CN1438545A - 激光装置、曝光装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种激光装置,该激光装置通过激励封入到腔室内的气体而产生激光;其中,具有检测出上述腔室内的上述气体的气体特性的气体特性检测装置和基于上述气体特性检测装置的检测结果计算出上述激光的振荡波长和/或波谱宽度的计算装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光装置,特别是涉及在曝光装置中对绘有图案的掩模进行照明的激光装置,该曝光装置用于制造半导体元件、液晶显示元件、摄像元件(CCD等)或薄膜磁头等的光刻工序。
背景技术
根据近年来的电子设备的小型化和薄型化的要求,对搭载于电子设备的半导体元件的微细化的要求越来越高。作为制造半导体元件的光刻方法,过去使用了投影曝光装置。
可由投影曝光装置复制的最小尺寸(析像度)与曝光所用的光的波长成比例。为此,近年来,曝光光源从过去的超高压水银灯(g线(波长约436nm)、i线(波长约365nm))变到波长短的KrF艾克西玛(エキシマ)激光(波长约248nm),并进一步短变到ArF艾克西玛激光(波长约193nm),F2激光(波长约157nm)的实用化也在进展之中。
以良好效率使该波长区(即紫外区)的光透过的光学构件仅限定于合成石英和萤石等一部分玻璃材料,因此像差修正较困难。因此,在将KrF艾克西玛激光和ArF艾克西玛激光作为曝光光源的场合,一般将在自然振荡状态下的半值全宽约为500pm左右的波谱宽度例如窄带化到约0.5pm,并在监控波长的同时时常以所期望的波长振荡地进行设于共振器内部的波长选择元件的反馈控制(波长控制)。
另一方面,在将F2激光作为曝光光源的场合,由于技术方面的原因,而不能进行波谱宽度的窄带化和波长控制;作为该技术方向的原因,例如有:在157nm附近存在多个振荡光谱;自然振荡状态下的波谱宽度约为1pm时比KrF艾克西玛激光和ArF艾克西玛激光细;在波长带区157nm使用的光学构件的性能未发展到实用的阶段,所以激光的窄带化困难;在激光装置内部的波长和波谱宽度的高精度测量非常困难。因此,提出了仅选择在F2激光器中振荡的多个波长中的某一个波长使其振荡的谱线选择方式。
在F2激光器和艾克西玛激光器中,一般使用这样的激光装置,该激光装置在腔室内封入氟等卤素气体和氦、氖等稀有气体,由在载置于腔室内的电极间加高电压产生的放电激励气体,使激光振荡。当激光的振荡持续进行时,卤素气体与存在于腔室内的杂质反应,或吸附到腔室的内壁,使卤素气体的浓度下降。因此,激光气体的组成比从最佳比例变化,结果,导致脉冲能量(激光器振荡效率)的下降。
因此,使加到电极间的电压上升,或在外加电压的上升量达到某一临界值时,注入规定量的包含卤素气体的气体(气体注入),使腔室内的气体的压力上升,将激光的脉冲能量维持到所期望的值。可是,当反复进行气体注入时,腔室内的杂质增加,即使提高加到电极间的电压和注入气体,杂质与卤素气体也会产生反应,最终难以将脉冲能量维持为所期望的值。在气体注入效果变小的场合,排出腔室内的气体的大部分,封入新的气体(气体更换)。即,在艾克西玛激光器和F2激光器中,根据使用状况,使腔室内的气体压力和氟的分压变化,或使电极间的外加电压上升,获得所期望的输出。
然而,已经知道,在F2激光器的场合,当气体注入等使得腔室内的气体压力和温度等气体特性变化时,与此相应,激光的振荡波长和波谱宽度变化。
因此,当将F2激光器作为曝光光源时,曝光过程中振荡波长和波谱宽度变化,例如在超过曝光系要求的波长稳定性和波谱宽度的容许值时,难以获得曝光装置所要求的所期望的析像性能。
