JP2010141210A - クリーニング工具、クリーニング方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光不良の発生を抑制できるクリーニング工具を提供する。
【解決手段】クリーニング工具は、露光対象の基板を保持する第１保持部と対向して、第１保持部をクリーニングするクリーニング部材と、クリーニング部材の周囲の少なくとも一部に配置され、第１保持部の周囲の少なくとも一部に配置された所定部材を保護するプロテクト部材とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、クリーニング工具、クリーニング方法、及びデバイス製造方法に関する。

フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置は、露光対象の基板を保持する保持部を備えている。基板の裏面と保持部との間に異物が存在すると、例えば基板の平面度が低下して、露光不良が発生し、その結果、不良デバイスが発生する可能性がある。そのため、例えば下記特許文献に開示されているような、保持部をクリーニングする技術が案出されている。
米国特許第５５５９５８２号明細書

露光不良の発生を抑制するために、保持部をクリーニングすることは有効である。そのため、保持部を効率良く良好にクリーニングできる技術の案出が望まれる。

本発明の態様は、露光不良の発生を抑制できるクリーニング工具、及びクリーニング方法を提供することを目的とする。また本発明の態様は、不良デバイスの発生を抑制できるデバイス製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、露光対象の基板を保持する第１保持部と対向して、第１保持部をクリーニングするクリーニング部材と、クリーニング部材の周囲の少なくとも一部に配置され、第１保持部の周囲の少なくとも一部に配置された所定部材を保護するプロテクト部材と、を備えるクリーニング工具が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、第１の態様のクリーニング工具のクリーニング部材と第１保持部とを対向させて、第１保持部の少なくとも一部をクリーニングすることを含むクリーニング方法が提供される。

本発明の第３の態様に従えば、第２の態様のクリーニング方法で第１保持部の少なくとも一部をクリーニングすることと、クリーニング後に、第１保持部で基板を保持して、基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の態様によれば、露光不良の発生を抑制できる。また本発明の態様によれば、不良デバイスの発生を抑制できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

図１は、本実施形態に係るクリーニング工具４０の一例を示す斜視図である。クリーニング工具４０は、露光装置ＥＸの少なくとも一部をクリーニング可能である。図１において、クリーニング工具４０は、露光装置ＥＸの少なくとも一部をクリーニングするクリーニング部材４３と、クリーニング部材４３の周囲に配置されたプロテクト部材４４と、クリーニング部材４３を支持するロッド部材４５とを備えている。

、図２は、クリーニング部材４３及びプロテクト部材４４を＋Ｚ側から見た図、図３は、−Ｚ側から見た図、図４は、側断面図である。図１，図２，図３，及び図４に示すように、本実施形態において、クリーニング部材４３は、本体部材４１と、本体部材４１に保持された研磨部材４２とを含む。

本体部材４１は、研磨部材４２を保持する。本体部材４１は、上面４１Ｓと、上面４１Ｓの逆向きの下面４１Ｔとを有する。図において、上面４１Ｓ及び下面４１Ｔは、ＸＹ平面と略平行である。なお、上面４１Ｓ及び下面４１Ｔの少なくとも一部が、ＸＹ平面に対して傾斜していてもよいし、曲面でもよい。

本実施形態において、ＸＹ平面内における本体部材４１の外形は、円形である。なお、本体部材４１の外形は、例えば矩形でもよい。また、本実施形態において、本体部材４１は、導電性である。本体部材４１は、例えばステンレス製である。なお、本体部材４１は、ステンレスに限られず、例えばアルミニウム等、ステンレス以外の導電性材料で形成可能である。

研磨部材４２は、露光装置ＥＸの少なくとも一部を研磨可能な研磨面（下面）４２Ｔと、研磨面４２Ｔの逆向きの上面４２Ｓとを有する。上面４２Ｓは、下面４１Ｔと対向する。研磨面４２Ｔは、ＸＹ平面と略平行である。

ＸＹ平面内における研磨部材４２の外形は、本体部材４１と略同一である。本実施形態において、ＸＹ平面内における研磨部材４２の外形は、円形である。なお、研磨部材４２の外形は、例えば矩形でもよい。また、本実施形態において、研磨部材４２は、導電性である。本実施形態において、研磨部材４２は、導電性の砥石である。一例として、研磨部材４２は、炭化珪素（ＳｉＣ）製の砥石である。

研磨部材４２は、中央に開口４６を有する。本体部材４１の下面４１Ｔの一部は、開口４６の内側に配置される。以下の説明において、開口４６に配置される下面４１Ｔの一部の領域４７を適宜、露出領域４７、と称する。

下面４１Ｔの一部に、溝４８が形成されている。溝４８の少なくとも一部は、露出領域４７に配置される。本実施形態において、溝４８は、下面４１Ｔと平行なＸＹ平面における所定方向（図３ではＹ軸方向）に長い。溝４８の一端は、開口４６の略中央に配置される。溝４８は、開口４６の中心に対する放射方向の−Ｙ側に延びるように形成されている。

