JP2003257821A - 光学装置及び露光装置 - Google Patents
光学装置及び露光装置Info
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- JP2003257821A JP2003257821A JP2002054463A JP2002054463A JP2003257821A JP 2003257821 A JP2003257821 A JP 2003257821A JP 2002054463 A JP2002054463 A JP 2002054463A JP 2002054463 A JP2002054463 A JP 2002054463A JP 2003257821 A JP2003257821 A JP 2003257821A
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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】
【課題】 光路上の空間への所定のガスの供給に伴う光
学部材の位置ずれや変形を抑制することができる光学装
置を提供する。 【解決手段】 光学装置は、エネルギービームILの光
路上の空間250〜252の容積を変化させる容積可変
機構360を備える。空間250〜252に対する所定
のガスの供給量が急激に変動すると、容積可変機構36
0によって、空間250〜252の容積を変化させるこ
とにより、空間250〜252の圧力を一定に保つ。
学部材の位置ずれや変形を抑制することができる光学装
置を提供する。 【解決手段】 光学装置は、エネルギービームILの光
路上の空間250〜252の容積を変化させる容積可変
機構360を備える。空間250〜252に対する所定
のガスの供給量が急激に変動すると、容積可変機構36
0によって、空間250〜252の容積を変化させるこ
とにより、空間250〜252の圧力を一定に保つ。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エネルギービーム
の光路上に形成されかつ所定のガスが供給される空間を
有する光学装置に係り、特に、半導体素子、液晶表示素
子、撮像素子(CCD等)、薄膜磁気ヘッド等の電子デ
バイスを製造するための露光装置に用いられる光学装置
に関する。
の光路上に形成されかつ所定のガスが供給される空間を
有する光学装置に係り、特に、半導体素子、液晶表示素
子、撮像素子(CCD等)、薄膜磁気ヘッド等の電子デ
バイスを製造するための露光装置に用いられる光学装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子(集積回路等)や液晶表示パ
ネル等のデバイス(電子デバイス)をフォトリソグラフ
ィ工程において製造する際に、光源からの露光用照明光
(露光ビーム)によってマスク又はレチクル(以下、レ
チクルと総称する)を照明し、レチクルのパターン(回
路パターン)を投影光学系を介して基板(感光剤が塗布
されたウエハ、ガラスプレートなど)に転写する露光装
置が用いられている。電子デバイスの回路は、上記投影
露光装置で上記基板上に回路パターンを露光することに
より転写され、後処理によって形成される。こうして形
成される回路配線を例えば20層程度にわたって繰り返
し成層したものが集積回路である。
ネル等のデバイス(電子デバイス)をフォトリソグラフ
ィ工程において製造する際に、光源からの露光用照明光
(露光ビーム)によってマスク又はレチクル(以下、レ
チクルと総称する)を照明し、レチクルのパターン(回
路パターン)を投影光学系を介して基板(感光剤が塗布
されたウエハ、ガラスプレートなど)に転写する露光装
置が用いられている。電子デバイスの回路は、上記投影
露光装置で上記基板上に回路パターンを露光することに
より転写され、後処理によって形成される。こうして形
成される回路配線を例えば20層程度にわたって繰り返
し成層したものが集積回路である。
【0003】近年、集積回路の高密度集積化、すなわち
回路パターンの微細化が進められており、これに伴い、
露光装置における露光ビームが短波長化される傾向にあ
る。すなわち、露光ビームとして、これまで主流だった
水銀ランプの輝線にかわって、KrFエキシマレーザ
(波長:248nm)が用いられるようになり、さらに
短波長のArFエキシマレーザ(193nm)の実用化
も最終段階に入りつつある。また、さらなる高密度集積
化をめざして、F2レーザ(157nm)やAr2レーザ
(126nm)の研究も進められている。
回路パターンの微細化が進められており、これに伴い、
露光装置における露光ビームが短波長化される傾向にあ
る。すなわち、露光ビームとして、これまで主流だった
水銀ランプの輝線にかわって、KrFエキシマレーザ
(波長:248nm)が用いられるようになり、さらに
短波長のArFエキシマレーザ(193nm)の実用化
も最終段階に入りつつある。また、さらなる高密度集積
化をめざして、F2レーザ(157nm)やAr2レーザ
(126nm)の研究も進められている。
【0004】波長120nm〜200nm程度の光(エ
ネルギービーム)は真空紫外域に属し、これらの光(以
下、真空紫外光と称する)は、空気を透過しない。これ
は、空気中に含まれる酸素、水、炭酸ガス、有機物、ハ
ロゲン化物等(以下、「吸光物質」と呼ぶ)の分子によ
って光のエネルギーが吸収されるからである。
ネルギービーム)は真空紫外域に属し、これらの光(以
下、真空紫外光と称する)は、空気を透過しない。これ
は、空気中に含まれる酸素、水、炭酸ガス、有機物、ハ
ロゲン化物等(以下、「吸光物質」と呼ぶ)の分子によ
って光のエネルギーが吸収されるからである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そのため、真空紫外光
を用いた露光装置を構成する光学装置においては、露光
ビームを十分な照度でかつ十分な照度均一性で基板に到
達させるために、露光ビームの光路上の空間から酸素な
どの吸光物質を含む気体をできるだけ排除する必要があ
る。吸光物質を排除する方法としては、光路上の空間を
真空紫外光のエネルギー吸収の少ないガス(低吸収性ガ
ス)で満たす方法が知られている。
を用いた露光装置を構成する光学装置においては、露光
ビームを十分な照度でかつ十分な照度均一性で基板に到
達させるために、露光ビームの光路上の空間から酸素な
どの吸光物質を含む気体をできるだけ排除する必要があ
る。吸光物質を排除する方法としては、光路上の空間を
真空紫外光のエネルギー吸収の少ないガス(低吸収性ガ
ス)で満たす方法が知られている。
【0006】ところが、光路上の空間に上記ガスを供給
する際、ガスの供給量が急激に変動すると、それに伴っ
て空間内の圧力が変動し、その空間に接する光学部材が
位置ずれを起こしたり変形したりするおそれがある。圧
力変動に伴う光学部材の一時的な変形は、圧力が元に戻
ることによって解消されるものの、光学部材が位置ずれ
を起こすとそれを元に戻すのは困難である。
