JP2002164267A

JP2002164267A - 露光装置及びデバイスの製造方法

Info

Publication number: JP2002164267A
Application number: JP2000356431A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Takeuchi; 仁竹内
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2002-06-07

Abstract

(57)【要約】【課題】光学系を構成する光学部材を効果的に光洗浄
し、露光精度の向上を図ることができる露光装置を提供
する。【解決手段】光学系ＰＬを構成する光学部材を光洗浄
するために、光学系ＰＬに入射する洗浄用ビームを発す
る光源２０と、光学系ＰＬの像面側に設置され、基板Ｗ
を保持する保持部材３２を有するステージ装置３３と、
保持部材３２に設けられ、光学系ＰＬから射出された洗
浄用ビームＩＬを反射して光学系ＰＬに再入射させる反
射部材ＲＷとを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ＬＳＩ等
の半導体素子、液晶表示素子、ＣＣＤ等の撮像素子、薄
膜磁気ヘッドなどの電子デバイスを製造する方法、及び
その製造に係る光リソグラフィ工程においてビームによ
り光学系を介してマスクのパターンを基板に転写する露
光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子や液晶表示素子等の電子デバ
イスを光リソグラフィ工程で製造する際に、パターンが
形成されたマスクあるいはレチクル（以下、レチクルと
総称する）のパターンの像を投影光学系を介して感光材
（レジスト）が塗布された基板上の各投影領域（ショッ
ト領域）に転写する露光装置が使用されている。電子デ
バイスの回路は、回路パターンが転写された基板上に後
処理を施すことによって形成され、多層にわたって繰り
返し成層されることにより集積回路となる。

【０００３】近年、集積回路の高密度集積化、すなわち
回路パターンの微細化が進められており、これに伴い、
露光装置における露光用照明光（露光ビーム）が短波長
化される傾向にある。すなわち、露光ビーム用の光源と
して、これまで主流だった水銀ランプに代わって、Ｋｒ
Ｆエキシマレーザ（波長：２４８ｎｍ）が用いられるよ
うになり、さらに短波長のＡｒＦエキシマレーザ（１９
３ｎｍ）やＦ₂レーザ（１５７ｎｍ）の実用化が進めら
れている。

【０００４】波長１２０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の光は真
空紫外域に属し、その光（以下、真空紫外光と称する）
は、空気を透過しにくい。これは、空気中に含まれる酸
素分子・水分子・二酸化炭素分子などの物質（以下、吸
光物質と称する）によって光のエネルギーが吸収される
ためである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、露光ビーム
の光路上に配置される光学部材、例えば光学系を構成す
る光学素子の表面には、有機物、ハロゲン化物、水分子
などの曇りの原因となる物質（以下、汚染物質と称す
る）が付着しやすい。こうした汚染物質は、例えば、光
学部材が面する空間中の気体や光学部材を支持する構造
体の内壁等から発生する。光学部材にこうした汚染物質
が付着すると、露光用の基板に照明される露光ビームに
照度不足や照度不均一が生じやすい。

【０００６】そこで、光学部材に付着した汚染物質を取
り除く方法として、光洗浄（もしくは光オゾン洗浄）と
呼ばれる技術が知られている。この技術は、洗浄用ビー
ムとして、例えば上述したエキシマレーザなどの光源か
らの紫外光を光学部材に照射することにより、光学部材
に付着した汚染物質を分解し、汚染成分を除去するもの
である。

【０００７】しかしながら、従来の露光装置では、複数
の光学部材を光洗浄する際、洗浄用ビームの強度が光学
部材を経るごとに低下するため、光学系の光路終端付近
の光学部材に照射される光の強度が低下し、光洗浄の効
果が十分に得られない恐れがある。

【０００８】本発明は、上述する事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、光学系を構成する光学部材を
効果的に光洗浄し、露光精度の向上を図ることができる
露光装置を提供することにある。また、本発明の他の目
的は、デバイス精度の向上を図ることができるデバイス
の製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に係る発明は、ビーム（ＩＬ）により光学
系（ＰＬ）を介してマスク（Ｒ）のパターンを基板
（Ｗ）に転写する露光装置において、前記光学系（Ｐ
Ｌ）を構成する光学部材を光洗浄するために、前記光学
系（ＰＬ）に入射する洗浄用ビーム（ＩＬ）を発する光
源（２０）と、前記光学系（ＰＬ）の像面側に設置さ
れ、前記基板（Ｗ）を保持する保持部材（３２）を有す
るステージ装置（３３）と、前記保持部材（３２）に設
けられ、前記光学系（ＰＬ）から射出された前記洗浄用
ビーム（ＩＬ）を反射して前記光学系（ＰＬ）に再入射
させる反射部材（ＲＷ）とを備えることを特徴としてい
る。この露光装置では、光路終端付近で洗浄用ビームの
強度が低下する場合にも、光学系から射出された洗浄用
ビームが反射部材で反射し、その光学系に再入射する。
そのため、光学部材に照射される光の強度が増し、光洗
浄効果が向上する。しかも、その反射部材が、ステージ
装置が有する保持部材に設けられるので、光学系と物体
との間が狭い場合にも、その反射部材を光学系の像面側
に確実に配置することが可能である。

【００１０】この場合において、請求項２に記載の発明
のように、前記光学系（ＰＬ）に再入射する前記洗浄用
ビーム（ＩＬ）のエネルギー量を調整するエネルギー量
調整装置（５２）を備えるとよい。この場合、光学系に
再入射する洗浄用ビームのエネルギー量を調整すること
により、より効果的な光洗浄が実施可能となる。

【００１１】この場合において、請求項３に記載の発明
のように、前記エネルギー量調整装置（５２）は、前記
反射部材（ＲＷ）で反射した前記洗浄用ビーム（ＩＬ）
のエネルギー量を計測する計測装置（５３）と、該計測
装置（５３）の計測結果に基づいて前記ステージ装置
（３３）を駆動して前記光学系（ＰＬ）に対する前記反
射部材（ＲＷ）の相対位置を変化させる駆動装置（３
７）とを備えてもよい。この場合、計測装置の計測結果
に基づいて光学系に対する反射部材の相対位置を変化さ
せることにより、その光学系に再入射する洗浄用ビーム
のエネルギー量が調整される。

【００１２】また、請求項１から請求項３のいずれか一
項に記載の露光装置において、請求項４に記載の発明の
ように、前記反射部材（ＲＷ）は、前記洗浄用ビーム
（ＩＬ）に対する反射率が互いに異なる複数の領域から
なる反射面を有してもよい。この場合、洗浄用ビームが
反射する領域を変化させることにより、反射面における
反射率が変化し、光学系に再入射する洗浄用ビームのエ
ネルギー量が調整される。

【００１３】また、請求項１から請求項４のいずれか一
項に記載の露光装置において、請求項５に記載の発明の
ように、前記反射部材（ＲＷ）は、前記基板（Ｗ）と略
同一形状に形成され、前記基板（Ｗ）の代わりに前記ス
テージ装置（３３）に設置されてもよい。この場合、基
板の代わりに反射部材をステージ装置に設置することに
より、複雑な構成要素を新たに設けることなく、光学系
の像面側に反射部材を容易に配置することが可能とな
る。

