JP3958049B2 - ペルクル付きレチクル、デバイス製造関連装置、露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペリクル付きレチクル、デバイス製造関連装置、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩあるいは超ＬＳＩなどの極微細パターンから形成される半導体素子の製造工程において、マスクに描かれた回路パターンを感光剤が塗布された基板上に縮小投影して焼き付け形成する縮小型投影露光装置が使用されている。半導体素子の実装密度の向上に伴いパターン線幅のより一層の微細化が要求され、レジストプロセスの発展と同時に露光装置の微細化への対応として解像力の向上がなされてきた。
【０００３】
露光装置の解像力を向上させる手段としては、露光波長をより短波長に変えていく方法と、投影光学系の開口数（ＮＡ）を大きくしていく方法とがある。
【０００４】
露光波長については、３６５ｎｍのｉ線から最近では２４８ｎｍ付近の発振波長を有するＫｒＦエキシマレーザ、１９３ｎｍ付近の発振波長を有するＡｒＦエキシマレーザに移行しつつある。更に、最近は、１５７ｎｍ付近の発振波長を有するフッ素（Ｆ２）エキシマレーザの開発が行なわれている。
【０００５】
遠紫外線とりわけ１９３ｎｍ付近の波長を有するＡｒＦエキシマレーザや、１５７ｎｍ付近の発振波長を有するフッ素（Ｆ２）エキシマレーザにおいては、これら波長付近の帯域には酸素（Ｏ２）の吸収帯が複数存在することが知られている。
【０００６】
例えば、フッ素エキシマレーザの１５７ｎｍという波長は一般に真空紫外と呼ばれる波長領域にあたる。この波長領域では酸素分子による光の吸収が大きいため、大気中ではほとんど光が透過せず、真空近くまで圧力を下げ、酸素濃度を充分下げた環境でしか光が透過できない。文献、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆ Ｓｍａｌｌ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ」 （Ｈｉｄｅｏ Ｏｋａｂｅ著、ＡＷｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ、１９７８年、１７８頁）によると、波長１５７ｎｍの光に対する酸素の吸収係数は約１９０ａｔｍ−１ｃｍ−１である。これは１気圧中で１％の酸素濃度の気体中を波長１５７ｎｍの光が通過すると１ｃｍあたりの透過率は
Ｔ＝ｅｘｐ（−１９０×１ｃｍ×０．０１ａｔｍ）＝０．１５０
しかない。
【０００７】
また、酸素が上記光を吸収することによりオゾン（Ｏ３）が生成され、このオゾンが光の吸収をより増加させ、透過率を著しく低下させる。更にレーザの光化学反応による各種生成物が光学素子表面に付着し、光学系の光の透過率を低下させることも知られている。
【０００８】
光量が低下すると、その分だけ露光に必要な時間が長くなり生産性が低下する。
【０００９】
従って、十分な生産性を確保する為にＡｒＦエキシマレーザ、フッ素（Ｆ２）エキシマレーザ等の遠紫外線を光源とする投影露光装置の露光光学系の光路においては、窒素等の不活性ガスによるパージ機構によって、光路中に存在する酸素濃度を数ｐｐｍオーダー以下の低レベルに抑える方法がとられている。
【００１０】
また、露光装置内部と外部を連絡する部分には、ロードロック機構が設けられ、外部から露光装置内部にレチクルやウエハを搬入する場合には、一旦それらを外気から遮断し、ロードロック機構内の不純物を不活性ガスでパージした後、露光装置内部に搬入していた。
【００１１】
図１は、フッ素（Ｆ２）エキシマレーザを光源とし、ロードロック機構を有する半導体露光装置の一例を示す断面模式図である。
【００１２】
図１において、１はパターンが描画されたレチクルを搭載するレチクルステージ、２は原版としてのレチクル上のパターンを感光基板としてのウエハに投影する投影光学系、３はウエハを搭載しＸ、Ｙ、Ｚ、θおよびチルト方向に駆動するウエハステージ、４は照明光をレチクル上に照射するための照明光学系、５は光源からの光を照明光学系４に導光する引き回し光学系、６は光源であるフッ素（Ｆ２）エキシマレーザ、７はレチクル上のパターン領域以外が照明されないように露光光を遮光するマスキングブレード、８および９は各々レチクルステージ１およびウエハステージ３の周囲の露光光軸を覆う筐体、１０は投影光学系２および照明光学系４の内部を所定のＨｅ雰囲気に調節するＨｅ空調機、１１および１２は筐体８および９の各々の内部を所定のＮ２雰囲気に調節するＮ２空調機、１３および１４はレチクルおよびウエハを各々筐体８および９内に搬入する時に使用するレチクルロードロックおよびウエハロードロック、１５および１６は各々レチクルおよびウエハを搬送するためのレチクルハンドおよびウエハハンド、１７はレチクルの位置調節に用いるレチクルアライメントマーク、１８は複数のレチクルを筐体８内で保管するレチクル保管庫、１９はウエハのプリアライメントを行うプリアライメント部である。また、必要に応じて装置全体を不図示の環境チャンバに収納し、所定の温度に制御された空気を環境チャンバ内で循環させることによりチャンバ内の温度を一定に管理している。
【００１３】
また、一般的にレチクルにはペリクルと称されるパターン保護装置が付けられている。これはレチクルパターン面に塵埃などの異物が付着するのを防止するもので、これによりウエハ上への異物転写による不良の発生頻度が抑制される。
【００１４】
図２は、ペリクル付きレチクルの構造を示す模式図である。ペリクル２１は、レチクル２０のパターン面側に粘着剤等を使用して貼り付けられる。ペリクル２１は、レチクルパターンを囲う大きさの枠２２と、その一端面に貼られた露光光を透過するペリクル膜２３とで構成されている。また、ペリクル２１とレチクル２０で囲まれた空間（以下ペリクル空間）を完全に密閉すると、ペリクル空間内外の気圧差や酸素濃度差によりペリクル膜が膨らんだり凹んだりする不具合が発生するため、ペリクル枠２２には通気孔２４が設けられており、ペリクル空間内外で気体が流通できるようになっている。さらに、通気孔２４からペリクル空間内に外部の異物が侵入するのを防ぐために不図示の除塵フィルタが、この通気経路に設けられている。
【００１５】
図３は、図１に示した露光装置におけるレチクルの搬送経路の一例を示す模式図である。
【００１６】
図３において、２５はレチクル表面やペリクル膜表面に付着している塵埃等の異物の大きさや個数を計測する異物検査装置である。レチクル２０は手動または不図示の搬送装置によって露光装置の入口となるレチクルロードロック１３に搬入される。このとき一般に露光装置の外でレチクルとペリクルは貼り合わされるため、搬入されるレチクル２０には既にペリクル２１が貼られている。次にレチクルロードロック１３内を不活性ガスでパージし、筐体８と同等の不活性ガス雰囲気となった後にレチクルハンド１５によりレチクルステージ１あるいはレチクル保管庫１８や異物検査装置２５のいずれかにレチクル２０は搬送される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の通り、紫外線とりわけＡｒＦエキシマレーザ光やフッ素（Ｆ２）エキシマレーザ光を光源とした露光装置においては、酸素及び水分による露光光の吸収が大きいため、充分な透過率と安定性を得るために光路中の酸素及び水分濃度を低減し、またこれらの濃度を維持するため、露光装置内部と外部を連絡する部分には、ロードロック機構が設けられ、外部からレチクルやウエハを搬入する場合には、一旦それらを外気と遮断し、ロードロック機構内の不純物を不活性ガスでパージした後、露光装置内部に搬入していた。
【００１８】
しかしながら、ロードロック室に搬入されるレチクルにはペリクルが貼られており、ペリクル空間は比較的小さな通気孔を介してのみ外気と流通が可能な構造であるため、ロードロック室内が所定の不活性ガス濃度に達した後も、ペリクル空間内の置換が完了するには、さらに長い時間を要し、生産性を悪化させる要因となっていた。
【００１９】
このような問題に関して、特開平９−７３１６７号公報には、あらかじめ不活性ガス雰囲気中でレチクルとペリクルを張り合わせ、ペリクル空間内を１％酸素濃度以下の不活性ガスで封入する発明が開示されている。しかし、前述のように波長１５７ｎｍの光の透過率は、酸素濃度１％の大気圧の気体中の場合で１ｃｍ当たり１５％程度しかない。現状では、レチクルとペリクル膜との間の空気間隔は約６ｍｍ程度であり、この空間をたとえ酸素濃度０．１％の気体で充填しても、この空間での波長１５７ｎｍの光の透過率は８９．２％にしかならない。一方、露光装置の光源からウエハまでの光路の空間総距離は少なくとも１ｍを越える。１ｍの空間の透過率として８０％以上を確保するためには光路内全域でおよそ１０ｐｐｍ以下に酸素濃度を抑える必要がある。そして、理想的には、酸素濃度は１ｐｐｍ以下が目標と言える。他の空間とのバランスや総空間距離での透過率維持という観点からペリクル空間についても少なくとも１〜１００ｐｐｍ以下の酸素濃度が要求される。もちろん水分や炭酸ガス濃度についても同様である。
【００２０】
しかも、レチクルを交換する際にペリクル空間の不活性ガス置換に要する時間は装置全体の待機時間を増やすことになり生産性に影響を与える。したがって、ペリクル空間の不活性ガスによる置換は、可能な限り短時間で行うことが望ましい。さらに、ペリクルの機能上、ガス置換中にペリクル空間内へのゴミが流入することは許されない。特開２００１−１３３９６０号公報には、ペリクルを貼り付けた後に、ペリクル枠に設けられたガス流入孔及び流出孔を使ってペリクル空間内部を不活性ガスで置換することが提案されている。しかしながら、特開２００１−１３３９６０号公報に開示された方式には、流入孔近傍やペリクル空間隅部にガスが流れにくい淀みが発生することにより置換時間が長くなるという難点がある。
【００２１】
本発明は、上記の背景に鑑みてなされたものであり、例えば、レチクルとペリクルとペリクル枠とにより囲まれた空間内の不活性ガスの流れの不均一性や淀みを低減し、該空間内のガスを不活性ガスで置換する時間を短縮することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面は、レチクルと、ペリクルと、前記レチクル上に配され、かつ前記ペリクルを支持するペリクル枠とを含むペリクル付きレチクルであって、前記ペリクル枠は、互いに対向する第１及び第２のペリクル枠片を含み、前記第１及び第２のペリクル枠片は、それぞれ多孔質材で構成され、前記ペリクル付きレチクルは、前記第１のペリクル枠片の外側に配され、第１の開口を有するとともに、前記ペリクル枠の内側の幅と等しい内側の幅を有する第１のマニホールドを有し、該第１の開口を介して不活性ガスが供給されることにより、前記第１のペリクル枠片と前記第１のマニホールドとにより囲まれた空間が正圧に維持される、ことを特徴とする。
【００２３】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第２のペリクル枠片の外側に配され、第２の開口を有するとともに、前記ペリクル枠の内側の幅と等しい内側の幅を有する第２のマニホールドをさらに有し、該第２の開口を介してガスが排出されることにより、前記第２のペリクル枠片と前記第２のマニホールドとにより囲まれた空間が負圧に維持されることが好ましい。
