JP2007013054A - 投影露光装置及びマイクロデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ＥＵＶＬ用の投影露光装置における光学面の汚染によるスループットの低下をなるべく抑える。
【解決手段】本発明の投影露光装置は、ＥＵＶ光源（１）から射出した光でマスク（５）を照明すると共に、そのマスクのパターンを感光性基板（７）上に投影する光学系（１１ｂ，１ｅ，３，４，Ｍ）と、光学系（１１ｂ，１ｅ，３，４，Ｍ）の少なくとも１つの光学面（３ａ，３ｂ）を低温の不活性ガスで洗浄する洗浄手段（２２，２２ａ，２２ｃ，２２ｂ）とを備えたことを特徴とする。不活性ガスは、ＥＵＶ光の光路に悪影響を与える可能性は低い。また、不活性ガスは、適当な温度と適当な圧力を与えることで、洗浄剤としての機能を果たす。したがって、効率よく光学面の洗浄をすることが可能である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＥＵＶＬ（EUVL：Extreme UltraViolet Lithography）用の投影露光装置に関する。また、本発明は、その技術を利用してマイクロデバイス（半導体装置、撮像素子、液晶表示装置、薄膜磁気ヘッド等）を製造するマイクロデバイスの製造方法に関する。

ＥＵＶＬは、マイクロデバイスの製造における次世代の有力手段である。ＥＵＶＬ用の投影露光装置の露光光（ＥＵＶ光）の波長は５０ｎｍよりも短く、例えば１３．５ｎｍである（特許文献１，２など参照）。
ＥＵＶＬ用の光源（ＥＵＶ光源）には、放電プラズマ光源、レーザプラズマ光源などがある。それらのＥＵＶ光源から射出したＥＵＶ光を効率良く導光するため、ＥＵＶＬ用の光学系は、反射型に構成されることが望ましく、その光学系の反射面には、ＥＵＶ光の反射率を高めるため、必要に応じて多層膜が形成される。
特開平１１−３１２６３８号公報 特開２０００−２２３４１５号公報

ところで、ＥＵＶ光源からは不可避的に飛散物（デブリ）が発生する。このデブリは、反射面に異物（コンタミ）を付着させる原因となっている。反射面が異物で汚染されると、その反射率が低下する。特に、多層膜が形成された反射面は、その汚染が原因で劣化する可能性があり、耐久性にも問題が生じ得る。そして、これらの問題は、ＥＵＶＬ用の投影露光装置のスループット低下を招く。

そこで本発明は、光学面の汚染によるスループットの低下をなるべく抑えることのできるＥＵＶＬ用の投影露光装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、高いスループットでマイクロデバイスを製造することのできるマイクロデバイスの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の投影露光装置は、ＥＵＶ光源から射出した光でマスクを照明すると共に、そのマスクのパターンを感光性基板上に投影する光学系と、前記光学系の少なくとも１つの光学面を低温の不活性ガスで洗浄する洗浄手段とを備えたことを特徴とする。
なお、前記洗浄手段は、少なくとも一部が液化された前記不活性ガスを前記光学面へ向けて噴射することが好ましい。また、前記洗浄手段は、少なくとも一部が固化された前記不活性ガスを前記光学面へ向けて噴射してもよい。また、前記不活性ガスは、窒素からなることが好ましい。

また、前記光学系には、前記ＥＵＶ光源から射出した光に基づき二次光源群を生成する複数の単位ミラーが備えられ、少なくともそれら単位ミラーの各反射面は、前記洗浄の対象に含まれることが好ましい。
また、本発明の何れかの投影露光装置は、前記光学系の少なくとも１つの光学面の汚染量を検出する検出手段を更に備えてもよい。

また、本発明の何れかの投影露光装置は、前記検出された汚染量に基づき、前記光学面の洗浄が必要となる時期を推定する推定手段を更に備えてもよい。
また、本発明の何れかの投影露光装置は、前記検出された汚染量に基づき、前記光学系において洗浄が必要な光学面を推定する推定手段を更に備えてもよい。
また、本発明の何れかの投影露光装置は、前記光の光路を真空に保つための真空チャンバーを備えてもよい。

また、本発明の別の投影露光装置は、ＥＵＶ光源から射出した光でマスクを照明すると共に、そのマスクのパターンを感光性基板上に投影する光学系と、前記光学系の少なくとも１つの光学面の汚染量を検出する検出手段と、前記検出された汚染量に基づき、前記光学系の光学面の洗浄又は交換が必要となる時期を推定する推定手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明のさらに別の投影露光装置は、ＥＵＶ光源から射出した光でマスクを照明すると共に、そのマスクのパターンを感光性基板上に投影する光学系と、前記光学系の少なくとも１つの光学面の汚染量を検出する検出手段と前記検出された汚染量に基づき、前記光学系において洗浄又は交換が必要な光学面を推定する推定手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明のマイクロデバイスの製造方法は、本発明の何れかの投影露光装置を用いて感光性基板を露光する工程を含むことを特徴とする。

