JP2005311084A - 露光装置、デバイス製造方法、パターン生成装置及びメンテナンス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 パターン生成装置のメンテナンス性の向上及び交換の容易性を実現し、パターンの欠陥及びスループットの低下を防止することができる露光装置及びメンテナンス方法を提供する。
【解決手段】 所望のパターンを投影光学系を介して被処理体に露光する露光装置であって、複数の画素を有し、前記複数の画素の駆動により前記所望のパターンを生成するパターン生成手段と、前記パターン生成手段の光学特性及び前記複数の画素の駆動状態のうち少なくとも１つを測定する測定手段と、前記測定手段の測定結果に基づいて、前記パターン生成手段のメンテナンスを行うメンテナンス手段とを備えることを特徴とする露光装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般には、露光装置に係り、特に、ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体チップ、液晶パネルなどの表示素子、磁気ヘッドなどの検出素子、ＣＣＤなどの撮像素子といった各種デバイス、マイクロメカニクスで用いる微細パターンの製造に用いられる露光装置に関する。本発明は、マイクロミラーアレイなどの空間変調素子を用いたマスクレス型の露光装置に好適である。さらには、スクリーン上に画像を表示するプロジェクタなどの投射型画像表示装置にも好適である。

半導体集積回路は、巨大なパーソナルコンピュータ市場が牽引力となって急速に微細化が進んでおり、現在、９０ｎｍのデザインルールを達成している。パーソナルコンピュータに使用される中央演算装置（ＭＰＵ）やメモリ（ＤＲＡＭ）は、汎用性が高く、市場も大きいため、非常に多数のデバイスが生産されている。また、ＭＰＵやメモリは、パーソナルコンピュータのメーカー及び型式が違っても同じデバイスが使用されているため、同一の半導体デバイスが大量に生産されている。

一方、デジタルテレビ、多機能な携帯電話、ネットワークなどの普及に伴い、今後は、情報家電が半導体デバイスの最も大きな市場になると予測される。情報家電は、それぞれのメーカー及び型式によって独自の半導体デバイス（システムＬＳＩ）が使用されているため、非常に多種のデバイスが生産されることになる。更に、情報家電は、消費者のニーズに合わせて設計、生産する。従って、消費者のニーズは一様でないため、様々な製品を生産する必要があり、一機種の生産台数は限られることになる。また、個人のニーズは非常に流動的であり、消費者のニーズに合わせてタイミングよく市場に製品を投入していくことが求められる。

ＭＰＵやメモリに代表される従来の半導体デバイスは、同一のものを大量に、長期間に渡って生産することができたが、情報家電の半導体デバイス（システムＬＳＩ）は、多種少量を短期間に、且つ、市場投入のタイミングを逃すことなく生産することが要求される。

半導体デバイスを生産する際に重要な技術であるリソグラフィー（焼き付け）技術としては、マスク（レチクル）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する投影露光装置が従来から使用されている。かかる投影露光装置は、半導体デバイスの微細化及び高集積化に対応し、例えば、位相シフトマスクの導入などによって、現在では、露光波長よりも小さなパターンを転写することができる。なお、位相シフトマスクは、従来のマスク（バイナリマスク）に比べて複雑であるため、高価なものとなっている。

同一のデバイスを大量に生産する場合、マスクコストはデバイス一つ当たりに換算すると小さなものとなるが、生産量の少ないシステムＬＳＩを生産する場合では、マスクコストの比率が大きく、高価なマスク（位相シフトマスクなど）を使用すると、デバイスが高価なものとなってしまう。情報家電は、従来の家電電化製品と同様に価格競争が激しいため、高価な半導体デバイスを使用することは避けたい。

そこで、システムＬＳＩの生産においては、直接描画方式の露光装置（以下、「マスクレス露光装置」と称する。）を用いることが着目されている。マスクレス露光装置は、マスクを使用しないため、デバイスの回路設計を行った後、マスクを製作することなくデバイスの生産を開始することができる。そのため、マスクコストの削減だけではなく、デバイスの生産時間も短縮することが可能である。

マスクレス露光装置は、例えば、マイクロミラーや液晶などの画素を基板上に多数配置したパターン生成装置を従来の露光装置のマスクに相当する位置に配置し、かかるパターン生成装置によって回路パターンを生成することでマスクレスを実現する（例えば、特許文献１参照。）。具体的には、パターン生成装置において、各画素を独立に駆動することで光を反射又は非反射させて回路パターンを生成する。

パターン生成装置の画素には、駆動に対する機械的な耐久性が求められるが、実際には、異物混入やミラーの変形などによって貼り付きが発生し、その駆動が抑制されてしまうことがある。ここで、貼り付きとは、隣接するミラーが貼り付いたり、ミラーと基板が貼り付いたりすることをいう。

そこで、パターン生成装置（の画素）にマイクロ波を照射することによって各画素の駆動が抑制されることを防止する提案や、各画素を常時駆動することによって駆動が抑制されることを防止する提案がされている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照。）。
米国特許第５３３０８７８号 米国特許第５４１２１８６号 米国特許第６５４４６９８号

