(57)【要約】【課題】  マスク（レチクル）を不純物ガスによる汚染から防止すること。【解決手段】  清浄度がほぼ一定に保持されている露光室２１内にあるレチクルＲをさらに不純物ガスによる汚染から防止するために、露光光によって光触媒効果を発揮する光触媒膜７０を利用し、この光触媒膜７０によりレチクル雰囲気中の不純物ガスを分解除去する。光触媒膜７０をレチクルＲ自体にコーティングする場合、光触媒膜７０は露光光を吸収し、光触媒膜７０により照度が低下して、生産性が低下するおそれがあるので、露光エネルギーを損失することなく光触媒効果を得ることが出来ように、露光エリア６２内にあるパターン部の非透過部６１に光触媒膜７０をコーティングするか（図６参照）、非露光エリア６３にコーティングするか、或いは非露光エリア６３と露光エリア６２内にあるパターン部の非透過部６１の双方に光触媒膜７０をコーティングする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境制御されたチャンバ内に配置される、露光転写用のパターンが形成されたマスクを不純物ガスに汚染されないようにする、マスク汚染防止方法であって、
前記マスク周辺の不純物ガスの濃度を所定値以下に制御することを特徴とするマスク汚染防止方法。
【請求項２】
請求項１に記載のマスク汚染防止方法において、
前記不純物ガスが酸化物で、該酸化物の気中濃度が０．１μｇ／ｍ３以下に制御されることを特徴とするマスク汚染防止方法。
【請求項３】
請求項２に記載のマスク汚染防止方法において、
前記酸化物が、酸化硫黄（ＳＯｘ）又は硫酸イオン（ＳＯ４２−）を含む酸化物であることを特徴とするマスク汚染防止方法。
【請求項４】
請求項１に記載のマスク汚染防止方法において、
前記不純物ガスが有機物で、前記マスク周辺の大気中総有機物量が１．０μｇ／ｍ３以下（ベンゼン分子以上、トルエン換算値）に制御されることを特徴とするマスク汚染防止方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載のマスク汚染防止方法において、
前記不純物ガスを、前記パターンを被露光基板に露光転写させるため前記マスクに照射される露光光により光触媒効果を発揮する光触媒膜によって分解除去して、前記マスク周辺の前記不純物ガスの濃度を所定値以下に制御することを特徴とするマスク汚染防止方法。
【請求項６】
請求項５に記載のマスク汚染防止方法において、
前記光触媒膜が、前記マスクの、前記露光光が透過しない非透過部分に形成されていることを特徴とするマスク汚染防止方法。
【請求項７】
請求項５に記載のマスク汚染防止方法において、
前記光触媒膜が、前記マスクの前記パターンが形成されていない、非パターン部分に形成されていることを特徴とするマスク汚染防止方法。
【請求項８】
請求項５に記載のマスク汚染防止方法において、
前記光触媒膜が、前記マスクと該マスクの防塵カバーとの間の防塵カバーフレームの内壁面に形成されていることを特徴とするマスク汚染防止方法。
【請求項９】
請求項５乃至８の何れか一項に記載のマスク汚染防止方法において、
前記光触媒がチタン酸化物であることを特徴とするマスク汚染防止方法。
【請求項１０】
請求項１乃至４の何れか一項に記載のマスク汚染防止方法において、
前記不純物ガスを、前記マスク周辺に清浄化されたガスを供給する供給通路内に配置された、酸成分除去用ケミカルフィルタにより除去して、前記マスク周辺の前記不純物ガス濃度を所定値以下に制御することを特徴とするマスク汚染防止方法
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか一項に記載のマスク汚染防止方法において、
前記マスクが、前記チャンバ内に配置された、前記パターンを被露光基板に露光転写する露光装置本体のマスクステージ上に搭載されているマスクであることを特徴とするマスク汚染防止方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１０の何れか一項に記載のマスク汚染防止方法において、
前記マスクが、前記チャンバ内に配置された、前記マスクのマスク保管室内に保管されているマスクであることを特徴とするマスク汚染防止方法。
【請求項１３】
環境制御されたチャンバ内に配置される、露光転写用のパターンが形成されたマスクの汚染防止装置であって、
前記マスク周辺の不純物ガスの濃度を所定値以下に制御する、不純物ガス濃度制御手段を、前記マスク又は該マスク周辺の任意の部位に設けたことを特徴とするマスク汚染防止装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のマスク汚染防止装置において、
前記不純物ガス濃度制御手段が、前記マスクを照射する露光光により光触媒効果を発揮して前記マスク周辺の不純物ガスを分解除去する光触媒膜であり、
前記光触媒膜が、前記露光光が透過しない前記マスクの非透過部分、前記パターンが形成されていない前記マスクの非パターン部分、又は前記マスクと該マスクの防塵カバーとの間に配置される防塵カバーフレームの内壁面部分の少なくとも何れかの部分に形成されていることを特徴とするマスク汚染防止装置。
【請求項１５】
環境制御されたチャンバ内に配置される、露光転写用のパターンが形成されたマスクの汚染防止装置であって、
前記マスク周辺の不純物ガスの濃度を所定値以下に制御する、不純物ガス濃度制御手段を、前記マスク周辺に清浄化されたガスを供給する供給通路内に設けてなることを特徴とするマスク汚染防止装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のマスク汚染防止装置において、
