JP2002260999A - 対物レンズの少なくとも1つの内部空間を気体洗浄するシステム - Google Patents
対物レンズの少なくとも1つの内部空間を気体洗浄するシステムInfo
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Abstract
体洗浄するものであって、一方においては気体洗浄のた
めに不活性ガスの使用を可能にすると共に、他方におい
ては屈折率の変化が生じないようなシステム等を提供す
る。 【解決手段】 特には半導体リソグラフィ用の露光投影
対物レンズのような対物レンズの少なくとも1つの内部
空間を気体洗浄(フラッシング)するシステムにおい
て、該気体洗浄は、少なくとも2つの不活性ガスを、混
合の結果生じる屈折率が空気の屈折率に少なくとも略一
致するように混合することにより実施される。
Description
くとも1つの内部空間を気体洗浄(フラッシング)する
システムに関する。
るためのマイクロリソグラフ投影露光対物レンズの少な
くとも1つの内部空間を気体洗浄するシステムに関する
ものである。
の露光投影対物レンズを周囲環境から封止し、外部から
の汚染を防止するために該対物レンズの内部空間(又は
複数の内部空間)をフラッシングガスの助けにより気体
洗浄し、該動作が僅かな過圧で以って行われることは普
通に知られている。
を斯様なガスの助けにより実行することは既に提案され
ている。
米国特許第5,157,555号を参照することができ、該特許
においては隣接する表面間の可変空隙により球面収差の
補正を実施することが提案されている。
グラフィにおける露光装置及び露光方法を記載し、汚染
を防止すると共に洗浄するために、対物レンズにおいて
閉じられた空間に不活性ガスと酸素との混合気が導入さ
れる。
光学結像精度を、対物レンズの内部空間の気圧を変化す
ることにより向上させることを提案している。ガス混合
気における屈折率を変化させるために、上記内部空間用
の媒体として種々のガス及びガス混合気が提案されてい
る。
高いコストに繋がり、これは対物レンズの作動の間には
許容することができるが、調整及び取り付けの段階にお
いてかなりの費用の出費となる。かくして、この取り付
け及び調整の段階においては対物レンズをコスト有効的
なフラッシング空気ガスで動作させることが望ましく、
その結像は空気を用いた気体洗浄に対して計算される。
しかしながら、最終的な固有の使用においては、該対物
レンズは非常に高価な不活性ガスを用いて気体洗浄しな
ければならず、これらのガスが空気の屈折率とは大幅に
ずれた屈折率を有するという問題が生じる。この結果、
該対物レンズの不調に繋がるような収差が生じる。
は、対物レンズの少なくとも1つの内部空間を気体洗浄
するシステムであって、一方においては気体洗浄のため
の不活性ガスの使用を可能にすると共に、他方において
は屈折率の変化が生じないようなシステムを作製するこ
とにある。
的は、対物レンズの少なくとも1つの閉じた内部空間を
気体洗浄するシステムであって、該気体洗浄が少なくと
も2つの不活性ガスを、混合の結果としての屈折率が空
気の屈折率に少なくとも略一致するように混合すること
により実行されるようなシステムにより達成される。
果としての屈折率が空気の屈折率に一致するように混合
される。これの結果は、当該対物レンズを先ず非常に有
利な空気ガスを用いて動作させ、調整及び取り付けるこ
とができるということである。本来の位置での該対物レ
ンズの最終調整及び/又は最終的な固有の使用に到って
初めて、不活性ガス混合気を用いた気体洗浄への変更が
なされる。この場合、長い動作期間にわたる化学的安定
性という利点がある。該対物レンズの不調に繋がるよう
な収差は、該屈折率の適応化により高信頼度で防止され
る。
使用の場合に、これらガスとして窒素及びヘリウムが使
用され、窒素が95ないし99.5体積%、好ましくは
98.8体積%で主構成成分を構成する場合に非常に有
効に経済的に達成することができ、該混合気をヘリウム
と共に空気の屈折率に殆ど一致するような屈折率を生成
するために使用することができることを実際に示してい
る。
組成との更に他の不活性ガスの混合気が可能である。
に必要なら、屈折率変化を、発生する収差を補正する目
的で設定することも可能である。
用されている対物レンズを、このガス混合により改善す
ることも可能であることを意味している。
面を参照して説明する。
レンズ1を部分的に且つ本質的にのみ示している(斯か
る構成は基本的に既知である)。対物レンズ1は複数の
レンズ2を有し、これらレンズは当該対物レンズにフレ
ーム又は保持部3を介して接続されている。
閉じられるか、又は少なくとも大部分を封止され、レン
ズ2の間には、通常、複数の個別内部空間4が存在す
る。内部空間4は僅かな過圧状態であり、非常に小さな
開口5、即ち入口開口を構成する開口5a及び出口開口
を構成する開口5b、を介して気体洗浄される。
れる。
素と、1.2%の体積分率の不活性ガスとしてのヘリウ
ムとからなる混合気により実行することができる。もし
適切なら、ヘリウムの代わりの他の不活性ガスの使用も