【００２４】
本発明の第２の側面は、デバイス製造関連装置であって、レチクルと、ペリクルと、該レチクル上に配され、かつ該ペリクルを支持するペリクル枠とを含むペリクル付きレチクルを支持する支持手段と、前記支持手段により支持された該ペリクル付きレチクルの、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とにより囲まれた空間内に不活性ガスを供給する供給手段とを有し、該ペリクル枠が、互いに対向する第１及び第２のペリクル枠片を含み、該第１及び第２のペリクル枠片が、それぞれ多孔質材で構成され、該ペリクル付きレチクルは、該第１のペリクル枠片の外側に配され、第１の開口を有するとともに、該ペリクル枠の内側の幅と等しい内側の幅を有する第１のマニホールドを有し、該第１の開口を介して不活性ガスが供給されることにより、該第１のペリクル枠片と該第１のマニホールドとにより囲まれた空間が正圧に維持されるものであり、前記供給手段は、該第１の開口を介して、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とに囲まれた空間内に不活性ガスを供給する、ことを特徴とする。
【００２５】
本発明の好適な実施形態によれば、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とにより囲まれた空間内からガスを排出する排出手段をさらに有し、該ペリクル付きレチクルは、該第２のペリクル枠片の外側に配され、第２の開口を有するとともに、該ペリクル枠の内側の幅と等しい内側の幅を有する第２のマニホールドを有し、該第２の開口を介してガスが排出されることにより、該第２のペリクル枠片と該第２のマニホールドとにより囲まれた空間が負圧に維持されるものであり、前記排出手段は、該第２の開口を介して、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とに囲まれた空間内からガスを排出する、ことが好ましい。
【００２６】
本発明の好適な実施形態によれば、ペリクル付きレチクルを保管する保管庫、ペリクル付きレチクルを検査する検査装置、及びペリクル付きレチクルを搬送するための搬送ボックスのいずれかとして構成されうる。
【００２７】
本発明の第３の側面は、ペリクル付きレチクルを介し基板を露光する露光装置であって、レチクルと、ペリクルと、該レチクル上に配され、かつ該ペリクルを支持するペリクル枠とを含むペリクル付きレチクルを支持する支持手段と、前記支持手段により支持された該ペリクル付きレチクルの、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とにより囲まれた空間内に不活性ガスを供給する供給手段とを有し、該ペリクル枠が、互いに対向する第１及び第２のペリクル枠片を含み、該第１及び第２のペリクル枠片が、それぞれ多孔質材で構成され、該ペリクル付きレチクルは、該第１のペリクル枠片の外側に配され、第１の開口を有するとともに、該ペリクル枠の内側の幅と等しい内側の幅を有する第１のマニホールドを有し、該第１の開口を介して不活性ガスが供給されることにより、該第１のペリクル枠片と該第１のマニホールドとにより囲まれた空間が正圧に維持されるものであり、前記供給手段は、該第１の開口を介して、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とに囲まれた空間内に不活性ガスを供給する、ことを特徴とする。
【００２８】
本発明の好適な実施形態によれば、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とにより囲まれた空間内からガスを排出する排出手段をさらに有し、該ペリクル付きレチクルは、該第２のペリクル枠片の外側に配され、第２の開口を有するとともに、該ペリクル枠の内側の幅と等しい内側の幅を有する第２のマニホールドを有し、該第２の開口を介してガスが排出されることにより、該第２のペリクル枠片と該第２のマニホールドとにより囲まれた空間が負圧に維持されるものであり、前記排出手段は、該第２の開口を介して、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とに囲まれた空間内からガスを排出する、ことが好ましい。
【００２９】
本発明の第４の側面は、デバイス製造方法に係り、上記の露光装置を用いて、ペリクル付きレチクルを介し基板を露光するステップと、該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。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態の露光装置は、例えば、露光光として紫外光を用い、露光装置内を不活性ガスで置換し、マスクのパターンを投影光学系を介して感光基板に投影する露光装置に関する。露光光としての紫外光としては、例えば、遠紫外線とりわけ１９３ｎｍ付近の波長を有するＡｒＦエキシマレーザ光や、１５７ｎｍ付近の波長を有するフッ素（Ｆ２）エキシマレーザ光などが好適である。
【００３８】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００３９】
［第１の実施の形態］
図４〜図６は、本発明の第１の実施の形態のパージ機構（ガス置換装置）の概略構成を示す図である。このパージ機構は、ペリクル空間を不活性ガスでパージする機構であり、ペリクル付きレチクルを使用するあらゆる露光装置に適用することができる他、例えば、レチクル保管庫（レチクルストッカー）、レチクル検査装置、レチクル搬送ボックス等にも適用することができる。すなわち、本発明は、ペリクル付きレチクルを使用し、取り扱い、又は検査等する各種のデバイス製造関連装置に適用することができる。
【００４０】
図４〜図６に示す気密チャンバ２６は、例えば、図１におけるレチクルステージ１やレチクル保管庫１８を収納する筐体８、あるいはレチクルロードロック１３に相当しうる。不活性ガス供給口２７を通して不活性ガスが導入され、不活性ガス排出口２８を通して不活性ガスが排出され、これにより気密チャンバ２６内が不活性ガスでパージ（置換）される。
【００４１】
レチクル支持台２９は、図１の筐体８内のレチクル搬送経路内に配置され、ペリクル２１が貼り付けられたレチクル２０は、不図示のレチクルハンド（例えば、図３の１５）あるいは気密チャンバ２６外に設けられた不図示の搬送ロボットや手動によって支持台２９上の所定位置に位置決めされつつ載置される。この支持台２９には、必要に応じてレチクルを吸着固定する吸着溝を設けてもよい。
【００４２】
ペリクル枠３０は、この実施の形態では、４つのペリクル枠片３０ａ〜３０ｄで構成されている。ペリクル枠片３０ａ、３０ｂは多孔質材（例えば、グラファイトまたはセラファイト）で構成され、ペリクル枠片３０ｃ、３０ｄは非多孔質材で構成されている。図４〜図６では、ペリクル枠片３０ａはガス供給側（ガスの流入部）、ペリクル枠片３０ｂはガス排出側（ガスの流出部）として使用され、両者は対向する位置（辺）に配置されている。ペリクル枠片３０ａ、３０ｂには、それぞれにマニホールド３１ａ、３１ｂが貼り付けられている。マニホールド３１ａ、３１ｂ内の空間の幅（図６において上下方向の幅）は、ペリクル空間１００内の幅（図６において上下方向の幅）と略一致していることが好ましい。これにより、ガスの流れの淀みを効果的に低減することができる。
【００４３】
マニホールド３１ａの近傍には、不活性ガスをガス置換空間としてのペリクル空間（レチクル２０、ペリクル枠３０、ペリクル膜２１で規定される空間）１００内に供給する為に不活性ガス供給継ぎ手３３ａが設けられており、マニホールド３１ｂの近傍には、ペリクル空間１００からガスを排出する為に不活性ガス排出継ぎ手３３ｂが設けられている。駆動機構３４ａ、３４ｂは、不活性ガス排出継ぎ手３３ａ、３３ｂをマニホールド３１ａ、３１ｂに近づけたり、遠ざけたりする。密閉度を確保する為、すなわち、マニホールド３１ａ、３１ｂと不活性ガス排出継ぎ手３３ａ、３３ｂとの接触部を通したガスの流入流出を防止する為に、マニホールド３１ａ，３１ｂには、それぞれＯリング３２が設けられている。
【００４４】
図５は、駆動機構３４ａ、３４ｂにより不活性ガス供給継ぎ手３３ａ、不活性ガス回収継ぎ手３３ｂをそれぞれマニホールド３１ａ、３１ｂに密着させた状態で不活性ガスをペリクル空間１００内に流している様子を模式的に示す図である。
【００４５】
図６は、図５を下方から見た図であり、レチクル２０及びペリクル枠片３０ａ〜３０ｄ、ガス供給継ぎ手３３ａ、ガス排出継ぎ手３３ｂの位置関係が示されている。
【００４６】
図６において、ペリクル枠の左右２辺に多孔質材で構成されたペリクル枠片３０ａ、３０ｂが設けられており、ペリクル空間１００を加減圧する為のマニホールド３１ａ、３１ｂおよびマニホールド３１ａにガスを供給する為の不活性ガス供給継ぎ手３３ａ、マニホールド３１ｂからガスを排出する為の不活性ガス排出継ぎ手３３ｂが設けられている。不活性ガス供給継ぎ手３３ａは、不活性ガスを供給する経路３５ａに連通しており、経路３５ａ中には、マニホールド３１ａ内を所望の正圧に調整するための正圧レギュレータ３６ａが設けられている。不活性ガス排出継ぎ手３３ｂは、ガスを排出する経路３５ｂに連通しており、経路３５ｂ中には、マニホールド３１ｂ内を所望の負圧に調整するための負圧レギュレータ３６ｂが設けられている。
【００４７】
正圧レギュレータ３６ａ、経路３５ａ、不活性ガス供給継ぎ手３３ａ、不活性ガス排出継ぎ手３３ｂ、経路３５ｂ、負圧レギュレータ３６ｂは、ペリクル空間１００に流入しペリクル空間１００内の酸素等のガスと混合しながらペリクル空間１００から流出する不活性ガスの流れを制御するガス制御機構として機能しうる。
【００４８】
次に、図４〜図６を参照しながらペリクル空間１００内を不活性ガスでパージする工程を説明する。
【００４９】
まず、ペリクル２１が貼られたレチクル２０が不図示のレチクルハンドや搬送ロボットあるいは手動によってレチクル支持台２９上の所定の位置に位置決めして置かれる。
【００５０】
不活性ガス供給継ぎ手３３ａと不活性ガス排出継ぎ手３３ｂは、駆動機構３４によって、多孔質材のペリクル枠片３０ａ、３０ｂに貼られたマニホールド３１ａ、３１ｂにＯリング３２ａ、３２ｂの内側を圧接するようにして接続される。供給継ぎ手３３ａ、排出継ぎ手３３ｂは、それぞれ供給経路３５ａ、排出経路３５ｂを介して不図示の不活性ガス供給装置、不活性ガス吸引装置にそれぞれ接続されており、ペリクル空間１００内に不活性ガスを吹き込むと同時に、ペリクル空間１００内のガスを吸引して気密チャンバ２６の外部に排出する。
【００５１】
吹き込まれた不活性ガスは、多孔質材のペリクル枠片３０ａを通過しているため、ペリクル枠片３０ａから単位面積当たりの流量が非常に均一な状態を保って対向するペリクル枠片３０ｂに向かって流れる。そして、その不活性ガスは、排出用の多孔質材のペリクル枠片３０ｂにより均質性を保ったままペリクル空間１００の外部へ排出される。これにより流れの淀みを生ずること無くペリクル空間内に存在する酸素や水分や他の不純物と効率よく混合し合いながら、排出側の多孔質ペリクル枠片３０ｂに設けられた排出用マニホールド３１ｂを通して外部に吸引され、短時間でペリクル空間内のガス置換が終了する。
