JP2013123018A

JP2013123018A - 極紫外露光マスク用防塵装置及び極紫外露光装置

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Publication number: JP2013123018A
Application number: JP2011271675A
Authority: JP
Inventors: Toshihisa Anazawa; 俊久穴澤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2013-06-20
Anticipated expiration: 2031-12-12
Also published as: JP5867046B2

Abstract

【課題】破損を容易に検知することができる極紫外露光マスク用防塵装置及び極紫外露光装置を提供する。
【解決手段】極紫外露光マスク用防塵装置１には、極紫外露光マスクに対する防塵部材２と、防塵部材２に所定の信号を付与する信号付与部３と、防塵部材２を伝播した信号の解析を行う解析部４と、が設けられている。このような構成により、防塵部材２の破損の有無を確認しておくことができる。つまり、防塵部材２に破損がある場合とない場合とで信号の伝播の態様が異なる。従って、破損がない場合に伝播する信号を予め解析しておけば、これと、実際の検査で解析部４により解析された結果との比較により破損の有無を確認することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、極紫外露光マスク用防塵装置及び極紫外露光装置に関する。

半導体装置の製造過程で行われるリソグラフィには、主として波長が１００ｎｍ台の紫外光源が用いられている。しかし、紫外光源を用いて加工できる寸法に限界があり、近時では、波長が１０ｎｍ台の極紫外（ＥＵＶ）光源を用いたリソグラフィ技術の開発が行われている。ＥＵＶ光は大気中を透過しないため、ＥＵＶリソグラフィは真空中で行われる。また、ＥＵＶ光を透過させる硝材が存在しないため、光学系は全て反射型（ミラー）で構成される。更に、ＥＵＶリソグラフィにおいて用いられるマスクも反射型である。

また、ＥＵＶリソグラフィにおいても、可視光源又は紫外光源を光源としたフォトリソグラフィ（以下、光リソグラフィとよぶことがある）と同様に、マスクへの異物の付着という問題がある。マスクに異物が付着すると、その異物が露光光を吸収し、場合によってはウエハ上に転写されてしまう。光リソグラフィでは、異物の付着を防止するために、露光光に対してほぼ透明な有機薄膜（ペリクル）をマスクのパターン面から５ｍｍ〜１０ｍｍ程度離した位置に設置する技術が採用されている。ペリクルに付着した異物は焦点から外れるためウエハ上に転写されない。そこで、ＥＵＶリソグラフィにおいても、このようなペリクルに関する開発が行われている。従来、ペリクルの材料としては主としてシリコンが用いられており、その厚さは、ＥＵＶ光を十分に透過できるように、１００ｎｍ程度とされている。

しかしながら、厚さが１００ｎｍ程度のシリコン膜は脆弱であり、使用前の搬送時及びＥＵＶリソグラフィ中等に破損することがある。破損が生じたペリクルを使用してＥＵＶリソグラフィを行った場合には、マスクに異物が付着する可能性がある。また、ＥＵＶリソグラフィ中に破損が拡大して破片が装置内に散乱し、装置内が汚染される可能性もある。

特開平１１−３０４６１６号公報特開平１０−１４４５９４号公報

Yashesh A. Shroffら，「High transmission EUVL pellicle development」，2008 International Symposium on Extreme Ultraviolet Lithography，MA-05 (2008); http://www.sematech.org/meetings/archives/litho/8285/pres/MA-05-Shroff.pdf Shoji Akiyamaら，「REALIZATION OF EUV PELLICLE WITH SINGLE CRYSTAL SILICON MEMBRANE」，2009 International Symposium on Extreme Ultraviolet Lithography，P019 (2009); http://www.sematech.org/meetings/archives/litho/8653/poster/P019_Akiyama_Shin-Etsu.pdf

本発明の目的は、破損を容易に検知することができる極紫外露光マスク用防塵装置及び極紫外露光装置を提供することにある。

極紫外露光マスク用防塵装置の一態様には、極紫外露光マスクに対する防塵部材と、前記防塵部材に所定の信号を付与する信号付与手段と、前記防塵部材を伝播した前記信号の解析を行う解析手段と、が設けられている。

極紫外露光装置の一態様には、極紫外露光マスクを固定するマスクステージと、前記極紫外露光マスクに取り付けられた上記の極紫外露光マスク用防塵装置から送出された信号に基づいて、前記極紫外露光マスクを走査するマスクステージの動作を制御する露光制御装置と、が設けられている。

上記の極紫外露光マスク用防塵装置等によれば、防塵部材を伝播する信号の解析によって破損の有無を容易に検出することができる。

第１の実施形態に係る防塵装置を示す図である。第２の実施形態に係る防塵装置を示す斜視図である。第２の実施形態に係る防塵装置を示す上面図及び断面図である。第２の実施形態における検知回路の構成を示す図である。ＥＵＶ露光マスクの構造を示す断面図である。電流密度の分布の例を示す図である。電位の分布の例を示す図である。図６中のＩ−Ｉ線に沿った領域における電流密度の分布を示す図である。１０Ａ／ｃｍ²以上の電流密度が得られる領域を示す図である。電流密度の分布の他の例を示す図である。電位の分布の他の例を示す図である。第３の実施形態に係る防塵装置を示す斜視図である。第４の実施形態に係る防塵装置を示す斜視図である。第７の実施形態に係る防塵装置を示す斜視図である。第８の実施形態に係る防塵装置を示す斜視図である。第９の実施形態に係る防塵装置を示す斜視図である。第１０の実施形態に係るＥＵＶ露光装置を示す図である。シャッタの例を示す図である。シャッタの他の例を示す図である。第１１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。第５の実施形態における検知回路の構成を示す図である。