しかし、これらの従来技術は、ミラーの貼り付きを防止する手法については開示しているが、本発明者は、ミラーの反射率の変化などによってパターンの転写精度が劣化してしまうことを発見した。例えば、特許文献２のように、マイクロ波の照射によってミラーの貼り付きを防止できても、コンタミネーションなどミラー表面に異物が付着して反射率が変化すると、パターン生成装置が生成する回路パターンに欠陥を生じる場合がある。換言すれば、従来技術では、ミラーの光学特性の変化には対応することができない。

更に、マイクロ波を照射したにも関わらず、ミラーの貼り付きを防止できていない場合があることが分かってきた。同様に、ミラーを常時駆動していても、ミラーの貼り付きを防止できていない場合がある。

一方、ミラーの貼り付きや光学特性の変化が生じた場合には、マイクロミラーアレイを交換することも考えられる。しかし、マイクロミラーアレイの交換及びその位置調整にはメンテナンス作業者による作業行程に光軸出しなどがあるので、長時間を要し、その間、装置を停止させることになるため半導体などデバイスの生産性の低下を招いてしまう。

また、マイクロミラーアレイに限らず、液晶でも同様の問題を生じる。液晶の場合には、ミラーの貼り付きに相当する課題はないものの、ミラーの反射率の変化に相当する透過率の変化という課題がある。液晶の画素に透過率の低下が生じた場合、マイクロミラーアレイと同様に、回路パターンに欠陥を生じる。

そこで、本発明は、パターン生成装置のメンテナンス性の向上及び交換の容易性を実現し、パターンの欠陥及び半導体などデバイスの生産性の低下を防止することができる露光装置及びメンテナンス方法を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、所望のパターンを投影光学系を介して被処理体に露光する露光装置であって、複数の画素を有し、前記複数の画素の駆動により前記所望のパターンを生成するパターン生成手段と、前記パターン生成手段の光学特性及び前記複数の画素の駆動状態のうち少なくとも１つを測定する測定手段と、前記測定手段の測定結果に基づいて、前記パターン生成手段のメンテナンスを行うメンテナンス手段とを備えることを特徴とする。

本発明の別の側面としての露光装置は、所望のパターンを投影光学系を介して被処理体に露光する露光装置であって、複数の画素を有し、前記複数の画素の駆動により前記所望のパターンを生成するパターン生成手段と、前記所望のパターンの位置と前記被処理体の位置との位置ずれ量を取得する取得手段と、前記取得手段で取得された前記位置ずれ量に基づいて、前記パターン生成手段を載置する第１のステージ及び前記被処理体を載置する第２のステージのうち少なくとも１つを駆動する駆動手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としてのパターン生成装置は、複数の画素を有し、前記複数の画素の駆動により前記所望のパターンを生成するパターン生成手段と、前記パターン生成手段の光学特性及び前記複数の画素の駆動状態のうち少なくとも１つを測定する測定手段と、前記測定手段の測定結果に基づいて、前記パターン生成手段のメンテナンスを行うメンテナンス手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の更に別の側面としてのメンテナンス方法は、複数の画素を有し、前記複数の画素の駆動により所望のパターンを生成するパターン生成手段を備えたパターン生成装置のメンテナンス方法であって、前記複数の画素の光学特性及び前記複数の画素の駆動状態のうち少なくとも１つを示す情報を取得する取得ステップと、前記取得ステップで取得された情報を基に、前記複数の画素の劣化を判断する判断する判断ステップと、前記判断ステップの判断を基に、前記パターン生成手段のメンテナンスを行うメンテナンスステップとを有することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としてのメンテナンス方法は、複数の画素を有し、前記複数の画素の駆動により所望のパターンを生成するパターン生成手段を備えたパターン生成装置のメンテナンス方法であって、前記複数の画素の光学特性及び前記複数の画素の駆動状態のうち少なくとも１つを示す情報を取得する取得ステップと、前記取得ステップで取得された情報を基に、前記複数の画素の光学特性が劣化しているかどうか判断する第１の判断ステップと、前記第１の判断ステップで劣化していると判断された場合に、劣化していると判断された回数が所定の数以上であるか判断する第２の判断ステップと、前記第２の判断ステップで前記所定の回数以上であると判断された場合には前記パターン生成手段を交換し、前記第２の判断ステップで前記所定の回数未満であると判断された場合には前記光学特性の劣化を回復させるステップとを有することを特徴とする。

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。

本発明によれば、パターン生成装置のメンテナンス性の向上及び交換の容易性を実現し、パターンの欠陥及びスループットの低下を防止することができる露光装置及びメンテナンス方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての露光装置１を説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１は、本発明の露光装置１の構成を示す概略ブロック図である。

露光装置１は、マスクを用いる露光装置のマスクに相当する位置にパターン生成手段２０を配置し、かかるパターン生成手段２０が形成した回路パターン（半導体集積回路）をウェハに露光するマスクレス型の投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下の、例えば、システムＬＳＩのリソグラフィー工程に好適である。

露光装置１は、図１に示すように、照明装置１０と、パターン生成手段２０と、投影光学系３０と、ウェハ４０を載置するウェハステージ５０と、アライメント機構６０と、測定手段７０と、メンテナンス手段８０と、パターンステージ９０と、制御部１００とを有する。