【００５２】
多孔質材は、その両側の空間に圧力差がなければほとんどガスを透過させないため、不活性ガスによる置換後に供給継ぎ手３３ａ、排出継ぎ手３３ｂをマニホールド３１ａ、３１ｂから取り外しても、ペリクル付きレチクル２０がステージに搬送されるまでの短時間の間は、ペリクル空間１００は密閉空間と同様の挙動を示し、ペリクル空間１００の不活性ガスの濃度が保たれる。また、ペリクル枠辺３０ａ、３０ｂとしての多孔質材がフィルタの役割を兼ねるため、ペリクル空間１００内部へのゴミの流入を防ぐことができる。ただし、多孔質ペリクル枠片３０ａにガスを供給する経路に、別途パーティクル防止やケミカル汚染防止用のフィルタを設けてもよい。
【００５３】
図４〜図６に示すような不活性ガス供給継ぎ手３３ａと不活性ガス排出継ぎ手３３ｂをレチクル保管庫１８（図１参照）に配置することもできる。これにより、外部より露光装置内に搬入され、すぐには露光に使わずに一旦レチクル保管庫１８に収納されるレチクルについては、ペリクル空間内の不活性ガスパージをレチクルロードロック室１３では行わず、レチクル保管庫１８の前記継ぎ手が配置された所定のスロットにレチクルを搬入した後に、この保管庫内でペリクル空間内の不活性ガスパージを実施することが可能となる。これにより、充分なパージ時間を確保してペリクル空間内の不活性ガス濃度をあらかじめ低レベルにすることが出来ると共にレチクルロードロック室１３での不活性ガスパージ時間をさらに短縮あるいは無くすことができる利点がある。
【００５４】
もちろん、これら不活性ガス供給継ぎ手と不活性ガス排出継ぎ手を含むパージ機構を配置する場所は、レチクルステージ、レチクル保管庫、レチクルロードロック室に限定されるものではなく、例えば、ペリクル検査装置内や密閉チャンバ内のレチクル搬送経路中など、種々の場所に配置することができる。パージ機構の配置場所を搬送経路中にすることにより、搬送経路外のパージ機構への搬送の必要がないため、露光装置全体での搬送時間を短縮することが可能となり、生産性を向上させることができるという利点がある。また、パージ機構の配置場所はいずれか一ヶ所に限定されるものではなく、パージ機構を複数箇所に配置してレチクルの使用計画に合わせた最適な場所での不活性ガスパージを自動的に選択・実施させることも可能である。
【００５５】
［第２の実施の形態］
図７及び図８は、本発明の第２の実施の形態のパージ機構（ガス置換装置）の概略構成を示す図である。これらのうち図７はパージ機構を横方向から見た模式的断面図、図８は図７を下方から見た図である。このパージ機構は、ペリクル空間を不活性ガスでパージする機構であり、ペリクル付きレチクルを使用するあらゆる露光装置に適用することができる他、例えば、レチクル保管庫（レチクルストッカー）、レチクル検査装置、レチクル搬送ボックス等にも適用することができる。すなわち、本発明は、ペリクル付きレチクルを使用し、取り扱い、又は検査等する各種のデバイス製造関連装置に適用することができる。なお、第１の実施の形態と同様の構成要素には同様の参照符号を付している。また、この実施の形態で特に言及しない事項は、第１の実施の形態に従うものとする。
【００５６】
第１の実施の形態では、ペリクル枠を部分的（４辺のうち２辺）に多孔質材で構成し、それらに接続されたマニホールド内の空間を加圧、減圧することによりペリクル空間内に不活性ガスを流入させペリクル空間内のガスを排出する。一方、この実施の形態では、ペリクル枠のすべてを多孔質材で製作し、不活性ガスの供給側（流入側）を加圧する一方、流出側は減圧しない。すなわち、この実施の形態では、ペリクル枠の極一部（流入部）を通してペリクル空間内に不活性ガスを供給し、ペリクル枠の他の大部分（流出部）を通して不活性ガスをペリクル空間から排出する。
【００５７】
以下、図７及び図８を参照しながら更に詳細に説明する。この実施の形態では、駆動機構３４ａによってペリクル枠３０の一部（流入部）に設けられたマニホールド３１ａにＯリング３２ａを介して不活性ガス供給継ぎ手３３ａが接続される。そして、不活性ガス供給継ぎ手３３ａの接続後、不活性ガス供給継ぎ手３３ａを通して、加圧された不活性ガスがペリクル空間１００に送り込まれる。図８に示すように、不活性ガス供給用のマニホールド３１ａはペリクル枠３０の極一部（流入部）に貼り付けられている。この為、マニホールド３１ａ内を不活性ガスで加圧した場合、ペリクル枠３０の当該一部のみが不活性ガスの流入部３０ｅとして機能し、それ以外の部分のペリクル枠は不活性ガスの流出部３０ｆとして機能する。
【００５８】
ペリクル枠３０の流入部３０ｅを透過した不活性ガスは、放射線状にペリクル枠３０の流出部３０ｆに向かって流れる。流出部３０ｆからは、多孔質材の性質上、面積あたり一定の流量でペリクル枠の外に不活性ガスが流出する。流出したガスは気密チャンバ２６内の他のガスと一緒に不活性ガス排出ライン２８を通して気密チャンバ２６の外部に排出される。
【００５９】
多孔質材は配管抵抗が高い為、ガスを透過させるには、多孔質材の両側にある程度の圧力差を与える必要がある。ところが、この実施の形態では、ガス排出側の多孔質材３０ｆの外側は大気圧であるので、ペリクル空間１００内の圧力を大気圧よりも前記圧力差以上高くしなければ、多孔質材をガスが透過しない。一方、ペリクル膜２１の耐圧性能は低い。そこで、この実施の形態では、流出部３０ｆを構成する多孔質材の面積を大きくとることにより、小さい圧力差でペリクル空間内に窒素を流入させる。
【００６０】
ペリクル空間の外側を負圧にすることよりペリクル空間から強制的にガスを流出させる第１の実施の形態に比べて、この実施の形態では、ペリクル空間に流入させ、ペリクル空間から流出させることができる不活性ガスの流量が少ない。また、この実施の形態では、第１の実施の形態と異なり、不活性ガスをペリクル枠に流入させる流入部３０ｅ（第１の実施の形態のペリクル枠片３０ａに対応する）から、ペリクル空間にガスを流出させる流出部３０ｆ（第１の実施の形態のペリクル枠片３０ｂに対応する）までの距離がすべての部位で均等ではないために、ガスの置換時間は第１の実施の形態より長くなる傾向にある。しかしながら、この実施の形態によれば、流出側のマニホールドが無く、また、ペリクル枠自体も単一材料で構成することができる。従って、この実施の形態は、流出側のガス排出機構が不要であるためにパージ機構が単純である点、及びそのためにパージ機構の製造コストが抑えられる点で第１の実施の形態よりも優れている。また、この実施の形態は、ペリクル付きレチクルの構造が単純で製作が容易である点、及びそのためにペリクル付きレチクルの製造コストが抑えられる点で第１の実施の形態よりも優れている。
【００６１】
上記の実施の形態における不利益は、例えば、ペリクル枠の全体を多孔質材で製作し、ガス流出側は大気開放のままとしたことに起因する。そこで、この実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、ガス流出側を負圧にしてガス流入流出量を増やしてもよいし、図８に示すペリクル枠のうち上下２辺の多孔質材を封止材で封止し左側1辺に第１の実施の形態と同様にガス流出用マニホールド３１ｂを設けてその中を負圧にしてガスを排出してもよい。
【００６２】
［第３の実施の形態］
図９〜図１１は、本発明の第３の実施の形態のパージ機構（ガス置換装置）の概略構成を示す図である。より詳しくは、図９は、パージ機構を横方向から見た模式図であり、図１０は、図９に示すパージ機構によりペリクル空間内に不活性ガスを流している様子を示す図であり、図１１は、図１０を下方から見た図である。なお、第１の実施の形態と同様の構成要素には同様の参照符号を付している。また、この実施の形態で特に言及しない事項は、第１の実施の形態に従うものとする。
【００６３】
この実施の形態は、通気孔２４を有するペリクル枠２２の外側に多孔質部材３０ａ及び３０ｂを設け、その外側にマニホールド３１ａ及び３１ｂを設けた点が特徴である。より具体的には、この実施の形態では、非多孔質材で構成されたペリクル枠２２の対向する２辺にそれぞれ通気孔２４を設け、該２辺の外側にそれぞれ多孔質部材３１ａ、３１ｂを設け、更に２つの多孔質部材３１ａ、３１ｂの外側にそれぞれマニホールド３１ａ、３１ｂを設けている。
【００６４】
以下、図９〜図１１を参照しながらペリクル空間１００内を不活性ガスでパージする工程を説明する。
【００６５】
まず、ペリクル２１が貼られたレチクル２０が不図示のレチクルハンドや搬送ロボットあるいは手動によってレチクル支持台２９上の所定の位置に位置決めして置かれる。
【００６６】
不活性ガス供給継ぎ手３３ａと不活性ガス排出継ぎ手３３ｂは、駆動機構３４によって、多孔質部材３０ａ、３０ｂに貼られたマニホールド３１ａ、３１ｂにＯリング３２ａ、３２ｂを挟み込んで接続される。供給継ぎ手３３ａ、排出継ぎ手３３ｂは、それぞれ供給経路３５ａ、排出経路３５ｂを介して不図示の不活性ガス供給装置、不活性ガス吸引装置にそれぞれ接続されており、ペリクル空間１００内に不活性ガスを吹き込むと同時に、ペリクル空間１００内のガスを吸引して気密チャンバ２６の外部に排出する。
【００６７】
多孔質部材は、その両側の空間に圧力差がなければほとんどガスを透過させないため、不活性ガスによる置換後に供給継ぎ手３３ａ、排出継ぎ手３３ｂをマニホールド３１ａ、３１ｂ取り外しても、ペリクル付きレチクル２０がステージに搬送されるまでの短時間の間は、ペリクル空間１００は密閉空間と同様の挙動を示し、ペリクル空間１００のガスの濃度が保たれる。また、多孔質部材３０ａ、３０ｂがフィルタの役割を兼ねるため、ペリクル空間１００内部へのゴミの流入を防ぐことができる。ただし、多孔質部材３０ａにガスを供給する経路に、別途パーティクル防止やケミカル汚染防止用のフィルタを設けてもよい。
【００６８】
この実施の形態によれば、通気孔を有する４辺からなるペリクル枠の外側に多孔質部材を例えば貼り付けることによりペリクル付きレチクルを製作することができるので、多孔質材と非多孔質材を結合して4辺からなるペリクル枠を構成する第１の実施の形態と比べて、ペリクル付きレチクルの製造が容易である。すなわち、この実施の形態によれば、ペリクル枠の作製工程が簡略化される。
【００６９】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態として本発明に係るパージ機構を露光装置の光源レンズ系に適用した例を説明する。図１２は、本発明の第４の実施の形態の露光装置の一部（光源レンズ系）を概略的に示す図である。なお、第１の実施の形態と同様の構成要素には同様の参照符号を付している。また、この実施の形態で特に言及しない事項は、第１の実施の形態に従うものとする。
【００７０】
