(57)【要約】【課題】露光装置内の光学素子へのパーティクルの付着を抑制する新規技術を提供する。【解決手段】レチクル等の光学素子２を使って基板を露光する露光装置が開示される。露光装置は、光学素子２の近傍に位置するパーティクルを帯電させる帯電ユニット７２と、帯電したパーティクルを制御する電界を形成するための電極７１とを備える。【選択図】図１
2007329288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子を使って基板を露光する露光装置であって、
前記光学素子の近傍に位置するパーティクルを帯電させる帯電ユニットと、
帯電したパーティクルを制御する電界を形成するための電極と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記帯電ユニットは、電子を放出する電子放出ユニットを含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記電子放出ユニットは、光源と、前記光源からの光を受けて光電子を放出する金属部材とを含むことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記電極と前記金属部材との間に前記電界が形成されることを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記帯電ユニットは、前記光学素子の近傍の空間に光を照射する光源を含むことを特徴とする請求項１に記載の記載の露光装置。
【請求項６】
前記電極は、前記空間を挟むように配置された一対の電極を含むことを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記光学素子にビームを照射して前記光学素子からパーティクルを離脱させるビーム照射ユニットを更に備え、
前記帯電ユニット及び前記電極は、前記光学素子から離脱したパーティクルを制御するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
光学素子を使って基板を露光する露光装置であって、
前記光学素子の近傍に配置された冷却部と、
前記光学素子の近傍の空間の圧力を１０Ｐａ以下の圧力に調整するための圧力調整部とを備え、
前記冷却部によって、前記光学素子から前記冷却部に向かって温度が低下する温度勾配が形成されることを特徴とする露光装置。
【請求項９】
前記光学素子は、露光によって基板に転写すべきパターンが形成された原版を含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１０】
デバイス製造方法であって、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の露光装置を使って基板を露光する工程と、
前記基板を現像する工程と、
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、光学素子を使って基板を露光する露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＲＡＭ、ＭＰＵ等の半導体デバイスの製造に関して、極端紫外域光（ＥＵＶ；ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）を用いた露光装置が有力視されている。
【０００３】
露光装置は、回路パターンが形成されたレチクル（原版）を照明光で照明し、投影光学系によって、感光体（レジスト）が塗布されたウエハに縮小投影する構成を有する。レチクルの回路パターン面にパーティクルが付着すると、各ショットの同一位置にパーティクル像が転写される。これにより、半導体デバイス製造の歩留まりや、半導体デバイス自体の信頼性が大幅に低下する。
【０００４】
従来のｇ線、ｉ線、ＫｒＦレーザ光、ＡｒＦレーザ光等を使う露光装置では、レチクルの回路パターン面から数ｍｍ程度の位置にペリクルという透明保護膜を配置する方法が採用されている。ペリクルに付着したパーティクルは、回路パターン面である物体平面からかデフォーカスしているため、所定の大きさ以下のパーティクルであれば、ウエハ上に欠陥像として転写されることない。
【０００５】
しかし、ＥＵＶ露光装置では、ＥＵＶ光に対して透明なペリクルが存在しないことが問題となっている。要求される透過率を満たすためには、ペリクルの厚さを数１０ｎｍ程度にせざるを得ない。このような厚さでは、レチクルを搬送する際における大気圧から真空環境下、及びその逆の圧力変化に対する機械的側面、及び、ＥＵＶ露光光が吸収されて温度が上昇することによる熱的側面において十分な強度が得られない。
【０００６】