前記不純物ガス除去手段が、酸成分除去用ケミカルフィルタであることを特徴とするマスク汚染防止装置。
【請求項１７】
環境制御されたチャンバ内に、露光光をマスクに照射して該マスクに形成されたパターンを被露光基板に露光転写する露光装置本体を配置した露光装置において、
前記マスクが請求項１乃至１２の何れか一項に記載のマスク汚染防止方法によって汚染防止されていることを特徴とする露光装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の露光装置において、
前記チャンバ内に前記マスクを保管するマスク保管室が配置され、
前記マスク保管室内の前記マスクが請求項１乃至１２の何れか一項に記載のマスク汚染防止方法によって汚染防止されていることを特徴とする露光装置。
【請求項１９】
環境制御されたチャンバ内に、露光光をマスクに照射して該マスクに形成されたパターンを被露光基板に露光転写する露光装置本体を配置した露光装置において、
請求項１３乃至１６の何れか一項に記載のマスク汚染防止装置を備えていることを特徴とする露光装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の露光装置において、
前記チャンバ内に前記マスクを保管するマスク保管室が配置され、
前記マスク保管室に請求項１３乃至１６の何れか一項に記載のマスク汚染防止装置が装備されていることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子や液晶表示素子を、リソグラフィ技術を用いて製造するための露光装置に装備されるマスクが該マスク付近の雰囲気中の不純物ガス成分により汚染されるのを防止する、マスク汚染防止方法、マスク汚染防止装置、該マスク汚染防止方法によって汚染防止されたマスクを使用する露光装置及び該マスク汚染防止装置を装備した露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体素子や液晶表示素子を、リソグラフィ技術を用いて製造する際には、パターンが形成されたマスクとしてのレチクルに露光用照明光（露光光）を照射し、このレチクルのパターンの像を、投影光学系を介してフォトレジスト等の感光剤が塗布された半導体ウエハやガラステンプレート等の感光性基板上に投影露光する露光装置が使用されている。近年においては、基板上のショット領域に投影されるパターン形状の微細化の要求に伴い、使用される露光光は短波長化される傾向にあり、これまでの水銀ランプに代わってＫｒＦ（クリプトンフッ素）エキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（アルゴンフッ素）エキシマレーザ（１９３ｎｍ）を用いた露光装置が実用化されつつある。また、更なるパターン形状の微細化を目指してＦ２（フッ素）レーザ（１５７ｎｍ）を用いた露光装置の開発も進められている。
【０００３】
かかる短波長化した露光光を使用する場合、基板上に塗布されるレジストとして、光酸発生剤が添加された化学増幅型レジストが主流となっている。この化学増幅型レジストは露光時に酸を発生させることによる増感作用でパターンを形成しており、大気中にアンモニア等のアルカリ成分があると、このアルカリ成分が発生した酸素と中和してしまい、パターン形成を阻害してしまう問題がある。
【０００４】
また、露光光の短波長化に伴い、露光装置の雰囲気中に有機物成分全般と硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）等の酸化物を含む不純物ガスが存在すると、これら有機物成分や酸化物が露光光からのエネルギーを受けて光化学反応を起こしてレンズなどに析出、付着することがある。この析出、付着がある程度の量となると、例えば照明光学系では照度の低下と散乱光の増加となる。
【０００５】
このため、露光装置では、照明光学系、レチクルステージ、投影光学系、ウエハステージなどを空調装置付きのチャンバ内に収容して、環境制御（清浄度、温度、圧力）を行っており、空調装置やチャンバ内には、不純物ガス成分を除去するためのケミカルフィルタやパーティクルを除去するＵＬＰＡフィルタ(Ultra Low Penetration Air filter)等が装備され、チャンバ内を循環するガスの清浄度をほぼ一定に保っている。
【０００６】
例えば、レジストが塗布されたウエハの付近（ウエハ雰囲気）では、アルカリ除去用のケミカルフィルタを通した循環空気が供給されていて、アルカリ成分が発生した酸素と中和してパターン形成を阻害するのを防止している。また、照明光学系や投影光学系では、それらの光路雰囲気を清浄な不活性ガスで置換して不純物ガスによる汚染から保護している。
【０００７】
これに対し、レチクルについては、パターンが形成された面又はレチクルの両面が防塵カバーであるペリクルによって保護されていて、パーティクルがレチクル表面に付着しないようにしているが、不純物ガスに対しては特別な対策が何ら施されていなかった。
【０００８】
すなわち、空調装置やチャンバ内に設けたＵＬＰＡフィルタによりチャンバ内を循環するガスからパーティクルが除去されている環境内で、さらにペリクルによってレチクルをパーティクルから保護しているが、不純物ガスに対しては、空調装置やチャンバ内に設けたケミカルフィルタにより一応除去されているので、レチクル付近（レチクル雰囲気中）でさらに不純物ガスを除去するようにはしていなかった。