図４に示すように、溝４８は、流路４９を介して、吸引装置５１と接続されている。流路４９は、本体部材４１の内部流路４１Ｒ、及びチューブ部材５０の内部流路５０Ｒを含む。図１及び図２に示すように、チューブ部材５０は、クランプ部材５４を介して、ロッド部材４５に保持されている。内部流路４１Ｒは、溝４８と、上面４１Ｓに形成された開口４１Ｋとを結ぶように形成されている。チューブ部材５０の一端は、継手機構５２を介して、本体部材４１に接続されている。開口４１Ｋと、内部流路５０Ｒの一端とは、継手機構５２を介して接続される。本実施形態において、継手機構５２は、例えばステンレス等の導電性材料で形成されている。チューブ部材５０の他端は、吸引装置５１に接続される。吸引装置５１は、真空源を含む。吸引装置５１が作動することによって、溝４８の周囲の気体が吸引装置５１に吸引され、その溝４８が配置されている開口４６の内側の空間の圧力が低下する。開口４６の周囲の気体あるいは異物は、開口４６を介して溝４８に流入し、吸引装置５１に吸引される。すなわち、開口４６は、気体あるいは異物を吸引可能である。このように、本実施形態において、開口４６は、吸引口として機能する。以下の説明において、開口４６を適宜、吸引口４６、と称する。本実施形態において、吸引口４６は、下面４２Ｔの略中央に配置されている。

プロテクト部材４４は、本体部材４１及び研磨部材４２を含むクリーニング部材４３の周囲に配置されている。プロテクト部材４４は、クリーニング部材４３に支持されている。プロテクト部材４４は、少なくとも本体部材４１及び研磨部材４２の側面を覆うように配置されている。本実施形態において、プロテクト部材４４は、本体部材４１及び研磨部材４２の外形に応じたリング状の部材である。本実施形態において、プロテクト部材４４は、本体部材４１及び研磨部材４２の側面と対向する第１部分４４Ａと、本体部材４１の上面４１Ｓの周縁領域と対向する第２部分４４Ｂとを含む。プロテクト部材４４は、本体部材４１及び研磨部材４２を含むクリーニング部材４３と、プロテクト部材４４の周囲の部材との接触を抑制する。

プロテクト部材４４は、合成樹脂製である。本実施形態において、プロテクト部材４４は、フッ素を含む合成樹脂製である。プロテクト部材４４は、例えばテフロン（登録商標）で形成されている。なお、プロテクト部材４４が、例えばＰＦＡ（Tetra fluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer）、ＰＴＦＥ（Poly tetra fluoro ethylene）、ＰＥＥＫ（polyetheretherketone）等で形成されてもよい。

ロッド部材４５は、ユニバーサルジョイント等の継手機構５３を介して、本体部材４１を支持する。ロッド部材４５の一端が、継手機構５３に接続されている。ロッド部材４５の他端には、ハンドル５５が設けられている。本実施形態において、ロッド部材４５は、導電性である。ロッド部材４５は、例えばステンレス製である。なお、ロッド部材４５は、ステンレスに限られず、例えばアルミニウム等、ステンレス以外の導電性材料で形成可能である。また、本実施形態においては、継手機構５３も、例えばステンレス等の導電性材料で形成されている。

本実施形態においては、ロッド部材４５の表面に、絶縁性の膜が形成されている。絶縁性の膜は、例えば合成樹脂の膜である。本実施形態において、合成樹脂の膜は、例えばＰＴＦＥの膜である。また、継手機構５２，５３の表面に、絶縁性の膜を形成することができる。

また、本実施形態においては、クリーニング工具４０は、クリーニング部材４３に設けられ、シート部材５７を保持可能な保持機構５５を有する。本実施形態において、保持機構５５は、本体部材４１の上面４１Ｓに配置されている。本実施形態において、保持機構５５は、上面４１Ｓとの間でシート部材５７を挟むことができる板ばね部材５６を複数有する。板ばね部材５６は、上面４１Ｓの３箇所のそれぞれに配置されている。

図５は、本実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を示す概略構成図である。本実施形態の露光装置ＥＸは、液体ＬＱを介して露光光ＥＬで基板Ｐを露光する液浸露光装置である。本実施形態においては、液体ＬＱとして、水（純水）を用いる。

図５において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ２と、基板Ｐを保持せずに、露光光ＥＬを計測する計測部材Ｃを保持して移動可能な計測ステージ３と、マスクステージ１を移動する駆動システム４と、基板ステージ２を移動する駆動システム５と、計測ステージ３を移動する駆動システム６と、マスクＭを露光光ＥＬで照明する照明系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光光ＥＬの光路の少なくとも一部が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳを形成可能な液浸部材７と、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置８とを備えている。

マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。マスクＭは、例えばガラス板等の透明板と、その透明板上にクロム等の遮光材料を用いて形成されたパターンとを有する透過型マスクを含む。なお、マスクＭとして、反射型マスクを用いることもできる。

基板Ｐは、デバイスを製造するための基板である。基板Ｐは、例えば半導体ウエハ等の基材と、その基材上に形成された感光膜とを含む。感光膜は、感光材（フォトレジスト）の膜である。また、基板Ｐが、感光膜に加えて別の膜を含んでもよい。例えば、基板Ｐが、反射防止膜を含んでもよいし、感光膜を保護する保護膜（トップコート膜）を含んでもよい。

