(57)【要約】【課題】  液浸投影露光装置が備える投影光学系を構成する光学部品に付着した汚染物質を容易に除去することができる光学部品の洗浄方法を提供する。【解決手段】  露光光でマスクを照射し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板上に転写し、前記基板の表面と前記投影光学系との間に純水を介在させた液浸投影露光装置に使用される光学部品の洗浄方法であって、前記基板を載置する基板ステージ上から前記基板を退避させる基板退避工程（Ｓ１２）と、前記基板ステージと前記投影光学系との間に前記純水を供給する純水供給工程（Ｓ１４）と、前記純水供給工程により前記純水が供給されることにより、前記純水に接液し、前記投影光学系を構成する最も前記基板ステージ側に配置される接液光学部品に前記露光光を照射する照射工程（Ｓ１５）と、前記純水供給工程により供給された前記純水を排出する純水排出工程（Ｓ１６）とを含む。【選択図】  図５
2006310706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光でマスクを照射し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板上に転写し、前記基板の表面と前記投影光学系との間に純水を介在させた液浸投影露光装置に使用される光学部品の洗浄方法であって、
前記基板を載置する基板ステージ上から前記基板を退避させる基板退避工程と、
前記基板ステージと前記投影光学系との間に前記純水を供給する純水供給工程と、
前記純水供給工程により前記純水が供給されることにより、前記純水に接液し、前記投影光学系を構成する最も前記基板ステージ側に配置される接液光学部品に前記露光光を照射する照射工程と、
前記純水供給工程により供給された前記純水を排出する純水排出工程と、
を含むことを特徴とする光学部品の洗浄方法。
【請求項２】
前記基板退避工程により前記基板を退避させた後に、前記基板ステージ上にレジストが塗布されていない洗浄用基板を設置する洗浄用基板設置工程を更に含み、
前記純水供給工程は、前記洗浄用基板の表面と前記投影光学系との間に前記純水を供給することを特徴とする請求項１記載の光学部品の洗浄方法。
【請求項３】
前記接液光学部品の透過率を計測する透過率計測工程を更に含み、
前記透過率計測工程により計測された前記接液光学部品の透過率が所定の許容値より低い場合に、前記接液光学部品の洗浄が行われることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光学部品の洗浄方法。
【請求項４】
前記接液光学部品の洗浄が行われた後に、前記接液光学部品の透過率を再計測する透過率再計測工程と、
前記透過率再計測工程により再計測された前記接液光学部品の透過率が所定の許容値より低い場合に、前記接液光学部品の表面に残存する汚染物質を有機溶剤により拭き取る汚染物質拭取り工程と、
を更に含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の光学部品の洗浄方法。
【請求項５】
前記有機溶剤は、アルコール類またはケトン類の溶剤であることを特徴とする請求項４記載の光学部品の洗浄方法。
【請求項６】
前記接液光学部品の表面に付着する汚染物質は、前記マスクのパターンを前記基板上に露光する際に、前記基板上に塗布されているレジストからの溶出物が変成、析出、堆積した物質であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の光学部品の洗浄方法。
【請求項７】
前記純水は、抵抗率１ＭΩｃｍ以上、ＴＯＣ（Total Organic Carbon）値が１ｐｐｍ未満であることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の光学部品の洗浄方法。
【請求項８】
前記露光光は、ＡｒＦエキシマレーザ光であることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の光学部品の洗浄方法。
【請求項９】
露光光でマスクを照射し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板上に転写し、前記基板の表面と前記投影光学系との間に純水を介在させた液浸投影露光装置であって、
請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の光学部品の洗浄方法により洗浄された接液光学部品を備えることを特徴とする液浸投影露光装置。
【請求項１０】
露光光でマスクを照射し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板上に転写し、前記基板の表面と前記投影光学系との間に純水を介在させた液浸投影露光装置を用いた露光方法であって、
請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の光学部品の洗浄方法により洗浄された接液光学部品を備えた前記投影光学系を用いて、前記マスクのパターンを前記基板上に投影露光する露光工程を含むことを特徴とする露光方法。
【請求項１１】
露光光でマスクを照射し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板上に転写し、前記基板の表面と前記投影光学系との間に純水を介在させた液浸投影露光装置を用いた露光方法であって、
前記基板を載置する基板ステージ上から前記基板を退避させる基板退避工程と、
前記基板ステージと前記投影光学系との間に前記純水を供給する純水供給工程と、
前記純水供給工程により前記純水が供給されることにより、前記純水に接液し、前記投影光学系を構成する最も前記基板ステージ側に配置される接液光学部品に前記露光光を照射する洗浄工程と、
前記純水供給工程により供給された前記純水を排出する純水排出工程と、
前記基板ステージ上に前記基板を設置する基板設置工程と、
前記基板の表面と前記投影光学系との間に前記純水を供給する液体供給工程と、