する際、ガスの供給量が急激に変動すると、それに伴っ
て空間内の圧力が変動し、その空間に接する光学部材が
位置ずれを起こしたり変形したりするおそれがある。圧
力変動に伴う光学部材の一時的な変形は、圧力が元に戻
ることによって解消されるものの、光学部材が位置ずれ
を起こすとそれを元に戻すのは困難である。
【0007】本発明は、上述する事情に鑑みてなされた
ものであり、光路上の空間への所定のガスの供給に伴う
光学部材の位置ずれや変形を抑制することができる光学
装置を提供することを目的とする。また、本発明の他の
目的は、精度よく露光処理を行うことができる露光装置
を提供することにある。
ものであり、光路上の空間への所定のガスの供給に伴う
光学部材の位置ずれや変形を抑制することができる光学
装置を提供することを目的とする。また、本発明の他の
目的は、精度よく露光処理を行うことができる露光装置
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の光学装置(P
L)は、エネルギービーム(IL)の光路上に形成され
かつ所定のガスが供給される空間(250〜252)を
有する光学装置(PL)において、前記空間(250〜
252)の圧力を一定に保つために、前記空間(250
〜252)の容積を変化させる容積可変機構(360)
を備えることを特徴とする。この光学装置では、エネル
ギービームの光路上の空間に対する所定のガスの供給量
が変動しても、容積可変機構によってその空間の容積を
変化させることにより、その空間の圧力変動が抑制され
る。そのため、その空間に接する光学部材の位置ずれや
変形が抑制される。
L)は、エネルギービーム(IL)の光路上に形成され
かつ所定のガスが供給される空間(250〜252)を
有する光学装置(PL)において、前記空間(250〜
252)の圧力を一定に保つために、前記空間(250
〜252)の容積を変化させる容積可変機構(360)
を備えることを特徴とする。この光学装置では、エネル
ギービームの光路上の空間に対する所定のガスの供給量
が変動しても、容積可変機構によってその空間の容積を
変化させることにより、その空間の圧力変動が抑制され
る。そのため、その空間に接する光学部材の位置ずれや
変形が抑制される。
【0009】上記光学装置(PL)において、前記容積
可変機構(360)は、例えば、前記空間(250〜2
52)と他の空間との境界に摺動自在または伸縮自在に
配される部材(365、366、367)を有するとよ
い。前記空間と他の空間との間で前記部材が摺動または
伸縮することにより、前記空間の容積を容易に変化させ
ることができる。
可変機構(360)は、例えば、前記空間(250〜2
52)と他の空間との境界に摺動自在または伸縮自在に
配される部材(365、366、367)を有するとよ
い。前記空間と他の空間との間で前記部材が摺動または
伸縮することにより、前記空間の容積を容易に変化させ
ることができる。
【0010】また、上記光学装置(PL)において、前
記空間は、光学部材((300、301)を挟んで隣り
合う複数の空間(250〜252)を含み、該複数の空
間(250〜252)のそれぞれは、前記部材(36
5、366、367)を介して同じ1つの空間に接続さ
れているのが好ましい。隣り合う複数の空間がそれぞれ
上述した部材を介して同じ1つの空間に接続されている
ことにより、複数の空間が同じ圧力に保たれる。そのた
め、それら複数の空間の間に挟まれた光学部材の変形が
抑制される。
記空間は、光学部材((300、301)を挟んで隣り
合う複数の空間(250〜252)を含み、該複数の空
間(250〜252)のそれぞれは、前記部材(36
5、366、367)を介して同じ1つの空間に接続さ
れているのが好ましい。隣り合う複数の空間がそれぞれ
上述した部材を介して同じ1つの空間に接続されている
ことにより、複数の空間が同じ圧力に保たれる。そのた
め、それら複数の空間の間に挟まれた光学部材の変形が
抑制される。
【0011】また、本発明の露光装置(10)は、パタ
ーンが形成されたマスク(R)をエネルギービーム(I
L)により照明する照明光学系(21)と、前記マスク
(R)のパターンを基板(W)上に転写する投影光学系
(PL)との少なくとも一方が、上記光学装置を備える
ことを特徴とする。この露光装置では、光路上の空間に
対するガスの供給に伴う光学部材の位置ずれや変形が抑
制されることから、精度よく露光処理を行うことができ
る。
ーンが形成されたマスク(R)をエネルギービーム(I
L)により照明する照明光学系(21)と、前記マスク
(R)のパターンを基板(W)上に転写する投影光学系
(PL)との少なくとも一方が、上記光学装置を備える
ことを特徴とする。この露光装置では、光路上の空間に
対するガスの供給に伴う光学部材の位置ずれや変形が抑
制されることから、精度よく露光処理を行うことができ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図1は、本発明に係る光学装置を投影光学
系として備える一実施形態に係る半導体デバイス製造用
の縮小投影型露光装置10の全体構成を示している。ま
た、図1ではXYZ直交座標系を採用している。XYZ
直交座標系は、基板(感光性基板)としてのウエハWを
保持するウエハステージWSに対して平行となるように
X軸及びY軸が設定され、Z軸がウエハステージWSに
対して直交する方向に設定される。実際には、図中のX
YZ直交座標系は、XY平面が水平面に平行な面に設定
され、Z軸が鉛直方向に設定される。
て説明する。図1は、本発明に係る光学装置を投影光学
系として備える一実施形態に係る半導体デバイス製造用
の縮小投影型露光装置10の全体構成を示している。ま
た、図1ではXYZ直交座標系を採用している。XYZ
直交座標系は、基板(感光性基板)としてのウエハWを
保持するウエハステージWSに対して平行となるように
X軸及びY軸が設定され、Z軸がウエハステージWSに
対して直交する方向に設定される。実際には、図中のX
YZ直交座標系は、XY平面が水平面に平行な面に設定
され、Z軸が鉛直方向に設定される。
【0013】本実施形態に係る露光装置は、露光光源と
してF2レーザ光源を使用している。また、マスク(投
影原版)としてのレチクルR上の所定形状の照明領域に
対して相対的に所定の方向へレチクルR及びウエハWを
同期して走査することにより、ウエハW上の1つのショ
ット領域に、レチクルRのパターン像を逐次的に転写す
るステップ・アンド・スキャン方式を採用している。こ
のようなステップ・アンド・スキャン型の露光装置で
は、投影光学系の露光フィールドよりも広い基板(ウエ
ハW)上の領域にレチクルRのパターンを露光できる。
してF2レーザ光源を使用している。また、マスク(投
影原版)としてのレチクルR上の所定形状の照明領域に
対して相対的に所定の方向へレチクルR及びウエハWを
同期して走査することにより、ウエハW上の1つのショ
ット領域に、レチクルRのパターン像を逐次的に転写す
るステップ・アンド・スキャン方式を採用している。こ