另外,在F2激光器的场合,由于在激光装置内部进行高精度的波长的测量在技术方向非常困难,所以,难以直接确认在曝光中是否发挥出所期望的性能。另外,即使直接确认了激光的振荡波长,从现状的光学部件的耐久性能考虑也可得知,基于运行成本和维护频度的观点,对曝光装置的生产率产生不良影响。在作比F2激光器更短的波长的激光器作为曝光光源的场合,也产生同样的问题。
发明内容
因此,本发明的例示的目的在于提供一种可间接地检测出激光的振荡波长和波谱宽度的变化、发挥出规定的析像性能的激光装置、曝光装置及方法。
为了达到上述目的,作为本发明的一个方案的激光装置通过激励封入到腔室内的气体而产生激光;其中,具有检测出上述腔室内的上述气体的气体特性的气体特性检测装置和基于上述气体特性检测装置的检测结果计算出上述激光的振荡波长和/或波谱宽度的计算装置。
上述气体特性检测装置也可为检测出上述腔室内的上述气体的压力的压力传感器或检测上述腔室内的上述气体的温度的温度传感器。也可还具有控制部,该控制部判断上述激光的振荡波长和/或波谱宽度是否在规定的容许范围,生成用于使该激光的振荡波长和/或波谱宽度在上述容许范围内的修正信息。上述激光也可在157nm近旁或其以下的波长振荡。
作为本发明的另一方案的曝光装置,使用激光通过投影光学系将形成于掩模的所期望的图案曝光到被处理体;其中,具有激光装置和修正装置;该激光装置具有检测封入到腔室内的气体的气体特性的气体特性检测装置,通过激励该气体而产生上述激光;该修正装置根据上述气体特性检测装置的检测结果修正上述曝光。
也可还具有根据上述气体特性检测装置的检测结果计算出上述激光的振荡波长和/或波谱宽度的计算装置。上述计算装置也可设置在上述激光装置的内部或外部。
作为本发明的另一方案的曝光方法使用激励封入到腔室内的气体产生的激光将形成于掩模的所期望的图案曝光到被处理体;其中,具有检测上述腔室内的上述气体的气体特性的步骤和根据上述检测步骤的检测结果判断上述曝光的继续或中止的步骤。
上述检测步骤也可具有根据上述气体特性计算出上述激光的振荡波长和/或波谱宽度的步骤。上述判断步骤也可具有比较上述检测步骤的检测结果是否在规定的容许范围内的步骤。在上述判断步骤中止上述曝光时,也可还具有改变上述腔室内的上述气体的气体特性的步骤。上述气体特性改变步骤也可改变上述腔室内的上述气体的压力和/或温度。
作为本发明的另一方案的曝光方法使用激励封入到腔室内的气体产生的激光通过投影光学系将形成于掩模的所期望的图案曝光到被处理体;其中,具有检测上述腔室内的上述气体的气体特性的步骤、根据由上述检测步骤检测出的上述气体特性计算出上述激光的振荡波长和/或波谱宽度的步骤、及根据上述计算出的上述振荡波长修正上述曝光的步骤。
上述修正步骤也可修正上述投影光学系的光学特性。上述修正步骤也可使上述被处理体朝光轴方向移动。
用于根据封入到腔室内的气体的气体特性计算出激励该气体而产生的激光的振荡波长的数据库和用于根据封入到腔室内的气体的气体特性计算出激励该气体而产生的激光的波谱宽度的数据库也构成本发明的另一侧面。在该数据库中,上述气体特性也可为上述气体的压力和温度。
具有使用上述曝光装置对被处理体进行曝光的步骤和对进行了上述曝光的上述被处理体进行规定的处理的步骤的器件制造方法也构成本发明的另一侧面。具有与上述曝光装置的作用同样的作用的器件制造方法的权利要求对作为中间和最终结果物的器件自身也有效。另外,该器件包含LSI和VLSI等半导体芯片、CCD、LCD、磁头、薄膜磁头等。
本发明的其它目的或其它特性可通过参照以附图低说明的优选实施例而明确。
附图说明
图1为作为本发明的一方案的曝光装置的示意构成图。
图2为作为本发明的一方案的激光装置的示意构成图。
图3为用于说明以实验方法求出改变图2所示激光装置的腔室内的气体压力和气体温度的场合的激光的振荡波长和波谱宽度的方法的流程图。
图4为示出图2所示激光装置的气体特性与激光的振荡波长的关系的图。
