洗浄装置及び方法、洗浄装置を有する露光装置
【課題】微粒子の除去率を高め、露光装置のスループットを維持し、被洗浄面の損傷を低減する洗浄装置及び方法、並びに洗浄装置を有する露光装置を提供する。
【解決手段】真空環境下に配置されたレチクル２のパターンを投影光学系５を介してウエハ１に露光すると共に、真空環境下でレーザー光Ｌをレチクル２に照射することによってレチクル２を洗浄する洗浄装置を有する露光装置１００において、洗浄装置は、レーザー光Ｌをレチクル２のパターン面２ａに対して１°以上４５°以下の範囲の角度で照射する照射手段を有し、前記照射手段が、レーザー光Ｌのパターン面２ａに対する入射角度を前記範囲内に維持した状態で、レーザー光Ｌをパターン面２ａの法線周りの入射方向が互いに異なる複数の入射方向から入射させることを特徴とする露光装置１００を提供する。
【解決手段】真空環境下に配置されたレチクル２のパターンを投影光学系５を介してウエハ１に露光すると共に、真空環境下でレーザー光Ｌをレチクル２に照射することによってレチクル２を洗浄する洗浄装置を有する露光装置１００において、洗浄装置は、レーザー光Ｌをレチクル２のパターン面２ａに対して１°以上４５°以下の範囲の角度で照射する照射手段を有し、前記照射手段が、レーザー光Ｌのパターン面２ａに対する入射角度を前記範囲内に維持した状態で、レーザー光Ｌをパターン面２ａの法線周りの入射方向が互いに異なる複数の入射方向から入射させることを特徴とする露光装置１００を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄装置及び方法、洗浄装置を有する露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原版（マスク又はレチクル、以下、「レチクル」という。）パターンを投影光学系によって基板（ウエハ）を露光する投影露光装置は従来から使用されており、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効果的である。そこで、近年では紫外線よりも波長が短い１０ｎｍ乃至２０ｎｍ程度の波長の極紫外（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ：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ペリクルをレチクルに搭載することができなくなり、レチクルパターン面は剥き出しとなる。ここで、「ペリクル」とは、レチクル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、レチクルを駆動する駆動部や残留気体からもたらされる。レチクル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、微粒子をレチクルパターン面から除去する必要がある。
【０００４】
そこで、特許文献１及び２は、パルスレーザー光を照射して微粒子を除去する方法が提案されている。
【０００５】
その他の従来技術としては特許文献３がある。
【特許文献１】特開２０００−０８８９９９号公報（段落００４１、００４４、００４５）
【特許文献２】特開２００３−２２４０６７号公報（段落００３８、００５０、００５１）
【特許文献３】特開２００６−１１４６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２は、レーザー光の照射角度をブルースター角以下の角度で被洗浄面に照射している。しかし、被洗浄面に対して垂直付近の入射角度では、一般に、金属表面の反射率が低下し、レーザー光の吸収は大きくなるため、被洗浄面の損傷が大きくなる。このため、斜入射光を被洗浄面に導入することが考えられるが、レチクルパターンには凹凸があるため、レーザー光がレチクルパターンの凸部に阻まれて凹部にある微粒子に届かない場合がある。特に、特許文献２においては、レーザー光の入射角度が場所ごとに変わるため、かかる問題が顕著である。
【０００７】
更に、特許文献１及び２は、洗浄時にガスを真空室に導入することを提案している。しかし、ガスを導入して圧力を上げると、レチクル面から離脱した微粒子がガスによる流体抵抗で減速してレチクル面に再付着するため、除去率が低下する。また、ガスを導入すればＥＵＶ露光装置の真空室の真空環境を破壊して露光装置のスループットを低下させる。
【０００８】
また、レチクルをレチクルステージに保持するレチクルチャックやウエハをウエハステージに保持するウエハチャックにも微粒子が付着してレチクルやウエハを保持する際の平坦度を低下させる場合がある。これらのチャックは、レチクルのようなパターンがないものの、ガスの導入や垂直入射による問題は依然として存在する。
【０００９】
本発明は、微粒子の除去率を高め、露光装置のスループットを維持し、被洗浄面の損傷を低減する洗浄装置及び方法、並びに洗浄装置を有する露光装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としての露光装置は、真空環境下に配置された原版のパターンを投影光学系を介して基板に露光すると共に、真空環境下でレーザー光を前記原版に照射することによって前記原版を洗浄する洗浄装置を有する露光装置において、前記洗浄装置は、前記レーザー光を前記原版のパターンが形成された面に対して１°以上４５°以下の範囲の角度で照射する照射手段を有し、前記照射手段が、前記レーザー光の前記パターンが形成された面に対する入射角度を前記範囲内に維持した状態で、前記レーザー光を前記パターン面の法線周りの入射方向が互いに異なる複数の入射方向から入射させ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、微粒子の除去率を高め、露光装置のスループットを維持し、被洗浄面の損傷を低減する洗浄装置及び方法、並びに洗浄装置を有する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、図１を参照して、ＥＵＶ露光装置１００について説明する。ここで、図１は、露光装置１００の概略ブロック図である。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。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。
【００１４】
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（１０Ｅ−５乃至−７Ｐａ）に維持される。
【００１５】
照明装置は、投影光学系５の円弧状の視野に対する円弧状のＥＵＶ光によりレチクル２を照明し、ＥＵＶ光源部と、照明光学系とを有する。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。
【００１６】
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。
【００１７】
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によって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。
【００１８】
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、パターンがパターン領域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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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１０-５Ｐａ乃至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１０-７Ｐａ乃至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１０-５Ｐａ乃至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。
【００２４】
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。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１０-５Ｐａ乃至１０-７Ｐａが測定できれば足りる。
【００２５】
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７０ａが測定する真空度の範囲は１０-７Ｐａ乃至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１０-５Ｐａ乃至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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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又はミラー２４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。図２は、図１に示す洗浄装置の部分拡大断面図である。
【００３０】
照射手段は、レチクル２を洗浄するためのレーザー光Ｌのレチクル２とのなす角度を１°以上４５°以下の範囲（角度範囲内）の角度でレチクル２に照射する。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、レーザー光導入窓２０と、斜入射照明手段とを有する。
【００３１】
なお、本発明では、レーザー光を被洗浄面に照射する際、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、１度以上４５度以下、好ましくは５度（１０度）以上３５度（２５度）以下の範囲内である。ここで、原版のパターン面の法線と入射するレーザー光との角度のことを入射角度（入射角）と称しても構わない。但し、その場合の入射角度の範囲は前述の範囲と逆となるため、４５度以上８９度以下、より好ましくは５５度（６５度）以上８５度（８０度）以下の範囲内である。
【００３２】
また、レーザー光の入射方向とは、被洗浄表面の法線の回転方向における方向（法線周りの方向、法線を中心とした回転方向）、即ち、レチクルの法線方向から見た時にレーザーが入射する方向と定義する。入射方向を更に言い換えると、レーザー光の光路を被洗浄表面（レチクル面）の法線方向に投影した時のレーザー光の光路の方向としても良い。ここで、この入射方向が互いに異なる２つのレーザー光線を同時、或いは異なるタイミングでパターンに対して入射させることが本実施例の最も重要な点である。このように構成することによって、パターン面をよりきれいに洗浄することができる。尚、この際の複数の互いに異なる入射方向のうち第１の入射方向は、走査型露光装置の（原版の）走査方向（第１方向）と平行であり、第２の入射方向は、その走査方向と垂直とすることが望ましい。更に詳細に言えば、互いに異なる複数の入射方向のうち第１の入射方向は、パターン面の法線と走査方向とを含む第１平面と平行である。また、互いに異なる複数の入射方向のうち第２の入射方向は、パターン面の法線を含み、第１平面と垂直な第２平面と平行である。勿論、この他に第１、２の入射方向とは非平行な第３の入射方向、第４の入射方向（法線周りの回転方向）を設け、それぞれの方向からレーザー光を入射させても良い。
【００３３】
パルスレーザー２１はレーザー光Ｌを照射する、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。但し、本発明は露光光であるＥＵＶ光を使用することを妨げるものではない。
【００３４】
ビーム整形系は、レーザー光Ｌのビーム形状を整形する。
【００３５】
レーザー光導入窓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。
【００３６】
斜入射照明手段は、レーザー光Ｌを１°以上４５°以下の範囲の入射角度でレチクル２に導光する手段である。即ち、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１°≦θ≦４５°を満足する。
【００３７】
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。
【００３８】
