(57)【要約】  【課題】製造欠陥を生じさせる異物の発生を防止することができる異物発生防止方法、レチクルおよび露光装置を提供する。  【解決手段】本発明の異物発生防止方法は、レチクル基板のパターン面の有効エリア内に、露光光を照射して投影するためのパターンが形成され、かつ、該有効エリアを覆うペリクルが少なくとも該パターン面側に装着されたレチクルへの、パターンの投影の障害となる異物発生を防止する方法であって、異物が発生する前に、前記パターン面側から紫外光を照射することによって、異物の発生を防止するものである。【選択図】図２
2005191184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レチクル基板のパターン面の有効エリア内に、露光光を照射して投影するためのパターンが形成され、かつ、該有効エリアを覆うペリクルが少なくとも該パターン面側に装着されたレチクルの、該パターン面の有効エリア内への、該パターンの投影の障害となる異物発生を防止する方法であって、
前記異物が発生する前に、前記レチクルに前記パターン面側から紫外光を照射することによって、該異物の発生を防止することを特徴とする異物発生防止方法。
【請求項２】
前記パターン面側からの紫外光の照射を、前記パターンの投影を行う露光装置の露光光を照射することによって行うことを特徴とする請求項１に記載の異物発生防止方法。
【請求項３】
前記露光装置は、レチクルステージに保持された前記レチクルに、前記パターン面とは反対の面側から前記露光光を照射することによって前記パターンの投影を行うものであり、
前記パターン面側からの紫外光の照射を、前記レチクルを前記レチクルステージに、前記パターンの投影を行う時とは逆向きに装着することによって行うことを特徴とする請求項２に記載の異物発生防止方法。
【請求項４】
前記露光装置は、レチクルステージに保持された前記レチクルに、前記パターン面とは反対の面側から前記露光光を照射することによって前記パターンの投影を行うものであり、
前記パターン面側からの紫外光の照射を、前記レチクルを前記レチクルステージに、前記パターンの投影を行う向きに保持した状態で、該レチクルを透過した前記露光光を逆行させることによって行うことを特徴とする請求項２に記載の異物発生防止方法。
【請求項５】
前記レチクルは、前記パターン投影を行う際に露光装置のレチクルステージに装着され、その後、次に投影を行うまでの間、該レチクルステージから取り外して保管するものであり、
前記レチクルステージに装着してパターン投影を行った後、前記保管を行う前に、前記パターン面側から前記紫外光の照射を行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の異物発生防止方法。
【請求項６】
前記ペリクルは、前記レチクル基板の少なくとも前記パターン面の有効エリアの外側に設けられたペリクル枠にペリクル膜が装着されたものであり、
前記パターン面側からの紫外光の照射は、前記有効エリアに対して選択的に行われるものであり、
前記パターン面の前記有効エリアの外側でかつ前記ペリクル枠の内側に、計測用マークおよび識別用マークのいずれでもない凹凸部を形成するか、もしくは、前記パターン面側の前記ペリクル枠の内側面に、凹凸部を形成することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の異物発生防止方法。
【請求項７】
レチクル基板と、該レチクル基板のパターン面の有効エリア内に形成された、露光光を照射して投影するためのパターンと、該レチクル基板の少なくともパターン面の有効エリアの外側に設けられたペリクル枠と、該ペリクル枠に装着されて該パターン面の有効エリアを覆うペリクル膜とを有するレチクルであって、
前記パターン面の有効エリアの外側で、かつ、前記ペリクル枠の内側に、計測用マークおよび認識用マークのいずれでもない凹凸部を有するか、もしくは、前記パターン面側の前記ペリクル枠の内側面に、凹凸部を有することを特徴とするレチクル。
【請求項８】
レチクル基板のパターン面の矩形の有効エリア内にパターンが形成されるとともに、該有効エリアを覆うペリクルが少なくとも該パターン面側に装着されたレチクルを保持するレチクルステージと、
光源と、
前記光源からの光を整形して、少なくとも前記レチクルの有効エリアの１つの辺の長さ全体にわたる帯状の照射エリアを有する露光光を形成し、前記レチクルステージに保持されたレチクルに前記パターン面と反対の面側から照射する照明光学系と、
被露光基板を保持する基板ステージと、
前記レチクルステージに保持されたレチクルに前記パターン面と反対の面側から照射され、該レチクルを透過した前記露光光を、前記基板ステージに保持された被露光基板上に導いて、該レチクルのパターンを投影する投影光学系と、
を有する露光装置であって、
前記レチクルステージに保持されたレチクルに、前記パターン面側から前記露光光を照射するパターン面照射手段をさらに有することを特徴とする露光装置。
【請求項９】
前記パターン面照射手段が、前記パターン面側から前記露光光を照射する場合と前記反対の面側から前記露光光を照射する場合とで、互いに逆向きに、前記レチクルステージにレチクルを装着するレチクルローダからなることを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記パターン面照射手段が、前記レチクルステージと前記投影光学系との間に挿入され、前記レチクルステージに保持されたレチクルに前記パターン面と反対の面側から照射され、該レチクルを透過した前記露光光を反射する、ミラーからなることを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レチクルのパターン面における異物発生を、このパターン面に紫外光を照射することにより防止する異物発生防止方法、ならびに、この異物発生防止方法の実施に適したレチクルおよび露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体装置を製作する際に、光縮小投影露光装置（以下、単に露光装置という）が用いられている。この露光装置は、ガラス基板（レチクル基板）に、クロム膜等による所定のパターンが設けられたレチクルを用いる。このレチクルのパターンが、露光装置の光学系により、表面にレジスト膜が形成されたウエハ上に投影され、露光（焼付け）が行われる。
