(57)【要約】真空の中で基板を放射エネルギーに曝す露光装置は、中に前記真空が形成されるチャンバーと、前記チャンバーの中に配された供給ノズルを含み、前記真空が形成された前記チャンバーの中に配された物体に対して前記供給ノズルを介してガスを噴射する噴射デバイスと、前記チャンバーの中に配された回収ノズルを含み、前記供給ノズルを介して前記チャンバー内に噴射されたガスを、前記回収ノズルを介して回収する回収デバイスとを備え、前記噴射デバイスから前記回収デバイスへ向かう方向とは逆の方向であって前記噴射デバイスによる噴射とは平行に前記物体が移動するように構成されている。【選択図】図３
2010501999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空の中で基板を放射エネルギーに曝す露光装置であって、
中に前記真空が形成されるチャンバーと、
前記チャンバーの中に配された供給ノズルを含み、前記真空が形成された前記チャンバーの中に配された物体に対して前記供給ノズルを介してガスを噴射する噴射デバイスと、
前記チャンバーの中に配された回収ノズルを含み、前記供給ノズルを介して前記チャンバー内に噴射されたガスを、前記回収ノズルを介して回収する回収デバイスとを備え、
前記噴射デバイスから前記回収デバイスへ向かう方向とは逆の方向であって前記噴射デバイスによる噴射とは平行に前記物体が移動するように構成されていることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
真空の中で基板を放射エネルギーに曝す露光装置であって、
中に前記真空が形成されるチャンバーと、
前記チャンバーの中に配された供給ノズルを含み、前記真空が形成された前記チャンバーの仲居に配された物体に対して前記供給ノズルを介してガスを噴射する噴射デバイスと、
前記チャンバーの中に配された回収ノズルを含み、前記供給ノズルを介して前記チャンバー内に噴射されたガスを、前記回収ノズルを介して回収する回収デバイスと、
前記物体に対してパルスレーザー光を照射する照射器とを備え、
前記噴射デバイスによりガスが噴射される前記物体上の領域と前記照射器によりパルスレーザー光が照射される前記物体上の領域とが重なっていて、かつ前記噴射デバイスによるガスの噴射と前記照射器によるパルスレーザー光の照射とが同期するように構成されていることを特徴とする露光装置。
【請求項３】
真空の中で基板を放射エネルギーに曝す露光装置であって、
中に前記真空が形成されるチャンバーと、
前記チャンバーの中に配された供給ノズルを含み、前記真空が形成された前記チャンバーの中に配された物体に対して前記供給ノズルを介してガスを噴射する噴射デバイスと、
前記チャンバーの中に配された回収ノズルを含み、前記供給ノズルを介して前記チャンバー内に噴射されたガスを、前記回収ノズルを介して回収する回収デバイスとを備え、
前記露光装置は、衝撃波を伴う超音速のガスを前記噴射デバイスが噴射するように構成されている、
ことを特徴とする露光装置。
【請求項４】
真空の中で基板を放射エネルギーに曝す露光装置であって、
中に前記真空が形成されるチャンバーと、
前記チャンバーの中に配された供給ノズルを含み、前記真空が形成された前記チャンバーの中に配された物体に対して前記供給ノズルを介してガスを噴射する噴射デバイスと、
前記チャンバーの中に配された回収ノズルを含み、前記供給ノズルを介して前記チャンバー内に噴射されたガスを、前記回収ノズルを介して回収する回収デバイスとを備え、
前記噴射デバイスにより噴射されたガスの一部が凝結して固体化するように構成されていることを特徴とする露光装置。
【請求項５】
前記供給ノズルの供給口が一方向に伸びて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項６】
前記回収デバイスが接地された電極と正又は負の電極とを含み、前記対象物が接地されていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項７】
前記物体が、前記基板、基板チャック、レチクルおよびレチクルチャックのいずれかである、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項８】
デバイスを製造するデバイス製造方法であって、
請求項１に記載された露光装置を用いて基板を放射エネルギーに曝すことと、
該放射エネルギーに曝された基板を現像することと、
該現像された基板を処理して該デバイスを製造することと、
を含む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、基板を放射エネルギーに曝す露光装置に関する。本発明の露光装置は、例えば極端紫外域（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ：ＥＵＶ）光を放射エネルギーとして用いる露光装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＤＲＡＭ，ＭＰＵ等の半導体デバイス製造に関して、デザインルールで５０ｎｍ以下の線幅を有するデバイスの実現に向けて精力的に研究開発がなされている。この世代に用いられる露光装置としては、ＥＵＶ光を用いた露光装置（ＥＵＶ露光装置）が有力視されている。ＥＵＶ露光装置では、ガスによるＥＵＶ光の吸収を防ぐため、ＥＵＶ光の光路は真空環境下に置かれる。
【０００３】
一般に半導体露光装置では、レチクル（マスク）に描画された回路パターンの像を、投影光学系を用いてウエハに縮小転写している。したがって、例えばレチクルの回路パターン面にパーティクル（微小な異物）が付着すると、各ショットの全く同じ位置にパーティクルの像が転写されることになる。このようなパーティクルの付着は、半導体デバイス製造の歩留まりの低下や、半導体デバイス自体の信頼性の低下の要因となる。