しかし、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と平行に設定し、レーザー光導入窓２０を経たレーザー光Ｌを偏向する偏向する角度可変な折り曲げミラー２３を設けている。折り曲げミラー２３は、図１の紙面に直交するＸ方向に延び、レチクル２のパターン面２ａの図１のＸ方向の長さ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１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。
【００３９】
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、レーザー光ＬをＸ方向に延びるラインとして構成してＹ方向に一次元的に走査してもよいし、レーザー光Ｌのパターン面２ａ上のスポットを二次元的に走査してもよい。
【００４０】
本実施例の走査手段はＸ方向に走査するＸ方向走査手段とＹ方向走査手段を有する。
【００４１】
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、パルスレーザー２１から射出したレーザー光ＬをＸ方向に走査し、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。なお、ポリゴンミラー４０の代わりにガルバノミラーを使用してもよい。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。特に、本発明では、レーザーのレチクルに対する照射角度を一定に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。
【００４２】
Ｙ方向走査手段は、Ｙ方向（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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
減衰器４２の代わりに折り返しミラー２４を挿入してもよい。この場合、折り返しミラー２４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。
【００４６】
図３は、図２の変形例を示す概略断面図である。図３において、実線は、パルスレーザー２１から真空室（レチクルステージ空間４ａ）に導入され、レチクル２のパターン面２ａで反射され、折り返しミラー２４に到達したレーザー光Ｌ１を示している。破線は、折り返しミラー２４で反射され、再度、レチクル２のパターン面２ａに入射するレーザー光Ｌ２を示している。
【００４７】
図４は、レチクル２のパターン面２ａに付着した一の微粒子Ｐ近傍の概略断面図である。レーザー光Ｌ１の入射角度θ１は１°≦θ１≦４５°を満足し、レーザー光Ｌ２の入射角度θ２は１°≦θ２≦４５°を満足するようにミラー２４の角度を調整している。このように、折り返しミラー（反射ミラー）２４は、レチクル２の照射位置で反射されたレーザー光Ｌを、前記照射位置やその近傍のパターン面に戻す。その際、戻って来たレーザー光はパターン面に対して１°以上４５°以下の角度（絶対値）をなすように入射させる。この際、折り返しミラー（反射ミラー）２４は、元の照射位置にレーザー光を戻すことが望ましいが、その限りでは無く、若干照射位置とは異なる位置にレーザー光を戻しても構わない。
【００４８】
以下、図５を参照して、レチクル２のパターン面２ａに照射されるレーザー光Ｌ１及びＬ２のタイミングについて説明をする。ここで、図５は、レーザー光Ｌ１及びＬ２のタイミングを説明するためのグラフである。図５において、横軸は時間であり、縦軸はレーザー光の照射強度である。また、実線はレチクル２のパターン面２ａに最初に照射されるレーザー光Ｌ１のプロファイルを表し、破線は折り返しミラー２４により反射してレチクル２に再照射されるレーザー光Ｌ２のプロファイルを表している。
【００４９】
パルスレーザー２１がＱスイッチＹＡＧレーザーを使用する場合、パルス時間幅Δτは約７ｎｓ程度である。レーザー光Ｌ２は、レチクル２、及びミラー２４の表面の吸収により、照射強度は弱くなっている。ただし、パルス時間幅Δτは一定に維持されたままである。レーザー光Ｌ１及びＬ２のタイミングのずれΔτ’は、仮に光路長差を１ｍとすると、３ｎｓ程度となる。
【００５０】
折り返しミラー２４により、パターン面２ａに付着した微粒子Ｐに１８０°異なる２つの方向から、ｎｓオーダーの時間差をもったレーザー光を照射することができる。このため、レーザー光Ｌ１のみでは、完全に除去できなかったパーティクルでも、レーザー光Ｌ２により除去できるため、除去率は向上する。
【００５１】
変更手段は、レーザー光Ｌのレチクル２のパターン面２ａに対する入射角度を上述した１°以上４５°以下の範囲内に維持した状態で（本実施例では入射角度を同一に維持した状態で）レーザー光Ｌの入射方向を変更する。変更手段は、以下に説明するように、様々な構成を採用することができる。
【００５２】
ある実施例では、変更手段は、レチクル２を面内で回転することができるレチクルステージ３によって構成される。図６の上図はレチクルステージ３の初期位置にある状態を示す上面図であり、図６の下図はレチクルステージ３が図６の上図に示す位置から９０°回転した状態を示す上面図である。上述のように、レチクルステージ３は駆動部８４によってＹ軸と回転軸方向に駆動可能に構成されており、制御部６０が駆動部８４によるレチクルステージ３の回転を制御する。
【００５３】
別の実施例では、変更手段は、図７に示すように、レチクルステージ３からレチクル２を取り出して異なる姿勢でレチクルステージ３に装着するロボットハンド２２から構成される。ここで、図７は、ロボットハンド２２を示す上面図である。本実施例のロボットハンド２２は、レチクル２を９０°回転した姿勢でレチクルチャック７に装着する。また、図７において、４６はレチクル２をレチクルステージ空間４ａ内で交換するためのレチクルチェンジャー、４７はレチクル回転ステージである。
【００５４】
レチクル回転ステージ４７は駆動部８８により、ＸＹ平面上で図７の矢印に示すように、９０°回転可能に構成されている。ロボットハンド２２は、レチクル２の把持部２２ａ、アーム部２２ｂ及び２２ｃ、基部２２ｄを有する。ロボットハンド２２は、駆動部９０によって、アーム部２２ｂ及び２２ｃの伸縮やアーム部２２ｂ及び２２ｃの基部２２ｄの周りの回転が駆動され、かかる駆動は制御部６０によって制御される。
【００５５】
ロボットハンド２２を用いて、レチクルステージ３から外されたレチクル２をレチクル回転ステージ４７に配置し、任意の角度（本実施例では９０°）だけ回転することが可能である。ロボットハンド２２は、これら４つのユニット、即ち、レチクルロードロック室２６、レチクルチェンジャー４６、レチクルステージ３、レチクル回転ステージ４７の間でレチクル２は搬送可能に構成されている。本実施例により、レチクルステージ３は、θの回転軸を設ける必要が無くなり、レチクルステージ３の構成を簡略化できるという利点を有する。
【００５６】
更に別の実施例では、変更手段は、レーザー光Ｌの光路に挿脱可能に構成され、レーザー光を偏向する偏向素子を含む引き回し光学系から構成される。図８の４５は光路を切り替えるミラー（偏向素子、プリズムや回折格子等のように光路を折り曲げる光学素子と置き換えても良い）を示している。ここで、図８は、切り替えミラー（偏向素子）４５を有する変更手段の概略上面図である。切り替えミラー（偏向素子）４５は、駆動部８６によってパルスレーザー２１から射出されるレーザー光Ｌの光路に挿入及び退避可能に構成されている。駆動部８６による駆動は制御部６０によって制御される。
【００５７】
なお、切り替えミラー４５は、ビームスプリッター、あるいはハーフミラーであっても良い。この場合、ビームスプリッター、ハーフミラーによってレーザー光が複数のレーザー光（部分レーザー光）に分割され、それぞれを互いに異なる入射方向からレチクルに入射させる。好ましくは、レチクルを駆動する方向（走査方向）と平行な入射方向とそれと垂直な入射方向の少なくとも２つの入射方向を含む複数の入射方向から部分レーザー光をレチクルに入射させると良い。勿論、この場合には光路を時間的に切り替える必要はない。レチクルステージ３を固定したまま、レチクル全面を異なる方向からレーザー走査することが可能である。これは、走査光学系４０ａ，４１ａと、その駆動部８０ａ、及び走査光学系４０ｂ、４１ｂと、その駆動部８０ｂを、同時に用いることにより達成可能である。
【００５８】
図８においては、入射方向が変更される前の斜入射照明手段は折り曲げミラー２３ａから構成され、入射方向が変更された後の斜入射照明手段は折り曲げミラー２３ｂから構成される。この場合、折り曲げミラー２３ａ及び２３ｂはそれぞれ駆動部８２ａ及び８２ｂによって駆動される。また、入射方向が変更される前の走査手段はポリゴンミラー４０ａとｆθレンズ４１ａから構成され、入射方向が変更された後の走査手段はポリゴンミラー４０ｂとｆθレンズ４１ｂから構成される。
【００５９】
更に別の実施例では、図９に示すように、レーザー光Ｌを分割するビームスプリッター４８を含む引き回し光学系から構成される。ここで、図９は、ビームスプリッター４８を有する概略上面図である。この場合、変更手段は必要なくなり、レーザー光Ｌを異なる直交方向から同時に照射する。斜入射照明手段は、折り曲げミラー２３ａ、２３ｂとなり、同時に駆動部８２ａ、８２ｂによって駆動される。レチクル全面を走査する手段は、レチクルステージ３、もしくは後述するクリーニングステージ２８のＸ，Ｙ方向の２軸移動機構を用いる。
【００６０】
制御部６０は、ゲートバルブ１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１６ａ、１６ｂの開閉状態、測定装置７０ａ乃至７０ｃの測定結果、露光装置１００の動作状態を含む各種情報を取得する。かかる情報に基づいて、制御部６０は、真空排気装置１０ａ乃至１０ｅによる排気、パルスレーザー２１による照射、駆動部８０乃至９０による駆動を制御（許容）する。なお、「駆動部８０乃至９０」としているが、変更手段に対応する駆動部が選択されることはいうまでもない。
【００６１】
以下、図１０乃至図１５を参照して、露光装置１００の動作について説明する。ここで、図１０は、露光装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。
【００６２】
まず、露光の前工程として、レチクル２のパターン面２ａを洗浄し（ステップ１１００）、レチクルチャック７を洗浄し（ステップ１２００）、ウエハチャック６を洗浄する（ステップ１３００）。その後、露光が行われる（ステップ１４００）。また、制御部６０は保守が必要かどうかを、例えば、所定枚数のウエハ１の露光が終了したかどうかによって判断する（ステップ１５００）。制御部６０は、保守が必要であると判断した場合にはステップ１１００に帰還し、保守が不要であると判断した場合にはステップ１４００を継続する。
【００６３】
以下、図１１を参照して、ステップ１１００の詳細を説明する。ここで、図１１は、図１０に示すステップ１１００の詳細を説明するためのフローチャートである。まず、制御部６０は、測定装置７０ａによる真空室（空間４ａ及至４ｃ）の測定結果を取得して、レチクルステージ空間４ａの真空度が１００Ｐａ以下であるかどうかを判断する（ステップ１１０４）。通常レチクルステージ空間４ａ（或いはレチクルを洗浄する空間）は１０-５Ｐａ乃至１０-７Ｐａの圧力領域であり、高くても１００Ｐａ以下であることが望ましい。もしレチクルを洗浄する空間（レチクルステージ空間でも可）の気圧が１００Ｐａより高い場合は、装置が異常であると判断する。その場合、クリーニング動作を強制終了する（ステップ１１０２）。尚、本実施例においては、レチクルを洗浄する際には、レチクルは真空環境下（気圧１００Ｐａ以下）に置かれているものとする。勿論、レチクルは露光される際にも真空環境下（１００Ｐａ以下）であることが望ましい。また、ウエハ等の基板（被露光体、被露光基板）も同様に真空環境下（１００Ｐａ以下）に置かれていることが望ましく、もし真空環境下に置かれていない場合には、露光装置を停止する手段を設けても良い。 制御部６０は、レチクルステージ空間４ａの真空度が１００Ｐａ以下であると判断した場合には（ステップ１１０４）、レチクル２をレチクルステージ空間４ａに搬送し、レチクルチャック７を介してレチクルステージ３に装着する（ステップ１１０６）。
【００６４】
次に、制御部６０は、パルスレーザー２１によるレーザー光Ｌの照射を開始する（ステップ１１０８）。また、制御部６０は、駆動部８０（又は８０ａ）を介してポリゴンミラー４０（又は４０ａ）と駆動部８４を介してレチクルステージ３を駆動して、レーザー光Ｌでレチクル２のパターン面２ａを走査する（ステップ１１１０）。
【００６５】