レチクル上の異物耐性を上げるために、十分に洗浄したレチクル基板にペリクル膜を装着する方法が一般的になっている。これは、半導体素子における線幅などの微細化に伴い、レチクル上で許容される異物の大きさの縮小化が進んでいるものの、レチクル基板表面から十分離れた非結像領域のペリクル膜上の異物の大きさは、かなり大きなサイズまで許容可能なためである。
【０００３】
図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、レチクル１００は、ガラス基板１０２と、このガラス基板１０２の裏面１０４ｂに所定のパターン形状に形成されたクロム膜１０６とを有するものである。
ここで、図１０（ａ）は、レチクルを示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線による断面図であり、（ｃ）は、（ａ）の裏面図である。
【０００４】
ガラス基板１０２の裏面（パターン面）１０４ｂには、全面に成膜されたクロム膜１０６が所定の形状にパターニングされてパターン１０８が形成されている。このパターン１０８は、露光装置でのパターン露光の際に露光光が照射される有効エリア１０９内に形成される。それ以外の領域については、クロム膜１０６がパターニングされずに全面に残され、遮光膜として機能する。
【０００５】
また、図１０（ａ）に示すように、ガラス基板１０２の表面１０４ａにペリクル１１０ａが設けられている。このペリクル１１０ａは、有効エリア１０９の外側に、有効エリア１０９の全体を囲むように設けられたペリクル枠１１２ａに、ペリクル膜１１４ａが貼られているものである。
また、図１０（ｂ）および（ｃ）に示すように、ガラス基板１０２の裏面１０４ｂにもペリクル１１０ｂが設けられている。このペリクル１１０ｂは、表面１０４ａ側のペリクル１１０ａと同様の構成である。すなわち、有効エリア１０９の外側に設けられたペリクル枠１１２ｂにペリクル膜１１４ｂが貼られているものであり、有効エリア１０９全体を覆う。
【０００６】
レチクル１００のガラス基板１０２表面に異物が載った状態で、パターン露光が行われると、所定のパターンをウエハ表面に正確に結像できない。このため、製造される半導体装置に欠陥が生じ、歩留まりが低下する。このことを防止するめに、このペリクル１１０ａ、１１０ｂが設けられている。
【０００７】
ペリクル膜１１４ａ、１１４ｂは、例えば、ニトロセルロース系の素材により形成されるものである。その製造方法としては、例えば、スピンコートが挙げられる。このペリクル膜１１４ａ、１１４ｂは、セルロースを素材として、例えば、スピンコートにより形成されるものなので多孔質体となる。このため、ペリクル膜１１４ａ、１１４ｂは、多数の微細な穴を有し、ガスが透過する。しかし、チリまたは埃などの粒子状の異物は透過しない。従って、ペリクル１１０ａ、１１０ｂを設けることによって、ガラス基板１０２の表面１０４ａおよび裏面１０４ｂに粒子状の異物を付着させないようにすることができる。
また、ペリクル膜１１４ａ、１１４ｂの表面に異物が載ったとしても、その位置がガラス基板１０２の裏面（パターン面）１０４ｂから離れているために、ウエハ表面上でのその異物の像が結像せず、欠陥の発生を防止することができる。
さらに、露光波長の短波長化により、例えば厚さ０．５ｍｍ以下の石英ガラス板をペリクル膜として使用することも提案されている。この場合でも同様の欠陥発生防止効果を得ることができる。
ただし、ガラス基板の板厚が大きい場合には、裏面１０４ｂ側のペリクル１１０ｂのみを設け、表面１０４ａ側にはペリクルを設けない場合もある。
なお、ペリクル膜およびガラス基板は、透明であり、実際にはパターンが見えるが、図１０（ａ）においては、このパターンの図示を省略している。
【０００８】
図１０（ａ）〜（ｃ）に示すレチクル１００において、そのガラス基板１０２の表面１０４ａまたは裏面１０４ｂに異物があると認められる場合には、ペリクル１１０ａ、１１０ｂを除去し、ガラス基板１０２の表面１０４ａおよび裏面１０４ｂを洗浄し、再度ペリクル１１０ａ、１１０ｂを貼ることが行われている。
【０００９】
一方、レチクル１００において、そのガラス基板１０２の表面１０４ａおよび裏面１０４ｂに異物があると認められる場合、ペリクル膜を剥がすことなく、異物を除去する方法が提案されている（特許文献１参照）。
この特許文献１には、ペリクル枠の相対向する位置に、開閉弁により開閉可能な通気口を設け、そこからガスを流してマスクパターンに付着した異物を除去できるようにしたペリクル膜付きレチクルおよびその異物除去方法が開示されている。このレチクルは、気体入口側となる通気口にフィルタを設けることにより、外部からの異物混入も避けている。気体入口側から導入された気体が、他方の気体の通気口から排出される際、その気流により異物は移動し、マスクパターンから除かれ、通気口から放出されるか、またはパターン領域外に移動するというものである。
【００１０】
特許文献２には、ＫｒＦエキシマレーザ（波長が２４８ｎｍの紫外光）の照射によって、レチクルまたはウエハの異物除去を行う洗浄装置が開示されている。特許文献２においては、レチクルまたはウエハを冷却し、これらの表面に水を結露させる。そして、ＫｒＦエキシマレーザをレチクルまたはウエハの表面に照射する。これにより、レチクルまたはウエハが急激に加熱され、表面に結露した水も瞬間的に蒸発する。この瞬間的な蒸発により、レチクルまたはウエハの表面に付着していた微粒子もレチクルまたはウエハの表面から剥ぎ取られて除去される。
【００１１】
また、特許文献３には、露光前に、露光装置の投影光学系（レンズ）に、ＡｒＦエキシマレーザ（波長が１９３ｎｍの紫外光）光源からの露光光をレチクル側（上側）から入射させるとともに、同じ光源からの光を分岐させた逆発光光をウエハステージ側（下側）から入射させることにより、投影光学系の両面に付着する汚染物質を除去する光学素子光洗浄方法が開示されている。
【００１２】
【特許文献１】特開平５−２９７５７２号公報
【特許文献２】特開２００３−５７２５８号公報
