(57)【要約】【課題】  投影光学系を構成するミラー等の光学部品にカーボン層等が堆積しても、それが除去可能なＥＵＶ露光装置を提供する。【解決手段】  露光を一旦停止し、（ｂ）に示すように、マスク５を待避させて、洗浄光源８より、露光に使用したＥＵＶ光ＩＬの光路と同じ光路に、洗浄光ＣＬを照射する。洗浄光ＣＬは、投影光学系を構成するミラーＭ１〜Ｍ６でそれぞれ反射されて、より遠方にある反射鏡に到達する。洗浄光ＣＬはこの炭素膜を構成している炭素化合物を分解して、より蒸気圧の高い物質にする。蒸気圧の高い物質は、光路空間に放出され、やがて排気される。このプロセスによって、反射鏡表面に付着していた炭素膜は除去され、反射鏡の本来の反射率を回復することができる。【選択図】  図２
2005244015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極端紫外光を用いて、マスクに形成されたパターンをウエハ等の感応基板上に露光転写する露光装置であって、光学系に使用されている光学素子に付着している吸光の原因となる物質を光洗浄するための洗浄光源が設けられていることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の露光装置であって、前記洗浄光源は、マスクステージの背面に固定されるか、マスクステージの背面に取り付け可能に設けられ、投影光学系中の光学素子を光洗浄するものであることを特徴とする露光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の露光装置であって、露光転写を行っていない時間帯に、マスクを露光位置から待避させたときに、前記洗浄光源からの光を、露光転写時のマスク位置に集光させ、集光位置から露光に使用されるＥＵＶ光とほぼ同じ開口角で放出させるような光学系が設けられていることを特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項１に記載の露光装置であって、前記洗浄光源は、ウエハステージの背面に固定されるか、ウエハステージの背面に取り付け可能に設けられ、投影光学系中の光学素子を光洗浄するものであることを特徴とする露光装置。
【請求項５】
請求項４に記載の露光装置であって、露光転写を行っていない時間帯に、ウエハを露光位置から待避させたときに、前記洗浄光源からの光を、露光転写時のウエハ位置に集光させ、集光位置から露光に使用されるＥＵＶ光とほぼ同じ開口角で放出させるような光学系が設けられていることを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の露光装置であって、前記洗浄光源からの光の波長が100〜250nmか、又は前記洗浄光源からの光が極短紫外光であることを特徴とする露光装置。
【請求項７】
極端紫外光を用いて、マスクに形成されたパターンをウエハ等の感応基板上に露光転写する露光装置において、投影光学系の光学系に使用されている光学素子に付着している吸光の原因となる物質を光洗浄する方法であって、露光転写を行っていない時間帯に、マスクを露光位置から待避させ、マスクステージ背面に位置した洗浄光源からの光を、前記光学素子に照射して、前記光学素子に付着している吸光の原因となる物質を光洗浄することを特徴とする露光装置の光学素子の洗浄方法。
【請求項８】
請求項７に記載の露光装置の光学素子の光洗浄方法であって、前記洗浄光源からの光を、露光転写時のマスク位置に集光させ、集光位置から露光に使用されるＥＵＶ光とほぼ同じ開口角で放出させて、前記光学素子に照射することを特徴とする露光装置の光学素子の洗浄方法。
【請求項９】
極端紫外光を用いて、マスクに形成されたパターンをウエハ等の感応基板上に露光転写する露光装置において、投影光学系の光学系に使用されている光学素子に付着している吸光の原因となる物質を光洗浄する方法であって、露光転写を行っていない時間帯に、ウエハを露光位置から待避させ、ウエハステージ背面に位置した洗浄光源からの光を、前記光学素子に照射して、前記光学素子に付着している吸光の原因となる物質を光洗浄することを特徴とする露光装置の光学素子の洗浄方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の露光装置の光学素子の光洗浄方法であって、前記洗浄光源からの光を、露光転写時のウエハ位置に集光させ、集光位置から露光に使用されるＥＵＶ光とほぼ同じ開口角で放出させて、前記光学素子に照射することを特徴とする露光装置の光学素子の洗浄方法。