以下、実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。

（第１の実施形態）
先ず、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る防塵装置を示す図である。

第１の実施形態に係る防塵装置１には、極紫外露光マスク（ＥＵＶ露光マスク）に対する防塵部材２が含まれている。更に、防塵部材２に所定の信号を付与する信号付与部３、及び信号付与部３により付与され防塵部材２を伝播した信号の解析を行う解析部４が含まれている。

このような第１の実施形態では、防塵部材２の破損の有無を確認しておくことができる。つまり、防塵部材２に破損がある場合とない場合とで信号の伝播の態様が異なる。従って、破損がない場合に伝播する信号を予め解析しておけば、これと、実際の検査で解析部４により解析された結果との比較により破損の有無を確認することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。図２は、第２の実施形態に係る防塵装置を示す斜視図であり、図３は、第２の実施形態に係る防塵装置を示す上面図及び断面図である。

第２の実施形態に係る防塵装置１１は、極紫外露光マスク（ＥＵＶ露光マスク）１５のマスクパターンが形成されたパターン面１５ｅ上に配置される。防塵装置１１には、例えば平面形状が矩形の枠体１３が含まれる。枠体１３には、その内側の空間を外部と連通する通気孔１３ａが形成されている。これは、ＥＵＶ露光の際に枠体１３の内側をも真空にするためである。また、枠体１３上に接着剤１７によって、平面形状が矩形の補強部材１８が接着されており、その内側に平面形状がハニカム状等の支持部材２０が設けられている。また、補強部材１８及び支持部材２０を覆うようにして、ＥＵＶ露光マスク１５に対する防塵部材１２が設けられている。防塵部材１２としては、例えばシリコンのメンブレン等が用いられ、補強部材１８及び支持部材２０としては、例えば高抵抗のシリコン材が用いられる。防塵部材１２のシリコンには、リン（Ｐ）等の不純物が高濃度にドーピングされており、防塵部材１２の抵抗率は補強部材１８及び支持部材２０のそれと比較して極めて低い。また、枠体１３としては、例えば中空のアルミニウム材が用いられる。

また、平面形状が略矩形の防塵部材１２の四隅に電極１６が設けられており、各電極１６に被覆線１９が接続されている。被覆線１９の導線は、例えばフッ素樹脂で覆われている。また、本実施形態では、枠体１３の外側に検知回路１４が設けられている。４本の被覆線１９の他端は、中空の枠体１３内を引き回されて検知回路１４に接続されている。

ここで、検知回路１４について説明する。図４は、第２の実施形態における検知回路１４の構成を示す図である。検知回路１４には、図４に示すように、互いに同様の構成を備えた４系統の回路群を含む入出力回路２５が含まれている。入出力回路２５の各回路群には、例えば＋１０Ｖの電源電位が供給される電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）スイッチ２１、及び０Ｖの接地電位が供給されるＦＥＴスイッチ２４が含まれ、更に、被覆線１９とＦＥＴスイッチ２１との間に接続された電流／電圧変換器２２、及び被覆線１９とＦＥＴスイッチ２４との間に接続された電流／電圧変換器２３も含まれている。検知回路１４には、更に、各系統のＦＥＴスイッチ２１及び２４の動作を制御して防塵部材１２に信号を付与する制御回路２６、電流／電圧変換器２２及び２３から出力された電圧及び／又は電流を計測する計測回路２７、計測回路２７による計測結果を、例えば赤外線通信等の無線通信により外部に出力する通信回路２８も検知回路１４に含まれている。通信回路２８は、外部から受信した信号を制御回路２６に出力することもある。また、検知回路１４には、入出力回路２５、制御回路２６、計測回路２７及び通信回路２８に電源を供給する電源供給回路２９も含まれている。

次に、ＥＵＶ露光マスク１５について説明する。図５は、ＥＵＶ露光マスク１５の構造を示す断面図である。ＥＵＶ露光マスク１５には、図５に示すように、基板１５ａ、基板１５ａ上の反射層１５ｂ、及び反射層１５ｂ上のキャップ層１５ｃが含まれている。また、キャップ層１５ｃ上には、パターン化された吸収層１５ｄが設けられている。なお、キャップ層１５ｃの表面には自然酸化膜が存在する。基板１５ａは、例えば石英基板である。反射層１５には、複数の屈折率が相違する物質の層の積層体、例えばＭｏ層及びＳｉ層の積層体が含まれている。キャップ層１５ｃは、導電層、例えば厚さが１１ｎｍ程度のＳｉ層又は厚さが２ｎｍ程度のＲｕ層である。吸収層１５ｄには、ＥＵＶ光を吸収する物質が含まれている。なお、吸収層１５ｄとキャップ層１５ｃとの間にバッファ層が設けられていてもよい。また、吸収層１５ｄ上に、深紫外光を用いたパターン検査のために酸化物系の絶縁性の低反射層が設けられていてもよい。ＥＵＶ露光マスク１５の露光領域の大きさは特に限定されないが、例えば、最大で１０４ｍｍ×１３２ｍｍ程度である。

