JP2003059802A - Aligner and method for controlling the same, and method for manufacturing device - Google Patents

Aligner and method for controlling the same, and method for manufacturing device

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JP2003059802A
JP2003059802A JP2001246217A JP2001246217A JP2003059802A JP 2003059802 A JP2003059802 A JP 2003059802A JP 2001246217 A JP2001246217 A JP 2001246217A JP 2001246217 A JP2001246217 A JP 2001246217A JP 2003059802 A JP2003059802 A JP 2003059802A
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JP
Japan
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stage
optical path
path space
gas
exposure apparatus
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JP2001246217A
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Japanese (ja)
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Takayasu Hasegawa
敬恭 長谷川
Shigeru Terajima
茂 寺島
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Canon Inc
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Publication date
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten substitution time of gas in a space (a light path space), where an exposure light passes such as the space between a projection light system and a substrate, with an inert gas. SOLUTION: The aligner comprises a wafer stage 102, a projection optical system 101, a gas feed section 112 for feeding an inert gas in a light path space 116 where exposure light passes between the wafer stage 102 and the projection light system 101, a stage controller 132 controls the movement of the wafer stage 102, when it moves under the light path space 116 based on the concentration or pressure of the prescribed gas in the light path space 116.

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、例えば、半導体素
子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッドその他の
マイクロデバイスを製造するためなどに用いられる露光
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus used for manufacturing, for example, semiconductor devices, image pickup devices, liquid crystal display devices, thin film magnetic heads and other microdevices.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子などを製造するためのフォト
リソグラフィ工程において、投影光学系を介してマスク
(例えば、レチクル)のパターン像を感光性基板に投影
し露光する露光装置が使用されている。近年、半導体集
積回路は、微細化の方向で開発が進み、フォトリソグラ
フィ工程においては、フォトリソグラフィ光源の短波長
化が進んでいる。
2. Description of the Related Art In a photolithography process for manufacturing a semiconductor device or the like, an exposure apparatus is used which projects a pattern image of a mask (for example, a reticle) onto a photosensitive substrate through a projection optical system to expose it. In recent years, semiconductor integrated circuits have been developed in the direction of miniaturization, and in the photolithography process, the wavelength of the photolithography light source has been shortened.

【0003】しかしながら、真空紫外線、特に250n
mよりも短い波長の光、例えば、KrFエキシマレーザ
(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長19
3nm)、F2レーザ(波長157nm)、またはYA
Gレーザなどの高調波などの光を露光用光として用いる
場合やX線を露光光として用いる場合などにおいて、酸
素等による露光光の吸収などの影響で、露光光の強度が
低下するなどの課題が生じていた。
However, vacuum ultraviolet rays, especially 250n
Light having a wavelength shorter than m, for example, KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 19
3 nm), F 2 laser (wavelength 157 nm), or YA
When light such as a harmonic of G laser is used as the exposure light, or when X-rays are used as the exposure light, the intensity of the exposure light is reduced due to the influence of the absorption of the exposure light by oxygen or the like. Was occurring.

【0004】そこで、従来では、F2エキシマレーザのよ
うな光源を有する露光装置において、光路部分のみを密
閉する密閉空間を形成し、例えば、窒素のような酸素を
含まない気体によって密閉空間内のガスを置換し、露光
光の透過率の低下を回避しようとしていた。
Therefore, conventionally, in an exposure apparatus having a light source such as an F 2 excimer laser, a sealed space for sealing only the optical path portion is formed, and for example, a gas containing no oxygen such as nitrogen is used to seal the sealed space. The gas was replaced to try to avoid a decrease in the transmittance of the exposure light.

【0005】図20は、投影光学系(鏡筒)の最終光学
部材と感光性基板(ウエハ)との間の空間に不活性ガス
を供給することによって該空間に不活性ガス雰囲気を形
成して露光を実施する露光装置を示す図である。この露
光装置では、露光領域上の空間とその周辺雰囲気とを分
離するために該空間の周辺に遮蔽部材を設け、該空間内
に露光領域周辺から不活性ガスを供給する。
FIG. 20 shows that an inert gas atmosphere is formed in the space between the final optical member of the projection optical system (lens barrel) and the photosensitive substrate (wafer) by supplying the inert gas. It is a figure which shows the exposure apparatus which implements exposure. In this exposure apparatus, a shielding member is provided around the space for separating the space above the exposure region and the atmosphere around the space, and an inert gas is supplied into the space from the periphery of the exposure region.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図20
に示す露光装置においては、ウエハステージの駆動によ
りウエハが露光領域に入ってから該露光領域上の空間の
酸素濃度が低下するまでに数秒程度の時間を要し、これ
がスループットの低下の原因となっていた。
However, as shown in FIG.
In the exposure apparatus shown in (1), it takes about several seconds until the oxygen concentration in the space above the exposure area decreases after the wafer enters the exposure area due to the driving of the wafer stage, which causes a decrease in throughput. Was there.

【0007】同様の問題は、レチクル周辺に不活性ガス
を供給する場合にも当てはまり、レチクルにおいても遮
蔽部材によって囲まれた空間内の酸素濃度が低下するた
めには数秒程度の時間を要し、これがスループットの低
下の原因となっていた。
The same problem applies to the case where an inert gas is supplied around the reticle, and it takes about several seconds for the oxygen concentration in the space surrounded by the shielding member to decrease in the reticle as well. This has been the cause of the decrease in throughput.

【0008】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、例えば、投影光学系と基板との間の空間や、マ
スク(例えば、レチクル)を照明する照明光学系と該マ
スクを保持するマスクステージとの間の空間、該マスク
ステージと投影光学系との間の空間などの、露光光が通
過する空間(露光領域)を含む光路空間内のガスを不活
性ガスによって置換するために要する時間を短縮するこ
とが可能な露光装置及びその制御方法、デバイス製造方
法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and holds, for example, a space between a projection optical system and a substrate, an illumination optical system for illuminating a mask (for example, a reticle), and the mask. Required to replace the gas in the optical path space including the space (exposure region) through which the exposure light passes, such as the space between the mask stage and the space between the mask stage and the projection optical system, with an inert gas. An object of the present invention is to provide an exposure apparatus, a control method therefor, and a device manufacturing method capable of shortening the time.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による露光装置は以下の構成を備える。即
ち、マスクに形成されたパターンを露光光を用いて基板
に投影し転写する露光装置であって、ステージと、光学
系と、前記ステージと前記光学系との間の露光光が通過
する空間を含む光路空間に不活性ガスの流れを形成する
ガス流形成機構と、前記光路空間内部の所定ガスの濃度
もしくは前記光路空間内部の圧力のいずれかに基づい
て、前記光路空間下へ前記ステージが移動する際の該ス
テージの移動を制御する制御手段とを備える。
An exposure apparatus according to the present invention for achieving the above object has the following configuration. That is, it is an exposure apparatus that projects and transfers a pattern formed on a mask onto a substrate using exposure light, in which a stage, an optical system, and a space between the stage and the optical system where the exposure light passes. A stage for moving the stage below the optical path space based on either a gas flow forming mechanism that forms a flow of an inert gas in the optical path space including the concentration of a predetermined gas inside the optical path space or the pressure inside the optical path space. And a control means for controlling the movement of the stage at the time.

【0010】また、好ましくは、前記制御手段は、前記
ステージの移動速度が最大移動速度未満になるように前
記ステージを制御する。
Also, preferably, the control means controls the stage so that the moving speed of the stage becomes less than the maximum moving speed.

【0011】また、好ましくは、前記制御手段は、前記
ステージが減速、もしくは一時的に停止するように前記
ステージを制御する。
Preferably, the control means controls the stage so that the stage decelerates or temporarily stops.

【0012】また、好ましくは、前記制御手段は、前記
光路空間の開口面積が最小になる前に前記ステージを減
速、もしくは、一時停止するように前記ステージを制御
する。
Further, preferably, the control means controls the stage so as to decelerate or temporarily stop the stage before the opening area of the optical path space is minimized.

【0013】また、好ましくは、前記所定ガスは、前記
不活性ガス、あるいは該不活性ガス以外の大気中のガス
成分のいずれかあるいはその組み合わせである。
Also, preferably, the predetermined gas is any one of the above-mentioned inert gas or gas components in the atmosphere other than the above-mentioned inert gas, or a combination thereof.

【0014】また、好ましくは、前記光路空間内に配置
され、前記所定ガスの濃度を測定する濃度測定手段を更
に備える。
Preferably, the apparatus further comprises concentration measuring means arranged in the optical path space for measuring the concentration of the predetermined gas.

【0015】また、好ましくは、前記制御手段は、前記
ステージをステップ移動により所定移動量ステップ後、
前記所定ガスの所定濃度への到達を確認後、更にステッ
プ移動し、これを繰り返すことで、該ステージの移動を
制御する。
Further, preferably, the control means, after a predetermined movement amount step by step movement of the stage,
After confirming that the predetermined gas has reached the predetermined concentration, the step is further moved, and by repeating this, the movement of the stage is controlled.

【0016】また、好ましくは、前記制御手段は、前記
ステージの移動量に対応した前記所定ガスの所定濃度へ
の到達を確認しながら、該ステージの移動を制御する。
Further, preferably, the control means controls the movement of the stage while confirming that the predetermined concentration of the predetermined gas corresponding to the movement amount of the stage has been reached.

【0017】また、好ましくは、前記光路空間と前記ス
テージの位置によって決定される該光路空間の開口面積
と前記光路空間内の前記所定ガスの濃度の関係を求め、
前記所定ガスの濃度から決定される目標濃度に基づい
て、前記光路空間下へ前記ステージが移動する際の該ス
テージの移動を制御する。
Preferably, the relationship between the opening area of the optical path space determined by the position of the optical path space and the stage and the concentration of the predetermined gas in the optical path space is obtained,
Based on the target concentration determined from the concentration of the predetermined gas, the movement of the stage when the stage moves under the optical path space is controlled.

【0018】また、好ましくは、前記目標濃度は、前記
開口面積によって決定される到達濃度に対し、所定倍率
を掛けた値である。
Further, preferably, the target density is a value obtained by multiplying the reached density determined by the opening area by a predetermined magnification.

【0019】また、好ましくは、前記制御手段は、予め
記憶された前記開口面積と前記所定ガスの濃度の時系列
に関連付けされたテーブルを参照して、該ステージの移
動を制御する。
Further, preferably, the control means controls the movement of the stage by referring to a table stored in advance in association with the time series of the opening area and the concentration of the predetermined gas.

【0020】また、好ましくは、予め記憶された前記光
路空間への前記不活性ガスの供給量と前記開口面積と前
記所定ガスの濃度の時系列に関連付けされたテーブルを
参照して、該ステージの移動を制御する。
Further, preferably, a table stored in advance in association with the time series of the supply amount of the inert gas to the optical path space, the opening area, and the concentration of the predetermined gas is referred to, Control movement.

