(57)【要約】【課題】露光光に影響を及ぼさず、また洗浄効率及び生産効率を低下させることなく、レンズ等の光学系を洗浄することができ、好ましくはウェハステージをも洗浄することができる液浸露光装置用洗浄部材及びそれを用いた洗浄方法を提供する。【解決手段】液浸露光装置用洗浄部材１は、液浸露光装置の洗浄に使用される。液浸露光装置用洗浄部材１では、石英ガラス基板２の両面に、複数の酸化チタン膜３が光触媒膜として島状に規則的に形成されている。石英ガラス基板２の直径は、液浸露光装置の処理対象である半導体基板の直径と同程度である。酸化チタン膜３の厚さは、例えば１μｍ程度である。また、酸化チタン膜３が形成されている位置は、石英ガラス基板２の表面と裏面との間でずれている。【選択図】図３
2008192913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液浸露光装置の洗浄に使用される液浸露光装置用洗浄部材であって、
基板と、
前記基板の表面に形成された光触媒膜と、
を有することを特徴とする液浸露光装置用洗浄部材。
【請求項２】
前記基板の表面は撥水性を呈し、
前記光触媒膜は、前記基体の表面上に点在し、
前記基体の表面の一部が露出していることを特徴とする請求項１に記載の液浸露光装置用洗浄部材。
【請求項３】
前記基板は、前記液浸露光装置の光学系の下端部よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の液浸露光装置用洗浄部材。
【請求項４】
前記光触媒膜は、前記基板の裏面にも形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液浸露光装置用洗浄部材。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液浸露光装置用洗浄部材を、洗浄対象である液浸露光装置のウェハステージ上に載置する工程と、
前記液浸露光装置の光学系の下端部と前記液浸露光装置用洗浄部材の表面との間に、これらに接する液膜を設ける工程と、
前記光触媒膜に光を照射する工程と、
を有することを特徴とする液浸露光装置の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液浸露光装置の洗浄に用いられる洗浄部材及びそれを用いた洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体リソグラフィの分野で、ＡｒＦ光源を利用したまま、より微細な回路パターンを形成できる新しい加工技術として、液浸露光が注目されている。液浸法は顕微鏡技術で用いられている方法であり、レンズと対象物との間に空気より屈折率の大きい水等の液体を介在させることにより、解像度及び焦点深度を向上させることができる。このような液浸法を露光に応用させたものが液浸露光であり、液浸露光によれば、開口数ＮＡを拡大することが可能である。このため、６５ｎｍハーフピッチ以降の露光技術の主流になると期待されている。
【０００３】
ところが、液浸露光では、露光対象であるレジスト膜も液体に接触するため、液体中に種々の化学物質が溶出しやすい。そして、レンズ等の光学系が液体に長時間接触するため、光学系の表面が汚染されてしまう。また、液体はウェハステージにも接触することがあるため、ウェハステージが汚染されることもある。このような汚染は、露光強度及び解像度の低下を引き起こすことがある。このため、汚染を防止する技術及び汚染された部分を洗浄する技術等が要請されている。
【０００４】
洗浄に関する技術としては、洗浄液を含ませた拭き布を動かして、レンズの表面の汚染物質を直接拭き取る方法が提案されている。また、オゾン水又は水素水等の機能水を光学系周辺に注入することにより、洗浄する方法も提案されている（特許文献１）。
【０００５】
しかしながら、これらの技術では、光学系周辺に新たに洗浄用装置を増設する必要があるため、コストの上昇及びスループットの低下等に繋がり、結果的に、半導体装置等の生産効率に影響がでてしまう。
【０００６】
また、より簡便な洗浄を実現するために、そのセルフクリーニング効果が注目されている光触媒を利用する技術についても研究されている。例えば、レンズに光触媒をコーティングした液浸露光装置が提案されている（特許文献２）。
【０００７】
しかしながら、レンズに光触媒をコーティングすると、光の透過率が低下してしまう。特に高エネルギーの紫外光を用いる露光装置においては、照度減衰の影響が非常に大きい。従って、光触媒をレンズ等の光学系にコーティングすることは好ましくない。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−７３９５１号公報