【０００４】
この問題に対し、水銀ランプやエキシマレーザー等を光源に用いた露光装置では、ペリクルと呼ばれる透明保護膜をレチクルから数ｍｍ間隔を隔てて配置し、回路パターン面へのパーティクルの直接の付着と、パーティクル像の転写を抑制していた。
【０００５】
しかし、ＥＵＶ露光装置で要求される透過率を満たすためのペリクルの厚さは数１０ｎｍ程度である。このように非常に薄いペリクルでは、機械的、熱的側面のいずれからも十分な強度が得られない。このため、ＥＵＶ露光装置では、ペリクルを用いてパーティクルの付着を防ぐことは、現実的には困難である。
ペリクルを用いずにレチクル等へのパーティクルの付着を防ぐ手段として、特許文献１，２には、パルスレーザーを利用する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平６−９５５１０号公報
【特許文献２】特開２０００−８８９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、マスクに付着したパーティクルを除去する際、マスクを露光時の位置とは別の位置に移動させてクリーニングを行っている。このため、マスクのクリーニングに時間を要し、スループットの低下を招くことになる。また、クリーニング後にマスクを露光位置に移動させる際、摺動、摩擦によりパーティクルが発生し、再度マスクにパーティクルが付着する懸念がある。
【０００８】
また、特許文献２では、レチクルをクリーニングする際、不活性ガスをチャンバー内に導入している。これは、レーザー照射で離脱したパーティクルを不活性ガスでトラップして、ガスごと回収するためである。しかし、ＥＵＶ露光装置の真空チャンバー内は高真空（１０×１０−３〜１０×１０−５Ｐａ）環境である。特許文献２のようにチャンバー内に一旦ガスを導入すると、露光が不可能になるため、再度高真空にするまでに時間を要し、装置の有効稼働率を著しく落とすことになる。
【０００９】
また、真空環境下の露光装置内で発生するパーティクルは、その発生箇所、発生方法により、どのような材料で、どの程度の粒径のパーティクルが発生するか全く見当が付かない。したがって、パルスレーザーのみを用いた手法では、付着するパーティクルによって、除去率が大幅に低下することも予想される。
【００１０】
本発明は、対象物のクリーニングに伴うスループットの低下や装置稼働率の低下を低減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】
【００１１】
本発明の第１の側面によれば、真空の中で基板を放射エネルギーに曝す露光装置であって、中に前記真空が形成されるチャンバーと、前記チャンバーの中に配された供給ノズルを含み、前記真空が形成された前記チャンバーの中に配された物体に対して前記供給ノズルを介してガスを噴射する噴射デバイスと、前記チャンバーの中に配された回収ノズルを含み、前記供給ノズルを介して前記チャンバー内に噴射されたガスを、前記回収ノズルを介して回収する回収デバイスとを備え、前記噴射デバイスから前記回収デバイスへ向かう方向とは逆の方向であって前記噴射デバイスによる噴射とは平行に前記物体が移動するように構成された露光装置が提供される。
【００１２】
本発明の第２の側面によれば、真空の中で基板を放射エネルギーに曝す露光装置であって、中に前記真空が形成されるチャンバーと、前記チャンバーの中に配された供給ノズルを含み、前記真空が形成された前記チャンバーの仲居に配された物体に対して前記供給ノズルを介してガスを噴射する噴射デバイスと、前記チャンバーの中に配された回収ノズルを含み、前記供給ノズルを介して前記チャンバー内に噴射されたガスを、前記回収ノズルを介して回収する回収デバイスと、前記物体に対してパルスレーザー光を照射する照射器とを備え、前記噴射デバイスによりガスが噴射される前記物体上の領域と前記照射器によりパルスレーザー光が照射される前記物体上の領域とが重なっていて、かつ前記噴射デバイスによるガスの噴射と前記照射器によるパルスレーザー光の照射とが同期するように構成された露光装置が提供される。
【００１３】
本発明の第３の側面によれば、真空の中で基板を放射エネルギーに曝す露光装置であって、中に前記真空が形成されるチャンバーと、前記チャンバーの中に配された供給ノズルを含み、前記真空が形成された前記チャンバーの中に配された物体に対して前記供給ノズルを介してガスを噴射する噴射デバイスと、前記チャンバーの中に配された回収ノズルを含み、前記供給ノズルを介して前記チャンバー内に噴射されたガスを、前記回収ノズルを介して回収する回収デバイスとを備え、前記露光装置は、衝撃波を伴う超音速のガスを前記噴射デバイスが噴射するように構成された露光装置が提供される。
【００１４】
本発明の第４の側面によれば、真空の中で基板を放射エネルギーに曝す露光装置であって、中に前記真空が形成されるチャンバーと、前記チャンバーの中に配された供給ノズルを含み、前記真空が形成された前記チャンバーの中に配された物体に対して前記供給ノズルを介してガスを噴射する噴射デバイスと、前記チャンバーの中に配された回収ノズルを含み、前記供給ノズルを介して前記チャンバー内に噴射されたガスを、前記回収ノズルを介して回収する回収デバイスとを備え、前記噴射デバイスにより噴射されたガスの一部が凝結して固体化するように構成された露光装置が提供される。
【００１５】
本発明の第５の側面によれば、デバイスを製造するデバイス製造方法であって、上記の露光装置を用いて基板を放射エネルギーに曝すことと、該放射エネルギーに曝された基板を現像することと、該現像された基板を処理して該デバイスを製造することとを含むデバイス製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、大きなスループットの低下や装置稼働率の低下をもたらすことなく、対象物へのパーティクルの付着を良好に抑えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】露光装置の概略構成図である。
