JP4564742B2 - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、マスクを介して基板の露光を行う露光装置、及びデバイス製造方法に関する。

フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子を製造する際に、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縮小投影露光装置が従来から使用されている。

縮小投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、波長を短くすればするほど、解像度はよくなる。このため、近年の半導体素子の微細化への要求に伴い露光光の短波長化が進められ、超高圧水銀ランプ（ｉ線（波長約３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）と用いられる紫外線光の波長は短くなってきた。

しかし、半導体素子は急速に微細化しており、紫外線光を用いたリソグラフィーでは限界がある。そこで、０．１μｍ以下の非常に微細な回路パターンを効率よく転写するために、紫外線よりも更に波長が短い極端紫外線（ＥＵＶ）光（波長１０ｎｍ乃至１５ｎｍ程度）を用いた縮小投影露光装置（以下、「ＥＵＶ露光装置」と称する。）が開発されている。

ＥＵＶ光などの波長の短い露光光は大気中での減衰が激しいため、露光装置の露光部をチャンバに収納し、かかるチャンバ内を露光光の減衰の少ない真空雰囲気とすることが行われている。

このような処理システムでは、被処理体である基板を露光部の設けられたチャンバと大気中の基板供給部との間で搬送するためにロードロック室が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。ここで、被処理体である基板とは、露光の原版である回路パターンが形成されたマスク又はレチクル（本出願では、これらの用語を交換可能に使用する。）であり、露光光を透過する透過型マスクや反射する反射型マスクがある。

図１８は、従来の処理システム１０００の構成を示す概略ブロック図であって、図１８（ａ）は断面図、図１８（ｂ）は上視図である。処理システム１０００において、露光部を収納する処理チャンバ１１００内は、高真空雰囲気となっている。また、処理チャンバ１１００には、第２の搬送手段１１１２が設けられたチャンバ予備室１１１０が接続されている。

大気中には、基板供給部であるキャリア載置部１３１０を有し、かかるキャリア載置部１３１０とロードロック室１２００にアクセス可能に構成された第１の搬送手段１３２０とを有する。なお、第１の搬送手段１３２０を取り囲むようにクリーンブース１３００が設けられている。

ロードロック室１２００は、大気中のキャリア載置部１３１０との間を遮断する第１のゲート弁１２１０と、チャンバ予備室１１１０との間を遮断する第２のゲート弁１２２０とを有する。

処理システム１０００の動作について説明する。第１の搬送手段１３２０がキャリア載置部１３１０に載置されたキャリアから１枚のマスクを取り出し、かかるマスクをロードロック室１２００まで搬送する。マスクがロードロック室１２００まで搬送されて載置台に載置されると、大気側の間を第１のゲート弁１２１０を閉じて遮断し、ロードロック室１２００の雰囲気の置換が行われる。

ここで、ロードロック室１２００の雰囲気の置換について説明する。第１のゲート弁１２１０及び第２のゲート弁１２２０を閉じてクリーンブース１３００及び処理チャンバ１１００とが遮断されると、図示しない真空排気弁が開かれ、図示しない真空排気管を介して図示しない真空排気ポンプによってロードロック室１２００のガスが排気される。所定の真空度までロードロック室１２００の排気が行われた後、真空排気弁を閉じ真空排気を停止する。

ロードロック室１２００の雰囲気の置換が終了すると、第２のゲート弁１２２０が開き、処理チャンバ１１００内の第２の搬送手段１１１２によってマスクが取り出され、処理チャンバ１１００に収納された露光部へ搬送される。露光部において使用されたマスクは、第１の搬送手段１３２０及び第２の搬送手段１１１２によってロードロック室１２００を経由してキャリア載置部１３１０に戻される（例えば、特許文献１乃至４参照。）。
特開１０−０９２７２４号公報 特開平１０−２３３４２３号公報 特開２０００−１２３１１１号公報 特開２００１−０８５２９０号公報

しかし、マスクを搬送する際やロードロック室を真空雰囲気に置換する際に、パーティクル（ゴミ）がマスクに付着する問題を生じる場合がある。例えば、ロードロック室の雰囲気置換時の排気によってパーティクルが巻き上げられ、これがマスクに付着してしまう。パーティクルが付着したマスクは、パーティクル付着部分において、露光光を透過及び反射しないために高品位な露光を行えない（露光欠陥の発生）という問題を引き起こしてしまう。

そこで、マスクへのパーティクルの付着を防止するための方法が各種提案されている。例えば、転写パターンが形成されている面をパーティクルから保護するためのペリクルをマスクに設ける方法が提案されているが、ＥＵＶ光などの短波長化した処理システムにおいては、材質や構造の制約から適用することができない場合がある。露光光が短波長化した場合、上述したように、物質による光の吸収が非常に大きくなるために可視光や紫外光で用いられていた硝材を用いることは難しく、更に、ＥＵＶ光の波長領域では使用できる硝材が存在しなくなるために、ペリクルを設けることができない。

また、マスクに付着したパーティクルを検出する検出機構を処理チャンバ内に設ける方法も提案されている。しかし、かかる方法によれば、検出機構を高真空雰囲気の処理チャンバ内に設けることで、処理チャンバの容積の増大及び処理チャンバに存在する部材が増加し、高真空雰囲気に到達するまでに長い時間を要するためにスループットが低下してしまう。また、高真空雰囲気を維持することが難しくなる。そこで、マスクに付着したパーティクルを検出する検出機構を大気中（即ち、クリーンブース）に設け、パーティクルが付着していないことを確認した後に処理チャンバに搬入することも考えられるが、これでは搬送中のパーティクルの付着に対処することができない。

一方、真空雰囲気に置換する際に付着するパーティクルに対しては、排気の開始時にゆっくり引き始めたり、排気の開始時に排気量を抑える手段を設けたりする（即ち、排気を遅くする）ことで、パーティクルの巻き上げを抑止する方法が提案されている。しかし、排気を遅くすると、当然、高真空雰囲気に到達するまでに長時間を要し、スループットが低下してしまう。

そこで、本発明は、マスクに付着したパーティクルの低減に有利な露光装置を提供することを例示的目的とする。

本発明の一側面としての露光装置は、マスクを介して基板の露光を行う露光装置であって、大気圧の雰囲気下で前記マスクを搬送する第１の搬送手段を含むブースと、第１の真空度の雰囲気下で前記露光を行う処理チャンバと、前記マスクに付着したパーティクルを除去する除去手段と、プラスの帯電とマイナスの帯電とを所定の周波数で交互に切り替えられるように構成されて前記除去手段により除去されたプラスに帯電しているパーティクルおよびマイナスに帯電しているパーティクルを捕集する金網とを含み、前記第１の真空度より低い０．１Ｐａと１００Ｐａとの間の第２の真空度の雰囲気に保たれ、前記ブースと前記処理チャンバとの間に配置された真空室と、前記ブースと前記真空室との間に配置され、前記大気圧の雰囲気と前記第２の真空度の雰囲気との置換が可能であり、それを介して前記マスクが搬送される第１のロードロック室と、前記真空室と前記処理チャンバとの間に配置され、前記第２の真空度の雰囲気と前記第１の真空度の雰囲気との置換が可能であり、それを介して前記マスクが搬送される第２のロードロック室と、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、例えば、マスクに付着したパーティクルの低減に有利な露光装置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処理システムについて説明する。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、本発明の一側面としての処理システム１の構成を示す概略ブロック図であって、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は上視図である。

本実施形態の処理システム１は、被搬送体としてのマスク（又はウェハ）を搬送し、搬送したマスク（又はウェハ）を用いて露光処理を行うが、本発明は、処理システムの処理を露光に限定するものではない。但し、露光処理は、上述のように、パーティクルの付着が少ないマスク（又はウェハ）及び高いスループットを要求するものであるから、本発明に好適である。なお、本実施形態においては、被搬送体としてのマスクの搬送を例に説明する。

処理システム１は、図１に示すように、マスクを用いて露光処理を行う露光処理部として、図１４を参照して後述する露光装置８００を内包し、高真空雰囲気に保たれている処理チャンバ１００と、０．１Ｐａ乃至１００Ｐａの間の任意の低真空雰囲気に保たれている真空室２００と、一又は複数のマスクを収納して大気圧に維持されるマスク供給部としてのキャリア載置部３１０とを有する。本実施形態では、キャリア載置部３１０は、ＳＭＩＦシステムとなっている。また、処理チャンバ１００には、後述する第３の搬送手段１１２を収納したチャンバ予備室１１０が接続されている。