图5为示出图2所示激光装置的气体特性与激光的波谱宽度的关系的图。
图6为用于说明图2所示激光装置振荡的激光的振荡波长或波谱宽度从规定的容许范围脱离的场合的处理的流程图。
图7为用于说明具有本发明曝光装置的器件制造方法的流程图。
图8为图7所示步骤4的详细流程图。
具体实施方式
下面参照附图说明作为本发明一侧面的曝光装置1和激光装置100。但是,本发明不限于这些实施例,在实现本发明的目的的范围内,也可替代性地置换各构成要素。在这里,图1为作为本发明一侧面的曝光装置1的示意构成图。本发明的曝光装置1如图1所示那样具有激光装置100、照明光学系统200、掩模300、投影光学系400、板500、台架600、及控制部700。
曝光装置1例如为按分步扫描或分步重复方式将形成于掩模300的电路图案曝光到板500的投影曝光装置。该曝光装置适合于亚微米或四分之一微米以下的光刻工序,在以下的本实施例中,以分步扫描方式的曝光装置(也称为“扫描装置”)为例进行说明。在作为“分步扫描方式”的曝光方法中,相对掩模连续地扫描晶片,将掩模图案曝光到晶片,同时,在1个照射区域的曝光结束后使晶片步进移动,移动到下一照射区域的曝光区域。在作为“分步重复方式”的曝光方法中,每进行晶片的照射区域的一次曝光后使晶片步进移动,移动到下一照射区域的曝光区域。
激光装置100如图2所示那样,具有控制部102、高压电源104、压缩回路106、腔室108、光阑112a和112b、谱线选择模块114、部分透过反射镜116、分光镜118、快门120、光监控部122、压力传感器124、温度传感器126、计算部128、气体控制器130,例如,发出产生脉冲光的F2激光(波长约157nm)或以比其短的波长振荡的激光。图2为作为本发明的一侧面的激光装置100的示意构成图。
控制部102接收从曝光装置1的控制部700发送的触发信号或能量指令、或外加电压指令的信号等。根据该信号,控制部102向高压电源104发送高电压信号,同时,按使激光发光的时刻将触发信号发送到压缩回路106。
在腔室108的内部设置放电电极108a和108b,另外,作为激光气体按规定的比例封入氟等卤素气体和氦、氖等稀有气体。
当由压缩回路106将10-30kV左右的高电压加到放电电极108a与108b之间(区域108c)时,在该区域108c放电,激励封入到腔室108内的激光气体,在放电电极108a与108b之间(区域108c)之间发光。
在放电电极108a与108b之间(区域108c)产生的光窗口110a、110b和光阑112a、112b,在谱线选择模块114内部的图中未示出的后反射镜和部分透过反身镜116往返而放大,成为激光。
在谱线选择模块114内设置棱镜等波长选择元件,仅选择在F2激光器振荡的多个波长中的某一特定波长的光,反射到腔室108侧。因此,虽然对于该波长发出激光,但其它波长的光即使反射,也由光阑112a和112b挡住,不会作为激光输出。
产生的激光的大部分透过分光镜118,当快门120打开时,朝照明光学系统200的光束整形光学系202出射。另一方面,由分光镜118反射的一部分的激光被导入至光监控部122。
光监控部122对每一脉冲的光的能量进行监控,将该结果发送到控制部102。控制部102根据光监控部122的能量的测量结果或从曝光装置1的控制部700发送的能量控制的信息,决定下次发光的脉冲光的外加电压。
在腔室108设置测量腔室108内部的气体的压力的压力传感器124和测量腔室108内部的气体温度的温度传感器126,时常或按照规定时刻测量腔室108内部的气体的压力和温度。腔室108内部的气体的压力和温度的测量结果被发送到计算激光的振荡波长和波谱宽度的计算部128,计算部128根据压力传感器124和温度传感器126的测量结果计算激光的振荡波长和波谱宽度,将其结果发送到控制部102。
