JPH11162831A

JPH11162831A - 投影露光装置及び投影露光方法

Info

Publication number: JPH11162831A
Application number: JP9338109A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Taniguchi; 哲夫谷口
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】投影光学系等の光学部材の感光剤等付着によ
る汚れを少なくすることにより、露光精度を向上して、
パターン転写を実行する。【解決手段】転写時以外の時に、清掃装置８によって
所定位置の光学部材ＯＢを清掃した後、あるいは、汚れ
防止装置９８によって感応基板Ｗと所定位置の光学部材
ＯＢとの間で気体を流動させながら、感応基板Ｗへのパ
ターン転写を行う。また、転写時以外の時に、汚れ測定
装置８４によって所定位置の光学部材ＯＢの汚れを測定
し、測定結果に基づいて、転写の実行、または、光学部
材ＯＢの清掃若しくは交換を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投影露光装置及び
投影露光方法に係り、更に詳しくは、例えば半導体素子
又は液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造す
る際に転写用に用いられる投影露光装置及び投影露光方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置では、近年、回路パターン
の更なる微細化の要請に応じた解像力の向上のために、
露光用の照明光として、波長の短い紫外領域の光が一般
的に使用されている。また、投影露光装置の生産性は露
光時間に依存するので、生産性の向上の要請に応じて露
光時間を短くするために、照度の高い露光用の照明光が
使用される。したがって、転写時には、ウエハ又はガラ
スプレート等基板の感光剤（フォトレジスト）の塗布面
は、エネルギー密度が高い光で照射されることとなる。

【０００３】エネルギー密度の高い光が感光剤塗布面に
照射されると、感光剤や感光剤の変性物（以後、感光剤
等と呼ぶ）が飛び散ったり、あるいは気化して蒸発する
現象（アブレーション）が発生する。こうして、基板か
ら解離した感光剤等の一部は、基板に近い位置にある光
学部材に到達して、この光学部材の基板対向面に付着す
る。

【０００４】このようにして光学部材に感光剤等が付着
すると、付着物は光学部材の光学的な汚れとして作用
し、例えば、投影光学系を構成する光学部材の場合に
は、汚れに応じた感光剤塗布面の部分の転写時における
照度が他の部分よりも低下することになる。すなわち、
感光剤塗布面上の転写されるパターンの位置による露光
量のばらつきが発生することになる。この結果、例えば
均一となるべき線幅が不均一となるなどし、最終製品が
集積回路の場合には動作不良を引き起こす原因となる。

【０００５】更に、光学部材への付着物が照明光を吸収
する性質のものであると、転写時に付着物が照明光を吸
収して加熱されることに伴い、光学部材の温度が上昇し
光学特性が変化するので、投影光学系全体としての結像
特性が変化してしまうことになる。

【０００６】こうした事態を回避するため、投影光学系
等の光学部材と感応基板との間に、交換可能なカバーガ
ラスまたは高分子の膜を配置し、投影光学系の光学部材
への汚れ物質の到達を防止する技術が提案されている
（特開平−３６５０５０号公報等：以後、従来例と呼
ぶ）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】近年、投影光学系はそ
の解像度を限界まで上げるため、その開口数（ＮＡ）を
極限まで上げる傾向にある。したがって、感応基板に入
射する露光用照明光の感応基板への入射角の最大値がよ
り大きくなってくるので、露光装置の光学系の径を小さ
くするために、転写時には投影光学系をより感応基板に
近付けることが考えられている。転写時に投影光学系を
感応基板に近付けることは、光学設計上での収差低減に
も有利な方向に働く。

【０００８】しかし、転写時に投影光学系を感応基板に
近付けると、感応基板から解離した感光剤等の汚れ原因
物質の投影光学系の光学部材への付着が増加することに
なるので、投影光学系の光学部材の汚れは深刻な問題と
なってくる。さらに、解像度や生産性の向上の要請に伴
う、露光用照明光の短波長化、高照度化も進んでおり、
より深刻な問題となってきている。

【０００９】ところで、上記従来例は投影光学系と感応
基板との間に交換可能な汚れ防止部材を配置する構成と
しているので、転写時において、投影光学系と感応基板
の被露光面との間は、投影光学系と汚れ防止部材との間
の雰囲気、汚れ防止部材、及び汚れ防止部材と感応基板
の被露光面との間の雰囲気という三層構造を有すること
になる。したがって、転写時に投影光学系を感応基板に
近付けることには、限界があった。

【００１０】また、近年におけるパターン転写の高精度
化の要請より、交換可能な汚れ防止部材の取付け再現性
が非常に厳格になり、また、許容できる汚れ防止部材自
体の光学的ばらつきが非常に厳格なものとなるため、交
換可能な汚れ防止部材として、一定の厚さを有するカバ
ーガラスを採用することは限界にきている。すなわち、
汚れ防止部材を付け替えると、投影光学系全体の収差バ
ランスを調整し直さなくてはならず、実用的ではなくな
ってきている。

【００１１】また、交換可能な汚れ防止部材として高分
子の膜を採用すると、膜厚が薄いため、投影光学系の収
差バランスの再調整といった問題は発生しないが、露光
用照明光の膜への入射角が大きい成分については、透過
率が悪化することになる。特に、結像に寄与が大きいＳ
偏光の透過率が悪化して結像性能に影響を及ぼす。高分
子膜の場合、反射防止コートを行うことは難しく、こち
らも実使用に耐えられない。

【００１２】本発明はかかる事情のもとになされたもの
であり、本発明の投影露光装置の第１の目的は、投影光
学系等の光学部材の感光剤等付着による汚れを少なくす
ることにより、露光精度を向上させる投影露光装置を提
供することにある。

【００１３】また、本発明の投影露光装置の第２の目的
は、特に、パターン転写時以外の時に、投影光学系等の
光学部材を清掃することにより、露光精度を向上させる
投影露光装置を提供することにある。

【００１４】また、本発明の投影露光装置の第３の目的
は、特に、パターン転写時以外の時に、投影光学系等の
光学部材の汚れを測定し、測定結果に応じて該光学部材
を清掃又は交換することにより、露光精度を向上させる
投影露光装置を提供することにある。

【００１５】また、本発明の投影露光装置の第４の目的
は、特に、パターン転写中での、投影光学系等の光学部
材の汚れを防止することにより、露光精度を向上させる
投影露光装置を提供することにある。

【００１６】また、本発明の投影露光方法の目的は、投
影光学系等の光学部材の感光剤等付着による汚れが少な
い状態で好適にパターン転写を行う投影露光方法を提供
することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを、投影光学系
（ＰＬ）を介して感応基板（Ｗ）上に転写する投影露光
装置において、所定位置に配置された光学部材（ＯＢ）
を清掃する清掃装置（８、４０等）を設けたことを特徴
とする。

【００１８】本請求項１の投影露光装置によれば、転写
に先立ち、前回までの転写によって、感応基板（Ｗ）の
被露光面の近くの所定位置に配置された光学部材（Ｏ
Ｂ）の基板対向面に付着した感光剤等の汚れを清掃する
ことにより、転写時の光学部材（ＯＢ）の基板対向面の
汚れが少なくなるので、露光精度を向上させることがで
きる。

【００１９】なお、清掃は転写の都度実行してもよい
が、一回の転写による光学部材の汚れが少ないものであ
れば、汚れが許容範囲内の間、例えば所定回数の転写の
都度あるいは定期的に実行すればよい。

【００２０】請求項１の投影露光装置において、清掃装
置の配置には様々考えられるが、請求項２に記載の発明
のように、清掃装置（８、４０等）が、感応基板（Ｗ）
を保持するステージ上（ＷＳＴ）に設置されることとし
てもよいし、また、請求項４に記載の発明のように、清
掃装置（８、４０等）が、感応基板を保持するステージ
とは異なる移動機構（ＣＳＴ）に搭載されることとして
もよい。

【００２１】本請求項２の投影露光装置によれば、清掃
の実行のために必要な清掃用部材（８）の駆動を、転写
の実行にあたって感応基板（Ｗ）の移動に使用され、従
来から標準的に実装されている感応基板（Ｗ）を保持す
るステージ（ＷＳＴ）によって行うことができるので、
簡易に清掃機能を実現することができる。

【００２２】請求項２の投影露光装置では、請求項３に
記載の発明のように、清掃装置（８）が、ステージ（Ｗ
ＳＴ）上で感応基板（Ｗ）を上下動するための駆動装置
（１２）に載置されることが好ましい。

【００２３】本請求項３の投影露光装置によれば、駆動
装置（１２）によって、清掃装置（８）と光学部品（Ｏ
Ｂ）とを接触させたり、離隔させたりすることができ
る。

【００２４】また、請求項４の投影露光装置によれば、
清掃装置（４０等）が感応基板（Ｗ）を保持するステー
ジ（ＷＳＴ）とは別個の移動機構（ＣＳＴ）で清掃実施
位置まで移動されるので、感応基板（Ｗ）を保持するス
テージ（ＷＳＴ）の精度と清浄度とを確保しつつ、清掃
機能と転写機能とを実現することができる。

【００２５】請求項２又は４の投影露光装置において、
清掃装置の構成は様々考えられるが、請求項５に記載の
発明のように、光学部材（ＯＢ）の清掃対象部分を洗浄
用溶液に浸して超音波洗浄する超音波洗浄器（４０）を
備えることとしてもよいし、請求項６に記載の発明のよ
うに、光学部材（ＯＢ）の基板対向面と接触して、この
基板対向面を清掃する清掃用部材（８）を備えることと
してもよいし、また、請求項７に記載の発明のように、
光学部材（ＯＢ）の基板対向面に清掃用溶液を吹き付け
る溶液発射器（７２）を備えることとしてもよい。

【００２６】請求項６の投影露光装置では、清掃用部材
（８）が、基板対向面と接触すべき面を有し、接触時に
前記光学部材（ＯＢ）を損傷しない柔軟部材（３４）を
備えることが好適である。また、基板対向面と柔軟部材
（３４）とが接触した状態で清掃用部材を駆動し、基板
対向面と柔軟部材とを擦り合わさせる駆動器を更に備え
ることが可能である。また、柔軟部材（３４）として清
掃用溶剤を浸潤可能な多孔質部材を使用することが可能
である。

【００２７】請求項７の投影露光装置では、溶液発射器
（７２）として、超音波振動が付与された清掃用溶液を
発射する発射器を採用することが好適である。

【００２８】請求項８に記載の発明は、マスク（Ｒ）に
形成されたパターンを、投影光学系（ＰＬ）を介して感
応基板（Ｗ）上に転写する投影露光装置において、所定
位置に配置された光学部材（ＯＢ）の汚れを測定する汚
れ測定装置（８４）を設けたことを特徴とする。

【００２９】汚れ測定装置（８４）は、清掃装置（８、
３６等）と共に設けてもよいし、単独で設けてもよい。

【００３０】汚れ測定装置（８４）を清掃装置（８、３
６等）と共に設けた場合には、転写の実行に先立って、
光学部材（ＯＢ）の汚れを測定することにより、光学部
材（ＯＢ）を清掃する必要の有無を判断することができ
る。したがって、汚れ測定装置（８４）による測定の結
果から、光学部材（ＯＢ）の清掃を必要とするときに確
実に清掃を実行でき、また、清掃の効果を確認できるの
で、露光精度を向上させることができる。