本発明によれば、光学面の汚染によるスループットの低下をなるべく抑えることのできるＥＵＶＬ用の投影露光装置が実現する。
また、本発明によれば、高いスループットでマイクロデバイスを製造することのできるマイクロデバイスの製造方法が実現する。

［第１実施形態］
図１に基づき第１実施形態を説明する。本実施形態は、ＥＵＶＬ用の投影露光装置の実施形態である。
図１は、本実施形態の投影露光装置の概略構成図である。図１に示すように、本投影露光装置には、放射装置１、反射型インテグレータ３、コンデンサミラー４、反射型マスク５、反射型投影光学系６、ウエハ７、コンピュータ１０１、表示部１０２、入力器１０３などが配置される。このうち、放射装置１からコンデンサミラー４までの光学系が照明光学系である。

放射装置１の光源には、放電プラズマ光源、レーザプラズマ光源、シンクロトロン光源などが適用可能である。以下では、図１に示すように、放電プラズマ光源１ａが適用された場合を説明する。放電プラズマ光源１１ａは、１３．５ｎｍの波長を持つＥＵＶ光を発光する。その発光点から射出したＥＵＶ光は、同心円状のコレクターミラー１１ｂにより１点に集光された後、コリメータミラー１ｅにて平行光束に近づけられた状態で、反射型インテグレータ３へ向かう。

放射装置１から反射型インテグレータ３へ入射したＥＵＶ光は、反射型インテグレータ３の入射側のミラー群（第１ミラー群）３ａにより波面分割され、かつ個別に集光される。この集光作用により、第１ミラー群３ａから離れた所定面に二次光源群が形成される。その所定面に、反射型インテグレータ３の射出側のミラー群（第２ミラー群）３ｂが配置される。この第２ミラー群３ｂの個々の単位ミラーは、フィールドミラーの働きをする。第２ミラー群３ｂから射出したＥＵＶ光は、コンデンサミラー４に向かう。因みに、反射型インテグレータ３を構成する第１ミラー群３ａ及び第２ミラー群３ｂは、「フライアイミラー」と呼ばれることもある。

コンデンサミラー４に入射したＥＵＶ光は、集光されながら光路折り曲げミラーＭを介して反射型マスク５上に達する。コンデンサミラー４の集光作用により、前述した二次光源群の各二次光源から射出した各ＥＵＶ光は、反射型マスク５上の所定領域に重畳して入射する。この所定領域が、照明領域である。その照明領域に入射したＥＵＶ光は、そこで反射した後、反射型投影光学系６へ入射する。

反射型投影光学系６に入射したＥＵＶ光は、反射型投影光学系６内のミラー６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆにて順次反射する。それらミラー６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆの反射作用を受けたＥＵＶ光は、反射型マスク５の照明領域に予め設けられたパターンの縮小像を、ウエハ７上に形成する。ウエハ７の表面には、レジスト等の感光材料が塗布されており、そのレジストは縮小像で露光される。

このうち、反射型マスク５、ウエハ７は、移動可能なマスクステージＭＳ、ウエハステージＷＳによってそれぞれ保持されている。これらのマスクステージＭＳ及びウエハステージＷＳを、反射型投影光学系６の光軸と垂直な面内で相対移動させれば、ウエハ７上のレジストを、パターンの縮小像で走査しながら露光することができる。
以上の本投影露光装置において、コレクターミラー１１ｂ、コリメータミラー１ｅ、反射型インテグレータ３、コンデンサミラー４、光路折り曲げミラーＭ、反射型マスク５、反射型投影光学系６の各反射面には、ＥＵＶ光を高い反射率で反射するための特性が付与されている。

例えば、図１に示したコレクターミラー１１ｂ、コリメータミラー１ｅは、ＥＵＶ光の入射角度が４５°より大きくなるように配置された斜入射型ミラーなので、それらの各反射面には、モリブデン、ルテニウム、珪化モリブデンなどの材料が使用される。
また、図１に示した反射型インテグレータ３、コンデンサミラー４、光路折り曲げミラーＭ、及び反射型投影光学系６は、ＥＵＶ光の入射角度が４５°より小さくなるように配置された直入射型ミラーなので、それらの各反射面には、多層膜が形成される。その多層膜は、モリブデン、珪素、タングステン、プラチナ、炭素、珪素酸化物などの物質の少なくとも２つを積層させたものである。