光源レンズ系は、多数のレンズ３７ａ〜３７ｂ、ミラ−３８等の光学要素を含んで構成され、光源からのレ−ザ光でレチクル上の照明領域を均一な照度で照明する。これらの光学部品は筐体３９の内部に配置される。筐体３９は、不活性ガス供給ライン２７、不活性ガス排出ライン２８によって、その内部が高濃度の不活性ガスでパージされている。ところが、メンテナンスなどの理由で筐体３９を開放して作業した場合、筐体３９内に大気が流入するため再び露光装置を稼動させる際には筐体３９内を大気から不活性ガスへ再置換する必要がある。しかし、筐体３９内に光学部品が配置されている場合、例えばレンズ保持構造体４０の中に入れられたレンズ３７ａ〜３７ｃの間の空間は、半密封状態にされるために、不活性ガスが流れ込みにくくガスの置換が行われにくい箇所となる。
【００７１】
そこで、この実施の形態では、第１〜第３の実施の形態と同様に、多孔質材を通して置換空間に不活性ガスを供給するパージ機構をレンズ保持構造体４０に組み込んでいる。
【００７２】
具体的には、この実施の形態では、図１２に示すように、不活性ガスを供給するための多孔質材３０ａをレンズ保持構造体４０の壁（例えば、壁の内側）に設け、レンズ保持構造体４０の一部をマニホールド状に加工し不活性ガス供給経路３５ａにより加圧したガスを送り込み多孔質材３０ａを通して不活性ガスをレンズ間空間に供給する。レンズ間空間に吹き込まれた不活性ガスは多孔質材３０ａを通過しているため、多孔質材３０ａの面方向に高い均一性をもって、対向面（図中の左側）に向かって流れる。そして、レンズ間空間のガスは、対向面に設けられた排出孔４１を通してレンズ保持構造体４０の外へ排出される。これにより淀みを生じること無くレンズ間空間内に存在する酸素や水分や他の不純物と不活性ガスが効率よく混合し合いながら、これらを排出口４１を通して外部に排出することができるため、短時間でレンズ間空間内のガス置換が終了する。
【００７３】
したがって、メンテナンスなどの理由で置換空間（レンズ間空間）内の不活性ガス濃度が下がってしまった場合において、不活性ガス濃度が上がるまでの露光装置の待機時間を短縮することができる。この例では光源レンズ系を用いて説明したが、多孔質材を用いて不活性ガスを供給する手法は光源レンズ系に限らず投影レンズ系や計測用レンズ系などあらゆる光学部品やその他の機構における非置換空間のパージに適用することができる。
【００７４】
［デバイスの製造方法］
次に上記の露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１３は、半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ1（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ2（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。一方、ステップ3（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエ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）等の組立て工程を含む。ステップ6（検査）ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップ7）する。
【００７５】
図１４は、上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。ステップ11（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ12（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップ13（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ16（露光）では上記の露光装置によって回路パターンをウエハに転写する。ステップ17（現像）では露光したウエハを現像する。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なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【００７６】
以上のように、本発明の好適な実施の形態によれば、フッ素エキシマレーザなどの紫外光を光源とする投影露光装置において、装置内へ搬入されたペリクル付きレチクルのペリクル空間内の不活性ガスパージを短時間に効率よく行うことが可能となる。
【００７７】
また、メンテナンスや調整行為により不活性ガスパージ空間の密閉を破った場合でも短時間に必要なパージレベルまで復帰させることが可能となり装置の待機時間を減らすことができる。
【００７８】
これらにより、露光装置の生産性を損なうことなく、高精度かつ安定した露光量制御が可能になり、微細な回路パターンを効率よく安定して基板に投影することができる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、レチクルとペリクルとペリクル枠とにより囲まれた空間内の不活性ガスの流れの不均一性や淀みを低減し、該空間内のガスを不活性ガスで置換する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施の形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】ペリクル付きレチクルの構造を示す模式図である。
【図３】図１に示した露光装置におけるレチクルの搬送経路の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態のパージ機構（ガス置換装置）の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態のパージ機構（ガス置換装置）の概略構成を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態のパージ機構（ガス置換装置）の概略構成を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態のパージ機構（ガス置換装置）の概略構成を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態のパージ機構（ガス置換装置）の概略構成を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態のパージ機構の概略構成（ガス置換装置）を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態のパージ機構の概略構成（ガス置換装置）を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態のパージ機構の概略構成（ガス置換装置）を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態の露光装置の一部（光源レンズ系）を概略的に示す図である。
【図１３】半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。
【図１４】ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。
【符号の説明】
１：レチクルステージ、２：鏡筒、３：ウエハステージ、４：照明光学系、５：引き回し光学系、６：Ｆ２レーザ、７：マスキングブレード、８，９：筐体、１０，１１，１２：空調機、１３：レチクルロードロック、１４：ウエハロードロック、１５：レチクルハンド、１６：ウエハハンド、１７：レチクルアライメントマーク、１８：レチクル保管庫、１９：プリアライメント部、２０：レチクル、２１：ペリクル、２２：ペリクル枠、２３：ペリクル膜、２４：通気孔、２５：異物検査装置、２６：気密チャンバまたはロードロック室、２７：不活性ガス供給ライン、２８：不活性ガス排出ライン、２９：レチクル支持台、３０：ペリクル枠、３０ａ：多孔質材ペリクル枠（ガス供給側）、３０ｂ：多孔質材ペリクル枠（ガス排出側）、３０ｃ，３０ｄ：非多孔質ペリクル枠、３０ｅ：流入部、３０ｆ：流出部、３１ａ：ガス供給側マニホールド、３１ｂ：ガス排出側マニホールド、３２：Ｏリング、３３ａ：不活性ガス供給継ぎ手、３３ｂ：不活性ガス排出継ぎ手、３４：駆動機構、３５ａ：不活性ガス供給経路、３５ｂ：不活性ガス排出口、３６ａ：正圧レギュレータ、３６ｂ：負圧レギュレータ、３７ａ〜３７ｃ：光源レンズ系構成レンズ、３８：光源レンズ系ミラー、３９：光源レンズ系ガス密閉筐体、４０：光源レンズ系保持構造体、４１不活性ガス排出口、１００：ペリクル空間
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペリクル付きレチクル、デバイス製造関連装置、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩあるいは超ＬＳＩなどの極微細パターンから形成される半導体素子の製造工程において、マスクに描かれた回路パターンを感光剤が塗布された基板上に縮小投影して焼き付け形成する縮小型投影露光装置が使用されている。半導体素子の実装密度の向上に伴いパターン線幅のより一層の微細化が要求され、レジストプロセスの発展と同時に露光装置の微細化への対応として解像力の向上がなされてきた。
【０００３】
露光装置の解像力を向上させる手段としては、露光波長をより短波長に変えていく方法と、投影光学系の開口数（ＮＡ）を大きくしていく方法とがある。
【０００４】
露光波長については、３６５ｎｍのｉ線から最近では２４８ｎｍ付近の発振波長を有するＫｒＦエキシマレーザ、１９３ｎｍ付近の発振波長を有するＡｒＦエキシマレーザに移行しつつある。更に、最近は、１５７ｎｍ付近の発振波長を有するフッ素（Ｆ２）エキシマレーザの開発が行なわれている。
【０００５】
遠紫外線とりわけ１９３ｎｍ付近の波長を有するＡｒＦエキシマレーザや、１５７ｎｍ付近の発振波長を有するフッ素（Ｆ２）エキシマレーザにおいては、これら波長付近の帯域には酸素（Ｏ２）の吸収帯が複数存在することが知られている。
【０００６】
例えば、フッ素エキシマレーザの１５７ｎｍという波長は一般に真空紫外と呼ばれる波長領域にあたる。この波長領域では酸素分子による光の吸収が大きいため、大気中ではほとんど光が透過せず、真空近くまで圧力を下げ、酸素濃度を充分下げた環境でしか光が透過できない。文献、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆ Ｓｍａｌｌ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ」 （Ｈｉｄｅｏ Ｏｋａｂｅ著、ＡＷｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ、１９７８年、１７８頁）によると、波長１５７ｎｍの光に対する酸素の吸収係数は約１９０ａｔｍ−１ｃｍ−１である。これは１気圧中で１％の酸素濃度の気体中を波長１５７ｎｍの光が通過すると１ｃｍあたりの透過率は
Ｔ＝ｅｘｐ（−１９０×１ｃｍ×０．０１ａｔｍ）＝０．１５０
しかない。
【０００７】
また、酸素が上記光を吸収することによりオゾン（Ｏ３）が生成され、このオゾンが光の吸収をより増加させ、透過率を著しく低下させる。更にレーザの光化学反応による各種生成物が光学素子表面に付着し、光学系の光の透過率を低下させることも知られている。