前記マスクのパターンを前記基板上に露光する露光工程と、
を含むことを特徴とする露光方法。
【請求項１２】
前記基板退避工程により前記基板を退避させた後に、前記基板ステージ上にレジストが塗布されていない洗浄用基板を設置する洗浄用基板設置工程と、
前記純水排出工程により前記純水が排出された後に、前記基板ステージ上から前記洗浄用基板を退避させる洗浄用基板退避工程と、
を更に含むことを特徴とする請求項１１記載の露光方法。
【請求項１３】
前記接液光学部品の透過率を計測する透過率計測工程を更に含み、
前記透過率計測工程により計測された前記接液光学部品の透過率が所定の許容値より低い場合に、前記接液光学部品の洗浄が行われることを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の露光方法。
【請求項１４】
前記接液光学部品の表面に付着する汚染物質は、前記マスクのパターンを前記基板上に露光する際に、前記基板上に塗布されているレジストからの溶出物が変成、析出、堆積した物質であることを特徴とする請求項１０乃至請求項１３の何れか一項に記載の露光方法。
【請求項１５】
前記純水は、抵抗率１ＭΩｃｍ以上、ＴＯＣ（Total Organic Carbon）値が１ｐｐｍ未満であることを特徴とする請求項１０乃至請求項１４の何れか一項に記載の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、半導体素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、液晶表示素子、または薄膜磁気ヘッド等のデバイスを製造するためのリソグラフィ工程でマスクのパターンを感光性基板上に転写するために用いられる液浸法を用いた投影露光装置に使用される光学部品の洗浄方法、該洗浄方法により洗浄された光学部品を備える液浸投影露光装置及び該液浸投影露光装置を用いた露光方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子及び液晶表示素子等のデバイスを製造するためのリソグラフィ工程においては、マスクのパターンを投影光学系を介して基板上に転写する投影露光装置が用いられている。この投影露光装置において、露光光としてエキシマレーザ光を使用する場合、露光光が通過する光学部材の表面に薄膜状の汚染物質が付着し、この付着した汚染物質が透過率の低下及び照度ムラの要因となっていた。したがって、フッ化水素酸を含むエッチング液を用いて光学部材の表面に付着した汚染物質を拭き取ることにより除去し、水または洗浄有機溶剤を用いて光学部材の表面に残存するエッチング液を拭き取ることにより除去する汚染物質除去方法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００４／０５０２６６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、投影光学系と基板との間を所定の液体で満たした状態で露光を行う液浸投影露光装置が提案されている。投影露光装置の解像度は、使用する露光波長λが短くなるほど、また投影光学系の開口数ＮＡ（投影光学系の明るさ）が大きいほど高くなる。この解像度は通常、解像度＝ｋ（プロセス係数）×λ／ＮＡで表され、投影光学系の開口数ＮＡはＮＡ＝ｎ（露光光が通過する媒質の屈折率）×ｓｉｎθ（露光光の光線入射角度）である。液浸以外の投影露光装置における露光は大気中で行われるため、ｎ＝１であるのに対し、液浸投影露光装置においてはｎが１より大きくなり、露光光の光線入射角度θを変化させることなく、投影光学系の開口数ＮＡを大きくすることができる。即ち、投影露光装置の解像度を１／ｎ倍（液体の屈折率は通常１．２〜１．６程度）に改善することができる。一方、液浸投影露光装置において、液浸以外の投影露光装置と同一の開口数ＮＡに設定した場合、露光光の光線入射角度θを小さくすることができるため、焦点深度をｎ倍に拡大（改善）することができる。
【０００５】
上述の液浸投影露光装置においては、露光光としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を用い、投影光学系と基板との間に屈折率１．４４の純水を介在させた場合、基板上に塗布されているレジストの溶出物である光酸発生剤（ＰＡＧ）及びアミンが、純水に微量ではあるが溶出する。ＰＡＧ及びアミンが純水に溶けている状態で露光光を照射すると、このＰＡＧ及びアミンが変成、析出して投影光学系を構成する最も基板側に配置される光学部材の表面に汚染物質として付着する。付着した汚染物質に露光光が吸収されるため、または付着した汚染物質により露光光が散乱するため、投影光学系の透過率が劣化する。また、付着した汚染物質に露光光が吸収されることにより光学部材及び純水の温度が上昇するため、投影光学系の収差が悪化する。
【０００６】
したがって、光学部材の表面に付着した汚染物質を除去する必要がある。ＰＡＧ及びアミンの変成物である汚染物質はアルコール類やケトン類等の有機溶剤に可溶であるため、純水の代わりに有機溶剤を流すことにより汚染物質を除去することができる。しかしながら、純水の代わりに有機溶剤を流すことにより汚染物質を除去するためには、基板ステージ、レンズホルダ、配管等を有機溶剤に耐えうる材質にしなければならず、投影露光装置の生産コストの増大を招く。
【０００７】
この発明の課題は、液浸投影露光装置が備える投影光学系を構成する光学部品に付着した汚染物質を容易に除去することができる光学部品の洗浄方法、該洗浄方法により洗浄された光学部品を備える液浸投影露光装置及び該液浸投影露光装置を用いた露光方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の光学部品の洗浄方法は、露光光でマスクを照射し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板上に転写し、前記基板の表面と前記投影光学系との間に純水を介在させた液浸投影露光装置に使用される光学部品の洗浄方法であって、前記基板を載置する基板ステージ上から前記基板を退避させる基板退避工程と、前記基板ステージと前記投影光学系との間に前記純水を供給する純水供給工程と、前記純水供給工程により前記純水が供給されることにより、前記純水に接液し、前記投影光学系を構成する最も前記基板ステージ側に配置される接液光学部品に前記露光光を照射する照射工程と、前記純水供給工程により供給された前記純水を排出する純水排出工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