激光的振荡波长和波谱宽度的结果根据需要从控制部102还发送到曝光装置1的控制部700。激光的振荡波长和波谱宽度的计算如后述那样预先进行实验,根据气体压力和温度等气体特性与振荡波长和波谱宽度的相关关系求出关系式,存储到计算部128。
在本实施例中,根据压力传感器124和温度传感器126的测量结果计算激光的振荡波长和波谱宽度的计算部128载置到激光装置100,但也可在曝光装置1的控制部700具有根据气体特性的信息计算出激光的振荡波长和波谱宽度双方或至少一方的装置。在该场合,压力传感器124和温度传感器126的气体特性的测量结果直接发送到控制部102,从控制部102由曝光装置1的控制部700变换成振荡波长和波谱宽度。
腔室108内的激光气体如使激光振荡,则卤素气体的比例下降,或杂质增加等,逐渐劣化。因此,需要按规定的间隔将包含卤素气体的气体注入到腔室108内(以下称气体注入),或进行腔室108内的激光气体的大部分的更换(以下称气体更换)。
当需要气体注入或气体更换时,气体控制器130将通过激光气体配管132供给的新激光气体导入至腔室108,通过排气用气体配管134将腔室108内的劣化的激光气体的一部分或大部分排出。
在这里,参照图3说明实验地导出腔室108内的气体特性与激光的振荡波长和波谱宽度的关系的一例。图3为用于说明实验地求出改变腔室108内的气体压力和气体温度的场合的激光的振荡波长和波谱宽度的方法1000的流程图。从激光装置100振荡的激光的振荡波长和波谱宽度的测量使用分光器。
首先,开始激光装置100的振荡(步骤1002),使激光入射到分光器。此时,进行腔室108内部的气体温度的测量(步骤1004)和气体压力的测量(步骤1006),同时,按大体相同时刻或紧接之后的时刻使用分光器测量激光的振荡波长和波谱宽度(步骤1008)。
然后,在将气体温度保持为一定的状态下改变腔室108内的气体压力,判断继续还是中断激光的振荡波长和波谱宽度的测量(步骤1010)。在继续进行测量的场合,改变腔室108内的气体压力(步骤1012),再次进行腔室108内的气体压力的测量(步骤1006),此后,再次测量激光的振荡波长和波谱宽度(步骤1008)。
在结束沿由激光装置100使用的气体压力的整个区域的数据采取后,中止在同一气体温度下的测量,改变腔室108内的气体温度,判断继续还是中止激光的振荡波长和波谱宽度的测量(步骤1014)。在继续进行测量的场合,改变腔室108内的气体温度(步骤1016)。为了改变气体温度,可改变激光的振荡频率,也可将加热器等温度控制器安装到腔室108内进行温度控制。
气体温度改变后,在将气体温度保持一定的状态下再次改变气体压力,测量激光的振荡波长和波谱宽度(反复进行步骤1004以下)。结束在激光装置100使用的气体温度的整个区域的数据采取后,停止激光振荡(步骤1018)而结束(步骤1020)。
图4和图5示出按该方法1000获得的数据的一例。图4为示出激光装置100的气体特性(气体压力和气体温度)与激光的振荡波长的关系的图,横轴为气体压力,纵轴为振荡波长,示出使气体温度变化为Ta、Tb、Tc时的数据。图5为示出激光装置100的气体特性(气体压力和气体温度)与激光的波谱宽度的关系的图,横轴为气体压力,纵轴为波谱宽度,示出使气体温度改变为Ta、Tb、Tc时的数据。该数据作为根据测量出的气体特性计算出激光的振荡波长或波谱宽度的数据库起作用。
参照图4和图5,设激光气体的压力为p,激光气体的温度为T,则可由以下所示公式(函数)推断激光装置100的振荡波长λ和波谱宽度Δλ。
(公式1)
λ=f(p,T)(振荡波长)
(公式2)
Δλ=g(p,T)(波谱宽度)
实际上,在激光器制造商或曝光装置制造商的工厂等,可根据通过进行该方法1000获得的结果推断函数。