真空室２００の雰囲気ガスは特に限定するものではないが、ここでは供給及び排気の動作をより簡略化するために通常の空気としている。雰囲気ガスに空気を使用した場合に湿度やＯ_２の存在が問題となるようであれば、Ｎ_２やＨｅなどの他のガス雰囲気を使用してもよい。但し、Ｎ_２やＨｅなどの他のガス雰囲気を使用する場合には、後述する第１のロードロック室４００の雰囲気置換動作に注意が必要である。

真空室２００とキャリア載置部３１０との間及びチャンバ予備室１１０と真空室２００との間には、異なる雰囲気の間でマスクの受け渡しを可能とするための第１のロードロック室４００及び第２のロードロック室５００が設けられ、大気側のキャリア載置部３１０、真空室２００、チャンバ予備室１１０の各々は、第１のゲート弁４１０、第２のゲート弁４２０、第３のゲート弁５１０、第４のゲート弁５２０を介して接続されている。

大気中には、キャリア載置部３１０と第１のロードロック室４００との間でマスクを搬送する第１の搬送手段３２０が設けられ、第１の搬送手段３２０を取り囲むようにクリーンブース３００が設けられる。換言すれば、クリーンブース３００は、大気中のマスク搬送部を全て内包するように構成されている。このため、第１のロードロック室４００は、大気側の開口部がクリーンブース３００内に開口しており、キャリア載置部３１０においても、ＳＭＩＦシステムがクリーンブース３００に向いて開口するようにクリーンブース３００の壁面に設置される。

真空室２００には、第１のロードロック室４００及び第２のロードロック室５００と、真空室２００内に設けられる後述する検出手段６００及び除去手段７００とアクセス可能に構成され、第１のロードロック室４００と第２のロードロック室５００との間でマスクを搬送する第２の搬送手段２１０が設けられる。

チャンバ予備室１１０には、第２のロードロック室５００と処理チャンバ１００内の露光装置８００との間でマスクを搬送する第３の搬送手段１１２が設けられる。

ここで、第１の搬送手段３２０、第２の搬送手段２１０及び第３の搬送手段１１２のマスクハンドリングについて説明する。図２は、図１に示す第１の搬送手段３２０がマスクＭを保持した状態を示す概略断面図である。第１の搬送手段３２０は、図２に示すように、マスクＭをメカ的なクランプによって保持して搬送する。具体的には、第１の搬送手段３２０は、転写パターンＰが形成されたパターン面ＭＰを重力方向に向けてマスクＭを保持するように構成された保持ハンド３２０を有する。保持ハンド３２０は、開閉自在に構成された保持ツメ３２２を有し、少なくとも２つのツメでマスクＭのエッジ部分を挟んで保持する。なお、第２の搬送手段２１０及び第３の搬送手段１１２も第１の搬送手段３２０と同様の構成を有して、マスクＭを保持及び搬送する。

また、第１の搬送手段３２０及び第２の搬送手段２１０には、搬送中にマスクＭにパーティクルが付着することを抑止するための抑止手段３２４が設けられている。抑止手段３２４は、例えば、熱泳動力の原理を用いてマスクＭへのパーティクルの付着を抑止する。抑止手段３２４は、マスクＭ及びその近傍を加熱する加熱部３２４ａと、マスクＭに近接する位置に設けられ、マスクＭより低温に保たれた冷却部３２４ｂとを有する。

マスクＭの搬送される空間に浮遊するパーティクルがマスクＭに向かって近づいた場合、熱泳動力の原理によって、パーティクルにはマスクＭから冷却部３２４ｂに向かう力（熱泳動力）が働く。従って、パーティクルは、マスクＭから離れて冷却部３２４ｂに近づくことになり、マスクＭにパーティクルが付着することを防止することができる。

なお、第３の搬送手段３２０は、高真空雰囲気中に配置されているため、抑止手段３２４を設けなくてもよい。熱泳動力によるマスクＭへのパーティクルの付着の抑制は、熱泳動力がある程度の圧力がないと有効に働かないことと、高真空雰囲気中では、パーティクルの存在が極めて少なく、また、存在するパーティクルも自重により垂直に落下するためにマスクＭに付着する可能性がないからである。

真空室２００には、マスクに付着したパーティクルを検出する検出手段６００と、マスクに付着したパーティクルを除去する除去手段７００が設けられる。

検出手段６００の一例を図３及び図４に示す。図３は、図１に示す検出手段６００の構成の一例を示す概略断面図である。図４は、図１に示す検出手段６００の構成の一例を示す概略上視図である。検出手段６００は、光源部６１０からレーザー光をマスクＭに向かって照射し、パーティクルに当たって反射したレーザー光をディテクタ６２０で受光し、パーティクルの大きさや位置を検出するものである。

検出手段６００は、図４に示すように、マスクＭを水平方向の２軸に走査可能なステージ６３０にチャック６３２を介して保持し、レーザー光を照射すると共にマスクＭを走査駆動して、マスクＭの全面に亘ってパーティクルの検知を実現している。

除去手段７００の一例を図５に示す。図５は、図１に示す除去手段７００の構成の一例を示す概略断面図である。除去手段７００は、照射部７１０からパルス状のレーザー光をマスクＭの所定の位置に照射するように構成されている。検出手段６００が検出したパーティクルの付着したマスクＭの付着位置にパルス状のレーザー光を照射すると、マスクＭにエネルギーが与えられることとなり、表面弾性波が発生する。かかる表面弾性波は、パーティクルに運動エネルギーを与えるために、マスクＭからパーティクルを除去することができる。

真空室２００では、パーティクルがガス分子と衝突して重力方向に反する方向（上向き）の力が与えられる分よりも重力による沈下分の方が大きい。つまり、基本的に、パーティクルは重力によって落下する。しかし、マスクから除去されたパーティクルが、マスクに戻って再度付着する場合がある。そこで、本実施形態の除去手段７００は、除去したパーティクルを吸着する吸着部７２０を有する。

吸着部７２０は、図５に示すように、金網などの金属部７２０Ａとして具体化される。パーティクルは、剥離帯電などによって帯電しているため、帯電させた金属部７２０Ａを適当な間隔をもたせてマスクＭと対向させる。但し、パーティクルがプラスに帯電しているのか、マイナスに帯電しているのかは一定ではない。そこで、金属部７２０Ａは、プラスの帯電とマイナスの帯電とを交互に切り替えられるように構成され、かかる切り替えは、数秒毎のゆっくりしたものから数十Ｈｚの早いものまで任意に選択が可能になっている。

マスクＭから除去された（離れた）パーティクルは、電荷及び重力により金属部７２０Ａに近づくため、金属部７２０Ａに捕集され、マスクＭに戻って再付着することがない。また、パーティクルを除去するパルス状のレーザー光は、金属部７２０Ａを通して（上述したように、金網の場合には、金網の目を通して）、マスクＭに照射される構成となっている。

次に、処理システム１の動作、即ち、マスクの搬送について説明する。まず、大気中のキャリア載置部３１０に第１の搬送手段３２０が進入し、マスクを１枚取り出す。マスクを保持した第１の搬送手段３２０はアームを縮め、第１のロードロック室４００の状態を確認する。第１のロードロック室４００がマスクを受け入れ可能な状態、即ち、大気雰囲気、且つ、第１のゲート弁４１０が開いている状態であるならば、第１の搬送手段３２０は、第１のロードロック室４００にマスクを搬送する。マスクが第１のロードロック室４００に収納されると、雰囲気の置換を行うために、第１のゲート弁４１０が閉じられる。

第１のゲート弁４１０が閉じられると、図示しない真空排気弁が開かれ、図示しない真空排気ポンプにより第１のロードロック室４００内のガスの排気が開始される。第１のロードロック室４００が所定の圧力に到達するまで排気されると、真空排気弁が閉じられ排気が終了する。第１のロードロック室４００の圧力を図示しない圧力検知手段で確認し、所定の圧力の範囲内であれば第１のロードロック室４００の雰囲気の置換は完了となる。

第１のロードロック室４００の雰囲気の置換が完了すると、第２のゲート弁４２０が開き、第２の搬送手段２１０が第１のロードロック室４００に進入してマスクを第１のロードロック室４００から搬出する。第２の搬送手段２１０は、マスクを真空室２００内の図示しないマスクチャックに受け渡し、真空室２００へのマスクの搬送が終了する。

