(57)【要約】【課題】    原版の上に付着した微粒子を効果的に除去する露光装置を提供する。【解決手段】    本発明の露光装置は、真空環境下で投影光学系を介して原版のパターンを基板に露光する露光装置であって、露光装置は、原版を洗浄する洗浄装置を有し、洗浄装置は、原版のレーザー照射領域にレーザー光を照射する照射手段と、原版を移動させるステージと、レーザー光を原版に正射影したときの方向をレーザー入射方向と定義した場合、照射手段又はステージの一方を用いて、レーザー照射領域をレーザー入射方向と直交する方向に移動させる第１の走査手段と、照射手段又はステージの他方を用いて、レーザー照射領域をレーザー入射方向と同一の方向に移動させる第２の走査手段とを有する。【選択図】  図１
2009146959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空環境下で投影光学系を介して原版のパターンを基板に露光する露光装置であって、
前記露光装置は、前記原版を洗浄する洗浄装置を有し、
前記洗浄装置は、
前記原版にレーザー光を照射する照射手段と、
前記原版を移動させるステージと、
前記レーザー光を前記原版に正射影したときの前記レーザー光の進行方向をレーザー入射方向と定義した場合、前記照射手段又は前記ステージの一方を用いて、前記レーザー光の前記原版上での照射領域を該レーザー入射方向と直交する方向に移動させる第１の走査手段と、
前記照射手段又は前記ステージの他方を用いて、前記照射領域を前記レーザー入射方向と同一の方向に移動させる第２の走査手段と、を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記レーザー入射方向と直交する方向は主走査方向であり、
前記レーザー入射方向と同一の方向は副走査方向であり、
前記洗浄装置は、前記第１の走査手段が前記照射領域を第１の主走査方向に移動させる第１の動作、前記第２の走査手段が該照射領域を前記副走査方向に移動させる第２の動作、該第１の走査手段が該照射領域を該第１の主走査方向とは反対の第２の主走査方向に移動させる第３の動作、及び、該第２の走査手段が該照射領域を該副走査方向に移動させる第４の動作、を順に実行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】
前記第１の走査手段は、前記照射手段を用いて、前記照射領域を該レーザー入射方向と直交する方向に移動させ、
前記第２の走査手段は、前記ステージを用いて、前記照射領域を前記レーザー入射方向と同一の方向に移動させ、
前記照射手段は、前記レーザー光を走査する走査光学系を有し、
該走査光学系により、前記原版に照射される前記レーザー光の入射角を一定に保ちながら、該原版を洗浄することを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項４】
前記第１の走査手段は、前記ステージを用いて、前記照射領域を該レーザー入射方向と直交する方向に移動させ、
前記第２の走査手段は、前記照射手段を用いて、前記照射領域を前記レーザー入射方向と同一の方向に移動させ、
前記照射手段は、前記レーザー光を前記原版に照射させる折り曲げミラーと、該折り曲げミラーを搭載するミラーステージと、を有し、
前記折り曲げミラーを搭載した前記ミラーステージが前記レーザー入射方向と同一の方向に移動することにより、前記原版に照射される前記レーザー光の入射角を一定に保ちながら、該原版を洗浄することを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項５】
真空環境下でレーザー光を照射することにより対象物を洗浄する洗浄装置であって、
前記対象物にレーザー光を照射する照射手段と、
前記対象物を移動させるステージと、
前記レーザー光を前記対象物に正射影したときの前記レーザー光の進行方向をレーザー入射方向と定義した場合、前記照射手段又は前記ステージの一方を用いて、前記レーザー光の前記対象物上での照射領域を該レーザー入射方向と直交する方向に移動させる第１の走査手段と、
前記照射手段又は前記ステージの他方を用いて、前記照射領域を前記レーザー入射方向と同一の方向に移動させる第２の走査手段と、を有することを特徴とする洗浄装置。
【請求項６】
前記レーザー入射方向と直交する方向は主走査方向であり、
前記レーザー入射方向と同一の方向は副走査方向であり、
前記洗浄装置は、前記第１の走査手段が前記照射領域を第１の主走査方向に移動させる第１の動作、前記第２の走査手段が該照射領域を前記副走査方向に移動させる第２の動作、該第１の走査手段が該照射領域を該第１の主走査方向とは反対の第２の主走査方向に移動させる第３の動作、及び、該第２の走査手段が該照射領域を該副走査方向に移動させる第４の動作、を順に実行することを特徴とする請求項５記載の洗浄装置。
【請求項７】
前記第１の走査手段は、前記照射手段を用いて、前記照射領域を該レーザー入射方向と直交する方向に移動させ、
前記第２の走査手段は、前記ステージを用いて、前記照射領域を前記レーザー入射方向と同一の方向に移動させ、
前記照射手段は、前記レーザー光を走査する走査光学系を有し、
該走査光学系により、前記対象物に照射される前記レーザー光の入射角を一定に保ちながら、該対象物を洗浄することを特徴とする請求項５又は６記載の洗浄装置。
【請求項８】
前記第１の走査手段は、前記ステージを用いて、前記照射領域を該レーザー入射方向と直交する方向に移動させ、
前記第２の走査手段は、前記照射手段を用いて、前記照射領域を前記レーザー入射方向と同一の方向に移動させ、