この請求項１記載の光学部品の洗浄方法によれば、接液光学部品に接液する純水を循環させ、露光光を照射して、接液光学部品の表面を洗浄することにより、基板に塗布されているレジストが溶出することにより接液光学部品に付着した汚染物質を容易に除去することができる。したがって、接液光学部品の表面に付着する汚染物質による投影光学系の透過率の低下及び投影光学系の収差の悪化を防止することができる。
【００１０】
また、請求項２記載の光学部品の洗浄方法は、前記基板退避工程により前記基板を退避させた後に、前記基板ステージ上にレジストが塗布されていない洗浄用基板を設置する洗浄用基板設置工程を更に含み、前記純水供給工程は、前記洗浄用基板の表面と前記投影光学系との間に前記純水を供給することを特徴とする。
【００１１】
この請求項２記載の光学部品の洗浄方法によれば、基板ステージ上に洗浄用基板を設置した状態で接液光学部品の洗浄を行うため、接液光学部品を洗浄するために照射される露光光が基板ステージ上に到達することなく、露光光照射による基板ステージの損傷を防止することができる。
【００１２】
また、請求項３記載の光学部品の洗浄方法は、前記接液光学部品の透過率を計測する透過率計測工程を更に含み、前記透過率計測工程により計測された前記接液光学部品の透過率が所定の許容値より低い場合に、前記接液光学部品の洗浄が行われることを特徴とする。
【００１３】
この請求項３記載の光学部品の洗浄方法によれば、透過率計測工程による接液光学部品の透過率の計測結果に基づいて接液光学部品の洗浄が必要な場合にのみ接液光学部品の洗浄を行うことができる。
【００１４】
また、請求項４記載の光学部品の洗浄方法は、前記接液光学部品の洗浄が行われた後に、前記接液光学部品の透過率を再計測する透過率再計測工程と、前記透過率再計測工程により再計測された前記接液光学部品の透過率が所定の許容値より低い場合に、前記接液光学部品の表面に残存する汚染物質を有機溶剤により拭き取る汚染物質拭取り工程とを更に含むことを特徴とする。
【００１５】
この請求項４記載の光学部品の洗浄方法によれば、接液光学部品の洗浄が行われた後に接液光学部品の透過率を再計測し、この再計測結果に基づいて接液光学部品の表面に残存する汚染物質を拭き取るため、接液光学部品の表面に付着する汚染物質を確実に除去することができる。
【００１６】
また、請求項５記載の光学部品の洗浄方法は、前記有機溶剤がアルコール類またはケトン類の溶剤であることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項６記載の光学部品の洗浄方法は、前記接液光学部品の表面に付着する汚染物質が前記マスクのパターンを前記基板上に露光する際に、前記基板上に塗布されているレジストからの溶出物が変成、析出、堆積した物質であることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項７記載の光学部品の洗浄方法は、前記純水が抵抗率１ＭΩｃｍ以上、ＴＯＣ（Total Organic Carbon）値が１ｐｐｍ未満であることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項８記載の光学部品の洗浄方法は、前記露光光がＡｒＦエキシマレーザ光であることを特徴とする。この請求項５〜請求項８記載の光学部品の洗浄方法によれば、接液光学部品の表面に付着した汚染物質を良好に除去することができる。
【００２０】
また、請求項９記載の露光装置は、露光光でマスクを照射し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板上に転写し、前記基板の表面と前記投影光学系との間に純水を介在させた液浸投影露光装置であって、請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の光学部品の洗浄方法により洗浄された接液光学部品を備えることを特徴とする。
【００２１】
この請求項９記載の露光装置によれば、請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の光学部品の洗浄方法により洗浄された接液光学部品を備えているため、接液光学部品の表面に付着した汚染物質による投影光学系の透過率の劣化及び投影光学系の収差の悪化を防止することができ、良好に露光を行うことができる。
【００２２】
また、請求項１０記載の露光方法は、露光光でマスクを照射し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板上に転写し、前記基板の表面と前記投影光学系との間に純水を介在させた液浸投影露光装置を用いた露光方法であって、請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の光学部品の洗浄方法により洗浄された接液光学部品を備えた前記投影光学系を用いて、前記マスクのパターンを前記基板上に投影露光する露光工程を含むことを特徴とする。
【００２３】
この請求項１０記載の露光方法によれば、請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の光学部品の洗浄方法により洗浄された接液光学部品を用いて露光を行うため、接液光学部品の表面に付着した汚染物質による投影光学系の透過率の劣化及び投影光学系の収差の悪化を防止することができ、良好に露光を行うことができる。
【００２４】