【０００８】
光量が低下すると、その分だけ露光に必要な時間が長くなり生産性が低下する。
【０００９】
従って、十分な生産性を確保する為にＡｒＦエキシマレーザ、フッ素（Ｆ２）エキシマレーザ等の遠紫外線を光源とする投影露光装置の露光光学系の光路においては、窒素等の不活性ガスによるパージ機構によって、光路中に存在する酸素濃度を数ｐｐｍオーダー以下の低レベルに抑える方法がとられている。
【００１０】
また、露光装置内部と外部を連絡する部分には、ロードロック機構が設けられ、外部から露光装置内部にレチクルやウエハを搬入する場合には、一旦それらを外気から遮断し、ロードロック機構内の不純物を不活性ガスでパージした後、露光装置内部に搬入していた。
【００１１】
図１は、フッ素（Ｆ２）エキシマレーザを光源とし、ロードロック機構を有する半導体露光装置の一例を示す断面模式図である。
【００１２】
図１において、１はパターンが描画されたレチクルを搭載するレチクルステージ、２は原版としてのレチクル上のパターンを感光基板としてのウエハに投影する投影光学系、３はウエハを搭載しＸ、Ｙ、Ｚ、θおよびチルト方向に駆動するウエハステージ、４は照明光をレチクル上に照射するための照明光学系、５は光源からの光を照明光学系４に導光する引き回し光学系、６は光源であるフッ素（Ｆ２）エキシマレーザ、７はレチクル上のパターン領域以外が照明されないように露光光を遮光するマスキングブレード、８および９は各々レチクルステージ１およびウエハステージ３の周囲の露光光軸を覆う筐体、１０は投影光学系２および照明光学系４の内部を所定のＨｅ雰囲気に調節するＨｅ空調機、１１および１２は筐体８および９の各々の内部を所定のＮ２雰囲気に調節するＮ２空調機、１３および１４はレチクルおよびウエハを各々筐体８および９内に搬入する時に使用するレチクルロードロックおよびウエハロードロック、１５および１６は各々レチクルおよびウエハを搬送するためのレチクルハンドおよびウエハハンド、１７はレチクルの位置調節に用いるレチクルアライメントマーク、１８は複数のレチクルを筐体８内で保管するレチクル保管庫、１９はウエハのプリアライメントを行うプリアライメント部である。また、必要に応じて装置全体を不図示の環境チャンバに収納し、所定の温度に制御された空気を環境チャンバ内で循環させることによりチャンバ内の温度を一定に管理している。
【００１３】
また、一般的にレチクルにはペリクルと称されるパターン保護装置が付けられている。これはレチクルパターン面に塵埃などの異物が付着するのを防止するもので、これによりウエハ上への異物転写による不良の発生頻度が抑制される。
【００１４】
図２は、ペリクル付きレチクルの構造を示す模式図である。ペリクル２１は、レチクル２０のパターン面側に粘着剤等を使用して貼り付けられる。ペリクル２１は、レチクルパターンを囲う大きさの枠２２と、その一端面に貼られた露光光を透過するペリクル膜２３とで構成されている。また、ペリクル２１とレチクル２０で囲まれた空間（以下ペリクル空間）を完全に密閉すると、ペリクル空間内外の気圧差や酸素濃度差によりペリクル膜が膨らんだり凹んだりする不具合が発生するため、ペリクル枠２２には通気孔２４が設けられており、ペリクル空間内外で気体が流通できるようになっている。さらに、通気孔２４からペリクル空間内に外部の異物が侵入するのを防ぐために不図示の除塵フィルタが、この通気経路に設けられている。
【００１５】
図３は、図１に示した露光装置におけるレチクルの搬送経路の一例を示す模式図である。
【００１６】
図３において、２５はレチクル表面やペリクル膜表面に付着している塵埃等の異物の大きさや個数を計測する異物検査装置である。レチクル２０は手動または不図示の搬送装置によって露光装置の入口となるレチクルロードロック１３に搬入される。このとき一般に露光装置の外でレチクルとペリクルは貼り合わされるため、搬入されるレチクル２０には既にペリクル２１が貼られている。次にレチクルロードロック１３内を不活性ガスでパージし、筐体８と同等の不活性ガス雰囲気となった後にレチクルハンド１５によりレチクルステージ１あるいはレチクル保管庫１８や異物検査装置２５のいずれかにレチクル２０は搬送される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の通り、紫外線とりわけＡｒＦエキシマレーザ光やフッ素（Ｆ２）エキシマレーザ光を光源とした露光装置においては、酸素及び水分による露光光の吸収が大きいため、充分な透過率と安定性を得るために光路中の酸素及び水分濃度を低減し、またこれらの濃度を維持するため、露光装置内部と外部を連絡する部分には、ロードロック機構が設けられ、外部からレチクルやウエハを搬入する場合には、一旦それらを外気と遮断し、ロードロック機構内の不純物を不活性ガスでパージした後、露光装置内部に搬入していた。
【００１８】
しかしながら、ロードロック室に搬入されるレチクルにはペリクルが貼られており、ペリクル空間は比較的小さな通気孔を介してのみ外気と流通が可能な構造であるため、ロードロック室内が所定の不活性ガス濃度に達した後も、ペリクル空間内の置換が完了するには、さらに長い時間を要し、生産性を悪化させる要因となっていた。
【００１９】
このような問題に関して、特開平９−７３１６７号公報には、あらかじめ不活性ガス雰囲気中でレチクルとペリクルを張り合わせ、ペリクル空間内を１％酸素濃度以下の不活性ガスで封入する発明が開示されている。しかし、前述のように波長１５７ｎｍの光の透過率は、酸素濃度１％の大気圧の気体中の場合で１ｃｍ当たり１５％程度しかない。現状では、レチクルとペリクル膜との間の空気間隔は約６ｍｍ程度であり、この空間をたとえ酸素濃度０．１％の気体で充填しても、この空間での波長１５７ｎｍの光の透過率は８９．２％にしかならない。一方、露光装置の光源からウエハまでの光路の空間総距離は少なくとも１ｍを越える。１ｍの空間の透過率として８０％以上を確保するためには光路内全域でおよそ１０ｐｐｍ以下に酸素濃度を抑える必要がある。そして、理想的には、酸素濃度は１ｐｐｍ以下が目標と言える。他の空間とのバランスや総空間距離での透過率維持という観点からペリクル空間についても少なくとも１〜１００ｐｐｍ以下の酸素濃度が要求される。もちろん水分や炭酸ガス濃度についても同様である。
【００２０】
しかも、レチクルを交換する際にペリクル空間の不活性ガス置換に要する時間は装置全体の待機時間を増やすことになり生産性に影響を与える。したがって、ペリクル空間の不活性ガスによる置換は、可能な限り短時間で行うことが望ましい。さらに、ペリクルの機能上、ガス置換中にペリクル空間内へのゴミが流入することは許されない。特開２００１−１３３９６０号公報には、ペリクルを貼り付けた後に、ペリクル枠に設けられたガス流入孔及び流出孔を使ってペリクル空間内部を不活性ガスで置換することが提案されている。しかしながら、特開２００１−１３３９６０号公報に開示された方式には、流入孔近傍やペリクル空間隅部にガスが流れにくい淀みが発生することにより置換時間が長くなるという難点がある。
【００２１】
本発明は、上記の背景に鑑みてなされたものであり、例えば、レチクルとペリクルとペリクル枠とにより囲まれた空間内の不活性ガスの流れの不均一性や淀みを低減し、該空間内のガスを不活性ガスで置換する時間を短縮することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面は、レチクルと、ペリクルと、前記レチクル上に配され、かつ前記ペリクルを支持するペリクル枠とを含むペリクル付きレチクルであって、前記ペリクル枠は、互いに対向する第１及び第２のペリクル枠片を含み、前記第１及び第２のペリクル枠片は、それぞれ多孔質材で構成され、前記ペリクル付きレチクルは、前記第１のペリクル枠片の外側に配され、第１の開口を有するとともに、前記ペリクル枠の内側の幅と等しい内側の幅を有する第１のマニホールドを有し、該第１の開口を介して不活性ガスが供給されることにより、前記第１のペリクル枠片と前記第１のマニホールドとにより囲まれた空間が正圧に維持される、ことを特徴とする。
【００２３】
本発明の好適な実施形態によれば、前記第２のペリクル枠片の外側に配され、第２の開口を有するとともに、前記ペリクル枠の内側の幅と等しい内側の幅を有する第２のマニホールドをさらに有し、該第２の開口を介してガスが排出されることにより、前記第２のペリクル枠片と前記第２のマニホールドとにより囲まれた空間が負圧に維持されることが好ましい。
【００２４】
本発明の第２の側面は、デバイス製造関連装置であって、レチクルと、ペリクルと、該レチクル上に配され、かつ該ペリクルを支持するペリクル枠とを含むペリクル付きレチクルを支持する支持手段と、前記支持手段により支持された該ペリクル付きレチクルの、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とにより囲まれた空間内に不活性ガスを供給する供給手段とを有し、該ペリクル枠が、互いに対向する第１及び第２のペリクル枠片を含み、該第１及び第２のペリクル枠片が、それぞれ多孔質材で構成され、該ペリクル付きレチクルは、該第１のペリクル枠片の外側に配され、第１の開口を有するとともに、該ペリクル枠の内側の幅と等しい内側の幅を有する第１のマニホールドを有し、該第１の開口を介して不活性ガスが供給されることにより、該第１のペリクル枠片と該第１のマニホールドとにより囲まれた空間が正圧に維持されるものであり、前記供給手段は、該第１の開口を介して、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とに囲まれた空間内に不活性ガスを供給する、ことを特徴とする。
【００２５】
本発明の好適な実施形態によれば、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とにより囲まれた空間内からガスを排出する排出手段をさらに有し、該ペリクル付きレチクルは、該第２のペリクル枠片の外側に配され、第２の開口を有するとともに、該ペリクル枠の内側の幅と等しい内側の幅を有する第２のマニホールドを有し、該第２の開口を介してガスが排出されることにより、該第２のペリクル枠片と該第２のマニホールドとにより囲まれた空間が負圧に維持されるものであり、前記排出手段は、該第２の開口を介して、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とに囲まれた空間内からガスを排出する、ことが好ましい。
【００２６】
本発明の好適な実施形態によれば、ペリクル付きレチクルを保管する保管庫、ペリクル付きレチクルを検査する検査装置、及びペリクル付きレチクルを搬送するための搬送ボックスのいずれかとして構成されうる。
【００２７】
