JP2911864B2 - Device manufacturing method and exposure apparatus - Google Patents

Device manufacturing method and exposure apparatus

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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/70883Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of optical system

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は素子製造方法及び露
光装置に関するものであり、特にエキシマレーザ等の露
光用光源からの紫外線を用いて素子を製造する素子製造
方法及び露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an element manufacturing method and an exposure apparatus, and more particularly to an element manufacturing method and an exposure apparatus for manufacturing an element using ultraviolet rays from an exposure light source such as an excimer laser.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、LSIの高集積化に伴い、大強度
の遠紫外線を放射するエキシマレーザを露光用光源とし
て用いた露光装置の実用化が要望されている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the increasing integration of LSIs, there has been a demand for practical use of an exposure apparatus using an excimer laser which emits high-intensity far ultraviolet rays as an exposure light source.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】エキシマレーザは大強
度の光を放射するため、露光装置のスループットの向上
に極めて有用であるが、この大強度のレーザ光は紫外線
であるため光学系の特性が劣化することが判明した。
An excimer laser emits high-intensity light, which is extremely useful for improving the throughput of an exposure apparatus. However, since this high-intensity laser light is ultraviolet light, the characteristics of an optical system are low. It was found to deteriorate.

【0004】即ち、光学系を構成する光学部品には、紫
外線を効率良く伝達するために反射防止膜或いは増反射
膜がコーティングされる必要があるが、これらの光学薄
膜が紫外線の照射による大気中のガスの化学反応によ
り、劣化するのである。
That is, an optical component constituting an optical system needs to be coated with an anti-reflection film or an anti-reflection film in order to efficiently transmit ultraviolet rays. It is deteriorated by the chemical reaction of the gas.

【0005】本発明の目的は、これらの光学部品の劣化
をなくすか十分に小さくすることにある。
It is an object of the present invention to eliminate or sufficiently reduce the deterioration of these optical components.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、レチクルに至
るまでの光路に沿って複数の密封空間を形成し、それぞ
れの密封空間を不活性ガスで満たすことを特徴としてい
る。
The present invention is characterized in that a plurality of sealed spaces are formed along an optical path leading to a reticle, and each of the sealed spaces is filled with an inert gas.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】図1は本発明の露光装置全体の構
成図である。Aは露光光学系を有する露光装置本体を示
す。1はKrFエキシマレーザであり、防振クッション
4上のレーザ定盤3上に設定されたXYθステージ2上
に固定されている。Bはレーザ1からの紫外線レーザ光
20を露光装置本体の光学系へ伝送する伝送系であり、
図示されたミラー5を含む複数個の光学部品で構成され
ている。この伝送系の詳細は後述する。6は照明光学
系、9は半導体製造用の回路パターンが描かれたレチク
ル、90はレチクルホルダ、10はレチクル9の回路パ
ターンを投影する為の投影レンズ、11はレンズ支持
台、12はウェハ、13はウェハ12を吸着固定するチ
ャック、14はXYステージ、15はステッパー定盤、
16は防振クッションである。
FIG. 1 is a view showing the overall arrangement of an exposure apparatus according to the present invention. A indicates an exposure apparatus main body having an exposure optical system. Reference numeral 1 denotes a KrF excimer laser, which is fixed on an XYθ stage 2 set on a laser surface plate 3 on an anti-vibration cushion 4. B is a transmission system for transmitting the ultraviolet laser beam 20 from the laser 1 to the optical system of the exposure apparatus main body,
It is composed of a plurality of optical components including the illustrated mirror 5. Details of this transmission system will be described later. 6 is an illumination optical system, 9 is a reticle on which a circuit pattern for semiconductor manufacturing is drawn, 90 is a reticle holder, 10 is a projection lens for projecting the circuit pattern of the reticle 9, 11 is a lens support, 12 is a wafer, 13 is a chuck for sucking and fixing the wafer 12, 14 is an XY stage, 15 is a stepper surface plate,
Reference numeral 16 denotes a vibration isolating cushion.

【0008】エキシマレーザ1から射出したレーザ光2
0は、伝送系Bを通過して露光装置本体Aの照明光学系
6に入射する。そして、照明光学系6でビーム径を拡大
された後、レチクル9、投影レンズ10を経て、12の
ウェハ上に到達する。
A laser beam 2 emitted from an excimer laser 1
Numeral 0 passes through the transmission system B and enters the illumination optical system 6 of the exposure apparatus main body A. Then, after the beam diameter is expanded by the illumination optical system 6, the beam reaches the wafer 12 via the reticle 9 and the projection lens 10.

