(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長１６６ｎｍ以下で、アルゴンダイマー、クリプトンダイマー、又はフッ素分子からの自然放出増幅光である真空紫外光を発生する光源と、
前記光源からの真空紫外光のビームをＥＵＶ露光装置内に収容されたＥＵＶマスクに対して照射させる光学系と、を備えるＥＵＶマスクの汚染防止装置。
【請求項２】
請求項１に記載の汚染防止装置と、
前記ＥＵＶマスクが収容されるチャンバと、
前記チャンバに設けられたウインドと、を備え、
前記汚染防止装置からの真空紫外光のビームが前記ウインドを介して、前記ＥＵＶマスクに照射される露光装置。
【請求項３】
前記真空紫外光を、露光対象の基板に露光光を導くミラーに入射させて、前記ミラーの汚染を防止することを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
波長１６６ｎｍ以下で、アルゴンダイマー、クリプトンダイマー、又はフッ素分子からの自然放出増幅光である真空紫外光を発生するステップと、
前記真空紫外光のビームをＥＵＶ露光装置内に収容されたＥＵＶマスクに対して照射させるステップと、を備えるＥＵＶマスクの汚染防止方法。
【請求項５】
前記ＥＵＶマスクを用いた露光プロセス中に、前記真空紫外光が、前記ＥＵＶマスクに照射されている請求項４に記載の汚染防止方法。
【請求項６】
請求項４、又は５に記載の汚染防止方法で、汚染を防止されたＥＵＶマスクを用いて、レジストを露光するステップと、
前記ＥＵＶマスクを用いて露光されたレジストを現像するステップと、を備えるパターン付ウエハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染防止装置、汚染防止方法、露光装置、及びパターン付きウエハの製造方法に関し、特に詳しくは、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ  ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ）マスクの汚染を防止する汚染防止装置、汚染防止方法、並びにそれを用いた露光装置、パターン付きウエハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の微細化を担うリソグラフィ技術に関しては、現在、露光波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザを露光光源としたＡｒＦリソグラフィが量産適用されている。また、露光装置の対物レンズとウエハとの間を水で満たして、解像度を高める液浸技術（ＡｒＦ液浸リソグラフィと呼ばれる。）も量産に利用され始めている。さらに一層の微細化を実現するために、露光波長１３．５ｎｍのＥＵＶＬ（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ  ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）の実用化に向けて様々な技術開発が行われている。
【０００３】
ＥＵＶマスクの構造に関して、図６を用いて説明する。図６に示すように、熱膨張性ガラスから成る基板１１の上に、ＥＵＶ光を反射させるための多層膜１２が付けられている。多層膜１２は、通常、モリブデンとシリコンを交互に数十層積み重ねた構造になっておいる。これによって、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を垂直で約６５％も反射させることができる。この多層膜１２の上にＥＵＶ光を吸収する吸収体１４が付けられる。この吸収体１４の有無によって、ＥＵＶ光を反射させる部分と反射させない部分とが形成される。従って、ウエハ上にパターン露光できるようになる。ただし吸収体１４と多層膜１２の間には保護膜（バッファレイヤー、及びキャッピングレイヤーと呼ばれる膜）１３が付けられる。このパターン付きＥＵＶマスクを本発明では単にＥＵＶマスクと呼ぶものとする。
【０００４】
ＥＵＶＬにおける実用上の課題の一つとして、ＥＵＶ露光装置中で露光する間に、ＥＵＶマスクのパターン面に炭素の塊が付着していくことがある。これは、カーボンコンタミ、あるいはカーボン汚染と呼ばれている。この原因に付いて説明する。内部を真空に排気されたＥＵＶ露光装置内に僅かに残る炭素を含む高分子が、ＥＵＶマスクのパターン面の近傍に存在することがある。この場合、ＥＵＶ光の照射によって、高分子が炭化し、炭素の塊（炭素塊と呼ぶ。）となる。そして、この炭素塊が、パターン面上に付着、堆積していくと考えられている。その高分子はおもにレジストから発生すると考えられているため、この発生を抑制することは困難である。
