(57)【要約】【課題】 表面に付着した炭素や有機化合物のコンタミネーションを抑制したり除去することが可能な光学素子を提供する。【解決手段】  反射鏡１は、前述のような多層膜反射鏡であり、極短紫外線を高い反射率で反射するようになっている。この反射鏡１はホルダ２中に保持されている。ホルダ２の上面は開放されており、その側面に設けられたガス導入口３から反応性ガスを噴出できるようになっている。反射鏡１の表面に付着した有機化合物を除去しようとするときは、このガス導入口３より、酸素を導入する。そして、この状態で、反射鏡１の表面に、洗浄光であるArＦレーザ光を照射する。すると、酸素とArＦレーザ光との相互作用により有機化合物は分解され、反射鏡１が用いられている光学装置の排気装置により装置外に排気される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
極短紫外線を用いた光学装置に用いられる反射型の光学素子であって、密閉可能又は概略密閉可能な容器に収納されており、前記容器は、露光を行う際には、少なくとも露光用極短紫外線が通過する部分が開放され、前記光学素子の表面を光洗浄する際には、密閉又は概略密閉され、かつ、密閉又は概略密閉された状態で、光洗浄を行うための洗浄光を透過可能な窓が設けられており、かつ、前記容器にはガス導入機構が設けられていることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
請求項１に記載の光学素子であって、前記容器が密閉又は概略密閉された状態で、入射した洗浄光が前記光学素子で反射されて到達する前記容器の内面に、前記洗浄光を反射する反射鏡が設けられていることを特徴とする光学素子。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光学素子であって、前記容器の内面が、前記洗浄光を反射し、露光に使用される極短紫外線を吸収する物質でコートされていることを特徴とする光学素子。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の光学素子であって、前記容器にガス流出機構が設けられていることを特徴とする光学素子。
【請求項５】
極短紫外線を用いた光学装置に用いられる反射型の光学素子であって、ホルダ内に収納され、前記ホルダは、前記光学素子の表面にガスを噴射できるガス噴出機構を有することを特徴とする光学素子。
【請求項６】
前記ガスが前記光学素子の表面を光洗浄する洗浄光を受けた場合に、前記光学素子の表面に付着した炭素と化合して気化させることができるか、又は前記光学素子の表面に付着した有機化合物を分解できる反応性ガスであることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項７】
前記反応性ガスが、酸素、酸素ラジカル、窒素、ＮＯ２、ＮＯ、水素、水素ラジカル、オゾン、水蒸気のいずれか、又はこれらの混合物であることを特徴とする請求項６に記載の光学素子。
【請求項８】
請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載の光学素子と、洗浄光照射装置を、その光学系中に有することを特徴とする光学装置。
【請求項９】
前記洗浄光を、前記光学素子に導くライトガイドを有することを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記ライトガイドの走査機構を有することを特徴とする請求項９に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記光学装置が、レチクルに形成されたパターンをウエハ上に投影する極短紫外線露光装置であり、前記洗浄光は、前記レチクルを搭載するレチクルステージの裏面から、前記極短紫外線が前記レチクルで反射された後の光路に沿うように放出されるようにされていることを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記光学装置が、レチクルに形成されたパターンをウエハ上に投影する極短紫外線露光装置であり、前記洗浄光は、前記ウエハを搭載するウエハステージの裏面から、前記極短紫外線がウエハに入射する光路に沿って、前記極短紫外線とは逆方向に放出されるようにされていることを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
【請求項１３】