照明装置１０は、転写用の回路パターンを形成するパターン生成手段２０を照明し、光源部１２と、照明光学系１４とを有する。

光源部１２は、例えば、光源としては、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを使用することができるが、光源の種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約１５７ｎｍのＦ_２レーザーや波長２０ｎｍ以下のＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を使用してもよいし、その光源の個数も限定されない。例えば、独立に動作する２個の固体レーザーを使用すれば固体レーザー間相互のコヒーレンスはなく、コヒーレンスに起因するスペックルはかなり低減する。更にスペックルを低減させるために光学系を直線的又は回動的に揺動させてもよい。また、光源部１２に使用可能な光源はレーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。

照明光学系１４は、光源部１２から射出した光束を用いてパターン生成手段２０を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含む。例えば、コンデンサーレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する等である。照明光学系１４は、軸上光、軸外光を問わずに使用することができる。オプティカルインテグレーターは、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成されるインテグレーターを含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。

パターン生成手段２０は、原版となる回路パターンを生成する機能を有し、例えば、複数の画素の駆動を独立に制御してパターンを生成するマイクロミラーアレイや液晶などで構成される。なお、本実施形態では、パターン生成手段２０は、マイクロミラーアレイとして説明する。マイクロミラーアレイは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術によって形成された正方形の微細な平面ミラー（１６μｍ角程度）を多数配置して構成され、各平面ミラーを駆動して光を反射又は非反射することで、パターンを生成する。マイクロミラーアレイを形成する平面ミラーの数は、一般には、縦横で数千個×数千個、総数で数百万個となる。

投影光学系３０は、パターン生成手段２０で生成された回路パターンをウェハ４０上に縮小投影する。投影光学系３０は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。

ウェハ４０は、被処理体であり、フォトレジスト（感光体）が塗布されている。ウェハ４０には、パターン生成手段２０が生成した回路パターンが露光される。ウェハ４０は、別の実施形態では、液晶基板やその他の被処理体に置換される。

ウェハステージ５０は、図示しないウェハチャックを介してウェハ４０を保持し、図示しない移動機構に接続されている。図示しない移動機構は、例えば、リニアモーターで構成され、ウェハ４０の転写位置をステップ及び／又はスキャン移動させることができる。ウェハステージ５０は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、投影光学系３０は、例えば、床等に載置されたベースフレーム上にダンパを介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。

アライメント機構６０は、ウェハ４０の位置と投影光学系３０の光軸との位置関係を計測し、パターン生成手段２０の投影像がウェハ４０の所定の位置に一致するようにウェハステージ５０の位置及び角度を設定する。また、アライメント機構６０は、露光中、常にウェハ４０面を投影光学系３０による結像位置に保つために、ウェハ４０面でフォーカス位置を計測する。なお、アライメント機構６０は、パターン生成手段２０が生成する回路パターンの位置と投影光学系３０の光軸との位置関係も計測できるように構成してもよい。

測定手段７０は、パターン生成手段２０の各画素の光学特性を測定する機能を有する。測定手段７０は、例えば、図２に示すように、照射部７２と、受光部７４とから構成される。測定手段７０において、照射部７２からパターン生成手段２０へ照射した光は、パターン生成手段２０（微細な平面ミラー）で反射され、受光部７４にて受光される。ここで、図２は、測定手段７０の構成の一例を模式的に示す概略斜視図である。

図２において、パターン生成手段２０であるマイクロミラーの平面ミラーが全て光を反射する状態にして、各平面ミラーの反射状態を測定する。このとき、各平面ミラーが光を反射しているかどうかだけではなく、反射した光の強度から反射率を測定することが好ましい。これにより、パターン生成手段２０を長時間使用し、画素の表面にコンタミネーションなどの異物が付着して反射率が変化しても、その経時変化を把握することができる。

なお、本実施形態では、測定手段７０は、パターン生成手段２０であるマイクロミラーの全ての平面ミラーが光を反射する状態にして、各平面ミラーの反射状態を測定しているが、全ての平面ミラーが光を反射しない状態にして、各平面ミラーの反射状態を測定してもよいし、また、両者について各平面ミラーの反射状態を測定してもよい。特に、各平面ミラーの光を反射する状態と反射しない状態の両方について測定することで、パターン生成手段２０の一部の画素が破損している場合や、コンタミネーションなどの異物が付着して反射率が変化している場合、その劣化判断を容易に行うことができる。

また、本実施形態では、パターン生成手段２０がマイクロミラーであるため、測定手段７０は、各画素の反射率を測定しているが、パターン生成手段２０が液晶である場合には、各画素を透過した光の強度から透過率を測定すればよい。

メンテナンス手段８０は、パターン生成手段２０のメンテナンスを行う機能を有する。メンテナンス手段８０は、本実施形態では、パターン生成手段２０の画素に付着した異物を除去する除去手段８２と、パターン生成手段２０を交換する交換手段８４とを有する。

除去手段８２は、図３に示すように、パターン生成手段２０の画素に対して、超音波を照射する超音波照射部、洗浄剤を滴下する滴下装置、又は、窒素やドライエアなどのドライガスを噴射する噴射部などで具現化される。上述したように、パターン生成手段２０の画素の劣化は、コンタミネーションなどの異物の付着が主な原因となる。そこで、劣化した画素に対して超音波を照射して付着した異物を除去する方法や、洗浄剤を滴下して付着した異物を除去する方法、或いは、ドライガスを吹き付けて付着した異物を除去する方法が有効となる。但し、除去手段８２はこれらに限らず、画素に付着した異物を除去する効果があるものであればよい。ここで、図３は、除去手段８２の構成の一例を模式的に示す概略斜視図である。