走査においては、ポリゴンミラー４０をＸＹ平面で回転してＸ方向にレーザー光Ｌを偏向すると共にレチクルステージ３を一定速度でＹ方向に移動させる。これにより、レチクル２のパターン面２ａの全面を洗浄することができる。図１４は、この状態を示す概略平面図である。レチクル２のパターン領域３０が被洗浄領域である。５０はレーザー光Ｌの照射領域で、本実施例では、一辺Ｗの正方形形状を有している。照射領域５０から走査が開始され、５１で１走査が完了し、次の走査が開始し、これを繰返す。本実施例では、レチクルステージ３の移動と、レーザー光Ｌの走査は同期して行われ、レチクル２は常に一定速度で移動するが、１走査毎にステップ移動してもよい。レーザー光Ｌの走査速度、照射領域５０、発振周波数、洗浄に必要な照射パルス数等は、例えば、特許文献３に開示された設定を使用することができる。
【００６６】
本発明者らは、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１５（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１５（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が垂直入射する状態を示す概略断面図である。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
本発明者らは、実験により、レーザー入射角度を、表面に対して垂直入射（θ＝９０°）の状態から、徐々にこの角度θを小さくしていくと除去率は向上するが、４５°以下にすると特に効果的に除去率が向上することを発見した。そのため、本実施例では、レーザー光の入射角度θを１°以上４５°以下の範囲に設定している。
【００７１】
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が小さくなるにつれて被洗浄面に到達する単位面積あたりのエネルギーが小さくなるため、被洗浄面の損傷が小さくなる。このように、レーザー光Ｌの入射角度を垂直入射（θ＝９０°）よりも小さくすることで被洗浄面の損傷なく微粒子Ｐの除去率を向上することができる。
【００７２】
次に、本発明者らは、被洗浄面から微粒子Ｐをレーザー光で除去する場合、大気圧環境で微粒子Ｐを除去するよりも真空環境で除去する方が効率的であることを実験的に発見した。
【００７３】
大気圧中では、微粒子Ｐがレーザー光によって被洗浄面から一旦離れてもガス分子の流体抵抗により運動エネルギーを一瞬のうちに失い、ファンデアワールス力、あるいは微粒子Ｐが帯電している場合は静電気力により、再付着する。
【００７４】
一方、真空環境では、微粒子Ｐの挙動は、ガス分子との不連続な衝突となる。従って、微粒子Ｐが被洗浄面から離れると流体抵抗は作用しないため、そのままオープンスペースに解放されて除去される。このような機構が作用することにより、真空中における微粒子Ｐの除去率が向上すると考えられる。
【００７５】
本発明者らは、ファンデアワールス力により付着しているパーティクルがレーザー光の照射により被洗浄面から離脱する加速度を見積もった。図１６は、被洗浄面から離脱し到達する距離をシミュレーションにより計算した結果である。図１６において、横軸は圧力[Ｐａ]であり、縦軸は規格化した距離である。
【００７６】
このように、真空度が１００Ｐａよりも大きくなると、微粒子Ｐの離脱距離は０、即ち、微粒子Ｐは離脱してもすぐさま再付着する。しかし、真空度が１００Ｐａ以下では離脱距離が次第に大きくなり、１０Ｐａ程度では、完全に被照明面から離れ、再付着なく除去される。このため、本実施例では、微粒子Ｐは再付着なく効果的に除去するために、被洗浄面の環境を真空度１００Ｐａ以下、好ましくは、１０Ｐａ以下に設定している。
【００７７】
ラインアンドスペースパターンが形成されたパターン面２ａは凹部２ｂと凸部２ｃを有するため、パターン面２ａを斜入射照明する場合には微粒子Ｐがある位置を考慮する必要がある。図１７は、微粒子Ｐがラインアンドスペースパターンを有するパターン面２ａの凹部２ｂと凸部２ｃのそれぞれに存在する場合の拡大断面図である。同図では、凹部２ｂの表面（ボトム）に存在するパターンを微粒子Ｐ１とし、凸部２ｃの表面（トップ）に存在するパターンを微粒子Ｐ２として区別している。
【００７８】
入射角度が１°以上４５°以下のレーザー光Ｌはいかなる入射方向を有していても微粒子Ｐ２に到達して容易に除去可能である。しかし、微粒子Ｐ１に対しては、パターンのアスペクト比とレーザー光Ｌの入射方向によってはレーザー光Ｌが到達しない場合があり、この場合には、微粒子Ｐ１を除去できなくなる。
【００７９】
図１８は、典型的な４種類のラインアンドスペースパターンＬＳ１乃至ＬＳ４を示す概略平面図である。通常は、Ｙ方向に延びるラインアンドスペースパターンＬＳ１と、Ｘ方向に延びるラインアンドスペースパターンＬＳ２の組み合わせからパターン面２ａのパターンは構成されている。Ｙ方向にレーザー光Ｌの入射方向を合わせればレーザー光Ｌが遮られることなくラインアンドスペースパターンＬＳ１のボトムにある微粒子Ｐ１に到達することができる。また、Ｘ方向にレーザー光Ｌの入射方向を合わせればレーザー光Ｌが遮られることなくラインアンドスペースパターンＬＳ２のボトムにある微粒子Ｐ１に到達することができる。このため、本実施例では直交する二方向（ＸＹ方向）にレーザー光Ｌを走査することによってＬＳ１及びＬＳ２を有するパターン面２ａから微粒子Ｐ１及びＰ２を効率的に除去している。
【００８０】
但し、本発明は、パターン面２ａがＸ軸に対して４５°の角度を有して延びるラインアンドスペースパターンＬＳ３やＹ軸に対して４５°の角度を有して延びるラインアンドスペースパターンＬＳ４にも適用可能である。この場合は、レーザー光Ｌをこれらのパターンが延びる方向に走査すればよい。
【００８１】
更に、走査する方向は直交する方向に限定されない。例えば、パターンが延びる方向が一種類であれば、その方向のみを走査すればよい。例えば、パターン面２ａがＬＳ１のみを有すれば、Ｙ方向のみを走査すればよい。また、パターン面２ａがＬＳ１とＬＳ３のみを有すれば、Ｙ方向とＸ軸に対して４５°の方向のみを走査すればよい。
【００８２】
以下、ＸＹ方向にレーザー光Ｌを走査する場合について説明する。図６上図は、レチクル２をレチクルステージ３に搭載したレチクルパターン面２ａの概略平面図である。まず、制御部６０はパルスレーザー２１を制御して−Ｙ方向からレーザー光Ｌをレチクル２のパターン面２ａのパターン領域３０に照射する。また、制御部６０は駆動部８０を制御してポリゴンミラー４０によってレーザー光ＬをＸ方向に走査する。これに同期して、制御部６０は駆動部８４を制御してレチクルステージ３をＹ方向に移動させ、パターン領域３０の全面を走査する。これにより、ラインアンドスペースパターンＬＳ１から微粒子Ｐ１及びＰ２を除去する。他のパターンに付着している微粒子Ｐ２もこの時に除去可能である。
【００８３】
制御部６０は、走査が終了したと判断したら(ステップ１１１２)、変更手段によって入射方向を調節する（ステップ１１１４）。図６においては、変更手段は９０°回転可能なレチクルステージ３であるから、制御部６０は駆動部８４を介して駆動することによって図６の上図の状態から下図の状態にレチクルステージ３を回転する。その後、同様に走査を開始する。制御部６０は走査が終了したと判断したらレチクル２の洗浄を終了する（ステップ１１１６）。これにより、ラインアンドスペースパターンＬＳ２から微粒子Ｐ１を除去することができる。
【００８４】
ステップ１１１４において、図７に示す変更手段の場合には以下のようになる。即ち、制御部６０は、駆動部９０を制御して、ロボットハンド２２でレチクル２をレチクルステージ３から取り出してレチクル回転ステージ４７に搭載する。その後、制御部６０は駆動部８８を制御してレチクル回転ステージ４７を９０°回転する。次に、制御部６０は、駆動部９０を制御して、ロボットハンド２２でレチクル２をレチクル回転ステージ４７から取り出してレチクルステージ３に搭載する。この場合には、レチクルステージ３はＹ方向にのみ移動可能に構成されればよい。
【００８５】
図８に示す変更手段の場合には以下のようになる。即ち、制御部６０は、図８の上図に示すように、最初は、偏向ミラー４５をレーザー光Ｌの光路から退避させる。そして、制御部６０はパルスレーザー２１を制御して−Ｙ方向からレーザー光Ｌをレチクル２のパターン面２ａのパターン領域３０に照射する。また、制御部６０は駆動部８０ａを制御してポリゴンミラー４０ａによってレーザー光ＬをＸ方向に走査する。これに同期して、制御部６０は駆動部８４を制御してレチクルステージ３をＹ方向に移動させ、パターン領域３０の全面を走査する。これにより、ラインアンドスペースパターンＬＳ１から微粒子Ｐ１及びＰ２を除去することができる。他のパターンに付着している微粒子Ｐ２もこの時に除去可能である。
【００８６】
次に、制御部６０は、走査が終了したと判断したら(ステップ１１１２)、図８の下図に示すように、駆動部８６を制御してレーザー光Ｌの光路に偏向ミラー４５を挿入する。これにより、レーザー光Ｌの入射方向を調節することができる（ステップ１１１４）。その後、制御部６０は、図８の下図に示すように、制御部６０はパルスレーザー２１を制御して＋Ｘ方向からレーザー光Ｌをレチクル２のパターン面２ａのパターン領域３０に照射する。また、制御部６０は駆動部８０ｂを制御してポリゴンミラー４０ｂによってレーザー光ＬをＹ方向に走査する。これに同期して、制御部６０は駆動部８４を制御してレチクルステージ３をＸ方向に移動させ、パターン領域３０の全面を走査する。制御部６０は走査が終了したと判断したらレチクル２の洗浄を終了する（ステップ１１１６）。これにより、ラインアンドスペースパターンＬＳ２から微粒子Ｐ１を除去することができる。
【００８７】
図９に示す変更手段の場合には以下のようになる。即ち、制御部６０は、パルスレーザー２１を制御して−Ｙ方向と＋Ｘ方向からレーザー光Ｌをレチクル２のパターン面２ａのパターン領域３０に照射する。この場合、２本に分割されたレーザー光Ｌを照射領域５０に同時に照射することが可能となる。複数の入射方向から同時にレーザー光Ｌを照射するので、レーザー光の入射方向を変更するステップ１１１４は不要となる。そして、レチクルステージ３、もしくは後述するクリーニングステージ２８の２軸移動機能を用いることで、レチクル２のパターン領域３０の全面を洗浄することができる。このように異なる方向からレーザー光を同時に照射可能とすることで、レーザー光の入射方向に伸びたラインアンドスペースパターンのボトムに微粒子Ｐ１が付着していても除去可能となる。
【００８８】
再び、図１０に戻って、次に、レチクルチャック７の洗浄を行う（ステップ１２００）。図１２は、図１０に示すステップ１２００の詳細を説明するためのフローチャートである。レチクルチャック７はパターンを有しないからその洗浄においてはレーザー光Ｌの入射方向を変更する必要がない。それ以外は、レチクル２の洗浄と同様である。
【００８９】
即ち、制御部６０は、測定装置７０ａの測定結果を取得して、レチクルステージ空間４ａの真空度が１００Ｐａ以下であるかどうかを判断する（ステップ１２０４）。通常レチクルステージ空間４ａは１０-５Ｐａ乃至１０-７Ｐａの圧力領域であり、１００Ｐａ以上の場合は、装置が異常であるとして、クリーニング動作を強制終了する（ステップ１２０２）。制御部６０は、レチクルステージ空間４ａの真空度が１００Ｐａ以下であると判断した場合には（ステップ１２０４）、パルスレーザー２１によるレーザー光Ｌの照射を開始する（ステップ１２０６）。また、制御部６０は、駆動部８０を介してポリゴンミラー４０と駆動部８４を介してレチクルステージ３を駆動して、レーザー光Ｌでレチクルチャック７を走査する（ステップ１２０８）。制御部６０は、走査が終了したと判断したら処理を終了する（ステップ１２１０）。
【００９０】
再び、図１０に戻って、次に、ウエハチャック６の洗浄を行う（ステップ１３００）。図１３は、図１０に示すステップ１３００の詳細を説明するためのフローチャートである。ウエハチャック６はパターンを有しないからその洗浄においてはレーザー光Ｌの入射方向を変更する必要がない。それ以外は、レチクル２の洗浄と同様である。
【００９１】
即ち、制御部６０は、測定装置７０ｃの測定結果を取得して、ウエハステージ空間４ｃの真空度が１００Ｐａ以下であるかどうかを判断する（ステップ１３０４）。通常ウエハステージ空間４ｃは１０-５Ｐａ乃至１０-７Ｐａの圧力領域であり、１００Ｐａ以上の場合は、装置が異常であるとして、クリーニング動作を強制終了する（ステップ１３０２）。
【００９２】
制御部６０は、ウエハステージ空間４ｃの真空度が１００Ｐａ以下であると判断した場合には（ステップ１３０４）、パルスレーザー２１によるレーザー光Ｌの照射を開始する（ステップ１３０６）。また、制御部６０は、駆動部８０を介してポリゴンミラー４０と駆動部８４を介してレチクルステージ３を駆動して、レーザー光Ｌでウエハチャック６を走査する（ステップ１３０８）。制御部６０は、走査が終了したと判断したら処理を終了する（ステップ１３１０）。
【００９３】