【００１４】また、請求項１から請求項５のいずれか一
項に記載の露光装置において、請求項６に記載の発明の
ように、前記反射部材は、前記基板（Ｗ）を保持する保
持部材（３２）の表面に設けられる反射鏡（ＲＭ）であ
ってもよい。この場合、保持部材の表面に反射部材が設
けられることから、光学系と物体との間が狭い場合に
も、光学系の像面側に反射部材を容易に配置することが
できる。

【００１５】また、請求項７に記載の発明は、ビーム
（ＩＬ）により光学系（ＰＬ）を介してマスクのパター
ンを基板（Ｗ）に転写する露光装置において、前記光学
系（ＰＬ）を構成する光学部材を光洗浄するために、前
記光学系（ＰＬ）に入射する洗浄用ビーム（ＩＬ）を発
する光源（２０）と、前記光学系（ＰＬ）の像面側に設
置されるステージ装置（３３）と、前記ステージ装置
（３３）に設けられ、前記光学系（ＰＬ）から射出され
た前記洗浄用ビーム（ＩＬ）のエネルギー量を調整し
て、前記光学系に前記洗浄用ビーム（ＩＬ）を再入射さ
せる反射部材（ＲＷ）とを有することを特徴としてい
る。この露光装置では、光路終端付近で洗浄用ビームの
強度が低下する場合にも、請求項１に記載の露光装置と
同様に、光学系から射出された洗浄用ビームが反射部材
で反射し、その光学系に再入射する。そのため、光学部
材に照射される光の強度が増し、光洗浄効果が向上す
る。しかも、その反射部材が、ステージ装置が有する保
持部材に設けられるので、光学系と物体との間が狭い場
合にも、その反射部材を光学系の像面側に確実に配置す
ることが可能である。また、この露光装置では、反射部
材によって光学系に再入射する洗浄用ビームのエネルギ
ー量が調整されることから、より効果的な光洗浄が実施
可能となる。

【００１６】この場合において、請求項８に記載の発明
のように、前記反射部材（ＲＷ）は、前記洗浄用ビーム
（ＩＬ）に対する反射率が互いに異なる複数の領域から
なる反射面を有していてもよい。この場合、洗浄用ビー
ムが反射する領域を変化させることにより、反射面にお
ける反射率が変化し、光学系に再入射する洗浄用ビーム
のエネルギー量が調整される。

【００１７】また、請求項９に記載の発明は、リソグラ
フィ工程を含むデバイスの製造方法であって、前記リソ
グラフィ工程では請求項１から請求項５のいずれか一項
に記載の露光装置を用いてデバイスを製造することを特
徴としている。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る露光装置の第
１実施形態について図面を参照して説明する。本例は、
露光用のエネルギビーム（露光ビーム）として紫外光を
用いるステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置
に本発明を適用したものである。

【００１９】図２は、本例の投影露光装置の概略構成を
示す図であり、この図２において、投影露光装置の機構
部は照明系１０、レチクル操作部１１、投影光学系Ｐ
Ｌ、及びウエハ操作部１２に大きく分かれている。照明
系１０、レチクル操作部１１、投影光学系ＰＬ、及びウ
エハ操作部１２は、それぞれ箱状の気密構造からなる照
明系チャンバ１５、レチクル室１６、鏡筒１７、及びウ
エハ室１８の内部に、外気（ここでは後述のチャンバ内
の気体）から隔離された状態で収納されている。また、
投影露光装置は全体として、内部の気体の温度が所定の
目標範囲内に制御された一つの大きいチャンバ（不図
示）の内部に収納されている。

【００２０】投影露光装置の動作は、ＣＰＵ（中央処理
装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ
（ランダム・アクセス・メモリ）等を含むマイクロコン
ピュータ（又はミニコンピュータ）から構成される主制
御系１３により統括的に制御される。なお、投影光学系
ＰＬの光軸に垂直な面内で図２の紙面直交方向をＸ方
向、同面内でＸ方向に垂直な方向をＹ方向、投影光学系
ＰＬの光軸に平行な方向をＺ方向として以後説明する。
また、本例の露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方
向はＹ方向であるとする。

【００２１】照明系１０において、露光光源２０とし
て、真空紫外域の波長１９３ｎｍのパルスレーザ光を発
生するＡｒＦエキシマレーザが使用されており、露光光
源２０の射出端が照明系チャンバ１５の下部に取り付け
られている。また、露光光源２０には、図示しない光源
制御装置が併設されており、この光源制御装置は、主制
御系１３からの指示に応じて、射出されるパルスレーザ
光の発振中心波長及びスペクトル半値幅の制御、パルス
発振のトリガ制御、レーザチャンバ内のガスの制御等を
行うようになっている。

【００２２】露光光源２０から照明系チャンバ１５内に
射出された露光ビームＩＬは、ミラー２１で反射され、
振動等による光軸ずれをあわせるための不図示の自動追
尾部、及び露光ビームＩＬの断面形状の整形と光量制御
とを行う不図示のビーム整形光学系等を介してオプティ
カル・インテグレータ（ホモジナイザー）としてのフラ
イアイレンズ（又はロッドレンズ）２３に入射する。フ
ライアイレンズ２３の射出面には開口絞り（不図示）が
配置され、フライアイレンズ２３から射出されてその開
口絞りを通過した露光ビームＩＬは、リレーレンズ２５
を介して視野絞り（レチクルブラインド）２６に達す
る。

【００２３】視野絞り２６の配置面は露光対象のレチク
ルＲのパターン面とほぼ共役であり、視野絞り２６は、
そのパターン面での細長い矩形等の照明領域の形状を規
定するための固定ブラインドと、走査露光の開始時及び
終了時に不要な部分への露光を防止するためにその照明
領域を閉じる可動ブラインドとを備えている。視野絞り
２６を通過した露光ビームＩＬは、リレーレンズ２７、
ミラー２８、及び照明系チャンバ１５の先端部に固定さ
れたコンデンサレンズ系２９等を介してレチクルＲのパ
ターン面上の矩形（スリット状）の照明領域を均一な照
度分布で照明する。なお、上述した露光光源２０、及び
ミラー２１からコンデンサレンズ系２９までの複数の光
学部材により上記照明系１０が構成される。また、照明
系１０内の露光ビームＩＬの光路、すなわち露光光源２
０からコンデンサレンズ系２９までの光路は、照明系チ
ャンバ１５によって密閉度が高められた空間内にある。

【００２４】レチクル操作部１１において、レチクルＲ
はレチクルステージ３０上に保持されている。レチクル
ステージ３０は不図示のレチクルベース上でＹ方向にレ
チクルＲを連続移動するとともに、Ｘ方向、Ｙ方向及び
回転方向に同期誤差を低減させるようにレチクルＲを微
小駆動する。レチクルステージ３０の位置及び回転角は
不図示のレーザ干渉計によって高精度に計測され、この
計測値及び主制御系１３からの制御情報に基づいてレチ
クルステージ３０が駆動される。レチクルステージ３
０、不図示のレチクルベース、及びレチクルローダ等か
らレチクル操作部１１が構成され、レチクル操作部１１
内の露光ビームＩＬの光路、すなわち上記コンデンサレ
ンズ系２９から投影光学系ＰＬまでの光路は、レチクル
室１６によって密閉度が高められた空間内にある。

