(57)【要約】【課題】  レチクル等の被検面に付着した微粒子を、被検面に損傷を与えることなく優れた除去能力で除去することができる除去装置、当該除去装置を有する露光装置、デバイス製造方法を提供する。【解決手段】  立体構造を有する被検面に付着した微粒子を除去する除去装置であって、複数の光源と、前記複数の光源からの複数の光を、異なる方向から前記被検面に照射する照射手段と、前記複数の光を走査することにより前記微粒子を集塵する集塵手段とを有することを特徴とする除去装置を提供する。【選択図】          図１
2006120895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体構造を有する被検面に付着した微粒子を除去する除去装置であって、
複数の光源と、
前記複数の光源からの複数の光を、異なる方向から前記被検面に照射する照射手段と、
前記複数の光を走査することにより前記微粒子を集塵する集塵手段とを有することを特徴とする除去装置。
【請求項２】
立体構造を有する被検面に付着した微粒子を除去する除去装置であって、
光源と、
前記光源からの光を複数の光に分割する分割手段と、
分割された前記複数の光を、異なる方向から前記被検面に照射する照射手段と、
前記複数の光を走査することにより前記微粒子を集塵する集塵手段とを有することを特徴とする除去装置。
【請求項３】
前記照射手段は、前記被検面に垂直な２つ以上の平面内に光軸を有するように、前記複数の光を照射することを特徴とする請求項１又は２記載の除去装置。
【請求項４】
前記照射手段は、前記立体構造に沿った方向に前記複数の光を照射することを特徴とする請求項１又は２記載の除去装置。
【請求項５】
前記立体構造の形状を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記立体構造の形状に基づいて、前記複数の光を照射する方向を変更する変更手段とを更に有することを特徴とする請求項１又は２記載の除去装置。
【請求項６】
前記複数の光が照射される位置の前記立体構造の高さをＴ、間隔をＤ、前記被検面の法線に対する前記複数の光の入射角度をθとしたとき、
前記照射手段は、Ｄ／Ｔ＞ｔａｎθ≧０の条件を満足するように、前記複数の光を照射することを特徴とする請求項１又は２記載の除去装置。
【請求項７】
前記複数の光の位相及び振幅分布を可変にする可変手段を更に有することを特徴とする請求項１又は２記載の除去装置。
【請求項８】
前記複数の光は、波長が異なることを特徴とする請求項１又は２記載の除去装置。
【請求項９】
前記光源は、波長を変換する変換手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の除去装置。
【請求項１０】
請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の除去装置と、
前記除去装置により微粒子が除去されたレチクルのパターンを被処理体に露光する光学系とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理体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、一般には、除去装置に係り、特に、半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板などのデバイスを製造する露光装置に用いられるレチクルに付着した微粒子を除去する除去装置に関する。但し、本発明の除去装置の用途は露光装置に限定されず、写真製版、投影検査、映写機、プロジェクタなど光学機器に広く適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子を製造する際に、レチクル（マスク）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する縮小投影露光装置が従来から使用されている。
【０００３】
縮小投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、波長を短くすればするほど、解像度はよくなる。このため、近年の半導体素子の微細化への要求に伴い露光光の短波長化が進められ、超高圧水銀ランプ（ｉ線（波長約３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）と用いられる紫外線光の波長は短くなってきた。
【０００４】
しかし、半導体素子は急速に微細化しており、紫外線光を用いたリソグラフィーでは限界がある。そこで、０．１μｍ以下の非常に微細な回路パターンを効率よく転写するために、紫外線光よりも更に波長が短い、波長１０ｎｍ乃至１５ｎｍ程度の極端紫外線（ＥＵＶ：ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を用いた縮小投影露光装置（以下、「ＥＵＶ露光装置」と称する。）が開発されている。