前記照射手段は、前記レーザー光を前記対象物に照射させる折り曲げミラーと、該折り曲げミラーを搭載するミラーステージと、を有し、
前記折り曲げミラーを搭載した前記ミラーステージが前記レーザー入射方向と同一の方向に移動することにより、前記対象物に照射される前記レーザー光の入射角を一定に保ちながら、該対象物を洗浄することを特徴とする請求項５又は６記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置及び洗浄装置に係り、特に、真空環境下でレーザー光を照射することにより原版などの被洗浄物を洗浄する機能を持った露光装置及び洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＲＡＭやＭＰＵ等の半導体デバイス製造に関し、デザインルールで３２ｎｍ以下の線幅を有するデバイスの実現に向けて、精力的に研究開発がなされている。この世代に用いられる露光装置として、極端紫外域（ＥＵＶ：Extreme Ultraviolet）光を用いた露光装置が有力視されている。このような露光装置（ＥＵＶ露光装置）では、ガスによるＥＵＶ光の吸収を防ぐため、ＥＵＶ光の光路を真空環境下に置く。
【０００３】
一般に、半導体露光装置では、レチクル（マスク）に描画された回路パターンの像を、投影光学系を用いてウエハに縮小転写している。したがって、例えば、レチクルの回路パターン面に微粒子が付着すると、各ショットの全く同じ位置に微粒子像が転写されることになる。このような微粒子の付着は、半導体デバイス製造の歩留まりの低下や、半導体デバイス自体の信頼性の低下の要因となる。
【０００４】
この問題に対し、水銀ランプやエキシマレーザー等を用いた露光装置では、ペリクルと呼ばれる透明保護膜をレチクルから数ｍｍ間隔を隔てて配置している。これにより、回路パターン面への微粒子の直接の付着と、微粒子像の転写を抑制していた。
【０００５】
しかし、ＥＵＶ露光装置で要求される透過率を満たすためのペリクルの厚さは数１０ｎｍ程度である。このように非常に薄いペリクルでは、機械的、熱的側面のいずれからも十分な強度が得られない。このため、ＥＵＶ露光装置においてペリクルを用いて微粒子の付着を防ぐことは、現実的には困難である。
【０００６】
ペリクルを用いずにレチクル等への微粒子の付着を防ぐ手段として、特開２００３−２２４０６７号公報（特許文献１）には、パルスレーザーを利用して、微粒子を除去する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−２２４０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特開２００３−２２４０６７号公報（特許文献１）の方法は、パルスレーザーの照射角度をブルースター角以下の角度でクリーニング表面に照射するものである。このため、パルスレーザーで表面を走査する際に、レーザーの照射角度が場所ごとに変わってしまう。
【０００８】
後述するように、表面に付着した微粒子がパルスレーザー照射によって表面から離脱する場合、その離脱方向は、レーザーの入射する方向に依存する。したがって、レーザーの照射角度が場所ごとに変わると、クリーニング動作中に、既にクリーニングされた表面に、除去された微粒子が再付着する確率が高くなり、除去効率が低下するという問題がある。
【０００９】
このように、レチクルをレーザークリーニングする際は、除去された微粒子の再付着を防ぐレーザースキャニング技術が要求される。
【００１０】
本発明は、微粒子を効果的に除去できる露光装置及び洗浄装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面としての露光装置は、真空環境下で投影光学系を介して原版のパターンを基板に露光する露光装置であって、前記露光装置は、前記原版を洗浄する洗浄装置を有し、前記洗浄装置は、前記原版にレーザー光を照射する照射手段と、前記原版を移動させるステージと、前記レーザー光を前記原版に正射影したときの前記レーザー光の進行方向をレーザー入射方向と定義した場合、前記照射手段又は前記ステージの一方を用いて、前記レーザー光の前記原版上での照射領域を該レーザー入射方向と直交する方向に移動させる第１の走査手段と、前記照射手段又は前記ステージの他方を用いて、前記照射領域を前記レーザー入射方向と同一の方向に移動させる第２の走査手段とを有する。
【００１２】
また、本発明の一側面としての洗浄装置は、真空環境下でレーザー光を照射することにより対象物を洗浄する洗浄装置であって、前記対象物にレーザー光を照射する照射手段と、前記対象物を移動させるステージと、前記レーザー光を前記対象物に正射影したときの前記レーザー光の進行方向をレーザー入射方向と定義した場合、前記照射手段又は前記ステージの一方を用いて、前記レーザー光の前記対象物上での照射領域を該レーザー入射方向と直交する方向に移動させる第１の走査手段と、前記照射手段又は前記ステージの他方を用いて、前記照射領域を前記レーザー入射方向と同一の方向に移動させる第２の走査手段とを有する。
【００１３】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下の実施例によって明らかにされる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の露光装置及び洗浄装置によれば、原版又は対象物の上に付着した微粒子を効果的に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、露光装置１００の概略図である。
【００１７】