【図２】断熱膨張時のガスの圧力、温度、飽和度変化を示す図である。
【図３】実施例１のクリーニング機構を示す図である。
【図４】実施例１の供給ノズルと回収ノズルの位置関係を表す図である。
【図５】マスター信号と各スレーブ信号の同期を説明する図である。
【図６】パルスレーザー照射数とパーティクル除去率の関係の実験結果を示す図である。
【図７】レチクルとレーザー照射位置とガスジェット位置との位置関係を表す図である。
【図８】レチクルのクリーニングシーケンスのフローである。
【図９】レチクルのクリーニングシーケンスのフローの他の例である。
【図１０】実施例２のクリーニング機構を示す図である。
【図１１】実施例２のクリーニング機構の別の例を示す図である。
【図１２】実施例３のクリーニング機構を示す図である。
【図１３】実施例３の供給ノズルと回収ノズルの位置関係を表す図である。
【図１４】ウエハチャックとレーザー照射位置とガスジェット位置との位置関係を表す図である。
【図１５】ウエハチャックのクリーニングシーケンスのフローである。
【図１６】実施例４のクリーニング機構を示す図である。
【図１７】ウエハのクリーニングシーケンスのフローである。
【図１８】ガス供給口の形状を説明するための図である。
【図１９】半導体デバイスの製造工程を示す図である。
【図２０】図１９の工程中のウエハプロセスの詳細を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施例１）
本発明の露光装置の実施例について、図面を用いて説明する。図１は、実施例１のＥＵＶ露光装置の概略構成図である。
【００１９】
図１において、１はウエハである。２は回路パターンが形成されている反射型レチクルである。７はレチクル２を保持し固定するためのレチクルチャックである。３はレチクル２をスキャン方向に粗微動させるためのレチクルステージである。５はレチクル２に形成された回路パターンをウエハ１に転写するための投影光学系である。６はウエハ１を保持し固定するためのウエハチャックである。２７は６軸方向に粗動、微動可能なウエハステージである。ウエハステージ２７のｘｙ位置は不図示のレーザー干渉計によって常にモニターされている。
【００２０】
レチクルステージ３とウエハステージ２７のスキャン動作は、投影光学系５の縮小倍率を１／β、レチクルステージ７の走査速度をＶｒ、ウエハステージ２７の走査速度をＶｗとするとき、
Ｖｒ／Ｖｗ＝β  の関係が成立するように同期制御される。
【００２１】
レチクルステージ７はレチクルステージ空間４ａ、投影光学系５は投影光学系空間４ｂ、ウエハステージ２７はウエハステージ空間４ｃに収容される。それぞれの空間はゲートバルブ１６ａ，１６ｂにより仕切ることができるようになっている。それぞれの空間には、独立して真空排気装置１０ａ，ｂ，ｃが設けられており、独立に圧力制御可能な構成となっている。このような構成により、１０×１０−３〜１０×１０−５Ｐａ程度の真空環境下で露光を行えるようになっている。
【００２２】
１５はウエハロードロックチャンバーである。８は、ウエハロードロックチャンバー１５とウエハステージ２７との間で、ウエハ１を搬入又は搬出するための搬送ハンドである。１０ｅはウエハロードロックチャンバー１５の真空排気装置である。１４はウエハ１を大気圧下で一時保管するウエハ交換室である。１３は、ウエハロードロックチャンバー８とウエハ１との間で、ウエハ１を搬入又は搬出するための搬送ハンドである。ウエハステージ空間４ｃとウエハロードロックチャンバー１５間にはゲートバルブ１１ａが設けられている。また、ウエハロードロックチャンバー１５とウエハ交換室１４間には、ゲートバルブ１１ｂが設けられている。
【００２３】
２３はレチクルロードロックチャンバーである。２２は、レチクルロードロックチャンバー２３とレチクルステージ７との間で、レチクル２を搬入又は搬出するための搬送ハンドである。１０ｄはレチクルロードロックチャンバーの真空排気装置である。１９はレチクル１を大気圧下で一時保管するレチクル交換室である。１８はレチクルロードロックチャンバー２３とレチクル交換室１９との間でレチクル１を搬入又は搬出するための搬送ハンドである。レチクルステージ空間４ａとレチクルロードロックチャンバー２３間にはゲートバルブ１２ａが設けられている。また、レチクルロードロックチャンバー２３とレチクル交換室１９間には、ゲートバルブ１２ｂが設けられている。
【００２４】
本実施例では、クリーニング対象面（例えばレチクル表面）のパーティクルを除去するために、以下に説明する３つの除去作用力を併用、もしくは単独で用いている。
【００２５】
第一の除去作用として、ＵＶパルスレーザーの照射によるクリーニング作用である。これは、周期ｎｓｅｃオーダーのパルス光を照射することによって瞬間的に基板に生ずる熱弾性波的作用や、ＵＶ領域の光を照射することによる光化学的作用などを利用したものである。これらの作用が組み合わされることで、付着しているパーティクルが基板から除去される。
【００２６】
第二の除去作用として、ガスジェットによるクリーニング作用である。これは、真空中で、ガスジェットをパーティクルが付着した表面に吹き付けることにより、超音速の衝撃波をパーティクルに作用させ、除去効果を得るものである。一般に、空気であれば圧力比が０．５２８以上になると、流速は音速を超える。本実施例では、真空環境下に常圧のガスを噴出させることにより、容易に音速を超え、かつ衝撃波を伴った流れを生じさせている。
【００２７】