【0009】照明光学系6と投影レンズ10から成る露
光用光学系は、ステッパー定盤15に固定されたレンズ
支持台11によってすべて一体化されて固定されている
ため、露光装置本体A内での各光学系の相対位置は実質
的に不変である。レチクル9上には前述のように回路パ
ターンが描かれており、レーザ光で、照明することによ
り、投影レンズ10を介して1/5に縮小されてウェハ
12上に転写される。
The exposure optical system comprising the illumination optical system 6 and the projection lens 10 is all integrated and fixed by the lens support 11 fixed to the stepper base 15, so that the exposure optical system The relative position of each optical system is substantially unchanged. The circuit pattern is drawn on the reticle 9 as described above, and is illuminated with a laser beam, reduced to 1/5 via the projection lens 10 and transferred onto the wafer 12.

【0010】ウェハ12は、ウェハチャック13上に真
空吸着されており、ウェハチャック13は、ステッパー
定盤15上に設けられた可動のXYステージ14上に固
定されている。ウェハ12をXYステージ14により互
いに直交するXおよびYの2方向に搬送することがで
き、縮小されたパターンを、ウェハ上の任意の位置に転
写することができる。
The wafer 12 is vacuum-sucked on a wafer chuck 13, and the wafer chuck 13 is fixed on a movable XY stage 14 provided on a stepper base 15. The wafer 12 can be transferred by the XY stage 14 in two directions of X and Y orthogonal to each other, and the reduced pattern can be transferred to an arbitrary position on the wafer.

【0011】通常、ウェハ12上には数十ショットの縮
小パターンが転写されるため、XYステージ14をXま
たはY方向に移動させては、レーザ光を照射して転写を
するという動作をくり返し行うことになる。
Normally, since a reduced pattern of several tens of shots is transferred onto the wafer 12, the operation of moving the XY stage 14 in the X or Y direction and irradiating a laser beam to perform the transfer is repeated. Will be.

【0012】図2は伝送系Bの具体的な構成を示す断面
図である。図2において、1はレーザ、6は照明光学系
であり、図1のものと同一部材である。伝送系Bは、ミ
ラー5、プリズム7、レンズ8が光軸に沿って配列され
た伝送光学系とこの伝送光学系を密封するカバー30と
ウィンドウ(窓)31とから成り、カバー30とウィン
ドウ31で密封手段を構成する。伝送光学系の各光学部
品5,7,8は、反射防止膜(プリズム7,レンズ8)
や増反射膜(ミラー5,プリズム7)が表面に形成され
ており、これらの膜の作用でレーザ光の伝送効率を高め
ている。
FIG. 2 is a sectional view showing a specific configuration of the transmission system B. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a laser, and 6 denotes an illumination optical system, which are the same members as those in FIG. The transmission system B includes a transmission optical system in which a mirror 5, a prism 7, and a lens 8 are arranged along the optical axis, a cover 30 for sealing the transmission optical system, and a window (window) 31, and the cover 30 and the window 31. Constitutes the sealing means. Each optical component 5, 7, 8 of the transmission optical system is an anti-reflection film (prism 7, lens 8)
A reflection enhancing film (mirror 5, prism 7) is formed on the surface, and the effect of these films enhances the transmission efficiency of laser light.

【0013】カバー30はアルミニウムなどの金属から
成り、その内面(伝送光学系側の面)は黒色アルマイト
を塗布することによりレーザ光を吸収できるようになっ
ている。また、伝送系Bの光入出射口には前述のように
ウィンドウ31が設けられており、これにより伝送光学
系は大気から遮断される。ウィンドウ31はレーザ光に
対して透明なガラス板で構成され、ここではSiO2か
ら成るガラス板を用いている。
The cover 30 is made of metal such as aluminum, and its inner surface (the surface on the side of the transmission optical system) is coated with black alumite so that it can absorb laser light. Further, the window 31 is provided at the light input / output port of the transmission system B as described above, so that the transmission optical system is shielded from the atmosphere. The window 31 is formed of a glass plate that is transparent to laser light. Here, a glass plate made of SiO2 is used.