照明系ＩＬは、所定の照明領域ＩＲに露光光ＥＬを照射する。照明領域ＩＲは、照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬが照射可能な位置を含む。照明系ＩＬは、照明領域ＩＲに配置されたマスクＭの少なくとも一部を、均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとして、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等が用いられる。本実施形態においては、露光光ＥＬとして、紫外光（真空紫外光）であるＡｒＦエキシマレーザ光を用いる。

マスクステージ１は、マスクＭを保持した状態で、照明領域ＩＲを含むベース部材９のガイド面９Ｇ上を移動可能である。駆動システム４は、ガイド面９Ｇ上でマスクステージ１を移動するための平面モータを含む。平面モータは、例えば米国特許第６４５２２９２号明細書に開示されているような、マスクステージ１に配置された可動子と、ベース部材９に配置された固定子とを有する。本実施形態においては、マスクステージ１は、駆動システム４の作動により、ガイド面９Ｇ上において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。

投影光学系ＰＬは、所定の投影領域ＰＲに露光光ＥＬを照射する。投影領域ＰＲは、投影光学系ＰＬから射出される露光光ＥＬが照射可能な位置を含む。投影光学系ＰＬは、投影領域ＰＲに配置された基板Ｐの少なくとも一部に、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、又は１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光軸は、Ｚ軸と平行である。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。

基板ステージ２は、基板Ｐを保持した状態で、投影領域ＰＲを含むベース部材１０のガイド面１０Ｇ上を移動可能である。計測ステージ３は、計測部材Ｃを保持した状態で、投影領域ＰＲを含むベース部材１０のガイド面１０Ｇ上を移動可能である。

基板ステージ２を移動するための駆動システム５は、ガイド面１０Ｇ上で基板ステージ２を移動するための平面モータを含む。平面モータは、例えば米国特許第６４５２２９２号明細書に開示されているような、基板ステージ２に配置された可動子と、ベース部材１０に配置された固定子とを有する。同様に、計測ステージ３を移動するための駆動システム６は、平面モータを含み、計測ステージ３に配置された可動子と、ベース部材１０に配置された固定子とを有する。

本実施形態において、マスクステージ１、基板ステージ２、及び計測ステージ３の位置情報は、レーザ干渉計ユニット１１Ａ、１１Ｂを含む干渉計システム１１によって計測される。レーザ干渉計ユニット１１Ａは、マスクステージ１に配置された計測ミラー１Ｒを用いて、マスクステージ１の位置情報を計測可能である。レーザ干渉計ユニット１１Ｂは、基板ステージ２に配置された計測ミラー２Ｒ、及び計測ステージ３に配置された計測ミラー３Ｒを用いて、基板ステージ２及び計測ステージ３それぞれの位置情報を計測可能である。基板Ｐの露光処理を実行するとき、あるいは所定の計測処理を実行するとき、制御装置８は、干渉計システム１１の計測結果に基づいて、駆動システム４，５，６を作動し、マスクステージ１（マスクＭ）、基板ステージ２（基板Ｐ）、及び計測ステージ３(計測部材Ｃ）の位置制御を実行する。

液浸部材７は、露光光ＥＬの光路の少なくとも一部が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳを形成可能である。液浸空間ＬＳは、液体ＬＱで満たされた部分（空間、領域）である。液浸部材７は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子１２の近傍に配置される。本実施形態において、液浸部材７は、環状の部材であり、露光光ＥＬの光路の周囲に配置される。本実施形態においては、液浸部材７の少なくとも一部が、終端光学素子１２の周囲に配置される。

終端光学素子１２は、投影光学系ＰＬの像面に向けて露光光ＥＬを射出する射出面１３を有する。本実施形態において、液浸空間ＬＳは、終端光学素子１２と、終端光学素子１２から射出される露光光ＥＬが照射可能な位置（投影領域ＰＲ）に配置される物体との間の露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように形成される。本実施形態において、投影領域ＰＲに配置可能な物体は、投影光学系ＰＬの像面側（終端光学素子１２の射出面１３側）で投影領域ＰＲに対して移動可能な物体であり、基板ステージ２、基板ステージ２に保持された基板Ｐ、計測ステージ３、及び計測ステージ３に保持された計測部材Ｃの少なくとも一つを含む。もちろん、投影領域ＰＲに配置可能な物体は、基板ステージ２、基板ステージ２に保持された基板Ｐ、計測ステージ３、及び計測ステージ３に保持された計測部材Ｃの少なくとも一つに限られない。

本実施形態において、液浸部材７は、投影領域ＰＲに配置される物体と対向可能な下面１４を有する。液浸部材７は、投影領域ＰＲに配置される物体との間で液体ＬＱを保持することができる。一方側の射出面１３及び下面１４と、他方側の物体の表面（上面）との間に液体ＬＱが保持されることによって、終端光学素子１２と物体との間の露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳが形成される。

