用いて作業者が手を動かしてウエハホルダ全体を拭いていた。
【０００４】
それに対して、清掃作業を効率化するため、本出願人は特願平４−２３００６９号、及び特願平５−２１６５７０号において、砥石等のクリーニング部材を用いて自動的にウエハホルダを清掃する技術や、ウエハのフォーカス位置（投影光学系の光軸方向の位置）を検出するためのフォーカス位置検出手段を用いて、前回のショット領域のフォーカス位置と今回のショット領域のフォーカス位置との比較により異物の有無の判定を行う技術や、そのフォーカス位置検出手段の検出結果を演算処理して、ウエハホルダの表面上で清掃の必要な領域を求め、その清掃が必要な領域を重点的に清掃する技術等を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ウエハホルダ表面上の微小な異物は、各種の例えばファンデルワールス力、化学的結合力、静電気による結合力等によって強固に付着しているため、前述の新しい技術を用いても十分に除去することは困難であるという不都合があった。これは、ウエハホルダを無塵布や砥石等で拭き上げても、一度剥離したレジストや塵埃が再度他の領域に付着して、ウエハホルダ上にそのまま残存してしまうことにもよる。その他に、一度剥離したレジストや塵埃がウエハホルダ上の真空吸着溝や真空吸着穴に入り込み、ウエハホルダのバキュームオフ（吸着解除）のタイミング時に、それらのレジスト等が再度ウエハホルダの表面上に吹き上げて再汚染が生じてしまうこともあった。このような状態にあるレジストや塵埃は、従来の技術では完全な除去が困難であった。
【０００６】
更に、ウエハホルダの表面が各種のフォトレジスト等による影響で親水性では無くなっているために、無塵布等ではレジスト等を剥離して除去することが困難であった。従って、頻繁に砥石等の高硬度の研磨材を使用して自動的に、あるいは手動で清掃していたために、その研磨材によりウエハホルダ自身の表面を損傷する場合があった。
【０００７】
また、ウエハホルダには通常ウエハの受け渡し部（上下移動するピン等）が設けられているが、その上に付着したフォトレジストや塵埃が、その受け渡し部の強度の問題や位置の違い等の問題により除去できなかったため、その受け渡し部上に付着した残存レジストや塵埃が、ウエハの受け渡し時にウエハホルダまで移動することがあった。そのため、ウエハホルダを何度清掃しても良い結果の得られない場合があり、更に、残存レジスト等が当該ウエハホルダのみならずその周囲の装置（ステージ等）までも汚染することがあるという不都合があった。
【０００８】
本発明は斯かる点に鑑み、ウエハホルダ（基板保持部材）の表面に付着した種々の異物を自動的に容易に除去できる露光装置用のクリーニング装置を提供することを目的とする。
更に本発明は、種々の異物を容易に除去できると共に、一度剥離された異物が再びウエハホルダの他の領域に付着して残存することのない露光装置用のクリーニング装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、ウエハホルダの表面が親水性ではなくなっている場合でも、そのウエハホルダを損傷することなくその表面の異物を除去できる露光装置用のクリーニング装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の露光装置用のクリーニング装置は、例えば図１及び図３に示すように、マスクパターンを基板保持部材（９）上に保持された感光性の基板（１０）上に露光する露光装置に備えられ、その基板保持部材の表面の清掃を行う装置において、基板保持部材（９）の表面に紫外線を照射する光源（５６Ａ）と、基板保持部材（９）の表面から光源（５６Ａ）までの空間とその外側の空間とを実質的に遮断する遮蔽部材（２４Ｂ，３６Ｂ）と、この遮蔽部材で覆われた基板保持部材（９）の表面近傍の気体を吸引して排気する排気手段（５２）と、を有するものである。
【００１２】
この場合、光源（５６Ａ）から照射される紫外線の照度を検出する照度検出手段（５３）と、この照度検出手段により検出された照度に基づいて光源（５６Ａ）の発光強度を制御する光源制御手段（４４）と、を設けることが望ましい。
更に、基板保持部材（９）の温度を検出する温度検出手段（４６）と、この温度検出手段の検出結果に基づいて基板保持部材（９）を冷却する冷却手段（４２）と、を設けることが望ましい。
【００１３】