また、請求項１１記載の露光方法は、露光光でマスクを照射し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板上に転写し、前記基板の表面と前記投影光学系との間に純水を介在させた液浸投影露光装置を用いた露光方法であって、前記基板を載置する基板ステージ上から前記基板を退避させる基板退避工程と、前記基板ステージと前記投影光学系との間に前記純水を供給する純水供給工程と、前記純水供給工程により前記純水が供給されることにより、前記純水に接液し、前記投影光学系を構成する最も前記基板ステージ側に配置される接液光学部品に前記露光光を照射する洗浄工程と、前記純水供給工程により供給された前記純水を排出する純水排出工程と、前記基板ステージ上に前記基板を設置する基板設置工程と、前記基板の表面と前記投影光学系との間に前記純水を供給する液体供給工程と、前記マスクのパターンを前記基板上に露光する露光工程とを含むことを特徴とする。
【００２５】
この請求項１１記載の露光方法によれば、接液光学部品に接液する純水を循環させ、露光光を照射して、接液光学部品の表面を洗浄することにより、基板に塗布されているレジストが溶出することにより接液光学部品に付着した汚染物質を容易に除去することができる。したがって、接液光学部品の表面に付着する汚染物質による投影光学系の透過率の低下及び投影光学系の収差の悪化を防止することができ、良好に露光を行うことができる。
【００２６】
また、請求項１２記載の露光方法は、前記基板退避工程により前記基板を退避させた後に、前記基板ステージ上にレジストが塗布されていない洗浄用基板を設置する洗浄用基板設置工程と、前記純水排出工程により前記純水が排出された後に、前記基板ステージ上から前記洗浄用基板を退避させる洗浄用基板退避工程とを更に含むことを特徴とする。
【００２７】
この請求項１２記載の露光方法によれば、基板ステージ上に洗浄用基板を設置した状態で接液光学部品の洗浄を行うため、接液光学部品を洗浄するために照射される露光光が基板ステージ上に直接到達することなく、露光光照射による基板ステージの損傷を防止することができる。
【００２８】
また、請求項１３記載の露光方法は、前記接液光学部品の透過率を計測する透過率計測工程を更に含み、前記透過率計測工程により計測された前記接液光学部品の透過率が所定の許容値より低い場合に、前記接液光学部品の洗浄が行われることを特徴とする。
【００２９】
この請求項１３記載の露光方法によれば、透過率計測工程による接液光学部品の透過率の計測結果に基づいて接液光学部品の洗浄が必要な場合にのみ接液光学部品の洗浄を行うことができる。
【００３０】
また、請求項１４記載の露光方法は、前記接液光学部品の表面に付着する汚染物質が前記マスクのパターンを前記基板上に露光する際に、前記基板上に塗布されているレジストからの溶出物が変成、析出、堆積した物質であることを特徴とする。
【００３１】
また、請求項１５記載の露光方法は、前記純水が抵抗率１ＭΩｃｍ以上、ＴＯＣ（Total Organic Carbon）値が１ｐｐｍ未満であることを特徴とする。
【００３２】
この請求項１４及び請求項１５記載の露光方法によれば、接液光学部品の表面に付着した汚染物質を良好に除去することができる。
【発明の効果】
【００３３】
この発明の光学部品の洗浄方法によれば、接液光学部品に接液する純水を循環させ、露光光を照射して、接液光学部品の表面を洗浄することにより、基板に塗布されているレジストが溶出することにより接液光学部品に付着した汚染物質を除去することができる。したがって、接液光学部品の表面に付着する汚染物質による投影光学系の透過率の低下及び投影光学系の収差の悪化を防止することができる。
【００３４】
また、この発明の露光装置によれば、この発明の光学部品の洗浄方法により洗浄された接液光学部品を備えているため、接液光学部品の表面に付着する汚染物質による投影光学系の透過率の低下及び投影光学系の収差の悪化を防止することができ、良好に露光を行うことができる。
【００３５】
また、この発明の露光方法によれば、接液光学部品に接液する純水を循環させ、露光光を照射して、接液光学部品の表面を洗浄することにより、基板に塗布されているレジストが溶出することにより接液光学部品に付着した汚染物質を除去することができる。したがって、接液光学部品の表面に付着する汚染物質による投影光学系の透過率の低下及び投影光学系の収差の悪化を防止することができ、良好に露光を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態にかかる投影露光装置（液浸投影露光装置）について説明する。図１は、この実施の形態にかかるステップアンドリピート方式の投影露光装置の概略構成を示す図である。以下の説明においては、図１中に示す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。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウエハＷに対して平行となるように設定され、Ｚ軸がウエハＷに対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。
【００３７】
この投影露光装置は、図１に示すように、露光光源であるＡｒＦエキシマレーザ光源を含み、オプティカルインテグレータ（ホモジナイザ）、視野絞り、コンデンサレンズ等から構成される照明光学系１を備えている。光源から射出された波長１９３ｎｍの紫外パルス光からなる露光光ＩＬは、照明光学系１を通過し、レチクル（マスク）Ｒに設けられたパターンを照明する。レチクルＲを通過した光は、両側（またはウエハＷ側の片側）テレセントリックな投影光学系ＰＬを介して、フォトレジスト（レジスト）が塗布されたウエハ（基板）Ｗ上の露光領域を所定の投影倍率β（例えば、βは１／４、１／５等）で縮小投影露光する。なお、露光光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等を使用してもよい。
【００３８】