【0021】また、好ましくは、前記光路空間内に配置
され、該光路空間内部の圧力を測定する圧力測定手段を
更に備え、前記制御手段は、前記圧力測定手段の測定結
果に基づいて、前記ステージの移動を制御する。
[0021] Further, preferably, the control means further comprises pressure measuring means arranged in the optical path space for measuring the pressure inside the optical path space, and the control means based on the measurement result of the pressure measuring means. Control the movement of.

【0022】また、好ましくは、前記制御手段は、前記
圧力の単位時間あたりの変化量が所定変化量以下になる
ように、前記ステージの移動速度を制御する。
Further, preferably, the control means controls the moving speed of the stage so that the change amount of the pressure per unit time is equal to or less than a predetermined change amount.

【0023】また、好ましくは、前記制御手段は、前記
圧力が所定圧力より上昇する際に、前記ステージの移動
速度を減速もしくは一時的に停止するように、該ステー
ジの移動を制御する。
Further, preferably, the control means controls the movement of the stage so as to decelerate or temporarily stop the moving speed of the stage when the pressure rises above a predetermined pressure.

【0024】また、好ましくは、前記ガス流形成機構
は、前記光路空間に不活性ガスを供給する供給機構と、
前記光路空間から不活性ガスを含むガスを排気する排気
機構のうち少なくとも供給機構とを備える。
Further, preferably, the gas flow forming mechanism includes a supply mechanism for supplying an inert gas to the optical path space,
At least a supply mechanism is provided among exhaust mechanisms for exhausting a gas containing an inert gas from the optical path space.

【0025】また、好ましくは、前記供給機構は、前記
光路空間を挟んで対向する位置に配置された2つのガス
供給部を有する。
Further, preferably, the supply mechanism has two gas supply portions arranged at positions opposed to each other with the optical path space interposed therebetween.

【0026】また、好ましくは、基板ステージと、前記
基板ステージ上に搭載された基板チャックと、前記基板
チャックによってチャックされた基板とその周辺との間
における高さ変化をなだらかにする高さ調整部材と、を
更に備える。
Further, preferably, a height adjusting member for smoothing a height change between the substrate stage, the substrate chuck mounted on the substrate stage, and the substrate chucked by the substrate chuck and its periphery. And are further provided.

【0027】また、好ましくは、前記光路空間を囲う四
辺の遮蔽部材を更に備え、前記四辺の遮蔽部材の内の一
辺の高さは、他の三辺と異なる。
Further, preferably, a four-sided shield member surrounding the optical path space is further provided, and the height of one side of the four-sided shield member is different from the other three sides.

【0028】また、好ましくは、前記ガス流形成機構
は、投影光学系と基板との間の光路空間に不活性ガスの
流れを形成するように配置されている。
Further, preferably, the gas flow forming mechanism is arranged so as to form a flow of the inert gas in the optical path space between the projection optical system and the substrate.

【0029】また、好ましくは、前記ガス流形成機構
は、マスクを照明する照明系と該マスクを保持するマス
クステージとの間の光路空間に不活性ガスの流れを形成
するように配置されている。
Further, preferably, the gas flow forming mechanism is arranged so as to form a flow of an inert gas in an optical path space between an illumination system for illuminating a mask and a mask stage for holding the mask. .

【0030】また、好ましくは、前記ガス流形成機構
は、マスクを保持するマスクステージと投影光学系との
間の光路空間に不活性ガスの流れを形成するように配置
されている。
Further, preferably, the gas flow forming mechanism is arranged so as to form a flow of the inert gas in an optical path space between the mask stage holding the mask and the projection optical system.

【0031】また、好ましくは、前記ガス流形成機構
は、投影光学系と基板との間の第1光路空間に不活性ガ
スの流れを形成するように配置された第1ガス流形成機
構と、マスクを照明する照明系と該マスクを保持するマ
スクステージとの間の第2光路空間に不活性ガスの流れ
を形成するように配置された第2ガス流形成機構と、前
記マスクステージと前記投影光学系との間の第3光路空
間に不活性ガスの流れを形成するように配置された第3
ガス流形成機構とを備える。
Further, preferably, the gas flow forming mechanism is a first gas flow forming mechanism arranged to form a flow of an inert gas in a first optical path space between the projection optical system and the substrate, A second gas flow forming mechanism arranged to form a flow of an inert gas in a second optical path space between an illumination system for illuminating a mask and a mask stage for holding the mask, the mask stage and the projection A third optical path space formed between the optical system and the third optical path space so as to form a flow of the inert gas.
And a gas flow forming mechanism.

【0032】また、好ましくは、前記ガス流形成機構が
前記光路空間に供給する不活性ガスの供給量は、該不活
性ガスを含むガスを排気する排気量以上である。
Further, preferably, the supply amount of the inert gas supplied to the optical path space by the gas flow forming mechanism is equal to or more than the exhaust amount for exhausting the gas containing the inert gas.

【0033】また、好ましくは、前記所定ガスは、窒素
ガスまたはヘリウムガスである。
Also, preferably, the predetermined gas is nitrogen gas or helium gas.

【0034】上記の目的を達成するための本発明による
露光装置の制御方法は以下の構成を備える。即ち、ステ
ージと、光学系と、前記ステージと前記光学系との間の
露光光が通過する空間を含む光路空間に不活性ガスの流
れを形成するガス流形成機構とを備え、マスクに形成さ
れたパターンを露光光を用いて基板に投影し転写する露
光装置の制御方法であって、前記光路空間内部の所定ガ
スの濃度を導出する導出工程と、前記導出工程によって
導出された濃度に基づいて、前記光路空間下へ前記ステ
ージが移動する際の該ステージの移動を制御する制御工
程とを備える。
An exposure apparatus control method according to the present invention for achieving the above object has the following configuration. That is, a stage, an optical system, and a gas flow forming mechanism that forms a flow of an inert gas in an optical path space including a space where the exposure light passes between the stage and the optical system are formed on a mask. A method of controlling an exposure apparatus for projecting and transferring a patterned pattern onto a substrate by using exposure light, comprising: a deriving step of deriving a concentration of a predetermined gas inside the optical path space; and a concentration based on the concentration derived by the deriving step. And a control step of controlling the movement of the stage when the stage moves under the optical path space.

【0035】上記の目的を達成するための本発明による
デバイス製造方法は以下の構成を備える。即ち、デバイ
ス製造方法であって、露光装置を用いて、感光材が塗布
された基板にパターンを転写する転写工程と、前記基板
を現像する現像工程とを備え、前記露光装置は、ステー
ジと、光学系と、前記ステージと前記光学系との間の露
光光が通過する空間を含む光路空間に不活性ガスの流れ
を形成するガス流形成機構と、前記光路空間内部の所定
ガスの濃度に基づいて、前記光路空間下へ前記ステージ
が移動する際の該ステージの移動を制御する制御手段と
を備える。
A device manufacturing method according to the present invention for achieving the above object has the following configuration. That is, it is a device manufacturing method, and comprises a transfer step of transferring a pattern to a substrate coated with a photosensitive material using an exposure apparatus, and a developing step of developing the substrate, the exposure apparatus includes a stage, An optical system, a gas flow forming mechanism that forms a flow of an inert gas in an optical path space including a space through which exposure light passes between the stage and the optical system, and a concentration of a predetermined gas inside the optical path space And a control means for controlling the movement of the stage when the stage moves under the optical path space.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の好適な実施の形態を説明する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0037】[実施形態1]図1は本発明の実施形態1
の露光装置の一部を示す図である。
[First Embodiment] FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
It is a figure which shows a part of exposure apparatus of this.

【0038】この露光装置は、例えば、不図示のF2
キシマレーザのような短波長レーザ光を照明光として発
生する光源を備え、該光源の照明光(露光光)は適当な
照明光学部材を介してレチクル(マスク)を均一に照明
する。レチクルを透過した光(露光光)は、投影光学系
101を構成する種々の光学部材を介してウエハステー
ジ102上に載置されたウエハ103の表面上に到達
し、ここにレチクルのパターンを結像する。
This exposure apparatus is provided with a light source for generating short-wavelength laser light such as an F 2 excimer laser (not shown) as illumination light, and the illumination light (exposure light) of the light source is emitted from an appropriate illumination optical member. The reticle (mask) is evenly illuminated through. The light (exposure light) that has passed through the reticle reaches the surface of the wafer 103 mounted on the wafer stage 102 via various optical members that form the projection optical system 101, and connects the reticle pattern here. Image.

【0039】ウエハ103が載置されるウエハステージ
102は、3次元方向(XYZ方向)に移動可能に構成
されている。レチクルのパターンは、ステッピング移動
と露光とを繰り返す所謂ステッピングアンドリピート方
式で、ウエハ103上に逐次投影され転写される。ま
た、本発明をスキャン露光装置に適用した場合において
も、ほぼ同じ構成となる。
The wafer stage 102 on which the wafer 103 is placed is movable in three-dimensional directions (XYZ directions). The reticle pattern is sequentially projected and transferred onto the wafer 103 by a so-called stepping and repeat method in which stepping movement and exposure are repeated. Moreover, even when the present invention is applied to a scan exposure apparatus, the configuration is almost the same.

【0040】露光時には、温調された不活性ガス(例え
ば、窒素ガス、ヘリウムガス等)を給気バルブ111を
介して、投影光学系101下部の遮蔽部材115とウエ
ハ103との間の、露光光が通過する空間及びその周辺
を含む空間(以下、光路空間)116に給気口113か
ら供給する。光路空間116に供給された不活性ガスの
一部は、排気口114で回収され排気バルブ112を介
して排気される。給気バルブ111、給気口113、排
気口114、排気バルブ112等は、光路空間116に
不活性ガス等のガスの流れを形成するガス流形成機構の
一例である。本実施形態では排気口114を設けている
が、排気口114は必ずしも必要ではない。排気口11
4を給気口として使用してもよい。
At the time of exposure, a temperature-controlled inert gas (for example, nitrogen gas, helium gas, etc.) is passed between the shield member 115 below the projection optical system 101 and the wafer 103 via the air supply valve 111. A space (hereinafter, referred to as an optical path space) 116 including a space through which light passes and its periphery is supplied from an air supply port 113. Part of the inert gas supplied to the optical path space 116 is recovered by the exhaust port 114 and exhausted via the exhaust valve 112. The air supply valve 111, the air supply port 113, the exhaust port 114, the exhaust valve 112, etc. are an example of a gas flow forming mechanism that forms a flow of a gas such as an inert gas in the optical path space 116. Although the exhaust port 114 is provided in this embodiment, the exhaust port 114 is not always necessary. Exhaust port 11
4 may be used as the air supply port.

