JP2007266375A - 液浸光学系と、液浸光学系に用いられる液浸液と、その製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 例えば液浸露光光学系などの液浸光学系に用いられる液浸液中の水分の含有量を軽減させることにより、液浸光学系やウェハ又はマスク等におけるエッチング現象の発生を抑え、変質・劣化を防ぐことができる、液浸光学系と、液浸光学系に用いられる液浸液と、その製造方法を提供する。
【解決手段】 液浸光学系に用いられる液浸液において、液中の水分の含有率が低減されている。液浸光学系に用いられる液浸液の製造方法において、液浸光学系に用いられる液浸液の中に水分除去剤を混入させ、液中の水分の含有率を低減させる。さらにドライ窒素ガスによってバブリング処理をする。脱水剤によって、液中の水分含有率を数百ppm〜数十ppmから数ppmまで低減する前述の液浸液が、レンズと、ウェハ又はマスクとの間に設けられていることを特徴とする液浸光学系。
【選択図】 図1
【解決手段】 液浸光学系に用いられる液浸液において、液中の水分の含有率が低減されている。液浸光学系に用いられる液浸液の製造方法において、液浸光学系に用いられる液浸液の中に水分除去剤を混入させ、液中の水分の含有率を低減させる。さらにドライ窒素ガスによってバブリング処理をする。脱水剤によって、液中の水分含有率を数百ppm〜数十ppmから数ppmまで低減する前述の液浸液が、レンズと、ウェハ又はマスクとの間に設けられていることを特徴とする液浸光学系。
【選択図】 図1
Description
本発明は、液浸光学系と、液浸光学系に用いられる液浸液と、その製造方法に関し、例えば液浸露光装置、液浸粒子ビーム照射装置等の液浸露光光学系、液浸真空光学系と、それらに用いられる液浸液と、その製造方法に関するものである。
従来から、ArFエキシマレーザ、KrFエキシマレーザ、F2レーザ、エックス線などの250nm以下の深紫外線を用い、例えば、レチクルの回路パターン像をウェハ上に投影するための投影光学系を有し、この投影露光光学系とウェハとの間の光路に液浸液を配置した液浸露光装置が知られている。
投影露光光学系のウェハに対向して配置されるレンズ(CaF2、MgF2、LaF3等)の表面と、レジストが設けられたウェハの表面との間に、両表面に接するように液浸液が介在されている(例えば特許文献1の図1を参照)。
このような液浸露光装置において、投影露光光学系のレンズ表面やウェハ表面は、照射されるレーザ光によって、変質や劣化を招いてしまう虞がある。そのため、レンズの組成元素であるCa2+やF−を液浸液中に含有させたり(例えば特許文献1の0038〜0040段落参照)、レジスト膜と、それに接触する液浸液との整合性を高める工夫をしたり(例えば特許文献2の0025〜0028段落、特許文献3の0012、0013段落参照)、レジスト膜に保護膜をつけたり(例えばの特許文献4の0010〜0013段落参照)、液浸油を用いている(例えば特許文献5の0004〜0049段落)。
特開2005−79140号公報
特開2005−101498号公報
特開2005−236116号公報
特開2006−30603号公報
特開平9−241214号公報
しかしながら、ArFエキシマレーザ、KrFエキシマレーザなどの254nm以下の深紫外線を照射するため、液浸液中に含まれるフッ素オイル(添加剤などであってもよい)のF,O,H2Oが液中の酸素分子と結合し、液浸露光光学系などの液浸光学系のフッ化カルシウムを組成とする対物レンズやウェハ、マスクなどの表面に、エッチング現象が生じてしまい、液浸光学系のレンズやウェハ等が変質・劣化してしまう虞がある。
液浸油を用いた場合においても、油中にフッ化化合物を含有するため、液中の酸素分子と結合し、やはりエッチング現象を生じてしまう可能性がある。
そこで、本発明は、例えば液浸露光光学系などの液浸光学系に用いられる液浸液中の水分の含有量を軽減させることにより、液浸光学系やウェハ又はマスク等におけるエッチング現象の発生を抑え、変質・劣化を防ぐことができる、液浸光学系と、液浸光学系に用いられる液浸液と、その製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための本発明の解決手段を例示すると、次のとおりである。
(1)液浸光学系に用いられる液浸液において、液中の水分の含有率が低減されていること特徴とする、液浸光学系に用いられる液浸液。
(2)液中の水分の含有率が数ppm以下であることを特徴とする前述の液浸液。
(3)前述の液浸液が、レンズとウェハ又はマスクとの間に設けられていることを特徴とする液浸光学系。
(4)液浸光学系に用いられる液浸液の製造方法において、液浸液の中に脱水剤を混入させ、液中の水分の含有率を低減させることを特徴とする、液浸液の製造方法。
(5)脱水剤によって、液中の水分の含有率を数百ppm〜数十ppmから数ppmまで低減することを特徴とする、液浸液の製造方法。