デザインルール３５ｎｍのデバイス製造を考える。仮に０．１μｍのパーティクルがレチクル回路パターンに付着した場合、投影光学系の縮小倍率が４：１とすると、ウエハ上では２５ｎｍとなるため、デバイス製造は不可能になる。実際には、管理すべき粒径は更に小さくなり、数十ｎｍ以下の極めて微小なパーティクルを考慮する必要がある。
【０００７】
露光装置内で発生するナノメートルサイズのパーティクルは、その発生原因が十分解明されていないものの、レチクルステージ、ロボットハンド、ゲートバルブの動作など、摺動、摩擦を伴う動作が発生原因である可能性がある。光源側から僅かながら飛翔してくるデブリなどもパーティクルの原因であるかもしれない。
【０００８】
また、ＥＵＶ露光装置では、真空中で露光を行うため、必然的にレチクルの搬入、搬出にはロードロックチャンバが使用され、ロードロックチャンバにおいてもレチクルにパーティクルが付着する可能性がある。例えば、ロードロックチャンバ内が真空排気される際に、気流の発生によって該チャンバ内に存在しているパーティクルが剥離してレチクルパターン面に付着する可能性がある。
【０００９】
真空中においては、ガス分子が殆ど存在しないため、発生したパーティクルは流体抵抗を受けず、これに対して作用する力は重力のみである。このような環境では、パーティクルがチャンバ内壁に対して弾性衝突に近い衝突を繰り返しながらチャンバ内を跳ね回るような挙動を示すという報告もある。摩擦によって生じたパーティクルは電荷をもっていると予測されるため、０Ｖに接地された部材に対しても、パーティクルと当該部材との間に電気映像効果とよばれる力が働くために、パーティクルが付着するかもしれない。いずれにせよ、パーティクルの発生原因、及びその真空中での挙動に対し十分解明されているとは言えず、それに対する対策手段も非常に困難なものとなっている。
【００１０】
特許文献１には、マスク表面を損傷させず、かつ、パーティクルを除去可能なパワー密度で、マスク表面にパルスレーザ光を照射することによってパーティクルを除去することが開示されている。
【００１１】
特許文献２には、１００Ｐａ程度の酸素が存在する状態で光学素子にパルスレーザ光を照射することによって該光学素子に付着している炭素を酸素と結合させて二酸化炭素として除去することが開示されている。
【特許文献１】特公平６−９５５１０号公報
【特許文献２】特開２０００−０８８９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ＥＵＶ露光装置では、前述のようにペリクルのような保護膜を使用することができないので、パルスレーザ光の照射等によってレチクルのパーティクルを除去したとしても、レチクルにパーティクルが再付着する可能性がある。
【００１３】
特許文献１には、マスク表面にパルスレーザ光を照射することによってパーティクルを除去することが開示されているが、同文献は、除去されたパーティクルがマスク表面に再付着しうる問題とは無関係である。
【００１４】
特許文献２には、光学素子に付着している炭素を酸素と結合させて二酸化炭素として除去することが開示されているが、同文献に記載された技術は、１００Ｐａ程度の酸素の存在を前提とするものである。１００Ｐａ程度の酸素は、ＥＵＶ光等のような短波長の光を吸収してしまうので、クリーニングを露光と並行して実施することを妨げる。また、このような方法では、クリーニングの終了後に露光チャンバ内の空間を減圧する工程が不可欠であるので、スループットの低下が避けられない。また、このような方法では、露光装置が露光のための環境に維持されている状態では、光学素子をクリーニングすることも、光学素子の再汚染を防止することもできない。
【００１５】
本発明は、上記の背景に鑑みてなされたものであり、例えば、露光装置内の光学素子へのパーティクルの付着を抑制する新規技術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】
【００１６】
本発明の第１の側面は、光学素子を使って基板を露光する露光装置を対象とし、前記露光装置は、前記光学素子の近傍に位置するパーティクルを帯電させる帯電ユニットと、帯電したパーティクルを制御する電界を形成するための電極とを備える。
【００１７】
本発明の好適な実施形態によれば、前記帯電ユニットは、電子を放出する電子放出ユニットを含みうる。前記電子放出ユニットは、例えば、光源と、前記光源からの光を受けて光電子を放出する金属部材とを含みうる。ここで、前記電極と前記金属部材との間に前記電界が形成されうる。
【００１８】
本発明の好適な実施形態によれば、前記帯電ユニットは、前記光学素子の近傍の空間に光を照射する光源を含みうる。前記電極は、例えば、前記空間を挟むように配置された一対の電極を含みうる。
【００１９】
本発明の好適な実施形態によれば、前記露光装置は、前記光学素子にビームを照射して前記光学素子からパーティクルを離脱させるビーム照射ユニットを更に備えることができる。前記帯電ユニット及び前記電極は、前記光学素子から離脱したパーティクルを制御するように配置されうる。