また、本発明の第２の露光装置用のクリーニング装置は、例えば図１〜図３に示すように、マスクパターンを基板保持部材（９）上に保持された感光性の基板（１０）上に露光する露光装置に備えられ、その基板保持部材の表面の清掃を行う装置において、固形状の第１の清掃部材（３３Ｂ）と、有機系材料を含む第２の清掃部材（３２Ｂ）とを基板保持部材（９）の表面に接触させて動かす駆動手段（２１）と、基板保持部材（９）の表面に紫外線を照射する光源（５６Ａ）と、基板保持部材（９）の表面からその光源までの空間とその外側の空間とを実質的に遮断する遮蔽部材（２４Ｂ，３６Ｂ）と、この遮蔽部材で覆われた基板保持部材（９）の表面近傍の気体を吸引して排気する排気手段（５２）とを有する照射排気手段（２２）と、駆動手段（２１）と、照射排気手段（２２）とを交互に基板保持部材（９）の表面に装着する切り替え手段（１８，１９，２０Ａ，２０Ｂ）と、を備えたものである。
【００１５】
【作用】
斯かる本発明の第１の露光装置用のクリーニング装置によれば、基板保持部材（９）の表面に紫外線が照射され、その紫外線によりオゾンが発生する。そのため、基板保持部材（９）の真空吸着溝や真空吸着穴等に入り込んだ剥離レジストや有機材料研磨剤等の小片は、紫外線及びオゾンとの相互作用により、二酸化炭素（ＣＯ2 ）と水蒸気（Ｈ2 Ｏ）とに分解されて排気される。したがって、基板保持部材（９）の表面を傷つけることなく除去することが可能である。且つ遮蔽部材が設けられているため、その周囲の装置を汚染する危険性を排除できる。
【００１６】
更に、基板保持部材（９）に基板の受け渡し部（４０）が設けられている場合、紫外線を基板保持部材（９）の表面、及びその受け渡し部（４０）の上面全域に照射することにより、それら照射面の全域が親水性化され、その表面上に存在する残存レジスト、塵埃及び有機材料研磨材等の小片が固着し難く（こびりつき難く）なり、且つ除去し易くなる。従って、それらの異物が容易に除去できるようになる。
【００１７】
また、照度検出手段（５３）の検出結果に応じて光源（５６Ａ）の発光強度を制御できる場合には、例えば照度検出手段（５３）の検出結果の積算値が所定の値に達するまで光源（５６Ａ）を発光させて、積算照射量を制御する。
更に、温度検出手段（４６）の検出結果に基づいて基板保持部材（９）を冷却する冷却手段（４２，４５）を設けた場合には、紫外線の照射により基板保持部材（９）の温度が上昇し過ぎないように、その基板保持部材（９）を冷却する。
【００１８】
次に、本発明の第２の露光装置用のクリーニング装置によれば、清掃部材で異物を拭き取る（又は削り取る）駆動手段（２１）と、照射排気手段（２２）とが設けられているため、種々の異物をそれぞれ効率的に除去できると共に、非接触の照射排気手段（２２）の使用により高硬度研磨剤等の第１の清掃部材の使用回数が減少するため、基板保持部材（９）の表面を損傷する危険性が大幅に減少する。また、非接触クリーニングのみを実施することも可能であり、様々な組み合わせで汚染の状況に応じて適切な清掃方法を選択することにより、自動的に容易に基板保持部材（９）を清浄にできる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明による露光装置用のクリーニング装置の一実施例につき図面を参照して説明する。本例は投影露光装置のウエハホルダ用のクリーニング装置に本発明を適用したものである。
図１は、本実施例のクリーニング装置を備えた投影露光装置の要部を示し、この図１において、露光用の照明光のもとで不図示のレチクルのパターンが、投影光学系１１を介してウエハ１０の各ショット領域に投影露光される。投影光学系１１の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内での直交座標系をＸ軸及びＹ軸とする。
【００２０】
先ず、不図示の防振台上にベース１が設置され、ベース１上に順次Ｙステージ２、Ｘステージ４、Ｚステージ６、回転板７（図２参照）、傾斜板８、及びウエハホルダ９が設置され、ウエハホルダ９上にウエハ１０が吸着保持されている。この場合、Ｙステージ２は駆動モータ３によりＹ方向に駆動され、Ｘステージ４は駆動モータ５によりＸ方向に駆動され、Ｚステージ６はＺ方向にウエハ１０の位置決めを行い、回転板７及び傾斜板８によりそれぞれウエハ１０の回転角及び傾斜角の補正が行われる。また、Ｚステージ６上にＸ軸用の移動鏡１２Ｘ、及びＹ軸用の移動鏡１２Ｙが固定され、移動鏡１２Ｘ及び１２Ｙによりそれぞれ干渉計１３Ｘ及び１３Ｙからの計測用のレーザビームＬＢＸ及びＬＢＹが反射され、干渉計１３Ｘ及び１３ＹによりそれぞれＺステージ６のＸ座標及びＹ座標が常時モニタされている。
【００２１】