また、本投影露光装置において、ＥＵＶ光の発光点からウエハ７に至るＥＵＶ光の光路の全体は、真空チャンバー１００で覆われ、外気より遮断されている。図１において、符号１００ａで示すのが、真空ポンプに通ずる排気管である。
また、その真空チャンバー１００内において、コレクターミラー１１ｂ及び放電プラズマ光源１１ａは、遮蔽壁１１ｃによって覆われていてもよい。遮蔽壁１１ｃは、コレクターミラー１１ｂの集光点の近傍にのみ開口を有しており、放電プラズマ光源１１ａにて発生した飛散物（デブリ）をカットする働きをする。但し、この遮蔽壁１１ｃによっても全てのデブリをカットすることは難しいので、本投影露光装置では、デブリの一部が後段の光学系へ入射している可能性を考慮する。

先ず、デブリに起因する異物の付着する可能性は、上流側の反射面ほど高い。つまり、反射型投影光学系６の各反射面よりも、照明光学系の各反射面の方が、可能性が高い。また、上流側の反射面の反射率ほど、露光性能に与える影響は大きい。よって、上流側の反射面ほど、洗浄の必要性が高い。
しかも、直入射型ミラーは、その反射面に多層膜が形成されているので、斜入射型ミラーよりも光学的性能が低下・劣化する可能性が高い。斜入射型ミラーの中でも特に、反射型インテグレータ３の汚染は、照明領域の光量ムラに直結するので、露光性能への影響が大きいと考えられる。

そこで、本投影露光装置には、反射型インテグレータ３の汚染量を検出する検出機能と、それを洗浄する洗浄機能とが搭載される。以下、検出機能と洗浄機能とを順に説明する。
（検出機能）
反射型インテグレータ３の近傍には、反射型インテグレータ３の汚染量を検出するための検出系（発光部２１ａ，受光部２１ｂ）が配置される。検出系（発光部２１ａ，受光部２１ｂ）による汚染量の検出対象は、反射型インテグレータ３の全ての反射面であってもよいが、ここでは、検出系の構成を簡略化するために、特定の１つの反射面のみ、例えば、第１ミラー群３ａの特定の単位ミラーの反射面のみとする。

発光部２１ａは、その特定の反射面へ向けて所定の検出光を発光する。その特定の反射面に対する検出光の入射角度は、ＥＵＶ光の入射角度とは異なる値（例えば、ＥＵＶ光の入射角度よりも大きな値）に設定されており、検出光の波長は、ＥＵＶ光の波長とは異なる値（例えば、紫外〜赤外域）に設定されている。発光部２１ａから発せられた検出光は、特定の反射面で反射した後、受光部２１ｂへ入射する。これらの発光部２１ａ，受光部２１ｂは、不図示の回路を介してコンピュータ１０１に接続されている。

コンピュータ１０１は、検出系（発光部２１ａ，受光部２１ｂ）を定期的に、又は所定のタイミングで駆動し、発光部２１ａの発光光量と受光部２１ｂの受光光量との比（反射率）から、特定の反射面の汚染量を検出する。発光部２１ａからの検出光は、ＥＵＶ光と干渉しないので、投影露光装置の露光中にその検出を行うことも可能である。
また、コンピュータ１０１は、特定の反射面の汚染量と、反射型インテグレータ３の全ての反射面の汚染量との関係を示す情報を予め記憶している。この関係は、予めのシミュレーション又は実験により求めることができる。その関係と、検出した汚染量とに基づき、コンピュータ１０１は、反射型インテグレータ３の全ての反射面の汚染量を推定する。そして、推定した汚染量に基づき、コンピュータ１０１は、反射型インテグレータ３を評価する。例えば、最も汚染の激しい反射面の汚染量が所定の閾値（例えば、許容量よりも若干低い値）を超過した場合に、反射型インテグレータ３に洗浄の必要が生じたと判断し、その汚染量が閾値を超過していない場合に、反射型インテグレータ３に洗浄の必要が生じていないと判断する。

洗浄の必要が生じた場合、コンピュータ１０１は、表示部１０２に対しメッセージを表示する。本投影露光装置のオペレータは、そのメッセージに促され、入力器１０３を用いて適当なタイミングでコンピュータ１０１に対し洗浄の指示を与えることができる。
（洗浄機能）
反射型インテグレータ３の近傍には、その反射型インテグレータ３を洗浄するための洗浄室２２が配置されている。この洗浄室２２も、真空チャンバー１００の内部に位置している。洗浄室２２は、排気管２２ｃを介して真空ポンプへ通じており、その内部は真空に近づけられている。なお、その真空度は、本投影露光装置のＥＵＶ光の光路の真空度に影響を与えない範囲であれば、ＥＵＶ光の光路の真空度より低くてもよい。

