(57)【要約】【課題】基板に塗布されたレジストにレーザ光を照射する際に発生するアウトガスによる光学部品の光学特性の変化を、プレートが大気中で汚染されることなく計測することができるレジストアウトガス計測装置を提供する。【解決手段】このレジストアウトガス計測装置は、レーザ装置１１と、光学部品支持部１８Ａと、レジスト１９が塗布された基板２０を支持する基板支持部２０Ａと、レーザ装置から出射されるレーザ光の一部を反射する第１の部分反射ミラー１５Ａと、第１の光センサ１４Ａと、光学部品を透過したレーザ光の一部を反射する第２の部分反射ミラー１５Ｂと、第２の光センサ１４Ｂと、第１の部分反射ミラーを透過したレーザ光が基板に入射するか第２の部分反射ミラーに入射するかを設定するために、レーザ光と基板との相対位置を変化させる相対位置変化手段２０Ｂとを具備する。【選択図】  図１
2004253683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に塗布されたレジストにレーザ光を照射する際に発生するアウトガスによる光学部品の光学特性の変化を計測する装置であって、
レーザ光を出射するレーザ装置と、
前記光学部品を支持するための光学部品支持部と、
レジストが塗布された前記基板を支持するための基板支持部と、
前記レーザ装置と前記光学部品との間に設けられ、前記レーザ装置から出射されるレーザ光の一部を反射する第１の部分反射ミラーと、
前記第１の部分反射ミラーから反射されたレーザ光の強度を測定する第１の光センサと、
前記第１の部分反射ミラー及び前記光学部品を透過したレーザ光の一部を反射する第２の部分反射ミラーと、
前記第２の部分反射ミラーから反射されたレーザ光の強度を測定する第２の光センサと、
前記第１の部分反射ミラーを透過したレーザ光が前記基板に入射するか前記第２の部分反射ミラーに入射するかを設定するために、レーザ光と前記基板との相対位置を変化させる相対位置変化手段と、
少なくとも前記光学部品及び前記基板を密閉するためのチャンバと、
を具備するレジストアウトガス計測装置。
【請求項２】
前記相対位置変化手段が、前記第１の部分反射ミラーを透過したレーザ光が前記基板に入射している際に、前記基板におけるレーザ光の入射位置を変化させる、請求項１記載のレジストアウトガス計測装置。
【請求項３】
基板に塗布されたレジストにレーザ光を照射する際に発生するアウトガスによる光学部品の光学特性の変化を計測する装置であって、
レーザ光を出射するレーザ装置と、
前記光学部品を支持するための光学部品支持部と、
レジストが塗布された前記基板を支持するための基板支持部と、
前記レーザ装置と前記光学部品との間に設けられ、前記レーザ装置から出射されるレーザ光の一部を反射する第１の部分反射ミラーと、
前記第１の部分反射ミラーから反射されたレーザ光の強度を測定する第１の光センサと、
前記第１の部分反射ミラー及び前記光学部品を透過したレーザ光の一部を反射する第２の部分反射ミラーと、
前記第２の部分反射ミラーから反射されたレーザ光の強度を測定する第２の光センサと、
前記第１の部分反射ミラーを透過したレーザ光が前記基板に入射するか前記第２の部分反射ミラーに入射するかを設定するために、前記第２の部分反射ミラーの位置を変化させる位置変化手段と、
少なくとも前記光学部品及び前記基板を密閉するためのチャンバと、
を具備するレジストアウトガス計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に塗布されたレジストにレーザ光を照射する際に発生するアウトガスによる光学部品の光学特性の変化を評価するために用いられるレジストアウトガス計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造におけるリソグラフィ工程において、半導体基板、絶縁膜、金属膜等にエッチングにより所望のパターンを形成するために、レジストのパターニングが施される。このパターニングにおいては、露光装置とホトマスクを用いて、ウエハ等の表面に薄く塗布されたレジストの一部を露光し、さらに、現像することにより、レジストパターンが得られる。
【０００３】
図１０に、露光装置の構成を示す。図１０に示す露光装置は、紫外光（レーザ光）を反射鏡１０１で反射させ、コンデンサレンズやホトマスク等で構成された照明系１０２を介し、レンズ１０３で集光させて、ウエハ１０４の表面に塗布されたレジスト１０５を露光する。
【０００４】
レジスト１０５は、紫外線光源（レーザ）から放出される光が照射されることによって化学変化を起こし、有機物を中心としたアウトガスを発生させる。このアウトガスは、レジスト１０５に光を集光させるために用いられるレンズ１０３等の光学部品の表面に付着する。
【０００５】
アウトガスの成分である有機物は、紫外線に対して不透明であるので、レンズ１０３の表面に付着したアウトガスによって、レンズ１０３を透過する光量が低下してしまい、露光量の正しい制御ができなくなるという問題が生じる。
【０００６】
