(57)【要約】      （修正有）【課題】  マスク面に付着した微粒子を露光装置内で効率よく洗浄可能な露光装置を提供する。【解決手段】  原版のパターンを被露光体に露光する露光装置であって、原版の洗浄を行う洗浄装置１０ａ,１０ｂを有し、洗浄装置は、原版にレーザ光を照射する照射手段と、パターンが延びる方向に対応して前記レーザ光の偏光方向を制御する偏光制御手段２０ａ,２０ｂとを有し、マスクパターン幅がレーザ光波長以下であってもパターンが伸びる方向に対応して照射光の偏光方向を制御し、パターン溝へレーザ光が到達することを可能にする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原版のパターンを被露光体に露光する露光装置であって、
前記原版の洗浄を行う洗浄装置を有し、
当該洗浄装置は、
前記原版にレーザ光を照射する照射手段と、
前記パターンが延びる方向に対応して前記レーザ光の偏光特性を制御する偏光制御手段とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記偏光制御手段は、前記レーザ光が、前記パターンが延びる方向に垂直な方向に偏光方向を有するように前記偏光特性を制御することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記偏光制御手段は、前記レーザ光の偏光方向を直交する二方向で切り替えることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項４】
前記照射手段は、前記レーザ光を前記パターンの全面に一括して照射することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項５】
前記照射手段は、前記レーザ光を前記パターンの一部に照射し、
前記露光装置は、前記原版を前記レーザ光で走査する手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項６】
前記レーザ光は、３００ｍＪ以下の照度を有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項７】
前記照射手段は、複数のレーザ光を照射する複数の照射手段を含み、
前記偏光制御手段は、前記複数の照射手段にそれぞれ対応する複数の偏光制御手段を含むことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項８】
前記複数の照射手段は、異なる方向から複数のレーザ光を照射することを特徴とする請求項７記載の露光装置。
【請求項９】
前記異なる方向から照射される複数のレーザ光は、同一平面上に光軸を有し、
前記偏光制御手段は当該複数のレーザ光の偏光特性を同一に設定することを特徴とする請求項７記載の露光装置。
【請求項１０】
前記パターンは第１の方向に延びる第１のパターンと、前記第１の方向とは異なる第２の方向に延びる第２のパターンを含み、
前記複数の照射手段は、前記第１のパターンに第１のレーザ光を照射する第１の照射手段と、前記第２のパターンに第２のレーザ光を照射する第２の照射手段とを含むことを特徴とする請求項７記載の露光装置。
【請求項１１】
前記複数の照射手段は、波長、パルス幅及び照度のうち少なくとも一つが異なる複数のレーザ光を前記原版に照射することを特徴とする請求項７記載の露光装置。
【請求項１２】
前記複数の偏光制御手段は、前記複数の照射手段から照射される前記レーザ光の偏光特性が互いに異なるように制御することを特徴とする請求項７記載の露光装置。
【請求項１３】
前記照射手段は、一の光源からの光を前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光に分割する手段を有することを特徴とする請求項７記載の露光装置。
【請求項１４】
前記パターンの構造を格納するメモリと、
前記原版に照射されるレーザ光の照射方向を変更する駆動部と、
当該駆動部による駆動を、前記メモリに格納された前記パターンの構造に基づいて制御する制御部とを更に有する請求項１記載の露光装置。
【請求項１５】
波長２０ｎｍ以下の露光光を使用して前記パターンを前記被露光体に露光することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、
前記露光された被露光体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１７】
パターンを有する原版を洗浄する洗浄装置であって、
前記原版にレーザ光を照射する照射手段と、
前記パターンが延びる方向に対応して前記レーザ光の偏光特性を制御する偏光制御手段とを有することを特徴とする洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には露光装置に係り、特に、露光装置の原版（マスク又はレチクル、以下、「マスク」という。）の洗浄に関する。本発明は、例えば、極紫外光（ＥＵＶ光）を露光光として使用する露光装置（以下、「ＥＵＶ露光装置」という。）に好適である。
【背景技術】
【０００２】
マスクパターンを投影光学系によってウェハ等の被露光体に露光する投影露光装置は従来から使用されており、近年では、高解像度な露光装置が益々要求されている。かかる要請に応える一手段として露光光の短波長化があり、近年では紫外線よりも波長が短い１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度の波長のＥＵＶ光を用いたＥＵＶ露光装置が提案されている。