なお、第１のロードロック室４００の雰囲気ガスにＮ_２やＨｅ等を使用した場合の雰囲気の置換を以下に示す。第１のゲート弁４１０が閉じられると、図示しない真空排気弁が開かれ、図示しない真空排気ポンプにより第１のロードロック室４００内のガスの排気が開始される。第１のロードロック室４００が所定の真空度に到達するまで排気されると、真空排気弁が閉じられ排気が終了する。ここで、所定の真空度は、第１のロードロック室４００及び真空室２００の容積、搬送の頻度、真空室２００の雰囲気ガスの純度の仕様などに基づいて決定され、真空室２００の通常の圧力より十分に低く設定されている。排気が終了すると、図示しないガス供給弁が開かれ、図示しないガス供給手段から所定の雰囲気ガスが供給される。所定の圧力まで雰囲気ガスが供給されると、ガス供給弁が閉じられる。第１のロードロック室４００の圧力を図示しない圧力検知手段で確認し、所定の圧力の範囲内であれば第１のロードロック室４００の雰囲気の置換は完了となる。第１のロードロック室４００の雰囲気の置換後のマスクの搬送等は、上述した通りである。

次に、真空室２００に搬入されたマスクへのパーティクルの付着を検出手段６００により検出する。まず、移動可能に構成されたステージ６３０のチャック６３２がマスクを保持し、かかるステージ６３０が所定の位置へ移動する。所定の位置では、検出手段６００の光源部６１０からのレーザー光が、マスクの端部に照射されるように設定されている。

所定の位置から水平面内の２軸の方向にステージ６３０が移動すると共に、レーザー光がマスクに照射される。マスク上にパーティクルが存在しなければ、マスクからの反射光は、入射角に等しい角度で反対方向に反射される。マスク上にパーティクルが存在すると、反射光はかかるパーティクルの形状により様々な方向に反射されて散乱する。

従って、ディテクタ６２０でレーザー光の反射光をモニタすることで、かかる反射光の様子からパーティクルの存在と形状を検出することができる。また、ステージ６３０の位置情報からマスク上のどの位置にパーティクルが存在しているのかも判別することができる。マスクの全面においてパーティクルの検出が終了すると、続いて、パーティクルの除去が行われる。

まず、検出手段６００でパーティクルを検出した位置に、除去手段７００の照射部７１０からのレーザー光が照射されるように、ステージ６３０が移動する。レーザー光がマスクに照射されると、マスクはレーザー光の入射でエネルギーが与えられ、表面に表面弾性波が発生する。マスク表面の表面弾性波は、マスクに付着したパーティクルに運動エネルギーを与え、かかる運動エネルギーによりパーティクルはマスク表面から離脱する。離脱したパーティクルは、剥離帯電により帯電しており、マスク近傍に平行に配置された数乃至数十Ｈｚでプラスとマイナスの帯電を切り替えることが可能な金網などの金属部７２０Ａに吸着されて除去される。

マスク上にパーティクルが複数個存在した場合には、次のパーティクルの存在する位置に照射部７１０からのレーザー光が照射されるようにステージ６３０を移動する。ステージ６３０が移動した後に照射部７１０からレーザー光がマスクに照射され、パーティクルが除去される。パーティクルの除去は、マスク上に存在するパーティクルが全て除去されるまで繰り返す。なお、パーティクルの除去の際には、真空室２００は、１００Ｐａ以下の圧力に維持されている。換言すれば、１００Ｐａ以下の圧力雰囲気下でパーティクルは除去される。

パーティクルの検出及び除去が行われたマスクは、第２の搬送手段２１０により第２のロードロック室５００へ搬送される。第２の搬送手段２１０がステージ６３０のチャック６３２からマスクを取り出すと、第２のロードロック室５００の状態を確認する。

第２のロードロック室５００がマスクを受け入れ可能な状態、即ち、第２のロードロック室５００が真空室２００の圧力と所定の圧力差以内の圧力、且つ、第３のゲート弁５１０が開いている状態であるならば、第２の搬送手段２１０は、第２のロードロック室５００にマスクを搬送する。マスクが第２のロードロック室５００に収納されると、第３のゲート弁５１０が閉じられる。

第３のゲート弁５１０が閉じられると、図示しない真空排気弁が開かれ、図示しない真空排気ポンプにより第２のロードロック室５００内のガスの排気が開始される。ここで、第２のロードロック室５００の到達したい圧力は高真空雰囲気（例えば、１×１０^−８Ｐａ）であるので、第１のロードロック室４００を排気した真空排気ポンプでは排気することができない。従って、第２のロードロック室５００の真空排気ポンプは、第１のロードロック室４００の真空排気ポンプとは異なるものを使用している。具体的には、ターボ分子ポンプを用いるのが一般的であるが、本実施形態では真空排気ポンプの種類によるものではないため特定の真空排気ポンプについて言及はしない。第２のロードロック室５００が所定の真空度に達成するまで排気されると、真空排気弁が閉じられ排気が終了する。第２のロードロック室５００の真空度を図示しない圧力検知手段で検知し、所定の真空度の範囲内であれば第２のロードロック室５００の雰囲気の置換は完了となる。

第２のロードロック室５００の雰囲気の置換が完了すると、第４のゲート弁５２０が開き、第３の搬送手段１１２が第２のロードロック室５００に進入してマスクを第２のロードロック室５００から搬出する。第３の搬送手段１１２は、第２のロードロック室５００から取り出したマスクを処理チャンバ１００内に収納された露光処理部である露光装置８００に搬送し、かかるマスクを用いて露光装置８００が露光を行う。

本実施形態では、パーティクルの検出及び除去を真空室２００で行った後、第２のロードロック室５００にマスクを搬送する例を説明したが、これに限るものではなく、パーティクルの除去を行った後にパーティクルの検出を再度行い、マスク上にパーティクルが存在しなくなったことを確認した後に第２のロードロック室５００からマスクを取り出して処理チャンバ１００への搬送を行ってもよい。

以上、処理システム１は、キャリア載置部３１０（大気）から真空室２００までのマスクの搬送中にパーティクルが付着しても、真空室２００でのパーティクルの検出及び除去により、マスクへのパーティクルの付着を防止して高品位な露光処理を行うことができる。更に、真空室２００から処理チャンバ１００へのマスクの搬送時には、雰囲気が高真空状態となっているために、排気に伴うパーティクルの巻き上げなどが発生しにくく、マスクへのパーティクルの付着を防止することができる。また、パーティクルの検出手段６００及び除去手段７００が真空室２００に配置されているため、処理チャンバ１００の大型化を防止することができる。これにより、処理チャンバ１００の排気に長時間を要することがなく、スループットを確保ことができる。

なお、除去手段７００は、図６に示すように、マスクＭから離脱したパーティクルを捕集してマスクへの再付着を防止する吸着部７２０として帯電したミラー７２０Ｂを使用してもよい。ここで、図６は、図１に示す除去手段７００の構成の一例を示す概略断面図である。

図６を参照するに、除去手段７００は、マスクＭの近傍、即ち、マスクＭのパターン面ＭＰとほぼ平行、且つ、マスクＭと距離Ｄを離してミラー７２０Ｂを有する。ミラー７２０Ｂは、反射面７２２ＢをマスクＭ側に向けて設置されている。照射部７１０は、レーザー光がミラー７２０Ｂの反射面７２２Ｂで反射してマスクＭのパターン面Ｍに照射されるように、マスクＭとミラー７２０Ｂとの間に設けられる。なお、ミラー７２０Ｂは、プラスの帯電とマイナスの帯電とを交互に切り替えられるように構成されている。

パーティクルの除去において、検出手段６００でパーティクルを検出した位置に、除去手段７００の照射部７１０からのレーザー光が照射されるように、ステージ６３０を移動する。レーザー光がミラー７２０Ｂの反射面７２２Ｂに反射されてマスクＭに照射されると、マスクＭはレーザー光の入射でエネルギーが与えられ、表面に表面弾性波が発生する。マスクＭの表面弾性波は、マスクＭに付着したパーティクルに運動エネルギーを与え、かかる運動エネルギーによりパーティクルはマスクＭから離脱する。離脱したパーティクルは、剥離帯電により帯電しており、マスクＭ近傍に平行に配置された数乃至数十Ｈｚでプラスとマイナスの帯電を切り替えることが可能なミラー７２０Ｂに吸着されて除去される。