前記洗浄光として、露光に使用される極短紫外線をそのまま用いるようにされていることを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
【請求項１４】
製造工程中に、請求項１１から請求項１３のうちいずれか１項に記載の光学装置を用いて、レチクルに形成されたパターンをウエハ上に投影する工程を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極短紫外線（本明細書及び特許請求の範囲では、波長が１５０ｎｍ以下の光又は軟Ｘ線を言う）用に用いられる反射型の光学素子、及びこの光学素子を使用した光学装置、さらには、この光学装置を使用した半導体デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、従来の紫外線に代えてこれより短い波長（１１〜１４ｎｍ）の極短紫外線（軟Ｘ線）を使用した投影リソグラフィ技術が開発されている（例えば、D.Tichenor, et al, SPIE 2437 (1995) 292参照）。この技術は、最近ではＥＵＶ（Extreme UltraViolet）リソグラフィと呼ばれており、従来の波長１９０ｎｍ程度の光線を用いた光リソグラフィでは実現不可能な、７０ｎｍ以下の解像力を得られる技術として期待されている。
【０００３】
極短紫外線の波長領域での物質の複素屈折率ｎは、ｎ＝１−δ−ｉｋ（δ、ｋ：複素数、ｉは複素記号）で表わされる。この屈折率の虚部ｋは極短紫外線の吸収を表す。δ、ｋは１に比べて非常に小さいため、この領域での屈折率は１に非常に近い。したがって従来のレンズのような透過屈折型の光学素子を使用できず、反射を利用した光学系が使用される。反射光学系のうち、斜入射光学系の場合は、反射面に斜め方向から入射した極短紫外線を全反射を利用して反射させるが、全反射臨界角θｃ（波長１０ｎｍで２０°程度以下）よりも垂直に近い入射角度では、反射率が非常に小さい。なお、ここで入射角度とは、入射面の法線と入射光がなす角度を示す。
【０００４】
そこで、界面での振幅反射率がなるべく高い物質を積層させ、かつ、反射面を多数（一例で数十〜数百層）設け、それぞれの界面での反射波の位相が合うように光干渉理論に基づいて各層の厚さを調整した多層膜反射鏡が使用される。界面での振幅反射率を上げるために、多層膜反射鏡では、使用される極短紫外線波長域における屈折率と、真空の屈折率（＝１）の差が大きい物質と、その差が小さい物質とを、基板上に交互に積層して形成される。多層膜の材料としては、タングステン／炭素、モリブデン／シリコン等の組み合わせを用いたものが知られており、スパッタリングや真空蒸着、ＣＶＤ等の薄膜形成技術により成膜されている。なお、多層膜反射鏡は、垂直に極短紫外線を反射することも可能であるため、全反射を用いた斜入射光学系よりも収差の少ない光学系を構成することができる。
【０００５】
多層膜反射鏡は、ブラッグの式：２ｄｓｉｎθ＝ｎλ（ｄ：多層膜の周期長、θ：斜入射角度、λ：極短紫外線の波長）を満たす場合に極短紫外線を強く反射する波長依存性を有するため、この式を満たすように各因子を選択する必要がある。
【０００６】
多層膜としてモリブデン（Ｍｏ）／シリコン（Ｓｉ）を用いた場合、波長１２．６ｎｍのシリコンのＬ吸収端の長波長側で高い反射率を示すことが知られている。このため、波長１３ｎｍ付近で、直入射（入射角度が０°）で６７％以上の高い反射率を有する多層膜反射鏡を比較的容易に作製することができる。
【０００７】
このような、極短紫外線を使用した露光装置の投影光学系の概要を図６に示す。極短紫外線源２１から放出された極短紫外線は、放物面鏡等の集光素子２２で集光され、フライアイミラー等の照度均一化素子２３で照度の均一な２次光源とされた後、ミラー２４を介してレチクル２５を照射する。そして、レチクル２５の表面で反射され、その後、投影光学系のミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６で順に反射されて、レチクル２５の表面に形成されたパターンの像を、ウエハ２６上に塗布されたレジスト２７上に形成する。
【０００８】
【非特許文献１】D.Tichenor, et al, SPIE 2437 (1995) 292
【非特許文献２】K. Boller et al., Nucl. Instr. And Meth. 208(1983) 273)
【非特許文献３】M. Malinowski et al., Proc. SPIE 4343(2001) 347
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