【特許文献３】特開２０００−１９１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来、ペリクルで覆ったレチクル基板面に異物が存在しない状態を一旦実現することができれば、その後、レチクルの結像エリア内に露光の妨げとなるような異物が付着もしくは発生することはなく、ペリクル膜が劣化するまで永続的にレチクル使用を継続できると考えられていた。しかし、実際には、露光装置での使用の繰り返しにより、結像の妨げとなる異物の発生が認められることを本発明者は見出した。
このような場合に特許文献１に開示された方法で異物を除去しようとしても、ペリクル膜は、強度が極めて低いため、異物を除去させるほどの気流を発生させることができない虞がある。
【００１４】
また、特許文献２においては、一旦結露させた後に、その水分を急激に加熱し、瞬間的な蒸発により、レチクルまたはウエハの表面に付着していた微粒子もレチクルまたはウエハの表面から剥ぎ取り除去するものである。このため、ペリクル膜も結露することになる。上述の如く、ペリクル膜の強度は、極めて低いので、ペリクル膜が損傷する虞がある。
このように、特許文献１、２のような提案はなされているものの、現実には、ひとたびレチクル基板に異物が付着すると、ペリクルを除去することなく異物を除去することは困難であった。
【００１５】
さらに、特許文献３は、露光前に露光装置の投影光学系の洗浄を行うことを目的とするものであり、レチクルの洗浄については記載されていない。
【００１６】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、製造欠陥を生じさせる異物の発生を防止することができる異物発生防止方法、レチクルおよび露光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明者は、まず、パターン面への異物付着が発生する機構の解析を行った。その結果、露光の妨げとなる異物が認められるようになる以前に、パターン面側から紫外光を照射することによって、異物発生を防止できることを見出した。
すなわち、本発明の第１の態様は、レチクル基板のパターン面の有効エリア内に、露光光を照射して投影するためのパターンが形成され、かつ、該有効エリアを覆うペリクルが少なくとも該パターン面側に装着されたレチクルの、該パターン面の有効エリア内への、該パターンの投影の障害となる異物発生を防止する方法であって、前記異物が発生する前に、前記レチクルに前記パターン面側から紫外光を照射することによって、該異物の発生を防止することを特徴とする異物発生防止方法を提供するものである。
【００１８】
本発明において、前記パターン面側からの紫外光の照射を、前記パターンの投影を行う露光装置の露光光を照射することによって行うことが好ましい。
【００１９】
また、本発明においては、前記露光装置は、レチクルステージに保持された前記レチクルに、前記パターン面とは反対の面側から前記露光光を照射することによって前記パターンの投影を行うものであり、前記パターン面側からの紫外光の照射を、前記レチクルを前記レチクルステージに、前記パターンの投影を行う時とは逆向きに装着することによって行うことが好ましい。
【００２０】
さらに、本発明においては、前記露光装置は、レチクルステージに保持された前記レチクルに、前記パターン面とは反対の面側から前記露光光を照射することによって前記パターンの投影を行うものであり、前記パターン面側からの紫外光の照射を、前記レチクルを前記レチクルステージに、前記パターンの投影を行う向きに保持した状態で、該レチクルを透過した前記露光光を逆行させることによって行うことが好ましい。
【００２１】
さらにまた、本発明においては、前記レチクルは、前記パターン投影を行う際に露光装置のレチクルステージに装着され、その後、次に投影を行うまでの間、該レチクルステージから取り外して保管するものであり、前記レチクルステージに装着してパターン投影を行った後、前記保管を行う前に、前記パターン面側から前記紫外光の照射を行うことが好ましい。
【００２２】
また、本発明においては、前記ペリクルは、前記レチクル基板の少なくとも前記パターン面の有効エリアの外側に設けられたペリクル枠にペリクル膜が装着されたものであり、前記パターン面側からの紫外光の照射は、前記有効エリアに対して選択的に行われるものであり、前記パターン面の前記有効エリアの外側でかつ前記ペリクル枠の内側に、計測用マークおよび識別用マークのいずれでもない凹凸部を形成するか、もしくは、前記パターン面側の前記ペリクル枠の内側面に、凹凸部を形成することが好ましい。
【００２３】
また、本発明の第２の態様は、レチクル基板と、該レチクル基板のパターン面の有効エリア内に形成された、露光光を照射して投影するためのパターンと、該レチクル基板の少なくともパターン面の有効エリアの外側に設けられたペリクル枠と、該ペリクル枠に装着されて該パターン面の有効エリアを覆うペリクル膜とを有するレチクルであって、前記パターン面の有効エリアの外側で、かつ、前記ペリクル枠の内側に、計測用マークおよび認識用マークのいずれでもない凹凸部を有するか、もしくは、前記パターン面側の前記ペリクル枠の内側面に、凹凸部を有することを特徴とするレチクルを提供するものである。
【００２４】
さらに、本発明の第３の態様は、レチクル基板のパターン面の矩形の有効エリア内にパターンが形成されるとともに、該有効エリアを覆うペリクルが少なくとも該パターン面側に装着されたレチクルを保持するレチクルステージと、光源と、前記光源からの光を整形して、少なくとも前記レチクルの有効エリアの１つの辺の長さ全体にわたる帯状の照射エリアを有する露光光を形成し、前記レチクルステージに保持されたレチクルに前記パターン面と反対の面側から照射する照明光学系と、被露光基板を保持する基板ステージと、前記レチクルステージに保持されたレチクルに前記パターン面と反対の面側から照射され、該レチクルを透過した前記露光光を、前記基板ステージに保持された被露光基板上に導いて、該レチクルのパターンを投影する投影光学系と、を有する露光装置であって、前記レチクルステージに保持されたレチクルに、前記パターン面側から前記露光光を照射するパターン面照射手段をさらに有することを特徴とする露光装置を提供するものである。
【００２５】