露光装置１００は、ＥＵＶ光を用いてステップ・アンド・スキャン方式でレチクル２のパターンをウエハ１に露光する投影露光装置である。露光装置１００は、図示しない照明装置と、レチクルステージ３と、投影光学系５と、ウエハステージ２７とを真空室内（４ａ−４ｃ）に有する。露光装置１００は、真空環境下で投影光学系を介して原版のパターンを基板に露光する露光装置である。また露光装置１００は、後述するように、洗浄装置を更に有する。
【００１８】
ＥＵＶ光は、５ｎｍ乃至２０ｎｍの波長（例えば、波長１３．４ｎｍ）を有する。ＥＵＶ光は、大気に対する透過率が低く、残留する高分子有機ガス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）は真空環境（１０−５〜１０−７Ｐａ程度）に維持される。
【００１９】
照明装置は、ＥＵＶ光源部と、照明光学系とを有し、円弧状のＥＵＶ光によりレチクル２を照明する。ＥＵＶ光源部は、レーザープラズマ光源や放電プラズマ光源を用いる。照明光学系は、集光ミラー、オプティカルインテグレーター、アパーチャを有する。
【００２０】
レチクル２は、反射型レチクルで、レチクルステージ３に支持及び走査方向（第１方向）に駆動される。レチクル２から発せられた回折光は、投影光学系５で反射されてウエハ１上に投影される。レチクル２とウエハ１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であるため、レチクル２とウエハ１を同期走査することによりレチクルパターンをウエハ１上に縮小投影する。
【００２１】
レチクルステージ３は、レチクルチャック（原版チャック）７を介してレチクル２を支持して、後述する駆動部８４に接続されている。レチクルステージ３は、駆動部８４によりレチクル２を移動させるステージとして機能する。レチクルステージ３は少なくとも走査方向（Ｙ方向）に移動可能に構成されている。但し、別の実施例ではその他の方向（Ｘ方向、Ｚ軸周りの回転方向など）にも更に移動可能に構成されている。
【００２２】
レチクルチャック７は、平面矯正するための静電チャックであり、静電吸着力によってレチクル２を吸着及び保持する。レチクルチャック７はレチクルステージ３に設置されている（一体的に設けられている、或いは支持されている）。レチクル２は、後述するクリーニング領域３０に形成されたパターン面２ａが図１において下側又は投影光学系５側となるようにレチクルチャック７に保持される。
【００２３】
投影光学系５は、複数の多層膜ミラーを用いて、レチクルパターンの像を像面にあるウエハ１上に縮小投影する。複数のミラーの枚数は、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、レチクル２とウエハ１を同時に走査して広い面積を転写する。
【００２４】
ウエハ１は、別の実施形態では液晶基板その他の基板（被露光体）を広く含む。ウエハ１には、フォトレジストが塗布されている。ウエハステージ２７は、ウエハチャック（基板チャック）６を介してウエハ１を支持して６軸方向に駆動する。ウエハチャック６は静電チャックであり、静電吸着力によってウエハ１を吸着及び保持する。
【００２５】
レチクルステージ３とウエハステージ２７のｘｙ位置は不図示のレーザー干渉計によって監視されている。レチクルステージ３とウエハステージ２７の走査速度の間には、Ｖｒ／Ｖｗ＝βの関係が成立するように同期制御される。ここで、投影光学系５の縮小倍率を１／βとし、レチクルステージの走査速度をＶｒ、ウエハステージ２７の走査速度をＶｗとする。
【００２６】
真空室（真空チャンバ）は、レチクルステージ空間４ａ、投影光学系空間４ｂ及びウエハステージ空間４ｃを含む。なお、本出願では、真空室はこれらの空間の一又は複数を指す場合がある。
【００２７】
レチクルステージ空間４ａは、レチクル２、レチクルステージ３、レチクルチャック７を収納する。レチクルステージ空間４ａには真空排気装置１０ａと測定装置７０ａが設けられる。真空排気装置１０ａは、独立してレチクルステージ空間４ａを露光に必要な１０-５〜１０-７Ｐａの真空度まで排気することができる。測定装置７０ａは、レチクルステージ空間４ａの真空度を測定する。測定装置７０ａが測定する真空度の範囲は１０-７〜１００Ｐａの範囲であり、真空計や圧力計を組み合わせて構成することができる。１００Ｐａの測定が必要なのは、後述するように、本実施例の洗浄装置で使用するからである。但し、別の実施例では、測定装置７０ａは少なくとも露光に必要な１０-５〜１０-７Ｐａが測定できれば足りる。この範囲で洗浄しても微粒子の除去率は高いからである。
【００２８】
投影光学系空間４ｂは投影光学系５を収納する。投影光学系空間４ｂには真空排気装置１０ｂと測定装置７０ｂが設けられる。真空排気装置１０ｂは、独立して投影光学系空間４ｂを排気する。測定装置７０ｂは、投影光学系空間４ｂの真空度を測定する。測定装置７０ｂが測定する真空度の範囲は測定装置７０ａと同じ範囲であってもよいが、少なくとも露光に必要な１０-５〜１０-７Ｐａが測定できれば足りる。
【００２９】
ウエハステージ空間４ｃはウエハ１、ウエハチャック６、ウエハステージ２７を収納する。ウエハステージ空間４ｃには真空排気装置１０ｃと測定装置７０ｃが設けられる。真空排気装置１０ｃは、独立してウエハステージ空間４ｃを排気する。測定装置７０ｃは、ウエハステージ空間４ｃの真空度を測定する。測定装置７０ｃが測定する真空度の範囲は１０-７〜１００Ｐａの範囲であり、真空計や圧力計を組み合わせて構成することができる。１００Ｐａの測定が必要なのは、後述するように、本実施例の洗浄装置で使用するからである。但し、別の実施例では、測定装置７０ｃは少なくとも露光に必要な１０-５〜１０-７Ｐａが測定できれば足りる。この範囲で洗浄しても微粒子の除去率は高いからである。