【００２０】
本発明の第２の側面は、光学素子を使って基板を露光する露光装置を対象とし、前記露光装置は、前記光学素子の近傍に配置された冷却部と、前記光学素子の近傍の空間の圧力を１０Ｐａ以下の圧力に調整するための圧力調整部とを備え、前記冷却部によって、前記光学素子から前記冷却部に向かって温度が低下する温度勾配が形成される。
【００２１】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第１、第２の側面において、前記光学素子は、露光によって基板に転写すべきパターンが形成された原版を含みうる。
【００２２】
本発明の第３の側面は、デバイス製造方法であって、前記第１、第２の側面に係る露光装置を使って基板を露光する工程と、前記基板を現像処理する工程とを含む。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、例えば、露光装置内の光学素子へのパーティクルの付着を抑制する新規技術を提供することができる。
【００２４】
この技術は、例えば、ＥＵＶ露光装置等のように減圧環境下で露光を行う露光装置への応用に好適であり、より具体的には、減圧環境下において光学素子へのパーティクルの付着を抑制することに好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。
【００２６】
図３は、本発明の好適な実施形態のＥＵＶ露光装置の概略構成を示す図である。回路パターンが形成された反射型レチクル（原版）２は、レチクルチャック７によって保持される。レチクル２を保持したレチクルチャック７は、スキャン方向に粗動、微動が可能なレチクルステージ３に搭載されている。投影光学系５は、レチクル２から反射されたＥＵＶ露光光をウエハ（基板）１に投影し基板１を露光する。
【００２７】
ウエハ１は、ウエハチャック６上に保持される。ウエハチャック６は、６軸方向に粗動、微動が可能なウエハステージ２７上に搭載されている。ウエハステージ２７のｘｙ方向の位置は、不図示のレーザ干渉計によって常にモニターされうる。ここで、投影光学系５の縮小倍率を１／β、レチクルステージ３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。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、Ｖｒ／Ｖｗ＝βの関係が成立するように同期制御される。
【００２８】
レチクルステージ３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に配置されている。空間４ａ、４ｂ、４ｃは、遮断バルブ１６ａ、１６ｂにより空間的に仕切ることができる。空間４ａ、４ｂ、４ｃは、それぞれ真空排気装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃによって独立して圧力制御されうる。
【００２９】
レチクルステージ空間４ａには、レチクルロードロック室２３を介してレチクル交換室１９が接続されている。レチクルステージ空間４ａに配置された搬送ロボット２２は、レチクルステージ３（レチクルチャック７）とレチクルロードロックチャンバ２３との間でレチクルを搬送する。レチクルロードロック室２３には、真空排気装置１０ｄが設けられている。レチクルステージ空間４ａとレチクルロードロック室２３との間には、ゲートバルブ１２ａが設けられている。レチクルロードロック室２３とレチクル交換室１９との間には、ゲートバルブ１２ｂが設けられている。レチクル交換室１９は、大気圧下でレチクル２を一時的に保管する。レチクル交換室１９に配置された搬送ロボット１８は、レチクル交換室１９とレチクルロードロック室２３との間でレチクルを搬送する。
【００３０】
ウエハステージ空間４ｃには、ウエハロードロック室１５を介してウエハ交換室１４が接続されている。ウエハステージ空間４ｃに配置された搬送ロボット８は、ウエハステージ２７（ウエハチャック６）とウエハロードロック室１５との間でウエハ１を搬送する。ウエハロードロック室１５には、真空排気装置１０ｅが設けられている。ウエハステージ空間４ｃとウエハロードロック室１５との間には、ゲートバルブ１１ａが設けられている。ウエハロードロック室１５とウエハ交換室１４との間には、ゲートバルブ１１ｂが設けられている。ウエハ交換室１４は、大気圧下でウエハ１を一時的に保管する。ウエハ交換室１４に配置された搬送ロボット１３は、ウエハ交換室１４とウエハロードロック室１５との間でウエハ１を搬送する。
【００３１】
ウエハ１の露光時は、不図示のＥＵＶ光源から提供されるＥＵＶ露光光２９がレチクルチャック７に保持された反射型レチクル２に照射される。レチクル２で反射したレチクル２のパターン情報を含むＥＵＶ露光光は、投影光学系５によってウエハチャック６上のウエハ１に投影され、これによってウエハ１が露光される。