第三の除去作用として、ガスを真空中で噴出することによる断熱膨張を利用したクリーニング作用である。一般にガスが急激な断熱膨張を起こすと温度低下し、それに伴いガスの飽和蒸気圧が下がり凝結する。温度低下がもっと極端な場合は、その液滴はさらに冷えることにより、固形化し微粒化する。第三の作用は、この固形化した微粒子が超音速でパーティクルに衝突することによる物理的な作用で、パーティクルの除去作用を得るものである。
【００２８】
第三の作用に関するメカニズムを簡単なモデルで試算したので、図２を用いて説明する。
【００２９】
具体的には、１ｃｃ程度の閉空間内に、相対湿度５０％（２３℃）の空気が入っている場合を想定する。そして、実効排気速度２００ｃｃ／ｍｉｎの理想排気系で真空引きした場合の水蒸気凝結の可能性をシミュレーションした。図２は、上段は断熱膨張時の閉空間内圧、中段はガス温度、下段はそのガスの飽和水蒸気圧Ｐｓａｔと水蒸気圧Ｐｖａｐによって定まるＳｒ（以後これを飽和度と呼ぶ）をプロットしたものである。
【００３０】
Ｓｒ＝Ｐｖａｐ／Ｐｓａｔ
通常、飽和度Ｓｒ≧１のときは、ガス内にパーティクルが存在するとそのパーティクルを核に水蒸気の凝結が生じる（不均質核形成）。本実施例で用いるガスには、ガス中に核となるパーティクルは存在しないため、水蒸気の凝結は、核がない状態で凝結が生じる均質核形成となる。その時の飽和度は、通常、Ｓｒ≧４とされる。この試算でも明らかなように、上述の条件でガスを供給した場合、飽和度は容易に４をこえるため凝結が生じる。しかも、ガス温度は氷点下以下になるので、凝結の結果生じた水滴は、微粒化した氷に相変化すると考えられる。
【００３１】
この説明は、エアと水蒸気を用いた例であるが、これは他のガス種でも同様である。したがって、真空中にガスを噴出すると、ノズル内で断熱膨張した結果、急激に温度低下し、微粒化したガスは超音速で、パーティクルに衝突することになる。この物理的な作用でパーティクルは除去される。パーティクルを除去したあとのガス微粒子は、再度気化し、真空ポンプにより真空チャンバー外へと排出される。
【００３２】
本実施例では、以上のような３つのパーティクル除去作用力を併用、あるいは単独して用いることにより、レチクル面上のパーティクルを効果的に除去することが可能になる。
【００３３】
次に本実施例のパーティクルを除去する機構の詳細について、図３を用いて説明する。
【００３４】
図３は、上述のパーティクル除去作用を実現するための、ガス噴射ユニット、レーザー照射ユニット、回収ユニットの詳細を説明するための部分拡大図である。図４は、これらをレチクルパターン面側からみた場合の、ガス供給ノズルと回収ノズルの位置関係を表した図である。
【００３５】
まず、レーザー照射ユニットの詳細について説明する。２１はパルスレーザー光源である。パルスレーザー光源２１には、ＡｒＦレーザー（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦレーザー（波長２４８ｎｍ）、ＹＡＧレーザー（波長２６６ｎｍ、他）などが用いられる。７０は、パルスレーザー光源２１から発したパルス光の照度分布を均一にするためのホモジナイザである。２０は、石英ガラスなど入射波長に対して吸収の少ない光学材料で構成されたレーザー光導入窓である。レーザー光源２１によって供給されたレーザー光は、レーザー光導入窓２０を介して、レチクルステージ空間４ａ内に導入される。２６は、レーザー光導入窓２０からレチクルステージ空間４ａ内に導入されたレーザー光を、パーティクルを除去するために適切なビーム形状に集光、拡大するための光学系である。３５は、角度可変な反射ミラーである。反射ミラー３５により反射されたレーザー光は、レチクル２のパターン面３０に照射される。レーザー照射ユニットは、これらレーザー光源２１、ホモジナイザ７０、レーザー光導入窓２０、整形光学系２６、反射ミラー３５によって構成される。
【００３６】
次にガス噴射ユニットについて説明する。１７ａはガスジェットノズル（供給ノズル）である。２８ａはガスジェット用のガス源である。供給するガスとしては、Ａｒ，Ｎ２、Ｋｒ，Ｘｅなどの不活性ガスが考えられる。また、２８ｂはバッファチャンバーである。バッファチャンバー２８ｂは、ガスの流量調整が可能で、かつガスが断熱膨張の際に微粒化する程度までガスを予め冷却する冷却部としての機能も有する。２８ｃは絞り弁、マスフローコントローラーなど流量調整可能な機能を有する流量調整部である。２５は、供給ノズル１７ａへのガスの供給をＯＮ／ＯＦＦするための電磁弁である。ガス噴射ユニットは、これら供給ノズル１７ａ、ガス源２８ａ、バッファチャンバー２８ｂ、流量調整部２８ｃ、電磁弁２５によって構成される。
【００３７】
バッファチャンバー２８ｂから流量調整部２８ｃ、電磁弁２５を介して供給ノズル１７ａに到達したガスは、供給ノズル１７ａから真空中に噴出する。その際、ガス供給側と真空チャンバー側で圧力比が０．５２８以上あるので、ノズル出口のガス速度は音速以上となり、衝撃波を伴った流れが生ずる。同時に、急激な断熱膨張により温度が急激に下がり、前述したメカニズムにより、ガスが凝結し、微粒化する。
【００３８】
供給ノズル１７ａには、レチクルパターン３０の全面をガスジェット噴射するために、図１８（ａ）に示すような一方向（Ｘ方向）に並んだ多数のオリフィス（ガス供給口）が形成されている。なお、ガス供給口は図１８（ａ）のような形態に限らず、全体として一方向に伸びる形状であれば、図１８（ｂ）のように開口は１つのみでも良い。
【００３９】
噴出したガスジェットがレチクル２に当たる位置は、パルスレーザーの照射位置と一致している。供給ノズル１７ａとレチクル２との距離は、除去効率が最も高くなるように最適化されており、通常数ｍｍ程度の距離に設定する。
【００４０】
１７ｂは除去したパーティクルを回収、またはジェット気流を効率的に排気するための回収口が設けられた回収ノズル（回収ユニット）である。回収ノズル１７ｂには、図３に示すように、漏斗状に角度がついている。供給ノズル１７ａと回収ノズル１７ｂの角度は、調整可能で例えば４５°程度となっている。