本発明の第３の側面は、ペリクル付きレチクルを介し基板を露光する露光装置であって、レチクルと、ペリクルと、該レチクル上に配され、かつ該ペリクルを支持するペリクル枠とを含むペリクル付きレチクルを支持する支持手段と、前記支持手段により支持された該ペリクル付きレチクルの、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とにより囲まれた空間内に不活性ガスを供給する供給手段とを有し、該ペリクル枠が、互いに対向する第１及び第２のペリクル枠片を含み、該第１及び第２のペリクル枠片が、それぞれ多孔質材で構成され、該ペリクル付きレチクルは、該第１のペリクル枠片の外側に配され、第１の開口を有するとともに、該ペリクル枠の内側の幅と等しい内側の幅を有する第１のマニホールドを有し、該第１の開口を介して不活性ガスが供給されることにより、該第１のペリクル枠片と該第１のマニホールドとにより囲まれた空間が正圧に維持されるものであり、前記供給手段は、該第１の開口を介して、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とに囲まれた空間内に不活性ガスを供給する、ことを特徴とする。
【００２８】
本発明の好適な実施形態によれば、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とにより囲まれた空間内からガスを排出する排出手段をさらに有し、該ペリクル付きレチクルは、該第２のペリクル枠片の外側に配され、第２の開口を有するとともに、該ペリクル枠の内側の幅と等しい内側の幅を有する第２のマニホールドを有し、該第２の開口を介してガスが排出されることにより、該第２のペリクル枠片と該第２のマニホールドとにより囲まれた空間が負圧に維持されるものであり、前記排出手段は、該第２の開口を介して、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とに囲まれた空間内からガスを排出する、ことが好ましい。
【００２９】
本発明の第４の側面は、デバイス製造方法に係り、上記の露光装置を用いて、ペリクル付きレチクルを介し基板を露光するステップと、該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。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態の露光装置は、例えば、露光光として紫外光を用い、露光装置内を不活性ガスで置換し、マスクのパターンを投影光学系を介して感光基板に投影する露光装置に関する。露光光としての紫外光としては、例えば、遠紫外線とりわけ１９３ｎｍ付近の波長を有するＡｒＦエキシマレーザ光や、１５７ｎｍ付近の波長を有するフッ素（Ｆ２）エキシマレーザ光などが好適である。
【００３８】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００３９】
［第１の実施の形態］
図４〜図６は、本発明の第１の実施の形態のパージ機構（ガス置換装置）の概略構成を示す図である。このパージ機構は、ペリクル空間を不活性ガスでパージする機構であり、ペリクル付きレチクルを使用するあらゆる露光装置に適用することができる他、例えば、レチクル保管庫（レチクルストッカー）、レチクル検査装置、レチクル搬送ボックス等にも適用することができる。すなわち、本発明は、ペリクル付きレチクルを使用し、取り扱い、又は検査等する各種のデバイス製造関連装置に適用することができる。
【００４０】
図４〜図６に示す気密チャンバ２６は、例えば、図１におけるレチクルステージ１やレチクル保管庫１８を収納する筐体８、あるいはレチクルロードロック１３に相当しうる。不活性ガス供給口２７を通して不活性ガスが導入され、不活性ガス排出口２８を通して不活性ガスが排出され、これにより気密チャンバ２６内が不活性ガスでパージ（置換）される。
【００４１】
レチクル支持台２９は、図１の筐体８内のレチクル搬送経路内に配置され、ペリクル２１が貼り付けられたレチクル２０は、不図示のレチクルハンド（例えば、図３の１５）あるいは気密チャンバ２６外に設けられた不図示の搬送ロボットや手動によって支持台２９上の所定位置に位置決めされつつ載置される。この支持台２９には、必要に応じてレチクルを吸着固定する吸着溝を設けてもよい。
【００４２】
ペリクル枠３０は、この実施の形態では、４つのペリクル枠片３０ａ〜３０ｄで構成されている。ペリクル枠片３０ａ、３０ｂは多孔質材（例えば、グラファイトまたはセラファイト）で構成され、ペリクル枠片３０ｃ、３０ｄは非多孔質材で構成されている。図４〜図６では、ペリクル枠片３０ａはガス供給側（ガスの流入部）、ペリクル枠片３０ｂはガス排出側（ガスの流出部）として使用され、両者は対向する位置（辺）に配置されている。ペリクル枠片３０ａ、３０ｂには、それぞれにマニホールド３１ａ、３１ｂが貼り付けられている。マニホールド３１ａ、３１ｂ内の空間の幅（図６において上下方向の幅）は、ペリクル空間１００内の幅（図６において上下方向の幅）と略一致していることが好ましい。これにより、ガスの流れの淀みを効果的に低減することができる。
【００４３】
マニホールド３１ａの近傍には、不活性ガスをガス置換空間としてのペリクル空間（レチクル２０、ペリクル枠３０、ペリクル膜２１で規定される空間）１００内に供給する為に不活性ガス供給継ぎ手３３ａが設けられており、マニホールド３１ｂの近傍には、ペリクル空間１００からガスを排出する為に不活性ガス排出継ぎ手３３ｂが設けられている。駆動機構３４ａ、３４ｂは、不活性ガス排出継ぎ手３３ａ、３３ｂをマニホールド３１ａ、３１ｂに近づけたり、遠ざけたりする。密閉度を確保する為、すなわち、マニホールド３１ａ、３１ｂと不活性ガス排出継ぎ手３３ａ、３３ｂとの接触部を通したガスの流入流出を防止する為に、マニホールド３１ａ，３１ｂには、それぞれＯリング３２が設けられている。
【００４４】
図５は、駆動機構３４ａ、３４ｂにより不活性ガス供給継ぎ手３３ａ、不活性ガス回収継ぎ手３３ｂをそれぞれマニホールド３１ａ、３１ｂに密着させた状態で不活性ガスをペリクル空間１００内に流している様子を模式的に示す図である。
【００４５】
図６は、図５を下方から見た図であり、レチクル２０及びペリクル枠片３０ａ〜３０ｄ、ガス供給継ぎ手３３ａ、ガス排出継ぎ手３３ｂの位置関係が示されている。
【００４６】
図６において、ペリクル枠の左右２辺に多孔質材で構成されたペリクル枠片３０ａ、３０ｂが設けられており、ペリクル空間１００を加減圧する為のマニホールド３１ａ、３１ｂおよびマニホールド３１ａにガスを供給する為の不活性ガス供給継ぎ手３３ａ、マニホールド３１ｂからガスを排出する為の不活性ガス排出継ぎ手３３ｂが設けられている。不活性ガス供給継ぎ手３３ａは、不活性ガスを供給する経路３５ａに連通しており、経路３５ａ中には、マニホールド３１ａ内を所望の正圧に調整するための正圧レギュレータ３６ａが設けられている。不活性ガス排出継ぎ手３３ｂは、ガスを排出する経路３５ｂに連通しており、経路３５ｂ中には、マニホールド３１ｂ内を所望の負圧に調整するための負圧レギュレータ３６ｂが設けられている。
【００４７】
正圧レギュレータ３６ａ、経路３５ａ、不活性ガス供給継ぎ手３３ａ、不活性ガス排出継ぎ手３３ｂ、経路３５ｂ、負圧レギュレータ３６ｂは、ペリクル空間１００に流入しペリクル空間１００内の酸素等のガスと混合しながらペリクル空間１００から流出する不活性ガスの流れを制御するガス制御機構として機能しうる。
【００４８】
次に、図４〜図６を参照しながらペリクル空間１００内を不活性ガスでパージする工程を説明する。
【００４９】
まず、ペリクル２１が貼られたレチクル２０が不図示のレチクルハンドや搬送ロボットあるいは手動によってレチクル支持台２９上の所定の位置に位置決めして置かれる。
【００５０】
不活性ガス供給継ぎ手３３ａと不活性ガス排出継ぎ手３３ｂは、駆動機構３４によって、多孔質材のペリクル枠片３０ａ、３０ｂに貼られたマニホールド３１ａ、３１ｂにＯリング３２ａ、３２ｂの内側を圧接するようにして接続される。供給継ぎ手３３ａ、排出継ぎ手３３ｂは、それぞれ供給経路３５ａ、排出経路３５ｂを介して不図示の不活性ガス供給装置、不活性ガス吸引装置にそれぞれ接続されており、ペリクル空間１００内に不活性ガスを吹き込むと同時に、ペリクル空間１００内のガスを吸引して気密チャンバ２６の外部に排出する。
【００５１】
吹き込まれた不活性ガスは、多孔質材のペリクル枠片３０ａを通過しているため、ペリクル枠片３０ａから単位面積当たりの流量が非常に均一な状態を保って対向するペリクル枠片３０ｂに向かって流れる。そして、その不活性ガスは、排出用の多孔質材のペリクル枠片３０ｂにより均質性を保ったままペリクル空間１００の外部へ排出される。これにより流れの淀みを生ずること無くペリクル空間内に存在する酸素や水分や他の不純物と効率よく混合し合いながら、排出側の多孔質ペリクル枠片３０ｂに設けられた排出用マニホールド３１ｂを通して外部に吸引され、短時間でペリクル空間内のガス置換が終了する。
【００５２】
多孔質材は、その両側の空間に圧力差がなければほとんどガスを透過させないため、不活性ガスによる置換後に供給継ぎ手３３ａ、排出継ぎ手３３ｂをマニホールド３１ａ、３１ｂから取り外しても、ペリクル付きレチクル２０がステージに搬送されるまでの短時間の間は、ペリクル空間１００は密閉空間と同様の挙動を示し、ペリクル空間１００の不活性ガスの濃度が保たれる。また、ペリクル枠辺３０ａ、３０ｂとしての多孔質材がフィルタの役割を兼ねるため、ペリクル空間１００内部へのゴミの流入を防ぐことができる。ただし、多孔質ペリクル枠片３０ａにガスを供給する経路に、別途パーティクル防止やケミカル汚染防止用のフィルタを設けてもよい。
【００５３】
図４〜図６に示すような不活性ガス供給継ぎ手３３ａと不活性ガス排出継ぎ手３３ｂをレチクル保管庫１８（図１参照）に配置することもできる。これにより、外部より露光装置内に搬入され、すぐには露光に使わずに一旦レチクル保管庫１８に収納されるレチクルについては、ペリクル空間内の不活性ガスパージをレチクルロードロック室１３では行わず、レチクル保管庫１８の前記継ぎ手が配置された所定のスロットにレチクルを搬入した後に、この保管庫内でペリクル空間内の不活性ガスパージを実施することが可能となる。これにより、充分なパージ時間を確保してペリクル空間内の不活性ガス濃度をあらかじめ低レベルにすることが出来ると共にレチクルロードロック室１３での不活性ガスパージ時間をさらに短縮あるいは無くすことができる利点がある。
【００５４】
もちろん、これら不活性ガス供給継ぎ手と不活性ガス排出継ぎ手を含むパージ機構を配置する場所は、レチクルステージ、レチクル保管庫、レチクルロードロック室に限定されるものではなく、例えば、ペリクル検査装置内や密閉チャンバ内のレチクル搬送経路中など、種々の場所に配置することができる。パージ機構の配置場所を搬送経路中にすることにより、搬送経路外のパージ機構への搬送の必要がないため、露光装置全体での搬送時間を短縮することが可能となり、生産性を向上させることができるという利点がある。また、パージ機構の配置場所はいずれか一ヶ所に限定されるものではなく、パージ機構を複数箇所に配置してレチクルの使用計画に合わせた最適な場所での不活性ガスパージを自動的に選択・実施させることも可能である。
【００５５】
［第２の実施の形態］
図７及び図８は、本発明の第２の実施の形態のパージ機構（ガス置換装置）の概略構成を示す図である。これらのうち図７はパージ機構を横方向から見た模式的断面図、図８は図７を下方から見た図である。このパージ機構は、ペリクル空間を不活性ガスでパージする機構であり、ペリクル付きレチクルを使用するあらゆる露光装置に適用することができる他、例えば、レチクル保管庫（レチクルストッカー）、レチクル検査装置、レチクル搬送ボックス等にも適用することができる。すなわち、本発明は、ペリクル付きレチクルを使用し、取り扱い、又は検査等する各種のデバイス製造関連装置に適用することができる。なお、第１の実施の形態と同様の構成要素には同様の参照符号を付している。また、この実施の形態で特に言及しない事項は、第１の実施の形態に従うものとする。