【００３２】
パルスレーザ光源２１は、レチクル２に付着しているパーティクルを離脱させる（除去する）ためのパルスレーザ光を発生する。パルスレーザ光源２１としては、例えば、ＫｒＦレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＹＡＧレーザ（例えば、波長２６６ｎｍ）等が好適である。パルスレーザ光源２１が発生するレーザ光は、レチクルステージ空間４ａを画定する真空チャンバの隔壁に設けられた導入窓２０を通してレチクルステージ空間４ａに導入される。レーザ光は、例えば、不図示の光学系により整形された後に、角度可変の反射ミラー２３により、レチクルチャック７に保持されたレチクル２に向けて反射されて、レチクル２に照射される。
【００３３】
レチクルチャック７の近傍には、レチクルチャック７に付着したレチクル２へのパーティクルの付着を抑制するためのパーティクル付着抑制ユニット１７（１７ａ、１７ｂ）が配置されている。
【００３４】
以下、パーティクル付着抑制ユニットのいくつかの実施形態を説明する。図１、図２は、本発明の第１実施形態のパーティクル付着抑制ユニットの概略構成を示す図である。レチクルチャック７に保持されたレチクル２は、接地され、或いは、適当な電位が印加される。レチクル２は、その母材がゼロデュア（登録商標）等の絶縁物であるため、レチクルチャック２に対する着脱を繰り返すと帯電して電場を形成し、パーティクルが付着しやすくなる。そこで、レチクル２に溜まった電荷を取り除くか、パーティクルと同一極性の電位をレチクル２に印加することが好ましい。
【００３５】
ウエハ１の露光用のＥＵＶ光は、下方からレチクル２に入射し、レチクル２の回路パターン面で反射して投影光学系５に入射する。ウエハ１の露光中は、レチクルステージ３は、Ｙ軸方向に加速、等速、減速を繰り返し、スキャン運動をする。
【００３６】
レチクル２からのパーティクルの除去は、例えば、ウエハ１の露光動作と並行してなされてもよいし、ウエハ１の交換時等の非露光動作時になされてもよい。
【００３７】
パーティクル除去用のパルスレーザ光源２１が発生するパルスレーザ光は、ビームエクスパンダ等の整形光学系７０、真空チャンバの隔壁に設けられた導入窓２０を通してレチクルステージ空間４ａに導入される。導入窓２０は、例えば、パルスレーザ光源２１が発生するパルスレーザ光の吸収が少ない材料、例えば、石英ガラス等で構成されうる。レチクルステージ空間４ａに導入されたパルスレーザ光は、光学系２６によって整形され、ミラー２３で反射されてレチクル２に照射される。パルスレーザ光は、光学系２６によって、例えば、レチクル２のスキャン方向（Ｙ方向）と直行する方向（Ｘ方向）に長い帯状のビームに整形されうる。
【００３８】
第１実施形態のパーティクル付着抑制ユニットは、帯電ユニットとしての電子放出ユニット７２と、捕集電極７１とを含む。電子放出ユニット７２は、例えば、２５０ｎｍ以下の波長を発するＵＶランプと、該ＵＶランプの表面に導電性膜（例えば、ＩＴＯ）と光電子放出膜（例えば、金）を蒸着して構成されうる。ＩＴＯ膜は、光の透過率が高く導電性を持つため、透明電極として使うことができる。光電子放出膜は、金属部材を含んで構成され、ＵＶ光を受けると光電子を放出する。
【００３９】
捕集電極７１と電子放出ユニット７２の光電子放出膜（金属膜）との間には電位差が与えられている。捕集電極７１には、電子放出ユニット７２の光電子放出膜に対して正の電位が印加される。
【００４０】
一般に、光電効果では、１個の光電子を金属から取り出すために必要なエネルギー（仕事関数Φ）と照射する波長λには次式の関係がある。
【００４１】
λ＝ｈｃ／Φ
ここで、ｈはプランク定数、ｃは光速である。光電子を放出するための金属（光電子放出膜の材料）としては、仕事関数が貴金属の中では比較的小さく、表面状態が酸化せず安定した状態を維持することができる金が好適である。上式より、金の仕事関数は５．１ｅＶであるため、光電子を放出する限界波長としてはλ＝２４０ｎｍとなる。よって、ＵＶランプが発生する光の波長は、２５０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００４２】
パルスレーザ光源２１から提供されるパルスレーザ光によってレチクル２から除去されたパーティクル或いはレチクル２の近傍のパーティクルは、光電子放出膜から電子が放出されることによって帯電する。帯電のメカニズムは明らかではないが、光電子放出膜から放出された電子がパーティクルと衝突し付着することで該パーティクルがマイナスに帯電すると考えることができる。或いは、光電子放出膜から電子が放出される空間内にガス分子が存在する場合、電子がガス分子と衝突・付着しガス分子をイオン化すると考えることができる。イオン化したガス分子は、熱運動している途中でパーティクルと衝突すると、パーティクルがマイナスに帯電しうる。