【0041】尚、図1中の矢印は、不活性ガスの流れを
示している。ウエハステージ102上のウエハ103周
辺にはウエハ103とほぼ同じ高さ、もしくは若干(例
えば1mm程度)低い高さの高さ調整板181を備え
る。ウエハ103の周辺を露光する際、光路空間116
下にウエハ103もしくは高さ調整板181が存在する
ことで、光路空間116の開口面積の増加を抑え、光路
空間内116内の雰囲気の濃度が光路空間116外の雰
囲気により劣化するのを防ぐ。
The arrow in FIG. 1 indicates the flow of the inert gas. Around the wafer 103 on the wafer stage 102, a height adjusting plate 181 having substantially the same height as the wafer 103 or slightly lower (for example, about 1 mm) is provided. When exposing the periphery of the wafer 103, the optical path space 116
The presence of the wafer 103 or the height adjusting plate 181 prevents the opening area of the optical path space 116 from increasing and prevents the concentration of the atmosphere inside the optical path space 116 from being deteriorated by the atmosphere outside the optical path space 116.

【0042】また、基本的には、周辺雰囲気に対して光
路空間116を陽圧にすることで、露光雰囲気の酸素濃
度を低下させる。そのため、排気バルブ112を介して
排気される排気量以上に光路空間116から周辺空間に
漏れ出す不活性ガスの量は多い。光路空間116外に漏
れ出した不活性ガスは、給気部121から供給される周
辺雰囲気と伴に排気部122で回収され排気される。
Basically, the oxygen concentration in the exposure atmosphere is lowered by setting the optical path space 116 to a positive pressure with respect to the surrounding atmosphere. Therefore, the amount of the inert gas leaking from the optical path space 116 to the peripheral space is larger than the exhaust amount exhausted through the exhaust valve 112. The inert gas leaking out of the optical path space 116 is collected and exhausted by the exhaust unit 122 together with the surrounding atmosphere supplied from the air supply unit 121.

【0043】給気バルブ111及び排気バルブ112の
開閉及び開度は環境制御器131で制御される。通常、
給気バルブ111及び排気バルブ112は開放状態にな
っており、ステージ102の位置にかかわらず、不活性
ガスは光路空間116内に常時供給されている。ただ
し、ウエハ交換・メンテナンス時など、光路空間116
下からステージ102が外れる場合は一時的に不活性ガ
スの供給を停止、もしくは供給量を少なくし、ウエハ交
換後にステージ102が光路空間116下に再突入する
前に供給を開始、もしくは供給量を戻す制御を行っても
良い。
The opening / closing and opening of the air supply valve 111 and the exhaust valve 112 are controlled by the environment controller 131. Normal,
The air supply valve 111 and the exhaust valve 112 are open, and the inert gas is constantly supplied into the optical path space 116 regardless of the position of the stage 102. However, at the time of wafer replacement and maintenance, the optical path space 116
When the stage 102 comes off from below, the supply of the inert gas is temporarily stopped or the supply amount is reduced, and the supply is started before the stage 102 reenters the optical path space 116 after the wafer replacement, or the supply amount is reduced. You may perform control to return.

【0044】また、光路空間116内の酸素濃度を測定
する酸素濃度計117及びステージ102はステージ制
御器132で制御される。環境制御器131及びステー
ジ制御器132並びに不図示の他の制御器は、メインコ
ントローラ133により、ウエハ交換、アライメント動
作、露光動作等の種々の動作において統括的に制御され
る。メインコントローラ133による制御内容や露光装
置の動作状態は、監視装置134によって監視される。
The oxygen concentration meter 117 for measuring the oxygen concentration in the optical path space 116 and the stage 102 are controlled by the stage controller 132. The environment controller 131, the stage controller 132, and other controllers (not shown) are collectively controlled by the main controller 133 in various operations such as wafer exchange, alignment operation, and exposure operation. The monitoring device 134 monitors the control content of the main controller 133 and the operating state of the exposure apparatus.

【0045】ウエハ交換時には、光路空間116内への
不活性ガスの供給量を減少させなくとも、周辺雰囲気の
影響で光路空間116内の酸素濃度はかなり高くなる。
その状態でウエハ103を搭載したウエハステージ10
2が光路空間116下に突入すると、光路空間116の
開口面積の減少に伴って、光路空間116のガスの排気
効率が悪くなる。そのため、光路空間116内の酸素濃
度が減少するまでに数秒程度を要し、これがスループッ
トを落とす要因となった。
Even when the amount of inert gas supplied to the optical path space 116 is not reduced during wafer replacement, the oxygen concentration in the optical path space 116 becomes considerably high due to the influence of the surrounding atmosphere.
Wafer stage 10 with wafer 103 mounted in that state
When 2 enters below the optical path space 116, the exhaust efficiency of the gas in the optical path space 116 deteriorates as the opening area of the optical path space 116 decreases. Therefore, it took about several seconds until the oxygen concentration in the optical path space 116 decreased, which was a factor of reducing the throughput.

【0046】そこで、実施形態1では、ウエハステージ
102の位置によって決定される光路空間116の開口
面積と光路空間116内の酸素濃度の関係から目標酸素
濃度を設定し、酸素濃度を測定しつつ開口面積を制御す
るようにウエハステージ102を制御することで、光路
空間116内の酸素濃度を急速に減少させる。
Therefore, in the first embodiment, the target oxygen concentration is set based on the relationship between the opening area of the optical path space 116 determined by the position of the wafer stage 102 and the oxygen concentration in the optical path space 116, and the opening is performed while measuring the oxygen concentration. By controlling the wafer stage 102 so as to control the area, the oxygen concentration in the optical path space 116 is rapidly reduced.

【0047】ここで、開口面積に関して説明する。Here, the opening area will be described.

【0048】図2に示すように光路空間116の下部で
あり、ウエハ103と間には光路空間116から漏れ出
した不活性ガスの流路となる隙間200が存在する。隙
間200のウエハ103に接する面201の面積201
Sはステージ102(ウエハ103、高さ調整板181
を含む)が存在しない部分の面積とし、ステージ102
の移動に伴って、変化する。面積201Sの最大値はス
テージ102が光路空間116下に存在しない場合であ
り、ステージ102の光路空間116への突入に伴っ
て、徐々に201Sは減少し、図2(光路空間116を
上から見た図)に示すような状態を経て、最終的に隙間
200の下にステージ102(ウエハ103、高さ調整
板181を含む)が突入を完了することで201Sは0
になる(以下、201Sの面積が0になる時を突入完了
とする)。本発明では、開口面積を201Sと設定す
る。また、ウエハ103と高さ調整板181の高さに差
がある場合は、隙間200の常時開口となる203S、
204S、205S、206Sの面の面積を201Sに
加えて開口面積として設定するほうが好ましい。
As shown in FIG. 2, there is a gap 200 below the optical path space 116 and between the wafer 103 and the wafer 103 as a flow path for the inert gas leaking from the optical path space 116. Area 201 of surface 201 of gap 200 in contact with wafer 103
S is a stage 102 (wafer 103, height adjustment plate 181
Is included in the area of the stage 102.
Changes with the movement of. The maximum value of the area 201S is when the stage 102 does not exist below the optical path space 116, and the 201S gradually decreases as the stage 102 enters the optical path space 116, and FIG. 201S, the stage 102 (including the wafer 103 and the height adjusting plate 181) finally completes plunging under the gap 200, and the 201S becomes 0.
(Hereinafter, when the area of 201S becomes 0, the rush is completed). In the present invention, the opening area is set to 201S. If there is a difference in height between the wafer 103 and the height adjusting plate 181, the gap 200 is always open 203S,
It is preferable to add the area of the surface of 204S, 205S, 206S to 201S and set it as the opening area.

【0049】ここで、図4に光路空間116内の酸素濃
度と開口面積の関係を示す。
Here, FIG. 4 shows the relationship between the oxygen concentration in the optical path space 116 and the opening area.

【0050】図4では、横軸に光路空間116の開口面
積、縦軸に光路空間116内の酸素濃度の関係を示し
た。この場合、開口面積に対しステージがその座標で停
止後、内部濃度が安定した状態の酸素濃度を表示してい
る。開口面積が狭くなる毎に酸素濃度は減少する。
In FIG. 4, the horizontal axis represents the opening area of the optical path space 116 and the vertical axis represents the oxygen concentration in the optical path space 116. In this case, the oxygen concentration is displayed in a state where the internal concentration is stable after the stage has stopped at that coordinate with respect to the opening area. The oxygen concentration decreases as the opening area decreases.

【0051】また、供給量によって、酸素濃度も変化
し、供給量が多ければ、開口面積が若干大きくても酸素
濃度を減少させることができる。また、供給量が少なす
ぎる場合、開口面積が最小になっても酸素濃度を最小値
まで減少させることはできない。通常、ステージ102
の移動に伴う周辺雰囲気の巻き込みにより酸素濃度が光
路空間116において上昇しない程度に不活性ガスを光
路空間116へ供給する。
Further, the oxygen concentration changes depending on the supply amount, and if the supply amount is large, the oxygen concentration can be reduced even if the opening area is slightly large. Further, if the supply amount is too small, the oxygen concentration cannot be reduced to the minimum value even if the opening area is minimized. Usually stage 102
The inert gas is supplied to the optical path space 116 to such an extent that the oxygen concentration does not rise in the optical path space 116 due to the entrainment of the surrounding atmosphere accompanying the movement of.

【0052】図5にステージ座標と開口面積201S、
及び、光路空間116内の酸素濃度の関係を示す。
FIG. 5 shows the stage coordinates and the opening area 201S,
Also, the relationship between the oxygen concentrations in the optical path space 116 is shown.

【0053】図5において、Aは光路空間116下に高
さ調整板181が突入を開始する突入開始座標であり、
Bはウエハ103もしくは高さ調整板181が光路空間
116への突入を完了する突入完了座標である。
In FIG. 5, A is a plunge start coordinate at which the height adjusting plate 181 starts plunging under the optical path space 116,
B is a plunge completion coordinate at which the wafer 103 or the height adjusting plate 181 completes plunging into the optical path space 116.

【0054】開口面積201Sに対し定常的な濃度(ス
テージがその座標で停止後、内部濃度が安定した状態の
濃度:破線)とステージを従来どおり(ステージの最高
速度で)光路空間116下へ突入させた場合の濃度(実
線)を比較したグラフである。
A steady density (a density in a state where the internal density is stable after the stage stops at that coordinate: a broken line) with respect to the opening area 201S and the stage is rushed under the optical path space 116 as usual (at the maximum speed of the stage). It is a graph which compared the density (solid line) at the time of making it.

【0055】従来の濃度の場合のほうが酸素濃度が高
く、また、開口面積が0になる付近(B前後)から酸素
濃度の減少する傾きがゆるくなっていることがわかる。
It can be seen that the oxygen concentration is higher in the case of the conventional concentration, and that the gradient of decrease of the oxygen concentration becomes gentle from the vicinity of the opening area of 0 (before and after B).