【００３１】また、汚れ測定装置（８４）を単独で設け
た場合には、転写の実行に先立って、光学部材（ＯＢ）
の汚れを測定することにより、光学部材（ＯＢ）を交換
する必要の有無を判断することができる。したがって、
汚れ測定装置（８４）による測定の結果から、光学部材
（ＯＢ）の交換を必要とするときに確実に交換をを実行
できるので、露光精度を向上することができる。

【００３２】ここで、汚れ測定装置（８４）の構成は様
々考えられるが、例えば請求項９に記載の発明のよう
に、汚れ測定装置（８４）が、光学部材（ＯＢ）に光を
照射する照射光学系（８６、８８、及び９０）と；光学
部材（ＯＢ）からの光を検出する光検出器（９４）と；
光検出器（９４）の検出結果に基づいて光学部材（Ｏ
Ｂ）の汚れを測定する汚れ測定処理器（９６）とを備え
ることとすることができる。

【００３３】測定用の測定光として露光用の照明光を使
用することも可能であるが、この場合には、測定用の光
学系を構成する光学部材として紫外光を透過する部材を
選択する必要があり、光学部材の選択の余地が狭くな
る。そこで、汚れ測定装置（８４）が、感応基板（Ｗ）
の側から光学部材（ＯＢ）に測定光を照射することと
し、測定光が光学部材（ＯＢ）で反射された反射成分光
を検出することが好適である。

【００３４】請求項１０に記載の発明は、マスク（Ｒ）
に形成されたパターンを、投影光学系（ＰＬ）を介して
感応基板（Ｗ）上に転写する投影露光装置であって、前
記感応基板（Ｗ）の被露光面の近くに配置された光学部
材（ＯＢ）と前記感応基板（Ｗ）との間で気体を流動さ
せて、前記感応基板（Ｗ）から発生する異物が前記光学
部材（ＯＢ）に到達するのを防止する汚れ防止装置（９
８）を設けたことを特徴とする。

【００３５】本請求項１０の投影露光装置によれば、汚
れ防止装置（９８）が、感応基板（Ｗ）と光学部材（Ｏ
Ｂ）との間で気体を流動させて、感応基板（Ｗ）からの
汚れ原因物質の到達を防止する。したがって、光学部材
（ＯＢ）と感応基板（Ｗ）との間における露光用照明光
の進行経路には気体以外の介在物を必要としない。した
がって、光学部材（ＯＢ）の基板対向面の汚れが少なく
なり、露光精度を向上できる。

【００３６】ここで、汚れ防止装置（９８）の構成は様
々考えられるが、例えば請求項１１に記載の発明のよう
に、光学部材（ＯＢ）の基板対向面付近に気体の流動経
路を設定する流動経路設定部材（１０２ａ及び１０４
ａ）と；流動経路設定部材（１０２ａ及び１０４ａ）に
よって設定された流動経路へ気体を供給する気体供給器
（１０６）とを備えることとすることができる。

【００３７】上記の請求項１〜１１に記載の発明におけ
る光学部材は様々考えられるが、、請求項１２に記載の
発明のように、露光用の照明光の光路上であって、感応
基板の最も近くに配置された光学部材とすることもでき
るし、また、請求項１３に記載の発明のように、前記感
応基板を位置合わせするための光学系の先端部の光学部
材とすることもできる。

【００３８】ここで、感応基板を位置合わせするための
光学系としては、投影光学系の光軸に垂直な方向につい
て感応基板を位置合わせするアラインメント光学系や投
影光学系の光軸に平行な方向について感応基板を位置合
わせすフォーカス検出光学系がある。

【００３９】請求項１２の投影露光装置によれば、転写
時における汚れ原因物質の付着による、露光用の照明光
の光路上であって感応基板の最も近くに配置される投影
光学系を構成する光学部材の汚れを心配する必要がな
り、投影光学系を感応基板の近づけた投影光学系の設計
が可能となるので、より高開口数の投影光学系の実現が
簡単にできる。

【００４０】また、請求項１３の投影露光装置によれ
ば、感光剤等が付着しやすい、感応基板を位置合わせす
るための光学系の先端部の光学部材を清掃、汚れ測定、
又は汚れ防止の対象とするので、光学部材の汚れが少な
くなり、露光精度を向上できる。

【００４１】請求項１４に記載の発明は、マスク（Ｒ）
に形成されたパターンを、投影光学系（ＰＬ）を介して
感応基板（Ｗ）上に転写する投影露光方法であって、所
定位置に配置された光学部材（ＯＢ）の汚れを清掃する
清掃工程と；前記光学部材（ＯＢ）の清掃後に、前記マ
スク（Ｒ）に形成されたパターンを、前記投影光学系
（ＰＬ）を介して前記感応基板（Ｗ）上に転写する転写
工程とを含む。

【００４２】上記の請求項１４に記載の発明における光
学部材は様々考えられるが、、請求項１５に記載の発明
のように、露光用の照明光の光路上であって、感応基板
の最も近くに配置された光学部材とすることができる。

【００４３】請求項１４の投影露光方法によれば、ま
ず、清掃工程を実行し、前回までの転写によって感応基
板（Ｗ）の被露光面の近くの所定位置に配置された光学
部材（ＯＢ）に付着した感光剤等の汚れを清掃して、光
学部材（ＯＢ）を清浄な状態とする。この後、転写ステ
ップを実行することにより、光学部材（ＯＢ）の汚れが
少なく、投影光学系（ＰＬ）と感応基板（Ｗ）との間に
雰囲気以外の介在物が無い状態で、投影光学系（ＰＬ）
と感応基板（Ｗ）とを近付けて好適な転写が実行され
る。

【００４４】なお、清掃は転写の都度実行してもよい
が、一回の転写による光学部材（ＯＢ）の汚れが少ない
ものであれば、請求項１６に記載の発明のように、清掃
工程に先立って実行される、光学部材（ＯＢ）の基板対
向面の汚れと転写回数との関係を測定し、光学部材（Ｏ
Ｂ）の基板対向面が清浄な状態から所定の許容できない
汚れに達するまでの露光回数である限界転写回数を評価
する汚れ評価工程を更に備えることとするとともに、前
回の清掃工程の実行以後における転写の回数が限界転写
回数に達する前に、清掃工程を実行することとすること
ができる。

【００４５】本請求項１６の投影露光方法によれば、汚
れが許容範囲内の間、例えば所定回数の転写の都度ある
いは定期的に清掃工程を実行すればよいので、生産性が
向上する。

【００４６】請求項１７に記載の発明は、マスク（Ｒ）
に形成されたパターンを、投影光学系（ＰＬ）を介して
感応基板（Ｗ）上に転写する投影露光方法であって、所
定位置に配置された光学部材（ＯＢ）の汚れを測定する
汚れ測定工程と；前記測定工程で得られた測定結果に基
づいて、転写を実行するか否かを判断する判断工程とを
含む。

【００４７】本請求項１７の投影露光方法によれば、転
写の実行に先立って、まず、汚れ測定工程を実行して、
光学部材（ＯＢ）の汚れを測定する。そして、判断工程
で、汚れ測定工程での測定結果から、次回の汚れ測定工
程の実行までの転写によって、光学部材（ＯＢ）の汚れ
が所定の許容限界値を超えると予想されるか否かを判断
をする。光学部材（ＯＢ）の汚れが所定の許容限界値を
超えると予想される場合には、光学部材（ＯＢ）の清掃
あるいは交換を行う。また、光学部材（ＯＢ）の汚れが
所定の許容限界値を超えると予想されない場合には、転
写を実行する。

【００４８】したがって、汚れ測定工程による測定の結
果から、光学部材（ＯＢ）の清掃または交換を必要とす
るときに確実に清掃または交換を実行できるので、露光
精度を向上させるとともに、生産性を向上することがで
きる。

【００４９】

【発明の実施の形態】《第１実施形態》以下、本発明の
第１実施形態の投影露光装置及び投影露光方法を、図１
〜図５に基づいて説明する。

【００５０】本実施形態の投影露光装置は、ウエハＷへ
のパターン転写を行うとともに、転写時以外の時に、転
写時においてウエハＷの近くに配設される光学部材の清
掃を行うものである。図１には、本実施形態の投影露光
装置の概略的な構成が示されている。本実施形態の投影
露光装置は、いわゆるステップ・アンド・スキャン露光
方式の投影露光装置である。

【００５１】図１に示されるように、本実施形態の投影
露光装置は、光源１及び照明光学系（２、３、５〜７）
を含む照明系、マスクとしてのレチクルＲを保持するマ
スクステージとしてのレチクルステージＲＳＴ、投影光
学系ＰＬ、基板としてのウエハＷ又は清掃装置としての
清掃部材８のいずれか一方を保持するステージとしての
ウエハステージＷＳＴを有するステージ装置１０、及び
これらの制御系等を備えている。そして、転写時にはウ
エハステージＷＳＴ上にウエハＷが保持され、清掃時に
はウエハステージＷＳＴ上に清掃部材８が保持される。

【００５２】前記照明系は、光源１、コリメータレン
ズ、フライアイレンズ等（いずれも図示せず）からなる
照度均一化光学系２、リレーレンズ３、可変ＮＤフィル
タ４、レチクルブラインド５、リレーレンズ６及びダイ
クロイックミラー７（この内、照度均一化光学系２、リ
レーレンズ３、レチクルブラインド５、リレーレンズ６
及びダイクロイックミラー７によって照明光学系が構成
される）等を含んで構成されている。

【００５３】ここで、この照明系の構成各部についてそ
の作用とともに説明すると、光源１で発生した照明光Ｉ
Ｌは不図示のシャッターを通過した後、照度均一化光学
系２により照度分布がほぼ均一な光束に変換される。照
明光ＩＬとしては、例えばＫｒＦエキシマレーザ光やＡ
ｒＦエキシマレーザ光等のエキシマレーザ光、銅蒸気レ
ーザやＹＡＧレーザの高調波、あるいは超高圧水銀ラン
プからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）等が用いられ
る。

【００５４】照度均一化光学系２から水平に射出された
光束は、リレーレンズ３を介して、レチクルブラインド
５に達する。このレチクルブラインド５は、レチクルＲ
のパターン形成面及びウエハＷの露光面と光学的に共役
な面に配置され、このレチクルブラインド５のリレーレ
ンズ３側に密着するように、可変ＮＤフィルタ４が設置
されている。

【００５５】レチクルブラインド５としては、複数枚の
可動遮光板（例えば、２枚のＬ字型の可動遮光板）を例
えばモータにより開閉することにより開口部の大きさ
（スリット幅等）を調整するものが用いられる。その開
口部の大きさを調整することにより、レチクルＲを照明
するスリット状の照明領域ＩＡＲ（図２参照）を任意の
形状及び大きさに設定できるようになっている。