本実施例のウエハホルダ９の表面にも吸着用の複数の溝（不図示）が形成され、これらの溝中の排気孔が真空ポンプ（不図示）に接続されている。また、図２（ａ）に示すように、Ｘステージ４の上面に固定されたＬ字型のガイド３７に沿って駆動モータ３９によりＺ方向に移動できるように、昇降台３８が取り付けられ、昇降台３８の上面に３本のピン状のウエハ受け渡し部４０が植設されている。これら３本のウエハ受け渡し部４０は、それぞれウエハホルダ９に設けられた貫通孔に挿通され、ウエハ受け渡し部４０は、Ｚ方向に沿ってウエハホルダ９の凸部より低い位置からその凸部より所定幅だけ高い位置までの任意の位置で停止できるようになっている。且つ、ウエハ受け渡し部４０の中心部には真空吸着用の排気孔が形成され、これらの排気孔は排気ダクト４１を介して不図示の真空ポンプに接続されている。
【００２２】
更に、ウエハホルダ９の表面近くにサーミスタ、熱電対等の温度センサ４６が埋設され、ウエハホルダ９の底面にウエハホルダ９を冷却するためのフロリナート等の流体（冷却液）を供給する冷却ホース４２が接続されている。
図１に戻り、投影光学系１１の側面部に投射光学系１４及び受光光学系１６よりなる斜入射方式の焦点位置検出系が配置されている。その投射光学系１４から、投影光学系１１の露光中心にあるウエハ１０上の計測点に対して、投影光学系１１の光軸に斜めにスリット像１５が投影され、ウエハ１０からの反射光が受光光学系１６内でそのスリット像１５を再結像している。ウエハ１０がＺ方向に変位すると、受光光学系１６内で再結像されるスリット像の位置が横ずれし、受光光学系１６からはその横ずれ量に対応するフォーカス信号が出力される。従って、そのフォーカス信号からウエハ１０のその計測点でのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）が検出される。本実施例では、Ｘステージ４、及びＹステージ２を駆動して、その焦点位置検出系によりウエハ１０の全面でのフォーカス位置の分布を計測することにより、ウエハ１０の表面の平面度（フラットネス）を計測する。
【００２３】
次に、投影露光装置のベース１の手前側にクリーニング装置１７が配置されている。このクリーニング装置１７において、ベース１に近接してＺ軸駆動部１８が設置され、Ｚ軸駆動部１８上にＺ方向に移動自在に上下移動軸１９が設けられ、上下移動軸１９の回りに回転自在に、且つ所望の回転角で固定できるように２つの回転アーム２０Ａ及び２０Ｂが取り付けられている。上下移動軸１９のＺ方向の移動量と、回転アーム２０Ａ及び２０Ｂの回転角とは制御部４３により制御される。
【００２４】
その一方の回転アーム２０Ａの先端部の底面にスクラブユニット２１が固定され、他方の回転アーム２０Ｂの先端部の底面に紫外線を照射するための照射ユニット２２が固定されている。この場合、ウエハホルダ９からウエハ１０を取り出して、例えばＸステージ４を＋Ｘ方向に移動し、Ｙステージ２を−Ｙ方向に移動した状態で、上下移動軸１９を下方にスライドさせることにより、ウエハホルダ９上にスクラブユニット２１を装着できるようになっている。その後、上下駆動軸１９を上方にスライドさせて、回転アーム２０Ａを時計方向に回転させた後、回転アーム２０Ｂを時計方向に回転させて上下移動軸１９を下方にスライドさせることにより、ウエハホルダ９上に照射ユニット２２を装着できるようになっている。即ち、本実施例では、上下移動軸１９、及び回転アーム２０Ａ，２０Ｂの動作により、スクラブユニット２１及び照射ユニット２２の何れかをウエハホルダ９上に装着できるようになっている。また、その際の圧接力は上下移動軸１９のＺ方向の位置により調整できる。なお、図１の例では回転アーム２０Ａ及び２０Ｂは回転及び上下動ができるのみであるが、回転アーム２０Ａ，２０Ｂの途中にスライド機構を設け、回転アーム２０Ａ，２０Ｂが更に半径方向に進退できるようにしてもよい。
【００２５】
次に、図２を参照してスクラブユニット２１の構成につき詳細に説明する。図２（ａ）は、ウエハホルダ９上にスクラブユニット２１を装着した状態を示す断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡＡ線に沿う底面図である。図２（ａ）において、回転アーム２０Ａの底部に上フレーム２３がねじ止めされ、上フレーム２３を覆うように遮蔽カバー２４Ａが取り付けられている。また、回転アーム２０Ａの先端上部に駆動モータ２６が固定され、駆動モータ２６の駆動軸に歯車２７Ａが嵌着され、歯車２７Ａに３個の歯車（図２（ａ）では２個の歯車２７Ｂ，２７Ｃのみが現れている）が噛合し、これらの歯車は遊星歯車方式で駆動される。なお、駆動方式はベルト方式や遊星ローラ方式等で代替可能である。