【0056】これは、ステージ102の光路空間116
への突入により開口面積201Sが減少し、排気効率が
悪くなるために、不活性ガスへの置換時間を長くするた
めである。
This is the optical path space 116 of the stage 102.
This is because the opening area 201S is reduced due to the entry into and the exhaust efficiency is deteriorated, so that the replacement time with the inert gas is lengthened.

【0057】また、従来の濃度変化はステージ速度によ
り傾きがかわり、ステージ速度が遅い場合のほうがより
定常的な濃度の変化に近づく。
Further, in the conventional density change, the slope changes depending on the stage speed, and when the stage speed is slow, it becomes closer to a more steady density change.

【0058】ステージ102を制御して、従来の濃度変
化を定常的な濃度変化にできるだけ短時間に近づけるこ
とができれば良い。
It suffices to control the stage 102 so that the conventional density change can be approximated to a steady density change in the shortest possible time.

【0059】図5からわかることはステージ座標Cから
Bにかけて、定常的な濃度と従来の濃度の差が発生して
くる。
As can be seen from FIG. 5, there is a difference between the stationary density and the conventional density from stage coordinates C to B.

【0060】そこで、図5のグラフのステージ座標軸を
時間軸に変換したグラフを図6に示す。
Therefore, FIG. 6 shows a graph obtained by converting the stage coordinate axes of the graph of FIG. 5 into a time axis.

【0061】図6ではステージ速度一定の場合の従来の
開口面積の変化(実線)とその開口面積の変化に伴った
酸素の濃度変化(実線)を示した。
FIG. 6 shows a change in the conventional opening area (solid line) when the stage speed is constant, and a change in oxygen concentration (solid line) accompanying the change in the opening area.

【0062】図6において、制御した場合の面積変化
(破線)に示したように酸素濃度の減少が大きくなる座
標Cから開口面積の減少を緩やかにし、不活性ガスの濃
度が所定の値になる、もしくは開口面積が0になるとこ
ろで、ステージ速度を戻せば、制御した場合の濃度変化
(破線)のように効率よく光路空間116内の酸素濃度
を減少させることができると推測できる。
In FIG. 6, the decrease in the opening area is moderated from the coordinate C where the decrease in oxygen concentration is large as indicated by the change in area (dashed line) when controlled, and the concentration of the inert gas becomes a predetermined value. It is presumed that the oxygen concentration in the optical path space 116 can be efficiently reduced by returning the stage velocity when the opening area becomes 0, as in the concentration change (broken line) when controlled.

【0063】そこで、上記の制御した場合の面積変化に
対応したステージの制御方法を考えれば良い。
Therefore, a method of controlling the stage corresponding to the area change in the above control may be considered.

【0064】方法としては、光路空間116内の酸素濃
度を測定し、その測定値を基づいてステージを制御する
方法(方法1)と方法1から求められたステージの座標
・速度と時間の関係をテーブルとして持ち、ステージの
制御に適用する方法(方法2)と開口面積の変化と不活
性ガス濃度の関係を不活性ガスの給排気量、光路空間1
16及び周辺のサイズ、供給ガスの濃度、光路空間11
6の周辺雰囲気の濃度と流速、ステージの移動速度から
シミュレーションなどの計算により求める方法(方法
3)がある。いずれかの方法を適用して、ステージを制
御することで、光路空間116内雰囲気の置換時間を短
縮することができる。以下に方法1に関して説明する。
As a method, a method of measuring the oxygen concentration in the optical path space 116 and controlling the stage based on the measured value (method 1) and the relationship between the stage coordinates / speed and time obtained from the method 1 are described. The method (method 2) that has a table and is applied to the control of the stage, and the relationship between the change of the opening area and the concentration of the inert gas, the supply and exhaust amount of the inert gas, the optical path space
16 and surrounding size, concentration of supply gas, optical path space 11
There is a method (method 3) of obtaining the density and flow velocity of the surrounding atmosphere and the moving speed of the stage by calculation such as simulation. By controlling the stage by applying any one of the methods, the replacement time of the atmosphere in the optical path space 116 can be shortened. The method 1 will be described below.

【0065】図6に示した制御した場合の濃度変化のグ
ラフを目標濃度として目標酸素濃度と酸素濃度計117
の値を比較しつつ、ウエハステージ102の移動速度を
制御する。この場合、目標値に対し、酸素濃度が高けれ
ば、ステージ速度を減速、目標値に対し酸素濃度が低け
ればステージ速度を加速するといった制御を行う。図6
に示した制御した場合の濃度変化のグラフの傾きは、光
路空間116のサイズ、遮蔽部材115の下端からウエ
ハ103面までの距離、不活性ガス給排気量、ウエハス
テージ102の光路空間116下への突入完了時刻から
露光開始時刻までの時間によって異なる。
The target oxygen concentration and the oxygen concentration meter 117 are set using the graph of the concentration change in the case of control shown in FIG. 6 as the target concentration.
The moving speed of the wafer stage 102 is controlled while comparing the values of. In this case, if the oxygen concentration is higher than the target value, the stage speed is decelerated, and if the oxygen concentration is lower than the target value, the stage speed is accelerated. Figure 6
The slope of the graph of the concentration change in the case of control shown in FIG. Depends on the time from the rush completion time to the exposure start time.

【0066】図6に示した制御した場合の濃度変化のグ
ラフの傾きの決定方法を以下に示す。
A method of determining the slope of the graph of density change in the case of control shown in FIG. 6 will be described below.

【0067】図7はウエハステージ102が光路空間1
16の下に存在した状態で、不活性ガスの供給を開始し
た際の酸素濃度の時間変化を示したグラフである。
In FIG. 7, the wafer stage 102 has the optical path space 1
It is the graph which showed the time change of the oxygen concentration at the time of starting supply of an inert gas in the state which existed under 16.

【0068】ステージ102の光路空間116下への突
入完了時刻からアライメントなどを含め露光開始時刻ま
での若干の時間Δtを有する。そして、図7に示す露光
開始可能な酸素濃度Cpの値からΔt時間前の酸素濃度
を光路空間116下にウエハステージ102が突入を完
了するときの目標酸素濃度Ctとする。
There is a slight time Δt from the completion time of the entry of the stage 102 under the optical path space 116 to the exposure start time including alignment and the like. Then, the oxygen concentration Δt time before the oxygen concentration Cp at which exposure can be started shown in FIG. 7 is set as the target oxygen concentration Ct when the wafer stage 102 completes the entry under the optical path space 116.

【0069】図8に突入完了座標Bの時の目標酸素濃度
をCtとした場合のグラフを示す。
FIG. 8 shows a graph when the target oxygen concentration at the rush completion coordinate B is Ct.

【0070】定常的な濃度のグラフは図5に示したグラ
フと同じグラフである。酸素濃度の減少が大きくなるス
テージ座標Cから突入を完了するステージ座標Bまでの
区間の定常的な酸素濃度の傾きが座標Cの濃度Ccから
座標Bの濃度Ctの傾きになる様に倍率を設定し、定常
的な濃度から目標濃度を決定する。
The steady-state concentration graph is the same as the graph shown in FIG. The magnification is set so that the steady slope of the oxygen concentration in the section from the stage coordinate C where the decrease of the oxygen concentration becomes large to the stage coordinate B where the entry is completed becomes the slope of the concentration Cc of the coordinate C to the concentration Ct of the coordinate B. Then, the target concentration is determined from the steady concentration.

【0071】また、酸素濃度計117の値を元にウエハ
ステージ102を制御した場合のステージ速度の時間経
過を図9に示す。また、酸素濃度計117の値を元にウ
エハステージ102を制御した場合の光路空間116の
開口面積の変化は図6の制御した場合のグラフとほぼ同
じようになる。
FIG. 9 shows the time course of the stage speed when the wafer stage 102 is controlled based on the value of the oxygen concentration meter 117. Further, when the wafer stage 102 is controlled based on the value of the oxygen concentration meter 117, the change in the opening area of the optical path space 116 is almost the same as the graph in the case of control in FIG.

【0072】図9において、Aは光路空間116下に高
さ調整板181が突入する突入開始時刻であり、Bはウ
エハ103もしくは高さ調整板181が光路空間116
への突入を完了する突入完了時刻である。時刻Bの手前
でステージを一旦減速し、再度、通常速度に戻してい
る。一旦減速することで、光路空間116内の排気効率
の悪化による置換時間の遅れを抑えつつ、置換を短時間
に行うことが可能になる。
In FIG. 9, A is the rush start time when the height adjusting plate 181 plunges under the optical path space 116, and B is the wafer 103 or the height adjusting plate 181 is the optical path space 116.
It is the rush completion time to complete the rush. Before the time B, the stage is once decelerated and then returned to the normal speed again. By decelerating once, the replacement can be performed in a short time while suppressing the replacement time delay due to the deterioration of the exhaust efficiency in the optical path space 116.

【0073】不活性ガスの給排気量、光路空間116の
サイズが同じであれば、図9に示すステージ速度をテー
ブルとして持ち、テーブルを元にステージを制御するこ
とで、酸素濃度計117を搭載することなく、効率よく
置換時間を短縮することが可能である。
If the amount of supply and exhaust of the inert gas and the size of the optical path space 116 are the same, the stage speed shown in FIG. 9 is held as a table, and the oxygen concentration meter 117 is mounted by controlling the stage based on the table. It is possible to efficiently shorten the replacement time without doing so.

【0074】尚、図4の関係は露光装置の立ち上げ時
に、光路空間116に接続した酸素濃度計117とウエ
ハステージ座標を元に求める。また、不活性ガスの供給
量と排気量、ガスの供給濃度、及び光路空間116のサ
イズと遮蔽部材115の下端からウエハ103までの距
離を元にシミュレーションなどの計算で、図2の関係を
求めても良い。
The relationship shown in FIG. 4 is obtained based on the oxygen concentration meter 117 connected to the optical path space 116 and the wafer stage coordinates when the exposure apparatus is started up. Further, the relationship of FIG. 2 is obtained by calculation such as simulation based on the supply amount and exhaust amount of the inert gas, the gas supply concentration, the size of the optical path space 116, and the distance from the lower end of the shielding member 115 to the wafer 103. May be.

【0075】他のウエハステージ102の制御例として
は、ステップ移動により所定移動量ステップ後、酸素濃
度計117によって酸素濃度の低下を確認した後に、更
にステップ移動し、これを繰り返しても良い。これによ
って、光路空間116内の酸素濃度を順次低下させるこ
とができる。
As another control example of the wafer stage 102, after a predetermined movement amount step by step movement, after confirming a decrease in oxygen concentration by the oxygen concentration meter 117, further step movement may be performed and this may be repeated. Thereby, the oxygen concentration in the optical path space 116 can be sequentially reduced.