【００５６】また、可変ＮＤフィルタ４は透過率分布を
所望の状態に設定するもので、例えば二重すだれ構造、
液晶表示パネル、エレクトロクロミックデバイス、又は
所望の形状のＮＤフィルタより構成されている。本実施
形態では、この可変ＮＤフィルタ４は、可変ＮＤフィル
タ制御部２２によって出し入れ（あるいはその回転角
度）等の制御がなされており、これによりレチクルＲ上
の照明領域ＩＡＲ内の照度分布が意図的に不均一にさ
れ、結果的に走査中のウエハＷ上の露光量を一定に保つ
ことができるようになっている。通常は、可変ＮＤフィ
ルタ４の全体が１００％透過になっており、レチクルＲ
上の照明領域ＩＡＲ内の照度分布は均一である。

【００５７】可変ＮＤフィルタ４及びレチクルブライン
ド５を通過した光束は、リレーレンズ６を通過してダイ
クロイックミラー７に至り、ここで鉛直下方に折り曲げ
られて回路パターン等が描かれたレチクルＲの照明領域
ＩＡＲ部分を照明する。

【００５８】前記レチクルステージＲＳＴ上にはレチク
ルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチク
ルステージＲＳＴは、レチクルＲの位置決めのため、照
明光学系の光軸ＩＸ（後述する投影光学系ＰＬの光軸Ａ
Ｘに一致）に垂直な平面内で２次元的に（Ｘ軸方向及び
これに直交するＹ軸方向及びＸＹ平面に直交するＺ軸回
りの回転方向に）微少駆動可能に構成されている。

【００５９】また、このレチクルステージＲＳＴは、リ
ニアモータ等で構成されたレチクル駆動部（図示省略）
により、所定の方向（走査方向）に指定された走査速度
で移動可能となっている。このレチクルステージＲＳＴ
は、レチクルＲの全面が少なくとも照明光学系の光軸Ｉ
Ｘを横切ることができるだけの移動ストロークを有して
いる。

【００６０】レチクルステージＲＳＴの端部にはレチク
ルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１
６からのレーザビームを反射する移動鏡１５が固定され
ており、レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の
位置はレチクル干渉計１６によって、例えば０．０１μ
ｍ程度の分解能で常時検出される。ここで、実際には、
レチクルステージＲＳＴ上には走査方向に直交する反射
面を有する移動鏡と非走査方向に直交する反射面を有す
る移動鏡とが設けられ、これに対応してレチクル干渉計
も走査方向位置計測用の干渉計と非走査方向位置計測用
の干渉計とが設けられているが、図１ではこれらが代表
的に移動鏡１５、レチクル干渉計１６として示されてい
る。

【００６１】レチクル干渉計１６からのレチクルステー
ジＲＳＴの位置情報ＲＰはステージ制御系１９に送られ
る。ステージ制御系１９は、レチクルステージＲＳＴの
位置情報に基づいてレチクル駆動部（図示省略）ヘレチ
クル移動指示ＭＲを出力し、レチクル駆動部を介してレ
チクルステージＲＳＴを駆動する。

【００６２】なお、不図示のレチクルアライメント系に
より所定の基準位置にレチクルＲが精度良く位置決めさ
れるように、レチクルステージＲＳＴの初期位置が決定
されるため、移動鏡１５の位置をレチクル干渉計１６で
測定するだけでレチクルＲの位置を十分高精度に測定し
たことになる。

【００６３】前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージ
ＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸ
（照明光学系の光軸ＩＸに一致）の方向がＺ軸方向とさ
れ、転写時においてウエハＷにもっとも近接した光学部
材として対物レンズＯＢを備えている。投影光学系ＰＬ
では、両側テレセントリックで所定の縮小倍率（例えば
１／５、又は１／４）を有する屈折光学系が使用されて
いる。このため、照明光学系からの照明光ＩＬによって
レチクルＲの照明領域ＩＡＲが照明されると、このレチ
クルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを
介してレチクルＲの回路パターンの縮小像が表面にフォ
トレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上に形成さ
れる。

【００６４】ステージ装置１０は、投影光学系ＰＬの図
１における下方に配置され、ベースＢＳ上をＸＹ２次元
方向に移動するほぼ正方形のウエハステージＷＳＴと、
このウエハステージＷＳＴ上に搭載されたウエハホルダ
９と、このウエハホルダ９の内部に組み込まれた上下動
部材としてのセンターアップ１２（図３参照）とを備え
ている。

【００６５】ウエハホルダ９上にはウエハＷが真空吸着
される。ウエハホルダ９は、投影光学系ＰＬの最良結像
面に対し、任意方向に傾斜可能で、かつ投影光学系ＰＬ
の光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）に微動が可能に構成されてい
る。また、このウエハホルダ９は光軸ＡＸ回りの回転動
作も可能になっている。

【００６６】ウエハステージＷＳＴは走査方向（Ｘ方
向）の移動のみならず、ウエハＷ上の複数のショット領
域を前記照明領域ＩＡＲと共役な露光領域に位置させる
ことができるように、走査方向に垂直な方向（Ｙ方向）
にも移動可能に構成されており、ウエハＷ上の各ショッ
ト領域を走査（スキャン）露光する動作と、次のショッ
トの露光開始位置まで移動する動作とを繰り返すステッ
プ・アンド・スキャン動作を行う。このウエハステージ
ＷＳＴはモータ等のウエハステージ駆動部２４によりＸ
Ｙ２次元方向に駆動される。

【００６７】ウエハステージＷＳＴの端部にはウエハレ
ーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）１８から
のレーザビームを反射する移動鏡１７が固定され、ウエ
ハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置はウエハ干渉計
１８によって、例えば０．０１μｍ程度の分解能で常時
検出されている。ここで、実際には、ウエハステージＷ
ＳＴ上には、走査方向に直交する反射面を有するＸ移動
鏡１７Ｘと非走査方向に直交する反射面を有するＹ移動
鏡１７Ｙとが設けられ、これに対応してウエハ干渉計も
Ｘ軸方向位置計測用のＸ干渉計１８ＸとＹ軸方向位置計
測用のＹ干渉計１８Ｙとが設けられているが、図１では
これらが代表的に移動鏡１７、ウエハ干渉計１８として
示されている。ウエハステージＷＳＴの位置情報（又は
速度情報）ＳＰ１はステージ制御系１９に送られ、ステ
ージ制御系１９はこの位置情報（又は速度情報）に基づ
いてウエハステージ駆動指示ＭＳ１を出力し、ウエハス
テージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴを制御
する。

【００６８】前記ウエハホルダ９としては、ここでは円
形のものが使用され、この上面にはウエハＷを真空吸着
するための同心円状の吸着用溝（不図示）が設けられ、
これらの吸着用溝の内部を不図示の真空ポンプ（バキュ
ームポンプ）の真空吸引力により真空に引くことでウエ
ハＷが吸着されるようになっている。投影光学系ＰＬの
焦点深度を有効に使うため、ウエハＷは平面度よく保持
される必要があり、塵等を間に挟む可能性があるため、
できるだけ接触面積を小さくして、かつ撓まないように
保持するように工夫されている。なお、吸着用溝は同心
円状のものの他、点状のものが分布するタイプ、直線上
のもの等が考案されており、いずれのタイプの吸着用溝
を設けても良いことは勿論である。

【００６９】前記センターアップ１２は、図３の断面図
に示されるように、最上面に設けられた吸着部１２ａと
軸部１２ｂとを有し、ユニット３０内の不図示のセンタ
ーアップ駆動機構により、ステージ制御系１９が出力す
るセンタアップ駆動指示ＭＣ１に応じて吸着部１２ａが
上下されるようになっている。吸着部１２ａの中心部に
は不図示の吸引孔が形成され、この吸引孔は軸部１２ｂ
の中心を軸方向に貫通してユニット３０の底部近傍で不
図示の真空ポンプに接続された吸引チューブに接続され
ている。これにより、不図示の真空ポンプの真空吸引力
によりウエハＷを吸着部１２ａ上面に吸着できるように
なっている。なお、センタアップ１２の上下動は、不図
示のリミットスイッチ、位置センサ等により監視されて
いる。

【００７０】本実施形態の投影露光装置においては、図
２に示されるように、レチクルＲの走査方向（Ｘ方向）
に対して垂直な方向に長手方向を有する長方形（スリッ
ト状）の照明領域ＩＡＲでレチクルＲが照明され、レチ
クルＲは転写時に−Ｘ方向に速度Ｖ_Rで走査（スキャ
ン）される。照明領域ＩＡＲ（中心は光軸ＡＸとほぼ一
致）は投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に投影され、
スリット状の露光領域ＩＡが形成される。ウエハＷはレ
チクルＲとは倒立結像関係にあるため、ウエハＷは速度
Ｖ_Rの方向とは反対方向（＋Ｘ方向）にレチクルＲに同
期して速度Ｖ_Wで走査され、ウエハＷ上のショット領域
ＳＡの全面が露光可能となっている。走査速度の比Ｖ_W
／Ｖ_Rは正確に投影光学系ＰＬの縮小倍率に応じたもの
になっており、レチクルＲのパターン領域ＰＡのパター
ンがウエハＷ上のショット領域ＳＡ上に正確に縮小転写
される。照明領域ＩＡＲの長手方向の幅は、レチクルＲ
上のパターン領域ＰＡよりも広く、遮光領域ＳＴの最大
幅よりも狭くなるように設定され、走査（スキャン）す
ることによりパターン領域ＰＡ全面が照明されるように
なっている。

【００７１】図１に戻り、投影光学系ＰＬの側面には、
ウエハＷ上の各ショット領域に付設されたアライメント
マーク（ウエハマーク）の位置を検出するためのオフ・
アクシス方式のアライメント顕微鏡（不図示、これにつ
いては、後述する）が設けられ、そのアライメント顕微
鏡の計測結果が、装置全体の動作を制御する主制御装置
２０に供給され、主制御装置２０では、ウエハマークの
計測された位置よりウエハＷ上のショット領域の配列座
標を例えば特開昭６１−４４４２９号公報に開示される
ような最小自乗法を用いた統計演算の手法により算出す
る。

【００７２】また、上記の不図示のアライメント顕微鏡
は、投影光学系ＰＬの一側面に固定されており、本実施
形態では高倍率の画像処理方式のものが用いられてい
る。このアライメント顕微鏡は、ハロゲンランプ等のブ
ロードバンドな照明光を発する光源、対物レンズ、指標
板、ＣＣＤ等の撮像素子及び信号処理回路、演算回路等
（いずれも図示省略）を含んで構成されている。このア
ライメント顕微鏡を構成する光源から発せられた照明光
がアライメント顕微鏡内部の対物レンズを通過した後ウ
エハＷ上に照射され、そのウエハＷ表面の不図示のウエ
ハマーク領域からの反射光がアライメント顕微鏡内部に
戻り、対物レンズ、指標板を順次透過してＣＣＤ等の撮
像面上にウエハマークの像、及び指標板上の指標の像が
結像される。これらの像の光電変換信号が信号処理回路
により処理され、演算回路によってウエハマークと指標
との相対位置が算出される。この算出結果が、主制御装
置２０に供給される。なお、ウエハＷのアライメント方
法は種々提案されているが、他の方法でも同様に使用で
きる。