【0014】カバー30とウィンドウ31で形成される
空間中には、大気の代りにN2ガスが封入されており、
伝送系B周囲の大気圧より幾分高めの圧力を与えられて
いる。従って、伝送系B周囲から伝送系B内部の空間に
ガスが入り込むことはなく、ホコリやゴミなどの伝送系
B内部への進入を防止している。伝送系B内部の空間中
に封入するガスは、N2ガスの他にArガスやHeガス
等の他の不活性ガスも使用できる。このような不活性ガ
スで伝送光学系の各光学部品5,7,8が包まれている
ので、たとえレーザ光により光学部品5,7,8が照射
されても、光学部品5,7,8にコーティングしてある
各種の光学薄膜が化学反応により劣化することがなく、
レーザ光を効率良く露光装置本体Aまで伝送できる。
In the space defined by the cover 30 and the window 31, N2 gas is sealed instead of air.
The pressure is somewhat higher than the atmospheric pressure around the transmission system B. Accordingly, gas does not enter the space inside the transmission system B from around the transmission system B, thereby preventing dust and dirt from entering the inside of the transmission system B. As the gas sealed in the space inside the transmission system B, other inert gas such as Ar gas and He gas can be used in addition to N2 gas. Since the optical components 5, 7, and 8 of the transmission optical system are wrapped with such an inert gas, even if the optical components 5, 7, and 8 are irradiated with laser light, the optical components 5, 7, and 8 are radiated. Various optical thin films coated on are not deteriorated by chemical reaction,
Laser light can be efficiently transmitted to the exposure apparatus main body A.

【0015】図3は図1及び図2で示した伝送系Bの外
観図であり、伝送系Bのカバー30にはガス供給口35
とガス吹出口37が取付けられている。ガス吹出口37
はフィルタ36と共にカバー30の所定位置に設けられ
ており、フィルタ36を介して伝送系B内部の空間中の
N2ガスを外部へ放出する。一方、ガス供給口35はガ
ス導入管39を介して不活性ガス供給装置38とつなが
っており、装置38からのN2ガスがガス供給口35を
介して伝送系B内部へ送り込まれるのである。
FIG. 3 is an external view of the transmission system B shown in FIG. 1 and FIG.
And a gas outlet 37 are attached. Gas outlet 37
Is provided at a predetermined position of the cover 30 together with the filter 36, and discharges N2 gas in the space inside the transmission system B to the outside through the filter 36. On the other hand, the gas supply port 35 is connected to an inert gas supply device 38 via a gas introduction pipe 39, and N2 gas from the device 38 is sent into the transmission system B via the gas supply port 35.

【0016】図3では簡単に図示してあるが、装置38
には、N2ガスの温度・湿度・圧力を調整するための調
整装置が設けられており、これらの装置により、定温、
定湿、定圧のN2ガスを伝送系B内部の空間に送り込ん
でいる。従って、伝送系Bの内部の伝送光学系は常に一
定の環境下に置かれることになり、伝送系B周囲の大気
圧変動や温湿度の変動に関係なく、伝送光学系の光学特
性が一定に維持される。このため、照明光学系6へ同じ
状態(ビーム系、拡がり角等)のレーザ光を常に供給で
き、露光装置の性能を一定に維持できる。
Although schematically shown in FIG. 3, the device 38
Is provided with adjusting devices for adjusting the temperature, humidity, and pressure of the N2 gas.
The constant-humidity, constant-pressure N2 gas is sent into the space inside the transmission system B. Therefore, the transmission optical system inside the transmission system B is always placed in a constant environment, and the optical characteristics of the transmission optical system are kept constant irrespective of fluctuations in the atmospheric pressure and temperature and humidity around the transmission system B. Will be maintained. Therefore, laser light in the same state (beam system, divergence angle, etc.) can always be supplied to the illumination optical system 6, and the performance of the exposure apparatus can be kept constant.

【0017】また、レーザ光の一部が、伝送光学系の各
光学部品5,7,8で散乱されると、これによって生じ
た散乱光がカバー30の内面の黒色アルマイトを照射
し、カバー30の内面からゴミを発生する可能性がある
が、ここでは、N2ガスを伝送系B内部の空間中で循環
させた後フィルタ36を介してガス吹出口37からN2
ガスを放出しているため、これらのゴミをフィルタ36
により吸着し、除去することができる。従って、伝送系
B内部の空間(雰囲気)を常に清浄な状態に保ち、伝送
光学系の光学性能を劣化させることがない。
When a part of the laser light is scattered by the optical components 5, 7, and 8 of the transmission optical system, the scattered light irradiates the black alumite on the inner surface of the cover 30, and There is a possibility that dust may be generated from the inner surface of the transmission line B. Here, N2 gas is circulated in the space inside the transmission system B, and then N2 gas is passed through the gas outlet 37 through the filter 36.
Since gas is released, these dusts are removed from the filter 36.
Can be adsorbed and removed. Therefore, the space (atmosphere) inside the transmission system B is always kept clean, and the optical performance of the transmission optical system is not deteriorated.