そこで、レンズに付着したアウトガスによる影響を調べるために、実際にレジストからアウトガスを発生させてレンズの表面に付着させ、そのレンズの光学特性の変化を評価することが行われている。
【０００７】
一方、下記の非特許文献１には、レンズに影響を与えることなく、アウトガスに関する全ての物質をテストすることが可能な露光装置が開示されている。この露光装置においては、レンズの替りに透明なプレートが配置され、そのプレートが取り外されて分析に用いられる。
【０００８】
図１１に、非特許文献１に開示されている露光装置と同様のレジストアウトガス付着装置の構成を示す。このレジストアウトガス付着装置は、レーザ光を反射鏡１０１で反射させ、コンデンサレンズやホトマスク等で構成された照明系１０２を介し、レンズの替りにアウトガス付着用の透明なプレート１０６を透過させて、ウエハ１０４の表面に塗布されたレジスト１０５を露光する。
【０００９】
このレジストアウトガス付着装置においては、ウエハ１０４とプレート１０６との間の距離を、図１０に示す露光装置におけるウエハ１０４とレンズ１０３との間の距離と同一にしており、さらに、プレート１０６に付着するアウトガスの量を、図１０に示す露光装置におけるレンズ１０３に付着するアウトガスの量と同程度になるようにしている。
【００１０】
また、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザ光は、大気中においては酸素や水分等に大きく吸収されて伝達しにくいため、レーザ光としてＦ２レーザ光を用いる場合には、Ｆ２レーザ光の光路を、密閉した容器１０７の内部に設置して、容器１０７内の大気を、Ｆ２レーザ光を吸収しない窒素ガスでパージして置換する。従って、ウエハ１０４及びプレート１０６も、大気の影響を受けないように、窒素で置換された容器１０７の内部に設置される。
【００１１】
ここで、プレート１０６は、レジストアウトガス付着装置から取り外すことが可能であり、取り外したプレート１０６を他の分析機器に設置することにより、分光特性を計測したり、ＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙｓ  ｐｈｏｔｏｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：Ｘ線光電子分光法）を用いてＸ線特性等を計測することが可能である。
【００１２】
図１２に、レジストアウトガス計測に利用されるＶＵＶ（ｖａｃｕｕｍ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ：真空紫外）分光光度計の構成を示す。図１２に示すように、このＶＵＶ分光光度計においては、レジストアウトガス付着装置から取り外したプレート１０６が設置され、プレート１０６を透過した光をセンサ１０８で検出することにより、プレート１０６の分光特性が計測される。なお、ＶＵＶ分光光度計においても、密閉した容器１０９内の大気を不活性な気体（例えば窒素ガス）で置換しているか、又は、真空引きしている。
【００１３】
このように、取り外し可能なプレートを用いたレジストアウトガス付着装置、及び、ＶＵＶ分光光度計等の分析機器を用いることにより、アウトガスの影響を評価することも行われていた。
【００１４】
【非特許文献１】
ステファン  ヒーエン（Ｓｔｅｆａｎ  Ｈｉｅｎ），「１５７ｎｍフォトレジストアウトガス（１５７ｎｍ  Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ  Ｏｕｔｇａｓｓｉｎｇ）」，２０００年９月２０日（第４頁、下図）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レジストアウトガス付着装置及び分析機器は、それぞれ独立なシステムであるので、レジストアウトガス付着装置から分析機器までのプレートの移動は大気中において行われる。そのため、移動中のプレートに、大気中の浮遊物・ガス・水分等が付着することにより、プレートの表面が汚染されてしまう。
【００１６】
レジストアウトガス付着装置及び分析機器を用いた従来の計測方法によれば、このように汚染された後のプレートの分光特性測定を行っていたので、プレートの表面に付着したアウトガスによる分光特性の変化だけでなく、大気由来の付着成分による分光特性の変化も共に計測していたことになる。
【００１７】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、基板に塗布されたレジストにレーザ光を照射する際に発生するアウトガスによる光学部品の光学特性の変化を、光学部品が大気中で汚染されることなく計測することができるレジストアウトガス計測装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明の第１の観点に係るレジストアウトガス計測装置は、基板に塗布されたレジストにレーザ光を照射する際に発生するアウトガスによる光学部品の光学特性の変化を計測する装置であって、レーザ光を出射するレーザ装置と、光学部品を支持するための光学部品支持部と、レジストが塗布された基板を支持するための基板支持部と、レーザ装置と光学部品との間に設けられ、レーザ装置から出射されるレーザ光の一部を反射する第１の部分反射ミラーと、第１の部分反射ミラーから反射されたレーザ光の強度を測定する第１の光センサと、第１の部分反射ミラー及び光学部品を透過したレーザ光の一部を反射する第２の部分反射ミラーと、第２の部分反射ミラーから反射されたレーザ光の強度を測定する第２の光センサと、第１の部分反射ミラーを透過したレーザ光が基板に入射するか第２の部分反射ミラーに入射するかを設定するために、レーザ光と基板との相対位置を変化させる相対位置変化手段と、少なくとも光学部品及び基板を密閉するためのチャンバとを具備する。