極短紫外線反射鏡は、空気による吸収を防ぐために真空中で使用されるのが一般的である。また、縮小投影リソグラフィにおいて極短紫外線反射鏡を用いた場合、炭素による光学素子のコンタミネーションが問題となっている。以下に、炭素による光学素子のコンタミネーションの発生のメカニズムを簡単に説明する。
【００１０】
極短紫外線光学機器で用いられる真空中には有機化合物を含有する残留ガスが含まれていることが多い。この有機化合物を含有する残留ガスとしては、例えば真空排気系（真空ポンプ）に用いられるオイルに起因するもの、装置内部の可動部分の潤滑剤に起因するもの、装置内部で使用される部品（例えば電気ケーブルの被覆材料など）に起因するもの等がある。
【００１１】
極短紫外線露光装置の場合は、装置の内部の真空中にフォトレジストを塗布したウエハが導入される。ここに極短紫外線が照射された場合、装置内に残留している溶剤が蒸発したり、レジストを構成する樹脂が分解脱離し、このため有機化合物を含むガスが装置内に放出されることになる。そして、この有機化合物を含んだ残留ガス分子は、装置内の多層膜反射鏡の表面に物理吸着する。
【００１２】
多層膜反射鏡の表面に物理吸着した残留ガス分子は、表面上で脱離と吸着とを繰り返しており、そのままでは厚く成長することはない。しかし、多層膜反射鏡に極短紫外線が照射されると、反射鏡の基板内部で二次電子が発生し、この二次電子が表面に吸着している有機化合物を含有する残留ガス分子を分解して炭素が析出する。このように、吸着したガス分子がどんどん分解されて析出されていくので、多層膜反射鏡の表面には炭素層が形成され、その炭素層の厚さは極短紫外線の照射量に比例して増加する（K. Boller et al., Nucl. Instr. And Meth. 208(1983) 273参照)。
【００１３】
上記のように、多層膜反射鏡の表面に炭素層が形成されると、反射鏡の反射率が低下してしまうという問題がある。図７に、多層膜反射鏡の表面に炭素層が形成されたときの反射率の影響を示すグラフを示す。具体的には、Mo/Si多層膜反射鏡（層数４５対層、周期長６．９ｎｍ、膜厚比（＝Mo層厚／周期長）１／３、最上層はSi）に波長１３．５ｎｍの極短紫外線を直入射により照射した時の、表面上への炭素層の形成による反射率の変化（計算値）を示したグラフである。図７において、横軸は炭素層の厚さ（ｎｍ）であり、縦軸は反射率（％）を示す。図７に示すように、炭素層の厚さが２ｎｍ以下では反射率は低下しないが、２ｎｍを越えると反射率は徐々に低下し、６ｎｍでは反射率が６％以上低下する。
なお、多層膜反射鏡の表面に形成される炭素層の厚さが２ｎｍ以下の場合に反射率の低下が生じないのは、多層膜反射鏡の表面に付着した炭素層の光学定数が、多層膜を構成する重原子層（モリブデン層）の光学定数と近いので、炭素数が多層膜の重原子層と同様の役割を果たしているからである。
ＥＵＶ露光装置においては、多層膜反射鏡の反射率がわずかに低下しただけでも露光装置のスループットに大きな影響を与える。図８は、多層膜反射鏡の反射率の低下によるスループットの影響を示すグラフである。具体的には、実際のＥＵＶ露光装置を想定し、６枚の照明系、１枚の反射レチクル、６枚の投影系の合計１３枚の多層膜反射鏡を用いたシステムにおいて、多層膜反射鏡１枚あたりの反射率の低下が光学系の透過率（スループット）に対してどの程度影響を及ぼすかを計算した結果を示す図である。図８に示すように、例えば多層膜反射鏡１枚あたりの反射率低下が６％であると、光学系全体の透過率は元の値の３０％程度にまで低下してしまう。
【００１４】
上述したような、多層膜反射鏡の表面の炭素層析出による光学素子のコンタミネーションを防止する方法として、使用雰囲気中に酸素又は水蒸気を導入する技術が開発されている（例えばM. Malinowski et al., Proc. SPIE 4343(2001) 347参照）。
【００１５】
上記文献に記載された方法によれば、極短紫外線照射により酸素又は水蒸気が分解されてラジカルが生成される。生成された酸素ラジカルは光学素子の表面に物理吸着した有機化合物を含むガス分子、及び表面に析出した炭素層と反応して炭酸ガスが形成される。形成される炭酸ガスは気体であるため、真空ポンプにより排気され炭素のコンタミネーションが除去される。
【００１６】
しかしながら、上記文献に記載された方法は酸素ラジカルによる酸化反応を利用するものであり、表面に析出した炭素だけでなく多層膜表面も酸化してしまう。多層膜表面を酸化すると、表面酸化による反射率の低下が起こるという問題が生じる。
【００１７】