本発明においては、前記パターン面照射手段が、前記パターン面側から前記露光光を照射する場合と前記反対の面側から前記露光光を照射する場合とで、互いに逆向きに、前記レチクルステージにレチクルを装着するレチクルローダからなることが好ましい。
また、本発明においては、前記パターン面照射手段が、前記レチクルステージと前記投影光学系との間に挿入され、前記レチクルステージに保持されたレチクルに前記パターン面と反対の面側から照射され、該レチクルを透過した前記露光光を反射する、ミラーからなることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の異物発生防止方法においては、異物が発生する前にレチクル基板のパターン面側から紫外光を照射することによって異物発生の核となる吸着物を除去し、異物の発生を防止することができる。
【００２７】
また、本発明のレチクルにおいては、パターン面の有効エリアの外側で、かつ、ペリクル枠の内側に、計測用マークおよび認識用マークのいずれでもない凹凸部を設けるか、またはパターン面側のペリクル枠の内側面に凹凸部を設ける。これにより、この凹凸部に異物発生の核となる物質を優先的に吸着させることができるので、有効パターンエリア内における異物の発生を防止することができる。
【００２８】
さらに、本発明の露光装置においては、レチクルステージに保持されたレチクルにパターン面側から露光光を照射するパターン面照射手段を設ける。これにより、異物が発生する前に、レチクル基板のパターン面側から紫外光を照射し、異物の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の異物発生防止方法、レチクルおよび露光装置を詳細に説明する。
【００３０】
前述のように、レチクルにペリクル膜を装着することにより、レチクルの結像エリア内に異物が付着すること、および生成する可能性が殆どなくなり、ペリクル膜が劣化するまで、永続的にレチクルを使用できるものと考えられていた。しかし、実際には、露光光の短波長化に伴い、レチクル上の微量な洗浄液の残りまたは使用環境からのガスの影響などにより、異物が生成しやすい状況にあることを本発明者等は見出した。
【００３１】
図１および図２は、本発明の異物発生防止の原理を工程順に説明するための模式的斜視図である。
図１に示すように、レチクル１０は、ガラス基板１２の一方の表面（パターン面）１２ｂの有効エリアＳ内に、所定のパターン形状を有するクロム膜１４ａ、１４ｂが設けられている。この有効エリアＳに、露光装置の照明光学系から露光光ＥＬが照射されてクロム膜１４ａ、１４ｂからなる所定のパターンの像がウエハ（図示せず）の表面に形成される。また、従来のレチクル１０においては、パターン面１２ｂの有効エリア外ｂの部分は、遮光のために、全面にクロム膜が形成されることが多いのだが、ここでは、有効エリア外ｂにも、所定のパターン形状を有するクロム膜１６ａ、１６ｂが形成されている場合を想定する。なお、図１においては、ペリクルの図示は省略している。
【００３２】
本願発明者等は、鋭意実験研究の結果、露光を繰り返すことによって、クロム膜１４ａ、１４ｂの縁部から枝状に成長した異物Ｄが発生し、露光の妨げになることを見出した。このような枝状の異物Ｄの発生は、以下のような機構を想定することによって説明することができる。
（１）レチクル１０のガラス基板１２の表面１２ｂには、残留した洗浄液や、周囲の環境に含まれるガス成分などが吸着している。（２）ウエハの露光の際に、ガラス基板１２の有効エリアＳに、パターン面１２ｂの反対の面（図１の下側の面）の側から、高いエネルギーを有する紫外光である露光光ＥＬが照射されると、パターン面１２ｂの、クロム膜１４ａ、１４ｂ外の部分には、ガラス基板１２を透過した露光光が照射される。このため、露光光ＥＬのエネルギーによって、パターン面の、クロム膜１４ａ、１４ｂ外の部分に吸着されていた物質が昇華する。一方、クロム膜１４ａ、１４ｂの表面には、クロム膜１４ａ、１４ｂが露光光ＥＬを吸収し、露光光ＥＬの照射が行われないため、吸着された洗浄液やガス成分などは昇華しない。（３）露光後には、昇華した物質が再び、ガラス基板１２のパターン面１２ｂに吸着する。このとき、クロム膜１４ａ、１４ｂの表面にすでに吸着していた物質や、クロム膜１４ａ、１４ｂの縁部を核とした優先的な吸着が起きる。（４）このような吸着物質の昇華と再吸着が、露光のたびに繰り返される。この結果、クロム膜１４ａ、１４ｂ上に島状の異物ｐが発生するとともに、クロム膜１４ａ、１４ｂの縁部から枝状に成長して異物Ｄが発生する。（５）このように異物に成長すると、紫外光の照射によっても昇華させることは困難になる。従って、その後の露光の際に、枝状の異物Ｄの、クロム膜１４ａ、１４ｂの縁部から外側にはみ出した部分に、パターン面１２ｂの反対の面側から露光光ＥＬが照射されても、昇華しきらず、さらに成長が続く。
【００３３】
この枝状に成長した異物Ｄが、本来光を透過するガラス基板１２の領域まで、張り出した場合、ウエハ上に形成される所定のパターンに欠陥が生じることになる。
異物の生成の対策として、洗浄液の残りを減らす工夫、周囲環境からのガスの影響を少なくする工夫、およびガスを出さない工夫がなされているものの、いずれも十分な対策には至っていない。このため、数年毎にペリクルの除去、レチクルの洗浄およびペリクルの再装着が必要になり、手間とコストとがかかる対策しかないことが現状である。
しかしながら、本発明者等は、露光した後に、レチクル１０のパターン面側から露光光を照射することにより、図２に示すようにクロム膜上の異物形成を抑制できることを見出した。すなわち、図１に示した、クロム膜１４ａ、１４ｂの縁部から異物Ｄが成長する以前に、パターン面１２ｂ側から露光光ＥＬを照射し、異物成長の核となる吸着物を昇華させれば、パターン露光の妨げとなる異物Ｄの形成を防止することができる。
ただし、露光光ＥＬの照射によって昇華した物質は、消失することはなく、その一部は、照射後に再び、クロム膜１４ａ、１４ｂに吸着される。特に、クロム膜１４ａ、１４ｂの縁部は、凹凸を有するため、優先的に吸着がなされる。従って、一度パターン面１２ｂ側からの露光光ＥＬの照射を行っても、その後、ウエハの露光のためのパターン面１２ｂとは反対の面側からの露光光ＥＬの照射を何度も繰り返して行うと、やがては、異物Ｄの形成に至る。しかし、ウエハの露光のために繰り返して使用する間に、適切な間隔で、パターン面１２ｂ側からの露光光ＥＬ照射を行い、クロム膜１４ａ、１４ｂに吸着した物質を昇華させることにより、永続的に異物Ｄが存在しない状態を保つことができる。