【００１９】
また、本発明の第２の観点に係るレジストアウトガス計測装置は、基板に塗布されたレジストにレーザ光を照射する際に発生するアウトガスによる光学部品の光学特性の変化を計測する装置であって、レーザ光を出射するレーザ装置と、光学部品を支持するための光学部品支持部と、レジストが塗布された基板を支持するための基板支持部と、レーザ装置と光学部品との間に設けられ、レーザ装置から出射されるレーザ光の一部を反射する第１の部分反射ミラーと、第１の部分反射ミラーから反射されたレーザ光の強度を測定する第１の光センサと、第１の部分反射ミラー及び光学部品を透過したレーザ光の一部を反射する第２の部分反射ミラーと、第２の部分反射ミラーから反射されたレーザ光の強度を測定する第２の光センサと、第１の部分反射ミラーを透過したレーザ光が基板に入射するか第２の部分反射ミラーに入射するかを設定するために、第２の部分反射ミラーの位置を変化させる位置変化手段と、少なくとも光学部品及び基板を密閉するためのチャンバとを具備する。
【００２０】
本発明によれば、レジストアウトガス計測装置のチャンバ内において、第１の部分反射ミラーを透過したレーザ光が基板に入射するか第２の光センサに入射するかを設定できるので、基板に塗布されたレジストにレーザ光を照射する際に発生するアウトガスによる光学部品の光学特性の変化を、光学部品が大気中で汚染されることなく計測することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
まず、本発明の第１の実施形態に係るレジストアウトガス計測装置について説明する。図１に、本発明の第１の実施形態に係るレジストアウトガス計測装置の構成を示す。
【００２２】
図１に示すように、このレジストアウトガス計測装置は、レーザ光１０を発振するレーザ装置１１と、レーザ光１０が透過する光路空間１２を覆う光路カバー１３と、光路空間１２を透過したレーザ光の一部を反射するビームスプリッタ１５Ａと、ビームスプリッタ１５Ａから反射されたレーザ光の強度を測定する光センサ１４Ａと、アウトガス付着用のプレート（透明な光学部品）１８を透過したレーザ光の一部を反射するビームスプリッタ１５Ｂと、ビームスプリッタ１５Ｂから反射されたレーザ光の強度を測定する光センサ１４Ｂと、ビームスプリッタ１５Ｂを透過したレーザ光を吸収するダンパ１７とを備えている。本実施形態においては、レーザ装置１１として、Ｆ２レーザ光を用いる。
【００２３】
ビームスプリッタ１５Ａを透過したレーザ光は、プレート１８を通して、レジスト１９が表面に塗布されたウエハ（半導体基板）２０、又は、ビームスプリッタ１５Ｂを照射する。プレート１８は、プレート支持部１８Ａによって支持されており、ウエハ２０は、ウエハ支持部２０Ａによって支持されている。移動機構２０Ｂは、ウエハ支持部２０Ａを移動させることにより、レーザ光とウエハ２０との相対位置を変化させる。これにより、ビームスプリッタ１５Ａを透過したレーザ光が、ウエハ２０に入射するかビームスプリッタ１５Ｂに入射するかを設定することができる。
【００２４】
また、レジストアウトガス計測装置は、光センサ１４Ａ及びビームスプリッタ１５Ａを内部に収納するセンサチャンバ１６Ａと、光センサ１４Ｂ、ビームスプリッタ１５Ｂ及びダンパ１７を内部に収納するセンサチャンバ１６Ｂと、プレート１８及びウエハ２０を内部に収納するために用いる計測チャンバ２１Ａと、ウエハ２０を交換するために用いるウエハ交換チャンバ２１Ｂと、計測動作を制御する計測コントローラ２２とを備えている。
【００２５】
センサチャンバ１６Ａと計測チャンバ２１Ａとの間はゲートバルブ２３Ａで仕切ることが可能であり、センサチャンバ１６Ｂと計測チャンバ２１Ａとの間はゲートバルブ２３Ｂで仕切ることが可能であり、計測チャンバ２１Ａとウエハ交換チャンバ２１Ｂとの間は、ゲートバルブ２３Ｃで仕切ることが可能である。さらに、光路空間１２は、光学ウィンドウ２４によって、センサチャンバ１６Ａから仕切られている。
【００２６】
計測チャンバ２１Ａ内において、ウエハ２０は、レーザ装置１１から出射したレーザ光１０の光軸に対してほぼ垂直に支持されており、位置Ａ〜位置Ｃにおいて移動が可能である。また、ウエハ交換チャンバ２１Ｂは、新たにウエハ２０を位置Ｃにセットする場合や、位置Ｃにおいてセットされているウエハ２０を交換する場合に開けるゲートバルブ２３Ｄを含んでいる。
【００２７】