また、酸素等のガスは紫外光以下の波長を吸収するため、光路に微量に存在するだけでも紫外光が減衰し、十分な炭素や有機化合物除去の効果が得られなかった。
【００１８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、表面に付着した炭素、炭素化合物や有機化合物のコンタミネーションを抑制したり除去することが可能な光学素子、この光学素子を使用した光学装置、さらにはこの光学装置を使用した半導体デバイスの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記課題を解決するための第１の手段は、極短紫外線を用いた光学装置に用いられる反射型の光学素子であって、密閉可能又は概略密閉可能な容器に収納されており、前記容器は、露光を行う際には、少なくとも露光用極短紫外線が通過する部分が開放され、前記光学素子の表面を光洗浄する際には、密閉又は概略密閉され、かつ、密閉又は概略密閉された状態で、光洗浄を行うための洗浄光を透過可能な窓が設けられており、かつ、前記容器にはガス導入機構が設けられていることを特徴とする光学素子（請求項１）である。
【００２０】
本手段においては、露光を行う際には、少なくとも露光用極短紫外線が通過する部分が開放されて、その部分を露光用極短紫外線が通過できるようになっているが、光洗浄を行う場合には、容器が密閉又は概略密閉され、窓を通してから光洗浄のための洗浄光が光学素子面に照射されるようになっている。容器が密閉又は概略密閉されているので、ガス導入機構より導入されたガスが放散されることなく、有効に洗浄用ガスとして使用できる。なお、概略密閉とは、洗浄用ガスが多少漏れても、光洗浄の有効性が無くならない限り、完全に密閉されていなくてもよいと言う意味で使用されている。
【００２１】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記容器が密閉又は概略密閉された状態で、入射した洗浄光が前記光学素子で反射されて到達する前記容器の内面に、前記洗浄光を反射する反射鏡が設けられていることを特徴とするもの（請求項２）である。
【００２２】
洗浄光は、光学素子の表面で反射されるが、本手段においてはその反射光が到達する容器の内面に反射鏡が設けられているので、光学素子の表面で反射された洗浄光を再び光洗浄に用いることができ、その分、洗浄効率を高めることができる。
【００２３】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段又は第２の手段であって、前記容器の内面が、前記洗浄光を反射し、露光に使用される極短紫外線を吸収する物質でコートされていることを特徴とするもの（請求項３）である。
【００２４】
本手段においては、露光の際には、余分な極短紫外線が容器の内面で吸収されるので、迷光となって露光特性を悪化させることがない。一方、光洗浄の際には、洗浄光が容器の内面で反射されるので、洗浄光を多重に光洗浄に使用することができ、その分、洗浄効率を高めることができる。
【００２５】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、前記容器にガス流出機構が設けられていることを特徴とするもの（請求項４）である。
【００２６】
本手段においては、ガス流出機構から反応したガスを流出させることができるので、新しいガスを安定して供給することができ、洗浄効果を向上させることができる。
【００２７】
前記課題を解決するための第５の手段は、極短紫外線を用いた光学装置に用いられる反射型の光学素子であって、ホルダ内に収納され、前記ホルダは、前記光学素子の表面にガスを噴射できるガス噴出機構を有することを特徴とする光学素子（請求項５）である。
【００２８】
本手段は、前記第１の手段とは異なり、光学素子は密閉又は概略密閉可能な容器には収納されておらず、開放されたホルダ内に収納されているだけである。よって、光洗浄効率は前記第１の手段よりは落ちるが、光学素子の表面にガスを噴射できるので、光洗浄の効果を向上させることができる。
【００２９】
前記課題を解決するための第６の手段は、前記第１の手段から第５の手段のいずれかであって、前記ガスが前記光学素子の表面を光洗浄する洗浄光を受けた場合に、前記光学素子の表面に付着した炭素と化合して気化させることができるか、又は前記光学素子の表面に付着した有機化合物を分解できる反応性ガスであることを特徴とするもの（請求項６）である。
【００３０】