【０００３】
ＥＵＶ光の波長域においては物質による光の吸収率が高くなるため、ＥＵＶ露光装置は屈折部材を使用しない反射光学系を一般に用いる。このため、屈折光学系に使用されるようなペリクルをマスクに搭載することができなくなり、マスクパターン面は剥き出しとなる。ここで、「ペリクル」とは、マスクパターン面を覆う透過率の高い薄膜であり、微粒子（パーティクル）がパターン面に付着することを防止する。微粒子は、例えば、マスクを駆動する駆動部や残留気体に起因する。マスクパターン面に微粒子が付着すると転写不良（欠陥）を引き起こすため、微粒子をマスクパターン面から除去する必要となる。
【０００４】
この点、熱泳動や静電気を用いて微粒子の付着を低減させる方法が知られているが（例えば，非特許文献１及び２を参照のこと）、かかる方法は付着の低減に止まり微粒子の完全な除去には至らない。そこで、露光装置外で化学的洗浄を行って微粒子を除去する方法やパルスレーザ光を照射して微粒子を除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１及び２を参照のこと）。
【０００５】
その他の従来技術としては、非特許文献３乃至５がある。
【特許文献１】特開平１−１２５２６号公報
【特許文献２】特開平２−８６１２８号公報
【非特許文献１】ＬＥ Ｋｌｅｂａｎｏｆｆ， ＤＥ Ｄｅｄｒｉｃｋ， ＤＪ Ｒａｄｅｒ ａｎｄ Ｅ Ｗ Ｂｅｙｅｒ， ”Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅｒｍｏｐｈｏｒｅｔｉｃ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ＥＵＶ ｍａｓｋｓ”， Ｅｍｅｒｇｉｎｇ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＶＩ， ＳＰＩＥ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ｖｏｌ． ４６８８， ２００２
【非特許文献２】Ｒｏｅｌ Ｍｏｏｒｓ， Ｇ． −Ｊ． Ｈｅｅｒｅｎｓ， ”Ｅｌｅｃｔｏｒｏｓｔａｔｉｃ ｍａｓｋ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”， Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂ， Ｖｏｌ． ２０， Ｎｏ． １， ３１６−３２０， ２００２
【非特許文献３】Ｓｃｉｍｅ ｅｔ． ａｌ．， Ｅｘｔｒｅｍｅ−Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｗｉｔｈ ｇｏｌｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｇｒａｔｉｎｇｓ， Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ， Ｖｏｌ． ３４， Ｎｏ． ４， １ Ｆｅｂ． １９９５
【非特許文献４】Ｌａｓｅｒ−ａｓｓｉｓｔｅｄ ｒｅｍｏｖａｌ ｏｆ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ ｗａｆｅｒｓ、ｐｐ３８３８−３８４２
【非特許文献５】「エキシマレーザを利用したシリコンウエハ表面のクリーニング」、Ｐ８０−８３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の微粒子除去方法には、次のような課題がある。即ち、化学的洗浄は露光装置内では実施できないため、露光装置外で洗浄した後に露光装置内に搬入する過程で微粒子が再付着する。また、特許文献１及び２に記載されたパルスレーザ光の照射方法は微粒子を効率よく除去できない。これは、ＥＵＶ露光装置用のマスクパターンの幅がパルスレーザ光の波長以下と微小であるために、光の偏光方向によってはパタ−ンの溝まで光が到達しないことによる。なお、波長以下の幅のパターンに光が入射する場合に、パターン溝の奥の部分に到達する光の強度には偏光依存性があることは特許文献３に記載されている。例えば、溝に垂直な電界成分を有する光は溝の深くまで入射可能であるが、溝に平行な電界成分を有する光は、溝の深くまで入射することができない。
【０００７】
そこで、本発明は、マスク面に付着した微粒子を露光装置内で効率よく洗浄可能な露光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての露光装置は、原版のパターンを被露光体に露光する露光装置であって、前記原版の洗浄を行う洗浄装置を有し、当該洗浄装置は、前記原版にレーザ光を照射する照射手段と、前記パターンが延びる方向に対応して前記レーザ光の偏光方向を制御する偏光制御手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
上述の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、前記露光された前記被露光体を現像するステップとを有するデバイス製造方法も本発明の別の側面を構成する。デバイス製造方法の請求項は、中間及び最終結果物であるデバイス自体にもその効力が及ぶ。また、かかるデバイスは、ＬＳＩやＶＬＳＩなどの半導体チップ、ＣＣＤ、ＬＣＤ、磁気センサー、薄膜磁気ヘッドなどを含む。