本実施形態においては、計測コントローラ２２の制御の下でウエハ２０を位置Ａ〜位置Ｃのいずれかに配置することにより、プレート１８のクリーニング、プレート１８へのアウトガスの付着、プレート１８の透過率の測定、又は、ウエハ２０の交換を行うようにしている。
【００２８】
光路カバー１３内には、レーザ光１０を所望のビーム径及び強度分布に整形するビーム整形器が設置されている。また、光路カバー１３には、レーザ光１０との反応性が低い窒素やヘリウム等の清浄なパージガスを封入したパージガスボンベ２５が接続されている。なお、光路カバー１３の内部は、光学部品等の汚染を防ぐためにパージガスによって常時パージされ、常に清浄な状態に保たれている。
【００２９】
測定チャンバ２１Ａには、レーザ光との反応性が低い窒素やヘリウム等の清浄なパージガスを封入したパージガスボンベ２６と、測定チャンバ２１Ａ内部の気体を排気するための排気ポンプ２７とが接続されている。なお、プレート１８やウエハ２０の封入後は、測定チャンバ２１Ａの内部は、プレート１８やウエハ２０等の汚染を防ぐためにパージガスで常時パージされ、常に清浄な状態に保たれている。
【００３０】
また、測定チャンバ２１Ａに収納されているプレート１８と位置Ａにおけるウエハ２０との間には、レーザ光との反応性が低い窒素やヘリウム等の清浄なパージガスがパージガスボンベ２８から供給され、又は、プレート１８のクリーニングに用いるために、窒素やヘリウム等で希釈された酸素ガス又はオゾンを含む酸素ガスが酸素ボンベ２９から供給される。
【００３１】
さらに、計測チャンバ２１Ａには、計測チャンバ２１Ａの内部における不純物の濃度を検出する不純物濃度測定装置３０が付設されている。不純物濃度測定装置３０としては、例えば、有機物の濃度を測定するガスクロマトスペクトロスコープ（ＧＣ−ＭＳ：ｇａｓ  ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ−ｍａｓｓ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｅ）、酸素の濃度を測定する酸素濃度計、及び、水分の濃度を測定する水分濃度計等が該当する。
【００３２】
また、ウエハ交換チャンバ２１Ｂには、レーザ光との反応性が低い窒素やヘリウム等の清浄なパージガスを封入したパージガスボンベ３１と、ウエハ交換チャンバ２１Ｂ内部の気体を排気するための排気ポンプ３２とが接続されている。さらに、ウエハ交換チャンバ２１Ｂには、ウエハ交換チャンバ２１Ｂの内部における不純物の濃度を検出する不純物濃度測定装置３３が付設されている。
【００３３】
次に、図１〜図４を参照しながら、レジストアウトガス計測装置の動作について説明する。図２〜図４は、レジストアウトガス計測装置の動作説明するための一連のフローチャートである。
【００３４】
図２に示すように、まず、ステップＳ１において、所定の大きさに加工したウエハ２０の表面にレジスト１９を塗布して、ウエハ支持部２０Ａに設置する。次に、ステップＳ２において、プレート１８をプレート支持部１８Ａに設置する。
【００３５】
なお、ステップＳ１及びＳ２においては、計測チャンバ２１Ａ内が外部の空気に晒されるので、ゲートバルブ２３Ａ及び２３Ｂを閉めておく。これにより、センサチャンバ１６Ａ及び１６Ｂ内に外部の空気が混入することを防いでいる。
【００３６】
さらに、ステップＳ３において、排気ポンプ２７を用いて排気することにより計測チャンバ２１Ａ内を真空引きし、パージガスボンベ２６からレーザ光との反応性が低い窒素やヘリウム等の清浄なパージガスを大気圧程度に封入することにより、チャンバ２１Ａ内を低反応性ガスで置換する。
【００３７】
ステップＳ４において、不純物濃度測定装置３０を用いて計測チャンバ２１Ａの内部における不純物の濃度を測定し、所定濃度以下であるか否かを判定する。例えば、不純物濃度測定装置３０として酸素濃度計を用いて計測チャンバ２１Ａの内部における酸素の濃度を測定し、酸素の濃度が１ｐｐｍ以下であるか否かを判定する。
【００３８】
ここで、不純物の濃度が所定濃度を越えている場合には、ステップＳ３に移行し、不純物の濃度が所定濃度以下になるまでステップＳ３及びＳ４を繰り返す。不純物の濃度が所定濃度以下である場合には、ステップＳ５に移行する。
【００３９】
次に、ステップＳ５〜Ｓ７において、プレート１８が良品であるか否かを判定する。まず、ステップＳ５において、ゲートバルブ２３Ａ及び２３Ｂを開く。これにより、センサチャンバ１６Ａと計測チャンバ２１Ａとの間のレーザ光の光路、及び、計測チャンバ２１Ａとセンサチャンバ１６Ｂとの間のレーザ光の光路を確保する。
【００４０】
次に、ステップＳ６において、レーザ装置１１からダンパ１７までの光路を確保するために、ウエハ２０が位置Ａにある場合には、ウエハ２０を位置Ａから位置Ｂに移動する。なお、ウエハ２０の交換後等に、ウエハ２０を位置Ｃから位置Ｂに移動する場合には、ステップＳ３及びＳ４と同様に、パージガスボンベ３１、排気ポンプ３２及び不純物濃度測定装置３３を用いて、ウエハ交換チャンバ２１Ｂ内部における不純物の濃度が所定濃度以下であるか否かを判定し、不純物の濃度が所定濃度以下である場合には、ゲートバルブ２３Ｃを開けてウエハ２０を移動した後、ゲートバルブ２３Ｃを閉める。