【００３０】
レチクルステージ空間４ａと投影光学系空間４ｂとの間はゲートバルブ１６ａによって仕切られ、投影光学系空間４ｂとウエハステージ空間４ｃの間はゲートバルブ１６ｂによって仕切られている。
【００３１】
１５はウエハロードロック室であり、８はウエハロードロック室１５とウエハステージ空間４ｃとの間でウエハ１を搬入及び搬出する搬送ハンドである。１０ｅはウエハロードロック室１５の真空排気装置である。１１ａはウエハロードロック室１５に設けられた露光装置１００側のゲートバルブ、１１ｂはウエハロードロック室１５に設けられたウエハ交換室１４側のゲートバルブである。１４はウエハ１を大気圧下で一時保管するウエハ交換室であり、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を搬入及び搬出する搬送ハンドである。
【００３２】
２６はレチクルロードロック室であり、２２はレチクルロードロック室２６とレチクルステージ空間４ａとの間でレチクル２を搬入及び搬出する搬送ハンドである。１０ｄはレチクルロードロック室２６の真空排気装置である。１２ａはレチクルロードロック室２６に設けられた露光装置１００側ゲートバルブ、１２ｂはレチクルロードロック室２６に設けられたレチクル交換室１９側ゲートバルブである。１９はレチクルを大気圧下で一時保管するレチクル交換室であり、１８はレチクル交換室１９とレチクルロードロック室２６との間でレチクルを搬入及び搬出する搬送ハンドである。
【００３３】
洗浄装置は、真空室（レチクルステージ空間４ａ）にガスを導入することなく真空室（レチクルステージ空間４ａ）内で洗浄の対象物であるレチクル２を洗浄する。洗浄装置は、照射手段と、走査手段と、減衰器４２と、変更手段（照射手段の一部）と、測定装置７０ａ乃至７０ｃと、制御部６０とを有する。但し、測定装置７０ａ乃至７０ｃと制御部６０は露光装置１００に備わっているものを転用することができる。
【００３４】
次に、本実施例における照射手段の構成及び動作を説明する。図２は、図１に示す露光装置１００の照射手段の部分を拡大した断面図である。照射手段は、パルスレーザー２１と、図示しないビーム整形系と、レーザー入射窓２０と、斜入射照明手段とを有する。
【００３５】
照射手段は、レチクル２を洗浄するためのレーザー光Ｌをレチクル２に照射する。このとき、レーザー光Ｌとレチクル２とのなす角度は、０°より大きく９０°より小さい範囲とする。なお、本実施例では、レーザー光Ｌを被洗浄面であるレチクル２に照射する際、レーザーの入射角度または照射角度は、レーザー光Ｌと被洗浄表面（レチクルのパターン面、パターンが形成された面）とのなす角度と定義する。このパターン面に対するレーザー光の入射角度は、０度より大きく９０度より小さい範囲、好ましくは０度より大きく４５度以下とする。
【００３６】
パルスレーザー２１はレチクル２にレーザー光Ｌを照射する。レーザーとしては、ＡｒＦレーザー（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦレーザー（波長２４８ｎｍ）、ＹＡＧレーザー（波長２６６ｎｍ、他）、フェムト秒レーザー（波長２６６ｎｍ、他）などを使用することができる。ただし、本実施例は露光光であるＥＵＶ光の使用を妨げるものではない。
【００３７】
ビーム整形系は、レーザー光Ｌのビーム形状を整形する。
【００３８】
レーザー入射窓２０は、真空室（レチクルステージ空間４ａ）の隔壁に設けられ、レーザー光Ｌを透過するガラス又は石英などの、入射波長に対して吸収の少ない光透過材料から構成される。
【００３９】
斜入射照明手段は、レーザー光Ｌを０度より大きく９０度より小さい範囲の入射角度でレチクル２に導光する手段である。すなわち、レーザー光Ｌの、レチクル２のパターン面２ａに対する入射角度θは０°＜θ＜９０°を満足する。
【００４０】
なお、斜入射照明手段は、パルスレーザー２１の光軸をレチクル２のパターン面２ａに対して上記範囲に設定することによって構成されてもよい。ただし、本実施例では、パルスレーザー２１が射出するレーザー光Ｌの光軸は、レチクル２のパターン面２ａと平行に設定されている。また、レーザー入射窓２０を経たレーザー光Ｌを偏向する角度可変な折り曲げミラー２３が設けられている。本実施例では、折り曲げミラー２３が斜入射照明手段として機能する。
【００４１】
折り曲げミラー２３は、図２の紙面に直交するＸ方向に延び、レチクル２のＸ方向のサイズをカバーするのに十分な反射領域を有する。折り曲げミラー２３は、レーザー光Ｌを図２の下方から右斜め上方に偏向する。折り曲げミラー２３は駆動部８２によって６軸方向に駆動され、そのＸ軸周りの傾斜角度は駆動部８２を制御する制御部６０によって制御可能である。
【００４２】
走査手段は、レーザー光Ｌをレチクル２のパターン面２ａの全面で走査する。走査手段は、パターン面２ａ上のレーザー光Ｌのスポットを、パターン面２ａ内で二次元的に走査する手段である。
【００４３】
走査手段は、Ｘ方向走査手段とＹ方向走査手段を有する。Ｘ方向走査手段は、照射手段又はレチクルを移動させるステージの一方を用いて、レーザー照射領域をレーザー入射方向（Ｙ方向）と直交する方向（±Ｘ方向）に移動させる第１の走査手段である。Ｙ方向走査手段は、照射手段又はレチクルを移動させるステージの他方を用いて、レーザー照射領域をレーザー入射方向と同一の方向（Ｙ方向）に移動させる第２の走査手段である。本実施例では、第１の走査手段としては、ポリゴンミラー４０とｆθレンズ４１とで構成される走査光学系を含む照射手段が用いられ、第２の走査手段としては、レチクルステージ３が用いられている。