また、レチクルＲはレチクルステージＲＳＴ上に保持され、レチクルステージＲＳＴにはＸ方向、Ｙ方向及び回転方向にレチクルＲを微動させる機構が設けられている。レチクルステージＲＳＴのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置は、レチクルレーザ干渉計（図示せず）によってリアルタイムに計測、かつ制御されている。
【００３９】
また、ウエハＷはウエハホルダ（図示せず）を介してＺステージ（基板ステージ）９上に固定されている。Ｚステージ９は、投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行なＸＹ平面に沿って移動するＸＹステージ（基板ステージ）１０上に固定されており、ウエハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）及び傾斜角度を制御する。Ｚステージ９のＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置は、Ｚステージ９上に位置する移動鏡１２を用いたウエハレーザ干渉計１３によってリアルタイムに計測、かつ制御されている。また、ＸＹステージ１０は、ベース１１上に載置されており、ウエハＷのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向を制御する。
【００４０】
また、Ｚステージ９上には、Ｚステージ９（ウエハＷ）上を照射する露光光の照射量及び照度分布を計測する照度センサ４０が設けられている。照度センサ４０は、投影光学系ＰＬを介した露光光の一部を受光し、受光した光に関する情報を後述する主制御系１４に対して出力する。主制御系１４は、照射量センサ４０により出力された投影光学系ＰＬを介した露光光の照射量及び照度分布に基づいて、接液光学部品４の透過率を計測する。
【００４１】
この投影露光装置に備えられている主制御系１４は、レチクルレーザ干渉計により計測された計測値に基づいてレチクルＲのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置調整を行う。即ち、主制御系１４は、レチクルステージＲＳＴに組み込まれている機構に対して制御信号を出力し、レチクルステージＲＳＴを微動させることによりレチクルＲの位置調整を行う。
【００４２】
また、主制御系１４は、オートフォーカス方式及びオートレベリング方式によりウエハＷ上の表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むため、ウエハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）及び傾斜角の調整を行う。即ち、主制御系１４は、ウエハステージ駆動系１５に対して制御信号を出力し、ウエハステージ駆動系１５によりＺステージ９を駆動させることによりウエハＷのフォーカス位置及び傾斜角の調整を行う。更に、主制御系１４は、ウエハレーザ干渉計１３により計測された計測値に基づいてウエハＷのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置の調整を行う。即ち、主制御系１４は、ウエハステージ駆動系１５に対して制御信号を出力し、ウエハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりウエハＷのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置の調整を行う。
【００４３】
露光時には、主制御系１４は、ウエハステージ駆動系１５に対して制御信号を出力し、ウエハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりウエハＷ上の各ショット領域を順次露光位置にステップ移動させる。即ち、ステップアンドリピート方式によりレチクルＲのパターン像をウエハＷ上に露光する動作を繰り返す。
【００４４】
この投影露光装置においては、液浸法が適用されており、レチクルＲのパターン像をウエハＷ上に転写している間は、ウエハＷ上と接液光学部品４との間に、抵抗率が１ＭΩｃｍ以上、ＴＯＣ（Total Organic Carbon）値が１ｐｐｍ未満である純水７が満たされている。投影光学系ＰＬは、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子を収納する鏡筒３を備えており、金属からなる鏡筒３の腐食等を防止するために接液光学部品４の表面のみが純水７と接触するように構成されている。
【００４５】
図２は、接液光学部品４及びウエハＷと、そのウエハＷ側の接液光学部品４をＸ方向に挟む２対の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。また、図３は、ウエハＷ側の接液光学部品４と、ウエハＷ側の接液光学部品４をＹ方向に挟む２対の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。この実施の形態にかかる投影露光装置は、純水７の供給を制御する液体供給装置５及び純水７の排出を制御する液体回収装置６を備えている。
【００４６】
液体供給装置５には、図２に示すように、供給管２１を介して接液光学部品４の＋Ｘ方向側に排出ノズル２１ａが、供給管２２を介して接液光学部品４の−Ｘ方向側に排出ノズル２２ａが接続されている。また、液体供給装置５には、図３に示すように、供給管２７を介して接液光学部品４の＋Ｙ方向側に排出ノズル２７ａが、供給管２８を介して接液光学部品４の−Ｙ方向側に排出ノズル２８ａが接続されている。液体供給装置５は、排出ノズル２１ａ，２２ａ，２７ａ，２８ａの中の少なくとも１つの排出ノズルより、供給管２１，２２，２７，２８の中の少なくとも１つの供給管を介して純水７をウエハＷ上に供給する。
【００４７】