【００４１】
さらに、ステップＳ７において、プレート１８の透過率を測定して、プレート１８に異常があるか否かを判定する。ここで、プレート１８の透過率を測定する方法について説明する。レーザ装置１１から出射したレーザ光１０は、ビーム整形器でビーム径及び強度分布が変更され、一部はビームスプリッタ１５Ａによって分岐されて、レーザ光の強度を測定する光センサ１４Ａに入射する。
【００４２】
ビームスプリッタ１５Ａを透過したレーザ光は、計測チャンバ２１Ａ内部のプレート１８に入射する。プレート１８を透過したレーザ光は、一部がビームスプリッタ１５Ｂで分岐されて、レーザ光の強度を測定する光センサ１４Ｂに入射する。ビームスプリッタ１５Ｂを透過したレーザ光は、ダンパ１７に入射して吸収される。
【００４３】
ここで、光センサ１４Ａ及び１４Ｂによって測定されたレーザ光の強度に基づいてプレート１８の透過率を算出し、透過率が第１の基準値以上であるか否かを判定する。プレート１８の破損等の不良により透過率が第１の規定値よりも低い場合には、ステップＳ２に移行して新たなプレートを設置し、透過率が第１の基準値以上である場合にはステップＳ８に移行する。
【００４４】
ステップＳ８において、プレート１８をクリーニングする。ここで、プレート１８をクリーニングする方法について説明する。プレート１８にレーザ光を照射することにより、プレート１８の光洗浄を行う。その際に、酸素ボンベ２９からプレート１８付近に酸素ガスを供給することにより、レーザ光が照射された酸素はオゾンに変わり、そのオゾンによってプレート１８のクリーニング効果が高まる。なお、酸素ボンベ２９からオゾン、又は、オゾンを含む酸素ガスを供給するようにしても良い。
【００４５】
ステップＳ９において、プレート１８の透過率を測定し、クリーニング効果を確認する。図５は、プレート１８のクリーニング効果を例示する図である。図５に示すように、クリーニング開始後は、プレートの透過率が上昇する。そこで、クリーニング後にプレート１８の透過率を測定し、透過率が第２の基準値以上であるか否かを判定する。透過率が第２の基準値よりも低い場合には、ステップＳ８に移行してさらにクリーニングを行い、透過率が第２の基準値以上である場合には、図３に示すステップＳ１０に移行する。
【００４６】
次に、図３に示すステップＳ１０〜Ｓ２０において、アウトガスの付着によるプレート１８の透過率変化を測定する。まず、ステップＳ１０において、アウトガス付着前のプレート１８の透過率を測定する。なお、ステップＳ１０の工程を省き、ステップＳ９における透過率の測定結果を流用することも可能である。
【００４７】
次に、ステップＳ１１において、ウエハ２０を位置Ａに移動する。ステップＳ１２において、プレート１８を透過したレーザ光をウエハ２０の表面に塗布したレジスト１９に照射する。このとき、レジスト１９は、レーザ光の照射によりアウトガスを発生させ、このアウトガスはプレート１８に付着する。
【００４８】
ステップＳ１３において、プレート１８のアウトガス付着速度を調節する必要の有無を判断する。ここでは、アウトガスの付着速度を調節し、測定の短時間化等を図る必要があるか否かを判断する。アウトガスの付着速度を調節する必要がある場合には、ステップＳ１４に移行し、アウトガスの付着速度を調節する必要がない場合には、ステップＳ１５に移行する。
【００４９】
ステップＳ１４において、アウトガスの付着速度を調節する。アウトガスの付着速度を調節するための方法として、次に示す４つの方法が考えられる。まず、第１の方法として、ウエハ２０を位置Ａ付近で移動しながらレーザ光を照射する方法がある。レジスト１９上のレーザ光が照射された位置においては、レジストが化学反応を起こし、レジスト表面の組成が変化するために、アウトガスの発生量が低下する。そこで、ウエハ２０を位置Ａ付近で移動することにより、レジスト１９上のレーザ光が照射される位置を変えることで、アウトガスの発生量低下を防ぐことができる。
【００５０】
第２の方法として、ウエハ２０の移動速度を調節する方法がある。ウエハ２０の移動速度を調節することにより、レジスト１９上におけるレーザ光のスキャン速度を変化させ、アウトガス発生量を調節する。レーザ光のスキャン速度を早くすることにより、アウトガスの発生量が減少する。逆に、レーザ光のスキャン速度を遅くすることにより、アウトガスの発生量が増加する。
【００５１】
第３の方法として、パージガスボンベ２８から供給するパージガスの流量を調節する方法がある。パージガスの流量を増加することにより、レジスト１９から発生したアウトガスがプレート１８に届き難くなるため、アウトガスの付着速度を遅らせることができる。逆に、パージガスの流量を減少させることにより、レジスト１９から発生したアウトガスがプレート１８に届き易くなるため、アウトガスの付着速度を速めることができる。
【００５２】