【特許文献２】特開２００５−８３８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、露光光に影響を及ぼさず、また洗浄効率及び生産効率を低下させることなく、レンズ等の光学系を洗浄することができ、好ましくはウェハステージをも洗浄することができる液浸露光装置用洗浄部材及びそれを用いた洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
【００１１】
本発明に係る液浸露光装置用洗浄部材は、液浸露光装置の洗浄に使用される。そして、この液浸露光装置用洗浄部材には、基板と、前記基板の表面に形成された光触媒膜と、が設けられている。
【００１２】
本発明に係る液浸露光装置の洗浄方法では、上記の液浸露光装置用洗浄部材を、洗浄対象である液浸露光装置のウェハステージ上に載置し、その後、前記液浸露光装置の光学系の下端部と前記液浸露光装置用洗浄部材の表面との間に、これらに接する純水等の液膜を設ける。そして、前記光触媒膜に光を照射する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、液浸露光装置そのものに何らかの改良を付さずとも、光触媒膜から生じた活性酸素により汚染箇所を洗浄することができる。従って、露光光に影響が及ぶこともなく、また洗浄効率及び生産効率が低下することもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、液浸露光装置について説明する。図１は、液浸露光装置の概要を示す図である。
【００１５】
液浸露光装置には、半導体基板１６が載置されるウェハステージ１１、及び半導体基板１６の表面に形成されているレジスト膜に対して光を照射する投影レンズ１２等の光学系が設けられている。更に、半導体基板１６と投影レンズ１２との間の空間に純水等の液体を供給する液供給部１３、及び当該空間から余分な液体を回収する液回収部１４が設けられている。液供給部１３から供給された液体が半導体基板１６と投影レンズ１２との間で液膜１５となり、液膜１５の存在によりこの部分の屈折率が空気よりも高くなる。
【００１６】
次に、上述のような液浸露光装置の洗浄に用いられる液浸露光装置用洗浄部材について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る液浸露光装置用洗浄部材の構造を示す上面図である。図３は、本発明の実施形態に係る液浸露光装置用洗浄部材の構造を示す断面図である。
【００１７】
本実施形態に係る液浸露光装置用洗浄部材１では、図２及び図３に示すように、石英ガラス基板２の両面に、複数の酸化チタン膜３が光触媒膜として島状に規則的に形成されている。石英ガラス基板２の直径は、半導体基板１６の直径と同程度である。酸化チタン膜３の厚さは、例えば１μｍ程度である。また、酸化チタン膜３が形成されている位置は、石英ガラス基板２の表面と裏面との間でずれている。
【００１８】
次に、液浸露光装置用洗浄部材１の使用方法、即ち、液浸露光装置用洗浄部材１を用いた露光装置の洗浄方法について説明する。図４は、本発明の実施形態に係る液浸露光装置用洗浄部材を用いた洗浄方法を示す図である。
【００１９】
液浸露光装置を洗浄する際には、半導体基板１６が搬送された後に、図４に示すように、液浸露光装置用洗浄部材１をウェハステージ１１上に載置する。そして、レジスト膜の露光時と同様に、液供給部１３による液体、例えば純水の供給、及び液回収部１４による液体の回収を行いながら、投影レンズ１２から液浸露光装置用洗浄部材１に光を照射する。照射する光は、例えば、波長が１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光、紫外光又はキセノンランプ光等である。
【００２０】
この結果、酸化チタン膜３が光触媒として作用し、液体中に活性酸素が発生する。そして、活性酸素は液体中を拡散し、光学系の下端部に位置する投影レンズ１２の表面に達する。従って、投影レンズ１２の表面に付着している汚染物質（有機物）が活性酸素により分解され、離脱する。この離脱した汚染物質は、液回収部１４により回収される。このようにして投影レンズ１２の洗浄が行われる。
【００２１】
ウェハステージ１１の洗浄を行うためには、液浸露光装置用洗浄部材１の周辺部を用いて同様の処理を行えばよい。液浸露光装置用洗浄部材１の周辺部では、液供給部１３から供給された液体が液浸露光装置用洗浄部材１の裏面側にも回りこむと共に、石英ガラス基板２を介して裏面側の酸化チタン膜３にも光が到達するため、ここでも活性酸素が発生する。つまり、ウェハステージ１１の洗浄は、液浸露光装置用洗浄部材１の周辺部近傍において行われる。なお、ウェハステージ１１の汚染は半導体基板１６の外周部に集中しているため、直径が同程度の液浸露光装置用洗浄部材１が用いられていれば、十分な洗浄が行われるといえる。