【0076】また、図10に示すように、図9の時間と
ウエハステージ速度の関係や図6の開口面積と時間の関
係をウエハステージ座標と時間の関係に変換して、を目
標座標としてステージを制御しても良く、ウエハステー
ジ102の移動、例えば、5mm移動する毎に酸素濃度
の低下を確認し、その確認した酸素濃度に対応してウエ
ハステージ102の移動速度を制御しても良い。
Further, as shown in FIG. 10, the relationship between the time and the wafer stage speed in FIG. 9 and the relationship between the opening area and the time in FIG. 6 are converted into the wafer stage coordinate and the time relationship, and the stage is set as the target coordinate. May be controlled, or a decrease in oxygen concentration may be confirmed every time the wafer stage 102 moves, for example, 5 mm, and the moving speed of the wafer stage 102 may be controlled in accordance with the confirmed oxygen concentration.

【0077】この場合のステージ制御器132の制御
も、酸素濃度計117の検出値を元にリアルタイムに制
御しても良いし、予め記憶されたテーブルに従ってウエ
ハステージ102を制御しても良い。
The control of the stage controller 132 in this case may be controlled in real time based on the detected value of the oxygen concentration meter 117, or the wafer stage 102 may be controlled according to a table stored in advance.

【0078】以上説明したように、実施形態1によれ
ば、光路空間116の開口面積と酸素濃度の関係からウ
エハステージ102を制御することで、より短時間に光
路空間116の内部雰囲気を不活性ガスへ置換すること
が可能である。
As described above, according to the first embodiment, by controlling the wafer stage 102 from the relationship between the opening area of the optical path space 116 and the oxygen concentration, the internal atmosphere of the optical path space 116 is made inactive in a shorter time. It is possible to substitute gas.

【0079】また、光路空間116内に含まれる不活性
ガス以外のガス成分には、酸素以外にも、水蒸気、二酸
化炭素等の大気中に含まれるガス成分がある。そして、
特に、実施形態1では、酸素濃度計117から得られる
酸素濃度に基づいて、ウエハステージ102を制御する
ようにしたが、酸素以外の大気中に含まれるガス成分の
いずれかあるいはその組み合わせの濃度に基づいて、ウ
エハステージ102を制御するようにしても良い。更に
は、光路空間116内に含まれる不活性ガスそのものの
濃度に基づいて、ウエハステージ102を制御するよう
にしても良い。
The gas components other than the inert gas contained in the optical path space 116 include not only oxygen but also gas components contained in the atmosphere such as water vapor and carbon dioxide. And
In particular, in the first embodiment, the wafer stage 102 is controlled based on the oxygen concentration obtained from the oxygen concentration meter 117. However, the concentration of any gas component other than oxygen contained in the atmosphere or a combination thereof is set. The wafer stage 102 may be controlled based on this. Furthermore, the wafer stage 102 may be controlled based on the concentration of the inert gas itself contained in the optical path space 116.

【0080】また、光路空間116内部の酸素濃度の値
を元にウエハステージ102を制御したが、これに限定
されない。例えば、酸素濃度を検出する代わりに光路空
間116内部の圧力を測定し、その圧力値の単位時間あ
たりの変化量を所定の変化量以下に抑えるようにウエハ
ステージ102の移動速度を制御しても良い。
Although the wafer stage 102 is controlled based on the value of the oxygen concentration inside the optical path space 116, the present invention is not limited to this. For example, instead of detecting the oxygen concentration, the pressure inside the optical path space 116 is measured, and the moving speed of the wafer stage 102 is controlled so that the change amount of the pressure value per unit time is suppressed to a predetermined change amount or less. good.

【0081】図11に光路空間116内の圧力と開口面
積と時間の関係を示す。前述と同様に一定のステージ速
度で光路空間116下へウエハステージ102を突入さ
せた場合、光路空間116下へのウエハステージ102
が突入完了する間際に、急速に光路空間116内部の圧
力が上昇する。そこで、図11に示すように、急速な圧
力上昇を抑えるために開口面積が最小になる前後で開口
面積の減少速度を抑えるようにステージ速度を減速する
ことで、排気効率が急激に悪化するのを抑え、光路空間
116内の不活性ガスへの置換を短時間に行うものであ
る。
FIG. 11 shows the relationship between the pressure in the optical path space 116, the opening area, and time. Similarly to the above, when the wafer stage 102 is thrust into the optical path space 116 at a constant stage speed, the wafer stage 102 below the optical path space 116 is moved.
The pressure inside the optical path space 116 rapidly rises just before the entry into the optical path space 116. Therefore, as shown in FIG. 11, by reducing the stage speed so as to suppress the decrease rate of the opening area before and after the opening area is minimized in order to suppress the rapid pressure increase, the exhaust efficiency is sharply deteriorated. In this way, the inert gas in the optical path space 116 is replaced in a short time.

【0082】具体的には、光路空間116内圧力の上昇
に応じてウエハステージ102の移動速度を落とすもし
くは停止させることで、光路空間116内部の排気効率
が急速に悪くなるのを抑え、不活性ガスへの置換時間を
短縮することができる。
Specifically, by slowing or stopping the moving speed of the wafer stage 102 in accordance with the rise in the pressure inside the optical path space 116, it is possible to prevent the exhaust efficiency inside the optical path space 116 from rapidly deteriorating and to be inactive. The replacement time with gas can be shortened.

【0083】また、先の濃度に対応した制御と同様に、
不活性ガスの給排気量、光路空間116のサイズが同じ
であれば、ステージ速度と時間の関係をテーブルとして
持ち、テーブルを元にウエハステージ102を制御する
ことで、圧力測定手段を搭載することなく、効率よく置
換時間を短縮することが可能である。
Further, similarly to the control corresponding to the above density,
If the supply / exhaust amount of the inert gas and the size of the optical path space 116 are the same, the relationship between the stage speed and the time is held as a table, and the wafer stage 102 is controlled based on the table to mount the pressure measuring means. It is possible to efficiently reduce the replacement time.

【0084】[実施形態2]実施形態1では、光路空間
116の開口面積と酸素濃度の関係からウエハステージ
102の移動速度・座標を制御したが、例えば、図12
に示すように光路空間116の開口面積が最大開口面積
の所定の開口率(例えば、50%)以下になるところで
ウエハステージ102の移動速度を最大移動速度Vmax
より減速することで、不活性ガスへの置換時間を短縮す
ることも可能である。
[Second Embodiment] In the first embodiment, the moving speed and coordinates of the wafer stage 102 are controlled based on the relationship between the opening area of the optical path space 116 and the oxygen concentration.
As shown in, the moving speed of the wafer stage 102 is changed to the maximum moving speed Vmax when the opening area of the optical path space 116 becomes equal to or smaller than a predetermined opening ratio (for example, 50%) of the maximum opening area.
By further reducing the speed, it is possible to shorten the replacement time with the inert gas.

【0085】また、図13に示すように、光路空間11
6の開口面積が最大開口面積の所定の開口率(例えば、
10%)以下になるところでウエハステージ102を停
止させ、酸素濃度が減少した後にウエハステージ102
を移動させることで、不活性ガスへの置換時間を短縮す
ることも可能である。
Further, as shown in FIG. 13, the optical path space 11
The opening area of 6 is a predetermined opening ratio (for example,
10%) or less, the wafer stage 102 is stopped, and after the oxygen concentration decreases, the wafer stage 102
It is also possible to shorten the replacement time with the inert gas by moving the gas.

【0086】また、一定速度ではあるが、通常のウエハ
ステージ102の移動速度以下で、不活性ガスの濃度上
昇に対して最適化された速度で、ウエハステージ102
を光路空間116下への突入させることで、不活性ガス
への置換時間を短縮することも可能である。
The wafer stage 102 is at a constant speed, but at a speed equal to or lower than the normal moving speed of the wafer stage 102 and optimized for increasing the concentration of the inert gas.
It is also possible to shorten the replacement time with the inert gas by causing the gas to enter under the optical path space 116.

【0087】図14にステージ速度と置換時間の関係を
示す。
FIG. 14 shows the relationship between the stage speed and the replacement time.

【0088】ステージ速度がα以下と遅い場合、開口面
積の減少に時間がかかることが置換時間を遅くする主な
原因となる。ステージ速度がβ以上γ以下では逆に開口
面積の減少が速く、排気効率が悪くなるために、置換時
間が長くなる傾向にある。しかし、ステージ速度がγ以
上になると開口面積が最小になった後の置換に要する時
間はさほど変わらなくなり、開口面積の減少時間が短く
なることが置換時間を短縮する要因になる。
When the stage speed is as low as α or less, it takes a long time to reduce the opening area, which is the main reason for the slow replacement time. On the other hand, when the stage speed is β or more and γ or less, the opening area decreases conversely and exhaust efficiency deteriorates, so that the replacement time tends to be long. However, when the stage speed is γ or higher, the time required for replacement after the opening area is minimized does not change so much, and the reduction time of the opening area becomes a factor to shorten the replacement time.

【0089】このようなステージ速度αを実験的もしく
はシミュレーションなどの計算により求めることで、一
定速度ではあるが通常の移動速度以下でステージを駆動
しつつ光路空間116下へステージ102を突入させる
ことでも不活性ガスへの置換時間を短縮することが可能
である。
By obtaining the stage velocity α by experiments or by calculation such as simulation, the stage 102 can be driven under the optical path space 116 while driving the stage at a constant velocity or lower than the normal moving velocity. It is possible to shorten the replacement time with the inert gas.

【0090】[実施形態3]図15は、本発明の実施形
態3の露光装置の一部を示す図である。実施形態3で
は、上記実施形態1、2に対して、以下の3点の構成に
追加/変更することで、更なる置換時間の短縮を達成し
ている。
[Third Embodiment] FIG. 15 is a view showing a part of an exposure apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the replacement time is further shortened by adding / changing the following three configurations to the first and second embodiments.

【0091】第1に、ウエハステージ102上のウエハ
チャック180に保持されたウエハ103の外側に、ウ
エハ103とその外側との間における高さ変化がなだら
かになるように傾斜が与えられた高さ調整板181を配
置している。この高さ調整板181は、ウエハ103が
光路空間116内に突入する際における光路空間116
下の開口面積の減少速度を緩やかにし、光路空間116
の排気効率を改善する。
First, the height of the outside of the wafer 103 held by the wafer chuck 180 on the wafer stage 102 is inclined so that the height change between the wafer 103 and the outside thereof is gentle. An adjusting plate 181 is arranged. The height adjusting plate 181 is provided in the optical path space 116 when the wafer 103 enters the optical path space 116.
The decrease speed of the lower opening area is made slower, and the optical path space 116
Improve the exhaust efficiency of.