また、除去手段７００は、図７に示すように、パルスエアをマスクＭに吹き付けることでパーティクルを除去してもよい。ここで、図７は、図１に示す除去手段７００の構成の一例を示す概略断面図である。

図７を参照するに、除去手段７００は、小口径のノズル７３０と、ノズル７３０に高圧のガスを供給し、ノズル７３０よりガスを噴出させる圧縮ガス供給部７４０と、噴出したガスを回収する図示しないガス排気部とを有する。圧縮ガス供給部７４０からノズル７３０に供給されるガスは、真空室２００の雰囲気ガスと同一であることが好ましい。ここでは、真空室２００の雰囲気ガスを１００Ｐａの空気として説明する。

圧縮ガス供給部７４０は、高圧のガスを一時貯蔵するタンク７４２と、タンク７４２に高圧のガスを充填する圧縮部７４４と、高圧のガスをノズル７３０に供給する配管７４６と、配管７４６に設けられガスの供給と停止を制御するバルブ７４８とを有する。圧縮部７４４は、図示しないＵＬＰＡフィルタを介して空気を取り込み、圧縮してタンク７４２に供給する。タンク７４２内の圧力は、圧縮された空気より５００ＫＰａ乃至７００ＫＰａの高圧に保たれている。

パーティクルの除去において、検出手段６００でパーティクルを検出した位置に、除去手段７００のノズル７３０からの高圧のガスが噴出されるように、ステージ６３０が移動する。バルブ７４８が開かれると、配管７４６を経由してタンク７４２から高圧のガス（空気）がノズル７３０に供給され、ノズル７３０から高圧のガスが噴出する。ノズル７３０から噴出した空気は、拡散しながらパーティクルの周囲にガスの流れを形成する。このとき、パーティクルにガスが当たってパーティクルに力が加わり、パーティクルがマスクＭから離脱して除去される。なお、ガスの流れから考えると、マスクＭから離れるほどガスの流速は早くなるため、大きいパーティクルほどより強い力を受けることとなり、除去されやすい傾向を有する。離脱したパーティクルは、剥離帯電により帯電しており、マスク近傍に平行に配置された数乃至数十Ｈｚでプラスとマイナスの帯電を切り替えることが可能な金網などの金属部７２０Ａに吸着されて除去される。

マスクＭ上にパーティクルが複数個存在した場合には、次のパーティクルの存在する位置にノズル７３０からの高圧ガスが噴出されるようにステージ６３０を移動する。ステージ６３０が移動した後にノズル７３０から高圧のガスがマスクＭに噴出され、パーティクルが除去される。パーティクルの除去は、マスクＭ上に存在するパーティクルが全て除去されるまで繰り返す。

また、除去手段７００は、図８に示すように、赤外線を用いてパーティクルを燃焼させてパーティクルを除去してもよい。ここで、図８は、図１に示す除去手段７００の構成の一例を示す概略断面図である。なお、本実施形態では、赤外線を用いてパーティクルを燃焼させるが、マイクロ波を用いても同様の効果を得ることができる。

図８を参照するに、除去手段７００は、赤外線を発生する発生部７５０と、発生した赤外線を集光する集光部７５２と、集光した赤外線を照射する照射部７５４と、赤外線の照射によって燃焼したパーティクルの残渣を除去する残渣除去機構７６０とを有する。

残渣除去機構７６０には様々な構成が考えられるが、本実施形態では、吸引によって残渣を除去する構成を示す。残渣除去機構７６０は、真空ポンプ７６２と、バルブ７６４を設けた配管７６６と、吸引ノズル７６８から構成される。真空ポンプ７６２は、常に運転されており、残渣除去時にバルブ７６４を開いて吸引ノズル７６８からガスを吸引し、かかるガスの流れで燃焼後のパーティクルの残渣を除去する。

パーティクルの除去において、検出手段６００でパーティクルを検出した位置に、除去手段７００の照射部７５４からの赤外線が照射されるように、ステージ６３０が移動すると、発生部７５０が作動して赤外線を発生する。発生した赤外線は、集光部７５２で反射及び集光し、照射部７５４からマスクＭ上のパーティクルに向けて照射される。パーティクルは、赤外線の照射を受けるとそのエネルギーで温度が上昇して燃焼する。

パーティクルの種類によっては、燃焼により残渣を残さずに昇華してしまうものもあるが、有機物などの場合に残渣がマスク上に残留する場合がある。残渣が残留している場合又は残渣の残留が予想される場合は、残渣除去機構７６０の吸引ノズル７６８が残渣の残留する位置に移動する。なお、残渣は、上述したように、パーティクルの燃焼によって発生するため、残渣の残留する位置は、パーティクルが存在していた位置と同じ位置となる。バルブ７６４が開かれると、吸引ノズル７６８からガスが吸引され、かかるガスの流れによってパーティクルの残渣が吸引され、除去される。

マスク上にパーティクルが複数個存在した場合には、次のパーティクルの存在する位置に照射部７５４からの赤外線が照射されるようにステージ６３０を移動する。ステージ６３０が移動した後に照射部７５２から赤外線がマスクＭ上のパーティクルに照射され、パーティクルが除去される。パーティクルの除去は、マスクＭ上に存在するパーティクルが全て除去されるまで繰り返す。

また、除去手段７００は、図９に示すように、所定の粒子をマスクＭに吹き付けることでパーティクルを除去してもよい。ここで、図９は、図１に示す除去手段７００の構成の一例を示す概略断面図である。

図９を参照するに、除去手段７００は、小口径のノズル７７０と、ノズル７７０に所定の粒子を供給し、ノズル７７０より所定の粒子を噴出させる粒子供給部７７１と、所定の粒子を発生させる粒子精製部７７２とを有する。

所定の粒子は、真空中で気化するものが好ましく、例えば、ガスを冷却して固体化した物質、且つ、微細な粒子状に形成されている微細粒子を使用する。本実施形態では、炭酸ガス（ＣＯ_２）を微細な粒子状に凝固させたドライアイスを用いている。

このような微細な粒子状のドライアイスは、一般には、外部生成部７７３で生成されたものをタンク７７４に貯蔵して使用するが、タンク７７４での貯蔵中に粒子同士が固着したり、昇華や周囲の炭酸ガスを取り込むことにより粒径が変わってしまったりする場合がある。かかる場合は、ノズル７７０からの噴出がスムーズに行えないことがあるため、外部生成部７７３で生成され、タンク７７４に貯蔵された微細な粒子状のドライアイスは、再度、粒子精製部２７２で一定の大きさのドライアイスに精製される。

ドライアイスの粒径は、低真空雰囲気又は高真空雰囲気のパーティクルを除去する環境下で、ノズル７７０から噴出した後、除去対象となるパーティクルに到達するまでに昇華して粒径が変化することを考慮して決定される。例えば、粒径０．１μｍのパーティクルを除去するために必要なドライアイスの粒径が０．１μｍであるとし、パーティクルに到達するまでの昇華によりドライアイスの粒径が２０％減少する場合には、ドライアイスの粒径を０．１２μｍ程度に設定すればよい。

粒子精製部７７２で粒径及び形状が整えられたドライアイス粒子は、混合タンク７７５ａで高圧のガスと混合され、噴出する力を与えられる。混合タンク７７５ａでドライアイス粒子と混合されてノズル７７０に供給されるガスは、真空室２００の雰囲気ガスと同一であるか、ドライアイスと同一であるかのいずれかであることが好ましい。なお、かかるガスは、本実施形態では、真空室２００と同一の１００Ｐａの空気としている。

ドライアイス粒子とガスの混合を行う混合部７７５は、高圧のガスを貯蔵するタンク７７５ｂと、タンク７７５ｂに高圧のガスを充填する圧縮部７７５ｃと、高圧のガスとドライアイス粒子を混合し貯蔵する混合タンク７７５ａと、高圧のガスと混合されたドライアイス粒子をノズル７７０に供給する配管７７５ｄと、配管７７５ｄに設けられドライアイス粒子の供給と停止を制御するバルブ７７５ｅとを有する。