【００４４】
ここで、レーザー入射方向とは、レーザー光をレチクル２の平面上に正射影したときのレーザーの進行方向であると定義する。すなわち、レーザー入射方向とは、レチクル２の表面を真上からみたときにレチクル２の表面上に示されるレーザー光の方向である。これは、レーザー光の照射方向のうち、レチクル２の表面と平行な成分の方向であるともいえる。
【００４５】
また、レーザー照射領域とは、レーザー光のレチクル上（原版上）での照射領域（レーザースポット）である。
【００４６】
本実施例のＸ方向走査手段は、ポリゴンミラー４０とｆθレンズ４１とを有する。ポリゴンミラー４０は、駆動部８０によってＸＹ平面において回転駆動される。ポリゴンミラー４０は回転駆動することにより、パルスレーザー２１から射出したレーザー光ＬをＸ方向に走査する。ポリゴンミラー４０の回転軸はＸＹ平面に垂直であるから、レーザー光のレチクル２の表面に対する入射角は一定に保持される。なお、ポリゴンミラー４０とｆθレンズ４１の組み合わせの代わりに、ガルバノミラーとアークサインレンズなど、他の走査光学系を使用してもよい。
【００４７】
ｆθレンズ４１は、入射角θに比例した像高Ｙをもち、焦点距離をｆとするとＹ＝ｆθとなる。ポリゴンミラー４０とｆθレンズ４１との組み合わせにより、レーザー照射領域５０は等速度でＸ方向に移動することになる。特に、本実施例では、レーザー光のレチクル２に対する入射角を一定に保持する必要があるため、ｆθレンズ４１から射出したレーザー光は入射角θが変化しても、平行光を維持するようなテレセントリックｆθレンズが望ましい。
【００４８】
Ｙ方向走査手段は、−Ｙ方向（露光時の走査方向）に移動するレチクルステージ３を有する。レチクルステージ３は、上述したように駆動部８４によって６軸方向に駆動される。本実施例では、レチクルステージ３の移動方向は、−Ｙ方向となる。これは、レチクル表面上のレーザー照射位置を、レーザー入射方向に対し、常に手前方向から奥方向に照射することになる。レチクルステージ３をレーザー入射方向（Ｙ方向）とは反対の方向（−Ｙ方向）に移動させることにより、常に、レーザー照射領域５０をレーザー入射方向と同一の方向に移動させる。
【００４９】
なお、本実施例とは異なり、パルスレーザー２１が二次元的にレーザー光Ｌをレチクルのパターン面２ａに対して走査する走査機構を設けてもよい。
【００５０】
減衰器４２は、レチクル２によって反射されたレーザー光Ｌを減衰させるレーザー光出力減衰器である。これにより、レチクル２で反射したレーザー光Ｌが、露光装置１００の他の部材に照射されることを防止することができる。本実施例では、減衰器４２のレーザー光Ｌの入射部は減衰器４２内で発生した微粒子が飛散しないようにガラス窓で覆われている。また、本実施例の減衰器４２は、真空室（レチクルステージ空間４ａ）内に設けられているが、減衰器４２は真空室（レチクルステージ空間４ａ）の外部に設けられてもよい。この場合、レーザー光Ｌは、図示しない透過窓を介して真空室の外に導出してそこで減衰される。
【００５１】
減衰器４２の代わりに図示しない折り返しミラーを挿入してもよい。この場合、折り返しミラーは図示しない駆動部に接続されて駆動可能に構成され、駆動部は制御部６０によって制御される。
【００５２】
次に、本実施例のレチクル表面の洗浄方法について、図３を参照して説明する。図３は、図１に示す洗浄装置の部分拡大平面図である。また図３には、レーザー入射方向、レーザー走査方向、及び、レチクルステージ３の走査方向の関係が示されている。
【００５３】
図３において、３０はレチクル２のクリーニング領域である。また、５０はレーザー照射領域であり、レーザー光がレチクル２の表面上に照射される領域を示している。それ以外の符合は図１のものと同様である。
【００５４】
本実施例のＸ方向走査手段は、ポリゴンミラー４０とテレセントリックｆθレンズ４１により、レーザー照射領域５０をＸ方向に走査する。それと同時に、Ｙ方向走査手段によりレチクルステージ３を−Ｙ方向に移動させることにより、レーザー照射領域５０をＹ方向に走査する。Ｘ方向走査手段とＹ方向走査手段を同期させることにより、クリーニング領域３０の全面を走査することが可能となる。特に本実施例では、レチクル表面に入射させるレーザーＬを、０度より大きく９０°より小さい範囲の入射角度で入射させる。特に、レチクルステージ３を−Ｙ方向に移動させ、クリーニング対象物であるレチクル２に対する照射手段の相対位置をレーザー入射方向に移動させることが好ましい。
【００５５】
本発明者は、被洗浄面に付着した微粒子Ｐをレーザー光Ｌで除去する場合、レーザー光Ｌを被洗浄面に垂直入射させるよりも斜入射させるほうが効率的に微粒子Ｐを除去できることを実験的に発見した。図４（ａ）は被洗浄面であるレチクル２のパターン面２ａにある微粒子Ｐにレーザー光Ｌが垂直入射する状態を示す概略断面図である。図４（ｂ）はレチクル２のパターン面２ａにある微粒子Ｐにレーザー光Ｌが斜め入射する状態を示す概略断面図である。
【００５６】
レーザー光Ｌよる微粒子除去の機構は明確にはなっていないが、（１）パルス照射時の微粒子Ｐと被洗浄基板の瞬時の熱膨張、（２）光圧力作用、及び、（３）光化学的作用、の組み合わせであると予想される。特に無機微粒子Ｐでは、（１）と（２）の要因の影響が大きい。
【００５７】
従って、垂直入射光の場合、熱膨張により、微粒子Ｐは被洗浄面から離脱する方向に力が作用するが、同時に光圧力作用により微粒子Ｐは被洗浄面に押し付けられる方向に力が作用する。そのため、微粒子Ｐの離脱力としては１００％有効には作用していない。