【００２５】投影光学系ＰＬとしては、本例では、物体
面（レチクルＲ）側と像面（ウエハＷ）側の両方がテレ
セントリックで円形の投影視野を有し、石英や蛍石等を
光学硝材とした複数の光学素子を有する縮小倍率の屈折
光学系が使用される。光学系を構成する複数の光学素子
は、鏡筒１７内に収納されており、投影光学系ＰＬのレ
チクルＲ側の光学素子からウエハＷ側の光学素子までの
光路は、鏡筒１７によって密閉度が高められた空間内に
ある。上述した照明系１０からの露光ビームＩＬのもと
で、レチクルＲの照明領域内のパターンの像が投影光学
系ＰＬを介して投影倍率β（βは例えば１／４，１／５
等）で、感光材（フォトレジスト）が塗布されたウエハ
Ｗ上に投影される。なお、ウエハＷは例えば半導体（シ
リコン等）又はＳＯＩ（silicon on insulator）等の円
板状の基板である。

【００２６】ウエハ操作部１２において、ウエハＷはウ
エハホルダ３２上の載置面に吸着保持される。ウエハホ
ルダ３２は、投影光学系ＰＬの像面側に配置されるステ
ージ装置としてのウエハステージ３３上に固定され、ウ
エハステージ３３は不図示のウエハベース上でＹ方向に
ウエハＷを連続移動するとともに、Ｘ方向及びＹ方向に
ウエハＷをステップ移動するように構成されている。ま
た、ウエハステージ３３は、オートフォーカスセンサ３
５によって計測されるウエハＷの表面の光軸ＡＸ方向
（Ｚ方向）の位置（フォーカス位置）の情報に基づい
て、オートフォーカス方式でウエハＷの表面を投影光学
系ＰＬの結像面に合焦させる。ウエハステージ３３のＸ
方向、Ｙ方向の位置、Ｘ軸の回りの回転角（ピッチング
量）、Ｙ軸の回りの回転角（ローリング量）、及びＺ軸
の回りの回転角（ヨーイング量）はレーザ干渉計３６に
よって高精度に計測され、この計測値及び主制御系１３
からの制御情報に基づいて駆動装置３７を介してウエハ
ステージ３３が駆動される。なお、ウエハホルダ３２上
にウエハＷを吸着するシステムは、例えば、真空ポンプ
などからなる不図示の真空発生装置と、この真空発生装
置による負圧作用を利用してウエハＷをウエハホルダ３
２上に吸着させる不図示の吸着機構と、これらを統括し
て制御する上記主制御系１３とを含んで構成される。

【００２７】また、ウエハホルダ３２、ウエハステージ
３３、ウエハベース、及び駆動装置３７によりウエハ操
作部１２が構成され、ウエハ操作部１２から外れた位置
（例えばウエハ操作部１２からＸ方向に外れた位置）に
は、ウエハローダ等（不図示）のウエハ搬送系が配置さ
れている。さらに、ウエハ操作部１２の上部及び投影光
学系ＰＬの下部側面は、ウエハ室１８を構成するカバー
で覆われ、その内部の密閉度が高められた空間内にあ
る。

【００２８】ところで、本例に用いられる露光ビームＩ
Ｌは波長１９３ｎｍの真空紫外光であるため、その露光
ビームＩＬに対する吸光物質としては、酸素（Ｏ₂）、
水（水蒸気：Ｈ₂Ｏ）、炭酸ガス（二酸化炭素：Ｃ
Ｏ₂）、有機物、及びハロゲン化物等がある。一方、露
光ビームＩＬが透過する気体（エネルギ吸収がほとんど
無い物質）としては、窒素ガス（Ｎ₂）や、ヘリウム
（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプ
トン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、ラドン（Ｒｎ）より
なる希ガスがある。以降、この窒素ガス及び希ガスをま
とめて「透過ガス」と呼ぶことにする。

【００２９】本例の投影露光装置は、照明系チャンバ１
５、レチクル室１６、鏡筒１７、及びウエハ室１８の各
筐体内の空間を、上述した透過ガスに置換するためのガ
ス置換装置４０を備えている。ガス置換装置４０は、上
記筐体内の各空間に所定のガスを供給するガス供給装置
４１、上記筐体内の各空間から気体を排出する気体排出
装置４２、上記各筐体内の吸光物質の濃度を計測する濃
度センサ４３等を有している。ガス供給装置４１、気体
排出装置４２、濃度センサ４３はそれぞれ、主制御系１
３により制御される。

【００３０】より具体的には、ガス供給装置４１は、例
えば、投影露光装置全体が収納されているチャンバの外
部に設置されかつ透過ガス（例えばヘリウムガス）が高
純度の状態で圧縮又は液化されて貯蔵されたボンベ、ガ
ス供給用の配管、及び流量調整バルブ（いずれも不図
示）等を有し、主制御系１３の制御のもとで、照明系チ
ャンバ１５、レチクル室１６、鏡筒１７、及びウエハ室
１８の各筐体の内部に透過ガスを供給するように構成さ
れている。また、気体排出装置４２は、ガス排出用の配
管、この配管を介して筐体の内部の気体を排気するため
の真空ポンプ、開閉バルブ（いずれも不図示）等を有
し、主制御系１３の制御のもとで、上記各筐体の内部か
ら気体を排出するように構成されている。濃度センサ４
３としては、例えば、酸素濃度計、水蒸気の濃度計とし
ての露点計、及び二酸化炭素のセンサ等を組み合わせた
複合センサ、質量分析計の類の装置等が用いられる。本
例では、例えば、濃度センサ４３の計測結果に基づい
て、ガスの供給・排気動作のタイミングが決定される。

【００３１】ここで、前述したように、露光ビームＩＬ
の光路上に配置される光学部材、すなわち照明系１０及
び投影光学系ＰＬを構成する光学素子等の表面に、有機
物、ハロゲン化物、水分子などの汚染物質が付着する
と、その光学部材に曇りが生じる原因となる。特に、投
影光学系ＰＬの最下段に配される光学素子（先玉４５）
は、直近に感光材（フォトレジスト）が塗布されたウエ
ハＷが配されるため、感光材から生じる脱ガスに含まれ
る有機物やハロゲン化物等の吸光物質の付着によって曇
りが生じやすい。

【００３２】そこで、本例では、照明系１０及び投影光
学系ＰＬを構成する光学部材（光学素子を含む）の表面
を光洗浄するための光洗浄装置を備えている。具体的に
は、光洗浄装置は、照明系１０及び投影光学系ＰＬに入
射する光洗浄用のビーム（洗浄用ビーム）を発する光
源、投影光学系ＰＬから射出された洗浄用ビームを反射
して光学系に再入射させる反射部材ＲＷ、投影光学系Ｐ
Ｌに再入射する洗浄用ビームのエネルギー量を調整する
エネルギー量調整装置５２、上述したガス置換装置４
０、及び主制御系１３等を含んで構成される。