(6)脱水剤で液中の水分の含有率を低減させた液浸液が、ドライ窒素ガスによってバブリング処理をされることを特徴とする前述の液浸液の製造方法。
本発明によれば、液浸光学系、例えば液浸露光光学系などの液浸光学系や、ウェハ、マスク等のエッチング現象の発生を抑え、変質・劣化を防ぐことができる。
また、液中の酸素分子の含有量が低減されることで、気泡の発生を抑えることができるので、液中に気泡が発生して、熱が滞留してしまう問題がかなり解消できる。
本発明の最良の実施形態について説明する。
図1は、本発明の最良の実施形態による液浸光学系を有する、半導体ウェハ用の液浸露光装置の露光部とその関連部分を示す。
図1において、1は液浸露光装置の液浸露光光学系、2は第1供給装置、3は第2供給装置である。
図示しない光源から、深紫外域の光が照射され、図示しない照明光学系及びレチルクを経由してパターン像が形成され、このパターン像が投影光学系のレンズ7からステージ5上のウェハ6に投影されるように構成されている。
ウェハ6に対向して配置されたレンズ7の表面7aと、レジストが設けられたウェハ6の表面6aとの間の光路に、液体媒質である液浸液8がみたされて、液浸光学系が構成されている。
この液浸液8は、レンズ7の表面7aとウェハ6の表面6aに接した状態で配置されている。
レンズ7の周辺に、液液浸8を供給するための第1および第2供給装置2,3と、図示しない回収部が設けられている。
このような液浸露光装置において、液浸光学系に照射される光は、光源から到来し、レンズ7から液体媒質の液浸液8を透過してウェハ6を露光する。
この図1の実施例では、微細なパターンを露光可能な250nm以下、好ましくは190nm以下の波長を有する深紫外線の光が使用されている。例えば、KrFエキシマレーザ、ArFエキシマレーザ、F2レーザ、エックス線等が使用されている。
この液浸露光装置の液浸光学系のレンズ7は、照射される光に対して実用可能な透過率を有している。このレンズ7の材料としては、250nm以下、好ましくは190nm以下の波長を有する深紫外線の光を照射させる場合、CaF2、MgF2、LaF3等のフッ化物を使用する。
また、レンズ7は、フッ化物の単層のレンズでもよく、また、フッ化物の単層から構成された基材の上に、基材とは異なるフッ化物からなる膜を積層して、反射防止等の機能を付与したレンズであってもよい。
図1の実施例では、CaF2からなる基材に、MgF2膜とLaF3膜とを積層したものを用いている。
このようなレンズ7に、液体媒質の液浸液8が直接接触した状態で配置されている。
図1においては、レンズ7は鏡筒9に取りつけられている。
液体媒質の液浸液8は、空気等の気体媒質の代わりに光路に配置される液体であり、屈折率を気体よりも大きくすることにより、解像度や焦点深度を向上させている。
本発明では、この液体媒質の液浸液8として、照射される光の波長に応じて透過率が異なることを勘案して、用途に応じて、水、純水等の極性溶媒、セダー油、テトラクロロカーボン、フルオロカーボン、パーフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、パーフルオロポリエーテルなどの非極性溶媒等から高い透過率が得られる液体を選択して使用するのが好ましい。
このような液体媒質の液浸液8は、通例、数百ppm〜数十ppm程度の水分の含有率を有するので、これらの水分中の、あるいは液浸露光装置内の雰囲気中の酸素分子(溶存酸素)が液体媒質の液浸液8のF,O,H2Oと反応し、液体媒質の液浸液8と接触するMgF2膜やLaF3膜を積層したCaF2レンズ7の表面7aおよび、ウェハ6の表面6aなどにエッチング現象を起こしてしまい、変質・劣化する可能性が大きい。
そこで、本発明では、液浸液8の水分含有率を低減させる。例えば、液浸露光装置のレンズ9とウェハ6との間の光路に第1および第2供給装置2、3で液体媒質の液浸液8を供給する際に、図示しない液浸液8の貯蔵槽から、ポンプ11を用いて、パイプ15を経て、第1供給装置2に液体媒質の液浸液8を供給する。この第1供給装置2内の液浸液8には、モレキュラーシーブスなどの粒状の脱水剤12が入れられており、それによって液浸液8から水分除去を行なう。
更に、第1供給装置2内で水分除去された液体媒質の液浸液8は、パイプ16を経て、ポンプ13によって、第2供給装置3に供給され、そこで、ドライ窒素ガス18が、注入管10を介して、第2供給装置3内の液体媒質の液浸液に供給され、バブリング(泡放出)の処理をする。これによって、第2供給装置3内の液浸液8の水分含有率は数ppm以下になる。そのように水分の除去された液浸液8が、第2供給装置3から、パイプ17を介してポンプ14によって、液浸露光装置の液浸露光光学系1のレンズ7の表面7aと、ウェハ6の表面6aとの間の光路に供給される。
さらに、液浸露光装置の内部や周辺の雰囲気中においては、ドライ窒素ガスをフローするのが好ましい。