【００５８】
一方、斜入射光の場合は、微粒子Ｐに入射する直接光と、被洗浄面を反射する反射光が組み合わさって微粒子Ｐにレーザー光Ｌが照射される。従って、熱膨張による微粒子Ｐが被洗浄面から離脱する力も垂直入射の時よりも大きくなる。また、その場合の光圧力は、被洗浄面に微粒子Ｐを押し付けるような方向ではなく、その接線方向の力が大きく作用する。以上の機構により、斜入射光の方が微粒子Ｐの除去率が高くなる。
【００５９】
本発明者らは、実験により、レーザー入射角度を４５°未満にすると、微粒子Ｐの除去率が特に向上することを発見した。このため、本実施例では、レーザー光の入射角度θを０度より大きく４５度より小さい範囲に設定した場合、特に効果的に微粒子が除去できる。
【００６０】
また、斜入射光の被洗浄面に照射されるエネルギーＥは、垂直入射光のエネルギーＥ０に対してＥ＝Ｅ０×ｓｉｎθの関係となる。θの値に依存して、被洗浄面に照射される単位面積あたりのエネルギーが異なる。このため、被洗浄面に照射されるエネルギーを被洗浄面において一定にすることにより、洗浄の信頼性を高めることができる。
【００６１】
レーザー照射後の微粒子は、その離脱方向に方向性がある。微粒子Ｐがレーザー光の照射により一旦表面から離脱した場合には、レーザー入射方向と同じ方向に飛散すると予測される。離脱した微粒子Ｐの離脱力が充分ではなく、かつ、離脱後に静電気力などが発生する場合には、微粒子Ｐは被洗浄面であるレチクル２に再付着する可能性がある。微粒子Ｐを効果的に除去するため、レーザー入射方向と被洗浄面の走査方向との関係を考慮する必要がある。
【００６２】
したがって、図３に示されるように、レーザー入射方向をＹ方向としてレーザー光を被洗浄面に照射する際には、レチクルステージを−Ｙ方向に移動させる。被洗浄面に対するパルスレーザー２１の相対位置をレーザー入射方向（Ｙ方向）に移動させる（レチクル２は−Ｙ方向に移動する）ことにより、レーザー照射位置を、常にレーザー入射方向の手前方向から奥方向に照射することになる。すなわち、レーザー入射方向と同一の方向に、パルスレーザー２１をレチクル２に対して相対的に移動させることになる。
【００６３】
図５は、Ｙ方向走査手段が被洗浄面であるレチクル２を−Ｙ方向に移動させている状態を示す概略図である。図５において、今、レチクル２の表面のＡの位置に微粒子Ｐが存在すると仮定する。ここで、入射角θを有するレーザ光がＡの位置にある微粒子Ｐを照射すると、微粒子Ｐは本図の右方向に飛散して、Ｂの位置に再付着する可能性がある。ところが、レチクル２はＹ方向走査手段により−Ｙ方向に移動するため、Ａの位置の微粒子Ｐを除去したレーザー光は、その後、Ｂの位置にある微粒子Ｐに照射される。このような動作を繰り返すことにより、レチクル２の表面に存在する微粒子Ｐは最終的にクリーニング領域３０から除去される。
【００６４】
このように、レチクル２は、レーザー入射方向と逆方向に移動する。換言すれば、パルスレーザー２１は、レチクル２上を、レーザー入射方向と同一方向に走査する。このため、被洗浄面から離脱した微粒子Ｐが再付着した場合でも、再度レーザーにより照射される。このため、被洗浄面に存在する微粒子Ｐの除去率を向上させることができる。このとき、レーザー入射角は０度より大きく９０度より小さいため、既に微粒子Ｐの除去が完了した表面エリアに再付着することもない。
【００６５】
図６は、レーザーの照射により除去された微粒子Ｐが再付着する状況を示したレチクル２の平面図である。また、図７は、パルスレーザー２１の主走査方向及び副走査方向の関係を示したレチクル２の平面図である。図７（ａ）はレーザー入射方向と主走査方向とが同一の場合、図７（ｂ）はレーザー入射方向と主走査方向とが直交する場合を示している。
【００６６】
図６に示されるように、レーザー入射方向はＹ方向であるため、レーザーの照射により離脱した微粒子Ｐの多くは、レチクル２のＡの位置に再付着すると考えられる。しかし、中には、Ｂの位置やＣの位置に再付着する微粒子Ｐも存在しうる。
【００６７】
ここで、図７（ａ）に示されるように、レーザー入射方向と主走査方向とが同一の場合には、図６のＢ又はＣのいずれか一方の位置は、既に洗浄が終了している。このため、微粒子ＰがＢ又はＣの位置に再付着すると、図７（ａ）の走査方式では、微粒子Ｐを効果的に除去できない可能性がある。
【００６８】
そこで、本実施例では、図７（ｂ）に示されるように、レーザー入射方向と主走査方向とを直交させている。換言すれば、レーザー入射方向と副走査方向とを同一にしている。
【００６９】
具体的には、洗浄装置は以下の動作を順に実行する。第１の動作として、図７（ｂ）のＡで示されるように、第１の走査手段がレーザー照射領域５０を第１の主走査方向（Ｘ方向）に移動させる。第２の動作として、図７（ｂ）のＢで示されるように、第２の走査手段がレーザー照射領域５０を副走査方向（Ｙ方向）に移動させる。第３の動作として、図７（ｂ）のＣで示されるように、第１の走査手段がレーザー照射領域５０を第１の主走査方向とは反対の第２の主走査方向（−Ｘ方向）に移動させる。最後に第４の動作として、図７（ｂ）のＤに示されるように、第２の走査手段がレーザー照射領域５０を副走査方向（Ｙ方向）に移動させる。以降の走査では、この４つの動作を繰り返す。
【００７０】
レーザーの照射により離脱した微粒子Ｐは、レーザー入射方向にわずかでも移動して再付着する。このため、レーザー入射方向と主走査方向とを直交させることにより、再付着した微粒子Ｐを確実に除去することができる。
【００７１】