【００３３】洗浄用ビームを発する光源として、本例で
は、上述した実露光用の露光光源２０が用いられる。す
なわち、光源２０からは、洗浄用ビームとして、真空紫
外域の波長１９３ｎｍのパルスレーザ光が射出される。
ここで、光洗浄のメカニズムとしては、光学部材に接す
る空間に含まれる酸素分子がビームを受けてオゾンとな
り、このオゾンが光学部材表面に付着した汚染物質と化
学反応を起こし、Ｈ₂Ｏ、ＣＯ₂などのガス物質となって
排出されたり、洗浄用ビームのエネルギーによって光学
部材表面に付着した汚染物質が物理的に吹き飛ばされた
り、ビームの照射によって汚染物質に含まれる分子の結
合手が引き離されて質量数の小さい分子になって汚染物
質に該当しなくなったりなどが考えられる。そこで、光
洗浄に効果のあるオゾンを光学部材の表面近傍により多
く発生させることを目的として、洗浄用ビームとして射
出されるパルスレーザ光の発振中心波長を、実露光時に
使用している領域から酸素吸収帯にシフトするように上
述した光源制御装置（不図示）を制御してもよい。な
お、光源２０による洗浄用ビームの照射のタイミング
や、発振中心波長のシフト量等は、主制御系１３により
制御される。

【００３４】反射部材ＲＷは、実露光時には、例えば、
所定の収容装置（不図示のカセットなどの収容容器）に
収容されており、光洗浄時、その収容装置から取り出さ
れてウエハＷの代わりにウエハホルダ３２上の載置面に
吸着保持される。また、反射部材ＲＷは、本例では、実
露光用のウエハＷと略同一形状に形成されている。すな
わち、反射部材ＲＷには、ウエハＷに形成されている位
置合わせ用の切り欠き部（オリフラ、ノッチなど）も備
えられている。通常、実露光用のウエハＷは、ウエハス
テージに搬送される前に、アライメント装置によって上
記切り欠き部の検出が行われる。このアライメント装置
によっては、ウエハＷの切り欠き部を検出できない場
合、そのウエハＷを除外したり、搬送エラーを出す場合
がある。本実施の形態では、反射部材ＲＷがウエハＷを
収容する収容装置（収容容器）に収納され、ウエハＷと
同様の搬送経路に沿って、ウエハステージまで搬送され
るために、反射部材ＲＷが搬送途中で除去されたり、搬
送エラーが出ないようにしなければならない。そのため
に、反射部材ＲＷにも位置合わせ用の切り欠き部が形成
されている。なお、実露光用のウエハＷと反射部材ＲＷ
とが同一の収容装置（収容容器）に収容される場合に
は、反射部材ＲＷとウエハＷとを区別するため、あるい
は反射部材ＲＷを検出するために、反射部材ＲＷをウエ
ハＷとは異なる形状に形成したり、もしくはウエハＷと
は異なる数の切り欠き部を反射部材ＲＷに形成したりし
てもよい。例えば、ウエハＷの外周部に、一ケ所切り欠
き部を形成し、反射部材ＲＷの外周部には、二ケ所切り
欠き部を形成すればよい。そして、アライメント装置
に、切り欠き部の数もしくはその形状を検出できる機能
を付加すればよい。さらに、反射部材ＲＷの表面のうち
少なくとも投影光学系ＰＬに向けて配される一面は、所
定の反射率を有する反射面となるように形成されてい
る。なお、この反射面は、金属表面を研磨したり、金属
やガラスあるいは樹脂等の表面に数層のコーティングを
施したりすることにより形成される。

【００３５】エネルギー量調整装置５２は、本例では、
洗浄用ビームのエネルギー量を計測する計測装置５３、
この計測装置５３の計測結果に基づいてウエハステージ
３３を駆動して投影光学系ＰＬに対する反射部材ＲＷの
相対位置を変化させる駆動装置（本例ではウエハステー
ジ３３の駆動装置３７）等を含んで構成される。

【００３６】計測装置５３は、光学系からビームを取り
出すためのビームスプリッタ５５、このビームスプリッ
タ５５により取り出した光源２０からのビームの光量を
計測するインテグレータセンサ５６、及び投影光学系Ｐ
Ｌから反射して戻ってきたビームの光量を計測する反射
率モニタ５７等を有している。この計測装置５３の計測
結果に基づいて、光学系の透過率及び反射率の変化が主
制御系１３によって監視される。インテグレータセンサ
５６及び反射率モニタ５７の計測結果は、それぞれ主制
御系１３に送られ、それらの結果に基づいて、駆動装置
３７を介してウエハステージ３３が駆動される。ウエハ
ステージ３３の傾きや高さが変化することにより、投影
光学系ＰＬに対する反射部材ＲＷの相対位置（傾きや距
離）が変化し、投影光学系ＰＬに再入射する洗浄用ビー
ムのエネルギー量が変化するようになっている。

【００３７】次に、上記構成の投影露光装置における露
光方法の一例について図１及び図２を参照して説明す
る。本例における露光方法は、光源２０からの露光ビー
ムＩＬにより投影光学系ＰＬを介してレチクルＲのパタ
ーンをウエハＷに転写する露光モードと、光源２０から
の露光ビームＩＬにより光学部材の表面を光洗浄する光
洗浄モードとを有している。

【００３８】まず、露光モードに先立って、上述したガ
ス置換装置４０により、照明系チャンバ１５、レチクル
室１６、鏡筒１７、及びウエハ室１８の各筐体内の空間
を透過ガス（例えばヘリウムガス）にガス置換する。そ
して、各筐体内の空間に含まれる吸光物質の濃度が十分
に低下すると、露光モードに移行する。

【００３９】露光モードにおいて、感光材であるレジス
トが塗布されたウエハＷは、不図示のウエハ搬送系によ
り搬送されてウエハステージ３３上に設置される。この
とき、ウエハＷは、ウエハステージ３３上でウエハホル
ダ３２の載置面に吸着保持され、不図示のアライメント
系により位置決めされる。投影露光装置は、ウエハＷ上
の露光対象の各ショット領域を投影光学系ＰＬの露光領
域（照明領域）にステップ移動させる動作と、レチクル
ステージ３０を介して露光ビームＩＬの照明領域に対し
てレチクルＲをＹ方向に一定速度ＶＲで走査するのに同
期してウエハステージ３３を介して一定速度β・ＶＲ
（βは投影光学系ＰＬの投影倍率）でウエハＷをＹ方向
に走査する動作とをステップ・アンド・スキャン方式で
繰り返す。これにより、ウエハＷ上の各ショット領域に
レチクルＲのパターンの縮小像が順次転写される。

【００４０】ここで、本例では、露光ビームＩＬとして
真空紫外光である波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレー
ザ光を用いることから、照明系１０から投影光学系ＰＬ
までの各光学部材の表面に付着した水分や有機物等の汚
染物質により、屈折素子については透過率の低下を招
き、反射素子については反射率の低下を招きやすい。こ
れらの汚染は、露光ビームＩＬが光学部材を通過してい
るときは、そのビームによる光洗浄効果によってある程
度洗浄される。しかし、露光ビームＩＬが通過していな
いときには、時間の経過とともに汚染が進行しやすい。
したがって、例えば、実露光用のウエハＷに対する露光
が終了した時点で、次の光洗浄モードに移行する。