【0092】第2に、不活性ガスの流量を制御する流量
制御器191及び192を介して、給気通路から光路空
間116に不活性ガスを吹き込む給気部193、194
を互いに向かい合うように配置する。また、光路空間1
16を囲う四辺の遮蔽部材を配置し、この遮蔽部材のう
ち三辺の遮蔽部材の高さを同じくし、残り一辺の遮蔽部
材のウエハ103までの高さを大きくする。実施形態3
では、周辺雰囲気の流れ195の下流側に位置する給気
部193からウエハ103までの高さを他の3辺に比べ
大きくしている。これは、周辺雰囲気の流れ195の影
響を受けにくい周辺雰囲気の下流側において、光路空間
116の排気効率を改善するためである。
Secondly, the air supply units 193 and 194 for blowing the inert gas from the air supply passage into the optical path space 116 via the flow rate controllers 191 and 192 for controlling the flow rate of the inert gas.
To face each other. Also, the optical path space 1
The shielding members on four sides surrounding 16 are arranged, the shielding members on three sides of the shielding members have the same height, and the height of the shielding member on the remaining one side to the wafer 103 is increased. Embodiment 3
Then, the height from the air supply unit 193 located on the downstream side of the flow 195 of the surrounding atmosphere to the wafer 103 is made larger than the other three sides. This is to improve the exhaust efficiency of the optical path space 116 on the downstream side of the surrounding atmosphere that is less susceptible to the flow 195 of the surrounding atmosphere.

【0093】第3に、周辺雰囲気の流れ195の上流側
の給気部194からの不活性ガスの供給量を下流側の給
気部193からの不活性ガスの供給量よりも多くしてい
る。下流側の給気部193からは、例えば、光路空間1
16内の上部にのみ不活性ガスが供給される。ここで、
光路空間116内のガスは、周辺空間のガスと同じ方向
に流れる傾向が強いため、上流側の給気部194からの
不活性ガスの供給量を下流側の給気部193からの不活
性ガスの供給量よりも多くした方が光路空間116内の
不活性ガスへの置換時間を短縮することができる。ま
た、不活性ガスを一方向からのみ供給した場合は、その
供給口から遠い部分(例えば、図15のPの部分)のガ
スの置換が遅れる傾向にあるため、上記のように対向す
る給気部193及び194を設けることが好ましい。
Thirdly, the supply amount of the inert gas from the upstream air supply unit 194 of the flow 195 of the surrounding atmosphere is made larger than the supply amount of the inert gas from the downstream air supply unit 193. . From the air supply unit 193 on the downstream side, for example, the optical path space 1
The inert gas is supplied only to the upper part in 16. here,
Since the gas in the optical path space 116 has a strong tendency to flow in the same direction as the gas in the peripheral space, the amount of the inert gas supplied from the upstream air supply unit 194 is reduced by the amount of the inert gas supplied from the downstream air supply unit 193. It is possible to shorten the replacement time with the inert gas in the optical path space 116 by increasing the supply amount. Further, when the inert gas is supplied only from one direction, the replacement of the gas in the part far from the supply port (for example, the part P in FIG. 15) tends to be delayed, so that the supply of the air which is opposed to the opposite side as described above is likely to occur. It is preferable to provide the parts 193 and 194.

【0094】ここで、実施形態1の露光装置による図9
のウエハステージ102の移動速度の変化に対し、実施
形態3の露光装置によるウエハステージ102の移動速
度の変化を比較するグラフを図16に示す。
Here, FIG. 9 by the exposure apparatus of the first embodiment is shown.
FIG. 16 shows a graph comparing changes in the moving speed of the wafer stage 102 by the exposure apparatus of the third embodiment with respect to changes in the moving speed of the wafer stage 102.

【0095】図16において、実線のグラフが実施形態
3の露光装置によるウエハステージ102の移動速度の
変化であり、B’はウエハ103もしくは高さ調整板1
81が光路空間116への突入を完了する突入完了時刻
である。また、破線のグラフが実施形態1の露光装置に
よるウエハステージ102の移動速度の変化である。
In FIG. 16, the solid line graph shows changes in the moving speed of the wafer stage 102 by the exposure apparatus of the third embodiment, and B ′ is the wafer 103 or the height adjusting plate 1.
Reference numeral 81 is a rush completion time when the rush into the optical path space 116 is completed. Further, the broken line graph shows changes in the moving speed of the wafer stage 102 by the exposure apparatus of the first embodiment.

【0096】図から明らかなように、実施形態3の突入
完了時刻B’は、実施形態1の突入完了時刻Bよりも早
くなっている。つまり、実施形態3では、上記3点によ
り、光路空間116下へのステージ102の突入完了前
後の光路空間116内の排気効率が改善され、ステージ
102の速度をさほど減速しなくとも不活性ガスの濃度
を目標値に合わせることができることを示している。こ
のようにして、実施形態1、2の露光装置に比べて光路
空間116の不活性ガスへの置換時間を更に短縮するこ
とが可能である。
As is clear from the figure, the rush completion time B'in the third embodiment is earlier than the rush completion time B in the first embodiment. That is, in the third embodiment, the exhaust efficiency in the optical path space 116 before and after the completion of the entry of the stage 102 into the optical path space 116 is improved by the above three points, and the inert gas of the inert gas can be generated without slowing the speed of the stage 102 so much. It shows that the density can be adjusted to the target value. In this way, it is possible to further shorten the replacement time of the optical path space 116 with the inert gas as compared with the exposure apparatuses of the first and second embodiments.

【0097】尚、実施形態3では、光路空間116を囲
う四辺の遮蔽部材の内の一辺の高さを変えたが、一辺全
ての高さを変えるのではなく部分的に高さを変えても同
程度の効果を得ることは可能である。
In the third embodiment, the height of one side of the four sides of the shielding member surrounding the optical path space 116 is changed, but the height may be partially changed instead of changing the height of all sides. It is possible to obtain the same effect.

【0098】また、上記の3点の構成の全部又は一部を
上記実施形態1、2に追加/変更することにより、光路
空間116の排気効率を高め更に置換時間を短縮するこ
とができる。
Further, by adding / changing all or part of the above-mentioned three points to the first and second embodiments, it is possible to enhance the exhaust efficiency of the optical path space 116 and further shorten the replacement time.

【0099】更に、図15のPを付した部分は、前述の
ように、一方からのみ不活性ガスを供給した場合にはガ
スの流れが遅くなる傾向がある。従って、汚染物質を発
するウエハ103を処理する場合には、Pの部分に該汚
染物質が溜まる傾向がある。しかしながら、実施形態3
のように、対向する給気部193及び194から不活性
ガスを光路空間116に供給し、また、光路空間116
を囲う周辺雰囲気の流れの下流側に位置する給気部19
3からウエハ103までの高さを他の3辺に比べ大きく
することでPの部分の流速を速くすることにより、この
ような問題を解決することができる。
Further, in the portion marked with P in FIG. 15, as described above, when the inert gas is supplied from only one side, the gas flow tends to be slow. Therefore, when processing the wafer 103 which emits a contaminant, the contaminant tends to accumulate in the portion P. However, the third embodiment
As described above, the inert gas is supplied to the optical path space 116 from the opposing air supply units 193 and 194, and the optical path space 116 is also supplied.
The air supply unit 19 located downstream of the flow of the surrounding atmosphere surrounding the
Such a problem can be solved by increasing the height from 3 to the wafer 103 as compared with the other three sides to increase the flow velocity in the P portion.

【0100】[実施形態4]実施形態1〜3において、
投影光学系とウエハステージとの間に適用された発明
は、照明光学系とレチクルステージとの間、及び、レチ
クルステージと投影光学系との間に対しても適用するこ
とができる。図17は、本発明を投影光学系とウエハス
テージとの間、照明光学系とレチクルステージとの間、
及び、レチクルステージと投影光学系との間に対して適
用した露光装置を示す図である。
[Fourth Embodiment] In the first to third embodiments,
The invention applied between the projection optical system and the wafer stage can also be applied between the illumination optical system and the reticle stage and between the reticle stage and the projection optical system. FIG. 17 shows the present invention between the projection optical system and the wafer stage, between the illumination optical system and the reticle stage,
It is a figure which shows the exposure apparatus applied between the reticle stage and the projection optical system.

【0101】図17に示す露光装置では、投影光学系3
02の最終光学部材(カバーガラス)311とウエハチ
ャック303(ウエハ305)との間の第1光路空間3
14については、第1光路空間314に不活性ガスを供
給する第1給気部341及び不活性ガスの供給量を制御
する第1A流量制御器312、並びに、第1光路空間3
14から不活性ガス等を排気する第1排気部342及び
不活性ガス等の排気量を制御する第1B流量制御器31
3が設けられている。そして、これらの構成により第1
光路空間314に不活性ガスを供給し、実施形態1〜3
のステージ制御により、ウエハステージ102を第1光
路空間314に突入させることで、置換時間を短縮する
ことが可能である。
In the exposure apparatus shown in FIG. 17, the projection optical system 3
02, the first optical path space 3 between the final optical member (cover glass) 311 and the wafer chuck 303 (wafer 305).
Regarding No. 14, the first air supply unit 341 for supplying the inert gas to the first optical path space 314, the first A flow controller 312 for controlling the supply amount of the inert gas, and the first optical path space 3
First exhaust unit 342 for exhausting an inert gas or the like from 14 and a first B flow rate controller 31 for controlling the exhaust amount of the inert gas or the like
3 is provided. Then, with these configurations, the first
An inert gas is supplied to the optical path space 314, and the first to third embodiments are provided.
With the stage control described above, the replacement time can be shortened by causing the wafer stage 102 to enter the first optical path space 314.

【0102】また、レチクル(マスク)322を照明す
る照明光学系301とレチクルステージ321(レチク
ル322)との間の第2光路空間326については、第
2光路空間326に不活性ガスを供給する第2給気部3
51及び不活性ガスの供給量を制御する第2A流量制御
器327、並びに、第2光路空間326から不活性ガス
等を排気する第2B排気部352及び不活性ガス等の排
気量を制御する第2流量制御器328が設けられてい
る。そして、これらの構成により第2光路空間326に
不活性ガスを供給し、実施形態1〜3のステージ制御に
より、レチクルステージ321を第2光路空間326に
突入させることで、置換時間を短縮することが可能であ
る。
Regarding the second optical path space 326 between the illumination optical system 301 for illuminating the reticle (mask) 322 and the reticle stage 321 (reticle 322), the second optical path space 326 is supplied with an inert gas. 2 Air supply unit 3
51 and a second A flow rate controller 327 that controls the supply amount of the inert gas, a second B exhaust unit 352 that exhausts the inert gas and the like from the second optical path space 326, and a discharge amount of the inert gas and the like. A two-flow controller 328 is provided. Then, with these configurations, the inert gas is supplied to the second optical path space 326, and the reticle stage 321 is rushed into the second optical path space 326 by the stage control of the first to third embodiments to shorten the replacement time. Is possible.