【００７３】また、図１の装置には、投影光学系ＰＬの
最良結像面に向けてピンホール、あるいはスリット像を
形成するための結像光束を光軸ＡＸ方向に対して斜め方
向より供給する照射光学系１３と、その結像光束のウエ
ハＷの表面での反射光束を、スリットを介して受光する
受光光学系１４とから成る斜入射方式のウエハ位置検出
系（焦点検出系）が、投影光学系ＰＬを支える支持部
（図示省略）に固定されている。このウエハ位置検出系
の構成等については、例えば特開昭６０−１６８１１２
号公報に開示されており、ウエハ表面の結像面に対する
上下方向（Ｚ方向）の位置偏差を検出し、ウエハＷと投
影光学系ＰＬとが所定の間隔を保つようにウエハホルダ
９をＺ方向に駆動するために用いられる。ウエハ位置検
出系からのウエハ位置情報は、主制御装置２０を介して
ステージ制御系１９に送られる。ステージ制御系１９は
このウエハ位置情報に基づいてウエハホルダ９をＺ方向
に駆動する。

【００７４】なお、本実施形態では結像面が零点基準と
なるように、予め受光光学系１４の内部に設けられた不
図示の平行平板ガラス（プレーンパラレル）の角度が調
整され、ウエハ位置検出系のキャリブレーションが行わ
れるものとする。また、例えば特開昭５８−１１３７０
６号公報に開示されているような水平位置検出系を用い
たり、あるいは投影光学系ＰＬのイメージフィールド内
における任意の複数の位置での焦点位置を検出できるよ
うにウエハ位置検出系を構成する（例えば複数のスリッ
ト像をイメージフィールド内に形成する）ことによっ
て、ウエハＷ上の所定領域の結像面に対する傾きを検出
可能に構成してもよい。

【００７５】図４には、清掃時に、ウエハＷに代ってウ
エハステージＷＳＴ上に搭載される清掃部材８の構成が
示されている。図４（ａ）には清掃部材８の斜視図が示
され、図４（ｂ）には清掃部材８のＡ−Ａ縦断面図が示
されている。図４に示されるように、清掃部材８は、金
属などの硬質材から成るベース部材３２と、このベース
部材３２の上底面に接着固定された柔軟部材３４とを備
える。柔軟部材３４は、対物レンズＯＢとの接触時に対
物レンズＯＢを損傷することがない材質から成る。例え
ば布状、紙状、またはスポンジ状の部材が好適に使用で
きる。

【００７６】清掃部材８は、センタアップ１２の吸着部
１２ａとの接触部位が清掃部材８の下底面の中央部とな
るように、吸着部１２ａ上に載置され、真空吸着され
る。そして、清掃部材８は、真空吸着された状態でセン
タアップ１２が上下することにより上下する。

【００７７】本実施形態の投影露光装置では、以下のよ
うにしてパターン転写を行う。

【００７８】まず、ウエハＷへのパターン転写をするの
に先立って、投影光学系ＰＬの対物レンズＯＢの露出し
た基板対向面の清掃を行う。図５には、本実施形態での
対物レンズＯＢの清掃作業が示されている。なお、図５
では、説明の明確化のため、投影光学系ＰＬの対物レン
ズＯＢ付近及び清掃部材８を断面表示している。

【００７９】清掃にあたって、まず、ウエハＷが搭載さ
れていない状態で、センタアップ１２の吸着部１２ａが
清掃部材８の下底面のほぼ中央部となるように、清掃部
材８をセンタアップ１２上に載置する。そして、真空吸
着して、吸着部１２ａ上に清掃部材８を固定する。

【００８０】ここで、センタアップ１２上への清掃部材
８の載置は、投影光学系ＰＬの下方から退避したウエハ
ステージＷＳＴ上に人手により行うことも可能である
し、不図示のウエハ搬送装置にウエハＷの代わりに清掃
部材８を搬送させ、ウエハＷと同様に清掃部材８を取り
扱うことにより行うことも可能である。

【００８１】次に、主制御装置２０の指令に応じ、ステ
ージ制御系１９が、ウエハステージＷＳＴの位置情報
（あるいは速度情報）ＳＰ１に基づいてウエハステージ
ＷＳＴの位置を確認しつつウエハステージ駆動指示ＭＳ
１を出力し、ウエハステージ駆動部２４を介して、ウエ
ハステージＷＳＴをＸＹ方向に移動して清掃部材８を投
影光学系ＰＬの下方に移動させる。引き続き、ステージ
制御系１９がセンタアップ駆動指示ＭＣ１を出力し、吸
着部１２ａを上昇させて、清掃部材８の柔軟部材３４と
対物レンズＯＢの露出した基板対向面とを接触させる
（図５（ａ）参照）。

【００８２】次いで、主制御装置２０の指令に応じ、ス
テージ制御系１９が、ウエハステージＷＳＴの位置情報
（あるいは速度情報）ＳＰ１に基づいてウエハステージ
ＷＳＴの位置を確認しつつウエハステージ駆動指示ＭＳ
１を出力し、ウエハステージ駆動部２４を介してウエハ
ステージＷＳＴをＸ方向及びＹ方向の少なくとも一方の
方向について往復移動し、柔軟部材３４と対物レンズＯ
Ｂの基板対向面とを擦り合わさせる（図５（ｂ）参
照）。こうして、対物レンズＯＢの基板対向面に付着し
た汚れが清掃される。なお、図５（ｂ）では、ウエハス
テージＷＳＴのＸ方向についての往復運動のみが矢印Ｘ
１で示されている。

【００８３】次に、主制御装置２０の指令に応じ、ステ
ージ制御系１９が、センタアップ駆動指示ＭＣ１を出力
し、吸着部１２ａを下降させて、清掃部材８の柔軟部材
３４と対物レンズＯＢとを分離させる。引き続き、清掃
部材８のセンタアップ１２の吸着部１２ａへの真空吸着
が解除され、ウエハステージＷＳＴ上から清掃部材８が
取り外される。

【００８４】ここで、ウエハステージＷＳＴ上からの清
掃部材８の取り外しは、ウエハステージＷＳＴを投影光
学系ＰＬの下方から退避後に人手によることも可能であ
るし、ウエハＷの場合と同様にウエハ搬送装置と共同し
て行うことも可能である。

【００８５】以上のようにして、清掃作業が完了した後
に、ウエハＷへのパターン転写を実行する。

【００８６】まず、ウエハ搬送装置によって搬送されて
きたウエハＷがウエハステージＷＳＴ上に載置され、ウ
エハホルダ９に真空吸着される。次に、投影光学系ＰＬ
に対するウエハＷ及びレチクルＲの位置が、アラインメ
ント顕微鏡やステージ制御系１９によって高精度に設定
される。次いで、照明系（１，２，３，４〜７）で発生
した露光用照明光でレチクルＲを照明し、レチクルＲに
描画されたパターンを投影光学系ＰＬでウエハＷ上に投
影し、ウエハＷを露光して、パターン転写を行う。

【００８７】本実施形態によれば、パターン転写に先立
ち、前回までの転写によって、ウエハＷの被露光面の最
も近くに配置された投影光学系ＰＬの光学部材（対物レ
ンズＯＢ）の基板対向面に付着した感光剤等の汚れを清
掃することにより、光学部材の基板対向面の汚れが少な
く、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間に雰囲気以外の介
在物無しの状態で、投影光学系ＰＬとウエハＷとを近付
けて好適な転写を実行することができる。

【００８８】なお、清掃は転写の都度実行してもよい
が、一回の転写による光学部材の汚れが少ないものであ
れば、汚れが許容範囲内の間、例えば所定回数の転写の
都度あるいは定期的に実行すればよい。

【００８９】このためには、汚れと転写回数との関係を
測定し、清浄な基板対向面が所定の許容できない汚れに
達するまでの露光回数である限界転写回数を評価してお
く必要がある。こうした限界転写回数の評価にあたって
は、レチクル透過率も関係してくるので、基板ステージ
ＷＳＴ上に設けられたセンサで投影光学系ＰＬを透過す
る光エネルギを測定し、この測定結果を限界転写回数の
評価に反映させることも考えられる。そして、前回の清
掃の実行以後における転写の回数がこうして評価された
前記限界転写回数に達する前に清掃を実行する。この結
果、汚れが許容範囲内の間に、例えば所定回数の転写や
所定光エネルギ量の照射の都度あるいは定期的に清掃工
程を実行すればよいので、投影露光装置を清掃のために
頻繁に停止させなくともよく、生産性が向上する。

【００９０】本実施形態では、清掃部材８の柔軟部材３
４と対物レンズＯＢとを擦り合わさせることにより機械
的に汚れ清掃したが、柔軟部材８として多孔質部材を採
用し、感光剤の溶剤等を含む清掃用溶液を柔軟部材８に
浸潤させた上で対物レンズＯＢとを擦り合わさせること
ができる。なお、清掃用溶液が、対物レンズＯＢやその
コートにダメージを与えないことが必須の条件である。
この場合、清掃用溶液が汚れ原因物質を溶かすので、清
掃効率が向上する。なお、清掃用溶液を使用する場合に
は、柔軟部材８と対物レンズＯＢとを接触させるだけ
で、十分な清掃効果を奏する場合もある。こうした場合
には、柔軟部材３４と対物レンズＯＢとの擦り合わせを
省略することができる。なお、清掃部材８をワイパ状あ
るいはブラシ状に構成することも可能である。

【００９１】また、センタアップ１２を構成する吸着部
１２ａをＸＹ平面内で回転させる回転駆動部を更に設
け、この回転駆動部により吸着部１２ａを回転させるこ
とにより清掃部材８を回転させて、柔軟部材３４と対物
レンズＯＢの基板対向面とを擦り合わさせることも可能
である。

【００９２】《第２実施形態》以下、本発明の第２実施
形態の投影露光装置及び投影露光方法を、図６及び図７
に基づいて説明する。なお、本実施形態の説明にあたっ
て、上記の説明における要素と同等の要素には同一符号
を付し、重複する説明を省略する。

【００９３】本実施形態の投影露光装置は、前述した第
１実施形態の投影露光装置におけるウエハステージＷＳ
Ｔ上に設置される清掃部材８に代えて、図６にその概略
構成が示される清掃装置としての超音波洗浄器４０がウ
エハステージＷＳＴとは異なる清掃用ステージＣＳＴに
搭載される点に特徴を有する。そして、パターン転写時
以外の時に投影光学系ＰＬを構成する対物レンズＯＢ
を、超音波洗浄器４０を使用して清掃する。

【００９４】図６に示されるように、超音波洗浄器４０
は、ステージ装置１０とともにベースＢＳ上に配設さ
れ、ベースＢＳ上をＸＹ２次元方向に移動するほぼ正方
形の清掃用ステージＣＳＴ上に搭載される。この清掃用
ステージＣＳＴの内部には、上下動機構としての昇降器
３８が組み込まれている。

【００９５】清掃用ステージＣＳＴは、ウエハステージ
ＷＳＴと同様に構成され、モータ等の清掃用ステージ駆
動部５８によりＸＹ２次元方向に駆動される。

【００９６】清掃用ステージＣＳＴの端部には、ウエハ
ステージＷＳＴと同様に、清掃器レーザ干渉計（以下、
「清掃器干渉計」という）５６からのレーザビームを反
射する移動鏡５４が固定され、清掃用ステージＣＳＴの
ＸＹ平面内での位置は清掃器干渉計５６によって、常時
検出されている。ここで、実際には、清掃用ステージＣ
ＳＴ上には、Ｘ方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡
とＹ方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡とが設けら
れ、これに対応して清掃器干渉計もＸ軸方向位置計測用
のＸ干渉計とＹ軸方向位置計測用のＹ干渉計とが設けら
れているが、図６ではこれらが代表的に移動鏡５４、清
掃器干渉計５６として示されている。清掃用ステージＣ
ＳＴの位置情報（又は速度情報）ＳＰ２はステージ制御
系１９に送られ、ステージ制御系１９は、この位置情報
（又は速度情報）に基づいて清掃用ステージＣＳＴの位
置を確認しつつ清掃用ステージ駆動指示ＭＳ２を出力
し、清掃用ステージ駆動部５８を介して清掃用ステージ
ＣＳＴを制御する。