【請求項１１】
請求項７から請求項１０のうちいずれか１項に記載の露光装置の光学素子の光洗浄方法であって、前記洗浄光源からの光の波長が100〜250nmあるか、又は前記洗浄光源からの光が極短紫外光であることを特徴とする露光装置の光学素子の洗浄方法。
【請求項１２】
請求項７から請求項１１のうちいずれか１項に記載の露光装置の光学素子の光洗浄方法であって、光洗浄時に、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２、Ｈ２Ｏガスのいずれかを、光洗浄される光学素子の周囲に流しながら光洗浄を行うことを特徴とする露光装置の光学素子の洗浄方法。
【請求項１３】
請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の露光装置を用いて、マスクに形成されたパターンを感応基板に露光転写する工程を有することを特徴とする、微細パターンを有する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、例えば半導体集積回路、液晶ディスプレイ等の微細回路パターン等の製造工程におけるフォトリソグラフィ工程に使用される、極短紫外光（本明細書及び特許請求の範囲においては、波長が100nm以下の光を意味し、「ＥＵＶ光」と言うことがある。）を用いた露光装置、露光装置の光学素子の光洗浄方法、及びこの露光装置を使用した微細パターンを有するデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子又は液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、マスク（本明細書及び請求の範囲おいてはレチクルを含む）に形成されたパターン像を、投影光学系を介して感光材（レジスト）が塗布されたウエハ上の各投影（ショット）領域に縮小して投影する縮小投影露光装置が使用されている。半導体素子、液晶表示素子等の回路は、上記投影露光装置でウエハやガラス上に回路パターンを露光することにより転写され、後処理によって形成される。
【０００３】
近年、集積回路の高密度集積化、すなわち、回路パターンの微細化が進められてきた。これに対応するために、投影露光装置における投影光も短波長化される傾向にある。すなわち、これまで主流だった水銀ランプの輝線にかわって、KrFエキシマレーザー（248nm）が用いられるようになり、さらに短波長のArFエキシマレーザー（193nm）を用いた投影露光装置が実用化されている。また、更なる高密度集積パターンに対応することをめざしてF２レーザー（157nm）を使用する露光装置や液浸機構を有する光露光装置の開発も進められている。また、波長約13.5nm程度のＥＵＶ光を用いた露光装置も、光露光装置の後継装置として開発が進んでいる。
【０００４】
このような、ＥＵＶ光を使用した露光装置の投影光学系の概要を図６に示す。光源２１から放出されたＥＵＶ光は、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を介してマスク２５を照射する。そして、マスク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、マスク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。
【０００５】
一般に、ＥＵＶ光はあらゆる物質で吸光されるので空気中を透過しない。このため、ＥＵＶ光を用いた露光装置では、露光光をウエハ面上に十分な照度で到達させるためには、露光光路上の吸光物質を低減もしくは排除し、光路空間を高真空に保つ必要がある。このためには、放出ガスが極力少ない物質を用いて露光装置光路空間を構成する必要がある。このように、極端紫外光を用いた露光装置では、より微細な遮光パターンの転写が可能な一方で、吸光物質を排除する必要がある（使用部材が吸光物質を極力放出しない部材に限られる）など設計が容易でない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半導体回路の転写では、ウエハ面上にレジストと呼ばれる感光剤を塗布する必要があるが、従来型光露光装置でも問題が顕在化しているように、露光中にレジストからの大量に放出される物質は吸光の大きな物質であり、ミラー等の光学素子表面に吸着して、光学性能を著しく劣化させる。