のようなステップ・アンド・スキャン型の露光装置で
は、投影光学系の露光フィールドよりも広い基板(ウエ
ハW)上の領域にレチクルRのパターンを露光できる。
【0014】図1において、露光装置10は、レーザ光
源20、このレーザ光源20からのエネルギービームと
しての露光ビームILによりレチクルRを照明する照明
光学系21、レチクルRから射出される露光ビームIL
をウエハW上に投射する投影光学系PL、及び装置全体
を統括的に制御する不図示の主制御装置等を備えてい
る。さらに、露光装置10は全体として大きいチャンバ
(不図示)の内部に収納されている。
源20、このレーザ光源20からのエネルギービームと
しての露光ビームILによりレチクルRを照明する照明
光学系21、レチクルRから射出される露光ビームIL
をウエハW上に投射する投影光学系PL、及び装置全体
を統括的に制御する不図示の主制御装置等を備えてい
る。さらに、露光装置10は全体として大きいチャンバ
(不図示)の内部に収納されている。
【0015】レーザ光源20は、例えば発振波長157
nmのパルス紫外光を出力するF2レーザを有する。ま
た、レーザ光源20には、図示しない光源制御装置が併
設されており、この光源制御装置は、主制御装置からの
指示に応じて、射出されるパルス紫外光の発振中心波長
及びスペクトル半値幅の制御、パルス発振のトリガ制
御、レーザチャンバ内のガスの制御等を行う。
nmのパルス紫外光を出力するF2レーザを有する。ま
た、レーザ光源20には、図示しない光源制御装置が併
設されており、この光源制御装置は、主制御装置からの
指示に応じて、射出されるパルス紫外光の発振中心波長
及びスペクトル半値幅の制御、パルス発振のトリガ制
御、レーザチャンバ内のガスの制御等を行う。
【0016】レーザ光源20からのパルスレーザ光(照
明光)は、偏向ミラー30にて偏向されて、光アッテネ
ータとしての可変減光器31に入射する。可変減光器3
1は、ウエハ上のフォトレジストに対する露光量を制御
するために、減光率が段階的又は連続的に調整可能であ
る。可変減光器31から射出される照明光は、光路偏向
ミラー32にて偏向された後に、第1フライアイレンズ
33、ズームレンズ34、振動ミラー35等を順に介し
て第2フライアイレンズ36に達する。第2フライアイ
レンズ36の射出側には、有効光源のサイズ・形状を所
望に設定するための照明光学系開口絞り用の切り替えレ
ボルバ37が配置されている。本実施形態では、照明光
学系開口絞りでの光量損失を低減させるために、ズーム
レンズ34による第2フライアイレンズ36への光束の
大きさを可変としている。
明光)は、偏向ミラー30にて偏向されて、光アッテネ
ータとしての可変減光器31に入射する。可変減光器3
1は、ウエハ上のフォトレジストに対する露光量を制御
するために、減光率が段階的又は連続的に調整可能であ
る。可変減光器31から射出される照明光は、光路偏向
ミラー32にて偏向された後に、第1フライアイレンズ
33、ズームレンズ34、振動ミラー35等を順に介し
て第2フライアイレンズ36に達する。第2フライアイ
レンズ36の射出側には、有効光源のサイズ・形状を所
望に設定するための照明光学系開口絞り用の切り替えレ
ボルバ37が配置されている。本実施形態では、照明光
学系開口絞りでの光量損失を低減させるために、ズーム
レンズ34による第2フライアイレンズ36への光束の
大きさを可変としている。
【0017】照明光学系開口絞りの開口から射出した光
束は、コンデンサレンズ群40を介して照明視野絞り
(レチクルブラインド)41を照明する。なお、照明視
野絞り41については、特開平4−196513号公報
及びこれに対応する米国特許第5,473,410号公
報に開示されている。
束は、コンデンサレンズ群40を介して照明視野絞り
(レチクルブラインド)41を照明する。なお、照明視
野絞り41については、特開平4−196513号公報
及びこれに対応する米国特許第5,473,410号公
報に開示されている。
【0018】照明視野絞り41からの光は、偏向ミラー
42,45、レンズ群43,44,46からなる照明視
野絞り結像光学系(レチクルブラインド結像系)を介し
てレチクルR上に導かれ、レチクルR上には、照明視野
絞り41の開口部の像である照明領域が形成される。レ
チクルR上の照明領域からの光は、投影光学系PLを介
してウエハW上へ導かれ、ウエハW上には、レチクルR
の照明領域内のパターンの縮小像が形成される。レチク
ルRを保持するレチクルステージRSはXY平面内で二
次元的に移動可能であり、その位置座標は干渉計50に
よって計測されかつ位置制御される。また、ウエハWを
保持するウエハステージWSもXY平面内で二次元的に
移動可能であり、その位置座標は干渉計51によって計
測されかつ位置制御される。これらにより、レチクルR
及びウエハWを高精度に同期走査することが可能にな
る。なお、上述したレーザ光源20〜照明視野絞り結像
光学系等により照明光学系21が構成される。
42,45、レンズ群43,44,46からなる照明視
野絞り結像光学系(レチクルブラインド結像系)を介し
てレチクルR上に導かれ、レチクルR上には、照明視野
絞り41の開口部の像である照明領域が形成される。レ
チクルR上の照明領域からの光は、投影光学系PLを介
してウエハW上へ導かれ、ウエハW上には、レチクルR
の照明領域内のパターンの縮小像が形成される。レチク
ルRを保持するレチクルステージRSはXY平面内で二
次元的に移動可能であり、その位置座標は干渉計50に
よって計測されかつ位置制御される。また、ウエハWを
保持するウエハステージWSもXY平面内で二次元的に
移動可能であり、その位置座標は干渉計51によって計
測されかつ位置制御される。これらにより、レチクルR
及びウエハWを高精度に同期走査することが可能にな
る。なお、上述したレーザ光源20〜照明視野絞り結像
光学系等により照明光学系21が構成される。
【0019】本実施形態で使用するF2レーザ光(波
長:157nm)のように、真空紫外域の光を露光ビー
ムとする場合には、透過率の良好な光学硝材(光学素
子)としては、蛍石(CaF2の結晶)、フッ素や水素
等をドープした石英ガラス、フッ化マグネシウム(Mg
F2)、及びフッ化バリウム(BaF2)等に限られる。
この場合、投影光学系PLにおいて、屈折光学部材のみ
で構成して所望の結像特性(色収差特性等)を得るのは
困難であることから、屈折光学部材と反射鏡とを組み合
わせた反射屈折系を採用してもよい。
長:157nm)のように、真空紫外域の光を露光ビー
ムとする場合には、透過率の良好な光学硝材(光学素
子)としては、蛍石(CaF2の結晶)、フッ素や水素
等をドープした石英ガラス、フッ化マグネシウム(Mg
F2)、及びフッ化バリウム(BaF2)等に限られる。
この場合、投影光学系PLにおいて、屈折光学部材のみ
で構成して所望の結像特性(色収差特性等)を得るのは
困難であることから、屈折光学部材と反射鏡とを組み合
わせた反射屈折系を採用してもよい。
【0020】また、真空紫外域の光を露光ビームとする