【０００５】
一方、露光装置には、レチクルのパターンを正確に被処理体に転写することも要求される。そこで、従来のレチクルは、パターン転写に悪影響を与える微粒子の付着を防止するためにペリクルを有している。ペリクルは、露光光に対して高い透過率を有する薄膜で構成され、レチクルから一定の距離離れた位置に配置される。図１３は、ペリクルを有する従来のレチクル１０００を示す概略断面図である。レチクル１０００は、図１３に示すように、基板１１００と、吸収体１２００と、ペリクル１３００から構成される。露光光ＥＬは、レチクル１０００に照射された後、吸収体１２００で回折されて回折光ＤＬを生じ、投影光学系に入射する。ペリクル１３００に付着した微粒子ＭＰは、レチクルパターン（吸収体１２００）から一定の距離離れているために、ウェハ上では焦点ずれを生じて結像されない。
【０００６】
しかし、ＥＵＶ露光装置の場合、全ての物質がＥＵＶ光に対して高い吸収率を有するため、現実的にペリクルとして使用可能な材質が存在しない。そこで、ＥＵＶ露光装置に用いるレチクルは、ペリクルを有さない構成で検討されている。
【０００７】
図１４は、ＥＵＶ露光装置に用いるレチクル２０００を示す概略断面図である。レチクル２０００は、反射多層膜が形成された基板２１００と、吸収体２２００から構成される。露光光ＥＬは、レチクル２０００に照射され、レチクルパターン（吸収体２２００）によって回折光ＤＬが生じる。このため、レチクル２０００に微粒子ＭＰが付着すると、かかる微粒子ＭＰの影響で転写されるパターンに欠陥が生じ、製造される半導体デバイスの歩留まりが大幅に低下する。このため、熱泳動や静電気力を用いた光電子法を利用してレチクルへの微粒子の付着を低減する提案がされている（例えば、非特許文献１及び２参照。）。但し、非特許文献１及び２に開示されている技術は、レチクルに付着する微粒子を低減させるものであり、レチクルへの微粒子の付着を完全に防止するものではない。
【０００８】
レチクルに付着した微粒子が１つでもあると、製造される半導体デバイスの歩留まりが急激に低下するため、付着した微粒子を露光装置内又は外で除去する処理が必要となる。そこで、露光装置外での化学的な洗浄により微粒子を除去する技術が提案されている。また、光を用いて微粒子を除去する技術として、透過性を有する集塵素子を動作させ、吸収性の物質（微粒子）を集塵する技術（例えば、特許文献１参照。）や、光トラップ技術として、レーザー光を集光し、焦点近傍での光強度の勾配力により微粒子を操作する技術（例えば、非特許文献３及び４参照。）が提案されている。更に、ＥＵＶ露光装置に用いられるレチクルに対してではないものの、レーザー衝撃波によって微粒子を除去する技術も提案されている（例えば、非特許文献５参照。）。
【特許文献１】特開平５−１００１８２号公報
【非特許文献１】ＬＥ  Ｋｌｅｂａｎｏｆｆ，ＤＥ  Ｄｅｄｒｉｃｋ，ＤＪ  Ｒａｄｅｒ  ａｎｄ  Ｅ  Ｗ  Ｂｅｙｅｒ，“Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｓｔｕｄｉｅｓ  ｏｆ  ｔｈｅｒｍｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ＥＵＶ  ｍａｓｋｓ”，Ｅｍｅｒｉｎｇ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ＶＩ，ＳＰＩＥ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  Ｖｏｌ．４６８８，２００２
【非特許文献２】Ｒｏｅｌ  Ｍｏｏｒｓ，Ｇ．  −Ｊ．  Ｈｅｅｒｅｎｓ，  “Ｅｌｅｃｔｏｒｏｓｔａｔｉｃ  ｍａｓｋ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ＆  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｂ，  Ｖｏｌ．  ２０，  Ｎｏ．  １，  ３１６−３２０，  ２００２
【非特許文献３】Ｋａｒｅｌ  Ｓｖｏｂｏｄａ  ａｎｄ  Ｓｔｅｖｅｎ  Ｍ．  Ｂｌｏｃｋ，  “Ｏｐｔｉｃａｌ  ｔｒａｐｐｉｎｇ  ｏｆ  ｍｅｔａｌｌｉｃ  Ｒａｙｌｅｉｇｈ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ”，  Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  ｖｏｌ．  １９  Ｎｏ．  １３，  １  Ｊｕｌｙ  １９９４
【非特許文献４】Ａｒｔｈｕｒ  Ａｓｈｋｉｎ，“Ｏｐｔｉｃａｌ  ｔｒａｐｐｉｎｇ  ａｎｄ  ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｎｅｕｔｒａｌ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ｕｓｉｎｇ  ｌａｓｅｒｓ”，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ  Ｖｏｌ．９４  ｐｐ４８５３−４８６０  １９９７