したがって、本実施形態によれば、微粒子Ｐの除去率をさらに向上させることが可能になる。
【実施例２】
【００７２】
次に、本発明の実施例２について、図８及び図９を参照しながら説明する。まず、本実施例の構成について、図８を用いて具体的に説明する。
【００７３】
実施例１では、第１の走査手段であるＸ方向走査手段は、ポリゴンミラーとｆθレンズを用いた光学素子スキャン方法であった。また、第２の走査手段であるＹ方向走査手段は、レチクルステージ３の露光時の走査移動を用いたものであった。
【００７４】
本実施例は、レーザー光の走査手段にポリゴンミラー、ｆθレンズ等の光学部品を用いない点で、実施例１とは異なる。また、本実施例では、座標系が実施例１とは異なっており、紙面垂直方向が、露光時のレチクルステージ３の走査方向となっている。
【００７５】
本実施例の走査手段は、Ｘ方向走査手段とＹ方向走査手段を有する。Ｘ方向走査手段は、照射手段又はレチクルを移動させるステージの一方を用いて、レーザー照射領域をレーザー入射方向（Ｙ方向）と直交する方向（±Ｘ方向）に移動させる第１の走査手段である。Ｙ方向走査手段は、照射手段又はレチクルを移動させるステージの他方を用いて、レーザー照射領域をレーザー入射方向と同一の方向（Ｙ方向）に移動させる第２の走査手段である。本実施例では、第１の走査手段としては、レチクルステージ３が用いられ、第２の走査手段としては、折り曲げミラー２３を含む照射手段が用いられている。
【００７６】
Ｙ方向走査手段としては、レーザー光Ｌをレチクル２に下方から斜めに入射させる折り曲げミラー２３が用いられる。実施例１では、折り曲げミラー２３を露光装置１００に固定して用いた。しかし本実施例では、折り曲げミラー２３は固定されず、Ｙ方向に移動可能なミラーステージ５１上に設置される。折り曲げミラー２３は、駆動部８２によりＸ軸周りを回転駆動される。これにより、レーザー光のレチクル２への入射角θを変更することができる。
【００７７】
ミラーステージ５１は、折り曲げミラー２３のステージとして機能する。また、レチクル２の表面から反射したレーザー光を減衰するための減衰器４２がミラーステージ５１の上に設けられる。
【００７８】
ミラーステージ５１は駆動部８６により駆動され、＋Ｙ方向に移動する。この結果、ミラーステージ５１の上に設定されている折り曲げミラー２３及び減衰器４２も同時に＋Ｙ方向に移動する。このような構成により、レチクル２の表面上のレーザー照射位置を、レーザー入射方向に対し、常に手前方向から奥方向に照射することになる。よって、レーザー照射領域５０をレーザー入射方向と同一の方向に移動させることにより、レチクル２の上に付着した微粒子を効果的に除去することができる。
【００７９】
一方、Ｘ方向走査手段は、レチクルステージ３の露光時走査方向の往復運動を用いている。レチクルステージ３は駆動部８４により駆動される。
【００８０】
なお、パルスレーザー２１、及び、駆動部８２、８４、８６は、制御部６０から出力される各々の制御信号に基づいて制御される。
【００８１】
次に、本実施例のレチクル２の表面のレーザー走査方法について、図９を用いて説明する。
【００８２】
３０はレチクル２のクリーニング領域であり、５０はレーザー照射領域を示す。それ以外の参照番号は図８と同様である。Ｘ方向走査手段であるレチクルステージ３を往復運動させることにより、レーザー照射領域５０をＸ方向に移動させる。これと同時に、Ｙ方向走査手段である折り曲げミラー２３及び減衰器４２を＋Ｙ方向に移動させることにより、レーザー照射領域５０を＋Ｙ方向に走査する。このＹ方向走査手段とＸ方向走査手段を同期させることにより、レチクル２のクリーニング領域３０を全面走査可能にする。
【００８３】
本実施例では、折り曲げミラー２３を搭載したミラーステージ５１を＋Ｙ方向に移動させる。このような制御により、レーザー照射位置を、常に、レーザー入射方向の手前方向から奥方向に照射することになる。
【００８４】
この結果、微粒子Ｐがレチクル２の表面を離脱した後に再付着しても、再度レーザー照射されることになるため、微粒子Ｐの除去率が向上する。また、レーザー入射方向と主走査方向とが直交するため、既にクリーニングが完了した領域に微粒子Ｐが再付着することもない。したがって、さらに除去率を向上させることができる。
【００８５】
本実施例では、Ｘ方向走査手段及びＹ方向走査手段として、ポリゴンミラーやｆθレンズなどを用いる必要がない。このため、複雑な機構や制御手法を用いなくてもよい。Ｘ方向走査手段としては、既存のレチクルステージ３の往復移動を用いることができる。また、Ｙ方向走査手段としては、＋Ｙ方向の折り曲げミラー２３のミラーステージ５１を新規に設けるだけである。このように、本実施例によれば、簡便な構成で効果的に微粒子Ｐを除去することができる。
【００８６】
上記実施例は、ＥＵＶ露光装置内で、レチクル２をクリーニングすることを意図したものである。ただし、クリーニングが必要な対象物の表面であれば、原版以外でも、本発明を適用することができる。
【実施例３】
【００８７】
次に、本発明の実施例３について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、レチクルチャック７及びウエハチャック６に上記実施例にて説明した洗浄方法を適用したものである。
【００８８】
レチクルチャック７及びウエハチャック６は、微粒子Ｐの挟み込みが問題となる。このため、レチクルチャック７及びウエハチャック６の表面は、接触面積を減らすため、通常、接触部がピン形状になっている。レチクルチャック７のピンの頂点部分に微粒子Ｐが付着していると、レチクル２との間で微粒子Ｐを挟み込むことになり、レチクル２の表面が傾いてしまう。また、ウエハチャック６に微粒子Ｐが付着していると、光学系の焦点深度に影響を及ぼすことになる。