図１９は、レチクルチャック７とウエハチャック６を洗浄する場合の露光装置１００の構成を示す概略断面図である。図１９において、図１と同一の部材には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
【００９４】
図１９においては、レーザー光は、各チャック７及び６に１°以上４５°以下の入射角度で照射される。２０はレーザー導入窓、２３は折り曲げミラーであり、それぞれはレチクル２の洗浄に使用されるものを転用することができる。同様にして、２０ａはレーザー窓、２３ａは偏向ミラーであり、それぞれはウエハチャック６の洗浄に用いられる。
【００９５】
チャック７及び６は微粒子Ｐの挟み込みが問題となる。そのため、チャック表面は、通常接触面積を減らすため、接触部がピン形状になっている。ピンの先端に微粒子Ｐが付着すると微粒子Ｐをレチクル２又はウエハ１との間に挟み込むことになる。レチクルチャック７に微粒子Ｐが付着すると物体面が傾く。ウエハチャック６に微粒子Ｐが付着すると光学系の焦点深度に影響を及ぼす。しかし、ボトムに微粒子Ｐが付着しても問題はないのでレーザー光Ｌの入射方向を変更する必要はない。チャック洗浄を行う場合の他の構成要件、シーケンスに関しては、特願２００６−３３１５８５を適用することもできる。
【００９６】
図２０は、レチクルステージ３とは別のステージ２８でレチクル２を洗浄する露光装置１００の構成を示す概略断面図である。図２０において、図１と同一の部材には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。なお、図２０は、レチクルロードロック室２６、ウエハロードロック室１５等の搬送系は省略している。ステージ２８はレチクルステージ３とは異なる洗浄専用のステージである。レチクル２の洗浄はステージ２８で行われる。この場合の変更手段は、図６乃至９においてレチクルステージ３がステージ２８に置換される以外は同様である。
【００９７】
上述の実施例は、ＥＵＶ露光装置１００内の洗浄対象にレーザー洗浄する場合を示したが、本発明はＥＵＶ露光装置内で洗浄しなくともよい。例えば、ＥＵＶ露光装置とは全く独立したユニットを洗浄装置として使用してもよい。
【００９８】
次に、図２１及び図２２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２１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（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクル２を製作する。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１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、レチクル２とウエハ１を用いてリソグラフィ技術によってウエハ１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。
【００９９】
図２２は、図２１のステップ４のウエ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、ウエハ１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形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウエハ１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）ではウエハ１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１に感光材を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１００によってレチクルパターンをウエハ１に露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハ１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、ウエハ１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。
【０１００】
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ず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の一実施例の露光装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示す露光装置の洗浄装置の部分拡大断面図である。
【図３】図２に示す洗浄装置の変形例の部分拡大断面図である。
【図４】図３に示すレチクルのパターン面の部分拡大断面図である。
【図５】図３に示す洗浄装置の効果を説明するためのグラフである。
【図６】図１に示す洗浄装置に適用可能な変更手段の一実施例の概略ブロック図である。
【図７】図６に示す変更手段の変形例の概略ブロック図である。
【図８】図６に示す変更手段の別の変形例の概略ブロック図である。
【図９】図６に示す変更手段の更に別の変形例の概略ブロック図である。
【図１０】図１に示す露光装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１０に示すステップ１１００の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１０に示すステップ１２００の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１０に示すステップ１３００の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１１に示す走査ステップ１１１０を説明するための概略平面図である。
【図１５】図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、それぞれ、垂直入射光と斜入射光の微粒子除去効果を説明するための概略断面図である。
【図１６】真空度と微粒子の除去の効果を説明するためのグラフである。
【図１７】斜入射光によりパターン面に形成された微粒子を除去する際の問題を説明するための概略断面図である。
【図１８】図１に示すレチクルのパターン面に形成可能な様々なラインアンドスペースパターンを示す概略平面図である。
【図１９】図１に示す露光装置の変形例の概略ブロック図である。
【図２０】図１０に示すステップ１２００及び１３００の露光装置を示す概略ブロック図である。
【図２１】図１に示す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２２】図２１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】
【０１０２】
１ ウエハ（基板）
２ レチクル（原版）
３ レチクルステージ
６ ウエハチャック
７ レチクルチャック
２７ ウエハステージ
２３−２３ｂ 入射角度可変ミラー
２４ ビーム折り返しミラー
４２ ビーム減衰器
２０ パルスレーザー光源
４０−４０ｂ レーザー走査部
４１−４１ｂ ｆθレンズ
６０ 制御部
７０ａ−７０ｃ 測定装置
１００ 露光装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄装置及び方法、洗浄装置を有する露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原版（マスク又はレチクル、以下、「レチクル」という。）パターンを投影光学系によって基板（ウエハ）を露光する投影露光装置は従来から使用されており、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効果的である。そこで、近年では紫外線よりも波長が短い１０ｎｍ乃至２０ｎｍ程度の波長の極紫外（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ：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ペリクルをレチクルに搭載することができなくなり、レチクルパターン面は剥き出しとなる。ここで、「ペリクル」とは、レチクル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、レチクルを駆動する駆動部や残留気体からもたらされる。レチクル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、微粒子をレチクルパターン面から除去する必要がある。
【０００４】
そこで、特許文献１及び２は、パルスレーザー光を照射して微粒子を除去する方法が提案されている。
【０００５】
その他の従来技術としては特許文献３がある。
【特許文献１】特開２０００−０８８９９９号公報（段落００４１、００４４、００４５）
【特許文献２】特開２００３−２２４０６７号公報（段落００３８、００５０、００５１）
【特許文献３】特開２００６−１１４６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２は、レーザー光の照射角度をブルースター角以下の角度で被洗浄面に照射している。しかし、被洗浄面に対して垂直付近の入射角度では、一般に、金属表面の反射率が低下し、レーザー光の吸収は大きくなるため、被洗浄面の損傷が大きくなる。このため、斜入射光を被洗浄面に導入することが考えられるが、レチクルパターンには凹凸があるため、レーザー光がレチクルパターンの凸部に阻まれて凹部にある微粒子に届かない場合がある。特に、特許文献２においては、レーザー光の入射角度が場所ごとに変わるため、かかる問題が顕著である。
【０００７】
更に、特許文献１及び２は、洗浄時にガスを真空室に導入することを提案している。しかし、ガスを導入して圧力を上げると、レチクル面から離脱した微粒子がガスによる流体抵抗で減速してレチクル面に再付着するため、除去率が低下する。また、ガスを導入すればＥＵＶ露光装置の真空室の真空環境を破壊して露光装置のスループットを低下させる。
【０００８】
また、レチクルをレチクルステージに保持するレチクルチャックやウエハをウエハステージに保持するウエハチャックにも微粒子が付着してレチクルやウエハを保持する際の平坦度を低下させる場合がある。これらのチャックは、レチクルのようなパターンがないものの、ガスの導入や垂直入射による問題は依然として存在する。
【０００９】
本発明は、微粒子の除去率を高め、露光装置のスループットを維持し、被洗浄面の損傷を低減する洗浄装置及び方法、並びに洗浄装置を有する露光装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としての露光装置は、真空環境下に配置された原版のパターンを投影光学系を介して基板に露光すると共に、真空環境下でレーザー光を前記原版に照射することによって前記原版を洗浄する洗浄装置を有する露光装置において、前記洗浄装置は、前記レーザー光を前記原版のパターンが形成された面に対して１°以上４５°以下の範囲の角度で照射する照射手段を有し、前記照射手段が、前記レーザー光の前記パターンが形成された面に対する入射角度を前記範囲内に維持した状態で、前記レーザー光を前記パターン面の法線周りの入射方向が互いに異なる複数の入射方向から入射させ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、微粒子の除去率を高め、露光装置のスループットを維持し、被洗浄面の損傷を低減する洗浄装置及び方法、並びに洗浄装置を有する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、図１を参照して、ＥＵＶ露光装置１００について説明する。ここで、図１は、露光装置１００の概略ブロック図である。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。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。
【００１４】
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（１０Ｅ−５乃至−７Ｐａ）に維持される。
【００１５】
照明装置は、投影光学系５の円弧状の視野に対する円弧状のＥＵＶ光によりレチクル２を照明し、ＥＵＶ光源部と、照明光学系とを有する。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。
【００１６】
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。
【００１７】