交換手段８４は、パターン生成手段２０を交換する機能を有する。交換手段８４は、本実施形態では、図４に示すように、ハンド形状の搬送手段８４Ａを有し、パターン生成手段２０の所定の位置を真空保持又は静電保持し、後述するパターンステージ９０に搬送する。また、パターン生成手段２０を交換する際に、パターン生成手段２０の画素が剥き出しになっていると、コンタミネーションやパーティクルの異物が付着し、劣化の要因となるため、図５に示すように、カセット８４Ｂに収納することが好ましい。換言すれば、カセット８４Ｂは、パターン生成手段２０を交換する際のクリーン度を保持する機能を有する。なお、この場合には、搬送手段８４Ａは、パターン生成手段２０を収納したカセット８４Ｂを搬送するのは言うまでもない。ここで、図４は、交換手段８４及びパターンステージ９０の構成の一例を模式的に示す概略斜視図である。図５は、パターン生成手段２０をカセット８４Ｂに収納した状態を模式的に示す概略斜視図である。

パターンステージ９０は、パターン生成手段２０を載置し、駆動部９２に接続されている。パターンステージ９０は、露光装置１内の所定の位置にパターン生成手段２０を位置決めする機能を有する。駆動部９２は、例えば、リニアモーターで構成され、パターン生成手段２０を移動させることができる。

パターンステージ９０には、図４に示すように、パターン生成手段２０の位置を決める位置決め機構が設けられおり、本実施形態では、位置決め機構は位置決めピン９４として具現化されている。位置決めピン９４は、パターン生成手段２０を突き当て精度で位置決めする。これにより、搬送手段８４Ａによって搬送されたパターン生成手段２０は、位置決めピン９４に突き当てられ、パターンステージ９０に保持される。なお、位置決め機構は、位置決めピン９４に限らず、メカ突き当てが可能な構成であればよい。

また、露光装置１におけるパターン生成手段２０の位置ずれ量は、図４に示すように、アライメントスコープ９６によってパターン生成手段２０上にパターンニングされたアライメントマークＡＭを測定することによって求める。かかる測定結果に従って、駆動部９２を介してパターンステージ９０を移動し、パターン生成手段２０を所定の位置に位置決めする。

但し、パターン生成手段の位置決め方法は、これに限定されない。例えば、パターンステージ９０がなくてもよい。この場合、露光装置１におけるパターン生成手段２０の位置ずれ量をアライメントスコープ９６で測定し、かかる位置ずれ量だけ、パターン生成手段２０が生成するパターンの画素位置をずらして補正することが必要となる。

そこで、アライメントスコープ９６の測定する位置ずれ量、即ち、パターン生成手段２０の位置情報をパターン生成手段２０のオフセット座標情報として後述する制御部１００で処理し、制御部１００は、そのオフセット座標情報に基づいて、パターン生成手段２０を制御し（即ち、回路パターンのパターンデータを作成し）、パターンを生成することが好ましい。また、パターン生成手段２０の位置ずれ量をアライメントスコープ９６で測定し、かかる位置ずれ量に相当する量をウェハステージ５０の位置決めに反映させる方法も有効的である。

制御部１００は、図示しないＣＰＵ、メモリを有し、露光装置１の動作を制御する。制御部１００は、照明装置１０、パターン生成手段２０、ウェハステージ５０（即ち、ウェハステージ５０の図示しない移動機構）、測定手段７０、メンテナンス手段８０、パターンステージ９０（即ち、パターンステージ９０の駆動部９２）と電気的に接続されている。ＣＰＵは、ＭＰＵなど名前の如何を問わずいかなるプロセッサも含み、各部の動作を制御する。メモリは、ＲＯＭ及びＲＡＭより構成され、露光装置１を動作するファームウェアを格納する。

制御部１００は、パターン生成手段２０で生成するパターンを制御する。制御部１００は、図示しないインターフェースを介して描画するパターンを取り込み、露光ショットごとのパターンデータ（画素座標情報）を生成する。更に、制御部１００は、生成したパターンデータに従って、パターン生成手段２０の各画素の駆動を制御する。

制御部１００は、本実施形態では、測定手段７０の測定結果に基づいて、パターン生成手段２０のメンテナンスの制御、即ち、メンテナンス手段８０の制御を行う。即ち、制御部１００は、パターン生成手段２０の画素の劣化の判断を行う機能も有する。

ここで、制御部１００によるパターン生成手段２０の画素の劣化の判断について説明する。まず、制御部１００は、パターン生成手段２０に対して、回路パターンに対応する各画素の駆動指令を与える。また、制御部１００は、パターン生成手段２０から駆動情報を取得し、固有データとして蓄積する。なお、固有データとは、各画素の駆動指令に対する応答性や、駆動ストローク、累積駆動回数などである。更に、固有データには、測定手段７０が測定したパターン生成手段２０の光学特性（即ち、パターン生成手段２０がマイクロミラーアレイである場合には反射率、パターン生成手段２０が液晶である場合には透過率）も含まれることが好ましい。