【００８９】
図１０において、パルスレーザー２１からのレーザー光は、レチクルチャック７及びウエハチャック６のそれぞれに対し、斜め方向の入射角度で照射される。
【００９０】
２０はレーザー入射窓、２３は折り曲げミラーであり、それぞれはレチクルチャック７のクリーニングに用いられる。同様に、２０ａはレーザー入射窓、２３ａは折り曲げミラーであり、それぞれはウエハチャック６のクリーニングに用いられる。
【００９１】
レチクルチャック７及びウエハチャック６をクリーニングする場合も、レーザー照射により離脱した微粒子Ｐは、特定の方向に飛来する。レーザーの走査方法は、レーザー入射方向と同一方向の走査軸は、レチクル２の表面上のレーザー照射位置を、常にレーザー入射方向に対し、手前方向から奥行き方向に照射する機構を設けている。
【００９２】
レチクルチャック７のクリーニング時における各軸の走査手段は、上記実施例で説明したように、レチクル２をクリーニングする場合と同様である。一方、ウエハチャック６のクリーニング時は、ウエハチャック６は、Ｘ、Ｙ方向移動可能なウエハステージ２７の上に設置されている。このため、レーザーは光学素子で走査する必要はない。レーザーは固定したうえで、ウエハステージ２７を移動させることにより、ウエハチャック６の全面のクリーニング動作が可能となる。
【００９３】
以上、本発明の上記実施例によれば、レチクルのパターン面に対して、レーザー光を下方から斜めの角度で照射する場合、レチクルパターン上のレーザー照射位置を、常にレーザー入射方向の手前方向から、奥行き方向に照射する。これにより、微粒子が離脱し、レーザー入射方向の位置に再付着しても、再度レーザー照射されることになるため除去率が向上する。したがって、レチクル上の微粒子付着によるデバイス製造時の欠陥を減少させることが可能になる。
【００９４】
また、上記実施例では、レチクルチャック表面、ウエハチャック表面に対しても、上記と同様のレーザー照射方法を行うことにより、レチクル、及び、ウエハは常にフラットに保持される。このため、投影光学系の焦点深度に余裕を持たせることが可能になる。
【００９５】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例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。
【００９６】
上記実施例では、ＥＵＶ露光装置内での被洗浄面に対して、レーザー洗浄を行う場合を説明した。しかし、本発明は、ＥＵＶ露光装置内の被洗浄面に限定されるものではなく、他の装置内で行うものであってもよい。例えば本発明は、ＥＵＶ露光装置とは独立したユニットとして提供されるレチクルの洗浄装置に適用することができる。また、独立した洗浄装置として、レチクル以外の対象物上に付着した微粒子を洗浄する洗浄装置にも適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】実施例１の洗浄装置を備えた露光装置の概略図である。
【図２】図１に示す洗浄装置の部分拡大断面図である。
【図３】図１に示す洗浄装置の部分拡大平面図である。
【図４】（ａ）レーザー光を垂直に照射したときの微粒子除去効果を説明する概略断面図、（ｂ）レーザー光を斜めに照射したときの微粒子除去効果を説明する概略断面図である。
【図５】微粒子が表面から離脱した後の再付着を説明する概略断面図である。
【図６】微粒子の再付着を説明する概略平面図である。
【図７】（ａ）レーザー入射方向と主走査方向が同一の場合、（ｂ）レーザー入射方向と主走査方向とが直交する場合、を示した図である。
【図８】実施例２の洗浄装置の部分拡大断面図である。
【図９】実施例２の洗浄装置の部分拡大平面図である。
【図１０】実施例３の洗浄装置を備えた露光装置の概略図である。
【符号の説明】
【００９８】
１、ウエハ
２、レチクル
３、レチクルステージ
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
６、ウエハチャック
７、レチクルチャック
８，１３，１８，２２、搬送ハンド
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ、装置排気装置
１０ｄ，１０ｅ、ロードロック真空排気系
１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ、１６ａ，１６ｂ、ゲートバルブ
１４、ウエハ交換室
１９、レチクル交換室
２０，２０ａ、レーザー入射窓
２１、パルスレーザー
２３、２３ａ、折り曲げミラー
２７、ウエハステージ
３０、レチクルパターン領域
４０、４０ａ、走査光学素子
４１、４１ｂ、光学系
４２ａ、４２ｂ、ビームダンパ
５０、レーザー照射領域
５１、ミラーステージ
【図１】
2009146959.tif 000003
【図２】
2009146959.tif 000004
【図３】
2009146959.tif 000005
【図４】
2009146959.tif 000006
【図５】
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【図６】
2009146959.tif 000008
【図７】
2009146959.tif 000009
【図８】
2009146959.tif 000010
【図９】
2009146959.tif 000011
【図１０】
2009146959.tif 000012