【００９７】昇降器３８は前述のセンタアップ１２と同
様の構造を有する。すなわち、昇降器３８は、最上面に
設けられた吸着部３８ａと軸部３８ｂとを有し、ユニッ
ト５２内の不図示の昇降駆動機構により、ステージ制御
系１９が出力する昇降駆動指示ＭＣ２に応じて吸着部３
８ａが上下されるようになっている。そして、センタア
ップ１２と同様に、不図示の真空ポンプの真空吸引力に
より超音波洗浄器４０を吸着部３８ａ上面に吸着できる
ようになっている。なお、昇降器３８の上下動は、不図
示のリミットスイッチ、位置センサ等により監視されて
いる。

【００９８】図６に示されるように、超音波洗浄器４０
は、清掃用溶液４２を収納する容器４４と、容器４４内
に配設され、主制御装置２０から出力される超音波振動
指示ＳＳ１に応じて超音波振動し、清掃用溶液４２に超
音波振動を付与する超音波振動器４６とを有する。ここ
で、清掃用溶液としては、高純度の水やアセトン、ある
いは感光剤の溶剤を含有する溶液などが好適に使用でき
るが、対物レンズＯＢやそのコートにダメージを与えな
いことが必須の条件である。

【００９９】本実施形態の投影露光装置では、以下のよ
うにしてパターン転写を行う。

【０１００】まず、ウエハＷへのパターン転写に先立っ
て、投影光学系ＰＬの対物レンズＯＢの露出した基板対
向面の清掃を行う。図７には、本実施形態での対物レン
ズＯＢの清掃作業の工程が示されている。なお、図７で
は、図５と同様に、説明の明確化のため、投影光学系Ｐ
Ｌの対物レンズＯＢ付近及び超音波洗浄器４０を断面表
示している。

【０１０１】清掃にあたって、まず、主制御装置２０の
指令に応じ、ステージ制御系１９が、ウエハステージ駆
動部２４を介してウエハステージＷＳＴを投影光学系Ｐ
Ｌの下方から退避させる。引き続き、清掃用ステージＣ
ＳＴの位置情報（あるいは速度情報）ＳＰ２に基づいて
清掃用ステージＣＳＴの位置を確認しつつ清掃用ステー
ジ駆動指示ＭＳ２を出力し、清掃用ステージ駆動部５８
を介して、清掃用ステージＣＳＴをＸＹ方向に移動さ
せ、超音波洗浄器４０を投影光学系ＰＬの下方に移動さ
せる。その後、ステージ制御系１９が昇降器駆動指示Ｍ
Ｃ２を出力し、昇降器３８を上昇させて、対物レンズＯ
Ｂの露出した基板対向面を清掃用溶液４２に浸す（図７
（ａ）参照）。

【０１０２】次に、主制御装置２０が超音波振動指示Ｓ
Ｓ１を出力し、これを受信した超音波振動器４６が超音
波振動する。この超音波振動が清掃用溶液４２に付与さ
れ、超音波振動する清掃用溶液によって、対物レンズＯ
Ｂの基板対向面が清掃される（図７（ｂ）参照）。

【０１０３】次いで、主制御装置２０が超音波振動器４
６の超音波振動を停止させた後に、ステージ制御系１９
が、昇降駆動指示ＭＣ２を出力し、昇降器３８を下降さ
せて、超音波振動器４０と投影光学系ＰＬとを分離させ
る。

【０１０４】以上のようにして、清掃作業が完了した
後、ステージ制御系１９が清掃用ステージ駆動部５８を
介して清掃用ステージＣＳＴを投影光学系ＰＬの下方か
ら退避する。そして、第１実施形態と同様に、ウエハＷ
をウエハホルダ９で保持し、位置合わせを行った後、照
明系で発生した露光用照明光でレチクルＲを照明し、レ
チクルＲに描画されたパターンを、投影光学系ＰＬでウ
エハＷ上に投影し、ウエハＷを露光する。

【０１０５】本実施形態によれば、第１実施形態と同様
に、パターン転写に先立ち、前回までの転写によって、
ウエハＷの被露光面の最も近くに配置された投影光学系
ＰＬの光学部材（対物レンズＯＢ）の基板対向面に付着
した感光剤等の汚れを清掃することにより、光学部材の
基板対向面の汚れが少なく、投影光学系ＰＬとウエハＷ
との間に雰囲気以外の介在物無しの状態で、投影光学系
ＰＬとウエハＷとを近付けて好適な転写を実行すること
ができる。

【０１０６】更に、本実施形態では、清掃の実施とウエ
ハＷの取り扱いとが独立した駆動部を使用して行われる
ので、ウエハステージＷＳＴの精度及び清浄度が確保さ
れ、好適に清掃及び露光を行うことができる。

【０１０７】なお、第１実施形態と同様に、汚れと転写
回数やウエハＷに照射された光エネルギ量との関係を測
定し、清浄な基板対向面が所定の許容できない汚れに達
するまでの露光回数である限界転写回数を評価しておく
ことにより、例えば所定回数の転写や所定光エネルギ量
の照射の都度あるいはそれ以前の時点で定期的に清掃作
業を実行することで、投影露光装置を清掃のため頻繁に
停止させなくとも良いので、生産性が向上する。

【０１０８】《第３実施形態》以下、本発明の第３実施
形態の投影露光装置及び投影露光方法を、図８及び図９
に基づいて説明する。なお、本実施形態の説明にあたっ
て、上記の説明における要素と同等の要素には同一符号
を付し、重複する説明を省略する。

【０１０９】本実施形態の投影露光装置は、図１に示さ
れる第１実施形態の投影露光装置における清掃部材８
を、図８に示されるように、ウエハステージＷＳＴとは
異なる清掃用ステージＣＳＴ上に設置する点に特徴を有
する。そして、転写時以外の時に投影光学系ＰＬを構成
する対物レンズＯＢを、清掃部材８を使用して清掃す
る。すなわち、本実施形態は、第２実施形態における超
音波洗浄器４０を第１実施形態の清掃部材８に置き換え
たものである。

【０１１０】第２実施形態と同様に、ステージ制御系１
９が、位置情報（又は速度情報）ＳＰ２に基づいて清掃
用ステージＣＳＴの位置を確認しつつ清掃用ステージ駆
動指示ＭＳ２を出力し、清掃用ステージ駆動部５８を介
して清掃用ステージＣＳＴを制御する。

【０１１１】本実施形態の投影露光装置では、以下のよ
うにしてパターン転写を行う。

【０１１２】まず、ウエハＷへのパターン転写に先立っ
て、投影光学系ＰＬの対物レンズＯＢの露出した基板対
向面の清掃を行う。図９には、本実施形態での対物レン
ズＯＢの清掃作業の工程が示されている。なお、図９で
は、図５と同様に、説明の明確化のため、投影光学系Ｐ
Ｌの対物レンズＯＢ付近及び清掃部材８を断面表示して
いる。

【０１１３】清掃にあたって、第２実施形態と同様に、
まず、主制御装置２０の指令に応じ、ステージ制御系１
９が、ウエハステージ駆動部２４を介してウエハステー
ジＷＳＴを投影光学系ＰＬの下方から退避させた後、清
掃用ステージ駆動部５８を介して、清掃用ステージＣＳ
ＴをＸＹ方向に移動して、清掃装置６０を投影光学系Ｐ
Ｌの下方に移動させる。その後、ステージ制御系１９が
昇降器３８駆動指示ＭＣ２を出力し、昇降器３８を上昇
させて、清掃部材８の柔軟部材３４と対物レンズＯＢの
露出した基板対向面とを接触させる（図９（ａ）参
照）。

【０１１４】次いで、主制御装置２０の指令に応じ、ス
テージ制御系１９が、清掃用ステージＣＳＴの位置情報
（あるいは速度情報）ＳＰ２に基づいて清掃用ステージ
ＣＳＴの位置を確認しつつ清掃用ステージ駆動指示ＭＳ
２を出力し、清掃用ステージ駆動部５８を介して、清掃
用ステージＣＳＴをＸ方向及びＹ方向の少なくとも一方
の方向について往復移動させ、柔軟部材３４と対物レン
ズＯＢの基板対向面とを擦り合わさせる（図９（ｂ）参
照）。こうして、対物レンズＯＢの基板対向面に付着し
た汚れが清掃される。なお、図９（ｂ）では、図５
（ｂ）と同様に、ウエハステージＷＳＴのＸ方向につい
ての往復運動のみが矢印Ｘ１で示されている。

【０１１５】次いで、主制御装置２０の指令に応じて、
ステージ制御系１９が、昇降駆動指示ＭＣ２を出力し、
昇降器３８を下降させて、超音波振動器４０と投影光学
系ＰＬとを分離させる。

【０１１６】以上のようにして、清掃作業が完了した
後、第１実施形態と同様に、ウエハＷをウエハホルダ９
で保持し、位置合わせを行った後、照明系で発生した露
光用照明光でレチクルＲを照明し、レチクルＲに描画さ
れたパターンを、投影光学系ＰＬでウエハＷ上に投影
し、ウエハＷを露光して、パターン転写を行う。

【０１１７】本実施形態によれば、第２実施形態と同様
に、転写に先立ち、前回までの転写によって、ウエハＷ
の被露光面の最も近くに配置された投影光学系ＰＬの光
学部材（対物レンズＯＢ）の基板対向面に付着した感光
剤等の汚れを清掃することにより、光学部材の基板対向
面の汚れが少なく、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間に
雰囲気以外の介在物無しの状態で、投影光学系ＰＬとウ
エハＷとを近付けて好適な転写を実行することができ
る。

【０１１８】なお、第１実施形態と同様に、汚れと転写
回数やウエハＷに照射された光エネルギとの関係を測定
し、清浄な基板対向面が所定の許容できない汚れに達す
るまでの露光回数である限界転写回数を評価しておくこ
とにより、例えば所定回数の転写や所定光エネルギ量の
照射の都度あるいはそれ以前の時点で定期的に清掃作業
を実行することで、投影露光装置を清掃のため頻繁に停
止させなくともよくなるので、生産性が向上する。ま
た、第１実施形態と同様の清掃部材８の変形が可能であ
る。

【０１１９】《第４実施形態》以下、本発明の第４実施
形態の投影露光装置及び投影露光方法を、図１０及び図
１１に基づいて説明する。なお、本実施形態の説明にあ
たって、上記の説明における要素と同等の要素には同一
符号を付し、重複する説明を省略する。

【０１２０】本実施形態の投影露光装置は、図１に示し
た第１実施形態の投影露光装置における清掃部材８を、
図１０にその概略構成が断面で示される清掃装置６２で
置き換えた点に特徴を有する。そして、転写時以外の時
に投影光学系ＰＬを構成する対物レンズＯＢを、清掃装
置６２を使用して清掃する。