液体回収装置６には、図２に示すように、回収管２３を介して接液光学部品４の−Ｘ方向側に流入ノズル２３ａ，２３ｂが、回収管２４を介して接液光学部品４の＋Ｘ方向側に流入ノズル２４ａ，２４ｂが接続されている。また、液体回収装置６には、図３に示すように、回収管２９を介して接液光学部品４の−Ｙ方向側に流入ノズル２９ａ，２９ｂが、回収管３０を介して接液光学部品４の＋Ｙ方向側に流入ノズル３０ａ，３０ｂが接続されている。液体回収装置６は、流入ノズル２３ａ及び２３ｂ、２４ａ及び２４ｂ、２９ａ及び２９ｂ、３０ａ及び３０ｂの中の少なくとも１つの流入ノズルより、回収管２３，２４，２９，３０の中の少なくとも１つの回収管を介して純水７をウエハＷ上から回収する。
【００４８】
次に、純水７の供給及び回収方法について説明する。図２において、実線で示す矢印２５Ａの方向（−Ｘ方向）にウエハＷをステップ移動させる際には、液体供給装置５は供給管２１及び排出ノズル２１ａを介して純水７を供給し、液体回収装置６は回収管２３及び流入ノズル２３ａ，２３ｂを介して液体供給装置５により供給された純水７を回収する。一方、図２において、鎖線で示す矢印２６Ａの方向（＋Ｘ方向）にウエハＷをステップ移動させる際には、液体供給装置５は供給管２２及び排出ノズル２２ａを介して純水７を供給し、液体回収装置６は回収管２４及び流入ノズル２４ａ，２４ｂを介して、液体供給装置５により供給された純水７を回収する。また、図３において、実線で示す矢印３１Ａの方向（−Ｙ方向）にウエハＷをステップ移動させる際には、液体供給装置５は供給管２７及び排出ノズル２７ａを介して純水７を供給し、液体回収装置６は回収管２９及び流入ノズル２９ａ，２９ｂを介して液体供給装置５により供給された純水７を回収する。また、ウエハＷを＋Ｙ方向にステップ移動させる際には、液体供給装置５は供給管２８及び排出ノズル２８ａを介して純水７を供給し、液体回収装置６は回収管３０及び流入ノズル３０ａ，３０ｂを介して液体供給装置５により供給された純水７を回収する。
【００４９】
次に、純水７の供給量及び回収量の制御方法について説明する。図４は、純水７を供給及び回収している状態を示す図である。図４に示すように、ウエハＷが矢印２５Ａの方向（−Ｘ方向）に移動している場合において、排出ノズル２１ａより供給された純水７は、矢印２５Ｂの方向（−Ｘ方向）に流れ、流入ノズル２３ａ，２３ｂにより回収される。ＸＹステージ１０（ウエハＷ）の移動速度に基づいて純水７の供給量及び回収量を調整することにより、純水７は接液光学部品４とウエハＷとの間に常時満たされる。
【００５０】
次に、この実施の形態にかかる投影露光装置が備える投影光学系ＰＬを構成する接液光学素子４の洗浄方法について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。この実施の形態にかかる投影露光装置にように露光光ＩＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光を用い、接液光学部品４とウエハＷとの間に屈折率１．４４の純水７を介在させた場合、ウエハＷ上に塗布されているレジストの溶出物である光酸発生剤（ＰＡＧ）及びアミン等が純水７に微量ながら溶出する。ＰＡＧ及びアミン等が純水７に溶けている状態で、露光光ＩＬを照射すると、変成、析出して接液光学部品４の表面に汚染物質として付着し、堆積していく。
【００５１】
即ち、赤外吸収スペクトルによる化学分析を行ったところ、汚染物質がＰＡＧやアミンとほぼ同じ吸収スペクトルを示したことから、同様の物質である。溶出したＰＡＧやアミンがＡｒＦエキシマレーザ光照射により凝集し、接液光学部品４に吸着し、安定化していると考えられる。
【００５２】
接液光学部品４の表面に堆積した汚染物質（ＰＡＧ及びアミン等）に露光光ＩＬが吸収されるため、または堆積した汚染物質により露光光ＩＬが散乱するため、接液光学部品４、ひいては投影光学系ＰＬの透過率が劣化する。また、堆積した汚染物質に露光光ＩＬが吸収されることにより接液光学部品４及び純水７の温度が上昇するため、投影光学系ＰＬの収差が悪化する。したがって、接液光学部品４の表面に付着した汚染物質を除去するために、接液光学部品４を洗浄する必要がある。
【００５３】
そこでまず、主制御系１４は、照度センサ４０により計測され出力された投影光学系ＰＬを介した露光光の照射量及び照度分布に基づいて、接液光学部品４の透過率を計測する（ステップＳ１０、透過率計測工程）。
【００５４】
次に、ステップＳ１０において計測された接液光学部品４の透過率が所定の許容値より小さいか否かを判別する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において接液光学部品４の透過率が所定の許容値より小さいと判別された場合には、主制御系１４は、Ｚステージ９上からウエハＷを退避させる（ステップＳ１２、基板退避工程）。具体的には、主制御系１４は、ウエハステージ駆動系１５に対して制御信号を出力し、ウエハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりウエハＷ及びＺステージ９を図示しない退避場所まで移動させ、ウエハＷを退避させる。
【００５５】
次に、主制御系１４は、ステップＳ１２においてウエハＷが退避されたＺステージ９上に、レジストが塗布されていない洗浄用基板を設置する（ステップＳ１３、洗浄用基板設置工程）。具体的には、主制御系１４は、ウエハステージ駆動系１５に対して制御信号を出力し、ウエハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることにより洗浄用基板の受け取り場所まで移動させ、洗浄用基板をＺステージ９上に設置する。そして、ウエハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることにより洗浄用基板を投影光学系ＰＬ、即ち接液光学部品４の下に配置する。
【００５６】