【００４１】
レチクル２のクリーニング時には、レチクルステージ３によるスキャン動作により、供給ノズル１７ａのガス供給口の伸びる方向（Ｘ方向）とは直交する方向（Ｙ方向）にレチクル２を移動させ、レチクル２の全面をレーザー照射及びガス噴射して、パーティクルの除去を行う。なお、ここではＹ方向にクリーニング対象物であるレチクル２を移動させているが、必ずしもガス供給口の伸びる方向に対して直交する方向である必要はない。対象物を移動させる方向が、ガス供給口の伸びる方向とは異なる方向であれば、広い面積のクリーニングが可能である。
【００４２】
また、図４では、ガスジェットは供給ノズル１７ａから回収ノズル１７ｂに向かう方向、すなわち＋Ｙ方向に流れていくので、ステージの駆動方向を−Ｙ方向としている。これにより、除去後のパーティクルの再付着を防ぐことが可能になる。
【００４３】
２４は所定の繰り返し周波数でパルス信号を生成することの可能なパルスジェネレーターである。このパルス信号がトリガーとなって、レーザー発振を行う。また、同様にこのパルス信号により、電磁弁のＯＮ／ＯＦＦが行われ、ガスジェットが供給ノズル１７ａからパルス的に噴出し、かつパルスレーザーがそれに同期して発振する。
【００４４】
このシーケンスを図５を用いて説明する。パルスジェネレーター２４がマスター信号で、一定の繰り返し周波数で、図５に示すようにパルス信号を発生する。マスター信号の立ち上がりに同期して、先ず最初に電磁弁２５がＯＰＥＮする。通常、電磁弁の動作時間は数ｍｓｅｃ程度かかるため、フルオープンとなるのは、マスター信号の立ち上がりから、数ｍｓｅｃ後である。一方、レーザーの発振時間（パルス幅）は、使用するレーザーの種類にもよるが、数ｎｓｅｃ〜数１０ｎｓｅｃ程度である。したがって、あらかじめ電磁弁２５がフルオープンになってから、レーザーを発振させるために、Ｌａｓｅｒ  Ｔｒｉｇｇｅｒ  Ｉｎｐｕｔ信号にはマスター信号に対して数ｍｓｅｃ以上の遅れ（Ｄｅｌａｙ  Ｔｉｍｅ）を持たせている。これにより、レーザー発振のタイミングを電磁弁２５がフルオープンするタイミングより遅らせることが可能となり、ガスジェットが噴出している最中に、レーザーが発光させることができる。
【００４５】
次に、パルス光の照射数とパーティクルの除去率の関係について説明する。パルスレーザー照射法において、本発明者が行った実験では、基板上に付着したパーティクルは、パルス光をより多く当てることでその除去率が向上した。図６はこれの概略を示したもので、例えば粒径０．１μｍのパーティクルに対し、ある特定のレーザー照射条件で、１パルスでは１０％程度の除去率しか望めない。しかし、パルス光の照射数を多くすると除去率は次第に向上する。この例では、８０パルス程度照射すると、ほぼ１００％の除去率となることを示している。一般的に、粒子が基板に付着した際の付着力は、主に分子間力（Ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌｓ力）、液架橋力、静電気力とされているが、通常の環境下では、分子間力（Ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌｓ力）が主なものである。実験結果は、パルス光を多く照射することで、パーティクルが基板に付着している際の付着力が徐々に弱くなって除去されると考えられる。また、パルスレーザーを照射した際の表面ダメージは、パルスエネルギーの積分値ではなく、１パルスあたりのエネルギー密度であるとの報告もあり、この事実は発明者が行った実験でも同様な結果が得られている。
【００４６】
以上の説明は、パルス光の照射数と除去率の関係であったが、パルスジェット噴射のパルス噴射回数と除去率の関係も同様である。
【００４７】
次に、レチクルパターン面上でのレーザー照射位置とガス噴射位置について説明する。図７は、レチクルパターン面３０側からみた場合の位置関係を示し、そこに照射するレーザー光の位置を３２、レチクル２に当るガスジェットの位置を３１で表している。レチクルステージ２を移動速度Ｖｓで図中−Ｙ方向に移動しながら、レーザー照射、ガス噴射することで、レチクル２の全面をクリーニングする。このように、レーザー照射位置とガス噴射位置を重ね合わせることにより、パーティクル除去効果を高めている。
【００４８】
次に、所望の除去率、ステージ速度、レーザーの設定パラメータの関係を説明する。図７で、クリーニング時のクリーニング対象物（レチクル２）の等速運動速度をＶｓ［ｍ／ｓ］、パルスレーザーのビームシート厚（レチクル２上でのスキャン方向の照射幅）をＷ［ｍ］、パルスレーザーの繰り返し周波数をＦ［Ｈｚ］、除去に必要なパルスレーザー照射数をＮ［＃］とする。レチクルがビーム厚Ｗを移動するのに要する時間△Ｔｓは、
△Ｔｓ＝Ｗ／Ｖｓ                              （１）
である。この時間内に移動する照射エリアに対し、最低Ｎ回のパルス照射が必要だとすると、このときのパルス時間間隔は、
△Ｔｐ＝△Ｔｓ／Ｎ＝Ｗ／（Ｖｓ×Ｎ）          （２）
となる。一方、パルスレーザー光源のパルス時間間隔△τは、
△τ＝１／Ｆ                                  （３）
となる。△Ｔｐは、△τよりも大きくなければシステムとして成立しないので、
Ｗ／（Ｖｓ×Ｎ）＞１／Ｆ                      （４）
∴（Ｖｓ×Ｎ）／Ｗ＜Ｆ                            （５）
すなわち、所望の除去率（Ｎパルス照射に相当）を得るためには、（５）式のような簡単な関係式が成立するということである。例えば、Ｖｓ＝１００［ｍｍ／ｓ］，Ｆ＝３００［Ｈｚ］，Ｎ＝３０［＃］とすると（５）式より、ビームシート厚Ｗは１０［ｍｍ］以上必要となる。