洗浄室２２の入り口には、開閉式の隔壁２２ｂが設けられており、その隔壁２２ｂが開放された状態で、不図示の搬送機構は、ＥＵＶ光の光路と洗浄室２２との間で反射型インテグレータ３を搬送することができる。
洗浄室２２の内部には、洗浄用のノズル２２ａが装備されている。ノズル２２ａは、不図示の供給装置から供給される洗浄剤を、洗浄室２２内に配置されている反射型インテグレータ３の各反射面へ向けて噴射することができる。その洗浄剤は、反射型インテグレータ３の各反射面と化学反応を起こすことのないような不活性ガスであり、例えば、窒素からなる。

ノズル２２ａから噴射される窒素の温度は、その窒素が液化する程度の低温に設定されており、−１９６℃程度である。噴射時の圧力は、４００ｋｇ／ｃｍ²以上の圧力である。その温度、圧力、及び、ノズル２２ａから反射面までの距離は、噴射によって反射面が傷つけられることなく、異物のみが剥離されるよう適切に設定されている。
そして、隔壁２２ｂ、ノズル２２ａ、搬送機構などの洗浄に関わる各要素は、不図示の回路を介してコンピュータ１０１に接続されている。

コンピュータ１０１は、オペレータから洗浄の指示が与えられると、隔壁２２ｂを開放して搬送機構に対し指示を与え、ＥＵＶ光の光路内の反射型インテグレータ３を、洗浄室２２まで搬送すると、隔壁２２ｂを閉鎖する。さらに、コンピュータ１０１は、ノズル２２ａから窒素を噴射させて、反射型インテグレータ３の各反射面から異物を剥離すると、噴射を停止する。

このときに噴射された窒素は、噴射後の時間経過と共に気化し、排気管２２ｃから外部へ排出される。また、反射面から剥離した異物も、気化した窒素と共に排気管２２ｃから外部へ排出される。コンピュータ１０１は、気化した窒素が十分に排気されるまで隔壁２２ｂの閉鎖を続け、その後、隔壁２２ｂを開放し、反射型インテグレータ３をＥＵＶ光の光路まで搬送する。

（効果）
以上説明したとおり、本投影露光装置では、反射型インテグレータ３の洗浄剤として、適当な温度の窒素を用いるので、洗浄室２２の真空度は、洗浄時に殆ど低下しない。よって、洗浄後の洗浄室２２は、比較的短時間のうちに真空に戻る。しかも、洗浄剤としての窒素は、適当な温度かつ適当な圧力で噴射されるので、反射型インテグレータ３の反射面を傷めることなく確実に異物のみを除去することができる。

したがって、本投影露光装置では、反射型インテグレータ３の洗浄が効率的に行われる。その結果、反射型インテグレータ３の汚染によるスループットの低下は、最小限に抑えられる。
また、本投影露光装置では、汚染量の検出対象が反射型インテグレータ３の特定の反射面のみであるものの、検出した汚染量と予め用意された情報とに基づき他の各反射面の汚染量を推測するので、検出系の構成がシンプルである割には、反射型インテグレータ３の汚染量を高精度に評価することができる。

（変形例）
本投影露光装置には、反射型インテグレータ３が１つしか備えられなかったが、その洗浄中にも露光が行えるように、交換用の反射型インテグレータを備えてもよい。
また、本投影露光装置では、検出系による汚染量の検出対象が特定の１つの反射面とされたが、その反射面上の複数点であることが望ましい。因みに、反射型インテグレータ３の各反射面は曲面なので、反射面上の複数点の汚染量を検出するためには、発光部２１ａの位置又は角度と、受光部２１ｂの位置又は角度とを変更可能にすればよい。或いは、特定の反射面の全域が前記検出光で一括照明されるように発光部２１ａを構成すると共に、その反射面の全域の反射率分布を一括検出できるように受光部２１ｂを構成する。