【０００７】
レジストは感光剤、溶剤、酸発生剤などから構成され、いずれも有機物をその主成分とする。さらに、このレジストに高強度の露光光が照射されることによって分解されてより低分子の物質となり、図で上方に放出され、露光光空間に放出される。
【０００８】
特に、ＥＵＶ光を用いた露光装置では、露光光のエネルギーが高いので、容易にレジスト物質（例えば、レジスト中に含まれる溶剤物質）を断鎖し、多くの放出ガスを生成することが知られている。また、投影光学系内の光学素子とレジストとの間に遮るものがなく、かつ、この空間は高真空に保たれているので、この放出ガスが反射ミラー表面に付着して有機物で汚染される。
【０００９】
すなわち、レジストからの放出ガスは図６における上方に放出され、投影光学系のチャンバ内に入り、ミラー表面に付着する。付着したコンタミ物質は、露光光との光化学反応によって、炭素膜を形成し、吸光（ミラーの反射率の低下）の原因となる。なお、ここでいうコンタミ物質とは、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ブテンなどの炭化水素、イソプロピルアルコール，ポリメチルメタクリレートなどの直鎖有機物、ベンゼン環を有するフタル酸エステルなどの環状有機物、シラン、シロキサンなどのSi含有有機物、などの他、ＣＯ、ＣＯ２、ＳＯ２などを指す。
【００１０】
この様子を図７により説明する。図７は、図６に示すＥＵＶ光露光装置の、ウエハ近傍の構成を示す概要図である。図示していない部分の構成は、図６に示したＥＵＶ露光装置と同じである。
【００１１】
ＥＵＶ光２８は、ミラーＭ５、Ｍ６で反射され、図示しないマスクに形成されたパターンの像を、ウエハ２６に塗布されたレジスト２７上に形成する。極端紫外光は、ほとんどすべての物質で吸光されるので、露光光空間は、例えば10−５ Paといった高い真空度に保たれている。露光光はレジスト２７に照射されるが、このとき、レジスト２７から大量のレジスト放出ガス２９が放出される。
【００１２】
このレジスト放出ガス２９は直進し、ある立体角内に放出されたものは遮られることなくミラーＭ６に到達する。放出ガス物質はミラーＭ６の表面に付着するが、露光光との光化学反応により緻密なＣ膜に変化する。
【００１３】
このＣ膜の厚みは露光時間が増大するとともに増大し、Ｃ膜厚の増大とともにミラー多層膜（Si/Mo多層膜）の反射率が低下する（ミラー表面に１nmのカーボン層が堆積すると反射率が１％低下する）ので、収差が発生したり照度ムラが発生するなど光学特性の劣化をもたらすだけでなく、スループットの低下による生産性の低下といった問題も生じる。反射率低下はスループットの低下となり、装置の生産性を著しくおとしめる。ＥＵＶ光を用いた露光装置では、従来型光露光装置と異なり、光路空間に不活性ガスが充填されていないので、気流制御による放出ガス排除が容易でない。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、投影光学系を構成するミラー等の光学部品にカーボン層等が堆積しても、それが除去可能なＥＵＶ露光装置、露光装置の光学素子の光洗浄方法、及びこの露光装置を使用した微細パターンを有する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】
【００１５】
前記課題を解決するための第１の手段は、極端紫外光を用いて、マスクに形成されたパターンをウエハ等の感応基板上に露光転写する露光装置であって、光学系に使用されている光学素子に付着している吸光の原因となる物質を光洗浄するための洗浄光源が設けられていることを特徴とする露光装置（請求項１）である。
【００１６】
本手段においては、洗浄光源からの光により、光学系に使用されている光学素子に付着している吸光の原因となる物質を光洗浄して除去することができるので、光学素子の反射率の低下等を抑制することができ、従って光学特性の劣化や、露光光量の低下を抑制することができる。
【００１７】