【０００９】
これは、レチクルがレチクルステージ上に搭載されており、レチクル雰囲気を、上述した照明光学系や投影光学系のように清浄な不活性ガスで置換することが難しいことと、またレチクルのパターンが形成された面などをペリクルによって保護しておけば何ら不都合がないものと考えられていたからである。
【００１０】
レチクル雰囲気中に存在する不純物ガスが露光光により光化学反応を引き起こして、レチクルの光透過部上に不純物が析出、付着すると、これが僅かであってもそのままレジストに転写されてしまうが、これはパーティクルがレチクルに付着する場合に比べれば無視できるものと考えられていた。
【００１１】
しかしながら、更なるパターン形状の微細化の要求に伴って、レチクル上に不純物が僅かでも析出、付着すると無視出来ない事態が生じている。例えば、ＡｒＦエキシマレーザを露光光として使用する露光装置では、レチクル上で１μｍ未満の非常に狭い幅を有する光透過部があり、この光透過部に不純物が析出、付着すると、付着した部分が非透過部となってレジストに転写されて、パターン不良の原因となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、レチクルであるマスクを不純物ガスによる汚染を防止する、マスク汚染防止方法、マスク汚染防止装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、マスク汚染防止方法によって汚染が防止されたマスクを使用した露光装置、マスク汚染防止装置を装備した露光装置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】
【００１４】
上記目的を達成する、本発明の請求項１に記載のマスク汚染防止方法は、環境制御されたチャンバ内に配置される、露光転写用のパターンが形成されたマスクを不純物ガスに汚染されないようにする、マスク汚染防止方法であって、前記マスク周辺の不純物ガスの濃度を所定値以下に制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項１に記載のマスク汚染防止方法において、前記不純物ガスが酸化物である場合、該酸化物の気中濃度が０．１μｇ／ｍ３以下に制御される（請求項２）。
【００１６】
前記酸化物には酸化硫黄（ＳＯｘ）又は硫酸イオン（ＳＯ４２−）を含む酸化物などがある（請求項３）。
【００１７】
また、請求項１に記載のマスク汚染防止方法において、前記不純物ガスが有機物である場合、マスク周辺の大気中総有機物量が１．０μｇ／ｍ３以下（ベンゼン分子以上、トルエン換算値）に制御される（請求項４）。
【００１８】
請求項１に記載のマスク汚染防止方法において、前記マスク周辺の前記不純物ガスの濃度を所定値以下に制御する手段の一つとして、光触媒膜７０がある（請求項５）。この光触媒膜７０は、パターンを被露光基板に露光転写させるためマスクに照射される露光光により光触媒効果を発揮して、不純物ガスを分解除去し、マスクに不純物が析出、付着するのを防止する。
【００１９】
前記光触媒膜は、例えば、前記マスクの、前記露光光が透過しない非透過部分６５に形成されるか（請求項６）、又は前記マスクの前記パターンが形成されていない、非パターン部分に形成される（請求項７）。
【００２０】
また、前記光触媒膜は、マスクに照射された露光光が反射、散乱する、マスクと該マスクの防塵カバー（ペリクル膜）５２との間の防塵カバーフレーム（ペリクルフレーム）５１の内壁面に形成される（請求項８）。
【００２１】
前記光触媒７０としては、例えばチタン酸化物がある（請求項９）。
【００２２】
請求項１に記載のマスク汚染防止方法において、前記マスク周辺の前記不純物ガスの濃度を所定値以下に制御する別の手段として、マスク周辺に清浄化されたガスを供給する供給通路２７内に配置された、酸成分除去用ケミカルフィルタ３５がある（請求項１０）。
【００２３】
請求項１に記載のマスク汚染防止方法において、前記マスクとしては、露光装置本体１１のマスクステージＲＳ上に搭載されているマスク（請求項１１）や、チャンバ２０内に配置された、マスクのマスク保管室４０内に保管されているマスク（請求項１２）も含まれる。
【００２４】
本発明の請求項１３に記載のマスク汚染防止装置は、環境制御されたチャンバ２０内に配置される、露光転写用のパターンが形成されたマスクの汚染防止装置であって、前記マスク周辺の不純物ガスの濃度を所定値以下に制御する、不純物ガス濃度制御手段を、前記マスク又は該マスク周辺の任意の部位に設けたことを特徴とする。
【００２５】
請求項１３に記載のマスク汚染防止装置において、前記不純物ガス濃度制御手段として光触媒膜７０があり、この光触媒膜７０は、露光光が透過しないマスクの非透過部分６５、パターンが形成されていないマスクの非パターン部分、又はマスクと該マスクの防塵カバー（ペリクル膜）５２との間に配置される防塵カバーフレーム（ペリクルフレーム）５１の内壁面部分の少なくとも何れかの部分に形成されている（請求項１４）。
【００２６】
本発明の請求項１５に記載のマスク汚染防止装置は、環境制御されたチャンバ２０内に配置される、露光転写用のパターンが形成されたマスクの汚染防止装置であって、前記マスク周辺の不純物ガスの濃度を所定値以下に制御する、不純物ガス濃度制御手段を、マスク周辺に清浄化されたガスを供給する供給通路２７内に設けてなることを特徴とする。
【００２７】
前記不純物ガス除去手段として、酸成分除去用ケミカルフィルタ３５が使用される（請求項１６）。
【００２８】