また、より詳細な汚染状況（異物の種類等）を把握するために、受光部２１ｂに分光感度特性を付与して、特定の反射面の単なる反射率ではなく反射スペクトル（吸収スペクトル）を検出してもよい。
また、本投影露光装置では、洗浄に当たり反射型インテグレータ３を洗浄室２２まで搬送したが、反射型インテグレータ３をＥＵＶ光の光路に配置したまま洗浄できるようにしてもよい。例えば、図２に示すように、ノズル２４ｂをロボットアーム２４ａの先端に取り付けてもよい。そのノズル２４ｂは、フレキシブルな供給管２４ｃを介して不図示の供給装置に連結される。その場合、或る反射面から剥離した異物が他の反射面に再付着しないように、吸気フード２４ｂ’、ロボットアーム２４ａ’、及びフレキシブルな排気管２４ｃ’を用いてもよい。吸気フード２４ｂ’はロボットアーム２４ａ’の先端に取り付けられ、その吸気フード２４ｂ’は排気管２４ｃ’を介して真空ポンプに連結される。

なお、図２では、ノズル２４ｂと吸気フード２４ｂ’とが別々のロボットアーム２４ａ，２４ａ’で支持される場合を示したが、両者は、共通のロボットアームで支持されてもよい。因みに、その場合、吸気フード２４ｂ’は、ノズル２４ｂの周囲を覆うような位置関係で取り付けられることが望ましい。
また、本投影露光装置では、洗浄対象が反射型インテグレータ３の全反射面であったが、第１ミラー群３ａの反射面のみに限定してもよい。

また、本投影露光装置では、汚染量の検出対象が反射型インテグレータ３の特定の１つの反射面のみであったが、その反射面の数を増やし、他の反射面の汚染量の推定精度を高めてもよい。
また、本投影露光装置では、反射型インテグレータ３の全体を評価し、反射型インテグレータ３の全体を同じタイミングで洗浄したが、反射型インテグレータ３の第１ミラー群３ａと第２ミラー群３ｂとを個別に評価し、第１ミラー群３ａと第２ミラー群３ｂとを個別のタイミングで洗浄してもよい。その場合、一方のミラー群から剥離した異物が他方のミラー群に再付着しないように、第１ミラー群３ａと第２ミラー群３ｂとを個別に交換してもよい。さらには、反射型インテグレータ３の各反射面を個別に評価し、各反射面を個別のタイミングで洗浄してもよい。

また、本投影露光装置では、洗浄対象が反射型インテグレータ３のみであったが、同様に、コレクターミラー１１ｂ、コリメータミラー１ｅ、コンデンサミラー４などを洗浄対象とすることもできる。さらには、反射型投影光学系６内のミラー６ａ，６ｂ，６ｃ，・・などを洗浄対象としてもよい。
また、洗浄対象となる光学系が複数あるの場合（例えば、反射型インテグレータ３及びコンデンサミラー４の２つの場合）は、汚染量の検出対象を特定の光学系とし、その汚染量から他の光学系の汚染量を推定してもよい。その推定は、特定の反射面の汚染量から他の反射面の汚染量を推定したのと同様にして行うことができる。

また、本投影露光装置では、洗浄のタイミングがオペレータによって決定されたが、コンピュータ１０１が決定してもよい。その場合、コンピュータ１０１は、決定の判断を、投影露光装置の稼働状況などに基づいて行うとよい。
また、本投影露光装置では、窒素の温度を、その窒素が液化する程度の低温（−１７９℃〜１４８℃程度）に設定したが、その一部が個化する程度の低温（−２１０℃程度）に設定し、個化物が反射面に衝突する衝撃によって異物を除去してもよい。その温度、圧力、及び、ノズル２２ａから反射面までの距離は、噴射によって反射面が傷つけられることなく、異物のみが除去されるよう適切に設定される。

また、本投影露光装置では、洗浄剤として窒素を用いたが、アルゴン、二酸化炭素などの他の不活性ガスを用いてもよい。それらの不活性ガスを同様に低温化して噴射すれば、窒素を用いたときと同じ又は近い洗浄効果が期待できる。
また、本投影露光装置で行われる洗浄は、不活性ガスによるものであるので、主に、金属系の異物（スズ等）を除去するのに効果的であるが、その洗浄に、公知の光洗浄や化学洗浄などを組み合わせることで、様々な異物を同時に除去してもよい。但し、光洗浄や化学洗浄は、ＥＵＶ光の光路から隔離された洗浄室内で行われる必要がある。

因みに、光洗浄は、洗浄室内に適当なガスを注入すると共に、反射面へ適当な光を照射するものである。光の種類及びガスの種類は、除去すべき異物の種類に応じて選定される。因みに、異物の種類によっては、ガスが不要（真空中で洗浄可能）となることもある。この光洗浄は、主に、有機物からなる異物を除去するのに有効とされている。一方、化学洗浄は、所謂ドライエッチングと同じ原理であり、洗浄室内に適当なガスを適当な圧力及び濃度で注入するものである。