第４の方法として、レーザ光照射後のウエハを新しいウエハと交換する方法がある。アウトガスの発生量が低下したウエハを新しいウエハと交換することにより、アウトガスの発生量を向上させる。ここで、ウエハ２０を交換する際には、計測チャンバ２１Ａの内部が大気に晒されることを防ぐため、ウエハ交換チャンバ２１Ｂを用いる。
【００５３】
まず、ウエハ交換チャンバ２１Ｂの内部を低反応性ガスで置換して、ゲートバルブ２３Ｃを開ける。その後、ウエハ２０を位置Ｃまで移動させて、ゲートバルブ２３Ｃを閉める。これにより、計測チャンバ２１Ａが大気に晒されることがないため、ゲートバルブ２３Ｄを開けてウエハ２０を交換する。ウエハ２０を交換したら、ゲートバルブ２３Ｄを閉めて、再び、ウエハ交換チャンバ２１Ｂの内部を低反応性ガスで置換して、ゲートバルブ２３Ｃを開ける。そして、ウエハ２０を位置Ａまで移動して、ゲートバルブ２３Ｃを閉める。これにより、プレート１８を大気で汚染することなくウエハ２０の交換が可能である。
【００５４】
再び、図３を参照しながら、アウトガスの付着によるプレートの透過率変化を測定する方法について説明する。ステップＳ１５において、レーザ光１０の照射を終了する。ステップＳ１６において、プレート１８を５分間放置する。この間も、パージガスボンベ２６からパージガスを供給するので、計測チャンバ２１Ａ内におけるアウトガス等の不純物の濃度は、時間の経過と共に低下する。
【００５５】
ステップＳ１７において、不純物濃度測定装置３０を用いて、計測チャンバ２１Ａ内部における不純物の濃度を測定して、不純物の濃度が所定濃度以下であるか否かを判定する。不純物の濃度が所定濃度を越えている場合には、ステップＳ１６に移行して、不純物の濃度が所定濃度以下になるまでステップＳ１６及びＳ１７を繰り返す。不純物の濃度が所定濃度以下である場合には、ステップＳ１８に移行する。なお、本実施形態においては、プレート１８からのアウトガス成分の剥離を防ぐため、排気ポンプ２７を用いた真空置換は行わない。
【００５６】
ステップＳ１８において、ウエハ２０を位置Ｂに移動する。なお、ステップＳ１８を、ステップＳ１５とＳ１６との間で行っても良い。次に、ステップＳ１９において、プレート１８の透過率を測定する。
【００５７】
ステップＳ２０において、透過率の変化が基準値以上であるか否かを判定する。透過率の変化が基準値よりも小さい場合には、さらに、アウトガスをプレート１８に付着させるために、ステップＳ１１に移行する。透過率の変化が基準値以上である場合には、図４に示すステップＳ２１に移行する。
【００５８】
このようなレジストアウトガス計測装置においては、プレートをクリーニングして再使用することが可能である。ステップＳ２１〜Ｓ２４において、プレートの再使用について検討する。
【００５９】
まず、ステップＳ２１において、オペレータは、アウトガスが付着した使用済みプレート１８をクリーニングするか否かを判断する。プレート１８をクリーニングする場合には、ステップＳ２２に移行し、プレート１８をクリーニングしない場合には、レジストアウトガス計測装置の動作を終了する。
【００６０】
ステップＳ２２において、プレート１８をクリーニングする。次に、ステップＳ２３において、プレート１８の透過率を測定し、クリーニング効果を確認する。ここで、クリーニング後のプレート１８の透過率を測定し、透過率が第３の基準値以上であるか否かを判定する。透過率が第３の基準値よりも低い場合には、ステップＳ２２に移行してさらにクリーニングを行い、透過率が第３の基準値以上である場合にはステップＳ２４に移行する。
【００６１】
さらに、ステップＳ２４において、オペレータは、プレート１８を再使用するか否かを判断する。プレート１８を再使用する場合には、図２に示すステップＳ３に移行し、プレート１８を再使用しない場合には、レジストアウトガス計測装置の動作を終了する。
【００６２】
本実施形態に係るレジストアウトガス計測装置によれば、プレートへのアウトガス付着とプレートの透過率測定とを、同一装置を用いて行うことが可能となる。このような計測を、ｉｎ−ｓｉｔｕ計測（その場計測）という。また、プレートを収納するチャンバと別のチャンバにウエハを移動してウエハの交換を行うことにより、プレートを大気に晒すことなくウエハを交換することができる。
【００６３】
次に、本発明の第２の実施形態に係るレジストアウトガス計測装置について説明する。図６に、本発明の第２の実施形態に係るレジストアウトガス計測装置の構成を示す。
【００６４】
図６に示すように、本実施形態に係るレジストアウトガス計測装置は、ウエハ２０を内部に収納できるウエハ交換チャンバ２１Ｂ（図１参照）の替りに、アウトガス付着用のプレート１８を内部に収納できるプレートチャンバ２１Ｃを備えており、ウエハ２０を交換する際に用いられるゲートバルブ２３Ｄは、計測チャンバ２１Ａに設けられている。
【００６５】
ウエハ２０は、レーザ装置１１から出射したレーザ光１０の光軸に対してほぼ垂直に支持されており、位置Ａ〜位置Ｂにおいて移動が可能である。また、プレート１８は、レーザ装置１１から出射したレーザ光１０の光軸に対してほぼ垂直に支持されており、位置Ｄ〜位置Ｅにおいて移動が可能である。その他の構成については、図１に示すものと同様である。