可能であり、その場合は、勿論、当該対物レンズ1が計
算された空気の屈折率に一致するような内部空間4内の
屈折率が全体として生成されるように組成が適切に変更
されねばならない。
ヘリウムとの混合気の屈折率を整合させるための計算
は、下記の式に基づいて行われる。
気の屈折率であり;n1、n2は各々第1ガス及び第2
ガスの屈折率であり;q1、q2は各々第1ガス及び第
2ガスの分率である。
で、勿論、変動することができる窒素と酸素との組成と
して理解される。このことは、本出願において使用され
る“空気”なる表現は、非常に広い形で空気に似た組成
を意味することを意味している。このように、例えば、
窒素の分率が体積で78%と80%との間にあり、酸素
の分率が体積で20%と22%との間にある合成空気を
空気として使用することができる。
た波長に関して以下に示される。各場合において、屈折
率データは22℃なる温度及び950mbarなる圧力に関
するものである。他の温度及び圧力に関する屈折率は、
ローレンツ・ローレンツの式の助けにより変換すること
ができる(例えば、1980年、ペルガモン、ロンドン
のM. Born、E. Wolfによる「光学の原理」第6編の第8
7〜98頁参照)。
ム混合気による置換 F. Kohlrauschの「実用物理学」第1巻、5.1.1.2.3節
(B.G. Teubner、シュツットガルト、1968年)によ
る1.0002763なる空気の屈折率に従う79.5体積%の
窒素(N)及び20.5体積%の酸素(O2)の乾燥空
気に関する屈折率;U. Griesmann, J.H. Burnettの「真
空紫外における窒素ガスの屈折率」、光学知識、第24
巻、第23号(1999年12月)による1.0002797な
る窒素の屈折率に従う窒素に関する屈折率;及びR. Abj
ean, A. Mehu, A. Johannin-Gillesの「紫外におけるヘ
リウム及びネオンの屈折率の干渉測定」、C.R. Acad、S
c パリ、t271(1970年10月19日)、シリーズB-
835による1.0000314なるヘリウムの屈折率に従うヘリウ
ムに関する屈折率から、混合気比率は1.36%のヘリ
ウム対98.64%の窒素と計算される。
リウム混合気による置換 a)80%の窒素と20%の酸素との合成空気。該合成
空気(80%のN2、20%のO2)の屈折率は、1.00
02797なる窒素の屈折率という1)の結果に従う窒素に
関する屈折率、及びR. Ladenburg, G. WolfsohnのZ. Ph
ys. 79、[1932]、42/61、53による1.0002642なる酸素の
屈折率に従う酸素に関する屈折率から、1.0002766と求
められる。当該置換混合気の混合比は、1.0000314なる
1)に関する結果に従うヘリウムに関する屈折率の助け
により1.24%のヘリウム対98.76%の窒素と算
出される。
空気。該合成空気(78%のN2、22%のO2)の屈
折率は、1.0002797なる2a)の結果に従う窒素に関す
る屈折率、及び1.0002642なる2a)の結果に従う酸素
に関する屈折率から、1.0002763と求められる。当該置
換混合気の混合比は、1.0000314なる1)に関する結果
に従うヘリウムに関する屈折率の助けにより1.37%
のヘリウム対98.63%の窒素と算出される。
不活性ガス混合気を設けなければならない。これは、例
えば、193nmにおける(合成)空気の置換の場合に当
てはまる。この場合は、例えばヘリウムに代えて、クリ
プトン及びキセノンを代替え不活性ガスとして使用する
ことができる。
は、動作中又は移送中に、結像特性がしばしば変化す
る。したがって、これらの特性は機械的操作子により、
折々、補正されなければならない。大抵は対物レンズの
残部から封止されている1以上の気体空間について、異
なる屈折率のガスの助けにより特定の不均一な気体洗浄
が実施されれば、場合によっては、機械的操作子を省略
することが可能となる。この目的のため、周部に適切な
分散で配置されたノズルが、対物レンズの気体空間中に
異なるガスを噴射することができる。導入されるガスに
依存し、この結果として、上記周部にわたり分散された
態様で、当該空気又はガス空間における異なる局部屈折
領域に従うような異なるガスの屈折率が得られる。これ
らの局部的に相違する屈折領域は、この場合、当該ガス
の流入の位置及び方向の関数となる。このように、例え
ば特定のガスのノズル領域の近傍では流入ガスの屈折率
に一致する領域が生成される一方、他の領域においては
他のガス、さもなければ複数の他のガスとの対応する混
合気が存在し、その結果に対応して、この領域では他の
屈折率が得られる。当該投影対物レンズの動作中の収差
は、このようにして操作することができ、その結果は、
z及びx/y操作子又は能動レンズの作用に対応するよ
うな効果となる。
止した若しくは少なくとも略静止した動作が設定される
こと、又は結像特性の補正に関して再現可能な比が生成
されるように、一定のガス組成で以って対応して再現可
能な領域がガス空間内に生成されることである。このこ
とは、閉じたガス空間内においてガスの特定の安定した