【００４１】光洗浄モードにおいて、投影露光装置は、
実露光用のウエハＷに代えて、光洗浄用の反射部材ＲＷ
をウエハホルダ３２上の載置面に吸着保持する。このと
き、反射部材ＲＷは、実露光用のウエハＷと略同一形状
であることから、ウエハＷを取り扱うものと同一のウエ
ハ搬送系により搬送されてウエハステージ３３上に設置
される。そして、上述した光洗浄装置は、光源２０から
ビーム（洗浄用ビーム）を射出し、その洗浄用ビームを
照明系チャンバ１５からレチクル室１６、鏡筒１７、ウ
エハ室１８内に順に通過させる。このとき、照明系チャ
ンバ１５、レチクル室１６、鏡筒１７、及びウエハ室１
８の各筐体内の洗浄用ビームＩＬの光路を囲む空間は、
上述した透過ガスに置換されており、吸光物質が低減さ
れた状態にある。そのため、洗浄用ビームは、上記各空
間内を進行し、各光学系を構成する光学部材の表面の汚
染を洗浄する。また、この光洗浄に伴って、洗浄用ビー
ムのエネルギーの一部は汚染物質に吸収され、光学部材
を経るごとに徐々にそのビームの強度が低下する。

【００４２】本例では、投影光学系ＰＬの像面側に反射
部材ＲＷが設置されており、投影光学系ＰＬから射出さ
れた洗浄用ビームＩＬは、図１に示すように、この反射
部材ＲＷで反射して、投影光学系ＰＬに再入射する。投
影光学系ＰＬに再入射した洗浄用ビームＩＬは、それま
でとは逆方向に進行することから、光源からの反射前の
ビーム（入射ビーム）と、反射後のビーム（反射ビー
ム）とによって、各光学部材が光洗浄されることにな
る。このように、洗浄用ビームＩＬが各光学部材を複数
回通過することにより、光学部材に照射される光の強度
が増し、光洗浄効果が向上する。特に、投影光学系ＰＬ
の最下段の光学素子（先玉４５）は、光源から遠い光路
終端に位置し、しかも感光材（フォトレジスト）から生
じる汚染物質の付着によって曇りが生じやすいものの、
反射ビームに照射されることで、光路終端に位置する不
利が解消され、その表面の付着した汚染物質が速やかに
分解・除去される。このように、本例では、露光モード
と光洗浄モードとを繰り返すことにより、装置稼動中に
おいて、照明系１０及び投影光学系ＰＬを構成する光学
部材の曇りが生じにくくなり、露光モードにおけるウエ
ハに対する照度不足や照度不均一が回避される。

【００４３】また、光洗浄モードにおいて、投影露光装
置は、エネルギー量調整装置５２により、反射部材ＲＷ
で反射する洗浄用ビームＩＬのエネルギー量を調整す
る。すなわち、先の図２に示した光源２０からの洗浄用
ビーム（入射ビーム）の一部が、ビームスプリッタ５５
により取り出され、その光量がインテグレータセンサ５
６を介して計測される一方、反射部材ＲＷによって反射
して戻ってきた洗浄用ビーム（反射ビーム）の一部が、
ビームスプリッタ５５により取り出され、その光量が反
射率モニタ５７によって計測される。主制御系１３は、
反射率モニタ５７によって計測される反射ビームの光量
に基づいて、例えばその光量がなるべく多くなるよう
に、駆動装置３７を介してウエハステージ３３を駆動
し、投影光学系ＰＬに対する反射部材ＲＷの相対的な傾
きや高さを調整する。このときの反射部材ＲＷの表面の
高さや傾きなどの位置情報は、オートフォーカスセンサ
３５により検出される。投影光学系ＰＬに対する反射部
材ＲＷの相対位置が変化することにより、投影光学系Ｐ
Ｌに入射する反射ビームのエネルギー量が調整され、よ
り効果的な光洗浄が実施される。

【００４４】ところで、光洗浄モードにおいて光源２０
から射出される洗浄用ビームの光量は、露光モードにお
いて要求される光量よりも少なくてもよい。すなわち、
洗浄用ビームの照射による光学部材や光源自身の劣化
（寿命が短くなるなど）を考慮すると、洗浄用ビームの
光量は、光洗浄効果が得られる最小限の量に抑制するの
が好ましい。本例の場合、反射部材ＲＷによって洗浄用
ビームを反射・往復させて光洗浄に用いることから、そ
のエネルギーが無駄なく光洗浄に用いられるとともに、
光路上の各光学部材が受けるビームのエネルギー量は光
学系の始端（光源側）から終端（ウエハ側）の全体にわ
たって平均化される。したがって、一方向に進行する洗
浄用ビームだけを用いる場合に比べて、洗浄用ビームの
光量（パルス光の強度）は少なくて済む。なお、光洗浄
モードにおけるパルス光の発振間隔は、光源に出力する
トリガパルスによって調整され、その発振強度は、光源
に対する印加電圧（充電電圧）を変化させることで調整
される。また、通常、照明系１０内には、互いに透過率
が異なる複数のＮＤフィルタを有するターレット板が配
置されており、露光モードにおいて、例えばウエハＷ上
のレジストの感度が大きく変化するときにそのターレッ
ト板を回転させてその感度に対応する１つのＮＤフィル
タを選択・配置することで１パルス当たりの光強度を調
整する。光洗浄モードにおいて、洗浄用ビームのパルス
光の強度を大きく変化させる際には、上記ターレット板
を回転させたり、ターレット板の回転と前述した光源の
発振強度の調整とを併用したりしてもよい。

【００４５】また、光洗浄モードにおいて、洗浄用ビー
ムが繰り返し照射されると、そのエネルギーにより、反
射部材ＲＷの表面（反射面）が劣化する恐れがある。そ
のため、図３に示すように、反射部材ＲＷの反射面にお
ける洗浄用ビームが照射される領域ＩＡを所定のタイミ
ングでずらすようにするとよい。照射領域ＩＡの変更
は、先の図２に示した駆動装置３７を介してウエハステ
ージ３３をＸＹ方向に移動させることにより実施でき
る。また、照射領域ＩＡを変更するタイミングとして
は、例えば、洗浄用ビームの照射を所定回数実施したと
きや、洗浄用ビームの累積照射時間が予め設定された値
に達したとき、あるいは、反射部材ＲＷにおける反射面
の反射率が低下したときなどがある。なお、反射率の低
下は、先の図２に示した計測装置５３によって検出する
ことが可能である。つまり、主制御系１３により、例え
ばインテグレータセンサ５６で計測される光源２０から
の入射ビームの光量と、反射率モニタ５７で計測される
反射ビームの光量とを監視しておき、入射ビームの光量
に対して反射ビームの光量が、所定の予測範囲を超えて
低下したことを、反射率が低下したものとして検出する
とよい。また、反射率の低下を検出する他の方法として
は、上述したインテグレータセンサ５６の代わりに、ウ
エハステージ３３に不図示の照度計（ディテクタなど）
を設置しておき、その照度計で計測される光学系からの
ビームの光量と、上述した反射率モニタ５７で計測され
る反射ビームの光量とを一定時間ごとに比較し、その光
量の差から反射率低下を検出するようにしてもよい。こ
のように、反射面における洗浄用ビームの照射領域を所
定のタイミングで変更することにより、反射部材ＲＷの
反射面の劣化に伴う反射ビームの強度低下が抑制され、
安定的な光洗浄を実施することが可能となる。