制御部１００は、固有データの一である画素の駆動指令に対する応答性が変化して許容範囲外となった場合に、かかる画素が劣化していると判断する。例えば、許容される応答性の変化量を１０％とし、当初の応答性が１ｋＨｚの場合、応答性が９００ｋＨｚ以下又は１．１ｋＨｚ以上となったときに劣化したと判断する。また、各画素の駆動ストロークが変化して許容範囲外となった場合にも、かかる画素が劣化していると判断する。例えば、許容される駆動ストロークを１０％とし、当初の駆動ストロークが１０μｍ（或いは、１ｍｒａｄ）の場合、駆動ストロークが９μｍ以下（或いは、９００μｒａｄ以下）又は１１μｍ以上（或いは、１．１ｍｒａｄ以上）になったときに劣化したと判断する。更に、累積駆動回数が所定の値を超えて画素が駆動された場合も劣化したと判断する。

以下、図６を参照して、露光装置１のパターン生成手段２０のメンテナンス方法について説明する。図６は、本発明の一側面としてのメンテナンス方法１０００を説明するためのフローチャートである。

図６を参照するに、まず、パターン生成手段２０の複数の画素の光学特性及び駆動状態を取得する（ステップ１００２）。次いで、パターン生成手段２０の各画素について、光学特性が劣化しているかどうかの判断が行われる（ステップ１００４）。本実施形態では、パターン生成手段２０がマイクロミラーアレイであるので、各画素の反射率の変化量が許容範囲外になった場合、例えば、反射率が所定の値よりも低下した場合に画素が劣化していると判断する。即ち、画素の反射率が変化していない場合、及び、画素の反射率が変化していても許容範囲内である場合には、劣化はしていないと判断する。なお、パターン生成手段２０が液晶である場合には、画素の透過率の変化量が許容範囲外になったとき、例えば、透過率が所定の値よりも低下した場合に画素が劣化していると判断すればよい。

ステップ１００４において、光学特性が劣化していると判断された場合、更に、劣化していると判断された回数（即ち、累積劣化回数）が所定の回数以上であるかどうか判断する（ステップ１００６）。なお、本実施形態では、各画素について光学特性の累積劣化回数が所定の回数以上の場合と所定の回数未満の場合で、以降のメンテナンス工程を分けている。

ステップ１００６において、光学特性の累積劣化回数が所定の回数未満の場合には、画素に異物が付着した可能性が高いため、除去手段８２を用いて付着した異物を画素から除去する（ステップ１００８）。そして、画素に付着した異物が除去されたかどうか（即ち、パターン生成手段２０の光学性能が回復したかどうか）を確認するために、異物の除去を施した画素の光学特性を再度取得し（ステップ１００２）、光学特性の劣化の判断（ステップ１００４）を繰り返し行う。

ステップ１００６において、光学特性の累積劣化回数が所定の回数以上の場合には、画素が破損している可能性が高いため、交換手段８４を用いてパターン生成手段２０の交換を行う（ステップ１０１０）。

一方、ステップ１００４において、光学特性が劣化していないと判断された場合、画素の駆動状態が劣化しているかどうか判断する（ステップ１０１２）。ここでは、上述したように、各画素の駆動に対する応答性、駆動ストローク、累積駆動回数のうち、少なくとも一を基に、劣化の判断を行う。

ステップ１０１２において、画素の駆動状態が劣化していると判断された場合には、画素の貼り付きなどの破損が生じる可能性が高いため、交換手段８４を用いてパターン生成手段２０の交換を行う（ステップ１０１０）。また、画素の駆動状態が劣化していないと判断された場合には、メンテナンスを終了する。

このようなメンテナンス方法１０００は、露光装置１の初期化時に行うことが好ましい。露光装置１を動作させる前にパターン生成手段２０の画素に付着した異物の除去又はパターン生成手段２０の交換を行うことができるからである。なお、ステップ１００６において、本実施形態では、光学特性の累積劣化回数が所定の回数以上であるときに画素が劣化していると判断しているが、かかる所定の回数は任意であり、例えば、所定の回数を１回とし、画素に付着した異物の除去を行わずに、最初からパターン生成手段２０の交換を行ってもよい。また、ステップ１０１２（駆動状態の累積劣化回数）における所定の回数についても同様である。

このように、露光装置１及びメンテナンス方法１０００によれば、パターン生成手段２０の劣化の判断を容易に行えることができるため、例えば、解像度やスループットの低下を未然に防ぐことができる。また、パターン生成手段２０に光学特性の劣化が生じた場合に、除去手段８２によって、回復させることができる。更に、除去手段８２を用いてもパターン生成手段２０の光学特性の劣化が回復しない場合（又はパターン生成手段２０が破損した場合）にも容易に交換できると共に、交換したパターン生成手段２０の位置決めを高精度に行うことが可能である。従って、少ない時間でパターン生成手段２０を交換することができ、露光装置１を停止させなければならない時間を最小限に抑えることができる。