混合勾配を呈することが可能でなければならないことを
意味する。
開口5a及び出口開口5bは、対物レンズ1におけるそ
れらの周にわたり対応して分散されるように配置される
べきであり、且つ、局部的に異なるガスが該入口開口を
介して導入されるべきであることを意味する。
を有するような投影露光マシンの概要図である。該例示
的実施例による投影露光マシンは本質的に既知である
(例えば、ドイツ国特許出願公開第DE1000226A1号参
照)ので、この構成は以下に簡単にのみ説明する。該マ
シンは、光源6、照明系7、レチクルとも呼ばれる構造
マスク8、縮小対物レンズとして設計された投影対物レ
ンズ1、及び特にウェファ9のような露光されるべき物
体を有している。例えばエキシマレーザを光源6として
使用することができる。照明系7に設けられるものは、
ビーム整形用、ビーム均一化用、並びに構造マスク8及
び投影対物レンズ1の正しい照明用の光学要素である。
露光されるべき上記物体は、フォトレジストで被覆され
たシリコンウェファ9であり得る。
ンの投影対物レンズを示す。
投影露光マシンの概要図である。
Claims (16)
- 【請求項1】 対物レンズの少なくとも1つの閉じた内
部空間を気体洗浄するシステムにおいて、該気体洗浄が
少なくとも2つの不活性ガスを、混合の結果としての屈
折率が空気の屈折率に少なくとも略一致するように混合
することにより実施されること特徴とするシステム。 - 【請求項2】 請求項1に記載のシステムにおいて、空
気、又は78〜80体積パーセントの窒素(N2)及び
20〜22体積パーセントの酸素(O2)を有する合成
空気が供給されることを特徴とするシステム。 - 【請求項3】 請求項1に記載のシステムにおいて、前
記対物レンズが半導体リソグラフィ用の露光投影対物レ
ンズとして設けられることを特徴とするシステム。 - 【請求項4】 請求項1に記載のシステムにおいて、2
つの不活性気体洗浄ガスが使用される場合、第1気体洗
浄ガスの屈折率が空気の屈折率よりも高く、第2気体洗
浄ガスの屈折率が空気の屈折率よりも低いことを特徴と
するシステム。 - 【請求項5】 請求項4に記載のシステムにおいて、第
1気体洗浄ガスとして窒素が使用され、第2気体洗浄ガ
スとして不活性ガスが使用されることを特徴とするシス
テム。 - 【請求項6】 請求項4に記載のシステムにおいて、不
活性ガスとしてヘリウムが使用されることを特徴とする
システム。 - 【請求項7】 請求項4に記載のシステムにおいて、不
活性ガスとしてクリプトンが使用されることを特徴とす
るシステム。 - 【請求項8】 請求項4に記載のシステムにおいて、不
活性ガスとしてキセノンが使用されることを特徴とする
システム。 - 【請求項9】 請求項6に記載のシステムにおいて、9
5ないし99.5%の体積分率の窒素と、0.5ないし
5%の体積分率のヘリウムとが使用されることを特徴と
するシステム。 - 【請求項10】 請求項9に記載のシステムにおいて、
1.1ないし1.3%、好ましくは1.2%の体積分率
のヘリウムが使用されることを特徴とするシステム。 - 【請求項11】 対物レンズの少なくとも1つの閉じた
内部空間を気体洗浄する方法において、少なくとも2つ
の不活性ガスの混合気が少なくとも1つの入口開口を介
して前記少なくとも1つの内部空間に導入され、前記混
合気の結果としての屈折率は空気の屈折率に少なくとも
略一致し、その後、前記混合気が前記内部空間から少な
くとも1つの出口開口を介して再び除去されることを特
徴とする方法。 - 【請求項12】 対物レンズの少なくとも1つの閉じた
内部空間を気体洗浄する方法において、少なくとも2つ
の不活性ガスが少なくとも1つの入口開口を介して前記
内部空間へと、前記ガスの混合気から生じる屈折率が空
気の屈折率に少なくとも略一致するように通過され、そ
の後、前記混合気が少なくとも1つの出口開口を介して
除去されることを特徴とする方法。 - 【請求項13】 請求項11に記載の方法において、前
記対物レンズが半導体リソグラフィ用の投影対物レンズ
として設けられることを特徴とする方法。 - 【請求項14】 請求項12に記載の方法において、前
記対物レンズが半導体リソグラフィ用の投影対物レンズ
として設けられることを特徴とする方法。 - 【請求項15】 半導体を製造するためのリソグラフィ
ック投影装置において、該リソグラフィック投影装置の
露光投影対物レンズの少なくとも1つの閉じた内部空間
を気体洗浄するために、少なくとも2つの不活性ガスの
混合気が、該混合気の結果としての屈折率が空気の屈折
率に少なくとも略一致するように供給されることを特徴
とするリソグラフィック投影装置。 - 【請求項16】 露光投影対物レンズの助けにより微細
構造部品を製造する方法において、前記露光投影対物レ
ンズの少なくとも1つの閉じた内部空間が、少なくとも
2つの不活性ガスの混合気により、該混合気から生じる
屈折率が空気の屈折率に少なくとも略一致するように気
体洗浄されることを特徴とする方法。
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