另外,在本实施例中,作为求出激光装置100发出的激光的振荡波长和波谱宽度时的气体特性的检测项目,以腔室108内的气体压力和气体温度为例进行了说明,但也可使用其它气体特性例如气体的组成比等,除了气体压力和气体温度外,通过一并检测这些特性,当然也可导出激光的振荡波长和波谱宽度。
由公式1和公式2所示函数f(p,T)和g(p,T)存储在计算部128。各时刻的激光的振荡波长根据函数f(p,T)和由压力传感器124和温度传感器126获得的腔室108内的气体压力和气体温度的测量值由计算部128计算,该计算结果被送到控制部102。另外,根据需要从控制部102发送到曝光装置1的控制部700。
另一方面,在各时刻的激光的波谱宽度根据函数g(p,T)和由压力传感器124和温度传感器126获得的腔室108内的气体压力和气体温度的测量值由计算部128计算出,该计算结果被发送到控制部102。另外,根据需要从控制部102发送到曝光装置1的控制部700。
另外,控制部102判断计算出的各时刻的激光的振荡波长和波谱宽度是否满足规定的容许范围。在控制部102判断振荡波长和波谱宽度满足规定的容许范围时,曝光动作继续进行,但在判断振荡波长和波谱宽度不满足规定的容许范围的场合,将振荡波长和波谱宽度不在容许范围这一状态的信号发送到曝光装置1的控制部700,控制部700中止曝光,同时,进行激光装置100的振荡波长和波谱宽度进入规定的容许范围的处理。
再次,返回到图1,照明光学系200为对掩模200进行照明的光学系,设置有从激光装置100沿激光(光束)的光路将激光的断面形成为所期望的形状的光束整形光学系202、用于调节激光的强度的可变ND滤波器204、为了使在掩模300面上的照度均匀化而分割激光将其重合的光学集成器206、对通过光学集成器206的激光进行汇聚的聚光镜208、用于将来自聚光镜208的激光的一部分引导至光检测器210的分光束镜212、配置到由聚光镜208汇聚激光的位置的近旁限制掩模300面上的照射激光的范围的遮光板214、将遮光板214的像形成的掩模300上的成像透镜216、及使激光的光路朝着投影光学系400的方向的反射镜218。
掩模300例如由石英制成,在其上形成应复制的电路图案(或像),由图中未示出的掩模台支承和驱动。从掩模300发出的衍射光通过投影光学系400投影到板500。掩模300和板500在光学上存在共轭关系。本实施形式的曝光装置1由于为扫描器,所以,通过按投影光学系400的缩小倍率比的速度比使对掩模300和板500扫描,可将掩模300的图案复制到板500上。
投影光学系400按规定的倍率(例如1/2-1/10)将照明光学系统200面上的电路图案缩小后投影曝光(复制)到板500的多个照射区域的1个。投影光学系400可使用仅由多个透镜元件构成的光学系、具有多个透镜元件和至少1片凹面镜的光学系(反射折射光学系)、具有多个透镜和至少一片位相衍射成像元件等的衍射光学元件的光学系、全反射镜型的光学系等。需要像差的修正的场合,使用由色散值相互不同的玻璃材料构成的多个透镜元件,或产生与透镜元件相反方向的色散地构成衍射光学元件。
另外,在投影光学系400设置像差修正装置410,驱动像差修正装置410的一部分的透镜,或控制规定的透镜间的压力,从而修正激光的振荡波长的变动导致的投影光学系400的像差。
板500为晶片或液晶基板等被处理体,涂覆光致抗蚀剂。光致抗蚀涂覆工序包含前处理、密接性提高剂涂覆处理、光致抗蚀剂涂覆处理、及预烘处理。前处理包含洗净、干燥等。密接性提高剂涂覆处理为用于提高光致抗蚀剂与基底的紧密接触性的表面改性(即由界面活性涂覆产生的疏水性化)处理,对HMDS(Hexamethyl-disilazane)等有机膜进行涂覆或蒸汽处理。预烘为烘烤(烧成)工序,但比显影后的烘烤弱,用于除去溶剂。