【００５６】
第１の実施の形態では、ペリクル枠を部分的（４辺のうち２辺）に多孔質材で構成し、それらに接続されたマニホールド内の空間を加圧、減圧することによりペリクル空間内に不活性ガスを流入させペリクル空間内のガスを排出する。一方、この実施の形態では、ペリクル枠のすべてを多孔質材で製作し、不活性ガスの供給側（流入側）を加圧する一方、流出側は減圧しない。すなわち、この実施の形態では、ペリクル枠の極一部（流入部）を通してペリクル空間内に不活性ガスを供給し、ペリクル枠の他の大部分（流出部）を通して不活性ガスをペリクル空間から排出する。
【００５７】
以下、図７及び図８を参照しながら更に詳細に説明する。この実施の形態では、駆動機構３４ａによってペリクル枠３０の一部（流入部）に設けられたマニホールド３１ａにＯリング３２ａを介して不活性ガス供給継ぎ手３３ａが接続される。そして、不活性ガス供給継ぎ手３３ａの接続後、不活性ガス供給継ぎ手３３ａを通して、加圧された不活性ガスがペリクル空間１００に送り込まれる。図８に示すように、不活性ガス供給用のマニホールド３１ａはペリクル枠３０の極一部（流入部）に貼り付けられている。この為、マニホールド３１ａ内を不活性ガスで加圧した場合、ペリクル枠３０の当該一部のみが不活性ガスの流入部３０ｅとして機能し、それ以外の部分のペリクル枠は不活性ガスの流出部３０ｆとして機能する。
【００５８】
ペリクル枠３０の流入部３０ｅを透過した不活性ガスは、放射線状にペリクル枠３０の流出部３０ｆに向かって流れる。流出部３０ｆからは、多孔質材の性質上、面積あたり一定の流量でペリクル枠の外に不活性ガスが流出する。流出したガスは気密チャンバ２６内の他のガスと一緒に不活性ガス排出ライン２８を通して気密チャンバ２６の外部に排出される。
【００５９】
多孔質材は配管抵抗が高い為、ガスを透過させるには、多孔質材の両側にある程度の圧力差を与える必要がある。ところが、この実施の形態では、ガス排出側の多孔質材３０ｆの外側は大気圧であるので、ペリクル空間１００内の圧力を大気圧よりも前記圧力差以上高くしなければ、多孔質材をガスが透過しない。一方、ペリクル膜２１の耐圧性能は低い。そこで、この実施の形態では、流出部３０ｆを構成する多孔質材の面積を大きくとることにより、小さい圧力差でペリクル空間内に窒素を流入させる。
【００６０】
ペリクル空間の外側を負圧にすることよりペリクル空間から強制的にガスを流出させる第１の実施の形態に比べて、この実施の形態では、ペリクル空間に流入させ、ペリクル空間から流出させることができる不活性ガスの流量が少ない。また、この実施の形態では、第１の実施の形態と異なり、不活性ガスをペリクル枠に流入させる流入部３０ｅ（第１の実施の形態のペリクル枠片３０ａに対応する）から、ペリクル空間にガスを流出させる流出部３０ｆ（第１の実施の形態のペリクル枠片３０ｂに対応する）までの距離がすべての部位で均等ではないために、ガスの置換時間は第１の実施の形態より長くなる傾向にある。しかしながら、この実施の形態によれば、流出側のマニホールドが無く、また、ペリクル枠自体も単一材料で構成することができる。従って、この実施の形態は、流出側のガス排出機構が不要であるためにパージ機構が単純である点、及びそのためにパージ機構の製造コストが抑えられる点で第１の実施の形態よりも優れている。また、この実施の形態は、ペリクル付きレチクルの構造が単純で製作が容易である点、及びそのためにペリクル付きレチクルの製造コストが抑えられる点で第１の実施の形態よりも優れている。
【００６１】
上記の実施の形態における不利益は、例えば、ペリクル枠の全体を多孔質材で製作し、ガス流出側は大気開放のままとしたことに起因する。そこで、この実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、ガス流出側を負圧にしてガス流入流出量を増やしてもよいし、図８に示すペリクル枠のうち上下２辺の多孔質材を封止材で封止し左側1辺に第１の実施の形態と同様にガス流出用マニホールド３１ｂを設けてその中を負圧にしてガスを排出してもよい。
【００６２】
［第３の実施の形態］
図９〜図１１は、本発明の第３の実施の形態のパージ機構（ガス置換装置）の概略構成を示す図である。より詳しくは、図９は、パージ機構を横方向から見た模式図であり、図１０は、図９に示すパージ機構によりペリクル空間内に不活性ガスを流している様子を示す図であり、図１１は、図１０を下方から見た図である。なお、第１の実施の形態と同様の構成要素には同様の参照符号を付している。また、この実施の形態で特に言及しない事項は、第１の実施の形態に従うものとする。
【００６３】
この実施の形態は、通気孔２４を有するペリクル枠２２の外側に多孔質部材３０ａ及び３０ｂを設け、その外側にマニホールド３１ａ及び３１ｂを設けた点が特徴である。より具体的には、この実施の形態では、非多孔質材で構成されたペリクル枠２２の対向する２辺にそれぞれ通気孔２４を設け、該２辺の外側にそれぞれ多孔質部材３１ａ、３１ｂを設け、更に２つの多孔質部材３１ａ、３１ｂの外側にそれぞれマニホールド３１ａ、３１ｂを設けている。
【００６４】
以下、図９〜図１１を参照しながらペリクル空間１００内を不活性ガスでパージする工程を説明する。
【００６５】
まず、ペリクル２１が貼られたレチクル２０が不図示のレチクルハンドや搬送ロボットあるいは手動によってレチクル支持台２９上の所定の位置に位置決めして置かれる。
【００６６】
不活性ガス供給継ぎ手３３ａと不活性ガス排出継ぎ手３３ｂは、駆動機構３４によって、多孔質部材３０ａ、３０ｂに貼られたマニホールド３１ａ、３１ｂにＯリング３２ａ、３２ｂを挟み込んで接続される。供給継ぎ手３３ａ、排出継ぎ手３３ｂは、それぞれ供給経路３５ａ、排出経路３５ｂを介して不図示の不活性ガス供給装置、不活性ガス吸引装置にそれぞれ接続されており、ペリクル空間１００内に不活性ガスを吹き込むと同時に、ペリクル空間１００内のガスを吸引して気密チャンバ２６の外部に排出する。
【００６７】
多孔質部材は、その両側の空間に圧力差がなければほとんどガスを透過させないため、不活性ガスによる置換後に供給継ぎ手３３ａ、排出継ぎ手３３ｂをマニホールド３１ａ、３１ｂ取り外しても、ペリクル付きレチクル２０がステージに搬送されるまでの短時間の間は、ペリクル空間１００は密閉空間と同様の挙動を示し、ペリクル空間１００のガスの濃度が保たれる。また、多孔質部材３０ａ、３０ｂがフィルタの役割を兼ねるため、ペリクル空間１００内部へのゴミの流入を防ぐことができる。ただし、多孔質部材３０ａにガスを供給する経路に、別途パーティクル防止やケミカル汚染防止用のフィルタを設けてもよい。
【００６８】
この実施の形態によれば、通気孔を有する４辺からなるペリクル枠の外側に多孔質部材を例えば貼り付けることによりペリクル付きレチクルを製作することができるので、多孔質材と非多孔質材を結合して4辺からなるペリクル枠を構成する第１の実施の形態と比べて、ペリクル付きレチクルの製造が容易である。すなわち、この実施の形態によれば、ペリクル枠の作製工程が簡略化される。
【００６９】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態として本発明に係るパージ機構を露光装置の光源レンズ系に適用した例を説明する。図１２は、本発明の第４の実施の形態の露光装置の一部（光源レンズ系）を概略的に示す図である。なお、第１の実施の形態と同様の構成要素には同様の参照符号を付している。また、この実施の形態で特に言及しない事項は、第１の実施の形態に従うものとする。
【００７０】
光源レンズ系は、多数のレンズ３７ａ〜３７ｂ、ミラ−３８等の光学要素を含んで構成され、光源からのレ−ザ光でレチクル上の照明領域を均一な照度で照明する。これらの光学部品は筐体３９の内部に配置される。筐体３９は、不活性ガス供給ライン２７、不活性ガス排出ライン２８によって、その内部が高濃度の不活性ガスでパージされている。ところが、メンテナンスなどの理由で筐体３９を開放して作業した場合、筐体３９内に大気が流入するため再び露光装置を稼動させる際には筐体３９内を大気から不活性ガスへ再置換する必要がある。しかし、筐体３９内に光学部品が配置されている場合、例えばレンズ保持構造体４０の中に入れられたレンズ３７ａ〜３７ｃの間の空間は、半密封状態にされるために、不活性ガスが流れ込みにくくガスの置換が行われにくい箇所となる。
【００７１】
そこで、この実施の形態では、第１〜第３の実施の形態と同様に、多孔質材を通して置換空間に不活性ガスを供給するパージ機構をレンズ保持構造体４０に組み込んでいる。
【００７２】
具体的には、この実施の形態では、図１２に示すように、不活性ガスを供給するための多孔質材３０ａをレンズ保持構造体４０の壁（例えば、壁の内側）に設け、レンズ保持構造体４０の一部をマニホールド状に加工し不活性ガス供給経路３５ａにより加圧したガスを送り込み多孔質材３０ａを通して不活性ガスをレンズ間空間に供給する。レンズ間空間に吹き込まれた不活性ガスは多孔質材３０ａを通過しているため、多孔質材３０ａの面方向に高い均一性をもって、対向面（図中の左側）に向かって流れる。そして、レンズ間空間のガスは、対向面に設けられた排出孔４１を通してレンズ保持構造体４０の外へ排出される。これにより淀みを生じること無くレンズ間空間内に存在する酸素や水分や他の不純物と不活性ガスが効率よく混合し合いながら、これらを排出口４１を通して外部に排出することができるため、短時間でレンズ間空間内のガス置換が終了する。
【００７３】
したがって、メンテナンスなどの理由で置換空間（レンズ間空間）内の不活性ガス濃度が下がってしまった場合において、不活性ガス濃度が上がるまでの露光装置の待機時間を短縮することができる。この例では光源レンズ系を用いて説明したが、多孔質材を用いて不活性ガスを供給する手法は光源レンズ系に限らず投影レンズ系や計測用レンズ系などあらゆる光学部品やその他の機構における非置換空間のパージに適用することができる。
【００７４】
［デバイスの製造方法］
次に上記の露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１３は、半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ1（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ2（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。一方、ステップ3（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエ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）等の組立て工程を含む。ステップ6（検査）ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップ7）する。