【００４３】
ｑ価に帯電したパーティクルは、光電子放出ユニット７２と捕集電極７１の間に形成される電界Ｅの方向とは逆方向、つまり、捕集電極７１に向かってＦ＝ｑＥの大きさの力を受ける。これによって、該パーティクルは、捕集電極７１に捕集され、もしくは軌道が変更されて、レチクル２への付着が抑制される。つまり、捕集電極７は、帯電したパーティクルを制御する電界を形成する。
【００４４】
光電子放出ユニット７２の光電子放出膜には、負に帯電したパーティクルがレチクル２に向かって力を受けないように、レチクル２と等電位かレチクル２によりも高い電位が印加されることが好ましい。
【００４５】
図２に例示的に示すように、レチクル２の回路パターン領域３０は、レチクルステージ３が走査駆動されることによって露光用のＥＵＶ光３２で走査される。ＥＵＶ光３２は、図２に例示的に示すように長方形に整形されてもよいし、例えば、円弧形状等の他の形状に整形されてもよい。ＥＵＶ光３２は、レチクル２で反射されて投影光学系５を介してウエハ１に投影される。
【００４６】
パルスレーザ光源２１から提供されるパーティクル除去用のパルスレーザ光３１は、レチクル２の回路パターン領域３０の幅（走査方向に直交するＸ方向の長さ）を十分にカバーする幅を有する。レチクル２の回路パターン領域３０は、レチクルステージ３が走査駆動されることによってパルスレーザ光３１によってパーティクルが除去される。この明細書では、パーティクルの除去をクリーニングともいう。パルスレーザ光によるレチクル２のクリーニングは、ウエハ１の露光動作と並行してなされてもよいし、複数のウエハからなるロットの処理前、途中、処理後等の任意のタイミングで実行されてもよい。
【００４７】
露光用のＥＵＶ光３２の照射領域及びクリーニング用のパルスレーザ光３１の照射領域を挟むように、捕集電極７１及び光電子放出ユニット７２が配置されうる。捕集電極７１及び光電子放出ユニット７２は、例えば、パルスレーザ光３１によるレチクルのクリーニング時、又は、エハ１の露光時、又は、レチクルステージ３の走査駆動時に動作するように制御される。
【００４８】
真空環境下では、レチクル２から除去されたパーティクルはガスの流体抵抗をほとんど受けず鉛直可能に落下して下方の光学部材（例えば、投影光学系５の構成要素）に付着しうる。或いは、パーティクルは、真空チャンバ内で跳ね回ってレチクル２に再付着する可能性もある。そこで、捕集電極７１及び光電子放出ユニット７２を含んで構成されるようなパーティクル付着抑制ユニットをレチクルチャック７の近傍に配置することが好ましい。このようなパーティクル付着抑制ユニットは、露光光源方向から飛翔してくるデブリ、その他の要因で発生するパーティクルがレチクル２に付着することも抑制する。
【００４９】
図４、図５は、本発明の第２実施形態のパーティクル付着抑制ユニットの概略構成を示す図である。第２実施形態のパーティクル付着抑制ユニットは、パーティクルを帯電させる帯電ユニットとして、ＵＶ光を発生するＵＶランプ７５、７６を備え、帯電したパーティクルを捕集或いは制御する手段として捕集電極７３、７４を備える。
【００５０】
ＵＶ光としては、パーティクルをより効果的に帯電させるために、ＵＶ光の波長域の中でも、短波長のＵＶ光、例えば波長が１８０ｎｍ以下のＵＶ光を使用することが好ましい。
【００５１】
図５に例示的に示すように、レチクル２の回路パターン領域３０は、レチクルステージ３が走査駆動されることによって露光用のＥＵＶ光３２で走査される。露光用のＥＵＶ光３２の照射領域及びクリーニング用のパルスレーザ光３１の照射領域を挟むように、一対の電極として、プラス捕集電極７３、マイナス捕集電極７４が配置される。ＵＶランプ７５、７６は、捕集電極７３、７４の間の空間或いは領域にＵＶ光を提供するように配置されうる。
【００５２】
パーティクルの帯電及び捕集のプロセスとしては、次の２つのプロセスが考えられる。第１のプロセスは、レチクル２の周辺にわずかに残存しているガス分子をＵＶ光により両極にイオン化し、イオン化されたガス分子がパーティクルと付着、結合することにより、パーティクルが両極に帯電する。プラスに帯電したパーティクルは、マイナス捕集電極７４に引き寄せられ、マイナスに帯電したパーティクルは、プラス捕集電極７３に引き寄せられる。ガス分子のイオン化は、ガス分子が２光子を時間差を持って吸収することにより起こる。
【００５３】
第２のプロセスは、パーティクルが光電子を放出しやすい物質で構成されている場合に起こる。パーティクルに入射するＵＶ光の光子エネルギーがパーティクルを構成する物質の仕事関数より大きいと、パーティクルから光電子が放出される。電子が放出されたパーティクルは孤立導体で、どこからも電荷が供給されないため、正に帯電することになる。放出された光電子は、移動度が大きいため、すぐさまプラス捕集電極７３の方向に移動し、プラスに帯電したパーティクルは、反対方向のマイナス捕集電極７４の方向に移動する。