本発明の請求項１７に記載の露光装置は、環境制御されたチャンバ２０内に、露光光をマスクに照射して該マスクに形成されたパターンを被露光基板に露光転写する露光装置本体１１を配置した露光装置１０において、前記マスクが請求項１乃至１２の何れか一項に記載のマスク汚染防止方法によって汚染防止されていることを特徴とする。
【００２９】
請求項１７に記載の露光装置において、前記チャンバ２０内に前記マスクのマスク保管室４０を配置し、このマスク保管室４０内のマスクを請求項１乃至１２の何れか一項に記載のマスク汚染防止方法によって汚染防止することが出来る（請求項１８）。
【００３０】
本発明の請求項１９に記載の露光装置は、環境制御されたチャンバ２０内に、露光光をマスクに照射して該マスクに形成されたパターンを被露光基板に露光転写する露光装置本体１１を配置した露光装置において、請求項１３乃至１６の何れか一項に記載のマスク汚染防止装置を備えていることを特徴とする。
【００３１】
請求項１９に記載の露光装置において、前記チャンバ２０内に前記マスクのマスク保管室４０を配置し、このマスク保管室４０に請求項１３乃至１６の何れか一項に記載のマスク汚染防止装置を装備して、マスク保管室内のマスクを不純物ガスから汚染防止することが出来る（請求項２０）。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１，１３に記載の本発明によれば、マスク周辺の不純物ガスの濃度を所定値以下に制御するようにしてあるので、不純物ガスによるマスクの汚染を可及的に少なくして、不純物がマスク上に析出、付着するのを防止することができ、マスク不良に至るおそれがなく、製品の歩留まりを向上させることが可能である。
【００３３】
請求項２に記載の本発明によれば、不純物ガスが酸化物である場合、該酸化物の気中濃度が０．１μｇ／ｍ３以下に制御するようにしてあるので、酸化物によるマスクの汚染を可及的に少なくして、酸化物がマスク上に析出、付着するのを防止することができ、マスク不良に至るおそれがなく、製品の歩留まりを向上させることが可能である。
【００３４】
請求項４に記載の発明によれば、不純物ガスが有機物である場合、マスク周辺の大気中総有機物量が１．０μｇ／ｍ３以下（ベンゼン分子以上、トルエン換算値）に制御するようにしてあるので、有機物によるマスクの汚染を可及的に少なくして、有機物がマスク上に析出、付着するのを防止することができ、マスク不良に至るおそれがなく、製品の歩留まりを向上させることが可能である。
【００３５】
請求項５，１４に記載の発明によれば、光触媒膜７０によって不純物ガスを分解除去するようにしてあるので、マスク雰囲気中の不純物ガスを容易に分解除去でき、不純物ガスによるマスクの汚染を可及的に少なくして、不純物がマスク上に析出、付着するのを防止することができ、マスク不良に至るおそれがなく、製品の歩留まりを向上させることが可能である。また、マスク自体に光触媒膜を塗布したり、或いはマスクをパーティクルから保護する防塵カバーフレーム（ペリクルフレーム）５１に塗布したりすることができて、構造的な部材を何ら付加しなくても済む。
【００３６】
請求項１０，１５又は１６に記載の発明によれば、マスク周辺に清浄化されたガスを供給する供給通路２７内に酸成分除去用ケミカルフィルタ３５を配置して、マスク周辺の不純物ガスの濃度を所定値以下に制御しており、不純物ガスによるマスクの汚染を可及的に少なくして、不純物がマスク上に析出、付着するのを防止することができ、マスク不良に至らずに済み、製品の歩留まりを向上させることが可能である。また、既存の設備を利用することが可能で、コストがかからずに済む。
【００３７】
請求項１７に記載の発明によれば、請求項１乃至１２の何れか一項に記載のマスク汚染防止方法によってマスクを不純物ガスから汚染防止しているので、マスク不良を防止し、製品の歩留まりを向上させることが可能である。
【００３８】
請求項１９に記載の発明によれば、請求項１３乃至１６の何れか一項に記載のマスク汚染防止装置を装備しているので、マスク不良を防止し、製品の歩留まりを向上させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下本発明のマスク汚染防止方法、装置及び該マスク汚染防止方法、装置によりマスクの汚染を防止した露光装置の実施形態について図１乃至図７を参照して説明する。
【００４０】
図１は本発明のマスク汚染防止方法、装置によりマスクの汚染を防止した露光装置の第一の実施形態を示す全体構成図、図２は図１の露光装置のマスクとしてのレチクルに装備されるペリクルの分解斜視図、図３はレチクル及びペリクルの断面図、図４はレチクルの光透過部と非透過部を説明する説明図、図５はレチクル自体に光触媒膜を形成した一実施形態を説明する説明図、図６はレチクル自体に光触媒膜を形成した他の実施形態を説明する側面図、図７は本発明のマスク汚染防止方法、装置によりマスクの汚染を防止した露光装置の第二の実施形態を示す全体構成図である。
【００４１】
本実施形態の露光装置１０は、その露光装置本体部分１１が環境条件（清浄度、温度、圧力など）をほぼ一定に維持したチャンバ２０内に収容されている。チャンバ２０は、露光装置本体部分１１を収容した露光室２１と、マスクとしてのレチクルＲを複数枚保管したマスク保管室としてのレチクルライブラリ４０及び多関節型ロボットからなるレチクルローダ（図示せず）を収容したレチクル収容室２２を備える。レチクルローダは、レチクルライブラリ４０からレチクルＲを本体部分１１のレチクルステージＲＳ上に搬入し、また該レチクルステージＲＳ上からレチクルＲをレチクルライブラリ４０に搬出する。