台架600例如可利用线性马达朝与投影光学系400的光轴垂直的方向移动板500。掩模300和板500例如同步扫描,台架600与图中未示出的掩模台的位置例如由激光干涉仪等监视,两者按一定的速度比例驱动。另外,台架600也可使板500朝与投影光学系400的光轴平行的方向移动,使掩模300的成像位置与板500的表面一致地控制。
台架600例如设置到通过缓冲器设于地板等上的台架底座上,掩模台架和投影光学系400例如设置到通过载置于地板等的底座支架上的缓冲器等支承的图中未示出的镜筒座上。
控制部700接收从激光装置100发送的激光的振荡波长和波谱宽度(即根据测定的气体特性计算出的激光的振荡波长和波谱宽度),按照它根据需要进行投影光学系400的像差修正装置410的图中未示出的光学部件的驱动和规定的透镜间的压力的控制、规定的透镜间隔的修正,或驱动台架600,从而使掩模300上的图案在板500上的成像性能达到所期望的水平地调整。即,控制部700修正激光的振荡波长变化产生的像差。
另外,如上述那样,激光装置100判断根据测定的气体特性计算出的激光的振荡波长和波谱宽度是否满足规定的容许范围,在激光的振荡波长和波谱宽度不满足规定的容许范围的场合,控制部700接收表示激光的振荡波长和波谱宽度不满足规定的容许范围这一状态的信号。接收到该信号时,控制部700中止对台架600的曝光,同时,关闭激光装置100的处于激光出射口的快门120,使激光装置100的激光的振荡波长和波谱宽度处于规定的范围内地调整。当调整结束时,控制部700打开快门120,再次开始向台架600的曝光。
控制部700发送使激光装置100发光的触发信号,并进行与由光检测器210进行光电变换的激光的强度相应的光电变换信号的处理。通过对该光电变换信号进行求积,控制部700将用于曝光量控制的能量指令或外加电压指令的信号发送到激光装置100。根据该信号,激光装置100如上述那样由控制部102控制各装置,按规定的能量发光。
作为控制部700从激光装置100接收的信息,除了判断激光的振荡波长和波谱宽度是否在规定的容许范围内的信号外,还具有判断能量的稳定性是正常还是异常的信号和互锁信号等。根据该信号,控制部700判断曝光继续或中止,控制激光装置100的振荡状态。
在这里,参照图6,说明激光的振荡波长或波谱宽度脱离规定的容许范围的场合的处理。图6为用于说明激光装置100振荡的激光的振荡波长或波谱宽度从规定的容许范围脱离的场合的处理的流程图。当激光振荡时,时常或按规定的时刻根据发送到计算部128的压力传感器124和温度传感器126的测量结果计算出激光的振荡波长和波谱宽度,将该计算结果发送到控制部102(步骤2002)。控制部102判断激光的振荡波长和波谱宽度是否进入到规定的容许范围内(步骤2004)。
在激光的振荡波长和波谱宽度双方都进入到规定的容许范围内时,继续进行曝光。激光的振荡波长和波谱宽度中的一方脱离规定的容许范围的场合,控制部102向曝光装置1的控制部700发出表示振荡波长或波谱宽度从容许范围脱离这一状态的信号(步骤2006)。接收到信号的控制部700停止向激光装置100发送用于发光的触发信号,中止曝光(步骤2008)。
此后,气体控制器130将封入到激光装置100的腔室108内的激光气体排出,或将新的激光气体注入到腔室108内,从而改变腔室108的气体压力,使其成为所期望的气体压力地进行调整(步骤2010)。激光装置100的计算部128根据调整后的气体特性(气体压力、气体温度)计算出激光的振荡波长和波谱宽度(步骤2012),判断该计算结果是否进入规定的容许范围内(步骤2014)。