次に、このように構成された第２の実施形態に係る防塵装置における破損の検出方法について説明する。

先ず、マスク監視装置等の外部からの命令を通信回路２８が受信すると、通信回路２８はこれを制御回路２６に出力する。制御回路２６は、通信回路２８からの命令を受け取ると、入出力回路２５内の各系統のＦＥＴスイッチ２１及び２４を制御し、４個の電極１６のうちの２個の間に電流を電気信号として流す。そして、計測回路２７が２個の電極１６の間を流れた電流を計測し、この結果から算出される電流経路の電気抵抗を通信回路２８に出力する。通信回路２８は、計測回路２７から計測結果を受け取ると、これを、命令を発してきたマスク監視装置等に出力する。

ここで、マスク監視装置とは、例えば、ＥＵＶ露光マスク１５及び防塵装置１１の監視を行う装置であり、通信回路２８から受信した信号に応じて防塵部材１２の破損の有無を判断する装置である。そして、この判断は、例えば予め取得しておいた破損がない場合の計測結果（基準値）との照合に基づいて容易に行うことができる。例えば、基準値からの変動が所定の閾値以上となっている場合に、破損が存在すると判断すればよい。この閾値としては、例えば支持部材２０のハニカム構造の一つの破損分を用いる。また、計測回路２７による計測結果に基づく破損の有無の判断を制御回路２６で行って、その結果のみをマスク監視装置等に出力してもよい。例えば、破損の存在を制御回路２６が認識した場合には、警報をマスク監視装置に発してもよい。いずれにしても、本実施形態によれば簡易な構成で防塵部材１２の破損の有無を判定することができる。なお、マスク監視装置としては、ＥＵＶ露光マスク１５を用いたＥＵＶ露光を行う露光装置の制御装置等が挙げられる。また、電流の測定に代えて抵抗の測定を行ってもよい。

なお、破損した箇所の大きさ及び形状等によっては、一組の電極１６間に電流を流して計測を行っただけでは、当該破損を検出できないこともあり得る。例えば、電流の向きと平行な線状の破損がある場合、これを検出することが困難なことがある。また、一辺の両端に位置する電極１６間に電流を流した場合には、他の２つの電極１６近傍に電流が流れにくいため、この周辺の破損を検出することが困難なことがある。これは、対角線上に位置する２個の電極１６間に電流を流した場合も同様である。

ここで、電流密度の分布のシミュレーション結果について説明する。このシミュレーションでは、防塵部材１２のみをシミュレーションの対象とし、防塵部材１２の平面形状を一辺の長さが１００ｍｍの正方形、防塵部材１２の厚さを１００ｎｍ、防塵部材１２の抵抗率を０．０１Ωｃｍとした。また、電極１６間に印加する電圧は１０Ｖとした。

図６に、一辺の両端に位置する電極１６間に電流を流した場合の電流密度の分布を示す。図６中の矢印は電流が流れる向きを示すと共に、その太さが電流密度の大きさを示している。また、図７は、電位の分布を示し、図８は、図６中のＩ−Ｉ線に沿った領域における電流密度の分布を示している。この例では、電圧が印加された２つの電極１６間の抵抗は約５ｋΩとなり、これらの間に約２ｍＡの電流が流れる。そして、図６の左端における電流密度は４０Ａ／ｃｍ²程度、右端における電流密度は７Ａ／ｃｍ²以上である。ここで、電流変動の検出感度を０．１％とすると、全電流２ｍＡに対して２μＡとなる。また、ハニカム状の支持部材２０の空隙（ハニカムメッシュ）の大きさを２００μｍ程度とすると、中央部の断面積は２×１０^-7ｃｍ²であり、１つの空隙（ハニカムメッシュ）中の防塵部材１２（メンブレン）の破損を検出するためには、１０Ａ／ｃｍ²以上の電流密度が要求される。１０Ａ／ｃｍ²以上の電流密度が得られる領域を図９に示す。図９中のハッチングが付された領域が１０Ａ／ｃｍ²以上の電流密度が得られる領域である。上記の条件下では、破損を検出できないことがあると推定される。

また、図１０に、対角線上に位置する電極１６間に電流を流した場合の電流密度の分布を示す。図１０中の矢印も電流が流れる向きを示すと共に、その太さが電流密度の大きさを示している。また、図１１は、電位の分布を示す。この例でも、破損を検出できないことがあると推定される。

従って、以下に示すような手順で破損の有無の判断を行うことが好ましい。先ず、破損のない初期状態で各電極１６間の抵抗を測定し、これを正常値として保持しておく。次いで、マスク監視装置等の外部からの命令に応じて各電極１６間の抵抗を測定する。このとき、測定に十分に長い時間かけるか、又は多数回の平均をとってノイズ等の影響を排除することが好ましい。そして、このようにして得られた測定値と初期状態の正常値との差を求め、これが閾値以上となっていれば破損があると判断する。この判断は、上記のようにマスク監視装置が行ってもよく、制御回路２６が行ってもよい。また、閾値としては、上記のように、例えば支持部材２０のハニカム構造の一つの破損分を用いることができる。更に、破損が検出されない場合であっても、汚染の付着などによる経時変化がありうるため、正常値は適宜更新することが好ましい。

このような手順で判断を行うことにより、防塵部材１２のほぼ全領域でのほぼ全方向の破損の検出が可能となる。従って、より高精度で破損の検出を行うことが可能となる。なお、抵抗の測定に代えて、上記のように電流の測定を行ってもよい。