【００４６】さらに、この照射領域ＩＡの変更は、図３
に示したステッピング移動に限らず、図４に示すよう
に、スキャン移動としてもよい。すなわち、光洗浄モー
ドにおいて、例えば、先の図２に示した光源２０により
洗浄用ビームを射出しつつ、駆動装置３７によりウエハ
ステージ３３をＸＹ方向に所定の速度で走査移動させ、
反射部材ＲＷにおける洗浄用ビームの照射領域を連続的
に移動させるとよい。この場合、反射面の反射率が平均
化されて、投影光学系ＰＬに再入射する洗浄用ビームの
所定時間あたりのエネルギー量が安定するようになる。
また、洗浄用ビームによる反射部材ＲＷの劣化の進行に
ムラがなくなり、結果として反射部材ＲＷの寿命向上を
図ることが可能となる。

【００４７】また、反射部材の反射面は、全体が均一な
反射率のものに限らず、図５に示すように、洗浄用ビー
ムに対する反射率が互いに異なる複数の領域ＲＡ１，Ｒ
Ａ２，ＲＡ３，…ＲＡ６からなってもよい。反射面の反
射率は、被膜をコーティングしたり、表面粗度を変化さ
せたりすることにより、所望の値に近づけて設定するこ
とが可能である。反射面の反射率が領域ごとに異なる場
合、反射率が異なる各領域の配置位置と反射率とを関連
づけて主制御系１３に記憶しておき、汚染状態に応じ
て、洗浄用ビームが照射される領域を選択するようにす
るとよい。このように、反射面の反射率が領域ごとに異
なる反射部材ＲＷ２を用い、洗浄用ビームが反射する領
域を変化させることにより、投影光学系に再入射する洗
浄用ビームのエネルギー量を容易に調整することが可能
となる。なお、この異なる反射率の領域を有する反射部
材ＲＷ２と、上述したエネルギー量調整装置５２とを組
み合わせて、投影光学系に入射する洗浄用ビームのエネ
ルギー量を調整するようにしてもよい。また、反射部材
ＲＷの反射面における洗浄用ビームが照射される領域内
で部分的に反射率が異なるようにしてもよい。

【００４８】さらに、反射部材の反射面の形状は平面に
限らない。例えば、図６に示すように、反射面６０を、
凹状に湾曲した曲面形状に形成してもよい。この場合、
投影光学系から射出された洗浄用ビームが、この反射面
６０で反射してその曲面の中心に向けて集光される。し
たがって、光学系を構成する光学部材のうち特定の光学
部材の特定箇所に反射ビームを強く照射し、汚染箇所を
集中的に光洗浄するといったことが可能となる。例え
ば、投影光学系の最下段に配される光学素子（先玉）に
対して反射ビームを強く照射させることにより、先玉の
表面が著しく汚染されている場合にも効果的に光洗浄さ
れる。

【００４９】図７、図８は、上述した曲面形状の反射面
６０を有する反射部材の一例（反射部材ＲＷ３、ＲＷ
４）を示している。まず、図７に示す反射部材ＲＷ３で
は、凹状で球面状に形成された複数の反射面６０がＸＹ
方向に所定ピッチで並べて配列されている。この場合、
先の図３に示したステッピング移動による照射領域ＩＡ
の変更に対応することが可能となる。また、図８に示す
反射部材ＲＷ４では、曲面形状の反射面６０が所定の方
向（ここではＹ方向）に延びて形成されている。この場
合、先の図４に示したスキャン移動による照射領域ＩＡ
の変更に対応することが可能となる。なお、反射面の形
状は、これに限るものではなく、凸状に湾曲した曲面形
状であったり、反射ビームがムラなく先玉に照射するよ
うに投影光学系から射出された洗浄用ビームを拡散させ
る形状であったりしてもよい。

【００５０】ここで、本例のワーキング・ディスタンス
部の間隔、すなわち先の図２に示した投影光学系ＰＬの
先端の光学素子（先玉４５）とウエハＷとの間隔は狭
く、例えば１０ｍｍ程度である。そのため、投影光学系
ＰＬとウエハステージ３３との間に反射部材を設置する
機構を新たに設けることはスペース的に難しい。本例で
は、実露光用のウエハＷの保持部材であるウエハホルダ
３２に反射部材を設置することから、狭いワーキング・
ディスタンス部であっても、投影光学系ＰＬの像面側に
反射部材を確実に配置することができる。なお、本例で
は、実露光用のウエハＷと略同一形状に反射部材が形成
されているので、ウエハＷと同じウエハ搬送系を用い
て、ウエハＷの代わりに反射部材をウエハステージ３３
（ウエハホルダ３２）に容易に設置できるという利点を
有する。特に、本例のように、ウエハ操作部１２が密閉
度が高められた空間内にある場合、反射部材を配置する
のにその密閉が破られることをなるべく避ける必要があ
る。本例では、反射部材をウエハと同じように取り扱え
ることから、空間内の環境の維持が比較的容易である。
この場合において、例えば反射部材の厚みだけをウエハ
Ｗよりも厚くすることにより、反射部材の反射面を投影
光学系ＰＬに近づけて、反射ビームの損失を少なくする
ようにしてもよい。

【００５１】次に、本発明に係る露光装置の第２実施形
態について図９を参照して説明する。なお、この図９に
おいて、図１に対応する部分には同一符号を付してその
説明を省略する。この第２実施形態では、第１実施形態
と異なり、ウエハホルダ３２に撮像手段としての２次元
のＣＣＤカメラ６１が配設されている。ＣＣＤカメラ６
１は、投影光学系ＰＬから射出された洗浄用ビームＩＬ
の面内分布を算出するためのものである。

【００５２】光洗浄モードにおいて、本例では、まず、
投影光学系ＰＬからの洗浄用ビームＩＬの照射位置にお
ける光量の面内分布が算出される。すなわち、ウエハス
テージ３３上にウエハＷ及び反射部材ＲＷのいずれも設
置されていない状態で、光洗浄装置は、不図示の光源か
ら洗浄用ビームＩＬを射出し、その洗浄用ビームＩＬを
各光学系を介してＣＣＤカメラ６１の撮像面に照射す
る。このとき、ＣＣＤカメラ６１によって撮像された洗
浄用ビームＩＬの画像信号は主制御系１３に送られる。
主制御系１３は、この画像信号に基づいて洗浄用ビーム
ＩＬの光量の面内分布を算出しその値を記憶する。面内
分布を算出すると、主制御系１３は、光洗浄用の反射部
材ＲＷをウエハホルダ３２上の載置面に吸着保持し、光
洗浄装置により、再び光源から洗浄用ビームＩＬを射出
し、各光学系を構成する光学部材を光洗浄する。