【０００５】
そこで、付着した炭素を除去する手法が、検討されている（非特許文献１、及び非特許文献２に）。非特許文献１では、ＥＵＶマスクを原子状水素（水素ラジカルとも呼ばれる。）によって分解除去する手法が開示されている。非特許文献２では、ＥＵＶマスクを酸素雰囲気中に配置し、波長１７２ｎｍのＶＵＶ光を照射する手法が開示されている。波長１７２ｎｍのＶＵＶ光の照射によって、酸素からオゾンが発生する。このオゾンによって炭素から二酸化炭素を生成して除去している。なお、ＶＵＶとはＶａｃｕｕｍ ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔの略であり、波長２００ｎｍ未満の真空紫外光のことを意味する。
【０００６】
さらにまた、アルゴンを無声放電することによって発生する波長１２６ｎｍのＶＵＶ光を用いて、ミラー等の洗浄を行うことができる装置が市販されている。この装置には、細長い円筒状のランプが用いられている。波長１２６ｎｍのＶＵＶ光は、アルゴンダイマー（以下、Ａｒ２と示す。）からの自然放出光である。なお、これに関しては、例えば、ＶＵＶ照射装置を製品化しているメーカのホームページ（非特許文献３）においてアルゴンエキシマランプとして紹介されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】２００８年  半導体ＭＩＲＡＩプロジェクト成果報告会  報告書
【非特許文献２】"Ａ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｃｌｅａｎｉｎｇ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｆｏｒ  ＥＵＶ  ｍａｓｋ ｂｌａｎｋｓ,"２００７  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ＥＵＶ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ,   ２９−３１  Ｏｃｔ,   Ｓａｐｐｏｒｏ,   Ｊａｐａｎ
【非特許文献３】ｈｔｔｐ：//ｗｗｗ.ｎｔｐ−ｖｕｖ.ｃｏｍ/ｉｎｄｅｘ.ｈｔｍｌ［平成２２年１２月１７日検索］インターネット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献１、２のカーボン除去手法に基づくＥＵＶマスクのクリーニング法では、ＥＵＶマスクを水素や酸素雰囲気中に配置する必要がある。ＥＵＶマスクをクリーニングする場合、ＥＵＶ露光装置からＥＵＶマスクを取り出している。そして、専用のクリーニング装置内に挿入し、その中で前述した化学反応を起こす必要がある。
【０００９】
ところが、特にＥＵＶ露光装置による露光処理速度を上げるためにＥＵＶ光のパワーを高めようとするならば、炭素が堆積する速度も増してしまう。このことから、ＥＵＶ露光装置から頻繁にＥＵＶマスクを取り出してクリーニングする必要が生じてしまう。つまり、露光が頻繁に中断されることから、露光のスループットが大幅に低下することが懸念される。現状の低パワーの露光機で８時間の露光した場合、カーボンコンタミによって、コントラストが５％程度低下することが知られている。将来、ＥＵＶ光のパワーが１００Ｗを超す露光機では、極めて頻繁にクリーニングする必要がある。
【００１０】
さらに、ＥＵＶマスクをＥＵＶ露光装置とクリーニング装置との間を頻繁に行き来することになる。ＥＵＶマスクにはパーティクル付着を防止するペリクルが無いため、パーティクルが付着する可能性が高まってしまうことも深刻な問題である。
【００１１】
一方、前述したＶＵＶ照射装置を用いるならば、Ａｒ２からの波長１２６ｎｍのＶＵＶ光が発生する。波長１２６ｎｍのＶＵＶ光は、表１、表２に示したように、炭素間の結合エネルギーよりも高い。なお、表１は、炭素の結合解離エネルギーの一例を示す表であり、表２は、種々のＶＵＶ光源による光子エネルギーを示す表である。
【００１２】
【表１】
0004761589.tif 000002
【表２】
0004761589.tif 000003
【００１３】