【００６６】
本実施形態においては、ウエハ２０を交換するために、プレート１８が大気に晒されることを防ぐため、プレートチャンバ２１Ｃを用いている。まず、プレートチャンバ２１Ｃの内部を低反応性ガスで置換して、ゲートバルブ２３Ｃを開ける。その後、プレート１８を位置Ｅまで移動して、ゲートバルブ２３Ｃを閉める。これにより、プレート１８が大気に晒されることがないため、ゲートバルブ２３Ｄを開けてウエハ２０を交換する。
【００６７】
ウエハ２０を交換したら、ゲートバルブ２３Ｄを閉めて、再び、計測チャンバ２１Ａの内部を低反応性ガスで置換して、ゲートバルブ２３Ｃを開ける。その後、プレート１８を位置Ｄまで移動して、ゲートバルブ２３Ｃを閉める。なお、ゲートバルブ２３Ｄを開ける前から、計測チャンバ２１Ａの内部を低反応性ガスで置換するまでの間は、ゲートバルブ２３Ａ及び２３Ｂを閉じておくことが望ましい。その他の動作については、図２〜図４に示す第１の実施形態と同様である。
【００６８】
本実施形態に係るレジストアウトガス計測装置によれば、プレートへのアウトガス付着とプレートの透過率測定とを、同一装置を用いて行うことが可能となる。また、ウエハを収納するチャンバと別のチャンバにプレートを移動してウエハの交換を行うことにより、プレートを大気に晒すことなくウエハを交換することができる。
【００６９】
次に、本発明の第３の実施形態に係るレジストアウトガス計測装置について説明する。図７に、本発明の第３の実施形態に係るレジストアウトガス計測装置の構成を示す。
【００７０】
図７に示すように、本実施形態に係るレジストアウトガス計測装置は、アウトガス付着用のプレート１８と全反射ミラー３４を同一の軸を中心として回転させることが可能な回転機構３５を備えている。全反射ミラー３４は、ビームスプリッタ１５Ａを透過したレーザ光を反射させ、レーザ光は、プレート１８を通して、ウエハ２０又はビームスプリッタ１５Ｂを照射する。移動機構２０Ｂは、ウエハ支持部２０Ａを移動させることにより、レーザ光とウエハ２０との相対位置を変化させる。これにより、ビームスプリッタ１５Ａを透過したレーザ光が、ウエハ２０に入射するかビームスプリッタ１５Ｂに入射するかを設定することができる。
【００７１】
プレート１８は、位置Ｄ〜位置Ｅにおいて移動が可能であり、プレート１８を位置Ｅにおいて収納するように、プレートチャンバ２１Ｄが設けられている。ウエハ２０を位置Ｂに配置し、全反射ミラー３４がレーザ光を鉛直下向き方向に反射するように回転機構３５を調節した状態において、ビームスプリッタ１５Ｂが、プレート１８を透過したレーザ光の一部を光センサ１４Ｂの方向に反射する。また、ビームスプリッタ１５Ｂを透過したレーザ光を吸収する位置には、ダンパ１７が配置されている。
【００７２】
プレート１８にアウトガスを付着させる場合には、プレート１８を位置Ｄに配置すると共にウエハ２０を位置Ａに配置し、第１の実施形態におけるようにウエハ２０を位置Ａ付近で移動する替りに回転機構３５を制御することにより、全反射ミラー３４で反射されたレーザ光が照射されるレジスト１９上の位置を変化させている。また、プレート１８の透過率を測定する場合には、ウエハ２０を位置Ｂに移動して、全反射ミラー３４が、レーザ装置１１から出射したレーザ光１０を鉛直下向き方向に反射するように、回転機構３５を制御する。その他の構成及び動作については、図６に示すものと同様である。
【００７３】
次に、本発明の第４の実施形態に係るレジストアウトガス計測装置について説明する。図８に、本発明の第４の実施形態に係るレジストアウトガス計測装置の構成を示す。
【００７４】
図８に示すように、本実施形態に係るレジストアウトガス計測装置においては、全反射ミラー３４からビームスプリッタ１５Ｂまでの光路を避ける位置Ｆにウエハ２０を固定している。レジストアウトガス計測装置は、アウトガス付着用のプレート１８と全反射ミラー３４を同一の軸を中心として回転させることが可能な回転機構３５を備えている。
【００７５】
全反射ミラー３４は、ビームスプリッタ１５Ａを透過したレーザ光を反射させ、レーザ光は、プレート１８を通して、ウエハ２０又はビームスプリッタ１５Ｂを照射する。回転機構３５は、プレート１８と全反射ミラー３４を回転させることにより、レーザ光とウエハ２０との相対位置を変化させる。これにより、ビームスプリッタ１５Ａを透過したレーザ光が、ウエハ２０に入射するかビームスプリッタ１５Ｂに入射するかを設定することができる。
【００７６】
プレート１８にアウトガスを付着させる場合には、全反射ミラー３４で反射されたレーザ光が、位置Ｆに固定されているウエハ２０上のレジスト１９を照射するように、回転機構３５を調節する。一方、プレート１８の透過率を測定する場合には、全反射ミラー３４が、レーザ装置１１から出射したレーザ光１０を鉛直下向き方向に反射するように、回転機構３５を調節する。その他の構成及び動作については、図７に示すものと同様である。
【００７７】
次に、本発明の第５の実施形態に係るレジストアウトガス計測装置について説明する。図９に、本発明の第５の実施形態に係るレジストアウトガス計測装置の構成を示す。