【００１０】
また、本発明の別の側面としての洗浄装置は、パターンを有する原版を洗浄する洗浄装置であって、前記原版にレーザ光を照射する照射手段と、前記パターンが延びる方向に対応して前記レーザ光の偏光特性を制御する偏光制御手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、マスク面に付着した微粒子を露光装置内で効率よく洗浄可能な露光装置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】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての洗浄装置１及びそれを有するＥＵＶ露光装置１００について説明する。ここで、図１は、洗浄装置１の概略ブロック図である。洗浄装置１は、ＥＵＶ露光装置１００内でマスク１２０の洗浄を行う機能を有し、図１に示すように、一対の照射装置１０ａ及び１０ｂと、一対の偏光制御装置２０ａ及び２０ｂとを有する。なお、特に断らない限り、参照番号にアルファベットを付したものはアルファベットのない参照番号によって総括される。
【００１４】
照射装置１０は、マスク１２０にレーザ光Ｌを照射してマスクパターン面１２１に付着した微粒子Ｐを除去する機能を有する。照射装置１０ａは、光源１２ａ、集光レンズ１４ａ及び走査光学系１６ａを有し、照射装置１０ｂは、光源１２ｂ、集光レンズ１４ｂ及び光走査光学系１６ｂを有する。
【００１５】
幾つかのレーザ光の照射方式が考えられる。第１の照射方式は、マスクパターン面１２１の一部にレーザ光を照射してそれをマスクパターン面の全面で走査する方式であり、図１はかかる方式を採用している。この他、第２の照射方式として、レーザ光をマスクパターン面１２１の全面に一括して照射してもよい。第２の照射方式では、走査光学系１６ａは不要である。第３の照射方式は、マスクパターン面１２１上の微粒子Ｐの位置を検出し、当該位置にのみ局所的にレーザ光を照射する方式である。第３の照射方式の場合にも走査光学系１６ａは不要であるが、微粒子Ｐの位置を検出する検出装置が必要である。
【００１６】
光源１２はパルスレーザ光源であり、レーザ光は、例えば、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、Ｆ２レーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、フェムト秒レーザ、チタンサファイアレーザである。パルスレーザ光は、マスク１２０の損傷を低減するために好ましい。本実施例のレーザ光の照度は３００ｍＪ以下に設定される。３００ｍＪ以下としたのは、マスク１２０の変形その他の損傷を防止するためである。
【００１７】
ある実施例では、光源１２ａ及び１２ｂが射出するレーザ光は同一の波長、パルス幅及び照度を有するが、別の実施例では、これらのうち一又は複数が異なる。光源１２ａ及び１２ｂが同一のレーザ光を生成する場合は、異なる方向に延びるパターンに対応した偏光方向でレーザ光を照射する場合に好適である。光源１２ａ及び１２ｂが異なる種類のレーザ光を生成する場合は、複数の種類や大きさの微粒子Ｐを除去する場合に好適である。複数の種類の微粒子Ｐ（例えば、金属粒子や非金属粒子）は、異なる波長のレーザ光によって洗浄可能な場合があるし、異なる大きさの微粒子Ｐは異なる照度のレーザ光によって洗浄可能な場合があるからである。もちろんこれらは組み合わされてもよい。従って、光源の数は２つ以上であってもよい。また、図２を参照して後述されるように、光源の数は１であってもよい。
【００１８】
集光レンズ１４は、レーザ光を集光又は発散する。走査光学系１６は、ガルバノミラー等から構成され、マスク１２０の一部に照射されたレーザ光をマスク１２０の全面で走査する。
【００１９】
マスク１２０は、第１の方向に延びる第１のパターンと、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる第２のパターンをマスクパターン面１２１に含み、典型的には、第１の方向と第２の方向とは直交する。照射装置１０ａは、第１のパターンにレーザ光を照射し、照射装置１０ｂは第２のパターンにレーザ光を照射してもよい。別の実施例では、異なる種類や大きさの微粒子Ｐを除去するために、照射装置１０ａと照射装置１０ｂは同一方向のパターンに照射される。
【００２０】
直交するパターンに対応して直交する偏光方向を有するレーザ光を照射することは、後述するように、各パターンの溝の奥にレーザ光が到達することを可能にする。また、同一の偏光方向を有するレーザ光をある位置にあるパターンに異なる方向から照射することは、平坦でないマスク上に存在する微粒子Ｐを効率よく除去することを可能にする。この場合の異なる方向とは、典型的には、図７を参照して後述するように、対向する方向である。また、走査スリットに直交するパターンが混在する場合には直交する偏光方向を有する２種類のレーザ光で独立に走査することによっていずれのパターンからも微粒子Ｐを効率よく除去することができる。更に、異なる種類のレーザ光を照射すれば異なる種類の微粒子を除去することができる。
【００２１】