ここまでは、パターン生成手段２０に劣化した画素がある場合に、付着した異物を除去する又はパターン生成手段２０を交換することについて説明した。以下では、稼働率が高く、劣化する可能性が高い画素がある場合に、パターン生成手段２０の使用寿命を長くする目的で、稼働率の高い画素の駆動を抑制しながらも所望のパターンを生成することについて説明する。

例えば、図７（ａ）に示すように、パターン生成手段２０を用いてコの字形状のパターンＰＴ１を生成する場合において、生成するパターンＰ１上に稼働率の高い画素ＨＡＥがあるとする。このような場合には、パターン生成手段２０の駆動情報（稼働率の高い画素ＨＡＥを示す画素座標）が制御部１００に送られ、制御部１００は、図７（ｂ）に示すように、パターン生成手段２０に対して稼働率が高い画素ＨＡＥを外してパターンＰＴ１’を生成するような駆動指令を与える。
なお、生成されるパターンＰＴ１’は、ウェハ４０に対して稼働率の高い画素ＨＡＥを外した画素分だけずれることになるため、ウェハステージ５０を駆動して補正する必要がある。そこで、制御部１００は、ずれた画素分をオフセット座標情報としてウェハステージ５０に与え、ウェハステージ５０の位置決めを行う。これにより、高い稼働率の画素ＨＡＥを駆動させないために、ずれた位置に生成されたパターンＰＴ１’をウェハ４０の露光位置に合わせることができる。ここで、図７は、稼働率の高い画素の駆動を抑制しながらも所望のパターンを生成することを説明するための図である。

また、パターン生成手段２０がパターンステージ９０に保持されている場合において、図８（ａ）に示すように、生成するコの字形状のパターンＰ１上に稼働率の高い画素ＨＡＥがあるとする。このような場合には、パターン生成手段２０の駆動情報（稼働率の高い画素ＨＡＥを示す画素座標）が制御部１００に送られ、制御部１００は、図８（ｂ）に示すように、パターン生成手段２０に対して稼働率が高い画素ＨＡＥを外してパターンＰＴ１’を生成するような駆動指令を与える。なお、生成されるパターンＰＴ１’は、ウェハ４０に対して稼働率の高い画素ＨＡＥを外した画素分だけずれることになるため、本実施形態では、パターンステージ９０を駆動して補正する。制御部１００は、ずれた画素分をオフセット座標情報として駆動部９２に与える。駆動部９２は、パターンステージ９０を駆動し、稼働率が高い画素ＨＡＥを外した画素分だけ、パターン生成手段２０を移動させる。これにより、高い稼働率の画素ＨＡＥを駆動させないために、ずれた位置に生成されたパターンＰＴ１’をウェハ４０の露光位置に合わせることができる。ここで、図８は、稼働率の高い画素の駆動を抑制しながらも所望のパターンを生成することを説明するための図である。

このように、露光装置１は、パターン生成手段２０の稼働率が高い画素の駆動を抑制することが可能であるので、パターン生成手段２０の使用寿命を長くすることができる。

また、駆動を抑える画素は、稼働率が高い画素に限らない。例えば、小数の画素が劣化していたとしても、劣化した画素を除いて又は劣化した画素を有効に利用してパターンを生成し、ウェハステージ５０やパターンステージ９０で位置を補正すれば、パターン生成手段２０を交換する頻度を低減することが可能であり、実質的に、パターン生成手段２０の使用寿命を長くしているといえる。なお、劣化した画素を有効に利用するためには、例えば、パターン生成手段２０がマイクロミラーアレイの場合、ある画素が劣化して貼り付きを生じ、常に光を反射しなくなった際に、その画素が光を反射しなくてもパターンが生成できるように、パターンの生成位置をずらせばよい。また、ある画素が劣化して貼り付きを生じ、常に光を反射するようになった際には、その画素が光を反射してもパターンが生成できるように、パターンの生成位置をずらせばよい。そして、劣化した画素が多数発生し、パターンが生成できなくなったときに、メンテナンス方法１０００に従って、パターン生成手段２０を交換すればよい。

更に、使用寿命を長くするような構造をパターン生成手段２０に持たせてもよい。図９は、パターン生成手段２０の一の画素２４を示す拡大断面図である。例えば、パターン生成手段２０がマイクロミラーアレイの場合には、図９（ａ）に示すように、画素２４にバネ構造２６を構成すれば、駆動するときの負荷が少なく、劣化しにくくなる。更に、画素２４の駆動ができなくなったとしても、貼り付き位置はバネの収縮により容易に確定することができる。従って、露光装置１において、パターン生成手段２０の画素２４が駆動できなくなった際、上述したように、パターンの生成位置やウェハステージ５０の位置を補正するなどして誤露光を防止することができる。

図９（ａ）においては、バネ機構２６によって画素２４のノーマリ位置が決定されている。ここで、ノーマリ位置とは、反射率又は透過率が最大又は最小となる位置で、例えば停電などによって電源が落ちた場合に維持する位置のことである。例えば、パターン非生成側をノーマリ位置としたパターン生成手段２０において、図９（ｂ）に示すように、静電力を用いて画素２４を駆動し、パターン生成側とする。本実施形態では、画素２４のノーマリ位置をパターン非生成側としたが、これに限定されず、パターン生成側をノーマリ位置としてもよい。