【００５３】このとき、本例では、先ほど算出した洗浄
用ビームＩＬの面内分布に基づいて、投影光学系ＰＬに
再入射するエネルギー量を調整する。より具体的には、
上記面内分布に基づいて、主制御系１３は、光学部材が
他に比べてより汚染された箇所、すなわち投影光学系Ｐ
Ｌからの洗浄用ビームＩＬの光量が他の領域に比べて少
ない領域に向けて反射ビームを強く照射するように、駆
動装置３７を介してウエハステージ３３を駆動し、投影
光学系ＰＬに対する反射部材ＲＷの相対位置（傾きや距
離）を調整する。このように、本例では、ＣＣＤカメラ
６１を用いて洗浄用ビームＩＬの光量の面内分布を算出
することにより、光学部材の汚染箇所を特定し、効率的
に光洗浄を実施することが可能となる。

【００５４】また、図１０は、本発明に係る露光装置の
第３実施形態を示している。なお、この図１０において
も、図１に対応する部分には同一符号を付してその説明
を省略する。この第３実施形態では、上述した各実施形
態と異なり、ウエハホルダ３２の表面に反射部材として
の反射鏡ＲＭが設置されている。本例では、反射鏡ＲＭ
は、その外形が実露光用のウエハＷとほぼ同じ大きさと
なり、投影光学系ＰＬを臨む一面が所定の反射率を有す
る反射面となるように形成されている。また、この反射
鏡ＲＭの上に、実露光用のウエハＷが吸着保持されるよ
うになっている。

【００５５】光洗浄モードにおいて、本例では、不図示
のウエハ搬送系により実露光用のウエハＷをウエハステ
ージ３３上から搬出することにより、ウエハホルダ３２
に設置された反射鏡ＲＭの反射面を露出させる。続い
て、光洗浄装置により、光源から洗浄用ビームＩＬを射
出し、このときの入射ビームと反射鏡ＲＭの反射面で反
射された反射ビームとによって各光学系を構成する光学
部材を光洗浄する。このように、本例では、反射部材と
しての反射鏡が既にウエハステージ３３（ウエハホルダ
３２）上に設置されており、上述した実施形態のように
反射部材を光洗浄のたびごとに設置する必要がないた
め、スループットの向上を図りやすい。なお、この反射
鏡ＲＭに対しても上述した反射部材と同様に、投影光学
系ＰＬに対する相対位置を変化させる。これにより、投
影光学系ＰＬに再入射する洗浄用ビームのエネルギー量
が調整される。なお、このときの反射鏡ＲＭの高さや傾
きなどの位置情報は、オートフォーカスセンサ３５によ
り検出される。また、反射鏡ＲＭの設置位置は、ウエハ
ホルダ以外の場所、例えばウエハステージ上としてもよ
い。

【００５６】なお、上述した各実施形態において示した
各構成部材の諸形状や組み合わせ、および手順等は一例
であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設
計要求等に基づき種々変更可能である。本発明は、例え
ば以下のような変更をも含むものとする。

【００５７】例えば、反射部材は、その両面をともに反
射面としてもよい。この場合、所定のタイミングで裏表
を切り換えて反射部材をウエハホルダに設置することに
より、洗浄用ビームの照射による反射面の劣化の進行を
分散し、反射部材の寿命を延ばすことが可能となる。

【００５８】また、反射部材として、実露光用のウエハ
を用いるようにしてもよい。

【００５９】また、上述した各実施形態では、洗浄用ビ
ームとして、実露光用に用いられる露光光源２０からの
ビームを用いているが、この露光光源２０とは別に、新
たに光源を設置し、この光源からのビーム（紫外光）を
各光学系に照射して光洗浄するようにしてもよい。この
場合、実露光用の露光ビームと異なる波長のビームを用
いて光洗浄を行うことが可能となる。

【００６０】また、光洗浄のタイミングは、上述した実
露光用のウエハＷに対する実露光終了後に限らず、例え
ば、組立・初期調整時に装置内に大量に含まれる残留空
気と所定のガスとを置換する初期ガス置換時や、装置の
立ち上げ時、あるいは定期的なメンテナンス（例えば一
ヶ月に一度）時、レチクルＲの交換時、所定時間経過
（例えば１０分）時等においても実施される。さらに、
例えば上述した計測装置５３によって光学部材の汚染状
態を監視しておき、その監視結果に基づいて光洗浄のタ
イミングを定めるようにしてもよい。あるいは、ガスの
供給・排気動作のタイミングを決定するための濃度セン
サ４３の計測結果に基づいて、光洗浄のタイミングを定
めてもよい。また、反射部材を複数のウエハを収納する
カセット（収容容器）の先頭に収納し、カセットを交換
する毎に、光洗浄を行ってもよい。

【００６１】また、照明系１０、レチクル室１６、投影
光学系ＰＬ、及びウエハ室１８における各内部空間を満
たす透過ガスとして、全てを同一種類としてもよいし、
異なる種類のガスを用いてもよい。

【００６２】また、上述した実施形態では、各筐体内を
置換するガスとして、例えば窒素、ヘリウム、アルゴン
等の、真空紫外光のエネルギ吸収の少ない透過ガスを用
いているが、ガス置換を実施するにあたり、一時的に、
真空紫外光を吸収してオゾンを発生する吸光物質（例え
ば酸素分子など）又はオゾン物質が含まれる吸収性ガス
（酸素など）を筐体内空間に供給してもよい。すなわ
ち、こうした吸収性ガスをガス置換前の筐体内空間に供
給することにより、ガス置換前の筐体内空間に残存する
吸光物質と、一時的に供給されたオゾンを発生する物質
又はオゾン物質が含まれる吸光ガスとの両方に露光ビー
ムが照射されることになり、光学部材の光洗浄に際し、
該空間内にオゾンが確実に存在するようになる。そのた
め、光学部材の表面に付着した汚染物質が安定して酸化
分解される。その際、光学部材近傍に局所的に吸収性ガ
スが分布するように供給することで、さらに効率よく光
洗浄が行われ、光学部材からの吸光物質の排除が容易と
なる。こうした一時的な吸収性ガスの供給は、特に、定
期的なメンテナンス時等、筐体内空間の吸光物質濃度が
比較的低く維持されていると予測される場合に有利であ
る。なお、吸収性ガスを用いて光洗浄を行った後に透過
ガスで筐体内空間をガス置換することはいうまでもな
い。また、ガス置換の方法としては、上述したガスの供
給・排気を行う方法のみならず、気体排出装置のみを利
用して、減圧による吸引作用だけで該空間内から吸光物
質を含んだ気体を排出してもよい。

【００６３】また、本発明が適用される露光装置は、露
光用照明光（露光ビーム）に対してマスク（レチクル）
と基板（ウエハ）とをそれぞれ相対移動する走査露光方
式（例えば、ステップ・アンド・スキャン方式など）に
限られるものではなく、マスクと基板とをほぼ静止させ
た状態でマスクのパターンを基板上に転写する静止露光
方式、例えばステップ・アンド・リピート方式などでも
よい。さらに、基板上で周辺部が重なる複数のショット
領域にそれぞれパターンを転写するステップ・アンド・
スティッチ方式の露光装置などに対しても本発明を適用
することができる。また、投影光学系は縮小系、等倍
系、及び拡大系のいずれでもよいし、屈折系、反射屈折
系、及び反射系のいずれでもよい。さらに、投影光学系
を用いない、例えばプロキシミティ方式の露光装置など
に対しても本発明を適用できる。