場合、その光路から酸素、水(水蒸気)、炭化水素系の
物質(一酸化炭素、二酸化炭素など)、有機物、及びハ
ロゲン化物等の、係る波長帯域の光に対し強い吸収特性
を有する物質(以下、適宜「吸光物質」と呼ぶ)を排除
する必要がある。そのため、本実施形態では、照明光路
(レーザ光源20〜レチクルRへ至る光路)及び投影光
路(レチクルR〜ウエハWへ至る光路)を外部雰囲気か
ら遮断し、それらの光路を真空紫外域の光に対して吸収
の少ない特性を有する低吸収性ガスとしての窒素、水
素、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノ
ン、ラドンなどのガス、またはそれらの混合ガス(以
下、適宜「低吸収性ガス」あるいは「パージガス」と呼
ぶ)で満たしている。
場合、その光路から酸素、水(水蒸気)、炭化水素系の
物質(一酸化炭素、二酸化炭素など)、有機物、及びハ
ロゲン化物等の、係る波長帯域の光に対し強い吸収特性
を有する物質(以下、適宜「吸光物質」と呼ぶ)を排除
する必要がある。そのため、本実施形態では、照明光路
(レーザ光源20〜レチクルRへ至る光路)及び投影光
路(レチクルR〜ウエハWへ至る光路)を外部雰囲気か
ら遮断し、それらの光路を真空紫外域の光に対して吸収
の少ない特性を有する低吸収性ガスとしての窒素、水
素、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノ
ン、ラドンなどのガス、またはそれらの混合ガス(以
下、適宜「低吸収性ガス」あるいは「パージガス」と呼
ぶ)で満たしている。
【0021】具体的には、レーザ光源20から可変減光
器31までの光路がケーシング60により外部雰囲気よ
り遮断され、可変減光器31から照明視野絞り41まで
の光路がケーシング61により外部雰囲気より遮断さ
れ、照明視野絞り結像光学系がケーシング62により外
部雰囲気から遮断され、それらの光路内に上記低吸収性
ガスが充填されている。なお、ケーシング61とケーシ
ング62はケーシング63により接続されている。ま
た、投影光学系PL自体もその鏡筒69がケーシングと
なっており、その内部光路に上記低吸収性ガスが充填さ
れている。
器31までの光路がケーシング60により外部雰囲気よ
り遮断され、可変減光器31から照明視野絞り41まで
の光路がケーシング61により外部雰囲気より遮断さ
れ、照明視野絞り結像光学系がケーシング62により外
部雰囲気から遮断され、それらの光路内に上記低吸収性
ガスが充填されている。なお、ケーシング61とケーシ
ング62はケーシング63により接続されている。ま
た、投影光学系PL自体もその鏡筒69がケーシングと
なっており、その内部光路に上記低吸収性ガスが充填さ
れている。
【0022】また、ケーシング64は、照明視野絞り結
像光学系を納めたケーシング62と投影光学系PLとの
間の空間を外部雰囲気から遮断しており、その内部にレ
チクルRを保持するレチクルステージRSが収納されて
いる。このケーシング64には、レチクルRを搬入・搬
出するための扉70が設けられており、この扉70の外
側には、レチクルRを搬入・搬出時にケーシング64内
の雰囲気が汚染されるのを防ぐためのガス置換室65が
設けられている。このガス置換室65にも扉71が設け
られており、複数種のレチクルを保管しているレチクル
ストッカ66との間のレチクルの受け渡しは扉71を介
して行われる。
像光学系を納めたケーシング62と投影光学系PLとの
間の空間を外部雰囲気から遮断しており、その内部にレ
チクルRを保持するレチクルステージRSが収納されて
いる。このケーシング64には、レチクルRを搬入・搬
出するための扉70が設けられており、この扉70の外
側には、レチクルRを搬入・搬出時にケーシング64内
の雰囲気が汚染されるのを防ぐためのガス置換室65が
設けられている。このガス置換室65にも扉71が設け
られており、複数種のレチクルを保管しているレチクル
ストッカ66との間のレチクルの受け渡しは扉71を介
して行われる。
【0023】また、ケーシング67は、投影光学系PL
とウエハWとの間の空間を外部雰囲気から遮断してお
り、その内部に、ウエハホルダ80を介してウエハWを
保持するウエハステージWS、ウエハWの表面のZ方向
の位置(フォーカス位置)や傾斜角を検出するための斜
入射形式のオートフォーカスセンサ81、オフ・アクシ
ス方式のアライメントセンサ82、ウエハステージWS
を載置している定盤83等が収納されている。このケー
シング67には、ウエハWを搬入・搬出するための扉7
2が設けられており、この扉72の外側にはケーシング
67内部の雰囲気が汚染されるのを防ぐためのガス置換
室68が設けられている。このガス置換室68には扉7
3が設けられており、装置内部へのウエハWの搬入、装
置外部へのウエハWの搬出はこの扉73を介して行われ
る。
とウエハWとの間の空間を外部雰囲気から遮断してお
り、その内部に、ウエハホルダ80を介してウエハWを
保持するウエハステージWS、ウエハWの表面のZ方向
の位置(フォーカス位置)や傾斜角を検出するための斜
入射形式のオートフォーカスセンサ81、オフ・アクシ
ス方式のアライメントセンサ82、ウエハステージWS
を載置している定盤83等が収納されている。このケー
シング67には、ウエハWを搬入・搬出するための扉7
2が設けられており、この扉72の外側にはケーシング
67内部の雰囲気が汚染されるのを防ぐためのガス置換
室68が設けられている。このガス置換室68には扉7
3が設けられており、装置内部へのウエハWの搬入、装
置外部へのウエハWの搬出はこの扉73を介して行われ
る。
【0024】各光路上の空間に充填される低吸収性ガス
(パージガス)としては、窒素やヘリウムを用いること
が好ましい。窒素は波長が150nm程度以下の光に対
しては吸光物質として作用し、ヘリウムは波長100n
m程度以下の光に対して低吸収性ガスとして使用するこ
とができる。ヘリウムは熱伝導率が窒素の約6倍であ
り、気圧変化に対する屈折率の変動量が窒素の約1/8
であるため、特に高透過率と光学系の結像特性の安定性
や冷却性とで優れている。なお、投影光学系PLの鏡筒
について低吸収性ガスとしてヘリウムを用い、他の光路
(例えばレーザ光源20〜レチクルRまでの照明光路な
ど)については低吸収性ガスとして窒素を用いてもよ
い。
(パージガス)としては、窒素やヘリウムを用いること
が好ましい。窒素は波長が150nm程度以下の光に対
しては吸光物質として作用し、ヘリウムは波長100n
m程度以下の光に対して低吸収性ガスとして使用するこ
とができる。ヘリウムは熱伝導率が窒素の約6倍であ
り、気圧変化に対する屈折率の変動量が窒素の約1/8
であるため、特に高透過率と光学系の結像特性の安定性
や冷却性とで優れている。なお、投影光学系PLの鏡筒
について低吸収性ガスとしてヘリウムを用い、他の光路
(例えばレーザ光源20〜レチクルRまでの照明光路な
ど)については低吸収性ガスとして窒素を用いてもよ
い。
【0025】ここで、ケーシング61,62,64,6