［第２実施形態］
図３に基づき第２実施形態を説明する。本実施形態も、ＥＵＶＬ用の投影露光装置の実施形態である。ここでは、第１実施形態（特に、洗浄室を使用するタイプ）との相違点のみ説明する。主な相違点は、洗浄室の周辺にある。
図３は、本実施形態の洗浄室周辺を示す図である。図３に示すように、本実施形態では、洗浄室２２とＥＵＶ光の光路との間に収容室２３が設けられる。収容室２３も、ＥＵＶ光の光路と同様、真空に近づけられている。洗浄室２２と収容室２３との間には、開閉式の隔壁２２ｂが設けられている。収容室２３には、複数の交換用の反射型インテグレータ３−２，３−３，３−４，３−５が収容されており、これらはレボルバ２２ｄによって支持されている。交換用の反射型インテグレータ３−２，３−３，３−４，３−５は、何れも洗浄済みである。洗浄室２２には、第１実施形態の洗浄室と同様にノズル２２ａ及び排気管２２ｃが装備されている。

本実施形態のコンピュータに対しオペレータから洗浄の指示が与えられると、隔壁２２ｂが開放され、ＥＵＶ光の光路に配置されていた反射型インテグレータ３−１が洗浄室２２まで搬送されると、隔壁２２ｂが閉鎖される。その一方で、収容室２３のレボルバ２２ｄに装着された何れかの反射型インテグレータが、ＥＵＶ光の光路まで搬送される。
その後、ノズル２２ａは、第１実施形態と同様の不活性ガスを噴射して、収容室２３内の反射型インテグレータの各反射面から異物を除去すると、噴射を停止する。少なくとも排気管２２ｂから気化した不活性ガスが排気されるまでの期間は、隔壁２２ｂは閉鎖される。その後、隔壁２２ｂが開放されると、洗浄室２２内の反射型インテグレータは収容室２３へ搬送され、レボルバ２２ｄに装着される。その後、隔壁２２ｂは閉鎖される。

以上、本実施形態では、交換用の反射型インテグレータが用意されるので、洗浄中であっても、投影露光装置の露光処理を停止する必要が無い。また、交換用の反射型インテグレータは、洗浄室２２から隔離された収容室２３に収容されるので、洗浄室２２に残存した異物が付着する可能性は殆ど無いとみなせる。また、収容室２３の配置箇所が、洗浄室２２とＥＵＶ光の光路との間なので、ＥＵＶ光の光路と洗浄室２２とをより確実に分離することができる。よって、ＥＵＶ光の光路の真空度は、確実に高く保たれる。

なお、本実施形態の収容室２３は、複数の反射型インテグレータを収容することができるので、投影露光装置の照明条件が変更されたときのために、互いに異なる仕様の複数の反射型インテグレータを収容室２３へ収容しておいてもよい。その場合、照明条件の変更時、反射型インテグレータを交換する際に洗浄を行うとよい。
［第３実施形態］
図４に基づき第３実施形態を説明する。本実施形態も、ＥＵＶＬ用の投影露光装置の実施形態である。ここでは、第１実施形態との相違点のみ説明する。相違点は、検出系にある。

図４は、本実施形態の検出系を示す図である。図４に示すように、本実施形態の検出系は、反射型インテグレータ３の特定の反射面の近傍に配置された電極部材２３ａと、その特定の反射面の表面（多層膜表面）に電気的に接続された電流計２３ｂとからなる。これらの電極部材２３ａと電流計２３ｂとは、所定の電位差をもってそれぞれ電気コードを介して真空チャンバーと電気的に接続され、アースされている。電流計２３ｂの出力信号は、コンピュータによって認識可能である。

但し、それらの電気コードは、ＥＵＶ光の光路を妨げないよう配線される。また、電極部材２３ａの配置箇所は、ＥＵＶ光の光路をなるべく妨げることのないように、特定の反射面の周縁部分に対向する位置に設定されている。因みに、反射型インテグレータ３の第１ミラー群３ａの各反射面の輪郭は、それぞれ円弧状をしている。
この状態で、特定の反射面へＥＵＶ光が入射すると、ＥＵＶ光による光電効果によって、その反射面から電子が飛び出し、電極部材２３ａの側へ移動する。このとき、電流計２３ｂは、移動した電子の量に応じた信号を出力する。仮に、反射面に異物が付着していると、その異物の量に応じて移動可能な電子の量が変化する。したがって、本実施形態のコンピュータは、電流計２３ｂの出力信号から、特定の反射面の汚染量を検出することができる。