波長１２６ｎｍのＶＵＶ光を照射することによって、炭素が容易に分解・除去されることが容易に考えられる。しかしながら、従来のＶＵＶ照射装置から取り出されるＶＵＶ光の強度は単位平方センチ面積当たり、数ｍＷと非常に低い。しかも発生するＶＵＶ光はランプから広がって進むため、ランプからの距離が離れると光強度がさらに低下していく。このことから、もしもＥＵＶマスクのクリーニングに適用する場合は、ＥＵＶマスクをＶＵＶ照射装置内におけるランプ直下まで運び入れる必要がある。従って、上記と同様に、スループットの低下や、パーティクルの付着という問題が生じる。
【００１４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、簡便にＥＵＶマスクの汚染を防止することができる汚染防止装置、汚染防止方法、並びにそれを用いた、露光装置、パターン付きウエハの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第１の態様に係る汚染防止装置は、波長１６６ｎｍ以下の真空紫外光を発生する光源と、前記光源からの真空紫外光のビームをＥＵＶ露光装置内に収容されたＥＵＶマスクに対して照射させる光学系と、を備えるものである。この構成によって、簡便にＥＵＶマスクの汚染を防止することができる。
【００１６】
本発明の第２の態様にかかる汚染防止装置は、上記の汚染防止装置であって、前記真空紫外光がフッ素分子レーザからのレーザ光であることを特徴とするものである。これにより、汚染防止に適した真空紫外光を供給することができる。
【００１７】
本発明の第３の態様にかかる汚染防止装置は、上記の汚染防止装置であって、前記真空紫外光がアルゴンダイマー、クリプトンダイマー、又はフッ素分子からの自然放出増幅光であることを特徴とするものである。これにより、汚染防止に適した真空紫外光を供給することができる。
【００１８】
本発明の第４の態様にかかる露光装置は、上記の汚染防止装置と、前記ＥＵＶマスクが収容されるチャンバと、前記チャンバに設けられたウインドと、を備え、前記汚染防止装置からの真空紫外光のビームが前記ウインドを介して、前記ＥＵＶマスクに照射されるものである。これにより、汚染によるスループットの低下を防ぎ、生産性を向上することができる。
【００１９】
本発明の第５の態様にかかる露光装置は、上記の露光装置であって、前記真空紫外光を、露光対象の基板に露光光を導くミラーに入射させて、前記ミラーの汚染を防止することを特徴とするものである。これにより、生産性を向上することができる。
【００２０】
本発明の第６の態様にかかる汚染防止方法は、波長１６６ｎｍ以下の真空紫外光を発生するステップと、前記真空紫外光のビームをＥＵＶ露光装置内に収容されたＥＵＶマスクに対して照射させるステップと、を備えるものである。この構成によって、簡便にＥＵＶマスクの汚染を防止することができる。
【００２１】
本発明の第７の態様にかかる汚染防止方法は、上記の汚染防止方法であって、前記真空紫外光がフッ素分子レーザからのレーザ光であることを特徴とするものである。これにより、汚染防止に適した真空紫外光を供給することができる。
【００２２】
本発明の第８の態様にかかる汚染防止方法は、上記の汚染防止方法であって、前記真空紫外光がアルゴンダイマー、クリプトンダイマー、又はフッ素分子からの自然放出増幅光であることを特徴とするものである。これにより、汚染防止に適した真空紫外光を供給することができる。
【００２３】
本発明の第９の態様にかかる汚染防止方法は、上記の汚染防止方法であって、前記ＥＵＶマスクを用いた露光プロセス中に、前記真空紫外光が、前記ＥＵＶマスクに照射されているものである。これにより、汚染によるスループットの低下を防ぎ、生産性を向上することができる。
【００２４】
本発明の第１０の態様にかかる汚染防止方法は、上記の汚染防止方法で、汚染を防止されたＥＵＶマスクを用いて、レジストを露光するステップと、前記ＥＵＶマスクを用いて露光されたレジストを現像するステップと、を備えるものである。これにより、生産性を向上することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、簡便にＥＵＶマスクの汚染を防止することができる汚染防止装置、汚染防止方法、並びにそれを用いた露光装置、パターン付きウエハの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】炭素塊の分子構造例の一部を示す図である。
【図２】本実施の形態１にかかる露光装置の構成を示す図である。