【０１２１】清掃装置６２は、図１０に示されるよう
に、投影光学系ＰＬに水平方向に延びる支持部材７０を
介して固定された駆動部６８と、この駆動部６８にその
一端部６４ａが鉛直に向けて回転自在に支持されたＬ字
状部材から成る保持保持部材６４と、この保持部材６４
の他端部６４ｂに水平に保持された柔軟部材６６とを備
えている。柔軟部材６６は、駆動部６８に内蔵されたモ
ータを含む不図示の駆動機構によって、保持部材６４の
一端部（鉛直部）６４ａを回転軸として、他端部６４ｂ
と一体的に図１０における紙面に直交する水平面内で揺
動されるとともに、保持部材６４と一体的に紙面に平行
な鉛直方向（Ｚ方向）に移動させられる。

【０１２２】こうした、揺動および鉛直移動は、ステー
ジ制御系１９によって制御される。すなわち、駆動部６
８は、ステージ制御系１９が出力したＺ駆動指示ＺＭＶ
に応じて保持部材６４をＺ方向に駆動するとともに、ス
テージ制御系１９が出力した回転駆動指示ＲＭＶに応じ
て一端部６４ａを回転軸として保持部材６４を回転駆動
する。なお、保持部材６４の動きは、不図示のリミット
スイッチ、位置センサ、回転センサ等により監視されて
いる。ここで、保持部材６４と柔軟部材６６とで清掃器
が構成される。

【０１２３】本実施形態の投影露光装置では、以下のよ
うにしてパターン転写を行う。

【０１２４】まず、ウエハＷへのパターン転写に先立っ
て、投影光学系ＰＬの対物レンズＯＢの露出した基板対
向面の清掃を行う。図１１には、本実施形態での対物レ
ンズＯＢの清掃作業の工程が示されている。なお、図１
１では、説明の明確化のため、投影光学系ＰＬの対物レ
ンズＯＢ付近及び柔軟部材６６を断面表示している。

【０１２５】清掃にあたって、まず、柔軟部材６６が投
影光学系ＰＬの下方から退避した初期状態（図１１
（ａ）参照）から、ステージ制御系１９がＺ駆動指示Ｚ
ＭＶ及び回転駆動指示ＲＭＶを逐次出力し、駆動部６８
を介して保持部材６４を動かして、柔軟部材６６を対物
レンズＯＢの基板対向面に接触させる（図１１（ｂ）参
照）。

【０１２６】次に、主制御装置２０の指令に応じ、ステ
ージ制御系１９が、回転駆動ＲＭＶを出力し、駆動部６
８を介して、柔軟部材６６を揺動させ、柔軟部材６６と
対物レンズＯＢの基板対向面とを擦り合わさせる（図１
１（ｃ）参照）。こうして、対物レンズＯＢの基板対向
面に付着した汚れが清掃される。

【０１２７】次いで、主制御装置２０の指令に応じて、
ステージ制御系１９がＺ駆動指示ＺＭＶ及び回転駆動指
示ＲＭＶを逐次出力し、保持部材６４を初期位置に移動
する。

【０１２８】以上のようにして、清掃作業が完了した
後、第１実施形態と同様に、ウエハＷをウエハホルダ９
で保持し、位置合わせを行った後、照明系で発生した露
光用照明光でレチクルＲを照明し、レチクルＲに描画さ
れたパターンを投影光学系ＰＬでウエハＷ上に投影し、
ウエハＷを露光して、パターン転写を行う。

【０１２９】本実施形態によれば、第２実施形態と同様
に、転写に先立ち、前回までの転写によって、ウエハＷ
の被露光面の最も近くに配置された投影光学系ＰＬの光
学部材（対物レンズＯＢ）の基板対向面に付着した感光
剤等の汚れを清掃することにより、光学部材の基板対向
面の汚れが少なく、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間に
雰囲気以外の介在物が無い状態で、投影光学系ＰＬとウ
エハＷとを近付けて好適な転写を実行することができ
る。

【０１３０】なお、第１実施形態と同様に、汚れと転写
回数やウエハＷに照射された光エネルギ量との関係を測
定し、清浄な基板対向面が所定の許容できない汚れに達
するまでの露光回数である限界転写回数を評価しておく
ことにより、例えば所定回数の転写や所定光エネルギ量
の照射の都度あるいはそれ以前の時点で定期的に清掃作
業を実行することで、投影露光装置を清掃のため頻繁に
停止させなくとも良いので、生産性が向上する。

【０１３１】また、第１実施形態での柔軟部材３４の変
形と同様の、柔軟部材６６の変形が可能である。

【０１３２】《第５実施形態》以下、本発明の第５実施
形態の投影露光装置及び投影露光方法を、図１２及び図
１３に基づいて説明する。なお、本実施形態の説明にあ
たって、上記の説明における要素と同等の要素には同一
符号を付し、重複する説明を省略する。

【０１３３】本実施形態の投影露光装置は、図１に示し
た第１実施形態の投影露光装置における清掃部材８を、
図１２にその概略構成が断面で示される、基板ステージ
ＷＳＴとは異なる清掃用ステージＣＳＴに搭載される溶
液発射器７２で置き換えた点に特徴を有する。そして、
転写時以外の時に投影光学系ＰＬを構成する対物レンズ
ＯＢを、溶液発射器７２を使用して清掃する。

【０１３４】溶液発射器７２は、図１２に示されるよう
に、清掃用ステージＣＳＴ上に配設される。また、溶液
発射器７２は、ステージ制御系１９が出力した回転駆動
指示ＲＤＶに応じて溶液発射器７２を回転駆動する回転
駆動器７４上に搭載され、主制御装置２０の指示に応じ
て、超音波振動が付与された液滴を発射する。

【０１３５】清掃用ステージＣＳＴは、第２実施形態と
同様に、ステージ制御系１９によって制御される。ま
た、回転駆動器７４は不図示の回転センサを有し、回転
駆動動作が監視されている。

【０１３６】溶液発射器７２は、清掃用溶液を収納する
液漕７６と、液漕７６から取り出された清掃用溶液の流
路を設定する流路設定部材７８ａ、７８ｂと、主制御装
置２０が出力した超音波振動指示ＳＳ２に応じて超音波
振動し、流路設定部材７８ｂ内の流路中の清掃用溶液に
超音波振動を付与する超音波振動器８０と、流路設定部
材７８ａ、７８ｂを経由した清掃用溶液を発射するため
のノズル８２と、主制御装置２０が出力した発射指示Ｐ
ＤＶに応じて内の清掃用溶液を流路設定部材７８ａ、７
８ｂを介してノズル８２へ向けて駆動するポンプ８４
と、容器８６とを備える。

【０１３７】ここで、清掃用溶液としては、第２実施形
態と同様に、高純度の水やアセトン、あるいは感光剤の
溶剤を含有する溶液であって、対物レンズＯＢやそのコ
ートにダメージを与えない溶液を使用できる。

【０１３８】本実施形態の投影露光装置では、以下のよ
うにして転写を行う。

【０１３９】まず、ウエハＷへのパターン転写に先立っ
て、投影光学系ＰＬの対物レンズＯＢの露出した基板対
向面の清掃を行う。図１３には、本実施形態での対物レ
ンズＯＢの清掃作業の工程が示されている。

【０１４０】清掃にあたって、まず、主制御装置２０の
指令に応じ、ステージ制御系１９が、ウエハステージ駆
動部２４を介してウエハステージＷＳＴを投影光学系Ｐ
Ｌの下方から退避させる。引き続き、清掃用ステージＣ
ＳＴの位置情報（あるいは速度情報）ＳＰ２に基づいて
清掃用ステージＣＳＴの位置を確認しつつ清掃用ステー
ジ駆動指示ＭＳ２を出力し、清掃用ステージ駆動部５８
を介して、清掃用ステージＣＳＴをＸＹ方向に移動して
超音波洗浄器４０を投影光学系ＰＬの下方であって、ノ
ズル８２から清掃用溶液が発射された場合に、清掃用溶
液が対物レンズＯＢの基板対向面に到達する位置に移動
させる。

【０１４１】次に、主制御装置２０が超音波振動指示Ｓ
Ｓ２及び発射指示ＰＤＶを出力し、超音波振動器８０を
超音波振動させるとともに、液漕７６内の清掃用溶液を
流路に供給する。この結果、流路中の流路設定部材７８
ｂ内で清掃用液体に超音波振動が付与され、超音波振動
している清掃用溶液がノズル８２から対物レンズＯＢへ
向けて発射される。こうして、清掃用溶液によって対物
レンズＯＢの基板対向面が清掃される（図１３（ａ）参
照）。

【０１４２】次いで、ステージ制御系１９が回転駆動指
示ＲＤＶを出力し、回転駆動器７４を介して発射器７２
をＸＹ平面内で１８０°回転するとともに、清掃用ステ
ージＣＳＴの位置情報（あるいは速度情報）ＳＰ２に基
づいて清掃用ステージＣＳＴの位置を確認しつつ清掃用
ステージ駆動指示ＭＳ２を出力し、清掃用ステージ駆動
部５８を介して、清掃用ステージＣＳＴをＸＹ方向に移
動して超音波洗浄器４０を投影光学系ＰＬの下方であっ
て、ノズル８２から清掃用溶液が発射された場合に、清
掃用溶液が対物レンズＯＢの基板対向面に到達する位置
に移動させる。

【０１４３】次に、主制御装置２０が超音波振動指示Ｓ
Ｓ２及び発射指示ＰＤＶを出力し、超音波振動している
清掃用溶液をノズル８２から対物レンズＯＢへ向けて発
射し、対物レンズＯＢの基板対向面を清掃する。

【０１４４】以上のようにして、清掃作業が完了した
後、ステージ制御系１９が清掃器駆動部５８を介して清
掃用ステージＣＳＴを投影光学系ＰＬの下方から退避す
る。そして、第１実施形態と同様に、ウエハＷをウエハ
ホルダ９で保持し、位置合わせを行った後、照明系で発
生した露光用照明光でレチクルＲを照明し、レチクルＲ
に描画されたパターンを投影光学系ＰＬでウエハＷ上に
投影し、ウエハＷを露光して、パターン転写を行う。

【０１４５】本実施形態によれば、第２実施形態と同様
に、転写に先立ち、前回までの転写によって、ウエハＷ
の被露光面の最も近くに配置された投影光学系ＰＬの光
学部材（対物レンズＯＢ）の基板対向面に付着した感光
剤等の汚れを清掃することにより、光学部材の基板対向
面の汚れが少なく、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間に
雰囲気以外の介在物が無い状態で、投影光学系ＰＬとウ
エハＷとを近付けて好適な転写を実行することができ
る。

【０１４６】なお、第１実施形態と同様に、汚れと転写
回数やウエハＷに照射された光エネルギ量との関係を測
定し、清浄な基板対向面が所定の許容できない汚れに達
するまでの露光回数である限界転写回数を評価しておく
ことにより、例えば所定回数の転写や所定光エネルギ量
の照射の都度あるいはそれ以前の時点で定期的に清掃作
業を実行することで、投影露光装置を清掃のため頻繁に
停止させなくとも良いので、生産性が向上する。