【００４９】
以上の説明は、パルスレーザー照射の場合を説明したが、ガス噴射の場合も全く同様に説明可能である。具体的には、前述の（５）式でシートビーム厚Ｗを、ガスジェットのレチクル２上での幅（レチクル２上でのスキャン方向のガスジェットが当る幅）Ｗ’に、パルスレーザー除去で必要パルス数Ｎをガスジェット除去で必要なパルス数Ｎ’に変更するだけでそのまま成立する。また、全く同様にして、パルスレーザーとパルスジェットを併用する場合も、（５）の関係式は成立する。
【００５０】
次に本実施例においてレチクル２をクリーニングする際のシーケンスを図８を用いて説明する。この説明は、レチクル２をステージ３に搬送した直後にクリーニングを行う例を示している。
【００５１】
まず、ステップ１１１においてレチクルセットシーケンスが開始される。ステップ１１２において、レチクル２はレチクル交換室１９内のストッカからロードロックチャンバー２３を介して、レチクルステージ空間４ａ内に搬送される。ステップ１１４で、レチクル２はステージ３にレチクルチャック７を会してホールドされる。ステップ１１５では、クリーニング時にガスや除去されたパーティクルが、投影光学系空間４ｂに流入しないように、レゲートバルブ１６ａが一旦クローズする。ステップ１１６で、ステージ３にホールドされたレチクル２はクリーニングのための移動を開始する。ステップ１１７で、レーザー照射とガスジェット噴射が同期して、もしくは各々単独でレチクル２に対して行われる。レチクルパターン領域全域にパルスレーザー照射、ガスジェット噴射が完了すると、ステップ１１８でレチクルステージ３の動作が終了する。ステップ１１９でゲートバルブ１６ａが再びオープンし、ステップ１２０でレチクル２のアライメントが行われる。そして、ステップ１２１で、レチクルセットシーケンスが終了する。
【００５２】
パーティクルが付着しやすいシーケンスの一つに、搬送シーケンスが挙げられる。図８のシーケンスに示したように、レチクルクリーニングをレチクル搬送直後に行うことで、搬送によってパーティクルが付着してもそれを除去することが可能になる。
【００５３】
次に、レチクルクリーニングを露光動作シーケンスの中で、ウエハライメント中に行う例を図９を用いて説明する。図９では、パルスレーザーを照射するタイミングを、ウエハ搬入動作時、アライメント動作時に行っている。
【００５４】
まずステップ１２２で、所望のレイヤーを露光するために、既にレチクル２は露光装置にロードされレチクルアライメントも完了しているとして、ロット処理が開始される。ステップ１２３で、ウエハ番号を表す引数ｊが１にセットされる。ステップ１２４で、ウエハステージ２７に１枚目のウエハ１がロードされ、ステップ１２５で、１枚目のウエハ処理が開始される。ステップ１２６にて、露光に先立ちウエハ１はアライメント計測される。
【００５５】
一方、ステップ１２４、１２５、１２６と同時並行して、レチクルクリーニングシーケンスが行われる。まずステップ１３２にて、クリーニング時に投影光学系空間４ｂにガスが流入しないように、ゲートバルブ１６ａが一旦クローズされる。ステップ１３３で、ステージ３にホールドされたレチクル２はクリーニングのための移動を開始する。次にステップ１３４で、レーザー照射とガスジェット噴射が同期、もしくは各々単独でレチクル２に対して行われる。レチクルパターン領域全域にパルスレーザー照射、ガスジェット噴射が完了すると、ステップ１３５で、レチクルステージ３の動作が終了する。そして、ステップ１３６でゲートバルブ１６ａが再びオープンして、クリーニングシーケンスが終了する。この一連のクリーニングシーケンスは、ウエハ１の搬入動作とアライメント動作を行っている間に完了すればよい。
【００５６】
全ショットの露光が完了すると、ステップ１２７にて１枚目ウエハ処理が全て完了する。この時点では、ウエハ１枚の露光動作が終了したのみなので、ステップ１２９での判断はＮｏとなり、ウエハ番号引数ｊをステップ１３１でインクリメントする。そして、再度ステップ１２４にて２枚目のウエハ処理に移行するために、ウエハがステージ上にロードされる。ステップ１２５で２枚目のウエハの処理が開始されるが、前述のようにステップ１２４，１２５，１２６と同時並行して、一連のレチクルクリーニングシーケンス１３２，１３３，１３４，１３５，１３６が行われる。以上の動作を繰り返し、ステップ１２９にてＭ枚全てのウエハに対し一連の露光動作が完了すると、ステップ１３０にて次のロット処理へ移行する。
【００５７】
この例では、レチクルのクリーニング動作は、ウエハ交換とアライメント動作を同時平行して行うため、スループットを低下させることなく、常にレチクルを清浄な状態に保つことが可能になる。また、この例では、ウエハ一枚毎にレチクルクリーニングを行うとしているが、当然のことではあるが、露光装置の使用状態によっては、クリーニング頻度をもっと少なくすることも可能である。
【００５８】
なお、近年の露光装置では、露光用ステージとアライメント用ステージの両方を別々に備えたタイプのものが採用されたものが知られている。このようなタイプの露光装置においても、本実施例で説明したレチクルクリーニングシーケンスは適用可能である。
【００５９】
（実施例２）
実施例２を図１０を用いて説明する。実施例１では、パーティクル、及びガスの回収部として、漏斗状の回収ノズルを用いた。本実施例は、回収部として捕集用のメッシュ電極４０と、捕集板４１をレチクルパターン面近傍に設置した例である。メッシュ電極４０と捕集板４１間に電界を発生させ、静電気力により、パーティクルを捕集する。このような構成により、除去されたパーティクルが再付着、もしくは他の部材に飛散しないようにすることができる。
【００６０】