【非特許文献５】Ａｎｄｒｅｗ  Ｃ  Ｔａｍ，  Ｗｉｎｇ  Ｐ．  Ｌｅｕｎｇ，  Ｗｅｒｎｅｒ  Ｚａｐｋａ  ａｎｄ  Ｗｉｎｆｒｉｄ  Ｚｉｅｍｌｉｃｈ，  “Ｌａｓｅｒ−ｃｌｅａｎｉｎｇ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｆｏｒ  ｒｅｍｏｖａｌ  ｏｆ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｓ”，  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ７１  （７），  １  Ａｐｒｉｌ  １９９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来技術は、レチクルに付着した微粒子を十分に除去することができず、転写パターンに欠陥を生じると共に、微粒子の除去に要する時間によってスループットの低下を招くなどの問題を有している。
【００１０】
例えば、特許文献１の光を用いて微粒子を除去する技術は、１つの吸収性の物質に対して１つの集塵素子が必要であり、集塵可能な微粒子の大きさに制約される。また、表面が平坦でない立体構造上に集塵しようとする微粒子が存在した場合、立体構造が障害物となり、集塵素子を動作させることができない。更に、一方向から光を照射して微粒子を除去する場合、光軸上に構造物があると、微粒子に光を照射することができないため、微粒子を除去することができない。
【００１１】
また、非特許文献５のレーザー衝撃波を用いて微粒子を除去する技術は、微粒子が付着しているレチクルへの損傷が生じるという課題がある。
【００１２】
そこで、本発明は、レチクル等の被検面に付着した微粒子を、被検面に損傷を与えることなく優れた除去能力で除去することができる除去装置、当該除去装置を有する露光装置、デバイス製造方法を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての除去装置は、立体構造を有する被検面に付着した微粒子を除去する除去装置であって、複数の光源と、前記複数の光源からの複数の光を、異なる方向から前記被検面に照射する照射手段と、前記複数の光を走査することにより前記微粒子を集塵する集塵手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の別の側面としての除去装置は、立体構造を有する被検面に付着した微粒子を除去する除去装置であって、光源と、前記光源からの光を複数の光に分割する分割手段と、分割された前記複数の光を、異なる方向から前記被検面に照射する照射手段と、前記複数の光を走査することにより前記微粒子を集塵する集塵手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の更に別の側面としての露光装置は、上述の除去装置と、前記除去装置により微粒子が除去されたレチクルのパターンを被処理体に露光する光学系とを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レチクル等の被検面に付着した微粒子を、被検面に損傷を与えることなく優れた除去能力で除去することができる除去装置、当該除去装置を有する露光装置、デバイス製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての除去装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の除去装置１の構成を示す概略ブロック図である。
【００２０】
除去装置１は、被検面に付着した微粒子を除去する除去装置であって、後述するように、立体構造を有する被検面に対して特に好適である。以下、被検面としてのレチクルＲＴに付着した微粒子ＭＰの除去を例に説明する。除去装置１は、図１に示すように、第１の照射装置１０と、第１の集塵機構２０と、第２の照射装置３０と、第２の集塵機構４０とを有する。
【００２１】
第１の照射装置１０は、光源１１と、集光レンズ１２と、ガルバノミラー等の光走査光学系１３とを有する。第１の照射装置１０と異なる位置に配置された第２の照射装置３０は、光源３１と、集光レンズ３２と、ガルバノミラー等の光走査光学系３３とを有する。
【００２２】
第１の照射装置１０の光源１１から発生する光は、集光レンズ１２で集光される。集光された光は光走査光学系１３により走査され、走査された光ＳＬ１がレチクルＲＴの表面に照射される。第２の照射装置３０の光源３１から発生する光は、集光レンズ３２で集光される。集光された光は光走査光学系３３により走査され、走査された光ＳＬ２がレチクルＲＴの表面に照射される。