また、破損の検出は、例えば、ＥＵＶ露光マスク１５及び防塵装置１１の運搬中及び保管中等に行うことができる。そして、破損が存在する防塵部材１２を用いてＥＵＶ露光を行うと、ＥＵＶ露光マスク１５への異物の付着及び破損の拡大によって生じる破片の散乱に伴うＥＵＶ露光装置の汚染等が引き起こされる可能性があるが、本実施形態によれば、このような汚染を回避することができる。

また、防塵部材１２だけでなく支持部材２０に破損が生じる可能性もあり、その場合にもＥＵＶ露光マスク１５への異物の付着等が生じることが考えられる。しかし、支持部材２０に破損が生じた場合には、より脆弱な防塵部材１２にも破損が生じていると考えられるため、防塵部材１２の破損の検出を行うことが極めて重要である。

また、電極１６の近傍では、複数の電極をどのように組み合わせても電流の向きは電極外縁部とほぼ垂直となるため、原理的に電極外縁部と垂直な方向の破損の検出感度が他の領域と比較して若干低くなるが、本実施形態では、補強部材１８が設けられているため、電極１６の近傍では他の領域と比較して防塵部材１２に破損が生じにくい。

また、電流を流すことにより防塵部材１２に発熱が生じ得るが、その大きさは高々１０ｍＷ程度であり、ＥＵＶ露光時のＥＵＶ光の吸収に伴う発熱（量産機で１００ｍＷ程度以上）と比較して小さいため、この発熱に伴う問題は生じない。更に、電極１６近傍の最大電流密度も電極の外縁部の周長がミリメートルオーダーの範囲であれば１０²Ａ／ｃｍ²程度であるため、局所的な融解損傷も発生しない。

なお、防塵部材１２、支持部材２０及び補強部材１８の作製に当たっては、例えば、高抵抗のシリコン材（例えば、抵抗率が１Ωｃｍ程度又はそれ以上のシリコン材）からこれらの構造体を形成した後、防塵部材１２のみをイオン注入等により低抵抗化すればよい。例えば、ドーパントとしてリンを用いて３０ｋｅＶのエネルギで注入量を１０¹⁴ｃｍ^-2〜１０¹⁵ｃｍ^-2とすれば、表面から１００ｎｍの範囲のドーパント濃度を１０¹⁹ｃｍ^-3〜１０²⁰ｃｍ^-3とすることができる。この場合、防塵部材１２の抵抗率は０．０１Ωｃｍ〜０．００１Ωｃｍとなる。ドーパントとして用いる元素としては抵抗率を下げることができるものなら任意のものを使用可能であるが、内殻励起による損失を避けるため、リン等の内殻軌道の結合エネルギが露光光のエネルギ（現状のＥＵＶ露光装置では約９２ｅＶ）より大きなものが望ましい。

なお、これら４隅に設けた端子を組み合わせて用いても、各電極のごく近傍では電流の向きがあまり変わらない、あるいは電圧を印加していない端子近傍において電流密度が不足するなどによって感度が低くなる場合には、たとえば各辺の中間部にさらに端子を設け、それら相互間あるいはそれらと４隅の端子との組み合わせで測定を行うことにより感度を向上させることが可能である。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。図１２は、第３の実施形態に係る防塵装置を示す斜視図である。

第３の実施形態に係る防塵装置３１には、図１２に示すように、防塵部材１２の互いに対向する一組の辺に沿うようにして一組の帯状の電極３６が設けられている。また、図示しないが、検知回路１４の入出力回路２５に含まれる回路群は２系統のみである。他の構成は第２の実施形態と同様である。

このような第３の実施形態によれば、第２の実施形態よりも検出感度が低くなるものの、装置の構成を簡素化することができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。図１３は、第４の実施形態に係る防塵装置を示す斜視図である。

第４の実施形態に係る防塵装置４１には、図１３に示すように、帯状の電極３６の他に、もう一組の辺に沿うようにして一組の帯状の電極４６が設けられている。また、図示しないが、検知回路１４の入出力回路２５に含まれる回路群は、第２の実施形態と同様に４系統である。他の構成は第３の実施形態と同様である。

このような第４の実施形態によれば、第２の実施形態よりも検出感度が若干低くなるものの多くの破損を検出することが可能である。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。図２１は、第５の実施形態における検知回路１４の構成を示す図である。

第５の実施形態では、検知回路１４の電流／電圧変換器２２と計測回路２７との間にローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３１が設けられ、電流／電圧変換器２３と計測回路２７との間にローパスフィルタ１４１が設けられている。ローパスフィルタ１３１及び１４１の遮断周波数は特に限定されないが、例えば１Ｈｚ程度である。また、ローパスフィルタ１３１及び１４１と計測回路２７との間に、それぞれ、制御回路２６により制御されるスイッチ１３２及び１４２が設けられ、ローパスフィルタ１３１及び１４１と電流／電圧変換器２２及び２３との間に、それぞれ、制御回路２６により制御されるスイッチ１３３及び１４３が設けられている。つまり、制御回路２６による制御に基づいて、必要に応じてバイパス可能にローパスフィルタ１３１及び１４１が設けられている。