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、前記洗浄光源は、マスクステージの背面に固定されるか、マスクステージの背面に取り付け可能に設けられ、投影光学系中の光学素子を光洗浄するものであることを特徴とするもの（請求項２）である。
【００１８】
洗浄光源をマスクステージの背面に取り付けることにより、露光転写を行っていないときにマスクを移動させて、洗浄光源からの光を、投影光学系中の光学素子に照射して、これらの光学素子を光洗浄することができる。
【００１９】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第２の手段であって、露光転写を行っていない時間帯に、マスクを露光位置から待避させたときに、前記洗浄光源からの光を、露光転写時のマスク位置に集光させ、集光位置から露光に使用されるＥＵＶ光とほぼ同じ開口角で放出させるような光学系が設けられていることを特徴とするもの（請求項３）である。
【００２０】
本手段においては、投影光学系の光学素子に対して、ＥＵＶ光の照射面とほぼ同じ場所を洗浄光源からの光で照射することができる。よって、最も汚れが固着しやすい場所に洗浄光源からの光を集中して照射できるので、洗浄光源の光の利用効率が高くなる。
【００２１】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段であって、前記洗浄光源は、ウエハステージの背面に固定されるか、ウエハステージの背面に取り付け可能に設けられ、投影光学系中の光学素子を光洗浄するものであることを特徴とするもの（請求項４）である。
【００２２】
一般に、投影光学系の光学素子を汚染する物質は、レジストから放出されるレジスト放出ガスである。よって、投影光学系の後段にある光学素子ほど、汚染がされやすい。本手段においては、ウエハステージ側から洗浄光源の光を照射できるので、汚染がされやすい光学素子に強い光を照射して光洗浄が可能であり、洗浄光の利用効率が良い。
【００２３】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第４の手段であって、露光転写を行っていない時間帯に、ウエハを露光位置から待避させたときに、前記洗浄光源からの光を、露光転写時のウエハ位置に集光させ、集光位置から露光に使用されるＥＵＶ光とほぼ同じ開口角で放出させるような光学系が設けられていることを特徴とするもの（請求項５）である。
【００２４】
本手段においては、投影光学系の光学素子に対して、ＥＵＶ光の照射面とほぼ同じ場所を洗浄光源からの光で照射することができる。よって、最も汚れが固着しやすい場所に洗浄光源からの光を集中して照射できるので、洗浄光源の光の利用効率が高くなる。
【００２５】
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、前記洗浄光源からの光の波長が100〜250nmか、又は前記洗浄光源からの光が極短紫外光であることを特徴とするもの（請求項６）である。
【００２６】
光洗浄を行って、光学素子に付着した炭化物を除去する光としては、波長が100〜250nmの光又は極短紫外光が一番適当である。
【００２７】
前記課題を解決するための第７の手段は、極端紫外光を用いて、マスクに形成されたパターンをウエハ等の感応基板上に露光転写する露光装置において、投影光学系の光学系に使用されている光学素子に付着している吸光の原因となる物質を光洗浄する方法であって、露光転写を行っていない時間帯に、マスクを露光位置から待避させ、マスクステージ背面に位置した洗浄光源からの光を、前記光学素子に照射して、前記光学素子に付着している吸光の原因となる物質を光洗浄することを特徴とする露光装置の光学素子の洗浄方法（請求項７）である。
【００２８】
前記課題を解決するための第８の手段は、前記第７の手段であって、前記洗浄光源からの光を、露光転写時のマスク位置に集光させ、集光位置から露光に使用されるＥＵＶ光とほぼ同じ開口角で放出させて、前記光学素子に照射することを特徴とするもの（請求項８）である。
【００２９】