【００７５】
図１４は、上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。ステップ11（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ12（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップ13（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ16（露光）では上記の露光装置によって回路パターンをウエハに転写する。ステップ17（現像）では露光したウエハを現像する。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なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【００７６】
以上のように、本発明の好適な実施の形態によれば、フッ素エキシマレーザなどの紫外光を光源とする投影露光装置において、装置内へ搬入されたペリクル付きレチクルのペリクル空間内の不活性ガスパージを短時間に効率よく行うことが可能となる。
【００７７】
また、メンテナンスや調整行為により不活性ガスパージ空間の密閉を破った場合でも短時間に必要なパージレベルまで復帰させることが可能となり装置の待機時間を減らすことができる。
【００７８】
これらにより、露光装置の生産性を損なうことなく、高精度かつ安定した露光量制御が可能になり、微細な回路パターンを効率よく安定して基板に投影することができる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、レチクルとペリクルとペリクル枠とにより囲まれた空間内の不活性ガスの流れの不均一性や淀みを低減し、該空間内のガスを不活性ガスで置換する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施の形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】ペリクル付きレチクルの構造を示す模式図である。
【図３】図１に示した露光装置におけるレチクルの搬送経路の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態のパージ機構（ガス置換装置）の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態のパージ機構（ガス置換装置）の概略構成を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態のパージ機構（ガス置換装置）の概略構成を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態のパージ機構（ガス置換装置）の概略構成を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態のパージ機構（ガス置換装置）の概略構成を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態のパージ機構の概略構成（ガス置換装置）を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態のパージ機構の概略構成（ガス置換装置）を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態のパージ機構の概略構成（ガス置換装置）を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態の露光装置の一部（光源レンズ系）を概略的に示す図である。
【図１３】半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。
【図１４】ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。
【符号の説明】
１：レチクルステージ、２：鏡筒、３：ウエハステージ、４：照明光学系、５：引き回し光学系、６：Ｆ２レーザ、７：マスキングブレード、８，９：筐体、１０，１１，１２：空調機、１３：レチクルロードロック、１４：ウエハロードロック、１５：レチクルハンド、１６：ウエハハンド、１７：レチクルアライメントマーク、１８：レチクル保管庫、１９：プリアライメント部、２０：レチクル、２１：ペリクル、２２：ペリクル枠、２３：ペリクル膜、２４：通気孔、２５：異物検査装置、２６：気密チャンバまたはロードロック室、２７：不活性ガス供給ライン、２８：不活性ガス排出ライン、２９：レチクル支持台、３０：ペリクル枠、３０ａ：多孔質材ペリクル枠（ガス供給側）、３０ｂ：多孔質材ペリクル枠（ガス排出側）、３０ｃ，３０ｄ：非多孔質ペリクル枠、３０ｅ：流入部、３０ｆ：流出部、３１ａ：ガス供給側マニホールド、３１ｂ：ガス排出側マニホールド、３２：Ｏリング、３３ａ：不活性ガス供給継ぎ手、３３ｂ：不活性ガス排出継ぎ手、３４：駆動機構、３５ａ：不活性ガス供給経路、３５ｂ：不活性ガス排出口、３６ａ：正圧レギュレータ、３６ｂ：負圧レギュレータ、３７ａ〜３７ｃ：光源レンズ系構成レンズ、３８：光源レンズ系ミラー、３９：光源レンズ系ガス密閉筐体、４０：光源レンズ系保持構造体、４１不活性ガス排出口、１００：ペリクル空間
Claims (8)
- レチクルと、ペリクルと、前記レチクル上に配され、かつ前記ペリクルを支持するペリクル枠とを含むペリクル付きレチクルであって、
前記ペリクル枠は、互いに対向する第１及び第２のペリクル枠片を含み、
前記第１及び第２のペリクル枠片は、それぞれ多孔質材で構成され、
前記ペリクル付きレチクルは、前記第１のペリクル枠片の外側に配され、第１の開口を有するとともに、前記ペリクル枠の内側の幅と等しい内側の幅を有する第１のマニホールドを有し、該第１の開口を介して不活性ガスが供給されることにより、前記第１のペリクル枠片と前記第１のマニホールドとにより囲まれた空間が正圧に維持される、
ことを特徴とするペリクル付きレチクル。 - 前記第２のペリクル枠片の外側に配され、第２の開口を有するとともに、前記ペリクル枠の内側の幅と等しい内側の幅を有する第２のマニホールドをさらに有し、該第２の開口を介してガスが排出されることにより、前記第２のペリクル枠片と前記第２のマニホールドとにより囲まれた空間が負圧に維持される、
ことを特徴とする請求項１に記載のペリクル付きレチクル。 - デバイス製造関連装置であって、
レチクルと、ペリクルと、該レチクル上に配され、かつ該ペリクルを支持するペリクル枠とを含むペリクル付きレチクルを支持する支持手段と、
前記支持手段により支持された該ペリクル付きレチクルの、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とにより囲まれた空間内に不活性ガスを供給する供給手段と
を有し、
該ペリクル枠が、互いに対向する第１及び第２のペリクル枠片を含み、
該第１及び第２のペリクル枠片が、それぞれ多孔質材で構成され、
該ペリクル付きレチクルは、該第１のペリクル枠片の外側に配され、第１の開口を有するとともに、該ペリクル枠の内側の幅と等しい内側の幅を有する第１のマニホールドを有し、該第１の開口を介して不活性ガスが供給されることにより、該第１のペリクル枠片と該第１のマニホールドとにより囲まれた空間が正圧に維持されるものであり、
前記供給手段は、
該第１の開口を介して、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とに囲まれた空間内に不活性ガスを供給する、
ことを特徴とするデバイス製造関連装置。 - 該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とにより囲まれた空間内からガスを排出する排出手段をさらに有し、
該ペリクル付きレチクルは、該第２のペリクル枠片の外側に配され、第２の開口を有するとともに、該ペリクル枠の内側の幅と等しい内側の幅を有する第２のマニホールドを有し、該第２の開口を介してガスが排出されることにより、該第２のペリクル枠片と該第２のマニホールドとにより囲まれた空間が負圧に維持されるものであり、
前記排出手段は、該第２の開口を介して、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とに囲まれた空間内からガスを排出する、
ことを特徴とする請求項３に記載のデバイス製造関連装置。 - ペリクル付きレチクルを保管する保管庫、ペリクル付きレチクルを検査する検査装置、及びペリクル付きレチクルを搬送するための搬送ボックスのいずれかとして構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のデバイス製造関連装置。
- ペリクル付きレチクルを介し基板を露光する露光装置であって、
レチクルと、ペリクルと、該レチクル上に配され、かつ該ペリクルを支持するペリクル枠とを含むペリクル付きレチクルを支持する支持手段と、
前記支持手段により支持された該ペリクル付きレチクルの、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とにより囲まれた空間内に不活性ガスを供給する供給手段と
を有し、
該ペリクル枠が、互いに対向する第１及び第２のペリクル枠片を含み、
該第１及び第２のペリクル枠片が、それぞれ多孔質材で構成され、
該ペリクル付きレチクルは、該第１のペリクル枠片の外側に配され、第１の開口を有するとともに、該ペリクル枠の内側の幅と等しい内側の幅を有する第１のマニホールドを有し、該第１の開口を介して不活性ガスが供給されることにより、該第１のペリクル枠片と該第１のマニホールドとにより囲まれた空間が正圧に維持されるものであり、
前記供給手段は、
該第１の開口を介して、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とに囲まれた空間内に不活性ガスを供給する、
ことを特徴とする露光装置。 - 該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とにより囲まれた空間内からガスを排出する排出手段をさらに有し、
該ペリクル付きレチクルは、該第２のペリクル枠片の外側に配され、第２の開口を有するとともに、該ペリクル枠の内側の幅と等しい内側の幅を有する第２のマニホールドを有し、該第２の開口を介してガスが排出されることにより、該第２のペリクル枠片と該第２のマニホールドとにより囲まれた空間が負圧に維持されるものであり、
前記排出手段は、該第２の開口を介して、該レチクルと該ペリクルと該ペリクル枠とに囲まれた空間内からガスを排出する、
ことを特徴とする請求項６に記載の露光装置。 - 請求項６又は７に記載の露光装置を用いて、ペリクル付きレチクルを介し基板を露光するステップと、
該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。
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