本実施形態においては、基板Ｐに露光光ＥＬが照射されているとき、投影領域ＰＲを含む基板Ｐの表面の一部の領域が液体ＬＱで覆われるように液浸空間ＬＳが形成される。液体ＬＱの界面（メニスカス、エッジ）の少なくとも一部は、液浸部材７の下面１４と基板Ｐの表面との間に形成される。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、局所液浸方式を採用する。

図６は、本実施形態に係る基板ステージ２の一例を示す側断面図である。本実施形態において、基板ステージ２は、米国特許出願公開第２００７／０１７７１２５号明細書、米国特許出願公開第２００８／００４９２０９号明細書等に開示されているような、基板Ｐをリリース可能に保持する第１保持部３１と、第１保持部３１の周囲に配置され、プレート部材Ｔをリリース可能に保持する第２保持部３２とを有する。第１，第２保持部３１，３２は、ピンチャック機構を有する。

第１保持部３１は、基板Ｐの裏面と対向可能な基板ステージ２の上面（チャック面）２２に設けられており、基板Ｐの裏面を保持する。第１保持部３１は、チャック面２２に配置され、基板Ｐの裏面の周縁領域と対向する環状のリム部２３と、チャック面２２においてリム部２３の内側に配置され、基板Ｐの裏面を支持する複数のピン部材２４と、チャック面２２においてリム部２３の内側に配置され、気体を吸引可能な吸引口２５とを含む。制御装置８は、吸引口２５を用いて、基板Ｐの裏面とリム部２３とチャック面２２とで囲まれた空間の気体を排気して、その空間を負圧にすることによって、基板Ｐをピン部材２４で吸着保持する。また、制御装置８は、吸引口２５を用いる吸引動作を停止することにより、第１保持部３１より基板Ｐをリリースすることができる。

プレート部材Ｔは、第１保持部３１に保持された基板Ｐの周囲に配置される。プレート部材Ｔは、基板Ｐが配置される開口ＴＨを有する。プレート部材Ｔは、開口ＴＨを規定する内側面を有する。基板ステージ２が移動することによって、第１保持部３１に保持された基板Ｐ、及び第２保持部３２に保持されたプレート部材Ｔは、投影領域ＰＲに移動可能である。

本実施形態において、第１保持部３１は、基板Ｐの表面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。第２保持部３２は、プレート部材Ｔの上面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、プレート部材Ｔを保持する。本実施形態において、第１保持部３１に保持された基板Ｐの表面と第２保持部３２に保持されたプレート部材Ｔの上面とは、ほぼ同一平面内に配置される（ほぼ面一である）。また、第１保持部３１に保持された基板Ｐの側面と、第２保持部３２に保持されたプレート部材Ｔの内側面とは、所定のギャップＧ１を介して対向する。

図７は、本実施形態に係る計測ステージ３の一例を示す側断面図である。本実施形態において、計測ステージ３は、計測部材Ｃをリリース可能に保持する第３保持部３３と、第３保持部３３の周囲に配置され、プレート部材Ｓをリリース可能に保持する第４保持部３４とを有する。第３，第４保持部３３，３４は、ピンチャック機構を有する。プレート部材Ｓは、第３保持部３３に保持された計測部材Ｃの周囲に配置される。計測ステージ３が移動することによって、第３保持部３３に保持された計測部材Ｃ、及び第４保持部３４に保持されたプレート部材Ｓは、投影領域ＰＲに移動可能である。

本実施形態において、第３保持部３３は、計測部材Ｃの上面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、計測部材Ｃを保持する。第４保持部３４は、プレート部材Ｓの上面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、プレート部材Ｓを保持する。本実施形態において、第３保持部３３に保持された計測部材Ｃの上面と第４保持部３４に保持されたプレート部材Ｓの上面とは、ほぼ同一平面内に配置される（ほぼ面一である）。また、第３保持部３３に保持された計測部材Ｃの側面と、第４保持部３４に保持されたプレート部材Ｓの内側面とは、所定のギャップＧ２を介して対向する。

また、本実施形態において、計測ステージ３は、光センサ３５を有する。本実施形態において、計測部材Ｃは、例えば石英など、露光光ＥＬを透過可能な部材を含み、計測部材Ｃの少なくとも一部は、露光光ＥＬを透過可能な透過部を含む。第３保持部３３に保持された計測部材Ｃの上面に照射された露光光ＥＬは、計測部材Ｃの透過部を介して、光センサ３５に照射される。光センサ３５は、終端光学素子１２より射出され、計測部材Ｃを介した露光光ＥＬを受光する。

本実施形態において、計測部材Ｃは、例えば米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書に開示されているような、投影光学系ＰＬによる空間像を計測可能な空間像計測システムの少なくとも一部を含む。なお、計測部材Ｃが、例えば米国特許第４４６５３６８号明細書に開示されているような、露光光ＥＬの照度むらを計測可能な照度むら計測システムの少なくとも一部、例えば米国特許第６７２１０３９号明細書に開示されているような、投影光学系ＰＬの露光光ＥＬの透過率の変動量を計測可能な計測システムの少なくとも一部、例えば米国特許出願公開第２００２／００６１４６９号明細書等に開示されているような、照射量計測システム（照度計測システム）の少なくとも一部、及び例えば欧州特許第１０７９２２３号明細書に開示されているような、波面収差計測システムの少なくとも一部でもよい。基板を保持して移動可能な基板ステージと、基板を保持せずに、露光光を計測する計測部材（計測器）を搭載して移動可能な計測ステージとを備えた露光装置の一例が、例えば米国特許第６８９７９６３号明細書、欧州特許出願公開第１７１３１１３号明細書等に開示されている。