【００２３】
レチクルＲＴ上で光ＳＬ１又は光ＳＬ２に捕捉された微粒子ＭＰは、光走査光学系１３又は光走査光学系３３により、第１の集塵機構２０又は第２の集塵機構４０に運ばれる。レチクルＲＴの全面を光ＳＬ１及び光ＳＬ２で走査することで、光ＳＬ１又は光ＳＬ２の一方の光軸上にマスクパターン（即ち、立体構造）が存在する場合でも、他の一方の光ＳＬ２又は光ＳＬ１を用いて微粒子ＭＰを除去することが可能となる。これにより、例えば、スキャン露光中において、露光に用いるスリット幅以外の領域に存在する微粒子を除去しておけば、露光を中断することなく、パターン欠陥の原因となる微粒子を除去することが可能となる。また、微粒子を検出する検出装置を用いてマスク上の微粒子の位置を予め特定し、かかる位置のみに光ＳＬ１及び／又は光ＳＬ２を照射してもよい。
【００２４】
以上のように、本実施形態の除去装置１は、微粒子ＭＰを除去するために、複数の照射装置（第１の照射装置１０及び第２の照射装置３０）を用いた構成とし、異なる方向から光ＳＬ１及び光ＳＬ２をレチクルＲＴ面上に照射することにより、平坦ではない（即ち、マスクパターン（立体構造）を有する）レチクルＲＴ上に存在する微粒子ＭＰを除去することができる。
【００２５】
なお、除去装置１は、本実施形態では、複数の集塵機構（第１の集塵機構２０及び第２の集塵機構４０）を用いたが、集塵機構は１つでもよい。また、本実施形態では、第１の照射装置１０から射出された光ＳＬ１と第２の照射装置３０から射出された光ＳＬ２とを用いたが、更に複数の照射装置（更に複数の光）を用いてもよい。
【００２６】
次に、図２を参照して、除去装置１の変形例である除去装置１Ａを説明する。除去装置１Ａは、除去装置１と同様に、被検面に付着した微粒子を除去する除去装置である。ここで、図２は、除去装置１の変形例である除去装置１Ａの構成を示す概略ブロック図である。
【００２７】
除去装置１は、図２に示すように、第１の照射装置１０Ａと、第１の集塵機構２０と、第２の照射装置３０Ａと、第２の集塵機構４０と、第１の照射装置１０Ａから分割された光ＲＬを、第２の照射装置３０Ａに導くミラーＭ１及びＭ２とを有する。
【００２８】
第１の照射装置１０Ａは、光源１１と、集光レンズ１２と、ガルバノミラー等の光走査光学系１３と、光源１１からの光を分割するビームスプリッター１４とを有する。第２の照射装置３０Ａは、集光レンズ３２と、ガルバノミラー等の光走査光学系３３と、ミラー３４とを有する。
【００２９】
第１の照射装置１０Ａの光源１１から発生する光は、ビームスプリッター１４に入射し、ビームスプリッター１４を透過又はビームスプリッター１４で反射される。ビームスプリッター１４を透過した光ＴＬは、集光レンズ１２で集光される。集光された光は光走査光学系１３により走査され、走査された光ＳＬ１がレチクルＲＴの表面に照射される。
【００３０】
ビームスプリッター１４で反射された光ＲＬは、ミラーＭ１及びＭ２によって第２の照射装置３０Ａに導かれる。第２の照射装置３０Ａに導かれた光ＲＬは、ミラー３４によって集光レンズ３２に照射され、集光レンズ３２で集光される。集光された光は光走査光学系３３により走査され、走査された光ＳＬ２がレチクルＲＴの表面に照射される。第１の照射装置１０Ａの光源１１から発生した光をビームスプリッター１４で分割し、第２の照射装置３０Ａに導くことで、第２の照射装置３０Ａに光源を設ける必要がなくなり、光源にかかるコストを低減することができる。
【００３１】
レチクルＲＴ上で光ＳＬ１又は光ＳＬ２に捕捉された微粒子ＭＰは、光走査光学系１３又は光走査光学系３３により、第１の集塵機構２０又は第２の集塵機構４０に運ばれる。レチクルＲＴの全面を光ＳＬ１及び光ＳＬ２で走査することで、光ＳＬ１又は光ＳＬ２の一方の光軸上にマスクパターン（即ち、立体構造）が存在する場合でも、他の一方の光ＳＬ２又は光ＳＬ１を用いて微粒子ＭＰを除去することが可能となる。また、微粒子を検出する検出装置を用いてマスク上の微粒子の位置を予め特定し、かかる位置のみに光ＳＬ１及び／又は光ＳＬ２を照射してもよい。
【００３２】
以上のように、本実施形態の除去装置１Ａは、微粒子ＭＰを除去するために、複数の照射装置（第１の照射装置１０Ａ及び第２の照射装置３０Ａ）を用いた構成とし、異なる方向から光ＳＬ１及び光ＳＬ２をレチクルＲＴ面上に照射することにより、平坦ではない（即ち、マスクパターン（立体構造）を有する）レチクルＲＴ上に存在する微粒子ＭＰを除去することができる。
【００３３】
なお、除去装置１は、本実施形態では、複数の集塵機構（第１の集塵機構２０及び第２の集塵機構４０）を用いたが、集塵機構は１つでもよい。また、本実施形態では、第１の照射装置１０から射出された光ＳＬ１と第２の照射装置３０から射出された光ＳＬ２とを用いたが、更に複数の照射装置（更に複数の光）を用いてもよい。この場合も光源を新たに設置する必要はなく、複数のビームスプリッターを用いることで第１の照射装置１０Ａの光源１１からの光を複数に分割し、それぞれの照射装置に導くことが可能である。