【００５４】
第２のプロセスは、いわゆる直接荷電プロセスであり、特に数十ｎｍ以下の超微粒子に対して荷電効果が高いと考えられる。ガスイオン又は光電子がパーティクルと付着する確率は、パーティクルとイオン又は光電子との衝突断面積に大きく依存するため、粒径が小さくなればなるほどガスイオン又は光電子がパーティクルと付着する確率が低下する。しかし、直接荷電プロセスによれば、パーティクルがＵＶ光によって直接荷電される。
【００５５】
第２実施形態のパーティクル捕集ユニットでは、パルスレーザ光によってレチクル２から除去されたパーティクルは、ＵＶ光によって帯電されて捕集電極７３、７４によって捕集される。このようなパーティクル付着抑制ユニットは、露光光源方向から飛翔してくるデブリ、その他の要因で発生するパーティクルがレチクル２に付着することも抑制する。
【００５６】
次に、本発明の第３実施形態のパーティクル付着抑制ユニットを説明する。第３実施形態では、パーティクルの付着抑制力として熱泳動力を利用する。熱泳動力は、ガス分子が存在する空間に温度勾配をつけると、高温領域のガス分子は激しく熱運動し、低温領域のガス分子は、それよりも熱運動が小さくなる。その空間内にパーティクルが存在すると、パーティクルは、高温領域から低温領域へ向かう力が作用し、高温領域側にはパーティクルは近寄れない。
【００５７】
図６は、本発明の第３実施形態のパーティクル付着抑制ユニットの概略構成を示す図である。本発明の第３実施形態のパーティクル付着抑制ユニットは、ペルチェ素子（電子冷却素子）等の冷却部６０ａ、６０ｂと、冷却部６０ａ、６０ｂにそれぞれ接続された伝熱板６１ａ、６１ｂとを含んで構成される。
【００５８】
伝熱板６１ａ、６１ｂは、冷却部６０ａ、６０ｂにより露光装置の基準温度よりも低い温度に制御される。伝熱板６１ａ、６１ｂは、レチクル２の全面を覆う大きさを有することが好ましい。伝熱板６１ａ、６１ｂには、図６に模式的に示すように、露光用のＥＵＶ光及びクリーニング用のパルスレーザ光の通過を許す開口が設けられ、レチクル近傍に近接して配置されうる。レチクル２は、例えば、露光装置の基準温度（例えば、２３℃）に保持されうる。これにより、レチクル２と伝熱板６１ａ、６１ｂとの間に温度勾配が形成される。伝熱板６１ａ、６１ｂは、熱伝導率の高く、輻射率が１に近い大きい材料で構成されることが好ましい。
【００５９】
この実施形態では、レチクル２へのパーティクルの付着を抑制する手段として熱泳動力を利用する。したがって、レチクルステージ空間４ａ、特にレチクルチェック７に保持されたレチクル２の近傍の空間に相応のガス分子が存在することが要求される。
【００６０】
一方で、ガス圧を高くするに従ってガスによるＥＵＶ露光光の吸収量が大きくなるので、ウエハの露光が困難になる。例えば、ガス圧が１０Ｐａを超えると、ガスによるＥＵＶ光の吸収量が大きすぎてウエハの露光は不可能になる。この場合には、露光を開始する前に、パーティクル付着抑制ユニットの動作を停止させてレチクルステージ空間４ａを真空排気装置１０ａによって減圧する必要がある。つまり、ガス圧が高くなるとスループットが低下するとともに、パーティクル付着抑制ユニットの停止のためにレチクルへのパーティクルの付着の可能性が高くなる。
【００６１】
そこで、レチクルステージ空間４ａ、特にレチクルチェック７に保持されたレチクル２の近傍の空間は、数Ｐａ以上１０Ｐａ以下の圧力に調整されるべきである。これにより、露光動作と並行してパーティクル付着抑制ユニットによってレチクルへのパーティイクル付着を抑制することができる。レチクルステージ空間４ａの減圧は、前述の真空排気装置１０ａによって制御することができ、加圧は、レチクルステージ空間４ａに接続されたガス供給部１０ｆによって制御することができる。つまり、真空排気装置１０ａ及びガス供給部１０ｆによって、レチクルステージ空間４ａの圧力を調整するための圧力調整部を構成することができる。
【００６２】
以上のように、レチクル近傍に伝熱板等の伝熱部材を配置して、レチクルから伝熱部材に向かって温度が低下する温度勾配を形成する方法によれば、極めて単純な構成でレチクルへのパーティクルの付着を抑制することができる。
【００６３】
伝熱板の冷却には、ペルチェ素子等の電子冷却素子のほかに、種々の方法を採用しうる。例えば、伝熱板を冷媒によって冷却してもよい。
【００６４】
以上の実施形態では、パーティクルを除去する対象及び／又はパーティクルの付着を防止する対象の光学素子がレチクル（原版）である例を挙げたが、当該対象は、例えば、露光光又は計測光等の光を反射、透過、回折させるような光学素子とすることもできる。
【００６５】
本発明の露光装置は、ＬＳＩ等の半導体デバイス、液晶パネル等の表示デバイス、磁気ヘッドなどの検出デバイス、ＣＣＤなどの撮像デバイスといった各種デバイス、マイクロメカニクスで用いる微細パターンの製造に好適である。