次に、上述の露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法の一例について説明する。

基板Ｐの露光処理を開始するために、制御装置８は、投影領域ＰＲと離れた基板交換位置に基板ステージ２を移動し、搬送システム（不図示）を用いて、基板交換位置に配置された基板ステージ２に露光前の基板Ｐをロードする。基板ステージ２が基板交換位置に配置されているとき、終端光学素子１２及び液浸部材７と計測ステージ３との間に液浸空間ＬＳが形成される。露光前の基板Ｐが基板ステージ２にロードされた後、制御装置８は、基板ステージ２を投影領域ＰＲに移動して、終端光学素子１２及び液浸部材７と基板ステージ２（基板Ｐ）との間に液浸空間ＬＳを形成する。

本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。基板Ｐの露光時、制御装置８は、マスクステージ１及び基板ステージ２を制御して、マスクＭ及び基板Ｐを、ＸＹ平面内の所定の走査方向に移動する。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。制御装置８は、基板Ｐを投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明系ＩＬの照明領域ＩＲに対してマスクＭをＹ軸方向に移動しつつ、投影光学系ＰＬと基板Ｐ上の液浸空間ＬＳの液体ＬＱとを介して基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。これにより、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影され、基板Ｐは露光光ＥＬで露光される。

露光後の基板Ｐは、基板ステージ２よりアンロードされる。制御装置８は、露光後の基板Ｐを基板ステージ２からアンロードするために、基板ステージ２を基板交換位置に移動する。制御装置８は、搬送システムを用いて、その基板交換位置に配置された基板ステージ２から露光後の基板Ｐをアンロードする。

制御装置８は、露光前の基板Ｐのローディング動作、基板Ｐの露光動作、及び露光後の基板Ｐのアンローディング動作を繰り返し、複数の基板Ｐを順次液浸露光する。

次に、クリーニング工具４０を用いて、第１保持部３１をクリーニングする方法について説明する。クリーニング工具４０を用いるクリーニングは、例えば所定時間間隔毎、あるいは所定枚数の基板Ｐを露光する毎等に実行される。第１保持部３１をクリーニングする際、基板ステージ２は、例えば基板交換位置に配置される。

図８は、クリーニング工具４０を用いて、第１保持部３１をクリーニングしている状態の一例を示す図である。第１保持部３１をクリーニングするとき、クリーニング部材４３と第１保持部３１とが対向する。図８に示すように、本実施形態においては、研磨部材４２の研磨面４２Ｔと第１保持部３１とが対向するように、クリーニング部材４３が第１保持部３１上に配置される。クリーニング部材４０のハンドル５５は、例えば作業者に保持されている。作業者は、研磨面４２Ｔと第１保持部３１とが接触するように、クリーニング部材４３を第１保持部３１上に配置する。そして、第１保持部３１に対してクリーニング部材４３（研磨部材４２）が相対的に移動されることによって、第１保持部３１が研磨部材４２で研磨される。

図８に示すように、研磨部材４２は、リム部２３の上面、及びピン部材２４の上面と接触可能である。研磨部材４２は、リム部２３の上面、及びピン部材２４の上面を研磨可能である。リム部２３の上面、及びピン部材２４の上面が研磨部材４２で研磨されることによって、その上面に付着している異物を除去することができる。

また、本実施形態においては、クリーニング部材４３に吸引口４６が設けられており、クリーニング工具４０は、第１保持部３１の異物を吸引口４６で吸引することができる。クリーニング部材４３と第１保持部３１とを対向させた状態で、吸引装置５１が作動されることによって、クリーニング工具４０は、第１保持部３１上に存在する異物を吸引口４６で吸引して、第１保持部３１から除去することができる。

このように、研磨部材４２及び吸引口４６を含むクリーニング部材４３は、研磨部材４２及び吸引口４６の少なくとも一方を用いて、第１保持部３１をクリーニングすることができる。

また、本実施形態においては、クリーニング工具４０を用いるクリーニング中、クリーニング工具４０の少なくとも一部が接地（アース）される。例えば、ロッド部材４５が接地される。これにより、クリーニング中において、静電気が発生したり、第１保持部３１、プレート部材Ｔが帯電したりすることが抑制される。

本実施形態において、クリーニング部材４３の周囲に配置されているプロテクト部材４４は、第１保持部３１の周囲に配置された第２保持部３２に保持されているプレート部材Ｔを保護する。プロテクト部材４４は、本体部材４１及び研磨部材４２を含むクリーニング部材４３と、プレート部材Ｔとの接触を抑制する。例えば、図８に示すように、研磨部材４２でリム部２３の上面を研磨する場合、クリーニング部材４３とプレート部材Ｔの内側面とが接近する。プロテクト部材４４は、クリーニング部材４３でリム部２３の上面をクリーニングする場合においても、クリーニング部材４３とプレート部材Ｔの内側面との接触を未然に防ぐことができる。