7のそれぞれには、給気弁100,101,102,1
03が設けられており、これらの給気弁100〜103
は後述するガス供給システムにおける給気管路に接続さ
れている。また、ケーシング61,62,64,67の
それぞれには、排気弁110,111,112,113
が設けられており、これらの排気弁110〜113は、
それぞれガス供給システムにおける排気管路に接続され
ている。
7のそれぞれには、給気弁100,101,102,1
03が設けられており、これらの給気弁100〜103
は後述するガス供給システムにおける給気管路に接続さ
れている。また、ケーシング61,62,64,67の
それぞれには、排気弁110,111,112,113
が設けられており、これらの排気弁110〜113は、
それぞれガス供給システムにおける排気管路に接続され
ている。
【0026】同様に、ガス置換室65,68にも給気弁
104,105及ぶ排気弁114,115が設けられ、
投影光学系PLの鏡筒69にも給気弁106及び排気弁
116が設けられ、これらはガス供給システムにおける
給気管路あるいは排気管路に接続されている。
104,105及ぶ排気弁114,115が設けられ、
投影光学系PLの鏡筒69にも給気弁106及び排気弁
116が設けられ、これらはガス供給システムにおける
給気管路あるいは排気管路に接続されている。
【0027】また、ガス置換室65,68においては、
レチクル交換又はウエハ交時等の際にガス置換を行う必
要がある。例えば、レチクル交換の際には、扉71を開
いてレチクルストッカ66からレチクルをガス置換室6
5内に搬入し、扉71を閉めてガス置換室65内を低吸
収性ガスで満たし、その後、扉70を開いて、レチクル
をレチクルステージRS上に載置する。また、ウエハ交
換の際には、扉73を開いてウエハをガス置換室68内
に搬入し、この扉73を閉めてガス置換室68内を低吸
収性ガスで満たす。その後、扉72を開いてウエハをウ
エハホルダ80上に載置する。なお、レチクル搬出、ウ
エハ搬出の場合はこの逆の手順である。また、ガス置換
室65,68のガス置換の際には、ガス置換室内の雰囲
気を減圧した後に、給気弁から低吸収性ガスを供給して
も良い。
レチクル交換又はウエハ交時等の際にガス置換を行う必
要がある。例えば、レチクル交換の際には、扉71を開
いてレチクルストッカ66からレチクルをガス置換室6
5内に搬入し、扉71を閉めてガス置換室65内を低吸
収性ガスで満たし、その後、扉70を開いて、レチクル
をレチクルステージRS上に載置する。また、ウエハ交
換の際には、扉73を開いてウエハをガス置換室68内
に搬入し、この扉73を閉めてガス置換室68内を低吸
収性ガスで満たす。その後、扉72を開いてウエハをウ
エハホルダ80上に載置する。なお、レチクル搬出、ウ
エハ搬出の場合はこの逆の手順である。また、ガス置換
室65,68のガス置換の際には、ガス置換室内の雰囲
気を減圧した後に、給気弁から低吸収性ガスを供給して
も良い。
【0028】また、ケーシング64,67においては、
ガス置換室65,68によるガス置換を行った気体が混
入する可能性があり、このガス置換室65,68のガス
中にはかなりの量の酸素などの吸光物質が混入している
可能性が高い。そのため、ガス置換室65,68のガス
置換と同じタイミングでガス置換を行うことが望まし
い。また、ケーシング及びガス置換室においては、外部
雰囲気の圧力よりも高い圧力の低吸収性ガスを充填して
おくことが好ましい。
ガス置換室65,68によるガス置換を行った気体が混
入する可能性があり、このガス置換室65,68のガス
中にはかなりの量の酸素などの吸光物質が混入している
可能性が高い。そのため、ガス置換室65,68のガス
置換と同じタイミングでガス置換を行うことが望まし
い。また、ケーシング及びガス置換室においては、外部
雰囲気の圧力よりも高い圧力の低吸収性ガスを充填して
おくことが好ましい。
【0029】図2は、上述した露光ビームの光路上の各
空間に、パージガスとして上述した低吸収性ガスを供給
するガス供給システム200の構成の一例を示してい
る。ガス供給システム200は、所定の低吸収性ガスを
収容するガスボンベなどのガス供給源201、光路上の
各空間に低吸収性ガスを供給するガス供給装置202、
光路上の各空間から低吸収性ガスを含む気体を排出する
排気装置203、低吸収性ガスの温度を制御するための
温調装置204、光路上の各空間内の吸光物質の濃度を
計測する濃度計205a〜205e、及び上記装置を統
括的に制御する制御装置206等を有している。
空間に、パージガスとして上述した低吸収性ガスを供給
するガス供給システム200の構成の一例を示してい
る。ガス供給システム200は、所定の低吸収性ガスを
収容するガスボンベなどのガス供給源201、光路上の
各空間に低吸収性ガスを供給するガス供給装置202、
光路上の各空間から低吸収性ガスを含む気体を排出する
排気装置203、低吸収性ガスの温度を制御するための
温調装置204、光路上の各空間内の吸光物質の濃度を
計測する濃度計205a〜205e、及び上記装置を統
括的に制御する制御装置206等を有している。
【0030】図2では、低吸収性ガスの供給先として、
前述した露光ビームの光路上の空間のうち、投影光学系
PLにおける鏡筒69内部の複数の空間250〜254
(以後、パージ空間と称する)を代表的に示している。
これらの複数のパージ空間250〜254は、光学部材
(レンズ素子)300〜303を挟んで互いに隣り合っ
て配置されている。なお、本例では、結像特性の安定性
等の観点より、光路上の空間に供給するパージガスとし
て、ヘリウムガスを使用するものとする。ただし、ヘリ
ウムガスは高価であることから、露光ビームの波長がF
2レーザのように150nm以上である場合には、運転
コストを低減させるためにパージガスとして窒素ガスを
使用してもよい。
前述した露光ビームの光路上の空間のうち、投影光学系
PLにおける鏡筒69内部の複数の空間250〜254
(以後、パージ空間と称する)を代表的に示している。
これらの複数のパージ空間250〜254は、光学部材
(レンズ素子)300〜303を挟んで互いに隣り合っ
て配置されている。なお、本例では、結像特性の安定性
等の観点より、光路上の空間に供給するパージガスとし
て、ヘリウムガスを使用するものとする。ただし、ヘリ
ウムガスは高価であることから、露光ビームの波長がF
2レーザのように150nm以上である場合には、運転
コストを低減させるためにパージガスとして窒素ガスを
使用してもよい。
【0031】ガス供給装置202は、ガス供給源201
から送られるヘリウムガスを例えば加圧することによ
り、そのヘリウムガスを給気管路210を介して各パー
ジ空間250〜254に供給する。本例では、各パージ
空間250〜254ごとに流量調整可能な給気弁106
a〜106eが設けられており、これに対応して給気管
路210も分岐構造となっている。ガス供給装置202
から送られるヘリウムガスは、各給気弁106a〜10
6eを介して各パージ空間250〜254に供給される
とともに、各パージ空間250〜254ごとにその流量