因みに、本実施形態の検出系（電極部材２３ａと電流計２３ｂとの対）を、第１ミラー群３ａの各反射面ついて個別に設ければ、それら各反射面の汚染量を個別に検出することができる。また、電流計２３ｂは１つのままで、電極部材２３ａの配置箇所のみを第１ミラー群３ａの各反射面の境界部分に拡張すれば（つまり、電極部材２３ａのパターンをメッシュ状にすれば）、第１ミラー群３ａの全体的な汚染量を一括して検出することができる。

［第４実施形態］
図５に基づき第４実施形態を説明する。本実施形態も、ＥＵＶＬ用の投影露光装置の実施形態である。ここでは、第１実施形態との相違点のみ説明する。相違点は、コンピュータの動作にある。本実施形態のコンピュータは、汚染量が許容量を超過する時期を推定し、その時期よりも前にメッセージを表示する。ここでは、一例として、汚染量の検出対象が、反射型インテグレータ３内の特定の反射面であり、評価対象が、反射型インテグレータ３内の全ての反射面である場合を説明する。

図５は、本実施形態のコンピュータの動作フローチャートである。図５に示すとおり、本実施形態のコンピュータは、反射型インテグレータ３の特定の反射面の汚染量を定期的に、又は所定のタイミングで検出し、その検出履歴をとる（ステップＳ２０１）。検出履歴の項目には、少なくとも、検出時間と、検出した汚染量とが含まれる。その項目の１つに、投影露光装置の露光条件を含めてもよい。

また、本実施形態のコンピュータは、汚染量の検出頻度と同じ頻度、又はそれより低い頻度でそれまでの検出履歴を参照し、反射型インテグレータ３の各反射面の汚染量が許容量を超過する時期（汚染時期）をそれぞれ推定する（ステップＳ２０２）。例えば、コンピュータは、検出履歴から特定の反射面の汚染量の変化カーブを見出し、そのカーブの形状から、その反射面の汚染時期を推定する。また、コンピュータは、予め、特定の反射面の汚染量と、反射型インテグレータ３の全ての反射面の汚染量との関係を示す情報を記憶しており、その情報に基づき、汚染時期の推定を全ての反射面についてそれぞれ行うこともできる。

そして、本実施形態のコンピュータは、推定した汚染時期を、反射面毎にそれぞれ表示する（ステップＳ２０３）。この表示により、オペレータは、如何なるタイミングでどの反射面を洗浄すべきかを的確に判断することができる。例えば、各反射面の汚染時期の差異が小さいときには、全ての反射面を同じタイミングで洗浄し、汚染時期の差異が大きいときには、全ての反射面を複数の群に分けてそれぞれ異なるタイミングで洗浄する、といった判断をすることができる。

以上のステップＳ２０１，２０２，２０３は、定期的に、又は所定タイミングで繰り返し実行され、汚染時期の推定結果はその繰り返しの度に更新される。その繰り返しの度に検出履歴の情報量は増えるので、推定結果の確度（推定精度）は、徐々に高まることになる。
なお、本実施形態の推定機能は、洗浄機能を有しておらず、光学部材の交換機能のみを搭載した投影露光装置にも有効である。その推定機能は、洗浄時期だけでなく交換時期を決定するときにも役立つからである。

[第５実施形態]
図６に基づき第５実施形態を説明する。本実施形態は、上述した実施形態の何れかの投影露光装置を利用した半導体デバイスの製造方法の実施形態である。
図６は、本製造方法のフローチャートである。
ステップＳ３０１において、１ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、その１ロットのウエハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ３０３において、上述した実施形態の何れかのＥＵＶＬ用の投影露光装置を用いて、マスク上のパターンの像が、その１ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップＳ３０４において、その１ロットのウエハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップＳ３０５において、その１ロットのウエハ上に残存したレジストパターンをマスクとしてエッチングを行う。これによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行い、所定の処理を施すことによって、半導体デバイスが完成する。

以上のとおり、ＥＵＶＬ用の投影露光装置を用いれば、高性能な半導体デバイスを製造することができる。しかも、その投影露光装置には、内部の反射面を効率的に洗浄する機能が備えられているので、高性能な半導体デバイスを高いスループットで製造することができる。
なお、本製造方法において、ウエハの代わりにプレート（ガラス基板）を用い、そのガラス基板上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成すれば、液晶表示素子を製造することができる。

［第６実施形態］
図７に基づき第６実施形態を説明する。本実施形態は、上述した実施形態の何れかの投影露光装置を利用した液晶表示素子の製造方法の実施形態である。
図７は、本製造方法のフローチャートである。
パターン形成工程（Ｓ４０１）では、上述した何れかの実施形態のＥＵＶＬ用の投影露光装置を用いてマスクのパターンを、感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光性基板上に多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経て処理される。これによって基板上に所定のパターンが形成される。