圧縮部７７５ｃは、図示しないＵＬＰＡフィルタを介して空気を取り込み、圧縮してタンク７７５ｂに供給する。タンク７７５ｂ内の圧力は、圧縮された空気より５００ＫＰａ乃至７００ＫＰａの高圧に保たれている。混合タンク７７５ａで高圧ガスと混合されたドライアイス粒子は、配管７７５ｄを介して粒子供給部７７１に供給され、高圧ガスの噴出に伴ってノズル７７０から噴出する。

パーティクルの除去において、検出手段６００でパーティクルを検出した位置に、除去手段７００のノズル７３０からのドライアイス粒子が噴出されるように、ステージ６３０が移動する。バルブ７７５ｅが開かれると、配管７７５ｄを経由して混合部７７５で高圧ガスと混合されたドライアイス粒子が粒子供給部７７１に供給され、ノズル７７０からドライアイス粒子が噴出する。ノズル７７０から噴出したドライアイス粒子は、拡散しながらパーティクルとその周囲のマスクＭに衝突する。このとき、パーティクルにドライアイス粒子が当たってパーティクルに力が加わり、パーティクルがマスクＭから離脱し、ドライアイス粒子の流れに沿って除去される。

なお、離脱したパーティクルは、剥離帯電により帯電しており、マスクＭ近傍に平行に配置された数乃至数十Ｈｚでプラスとマイナスの帯電を切り替えることが可能な金網などの金属部７２０Ａに吸着されて除去される。

マスクＭ上にパーティクルが複数個存在した場合には、次のパーティクルの存在する位置にノズル７７０からのドライアイス粒子が噴出されるようにステージ６３０を移動する。ステージ６３０が移動した後にノズル７７０からドライアイスの粒子がマスクＭに噴出され、パーティクルが除去される。パーティクルの除去は、マスクＭ上に存在するパーティクルが全て除去されるまで繰り返す。

なお、ドライアイス粒子と共に真空室２００に噴出された高圧ガスは、本実施形態では空気（又は炭酸ガス）であるので、無害であることに加えて、真空室２００において炭酸ガスの分圧が上昇してもパーティクルの検出及び除去に影響を与えることがない。また、所定の粒子も炭酸ガスを凝固させたドライアイス粒子であるから、低真空雰囲気又は高真空雰囲気下において気化又は昇華し、新たなパーティクルの発生原因となることはなく、マスクＭに付着してしまうこともない。

また、図１０に示すように、マスクＭ上に存在するパーティクルの位置に関係なく、例えば、図５に示す除去手段７００の照射部７１０からのパルス状のレーザー光をマスクＭの全面に照射されるようにステージ６３０を走査してもよい。これにより、検出手段６００を必ずしも設けなくてもマスクＭ上に存在するパーティクルを除去することができる。ここで、図１０は、図４に示すステージ６３０の走査移動を説明するための概略平面図である。

図１０（ａ）を参照するに、まず、マスクＭの端部に除去手段７００の照射部７１０からのパルス状のレーザー光が照射されるようにステージ６３０を移動させる。次いで、パルス状のレーザー光をマスクＭに照射すると共に、ステージ６３０を２軸方向で順に走査する。例えば、図１０（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向に走査し、マスクＭのＸ軸方向の端部に到達したらＹ軸方向に適当な間隔でステップ移動し、逆の向きのＸ軸方向に走査を行う。

ステージ６３０の走査速度は、パルス状のレーザー光の発光間隔に考慮して設定する必要がある。例えば、除去手段７００の照射部７１０が照射するレーザー光の照射範囲をマスクＭ上でφ１ｍｍ程度とすると、１回の発光でパーティクルが除去される範囲はφ１０ｍｍ程度となる。ここで、照射部７１０が１ＫＨｚで発光しているとすると、図１０（ｃ）に示すように、ステージ６３０の走査速度が１００００ｍｍ／ｓｅｃでは、ステップ移動の幅を変えてもパーティクルが除去されない領域（即ち、レーザー光の照射されない領域の発生）が発生してしまう。そこで、ステージ６３０の走査速度として５０００ｍｍ／ｓｅｃを最大とし、ステップ移動の幅を８．５ｍｍとすれば、図１０（ｄ）に示すように、マスクＭの全面にレーザー光が照射されることになり、パーティクルを除去することができる。

ここまでは、ステージ６３０を移動させることで、検出手段６００が検出したマスク上のパーティクルの位置を除去手段７００が配置された位置に移動させていた（即ち、マスク側を移動させていた）が、図５に示す除去手段７００の照射部７１０や図７に示すノズル７３０などがマスク上に存在するパーティクルの位置に移動するように構成してもよい。また、検出手段６００においても、マスク側を移動するのではなく、光源部６１０を移動させてパーティクルの存在する位置を検出してもよいことは言うまでもない。

図１１は、図５に示す除去手段７００の照射部７１０の走査移動を説明するための概略平面図である。図１１において、除去手段７００の照射部７１０は、走査移動が可能なように構成されている。これにより、真空室２００において、パーティクルの除去を行う際に、マスクを２軸方向に移動可能なステージに保持する必要がない。また、パーティクルの検出を行う検出手段６００の光源部６１０も走査移動が可能なように構成すれば、マスクを２軸方向に移動可能なステージを設置する必要もなくなる。

図１１（ａ）を参照するに、まず、除去手段７００の照射部７１０からのパルス状のレーザー光が、マスクＭの端部に照射されるように照射部７１０を移動する。次いで、パルス状のレーザー光をマスクＭに照射すると共に、かかるレーザー光がマスクＭの全面に照射されるように照射部７１０を走査する。例えば、図１１（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向に走査し、マスクＭのＸ軸方向の端部に到達したらＹ軸方向に適当な間隔でステップ移動し、逆の向きのＸ軸方向に走査を行う。

レーザー光の走査速度は、パルス状のレーザー光の発光間隔に考慮して設定する必要がある。例えば、除去手段７００の照射部７１０が照射するレーザー光の照射範囲をマスクＭ上でφ１ｍｍ程度とすると、１回の発光でパーティクルが除去される範囲はφ１０ｍｍ程度となる。ここで、照射部７１０が１ＫＨｚで発光しているとすると、図１０（ｃ）に示すように、レーザー光の走査速度が１００００ｍｍ／ｓｅｃでは、ステップ移動の幅を変えてもパーティクルが除去されない領域（即ち、レーザー光の照射されない領域の発生）が発生してしまう。そこで、レーザー光の走査速度として５０００ｍｍ／ｓｅｃを最大とし、ステップ移動の幅を８．５ｍｍとすれば、図１１（ｄ）に示すように、マスクＭの全面にレーザー光が照射されることになり、パーティクルを除去することができる。

また、除去手段７００の照射部７１０をＸ軸方向に走査可能に構成すると共に、マスクをＹ軸方向の一方向に走査可能なステージに保持させてもよい。まず、除去手段の照射部７１０からのパルス状のレーザー光が、マスクＭの端部に照射されるように、照射部７１０及びステージを移動する。次いで、パルス状のレーザー光をマスクＭに照射すると共に、かかるレーザー光がマスクＭの全面に照射されるように照射部７１０及びステージを走査する。例えば、レーザー光をＸ軸方向に走査し、マスクＭのＸ軸方向の端部に到達したら、ステージによってＹ軸方向に適当な間隔でステップ移動し、逆の向きのＸ軸方向に走査を行う。

以下、図１２を参照して、図１に示す処理システム１の変形例である処理システム１Ａについて説明する。ここで、図１２は、図１に示す処理システム１の変形例である処理システム１Ａの構成を示す概略ブロック図であって、図１２（ａ）は断面図、図１２（ｂ）は上視図である。処理システム１Ａは、処理システム１と同様であるが、真空室２００Ａの構成が異なる。

処理システム１Ａは、真空室２００Ａの圧力を高真空から大気圧の間で任意に制御可能に構成する。真空室２００Ａは、大気圧に維持されたクリーンブース３００と第１のゲート弁２３０Ａを介して接続されており、処理チャンバ１００（厳密には、チャンバ予備室１１０）と第２のゲート弁２４０Ａを介して接続されている。なお、処理システム１に設けられていた第２の搬送手段２１０、第１のロードロック室４００及び第２のロードロック室５００は設けられていない。

真空室２００Ａは、圧力を１×１０^−９Ｐａ程度の高真空雰囲気から１００Ｐａ程度の低真空雰囲気まで排気可能な図示しない真空排気ポンプが設けられている。また、真空雰囲気となった真空室２００Ａを大気圧に戻すためにガスを供給する図示しないガス供給手段も備えている。