偏光制御装置２０は、照射装置１０からのレーザ光の偏光特性を制御する。偏光制御装置２０ａは、偏光特性が制御された光束Ｌ１を、偏光制御装置２０ｂは、照射装置１０ｂからの偏光特性が制御された光束Ｌ２をマスクパターン面１２１に照射する。光束Ｌ１及びＬ２は、光束Ｌで総括する場合もある。偏光特性は、偏光度と偏光方向を含む。偏光制御装置２０が調整する偏光特性は、目的とするパターンが延びる方向及び微粒子の除去に適した偏光特性である。
【００２２】
このように、照射装置１０が複数の照射装置１０ａ、１０ｂなどを含む場合には、偏光制御装置２０は、複数の照射装置にそれぞれ対応する複数の偏光制御装置２０ａ、２０ｂなどを含む。照射装置１０の数が２つに限定されないために偏光制御装置２０の数も２つに限定されない。
【００２３】
この場合、複数の偏光制御装置２０は、各照射装置１０から照射されるレーザ光の偏光特性が同一になるように制御してもよいし、異なるように制御してもよい。同一になるように制御した場合、同一パターンに対して異なる方向からレーザ光を照射して平坦でないマスク上に存在する微粒子Ｐを効率よく除去することができる。異なるように制御する場合は、直交するパターンに異なる偏光方向を有するレーザ光を照射することは、後述するように、各パターンの溝の奥にレーザ光が到達することを可能にする。
【００２４】
別の実施例では、照明装置１０と偏光制御装置２０の数は一つずつ設けられる。この場合、偏光制御装置２０は、照明装置１０の偏光特性をある偏光特性に制御して一方向に走査した後で、その偏光特性を９０度変更する（切り替える）。９０度変更した偏光特性でして再度同一方向に走査することによって、走査スリットが直交するパターン列を含む場合にどちらのパターン列からも微粒子を効率良く除去することができる。
【００２５】
以下、図２を参照して、洗浄装置１の変形例としての洗浄装置１Ａについて説明する。ここで、図２は、洗浄装置１Ａの概略ブロック図である。なお、図１と同一部材には同一の参照符号を付して説明は省略する。洗浄装置１Ａは、一の光源１２ａのみを利用する点で洗浄装置１と異なる。洗浄装置１Ａは、ＥＵＶ露光装置１００内でマスク１２０の洗浄を行う機能を有し、図１に示すように、一対の照射装置１０ｃ及び１０ｄと、一対の偏光制御装置２０ａ及び２０ｂとを有する。
【００２６】
照射装置１０ｃは、光源１２ａ、ビームスプリッタ１３ａ、集光レンズ１４ａ、ミラー１５ａ及び走査光学系１６ａを有する。照射装置１０ｂは、ビームスプリッタ１３ｂ、集光レンズ１４ｂ、ミラー１５ｂ及び光走査光学系１６ｂを有する。本実施例は、光源１２ａからのレーザ光を、ビームスプリッタ１３ａ、ミラー１５ａ及び１５ｂ、ビームスプリッタ１３ｂを介して、照射装置１０ｂに引き回しており、光源の数を洗浄装置１よりも低減してコストダウンを図っている。また、洗浄装置１では、光源１２ａ及び１２ｂを異なる種類（波長）のレーザ光源にすることができる。一方、洗浄装置１Ａは同一のレーザ光源を使用する。このため、照射装置１０ｃから照射され、偏光制御装置２０ａが偏光制御したレーザ光Ｌ３と、照射装置１０ｄから照射され、偏光制御装置２０ｂが偏光制御したレーザ光Ｌ４の波長は等しくなる。
【００２７】
以下、洗浄装置１及び１Ａの動作について説明する。まず、光源１２から発生するレーザ光は集光レンズ１４で集光又は発散された後、走査光学系１６により走査される。より詳細には、洗浄装置１では、照明装置１０ａ及び１０ｂでは、光源１２ａ及び１２ｂから発生するレーザ光が集光レンズ１４ａ及び１４ｂに導入される。これに対して、洗浄装置１Ａの照明装置１０ａでは、光源１２ａから発生するレーザ光はビームスプリッタ１３ａを透過して集光レンズ１４ａに入射する。また、洗浄装置１Ａの照明装置１０ｂには、光源１２ａから発生するレーザ光が、ビームスプリッタ１３ａで反射され、ミラー１５ａ及び１５ｂを介して導入され、集光レンズ１４ｂに入射する。
【００２８】
照射装置１０から射出したレーザ光は偏光制御装置２０によってその偏光特性が制御された後、マスクパターンに光束Ｌ１及びＬ２（又はＬ３及びＬ４）として照射される。光束Ｌ１及びＬ２（又はＬ３及びＬ４）が照射されたマスク１２０の熱膨張により微粒子Ｐは、マスクパターン面１２１から良好に除去される。また、走査光学系１６が、マスク１２０の全面で光束Ｌ１及びＬ２（又はＬ３及びＬ４）を走査するので、マスク全面で微粒子Ｐを除去することができる。洗浄装置１を用いて走査露光中に、露光に用いるスリット幅以外の領域に存在する微粒子Ｐを予め除去しておけば、露光を中断せずに、パターン欠陥の原因となる微粒子Ｐを除去することができる。
【００２９】
以下、レーザ光Ｌの照度について説明する。従来、パルス幅の小さなレーザで低照度で微粒子を除去可能であることが知られている。例えば、非特許文献５のＰ８１及び図３に従来例が示されている。また、Ｐ８０に記載のＫｒＦエキシマレーザを用いて、３００ｍＪ／ｃｍ２・ｐｕｌｓｅの照度でレーザ照射すると、０．３μｍのＰＳＬ（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ  ｌａｔｅｘ）標準粒子を９５％以上の除去率でＳｉウエハ上より良好に除去できることが示されている。
【００３０】
ここで、そのＫｒＦエキシマレーザのパルス幅は３０ｎｓである（例えば、非特許文献４のＰ３８３８を参照のこと。）。一方、ＫｒＦエキシマレーザの照度３００〜３４０ｍＪ／ｃｍ２にてシリコンウエハ表面に光損傷が現れることが知られている（例えば、非特許文献４のｐ３８４２及び図２と非特許文献５のＰ８３を参照のこと。）。更に、Ｍｏ／Ｓｉの多層膜から構成されるＥＵＶマスク表面において光損傷が発生し始めるレーザの照度も、Ｓｉウエハと同程度の照度３００〜３４０ｍＪ／ｃｍ２からとされている。