続くカラーフィルター形成工程（Ｓ４０２）では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルターを形成する。
その後のセル組み立て工程（Ｓ４０３）では、パターン形成工程（Ｓ４０１）にて得られた所定パターンを有する基板、及びカラーフィルター形成工程（Ｓ４０２）にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。

セル組み立て工程（Ｓ４０３）では、例えば、基板とカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。その後、モジュール組み立て工程（Ｓ４０４）にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）に対し表示動作を行わせるための電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。
以上のとおり、ＥＵＶＬ用の投影露光装置を用いれば、高性能な液晶表示素子を製造することができる。しかも、その投影露光装置には、内部の反射面を効率的に洗浄する機能が備えられているので、高性能な液晶表示素子を高いスループットで製造することができる。

［その他］
上述した各実施形態では、照明光学系と投影光学系の全部が反射型に構成されたＥＵＶＬ用の投影露光装置を説明したが、本発明は、その一部又は全部が屈折型に構成されたＥＵＶＬ用の投影露光装置にも適用可能である。その投影露光装置内の屈折面（レンズ面）についても、上述した何れかの実施形態のそれらと同様に、検出、評価、洗浄することができる。

第１実施形態の投影露光装置の概略構成図である。 第１実施形態の変形例を示す図である。 第２実施形態の洗浄室周辺を示す図である。 第３実施形態の検出系を示す図である。 第４実施形態のコンピュータの動作フローチャートである。 第５実施形態の半導体デバイスの製造方法のフローチャートである。 第６実施形態の液晶表示素子の製造方法のフローチャートである。

符号の説明

１…放射装置，３…反射型インテグレータ，２２…洗浄室，４…コンデンサミラー，５…反射型マスク，６…反射型投影光学系，７…ウエハ，１０１…コンピュータ

Claims (12)

1. ＥＵＶ光源から射出した光でマスクを照明すると共に、そのマスクのパターンを感光性基板上に投影する光学系と、
   前記光学系の少なくとも１つの光学面を低温の不活性ガスで洗浄する洗浄手段と
   を備えたことを特徴とする投影露光装置。
2. 請求項１に記載の投影露光装置において、
   前記洗浄手段は、
   少なくとも一部が液化された前記不活性ガスを前記光学面へ向けて噴射する
   ことを特徴とする投影露光装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の投影露光装置において、
   前記洗浄手段は、
   少なくとも一部が固化された前記不活性ガスを前記光学面へ向けて噴射する
   ことを特徴とする投影露光装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の投影露光装置において、
   前記不活性ガスは、
   窒素からなる
   ことを特徴とする投影露光装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の投影露光装置において、
   前記光学系には、
   前記ＥＵＶ光源から射出した光に基づき二次光源群を生成する複数の単位ミラーが備えられ、少なくともそれら単位ミラーの各反射面は、前記洗浄の対象に含まれる
   ことを特徴とする投影露光装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の投影露光装置において、
   前記光学系の少なくとも１つの光学面の汚染量を検出する検出手段を更に備えた
   ことを特徴とする投影露光装置。
7. 請求項６に記載の投影露光装置において、
   前記検出された汚染量に基づき、前記光学面の洗浄が必要となる時期を推定する推定手段を更に備えた
   ことを特徴とする投影露光装置。
8. 請求項６又は請求項７に記載の投影露光装置において、
   前記検出された汚染量に基づき、前記光学系において洗浄が必要な光学面を推定する推定手段を更に備えた
   ことを特徴とする投影露光装置。
9. 請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の投影露光装置において、
   前記光の光路を真空に保つための真空チャンバーを備えた
   ことを特徴とする投影露光装置。
10. ＥＵＶ光源から射出した光でマスクを照明すると共に、そのマスクのパターンを感光性基板上に投影する光学系と、
    前記光学系の少なくとも１つの光学面の汚染量を検出する検出手段と、
    前記検出された汚染量に基づき、前記光学系の光学面の洗浄又は交換が必要となる時期を推定する推定手段と
    を備えたことを特徴とする投影露光装置。
11. ＥＵＶ光源から射出した光でマスクを照明すると共に、そのマスクのパターンを感光性基板上に投影する光学系と、
    前記光学系の少なくとも１つの光学面の汚染量を検出する検出手段と
    前記検出された汚染量に基づき、前記光学系において洗浄又は交換が必要な光学面を推定する推定手段と
    を備えたことを特徴とする投影露光装置。
12. 請求項１〜請求項１１の何れか一項に記載の投影露光装置を用いて感光性基板を露光する工程を含む
    ことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
    

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