【００３４】
ここで、図３を参照して、光ＳＬ１又は光ＳＬ２によるレチクルＲＴ上の微粒子ＭＰの捕捉について詳細に説明する。図３は、レチクルＲＴに照射する光の方向を示すレチクルＲＴの概略上面図である。レチクルＲＴは、図３に示すように、基板ＳＢと、レチクルパターンＲＰとを有する。
【００３５】
基板ＳＢは、微粒子ＭＰを除去する被検面の一部である。レチクルパターンＲＰは、クロム（Ｃｒ）等の光吸収体で構成され、基板ＳＢ上に形成される。レチクルパターンＲＰは、光を吸収させるために、有限な厚さを有する。従って、レチクルＲＴに垂直な１つの平面内に光軸を有する光ＳＬ１及びＳＬ３のうち、光ＳＬ３はレチクルパターンＲＰによって遮られ、除去するべき微粒子ＭＰに到達しない。一方、光ＳＬ１は、レチクルパターンＲＰに遮られることなく、微粒子ＭＰに到達する。更に、レチクルＲＴに垂直な他の平面内に光軸を有する光ＳＬ２及びＳＬ４のうち、光ＳＬ４はレチクルパターンＲＰによって遮られ、除去するべき微粒子ＭＰに到達しない。一方、光ＳＬ２は、レチクルパターンＲＰに遮られることなく、微粒子ＭＰに到達する。
【００３６】
このように、レチクルＲＴに垂直な２つ以上の平面内に光軸を有する光ＳＬ１及びＳＬ２を対向させてレチクルＲＴに照射することで、縦横に配置される回路パターンに対応し、厚さを有するレチクルパターンＲＰに遮られることなく微粒子ＭＰに光が到達し、微粒子ＭＰを除去することができる。更に、非特許文献４に記載があるように、光を対向させて照射することで、微粒子を安定的に捕捉し、除去することが可能となる。
【００３７】
また、除去装置１及び１Ａは、図４に示すように、被検面であるレチクルＲＴのレチクルパターン（立体構造の形状）ＲＰを記憶する記憶手段５０と、レチクルパターンＲＰによって光が遮られない方向から光ＳＬ１を照射するために第１の照射装置１０を移動するステージ６０とを有してもよい。これにより、除去装置１及び１Ａは、記憶手段５０に記憶されたレクチクパターンＲＰを参照し、レチクルパターンＲＰで遮られないように、光ＳＬ１を照射する方向（角度）を変更することができる構成となる。ここで、図４は、記憶手段５０及びステージ６０を有する除去装置１の構成を示す概略ブロック図である。なお、図４では、第２の照射装置３０が省略されているが、第１の照射装置１０と同様に、ステージによって移動可能に構成してもよいことは言うまでもない。
【００３８】
被検面が半導体回路のレチクルＲＴ等である場合、立体構造のパターン配置であるレチクルパターンＲＰが既知であるため、メモリ等の記憶手段５０に予めレチクルパターンＲＰを記憶させておく。そして、光ＳＬ１をレチクルＲＴに照射する際に、光ＳＬ１を走査する位置でのレチクルパターンＲＰを記憶手段５０から読み出し、図示しない制御手段によって、ステージ６０を介して第１の照射装置３０を移動し、光ＳＬ１の照射方向を制御する。これにより、レチクルパターンＲＰに遮られない入射方向を有する光ＳＬ１をレチクルＲＴに照射することが可能となり、効率よく微粒子ＭＰを除去することができる。なお、光ＳＬ１の照射方向を制御する方法としては、ステージ６０によって第１の照射装置１０を移動させる方法の他に、光学素子によって光ＳＬ１の照射方向を変化させる方法や、複数の方向から照射する光のうち、適切な方向のみの光を選択してレチクルＲＴに照射する方法などがある。
【００３９】
ＥＵＶ露光装置に用いられるレチクルなどは、基板上の吸収体の厚さが、レチクルパターンの間隔と同等かそれ以上となる場合がある。この場合、レチクルに照射される光の角度がレチクルに対して鋭角であると、レチクルパターンに光が遮られ、レチクルパターンの間に存在する微粒子を除去することができない。特に、コンタクトホールパターンについては、コンタクトホールパターンの内部に微粒子が存在すると、除去することが非常に困難となる。
【００４０】
図５は、レチクルパターンＲＰと光ＳＬの照射角度を示すレチクルＲＴの概略断面図である。図５を参照するに、基板ＳＢ上にレチクルパターンＲＰが、厚さＴ、間隔Ｄで形成されている。レチクルＲＴに照射される光ＳＬは、レチクルＲＰの法線から測った角度θで入射される。かかる入射角度θが、Ｄ／Ｔ＞ｔａｎθ≧０の条件を満たしていれば、光ＳＬはレチクルパターンＲＰに遮られることなく、レチクルパターンＲＰが形成されていない基板ＳＢに到達することができる。これにより、レチクルパターンＲＰの間の基板ＳＢ上に存在する微粒子に光ＳＬを照射し、かかる微粒子を除去することが可能となる。
【００４１】
これまで、レチクルに照射する光は、光源からの光を集光したものを用いたが、光源からの光の位相及び振幅分布を可変にすることにより、更に除去効率の高い除去装置を構成することができる。
【００４２】