【図３】本実施の形態１にかかる露光装置の光学系の構成を示す図である。
【図４】本実施の形態２にかかる露光装置の構成を示す図である。
【図５】本実施の形態２にかかる汚染防止装置に用いられる光源の構成を示す図である。
【図６】ＥＵＶマスクの構造例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。
【００２８】
本発明では、上述した目的を達成するために、波長１６６ｎｍ以下でビーム状の真空紫外光を、ＥＵＶマスクに照射させている。具体的には、露光装置の外側の光源を配置して、指向性のある真空紫外光のビームを露光装置内のＥＵＶマスクに照射させる。波長１６６ｎｍの光の光子エネルギーは１モル当たり７１８ｋＪに相当する（表２参照）。一方、表１に示した炭素の二重結合の解離エネルギーの一例によると、波長１６６ｎｍ以下の光子によって、炭素の二重結合を切断できることになる。もちろん、波長１６６ｎｍ以下の光子によって、炭素の一重結合も切断できる。しかし、炭素の三重結合の結合解離エネルギーは１モル当たり９６０ｋＪとされている。このため、これを切断するには、波長１２４ｎｍ以下の真空紫外光を照射する必要がある。ただし、表１に示した結合解離エネルギーは一例であり、分子構造の違いによって、多少異なることが知られている。波長１２６ｎｍの真空紫外光によって、炭素の三重結合が切断できる場合もある。
【００２９】
一方、ＥＵＶマスク上に付着する炭素塊は多くの炭素が結合した高分子である。このため、例えば、図１に示したような分子構造になっていると考えられる。つまり、炭素間の二重結合、炭素間の一重結合、あるいは炭素と水素の一重結合で構成されている。このため、これらの結合が切断されると、炭素単体、あるいは低分子の炭素塊が遊離する。その際に、ＥＵＶマスクのパターン面は下方を向いていることから、遊離した炭素塊は落下して除去される。
【００３０】
なお、炭素塊がもしも炭素の三重結合を有するならば、もう一方の結合は一重結合になる。その結果、波長１６６ｎｍ以下のＶＵＶ光が照射されて、その一重結合が切断される。すると、三重結合を一つだけ含む非常に低分子の炭素化合物に分解される。このことから、低分子の炭素化合物が残りの高分子から遊離する。従って、本発明で利用するＶＵＶ光に関しては、炭素の三重結合を直接切断できるような短波長である必要はない。
【００３１】
以上より、種々のＶＵＶ光源の中でも波長１６６ｎｍ以下に相当するＡｒ２、Ｋｒ２、あるいはＦ２からのＶＵＶ光を照射することで、炭素が分解する。このため、カーボン汚染を防止することができると考えられる。
【００３２】
特に本発明では、ビーム状のＶＵＶ光を用いることが大きな特徴の一つである。それによって、ＶＵＶ光を数メートル伝搬できる。その結果、ＥＵＶ露光装置の外でＶＵＶ光を発生させても、それをＥＵＶ露光装置内の所定の位置に配置されているＥＵＶマスクまで導くことが容易になる。したがって、ＥＵＶ露光装置によって、ＥＵＶ露光している間でも、ＥＵＶマスクにＶＵＶ光を照射し続けることが可能になる。
【００３３】
一方、波長１６６ｎｍ以下でビーム状のＶＵＶ光を具体的に供給するためには、例えば、フッ素分子レーザ発振器（以下、Ｆ２レーザ発振器と示す。）から取り出される波長１５７ｎｍのレーザ光を用いることができる。レーザ光は高い指向性を有しているため、ロスがほとんどなく、露光装置内まで伝播させることができる。
【００３４】
また、Ａｒ２やＫｒ２（クリプトンダイマー）のＶＵＶ光について、放電ではレーザ発振が困難であることが知られている。つまり、Ａｒ２やＫｒ２をレーザ光として発生させることは、電子ビーム励起方式によって可能であるが、その場合、装置が大型化してしまい、また繰り返し数が１Ｈｚ程度と極めて低いことが問題になる。
【００３５】
そこで本発明では、アルゴンやクリプトンを含むガスを一方向に長い形状内で放電させた際に、長手方向から取り出される自然放出増幅光（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ、以下ＡＳＥとする）を用いることもできる。
【００３６】
ＡＳＥは指向性の高いビームであることが知られている。これによって、ＡＳＥを発生させる装置をＥＵＶ露光装置の外に配置しても、ＡＳＥだけをＥＵＶ露光装置内に配置されているＥＵＶマスクまで伝搬させて照射させることができる。
【００３７】