【００３１】
本発明者らは、パルス幅７ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ（ラムダ・フィジックス社製）を用いて、照度４０ｍＪ／ｃｍ２・ｐｕｌｓｅの低照度で０．３μｍのＰＳＬ標準粒子を９５％以上の除去率でＳｉウェハ上より良好に除去できることを実験的に確認している。即ち、Ｓｉウェハ及びＥＵＶマスク表面において光損傷の発生し始めるレーザ照度３００ｍＪ／ｃｍ２に比較して十分に余裕を持った低照度にて良好に微粒子を除去することができる。
【００３２】
理論的に、同照度のレーザ照射において、パルス幅の小さなレーザが、より小さな照度で微粒子を除去可能である。例えば、非特許文献４のＰ３８４０の式（４）を参照のこと。本実施例の光源１２は、例えば、レーザ光として、約１０ｎｓ以下のパルス幅と約５０ｍＪ以下の照度を有するＫｒＦエキシマレーザや、約１００ｐｓのパルス幅と約４０ｍＪの照度を有するチタンサファイアレーザを使用することができる。
【００３３】
以下、図３乃至図６を参照して、偏光特性が制御されたレーザ光Ｌによる微粒子Ｐの除去の機構をより詳細に説明する。ここで、図３は、微粒子Ｐ１及びＰ２が付着したマスク１２０の概略断面図である。図４は、図３に示すマスク１２０がレーザ光Ｌの照射によって加熱された後の様子を示す概略断面図である。
【００３４】
図３に示すように、マスク１２０は、一般に、基板１２２、多層膜１２３、キャッピング層１２４、吸収体１２５をこの順番に積層する反射型マスクである。吸収体６４は、露光するパターンの幅（デザインルール）の投影光学系の倍率の逆数分（例えば、４倍）の幅にパターニングされ、マスクパターンを形成する。微粒子Ｐ１はパターニングされた吸収体１２５の奥のキャッピング層１２４の表面に付着し、微粒子Ｐ２は吸収体１２５の上に付着している。
【００３５】
レーザ光Ｌの照射により、マスク１２０の構成要素１２２乃至１２５は図４のハッチングに示すように熱膨張し、微粒子Ｐ１及びＰ２は矢印に示すようにマスク１２０から離脱する。
【００３６】
一方、回路素子の微細化に伴い、デザインルールはウェハ上で４５ｎｍ以下、例えば、３２ｎｍや２２ｎｍと細くなる。従って、１／４倍のＥＵＶ露光装置に使用されるマスクパターンの幅は１８０ｎｍ以下になり、例えば、１２８ｎｍや８８ｎｍと細くなる。この結果、パルスレーザ光照射による微粒子除去手段に用いられる光源の波長２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍと同程度若しくはそれ以下になってきた。
【００３７】
また、非特許文献３に開示されているように、波長と同程度若しくはそれ以下の幅のパターンに入射する光がパターンの溝の奥に到達できるかどうかは偏光に依存する。例えば、図５（ａ）に示すように、パターンの溝に垂直な電界成分を有する光は溝の奥に到達可能であるのに対し、図５（ｂ）に示すように、パターンの溝に平行な電界成分を有する光は、溝の奥に到達することができない。ここで、図５（ａ）は、パターン方向に対して垂直な方向に偏光方向を有する光をパターンに照射した場合の作用を説明する概略部分斜視図である。図５（ｂ）は、パターン方向に対して平行な方向に偏光方向を有する光をパターンに照射した場合の作用を説明する概略部分斜視図である。
【００３８】
偏光特性（特に、偏光方向）を制御しないレーザ光を照射すれば、図３に示す微粒子Ｐ１の位置（即ち、パターン溝の奥）に必ずしもレーザ光が到達せず、微粒子Ｐ１を効率良く除去することができない。本実施例は、図１に示すように、光源１２自体の偏光状態が円偏光であっても偏光制御装置２０が微粒子Ｐの除去に適した偏光特性を有した光束に変換する。このため、光束Ｌの偏光方向をパターン方向に対して垂直な偏光方向に制御してパターン面１２１の溝の奥まで光束Ｌが到達することを可能にし、効率良い微粒子の除去を実現している。
【００３９】
以下、図６を参照して、Ｓ偏光ＬｓとＰ偏光Ｌｐをパターン列に対して斜めから照射した場合について説明する。ここで、図６は、パターン列に対して斜めからＳ偏光ＬｓとＰ偏光Ｌｐを照射した様子を示す概略断面図である。図中、丸印で示されたＳ偏光Ｌｓはパターン列に対して平行な偏光方向であるため、パターン内の照射位置ＩＰｓには十分な光量が届かない。従って、Ｓ偏光Ｌｓによる微粒子の除去効率は低い。一方、図中、矢印で示されたＰ偏光Ｌｐはパターン列に対して垂直な偏光方向であるため、パターン内の照射位置ＩＰｐには十分な光量が到達する。従って、Ｐ偏光Ｌｐは効率良く微粒子を除去することができる。
【００４０】
以下、図７を参照して、マスクへのレーザ光の入射方向について説明する。ここで、図７は、微粒子Ｐが付着したマスクパターン１２１に入射させるべきレーザ光の方向を説明する概略平面図である。キャッピング層１２４は、微粒子Ｐを除去する被検面の一部であり、マスクパターンは、キャッピング層１２４に形成されたＣｒ等の吸収体１２５で構成され、有限な厚みを有する。今、一番上のＬ字形状のマスクパターンをマスクパターン１２５ａと呼ぶ。
【００４１】