一般的に、ＥＵＶ露光の際に、ＥＵＶ露光マスク１５はマスクステージに取り付けられ、例えば、ＥＵＶ光に対して２０ｃｍ程度のストロークで毎秒２回程度の頻度で走査される。このため、防塵装置にも大きな加速度及び力が作用し、検知回路１４に入力してくる信号に種々のノイズ、例えば、ＥＵＶ露光マスク１５の走査周期の周波数のノイズ及び防塵部材１２の共振周波数のノイズが重畳し得る。

本実施形態によれば、上記のようなノイズが重畳してきたとしてもローパスフィルタ１３１及び１４１によってこれを除くことができる。従って、ＥＵＶ露光の最中であっても、破損の検出精度を高く維持することができる。特に第５の実施形態は、緩やかな破損の検出に好適である。

防塵装置の電極の配置は、例えば第２〜第４の実施形態のいずれかを採用することができる。

なお、ローパスフィルタ１３１及び１４１の遮断周波数をマスク走査の周波数ではなく、パルス光源の発光周波数より少し低めに設定してＥＵＶ光照射による高レベルのノイズを除去することも安定した測定のために効果的である。

また、同様のノイズを除去するための構成として、ローパスフィルタ１３１及び１４１を用いずに計測回路２７において所定の信号処理を行うようにしてもよい。所定の信号処理としては、例えば、多数回測定の平均の導出、高周波数域ノイズのフィルタリング、走査による低周波数域ベースライン変動の除去等が挙げられる。このような信号処理をリアルタイムに行うことにより、破損が発生してからより早期に当該破損を検出することが可能となる。

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。本実施形態では、制御回路２６が防塵装置の電極への印加電圧に変調をかけてロックイン検波を行う。このような第６の実施形態によっても、第５の実施形態と同様にＥＵＶ露光の最中であっても、破損の検出精度を高く維持することができる。

また、上記のローパスフィルタ又は信号処理と第６の実施形態のロックイン検波とを組み合わせることにより、より一層安定した破損の検出が可能となる。

ＥＵＶ露光中の防塵部材１２の破砕は、ＥＵＶ露光装置の内部の汚染を引き起こしやすい。このため、防塵部材１２の破損の検出の有無は、外部からの命令の有無に拘わらずに継続的に行うことが好ましい。そして、破損が存在する可能性が認められた場合には、ＥＵＶ露光装置の露光制御装置に即時に警報等の信号を出力することが好ましい。ここで、破損が存在する可能性の判定基準として、上述のような電気抵抗の基準値からのずれの大きさだけでなく、測定値の安定性及び測定値の変化率等も併用すれば、微小な損傷の拡大等も損傷が拡がる前に検出することが可能となる。

（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態について説明する。図１４は、第７の実施形態に係る防塵装置を示す斜視図である。

第７の実施形態に係る防塵装置５１には、図１４に示すように、防塵部材１２に接続された電流計５２が設けられている。他の構成は第２の実施形態と同様である。

ＥＵＶ露光の際には、上記のようなＥＵＶ露光マスク１５の走査に伴うノイズが発生するだけでなく、防塵部材１２へのＥＵＶ光の照射に伴って防塵部材１２に内部光電効果及び外部光電効果が生じるため、防塵部材１２の状態を電気信号に基づいて把握することが困難になり得る。つまり、ＥＵＶ光が防塵部材１２に照射されている間は、高い精度での検出が困難になり得る。その一方で、ＥＵＶ光源として放電プラズマ光源又はレーザプラズマ光源等のパルス発光を行う光源が用いられる場合には、非発光時間に破損の検出を行うことが可能である。例えば、放電プラズマ光源が用いられる場合、発光時間はナノ秒オーダーであり、繰り返し周波数はキロヘルツオーダーあるため、十分な非発光時間が存在する。

そして、本実施形態では、防塵部材１２にＥＵＶ光が照射されると、防塵部材１２から光電子が放出され、これに伴って電流計５２を電流が流れる。従って、電流計５２による電流計測の結果に基づいてＥＵＶ光が防塵装置５１に照射されているか判断することができる。つまり、ＥＵＶ光が防塵装置５１に照射されていない期間を検出し、この期間の信号を用いて破損の検出を行うことができる。

このような防塵装置５１を用いたＥＵＶ露光の際に破損の検出を行う場合には、例えば、ＥＵＶ光が照射されていない期間のみに破損検出のための動作を行ってもよい。また、ＥＵＶ光の照射の有無に拘わらずに破損検出のための動作を行い、ＥＵＶ光が照射されていない期間の信号のみを用いて解析を行ってもよい。

なお、電流計５２を用いずに、ＥＵＶ光源の動作を制御する制御装置と連動して、ＥＵＶ光が防塵装置に照射されていない期間を認識し、この期間の信号を用いて破損の検出を行ってもよい。つまり、通信回路２８が制御装置からの信号を受信し、これを制御回路２６に出力し、この信号に基づいて、制御回路２６が電圧印加のタイミングを制御してもよく、制御回路２６が計測回路２７による計測結果を解析してもよい。

また、ナノ秒オーダーの時間で発光するＥＵＶ光源が用いられる場合、ＥＵＶ光の照射に伴って発生するノイズは主に高周波領域に分布するため、フィルタを用いこれを排除することも可能である。但し、この場合、発光の繰り返し周波数であるキロヘルツ帯のノイズの影響にも注意することが好ましい。