以上のように本発明では、波長１５７ｎｍ、１４７ｎｍ、あるいは波長１２６ｎｍのＶＵＶ光のビームをＥＵＶマスクに照射させることで、ＥＵＶマスク上に炭素が堆積することがなく、カーボン汚染を抑制できる。ＥＵＶマスクをカーボン汚染によるクリーニングのために、ＥＵＶ露光装置から取り出す必要がなくなる。よって、ＥＵＶマスク上にパーティクルが付着する可能性を大幅に低減できる。特に、Ｋｒ２やＦ２のＶＵＶ光を用いることで、光源の取り扱いが容易になる。
【００３８】
実施の形態１．
本実施形態に係る汚染防止装置、及び露光装置について、図２を用いて説明する。図２は、汚染防止装置１００を有する露光装置１０１の全体構成を示す図である。露光装置１０１は、縮小投影光学系を収容するチャンバ１０１ａと、チャンバ１０１ａに取り付けられた汚染防止装置１００を有している。なお、図２では、ＥＵＶ露光装置１０１の縮小投影光学系等は省略されている。
【００３９】
露光装置１０１のチャンバ１０１ａ内には、ＥＵＶマスク１０８、マスクステージ１０７、ウエハ１０９、ウエハステージ１０２が設けられている。また、チャンバ１０１ａ内には、凸面ミラー１０６と、可動式ミラー１１２が設けられている。凸面ミラー１０６は、ＥＵＶマスク１０８のカーボンコンタミを防止するために用いられる。また、可動式ミラー１１２は、露光装置の縮小投影光学系に用いられているミラーのカーボンコンタミを防止するために用いられる。チャンバ１０１ａの側面には、ウインド１０５が取り付けられている。ウインド１０５はＭｇＦ２製であり、ＶＵＶ光が透過する。
【００４０】
ＥＵＶマスク１０８は、マスクステージ１０７によって保持される。ＥＵＶマスク１０８は、パターン面が下向きで、マスクステージ１０７に固定される。露光対象となるウエハ１０９は、ウエハステージ１０２上に載置されている。ウエハ１０９には、カーボンコンタミの原因となるレジスト（図示せず）が形成されている。ウエハ１０９は上向きで、ウエハステージ１０２上に載置されている。そして、マスクステージ１０７の下方に、ウエハステージ１０２が配置される。
【００４１】
なお、ＥＵＶマスク１０８も含めて、半導体用マスクのパターン面の最大サイズは、通常、長方形となっており、具体的には、幅１０４ｍｍ、長さ１３２ｍｍである。そして、スキャン型露光装置における露光中は、１３２ｍｍの長手方向にスキャンされる。本実施形態では、スキャン方向は、図１の紙面と垂直な方向となっている。
【００４２】
露光装置１０１には、汚染防止装置１００が取り付けられている。汚染防止装置１００には、ＥＵＶ光源となるレーザ発振器１１０が設けられている。レーザ発振器１１０は、ＥＵＶ露光装置１０１の外側の近傍に設置されている。レーザ発振器１１０は、Ｆ２レーザ発振器である。従って、レーザ光Ｌ１は、指向性を有するレーザビームとなる。
【００４３】
レーザ発振器１１０は、パイプ１０３の一端に連結されている。レーザ発振器１１０から取り出される波長１５７ｎｍのレーザ光Ｌ１は、ステンレス製のパイプ１０３中を伝搬する。パイプ１０３の中には、ミラー１０４ａ、１０４ｂが設けられている。パイプ１０３の他端は、ウインド１０５の位置において、チャンバ１１０ａに連結されている。
【００４４】
レーザ発振器１１０からのレーザ光Ｌ１は、ミラー１０４ａ、１０４ｂで折り返され、ウインド１０５に入射する。ウインド１０５は、露光装置１０１のチャンバ１０１ａに取り付けられている。レーザ光Ｌ１は、ウインド１０５を通過して、ＥＵＶ露光装置１０１のチャンバ１０１ａ内に進む。なお、チャンバ１１０ａ内は、真空排気されている。また、パイプ１０３内は、窒素ガスが充満されている。
【００４５】
チャンバ１０１ａ内に進んだレーザ光Ｌ２は、凸面ミラー１０６に入射する。そして、凸面ミラー１０６で反射したレーザ光Ｌ３は、ＥＵＶマスク１０８のパターン面に入射する。ここでは、凸面ミラー１０６を用いているため、レーザ光Ｌ３が広がりながら進み、ＥＵＶマスク１０８に入射する。ただし、照射されるのは、ＥＵＶマスク１０８の全パターン面における長方形領域である。すなわち、ＥＵＶマスク１０８の長手方向では、ＥＵＶマスク１０８の一部のみに、レーザ光Ｌ３が照射される。ＥＵＶマスク１０８の短手方向では、ＥＵＶマスク１０８の略全体に、レーザ光Ｌ３が照射される。ＥＵＶマスク１０８の長手方向（紙面と垂直方向）に関して、レーザ光Ｌ２が入射する長方形領域は、ＥＵＶマスク１０８の一部分である。長方形領域の短辺方向がＥＵＶマスク１０８の長手方向に相当する。ＥＵＶマスク１０８がマスクステージ１０７でスキャンすることで、レーザ光Ｌ３がＥＵＶマスク１０８の全面を照射できるようになる。露光装置のスキャンを利用することで、露光プロセス中でも、容易に、レーザ光Ｌ３をＥＵＶマスクに照射することができる。これにより、ＥＵＶマスク１０８をチャンバ１１０ａから取り出さずに、処理することが可能となる。