本手段においては、光洗浄の際に、光学素子の表面に付着した炭素と化合して気化させたり、有機化合物と反応してこれを分解するガスを使用することにより、光洗浄の効果を向上させることができる。
【００３１】
前記課題を解決するための第７の手段は、前記第６の手段であって、前記反応性ガスが、酸素、酸素ラジカル、窒素、ＮＯ２、ＮＯ、水素、水素ラジカル、オゾン、水蒸気のいずれか、又はこれらの混合物であることを特徴とするもの（請求項７）である。
【００３２】
これらのガスは、容易に入手することができ、炭素と化合して気化させたり、有機化合物と反応してこれを分解することができるので、前記第６の手段のガスとして好ましい。
【００３３】
前記課題を解決するための第８の手段は、前記第１の手段から第７の手段のいずれかの光学素子と、洗浄光照射装置を、その光学系中に有することを特徴とする光学装置（請求項８）である。
【００３４】
本手段においては、光学素子を取り外すことなく光洗浄を行うことができるので、光学素子の反射率の低下を、容易に防ぐことができる。
【００３５】
前記課題を解決するための第９の手段は、前記第８の手段であって、前記洗浄光を、前記光学素子に導くライトガイドを有することを特徴とするもの（請求項９）である。
【００３６】
ライトガイドを用いて洗浄光を、光学素子に導くことにより、複雑な光学系を必要とせず、洗浄光により光学素子表面を照射することができる。
【００３７】
前記課題を解決するための第１０の手段は、前記第９の手段であって、前記ライトガイドの走査機構を有することを特徴とするもの（請求項１０）である。
【００３８】
本手段においては、ライトガイドを走査させることにより、光学素子表面の必要な部分に洗浄光を照射することができる。
【００３９】
前記課題を解決するための第１１の手段は、前記第８の手段であって、前記光学装置が、レチクルに形成されたパターンをウエハ上に投影する極短紫外線露光装置であり、前記洗浄光は、前記レチクルを搭載するレチクルステージの裏面から、前記極短紫外線が前記レチクルで反射された後の光路に沿うように放出されるようにされていることを特徴とするもの（請求項１１）である。
【００４０】
本手段においては、レチクルステージからレチクルを取り外した状態で洗浄光を照射することにより、洗浄光は、露光に使用される極短紫外線と同じ光路をたどって各光学素子に照射されるので、一度に、又は順次複数個の光学素子の光洗浄を行うことができる。なお、このように一度に又は順次複数個の光学素子の洗浄を行うためには、光学素子面で反射した光が、そのまま容器を透過できることが必要であり、洗浄光を透過する窓又は空間が、光学素子面で反射した光側にも設けられていなければならないことは言うまでもない。
【００４１】
前記課題を解決するための第１２の手段は、前記第８の手段であって、前記光学装置が、レチクルに形成されたパターンをウエハ上に投影する極短紫外線露光装置であり、前記洗浄光は、前記ウエハを搭載するウエハステージの裏面から、前記極短紫外線がウエハに入射する光路に沿って、前記極短紫外線とは逆方向に放出されるようにされていることを特徴とするもの（請求項１２）である。
【００４２】
本手段においては、ウエハステージからウエハを取り外した状態で洗浄光を照射することにより、洗浄光は、露光に使用される極短紫外線と同じ光路を逆にたどって各光学素子に照射されるので、一度に又は順次複数個の光学素子の光洗浄を行うことができる。なお、このように一度に複数個の光学素子の洗浄を行うためには、光学素子面で反射した光が、そのまま容器を透過できることが必要であり、洗浄光を透過する窓又は空間が、光学素子面で反射した光側にも設けられていなければならないことは言うまでもない。
【００４３】
本手段と前記第１１の手段は、同じような効果を奏するが、一般的に光学素子の汚れは、ウエハに近い光学素子の方が大きい。よって、本手段の方が、汚れの大きな光学素子に強い洗浄光を照射することができるので、洗浄効果を全体として大きくできる。
【００４４】
前記課題を解決するための第１３の手段は、前記第８の手段であって、前記洗浄光として、露光に使用される極短紫外線をそのまま用いるようにされていることを特徴とするもの（請求項１３）である。
【００４５】
本手段においては、洗浄光として、露光に使用される極短紫外線をそのまま用いるようにしているので、別に光洗浄用の光源を設ける必要がない。なお、本手段を用いる場合には、反射鏡は、前記第１の手段のような密閉容器に収納されたものを使用することはできず、前記第５の手段のようなものを使用する必要がある。
【００４６】