【００４２】
なお、マスク保管室としてレチクルライブラリ４０をレチクル収容室２２内に配置した場合を示したが、例えば複数枚のレチクルを保管する、ボトムオープンタイプの密閉式カセット（コンテナ）をレチクルライブラリ４０の代わりに配置してもよい。
【００４３】
露光装置本体部分１１は、照明光学系１２と、この照明光学系１２の下に配置された投影光学系１３と、照明光学系１２と投影光学系１３との間に配置されたレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳと、投影光学系１３の下に配置された、基板としてのウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴ及び、投影光学系１３を保持するとともにウエハステージＷＳＴが搭載された本体コラム１４などを備える。
【００４４】
照明光学系１２は、ミラーＭ１，Ｍ２，Ｍ３などの他にオプティカルインテグレータ、視野絞り（いずれも不図示）などの光学部品を照明系ハウジング１５内に所定の位置関係で収容してなり、不図示のリレー光学系を介して、ＡｒＦエキシマレーザ（出力波長１９３ｎｍ）あるいはＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）などの、光源としてのエキシマレーザ１６に接続される。リレー光学系は、その少なくとも一部にビーム・マッチング・ユニットと称される、エキシマレーザ１６と照明光学系１２との間の光軸調整用の光学系を含む。照明系ハウジング１５及びリレー光学系を収容する鏡筒内は、それぞれ内部が不活性ガスでパージされ、清浄度が良好に維持される。
【００４５】
投影光学系１３は、例えば両側テレセントリックな縮小系が用いられていて、その投影倍率が例えば１／４、１／５或いは１／６等に設定されている。照明光学系１２によりレチクルＲが照明されると、該レチクルＲに形成されたパターンが投影光学系１３によって前記投影倍率で縮小され、フォトレジストが塗布されたウエハＷ上に投影転写される。また、投影光学系１３には、図示しないが、その鏡筒内に光軸に沿って複数のレンズエレメントが配置されていて、鏡筒内が不活性ガスによりパージされ、清浄度が良好に維持される。
【００４６】
レチクルステージＲＳは、不図示の駆動系によりレチクルＲを投影光学系１３の光軸方向への微動、水平面内での２次元的な移動及び微小回転をさせる。レチクルステージＲＳの端部には不図示のレーザ光波干渉測長器（干渉計）からのレーザビームを反射する移動鏡が固定されている。レチクルステージＲＳの２次元的な位置は、この干渉計によって例えば０．０１μｍ程度の分解能で常時検出される。
【００４７】
ウエハステージＷＳＴは、本体コラム１４のステージベース上で不図示の駆動系により水平面内において２次元方向に駆動される。ウエハステージＷＳＴ上には不図示のウエハホルダを介してウエハＷが真空吸着などにより固定される。ウエハステージＷＳＴ上には不図示のレーザ光波干渉測長器（干渉計）からのレーザビームを反射する移動鏡が固定されている。ウエハステージの２次元的な位置は、この干渉計によって例えば０．０１μｍ程度の分解能で常時検出される。
【００４８】
チャンバ２０には、外気を導入して露光室２１やレチクル収容室２２に送り込む一方、チャンバ２０内で循環させるファン２３と、このファン２３により取り込まれた外気やチャンバ２０内を循環する気体の温度を調整する温空調機２４が配置される。また、チャンバ２０の外気取り込み口には、外気中の有機物成分、酸成分、アルカリ成分等を除去するケミカルフィルタ２５と、外気中のパーティクルを除去するパーティクルフィルタ２６が配置されていて、外気はこれらケミカルフィルタ２５とパーティクルフィルタ２６を通って清浄化され、温空調機２４で温度調整された後、露光室２１とレチクル収容室２２に送られており、露光室２１とレチクル収容室２２内の清浄度や温度等がほぼ一定に維持されている。また、露光室２１内の、レチクルＲが配置された空間に清浄化されて温度調節された気体を送り込む供給通路２７には、パーティクル除去用のフィルタ２８が配置される。また、露光室２１内の、ウエハＷが配置された空間に清浄化されて温度調節された気体を送り込む供給通路２９にはケミカルフィルタ３０と、パーティクル除去用のフィルタ３１が配置される。レチクル収容室２２の、清浄化されて温度調節された気体を送り込む給気口には、パーティクル除去用のフィルタ３２が配置される。露光室２１の排気口にはケミカルフィルタ３３が配置され、またレチクル収容室２２の排気口にはケミカルフィルタ３４が配置されており、これらケミカルフィルタ３３，３４を通過した気体は外気取り込み口からの外気と共にファン２３により再度露光室２１、レチクル収容室２２に送り込まれて循環する。
【００４９】
なお、露光室２１内の、ウエハＷが配置された空間に清浄化されて温度調節された気体を送り込む供給通路２９に配置されるケミカルフィルタ３０としてアルカリ成分を除去するフィルタを使用することにより、ウエハＷに塗布されるレジストとして化学増幅型レジストを使用しても露光によって発生したレジストの酸素とアルカリ成分とが反応して中和し、パターン形成を阻害するのを防止することができる。
【００５０】
レチクルＲの両面上には、図２、図３に示すように、防塵カバーフレームとしてのペリクルフレーム５１にレチクルＲのパターン面を覆う状態で取り付けられた防塵カバーとしてのペリクル膜５２を接着して構成したペリクル５０が、それぞれ配置されていて、パーティクルなどが除去されて清浄度がほぼ一定に維持された露光室２１内にあるレチクルステージＲＳ上のレチクルＲを、さらにパーティクルから保護している。