【００２６】
その歯車２７Ａ、及び他の３個の歯車の底面側にベアリング２９Ａ等を介して中フレーム３０が固定され、中フレーム３０の底面に下フレーム３４が固定され、下フレーム３４の底面側から歯車２７Ａ〜２７Ｃ、及び他の不図示の歯車の軸にそれぞれ駆動ローラ２８Ａ〜２８Ｃ、及び不図示の駆動ローラが結合されている。そして、駆動ローラ２８Ａの底面に、図２（ｂ）に示すようにそれぞれ面形状が四分円状の板状の有機材料研磨材３２Ａ，３２Ｄ、及び高硬度研磨材３３Ａ，３３Ｃが全体として円板となるように固着され、駆動ローラ２８Ｂ及び２８Ｃの底面にそれぞれ円板状の有機材料研磨材３２Ｂ及び３２Ｃが固着され、不図示の駆動ローラの底面に円板状の高硬度研磨材３３Ｂが固着されている。その有機材料研磨材３２Ａ〜３２Ｄとしては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）のブラシ、ナイロンのブラシ、又はスポンジ等が使用できる。一方、高硬度研磨材３３Ａ〜３３Ｃとしては砥石等が使用できる。
【００２７】
それら有機材料研磨材３２Ａ〜３２Ｄ、及び高硬度研磨材３３Ａ〜３３Ｃは並列にウエハホルダ９の凸部の表面に圧接されている。この際に、ウエハ受け渡し部４０の先端もウエハホルダ９の凸部の表面と同じ高さに設定され、ウエハ受け渡し部４０の先端の清掃もできるようになっている。
また、歯車２７Ｃと中フレーム３０との間に歪ゲージ、半導体圧力センサ等の圧力センサ３１が配置され、圧力センサ３１によりそれら研磨材３２Ａ〜３２Ｄ、及び３３Ａ〜３３Ｃからウエハホルダ９の凸部、及びウエハ受け渡し部４０の表面に対する圧接力が検出され、検出信号が図１の制御部４３に供給されている。制御部４３は、圧力センサ３１の検出信号が所定の圧接力に対応するレベルになるように、上下移動軸１９の位置を調整する。
【００２８】
更に、遮蔽カバー２４Ａの外側に下フレーム３４の側面に対抗するように遮蔽フード３６Ａが取り付けられ、遮蔽フード３６Ａには傾斜板８と遮蔽フード３６Ａとの間の圧接力を検出する圧力センサ３５Ａが設置され、この圧力センサ３５Ａの検出信号も図１の制御部４３に供給されている。この場合、研磨材３２Ａ〜３２Ｄ、及び３３Ａ〜３３Ｃがウエハホルダ９の凸部の表面に所定の圧接力で圧接されている状態で、遮蔽フード３６Ａが所定の別の圧接力で傾斜板８に圧接されるようになっている。これにより、ウエハホルダ９の清掃時に遮蔽カバー２４、及び遮蔽フード３６Ａの内部が密閉される。なお、図１の制御部４３は、圧力センサ３５Ａの検出出力に応じてスクラブユニット２１を上下動することも可能である。
【００２９】
また、上フレーム２３の上部の排気孔は、排気ダクト２５を介して不図示の吸引装置に接続され、排気ダクト２５を介して、遮蔽カバー２４、及び遮蔽フード３６Ａ内で発生する異物、塵埃等は総て吸引されるようになっている。更に、排気ダクト２５には排気圧力センサ（不図示）が接続され、この排気圧力センサにより排気の監視が行われている。なお、排気圧力センサは排気流速センサにより代替可能である。
【００３０】
本実施例において、図２（ａ）の駆動モータ２６を回転させることにより、図２（ｂ）に示すように有機材料研磨材３２Ａ，３２Ｄ及び高硬度研磨材３３Ａ，３３Ｃよりなる円板が時計方向に回転し、それによって有機材料研磨材３２Ｂ、有機材料研磨材３２Ｃ、及び高硬度研磨材３３Ｂがそれぞれ反時計方向に回転し、且つこれら有機材料研磨材３２Ｂ、有機材料研磨材３２Ｃ、及び高硬度研磨材３３Ｂは同期して下フレーム３４の輪帯状の開口中をθ方向に回転する。これにより、ウエハホルダ９の全面が有機材料研磨材、及び高硬度研磨材により交互に清掃される。また、この際に発生する異物、塵埃等は総て排気ダクト２５を介して吸引される。従って、種々の異物が効率的にほぼ完全にウエハホルダ９の凸部、及びウエハ受け渡し部４０の表面から落とされると共に、落とされた異物は外部に排出されて再付着することがない。
【００３１】
次に、図３及び図４を参照して照射ユニット２２の構成につき詳細に説明する。図３は、ウエハホルダ９上に照射ユニット２２を装着し、且つウエハ受け渡し部４０の先端の高さをウエハホルダ９の凸部の高さに合わせた状態を示す断面図であり、図４は図３に対してウエハ受け渡し部４０をＺ方向に上昇させた状態を示す断面図である。
【００３２】