【0018】本実施例においては、伝送系Bは露光装置
本体Aに固定されており、伝送系Bに加えて本体Aの照
明光学系6に対しても別途このような不活性ガスを満た
す構成を採っている。このように伝送光学系Bと本体の
Aの照明系の各光学部品を別個の空間の不活性ガスの雰
囲気に置くようにすると、各光学系のメンテナンスなど
が容易になる。
In the present embodiment, the transmission system B is fixed to the exposure apparatus main body A, and the illumination optical system 6 of the main body A in addition to the transmission system B is separately filled with such an inert gas. Has been adopted. When the optical components of the transmission optical system B and the illumination system A of the main body are placed in an inert gas atmosphere in separate spaces, maintenance of each optical system becomes easy.

【0019】図1に示した露光装置は、ステッパーと呼
ばれる投影型の露光装置であったが、本発明はこの種の
装置に限定されるものではない。従って、コンタクト方
式やプロキシミティ方式の露光装置、或いは光源として
KrFエキシマレーザ以外の光源を用いる露光装置や加
工装置等の各種機器に適用できる。
Although the exposure apparatus shown in FIG. 1 is a projection type exposure apparatus called a stepper, the present invention is not limited to this type of apparatus. Therefore, the present invention can be applied to various devices such as a contact type or proximity type exposure apparatus, or an exposure apparatus or a processing apparatus using a light source other than a KrF excimer laser as a light source.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上、本発明によれば、不活性ガスを用
いて光学部品を大気から遮断するので、光学部品が劣化
することが殆どない。
As described above, according to the present invention, the optical component is shielded from the atmosphere by using the inert gas, so that the optical component hardly deteriorates.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の露光装置の全体構成を示す概略図。FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an exposure apparatus according to the present invention.

【図2】伝送系Bの構成を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of a transmission system B.

【図3】伝送系Bの外観を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an appearance of a transmission system B.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 露光装置本体 B 伝送系 1 レーザ 30 カバー 31 窓 38 不活性ガス供給装置 Reference Signs List A Exposure device main body B Transmission system 1 Laser 30 Cover 31 Window 38 Inert gas supply device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−133728(JP,A) 特開 昭60−78456(JP,A) 特開 昭57−45542(JP,A) 特開 昭61−87124(JP,A) 特開 昭55−143033(JP,A) 特開 昭62−21222(JP,A) 特開 昭60−79357(JP,A) 特開 昭61−164639(JP,A) 特開 昭62−65833(JP,A) 特開 昭59−120393(JP,A) 特開 昭62−15547(JP,A) 特開 昭61−164639(JP,A) 特開 昭62−15547(JP,A) 特許2783575(JP,B2) 特許2644705(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-60-133728 (JP, A) JP-A-60-78456 (JP, A) JP-A-57-45542 (JP, A) JP-A-61-455 87124 (JP, A) JP-A-55-143033 (JP, A) JP-A-62-21222 (JP, A) JP-A-60-79357 (JP, A) JP-A-61-164639 (JP, A) JP-A-62-65833 (JP, A) JP-A-59-120393 (JP, A) JP-A-62-15547 (JP, A) JP-A-61-164639 (JP, A) JP-A-62-15547 (JP, A) Patent 2783575 (JP, B2) Patent 2644705 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 21/027

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 紫外線をレチクルのパタ−ンを介して基
板上に照射する段階を含む素子製造方法において、前記
レチクルに至るまでの前記紫外線の光路中にそって沿っ
て複数の密封空間を形成し、それぞれの空間を不活性ガ
スで満たすことを特徴とする素子製造方法。
1. A device manufacturing method comprising the step of irradiating ultraviolet rays onto a substrate through a pattern of a reticle, wherein a plurality of sealed spaces are formed along an optical path of the ultraviolet rays up to the reticle. And filling each space with an inert gas.
【請求項2】 前記紫外線はエキシマレーザが放射した
レ−ザ光であることを特徴とする請求項1の素子製造方
法。
2. The device manufacturing method according to claim 1, wherein said ultraviolet light is laser light emitted by an excimer laser.
【請求項3】 紫外線をレチクルのパタ−ンを介して基
板に照射する露光装置において、前記レチクルに至るま
での前記紫外線の光路に沿って複数の密封空間を形成
し、それぞれの密封空間を不活性ガスで満たすことを特
徴とする露光装置。
3. An exposure apparatus for irradiating a substrate with ultraviolet rays through a pattern of a reticle, wherein a plurality of sealed spaces are formed along an optical path of the ultraviolet rays up to the reticle, and each of the sealed spaces is not formed. An exposure apparatus characterized by being filled with an active gas.
【請求項4】 前記紫外線はエキシマレ−ザが放射した
レ−ザ−光りであることを特徴とする請求項3の露光装
置。
4. An exposure apparatus according to claim 3, wherein said ultraviolet light is laser light emitted by an excimer laser.
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