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によって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。
【００１８】
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、パターンがパターン領域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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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１０-５Ｐａ乃至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１０-７Ｐａ乃至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１０-５Ｐａ乃至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。
【００２４】
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。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１０-５Ｐａ乃至１０-７Ｐａが測定できれば足りる。
【００２５】
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７０ａが測定する真空度の範囲は１０-７Ｐａ乃至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１０-５Ｐａ乃至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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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又はミラー２４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。図２は、図１に示す洗浄装置の部分拡大断面図である。
【００３０】
照射手段は、レチクル２を洗浄するためのレーザー光Ｌのレチクル２とのなす角度を１°以上４５°以下の範囲（角度範囲内）の角度でレチクル２に照射する。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、レーザー光導入窓２０と、斜入射照明手段とを有する。
【００３１】
なお、本発明では、レーザー光を被洗浄面に照射する際、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、１度以上４５度以下、好ましくは５度（１０度）以上３５度（２５度）以下の範囲内である。ここで、原版のパターン面の法線と入射するレーザー光との角度のことを入射角度（入射角）と称しても構わない。但し、その場合の入射角度の範囲は前述の範囲と逆となるため、４５度以上８９度以下、より好ましくは５５度（６５度）以上８５度（８０度）以下の範囲内である。
【００３２】
また、レーザー光の入射方向とは、被洗浄表面の法線の回転方向における方向（法線周りの方向、法線を中心とした回転方向）、即ち、レチクルの法線方向から見た時にレーザーが入射する方向と定義する。入射方向を更に言い換えると、レーザー光の光路を被洗浄表面（レチクル面）の法線方向に投影した時のレーザー光の光路の方向としても良い。ここで、この入射方向が互いに異なる２つのレーザー光線を同時、或いは異なるタイミングでパターンに対して入射させることが本実施例の最も重要な点である。このように構成することによって、パターン面をよりきれいに洗浄することができる。尚、この際の複数の互いに異なる入射方向のうち第１の入射方向は、走査型露光装置の（原版の）走査方向（第１方向）と平行であり、第２の入射方向は、その走査方向と垂直とすることが望ましい。更に詳細に言えば、互いに異なる複数の入射方向のうち第１の入射方向は、パターン面の法線と走査方向とを含む第１平面と平行である。また、互いに異なる複数の入射方向のうち第２の入射方向は、パターン面の法線を含み、第１平面と垂直な第２平面と平行である。勿論、この他に第１、２の入射方向とは非平行な第３の入射方向、第４の入射方向（法線周りの回転方向）を設け、それぞれの方向からレーザー光を入射させても良い。
【００３３】
パルスレーザー２１はレーザー光Ｌを照射する、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。但し、本発明は露光光であるＥＵＶ光を使用することを妨げるものではない。
【００３４】
ビーム整形系は、レーザー光Ｌのビーム形状を整形する。
【００３５】
レーザー光導入窓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。
【００３６】
斜入射照明手段は、レーザー光Ｌを１°以上４５°以下の範囲の入射角度でレチクル２に導光する手段である。即ち、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１°≦θ≦４５°を満足する。
【００３７】
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。
【００３８】
しかし、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と平行に設定し、レーザー光導入窓２０を経たレーザー光Ｌを偏向する偏向する角度可変な折り曲げミラー２３を設けている。折り曲げミラー２３は、図１の紙面に直交するＸ方向に延び、レチクル２のパターン面２ａの図１のＸ方向の長さ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１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。
【００３９】
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、レーザー光ＬをＸ方向に延びるラインとして構成してＹ方向に一次元的に走査してもよいし、レーザー光Ｌのパターン面２ａ上のスポットを二次元的に走査してもよい。
【００４０】
本実施例の走査手段はＸ方向に走査するＸ方向走査手段とＹ方向走査手段を有する。
【００４１】
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、パルスレーザー２１から射出したレーザー光ＬをＸ方向に走査し、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。なお、ポリゴンミラー４０の代わりにガルバノミラーを使用してもよい。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。特に、本発明では、レーザーのレチクルに対する照射角度を一定に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。
【００４２】
Ｙ方向走査手段は、Ｙ方向（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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
減衰器４２の代わりに折り返しミラー２４を挿入してもよい。この場合、折り返しミラー２４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。
【００４６】
図３は、図２の変形例を示す概略断面図である。図３において、実線は、パルスレーザー２１から真空室（レチクルステージ空間４ａ）に導入され、レチクル２のパターン面２ａで反射され、折り返しミラー２４に到達したレーザー光Ｌ１を示している。破線は、折り返しミラー２４で反射され、再度、レチクル２のパターン面２ａに入射するレーザー光Ｌ２を示している。
【００４７】
図４は、レチクル２のパターン面２ａに付着した一の微粒子Ｐ近傍の概略断面図である。レーザー光Ｌ１の入射角度θ１は１°≦θ１≦４５°を満足し、レーザー光Ｌ２の入射角度θ２は１°≦θ２≦４５°を満足するようにミラー２４の角度を調整している。このように、折り返しミラー（反射ミラー）２４は、レチクル２の照射位置で反射されたレーザー光Ｌを、前記照射位置やその近傍のパターン面に戻す。その際、戻って来たレーザー光はパターン面に対して１°以上４５°以下の角度（絶対値）をなすように入射させる。この際、折り返しミラー（反射ミラー）２４は、元の照射位置にレーザー光を戻すことが望ましいが、その限りでは無く、若干照射位置とは異なる位置にレーザー光を戻しても構わない。
【００４８】
以下、図５を参照して、レチクル２のパターン面２ａに照射されるレーザー光Ｌ１及びＬ２のタイミングについて説明をする。ここで、図５は、レーザー光Ｌ１及びＬ２のタイミングを説明するためのグラフである。図５において、横軸は時間であり、縦軸はレーザー光の照射強度である。また、実線はレチクル２のパターン面２ａに最初に照射されるレーザー光Ｌ１のプロファイルを表し、破線は折り返しミラー２４により反射してレチクル２に再照射されるレーザー光Ｌ２のプロファイルを表している。
【００４９】
パルスレーザー２１がＱスイッチＹＡＧレーザーを使用する場合、パルス時間幅Δτは約７ｎｓ程度である。レーザー光Ｌ２は、レチクル２、及びミラー２４の表面の吸収により、照射強度は弱くなっている。ただし、パルス時間幅Δτは一定に維持されたままである。レーザー光Ｌ１及びＬ２のタイミングのずれΔτ’は、仮に光路長差を１ｍとすると、３ｎｓ程度となる。
【００５０】
折り返しミラー２４により、パターン面２ａに付着した微粒子Ｐに１８０°異なる２つの方向から、ｎｓオーダーの時間差をもったレーザー光を照射することができる。このため、レーザー光Ｌ１のみでは、完全に除去できなかったパーティクルでも、レーザー光Ｌ２により除去できるため、除去率は向上する。
【００５１】
変更手段は、レーザー光Ｌのレチクル２のパターン面２ａに対する入射角度を上述した１°以上４５°以下の範囲内に維持した状態で（本実施例では入射角度を同一に維持した状態で）レーザー光Ｌの入射方向を変更する。変更手段は、以下に説明するように、様々な構成を採用することができる。
【００５２】
ある実施例では、変更手段は、レチクル２を面内で回転することができるレチクルステージ３によって構成される。図６の上図はレチクルステージ３の初期位置にある状態を示す上面図であり、図６の下図はレチクルステージ３が図６の上図に示す位置から９０°回転した状態を示す上面図である。上述のように、レチクルステージ３は駆動部８４によってＹ軸と回転軸方向に駆動可能に構成されており、制御部６０が駆動部８４によるレチクルステージ３の回転を制御する。
【００５３】
別の実施例では、変更手段は、図７に示すように、レチクルステージ３からレチクル２を取り出して異なる姿勢でレチクルステージ３に装着するロボットハンド２２から構成される。ここで、図７は、ロボットハンド２２を示す上面図である。本実施例のロボットハンド２２は、レチクル２を９０°回転した姿勢でレチクルチャック７に装着する。また、図７において、４６はレチクル２をレチクルステージ空間４ａ内で交換するためのレチクルチェンジャー、４７はレチクル回転ステージである。
【００５４】
レチクル回転ステージ４７は駆動部８８により、ＸＹ平面上で図７の矢印に示すように、９０°回転可能に構成されている。ロボットハンド２２は、レチクル２の把持部２２ａ、アーム部２２ｂ及び２２ｃ、基部２２ｄを有する。ロボットハンド２２は、駆動部９０によって、アーム部２２ｂ及び２２ｃの伸縮やアーム部２２ｂ及び２２ｃの基部２２ｄの周りの回転が駆動され、かかる駆動は制御部６０によって制御される。
【００５５】
ロボットハンド２２を用いて、レチクルステージ３から外されたレチクル２をレチクル回転ステージ４７に配置し、任意の角度（本実施例では９０°）だけ回転することが可能である。ロボットハンド２２は、これら４つのユニット、即ち、レチクルロードロック室２６、レチクルチェンジャー４６、レチクルステージ３、レチクル回転ステージ４７の間でレチクル２は搬送可能に構成されている。本実施例により、レチクルステージ３は、θの回転軸を設ける必要が無くなり、レチクルステージ３の構成を簡略化できるという利点を有する。
【００５６】