在激光的振荡波长和波谱宽度的至少一方脱离规定的容许范围的场合,返回到步骤2010以下,气体控制器130改变激光装置100的腔室108内的气体压力,使其成为所期望的气体压力地再度进行调整。在激光的振荡波长和波谱宽度双方进入到规定的容许范围的场合,控制部102向曝光装置1的控制部700发送计算出的激光的振荡波长和波谱宽度(步骤2016)。控制部700根据从控制部102接收到的激光的振荡波长进行投影光学系400的像差修正装置410或台架600的调整(步骤2018),此后,重新开始向板500上的曝光。
在激光装置100使用的激光气体劣化、进行了气体注入或气体更换后等腔室108内的气体特性变化的场合,根据压力传感器124和温度传感器126的测量结果由计算部128计算出激光的振荡波长和波谱宽度,将该计算结果发送到控制部102和曝光装置1的控制部700。此时,控制部700根据计算出的激光的振荡波长进行投影光学系400的像差修正装置410或台架600的调整(即朝投影光学系400的光轴方向移动板500)。此时,进行像差修正装置410的图中未示出的光学部件的驱动、规定透镜间的压力控制、规定透镜间隔的修正或台架600向投影光学系400的光轴方向的驱动,以修正激光的振荡波长变化导致的像差,但这可时常进行,也可在超过预先设定的激光的振荡波长和波谱宽度的容许变动量的场合驱动。
在曝光时,从激光装置100发出的激光由照明光学系统200对掩模300进行例如柯拉照明。通过掩模300反映了掩模图案的光由投影光学系400在板500成像。曝光装置1使用的激光装置100可如上述那样间接地检测激光的振荡波长和波谱宽度的变化,发挥出所期望的析像性能(即稳定地发出所期望的振荡波长和波谱宽度的激光),所以,可由高生产率以良好的经济性提供器件(半导体元件、LCD元件、摄像元件(CCD等)、薄膜磁头等)。
如果用查找表代替相关公式,其中该查找表用于存储预发现或预计算的振荡波长值的波谱带宽值,上述振荡波长值和波谱带宽值对应于能够检测到的温度或压力(或其它气体特性);以及用数据获取装置代替上述计算装置,其中数据获取装置用于获得查寻上述查找表后的数据,则可以进行类似的运算和获得类似的结果。
下面,参照图7和图8说明利用上述曝光装置1的器件制造方法的实施例。图7为用于说明器件(IC和LSI等半导体芯片、LCD、CCD等)的制造的流程图。在这里,以半导体芯片的制造为例进行说明。在步骤1(电路设计)中,进行器件的电路设计。在步骤2(掩模制造)中,制作用于形成设计的电路图案的掩模。在步骤3(晶片制造)中,使用硅等材料制造晶片。步骤4(晶片处理)被称为前工序,使用掩模和晶片由光刻技术在晶片上形成实际的电路。步骤5(组装)被称为后工序,为使用由步骤4制作的晶片进行半导体芯片化的工序,包含组装工序(切割、粘接)、封装工序(芯片封入)等工序。在步骤6(检查)中,进行由步骤5制作的半导体器件的动作确认试验、耐久性试验等检查。经过这样的工序,完成半导体器件并出厂(步骤7)。
图8为步骤4的晶片处理的详细流程图。在步骤11(氧化),使晶片的表面氧化。在步骤12(CVD),在晶片的表面形成绝缘膜。在步骤13(电极形成),由蒸镀等在晶片上形成电极。在步骤14(离子打入),将离子打入到晶片。在步骤15(抗蚀剂处理),在晶片涂覆感光剂。在步骤16(曝光),由曝光装置1将掩模的电路图案曝光到晶片。在步骤17(显影),使曝光后的晶片显影。在步骤18(腐蚀),削取显影后的抗蚀剂像以外的部分。在步骤19(抗蚀剂剥离),去除腐蚀结束后不需要的抗蚀剂。通过反复进行这些步骤,在晶片上形成多层电路图案。按照本实施例的制造方法,可制造比过去更高级别的器件。
以上说明了本发明的优选实施例,但本发明不限于此,可在其要旨范围内进行多种变形和变更。
Claims (23)
1.一种激光装置,通过激励封入到腔室内的气体而产生激光;其中,具有检测出上述腔室内的上述气体的气体特性的气体特性检测装置;以及基于上述气体特性检测装置的检测结果计算出上述激光的振荡波长和/或波谱宽度的计算装置。