【００２２】
このように、本実施形態によれば、液浸露光装置自体に新たな設備及び／又は処理を加えずとも、投影レンズ１２及びウェハステージ１１の洗浄を十分に行うことができる。
【００２３】
また、酸化チタン膜３には親水性があるため、石英ガラス基板２の全面に酸化チタン膜３で覆った場合には、液膜１５を保持することができない虞がある。これに対し、本実施形態では、石英ガラス基板２の表面の一部が格子状（メッシュ状）に露出しており、この部分が疎水性を示すため、液膜１５の濡れ広がりを抑制して、液膜１５を所望の位置に保持することができる。この実施形態では、石英ガラス基板２の表面の一部が格子状に露出しているが、蜂の巣状（ハニカム状）に露出していてもよい。石英ガラス基板２の表面の一部の露出態様は特に限定されないが、個々の酸化チタン膜３が撥水性を示す部位に取り囲まれているようにすることが好ましい。
【００２４】
なお、上述の実施形態では、液浸露光装置用洗浄部材１の直径を半導体基板１６のそれと同程度としているが、投影レンズ１２のみを洗浄対象とする場合には、図５に示すように、直径が投影レンズ１２の下面より大きければ、半導体基板１６よりも小さい液浸露光装置用洗浄部材４を用いてもよい。この場合、液浸露光装置用洗浄部材４の酸化チタン膜は、投影レンズ１２側の表面のみに形成されていればよい。
【００２５】
また、投影レンズ１２のみを洗浄対象とする場合には、液浸露光装置用洗浄部材１の基板（基体）として、光を透過しないものを用いてもよい。
【００２６】
また、ウェハステージ１１をも洗浄対象とする場合、ＡｒＦエキシマレーザ光を波長がより長い波に変換する波長変換ガラス基板を用いてもよい。このような波長変換ガラス基板としては、例えば、株式会社住田光学ガラス社製のルミラスシリーズが挙げられる。また、ウェハステージ１１をも洗浄対象とする場合には、基板の裏面にも十分な光が供給されるように、入射した光を内部で散乱させる微粒子を基板内に含有させておくことが好ましい。また、基板の表面に、内部に光を散乱させる凹凸を形成しておいてもよい。凹凸の形状は特に限定されないが、散乱効率を考慮すると、平面の数が多いものとすることが好ましい。
【００２７】
また、上述の実施形態では、撥水性を示す石英ガラス基板２の表面の一部が露出しているが、液体が濡れ広がっても洗浄が可能な場合、及び液体の濡れ広がりを抑制する手段が設けられている場合等には、酸化チタン膜３が石英ガラス基板２の全面を覆っていてもよい。例えば、図６に示すように、石英ガラス基板２を取り囲む枠６が設けられている場合には、液膜を保持することが可能であるため、酸化チタン膜３が全面に形成されていてもよい。
【００２８】
また、光触媒膜として酸化チタン膜３以外のものを用いてもよい。
【００２９】
なお、酸化チタン膜３等の光触媒膜は、例えばスパッタ法又はゾルゲル法等により形成することができる。また、複数の酸化チタン膜３を形成する場合には、全面に成膜した後に、マスク等を用いたパターニングを行えばよい。
【００３０】
次に、本願発明者等が実際に行った試験の内容及び結果について説明する。
【００３１】
（第１の試験）
第１の試験では、図７に示すように、直径が１５ｃｍの石英ガラス基板２２上に酸化チタン膜２３を形成することにより、液浸露光装置用洗浄部材を作製した。次いで、酸化チタン膜２３上に１０ｍＭのメチレンブルー水溶液を０．５ｍｌ滴下し、その上に石英ガラス製のカバーガラス２４を被せることにより、厚さが約０．１ｍｍの液膜２５を形成した。
【００３２】
そして、カバーガラス２４側からキセノンランプの光を照射した。この結果、照射から１０分後に、メチレンブルーの存在を示す青色が消失した。つまり、メチレンブルーが光触媒により分解されたことを確認できた。
【００３３】
（第２の試験）
第２の試験では、第１の試験とは照射する光を異ならせた。即ち、第２の試験では、波長が１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光をカバーガラス２４側から照射した。この結果、照射から１０分後に、メチレンブルーの存在を示す青色が消失した。つまり、第２の試験でも、メチレンブルーが光触媒により分解されたことを確認できた。
【００３４】
（第３の試験）
第３の試験では、図８に示すように、石英ガラス製のシャーレ３４の内側に油成分を付着させて著しい撥水性とした後に２ｍｌの水を入れた。また、石英ガラス基板３２上に酸化チタン膜３３を形成することにより、液浸露光装置用洗浄部材を作製した。次に、酸化チタン膜３３を下側にして液浸露光装置用洗浄部材をシャーレ３４上に載置することにより、厚さが約０．１ｍｍの液膜３５を形成した。つまり、液膜３５を介してシャーレ３４の内面と酸化チタン膜３３とを対向させた。