処理システム１Ａの動作、即ち、マスクの搬送について説明する。まず、大気中のキャリア載置部３１０に第１の搬送手段３２０が進入し、マスクを１枚取り出す。マスクを保持した第１の搬送手段３１０はアームを縮め、真空室２００Ａの状態を確認する。真空室２００Ａがマスクを受け入れ可能な状態、即ち、大気雰囲気、且つ、第１のゲート弁４３０Ａが開いている状態であるならば、第１の搬送手段３２０は、真空室２００Ａにマスクを搬送する。マスクが真空室２００Ａに収納されると、雰囲気置換を行うために、第１のゲート弁２３０Ａが閉じられる。

第１のゲート弁２３０Ａが閉じられると、図示しない真空排気弁が開かれ、図示しない真空排気ポンプにより真空室２００Ａのガスの排気が開始される。真空室２００Ａが所定の真空度に到達するまで排気されると、真空排気弁が閉じられ排気が終了する。なお、所定の真空度は、１００Ｐａ以下に設定される。真空室２００Ａの圧力を図示しない圧力検知手段で確認し、所定の真空度の範囲内であれば真空室２００Ａの雰囲気の置換は完了となる。

なお、真空室２００Ａの雰囲気ガスにＮ_２やＨｅ等を使用した場合の雰囲気の置換を以下に示す。第１のゲート弁２３０Ａが閉じられると、図示しない真空排気弁が開かれ、図示しない真空排気ポンプにより真空室２００Ａ内のガスの排気が開始される。真空室２００Ａが所定の真空度に到達するまで排気されると、真空排気弁が閉じられ排気が終了する。ここで、所定の真空度は、真空室２００Ａの雰囲気ガスの純度の仕様に基づいて決定され、真空室２００Ａの通常の圧力より十分に低く設定されている。排気が終了すると、図示しないガス供給弁が開かれ、図示しないガス供給手段から所定の雰囲気ガスが供給される。所定の圧力まで雰囲気ガスが供給されると、ガス供給弁が閉じられる。真空室２００Ａの圧力を図示しない圧力検知手段で確認し、所定の圧力の範囲内であれば真空室２００Ａの雰囲気の置換は完了となる。

次に、真空室２００Ａに搬入されたマスクへのパーティクルの付着を検出手段６００により検出する。マスクへのパーティクルの付着の検出は、処理システム１と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。

マスクの全面においてパーティクルの検出が終了すると、続いて、パーティクルの除去が行われる。パーティクルの除去は、処理システム１と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。

パーティクルの検出及び除去が終了すると、真空室２００Ａの真空排気を行う。第１のゲート弁２３０Ａ及び第２のゲート弁２４０Ａが閉じられた状態で、真空排気弁が開かれ、真空排気ポンプにより真空室２００Ａのガスの排気が開始される。ここでの目標とする真空室２００Ａの圧力は、処理チャンバ１００と同程度、例えば、１×１０^−８Ｐａである。従って、真空排気ポンプには、ターボ分子ポンプを用いるのが一般的であるが、本実施形態では真空排気ポンプの種類によるものではないため特定の真空排気ポンプについて言及はしない。真空室２００Ａが所定の真空度になるまで排気されると、真空排気弁が閉じられ排気が終了する。真空室２００Ａの圧力を図示しない圧力検知手段で確認し、所定の真空度の範囲内であれば真空室２００Ａの雰囲気の置換は完了となる。

真空室２００Ａの高真空雰囲気への置換が完了すると、第２のゲート弁４４０Ａが開き、第３の搬送手段１１２が真空室２００Ａに進入してマスクを真空室２００Ａから搬出する。第３の搬送手段１１２は、真空室２００Ａから取り出したマスクを処理チャンバ１００内に収納された露光処理部である露光装置８００に搬送し、かかるマスクを用いて露光装置が露光を行う。

本実施形態では、パーティクルの検出及び除去を真空室２００Ａで行った後、処理チャンバ１００にマスクを搬送する例を説明したが、これに限るものではなく、パーティクルの除去を行った後にパーティクルの検出を再度行い、マスク上にパーティクルが存在しなくなったことを確認した後に真空室２００Ａからマスクを取り出して処理チャンバ１００への搬送を行ってもよい。

また、処理システム１と同様に、真空室２００Ａから処理チャンバ１００内の露光装置８００へのマスクの搬送を行う第２の搬送手段２１０を真空室２００Ａ内に設けてもよい。具体的には、処理チャンバ１００内の露光装置８００までマスクを搬送できるように第２の搬送手段１１２を構成し、第２のゲート弁４４０Ａの開口を第２の搬送手段１１２のアームが通って、マスクを真空室２００Ａから露光装置８００に搬送すればよい。これにより、チャンバ予備室１１０に第３の搬送手段１１２を設ける必要がなくなり、構成が簡単になることに加えて、高真空雰囲気の処理チャンバ１００及びチャンバ予備室１１０に存在する部材が少なくなるため、処理チャンバ１００の高真空雰囲気を維持しやすくなる。更に、第３の搬送手段１１２がマスクを搬送することによるパーティクルの巻き上げに注意する必要がなくなる。

以上、処理システム１Ａは、キャリア載置部２１０（大気）から真空室２００Ａまでのマスクの搬送中にパーティクルが付着しても、真空室２００Ａでのパーティクルの検出及び除去により、マスクへのパーティクルの付着を防止して高品位な露光処理を行うことができる。更に、真空室２００Ａから処理チャンバ１００へのマスクの搬送時には、雰囲気が高真空状態となっているために、排気に伴うパーティクルの巻き上げなどが発生しにくく、マスクへのパーティクルの付着を防止することができる。また、パーティクルの検出手段６００及び除去手段７００が真空室２００Ａに配置されているため、処理チャンバ１００の大型化を防止することができる。これにより、処理チャンバ１００の排気に長時間を要することがなく、スループットを確保ことができる。

以下、図１３を参照して、図１に示す処理システム１の変形例である処理システム１Ｂについて説明する。ここで、図１３は、図１に示す処理システム１の変形例である処理システム１Ｂの構成を示す概略ブロック図であって、図１３（ａ）は断面図、図１３（ｂ）は上視図である。処理システム１Ｂは、処理システム１と同様であるが、第２のロードロック室５００が設けられていないことが異なる。

処理システム１Ｂは、処理チャンバ１００と隣接して、処理チャンバ１００と同程度の高真空雰囲気に維持された真空室２００Ｂを有する。真空室２００Ｂは、処理チャンバ１００と第３のゲート弁５１０介して接続されており、第２のゲート弁４２０を介して第１のロードロック室４００と接続されている。なお、真空室２００Ｂには、検出手段６００及び除去手段７００が設けられている。

処理システム１Ｂの動作、即ち、マスクの搬送について説明する。まず、大気中のキャリア載置部３１０に第１の搬送手段３２０が進入し、マスクを１枚取り出す。マスクを保持した第１の搬送手段３１０はアームを縮め、第１のロードロック室４００の状態を確認する。第１のロードロック室４００がマスクを受け入れ可能な状態、即ち、大気雰囲気、且つ、第１のゲート弁４１０が開いている状態であるならば、第１の搬送手段３１０は、第１のロードロック室４００にマスクを搬送する。マスクが第１のロードロック室４００に収納されると、雰囲気の置換を行うために、第１のゲート弁４１０が閉じられる。

第１のゲート弁４１０が閉じられると、図示しない真空排気弁が開かれ、図示しない真空排気ポンプにより第１のロードロック室４００内のガスの排気が開始される。ここでの目標とする第１のロードロック室４００の圧力は、処理チャンバ１００と同程度、例えば、１×１０^−８Ｐａ程度である。従って、一般には、数乃至数十Ｐａ程度の低真空雰囲気までをドライポンプで排気し、その後、ターボ分子ポンプに切り替えて高真空雰囲気までの排気を行う。第１のロードロック室４００が所定の真空度になるまで排気されると、真空排気弁が閉じられ排気が終了する。第１のロードロック室４００の圧力を図示しない圧力検知手段で確認し、所定の真空度の範囲内であれば第１のロードロック室４００の雰囲気の置換は完了となる。

第１のロードロック室４００の雰囲気の置換が完了すると、第２のゲート弁４２０が開き、第２の搬送手段２１０が第１のロードロック室４００に進入してマスクを第１のロードロック室４００から搬出する。第２の搬送手段２１０は、マスクを真空室２００Ｂ内の図示しないマスクチャックに受け渡し、真空室２００Ｂへのマスクの搬送は終了する。