2.根据权利要求1所述的激光装置,其中,上述气体特性检测装置为检测出上述腔室内的上述气体的压力的压力传感器。
3.根据权利要求1所述的激光装置,其中,上述气体特性检测装置为检测上述腔室内的上述气体的温度的温度传感器。
4.根据权利要求1所述的激光装置,其中,还具有控制部,该控制部判断上述激光的振荡波长和/或波谱宽度是否在规定的容许范围,生成用于使该激光的振荡波长和/或波谱宽度在上述容许范围内的修正信息。
5.根据权利要求1所述的激光装置,其中,上述激光在157nm近旁或其以下的波长下进行振荡。
6.一种曝光装置,使用激光通过投影光学系将形成于掩模上的所期望的图案曝光到被处理体;其中,具有激光装置和修正装置,该激光装置具有检测封入到腔室内的气体的气体特性的气体特性检测装置,并通过激励该气体而产生上述激光;该修正装置根据上述气体特性检测装置的检测结果修正上述曝光。
7.根据权利要求6所述的曝光装置,其中,还具有根据上述气体特性检测装置的检测结果计算出上述激光的振荡波长和/或波谱宽度的计算装置。
8.根据权利要求7所述的曝光装置,其中,上述计算装置设置在上述激光装置的内部。
9.根据权利要求7所述的曝光装置,其中,上述计算装置设置在上述激光装置的外部。
10.一种曝光方法,使用激励封入到腔室内的气体而产生的激光将形成于掩模上的所期望的图案曝光到被处理体;其中,具有检测上述腔室内的上述气体的气体特性的步骤和根据上述检测步骤的检测结果判断曝光的继续或中止的步骤。
11.根据权利要求10所述的曝光方法,其中,上述检测步骤具有根据上述气体特性计算出上述激光的振荡波长和/或波谱宽度的步骤。
12.根据权利要求10所述的曝光方法,其中,上述判断步骤具有比较上述检测步骤的检测结果是否在规定的容许范围内的步骤。
13.根据权利要求10所述的曝光方法,其中,还具有在上述判断步骤中止上述曝光时改变上述腔室内的上述气体的气体特性的步骤。
14.根据权利要求13所述的曝光方法,其中,上述气体特性改变步骤改变上述腔室内的上述气体的压力和/或温度。
15.一种曝光方法,使用激励封入到腔室内的气体而产生的激光通过投影光学系将形成于掩模上的所期望的图案曝光到被处理体;其中,具有检测上述腔室内的上述气体的气体特性的步骤、根据由上述检测步骤检测出的上述气体特性计算出上述激光的振荡波长和/或波谱宽度的步骤、及根据上述计算出的上述振荡波长修正上述曝光的步骤。
16.根据权利要求15所述的曝光方法,其中,上述修正步骤修正上述投影光学系的光学特性。
17.根据权利要求15所述的曝光方法,其中,上述修正步骤使上述被处理体朝光轴方向移动。
18.一种数据库,用于根据封入到腔室内的气体的气体特性计算出激励该气体而产生的激光的振荡波长。
19.根据权利要求18所述的数据库,其中,上述物体特性为上述气体的压力和温度。
20.一种数据库,用于根据封入到腔室内的气体的气体特性计算出激励该气体而产生的激光的波谱宽度的数据库。
21.根据权利要求20所述的数据库,其中,上述气体特性为上述气体的压力和温度。
22.一种器件制造方法,具有使用曝光装置对被处理体进行曝光的步骤和对进行了上述曝光的上述被处理体进行规定的处理的步骤,该曝光装置使用激光通过投影光学系将形成于掩模上的所期望的图案曝光到被处理体;该曝光装置具有激光装置和修正装置,该激光装置具有检测封入到腔室内的气体的气体特性的气体特性检测装置,并通过激励该气体而产生上述激光;该修正装置根据上述气体特性检测装置的检测结果修正上述曝光。
23.一种激光装置,通过激励封入到腔室内的气体而发出激光束;其中,具有检测出上述腔室内的上述气体的特性的气体特性检测装置;以及基于上述气体特性检测装置的检测结果确定上述激光束的振荡波长和/或波谱带宽的确定装置。
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