JP2000124109A - 投影露光装置 - Google Patents

投影露光装置

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JP2000124109A
JP2000124109A JP10303194A JP30319498A JP2000124109A JP 2000124109 A JP2000124109 A JP 2000124109A JP 10303194 A JP10303194 A JP 10303194A JP 30319498 A JP30319498 A JP 30319498A JP 2000124109 A JP2000124109 A JP 2000124109A
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JP
Japan
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exposure
concentration
inert gas
optical system
projection
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JP10303194A
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English (en)
Inventor
Kenichi Furutoku
顕一 古徳
Shigeyuki Uzawa
繁行 鵜沢
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 紫外光で露光する投影露光装置において、光
学部品の劣化を防ぐとともに不活性ガスの供給量を適正
化する。 【解決手段】 原版に描かれたパターンを投影露光する
ための照明光源1と、その照明光源からの光を投影レン
ズ13まで導入するための照明光学系102と、該照明
光学系の空間の少なくとも一部を不活性ガスでパージす
るための容器7と、この容器に不活性ガスを供給する手
段103と、前記不活性ガスパージ用の容器内の任意の
場所に設けられた1つまたは複数のO2 濃度検出手段5
A,…5Dと、この検出手段によって検出されたO2
度をもとに露光の制御および不活性ガスの供給量制御を
行なう制御手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップや液
晶素子等の微小デバイスを製造するための投影露光装置
に関し、特に、エキシマレーザ光のような紫外線を露光
用の照明光として用いる投影露光装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】エキシマレーザ光のような紫外光を露光
用の照明光として用いる場合、紫外光はオゾンにより吸
収されるとともに、フォトレジストの特性も考慮して、
投影露光装置内部に窒素(N2 )ガス等の不活性ガスを
循環させる必要があった。一般にO2 濃度が高い状態で
エキシマレーザを照射すると光学部品上にデポが付着し
たり、コーティング膜の破壊が起こることが知られてお
り、このような不活性ガスを循環させることによって、
光学部品を保護している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、窒素
(N2 )ガス等の不活性ガスを、光学部品が複雑に配置
されている照明系の中を均一かつ高濃度で循環させるた
めには、大量に窒素(N2)ガス等を流す必要がある。
特に屈曲部や管径が変化している部分は、O2 ガス等の
不純ガスがたまりやすく、窒素ガス等の不活性ガスが露
光に影響のないレベルまでパージされたかの判断は難し
いものがあった。また必要とされるO2 濃度が、センサ
自体の検出感度限界以上になる場合も考えられる。
【0004】本発明は、以上のことを鑑みてなされたも
ので、光学部品の劣化を防ぐとともに不活性ガスの供給
量を適正化することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段および作用】上記の目的を
達成するため本発明では、原版(マスクまたはレチク
ル)に描かれたパターンを投影露光するためのエキシマ
レーザ等の照明光源と、その照明光源からの光を投影レ
ンズまで導入するための照明光学系(例えば引き回し光
学部、ビーム整形部、ユニフォーマ部)と、ウエハ等の
被露光基板上に前記原版のパターンを投影するための投
影光学系と、該照明光学系および投影光学系の空間の少
なくとも一部を窒素(N2 )ガス等の不活性ガスでパー
ジするための容器と、この容器に不活性ガスを供給する
手段と、不活性ガスの供給量を制御する制御手段とを備
えた投影露光装置において、前記不活性ガスパージ用の
容器内の任意の場所に1つまたは複数のO2 濃度の検出
手段を設け、前記制御手段は、該検出手段によって検出
されたO2 濃度をもとに露光を制御し、また不活性ガス
の供給量を制御することを特徴とする。
【0006】本発明の好ましい第1の実施の形態におい
て、前記制御手段は、前記1つまたは複数のO2 濃度の
検出手段の検出値が、ある一定値以下にならなければ露
光を行なわないように制御する。
【0007】本発明の好ましい第2の実施の形態におい
て、前記制御手段は、前記1つまたは複数のO2 濃度の
検出手段で検出されたO2 濃度の時間的な変化量を記憶
する手段と、その記憶内容から将来のO2 濃度を予測す
る手段とを有し、該予測結果をもとに露光を制御する。
【0008】
【作用】本発明によれば、レンズ等の光学部品に影響を
与えるO2 濃度を検出する手段を照明手段のガスパージ
容器内の任意の場所に1つまたは複数個配置し、その検
出結果から露光を制御することにより、光学部品の劣化
を防ぐとともに不活性ガスの供給量を適正化することが
できる。
【0009】本発明の第1の実施の形態によれば、1つ
または複数のO2 濃度の検出手段の検出値がすべてある
一定値以下にならなければ露光を行なわないように制御