光源１１からの光の位相及び振幅分布を可変にする光変調器７０を有する除去装置１を図６に示す。図６において、光源１１から発生した光は、光変調器７０を透過し、集光レンズ１２に照射されて、集光レンズ１２で集光される。集光された光は光走査光学系１３により走査され、走査された光ＳＬ１がレチクルＲＴの表面に照射される。これにより、レチクルＲＴ上の微粒子が光ＳＬ１に捕捉され、集塵機構２０に集塵される。
【００４３】
光ＳＬ１の光強度の光軸上の断面分布を図７及び図８に示す。図７及び図８は、横軸に光軸上の位置を、縦軸に光強度を採用している。光変調器７０を動作させない場合、円形開口で切り出され、集光された光ＳＬ１の光強度分布は、図７に示すようなエアリーディスクの断面強度分布となる。
【００４４】
露光装置に用いるレチクルにおいては、数十ｎｍ程度の大きさの微粒子が転写パターンに影響を与える。微粒子の除去に用いる光トラップ力、即ち、光が微粒子に及ぼす（捕捉する）力は、粒子径が光の波長より小さい場合、光強度の勾配力が支配的となり、粒子径が光の波長より大きく、且つ、金属粒子の場合、斥力が大きくなることが知られている。このような粒子に対しては、光強度がエアリーディスク又はガウシアン形状となる光では、安定的にトラップすることが困難である。そこで、光強度分布を、光軸中心の強度が低いドーナツ型などにすることで、安定的なトラップが可能となる。
【００４５】
例えば、光変調器７０において、光軸を中心として円周方向に位相が変化するような位相分布を光に与えることで、図８に示すような光軸中心の強度が低いドーナツ型の強度分布を有する光を生成することが可能となる。これにより、波長より小さい微粒子や金属粒子を安定的にトラップし、除去することが可能となる。なお、位相分布や振幅分布のみではなく、偏光状態を制御することでも同様の効果を得ることができる。
【００４６】
また、光が微粒子に作用する力の大きさは、非特許文献３に記載があるように、微粒子の誘電率によって変動し、誘電率は、同じ物質であっても光の波長によって異なる。従って、微粒子の材質によって微粒子に作用する力が最大となる光の波長が異なるため、単一波長の光源を用いた場合では、材質によって除去することができない微粒子が存在し、レチクル上に微粒子が残留することがある。そこで、光源１１に波長可変レーザーや、波長フィルター、波長変換素子等を用いて、光源１１からの光の波長を変化させたり、異なった波長の光の光源１１を複数設けたりすることで、異なった材質の微粒子を完全に除去することが可能となる。
【００４７】
以上、説明したように、本発明の除去装置１及び１Ａによれば、レチクル上の微粒子を非接触に除去することが可能となり、レチクルパターンの損傷を防止することができる。また、レチクル上の微粒子を除去する光の照射方向を変更可能としたり、レチクルパターンを予め記憶したりすることで、除去効率を向上させることができる。
【００４８】
以下、図９を参照して、本発明の除去装置１を適用した例示的な露光装置１００について説明する。ここで、図９は、本発明の一側面としての露光装置１００の構成を示す概略ブロック図である。
【００４９】
露光装置１００は、レチクルＲＴに形成された回路パターンをステップ・アンド・リピート方式やステップ・アンド・スキャン方式で被処理体１３０に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる。）を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、レチクルに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してレチクルパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。また、「ステップ・アンド・リピート方式」とは、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する露光方法である。
【００５０】
露光装置１００は、図９に示すように、図示しない照明装置と、レチクルＲＴを載置するレチクルステージ１１０と、投影光学系１２０と、被処理体１３０を載置するウェハステージ１４０とを有する。
【００５１】
図示しない照明装置は、転写用の回路パターンが形成されたレチクルＲＴを照明し、光源部と、照明光学系とを有する。
【００５２】
光源部は、例えば、光源としては、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを使用することができるが、光源の種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーや波長１０ｎｍ乃至１５ｎｍ程度のＥＵＶ光を使用してよいし、その光源の個数も限定されない。但し、本発明は、上述したように、ペリクルを用いることができない波長の光であるＥＵＶ光に対して特に効果的である。
【００５３】