次に、主制御系１４は、接液光学部品４と洗浄用基板との間に純水を供給する（ステップＳ１４、純水供給工程）。具体的には、主制御系１４は液体供給装置５に対して制御信号を出力し、液体供給装置５は、供給管２１及び排出ノズル２１ａ、供給管２２及び排出ノズル２２ａ、供給管２７及び排出ノズル２７ａ、並びに供給管２８及び排出ノズル２８ａの少なくとも１つを介して接液光学部品４と洗浄用基板との間に洗浄用の純水を供給する。なお、この洗浄用の純水は、露光用の純水７と同様に、抵抗率が１ＭΩｃｍ以上、ＴＯＣ（Total Organic Carbon）値が１ｐｐｍ未満である。また、液体供給装置５により供給された洗浄用の純水は、液体回収装置６により回収管２３及び流入ノズル２３ａ，２３ｂ、回収管２４及び流入ノズル２４ａ，２４ｂ、回収管２９及び流入ノズル２９ａ，２９ｂ、並びに回収管３０及び流入ノズル３０ａ，３０ｂの少なくとも１つを介して回収される。即ち、洗浄用の純水の供給及び回収を繰り返すことにより、接液光学部品４と洗浄用基板との間の純水は循環している。
【００５７】
次に、主制御系１４は、ステップＳ１４において接液光学部品４と洗浄用基板との間に洗浄用の純水が供給され、接液光学部品４と洗浄用基板との間に洗浄用の純水が循環している状態で、露光光ＩＬを接液光学部品４を介して洗浄用基板上に照射する（ステップＳ１５、照射工程）。接液光学部品４に露光光ＩＬが照射されることにより、接液光学部品４の表面に堆積しているＰＡＧ及びアミン等がＡｒＦエキシマレーザ光である露光光により分解され、接液光学部品４の表面から剥離する。そして、循環している純水とともに流れて、接液光学部品４と洗浄用基板との間から排出される。
【００５８】
次に、主制御系１４は、接液光学部品４と洗浄用基板との間に供給されている純水を排出する（ステップＳ１６、純水排出工程）。具体的には、主制御系１４は、液体回収装置６に対して制御信号を出力し、液体回収装置６は回収管２３及び流入ノズル２３ａ，２３ｂ、回収管２４及び流入ノズル２４ａ，２４ｂ、回収管２９及び流入ノズル２９ａ，２９ｂ、並びに回収管３０及び流入ノズル３０ａ，３０ｂの少なくとも１つを介して、液体供給装置５により接液光学部品４と洗浄用基板との間に共有された洗浄用の純水を回収する。
【００５９】
次に、主制御系１４は、照度センサ４０により計測される露光光の照射量及び照度分布に基づいて、接液光学部品４の透過率を再計測する（ステップＳ１７、透過率再計測工程）。次に、ステップＳ１７において再計測された接液光学部品４の透過率が所定の許容値より小さいか否かを判別する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８において接液光学部品４の透過率が所定の許容値より小さいと判別された場合、即ち、接液光学部品４の表面に汚染物質が残存している場合には、接液光学部品４の表面を有機溶剤により拭き取る（ステップＳ１９、拭取り工程）。拭取りに用いられる有機溶剤はアルコール類またはケトン類の溶剤であり、アルコール類としては例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等、ケトン類としては例えばアセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン等を用いる。
【００６０】
次に、主制御系１４は、照度センサ４０により計測される露光光の照射量及び照度分布に基づいて、接液光学部品４の透過率を再度計測し、接液光学部品４の透過率が所定の許容値以上であることを確認する（ステップＳ２０）。
【００６１】
なお、ステップＳ１１において接液光学部品４の透過率が所定の許容値以上であると判別された場合には、主制御系１４は、接液光学部品４の洗浄を行う必要がないため、露光を再開する。また、ステップＳ１８において接液光学部品４の透過率が所定の許容値以上であると判別された場合には、主制御系１４は、接液光学部品４の表面を拭取る必要がないため、洗浄用基板をＺステージ９上から退避させ、ウエハをＺステージ９上に設置し、露光を再開する。
【００６２】
この実施の形態にかかる投影露光装置によれば、接液光学部品に接液する純水を循環させ、露光光を照射して、接液光学部品の表面を洗浄することにより、基板に塗布されているレジストが溶出することにより接液光学部品に付着した汚染物質を容易に除去することができる。したがって、接液光学部品の表面に付着する汚染物質による投影光学系の透過率の低下及び投影光学系の収差の悪化を防止することができる。
【００６３】
なお、この実施の形態においては、接液光学部品を洗浄する際に、露光光を照射する前にＺステージ上からウエハを退避させ、Ｚステージ上に洗浄用基板を設置しているが、Ｚステージ上からウエハを退避させ、洗浄用基板を設置せずに露光光を照射するようにしても良い。
【００６４】
また、この実施の形態においては、照度センサの計測値に基づいて接液光学部品の洗浄を行うか否かを判断しているが、所定の間隔で接液光学部品の洗浄を行うようにしてもよい。
【００６５】
また、この実施の形態においては、接液光学部品の洗浄を行った後に、更に有機溶剤により拭取りを行っているが、洗浄のみを行うようにしてもよい。
（実験１）
実験１にかかるＰＡＧ（汚染物質）が付着した石英ガラス製基板の作成及び洗浄実験を行った。図６は、実験１にかかるＰＡＧが付着した石英ガラス製基板の作成及び洗浄を行うための試験器５０の構成を示す図である。図６に示すように、試験器５０は、液体供給装置５２、サンプルホルダ５４、ポンプ５６、液体回収装置５８により構成されており、サンプルホルダ５４の一面には、光学研磨された平行平板の石英ガラス製基板５４ａが設置されている。
【００６６】
まず、ＰＡＧを純水に３ｐｐｍの濃度まで溶解した水溶液を作成し、液体供給装置５２により供給する。液体供給装置５２により供給された水溶液は、図中矢印Ａの方向に進行し、サンプルホルダ５４の内部を満たす。サンプルホルダ５４の内部を通過した水溶液は、図中矢印Ｂ方向に進行し、ポンプ５６を介して、液体回収装置５８により回収される。ここで、サンプルホルダ５４内の水溶液に一面が接液された石英ガラス製基板５４ａに、図中矢印Ｃの方向からＡｒＦエキシマレーザ光（１９３ｎｍ）を１．５ｍＪ／ｃｍ２shotのフルーエンスで４．３×１０６shot照射した結果、石英ガラス製基板５４ａの表面にＰＡＧが付着した。
【００６７】