【００６４】また、本発明が適用される露光装置は、露
光用照明光としてｇ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザ光
（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（１９３ｎ
ｍ）、Ｆ₂レーザ光（１５７ｎｍ）、レーザ光、及びＡ
ｒ₂レーザ光などの紫外光だけでなく、例えばＥＵＶ
光、Ｘ線、あるいは電子線やイオンビームなどの荷電粒
子線などを用いてもよい。さらに、露光用光源は水銀ラ
ンプやエキシマレーザだけでなく、ＹＡＧレーザ又は半
導体レーザなどの高調波発生装置、ＳＯＲ、レーザプラ
ズマ光源、電子銃などでもよい。

【００６５】また、投影光学系としては、エキシマレー
ザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石
などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ₂レーザやＸ
線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にし
（レチクルも反射型タイプのものを用いる）、また、電
子線を用いる場合には光学系として電子レンズおよび偏
向器からなる電子光学系を用いればいい。なお、電子線
が通過する光路は真空状態にすることはいうまでもな
い。

【００６６】また、本発明が適用される露光装置は、半
導体デバイス製造用に限られるものではなく、液晶表示
素子、ディスプレイ装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子
（ＣＣＤなど）、マイクロマシン、及びＤＮＡチップな
どのマイクロデバイス（電子デバイス）製造用、露光装
置で用いられるフォトマスクやレチクルの製造用などで
もよい。

【００６７】また、レチクルステージやウエハステージ
にリニアモータを用いる場合には、エアベアリングを用
いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス
力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、
レチクルステージ、ウエハステージは、ガイドに沿って
移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレス
タイプであってもよい。

【００６８】また、ステージの駆動装置として平面モ−
タを用いる場合、磁石ユニット（永久磁石）と電機子ユ
ニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニッ
トと電機子ユニットの他方をステージの移動面側（ベー
ス）に設ければよい。

【００６９】また、ウエハステージの移動により発生す
る反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されて
いるように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）
に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた
露光装置においても適用可能である。

【００７０】また、レチクルステージの移動により発生
する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載され
ているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大
地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備
えた露光装置においても適用可能である。

【００７１】また、露光装置は、本願特許請求の範囲に
挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定
の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、
組み立てることで製造される。これら各種精度を確保す
るために、この組み立ての前後には、各種光学系につい
ては光学的精度を達成するための調整、各種機械系につ
いては機械的精度を達成するための調整、各種電気系に
ついては電気的精度を達成するための調整が行われる。
各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各
種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接
続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシ
ステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシ
ステム個々の組み立て工程があることはいうまでもな
い。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終
了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各
種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度及び
クリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが
望ましい。

【００７２】また、図１１は、電子デバイス（半導体素
子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、薄膜磁気ヘ
ッド等）の製造工程におけるフローチャートの一例を示
している。デバイスは、この図１１に示すように、デバ
イスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計
ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステ
ップ２０２、シリコン材料からウエハを製造するステッ
プ２０３、前述した実施形態の露光装置によりレチクル
のパターンをウエハに露光するウエハ処理ステップ２０
４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボン
ディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ス
テップ２０６等を経て製造される。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１から請求
項８に記載された各発明によれば、光学系から射出され
た洗浄用ビームを反射部材で反射してその光学系に再入
射させることにより、その光学系を構成する光学部材に
照射される光の強度を増加させ、光学部材を効果的に光
洗浄し、露光精度の向上を図ることができる。また、請
求項９に記載された発明によれば、精度よく露光処理を
行うことにより、デバイス精度の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る露光装置の第１実施形態の主要
部の構成を示す図である。

【図２】本発明に係る露光装置の第１実施形態を概略
的に示す構成図である。

【図３】反射部材の反射面において洗浄用ビームの照
射領域が変化する様子の一例を示す図である。

【図４】反射部材の反射面において洗浄用ビームの照
射領域が変化する様子の他の例を示す図である。

【図５】反射率が互いに異なる反射面を有する反射部
材を示す図である。

【図６】曲面形状に形成された反射面を模式的に示す
断面図である。

【図７】曲面形状の反射面の配置例を示す図である。

【図８】曲面形状の反射面の他の配置例を示す図であ
る。

【図９】本発明に係る露光装置の第２実施形態の主要
部の構成を示す図である。

【図１０】本発明に係る露光装置の第３実施形態の主
要部の構成を示す図である。

【図１１】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフ
ローチャート図である。

【符号の説明】

Ｒレチクル（マスク）Ｗウエハ（基板）ＩＬ露光ビーム，洗浄用ビームＲＷ反射部材ＲＭ反射鏡ＰＬ投影光学系（光学系）１０照明系（光学系）１３主制御系２０光源３２ウエハホルダ（保持部材）３３ウエハステージ（ステージ装置）３７駆動装置５２エネルギー量調整装置５３計測装置５６インテグレータセンサ５７反射率モニタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビームにより光学系を介してマスクのパ
ターンを基板に転写する露光装置において、前記光学系を構成する光学部材を光洗浄するために、前
記光学系に入射する洗浄用ビームを発する光源と、前記光学系の像面側に設置され、前記基板を保持する保
持部材を有するステージ装置と、前記保持部材に設けられ、前記光学系から射出された前
記洗浄用ビームを反射して前記光学系に再入射させる反
射部材とを備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】前記光学系に再入射する前記洗浄用ビー
ムのエネルギー量を調整するエネルギー量調整装置を備
えることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】前記エネルギー量調整装置は、前記反射
部材で反射した前記洗浄用ビームのエネルギー量を計測
する計測装置と、該計測装置の計測結果に基づいて前記
ステージ装置を駆動して前記光学系に対する前記反射部
材の相対位置を変化させる駆動装置とを備えることを特
徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】前記反射部材は、前記洗浄用ビームに対
する反射率が互いに異なる複数の領域からなる反射面を
有していることを特徴とする請求項１から請求項３のい
ずれか一項に記載の露光装置。
【請求項５】前記反射部材は、前記基板と略同一形状
に形成され、前記基板の代わりに前記ステージ装置に設
置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいず
れか一項に記載の露光装置。
【請求項６】前記反射部材は、前記基板を保持する保
持部材の表面に設けられる反射鏡であることを特徴とす
る請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の露光装
置。
【請求項７】ビームにより光学系を介してマスクのパ
ターンを基板に転写する露光装置において、前記光学系を構成する光学部材を光洗浄するために、前
記光学系に入射する洗浄用ビームを発する光源と、前記光学系の像面側に設置されるステージ装置と、前記ステージ装置に設けられ、前記光学系から射出され
た前記洗浄用ビームのエネルギー量を調整して、前記光
学系に前記洗浄用ビームを再入射させる反射部材とを有
することを特徴とする露光装置。
【請求項８】前記反射部材は、前記洗浄用ビームに対
する反射率が互いに異なる複数の領域からなる反射面を
有していることを特徴とする請求項７に記載の露光装
置。
【請求項９】リソグラフィ工程を含むデバイスの製造
方法であって、前記リソグラフィ工程では請求項１から請求項５のいず
れか一項に記載の露光装置を用いてデバイスを製造する
ことを特徴とするデバイスの製造方法。