【００４６】
以上によって、ＥＵＶマスク１０８のパターン面に炭素が付着しても、直ぐに分解して落下する。ＥＵＶマスク１０８のパターン面（下側を向いている面）に炭素が堆積することを抑制できる。すなわち、炭素が、露光に影響する炭素塊に成長する前に、炭素結合が分解する。よって、簡便にカーボンコンタミを防止することができる。さらに、ＥＵＶマスクを露光装置１０１からクリーニング装置に移動しなくても良くなる。これにより、搬送時にパーティクルが付着するのを防ぐことができる。露光プロセス中であっても、レーザ光Ｌ３がＥＵＶマスク１０８に入射させることができる。すなわち、ＥＵＶ露光のＥＵＶ光を照射すると同時に、ＥＵＶ光が入射している位置と異なる位置にＶＵＶ光を照射する。こうすることで、露光プロセスと汚染防止プロセスを並行して行うことができる。スループットが低下するのを防ぐことができ、生産性を向上することができる。
【００４７】
次に、露光装置１０１の縮小投影光学系について、図３を用いて説明する。図３は、露光装置１０１の縮小投影光学系１１１の構成を示す側面図であり、具体的には、ウインド１０５が設けられた側面から見た図である。縮小投影光学系１１１は６枚のミラー（Ｍ１〜Ｍ６）で構成される一般的なＥＵＶ露光装置用のものである。従って、縮小投影光学系１１１は、ミラーＭ１乃至ミラーＭ６を有している。縮小投影光学系１１１は、チャンバ１０１ａ内に設けられる。
【００４８】
露光用の光ＥＵＶ１は、ＥＵＶマスク１０８に入射する。そして、光ＥＵＶ１は、ＥＵＶマスク１０８のパターン（図６を参照）に応じて反射される。ＥＵＶマスク１０８で反射した光ＥＵＶ２は、ミラーＭ１乃至ミラーＭ６で順番に反射されて、ウエハ１０９に入射する。これにより、ウエハ１０９上のレジストに光ＥＵＶ２が照射される。すなわち、ＥＵＶマスク１０８のパターンが、ウエハ１０９上に縮小投影される。
【００４９】
ここで、ミラーＭ１、ミラーＭ３、及びミラーＭ５は、反射面が上向きになっており、ミラーＭ２、ミラーＭ４、及びミラーＭ６は、反射面が下向きになっている。また、凸面ミラー１０６は、ミラーＭ２よりも上方に配置されている。ミラーＭ１乃至ミラーＭ６は、例えば、凹面鏡や凸面鏡である。
【００５０】
本実施形態で用いられている凸面ミラー１０６は、ＥＵＶの縮小投影光学系１１１を妨げないようになっている。凸面ミラー１０６は、ＥＵＶ露光装置１０１の縮小投影光学系１１１の一番上のミラーＭ２とＥＵＶマスク１０８との間に配置されている。図２の紙面と垂直な方向において、凸面ミラー１０６は光ＥＵＶ１と光ＥＵＶ２を遮らない場所に配置されている。。従って、図２に示したように、レーザ光Ｌ２を凸面ミラー１０６に下方から入射させることができる。露光プロセス中であっても、汚染を防止することができる。すなわち、凸面ミラー１０６が露光の妨げとならないため、露光中の汚染防止プロセスが可能となる。
【００５１】
レーザ発振器１１０からのレーザ光Ｌ２を、縮小投影光学系１１１のミラーのカーボンコンタミを防ぐために利用しても良い。例えば、縮小投影光学系１１１による露光が中断している状態において、可動式ミラー１１２をミラーＭ２、Ｍ４又はＭ６の下方に移動する。例えば、ミラーＭ２の直下、すなわち、ミラーＭ２とミラーＭ３の間に、可動式ミラー１１２をスライド移動する。そして、可動式ミラー１１２を介して、レーザ発振器１１０からのレーザ光Ｌ２を、ミラーＭ２に照射する。これにより、ミラーＭ２に付着した炭素塊を分解することができる。そして、分解した炭素塊は、ミラーＭ２の反射面から落下する。このようにすることで、ミラーＭ２のカーボンコンタミを防止することができる。なお、レーザ光Ｌ２を可動式ミラー１１２に入射させるために、例えば、ミラー１０４ｂの角度を変えても良い。すなわち、ミラー１０４ｂを斜めに向けて、レーザ光Ｌ２が斜め下方に進むように調整すれば良い。あるいは、パイプ１０３やチャンバ１０８ａ内に別のウインドやミラーを設けてもよい。また、可動式ミラー１１２を、洗浄するミラーに応じて、複数用意してもよい。レーザ光Ｌ２をミラーＭ２、Ｍ４、Ｍ６に入射させる構成は特に限られるものではない。
【００５２】