図３において、回転アーム２０Ｂの底面にフレーム５１がねじ止めされ、フレーム５１の側面に遮蔽カバー２４Ｂが取り付けられ、遮蔽カバー２４Ｂの内側に固定されたランプ保持金具５５に４個の紫外線ランプ５６Ａ，５６Ｂ（他の２個は図３の紙面に垂直な方向に配置されている）が保持されている。遮蔽カバー２４Ｂと紫外線ランプ５６Ａ，５６Ｂとの間に紫外線を下方に反射する反射板５４が配置され、反射板５４内の開口を介してフレーム５１中にフォトダイオード等からなる紫外線光量センサ５３が設けられている。紫外線光量センサ５３での照度に対応した検出信号が電源部４４に供給され、電源部４４はその照度が所定値になるように紫外線ランプ５６Ａ，５６Ｂに電力を供給する。
【００３３】
また、遮蔽カバー２４Ｂから傾斜板８までを覆うように遮蔽フード３６Ｂが設けられ、遮蔽フード３６Ｂの表面に圧接力を検出するための圧力センサ３５Ｂが取り付けられ、圧力センサ３５Ｂの検出信号も図１の制御部４３に供給されている。制御部４３は、その圧力センサ３５Ｂからの検出信号に基づいて、遮蔽フード３６Ｂから傾斜板８に対する圧接力が予め定められた圧接力になるように、上下移動軸１９の位置を調整する。
【００３４】
図３において、紫外線ランプ５６Ａ，５６Ｂが点灯されると、その紫外線の照射領域でオゾン（Ｏ３  ）、二酸化炭素（ＣＯ２  ）や水蒸気（Ｈ２  Ｏ）が発生するが、これらの拡散は遮蔽カバー２４Ｂ、及び遮蔽フード３６Ｂにより防止される。更に、フレーム５１の中央部、及び回転アーム２０Ｂを貫通する孔に排気ダクト５２を介して吸引ポンプ（不図示）が連結され、遮蔽カバー２４Ｂ、及び遮蔽フード３６Ｂ内で発生する気体等はその排気ダクト５２を介して外部に排出されるようになっている。
【００３５】
更に、ウエハホルダ９内の温度センサ４６の検出信号が冷却装置４５に供給され、冷却装置４５は、ウエハホルダ９の温度が許容値を超えた場合には、冷却ホース４２を介して冷却液をウエハホルダ９の底面に供給する。これにより、紫外線照射によるウエハホルダ９の温度上昇が防止される。
なお、図２のスクラブユニット２１では、ウエハ受け渡し部４０の先端の清掃を行うことはできたが、その側面の清掃を行うのは困難であった。それに対して、本例の照射ユニット２２では、図４に示すように、ウエハ受け渡し部４０の先端部をウエハホルダ９の上面より高さＨだけ突き出して保持することにより、ウエハ受け渡し部４０の上面（吸着面）のみならず、側面にも紫外線を照射できるようになっている。これにより、ウエハ受け渡し部４０の側面の異物をも除去できる。
【００３６】
次に、本実施例において投影露光装置のウエハホルダ９及びウエハ受け渡し部４０の上面の清掃を行う場合の動作の一例につき図７及び図８のフローチャートを参照して説明する。本フローチャートは投影露光装置が紫外線の照射ユニット２２及びスクラブユニット２１の両方を備えている場合で、両ユニットを切り換えて使用する場合の動作を示す。
【００３７】
まず、図７のステップ１０１において、ウエハローダ系（不図示）から図１のウエハホルダ９上に突き出したウエハ受け渡し部４０（図４参照）に露光対象のウエハ１０が渡された後、そのウエハ受け渡し部４０が下降してウエハホルダ９上にウエハ１０が真空吸着される。その後、Ｙステージ２及びＸステージ４を介してウエハ１０を２次元的に移動させながら、投射光学系１４及び受光光学系１６よりなる焦点位置検出系を介してウエハ１０のフラットネス（平面度）を測定する。次のステップ１０２において、そのフラットネスの測定結果が予め決められた許容値内であれば、ステップ１０３に移行してそのウエハ１０に対する露光シーケンスが継続される。
【００３８】
しかし、そのフラットネスの計測結果が許容値を超えた場合にはステップ１０４に移行し、本例の投影露光装置が自動清掃モードに設定されているか否かを判断する。仮に、自動清掃モードに設定されていない場合はステップ１１２に移行して、フラットネスが許容値を超えたという警告表示を行った後に、ステップ１１３で予めホストコンピュータに記憶されている処理、又はオペレータコールによりオペレータに指示された処理を実行し、その後のステップ１１４で露光を終了する。
【００３９】
一方、ステップ１０４で自動清掃モードに設定されている場合は、ウエハホルダ９の過度の清掃による損傷を防止するために用意されている清掃設定回数パラメータの値をステップ１０５で評価する。既に清掃設定回数パラメータの値が所定の設定値までカウントアップされている場合は、ステップ１１２に移行して警告表示を行った後に、ステップ１１３へ進む。清掃設定回数パラメータの値が設定値以下である場合は、ステップ１０６にて同じウエハ１０を用いてフラットネスの再計測を行う。再計測された結果が許容値内となった場合はステップ１０２に処理が移り、それ以後のシーケンスは前述の通りとなる。