照明光学系は、レチクルＲＴを照明する光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含む。例えば、コンデンサーレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する等である。照明光学系は、軸上光、軸外光を問わずに使用することができる。オプティカルインテグレーターは、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成されるインテグレーターを含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。
【００５４】
レチクルＲＴは、例えば、反射型又は透過型レチクルで、その上には転写されるべき回路パターンが形成され、レチクルステージ１１０に支持及び駆動されている。レチクルＲＴから発せられた回折光は、投影光学系１２０を介し、被処理体１３０上に投影される。レチクルＲＴと被処理体１３０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置１００は、スキャナーであるため、レチクルＲＴと被処理体１３０を縮小倍率比の速度比で走査することによりレチクルＲＴのパターンを被処理体１３０上に転写する。なお、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置（「ステッパー」とも呼ばれる。）の場合は、レチクルＲＴと被処理体１３０を静止させた状態で露光が行われる。
【００５５】
レチクルステージ１１０は、図示しないレチクルチャックを介してレチクルＲＴを支持し、図示しない移動機構に接続されている。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向にレチクルステージ１１０を駆動することでレチクルＲＴを移動することができる。露光装置１００は、レチクルＲＴと被処理体１３０を図示しない制御部によって同期した状態で走査する。ここで、レチクルＲＴ又は被処理体１３０の面内で走査方向をＹ軸、それに垂直な方向をＸ軸、レチクルＲＴ又は被処理体１３０の面に垂直な方向をＺ軸とする。
【００５６】
除去装置１は、レチクルＲＴ面上の微粒子を除去する。除去装置１は、上述した通りのいかなる形態をも適用可能であり、ここでの詳細な説明は省略する。除去装置１を用いることで、レチクルＲＴを露光装置１から取り外すことなく微粒子を除去することが可能となり、取り外し工程や洗浄工程が不要となり、低コスト、且つ、高スループットを実現することができる。また、レチクルＲＴ上の微粒子を完全に除去することが可能であり、転写パターンの欠陥を抑えて、優れた結像性能を達成することができる。
【００５７】
投影光学系１２０は、物体面であるレチクルＲＴ上のパターンを反映する光を像面である被処理体１３０上に投影する光学系である。投影光学系１２０は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。
【００５８】
ウェハステージ１４０は、図示しないウェハチャックによって被処理体１３０を支持する。ウェハステージ１４０は、レチクルステージ１１０と同様に、リニアモーターを利用して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向に被処理体１３０を移動する。また、レチクルステージ１１０の位置とウェハステージ１４０の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。ウェハステージ１４０は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、レチクルステージ１１０及び投影光学系１２０は、例えば、床等に載置されたベースフレーム上にダンパを介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。
【００５９】
露光において、図示しない照明装置から発せられた光束は、レチクルＲＴを、例えば、ケーラー照明する。レチクルＲＴを通過してレチクルパターンを反映する光は、投影光学系１２０により被処理体１３０上に結像される。除去装置１を有する露光装置１００は、装置から取り外してのレチクルＲＴの洗浄工程が不要であるためスループットが向上する。また、レチクルＲＴのレチクルパターンへダメージを与えることなく微粒子を除去することが可能であるため、レチクルのコストを低減することが可能となる。更に、除去装置１はレチクルＲＴ上の微粒子を効率的に除去し、転写パターンの欠陥を生じることを防止することができるため、露光装置１００は、高いスループットで経済性よくデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【００６０】
また、除去装置１を組み込まず、図１０に示すように、除去装置１を収納する微粒子除去チャンバ１８０を設け、マスク交換機構１９０を介して、レチクルＲＴを搬送する構成の露光装置１００Ａであっても、露光に使用する前にレチクルＲＴ上の微粒子を除去することができるため、スループットの低下を抑えることが可能である。