【００５１】
レチクルＲのパターン面、例えば光透過部にパーティクルが付着すると、これが非透過部となってウエハＷに塗布したレジストに転写されることから、パターン不良の原因となるが、ペリクル５０がレチクルＲのパターン面を覆うので、レチクルＲ周辺のパーティクルがパターン面に付着せず、パターン不良の原因を無くすことが出来る。なお、ペリクル膜５２上にパーティクルが付着しても、このパーティクルはウエハＷ上に結像しないので、パターン不良の原因とはならない。
【００５２】
ペリクルフレーム５１は、方形状の枠体で、例えばアルミニウム合金から形成される。ペリクルフレーム５１の表面全体には、例えばアルマイト加工が施されていて、フレーム表面のクラックを防止して、フレーム表面からの発塵が生じないようにしてある。
【００５３】
ペリクル膜５２は、高く安定した光透過率を有し且つエキシマレーザ１６からの露光光に対して耐久性を有する、例えばフッ素系ポリマーの膜から形成されている。ペリクル膜５２の両面には非反射コーティングが施されている。
【００５４】
ペリクル膜５２をペリクルフレーム５１に接着する接着剤としては、例えばフッ素系接着剤が使用される。また、ペリクルフレーム５１をレチクルＲに固定するには、例えば密着性と再剥離性に優れた粘着テープ或いはシリコーン系粘着剤が使用される。
【００５５】
なお、ペリクルフレーム５１の適宜箇所には、レチクルＲとペリクル膜５２とに挟まれた空間とこの空間の外側との圧力差を緩和するために穴５３が形成されていて、気圧変化によるペリクル膜５２の膨らみや窪みに対して直ぐに回復できるようにしてある。穴５３には、パーティクル除去用のフィルタ５４が取り付けられ、穴５３を介してペリクル５０内にパーティクルが侵入しないようにしてある。
【００５６】
レチクルＲは、図４に示すように、露光光が照射される露光エリア６２と、該露光エリア６２の外側に位置した露光光が照射されない非露光エリア６３とがある。
【００５７】
この露光エリア６２には、図３に示すように、金属クロム等からなる薄膜層で形成されたパターン部が形成される。すなわち、露光エリア６２には、パターン部による非透過部６１と、パターン部の間における光透過部６０とが形成されることになる。
【００５８】
本実施形態では、清浄度がほぼ一定に保持されている露光室２１内にある、レチクルステージＲＳ上に保持されているレチクルＲを、さらに不純物ガスによる汚染から防止するために、露光光である紫外線によって光触媒効果を発揮する光触媒膜７０を利用し、この光触媒膜７０によりレチクルＲ周辺の不純物ガスを分解除去するようにしている。
【００５９】
光触媒は、有機物、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等を分解除去することが出来、この光触媒からなる光触媒膜７０としては、露光光である紫外線により光触媒効果を発揮して、不純物ガスを分解除去するものであれば何でもよく、光触媒膜７０を構成する光触媒材料として、通常、半導体材料が効果的で、容易に入手することが出来、また加工性が良いことから好適である。
【００６０】
光触媒材料として、例えば、Ｓｅ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｃ、Ｃｄ、Ｓ、Ｔｅ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｓｒ、Ｗ、Ｃｒ、Ｂａ、Ｐｂ等のいずれか、又はこれらの化合物（ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＳｂ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＺｎＳ、ＭｏＳ２、ＷＴｅ２、Ｃｒ２Ｔｅ３、ＭｏＴｅ、Ｃｕ２Ｓ、ＷＳ２）、又は合金、又は酸化物（ＴｉＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＺｎＯ、ＭｏＯ３、ＩｎＯ３、Ａｇ２Ｏ、ＰｂＯ、ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、Ｃｏ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ）が知られており、これらを単独で、また２種類以上を複合して用いることができる。
【００６１】
上述した光触媒材料のなかでも、チタン酸化物である二酸化チタン（ＴｉＯ２）が好ましい。この二酸化チタンにより光触媒膜７０を形成した場合、強い光酸化力（有機物分解機能、酸化分解機能）があり、例えば有機成分を二酸化炭素と水とに分解して、レチクルＲ上に汚染ガスの有機成分が析出、付着するのを防止する。なお、上述した光触媒材料にＰｔ、Ａｇ、Ｐｄ等を添加することにより、光触媒効果、例えば有機成分の分解作用を向上させることが可能である。
【００６２】