更に別の実施例では、変更手段は、レーザー光Ｌの光路に挿脱可能に構成され、レーザー光を偏向する偏向素子を含む引き回し光学系から構成される。図８の４５は光路を切り替えるミラー（偏向素子、プリズムや回折格子等のように光路を折り曲げる光学素子と置き換えても良い）を示している。ここで、図８は、切り替えミラー（偏向素子）４５を有する変更手段の概略上面図である。切り替えミラー（偏向素子）４５は、駆動部８６によってパルスレーザー２１から射出されるレーザー光Ｌの光路に挿入及び退避可能に構成されている。駆動部８６による駆動は制御部６０によって制御される。
【００５７】
なお、切り替えミラー４５は、ビームスプリッター、あるいはハーフミラーであっても良い。この場合、ビームスプリッター、ハーフミラーによってレーザー光が複数のレーザー光（部分レーザー光）に分割され、それぞれを互いに異なる入射方向からレチクルに入射させる。好ましくは、レチクルを駆動する方向（走査方向）と平行な入射方向とそれと垂直な入射方向の少なくとも２つの入射方向を含む複数の入射方向から部分レーザー光をレチクルに入射させると良い。勿論、この場合には光路を時間的に切り替える必要はない。レチクルステージ３を固定したまま、レチクル全面を異なる方向からレーザー走査することが可能である。これは、走査光学系４０ａ，４１ａと、その駆動部８０ａ、及び走査光学系４０ｂ、４１ｂと、その駆動部８０ｂを、同時に用いることにより達成可能である。
【００５８】
図８においては、入射方向が変更される前の斜入射照明手段は折り曲げミラー２３ａから構成され、入射方向が変更された後の斜入射照明手段は折り曲げミラー２３ｂから構成される。この場合、折り曲げミラー２３ａ及び２３ｂはそれぞれ駆動部８２ａ及び８２ｂによって駆動される。また、入射方向が変更される前の走査手段はポリゴンミラー４０ａとｆθレンズ４１ａから構成され、入射方向が変更された後の走査手段はポリゴンミラー４０ｂとｆθレンズ４１ｂから構成される。
【００５９】
更に別の実施例では、図９に示すように、レーザー光Ｌを分割するビームスプリッター４８を含む引き回し光学系から構成される。ここで、図９は、ビームスプリッター４８を有する概略上面図である。この場合、変更手段は必要なくなり、レーザー光Ｌを異なる直交方向から同時に照射する。斜入射照明手段は、折り曲げミラー２３ａ、２３ｂとなり、同時に駆動部８２ａ、８２ｂによって駆動される。レチクル全面を走査する手段は、レチクルステージ３、もしくは後述するクリーニングステージ２８のＸ，Ｙ方向の２軸移動機構を用いる。
【００６０】
制御部６０は、ゲートバルブ１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１６ａ、１６ｂの開閉状態、測定装置７０ａ乃至７０ｃの測定結果、露光装置１００の動作状態を含む各種情報を取得する。かかる情報に基づいて、制御部６０は、真空排気装置１０ａ乃至１０ｅによる排気、パルスレーザー２１による照射、駆動部８０乃至９０による駆動を制御（許容）する。なお、「駆動部８０乃至９０」としているが、変更手段に対応する駆動部が選択されることはいうまでもない。
【００６１】
以下、図１０乃至図１５を参照して、露光装置１００の動作について説明する。ここで、図１０は、露光装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。
【００６２】
まず、露光の前工程として、レチクル２のパターン面２ａを洗浄し（ステップ１１００）、レチクルチャック７を洗浄し（ステップ１２００）、ウエハチャック６を洗浄する（ステップ１３００）。その後、露光が行われる（ステップ１４００）。また、制御部６０は保守が必要かどうかを、例えば、所定枚数のウエハ１の露光が終了したかどうかによって判断する（ステップ１５００）。制御部６０は、保守が必要であると判断した場合にはステップ１１００に帰還し、保守が不要であると判断した場合にはステップ１４００を継続する。
【００６３】
以下、図１１を参照して、ステップ１１００の詳細を説明する。ここで、図１１は、図１０に示すステップ１１００の詳細を説明するためのフローチャートである。まず、制御部６０は、測定装置７０ａによる真空室（空間４ａ及至４ｃ）の測定結果を取得して、レチクルステージ空間４ａの真空度が１００Ｐａ以下であるかどうかを判断する（ステップ１１０４）。通常レチクルステージ空間４ａ（或いはレチクルを洗浄する空間）は１０-５Ｐａ乃至１０-７Ｐａの圧力領域であり、高くても１００Ｐａ以下であることが望ましい。もしレチクルを洗浄する空間（レチクルステージ空間でも可）の気圧が１００Ｐａより高い場合は、装置が異常であると判断する。その場合、クリーニング動作を強制終了する（ステップ１１０２）。尚、本実施例においては、レチクルを洗浄する際には、レチクルは真空環境下（気圧１００Ｐａ以下）に置かれているものとする。勿論、レチクルは露光される際にも真空環境下（１００Ｐａ以下）であることが望ましい。また、ウエハ等の基板（被露光体、被露光基板）も同様に真空環境下（１００Ｐａ以下）に置かれていることが望ましく、もし真空環境下に置かれていない場合には、露光装置を停止する手段を設けても良い。 制御部６０は、レチクルステージ空間４ａの真空度が１００Ｐａ以下であると判断した場合には（ステップ１１０４）、レチクル２をレチクルステージ空間４ａに搬送し、レチクルチャック７を介してレチクルステージ３に装着する（ステップ１１０６）。
【００６４】
次に、制御部６０は、パルスレーザー２１によるレーザー光Ｌの照射を開始する（ステップ１１０８）。また、制御部６０は、駆動部８０（又は８０ａ）を介してポリゴンミラー４０（又は４０ａ）と駆動部８４を介してレチクルステージ３を駆動して、レーザー光Ｌでレチクル２のパターン面２ａを走査する（ステップ１１１０）。
【００６５】
走査においては、ポリゴンミラー４０をＸＹ平面で回転してＸ方向にレーザー光Ｌを偏向すると共にレチクルステージ３を一定速度でＹ方向に移動させる。これにより、レチクル２のパターン面２ａの全面を洗浄することができる。図１４は、この状態を示す概略平面図である。レチクル２のパターン領域３０が被洗浄領域である。５０はレーザー光Ｌの照射領域で、本実施例では、一辺Ｗの正方形形状を有している。照射領域５０から走査が開始され、５１で１走査が完了し、次の走査が開始し、これを繰返す。本実施例では、レチクルステージ３の移動と、レーザー光Ｌの走査は同期して行われ、レチクル２は常に一定速度で移動するが、１走査毎にステップ移動してもよい。レーザー光Ｌの走査速度、照射領域５０、発振周波数、洗浄に必要な照射パルス数等は、例えば、特許文献３に開示された設定を使用することができる。
【００６６】
本発明者らは、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１５（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１５（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が垂直入射する状態を示す概略断面図である。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
本発明者らは、実験により、レーザー入射角度を、表面に対して垂直入射（θ＝９０°）の状態から、徐々にこの角度θを小さくしていくと除去率は向上するが、４５°以下にすると特に効果的に除去率が向上することを発見した。そのため、本実施例では、レーザー光の入射角度θを１°以上４５°以下の範囲に設定している。
【００７１】
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が小さくなるにつれて被洗浄面に到達する単位面積あたりのエネルギーが小さくなるため、被洗浄面の損傷が小さくなる。このように、レーザー光Ｌの入射角度を垂直入射（θ＝９０°）よりも小さくすることで被洗浄面の損傷なく微粒子Ｐの除去率を向上することができる。
【００７２】
次に、本発明者らは、被洗浄面から微粒子Ｐをレーザー光で除去する場合、大気圧環境で微粒子Ｐを除去するよりも真空環境で除去する方が効率的であることを実験的に発見した。
【００７３】
大気圧中では、微粒子Ｐがレーザー光によって被洗浄面から一旦離れてもガス分子の流体抵抗により運動エネルギーを一瞬のうちに失い、ファンデアワールス力、あるいは微粒子Ｐが帯電している場合は静電気力により、再付着する。
【００７４】
一方、真空環境では、微粒子Ｐの挙動は、ガス分子との不連続な衝突となる。従って、微粒子Ｐが被洗浄面から離れると流体抵抗は作用しないため、そのままオープンスペースに解放されて除去される。このような機構が作用することにより、真空中における微粒子Ｐの除去率が向上すると考えられる。
【００７５】
本発明者らは、ファンデアワールス力により付着しているパーティクルがレーザー光の照射により被洗浄面から離脱する加速度を見積もった。図１６は、被洗浄面から離脱し到達する距離をシミュレーションにより計算した結果である。図１６において、横軸は圧力[Ｐａ]であり、縦軸は規格化した距離である。
【００７６】
このように、真空度が１００Ｐａよりも大きくなると、微粒子Ｐの離脱距離は０、即ち、微粒子Ｐは離脱してもすぐさま再付着する。しかし、真空度が１００Ｐａ以下では離脱距離が次第に大きくなり、１０Ｐａ程度では、完全に被照明面から離れ、再付着なく除去される。このため、本実施例では、微粒子Ｐは再付着なく効果的に除去するために、被洗浄面の環境を真空度１００Ｐａ以下、好ましくは、１０Ｐａ以下に設定している。
【００７７】
ラインアンドスペースパターンが形成されたパターン面２ａは凹部２ｂと凸部２ｃを有するため、パターン面２ａを斜入射照明する場合には微粒子Ｐがある位置を考慮する必要がある。図１７は、微粒子Ｐがラインアンドスペースパターンを有するパターン面２ａの凹部２ｂと凸部２ｃのそれぞれに存在する場合の拡大断面図である。同図では、凹部２ｂの表面（ボトム）に存在するパターンを微粒子Ｐ１とし、凸部２ｃの表面（トップ）に存在するパターンを微粒子Ｐ２として区別している。
【００７８】
入射角度が１°以上４５°以下のレーザー光Ｌはいかなる入射方向を有していても微粒子Ｐ２に到達して容易に除去可能である。しかし、微粒子Ｐ１に対しては、パターンのアスペクト比とレーザー光Ｌの入射方向によってはレーザー光Ｌが到達しない場合があり、この場合には、微粒子Ｐ１を除去できなくなる。
【００７９】
図１８は、典型的な４種類のラインアンドスペースパターンＬＳ１乃至ＬＳ４を示す概略平面図である。通常は、Ｙ方向に延びるラインアンドスペースパターンＬＳ１と、Ｘ方向に延びるラインアンドスペースパターンＬＳ２の組み合わせからパターン面２ａのパターンは構成されている。Ｙ方向にレーザー光Ｌの入射方向を合わせればレーザー光Ｌが遮られることなくラインアンドスペースパターンＬＳ１のボトムにある微粒子Ｐ１に到達することができる。また、Ｘ方向にレーザー光Ｌの入射方向を合わせればレーザー光Ｌが遮られることなくラインアンドスペースパターンＬＳ２のボトムにある微粒子Ｐ１に到達することができる。このため、本実施例では直交する二方向（ＸＹ方向）にレーザー光Ｌを走査することによってＬＳ１及びＬＳ２を有するパターン面２ａから微粒子Ｐ１及びＰ２を効率的に除去している。
【００８０】
但し、本発明は、パターン面２ａがＸ軸に対して４５°の角度を有して延びるラインアンドスペースパターンＬＳ３やＹ軸に対して４５°の角度を有して延びるラインアンドスペースパターンＬＳ４にも適用可能である。この場合は、レーザー光Ｌをこれらのパターンが延びる方向に走査すればよい。
【００８１】
更に、走査する方向は直交する方向に限定されない。例えば、パターンが延びる方向が一種類であれば、その方向のみを走査すればよい。例えば、パターン面２ａがＬＳ１のみを有すれば、Ｙ方向のみを走査すればよい。また、パターン面２ａがＬＳ１とＬＳ３のみを有すれば、Ｙ方向とＸ軸に対して４５°の方向のみを走査すればよい。
【００８２】
以下、ＸＹ方向にレーザー光Ｌを走査する場合について説明する。図６上図は、レチクル２をレチクルステージ３に搭載したレチクルパターン面２ａの概略平面図である。まず、制御部６０はパルスレーザー２１を制御して−Ｙ方向からレーザー光Ｌをレチクル２のパターン面２ａのパターン領域３０に照射する。また、制御部６０は駆動部８０を制御してポリゴンミラー４０によってレーザー光ＬをＸ方向に走査する。これに同期して、制御部６０は駆動部８４を制御してレチクルステージ３をＹ方向に移動させ、パターン領域３０の全面を走査する。これにより、ラインアンドスペースパターンＬＳ１から微粒子Ｐ１及びＰ２を除去する。他のパターンに付着している微粒子Ｐ２もこの時に除去可能である。
【００８３】
制御部６０は、走査が終了したと判断したら(ステップ１１１２)、変更手段によって入射方向を調節する（ステップ１１１４）。図６においては、変更手段は９０°回転可能なレチクルステージ３であるから、制御部６０は駆動部８４を介して駆動することによって図６の上図の状態から下図の状態にレチクルステージ３を回転する。その後、同様に走査を開始する。制御部６０は走査が終了したと判断したらレチクル２の洗浄を終了する（ステップ１１１６）。これにより、ラインアンドスペースパターンＬＳ２から微粒子Ｐ１を除去することができる。