【００３４】
なお、有効エリア外ｂには、パターン面側からの照射によっても露光光ＥＬは照射されない。このため、有効エリア外ｂにパターン形状を有するクロム膜１６ａ、１６ｂが形成されている場合には、図２に示したように、島状の異物ｐや枝状の異物Ｄが形成される。しかし、このような有効エリア外ｂでの異物の形成は、ウエハに形成されるパターン形状に影響がないので問題はない。逆に、有効エリア外ｂにパターン形状を有するクロム膜１６ａ、１６ｂを設けることにより、パターン面１２ｂ側からの露光光ＥＬの照射によって昇華した物質をその縁部に優先的に吸着させ、有効エリアＳ内における異物発生を更に効果的に抑制できることも知見した。本発明は、このように、レチクルに、パターン面側から露光光を照射することにより、有効エリアＳにおける異物の発生を防止することができるという知見に基づいてなされたものである。
【００３５】
次に、本発明の実施例に係る露光装置について説明する。
図３は、本発明の実施例に係る露光装置を示す模式図である。ここでは、ステップアンドリピート方式による露光装置の例を示す。
露光装置２０は、光源２２と、照明光学系２４と、投影光学系２８と、反転ユニット（レチクルローダ）３０と、レチクルチェンジャ３２と、レチクルカセットライブラリ３４と、制御部４０と、レチクルステージＲＳと、ウエハステージＷＳとを有する。
【００３６】
光源２２は、例えば、水銀ランプ（波長が３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（波長が２４８ｎｍ）またはＡｒＦエキシマレーザ（波長が１８５ｎｍ）などの所定波長の紫外光を出力することができるものである。
照明光学系２４は、光源２２から出射された光を、レチクル１０の有効エリアＳ全面に照射可能な大きさに成形するものであり、さらにその有効エリアＳ内における光の強度を所定の範囲内で均一にするものである。この照明光学系２４は、光源２２の出射側に設けられている。
【００３７】
また、レチクルステージＲＳは、レチクルＲを保持するものである。
投影光学系２８は、レチクルＲに形成されたパターンの像を所定の縮小倍率に縮小してウエハＷの表面に形成するものである。
【００３８】
ウエハステージ（基板ステージ）ＷＳは、ウエハＷ（被露光基板）が載置され、このウエハＷを保持するものである。このウエハステージＷＳは、ウエハＷを保持した状態で、水平面内における直交する２方向に移動可能なものである。これにより、ステップアンドリピートによる露光が可能となる。
【００３９】
反転ユニット３０は、レチクルＲを水平面に対して反転させるものである。
レチクルチェンジャ３２は、所定のパターンが形成されたレチクルが複数収納されたレチクルカセットライブラリ３４からレチクルステージＲＳにレチクルＲを搬送および搬出するものである。
これらの反転ユニット３０、レチクルチェンジャ３２およびレチクルカセットライブラリ３４については、後に詳細に説明する。
【００４０】
制御部４０は、光源２２、照明光学系２４、レチクルステージＲＳ、反転ユニット３０、レチクルチェンジャ３２、レチクルカセットライブラリ３４およびウエハステージＷＳに接続されており、これらの動作を制御するものである。
【００４１】
次に、本実施例の異物発生防止方法について説明する。
図４は、本発明の実施例に係る露光装置を用いた異物発生防止方法を説明する模式図である。
図４に示す露光装置２０は、図３に示す露光装置２０と同じものである。なお、図４においては、レチクルステージＲＳ、およびウエハステージＷＳの図示を省略し、照明光学系２４、投影光学系２８の図示を簡略化している。また、レチクルブラインド２７を図示し、レチクルＲについても基板１０２およびペリクル１１０ａ、１１０ｂ（ペリクル膜１１４ａ、１１４ｂおよびペリクル枠１１２ａ、１１２ｂ）を図示している。
また、レチクルＲについては、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すものと同様の構成なので、詳細な説明は省略する。
【００４２】
レチクルブラインド２７は、照明光学系２４で形成した露光光ＥＬをレチクルＲの有効エリアＳにだけに入射するようにするものである。
レチクルの有効エリアＳの寸法は、露光装置の露光可能領域の寸法内で、製造する半導体装置のチップ寸法に合わせて決められる。照明光学系２４は、有効エリアＳの寸法が最大の場合においても、その有効エリアＳ全体に均一に照射できる照射エリアを有する露光光ＥＬを形成する。そして、個々のレチクルの有効エリアＳの寸法に合わせて照射エリアを制限するためにレチクルブラインド２７が利用される。
【００４３】
以下、本実施例において、例えば、１ロットのウエハを露光処理した後にレチクルＲを反転させて、パターン面側から露光光を照射して異物の発生を防止することを例にして説明する。
【００４４】
先ず、例えば、波長が３６５ｎｍ（ｉ線）の光源を用い、露光量が１００ｍＪ／ｃｍ２の条件で、２５枚のウエハ処理を１ロットとして、露光処理を行う。ウエハ１枚あたり、６０ショットである。本実施例における１ロット当りの総照射量は、１００×６０×２５ｍＪ／ｃｍ２（＝１．５ＧＪ／ｍ２）である。
ウエハの露光を行う際には、レチクルＲは、基板１０２の、クロム膜からなるパターンが形成されたパターン面１０４ｂが図の下側になるようにレチクルステージ上に載置されている。従って、照明光学系２４から照射される露光光は、パターン面１０４ｂの有効エリア内の、クロム膜のパターンが形成されていない部分に吸着していた物質は、露光光のエネルギーによって昇華する。この、昇華した物質の一部は、露光処理後に、クロム膜上および縁部に吸着する。
【００４５】
次に、１ロットの露光処理の終了後に、レチクルＲを一旦レチクルステージから外し、反転ユニット３０（図４参照）により反転させて、再度レチクルステージに載置する。すなわちレチクルＲを、パターンの投影を行う場合とは、逆向きにレチクルステージに載置する。