更に、ＥＵＶ光の照射に伴って発生するノイズを排除する構成としてどのようなものを採用する場合であっても、反復される走査動作の合間に走査の停止時間を設けてその時間に測定を行うことにより、更に精度の高い測定値を得ることが可能となる。

また、本実施形態では、第２の実施形態と同様の構成が採用されているが、第３〜第６の実施形態と同様の構成が採用されていてもよい。

（第８の実施形態）
次に、第８の実施形態について説明する。図１５は、第８の実施形態に係る防塵装置を示す斜視図である。

第８の実施形態に係る防塵装置６１には、図１５に示すように、電極に代えて発信器６２及び受信器６３が防塵部材１２に取り付けられている。発信器６２は、防塵部材１２に弾性波を発生させ、受信器６３は、防塵部材１２を伝播してきた弾性波を受信する。また、検知回路１４の入出力回路には、制御回路２６の制御に応じて発信器６２に弾性波を発生させる回路、及び受信器６３が受信した弾性波を電気信号に変換する回路等が含まれている。

このような第８の実施形態では、発信器６２で発生した弾性波が受信器６３に到達するまでの間に、枠体１３等で反射されたり、その直接波及び間接波が互いに干渉したりする。このため、受信器６３に到達する弾性波は、所定の波形を呈することとなる。従って、第２の実施形態等と同様に、破損が生じていない状態での波形と、破損検出を行う際に得られる波形とを比較すれば、容易に破損の有無を検出することができる。つまり、第８の実施形態によっても第２〜第７の実施形態と同様に、防塵部材１２の破損の検出を容易に行うことができる。

また、本実施形態によれば、防塵部材１２の抵抗率が高い場合であっても、破損の検出を行うことが可能である。また、破損の向き及び位置に拘わらず高い精度での検出が可能である。つまり、防塵部材１２の隅に、電気信号では検出しにくい向きの破損が存在していても、弾性波を用いる本実施形態によれば、このような破損の存在を検出することができる。

なお、発信器６２が発生する弾性波は特に限定されず、例えば、正弦波等の連続的な波が用いられてもよく、パルス波が用いられてもよい。連続波の周波数は、ＥＵＶ露光マスク１５の走査による振動及び露光光パルスによって誘起される振動、並びに防塵部材１２の共振周波数等からずれた周波数とすることが好ましい。例えば、数十ｋＨｚ以上の超音波が好ましく、検出可能な破損の寸法を考慮すると、１ＭＨｚ以上であることが好ましい。

また、発信器６２及び受信器６３が設けられる位置に関しては、図１５に示すような、互いに向かい合う一組の辺上であってもよく、対角に位置する一組の隅上であってもよい。

（第９の実施形態）
次に、第９の実施形態について説明する。図１６は、第９の実施形態に係る防塵装置を示す斜視図である。

第９の実施形態に係る防塵装置７１には、図１６に示すように、発信器６２が発生させた弾性波を伝達して励振するガイド７２が、防塵部材１２の発信器６２が位置する辺に沿って設けられている。また、励振して弾性波を受信器６３に伝達するガイド７３が、防塵部材１２の受信器６３が位置する辺に沿って設けられている。

このような第９の実施形態によれば、第８の実施形態よりも高い精度で破損の有無の検出を行うことが可能である。

（第１０の実施形態）
次に、第１０の実施形態について説明する。図１７は、第１０の実施形態に係るＥＵＶ露光装置を示す図である。

第１０の実施形態に係るＥＵＶ露光装置８１では、チャンバ８２内に、ＥＵＶ露光マスク１５を固定して走査するマスクステージ８５、ＥＵＶ露光マスク１５を防塵する防塵装置８４、及びこれらを収容する防塵ケース８７が配置されている。防塵装置８４としては、例えば第２〜第９の実施形態のいずれかの防塵装置が用いられる。チャンバ８２内には、更に、半導体基板８９を固定して走査するウェハステージ８８、ＥＵＶ露光マスク１５にＥＵＶ光を導く照明系９０、及びＥＵＶ露光マスク１５により反射されたＥＵＶ光を半導体基板８９に投影する投影系９１が配置されている。更に、マスクステージ８５及びウェハステージ８８等の動作を制御する露光制御装置８３がチャンバ８２外に配置されている。また、露光制御装置８３による制御に応じて防塵ケース８７内で、防塵装置８４と照明系９０及び投影系９１との間の空間を遮断するシャッタ８６も設けられている。

このような第１０の実施形態では、露光制御装置８３は、防塵装置８４から防塵部材に破損が存在する可能性がある旨の信号を受け取ると、走査中のマスクステージ８５を停止させる。このとき、マスクステージ８５を急停止させると、その衝撃で防塵部材の破損が拡大する懸念があるため、破損があっても拡大しない程度の加速度で減速させることが好ましい。そして、マスクステージ８５の停止後に、露光制御装置８３が防塵装置８４に詳細な評価を行うように命令を送出し、防塵装置８４が詳細な評価を行う。この詳細な評価の結果、破損が存在していなければ、ＥＵＶ露光を再開し、破損が生じていれば、ＥＵＶ露光マスク１５及び防塵装置８４を搬出する。この詳細な評価では、例えば、露光動作を停止した上で、すなわち走査の停止及び照明ＥＵＶ光の遮断を行った上で、ノイズの少ない状態で時間をかけて評価を行う。このような評価により、測定精度が高まり、より微小な差異が見えるようになる。また、走査機構を使って微妙に揺すり、その時の信号の変化及び揺する前後の変化の有無等によっても破損の詳細な評価を行うことができる。これは、例えば亀裂が生じていれば揺動で大きな信号変化が現れたり、揺動の前後で接触状態が変化したりすると考えられるためである。