同様に、ミラーＭ４、ミラーＭ６にレーザ光Ｌ２を照射する場合、可動式ミラー１１２をミラーＭ４、ミラーＭ６の直下に移動させればよい。具体的には、ミラーＭ４にレーザ光Ｌ２を照射する場合、ミラーＭ４とミラーＭ５の間に、可動式ミラー１１２をスライド移動させる。ミラーＭ６にレーザ光Ｌ２を照射する場合、ミラーＭ４とウエハ１０９の間に、可動式ミラー１１２をスライド移動させる。これにより、下向きのミラーＭ２，Ｍ４、及びミラーＭ６にレーザ光を照射することができる。よって、これにより、ミラーＭ２、Ｍ４、Ｍ６表面の炭素塊を分解することができる。そして、分解した炭素塊は、ミラーＭ４、Ｍ６の反射面から落下する。このようにすることで、ミラーＭ４、ミラーＭ６のカーボンコンタミを防止することができる。よって、ミラーの反射率の低下を防ぐことができる。
【００５３】
下向きのミラーＭ２、Ｍ４、Ｍ６の反射面は、ウエハ１０９を向いている。よって、ウエハ１０９のレジストによるカーボンコンタミの進行が早い。すなわち、ミラーＭ２、Ｍ４、Ｍ６では、反射面が上向きのミラーＭ１，Ｍ３，Ｍ５よりも、レジストに含まれる炭素が、反射面に付着しやすい。しかしながら、可動式ミラー１１２を用いて、ミラーＭ２、Ｍ４、Ｍ６にレーザ光Ｌ２を照射することが、カーボンコンタミを防ぐことができる
【００５４】
実施の形態２．
本発明の実施形態２について図４を用いて説明する。図４は汚染防止装置と露光装置の構成を示す図である。実施の形態２では、実施の形態１と異なる光源を用いている。具体的井は、汚染防止装置２００では、ＶＵＶ−ＡＳＥ発生装置２１０を光源として用いている。このＶＵＶ−ＡＳＥ発生装置２１０の詳細構造は後述する。なお、その他の構成については、基本的に実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００５５】
ＶＵＶ−ＡＳＥ発生装置２１０から取り出される波長１４７ｎｍの光ＡＳＥ１は、ステンレス製のパイプ２０３中のミラー２０４ａ、２０４ｂで折り返される。そして、光ＡＳＥ１は、露光装置２０１のチャンバ２０１ａに取り付けられたＭｇＦ２製のウインド２０５を通過して、露光装置２０１内に進む。露光装置２０１内に入った光ＡＳＥ２は、直接、ＥＵＶマスク２０８に斜め方向から照射する。すなわち、本実施の形態では、実施の形態１で示した凸面ミラー１０６が設けられていない。なお、パイプ２０３中には、ヘリウムガスが充満されている。
【００５６】
以上のように、汚染防止装置２００では、ＥＵＶマスク２０８までＡＳＥを導いている。このために、ＥＵＶマスク２０８の直下にミラー等を配置しなくても、ＡＳＥをＥＵＶマスク２０８に照射できる。ＥＵＶマスク２０８のパターン面に炭素が堆積しようとしても、直ぐに分離していくため、炭素が堆積することはない。
【００５７】
ここで図５を用いて、ＶＵＶ−ＡＳＥ発生装置２１０の詳細を以下に説明する。ＶＵＶ−ＡＳＥ発生装置２１０には、一般的なガスレーザのレーザチャンバと同様なガスチャンバ２１２が用いられている。ガスチャンバ２１２の中には細長い一対の電極２１３ａ、２１３ｂが配置されている。一方の電極２１３ａは高電圧電源２１４と電気的に繋がれており、他方の電極２１３ｂはアース２１５に繋がっている。これら細長い一対の電極２１３ａ、２１３ｂは、約１ｍ程度と長くなっており、電極間隔は２〜５ｍｍ程度と狭くなっている。
【００５８】
なお、高電圧電源２１４とは、実際には高電圧に印加されたコンデンサに接続されていることを示しており、図示されていないスイッチ動作によって、コンデンサからパルス状の大電流が流れるようになっている。
【００５９】
ガスチャンバ２１２の左側にはミラー２１６が、光軸（光軸とは、細長い一対の電極２１３ａ、２１３ｂの長手方向で、これらの中間に位置する軸である。）に対して垂直に取り付けられている。ガスチャンバ２１２の右側にはウインド２１７が取り付けられている。ミラー２１６は波長１４７ｎｍにおいて高い反射率を有するアルミミラーか、あるいは多層膜ミラーを用いることが好ましい。一方、ウインド２１７は、波長１４７ｎｍにおいて高い透過率を有するフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）の平板が好ましい。なお、図５では、ウインド２１７は、光軸に対して少し傾けて取り付けられているが、レーザ装置ではないことを強調するために傾けて描いたものである。よって、実際には、ウインド２１７をミラー２１６と同様に光軸に対して垂直に配置しても良い。
【００６０】