【0103】また、レチクルステージ321と投影光学
系302との間の第3光路空間325については、第3
光路空間325に不活性ガスを供給する第3給気部34
5及び不活性ガスの供給量を制御する第3A流量制御器
323、並びに、第3光路空間325から不活性ガス等
を排気する第3排気部346及び不活性ガス等の排気量
を制御する第3B流量制御器324が設けられている。
そして、これらの構成により第3光路空間325に不活
性ガスを供給し、実施形態1〜3のステージ制御によ
り、レチクルステージ321を第3光路空間325に突
入させることで、置換時間を短縮することが可能であ
る。
The third optical path space 325 between the reticle stage 321 and the projection optical system 302 is the third optical path space 325.
Third air supply unit 34 that supplies an inert gas to the optical path space 325
5 and a third A flow rate controller 323 that controls the supply amount of the inert gas, a third exhaust unit 346 that exhausts the inert gas and the like from the third optical path space 325, and a control unit that controls the exhaust amount of the inert gas and the like. A 3B flow controller 324 is provided.
Then, with these configurations, an inert gas is supplied to the third optical path space 325, and the reticle stage 321 is rushed into the third optical path space 325 by the stage control of Embodiments 1 to 3, thereby shortening the replacement time. Is possible.

【0104】このようにして、第1〜第3光路空間31
4、326、325には、不活性ガス(例えば、窒素ガ
ス、ヘリウムガス)が供給され、実施形態1〜3のステ
ージ制御により、各光路空間内の不活性ガスへの置換時
間を短縮する。
In this way, the first to third optical path spaces 31
An inert gas (for example, nitrogen gas or helium gas) is supplied to 4, 326, and 325, and the stage control of Embodiments 1 to 3 shortens the replacement time with the inert gas in each optical path space.

【0105】但し、第2光路空間326と第3光路空間
325は同じレチクルステージ321の制御により、不
活性ガスへの置換時間の短縮を実現する。そのために、
各酸素濃度計333、332の値の平均値により、目標
値を設定するか、332、333のどちらかの値を元に
レチクルステージ321を制御することで、各光路空間
内の不活性ガスへの置換時間の短縮を可能にする。
However, by controlling the same reticle stage 321, the second optical path space 326 and the third optical path space 325 realize the reduction of the replacement time with the inert gas. for that reason,
By setting the target value based on the average value of the oxygen concentration meters 333 and 332 or controlling the reticle stage 321 based on either value of 332 and 333, the inert gas in each optical path space is controlled. It enables to shorten the replacement time.

【0106】また、実施形態1と同様に、図17におい
て、第1乃至第3酸素濃度計及びレチクルステージ32
1はウエハステージ304と同期しつつステージ制御器
132により制御され、第1A乃至第3A及び第1B乃
至第3B流量制御器それぞれは環境制御器131により
制御される。環境制御器131及びステージ制御器13
2並びに不図示の他の制御器は、メインコントローラ1
33により、ウエハ交換、アライメント動作、露光動作
等の種々の動作において統括的に制御される。メインコ
ントローラ133による制御内容や露光装置の動作状態
は、監視装置134によって監視される。
As in the first embodiment, the first to third oximeters and the reticle stage 32 shown in FIG.
1 is controlled by the stage controller 132 in synchronism with the wafer stage 304, and the 1A to 3A and 1B to 3B flow rate controllers are controlled by the environment controller 131. Environmental controller 131 and stage controller 13
2 and other controllers not shown are the main controller 1
By 33, the overall control is performed in various operations such as wafer exchange, alignment operation, and exposure operation. The monitoring device 134 monitors the control content of the main controller 133 and the operating state of the exposure apparatus.

【0107】[露光装置の応用例]次に上記の露光装置
を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。
[Application Example of Exposure Apparatus] Next, a semiconductor device manufacturing process using the above-described exposure apparatus will be described.

【0108】図18は半導体デバイスの全体的な製造プ
ロセスのフローを示す。
FIG. 18 shows the flow of the whole semiconductor device manufacturing process.

【0109】ステップ1(回路設計)では、半導体デバ
イスの回路設計を行なう。ステップ2(マスク作製)で
は、設計した回路パターンに基づいてマスクを作製す
る。一方、ステップ3(ウエハ製造)では、シリコン等
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、上記のマスクとウエハを
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。
In step 1 (circuit design), the circuit of the semiconductor device is designed. In step 2 (mask making), a mask is made based on the designed circuit pattern. On the other hand, in step 3 (wafer manufacturing), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the mask and wafer described above.

【0110】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)等の組立て工程を含む。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、ステップ7で、これを
出荷する。
The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer manufactured in step 4, including an assembly process (dicing, bonding), a packaging process (chip encapsulation). Etc. including the assembling process. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. The semiconductor device is completed through these processes, and is shipped in step 7.

【0111】図19は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。
FIG. 19 shows the detailed flow of the wafer process.

【0112】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
面に絶縁膜を成膜する。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、上記の露光
装置によって回路パターンをウエハに転写する。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を形成する。
In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 13 (electrode formation), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted in the wafer. In step 15 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 16 (exposure), the circuit pattern is transferred onto the wafer by the above-mentioned exposure apparatus. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), parts other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist peeling), the unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps,
Multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【0113】[0113]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えば、投影光学系と基板との間の空間や、マスク(例
えば、レチクル)を照明する照明光学系と該マスクを保
持するマスクステージとの間の空間、該マスクステージ
と投影光学系との間の空間などの、露光光が通過する空
間(露光領域)を含む光路空間内のガスを不活性ガスに
よって置換するために要する時間を短縮することが可能
な露光装置及びその制御方法、デバイス製造方法を提供
できる。
As described above, according to the present invention,
For example, a space between the projection optical system and the substrate, a space between an illumination optical system that illuminates a mask (for example, a reticle) and a mask stage that holds the mask, or a space between the mask stage and the projection optical system. Exposure apparatus capable of shortening the time required to replace a gas in an optical path space including a space (exposure region) through which exposure light passes, such as the above space, a control method therefor, and a device manufacturing method Can be provided.

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

【図1】本発明の実施形態1の露光装置の一部を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a part of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態1の開口面積を説明するため
の図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining an opening area according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態1の開口面積が減少する際の
途中経過を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a progress in the process of reducing the opening area according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態1の光路空間の開口面積と酸
素濃度の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an opening area of an optical path space and oxygen concentration according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態1の開口面積とステージ座
標、酸素濃度の関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an opening area, stage coordinates, and oxygen concentration according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態1の開口面積と酸素濃度の時
間経過を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a time course of an opening area and oxygen concentration according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施形態1の酸素濃度と時間の関係を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between oxygen concentration and time according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施形態1の酸素濃度、開口面積とス
テージ座標との関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between oxygen concentration, an opening area, and stage coordinates according to the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施形態1の光路空間に突入する際の
ステージ速度の経過を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the progress of the stage speed when entering the optical path space according to the first embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施形態1の光路空間に突入する際
のステージ座標の経過を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing the progress of stage coordinates when entering the optical path space according to the first embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施形態1の開口面積と光路空間内
圧力の時間経過を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a time course of the opening area and the pressure in the optical path space according to the first embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施形態2の光路空間に突入する際
のステージ速度の経過を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing the progress of the stage speed when entering the optical path space according to the second embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施形態2の光路空間に突入する際
のステージ速度の経過を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing the progress of the stage speed when entering the optical path space according to the second embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施形態2のステージ速度と置換時
間の関係を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between a stage speed and a replacement time according to the second embodiment of the present invention.

【図15】本発明の実施形態3の光路空間に突入する際
の様子を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a state when plunging into an optical path space according to the third embodiment of the present invention.

【図16】本発明の実施形態3の光路空間に突入する際
のステージ速度の経過を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing the progress of the stage speed when entering the optical path space according to the third embodiment of the present invention.

【図17】本発明の実施形態4のレチクル周辺を含む露
光装置の一部を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a part of an exposure apparatus including a reticle periphery according to a fourth embodiment of the present invention.

【図18】半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフ
ローチャートである。
FIG. 18 is a flowchart of the overall manufacturing process of a semiconductor device.

【図19】半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフ
ローチャートである。
FIG. 19 is a flowchart of the overall manufacturing process of a semiconductor device.

【図20】従来の露光装置の一部を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing a part of a conventional exposure apparatus.