また、露光制御装置８３は、防塵装置８４から防塵部材に破砕するような重大な破損が存在する可能性がある旨の信号を受け取ると、走査中のマスクステージ８５を直ちに停止させると共に、シャッタ８６を閉じる。このため、例え防塵部材が破砕したとしても、その破片の飛散を防止することができる。つまり、このような飛散が生じると、破片が照明系９０、投影系９１及び半導体基板８９、並びにチャンバ８２の内面等に付着して汚染する虞があるが、シャッタ８６の閉動作により、このような懸念を排除することができる。

なお、シャッタ８６の位置は特に限定されないが、破砕が生じた場合であっても、自由落下に伴う飛散を十分に抑制できる程度の位置とすることが好ましく、シャッタ８６の閉動作に要する時間に応じて決定することが好ましい。例えば、閉動作に要する時間が４０ｍ秒であるとすると、その間に破片が落下し得る距離は１００ｍｍ程度であるため、防塵部材から１００ｍｍ程度下方の位置にシャッタ８６が設置されていることが好ましい。シャッタ８６の閉動作に要する時間がより短ければ、シャッタ８６はより上方に位置していてもよい。

また、破砕が生じる可能性がある場合には、マスクステージ８５を直ちに停止させるのに対し、単に破損が存在する可能性がある程度の場合には、比較的ゆっくり停止させるのは、次のような理由による。つまり、前者の場合には、当該防塵部材を用いたＥＵＶ露光を再開する可能性は極めて低く、また、シャッタ８６を閉じるため、防塵部材が破損しても大きな損失には繋がらない。一方、後者の場合には、当該防塵部材を用いたＥＵＶ露光を再開する可能性があり、また、シャッタ８６を閉じないため、仮に防塵部材が破損すると、大きな損失に繋がる懸念がある。このような理由により露光制御装置８３による制御に相違を設けている。また、このような２種類の可能性の区別は、例えば、基準値からのずれの大きさに関する閾値を２種類設けておくことにより実施可能である。

ここで、シャッタ８６について説明する。図１８は、シャッタ８６の例を示す図であり、図１９は、シャッタ８６の他の例を示す図である。

図１８に示す例では、２本の可動軸１０２がそれぞれ２個の軸受１０３に支持されており、これら２本の可動軸１０２の間にシャッタ膜１０１が取り付けられている。通常時には、シャッタ膜１０１は、平面視で、防塵装置８４及び基部１１０のスリット１１１から離間した位置に退避している。また、防塵装置８４を基準にして各可動軸１０２の外側に、基部１１０に一端が固定された弾性体１０４が設けられている。弾性体１０４には引張応力が印加されており、その状態で、その他端に設けられた連結部１０５及び磁性体１０６が、ソレノイド１０７に固定されている。そして、連結部１０５に可動軸１０２が連結されている。

このように構成されたシャッタ８６の例では、露光制御装置８３から閉動作の命令が伝達されてくると、ソレノイド１０７が磁性体１０６を開放する。すると、引張応力の収縮に伴って可動軸１０２が移動し、シャッタ膜１０１が防塵装置８４とスリット１１１との間に瞬時に介在するようになる。このようにして閉動作が行われる。

図１９に示す例では、可動軸１０２を移動させる機構が図１８に示す例と相違している。即ち、この例では、弾性体１０４等が設けられておらず、インフレータ１１２及びこのインフレータ１１２を瞬時に膨張させる火薬１１３が設けられている。

このように構成されたシャッタ８６の例では、露光制御装置８３から閉動作の命令が伝達されてくると、火薬１１３への点火が行われインフレータ１１２が直ちに膨張し、可動軸１０２が瞬時に移動する。このようにして閉動作が行われる。

このような第１０の実施形態によれば、照明系９０及び投影系９１を含む光学系を、防塵部材の破砕に伴う異物汚染から保護することが可能となる。

なお、防塵部材が破砕した場合には、シャッタ８６の閉動作が行われても、ＥＵＶ露光マスク１５の周囲に破片が飛散し得る。本実施形態では、このような場合でも、防塵ケース８７が備えられているため、これを交換すれば、迅速にＥＵＶ露光装置８１を復旧させることが可能である。

これらの実施形態は、防塵装置の防塵部材（メンブレン）の破損に着目した構成を採用しているが、防塵装置のハニカム状の支持部材にも信号が伝達するように構成すれば、支持部材の破損の検出も可能である。

また、防塵部材の形状は特に限定されず、例えば、膜状又は網状のものを用いることができる。

また、電源供給回路としては、可搬性等を考慮して電池又は外部からの電磁誘導による給電が可能な回路を用いることが好ましい。

（第１１の実施形態）
次に、第１１の実施形態について説明する。第１１の実施形態では、第１〜第９の実施形態に係る防塵装置を用いて半導体装置を製造する。図２０は、第１１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。