第１保持部３１に保持されている基板Ｐとの間でギャップＧ１を形成するプレート部材Ｔの内側面が変形したり、損傷したりする等、内側面の状態が劣化すると、例えば基板Ｐの液浸露光中、ギャップＧ１に液体ＬＱが浸入する可能性が高くなる。ギャップＧ１に液体ＬＱが浸入することが抑制されるように、プレート部材Ｔの内側面の形状、あるいは液体ＬＱに対する親液性等が最適に調整されている場合、プレート部材Ｔの内側面の状態がクリーニングによって劣化してしまうと、クリーニング後の液浸露光中に、ギャップＧ１に液体ＬＱが浸入してしまう不具合が発生する可能性がある。

本実施形態において、プロテクト部材４４は、合成樹脂製であり、プロテクト部材４４がプレート部材Ｔと接触したとしても、クリーニング部材４３がプレート部材Ｔと接触する場合に比べて、プレート部材Ｔの内側面が変形したり、損傷したりする可能性が低い。したがって、プレート部材Ｔの内側面の状態が劣化してしまうことを抑制することができる。

また、プロテクト部材４４が、フッ素を含む合成樹脂製である場合、プロテクト部材４４とプレート部材Ｔの内側面とが接触した場合でも、そのプレート部材Ｔの内側面の撥液性の低下を抑制することができる。

クリーニング工具４０を用いるクリーニング後、第１保持部３１が良好にクリーニングされたか否かを確認する確認処理が実行される。図９は、確認作業の一例を示す図である。本実施形態において、確認処理は、第１保持部３１にダミー基板ＤＰを保持する処理と、その第１保持部３１に保持されたダミー基板ＤＰの表面の形状を検出システム６０で検出する処理とを含む。ダミー基板ＤＰは、外形が基板Ｐとほぼ同一であり、平坦な表面を有する部材である。第１保持部３１が良好にクリーニングされている場合、その第１保持部３１に保持されたダミー基板ＤＰの表面は、ほぼ平坦である。一方、第１保持部３１が良好にクリーニングされず、第１保持部３１とダミー基板ＤＰとの間に異物が存在する場合、その異物に起因して、ダミー基板ＤＰの表面が局所的に変形する。検出システム６０は、例えば米国特許第５４４８３３２号明細書、米国特許第６３２７０２５号明細書等に開示されているような、所謂、斜入射方式の多点フォーカス・レベリング検出システムである。検出システム６０は、検出光Ｌａをダミー基板ＤＰの表面に対して傾斜方向から照射する投射部６１と、ダミー基板ＤＰの表面で反射した検出光Ｌａを受光可能な受光部６２とを有し、受光部６２の受光結果に基づいて、ダミー基板ＤＰの表面の形状を検出可能である。なお、確認処理において、ダミー基板ＤＰのかわりに、基板Ｐを第１保持部３１で保持して、検出システム６０でその基板Ｐの表面の形状を検出してもよい。

検出システム６０の検出結果に基づいて、第１保持部３１が良好にクリーニングされたと判断された場合、クリーニングが終了し、通常の露光シーケンスが実行される。すなわち、クリーニング後、第１保持部３１で基板Ｐを保持して、基板Ｐの露光が実行される。良好にクリーニングされた第１保持部３１で基板Ｐを保持して露光することによって、露光不良の発生を抑制することができる。

一方、検出システム６０の検出結果に基づいて、第１保持部３１が良好にクリーニングされていないと判断された場合、クリーニング工具４０を用いるクリーニングが再度実行される。すなわち、研磨部材４２及び吸引口４６の少なくとも一方を用いるクリーニングが再度実行される。

また、第１保持部３１が良好にクリーニングされていないと判断された場合、図１０に示すように、保持機構５５に保持されたシート部材５７で第１保持部３１をクリーニングすることができる。保持機構５５は、第１保持部３１と対向するように、シート部材５７を保持する。シート部材５７は、研磨面４２Ｔを覆うように配置され、保持機構５５は、そのシート部材５７の端を保持する。シート部材５７の端は、３つの板ばね部材５６と上面４１Ｓとの間に挟まれて保持される。

シート部材５７として、例えば布、不織布を用いることができる。また、シート部材５７として、紙を用いてもよい。また、シート部材５７として、東レ株式会社製「トレシー」、あるいは「マクロス」を使用することができる。

シート部材５７には、クリーニング液体を染み込ませてある。クリーニング液体は、メタノール、エタノール等のアルコール類の溶剤である。なお、クリーニング液体として、エーテル類、ガンマブチロラクトン、シンナー類、界面活性剤、ＨＦＥ等のフッ素系溶剤を用いてもよい。保持機構５５に保持されたシート部材５７で第１保持部３１を拭くことによって、第１保持部３１に付着している異物を溶解して除去することができる。

そして、再度のクリーニングを実行した後、検出システム６０を用いる確認処理が実行され、第１保持部３１のクリーニングが良好に実行されたことが確認されるまで、上述のクリーニングを実行する。