前記課題を解決するための第９の手段は、極端紫外光を用いて、マスクに形成されたパターンをウエハ等の感応基板上に露光転写する露光装置において、投影光学系の光学系に使用されている光学素子に付着している吸光の原因となる物質を光洗浄する方法であって、露光転写を行っていない時間帯に、ウエハを露光位置から待避させ、ウエハステージ背面に位置した洗浄光源からの光を、前記光学素子に照射して、前記光学素子に付着している吸光の原因となる物質を光洗浄することを特徴とする露光装置の光学素子の洗浄方法（請求項９）である。
【００３０】
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、前記洗浄光源からの光を、露光転写時のウエハ位置に集光させ、集光位置から露光に使用されるＥＵＶ光とほぼ同じ開口角で放出させて、前記光学素子に照射することを特徴とするもの（請求項１０）である。
【００３１】
前記課題を解決するための第１１の手段は、前記第７の手段から第１０の手段のいずれかであって、前記洗浄光源からの光の波長が100〜250nmあるか、又は前記洗浄光源からの光が極短紫外光であることを特徴とするもの（請求項１１）である。
【００３２】
前記課題を解決するための第１２の手段は、前記第７の手段から第１１の手段のいずれかであって、光洗浄時に、Ｏ２、Ｏ３、Ｈ２、Ｈ２Ｏガスのいずれかを、光洗浄される光学素子の周囲に流しながら光洗浄を行うことを特徴とするもの（請求項１１）である。
【００３３】
このようなガスを、光洗浄される光学素子の周囲に流しながら光洗浄を行うと、光学素子の表面に付着した炭素膜構成物質がこれらのガスと反応して除去されやすくなる。
【００３４】
前記課題を解決するための第１３の手段は、前記第１の手段から第６の手段のいずれかの露光装置を用いて、マスクに形成されたパターンを感応基板に露光転写する工程を有することを特徴とする微細パターンを有するデバイスの製造方法（請求項１３）である。
【００３５】
本手段においては、光学素子の反射率の低下等を抑制することができ、従って光学特性の劣化や、露光光量の低下を抑制することができる。よって、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。また、投影光学系を構成する光学素子の反射特性等が光学素子の部分によって変わることが少なくなるので、露光性能が劣化するのを抑えることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、投影光学系を構成するミラー等の光学部品にカーボン層等が堆積しても、それが除去可能なＥＵＶ露光装置、露光装置の光学素子の光洗浄方法、及びこの露光装置を使用した微細パターンを有する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】
【００３７】
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ＥＵＶ露光装置の概要を示す図である。光源１から放出されたＥＵＶ光は、放物面鏡等の集光素子２で集光され、フライアイミラー等の照度均一化素子３で照度の均一な２次光源とされた後、ミラー４を介してマスク５を照射する。そして、マスク５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、マスク５の表面に形成されたパターンの像を、ウエハ６上に塗布されたレジスト７上に形成する。この基本的な構成は、図６に示した従来のＥＵＶ露光装置と同じである。
【００３８】
本実施の形態においては、これらの構成に加え、マスク５の背面位置に、投影光学系の光学素子の洗浄のための光源８（以下、「洗浄光源」と称す）が設置されている。この動作を図２を用いて説明する。図２は、図１に示したＥＵＶ露光装置の投影光学系を中心にした部分を示す図である。図２（ａ）は、露光中の状態を示し、図２（ｂ）が、投影光学系の光学素子の洗浄を行っている状態を示している。
【００３９】
図２（ａ）においては、マスク５が正規の露光位置にあり、ＥＵＶ光ＩＬがマスクを照射している。そして、前述のように、ミラーＭ１〜Ｍ６を介してマスク５に形成されたパターンの像が、ウエハ６に塗布されたレジスト７上に形成される。このようにして、所定時間の露光を繰り返すと、前述のように、投影光学系のミラーＭ１〜Ｍ６にカーボン層が堆積する。
【００４０】