本実施形態では、光触媒膜７０をレチクルＲ自体にコーティング（形成）している。しかし、光触媒膜７０は露光光を吸収するので、光触媒膜７０により照度が低下し、生産性が低下するおそれがある。例えば、ＡｒＦエキシマレーザ（出力波長１９３ｎｍ）を酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる厚さ４０ｎｍ乃至５０ｎｍの光触媒膜７０に照射した場合、光吸収率は約６５％である。このため、図５に示すようにレチクルＲの露光エリア６２と非露光エリア６３の双方に光触媒膜７０をコーティングすることが出来るものの、図６に示すように、露光エネルギーの損失がない、露光エリア６２内にあるパターン部としての非透過部６１に光触媒膜７０をコーティングすることが好ましい。なお、非露光エリア６３に光触媒膜７０をコーティングしてもよく、この場合、非露光エリア６３には直接露光光が照射されないが、露光エリア６２に照射された露光光の反射光、散乱光が照射されるので、非露光エリア６３に光触媒膜７０をコーティングしておけば、露光光の反射光、散乱光が光触媒膜７０を照射し、光触媒効果を発揮させることが出来る。非露光エリア６３と、露光エリア６２内にあるパターン部の非透過部６１の双方に光触媒膜７０をコーティングすることも好ましい。すなわち、この場合には、露光エネルギーを損失することなく（生産性を低下させることなく）光触媒効果を得ることが出来る仕方で光触媒膜７０をレチクルＲにコーティングするようにしてあるので、好ましい。
【００６３】
本実施形態では、上述したようにレチクルＲ自体に光触媒膜７０をコーティングしてあるので、外気中に含まれて、ケミカルフィルタ２５により除去されずに残った有機物等の不純物を含む不純物ガスや、チャンバ２０内を循環する気体中に含まれて、露光室２１の排気口に設けたケミカルフィルタ３３やレチクル収容室２２の排気口に設けたケミカルフィルタ３４によって除去されずに残った有機物等の不純物を含む不純物ガスや、露光装置本体部分１１で発生した脱ガスに起因する有機物等の不純物を含む不純物ガスが、レチクル雰囲気中に存在していても、レチクルＲに露光光が照射されているとき、この露光光により光触媒膜７０が光触媒効果を発揮して、有機物等の不純物（有機物成分全般と硫酸アンモニウム（ＮＨ４）２ＳＯ４等の酸化物）を分解除去する。
【００６４】
例えば、レチクル雰囲気の大気中総有機物量を１．０μｇ／ｍ３以下（ベンゼン分子以上、トルエン換算値）に低減（制御）することが出来る。また、レチクルＲ近傍の気体中（レチクル雰囲気）の硫黄酸化物（酸化硫黄  ＳＯｘ）や硫酸イオン（ＳＯ４２−）等の酸化物の気中濃度を０．１μｇ／ｍ３以下に低減（制御）することが出来る。
【００６５】
したがって、レチクルＲに不純物ガス中の不純物が析出、付着せず、レジストに転写されるパターン不良を回避することができる。また、不純物ガス中の不純物がレチクルＲの光透過部６０を曇らせて光透過率損失が生じることがなく、生産性を低下させるおそれがない。
【００６６】
また、光触媒膜７０をレチクルＲにコーティングするだけで済み、何ら設備を設ける必要がなく、経済的であり、また既存の露光装置にも適用することが出来る。
【００６７】
さらに、レチクルＲの非透過部６１等の光透過率損失が生じないような箇所を選択して光触媒膜７０をコーティングするように工夫すれば、生産性に何ら影響を与えずに済む。
【００６８】
なお、本実施形態ではレチクルＲ自体に光触媒膜７０をコーティングした場合を説明したが、例えばペリクルフレーム５１の内周面に光触媒膜７０をコーティングしてもよい（図３参照）。ペリクルフレーム５１の内周面には露光光が直接照射されないが、露光光の反射光、散乱光が照射されるので、この内面に光触媒膜７０をコーティングしておけば、光触媒効果を期待することができる。また、露光光の光透過率損失（光吸収）による生産性の低下も全く生じない。また、レチクルＲ自体に光触媒膜７０をコーティングする場合に比して作業性が優れている。
【００６９】
図７は本発明のマスク汚染防止方法、装置によりマスクの汚染を防止した露光装置の別の実施形態を示す。なお、図中、図１に示す部分と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００７０】
本実施形態では、レチクルステージＲＳ上に保持されているレチクルＲや、レチクルライブラリ４０内に保管されているレチクルＲを、不純物ガスによる汚染から防止するために、露光室２１の、レチクルＲが配置された空間に清浄化されて温度調節された気体を送り込む供給通路２７内に、パーティクル除去用のパーティクルフィルタ２８の他に酸成分除去用のケミカルフィルタ３５が配置される。また、レチクル収容室２２内に清浄化されて温度調節された気体を送り込む給気口に、パーティクル除去用のパーティクルフィルタ３２の他に酸成分除去用のケミカルフィルタ３６が配置される。ケミカルフィルタ３５，３６から発塵したパーティクルがレチクルＲに付着しないようにするため、ケミカルフィルタ３５，３６を、パーティクルフィルタ２８，３２の外側に配置するのが好ましい。
【００７１】
本実施形態では、清浄度などがほぼ一定に維持された露光室２１のレチクルＲ付近の空間やレチクル収容室２２内を、酸成分除去用のケミカルフィルタ３５，３６によりさらに清浄化して、レチクルステージＲＳ上のレチクルＲやレチクルライブラリ４０内のレチクルＲを、レチクル汚染の主要因である酸成分、特に硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）等の気中濃度を０．１μｇ／ｍ３以下に低減（制御）して不純物ガスによる汚染から防止している。
【００７２】
ケミカルフィルタ３５，３６としては、例えばイオン交換樹脂膜タイプや活性炭ベースタイプなどがあり、荏原製作所株式会社製のＥＰＩＸフィルタ（商品名）や株式会社ニッタ製のギガソーブ（商品名）等が入手可能である。
【００７３】
ケミカルフィルタ３５，３６に有機物成分除去用のケミカルフィルタやアルカリ成分除去用のケミカルフィルタ等を組み合わせるようにしてもよく、これにより、酸成分の他にレチクルＲ近傍の大気中総有機物量を１．０μｇ／ｍ３以下（ベンゼン分子以上、トルエン換算値）に低減したり、アルカリ成分を低減したりすることが可能となる。