前記課題を解決するための第１４の手段は、製造工程中に、前記第１１のから第１３の手段のいずれかの光学装置を用いて、レチクルに形成されたパターンをウエハ上に投影する工程を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法（請求項１４）である。
【００４７】
本手段においては、光学素子を取り外すことなく、反射率の低下が防止できる光学装置を使用しているので、スループット良く半導体デバイスを製造することができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、表面の炭素、炭素化合物や、有機化合物のコンタミネーションを抑制したり除去することが可能な光学素子、この光学素子を使用した光学装置、さらにはこの光学装置を使用した半導体デバイスの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明の実施の形態の例を図を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態である反射鏡の概要を示す図である。反射鏡１は、前述のような多層膜反射鏡であり、極短紫外線を高い反射率で反射するようになっている。この反射鏡１はホルダ２中に保持されている。ホルダ２の上面は開放されており、その側面に設けられたガス導入口３から反応性ガスを噴出できるようになっている。
【００５０】
この反射鏡１の表面に付着した炭素、炭素化合物、有機化合物（コンタミネーション）を除去しようとするときは、このガス導入口３より、酸素を例えば１０ccm導入する。酸素の導入は微量を連続して導入してもかまわないし、パルス的に導入してもかまわない。そして、この状態で、反射鏡１の表面に、洗浄光であるArＦレーザ光を照射する。すると、酸素とArＦレーザ光との相互作用により有機化合物は分解され、反射鏡１が用いられている光学装置の排気装置により装置外に排気される。反射鏡１の表面の有機化合物の除去が完了したら、酸素導入とArＦレーザ光の照射を停止し、有機化合物除去作業が完了する。
【００５１】
図２は、本発明の第２の実施の形態である反射鏡の概要を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００５２】
反射鏡１は容器４の中に収納されている。容器４には蓋５が設けられており、蓋５には、露光用の極短紫外線が入射する入射孔６と、反射鏡１で反射された極短紫外線が出射する出射孔７が設けられている。入射孔６の上には、洗浄光を透過する材質（洗浄光としてArＦを使用する場合には例えば蛍石）でできた窓体８が設けられ、回動軸１１を中心として回動可能となっている。一方、射出孔７の上には、洗浄光を反射する物質が容器内面側に形成された反射体９が設けられ、回動軸１２を中心として回動可能となっている。容器４には、ガス導入口１３と、ガス流出口１４が設けられている。
【００５３】
露光を行う際には、窓体８と反射体９は、図２（ａ）に示す位置から、回動軸１１，１２を中心として１８０°回転した位置に位置するようにされ、入射孔６と出射孔７が開いた状態となっている。光洗浄を行う際には、窓体８と反射体９を図２（ａ）に示すような位置に回動すると、容器４はほぼ密閉された状態となる。
【００５４】
この状態で、ガス導入口１３から酸素を容器内に導入すると共に、ガス流出孔１４から排出する。そして、窓体８を通して洗浄光であるArＦレーザ光により反射鏡を照射する。すると、酸素とArＦレーザ光との相互作用により有機化合物は分解され、ガス流出孔１４から排出される。酸素の導入量は例えば１０ccmとし、ガスの排出量は、例えば170L/secとする。酸素の導入は微量を連続的に導入してもかまわないし、パルス的に導入してもかまわない。
【００５５】
反射鏡１で反射されたArＦレーザ光は、反射体９により反射され、再び反射鏡１を照射するので、光洗浄効率を高めることができる。なお、容器４の内面を、露光に用いる極短紫外線を吸収し、洗浄光を反射する物質（アルミニウム、銀等）でコートしておくと、洗浄光が容器４の内面で多重反射され、さらに光洗浄効率を高めることができる。
【００５６】
図２では、入射孔７と出射孔７の２つの開口が空いているが、入射孔と出射孔は同じものとして、開口を1つのみにしてもよい。この場合、入射孔あるいは出射孔にはArＦレーザ光を透過させるCaＦ２で作られた窓が移動可能なように取り付けられる。反射鏡1を洗浄する場合はこのCaＦ２で作られた窓を閉じて、容器内に酸素等の洗浄ガスを流入させ、ArＦレーザ光を照射し、反射鏡1を光洗浄する。
【００５７】