図７は、ＰＡＧが付着した石英ガラス製基板５４ａの透過特性を示すグラフである。図７の破線で示すように、波長１９３ｎｍの光（ＡｒＦエキシマレーザ光）においては、石英ガラス製基板５４ａの空気に対する表面反射が各面（入射面及び射出面）４．５％程度であるため、清浄な石英ガラス製基板５４ａの空気に対する透過率は約９１％である。これに対し、図７の実線で示すように、ＰＡＧが付着した石英ガラス製基板５４ａの純水に対する透過率は波長１９３ｎｍの光においては８０％以下であり、ＰＡＧ付着により透過率の損失が１０％以上あった。
【００６８】
次に、ＰＡＧが付着した石英ガラス製基板５４ａを用いて洗浄実験を行った。まず、図６に示す試験器５０の液体供給装置５２は、抵抗率１８ＭΩｃｍ、ＴＯＣ値４ｐｐｂの純水を供給する。液体供給装置５２により供給された純水は、図６の矢印Ａの方向に進行し、サンプルホルダ５４の内部を満たす。サンプルホルダ５４の内部を通過した純水は、図６の矢印Ｂ方向に進行し、ポンプ５６を介して、液体回収装置５８により回収される。純水は、ポンプ５６により液体供給装置５２から液体回収装置５８を循環する。
【００６９】
ここで、サンプルホルダ５４内の純水にＰＡＧが付着した面が接液された石英ガラス製基板５４ａに、図中矢印Ｃの方向からＡｒＦエキシマレーザ光（１９３ｎｍ）を１．５ｍＪ／ｃｍ２shotのフルーエンスで２．９×１０６shot照射した。ＰＡＧはレーザ光により分解され、分解物は純水に少しずつ溶解するため徐々に除去されていった。図７の一点鎖線は、ＰＡＧ除去後の石英ガラス製基板５４ａの透過特性を示す。清浄な石英ガラス製基板５４ａの透過率（図中破線）と同じレベルまで回復した。
【００７０】
この実験１によれば、石英ガラス製基板の表面に付着した汚染物質であるＰＡＧを、純粋を循環させ、ＡｒＦエキシマレーザ光を照射することにより、除去することができた。
（実験２）
実験２にかかるアミン（汚染物質）が付着した石英ガラス製基板の作成及び洗浄実験を行った。実験１と同様に、図６に示す試験器５０を用いて、光学研磨された平行平板の石英ガラス製基板にアミンを付着させた。具体的には、トリオクチルアミンを純水に１ｐｐｍの濃度まで溶解した水溶液を作成し、液体供給装置５２により供給する。液体供給装置５２により供給された水溶液は、図中矢印Ａの方向に進行し、サンプルホルダ５４の内部を満たす。サンプルホルダ５４の内部を通過した水溶液は、図中矢印Ｂ方向に進行し、ポンプ５６を介して、液体回収装置５８により回収される。ここで、サンプルホルダ５４内の水溶液に一面が接液された石英ガラス製基板に、図中矢印Ｃの方向からＡｒＦエキシマレーザ光（１９３ｎｍ）を１．５ｍＪ／ｃｍ２shotのフルーエンスで４．３×１０６shot照射した結果、石英ガラス製基板にアミンが付着した。
【００７１】
図８は、アミンが付着した石英ガラス製基板の透過特性を示すグラフである。図８に示すように、波長１９３ｎｍの光（ＡｒＦエキシマレーザ光）においては、清浄な石英ガラス製基板の透過率（図中破線で示す）に比べて、アミンが付着した石英ガラス製基板の透過率（図中実線で示す）は０．５％劣化した。
【００７２】
次に、アミンが付着した石英ガラス製基板を用いて洗浄実験を行った。まず、図６に示す試験器５０の液体供給装置５２は、抵抗率１８ＭΩｃｍ、ＴＯＣ値４ｐｐｂの純水を供給する。液体供給装置５２により供給された純水は、図６の矢印Ａの方向に進行し、サンプルホルダ５４の内部を満たす。サンプルホルダ５４の内部を通過した純水は、図６の矢印Ｂ方向に進行し、ポンプ５６を介して、液体回収装置５８により回収される。純水は、ポンプ５６により液体供給装置５２から液体回収装置５８を循環する。
【００７３】
ここで、サンプルホルダ５４内の純水にアミンが付着した面が接液された石英ガラス製基板に、図中矢印Ｃの方向からＡｒＦエキシマレーザ光（１９３ｎｍ）を１．５ｍＪ／ｃｍ２shotのフルーエンスで２．９×１０６shot照射した。アミンはレーザ光により分解され、分解物は純水に少しずつ溶解するため徐々に除去されていった。図８の一点鎖線に示すように、アミン除去後の石英ガラス製基板の透過率は、清浄な石英ガラス製基板の透過率（図中破線）と同じレベルまで回復した。
【００７４】
この実験２によれば、石英ガラス製基板の表面に付着した汚染物質であるアミンを、純粋を循環させ、ＡｒＦエキシマレーザ光を照射することにより、除去することができた。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】実施の形態にかかる投影光学系を構成する接液光学部品とＸ方向用の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。
【図３】実施の形態にかかる投影光学系を構成する接液光学部品とＹ方向用の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。
【図４】実施の形態にかかる接液光学部品とウエハとの間へ純水の供給及び回収が行われている状態を説明するための図である。
【図５】実施の形態にかかる接液光学部品の洗浄方法について説明するためのフローチャートである。
【図６】実験１にかかる試験器の構成を示す図である。
【図７】実験１にかかる石英ガラス製基板の透過特性を示すグラフである。
【図８】実験２にかかる石英ガラス製基板の透過特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７６】
Ｒ…レチクル、ＲＳＴ…レチクルステージ、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、１…照明光学系、４…接液光学部品、５…液体供給装置、６…液体回収装置、７…純水、９…Ｚステージ、１０…ＸＹステージ、１４…主制御系、２１，２２…供給管、２３，２４…回収管、４０…照度センサ。
【図１】
2006310706.tif 000003
【図２】
2006310706.tif 000004
【図３】
2006310706.tif 000005
【図４】
2006310706.tif 000006
【図５】
2006310706.tif 000007
【図６】
2006310706.tif 000008
【図７】
2006310706.tif 000009
【図８】
2006310706.tif 000010