【００７４】
図１に示す第一の実施態様ではパーティクルフィルタ２８が、また図７に示す第二の実施形態ではパーティクルフィルタ２８及びケミカルフィルタ３５が、レチクルステージＲＳの近傍に配置されており、レチクルステージＲＳの雰囲気はパーティクルフィルタ２８又は／及びケミカルフィルタ３５を通った気体で満たされることになる。
【００７５】
上述した第一、第二の実施形態では、パーティクルフィルタ２８又は／及びケミカルフィルタ３５をレチクルステージＲＳの近傍の１箇所に配置し、これらパーティクルフィルタ２８、ケミカルフィルタ３５を介してレチクルステージＲＳの雰囲気の清浄化をしている場合を示したが、パーティクルフィルタ２８又は／及びケミカルフィルタ３５の配置は１箇所に限らず、複数箇所に設けてもよい。例えば、図１及び図７において、パーティクルフィルタ２８又は／及びケミカルフィルタ３５が図面の左右方向に配置されているならば、これと直交する方向（図面の上下方向又は前後面方向）に配置してもよい。また、パーティクルフィルタ２８又は／及びケミカルフィルタ３５の配置を、該パーティクルフィルタ２８又は／及びケミカルフィルタ３５を通過した気体の流れがレチクルステージＲＳの位置を計測する干渉計の光軸と略平行になるように設定してもよい。
【００７６】
また、上述した図１乃至図６に示す第一の実施態様では光触媒膜７０により、レチクル雰囲気中の不純物ガスによる、レチクルステージＲＳ上のレチクルＲの汚染を防止する場合を示したが、レチクルライブラリ４０内に保管されているレチクルＲも、光触媒膜７０により不純物ガスによる汚染を防止するようにしてもよい。この場合、レチクルライブラリ４０内に保管されている各レチクルＲ自体に光触媒膜７０をコーティングするか、或いはレチクルライブラリ４０の内壁に光触媒膜７０をコーティングして、レチクルライブラリ４０内に紫外線を照射する。
【００７７】
また、上述した図１乃至図６に示す第一の実施態様では光触媒膜７０を利用し、また図７に示す第二の実施態様ではケミカルフィルタ３５，３６を利用して、レチクル雰囲気中の不純物ガスによるレチクルＲの汚染を防止する場合を示したが、第一実施態様の光触媒膜７０と第二実施態様のケミカルフィルタ３５，３６の両方を利用して、レチクル雰囲気中の不純物ガスによるレチクルＲの汚染を防止するようにしてもよい。光触媒膜７０の場合、露光光が照射されている間だけ光触媒効果を発揮して不純物を分解除去できるが、露光光が照射されていない間には不純物を分解除去できないので、露光光の存在に関係なく不純物を除去できるケミカルフィルタ３５，３６と組み合わせることによって、レチクルＲを常時不純物ガスによる汚染から確実に保護することが出来る。
【００７８】
また、ペリクルフレーム５１に設けた穴５３にパーティクル除去用のフィルタ５４と一緒に不純物ガスを除去するケミカルフィルタを配置するようにしてもよい。この場合、ケミカルフィルタから発塵したパーティクルがレチクルＲのパターン６１に付着する可能性があるので、ケミカルフィルタを外側にし、パーティクル除去用のフィルタ５４を内側にして配置するか、或いはケミカルフィルタを発塵防御用の不織布で覆うようにすることが好ましい。また、ケミカルフィルタとして有機成分除去用、酸成分除去用、アルカリ成分除去用のフィルタを組み合わせて使用するようにしてもよく、これにより有機成分、酸、アルカリ成分由来の汚染を低減することが可能である。ケミカルフィルタとしては、上述したケミカルフィルタ３５，３６と同様にイオン交換樹脂膜タイプや活性炭ベースタイプ等が使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明のマスク汚染防止方法、装置によりマスクの汚染を防止した露光装置の第一の実施形態を示す全体構成図である。
【００８０】
【図２】図１の露光装置のマスクとしてのレチクルに装備されるペリクルの分解斜視図である。
【００８１】
【図３】レチクル及びペリクルの断面図である。
【００８２】
【図４】レチクルの光透過部、非透過部などを説明する説明図である。
【００８３】
【図５】レチクル自体に光触媒膜を形成した一実施形態を説明する説明図である。
【００８４】
【図６】レチクル自体に光触媒膜を形成した他の実施形態を説明する側面図である。
【００８５】
【図７】本発明のマスク汚染防止方法、装置によりマスクの汚染を防止した露光装置の第二の実施形態を示す全体構成図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０  露光装置
１１  露光装置本体部分
２０  チャンバ
２１  露光室
２２  レチクル室
２７  供給通路
２８，２９  パーティクルフィルタ
３５，３６  ケミカルフィルタ
４０  レチクルライブラリ
５０  ペリクル
５１  ペリクルフレーム
５２  ペリクル膜
６０  光透過部
６１  非透過部
６２  露光エリア
６３  非露光エリア
７０  光触媒膜
Ｒ  レチクル
Ｗ  ウエハ
【図１】
2005175324.tif 000003
【図２】
2005175324.tif 000004
【図３】
2005175324.tif 000005
【図４】
2005175324.tif 000006
【図５】
2005175324.tif 000007
【図６】
2005175324.tif 000008
【図７】
2005175324.tif 000009