【００６１】
次に、図１１及び図１２を参照して、露光装置１００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１１は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００６２】
図１２は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１００によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重の回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１００を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００６３】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明は、露光装置のレチクルのみではなく、印譜林との原版や射出成形の原版などにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一側面としての除去装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】図１に示す除去装置の変形例である除去装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】レチクルに照射する光の方向を示すレチクルの概略上面図である。
【図４】記憶手段及びステージを有する除去装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】レチクルパターンと光の照射角度を示すレチクルの概略断面図である。
【図６】光変調器を有する除去装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】図６に示す光変調器を動作させない場合の光強度分布の一例を示す図である。
【図８】図６に示す光変調器を動作させた場合の光強度分布の一例を示す図である。
【図９】本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】図９に示す露光装置の変形例である露光装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１１に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【図１３】ペリクルを有する従来のレチクルを示す概略断面図である。
【図１４】ＥＵＶ露光装置に用いるレチクルを示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１及び１Ａ                除去装置
１０及び１０Ａ            第１の照射装置
１１                      光源
１２                      集光レンズ
１３                      光走査光学系
１４                      ビームスプリッター
２０                      第１の集塵機構
３０及び３０Ａ            第２の照射装置
３１                      光源
３２                      集光レンズ
３３                      光走査光学系
３４                      ミラー
４０                      第２の集塵機構
５０                      記憶手段
６０                      ステージ
７０                      光変調器
１００及び１００Ａ        露光装置
１２０                    投影光学系
ＲＴ                      レチクル
ＲＰ                      レチクルパターン
ＳＢ                      基板
ＭＰ                      微粒子
【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】
2006120895.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2006120895.tif 000014
【図１３】
2006120895.tif 000015
【図１４】
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