【００７８】
図９に示すように、本実施形態に係るレジストアウトガス計測装置は、光センサ１４Ａ及びビームスプリッタ１５Ａを内部に収納するセンサチャンバ１６Ａと、光センサ１４Ｂを内部に収納するセンサチャンバ１６Ｂと、ビームスプリッタ１５Ｂを移動させる移動機構１５Ｃと、移動機構１５Ｃによって位置Ｇに移動されたビームスプリッタ１５Ｂを内部に収納するために用いられるミラーチャンバ１６Ｃと、アウトガス付着用のプレート１８、ビームスプリッタ１５Ｂ、表面にレジスト１９を塗布したウエハ２０を内部に収納するために用いられる計測チャンバ２１Ｅと、退避したプレート１８を内部に収納するために用いられるプレートチャンバ２１Ｃとを備えている。
【００７９】
ミラーチャンバ１６Ｃと計測チャンバ２１Ｅとの間は、ゲートバルブ２３Ｅで仕切ることが可能である。また、ビームスプリッタ１５Ｂは、位置Ｇ〜位置Ｈにおいて移動が可能である。本実施形態においては、第１の実施形態におけるようにウエハ２０を移動する替りに、ビームスプリッタ１５Ｂを移動する。即ち、ビームスプリッタ１５Ｂを位置Ｇに配置して、プレート１８へのアウトガスの付着を行い、ビームスプリッタ１５Ｂを位置Ｈに配置して、プレート１８の透過率を測定する。
【００８０】
ビームスプリッタ１５Ｂを位置Ｇに配置した場合において、プレート１８を透過したレーザ光は全てウエハ２０に吸収される。また、ビームスプリッタ１５Ｂを位置Ｈに配置した場合において、ビームスプリッタ１５Ｂを透過したレーザ光は全てウエハ２０に吸収される。このため、本実施形態においてはダンパは必要としない。その他の構成及び動作については、図６に示すものと同様である。
【００８１】
なお、プレート１８又はウエハ２０をレーザ装置１１から出射されるレーザ光１０の光軸に対してほぼ平行に移動させることにより、プレート１８とウエハ２０との間の距離を変化させて、アウトガスの付着速度を調節するようにしても良い。
【００８２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、基板に塗布されたレジストにレーザ光を照射する際に発生するアウトガスによる光学部品の光学特性の変化を、光学部品が大気中で汚染されることなく計測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレジストアウトガス計測装置の構成を示す図である。
【図２】レジストアウトガス計測装置の動作説明するためのフローチャートである。
【図３】レジストアウトガス計測装置の動作説明するためのフローチャートである。
【図４】レジストアウトガス計測装置の動作説明するためのフローチャートである。
【図５】プレート１８のクリーニング効果を例示する図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るレジストアウトガス計測装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るレジストアウトガス計測装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るレジストアウトガス計測装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係るレジストアウトガス計測装置の構成を示す図である。
【図１０】露光装置の構成を示す図である。
【図１１】レジストアウトガス計測に利用されるレジストアウトガス付着装置の構成を示す図である。
【図１２】レジストアウトガス計測に利用されるＶＵＶ分光光度計の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０…レーザ光、１１…レーザ装置、１２…光路空間、１３…光路カバー、１４Ａ，１４Ｂ…光センサ、１５Ａ，１５Ｂ…ビームスプリッタ、１５Ｃ，２０Ｂ…移動機構、１６Ａ，１６Ｂ…センサチャンバ、１６Ｃ…ミラーチャンバ、１７…ダンパ、１８，１０６…プレート、１８Ａ…プレート支持部、１９，１０５…レジスト、２０，１０４…ウエハ、２０Ａ…ウエハ支持部、２１Ａ…計測チャンバ、２１Ｂ…ウエハ交換チャンバ、２１Ｃ，２１Ｄ…プレートチャンバ、２２…計測コントローラ、２３Ａ〜２３Ｅ…ゲートバルブ、２４…光学ウィンドウ、２５，２６，２８，３１…パージガスボンベ、２７，３２…排気ポンプ、２９…酸素ボンベ、３０，３３…不純物濃度計測装置、３４…全反射ミラー、３５…回転機構、１０１…反射鏡、１０２…照明系、１０３…レンズ、１０７，１０９…容器、１０８…センサ
【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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【図１１】
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【図１２】
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