【００６６】
次に本発明の露光装置を利用したデバイスの製造方法を説明する。ここでは、一例として半導体デバイスの製造方法を説明する。図７は、半導体デバイスの全体的な製造方法のフローを示す図である。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（レチクル作製）では設計した回路パターンに基づいてレチクル（原版またはマスクともいう）を作製する。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（基板ともいう）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、上記のレチクルとウエハを用いて、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によって作製されたウエハを用いて半導体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）等の組み立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製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、これを出荷（ステップ７）する。
【００６７】
図８は、上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。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）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記の露光装置を用いて、回路パターンが形成されたマスクを介し感光剤が塗布されたウエハを露光してレジストに潜像パターンを形成する。ステップ１７（現像）ではウエハに転写されたレジストを現像してレジストパターンを形成する。ステップ１８（エッチング）ではレジストパターンが開口した部分を通してレジストパターンの下にある層又は基板をエッチングする。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。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態のパーティクル付着抑制ユニットの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態のパーティクル付着抑制ユニットの概略構成を示す図である。
【図３】本発明の好適な実施形態のＥＵＶ露光装置の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態のパーティクル付着抑制ユニットの概略構成を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態のパーティクル付着抑制ユニットの概略構成を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態のパーティクル付着抑制ユニットの概略構成を示す図である。
【図７】半導体デバイスの全体的な製造方法のフローを示す図である。
【図８】ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  ウエハ
２  レチクル
３  レチクルステージ
２７  ウエハステージ
７  レチクルチャック
６  ウエハチャック
４ａ  レチクルステージ空間
４ｂ  投影光学系空間
４ｃ  ウエハステージ空間
５  投影光学系
８、１３、１８、２２  搬送ロボット
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ  真空排気装置
１０ｆ  ガス供給部
１６ａ、１６ｂ  遮断バルブ
１７ａ、１７ｂ  パーティクル付着抑制ユニット
２０  レーザ入射窓
２１  パルスレーザ光源
２３  レーザ跳ね上げミラー
１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ  ゲートバルブ
１４  ウエハ交換室
１９  レチクル交換室
２６、７０  パルスレーザ光学系
７１  捕集電極
７２  電子放出ユニット
２９  ＥＵＶ露光光
３１  パルスレーザ光
３２  ＥＵＶ露光光
３０  回路パターン領域
７３  捕集電極
７４  捕集電極
７５、７６  ＵＶランプ
６０ａ、６０ｂ  冷却部
６１ａ、６１ｂ  伝熱板
【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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