【００４０】
しかし、再測定結果が許容値を再度逸脱した場合は、ステップ１０７に移行して測定されたウエハ１０をアンロードカセット（不図示）に収納し、次にステップ１０８において、スクラブユニット２１がウエハホルダ９上に自動的に装着される。即ち、Ｘステージ４、Ｙステージ２はそれぞれ清掃位置に移動し、スクラブユニット２１の回転アーム２０Ａがウエハホルダ９の方向に回転した後、上下移動軸１９と共にスクラブユニット２１はウエハホルダ９側に垂直下方へ移動して図２（ａ）のような状態となる。
【００４１】
なお、露光時には、スクラブユニット２１及び紫外線の照射ユニット２２は図１に示す如く、Ｘステージ４、及びＹステージ２の移動ストローク範囲外で待機しており、露光動作を一切妨げないようになっている。
図２（ａ）のようにスクラブユニット２１が装着された後、ステップ１０９において、図２（ｂ）に示す高硬度研磨材３３Ａ〜３３Ｃと有機材料研磨材３２Ａ〜３２Ｄのウエハホルダ９に対する圧接力を圧力センサ３１で検出し、かつ遮蔽フード３６Ａの傾斜板８に対する圧接力を圧力センサ３５Ａで検出する。この検出結果のどちらか一方でも、予め決められた圧接力に所定の許容範囲内で合致しない判定された場合は、ステップ１１２に移行して警告等の処理が行われる。
【００４２】
両方の圧接力共に設定圧接力に合致した場合は、更に排気ダクト２５による排気が正常であるかどうかが、不図示の排気圧力センサの検出信号により判定される。排気ダクト２５による排気は、スクラブユニット２１の装着直前から開始されている。排気が正常でない場合にはステップ１１２に移行してエラー対策が実行され、排気が正常である場合には、ステップ１１０に移行して、予め設定されたスクラブ設定時間が経過するまでスクラブユニット２１の駆動モータ２６を回転させて、ウエハホルダ９及びウエハ受け渡し部４０の上面のスクラブ（拭き取り、及び削り取り）を行う。この際に、駆動ローラ２８Ａ，２８Ｂ，…は各々自転し、且つ周辺の駆動ローラ２８Ｂ，２８Ｃ，…は遊星回転を行うため、高硬度研磨材３３Ａ〜３３Ｃ、及び有機材料研磨材３２Ａ〜３２Ｄはウエハホルダ９及びウエハ受け渡し部４０の表面を摺動する。スクラブ後、ステップ１１１において、スクラブユニット２１をウエハホルダ９から上方に離脱させ、更に上昇及び回転を行わせることにより、スクラブユニット２１を元の待機位置へ移動させる。
【００４３】
次に、図８のステップ１１５において、紫外線の照射ユニット２２が自動的にウエハホルダ９上に装着される。前述の通り、図１に示す露光時には照射ユニット２２も、Ｘステージ４、及びＹステージ２の移動ストロークの範囲外で待機しており、露光動作を一切妨げない状態を保持している。照射ユニット２２の自動装着の方法はスクラブユニット２１の場合と同様である。
【００４４】
それに続くステップ１１６では、スクラブユニット２１の場合に行うステップ１０９での排気チェックより詳細な部分排気チェックがソフトウェア的に行われる。これは、以下の化学反応が図３（又は図４）の遮蔽カバー２４Ｂ及び遮蔽フード３６Ｂの内側で行われるためである。即ち、紫外線ランプ５６Ａ，５６Ｂが発光を始めると、本例では波長１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの紫外線が連続発光し、各々の波長は以下の２つの化学反応を連続して引き起こす。但し、以下の式において、ｈはプランク常数、νは光の周波数であり、ｈνはその光のエネルギーを表す。
【００４５】
【化１】
３Ｏ２  ＋ｈν（波長１８５ｎｍ）→２Ｏ３  
【００４６】
【化２】
Ｏ３  ＋ｈν（波長２５４ｎｍ）  →Ｏ２  ＋Ｏ＊  
この式で、Ｏ＊  は原子状酸素を示す。これは、遮蔽カバー２４Ｂ及び遮蔽フード３６Ｂ内に、オゾン（Ｏ３  ）と原子状酸素（Ｏ＊  ）とが発生することを意味する。
【００４７】
同時にウエハホルダ９及びウエハ受け渡し部４０上の残存レジスト、並びに有機材料研磨材３２Ａ〜３２Ｄ（１８ａ）の離脱小片は共に有機物であるため、前述の化学反応の他に以下の化学反応を引き起こす。つまり、有機物（炭化水素等）は炭素Ｃ、水素Ｈ、及び酸素Ｏの原子より構成されているが、Ｃ−Ｈ等の結合エネルギーは前述の紫外線のエネルギーｈνより小さいため、個々の結合が以下のように切断される。
【００４８】
【化３】
Ｃ−Ｈ＋ｈν（波長２５４ｎｍ及び１８５ｎｍ）→Ｃ＋Ｈ
また、このように切断された炭素原子（Ｃ）及び水素原子（Ｈ）は前述の化学反応で発生したオゾン（Ｏ３  ）及び原子状酸素（Ｏ＊  ）と結合し、以下のように二酸化炭素（ＣＯ２  ）、及び水（Ｈ２  Ｏ）が発生する。