が個々に制御される。
から送られるヘリウムガスを例えば加圧することによ
り、そのヘリウムガスを給気管路210を介して各パー
ジ空間250〜254に供給する。本例では、各パージ
空間250〜254ごとに流量調整可能な給気弁106
a〜106eが設けられており、これに対応して給気管
路210も分岐構造となっている。ガス供給装置202
から送られるヘリウムガスは、各給気弁106a〜10
6eを介して各パージ空間250〜254に供給される
とともに、各パージ空間250〜254ごとにその流量
が個々に制御される。
【0032】また、ガス供給装置202と給気弁106
a〜106eとの間の給気管路210上には、ヘリウム
ガスに含まれる不純物を除去するためのフィルタ211
が配置されている。なお、この給気管路210上に、通
路内の圧力を計測するための圧力計や、ヘリウムガスに
含まれる吸光物質の濃度を計測するための濃度計などの
計器類をさらに設けてもよい。また、ガス供給源201
から排出されるガスが十分に圧力を有している場合はガ
ス供給装置202を省くことも可能である。
a〜106eとの間の給気管路210上には、ヘリウム
ガスに含まれる不純物を除去するためのフィルタ211
が配置されている。なお、この給気管路210上に、通
路内の圧力を計測するための圧力計や、ヘリウムガスに
含まれる吸光物質の濃度を計測するための濃度計などの
計器類をさらに設けてもよい。また、ガス供給源201
から排出されるガスが十分に圧力を有している場合はガ
ス供給装置202を省くことも可能である。
【0033】給気管路210に用いられる配管として
は、洗浄されたステンレスなどの金属、あるいは洗浄さ
れた四フッ化エチレン、テトラフルオロエチレン−テレ
フルオロ(アルキルビニルエーテル)、またはテトラフ
ルオロエチレン−ヘキサフルオロプロペン共重合体等の
各種ポリマー等、ケミカルクリーンな素材のものが用い
られ、配管継手としては、例えば禁油処理されたステン
レスなどの金属製、あるいは各種ポリマー製のものが用
いられる。
は、洗浄されたステンレスなどの金属、あるいは洗浄さ
れた四フッ化エチレン、テトラフルオロエチレン−テレ
フルオロ(アルキルビニルエーテル)、またはテトラフ
ルオロエチレン−ヘキサフルオロプロペン共重合体等の
各種ポリマー等、ケミカルクリーンな素材のものが用い
られ、配管継手としては、例えば禁油処理されたステン
レスなどの金属製、あるいは各種ポリマー製のものが用
いられる。
【0034】フィルタ211は、例えば吸着、吸収、あ
るいは濾過といった作用により上述した吸光物質を除去
可能なものが用いられる。具体的には、酸素等の吸収性
ガスを除去するケミカルフィルタ、あるいはHEPAフ
ィルタやULPAフィルタ等の主に塵(パーティクル)
を除去するためのフィルタなどが用いられる。また、例
えば、アンモニア、アミン系の化合物、イオン系、シロ
キサン、シラザン、シラノール等のシリコン系の有機物
や、可塑剤(フタルサンエステル等)、難燃剤(燐酸、
塩素系物質)などの不純物を除去するためのフィルター
として、活性炭フィルタやゼオライトフィルターを用い
ることができる。
るいは濾過といった作用により上述した吸光物質を除去
可能なものが用いられる。具体的には、酸素等の吸収性
ガスを除去するケミカルフィルタ、あるいはHEPAフ
ィルタやULPAフィルタ等の主に塵(パーティクル)
を除去するためのフィルタなどが用いられる。また、例
えば、アンモニア、アミン系の化合物、イオン系、シロ
キサン、シラザン、シラノール等のシリコン系の有機物
や、可塑剤(フタルサンエステル等)、難燃剤(燐酸、
塩素系物質)などの不純物を除去するためのフィルター
として、活性炭フィルタやゼオライトフィルターを用い
ることができる。
【0035】なお、給気管路125上に複数のフィルタ
211を並べて配置してもよい。例えば、特性の異なる
複数のフィルタを直列に配置し、より高純度仕様のもの
を下流側に配置することにより、フィルタの効率的な使
用が可能となる。また、フィルタを並列に配置すること
により、フィルタによる流れの抵抗を抑えることが可能
となる。あるいは、並列に配置されたフィルタに対して
選択的にガスを通すことにより、フィルタ交換の作業性
を向上させることが可能となる。
211を並べて配置してもよい。例えば、特性の異なる
複数のフィルタを直列に配置し、より高純度仕様のもの
を下流側に配置することにより、フィルタの効率的な使
用が可能となる。また、フィルタを並列に配置すること
により、フィルタによる流れの抵抗を抑えることが可能
となる。あるいは、並列に配置されたフィルタに対して
選択的にガスを通すことにより、フィルタ交換の作業性
を向上させることが可能となる。
【0036】排気装置203は、例えば真空圧を発生さ
せ、排気管路212を介して各パージ空間250〜25
4内の気体を排出するものである。各パージ空間250
〜254から排出した気体は、例えば装置外部の空間に
排出される。なお、各パージ空間250〜254から排
出した気体を、精製してパージガスとして再利用しても
よい。ガスの再利用により、パージガス(本例ではヘリ
ウムガス)の消費量を低減することができる。
せ、排気管路212を介して各パージ空間250〜25
4内の気体を排出するものである。各パージ空間250
〜254から排出した気体は、例えば装置外部の空間に
排出される。なお、各パージ空間250〜254から排
出した気体を、精製してパージガスとして再利用しても
よい。ガスの再利用により、パージガス(本例ではヘリ
ウムガス)の消費量を低減することができる。
【0037】温調装置204は、パージ空間250〜2
54に供給するヘリウムガスの温度を所定の値に制御す
る。ガスの温度は、例えば、室温(20〜25℃)程度
に制御される。ガスの温度を一定に制御することによ
り、パージ空間250〜254において、光学部材の熱
変形を抑制することができる。なお、ガスの温度は上述
したものに限定されない。また、本例のようにパージガ
スとしてヘリウムを用いる場合、ヘリウムの温度変化を
抑制するために、温調装置は各ケーシングの近傍に配置
されることが好ましい。
54に供給するヘリウムガスの温度を所定の値に制御す
る。ガスの温度は、例えば、室温(20〜25℃)程度
に制御される。ガスの温度を一定に制御することによ
り、パージ空間250〜254において、光学部材の熱
変形を抑制することができる。なお、ガスの温度は上述
したものに限定されない。また、本例のようにパージガ
スとしてヘリウムを用いる場合、ヘリウムの温度変化を
抑制するために、温調装置は各ケーシングの近傍に配置
されることが好ましい。
【0038】濃度計205a〜205eは、本例では、
各パージ空間250〜254のそれぞれに対して設置さ
れている。濃度計としては、例えば、酸素濃度計、水蒸
気の濃度計としての露点計、及び二酸化炭素のセンサ等
の濃度計又はそれらセンサを組み合わせた複合センサと
いったものが採用される。なお、濃度計として、質量分
析計の類の装置や、電流を流してその電流値を計測する