また、図９に示すようなノーマリ位置を有する画素２４に限らず、図１０に示すように、ラッチ構造２８を画素２４に持たせてもよい。図１０は、パターン生成手段２０において、ラッチ構造２８を有する画素２４を示す拡大断面図である。例えば、図１０（ａ）において、画素２４は中間位置に位置しているが、図１０（ｂ）に示すように、左右のコイル２９Ａに電流を流すことによって傾かせる。なお、コイル２９の電流を止めても、磁石２９Ｂの磁力でその傾きを維持することができる。図１０（ｂ）では、画素２４を左側に傾けているが、勿論、右側に傾ける場合も同様である。

本実施形態では、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、コイル２９Ａを画素２４の左右に配置したが、これに限定されず、画素２４の左右の何れか一方に配置させてもよい。例えば、コイル１９Ａを左側のみに配置した場合、左側に傾ける際にはコイル１９ＡがＳ極を形成する方向に電流を流せばよく、右側に傾ける際にはコイル１９ＡがＮ極を形成する方向に電流を流せばよい。また、ラッチ構造２８としては、静電力や磁力だけではなく、図１０（ｃ）に示すように、粘着物２９Ｃを利用した構造も有効である。

このように、パターン生成手段２０の画素がノーマリ位置を有すれば、パターンの生成に必要な画素だけを駆動させればよく、それ以外の画素を駆動させなくてもよいため、画素の使用寿命が長くなり、実質的に、パターン生成手段２０の使用寿命が長くなる。更に、画素の駆動ができなくなった場合にでも、貼り付き位置（ノーマリ位置）が確定できるため、貼り付いた画素を有効に利用してパターンを生成し、パターンステージ９０やウェハステージ５０で位置を補正すればよい。また、パターン生成手段２０の画素がラッチ構造を有する場合、駆動時のみ各画素を制御すればよいので、ラッチ後は静電力や磁力をかける必要がなく、パターン生成手段２０の使用寿命を長くすることができる。更に、誤作動を抑制することができる。

露光装置１の露光動作において、光源部１２から発せられた光束は、照明光学系１４によりパターン生成手段２０を、例えば、ケーラー照明する。パターン生成手段２０を通過（即ち、反射又は透過）して回路パターンを反映する光は、投影光学系３０によりウェハ４０に結像される。

露光装置１は、上述したメンテナンス方法などによって、パターン生成手段２０が生成するパターンの欠損及び交換頻度を抑えることができるので、高い解像力とスループットで経済性よくデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。

以下、図１１及び図１２を参照して、上述の露光装置１を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１１は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ３（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、本発明のリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の露光を形成する。ステップ４（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ３によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ５（検査）では、ステップ４で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。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６）される。

図１２は、ステップ３のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１によって（即ち、ステップ１で設計した回路パターンをパターン生成手段で形成し）回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高いスループットで高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１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。

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偏向が可能である。例えば、本発明では、パターン生成手段の露光装置への適用について説明したが、ウェハをスクリーンに置換することで、プロジェクタのようなディスプレイ装置にも適用することができる。また、上述のパターン生成手段、メンテナンス手段、測定手段、メンテナンス手段、制御部等を含むパターン生成装置（Ｓｐａｔｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）も本発明の一側面を構成する。

本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略ブロック図である。 図１に示す測定手段の構成の一例を模式的に示す概略斜視図である。 図１に示す除去手段の構成の一例を模式的に示す概略斜視図である。 図１に示す交換手段及びパターンステージの構成の一例を模式的に示す概略斜視図である。 パターン生成手段をカセットに収納した状態を模式的に示す概略斜視図である。 本発明の一側面としてのメンテナンス方法を説明するためのフローチャートである。 稼働率の高い画素の駆動を抑制しながらも所望のパターンを生成することを説明するための図である。 稼働率の高い画素の駆動を抑制しながらも所望のパターンを生成することを説明するための図である。 図１に示すパターン生成手段の一の画素を示す拡大断面図である。 図１に示すパターン生成手段において、ラッチ構造を有する画素を示す拡大断面図である。 デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。 図１１に示すステップ３のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。

符号の説明

１ 露光装置
１０ 照明装置
１２ 光源部
１４ 照明光学系
２０ パターン生成手段
２４ 画素
２６ バネ構造
２８ ラッチ構造
２９Ａ コイル
２９Ｂ 磁石
２９Ｃ 粘着物
３０ 投影光学系
４０ ウェハ
５０ ウェハステージ
６０ アライメント機構
７０ 測定手段
８０ メンテナンス手段
８２ 除去手段
８４ 交換手段
８４Ａ 搬送手段
８４Ｂ カセット
９０ パターンステージ
９２ 駆動部
９４ 位置決めピン
９６ アライメントスコープ
１００ 制御部

Claims (18)