次に、真空室２００Ｂに搬入されたマスクへのパーティクルの付着を検出手段６００により検出する。マスクへのパーティクルの付着の検出は、処理システム１と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。

マスクの全面においてパーティクルの検出が終了すると、続いて、パーティクルの除去が行われる。パーティクルの除去は、処理システム１と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。

パーティクルの検出及び除去が行われたマスクは、第２の搬送手段２１０により処理チャンバ１００へ搬送される。第２の搬送手段２１０がマスクを保持すると、真空チャンバ１００の状態を確認する。

真空チャンバ１００がマスクを受け入れ可能な状態、即ち、真空チャンバ１００の雰囲気が高真空（例えば、１×１０^−８Ｐａ）に維持されており、且つ、第３のゲート弁５１０が開いている状態であるならば、第２の搬送手段２１０は、処理チャンバ１００にマスクを搬送する。マスクが処理チャンバ１００に収納されると、第３のゲート弁５１０が閉じられる。

第３のゲート弁５１０が閉じられると、第３の搬送手段１１２がマスクを保持し、処理チャンバ１００内に収納された露光処理部である露光装置８００に搬送し、かかるマスクを用いて露光装置８００が露光を行う。

以上、処理システム１Ｂは、キャリア載置部２１０（大気）から真空室２００Ｂまでのマスクの搬送中にパーティクルが付着しても、真空室２００Ｂでのパーティクルの検出及び除去により、マスクへのパーティクルの付着を防止して高品位な露光処理を行うことができる。更に、真空室２００Ｂは、高真空雰囲気に保持されているため処理チャンバ１００との間に圧力差がなく、真空室２００Ｂから処理チャンバ１００へのマスクの搬送時には排気に伴うパーティクルの巻き上げが発生せず、マスクへのパーティクルの付着を防止することができる。また、パーティクルの検出手段６００及び除去手段７００が真空室２００Ｂに配置されているため、処理チャンバ１００の大型化を防止することができる。これにより、処理チャンバ１００の排気に長時間を要することがなく、スループットを確保ことができる。

ここで、図１４を参照して、露光処理部として処理チャンバ１００に内包される露光装置８００について説明する。図１４は、図１に示す露光装置８００の構成を示す概略ブロック図である。

露光装置８００は、露光用の照明光としてＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）を用いて、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式やステップ・アンド・リピート方式でマスク８２０に形成された回路パターンを被処理体８４０に露光する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リソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる。）を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、マスクに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してマスクパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。「ステップ・アンド・リピート方式」は、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次の露光領域に移動する露光方法である。

図１４を参照するに、露光装置８００は、回路パターンが形成されたマスク８２０を照明する照明装置８１０と、マスク８２０を載置するマスクステージ８２５と、照明されたマスクパターンから生じる回折光を被処理体８４０に投影する投影光学系８３０と、被処理体８４０を載置するウェハステージ８４８と、アライメント検出機構８５０と、フォーカス位置検出機構８６０とを有する。

また、図８に示すように、ＥＵＶ光は、大気に対する透過率が低く、残留ガス（高分子有機ガスなど）成分との反応によりコンタミを生成してしまうため、少なくとも、ＥＵＶ光が通る光路中（即ち、光学系全体）は処理チャンバ１００に収納された真空雰囲気ＣＡとなっている。

照明装置８１０は、投影光学系８３０の円弧状の視野に対する円弧状のＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）によりマスク８２０を照明する照明装置であって、ＥＵＶ光源部８１２と、照明光学系８１４とを有する。

ＥＵＶ光源部８１２は、例えば、レーザープラズマ光源が用いられる。レーザープラズマ光源は、真空中に置かれたターゲット材８１２ａにレーザー光源８１２ｂから射出される高強度のパルスレーザー光を照射し、高温のプラズマを発生させ、これから放射される、例えば、波長１３．４ｎｍ程度のＥＵＶ光を利用するものである。あるいは、ＥＵＶ光源部部８１２は、放電プラズマ光源を用いることもできる。但し、ＥＵＶ光源部８１２は、これらに限定するものではなく、当業界で周知のいかなる技術も適用可能である。

照明光学系８１４は、集光ミラー８１４ａ、オプティカルインテグレーター８１４ｂから構成される。集光ミラー８１４ａは、レーザープラズマ光源からほぼ等方的に放射されるＥＵＶ光を集める役割を果たす。オプティカルインテグレーター８１４ｂは、マスク８２０を均一に所定の開口数で照明する役割を持っている。また、照明光学系８１４は、マスク８２０と共役な位置に、マスク８２０の照明領域を円弧状に限定するためのアパーチャ８１４ｃが設けられている。

マスク８２０は、反射型マスクで、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、マスクステージ８２５に支持及び駆動されている。マスク８２０から発せられた回折光は、投影光学系８３０で反射されて被処理体８４０上に投影される。マスク８２０と被処理体８４０とは光学的に共役の関係に配置される。露光装置８００は、スキャナーであるため、マスク８２０と被処理体８４０を走査することによりマスク８２０のパターンを被処理体８４０上に縮小投影する。マスク８２０は、上述した処理システム１乃至１Ｂによって搬送されるため、パーティクルの付着がなく、高品位な露光処理を可能とする。

マスクステージ８２５は、マスクチャック８２５ａを介してマスク８２０を支持して図示しない移動機構に接続されている。マスクステージ８２５は、当業界周知のいかなる構造をも適用することができる。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、少なくともＸ方向にマスクステージ８２５を駆動することでマスク８２０を移動することができる。露光装置８００は、マスク８２０と被処理体８４０を同期した状態で走査する。ここで、マスク８２０又は被処理体８４０面内で走査方向をＸ、それに垂直な方向をＹ、マスク８２０又は被処理体８４０面内で垂直な方向をＺとする。

投影光学系８３０は、複数の反射ミラー（即ち、多層膜ミラー）８３０ａを用いて、マスク８２０面上のパターンを像面である被処理体８４０上に縮小投影する。複数のミラー８３０ａの枚数は、４枚乃至６枚程度である。少ない枚数のミラーで広い露光領域を実現するには、光軸から一定の距離だけ離れた細い円弧状の領域（リングフィールド）だけを用いて、マスク８２０と被処理体８４０を同時に走査して広い面積を転写する。投影光学系８３０は、本実施形態では、４枚のミラー８３０ａによって構成され、０．２乃至０．４の開口数（ＮＡ）を有する。

被処理体８４０は、本実施形態ではウェハであるが、液晶基板その他の被処理体を広く含む。被処理体８４０には、フォトレジストが塗布されている。フォトレジスト塗布工程は、前処理と、密着性向上剤塗布処理と、フォトレジスト塗布処理と、プリベーク処理とを含む。前処理は、洗浄、乾燥などを含む。密着性向上剤塗布処理は、フォトレジストと下地との密着性を高めるための表面改質（即ち、界面活性剤塗布による疎水性化）処理であり、ＨＭＤＳ（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）などの有機膜をコート又は蒸気処理する。プリベークは、ベーキング（焼成）工程であるが現像後のそれよりもソフトであり、溶剤を除去する。なお、被処理体８４０は、上述した処理システム１乃至１Ｂによって搬送することも可能であり、パーティクルの付着を防止して高品位な露光処理に寄与する。

ウェハステージ８４５は、ウェハチャック８４５ａによって被処理体８４０を支持する。ウェハステージ８４５は、例えば、リニアモーターを利用してＸＹＺ方向に被処理体８４０を移動する。マスク８２０と被処理体８４０は、同期して走査される。また、マスクステージ８２５の位置とウェハステージ８４５との位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。

アライメント検出機構８５０は、マスク８２０の位置と投影光学系８３０の光軸との位置関係、及び、被処理体８４０の位置と投影光学系８３０の光軸との位置関係を計測し、マスク８２０の投影像が被処理体８４０の所定の位置に一致するようにマスクステージ８２５及びウェハステージ８４５の位置と角度を設定する。

フォーカス位置検出機構８６０は、被処理体８４０面でＺ方向のフォーカス位置を計測し、ウェハステージ８４５の位置及び角度を制御することによって、露光中、常時被処理体８４０面を投影光学系８３０による結像位置に保つ。