【００４６】
次に、ウエハの露光処理と同じ露光条件で、露光処理（洗浄処理）を行う。すなわち、レチクルステージに逆向きに載置されたレチクルＲに、パターン面１０４ｂ側から露光光を照射する。例えば、パターン露光における露光光と同じ強度の光により、同一の総照射量で洗浄処理される。この、パターン面１０４ｂ側からの露光光の照射により、露光処理後にクロム膜上および縁部に吸着していた物質が、昇華する。このとき、ダミーウエハを露光と同じく２５枚用いる。
【００４７】
次に、反転ユニットにより再度レチクルを反転させて、レチクルをレチクルカセットライブラリに収納し、レチクルＲを保管する。
このように、本実施例においては、１ロット分のパターン露光（投影）が終了した後に、洗浄処理を行うことにより、有効エリアＳには異物がない状態を維持することができる。パターン露光のためにレチクルを使用した後に、洗浄処理を行ってから保管すれば、次のパターン露光のために使用する時に再び洗浄処理を行う必要がない。また、長期保管中の雰囲気変化等に起因する異物発生の防止のためにも、保管の前に洗浄処理を行うことが好ましい。
このように、本実施例においては、有効エリア内における異物の発生を防止することができるので、パターン不良による製品歩留りの低下を防止することができる。これにより、更に、ペリクルの再装着の頻度も下げることができるとともに、レチクルの管理も容易に行うことができる。
【００４８】
なお、本実施例においては、露光処理と同じ条件で洗浄処理をしたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、洗浄のためにレチクルＲのパターン面１０４ｂ側から照射する露光光の照射量を、１ロットあたりのパターン露光処理のための総照射量と同一にすることは必ずしも必須ではない。ペリクル１０１ａ、１０１ｂ装着前の洗浄条件や、使用環境等によって異なる異物発生状況に合わせて、適切に設定することが可能である。
【００４９】
ここで、本実施例の露光装置の反転ユニットおよびレチクルチェンジャの構成について、図５を用いて詳細に説明する。
反転ユニット３０と、レチクルステージＲＳとの間には、搬送アーム（図示せず）が設けられており、この搬送アームにより、レチクルＲの搬送が行われる。
【００５０】
レチクルチェンジャ３２は、レチクルカセットライブラリ３４に収納されているレチクルケースＲＣ１〜ＲＣ８のうち、いずれかのレチクルＲを取り出し、レチクルステージＲＳに搬送するものである。また、レチクルステージＲＳに載置されているレチクルＲをレチクルケースＲＣ１〜ＲＣ８のうち、いずれかに収納し、このレチクルＲをレチクルカセットライブラリ３４に収納するものである。
【００５１】
このレチクルチェンジャ３２は、レチクルケースＲＣ１〜ＲＣ８を開閉する開閉手段（図示せず）と、レチクル搬送手段（図示せず）とを有する。
このレチクル搬送手段は、開閉手段により開けられたレチクルケースＲＣ１〜ＲＣ８からレチクルＲを取り出し、このレチクルＲをレチクルステージに載置するものである。また、レチクルステージに載置されたレチクルＲをレチクルケースＲＣ１〜ＲＣ８に収納するものでもある。
【００５２】
図４に示すように、レチクルカセットライブラリ３４は、複数のレチクルケースＲＣ１〜ＲＣ８を収納して、保管するものであり、例えば、レチクルケースＲＣ１〜ＲＣ８が、垂直方向に積み重ねて収納されている。本実施例においては、例えば、８個のレチクルケースＲＣ１〜ＲＣ８が垂直方向に重ねて収納されて、保管されている。
【００５３】
また、レチクルカセットライブラリ３４にはレチクルケース取出口３６が設けられている。このレチクルケース取出口３６とレチクルカセットライブラリ３４との間に、搬送アーム（図示せず）が設けられている。この搬送アームによりレチクルケースがレチクルケース取出口３６に搬送される。本実施例においては、レチクルケースを減らすか、または新たに追加する場合には、搬送アームにより、レチクルケースが搬送される。レチクルケース取出口３６から取り出されたレチクルケースは、次に必要となるまでの間、露光装置外のレチクル保管庫に保管される。
【００５４】
図６（ａ）および（ｂ）ならびに図７（ａ）および（ｂ）は、本実施例の露光装置の反転ユニットの動作を工程順に示す模式的斜視図である。これらの図においては、ペリクルの表示を省略している。
反転ユニット３０は、図６（ａ）に示すように、搬送アーム５０により、レチクルステージＲＳから搬送されたレチクルＲを保持し、保持状態を維持しつつ反転させるものである。
反転ユニット３０は、回転部６０と保持手段とを有する。
【００５５】
回転部６０は、長方体状の基体により構成されている。この回転部６０の４つの角部の端部には、それぞれ保持手段が設けられている。この保持手段は、アーム部材６２ａ〜６２ｄと、このアーム部材６２ａ〜６２ｄを移動させる移動部材６４ａ〜６４ｄと、保持具６６ａ〜６６ｄとを有する。
【００５６】
アーム部材６２ａ〜６２ｄは、一方向に伸びる棒状部材であり、一端が、回転部６０の角部に回動自在に設けられており、他端に保持具６６ａ〜６６ｄが設けられている。アーム部材６２ａ〜６２ｄは、回転部６０の表面６０ａ側の各角部の各縁に、伸縮自在に設けられた移動部材６４ａ〜６４ｄに接続されている。
【００５７】
保持具６６ａ〜６６ｄは、レチクルＲの角部を包み込むように保持するものである。レチクルＲの角部と略相似形状の三角柱の一面が除去されたものである。
また、回転部には側面６０ｂに回転シャフト６８が設けられている。この回転シャフト６８に、モータなどの回転駆動手段（図示せず）が接続されている。この回転駆動手段により、回転部６０が回転される。
【００５８】
次に、レチクルＲの反転方法について説明する。
先ず、図６（ａ）に示すように、例えば、露光照射後のレチクルＲが搬送アーム５０により、レチクルステージＲＳから搬送される。このとき、移動部材６４ａ〜６４ｄは、回転部６０の外側に突出した状態にある。
搬送アーム５０は、例えば、形状が長方形状の基体５２と、基体５２の一方の長辺側の両端部にそれぞれ設けられた腕部５４、５６とを有するものである。この腕部５４、５６により、レチクルＲが支持される。
【００５９】