また、より好ましくは、液体媒質の液浸液8と接触するレンズ7の表面7aとウェハ6の表面6aを沸酸に侵されない材料でコートする。このような表面保護のためのコート剤としては、アクリル、フッ素化合物(フッ化物)などの有機物が望ましいが、無機物でもよい。250nm以下、好ましくは190nm以下の波長を有する深紫外線の光に耐久性を有する化学物質であれば何でもよい。
図1の実施例では、第1および第2供給装置2、3に、液体媒質の液浸液8に対して、それぞれ水分除去する工程と、バブリングする工程を設けたが、本発明は、これに限定されず、別の装置で液体媒質の液浸液8の水分除去・バブリング処理を別々に(あるいは同時に)行い、そのあと、供給装置に供給し、その供給装置から、レンズ7の表面7aとウェハ6の表面6aの間の光路に供給してもよい。
上述したように液浸液を供給した液浸露光装置の液浸光学系1に、ArFエキシマレーザ、波長250nmのレーザ光を1000時間照射したところ、液体媒質の液浸液8と接触するCaF2レンズ6とウェハ7の表面6a,7aには、エッチング等の変質劣化等は発生しておらず、なんら変化が見られなかった。また、1000時間以上照射しつづけても、なんら変化が見られなかった。
このように、本発明によれば、例えば液浸露光光学系などの液浸光学系やウェハ等のエッチング現象の発生を抑え、変質、劣化を防ぐことができる。
上記実施例においては、半導体露光装置(液浸露光装置)の液浸露光光学系を一例として説明したが、本発明は、これに限定されず、液浸粒子ビーム照射装置等の液浸露光光学系、液浸真空光学系等の液浸光学液においても、本発明に係る液浸液を用いことにより、液浸光学系やウェハ等のエッチング現象の発生を抑え、変質・劣化を防ぐことができる。また、液液中の酸素分子の含有量が軽減されることで、気泡の発生を抑えることができる。
1 液浸露光装置の液浸露光光学系
2 第1供給装置
3 第2供給装置
5 ステージ
6 ウェハ
6a ウェハの表面
7 レンズ
7a レンズの表面
8 液浸液
9 鏡筒
10 注入管
12 脱水剤
11、13,14 ポンプ
15、16、17 パイプ
18 ドライ窒素ガス
2 第1供給装置
3 第2供給装置
5 ステージ
6 ウェハ
6a ウェハの表面
7 レンズ
7a レンズの表面
8 液浸液
9 鏡筒
10 注入管
12 脱水剤
11、13,14 ポンプ
15、16、17 パイプ
18 ドライ窒素ガス
Claims (6)
- 液浸光学系に用いられる液浸液において、
液中の水分の含有率が低減されていること特徴とする、液浸光学系に用いられる液浸液。 - 液中の水分の含有率が数ppm以下であることを特徴とする請求項1に記載の液浸液。
- 請求項1又は2に記載の液浸液が、レンズと、ウェハ又はマスクとの間に設けられていることを特徴とする液浸光学系。
- 液浸光学系に用いられる液浸液の製造方法において、液浸液の中に脱水剤を混入させ、液中の水分の含有率を低減させることを特徴とする、液浸液の製造方法。
- 脱水剤によって、液中の水分の含有率を数百ppm〜数十ppmから数ppmまで低減することを特徴とする、液浸液の製造方法。
- 脱水剤で液中の水分の含有率を低減させた液浸液が、ドライ窒素ガスによってバブリング処理をされることを特徴とする請求項4又5に記載の液浸液の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006090406A JP2007266375A (ja) | 2006-03-29 | 2006-03-29 | 液浸光学系と、液浸光学系に用いられる液浸液と、その製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11176727A (ja) * | 1997-12-11 | 1999-07-02 | Nikon Corp | 投影露光装置 |
WO2005119371A1 (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | E.I. Dupont De Nemours And Company | Ultraviolet-transparent alkanes and processes using same in vacuum and deep ultraviolet applications |
JP2006032834A (ja) * | 2004-07-21 | 2006-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 露光装置、露光方法及び半導体装置の製造方法 |
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2006
- 2006-03-29 JP JP2006090406A patent/JP2007266375A/ja active Pending
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