露光において、照明装置８１０から射出されたＥＵＶ光はマスク８２０を照明し、マスク８２０面上のパターンを被処理体８４０面上に結像する。本実施形態において、像面は円弧状（リング状）の像面となり、マスク８２０と被処理体８４０を縮小倍率比の速度比で走査することにより、マスク８２０の全面を露光する。露光装置８００は、処理システム１乃至１Ｂが搬送するマスク及び／又は被処理体を用いているため、それらにパーティクルが付着することを防止することができ、高いスループットで経済性よく従来よりも高品位なデバイス（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。

なお、図１５に示すように、露光装置８００におけるＥＵＶ光源部８１２のレーザー光源８１２ｂが射出するパルスレーザー光を分岐して、マスクに付着したパーティクルを除去する除去手段７００に用いることもできる。ここで、図１５は、図１４に示す露光装置８００におけるＥＵＶ光源部８１２からのレーザー光を除去手段７００に利用した処理システム１の構成を示す概略ブロック図であって、図１５（ａ）は断面図、図１５（ｂ）は上視図である。

ＥＵＶ光源の原理は、上述したように、レーザー光源８１２ｂが射出するパルスレーザーをターゲット８１２ａに照射して、ターゲット８１２ａを高温のプラズマ化し、そこから放射されるＥＵＶ光を利用するものである。

ターゲット材８１２ａは、処理チャンバ１００内に配置される。ターゲット材８１２ａとしては、金属薄膜、不活性ガス、液滴などが用いられ、ガスジェット等で処理チャンバ１００内に供給される。なお、図１５においては、説明の簡略化の為にターゲット材８１２ａとして金属片を配置しているが、実際には、テープ上の金属をレーザーの照射に合わせて順次巻き取りながら使用する機構が用いられることもある。但し、ターゲット材８１２ａの種類やターゲット材８１２ａを供給する供給手段の構成などは任意に選択可能である。

ターゲット材８１２ａを励起してプラズマ化するためのレーザー光源８１２ｂには、一般に、ＹＡＧレーザーが用いられる。ＹＡＧレーザーは、ＹＡＧ結晶をレーザー媒質に用いた固体レーザーで、フラッシュランプの励起光がＹＡＧ結晶に照射及び吸収されてレーザー光が発光するものである。放射されるＥＵＶ光の平均強度を高くするためにはパルスレーザーの繰り返し周波数は高い方がよく、レーザー光源８１２ｂは、通常数ｋＨｚの繰り返し周波数で運転される。

まず、レーザー光源８１２ｂが発光しレーザー光が射出される。レーザー光は、スプリッタ８８０で２方向に分岐される。分岐されたレーザー光の一方は、導入窓８８１を通って処理チャンバ１００に導入される。なお、図１５では、ＥＵＶ光源部８１２を処理チャンバ１００内に収納しているが、実際には露光装置８００に要求される真空度が異なるため、ＥＵＶ光源部８１２は処理チャンバ１００と別に設けられたチャンバに収納される場合がある。

導入窓８８１を通って処理チャンバ１００内に導かれたレーザー光は、ターゲット材８１２ａに照射される。ターゲット材８１２ａはレーザーによりエネルギーを与えられ、励起されてプラズマ化し、波長１３．４ｎｍを含むＥＵＶ光を放射する。放射したＥＵＶ光は、照明光学系８１４の初段の集光ミラー８１４ａで集光され、マスク８２０を照明し、投影光学系８３０に導かれてマスク８２０のパターンを被処理体８４０に投影される。

一方、ビームスプリッタ８８１で分岐された他方のレーザー光は、真空室２００に設けられた導入窓８８２から真空室２００に導入される。導入されたレーザー光は、誘導ミラー８８３を介して除去手段７００に導かれる。

このように、図１５に示す処理システム１の構成によれば、真空室２００に設けられる除去手段７００に、レーザー光を射出する照射部７１０を設けなくてもよくなる。従って、真空室２００に配置する部材を少なくすることが可能となり、真空室２００の大型化を防止して、真空室２００の排気を短時間で行うことができる。

次に、図１６及び図１７を参照して、上述の処理システム１乃至１Ｂ（露光装置８００）を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１６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。本実施形態においては、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（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（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４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４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６（検査）では、ステップ５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、それが出荷（ステップ７）される。

図１７は、ステップ４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、処理システム１乃至１Ｂの処理チャンバ１００に収納された露光装置８００によってマスクの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、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、処理システム１乃至１Ｂ（露光装置８００）を使用するデバイス製造方法、並びに結果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を説明したが、本発明はこれらに限定されずにその要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。例えば、本発明の処理システムは、紫外線光を露光光とする露光装置を処理チャンバに内包してもよいことは言うまでもなく、また、その他の処理装置を内包することもできる。

本発明の一側面としての処理システムの構成を示す概略ブロック図である。 図１に示す第１の搬送手段がマスクを保持した状態を示す概略断面図である。 図１に示す検出手段の構成の一例を示す概略断面図である。 図１に示す検出手段の構成の一例を示す概略上視図である。 図１に示す除去手段の構成の一例を示す概略断面図である。 図１に示す除去手段の構成の一例を示す概略断面図である。 図１に示す除去手段の構成の一例を示す概略断面図である。 図１に示す除去手段の構成の一例を示す概略断面図である。 図１に示す除去手段の構成の一例を示す概略断面図である。 図４に示すステージの走査移動を説明するための概略平面図である。 図５に示す除去手段の照射部の走査移動を説明するための概略平面図である。 図１に示す処理システムの変形例である処理システムの構成を示す概略ブロック図である。 図１に示す処理システムの変形例である処理システムの構成を示す概略ブロック図である。 図１に示す露光装置の構成を示す概略ブロック図である。 図１４に示す露光装置におけるＥＵＶ光源部からのレーザー光を除去手段に利用した処理システムの構成を示す概略ブロック図である。 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１６に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。 従来の処理システムの構成を示す概略ブロック図である。

符号の説明

１ 処理システム
１００ 処理チャンバ
１１０ チャンバ予備室
１１２ 第３の搬送手段
２００ 真空室
２１０ 第２の搬送手段
３００ クリーンブース
３１０ キャリア載置部
３２０ 第１の搬送手段
３２４ 抑止手段
４００ 第１のロードロック室
４１０ 第１のゲート弁
４２０ 第２のゲート弁
５００ 第２のロードロック室
５１０ 第３のゲート弁
５２０ 第４のゲート弁
６００ 検出手段
６１０ 光源部
６２０ ディテクタ
６３０ ステージ
７００ 除去手段
７１０ 照射部
７２０ 吸着部
８００ 露光装置
８１０ 照明装置
８２０ マスク
８３０ 投影光学系
８４０ 被処理体

Claims (5)

1. マスクを介して基板の露光を行う露光装置であって、
   大気圧の雰囲気下で前記マスクを搬送する第１の搬送手段を含むブースと、
   第１の真空度の雰囲気下で前記露光を行う処理チャンバと、
   前記マスクに付着したパーティクルを除去する除去手段と、プラスの帯電とマイナスの帯電とを所定の周波数で交互に切り替えられるように構成されて前記除去手段により除去されたプラスに帯電しているパーティクルおよびマイナスに帯電しているパーティクルを捕集する金網とを含み、前記第１の真空度より低い０．１Ｐａと１００Ｐａとの間の第２の真空度の雰囲気に保たれ、前記ブースと前記処理チャンバとの間に配置された真空室と、
   前記ブースと前記真空室との間に配置され、前記大気圧の雰囲気と前記第２の真空度の雰囲気との置換が可能であり、それを介して前記マスクが搬送される第１のロードロック室と、
   前記真空室と前記処理チャンバとの間に配置され、前記第２の真空度の雰囲気と前記第１の真空度の雰囲気との置換が可能であり、それを介して前記マスクが搬送される第２のロードロック室と、
   を有することを特徴とする露光装置。
2. 前記真空室は、前記第１のロードロック室と前記第２のロードロック室との間で前記マスクを搬送する第２の搬送手段を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記除去手段は、パルスレーザー光、赤外線、マイクロ波、またはガスを固体化した粒子を用いて前記パーティクルを除去する、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の露光装置。
4. 前記第２の搬送手段は、熱泳動力を用いて前記マスクへのパーティクルの付着を抑止する抑止手段を含む、請求項２に記載の露光装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の露光装置を用いて、マスクを介し基板を露光するステップと、
   前記ステップで露光された基板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。