【００８４】
ステップ１１１４において、図７に示す変更手段の場合には以下のようになる。即ち、制御部６０は、駆動部９０を制御して、ロボットハンド２２でレチクル２をレチクルステージ３から取り出してレチクル回転ステージ４７に搭載する。その後、制御部６０は駆動部８８を制御してレチクル回転ステージ４７を９０°回転する。次に、制御部６０は、駆動部９０を制御して、ロボットハンド２２でレチクル２をレチクル回転ステージ４７から取り出してレチクルステージ３に搭載する。この場合には、レチクルステージ３はＹ方向にのみ移動可能に構成されればよい。
【００８５】
図８に示す変更手段の場合には以下のようになる。即ち、制御部６０は、図８の上図に示すように、最初は、偏向ミラー４５をレーザー光Ｌの光路から退避させる。そして、制御部６０はパルスレーザー２１を制御して−Ｙ方向からレーザー光Ｌをレチクル２のパターン面２ａのパターン領域３０に照射する。また、制御部６０は駆動部８０ａを制御してポリゴンミラー４０ａによってレーザー光ＬをＸ方向に走査する。これに同期して、制御部６０は駆動部８４を制御してレチクルステージ３をＹ方向に移動させ、パターン領域３０の全面を走査する。これにより、ラインアンドスペースパターンＬＳ１から微粒子Ｐ１及びＰ２を除去することができる。他のパターンに付着している微粒子Ｐ２もこの時に除去可能である。
【００８６】
次に、制御部６０は、走査が終了したと判断したら(ステップ１１１２)、図８の下図に示すように、駆動部８６を制御してレーザー光Ｌの光路に偏向ミラー４５を挿入する。これにより、レーザー光Ｌの入射方向を調節することができる（ステップ１１１４）。その後、制御部６０は、図８の下図に示すように、制御部６０はパルスレーザー２１を制御して＋Ｘ方向からレーザー光Ｌをレチクル２のパターン面２ａのパターン領域３０に照射する。また、制御部６０は駆動部８０ｂを制御してポリゴンミラー４０ｂによってレーザー光ＬをＹ方向に走査する。これに同期して、制御部６０は駆動部８４を制御してレチクルステージ３をＸ方向に移動させ、パターン領域３０の全面を走査する。制御部６０は走査が終了したと判断したらレチクル２の洗浄を終了する（ステップ１１１６）。これにより、ラインアンドスペースパターンＬＳ２から微粒子Ｐ１を除去することができる。
【００８７】
図９に示す変更手段の場合には以下のようになる。即ち、制御部６０は、パルスレーザー２１を制御して−Ｙ方向と＋Ｘ方向からレーザー光Ｌをレチクル２のパターン面２ａのパターン領域３０に照射する。この場合、２本に分割されたレーザー光Ｌを照射領域５０に同時に照射することが可能となる。複数の入射方向から同時にレーザー光Ｌを照射するので、レーザー光の入射方向を変更するステップ１１１４は不要となる。そして、レチクルステージ３、もしくは後述するクリーニングステージ２８の２軸移動機能を用いることで、レチクル２のパターン領域３０の全面を洗浄することができる。このように異なる方向からレーザー光を同時に照射可能とすることで、レーザー光の入射方向に伸びたラインアンドスペースパターンのボトムに微粒子Ｐ１が付着していても除去可能となる。
【００８８】
再び、図１０に戻って、次に、レチクルチャック７の洗浄を行う（ステップ１２００）。図１２は、図１０に示すステップ１２００の詳細を説明するためのフローチャートである。レチクルチャック７はパターンを有しないからその洗浄においてはレーザー光Ｌの入射方向を変更する必要がない。それ以外は、レチクル２の洗浄と同様である。
【００８９】
即ち、制御部６０は、測定装置７０ａの測定結果を取得して、レチクルステージ空間４ａの真空度が１００Ｐａ以下であるかどうかを判断する（ステップ１２０４）。通常レチクルステージ空間４ａは１０-５Ｐａ乃至１０-７Ｐａの圧力領域であり、１００Ｐａ以上の場合は、装置が異常であるとして、クリーニング動作を強制終了する（ステップ１２０２）。制御部６０は、レチクルステージ空間４ａの真空度が１００Ｐａ以下であると判断した場合には（ステップ１２０４）、パルスレーザー２１によるレーザー光Ｌの照射を開始する（ステップ１２０６）。また、制御部６０は、駆動部８０を介してポリゴンミラー４０と駆動部８４を介してレチクルステージ３を駆動して、レーザー光Ｌでレチクルチャック７を走査する（ステップ１２０８）。制御部６０は、走査が終了したと判断したら処理を終了する（ステップ１２１０）。
【００９０】
再び、図１０に戻って、次に、ウエハチャック６の洗浄を行う（ステップ１３００）。図１３は、図１０に示すステップ１３００の詳細を説明するためのフローチャートである。ウエハチャック６はパターンを有しないからその洗浄においてはレーザー光Ｌの入射方向を変更する必要がない。それ以外は、レチクル２の洗浄と同様である。
【００９１】
即ち、制御部６０は、測定装置７０ｃの測定結果を取得して、ウエハステージ空間４ｃの真空度が１００Ｐａ以下であるかどうかを判断する（ステップ１３０４）。通常ウエハステージ空間４ｃは１０-５Ｐａ乃至１０-７Ｐａの圧力領域であり、１００Ｐａ以上の場合は、装置が異常であるとして、クリーニング動作を強制終了する（ステップ１３０２）。
【００９２】
制御部６０は、ウエハステージ空間４ｃの真空度が１００Ｐａ以下であると判断した場合には（ステップ１３０４）、パルスレーザー２１によるレーザー光Ｌの照射を開始する（ステップ１３０６）。また、制御部６０は、駆動部８０を介してポリゴンミラー４０と駆動部８４を介してレチクルステージ３を駆動して、レーザー光Ｌでウエハチャック６を走査する（ステップ１３０８）。制御部６０は、走査が終了したと判断したら処理を終了する（ステップ１３１０）。
【００９３】
図１９は、レチクルチャック７とウエハチャック６を洗浄する場合の露光装置１００の構成を示す概略断面図である。図１９において、図１と同一の部材には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
【００９４】
図１９においては、レーザー光は、各チャック７及び６に１°以上４５°以下の入射角度で照射される。２０はレーザー導入窓、２３は折り曲げミラーであり、それぞれはレチクル２の洗浄に使用されるものを転用することができる。同様にして、２０ａはレーザー窓、２３ａは偏向ミラーであり、それぞれはウエハチャック６の洗浄に用いられる。
【００９５】
チャック７及び６は微粒子Ｐの挟み込みが問題となる。そのため、チャック表面は、通常接触面積を減らすため、接触部がピン形状になっている。ピンの先端に微粒子Ｐが付着すると微粒子Ｐをレチクル２又はウエハ１との間に挟み込むことになる。レチクルチャック７に微粒子Ｐが付着すると物体面が傾く。ウエハチャック６に微粒子Ｐが付着すると光学系の焦点深度に影響を及ぼす。しかし、ボトムに微粒子Ｐが付着しても問題はないのでレーザー光Ｌの入射方向を変更する必要はない。チャック洗浄を行う場合の他の構成要件、シーケンスに関しては、特願２００６−３３１５８５を適用することもできる。
【００９６】
図２０は、レチクルステージ３とは別のステージ２８でレチクル２を洗浄する露光装置１００の構成を示す概略断面図である。図２０において、図１と同一の部材には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。なお、図２０は、レチクルロードロック室２６、ウエハロードロック室１５等の搬送系は省略している。ステージ２８はレチクルステージ３とは異なる洗浄専用のステージである。レチクル２の洗浄はステージ２８で行われる。この場合の変更手段は、図６乃至９においてレチクルステージ３がステージ２８に置換される以外は同様である。
【００９７】
上述の実施例は、ＥＵＶ露光装置１００内の洗浄対象にレーザー洗浄する場合を示したが、本発明はＥＵＶ露光装置内で洗浄しなくともよい。例えば、ＥＵＶ露光装置とは全く独立したユニットを洗浄装置として使用してもよい。
【００９８】
次に、図２１及び図２２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２１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（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクル２を製作する。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１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、レチクル２とウエハ１を用いてリソグラフィ技術によってウエハ１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。
【００９９】
図２２は、図２１のステップ４のウエ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、ウエハ１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形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウエハ１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）ではウエハ１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１に感光材を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１００によってレチクルパターンをウエハ１に露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハ１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、ウエハ１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。
【０１００】
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ず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の一実施例の露光装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示す露光装置の洗浄装置の部分拡大断面図である。
【図３】図２に示す洗浄装置の変形例の部分拡大断面図である。
【図４】図３に示すレチクルのパターン面の部分拡大断面図である。
【図５】図３に示す洗浄装置の効果を説明するためのグラフである。
【図６】図１に示す洗浄装置に適用可能な変更手段の一実施例の概略ブロック図である。
【図７】図６に示す変更手段の変形例の概略ブロック図である。
【図８】図６に示す変更手段の別の変形例の概略ブロック図である。
【図９】図６に示す変更手段の更に別の変形例の概略ブロック図である。
【図１０】図１に示す露光装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１０に示すステップ１１００の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１０に示すステップ１２００の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１０に示すステップ１３００の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１１に示す走査ステップ１１１０を説明するための概略平面図である。
【図１５】図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、それぞれ、垂直入射光と斜入射光の微粒子除去効果を説明するための概略断面図である。
【図１６】真空度と微粒子の除去の効果を説明するためのグラフである。
【図１７】斜入射光によりパターン面に形成された微粒子を除去する際の問題を説明するための概略断面図である。
【図１８】図１に示すレチクルのパターン面に形成可能な様々なラインアンドスペースパターンを示す概略平面図である。
【図１９】図１に示す露光装置の変形例の概略ブロック図である。
【図２０】図１０に示すステップ１２００及び１３００の露光装置を示す概略ブロック図である。
【図２１】図１に示す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２２】図２１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】
【０１０２】
１ ウエハ（基板）