【０１４７】なお、本実施形態では、異なる２方向で清
掃用溶液を対物レンズＯＢへ向けて発射することとした
が、１方向のみで発射することとすることも可能である
し、異なる３方向以上で発射することも可能である。

【０１４８】本実施形態は、例えば第１、３、または４
実施形態と組み合わせることが可能であり、本実施形態
での清掃動作を実行後に、組み合わせた各実施形態の清
掃動作を実行することにより、清掃用溶液の回収を兼ね
ることができる。

【０１４９】また、本実施形態では、清掃用溶液に超音
波振動を付与したが、超音波振動を付与せずに対物レン
ズＯＢに清掃用溶液を吹き付けることとすることも可能
である。この場合にも、例えば第１、３、または４実施
形態と組み合わせることが可能であり、本実施形態での
清掃動作を実行後に、組み合わせた各実施形態の清掃動
作を実行することにより、清掃用溶液の回収を兼ねるこ
とができる。

【０１５０】《第６実施形態》以下、本発明の第６実施
形態の投影露光装置及び投影露光方法を、図１４及び図
１５に基づいて説明する。なお、本実施形態の説明にあ
たって、上記の説明における要素と同等の要素には同一
符号を付し、重複する説明を省略する。

【０１５１】本実施形態の投影露光装置は、図１に示し
た第１実施形態の投影露光装置における清掃部材８に代
えて、図１４にその概略構成が断面で示される超音波洗
浄器４０及び汚れ測定装置８４を採用した点に特徴を有
する。そして、転写時以外の時に投影光学系ＰＬを構成
する対物レンズＯＢの汚れを汚れ測定装置８４測定し、
必要に応じて超音波洗浄器４０によって清掃する。

【０１５２】汚れ測定装置８４は、主制御装置２０から
出力された発光指示ＰＳＤに応じて測定光を発光する光
源８６と、ハーフミラー８８及びレンズ９０、９２を有
する光学系と、対物レンズＯＢの基板対向面で反射され
た測定光を検出する光検出器９４と、光検出器９４から
出力された検出結果ＤＤＴから汚れを測定する汚れ測定
処理部９６とを備える。そして、光源８６から出射され
た測定光は、ハーフミラー８８及びレンズ９０を順次経
由して対物レンズＯＢの基板対向面に照射され、また、
対物レンズＯＢの基板対向面で反射された測定光は、レ
ンズ９０、ハーフミラー８８、及びレンズ９２を順次経
由して、光検出器９４の受光面で結像される。すなわ
ち、本実施形態では、ハーフミラー８８及びレンズ９０
が照射光学系を構成し、光源８６及び照明光学系が照明
系を構成し、また、レンズ９０、ハーフミラー８８、及
びレンズ９２が結像光学系を構成している。

【０１５３】ここで、光検出器９４としては、２次元配
列された光電変換単位を有する光検出器、例えば２次元
電荷結合デバイス（ＣＣＤ）を好適に採用できる。

【０１５４】本実施形態の投影露光装置では、以下のよ
うにしてパターン転写を行う。

【０１５５】まず、ウエハＷへのパターン転写に先立っ
て、投影光学系ＰＬの対物レンズＯＢの露出した基板対
向面の汚れを測定し、必要に応じて清掃を行う。図１５
には、本実施形態での対物レンズＯＢの清掃作業の工程
が示されている。

【０１５６】まず、主制御装置２０の指令に応じ、ステ
ージ制御系１９が、ウエハステージ駆動部２４を介して
ウエハステージＷＳＴを投影光学系ＰＬの下方から退避
させる。引き続き、清掃用ステージＣＳＴの位置情報
（あるいは速度情報）ＳＰ２に基づいて清掃用ステージ
ＣＳＴの位置を確認しつつ清掃用ステージ駆動指示ＭＳ
２を出力し、清掃用ステージ駆動部５８を介して、清掃
用ステージＣＳＴをＸＹ方向に移動して汚れ測定装置８
４の光学系を投影光学系ＰＬの下方であって、測定光を
対物レンズＯＢの基板対向面に照射できる位置に移動さ
せる。

【０１５７】次に、主制御装置２０が発光指示ＰＳＤを
出力し、光源８６を発光させて測定光を発生させる。光
源８６から出射された測定光は、照射光学系を経由して
対物レンズＯＢの基板対向面に照射される。そして、対
物レンズＯＢの基板対向面で反射された測定光は、結像
光学系を経由して光検出器９４の受光面に入射し、光検
出器９４で検出される。光検出器９４での検出結果は汚
れ測定処理部９６に通知され、汚れが測定される（図１
５（ａ）参照）。

【０１５８】次いで、測定された汚れに基づいて、主制
御装置２０が清掃の必要の有無を判定する。この判定
は、次回の露光が、汚れが所定の許容限界値以下の状態
でなされ得るか否かの観点からなされる。なされ得る場
合には、清掃の必要無の判定がなされ、なされ得ない場
合には、清掃の必要有の判定がなされる。

【０１５９】清掃の必要無と判定された場合には、ステ
ージ制御系１９が清掃器駆動部５８を介して清掃用ステ
ージＣＳＴを投影光学系ＰＬの下方から退避する。そし
て、第１実施形態と同様に、ウエハＷをウエハホルダ９
で保持し、位置合わせを行った後、照明系で発生した露
光用照明光でレチクルＲを照明し、レチクルＲに描画さ
れたパターンを、投影光学系ＰＬでウエハＷ上に投影
し、ウエハＷを露光する。

【０１６０】清掃の必要有と判定された場合には、主制
御装置２０の指令に応じ、ステージ制御系１９が、清掃
用ステージＣＳＴの位置情報（あるいは速度情報）ＳＰ
２に基づいて清掃用ステージの位置を確認しつつ清掃用
ステージ駆動指示ＭＳ２を出力し、清掃用ステージ駆動
部５８を介して、清掃用ステージＣＳＴをＸＹ方向に移
動して超音波洗浄器４０を投影光学系ＰＬの下方に移動
させる（図１５（ｂ）参照）。以後、第２実施形態と同
様にして、対物レンズＯＢの清掃が実行される。

【０１６１】次に、主制御装置２０の指令に応じ、ステ
ージ制御系１９が、清掃用ステージＣＳＴの位置情報
（あるいは速度情報）ＳＰ２に基づいて清掃用ステージ
駆動指示ＭＳ２を出力し、清掃用ステージ駆動部５８を
介して、清掃用ステージＣＳＴをＸＹ方向に移動して汚
れ測定装置８４の光学系を投影光学系ＰＬの下方であっ
て、測定光を対物レンズＯＢの基板対向面に照射できる
位置に移動させる。そして、汚れ測定装置８４によっ
て、上述の汚れ測定と同様にして、対物レンズＯＢの基
板対向面の汚れを測定し、清掃の効果を確認する。

【０１６２】清掃の効果が十分であると確認された場合
には、ステージ制御系１９が清掃用ステージ駆動部５８
を介して清掃用ステージＣＳＴを投影光学系ＰＬの下方
から退避する。そして、第１実施形態と同様に、ウエハ
Ｗをウエハホルダ９で保持し、位置合わせを行った後、
照明系で発生した露光用照明光でレチクルＲを照明し、
レチクルＲに描画されたパターンを投影光学系ＰＬでウ
エハＷ上に投影し、ウエハＷを露光して、パターン転写
を実行する。清掃の効果が不十分であった場合には、清
掃作業及び清掃効果の確認を繰り返す。

【０１６３】本実施形態によれば、転写に先立ち、前回
までの転写によって、ウエハＷの被露光面の最も近くに
配置された投影光学系ＰＬの光学部材（対物レンズＯ
Ｂ）の基板対向面に付着した感光剤等の汚れを測定し、
必要に応じて清掃するので、光学部材の基板対向面の汚
れが少なく、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間に雰囲気
以外の介在物が無い状態で、投影光学系ＰＬとウエハＷ
とを近付けて好適な転写を確実に実行することができ
る。

【０１６４】なお、本実施形態では、汚れ測定装置を第
２実施形態と組み合わせたが、本実施形態の汚れ測定装
置と第１、３〜５実施形態と組み合わせることも可能で
ある。

【０１６５】また、汚れ測定にあたって、測定光として
露光用照明光を使用し、対物レンズＯＢの透過光を検出
することにより、汚れを測定することも可能であるが、
測定用の光学系を構成する光学部材として紫外光を透過
する部材を選択する必要があり、光学部材の選択の余地
が狭くなることに注意する必要がある。

【０１６６】《第７実施形態》以下、本発明の第７実施
形態の投影露光装置及び投影露光方法を、図１６及び図
１７に基づいて説明する。なお、本実施形態の説明にあ
たって、上記の説明における要素と同等の要素には同一
符号を付し、重複する説明を省略する。

【０１６７】本実施形態の投影露光装置は、ウエハＷの
投影露光を行うとともに、転写時に、ウエハＷの最も近
くに配設される投影光学系の光学部材への汚れ原因物質
の到達を防止するものである。図１６には、本実施形態
の投影露光装置の概略的な構成が示されている。

【０１６８】本実施形態の投影露光装置は、図１６に示
されるように、図１に示した第１実施形態の投影露光装
置における清掃部材８を、図１７にその概略構成が示さ
れる汚れ防止装置９８で置き換えた点に特徴を有する。

【０１６９】汚れ防止装置９８は、図１７に示されるよ
うに、雰囲気気体の流動経路を設定する流動経路設定部
材１０２ａ、１０２ｂ、１０４ａ、及び１０４ｂと、流
動経路設定部材１０２ｂの開放端から雰囲気を取り込み
流動経路設定部材１０２ｂを経由して流動経路設定部材
１０２ａへ取り込んだ雰囲気を供給する吸入ポンプ１０
６と、流動経路設定部材１０４ａを経由した雰囲気を流
動経路設定部材１０４ｂの開放端から排出させる排出ポ
ンプ１０８とを備える。そして、流動経路設定部材１０
２ａの開放端と流動経路設定部材１０４ａの開放端と
は、雰囲気流動の点では結合しているが、少なくとも対
物レンズＯＢの付近では物理的に分離しており、露光用
照明光の進行経路にまでは延伸していない。したがっ
て、投影光学系ＰＬから出射された露光用照明光は、雰
囲気中のみを経由してウエハＷに到達する。

【０１７０】吸入ポンプ１０６は、主制御装置２０から
出力された吸入指示ＰＤ１に応じて吸入動作を実行し、
排出ポンプ１０８は、主制御装置２０から出力された排
出指示ＰＤ２に応じて排出動作を実行する。

【０１７１】本実施形態の投影露光装置では、以下のよ
うにしてパターン転写を行う。

【０１７２】まず、主制御装置２０が、吸入指示ＰＤ１
及び排出指示ＰＤ２を出力し、流動経路１０２ｂ、１０
２ａ、１０４ａ、及び１０４ｂを順次経由する雰囲気気
体の流動を発生させる。次に、ウエハＷをウエハホルダ
９で保持し、露光用の位置合わせを行った後、照明系で
発生した露光用照明光でレチクルＲを照明し、レチクル
Ｒに描画されたパターンを投影光学系ＰＬでウエハＷ上
に投影し、ウエハＷを露光して、パターン転写を行う。