ことによりガスに含まれる吸光物質の濃度を間接的に計
測するセンサを用いてもよい。
各パージ空間250〜254のそれぞれに対して設置さ
れている。濃度計としては、例えば、酸素濃度計、水蒸
気の濃度計としての露点計、及び二酸化炭素のセンサ等
の濃度計又はそれらセンサを組み合わせた複合センサと
いったものが採用される。なお、濃度計として、質量分
析計の類の装置や、電流を流してその電流値を計測する
ことによりガスに含まれる吸光物質の濃度を間接的に計
測するセンサを用いてもよい。
【0039】上記ガス供給システム200では、上記フ
ィルタ211を介して、高純度のヘリウムガスを各パー
ジ空間250〜254に供給する。これにより、その空
間250〜254内がヘリウムガスで満たされる。この
とき、濃度計205a〜205eの計測結果に基づい
て、各パージ空間250〜254内の吸光物質の濃度が
所定の許容濃度(例えば体積比で10ppm)以下にな
るように、給気弁106a〜106eを介して、各空間
250〜254に対するガスの供給量を制御する。これ
により、各パージ空間250〜254内の吸光物質が低
減される。
ィルタ211を介して、高純度のヘリウムガスを各パー
ジ空間250〜254に供給する。これにより、その空
間250〜254内がヘリウムガスで満たされる。この
とき、濃度計205a〜205eの計測結果に基づい
て、各パージ空間250〜254内の吸光物質の濃度が
所定の許容濃度(例えば体積比で10ppm)以下にな
るように、給気弁106a〜106eを介して、各空間
250〜254に対するガスの供給量を制御する。これ
により、各パージ空間250〜254内の吸光物質が低
減される。
【0040】ここで、ヘリウムガスをパージ空間250
〜254に供給するにあたって、パージ空間250〜2
54に例えば空気等の吸収性ガスが多く含まれる場合に
は、初期段階でヘリウムガスの供給量を多量に設定する
ことにより、より短時間で上記パージ空間250〜25
4内をヘリウムガスに置換することができる。ただし、
ガスの供給量が急激に変動すると、パージ空間250〜
254の圧力が変動し、その空間に接する光学部材が変
形するおそれがある。
〜254に供給するにあたって、パージ空間250〜2
54に例えば空気等の吸収性ガスが多く含まれる場合に
は、初期段階でヘリウムガスの供給量を多量に設定する
ことにより、より短時間で上記パージ空間250〜25
4内をヘリウムガスに置換することができる。ただし、
ガスの供給量が急激に変動すると、パージ空間250〜
254の圧力が変動し、その空間に接する光学部材が変
形するおそれがある。
【0041】そこで、本例のガス供給システム200
は、ヘリウムガスの供給に伴う各パージ空間250〜2
54の圧力変動を抑制するために、各パージ空間250
〜254の容積を変化させる容積可変機構を備えてい
る。図3に、容積可変機構の構成の一例を模式的に示
す。なお、図3では、光路上の空間として、3つのパー
ジ空間250〜252を代表的に示している。
は、ヘリウムガスの供給に伴う各パージ空間250〜2
54の圧力変動を抑制するために、各パージ空間250
〜254の容積を変化させる容積可変機構を備えてい
る。図3に、容積可変機構の構成の一例を模式的に示
す。なお、図3では、光路上の空間として、3つのパー
ジ空間250〜252を代表的に示している。
【0042】図3において、容積可変機構360は、鏡
筒69内の各パージ空間250〜252と外部空間とを
連通するシリンダ361〜363と、各シリンダ361
〜363内に摺動自在に配置されるピストン365〜3
67とを有する。ピストン365〜367の断面積は、
パージ空間250〜252の各容積に応じて定められて
おり、本例の場合、ほぼ比例関係にある。つまり、容積
の大きいパージ空間に配されるピストン(例えばピスト
ン365)ほどその断面積が大きく形成されている。ま
た、ピストン365〜367とシリンダ361との間を
シールするシール剤としては、吸光物質の発生のほとん
どない磁性流体やシリコン系の材料が好ましく用いられ
る。
筒69内の各パージ空間250〜252と外部空間とを
連通するシリンダ361〜363と、各シリンダ361
〜363内に摺動自在に配置されるピストン365〜3
67とを有する。ピストン365〜367の断面積は、
パージ空間250〜252の各容積に応じて定められて
おり、本例の場合、ほぼ比例関係にある。つまり、容積
の大きいパージ空間に配されるピストン(例えばピスト
ン365)ほどその断面積が大きく形成されている。ま
た、ピストン365〜367とシリンダ361との間を
シールするシール剤としては、吸光物質の発生のほとん
どない磁性流体やシリコン系の材料が好ましく用いられ
る。
【0043】上記容積可変機構360では、各パージ空
間250〜252へのガスの供給量が急激に変動する
と、その供給量の変動に伴ってピストン365〜367
が移動し、各パージ空間250〜252の容積を変化さ
せる。これにより、ガスの供給量の変動に伴うパージ空
間250〜252の圧力変動が抑制され、各パージ空間
252に接する光学部材(レンズ素子300〜302な
ど)の位置ずれや変形が抑制される。なお、移動するピ
ストン365〜367の断面積が各パージ空間250〜
252の容積に応じて定められていることから、ピスト
ンの移動による圧力変動の抑制作用は各パージ空間25
0〜252の間で同程度となる。
間250〜252へのガスの供給量が急激に変動する
と、その供給量の変動に伴ってピストン365〜367
が移動し、各パージ空間250〜252の容積を変化さ
せる。これにより、ガスの供給量の変動に伴うパージ空
間250〜252の圧力変動が抑制され、各パージ空間
252に接する光学部材(レンズ素子300〜302な
ど)の位置ずれや変形が抑制される。なお、移動するピ
ストン365〜367の断面積が各パージ空間250〜
252の容積に応じて定められていることから、ピスト
ンの移動による圧力変動の抑制作用は各パージ空間25
0〜252の間で同程度となる。
【0044】また、パージ空間250〜252はそれぞ
れ、ピストン365〜367を介して同じ一つの空間で
ある鏡筒69の外部空間に接続されているので、各パー
ジ空間250〜252の圧力はそれぞれ外部空間とほぼ
同じ圧力に保たれる。隣り合うパージ空間同士が同じ圧
力に保たれることにより、その間に挟まれたレンズ素子
は、圧力差によって変形することなく、その光学的な特
性が一定に保たれる。
れ、ピストン365〜367を介して同じ一つの空間で
ある鏡筒69の外部空間に接続されているので、各パー
ジ空間250〜252の圧力はそれぞれ外部空間とほぼ
同じ圧力に保たれる。隣り合うパージ空間同士が同じ圧
力に保たれることにより、その間に挟まれたレンズ素子
は、圧力差によって変形することなく、その光学的な特
性が一定に保たれる。
【0045】上記ガス供給システム200を備えること
により、先の図1に示した本例の露光装置10では、パ
ージガスの供給に伴う光学部材(レンズ素子)の位置ず
れや変形が抑制される。そのため、精度よく安定した露