【００３５】
そして、シャーレ３４の底面側から紫外光を照射した。この結果、照射前には撥水性で水滴を生じていたシャーレ３４の表面が、照射から１時間後には、水が一面に広がる親水性となった。このことから、酸化チタン膜３３の作用により生じた活性酸素がシャーレ３４の表面まで拡散し、そこで油成分を分解させたといえる。即ち、光触媒膜の洗浄効果が、純水等の液体を介して対向した被洗浄物にも有効があることが証明された。
【００３６】
以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【００３７】
（付記１）
液浸露光装置の洗浄に使用される液浸露光装置用洗浄部材であって、
基板と、
前記基板の表面に形成された光触媒膜と、
を有することを特徴とする液浸露光装置用洗浄部材。
【００３８】
（付記２）
前記基板の表面は撥水性を呈し、
前記光触媒膜は、前記基体の表面上に点在し、
前記基体の表面の一部が露出していることを特徴とする付記１に記載の液浸露光装置用洗浄部材。
【００３９】
（付記３）
前記基板は、前記液浸露光装置の光学系の下端部よりも大きいことを特徴とする付記１又は２に記載の液浸露光装置用洗浄部材。
【００４０】
（付記４）
前記基板は、波長が１９３ｎｍの光を透過する材料からなることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の液浸露光装置用洗浄部材。
【００４１】
（付記５）
前記光触媒膜は、前記基板の裏面にも形成されていることを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載の液浸露光装置用洗浄部材。
【００４２】
（付記６）
前記基板は、入射した光の波長をより長波長に変化する波長変換ガラス基板であることを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載の液浸露光装置用洗浄部材。
【００４３】
（付記７）
前記基板は、入射した光を内部で散乱させる微粒子を含有することを特徴とする付記１乃至６のいずれか１項に記載の液浸露光装置用洗浄部材。
【００４４】
（付記８）
前記基板の表面に、内部に光を散乱させる凹凸が形成されていることを特徴とする付記１乃至７のいずれか１項に記載の液浸露光装置用洗浄部材。
【００４５】
（付記９）
付記１乃至８のいずれか１項に記載の液浸露光装置用洗浄部材を、洗浄対象である液浸露光装置のウェハステージ上に載置する工程と、
前記液浸露光装置の光学系の下端部と前記液浸露光装置用洗浄部材の表面との間に、これらに接する液膜を設ける工程と、
前記光触媒膜に光を照射する工程と、
を有することを特徴とする液浸露光装置の洗浄方法。
【００４６】
（付記１０）
前記液膜を設ける工程は、前記液膜を設ける位置を前記液浸露光装置用洗浄部材の外周部とすることにより、前記液膜の一部を前記液浸露光装置用洗浄部材と前記ウェハステージとの間に浸入させる工程を有することを特徴とする付記９に記載の液浸露光装置の洗浄方法。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】液浸露光装置の概要を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液浸露光装置用洗浄部材の構造を示す上面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液浸露光装置用洗浄部材の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る液浸露光装置用洗浄部材を用いた洗浄方法を示す図である。
【図５】液浸露光装置用洗浄部材の変形例を示す図である。
【図６】液浸露光装置用洗浄部材の他の変形例を示す図である。
【図７】第１の試験の概要を示す図である。
【図８】第３の試験の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１：洗浄部材
２：石英ガラス基板
３：酸化チタン膜（光触媒膜）
４：洗浄部材
５：洗浄部材
６：枠
１１：ウェハステージ
１２：投影レンズ
１３：液供給部
１４：液回収部
１５：液膜
１６：半導体基板
【図１】
2008192913.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008192913.tif 000007
【図６】
2008192913.tif 000008
【図７】
2008192913.tif 000009
【図８】
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