マスク面１２１に垂直な１つの平面内に光軸をもつ光束Ｌ１1及びＬ１２のうち、光束Ｌ１２は光束Ｌ１1よりもマスクパターン１２５ａによって遮られやすく微粒子Ｐに到達しにくい。一方、光束Ｌ１1はマスクパターン１２５ａに遮られることなく微粒子Ｐに到達し易い。同様に、マスク面に垂直な他の平面内に光軸をもつ光束Ｌ１３及びＬ１４のうち、光束Ｌ１４は光束Ｌ１３よりもマスクパターン１２５ａによって遮られやすく微粒子Ｐに到達しにくい。一方、光束Ｌ１３はマスクパターン１２５ａに遮られることなく微粒子Ｐに到達し易い。このように、マスク面１２１に垂直な２つ以上の平面内に光軸を持つ光を対向させて入射させることによって、縦横に配置される回路パターンに遮られることなく微粒子Ｐに光を照射して除去することができる。更に、光を対向させて入射させることで，微粒子を安定的に捕捉して除去することが可能となる。
【００４２】
対向する方向から２つのレーザ光を入射する代わりに、一つのレーザ光の入射方向をマスクパターンを考慮して変更してもよい。このような構成は、例えば、図８に示す洗浄装置１Ｂによって実現することができる。洗浄装置１Ｂは、洗浄装置１の構成要素に加えて、ステージ３０ａ及び３０ｂと、制御部４０と、メモリ４２とを更に有する。
【００４３】
ステージ３０ａは、照射装置１０ａ及び／又は偏光制御装置２０ａを支持及び駆動する。ステージ３０ｂは、照射装置１０ｂ及び／又は偏光制御装置２０ｂを支持して二次元方向に駆動する。ステージ３０ａ及び３０ｂは、レーザ光の照射方向を変更する駆動部として機能する。メモリ４２は、マスクパターンの構造を格納する。これは、半導体回路のマスクであれば、一般に、パターン構造は予め分かっているからである。制御部４０は、メモリ４２に格納されたマスクパターンの構造を参照して、マスクパターンにより光が遮られないようにステージ３０ａ及び３０ｂによる駆動を制御する。この結果、制御部４０は、マスクパターンの構造が図７に示すような場合に、ステージ３０ａを駆動制御して光束Ｌ１の照射方向を光束Ｌ１１の方向を選択し、ステージ３０ｂを駆動制御して光束Ｌ２の照射方向を光束Ｌ１３の方向を選択することができる。洗浄装置１Ｂによれば、マスクパターンに遮られない入射方向を有する光をマスク１２０に照射して、効率良く微粒子Ｐを除去することが可能となる。なお、レーザ光の照射方向を変更する駆動部としては，上述のステージ３０ａ及び３０ｂの他、光学素子で入射方向を変化させたり、複数の方向から入射する光のうち適切な方向のみの光を選択してマスクに照射したりすることも可能である。
【００４４】
以下、図９を参照して、洗浄装置１を搭載したＥＵＶ露光装置１００について説明する。ここで、図９は、ＥＵＶ露光装置１００の概略ブロック図である。ＥＵＶ露光装置１００は、露光用の照明光としてＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）を用いて、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式でマスク１２０に形成された回路パターンを被露光体１４０に露光する投影露光装置である。露光装置１００は、マスク１２０を洗浄する洗浄装置１と、回路パターンが形成されたマスク１２０を照明する照明装置１１０と、マスク１２０を載置するマスクステージ１２５と、照明されたマスクパターンの像を被露光体１４０に投影する投影光学系１３０と、アライメント検出機構１５０と、フォーカス位置検出機構１６０とを有する。
【００４５】
ＥＵＶ光は、大気に対する透過率が低く、残留ガス（高分子有機ガス）成分との反応によりコンタミを生成してしまうため、少なくとも、ＥＵＶ光が通る光路中（即ち、光学系全体）は真空雰囲気ＶＡとなっている。
【００４６】
照明装置１１０は、投影光学系１３０の円弧状の視野に対する円弧状のＥＵＶ光によりマスク１２０を照明する照明装置であって、ＥＵＶ光源部１１２と、照明光学系１１４とを有する。
【００４７】
ＥＵＶ光源部１１２は、例えば、レーザープラズマ光源が用いられる。レーザープラズマ光源は、真空中に置かれたターゲット材に高強度のパルスレーザ光を照射し、高温のプラズマを発生させ、これから放射されるＥＵＶ光を利用する。ターゲット材としては、金属薄膜、不活性ガス、液滴などが用いられる。放射されるＥＵＶ光の平均強度を高くするためには、パルスレーザの繰り返し周波数は高い方がよく、通常数ｋＨｚの繰り返し周波数で運転される。ＥＵＶ光源部１１２は、放電プラズマ光源を用いることもできる。
【００４８】
照明光学系１１４は、集光ミラー１１４ａ、オプティカルインテグレーター１１４ｂ、アパーチャ１１４ｃから構成される。集光ミラー１１４ａは、レーザープラズマ光源からほぼ等方的に放射されるＥＵＶ光を集める。オプティカルインテグレーター１１４ｂは、マスク１２０を均一に所定の開口数で照明する。アパーチャ１１４ｃは、マスク１２０と共役な位置に設けられ、マスク１２０の照明領域を円弧状に限定する。
【００４９】
マスク１２０は、上述の反射型マスクで、マスクステージ１２５に支持及び駆動されている。マスク１２０から発せられた回折光は、投影光学系１３０で反射されて被露光体１４０上に投影される。マスク１２０と被露光体１４０とは光学的に共役の関係に配置される。露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（スキャナー）であるため、マスク１２０と被露光体１４０を同期走査することによりマスク１２０のパターンを被露光体１４０上に縮小投影する。
【００５０】