この状態で、露光を一旦停止し、図２（ｂ）に示すように、マスク５を待避させて、洗浄光源８より、露光に使用したＥＵＶ光ＩＬの光路と同じ光路に、洗浄光ＣＬを照射する。この実施の形態では、洗浄光源としてXe２ランプを使用している。洗浄光ＣＬは、投影光学系を構成するミラーＭ１〜Ｍ６でそれぞれ反射されて、より遠方にある反射鏡に到達する。
【００４１】
その途中で、洗浄光ＣＬは各ミラーＭ１〜Ｍ６で完全に反射されるのではなく、一部が吸収される。洗浄光源８としてXe２ランプを使用すると、その反射率はＥＵＶ光の反射率と同程度の65％程度になる。
【００４２】
特に、反射鏡表面に炭素膜が形成されている場合は、吸光が大きくなる。洗浄光ＣＬはこの炭素膜を構成している炭素化合物を分解して、より蒸気圧の高い物質にする。蒸気圧の高い物質は、光路空間に放出され、やがて排気される。このプロセスによって、反射鏡表面に付着していた炭素膜は除去され、反射鏡の本来の反射率を回復することができる。
【００４３】
なお、洗浄光源８としては、Xe２ランプ（波長172nm）の他に、低圧水銀ランプ（波長185nm）、ArFレーザー（波長193nm）、Ｆ２レーザー光（波長157nm）などが利用できる。
【００４４】
洗浄効率を考えると、ArFレーザー、Ｆ２レーザーのようなエキシマレーザーように、大出力で、真空紫外波長もしくはそれに近い短い波長の光を発するレーザー光源が好ましいが、Xe２ランプや低圧水銀ランプ光は設置が容易であると共に、ランニングコストがエキシマレーザーに比べて安価であるというメリットがある。
【００４５】
別途、ミラーＭ１〜Ｍ６の反射率をモニタする機構を併設しておき、その出力によって反射率の低下が見られたときに、上記洗浄工程を実施する構成にしておくと、より効率的に洗浄できるのはいうまでもない。
【００４６】
また、上記反射率モニタによって定期的に反射率をモニタしておき、その反射率低下量の変化率を算出し、それに基づいて、適宜洗浄するようにしておいてもよい。
【００４７】
さらに、回路パターンの転写が行われていない時間帯、例えば、マスク入れ替え時、メンテナンス時などに洗浄光を光学系内に導入して洗浄を行うと、スループットの低下がなく、好ましいことは言うまでもない。
【００４８】
この実施の形態において、別途ガス供給系を設置し、洗浄時に、例えば高純度Ｏ２ガスを投影光学系内に導入することが好ましい。Ｏ２分子に洗浄光ＣＬが照射されると、励起され、オゾンやラジカルＯ原子へ（解離）と変化する。これらは非常に活性な物質であり、接した物質を酸化させる作用がある。
【００４９】
前述のように、洗浄光ＣＬの照射により、反射鏡Ｍ１〜Ｍ６表面に付着した炭素膜構成物質は光エネルギーによって断鎖されて、低分子になり、光路空間に放出される。その際、Ｏ２分子が炭素膜の極近傍に存在すると、上記のように炭素膜構成物質が酸化されて、ＣＯ２分子が生成され、排出される。これによって、炭素膜構成物質は除去され、反射鏡の反射率が回復する。炭素膜近傍にＯ２分子が存在しない場合と比較すると、その洗浄効率は著しく高く、より短時間での洗浄が可能となる。これによって、洗浄による装置のランタイム低下が著しく低減される。
【００５０】
上記ではＯ２を導入する場合を説明したが、Ｏ３のような酸化性のガス、Ｈ２、Ｈ２Ｏのようなガスでも同様の効果が得られる。
【００５１】
図３は、本発明の第２の実施の形態であるＥＵＶ露光装置の概要を示す図である。この実施の形態は、第１の実施の形態の構成に加え、洗浄光源８の放出口にライトガイド９が設けられている点が、第１の実施の形態と異なっている。ライトガイド９は、マスク５位置を焦点とし、マスク５位置から放出されるＵＢＶ光のＮＡ（開口角）が、マスク５から反射されて放出される露光用ＥＵＶ光ＩＬと同程度のＮＡ（開口数）となるようにする。これによって、洗浄光ＣＬは、露光光と同様の光路を進むことになる。これによって、洗浄光ＣＬは、露光光ＩＬが反射鏡に照射されて炭素膜が形成されている部分に照射され、露光光ＩＬが照射されない領域には洗浄光ＣＬも照射されないので、洗浄効率が著しく高まる。
【００５２】
ライトガイド９の代わりに、レンズや反射鏡を組み合わせた光学系を使用して、洗浄光ＣＬが、マスク５位置を焦点とし、露光用ＥＵＶ光ＩＬと同程度のＮＡ（開口数）となるようにしても、同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【００５３】