【０１７３】本実施形態の投影露光装置によれば、ま
ず、投影光学系ＰＬの対物レンズＯＢという、ウエハＷ
の近くに配置される光学部材の基板対向面付近の雰囲気
気体を流動させながら、転写を実行する。したがって、
雰囲気気体の流動によって、感応基板としてのウエハＷ
で発生した汚れ原因物質の対物レンズＯＢへの到達を防
止しながら、投影光学系とウエハＷとの間における露光
用照明光の進行経路には雰囲気気体以外の介在物が無い
状態で転写を行う。この結果、対物レンズＯＢの基板対
向面の汚れが少なく、投影光学系とウエハＷとの間に雰
囲気気体以外の介在物が無い状態で、投影光学系とウエ
ハＷとを近付けて、好適な転写を実行することができ
る。

【０１７４】なお、本実施形態では雰囲気気体を流動さ
せたが、他の種類の気体を流動させることとしてもよ
い。

【０１７５】本発明は、上記の実施形態に限定されるも
のではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の
各実施形態では、転写時における露光用照明光の光路
上、ウエハＷの最も近くに配置された光学部材を対物レ
ンズとしたが、対物レンズよりも露光用照明光の光路の
下流に、例えば光路補正用の光学部材が配設される場合
には、この光路補正用の光学部材を清掃対象あるいは汚
れ防止対象として、各実施形態を適用することができ
る。

【０１７６】また、清掃の対象となる光学部材は、投影
光学系の先端部の光学部材に限定されない。例えば、ウ
エハＷの位置を検出するためのフォーカス検出光学系や
アラインメント光学系の先端部の光学部材を清掃対象と
することも可能である。

【０１７７】また、第６実施形態における汚れ検出装置
が、清掃装置と共に配設されるのではなく、単独で配設
され、汚れ測定装置による測定結果が許容限界値を超え
る前に、測定対象の光学部材を交換することとすること
が可能である。

【０１７８】なお、上記の各実施形態において、ウエハ
ステージ又はウエハステージとは別の清掃用ステージ
を、２次元平面モータ上で浮上して駆動されるガイドレ
スタイプのステージとすることもできるし、また、機械
的なガイドを持ったステージとすることもできる。

【０１７９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、請求項１
〜７の投影露光装置によれば、転写に先立ち、前回まで
の転写によって、感応基板の被露光面の近くに配置され
た光学部材に付着した感光剤等の汚れを清掃することに
より、光学部材の汚れが少なくなり、露光精度を向上で
きるという従来にない優れた効果がある。

【０１８０】また、請求項８及び請求項９の投影露光装
置によれば、転写に先立ち、前回までの転写によって、
感応基板の被露光面の近くに配置された光学部材に付着
した感光剤等の汚れを測定し、必要に応じて光学部材の
清掃あるいは交換をすることができるので、光学部材の
汚れが少なくなり、露光精度を向上できるとともに、生
産性を向上できるという従来にない優れた効果がある。

【０１８１】また、請求項１０及び請求項１１の投影露
光装置によれば、感応基板の近くに配置された光学部材
と感応基板との間の気体を流動させることにより、汚れ
原因物質の光学部材への到達を防止するので、光学部材
の汚れが少なくなり、露光精度を向上できるとともに、
生産性を向上できるという従来にない優れた効果があ
る。

【０１８２】また、請求項１２に記載の投影露光装置に
よれば、転写時における汚れ原因物質の付着による、露
光用の照明光の光路上であって感応基板の最も近くに配
置される投影光学系を構成する光学部材の汚れを心配す
る必要がなくなるとともに、投影光学系を感応基板の近
づけた投影光学系の設計が可能となるので、より高開口
数の投影光学系の実現が簡単にできるという従来にない
優れた効果がある。

【０１８３】また、請求項１３の投影露光装置によれ
ば、感光剤等が付着しやすい、感応基板を位置合わせす
るための光学系の先端部の光学部材を清掃、汚れ測定、
又は汚れ防止の対象とするので、光学部材の汚れが少な
くなり、露光精度を向上できるという従来にない優れた
効果がある。

【０１８４】また、請求項１４〜１６の投影露光方法に
よれば、まず、清掃工程を実行し、前回までの転写によ
って感応基板の被露光面の近くに配置された光学部材に
付着した感光剤等の汚れを清掃して、基板対向面を清浄
とした後、転写ステップを実行するので、光学部材の汚
れが少なくなり、露光精度を向上できるという従来にな
い優れた効果がある。

【０１８５】また、請求項１７の投影露光方法によれ
ば、転写の実行に先立って、まず、汚れ測定工程を実行
して光学部品の汚れを測定し、判断工程で、測定結果に
基づいて転写を実行するか否かを判断するので、光学部
材の基板対向面の汚れが少なくなり、露光精度を向上で
きるとともに、生産性を向上できるという従来にない優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の投影露光装置の概略構成を示す
図である。

【図２】図１の装置の走査露光の原理を説明するための
図である。

【図３】図１の装置のセンタアップの構成を示す図であ
る。

【図４】図１の装置の清掃装置の構成を示す図である。

【図５】図１の装置による清掃工程を説明するための図
である。

【図６】第２実施形態の投影露光装置の清掃装置の構成
を示す図である。

【図７】第２実施形態の投影露光装置による清掃工程を
説明するための図である。

【図８】第３実施形態の投影露光装置の清掃装置の構成
を示す図である。

【図９】第３実施形態の投影露光装置による清掃工程を
説明するための図である。

【図１０】第４実施形態の投影露光装置の清掃装置の構
成を示す図である。

【図１１】第４実施形態の投影露光装置による清掃工程
を説明するための図である。

【図１２】第５実施形態の投影露光装置の清掃装置の構
成を示す図である。

【図１３】第５実施形態の投影露光装置による清掃工程
を説明するための図である。

【図１４】第６実施形態の投影露光装置の清掃装置の構
成を示す図である。

【図１５】第６実施形態の投影露光装置による清掃工程
を説明するための図である。

【図１６】第７実施形態の投影露光装置の概略構成を示
す図である。

【図１７】図１６の装置の汚れ防止装置の構成を示す図
である。

【符号の説明】

８清掃部材（清掃装置）３４柔軟部材（清掃装置の一部）３８昇降器（移動機構の一部）４０超音波洗浄器（清掃装置器）５４移動鏡（移動機構の一部）５６清掃器干渉計（移動機構の一部）５８清掃用ステージ駆動部（移動機構の一部）６２清掃装置６４保持部材（清掃装置の一部）６６柔軟部材（清掃装置の一部）６８駆動部（移動機構の一部）７２溶液発射器（清掃装置）７４回転駆動器（移動機構の一部）８０超音波振動器８４汚れ測定装置９４光検出器９８汚れ防止装置１０２流動経路設定部材１０４流動経路設定部材１０６ポンプ（雰囲気気体供給器）ＲレチクルＷウエハ（感応基板）ＰＬ投影光学系ＷＳＤウエハステージＣＳＤ清掃用ステージ（移動機構及び駆動器の一
部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスクに形成されたパターンを、投影光
学系を介して感応基板上に転写する投影露光装置におい
て、所定位置に配置された光学部材を清掃する清掃装置
を設けたことを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】前記清掃装置は、前記感応基板を保持す
るステージ上に設置されることを特徴とする請求項１に
記載の投影露光装置。
【請求項３】前記清掃装置は、前記ステージ上で前記
感応基板を上下動するための駆動装置に載置されること
を特徴とする請求項２に記載の投影露光装置。
【請求項４】前記清掃装置は、前記感応基板を保持す
るステージとは異なる移動機構に搭載されることを特徴
とする請求項１に記載の投影露光装置。
【請求項５】前記清掃装置は、前記光学部材の清掃対
象部分を洗浄用溶液に浸して超音波洗浄する超音波洗浄
器を備えることを特徴とする請求項２又は４に記載の投
影露光装置。
【請求項６】前記清掃装置は、前記光学部材の基板対
向面と接触して、前記基板対向面を清掃する清掃用部材
を備えることを特徴とする請求項２又は４に記載の投影
露光装置。
【請求項７】前記清掃装置は、前記光学部材の基板対
向面に清掃用溶液を吹き付ける溶液発射器を備えること
を特徴とする請求項２又は４に記載の投影露光装置。
【請求項８】マスクに形成されたパターンを、投影光
学系を介して感応基板上に転写する投影露光装置におい
て、所定位置に配置された光学部材の汚れを測定する汚
れ測定装置を設けたことを特徴とする投影露光装置。
【請求項９】前記汚れ測定装置は、前記光学部材に光を照射する照射光学系と；前記光学部
材からの光を検出する光検出器と；前記光検出器の検出
結果に基づいて前記光学部材の汚れを測定する汚れ測定
処理器とを備えることを特徴とする請求項８に記載の投
影露光装置。
【請求項１０】マスクに形成されたパターンを、投影
光学系を介して感応基板上に転写する投影露光装置であ
って、前記感応基板の露光面の近くに配置された光学部
材と前記感応基板との間で気体を流動させて、前記感応
基板から発生する異物が前記光学部材に到達するのを防
止する汚れ防止装置を設けたことを特徴とする投影露光
装置。
【請求項１１】前記汚れ防止装置は、前記基板対向面
付近に前記気体の流動経路を設定する流動経路設定部材
と；前記流動経路設定部材によって設定された流動経路
へ前記気体を供給する気体供給器とを備えることを特徴
とする請求項１０に記載の投影露光装置。
【請求項１２】前記光学部材は、露光用の照明光の光
路上であって、前記感応基板の最も近くに配置された光
学部材であることを特徴とする請求項１、８、及び１０
のいずれかに記載の投影露光装置。
【請求項１３】前記光学部材は、前記感応基板を位置
合わせするための光学系の先端部の光学部材であること
を特徴とする請求項１、８、及び１０のいずれかに記載
の投影露光装置。
【請求項１４】マスクに形成されたパターンを、投影
光学系を介して感応基板上に転写する投影露光方法であ
って、所定位置に配置された光学部材の汚れを清掃する清掃工
程と；前記光学部材の清掃後に、前記マスクに形成され
たパターンを、前記投影光学系を介して前記感応基板上
に転写する転写工程とを含む投影露光方法。
【請求項１５】前記光学部材は、露光用の照明光の光
路上であって、前記感応基板の最も近くに配置された光
学部材であることを特徴とする請求項１４に記載の投影
露光方法。
【請求項１６】前記清掃工程に先立って実行される、
前記光学部材の汚れと転写回数との関係を測定し、前記
光学部材の基板対向面が清浄な状態から所定の許容でき
ない汚れに達するまでの露光回数である限界転写回数を
評価する汚れ評価工程を更に含み、前回の前記清掃工程の実行以後における転写の回数が前
記限界転写回数に達する前に、前記清掃工程を実行する
ことを特徴とする請求項１４に記載の投影露光方法。
【請求項１７】マスクに形成されたパターンを、投影
光学系を介して感応基板上に転写する投影露光方法であ
って、所定位置に配置された光学部材の汚れを測定する汚れ測
定工程と；前記測定工程で得られた測定結果に基づい
て、転写を実行するか否かを判断する判断工程とを含む
投影露光方法。