この場合、レチクル表面と、メッシュ電極４０はＧＮＤ電位として（接地）、その間では電界は発生させず、メッシュ電極４０と捕集板４１間で電界を発生させる必要がある。すなわち、除去されたパーティクルはガス流と共に、図中、およそθの角度で、メッシュ電極４０の方向へ侵入してくる。メッシュ電極４０を通り抜けたパーティクルは、メッシュ電極４０と捕集板４１間の電位勾配によって、静電気力に従って、メッシュ電極４０と捕集板４１間で捕集される。
【００６１】
レチクル２とメッシュ電極４０間で電位の勾配があると、パーティクルの極性によっては、逆にレチクル２に再付着する可能性も考えられる。そこで、上述のようにレチクル表面とメッシュ電極４０を同電位に保つことにより、パーティクルのレチクル２への再付着を防いでいる。
【００６２】
微粒子の帯電に関し、一般的に比較的急激な反応によって生じたものは、帯電粒子を多く含み、穏やかな反応によって作られたものは、帯電していないことが多い、とされている。このことから推察すると、レーザーによって除去されたパーティクルも、ある程度帯電していると考えられる。そしてその極性は、一般的には、非金属または非金属酸化物の微粒子は正に帯電し、金属または金属酸化物の微粒子は負に帯電するとされている。したがって、本実施例のように、メッシュ電極４０と捕集板４１間に電界を発生させれば、パーティクルの材質により帯電極性が異なっていても、２つの電極のいずれかにより捕集可能と考えられる。
【００６３】
パーティクルが帯電していない場合でも、電場をかけることで導体の場合は、静電誘導により表面に電荷が生じ、同様に不導体の場合も、誘電分極により表面に電荷が生じる。この場合、電場勾配が一定ではない不均一電場を形成することで、捕集は可能となる。本実施例は、均一電場ではないため、無帯電粒子の捕集も可能である。
【００６４】
システム設計上、実施例１で説明したような回収ノズルが物理的に設置できなくとも、電極を設置することは、設計上容易であるため、本実施例はより汎用性が高い。
【００６５】
また、静電気力を用いて除去パーティクルを捕集する方法として、図１１のように、回収ノズル内に電極を設置する方法も考えられる。この例では、回収ノズルをＧＮＤに接続して、その内部に＋電極を設けている。このように構成することで、ノズル内で電界強度が均一ではなく、電界が変化するため、除去されたパーティクルが無帯電であっても、ノズル内で捕集される。内部電極形状としては、平板も考えられるが、メッシュ状電極、ワイヤ電極など、様々な形状が可能である。
【００６６】
（実施例３）
実施例３を図１２を用いて説明する。本実施例は、ウエハチャック６のクリーニングに際して本発明を適用した例を示している。従来、ウエハチャック６上のパーティクルとしては、その多くがウエハ裏面に付着して運ばれた感光剤（フォトレジスト）の一部であると考えられる。この他には、装置の置かれている雰囲気中の浮遊塵埃の堆積等と考えられる。ＥＵＶ露光装置になると、露光環境は真空環境であるため、それに特有のパーティクルも付着も懸念される。
【００６７】
図１２において、１７ｃはウエハチャッククリーニング用のジェットノズル（供給ノズル）であり、１７ｄはパーティクル及びガスの回収ノズルである。供給ノズル１７ｃとウエハチャック６との距離は、除去効率が最も高くなるように最適化されており、通常数ｍｍ程度の距離である。
【００６８】
図１３は除去対象物であるウエハチャック１３と供給ノズル１７ｃと回収ノズル１７ｄの相対位置関係を示している。図１３において、ガスジェットは、供給ノズル１７ｃから回収ノズル１７ｄの方向（＋Ｙ方向）に流れる。そこで、ウエハステージ２７のスキャン方向を−Ｙ方向とすることで、パーティクルのウエハチャック６への再付着を防ぐことができる。
【００６９】
図１４において、レーザー照射位置を３３、ウエハチャック６に当るガスジェットの位置を３４で表している。ウエハステージ２７を移動速度Ｖｓで図中−Ｙ方向に移動しながら、レーザー照射、ガス噴射することで、ウエハチャック６の全面をクリーニングする。このように、レーザー照射位置とガス噴射位置を重ね合わせることにより、パーティクル除去効果を高めている。
【００７０】
また、実施例１と同様に、所望の除去率（Ｎパルス照射に相当）を得るためには、ウエハステージ２７の等速時の運動速度Ｖｓ［ｍ／ｓ］、パルスレーザーのビームシート厚Ｗ［ｍ］、パルスレーザーの繰り返し周波数Ｆ［Ｈｚ］に関し、（５）式のような簡単な関係式が成立する必要がある。
【００７１】
以上の説明は、パルスレーザー照射の場合を説明したが、ガス噴射の場合も全く同様で、さらにパルスレーザー照射とパルスジェット噴射を併用した場合に関しても、前述の（５）式はパラメータを変更するだけで、そのまま成立する。
【００７２】
次に、ウエハチャック２７をクリーニングするシーケンスについて、図１５に示すフローチャートを使って説明する。
【００７３】
まず、ステップ１３７にて、ウエハ処理が開始される。ステップ１３８にて、ウエハ番号を表す引数ｊが１にセットされ、ステップ１３９にて、露光装置内にウエハ１が搬送される。ステップ１４０にてアライメント動作の後、ステップ１４１にて、レチクル２の回路パターンがウエハ１上に露光される。この時点では、ウエハ１一枚の露光が終了したのみなのでステップ１４２はＮｏとなり、ステップ１５０にて、ウエハ番号ｉをインクリメントし、再びステップ１３９からの一連の露光動作に移る。以上の動作を繰り返し、Ｎ枚目のウエハ処理の後、チャッククリーニング動作に移る。ステップ１４３にて、クリーニング時のパーティクル、ガスが投影光学系空間４ｂに進入しないように、ゲートバルブ１６ｂをクローズする。そして、ステップ１４４にて、ウエハステージ２７は、図示していないウエハステージクリーニングポートに移動する。ステップ１４５にて、ウエハステージ２７のクリーニングの際の動作が開始される。ステップ１４６にて、パルスレーザー照射とガスジェット噴射が同期して、もしくは単独でウエハチャック６に行われる。ウエハチャック６の全面をクリーニングすると、ステージ１４７にてウエハステージ動作が終了する。そして、ステップ１４８でゲートバルブ１６ｂを再びオープンし、ステップ１４９にてウエハチャック６のクリーニングが終了となる。