以上説明したように、本実施形態によれば、クリーニング工具４０を用いて、第１保持部３１を効率良く良好にクリーニングすることができる。したがって、第１保持部３１で基板Ｐを良好に保持することができ、基板Ｐの露光不良の発生を抑制することができる。また、プロテクト部材４４が設けられているので、第１保持部３１の周囲に配置されているプレート部材Ｔの内側面の状態が劣化することを抑制しつつ、第１保持部３１をクリーニングすることができる。プレート部材Ｔの性能が維持されるので、ギャップＧ１に液体ＬＱが浸入することが抑制される。

また、本実施形態においては、本体部材４１及び研磨部材４２を含むクリーニング部材４３、及びロッド部材４５等が導電性であり、クリーニング時には、クリーニング工具４０の少なくとも一部が接地されるので、静電気の発生、第１保持部３１の帯電、及びプレート部材Ｔの帯電を抑制することができる。これにより、帯電による第１保持部３１及びプレート部材Ｔ等に対する異物の付着が抑制される。

なお、上述の実施形態においては、クリーニング工具４０を用いるクリーニングが、所定時間間隔毎、あるいは所定枚数の基板Ｐを露光する毎等に実行されることとしたが、例えば、検出システム６０で第１保持部３１に保持された基板Ｐ（あるいはダミー基板ＤＰ）の表面の形状を検出し、その検出結果に基づいて、クリーニングを実行するか否かを決定してもよい。例えば、検出システム６０の検出結果に基づいて、第１保持部３１と基板Ｐ（ダミー基板ＤＰ）との間に異物が存在すると判断した場合、クリーニング工具４０を用いるクリーニングを実行することによって、異物が存在していないにもかかわらず、クリーニングを実行してしまうといった無駄を省くことができる。

また、露光された基板Ｐのパターン形状を検出し、その検出結果に基づいて、クリーニングを実行してもよい。例えば、複数の基板Ｐを順次露光して、それら複数の基板Ｐのパターン形状のそれぞれを検出した結果、第１保持部３１の同一位置に対応する基板Ｐの所定部位のみにパターン欠陥が生じると判断した場合、その同一位置に異物が存在すると判断することができる。したがって、その検出した結果に基づいて、第１保持部３１に異物が存在するか否かを判断することができる。そして、異物が存在すると判断した場合、クリーニングを実行することによって、異物が存在していないにもかかわらず、クリーニングを実行してしまうといった無駄を省くことができる。

なお、上述の実施形態においては、プロテクト部材４４が、クリーニング部材４３の周囲に配置されるリング状の部材であることとしたが、クリーニング部材４３の周囲の一部に配置されてもよい。

なお、上述の実施形態において、クリーニング工具４０が、研磨部材４２を回転させる駆動装置を備えてもよい。研磨部材４２と第１保持部３１とを接触させた状態で、研磨部材４２を回転することによって、第１保持部３１を良好にクリーニングできる。

なお、上述の実施形態においては、クリーニング部材４３が、研磨部材４２及び吸引口４６を有する場合について説明したが、研磨部材４２及び吸引口４６のいずれか一方のみを有する構成でもよい。

また、クリーニング部材が、気体を吹き出す給気口を備えてもよい。クリーニング部材の給気口と第１保持部３１とを対向させた状態で、給気口より気体を吹き出すことによって、第１保持部３１の異物を除去することができる。また、クリーニング部材が、光洗浄効果を有する光（紫外光など）を射出する射出部を備えてもよい。クリーニング部材の射出部と第１保持部３１とを対向させた状態で、射出部より光洗浄効果を有する光を射出することによって、第１保持部３１をクリーニングすることができる。光洗浄については、例えば米国特許出願公開２００７／０２５８０７２号明細書に開示されている。

なお、上述の実施形態においては、クリーニング工具４０で第１保持部３１をクリーニングする場合について説明したが、第２保持部３２からプレート部材Ｔを外して、第２保持部３２をクリーニングすることもできる。また、第３保持部３３から計測部材Ｃを外して、クリーニング工具４０で第３保持部３３をクリーニングすることができる。クリーニング部材３３の周囲にプロテクト部材４４が配置されているので、第３保持部３３の周囲に配置されているプレート部材Ｓの内側面の状態の劣化を抑制しつつ、第３保持部３３を良好にクリーニングすることができる。また、第４保持部４４からプレート部材Ｓを外して、第４保持部３４をクリーニング工具４０でクリーニングすることができる。

なお、上述の実施形態においては、第１保持部３１の周囲に、第２保持部３２にリリース可能に保持されるプレート部材Ｔが配置される場合を例にして説明したが、プレート部材Ｔが基板ステージ２とが一体的に形成されてもよい。同様に、プレート部材Ｓと計測ステージ３とが一体的に形成されてもよい。

なお、上述の実施形態においては、投影光学系ＰＬの終端光学素子１２の射出側（像面側）の光路が液体ＬＱで満たされているが、例えば国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているように、終端光学素子１２の入射側（物体面側）の光路も液体ＬＱで満たされる投影光学系ＰＬを採用することができる。