マスクステージ１２５は、レチクルチャック１２５ａを介してマスク１２０を支持して図示しない移動機構に接続されている。マスクステージ１２５は、当業界周知のいかなる構造をも適用することができる。レチクルチャック１２５ａは、静電チャックであり、静電吸着力によってマスク１２０を吸着する。
【００５１】
投影光学系１３０は、複数の多層膜ミラー１３０ａを用いて、マスクパターンを像面である被露光体１４０上に縮小投影する。複数のミラー１３０ａの枚数は、４枚乃至６枚程度である。少ない枚数のミラーで広い露光領域を実現するには、光軸から一定の距離だけ離れた細い円弧状の領域（リングフィールド）だけを用いて、マスク１２０と被露光体１４０を同時に走査して広い面積を転写する。投影光学系１３０は、本実施形態では、４枚のミラー１３０ａによって構成され、マスク１２０のパターンを１／４に縮小して被露光体１４０上に結像する。
【００５２】
ミラー１３０ａは、低熱膨張ガラスやＳｉＣ等の剛性及び硬度が高く、熱膨張率が小さい材料からなる基板を研削及び研磨して所定の反射面形状を作成した後、反射面にモリブデンとシリコンなどの多層膜を成膜する。ミラー１３０ａの反射面の形状は、凸面又は凹面の球面又は非球面であり、開口数（ＮＡ）を０．１乃至０．２程度である。
【００５３】
被露光体１４０は、本実施形態ではウェハであるが、液晶基板その他の被露光体を広く含む。被露光体１４０には、フォトレジストが塗布されている。
【００５４】
ウェハステージ１４５は、ウェハチャック１４５ａによって被露光体１４０を支持する。ウェハステージ１４５は、例えば、リニアモーターを利用して被露光体１４０を移動する。ウェハチャック１４５ａは、粗動ステージ、微動ステージの上に構成され、２つの電極を有する双曲型の静電チャックである。
【００５５】
アライメント検出機構１５０は、マスク１２０の位置と投影光学系１３０の光軸との位置関係、及び、被露光体１４０の位置と投影光学系１３０の光軸との位置関係を計測する。また、アライメント検出機構１５０は、マスク１２０の投影像が被露光体１４０の所定の位置に一致するようにマスクステージ１２５及びウェハステージ１４５の位置と角度を設定する。
【００５６】
フォーカス位置検出機構１６０は、被露光体１４０面で所謂Ｚ方向のフォーカス位置を計測する。フォーカス位置検出機構１６０は、ウェハステージ１４５の位置及び角度を制御することによって、露光中、常時被露光体１４０面を投影光学系１３０による結像位置に保つ。
【００５７】
露光に先立って、洗浄装置１はマスク１２０を上述のように洗浄する。照度と洗浄時間など、マスクの洗浄に必要な条件を予めシミュレーションや実験によって求めてメモリに格納しておけば、かかるメモリを参照して洗浄の終了を把握できる。もちろん実際に実験的に露光を行って転写不良が解消されたことを確認して洗浄の終了を決定してもよい。洗浄が終了したと判断すれば、照射装置１０による照射を停止する。
【００５８】
洗浄によりマスク１２０は熱膨張するため、露光前に冷却しなければならない。例えば、マスク１２０の母材にゼロデュアなどの超低熱膨張材（例えば、熱膨張率０．０５Ｅ−６／Ｋ）が用いてレーザ照射によって温度が１℃上昇したとするとマスク１２０全面では約７．５ｎｍの熱膨張が発生するからである。かかる冷却手段の一例を図１０にブロック図で示す。
【００５９】
図１０では、レーザ光Ｌをミラー５０を介してマスク１２０に照射している。また、冷却手段は、電子冷却手段１２６ａ及び１２６ｂと、それに接続されている冷却板１２７ａ及び１２７ｂとを有する。電子冷却手段１２６ａ及び１２６ｂはペルチェ素子からなる。本実施例の冷却手段は冷却板１２７ａ及び１２７ｂによる輻射冷却を用いる。冷却板１２７ａ及び１２７ｂとしては熱伝導率の高い部材で、輻射率が１に近い大きいものが効果的である。また、冷却板１２７ａ及び１２７ｂとしてはマスク全面を覆う大きさを有して、図１０に示すようにマスク近傍に配置させる。これにより、輻射冷却で重要となる熱源と冷却板との間の形態係数をほぼ１にすることができるため、パルスレーザ照射によって加えられたエネルギーを効率良く回収することができる。なお、冷却手段は本実施例のものに限定されるものではなく、例えば、冷却板に冷却水を流して冷却するなど、いかなる手段でも構わない。
【００６０】
露光において、照明装置１１０はマスク１２０を均一に照明し、マスクパターンを投影光学系１３０を介して被露光体１４０に投影する。洗浄装置１は、露光装置１００内で洗浄を行うため、マスク１２０は真空雰囲気ＶＡの外部雰囲気に晒されない。このため、マスク１２０は外部雰囲気の微粒子から保護される。また、洗浄装置１は真空雰囲気ＶＡにおいてマスクステージ１２５や残留気体からもたらされる微粒子を効率よく除去するために転写不良がなく、高品位な露光を提供することができる。
【００６１】
図１１に、ＥＵＶ露光装置１００の変形例としてのＥＵＶ露光装置１００Ａの概略ブロック図を示す。図１１は、洗浄装置１を真空雰囲気ＶＡにマスク交換機構（例えば、ゲートバルブ）１７２によって接続された真空容器１７０に設けている。ＥＵＶ露光装置１００Ａは、微粒子がマスクに付着していた場合でも，露光前にマスクを洗浄することによって除去することができるため、歩留まりの低下を抑えることができる。ＥＵＶ露光装置１００Ａでも、洗浄装置１は、真空雰囲気が維持された露光装置内に設けられ、外部の雰囲気の影響を受けない。ＥＵＶ露光装置１００Ａは、図１に示すＥＵＶ露光装置のように真空雰囲気ＶＡ内に洗浄装置１を設ける空間手的な余裕がない場合に好適である。