【００４９】
【化４】
Ｃ＋２Ｈ＋Ｏ２  ＋Ｏ＊    →  ＣＯ２  ＋Ｈ２  Ｏ
以上の化学反応は一般的に知られているが、上述の反応生成物をウエハホルダ９上から排除するために排気ダクト５２を介して排気が行われている。万一、排気が十分に（正常に）行われていない場合は、図１のステップ１１２に移行して警告表示を行い前述の処理が行われる。排気が十分に行われている場合は、ステップ１１７に移行して紫外線ランプ５６Ａ，５６Ｂを点灯させる。この際に供給される電力（電流）は例えば所定の一定の規格電力である。次にステップ１１８で、紫外線光量センサ５３の検出信号をモニタする。
【００５０】
その後、紫外線ランプ５６Ａ，５６Ｂの照度が正常であるときには、紫外線照射過程は発熱を伴うため、ステップ１１９で温度センサ４６の検出信号に基づいてウエハホルダ９の温度が正常であるかどうかを判定する。この際に、冷却装置４５によるウエハホルダ９の冷却は行われているが、それでもウエハホルダ９の温度が設定値より上昇した場合は、冷却装置４５の冷却能力を高めて対応する。また、それでもまだ不十分な場合は紫外線ランプ５６Ａ，５６Ｂの発光パワーを下げて照射を継続する。このような対策を施しても、仮にウエハホルダ９の温度が高くなり過ぎた場合には、ステップ１２０で警告表示を行った後に、ステップ１２２に移行して紫外線ランプ５６Ａ，５６Ｂの照射を停止させる。ウエハホルダ９の温度が正常であれば、ステップ１２１に移行して紫外線の照射時間が終了したかどうかを判定する。
【００５１】
本実施例では、予め設定された積算照射エネルギーが得られるように紫外線ランプ５６Ａ，５６Ｂの照射時間の制御を行う。一般的に紫外線ランプ（特に低圧水銀灯）は、図５に示すような点灯時間Ｔに対する照射パワーの変動特性を持ち、供給電力及び照射時間が同じ場合には、初期の時刻ｔ０  からの積算照射量と、例えば１０００時間点灯した後の時刻ｔ１０００からの積算照射量とでは全く異なってしまう。そこで、紫外線光量センサ５３の検出信号を積分することにより、所望の積算照射量が得られたときに照射時間終了と判定するようにする。
【００５２】
具体的に、図６に示すように、時刻ｔ０  から紫外線ランプの発光を開始すると、その照射量［ｍＷ／ｃｍ２  ］は曲線５７Ａのように変化し、時刻ｔ１０００から紫外線ランプの発光を開始すると、その照射量は曲線５７Ｂのように変化し、曲線５７Ｂの収束値は曲線５７Ａの収束値より小さくなっている。従って、所定の積算照射量を得るためには、時刻ｔ０  から照射する場合には照射時間をＴ１として、時刻ｔ１０００から照射する場合には照射時間をＴ２（Ｔ２＞Ｔ１）として、曲線５７Ａの積算面積５８Ａと曲線５７Ｂの積算面積５８Ｂとを等しくすればよい。この場合、積算面積５８Ａ及び５８Ｂは、それぞれ紫外線光量センサ５３の検出信号の積分値に所定の係数を乗じて得られる値であるため、どの時点から照射を行う場合でも、紫外線光量センサ５３の検出信号の積分値が所定の値になるように照射時間を設定すればよい。
【００５３】
所定の積算照射量に達していない場合には、ステップ１１６に戻り、以下所定の積算照射量が得られるまでステップ１１６〜１１９の動作が繰り返される。この際のステップ１１８では、紫外線光量センサ５３の検出信号を使って、紫外線ランプ５６Ａ，５６Ｂの不良又は寿命の検出を行っている。即ち、紫外線ランプ５６Ａ，５６Ｂが不点灯になるか、又は著しく発光光量が低下して照射時間が長くなり過ぎるような場合には、図１のステップ１１２へ移行して警告表示を行った後に前述の処理を行う。
【００５４】
ステップ１２１で積算照射量が所定の値に達して、照射時間が終了した場合には、ステップ１２２で紫外線照射が停止され、次のステップ１２３で予め設定された時間だけ排気ダクト５２を介した排気を続行しながら待機する。これは紫外線ランプ５６Ａ，５６Ｂが消灯しても、ウエハホルダ９等が即時には冷却されない場合、及び遮蔽カバー２４Ｂ、及び遮蔽フード３６Ｂの内側に前述の反応生成物が残存している場合があるためである。
【００５５】
照射ユニット２２をウエハホルダ９上に装着した状態、即ち紫外線照射位置で設定された時間だけ照射ユニット２２を待機させた後、ステップ１２４において照射ユニット２２をウエハホルダ９から上方に離脱させ、更に回転及び上昇させてその照射ユニット２２を図１に示す元の待機位置へ移動させる。