なお、上述の各実施形態においては、液体ＬＱとして水を用いているが、水以外の液体であってもよい。液体ＬＱとしては、露光光ＥＬに対して透過性であり、露光光ＥＬに対して高い屈折率を有し、投影光学系ＰＬあるいは基板Ｐの表面を形成する感光材（フォトレジスト）などの膜に対して安定なものが好ましい。例えば、液体ＬＱとして、ハイドロフロロエーテル（ＨＦＥ）、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）、フォンブリンオイル等を用いることも可能である。また、液体ＬＱとして、種々の流体、例えば、超臨界流体を用いることも可能である。

なお、上述の実施形態においては、露光装置ＥＸが、露光光ＥＬの光路の少なくとも一部が液体ＬＱで満たされた状態で基板Ｐを露光する液浸露光装置である場合を例にして説明したが、露光光ＥＬの光路を液体ＬＱで満たさずに、その光路が気体で満たされるドライ露光装置でもよい。

なお、上述の各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。

露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。

さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、例えば米国特許第６６１１３１６号明細書に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。

また、本発明は、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、米国特許第６２６２７９６号明細書等に開示されているような、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。

また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。

露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。

なお、上述の各実施形態においては、レーザ干渉計を含む干渉計システムを用いて各ステージの位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。

なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６７７８２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。

上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。例えば、レンズ等の光学部材と基板との間に液浸空間を形成し、その光学部材を介して、基板に露光光を照射することができる。

また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

上述の実施形態の露光装置ＥＸは、本願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およ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。

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１１に示すように、マイクロデバイスの機能・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、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、上述の実施形態に従って、マスクのパターンからの露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ２０４、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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。基板処理ステップは、上述の実施形態に従って、第１保持部３１をクリーニングすること、及びクリーニング後に、第１保持部３１で基板Ｐを保持して、その基板Ｐを露光することを含む。

なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

本実施形態に係るクリーニング工具の一例を示す斜視図である。 本実施形態に係るクリーニング部材及びプロテクト部材を上側から見た図である。 本実施形態に係るクリーニング部材及びプロテクト部材を下側から見た図である。 本実施形態に係るクリーニング部材及びプロテクト部材の一例を示す側断面図である。 本実施形態に係る露光装置の一例を示す概略構成図である。 本実施形態に係る基板ステージの一例を示す側断面図である。 本実施形態に係る計測ステージの一例を示す側断面図である。 本実施形態に係るクリーニング方法の一例を示す図である。 本実施形態に係るクリーニング方法の一例を示す図である。 本実施形態に係るクリーニング方法の一例を示す図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

２…基板ステージ、３…計測ステージ、３１…第１保持部、３２…第２保持部、３３…第３保持部、３４…第４保持部、４０…クリーニング工具、４１…本体部材、４２…研磨部材、４３…クリーニング部材、４４…プロテクト部材、４５…ロッド部材、４６…吸引口、５５…保持機構、５７…シート部材、Ｃ…計測部材、ＤＰ…ダミー基板、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、Ｇ１…ギャップ、Ｐ…基板、Ｓ…プレート部材、Ｔ…プレート部材

Claims (12)

1. 露光対象の基板を保持する第１保持部と対向して、前記第１保持部をクリーニングするクリーニング部材と、
   前記クリーニング部材の周囲の少なくとも一部に配置され、前記第１保持部の周囲の少なくとも一部に配置された所定部材を保護するプロテクト部材と、を備えるクリーニング工具。
2. 前記プロテクト部材は、前記クリーニング部材と前記所定部材との接触を抑制する請求項１記載のクリーニング工具。
3. 前記プロテクト部材は、合成樹脂製である請求項１又は２記載のクリーニング工具。
4. 前記クリーニング部材は、前記第１保持部を研磨する研磨部材を含む請求項１〜３のいずれか一項記載のクリーニング工具。
5. 前記クリーニング部材は、前記第１保持部の異物を吸引する吸引口を有する請求項１〜４のいずれか一項記載のクリーニング工具。
6. 前記クリーニング部材は、導電性である請求項１〜５のいずれか一項記載のクリーニング工具。
7. 前記クリーニング部材を支持するロッド部材を有する請求項１〜６のいずれか一項記載のクリーニング工具。
8. 前記ロッド部材は、導電性である請求項７記載のクリーニング工具。
9. 前記クリーニング部材に設けられ、前記第１保持部と対向するように、シート部材を保持する保持機構を有する請求項１〜８のいずれか一項記載のクリーニング工具。
10. 前記所定部材は、前記第１保持部の周囲に配置された第２保持部にリリース可能に保持されるプレート部材を含む請求項１〜９のいずれか一項記載のクリーニング工具。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項記載のクリーニング工具の前記クリーニング部材と前記第１保持部とを対向させて、前記第１保持部の少なくとも一部をクリーニングすることを含むクリーニング方法。
12. 請求項１１記載のクリーニング方法で前記第１保持部の少なくとも一部をクリーニングすることと、
    前記クリーニング後に、前記第１保持部で前記基板を保持して、前記基板を露光することと、
    露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。

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