先ず、図２０（ａ）に示すように、シリコン基板等の基板１２１上に絶縁膜１２２を形成し、その上に導電膜１２３を形成する。例えば、絶縁膜１２２としては、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜等を形成し、導電膜１２３としては、多結晶シリコン膜を形成する。次いで、図２０（ｂ）に示すように、導電膜１２３上にレジスト膜１２４を形成する。その後、図２０（ｃ）に示すように、レジスト膜１２４のパターニングを行う。このパターニングでは、レジスト膜１２４のＥＵＶリソグラフィ及び現像を行う。また、ＥＵＶリソグラフィでは、第１〜第３の実施形態に係る防塵装置が設けられたＥＵＶ露光マスクを用いる。そして、レジスト膜１２４のパターニング後には、図２０（ｄ）に示すように、パターニング後のレジスト膜１２４をエッチングマスクとして用いて導電膜１２３及び絶縁膜１２２をエッチングする。この結果、ゲート電極及びゲート絶縁膜が形成される。その後、不純物拡散層及び多層配線等を形成して半導体装置を完成させる。

なお、ＥＵＶ光の光源としては、放射光光源、スズ若しくはキセノン等を媒体とした放電プラズマ、又はレーザ生成プラズマ等が用いられる。また、ＥＵＶリソグラフィでは、ＥＵＶ露光マスクからの反射光が投影光学系によりレジスト膜１２４に結像される。

以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。

（付記１）
極紫外露光マスクに対する防塵部材と、
前記防塵部材に所定の信号を付与する信号付与手段と、
前記防塵部材を伝播した前記信号の解析を行う解析手段と、
を有することを特徴とする極紫外露光マスク用防塵装置。

（付記２）
外部装置との間で無線通信を行う通信手段と、
前記通信手段に接続され、前記信号付与手段及び前記解析手段の動作を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする付記１に記載の極紫外露光マスク用防塵装置。

（付記３）
前記制御手段は、前記解析手段による解析の結果が前記防塵部材の破損を示すものである場合に、前記通信手段を介して前記外部装置に警報を発することを特徴とする付記２に記載の極紫外露光マスク用防塵装置。

（付記４）
前記信号は電気信号であることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の極紫外露光マスク用防塵装置。

（付記５）
前記解析手段は、前記電気信号が伝播する経路の電気抵抗の解析を行うことを特徴とする付記４に記載の極紫外露光マスク用防塵装置。

（付記６）
前記防塵部材から放出される光電子に対応する電流に応じて前記解析手段の動作タイミングを制御することを特徴とする付記４又は５に記載の極紫外露光マスク用防塵装置。

（付記７）
前記信号は弾性波であることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の極紫外露光マスク用防塵装置。

（付記８）
極紫外露光マスクを固定するマスクステージと、
前記極紫外露光マスクに取り付けられた付記１乃至７のいずれか１項に記載の極紫外露光マスク用防塵装置から送出された信号に基づいて、前記極紫外露光マスクを走査するマスクステージの動作を制御する露光制御装置と、
を有することを特徴とする極紫外露光装置。

（付記９）
前記極紫外露光マスク用防塵装置から送出された信号に基づいて、前記極紫外露光マスク用防塵装置と光学系との間の空間を遮断する遮断手段を有することを特徴とする付記８に記載の極紫外露光装置。

（付記１０）
半導体基板上方にレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜をパターニングする工程と、
パターニングされた前記レジスト膜をマスクとして用いて、被加工部のエッチングを行う工程と、
を有し、
前記レジスト膜をパターニングする工程は、付記１乃至７のいずれか１項に記載の極紫外露光マスク用防塵装置が取り付けられた極紫外露光マスクを用いて、前記レジスト膜の露光を行う工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。

１、１１、３１、４１、５１、６１、７１：防塵装置
２、１２：防塵部材
３：信号付与部
４：解析部
１４：検知回路
１６、３６、４６：電極
２５：入出力回路
２６：制御回路
２７：計測回路
２８：通信回路
２９：電源供給回路
５２：電流計
６２：発信器
６３：受信器
７２、７３：ガイド
８１：ＥＵＶ露光装置
８３：露光制御装置
８６：シャッタ

Claims

極紫外露光マスクに対する防塵部材と、
前記防塵部材に所定の信号を付与する信号付与手段と、
前記防塵部材を伝播した前記信号の解析を行う解析手段と、
を有することを特徴とする極紫外露光マスク用防塵装置。
外部装置との間で無線通信を行う通信手段と、
前記通信手段に接続され、前記信号付与手段及び前記解析手段の動作を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の極紫外露光マスク用防塵装置。
前記制御手段は、前記解析手段による解析の結果が前記防塵部材の破損を示すものである場合に、前記通信手段を介して前記外部装置に警報を発することを特徴とする請求項２に記載の極紫外露光マスク用防塵装置。
前記信号は電気信号であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の極紫外露光マスク用防塵装置。
前記信号は弾性波であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の極紫外露光マスク用防塵装置。
極紫外露光マスクを固定するマスクステージと、
前記極紫外露光マスクに取り付けられた請求項１乃至５のいずれか１項に記載の極紫外露光マスク用防塵装置から送出された信号に基づいて、前記極紫外露光マスクを走査するマスクステージの動作を制御する露光制御装置と、
を有することを特徴とする極紫外露光装置。
半導体基板上方にレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜をパターニングする工程と、
パターニングされた前記レジスト膜をマスクとして用いて、被加工部のエッチングを行う工程と、
を有し、
前記レジスト膜をパターニングする工程は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の極紫外露光マスク用防塵装置が取り付けられた極紫外露光マスクを用いて、前記レジスト膜の露光を行う工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。