【００７４】
この例では、ウエハチャック６をクリーニングするタイミングは、あらかじめＮ枚ウエハを処理した後に行うとしたが、不定期に行うことももちろん可能である。
【００７５】
以上のように、本実施例では、ウエハチャック６をクリーニングする方法を説明したが、クリーニング対象をレチクルチャックとしても、まったく同様に行うことが可能であるため、ここでは説明を省略する。
【００７６】
（実施例４）
実施例４を図１６を用いて説明する。本実施例は、ウエハ１のクリーニングに際して本発明を適用した場合を示している。ウエハ１上のパーティクルとしては、ステージ、その他の摺動部からの発塵が考えられる。また、大気中から真空環境下へ搬送する際のＥＵＶ露光装置に特有のパーティクルの付着も懸念される。
【００７７】
ウエハ上のパーティクルを除去する際は、パルスレーザー照射は不可能な場合がある。理由は、ウエハ１にはレジストが塗布されているためである。ＵＶ光を用いたパルスレーザー光を照射すると、レジストによっては感光してしまうおそれがある。この場合、パーティクルの除去手段としては、ガスジェット噴射のみを用いることになる。図１６では、ウエハチャックのクリーニングの場合と構成は全く同じであるが、レーザー光は発振しない構成となっている。
【００７８】
また、レーザー照射位置とパルスジェット噴射位置の相対関係は、前述のウエハチャックの場合と全く同様で可能である。
【００７９】
次にウエハ１をクリーニングするシーケンスを図１７を用いて説明する。この説明は、ウエハをステージに搬送した直後にクリーニングを行う例を示している。
【００８０】
まずステップ１５２にてウエハ処理が開始される。ステップ１５３にて、ウエハ１がウエハ交換室１４内のストッカからロードロックチャンバー１５を介して、ウエハステージ空間４ｃ内に搬送される。ステップ１５４で、搬送されたウエハ１は、ウエハチャック６を介してウエハステージ２７にホールドされる。次に、ステップ１５５では、クリーニング時に除去パーティクルやガスが、投影光学系空間４ｂ内に流入しないように、ゲートバルブ１６ｂが一旦クローズする。ステップ１５６では、ウエハステージ２７がクリーニングポートに移動する。ステップ１５７では、ウエハステージ２７にホールドされたウエハ１はクリーニングのためのスキャン移動を開始する。ステップ１５８では、ウエハ表面にガスジェット噴射する。ウエハ全面にガスジェット噴射が完了すると、ステップ１５９で、ウエハステージ２７の動作が終了する。そして、ステップ１６０でゲートバルブ１６ｂが再びオープンし、通常のウエハ処理シーケンスに戻る。
【００８１】
このように、ウエハクリーニングをウエハ搬送直後に行うことで、搬送によってウエハ二パーティクルが付着してもそれを除去することが可能になる。
【００８２】
（実施例５）
次に上述の各実施例で説明したＥＵＶ露光装置を利用した半導体デバイスの製造方法の実施例を説明する。
図１９は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ）の製造フローを示す。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク制作）では設計した回路パターンを形成したマスク（レチクル２）を制作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハ（ウエハ１）を製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハとを用いて、リソグラフィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ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エハを用いて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、耐久性テスト等の検査を行う。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。
【００８３】
図２０は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハ（ウエハ１）の表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハにレジスト（感材）を塗布する。ステップ１６（露光）では上記露光装置によってマスク（レチクル２）の回路パターンの像でウエハを露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。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。これらステップを繰り返し行うことによりウエハ上に回路パターンが形成される。
【００８４】
本実施例の製造方法を用いれば、従来は難しかった高集積度の半導体デバイスを製造することが可能になる。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2010501999.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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2010501999.tif 000024
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