２ レチクル（原版）
３ レチクルステージ
６ ウエハチャック
７ レチクルチャック
２７ ウエハステージ
２３−２３ｂ 入射角度可変ミラー
２４ ビーム折り返しミラー
４２ ビーム減衰器
２０ パルスレーザー光源
４０−４０ｂ レーザー走査部
４１−４１ｂ ｆθレンズ
６０ 制御部
７０ａ−７０ｃ 測定装置
１００ 露光装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空環境下に配置された原版のパターンを投影光学系を介して基板に露光すると共に、真空環境下でレーザー光を前記原版に照射することによって前記原版を洗浄する洗浄装置を有する露光装置において、
前記洗浄装置は、前記レーザー光を前記原版のパターンが形成された面に対して１°以上４５°以下の範囲の角度で照射する照射手段を有し、
前記照射手段が、前記レーザー光の前記パターンが形成された面に対する入射角度を前記範囲内に維持した状態で、前記レーザー光を前記パターン面の法線周りの入射方向が互いに異なる複数の入射方向から入射させることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記露光装置は、前記原版を第１方向に駆動しながら、前記原版のパターンを前記基板に露光し、
前記互いに異なる複数の入射方向のうち第１の入射方向が、前記第１方向と平行であり、
前記互いに異なる複数の入射方向のうち前記第１の入射方向とは異なる第２の入射方向が、前記第１方向と垂直であることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記原版を洗浄する際の気圧が１００Ｐａ以下であ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】
前記照射手段は、前記原版を支持すると共に前記原版を面内で回転可能なステージ、又は、前記原版を支持するステージから前記原版を取り出して異なる姿勢で前記ステージに装着するロボットハンドを有し、
前記照射手段は、前記原版のパターン面の法線に関する回転方向に前記原版を回転させることによって前記入射方向を切り換えることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記照射手段は、前記レーザー光の光路に挿脱可能に構成された偏向素子を有し、
前記偏向素子の前記レーザー光の光路への挿脱を切り換えることにより、前記レーザー光の前記パターン面に対する入射方向を切り換えることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記照射手段は、前記レーザー光を分割するビームスプリッターを有しており、
前記ビームスプリッターで分割された複数の部分レーザー光を、互いに異なる入射方向から前記パターン面に入射させることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の露光装置。
【請求項７】
前記洗浄装置は、前記原版によって反射された前記レーザー光を減衰させる減衰器を更に有することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の露光装置。
【請求項８】
前記照射手段が、前記パターン面の照射位置で反射された前記レーザー光を反射して、前記パターン面に対して１°以上４５°以下の角度をなすように前記パターン面に入射させる反射ミラーを有することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の露光装置。
【請求項９】
真空環境下で原版のパターンを投影光学系を介して基板に露光する露光装置に使用され、真空環境下で前記原版を洗浄する洗浄装置において、
前記原版を洗浄するためのレーザー光を前記原版のパターンが形成された面に対して１°以上４５°以下の範囲の角度で照射する照射手段を有し、
前記照射手段は、前記レーザー光の前記パターンに対する入射角度を前記範囲内に維持した状態で、前記レーザー光を前記パターン面の法線周りの入射方向が互いに異なる複数の入射方向から入射させることを特徴とする洗浄装置。
【請求項１０】
真空環境下で原版のパターンを投影光学系を介して基板に露光する露光装置に使用され、真空環境下で前記原版を洗浄する洗浄方法において、
前記原版が配置された空間の真空度が１００Ｐａ以下であるかどうかを判断するステップと、
前記判断ステップが、前記真空度が１００Ｐａ以下であると判断した場合に、前記原版を洗浄するためのレーザー光を前記原版のパターンが形成された面に対して１°以上４５°以下の範囲の角度で照射するステップと、
前記レーザー光で前記原版の前記パターンが形成された面を走査するステップと、
前記照射手段が、前記レーザー光の前記パターンに対する入射角度を前記範囲内に維持した状態で、前記レーザー光を前記パターン面の法線周りの入射方向が互いに異なる複数の入射方向から入射させるステップとを有することを特徴とする洗浄方法。
【請求項１１】
請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の露光装置を使用して基板を露光するステップと、
露光された基板を現像するステップとを有するステップと、
を有することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１２】
真空環境下で原版チャックによって保持された原版のパターンを投影光学系を介して基板チャックによって保持された基板に露光すると共に、真空環境下で前記原版チャック及び前記基板チャックの少なくとも一方を洗浄する洗浄装置を有する露光装置において、
前記洗浄装置は、
前記原版を洗浄するためのレーザー光を前記原版のパターンが形成された面に対して１°以上４５°以下の範囲の角度で前記原版に照射する照射手段と、
前記原版が配置された空間の真空度を測定する測定装置と、
前記測定装置が測定した前記真空度が１００Ｐａ以下であるかどうかを判断し、前記真空度が１００Ｐａ以下であると判断した場合に前記照射手段による前記レーザー光の照射を許容する制御部と、を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１】
真空環境下に配置された原版のパターンを投影光学系を介して基板に露光すると共に、真空環境下でレーザー光を前記原版に照射することによって前記原版を洗浄する洗浄装置を有する露光装置において、
前記洗浄装置は、前記レーザー光を前記原版のパターンが形成された面に対して１°以上４５°以下の範囲の角度で照射する照射手段を有し、
前記照射手段が、前記レーザー光の前記パターンが形成された面に対する入射角度を前記範囲内に維持した状態で、前記レーザー光を前記パターン面の法線周りの入射方向が互いに異なる複数の入射方向から入射させることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記露光装置は、前記原版を第１方向に駆動しながら、前記原版のパターンを前記基板に露光し、
前記互いに異なる複数の入射方向のうち第１の入射方向が、前記第１方向と平行であり、
前記互いに異なる複数の入射方向のうち前記第１の入射方向とは異なる第２の入射方向が、前記第１方向と垂直であることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記原版を洗浄する際の気圧が１００Ｐａ以下であ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】
前記照射手段は、前記原版を支持すると共に前記原版を面内で回転可能なステージ、又は、前記原版を支持するステージから前記原版を取り出して異なる姿勢で前記ステージに装着するロボットハンドを有し、
前記照射手段は、前記原版のパターン面の法線に関する回転方向に前記原版を回転させることによって前記入射方向を切り換えることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記照射手段は、前記レーザー光の光路に挿脱可能に構成された偏向素子を有し、
前記偏向素子の前記レーザー光の光路への挿脱を切り換えることにより、前記レーザー光の前記パターン面に対する入射方向を切り換えることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記照射手段は、前記レーザー光を分割するビームスプリッターを有しており、
前記ビームスプリッターで分割された複数の部分レーザー光を、互いに異なる入射方向から前記パターン面に入射させることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の露光装置。
【請求項７】
前記洗浄装置は、前記原版によって反射された前記レーザー光を減衰させる減衰器を更に有することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の露光装置。
【請求項８】
前記照射手段が、前記パターン面の照射位置で反射された前記レーザー光を反射して、前記パターン面に対して１°以上４５°以下の角度をなすように前記パターン面に入射させる反射ミラーを有することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の露光装置。
【請求項９】
真空環境下で原版のパターンを投影光学系を介して基板に露光する露光装置に使用され、真空環境下で前記原版を洗浄する洗浄装置において、
前記原版を洗浄するためのレーザー光を前記原版のパターンが形成された面に対して１°以上４５°以下の範囲の角度で照射する照射手段を有し、
前記照射手段は、前記レーザー光の前記パターンに対する入射角度を前記範囲内に維持した状態で、前記レーザー光を前記パターン面の法線周りの入射方向が互いに異なる複数の入射方向から入射させることを特徴とする洗浄装置。
【請求項１０】
真空環境下で原版のパターンを投影光学系を介して基板に露光する露光装置に使用され、真空環境下で前記原版を洗浄する洗浄方法において、
前記原版が配置された空間の真空度が１００Ｐａ以下であるかどうかを判断するステップと、
前記判断ステップが、前記真空度が１００Ｐａ以下であると判断した場合に、前記原版を洗浄するためのレーザー光を前記原版のパターンが形成された面に対して１°以上４５°以下の範囲の角度で照射するステップと、
前記レーザー光で前記原版の前記パターンが形成された面を走査するステップと、
前記照射手段が、前記レーザー光の前記パターンに対する入射角度を前記範囲内に維持した状態で、前記レーザー光を前記パターン面の法線周りの入射方向が互いに異なる複数の入射方向から入射させるステップとを有することを特徴とする洗浄方法。
【請求項１１】
請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の露光装置を使用して基板を露光するステップと、
露光された基板を現像するステップとを有するステップと、
を有することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１２】
真空環境下で原版チャックによって保持された原版のパターンを投影光学系を介して基板チャックによって保持された基板に露光すると共に、真空環境下で前記原版チャック及び前記基板チャックの少なくとも一方を洗浄する洗浄装置を有する露光装置において、
前記洗浄装置は、
前記原版を洗浄するためのレーザー光を前記原版のパターンが形成された面に対して１°以上４５°以下の範囲の角度で前記原版に照射する照射手段と、
前記原版が配置された空間の真空度を測定する測定装置と、
前記測定装置が測定した前記真空度が１００Ｐａ以下であるかどうかを判断し、前記真空度が１００Ｐａ以下であると判断した場合に前記照射手段による前記レーザー光の照射を許容する制御部と、を有することを特徴とする露光装置。
【図６】
【図２２】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
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【図４】
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【図８】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００８−３００６８３（Ｐ２００８−３００６８３Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４６０２４（Ｐ２００７−１４６０２４）
【出願日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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