次のステップ１２５において、各種の異常による紫外線照射停止以外の場合、即ち正常に終了した場合には、ステップ１２６で清掃の状態を投影露光装置本体の制御部に記録し、清掃終了表示を行った後、ステップ１０１へ再度処理が移ることになる。なお、図７及び図８に示されているシーケンスは、選択可能なシーケンスの内の１つであり、種々の動作の組み合わせをウエハホルダ９やウエハ受け渡し部４０の表面の汚染状態に合わせて随時選択することが可能である。例えば、長時間自動清掃モードをオフにしていたため、ウエハホルダ９を清掃していなかった状態が続いた後には、ウエハホルダ９の表面が疎水性表面になっていることが考えられるため、清掃時には最初に照射ユニット２２を用いて紫外線照射を行った後で、スクラブユニット２１を用いてスクラブ清掃を行うといったシーケンスを選択することが可能である。
【００５６】
また、紫外線照射中にウエハ受け渡し部４０を上下させて、ウエハホルダ９にあるウエハ受け渡し部４０用の開口の内側や、ウエハ受け渡し部４０の先端だけでなくその側面に付着した有機物（残存レジストや塵埃）を除去するシーケンスを備えてもよい。
なお、本発明は上述実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の第１の露光装置用のクリーニング装置によれば、紫外線の照射により異物を二酸化炭素や水蒸気等に分解し、これらの気体を排気するようにしているため、基板保持部材（ウエハホルダ）上の真空吸着溝や真空吸着孔のように研磨剤では清掃できないような場所に入り込んだ残存レジストや塵埃等を容易に除去できる利点がある。
【００６０】
同時に、紫外線照射により引き起こされる化学反応により、基板保持部材（ウエハホルダ、ウエハ受け渡し部）の表面が親水性化されるため、残存レジストや塵埃等が固着しにくく（こびりつきにくく）なっている。加えて、付着したレジストや塵埃等が除去し易くなったため、清掃頻度を減少させることが可能となった。
この際に、照度検出手段の検出結果に基づいて光源の発光強度を制御することにより、例えば積算照射量が所定値に達した時点で照射を停止させることができる。また、基板保持部材の温度に基づいてその基板保持部材を冷却する場合には、紫外線照射による基板保持部材の温度上昇を防ぐことができる。
【００６１】
更に、本発明の第２の露光装置用のクリーニング装置によれば、複数の清掃部材を摺動させる方式と、紫外線照射による方式とを切り換えて使用できるため、種々の異物を自動的に且つ容易に除去できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるクリーニング装置の一実施例を備えた投影露光装置の要部を示す斜視図である。
【図２】（ａ）はウエハホルダ９上にスクラブユニット２１を装着した状態を示す断面図、（ｂ）は図２（ａ）のＡＡ線に沿った底面図である。
【図３】ウエハホルダ９上に紫外線の照射ユニット２２を装着し、ウエハ受け渡し部４０の高さをウエハホルダ９の高さに合わせた状態を示す断面図である。
【図４】図３の状態からウエハ受け渡し部４０の高さをウエハホルダ９より高くした場合を示す拡大断面図である。
【図５】一般的な紫外線ランプの点灯時間に対する照射パワーの変化を示す図である。
【図６】本発明の一実施例における紫外線の照射量の制御方法の説明に供する図である。
【図７】スクラブユニットと紫外線の照射ユニットとを切り換えて清掃を行う場合の動作の一例の前半部を示すフローチャートである。
【図８】スクラブユニットと紫外線の照射ユニットとを切り換えて清掃を行う場合の動作の一例の後半部を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２  Ｙステージ
４  Ｘステージ
６  Ｚステージ
７  回転板
８  傾斜板
９  ウエハホルダ
１０  ウエハ
１１  投影光学系
１４  焦点位置検出系の投射光学系
１６  焦点位置検出系の受光光学系
１７  クリーニング装置
１９  上下移動軸
２０Ａ，２０Ｂ  回転アーム
２１  スクラブユニット
２２  照射ユニット
２４Ａ，２４Ｂ  遮蔽カバー
２５，５２  排気ダクト
３１，３５Ａ，３５Ｂ  圧力センサ
３２Ａ〜３２Ｄ  有機材料研磨材
３３Ａ〜３３Ｃ  高硬度研磨材
３６Ａ，３６Ｂ  遮蔽フード
４０  ウエハ受け渡し部
４２  冷却ホース
４５  冷却装置
４６  温度センサ
５３  紫外線光量センサ
５６Ａ，５６Ｂ  紫外線ランプ
【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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