【００６２】
次に、図１０及び図１１を参照して、露光装置１００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１０は、半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。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（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３（ウェハ製造）では、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウェハを用いて、リソグラフィ技術によってウェ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ェ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、これが出荷（ステップ７）される。
【００６３】
図１１は、図１０のステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着等によって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）ではウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウェハに感光材を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１００によってマスクパターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。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、ウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施例の製造方法を用いれば、洗浄装置１により転写不良が減少するので、従来よりも高品位なデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を製造することができる。また、このように、露光装置１００を使用するデバイス製造方法、並びに結果物（中間、最終生成物）としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００６４】
本実施例の洗浄装置１によれば、露光装置１００外でマスク１２０を洗浄する必要がないためにスループットが向上する。また、洗浄時にマスクパターンを損傷せずに微粒子を除去することができる。
【００６５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、レーザ光の偏光方向は、微粒子除去に効果的な方向であれば必ずしもパターン列に垂直な方向なくてもよい。また，本実施例の洗浄装置は、露光装置のマスクだけでなくインプリントの原版や射出成形の原版などにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の洗浄装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示す洗浄装置の変形例の概略ブロック図である。
【図３】図１又は図２に示すマスクから微粒子を除去する様子を説明する概略断面図である。
【図４】図１又は図２に示すマスクから微粒子を除去する様子を説明する概略断面図である。
【図５】図１又は図２に示すマスクから微粒子を除去する様子を説明する概略断面図である。
【図６】図１又は図２に示すマスクから微粒子を除去する様子を説明する概略断面図である。
【図７】図１又は図２に示すマスクから微粒子を除去する様子を説明する概略断面図である。
【図８】図１に示す洗浄装置の更に別の変形例の概略ブロック図である。
【図９】図１、２又は８に示す洗浄装置を搭載した露光装置の概略ブロック図である。
【図１０】図９に示すマスクの冷却機構を説明するための部分拡大断面図である。
【図１１】図９に示す露光装置の変形例の概略ブロック図である。
【図１２】本発明の露光装置を利用するデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１１に示すステップ４の詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１、１Ａ、１Ｂ      洗浄装置
１０ａ−１０ｄ      照射装置
２０ａ、２０ｂ      偏光制御装置
１００、１００Ａ    露光装置
１２０              マスク
【図１３】
2007027419.tif 000003
【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】
2007027419.tif 000008
【図６】
2007027419.tif 000009
【図７】
2007027419.tif 000010
【図８】
2007027419.tif 000011
【図９】
2007027419.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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