図４は、本発明の第３の実施の形態であるＥＵＶ露光装置の概要を示す図である。この実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは、洗浄光源８の設置位置である。すなわち、第１の実施の形態では、洗浄光源８はマスク５の背面に設置していたが、第３の実施の形態ではウエハ（図４では図示を省略）の背面位置相当空間に設置される。
【００５４】
通常（マスクパターン転写時）、この空間にはウエハステージが存在しているので、恒常的に洗浄光源８を設置することはできない。そこで、洗浄光源８は可動とし、非露光時に露光位置に移動できるようにしておく必要がある。上記のような装置構成とした上で、洗浄光源８を露光位置に移動させ、洗浄光を照射させる。
【００５５】
第１の実施の形態であっても反射鏡Ｍ１〜Ｍ６を洗浄することが可能である。しかし、ミラーを汚染する主なコンタミ源は、レジストから放出されるガス物質である。よって、ミラーは、ミラーＭ６、Ｍ５といった露光光進行方向から見て下流側の反射鏡がより汚染され、より厚い炭素膜が形成される可能性が高い。第１の実施の形態では、上流側のミラーの方により強い洗浄光が照射されるので、必ずしも効率的に洗浄できるとは言えない。
【００５６】
そこで、第３の実施の形態のように、ウエハ側から洗浄光を照射させると、より高い汚染度のミラーに、より強い洗浄光ＣＬが照射されるので、洗浄効率が高くなる。これによって、洗浄に要する時間が短縮され、装置のダウンタイムが低減される。
第３の実施の形態においても、別途ガス供給系を設置し、Ｏ２、Ｏ３のような酸化性ガス、Ｈ２、Ｈ２Ｏのようなガスを供給すると、より洗浄効率が高められる。
【００５７】
また、第２の実施の形態のように、別途ライトガイドを設置し、洗浄光が、ウエハ位置に集光し、そこから放出されるＮＡが、露光光の受光ＮＡと同程度になるようにしておくと、露光光が照射される領域に集中して洗浄光を照射することができ、より洗浄効率が高められることは言うまでもない。このとき、ライトガイドではなく、必要に応じてレンズや反射鏡を組み合わせた光学系であっても、同様に高い洗浄効率が得られる。
【００５８】
以上の実施の形態では、いずれも投影光学系を光洗浄することを説明したが、同様にマスク背面に設置された洗浄光源によって照明光学系も洗浄できることは言うまでもない。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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ＥＵＶ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。また、投影光学系を構成する光学素子の反射特性等が光学素子の部分によって変わることが少なくなるので、露光性能が劣化するのを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるＥＵＶ露光装置の概要を示す図である。
【図２】図１に示したＥＵＶ露光装置の投影光学系を中心にした部分を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態であるＥＵＶ露光装置の概要を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態であるＥＵＶ露光装置の概要を示す図である。
【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】ＥＵＶ光を使用した露光装置の光学系の概要を示す図である。
【図７】図６に示すＥＵＶ光露光装置の、ウエハ近傍の構成を示す概要図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…光源、２…集光素子、３…照度均一化素子、４…ミラー、５…マスク、６…ウエハ、７…レジスト、８…洗浄光源、９…ライトガイド、Ｍ１〜Ｍ６…ミラー
【図１】
2005244015.tif 000003
【図２】
2005244015.tif 000004
【図３】
2005244015.tif 000005
【図４】
2005244015.tif 000006
【図５】
2005244015.tif 000007
【図６】
2005244015.tif 000008
【図７】
2005244015.tif 000009