図６に示されたような露光装置の各ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６の光洗浄を行うときは、特別な光学系により各ミラーを別々に光洗浄するようにしてもよい。特に、光ファイバーより洗浄光が放出されるようにし、このような光ファイバを各ミラーの近くに設け、露光中には待避させ、光洗浄を行うときには、その先端部が各ミラーに対面するように位置させ、先端部から洗浄光を照射して光洗浄を行うようにする。そのとき、光ファイバを走査させれば、各ミラーの所望範囲を光洗浄することができる。
【００５８】
一方、各ミラーＭ１〜Ｍ６の反射特性を利用して、これらのミラーを順次光洗浄していく方法もある。その第１の例を図３を用いて説明する。図３において図６に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５９】
図３に示す露光装置においては、レチクル２５（実際にはレチクルステージ）の後面に洗浄光源２８が設けられている。図示を省略しているが、ミラーＭ１〜Ｍ６は、図２に示すような容器に収納されているものとする。まず、ミラーＭ１の光洗浄を行う。洗浄は、第２の実施の形態の説明において説明した方法により行う。
【００６０】
ミラーＭ１の洗浄が完了したら、ミラーＭ１の窓体８と反射体９を回動させて、入射孔６と出射孔７を開放する。すると、洗浄光は、ミラーＭ１で反射されてミラーＭ２に到達するので、この光を使用してミラーＭ２の光洗浄を行う。洗浄は、第２の実施の形態の説明において説明した方法により行う。このようにして、順次上流側のミラーから光洗浄を行っていき、最後にミラーＭ６の光洗浄を行う。
【００６１】
入射孔と出射孔とが同じ開口の場合には、例えぱ、ミラーＭｌの洗浄中にはミラーＭｌＭ１で反射したArＦ光がミラーＭ２からミラーＭ６まで到達してしまう。この場合、ミラーＭ１とミラーＭ２の間に反射板を挿入し、ミラーＭ２以降にArＦレーザ光が到達しないようにし、反射光が再びミラーＭ１に入射するようにして光洗浄効果を高めることができる。
【００６２】
また、遮蔽板（反射板）でArＦレーザ光をカットせず、ミラーＭ２以降の容器に酸素ガスを導入して、全ミラーを光洗浄してもよい。１つのミラーを光洗浄する場合でも、全ミラーを光洗浄する場合でも、ウエハの代わりに反射板をウエハ位置に置き、ArＦレーザ光を反射させることにより光洗浄効果を高めることができる。
【００６３】
これに対し、図４に示す露光装置においては、洗浄光源２８がウエハ（実際にはウエハステージ）の裏側に設けられている（ウエハは図示していない）。この場合は、ウエハを待避させた状態で、ミラーＭ１〜Ｍ６の光洗浄を順次行うが、洗浄の方法は図３において説明した方法と同じである。但し、光洗浄の順序は、ミラーＭ６が最初であり、以下順次上流側のミラーの光洗浄を行っていき、最後にミラーＭ１の光洗浄を行う。
レチクル側あるいはウエハ側から導入されるArＦレーザ光は、各ミラーの有効領域を同時に照射するように光束を広げてもよいし、細いビーム状に成形して、そのビームを有効領域内でスキャンするようにしてもよい。
【００６４】
以上、図３、図４を使用して説明した光洗浄の方法は、図１に示したような反射鏡についても適用できることは説明の必要がないであろう。
【００６５】
更に、露光に用いる極短紫外線そのものを用いて光洗浄を行うことができる。この場合には、図２に示すような構造の反射鏡を用いることは意味が無く、図１に示すように、ホルダに収納され、上面が開放された反射鏡を用いることが好ましい。レチクル２５の代わりに反射鏡を用いて、各ミラーＭ１〜Ｍ６にガスを流しながら、極短紫外線源２１からの光により光洗浄を行う。この場合には、各ミラーＭ１〜Ｍ６が、図１に示すような構造となっており、表面にガスを吹き付けることができるものであれば、他に特別の装置を必要としない。
【００６６】
以上説明した例においては、反応性ガスとして酸素を用いたが、反射鏡の表面に付着した炭素や有機化合物（コンタミネーション）を分解できるものであれば酸素以外のガスも使用することができ、例えば、酸素、酸素ラジカル、窒素、ＮＯ２、ＮＯ、水素、水素ラジカル、オゾン、水蒸気のいずれか、又はこれらの混合物を用いることができる。
【００６７】