1. 所望のパターンを投影光学系を介して被処理体に露光する露光装置であって、
   複数の画素を有し、前記複数の画素の駆動により前記所望のパターンを生成するパターン生成手段と、
   前記パターン生成手段の光学特性及び前記複数の画素の駆動状態のうち少なくとも１つを測定する測定手段と、
   前記測定手段の測定結果に基づいて、前記パターン生成手段のメンテナンスを行うメンテナンス手段とを備えることを特徴とする露光装置。
2. 前記測定手段は、前記複数の画素の反射率又は透過率を測定することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記メンテナンス手段は、
   前記複数の画素に付着する異物を除去する除去手段と、
   前記パターン生成手段を交換する交換手段とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
4. 前記除去手段は、前記複数の画素に対して超音波を照射する超音波照射部、及び、洗浄剤を滴下する滴下装置及びドライガスを噴射するガス噴射部のうち少なくとも１つを有することを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
5. 前記交換手段は、
   前記パターン生成手段を搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段により前記パターン生成手段を搬送する際に前記パターン生成手段を収納するカセットとを有することを特徴とする請求項３または４に記載の露光装置。
6. 前記パターン生成手段を載置するステージを更に備え、
   前記ステージは、前記パターン生成手段の位置を決める位置決め機構を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の露光装置。
7. 前記複数の画素は、ミラーであって、
   前記パターン生成手段は、前記ミラーを駆動するバネ機構又はラッチ機構を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の露光装置。
8. 所望のパターンを投影光学系を介して被処理体に露光する露光装置であって、
   複数の画素を有し、前記複数の画素の駆動により前記所望のパターンを生成するパターン生成手段と、
   前記所望のパターンの位置と前記被処理体の位置との位置ずれ量を取得する取得手段と、
   前記取得手段で取得された前記位置ずれ量に基づいて、前記パターン生成手段を載置する第１のステージ及び前記被処理体を載置する第２のステージのうち少なくとも１つを駆動する駆動手段と、を備えることを特徴とする露光装置。
9. 前記パターン生成手段は、前記複数の画素のうち劣化している画素を用いずに前記所望のパターンを生成することを特徴とする請求項１６に記載の露光装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
    露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
11. 複数の画素を有し、前記複数の画素の駆動により前記所望のパターンを生成するパターン生成手段と、
    前記パターン生成手段の光学特性及び前記複数の画素の駆動状態のうち少なくとも１つを測定する測定手段と、
    前記測定手段の測定結果に基づいて、前記パターン生成手段のメンテナンスを行うメンテナンス手段と、を備えることを特徴とするパターン生成装置。
12. 複数の画素を有し、前記複数の画素の駆動により所望のパターンを生成するパターン生成手段を備えたパターン生成装置のメンテナンス方法であって、
    前記複数の画素の光学特性及び前記複数の画素の駆動状態のうち少なくとも１つを示す情報を取得する取得ステップと、
    前記取得ステップで取得された情報を基に、前記複数の画素の劣化を判断する判断する判断ステップと、
    前記判断ステップの判断を基に、前記パターン生成手段のメンテナンスを行うメンテナンスステップとを有することを特徴とするメンテナンス方法。
13. 前記判断ステップは、前記画素の光学特性の変化量が許容範囲外である場合、前記画素を駆動する際の応答性が許容範囲外である場合、前記画素の駆動ストロークが許容範囲外である場合、又は、前記画素の累積駆動回数が所定の値以上の場合に、前記画素が劣化していると判断することを特徴とする請求項１２に記載のメンテナンス方法。
14. 前記メンテナンスステップは、前記画素の劣化を回復させるステップと、前記パターン生成手段を交換するステップとを含むことを特徴とする請求項１２または１３に記載のメンテナンス方法。
15. 前記判断ステップは、前記画素の光学特性の変化量が許容範囲外である場合に、前記画素が劣化していると判断し、さらに、劣化していると判断された累積劣化回数が所定の回数以上であるかどうかを判断することを特徴とし、
    前記メンテナンスステップは、前記累積劣化回数が所定の回数以上である場合に、前記パターン生成手段を交換し、前記累積劣化回数が所定の回数未満である場合に、前記画素の光学特性を回復させることを特徴とする請求項１２に記載のメンテナンス方法。
16. 前記メンテナンスステップは、前記画素の光学特性の変化量が許容範囲外、且つ、前記画素の駆動状態が許容範囲外である場合に、前記パターン生成手段を交換することを特徴とする請求項１３に記載のメンテナンス方法。
17. 複数の画素を有し、前記複数の画素の駆動により所望のパターンを生成するパターン生成手段を備えたパターン生成装置のメンテナンス方法であって、
    前記複数の画素の光学特性及び前記複数の画素の駆動状態のうち少なくとも１つを示す情報を取得する取得ステップと、
    前記取得ステップで取得された情報を基に、前記複数の画素の光学特性が劣化しているかどうか判断する第１の判断ステップと、
    前記第１の判断ステップで劣化していると判断された場合に、劣化していると判断された回数が所定の数以上であるか判断する第２の判断ステップと、
    前記第２の判断ステップで前記所定の回数以上であると判断された場合には前記パターン生成手段を交換し、前記第２の判断ステップで前記所定の回数未満であると判断された場合には前記光学特性の劣化を回復させるステップとを有することを特徴とするメンテナンス方法。
18. 前記第１の判断ステップで劣化していないと判断された場合に、前記複数の画素の駆動状態が劣化しているかどうか判断する第３の判断ステップと、
    前記第３の判断ステップで劣化していると判断された場合に前記パターン生成手段を交換するステップとを有することを特徴とする請求項１７に記載のメンテナンス方法。