することにより光学部品の劣化を防ぐとともに不活性ガ
スの供給量を適正化することができる。
【0010】本発明の第2の実施の形態によれば、1つ
または複数のO2 濃度の検出手段においてO2 濃度の時
間的な変化量を記録し、その記録から将来のO2 濃度を
予測する手段を設け、該予測結果をもとに露光を制御す
ることにより、光学部品の劣化を防ぐとともに、不活性
ガスの供給量を適正化することができる。
【0011】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。 (第1の実施例)図1は、本発明の一実施例に係る投影
露光装置の概略構成を示す。図中、1はレーザ光源で、
例えば248nm付近の発振波長を有するKrFエキシ
マレーザである。
【0012】レーザ光源から射出されたレーザビームは
引き回し部2を通って、装置本体101内の照明光学系
102に導かれる。照明光学系102において、入射ビ
ームは露光光束を所望の状態にするためのビーム整形部
3に導かれる。ここから射出された光束は、ユニフォー
マ部4を通って、不図示のステージ上に載置されたマス
ク19のパターン面を均一に照明する。マスク19のパ
ターンは投影光学系13によりウエハ14に縮小投影さ
れる。なお、ウエハ14はウエハステージ16に載置し
たウエハチャック15に保持される。
【0013】103は、照明光学系102内および投影
光学系13内をパージするためのパージガス供給系で、
入口17より供給し、ガスパージ容器7および投影光学
系13の鏡筒にパージされる。なおパージガスには、窒
素を用いる。パージされたガスは出口18より排出し、
さらには排気系104に導かれる。また5A,5B,5
C,5Dは、それぞれ引き回し部2、ビーム整形部3、
ユニフォーマ部4および投影光学系13に配置したO2
濃度センサで、それぞれの部分の酸素濃度を検出するこ
とができる。ここで検出された酸素濃度データは、制御
部6(図2参照)へ送られる。
【0014】図2は、図1の装置の構成を模式的に示し
た図である。また、図3は、制御部6による制御のフロ
ーの基本を示した図である。この図2、3を用いて図1
の装置の動作の説明をする。装置電源を投入する等でN
2 パージをスタートさせるとパージガス供給系103よ
りパージガスが供給口17を通って照明光学系102の
中に充填され始める。同時に排気系104も動作を始め
パージガスは、排気口18から排気される。パージがス
タートすると、O2 濃度センサ5A〜5Dが酸素濃度の
測定を始める。測定のタイミングは、任意である。本実
施例では、3つのセンサ出力を監視し、それぞれの測定
値が、一定値以下になると、制御部6からレーザ光源部
1に露光開始の指令がいく。
【0015】露光可能にするためのO2 濃度値は、3つ
のセンサすべて同じ値にしても良いし、それぞれ値を異
ならせても構わない。また、O2 濃度が一定値以下にな
ってからは、窒素の流量を少なくすることも可能であ
る。また露光を開始しても、O2 濃度計測は続行してお
り、O2 濃度が再度一定値を超えたら直ちに露光を中止
するよう制御する。この場合、オペレータに対してエラ
ー表示を行なうことが好ましい。
【0016】(第2の実施例)図4は本発明の第2の実
施例を説明するためのグラフである。図4を用いて制御
部6の他の動作例を説明する。N2 パージスタート後、
2 濃度センサ5A,5B,5C,5Dはそれぞれ測定
を開始し、測定値を記憶していく。測定値データ(X
1,X2・・・)が複数になった時点でO2 濃度が、露
光を行なっても良い値に迄下がる時間を予測する。図4
においては予測線200とO2 濃度の規格値の交点20
2の時間Aが、露光を開始しても良い時間である。
【0017】現在N2 パージの効果が十分期待できるの
は、O2 濃度で0.1%以下であるが、例えば、O2
度センサの検出限界が0.1%あたりにあるセンサを使
う場合、測定データに対して、露光可能なO2 濃度に達
しているかの判定は、不安定となる。このため、予測線
を利用する方がより正確に判定が可能となる。本実施例
では、予測は直線で近似しているが、予測線が曲線であ
っても構わない。また予測のもとになるデータは、測定
したどのデータであっても構わない。また、データを取
るごとに予測線を修正していっても、固定した点のデー
タのみで予測線を作っても、本発明の範囲に対してなん
らの影響も与えない。
【0018】O2 濃度が露光可能域に達した後も測定を
続け、あるトレランスから外れた時点で、再度、露光禁
止にする制御も可能である。この場合、オペレータに対
してエラー表示を行なうことが好ましい。
【0019】また、第1の実施例と同様に、露光可能に
するための酸素濃度値は、3つのセンサすべて同じ値に
しても良いし、それぞれ値を変更しても構わない。ま
た、酸素濃度が一定値以下になってからは、窒素の流量
を少なくすることも可能である。露光を開始しても、酸
素濃度が再び一定値を超えたら直ちに露光を中止するこ
とができる。複数個あるセンサの基準値は、すべて同じ
であってもセンサごとに変更しても構わない。
【0020】また、予測線をあらかじめ別の方法で作成
しておき、パージ開始のO2 濃度のみ測定し露光可能時
間を求める方法も可能である。
【0021】(デバイス生産方法の実施例)次に上記説
明した露光装置または露光方法を利用したデバイスの生
産方法の実施例を説明する。図5は微小デバイス(IC
やLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜
磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造のフローを示
す。ステップ1(回路設計)ではデバイスのパターン設
計を行なう。ステップ2(マスク製作)では設計したパ
ターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ3
(ウエハ製造)ではシリコンやガラス等の材料を用いて