次に、図６（ｂ）に示すように、移動部材６４ａ〜６４ｄが回転部６０内に引込まれ、レチクルＲの角部が保持具６６ａ〜６６ｄにより保持される。そして、搬送アーム５０が退避する。このようにして、レチクルＲが回転部６０の表面６０ａの上方で保持される。
【００６０】
次に、図７（ａ）に示すように、回転駆動手段により、回転部６０をα方向に１８０°回転させる。
【００６１】
次に、図７（ｂ）に示すように、搬送アーム５０の腕５４、５６にレチクルＲを保持させて、その状態で移動部材６４ａ〜６４ｄを突出させて、レチクルＲの保持を解除する。次に、レチクルＲをウエハステージＲＳに搬送する。このようにして、レチクルＲの反転がなされる。
次に、回転駆動手段により、回転部６０をβ方向に１８０°回転させて、次に反転させるレチクルＲが搬送されるまで待機する。
【００６２】
次に、本発明の他の実施例に係る露光装置およびこの露光装置を用いた異物発生防止方法について説明する。
図８は、本発明の他の実施例に係る露光装置を示す模式図である。なお、図３および図４に示す本発明の実施例の露光装置と同一構成物には、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６３】
図８に示す露光装置２１は、図３および図４に示す露光装置２０と比して、反転ユニット３０に代えて、レチクルＲの下方に移動される反射ミラーＭと、この反射ミラーＭをレチクルＲの下方に移動させる駆動機構とを設けた点が異なり、それ以外の構成は、図３および図４に示す露光装置と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
本実施例においては、投影光学系２８とレチクルＲとの間に、反射ミラーＭを移動させることにより、レチクルＲを反転させることなく、レチクルＲのパターン面１０２ｂ側から露光光を照射することができる。すなわち、露光光を逆行させることにより、洗浄を行うことができるものである。
このため、露光装置２１の構成を、図３および図４に示す露光装置よりも簡素化することができる。なお、この反射ミラーＭは、少なくとも有効エリアＳと同じ大きさを有するものであればよい。また、反射ミラーＭとしては、例えば、アルミミラー、またはコールドミラーなどの全反射タイプのミラーが好適に利用できる。
【００６５】
次に、本実施例の異物発生防止方法について説明する。
本実施例においては、例えば、有効エリアが２０ｍｍ□であるレチクルＲを用いる。このとき、露光条件は、例えば、波長が３６５ｎｍ（ｉ線）の光源を用いて露光量が１００ｍＪ／ｃｍ２の条件とする。２５枚のウエハ処理を１ロットとして、露光処理を行う。ウエハ１枚あたり、６０ショットである。
【００６６】
先ず、ウエハに対して、１ショット目の露光を行う。次に、反射ミラーＭをレチクルＲの下方に移動させて、ウエハ（図示せず）への露光光を遮る。このとき、露光光が反射されて、すなわち、逆行して、レチクルＲのパターン面側から露光光が照射される。同時に、ウエハステージ（図示せず）により、ウエハを移動させて、次の露光位置を投影レンズの結像面にあわせる。
このように、反射ミラーＭは、露光光を逆行させるために利用されるとともに、ウエハへの露光光を遮るシャッターとしても利用される。なお、レチクルＲの洗浄に必要な時間に比較してウエハ移動に必要な時間の方が長い場合には、反射ミラーＭを利用したレチクルＲの洗浄は必要な時間だけで終え、その後は、通常のシャッター（図示しない）を利用してウエハへの露光光を遮るようにしてもよい。
【００６７】
次に、反射ミラーＭを移動させて、２ショット目の露光を行う。次に、再度、反射ミラーＭを移動させると、レチクルＲのパターン面側から露光光が照射されることになる。
このように、１ショット毎に、反射ミラーＭを利用して、レチクルＲの洗浄を行うことができる。これにより、更に一層異物の発生を防止することができる。
１ロット分の露光および洗浄処理が終了した後、レチクルＲは、レチクルカセットライブラリに収納されて、保管される。
【００６８】
なお、本実施例においては、洗浄処理を行う時期は、特に限定されるものではない。例えば、１枚のウエハ処理後、すなわち、６０ショットの露光が終了した後に、反射ミラーＭを移動させて、洗浄を行ってもよい。この場合、例えば、上述の実施例と同様に、露光処理のための総照射量と同一の総照射量で露光光ＥＬを照射して洗浄を行う。もしくは、異物発生状況に合わせて適切に設定された総照射量で照射を行う。洗浄している間に、ウエハの搬送、ならびに露光するために必要なアライメント、フォーカスセンサ補正係数、およびチルトなどのウエハ諸条件の計測を行うことにより、ウエハ処理能力の低下を最小限にすることができる。
【００６９】
また、１ロット処理後に、反射ミラーＭを移動させて洗浄を行ってもよく、洗浄を行う時期について、特に限定されるものではない。
【００７０】
上述のいずれの異物発生防止方法においても、洗浄の時期は、特に限定されるものではない。例えば、ショット毎、１枚毎、または１００枚毎であってよい。また、１時間当たり１回、１日あたり１回、または２日に１回であってもよい。さらには、露光装置の使用終了後、使用開始から１時間後、または使用開始から２時間後などであってもよい。
【００７１】
次に、本発明の実施例に係るレチクルについて説明する。レチクル１００ａとしては、図９に示すように、有効エリアＳの外側でかつペリクル枠１１２ｂ内に凹凸部７０〜７６を形成することが好ましい。なお、図９に示すレチクル１００ａは、図１０に示すレチクル１００と比して、有効エリアＳの外側でかつペリクル枠１１２ｂ内に凹凸部７０〜７６が形成されている点が異なり、それ以外の構成は、図１０に示すレチクル１００と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００７２】
凹凸部７０〜７６は、異物生成の核となる物質を吸着させるための専用のものであり、その表面に凹凸が形成されている。レチクル１００ａには、識別用パターンおよび計測用パターンが形成される。これらは、通常はペリクル枠の外側に設けられるが、有効エリアＳの外側でかつペリクル枠１１２ｂ内に設けられる場合もある。しかし、凹凸部７０〜７６はこれらとは異なる。
識別用パターンは、例えば、識別情報（ＩＤ）、または製造番号を表すものがある。また、計測用パターンは、例えば、露光装置における位置決め用、投影光学系の焦点位置計測用、またはレチクル検査装置で利用される精度計測用のものがある。