ガスチャンバ２１２内にクリプトンを８気圧程度、及びバッファガスとしてヘリウムを１気圧程度充填させる。そして、高電圧電源２１４からの高電圧パルスを電極２１３ａに印加する。このようにすることで、一対の電極２１３ａ、２１３ｂ間で強いパルス放電が発生する。電極２１３a、２１３ｂの長手方向に、クリプトンダイマー（Ｋｒ２）からの波長１４７ｎｍの光ＡＳＥ１が発生する。光ＡＳＥ１は、ウインド２１７から取り出される。ＡＳＥＩ発生装置２１０で発生した光ＡＳＥ１が、ウインド２０５を介して、露光装置２０１内に進む。
【００６１】
なお、本実施形態では、Ｋｒ２から発生する波長１４７ｎｍのＶＵＶ光をＡＳＥとして発生させる装置に関して示されているが、異なる波長のＡＳＥ発生装置を用いてもよい。例えば、アルゴンをガスチャンバ２１２に詰め込んで動作させても良い。この場合、波長１２６ｎｍのＶＵＶ光がＡＳＥとして得られる。アルゴンガスを用いることで、ガスが安価に利用できるメリットがある。
【００６２】
あるいは、フッ素ガスをガスチャンバ２１２に詰め込んで動作させても良い。この場合は、実施形態１で示したレーザ発振器１１０と同じ波長１５７ｎｍのＶＵＶ光がＡＳＥとして発生する。そのメリットとしては、Ｋｒ２やＡｒ２のＡＳＥ光よりも高いパワーのＡＳＥが比較的容易に取り出せることである。またレーザ光でなく、ＡＳＥ光として出すことのメリットとしては、レーザ用共振器が不要であるため、部品点数が減り、厳密なアライメントが不要になる。
【００６３】
ＥＵＶマスク汚染防止装置は、以上に説明したように、カーボンコンタミによるクリーニングのために、ＥＵＶマスクを露光装置から取り出す必要がなくなったことから、露光のスループットが大幅に向上しただけでなく、パーティクルが付着する可能性も大幅に低減できた。そして、上記のＥＵＶマスク１０８、２０８を用いて、ウエハ１０９、２０９上のレジストを露光する。そして、レジストを現像し、エッチング工程を経ることで、ウエハ上にパターンを形成することができる。このようにすることで、高い生産性で、パターン付きウエハを製造することができる。
【００６４】
また、実施の形態１、２を適宜組み合わせても良い。例えば、実施の形態２の構成において、露光用のミラーのカーボンコンタミを防止しても良い。さらに、実施の形態１の構成において、ＶＵＶ−ＡＳＥ発生装置２１０のＡＳＥをカーボンコンタミ防止に利用しても良い。実施の形態２の構成において、レーザ発振器１１０のレーザ光をカーボンコンタミ防止に利用しても良い。また、本実施の形態にかかる汚染防止装置は、露光装置に対して、後から取り付けることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１１  基板
１２  多層膜
１３  保護膜
１４  吸収体
１０１  ＥＵＶ露光装置
１０１ａ  チャンバ
１０２  ウエハステージ
１０３  パイプ
１０４ａ  ミラー
１０４ｂ  ミラー
１０５  ウインド
１０６  凸面ミラー
１０７  マスクステージ
１０８  ＥＵＶマスク
１０９  ウエハ
１１０  レーザ発振器
１１２  可動式ミラー
２０１  ＥＵＶ露光装置
２０１ａ  チャンバ
２０２  ウエハステージ
２０３  パイプ
２０４ａ  ミラー
２０４ｂ  ミラー
２０５  ウインド
２０６  凸面ミラー
２０７  マスクステージ
２０８  ＥＵＶマスク
２０９  ウエハ
２１２  ガスチャンバ
２１３ａ、２１３ｂ  電極
２１４  高電圧電源
２１５  アース
２１６  ミラー
２１７  ウインド
【要約】
【課題】簡便にＥＵＶマスクの汚染を防止することができる汚染防止装置、汚染防止方法、並びにそれを用いた露光装置、パターン付きウエハの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の一態様にかかる汚染防止装置は、波長１６６ｎｍ以下の真空紫外光を発生する光源と、光源からの真空紫外光のビームをＥＵＶ露光装置１０１内に収容されたＥＵＶマスク１０８に対して照射させる光学系（ミラー１０４ａ、１０４ｂ等）と、を備えるものである。光源としては、フッ素分子レーザを出射するレーザ発振器１１０や、アルゴンダイマー、クリプトンダイマー、あるいはフッ素分子からの自然放出増幅光を出射するＶＵＶ−ＡＳＥ発生装置２１０を用いることができる。
【選択図】図２【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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