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、上記用意した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、これが出荷(ステップ7)される。
【0022】図6は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。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
膜を形成する。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)では上記説明した露光およびガスパー
ジ制御を行なう投影露光装置によってマスクの回路パタ
ーンをウエハに焼付露光する。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
ーンが形成される。本実施例の生産方法を用いれば、従
来は製造が難しかった高集積度のデバイスを低コストに
製造することができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レンズ等の光学部品に影響を与えるO2 濃度を検出する
センサを照明手段の任意の場所に1つまたは複数個配置
し、露光を制御することで、光学部品の劣化を防ぐとと
もに不活性ガスの供給量を適正化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る投影露光装置の概略
構造の断面図である。
【図2】 図1の装置の構成を模式的に示した図であ
る。
【図3】 図1の装置の動作を示すフローチャートであ
る。
【図4】 本発明の第2の実施例に係るO2 濃度と時間
の関係を示すグラフである。
【図5】 微小デバイスの製造の流れを示す図である。
【図6】 図5におけるウエハプロセスの詳細な流れを
示す図である。
【符号の説明】
1:レーザ光源、2:引き回し部、3:ビーム整形部、
4:ユニフォーマ、5:酸素濃度センサ、5A:酸素濃
度センサ検出部A、5B:酸素濃度センサ検出部B、5
C:酸素濃度センサ検出部C、5D:酸素濃度センサ検
出部D、6:制御部、7:ガスパージ容器、13:投影
レンズ、14:ウエハ、15:ウエハチャック、16:
ウエハステージ、17:ガス入口、101:装置本体、
102:照明光学系、103:パージガス供給系、10
4:パージガス回収系、200:近似曲線、201:酸
素濃度規格線、202:酸素濃度規格到達時間。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原版に描かれたパターンを投影露光する
    ための照明光源と、該照明光源からの光を投影レンズま
    で導入するための照明光学系と、被露光基板上に前記原
    版のパターンを投影するための投影光学系と、該照明光
    学系および投影光学系の空間の少なくとも一部を不活性
    ガスでパージするための容器と、該容器に不活性ガスを
    供給する手段と、前記不活性ガスパージ用の容器内の任
    意の場所に設けられた1つまたは複数のO2 濃度検出手
    段と、該検出手段によって検出されたO2 濃度をもとに
    露光の制御および不活性ガスの供給量制御を行なう制御
    手段とを備えることを特徴とする投影露光装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、前記検出手段の検出値
    が、ある一定値以下にならなければ露光を行なわないよ
    うに制御することを特徴とする請求項1記載の投影露光
    装置。
  3. 【請求項3】 前記検出手段により検出されたO2 濃度
    の時間的な変化量を記憶する手段と、その記憶内容から
    将来のO2 濃度を予測する手段とをさらに有し、前記制
    御手段は該予測結果をもとに露光を制御することを特徴
    とする請求項1記載の投影露光装置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の投影露
    光装置を用いてデバイスを製造することを特徴とするデ
    バイス製造方法。
JP10303194A 1998-10-12 1998-10-12 投影露光装置 Pending JP2000124109A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005021372A1 (de) * 2005-05-04 2006-11-09 Carl Zeiss Smt Ag Projektionsbelichtungsanlage mit gasgespülter Kammer, Verfahren zur Bestimmung des Kontaminationszustands eines optischen Elements sowie Verfahren zur Bestimmung eines Konzentrationsgradienten eines Gasbestandteils in der Kammer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005021372A1 (de) * 2005-05-04 2006-11-09 Carl Zeiss Smt Ag Projektionsbelichtungsanlage mit gasgespülter Kammer, Verfahren zur Bestimmung des Kontaminationszustands eines optischen Elements sowie Verfahren zur Bestimmung eines Konzentrationsgradienten eines Gasbestandteils in der Kammer

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