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マスクに形成されたパターンを露光光を
用いて基板に投影し転写する露光装置であって、 ステージと、 光学系と、 前記ステージと前記光学系との間の露光光が通過する空
間を含む光路空間に不活性ガスの流れを形成するガス流
形成機構と、 前記光路空間内部の所定ガスの濃度もしくは前記光路空
間内部の圧力のいずれかに基づいて、前記光路空間下へ
前記ステージが移動する際の該ステージの移動を制御す
る制御手段とを備えることを特徴とする露光装置。
1. An exposure apparatus for projecting and transferring a pattern formed on a mask onto a substrate by using exposure light, comprising: a stage, an optical system, and exposure light passing between the stage and the optical system. A gas flow forming mechanism for forming a flow of an inert gas in an optical path space including a space, and based on either the concentration of a predetermined gas inside the optical path space or the pressure inside the optical path space, An exposure apparatus comprising: a control unit that controls the movement of the stage when the stage moves.
【請求項2】 前記制御手段は、前記ステージの移動速
度が最大移動速度未満になるように前記ステージを制御
することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the stage so that a moving speed of the stage becomes less than a maximum moving speed.
【請求項3】 前記制御手段は、前記ステージが減速、
もしくは一時的に停止するように前記ステージを制御す
ることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
3. The control unit is configured to decelerate the stage,
Alternatively, the exposure apparatus according to claim 1, wherein the stage is controlled so as to be temporarily stopped.
【請求項4】 前記制御手段は、前記光路空間の開口面
積が最小になる前に前記ステージを減速、もしくは、一
時停止するように前記ステージを制御することを特徴と
する請求項3に記載の露光装置。
4. The control unit controls the stage so as to decelerate or temporarily stop the stage before the opening area of the optical path space is minimized. Exposure equipment.
【請求項5】 前記所定ガスは、前記不活性ガス、ある
いは該不活性ガス以外の大気中のガス成分のいずれかあ
るいはその組み合わせであることを特徴とする請求項1
に記載の露光装置。
5. The predetermined gas is either the inert gas or a gas component in the atmosphere other than the inert gas, or a combination thereof.
The exposure apparatus according to.
【請求項6】 前記光路空間内に配置され、前記所定ガ
スの濃度を測定する濃度測定手段を更に備えることを特
徴とする請求項1に記載の露光装置。
6. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a concentration measuring unit arranged in the optical path space for measuring the concentration of the predetermined gas.
【請求項7】 前記制御手段は、前記ステージをステッ
プ移動により所定移動量ステップ後、前記所定ガスの所
定濃度への到達を確認後、更にステップ移動し、これを
繰り返すことで、該ステージの移動を制御することを特
徴とする請求項6に記載の露光装置。
7. The movement of the stage is performed by the control means after stepping the stage by a predetermined movement amount step, confirming that the predetermined gas has reached a predetermined concentration, and further moving the step step repeatedly. 7. The exposure apparatus according to claim 6, wherein the exposure apparatus is controlled.
【請求項8】 前記制御手段は、前記ステージの移動量
に対応した前記所定ガスの所定濃度への到達を確認しな
がら、該ステージの移動を制御することを特徴とする請
求項6に記載の露光装置。
8. The method according to claim 6, wherein the control means controls the movement of the stage while confirming that the predetermined concentration of the predetermined gas corresponding to the movement amount of the stage has been reached. Exposure equipment.
【請求項9】 前記光路空間と前記ステージの位置によ
って決定される該光路空間の開口面積と前記光路空間内
の前記所定ガスの濃度の関係を求め、前記所定ガスの濃
度から決定される目標濃度に基づいて、前記光路空間下
へ前記ステージが移動する際の該ステージの移動を制御
することを特徴とする請求項6に記載の露光装置。
9. A target concentration determined from the concentration of the predetermined gas by obtaining the relationship between the opening area of the optical path space determined by the position of the optical path space and the stage and the concentration of the predetermined gas in the optical path space. 7. The exposure apparatus according to claim 6, wherein the movement of the stage is controlled when the stage moves below the optical path space based on the above.
【請求項10】 前記目標濃度は、前記開口面積によっ
て決定される到達濃度に対し、所定倍率を掛けた値であ
ることを特徴とする請求項9に記載の露光装置。
10. The exposure apparatus according to claim 9, wherein the target density is a value obtained by multiplying an ultimate density determined by the opening area by a predetermined magnification.
【請求項11】 前記制御手段は、予め記憶された前記
開口面積と前記所定ガスの濃度の時系列に関連付けされ
たテーブルを参照して、該ステージの移動を制御するこ
とを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
11. The control means controls the movement of the stage by referring to a table stored in advance in association with the time series of the opening area and the concentration of the predetermined gas. 1. The exposure apparatus according to 1.
【請求項12】 予め記憶された前記光路空間への前記
不活性ガスの供給量と前記開口面積と前記所定ガスの濃
度の時系列に関連付けされたテーブルを参照して、該ス
テージの移動を制御することを特徴とする請求項1に記
載の露光装置。
12. The movement of the stage is controlled by referring to a table stored in advance in association with a time series of the supply amount of the inert gas to the optical path space, the opening area, and the concentration of the predetermined gas. The exposure apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項13】 前記光路空間内に配置され、該光路空
間内部の圧力を測定する圧力測定手段を更に備え、 前記制御手段は、前記圧力測定手段の測定結果に基づい
て、前記ステージの移動を制御することを特徴とする請
求項1に記載の露光装置。
13. The pressure measuring means, which is arranged in the optical path space and measures the pressure inside the optical path space, further includes: a pressure measuring means, wherein the control means moves the stage based on a measurement result of the pressure measuring means. The exposure apparatus according to claim 1, which is controlled.
【請求項14】 前記制御手段は、前記圧力の単位時間
あたりの変化量が所定変化量以下になるように、前記ス
テージの移動速度を制御することを特徴とする請求項1
に記載の露光装置。
14. The control means controls the moving speed of the stage such that the amount of change in the pressure per unit time is equal to or less than a predetermined amount of change.
The exposure apparatus according to.
【請求項15】 前記制御手段は、前記圧力が所定圧力
より上昇する際に、前記ステージの移動速度を減速もし
くは一時的に停止するように、該ステージの移動を制御
することを特徴とする請求項3に記載の露光装置。
15. The control means controls the movement of the stage so as to decelerate or temporarily stop the moving speed of the stage when the pressure rises above a predetermined pressure. Item 3. The exposure apparatus according to item 3.
【請求項16】 前記ガス流形成機構は、 前記光路空間に不活性ガスを供給する供給機構と、 前記光路空間から不活性ガスを含むガスを排気する排気
機構のうち少なくとも供給機構とを備えることを特徴と
する請求項1に記載の露光装置。
16. The gas flow forming mechanism includes a supply mechanism that supplies an inert gas to the optical path space and at least a supply mechanism that exhausts a gas containing an inert gas from the optical path space. The exposure apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項17】 前記供給機構は、前記光路空間を挟ん
で対向する位置に配置された2つのガス供給部を有する
ことを特徴とする請求項16に記載の露光装置。
17. The exposure apparatus according to claim 16, wherein the supply mechanism has two gas supply units arranged at positions facing each other across the optical path space.
【請求項18】 基板ステージと、 前記基板ステージ上に搭載された基板チャックと、 前記基板チャックによってチャックされた基板とその周
辺との間における高さ変化をなだらかにする高さ調整部
材と、 を更に備えることを特徴とする請求項16に記載の露光
装置。
18. A substrate stage, a substrate chuck mounted on the substrate stage, and a height adjusting member for smoothing a height change between the substrate chucked by the substrate chuck and its periphery. The exposure apparatus according to claim 16, further comprising:
【請求項19】 前記光路空間を囲う四辺の遮蔽部材を
更に備え、 前記四辺の遮蔽部材の内の一辺の高さは、他の三辺と異
なることを特徴とする請求項16に記載の露光装置。
19. The exposure according to claim 16, further comprising a shield member having four sides surrounding the optical path space, wherein the height of one side of the shield members of the four sides is different from that of the other three sides. apparatus.
【請求項20】 前記ガス流形成機構は、投影光学系と
基板との間の光路空間に不活性ガスの流れを形成するよ
うに配置されていることを特徴とする請求項1に記載の
露光装置。
20. The exposure according to claim 1, wherein the gas flow forming mechanism is arranged so as to form a flow of an inert gas in an optical path space between the projection optical system and the substrate. apparatus.
【請求項21】 前記ガス流形成機構は、マスクを照明
する照明系と該マスクを保持するマスクステージとの間
の光路空間に不活性ガスの流れを形成するように配置さ
れていることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
21. The gas flow forming mechanism is arranged so as to form a flow of an inert gas in an optical path space between an illumination system that illuminates a mask and a mask stage that holds the mask. The exposure apparatus according to claim 1.
【請求項22】 前記ガス流形成機構は、マスクを保持
するマスクステージと投影光学系との間の光路空間に不
活性ガスの流れを形成するように配置されていることを
特徴とする請求項1に記載の露光装置。
22. The gas flow forming mechanism is arranged so as to form a flow of an inert gas in an optical path space between a mask stage holding a mask and a projection optical system. 1. The exposure apparatus according to 1.
【請求項23】 前記ガス流形成機構は、 投影光学系と基板との間の第1光路空間に不活性ガスの
流れを形成するように配置された第1ガス流形成機構
と、 マスクを照明する照明系と該マスクを保持するマスクス
テージとの間の第2光路空間に不活性ガスの流れを形成
するように配置された第2ガス流形成機構と、 前記マスクステージと前記投影光学系との間の第3光路
空間に不活性ガスの流れを形成するように配置された第
3ガス流形成機構とを備えることを特徴とする請求項1
に記載の露光装置。
23. The gas flow forming mechanism, wherein the first gas flow forming mechanism is arranged to form a flow of an inert gas in a first optical path space between the projection optical system and the substrate, and the mask is illuminated. A second gas flow forming mechanism arranged so as to form a flow of an inert gas in a second optical path space between the illumination system and the mask stage holding the mask, the mask stage and the projection optical system. And a third gas flow forming mechanism arranged to form a flow of the inert gas in the third optical path space between the two.
The exposure apparatus according to.
【請求項24】 前記ガス流形成機構が前記光路空間に
供給する不活性ガスの供給量は、該不活性ガスを含むガ
スを排気する排気量以上であることを特徴とする請求項
1に記載の露光装置。
24. The supply amount of the inert gas supplied to the optical path space by the gas flow forming mechanism is equal to or larger than the exhaust amount of the gas containing the inert gas. Exposure equipment.
【請求項25】 前記所定ガスは、窒素ガスまたはヘリ
ウムガスであることを特徴とする請求項1に記載の露光
装置。
25. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the predetermined gas is nitrogen gas or helium gas.
【請求項26】 ステージと、光学系と、前記ステージ
と前記光学系との間の露光光が通過する空間を含む光路
空間に不活性ガスの流れを形成するガス流形成機構とを
備え、マスクに形成されたパターンを露光光を用いて基
板に投影し転写する露光装置の制御方法であって、 前記光路空間内部の所定ガスの濃度を導出する導出工程
と、 前記導出工程によって導出された濃度に基づいて、前記
光路空間下へ前記ステージが移動する際の該ステージの
移動を制御する制御工程とを備えることを特徴とする露
光装置の制御方法。
26. A mask, comprising: a stage, an optical system, and a gas flow forming mechanism for forming a flow of an inert gas in an optical path space including a space through which exposure light passes between the stage and the optical system. A method of controlling an exposure apparatus, which projects and transfers a pattern formed on a substrate using exposure light, the derivation step of deriving a concentration of a predetermined gas inside the optical path space, and the concentration derived by the derivation step. And a control step of controlling the movement of the stage when the stage moves to below the optical path space.
【請求項27】 デバイス製造方法であって、 露光装置を用いて、感光材が塗布された基板にパターン
を転写する転写工程と、 前記基板を現像する現像工程とを備え、 前記露光装置は、 ステージと、 光学系と、 前記ステージと前記光学系との間の露光光が通過する空
間を含む光路空間に不活性ガスの流れを形成するガス流
形成機構と、 前記光路空間内部の所定ガスの濃度に基づいて、前記光
路空間下へ前記ステージが移動する際の該ステージの移
動を制御する制御手段とを備えることを特徴とするデバ
イス製造方法。
27. A device manufacturing method, comprising: a transfer step of transferring a pattern onto a substrate coated with a photosensitive material using an exposure apparatus; and a developing step of developing the substrate, wherein the exposure apparatus comprises: A stage, an optical system, a gas flow forming mechanism for forming a flow of an inert gas in an optical path space including a space where the exposure light passes between the stage and the optical system, and a predetermined gas in the optical path space. A device manufacturing method, comprising: a control unit that controls the movement of the stage when the stage moves to below the optical path space based on the concentration.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012109553A (en) * 2010-10-22 2012-06-07 Canon Inc Exposure device and device manufacturing method

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