【００７３】
図９に示すレチクル１００ａのように、有効エリアＳ外で、かつレチクル枠１１２ｂ内に凹凸部７０〜７６を形成することにより、露光光が照射されて昇華した物質が、凹凸部７０〜７６に優先的に再吸着するので、有効エリアＳ内のパターン１０８を形成するクロム膜には再吸着しににくくなる。
このような凹凸部７０〜７６を設けたレチクル１００ａを使用することにより、上述の異物発生防止方法の効果をさらに高めることができる。すなわち、さらに一層有効エリアＳ内における異物の発生を防止することができる。
凹凸部７０〜７６は、例えば、有効エリアＳ内にウエハを投影するためのパターン１０８を形成するためのクロム膜と共通のクロム膜を、適切な形状にパターニングすることによって形成することができる。また、有効エリアＳ内のパターンとは別の材料の膜で形成してもいいし、レチクル基板１０２自体の表面を選択的にエッチングすることによって形成してもいい。
なお、本実施例において、凹凸部の形成位置は、有効エリアＳ外、かつペリクル枠１１２ｂ内であれば、特に限定されるものではない。例えば、凹凸部をパターン面１０４ｂ（図１０（ｃ）参照）側のペリクル枠１１２ｂ内面に形成してもよい。また、凹凸部の形状および形態は、核成長が生じ易いものであり、かつ有効エリアＳの領域外ｂでかつペリクル枠１１２ｂ内に設けられていれば、特に限定されるものではない。特定のパターン形状を持たない粗面であってもよい。
【００７４】
上述のいずれの異物発生防止方法においても、長期間、例えば、５年間の継続使用においても、有効エリア内におけるパターン１０８の投影の妨げとなる、例えば、異物検査装置によって測定される実効粒径が１．５μｍ以上の異物の発生を抑制することができる。
【００７５】
上述のいずれの異物発生防止方法においても、露光装置の露光光を利用して洗浄処理を行ったが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、専用の照射装置を用いてレチクルの洗浄処理、すなわち、パターン面側からの照射を行なってもよい。この場合、照射する紫外光の波長は、ペリクル膜に適したものであることが好ましい。例えば、光を吸収することはペリクル膜にとっては劣化につながるため、ペリクル膜による吸収が最も少ない、すなわち、透過率が最も高い波長の光を用いることが好ましい。
【００７６】
例えば、三井化学株式会社製のｇ線／ｉ線共用のペリクル膜の場合、洗浄処理する紫外光の波長は、例えば３６５ｎｍ（ｉ線）とする。しかし、ペリクル膜の分光透過特性に応じて、例えば、ｉ線よりも波長が長い４００、４３５、４８０ｎｍ等の波長の光であってもよい。これらの波長の光の透過率は、波長が３６５ｎｍの紫外光よりも高いので、レチクル膜の劣化を抑制することができる。
【００７７】
また、上述のいずれの露光装置においても、ステップアンドリピート方式によるものについて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、ステップアンドスキャン方式によるものにも適用できる。この場合、照明光学系により、露光光を、第１の辺の方向（例えば、横方向）には有効エリアＳ（図１０（ｃ）参照）の第１の辺の長さ全体にわたり、第１の辺と直交する第２の辺の方向（例えば、縦方向）には、有効エリアＳの第２の辺の長さよりも短い帯状に整形する。この帯状の露光光を照射しながら、レチクルとウエハとを同期させて、一定の速度で第２の方向に移動させることにより、有効エリアＳ内に形成されたパターンをウエハ上に投影露光する。
【００７８】
本発明は、基本的に以上のようなものである。異物発生防止方法、レチクルおよび露光装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る異物発生防止の原理を工程順に説明するための模式的斜視図である。
【図２】図１の次工程を説明するための模式的斜視図である。
【図３】本発明の実施例に係る露光装置を示す模式図である。
【図４】本発明の実施例に係る露光装置を用いた異物発生防止方法を説明する模式図である。
【図５】本実施例の露光装置の反転ユニットおよびレチクルチェンジャの構成を詳細に示す模式図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、本実施例の露光装置の反転ユニットの動作を工程順に示す模式的斜視図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、本実施例の露光装置の反転ユニットの動作を工程順に示す模式的斜視図である。
【図８】本発明の他の実施例に係る露光装置を示す模式図である。
【図９】本発明の実施例に係るレチクルを示す模式図である。
【図１０】（ａ）は、レチクルを示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線による断面図であり、（ｃ）は、（ａ）の裏面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０、１００  レチクル
１２  ガラス基板
１４ａ、１４ｂ  クロム膜
１６ａ、１６ｂ  クロム膜
２０、２１  露光装置
２２  光源
２４  照明光学系
２７  レチクルブラインド
２８  投影レンズ
３０  反転ユニット
３２  レチクルチェンジャ
３４  レチクルカセットライブラリ
３６  レチクルケース取出口
５０  搬送アーム
６０  回転部
６２ａ〜６２ｄ  アーム部材
６４ａ〜６４ｄ  移動部材
６６ａ〜６６ｄ  保持具
７０〜７６  凹凸部
ｂ  有効エリア外領域
Ｄ  堆積物
ＥＬ  露光光
Ｍ  反射ミラー
Ｓ  有効エリア
Ｒ  レチクル
ＲＳ  レチクルステージ
ＲＣ１〜ＲＣ８  レチクルケース
Ｗ  ウエハ
ＷＳ  ウエハステージ
【図１】
2005191184.tif 000003
【図２】
2005191184.tif 000004
【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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