さらには、本実施例では有機化合物を除去するためのガスに酸素を用いているが、請求項記載のその他のガス及びその混合物を用いても同等の効果が得られることは言うまでもない。例えば、水素ガス雰囲気中で紫外光や真空紫外光を照射するとＨラジカルが生成される。このＨラジカルにより光学素子表面に付着している有機コンタミ物質を水素化物（例えばＣＨ４など）として気化させることにより、光学素子表面の有機コンタミを除去することができる。また窒素ガスや窒素化合物ガス（例えばＮＯｘ等）の雰囲気中で紫外光や真空紫外光を照射するとＮラジカルが生成される。このＮラジカルにより光学素子表面に付着している有機コンタミ物質を窒化物（例えばメチルシアン（ＣＨ３ＮＨ２）など）として気化させることにより、光学素子表面の有機コンタミを除去することができる。
【００６８】
又、以上の説明においては、特別に設けられる洗浄光源としてArＦレーザ光源を例として説明したが、Ｆ２レーザやKrＦレーザ光源であってもよい。又、レーザ光でなくても光洗浄効果を有するような光の光源であればよい。特に波長が５０ｎｍ〜２５０ｎｍの光源を使用することが好ましい。
【００６９】
なお、本発明においては、反応性ガスが導入されるのは、反射鏡の表面付近のみであるので、光学装置の中全体に反応性ガスを吹き込む場合にして、洗浄を必要しない光学部品がこれらのガスの影響を受けることを少なくすることができる。
【００７０】
以下、本発明に係る半導体デバイスの製造方法の実施の形態の例を説明する。図５は、本発明の半導体デバイス製造方法の実施の形態の一例を示すフローチャートである。この例の製造工程は以下の各主工程を含む。
(1)ウエハを製造するウエハ製造工程（又はウエハを準備するウエハ準備工程）
(2)露光に使用するマスクを製作するマスク製造工程（又はマスクを準備するマスク準備工程）
(3)ウエハに必要な加工処理を行うウエハプロセッシング工程
(4)ウエハ上に形成されたチップを１個ずつ切り出し、動作可能にならしめるチップ組立工程
(5)できたチップを検査するチップ検査工程
なお、それぞれの工程はさらにいくつかのサブ工程からなっている。
【００７１】
これらの主工程の中で、半導体のデバイスの性能に決定的な影響を及ぼす主工程がウエハプロセッシング工程である。この工程では、設計された回路パターンをウエハ上に順次積層し、メモリやＭＰＵとして動作するチップを多数形成する。このウエハプロセッシング工程は以下の各工程を含む。
(1)絶縁層となる誘電体薄膜や配線部、あるいは電極部を形成する金属薄膜等を形成する薄膜形成工程（ＣＶＤやスパッタリング等を用いる）
(2)この薄膜層やウエハ基板を酸化する酸化工程
(3)薄膜層やウエハ基板等を選択的に加工するためにマスク（レチクル）を用いてレジストのパターンを形成するリソグラフィ工程
(4)レジストパターンに従って薄膜層や基板を加工するエッチング工程（例えばドライエッチング技術を用いる）
(5)イオン・不純物注入拡散工程
(6)レジスト剥離工程
(7)さらに加工されたウエハを検査する検査工程
なお、ウエハプロセッシング工程は必要な層数だけ繰り返し行い、設計通り動作する半導体デバイスを製造する。
【００７２】
本実施の形態においては、上記リソグラフィ工程において、本欄において説明した極短紫外線露光装置を使用している。よって、露光装置を長期間に亘って連続運転可能となるので、微細パターンを有するデバイスをスループット良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１の実施の形態である反射鏡の概要を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態である反射鏡の概要を示す図である。
【図３】各ミラーの反射特性を利用して、これらのミラーを順次光洗浄していく方法の例を示す図である。
【図４】各ミラーの反射特性を利用して、これらのミラーを順次光洗浄していく方法の例を示す図である。
【図５】本発明の半導体デバイス製造方法の実施の形態の一例を示すフローチャートである。
【図６】極短紫外線を使用した露光装置の投影光学系の概要を示す図である。
【図７】多層膜反射鏡の表面に炭素層が形成されたときの反射率の影響を示すグラフである。
【図８】多層膜反射鏡の反射率の低下によるスループットの影響を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７４】
１…反射鏡、２…ホルダ、３…ガス導入口、４…容器、５…蓋、６…入射孔、７…出射孔、８…窓体、９…反射体、２１…極短紫外線源、２２…集光素子、２３…照度均一化素子、２４…ミラー、２５…レチクル、２６…ウエハ、２７…レジスト、２８…洗浄光源
【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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