光処理を行うことができる。
により、先の図1に示した本例の露光装置10では、パ
ージガスの供給に伴う光学部材(レンズ素子)の位置ず
れや変形が抑制される。そのため、精度よく安定した露
光処理を行うことができる。
【0046】図4は、容積可変機構の他の構成例を示し
ている。なお、図4においても、光路上の空間として、
3つのパージ空間250〜252を代表的に示してい
る。容積可変機構370は、先の図3の例と同様に、鏡
筒69内の各パージ空間250〜252と外部空間とを
連通するシリンダ371〜373を有する。また、先の
図3の例と異なり、シリンダ371〜373の内部に伸
縮自在な部材(伸縮部材375〜377)が気密に配設
されている。伸縮部材375〜377の材質としては、
ゴムなどの弾性部材や、可撓性あるいは柔軟性の高い部
材などが好ましく用いられる。
ている。なお、図4においても、光路上の空間として、
3つのパージ空間250〜252を代表的に示してい
る。容積可変機構370は、先の図3の例と同様に、鏡
筒69内の各パージ空間250〜252と外部空間とを
連通するシリンダ371〜373を有する。また、先の
図3の例と異なり、シリンダ371〜373の内部に伸
縮自在な部材(伸縮部材375〜377)が気密に配設
されている。伸縮部材375〜377の材質としては、
ゴムなどの弾性部材や、可撓性あるいは柔軟性の高い部
材などが好ましく用いられる。
【0047】上記容積可変機構370では、パージ空間
250〜252へのガスの供給量が急激に変動すると、
その供給量の変動に伴って伸縮部材375〜377が伸
縮し、パージ空間250〜252の容積を変化させる。
そのため、先の図3の例と同様に、ガスの供給量の変動
に伴うパージ空間の圧力変動が抑制され、パージ空間に
接する光学部材(レンズ素子300〜302など)の位
置ずれや変形が抑制される。また、本例の場合、シリン
ダ371〜373に対して伸縮部材375〜377が気
密に配設されることから、パージ空間の気密性を高く保
ちやすいという利点を有する。
250〜252へのガスの供給量が急激に変動すると、
その供給量の変動に伴って伸縮部材375〜377が伸
縮し、パージ空間250〜252の容積を変化させる。
そのため、先の図3の例と同様に、ガスの供給量の変動
に伴うパージ空間の圧力変動が抑制され、パージ空間に
接する光学部材(レンズ素子300〜302など)の位
置ずれや変形が抑制される。また、本例の場合、シリン
ダ371〜373に対して伸縮部材375〜377が気
密に配設されることから、パージ空間の気密性を高く保
ちやすいという利点を有する。
【0048】以上、添付図面を参照しながら本発明に係
る好適な実施形態例について説明したが、本発明は係る
例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれ
ば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内に
おいて、各種の変更例または修正例に想到し得ることは
明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的
範囲に属するものと了解される。
る好適な実施形態例について説明したが、本発明は係る
例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれ
ば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内に
おいて、各種の変更例または修正例に想到し得ることは
明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的
範囲に属するものと了解される。
【0049】例えば、上記実施例では、光学装置として
投影光学系を適用した例について代表的に説明したが、
本発明の光学装置は投影光学系に限定されるものではな
く、照明光学系など、他の光学装置にも適用可能であ
る。
投影光学系を適用した例について代表的に説明したが、
本発明の光学装置は投影光学系に限定されるものではな
く、照明光学系など、他の光学装置にも適用可能であ
る。
【0050】また、パージ空間は、気密性を有するもの
としているが、必ずしも気密性を有しなくてもよい。例
えば、空間内の気圧を外部気圧よりも高く保つようにす
ることで、空間内の気体を所望の状態に保持するように
してもよい。なお、複数のパージ空間の間に挟まれる部
材としては、上述したレンズ素子のほか、ミラーなどの
平行平板も含まれる。特に、真空紫外光のような短波長
光では、反射光学系を採用する場合があり、こうしたケ
ースにも本発明は好ましく用いられる。
としているが、必ずしも気密性を有しなくてもよい。例
えば、空間内の気圧を外部気圧よりも高く保つようにす
ることで、空間内の気体を所望の状態に保持するように
してもよい。なお、複数のパージ空間の間に挟まれる部
材としては、上述したレンズ素子のほか、ミラーなどの
平行平板も含まれる。特に、真空紫外光のような短波長
光では、反射光学系を採用する場合があり、こうしたケ
ースにも本発明は好ましく用いられる。
【0051】また、光路上から吸光物質を排除するに
は、予め構造材料表面からの脱ガス量を低減する処置を
施しておくことが好ましい。例えば、(1)構造材料の
表面積を小さくする、(2)構造材料表面を機械研磨、
電解研磨、バル研磨、化学研磨、又はGBB(Glass Be
ads Blasting)といった方法によって研磨し、構造材料
の表面粗さを低減しておく、(3)超音波洗浄、クリー
ンドライエア等の流体の吹き付け、真空加熱脱ガス(ベ
ーキング)などの手法によって、構造材料表面を洗浄す
る、(4)炭化水素やハロゲン化物を含む電線被膜物質
やシール部材(Oリング等)、接着剤等を光路空間に可
能な限り設置しない、等の方法がある。
は、予め構造材料表面からの脱ガス量を低減する処置を
施しておくことが好ましい。例えば、(1)構造材料の
表面積を小さくする、(2)構造材料表面を機械研磨、
電解研磨、バル研磨、化学研磨、又はGBB(Glass Be
ads Blasting)といった方法によって研磨し、構造材料
の表面粗さを低減しておく、(3)超音波洗浄、クリー
ンドライエア等の流体の吹き付け、真空加熱脱ガス(ベ
ーキング)などの手法によって、構造材料表面を洗浄す
る、(4)炭化水素やハロゲン化物を含む電線被膜物質
やシール部材(Oリング等)、接着剤等を光路空間に可
能な限り設置しない、等の方法がある。
【0052】また、真空圧を発生させる排気装置として
は、真空ポンプ、クライオポンプなどが用いられる。ク
ライオポンプは、真空ポンプの一種であり、活性炭や合
成フッ化石などのソベントを窒素等の冷媒で冷やす形式
のもので、真空中に極低温(10〜15K)に冷却され
た面(クライオパネル)を置き、この面で気体(H2、
He、Ne以外の気体、例えばN2、Ar等)を吸着し
て、高真空を作り出す。
は、真空ポンプ、クライオポンプなどが用いられる。ク
ライオポンプは、真空ポンプの一種であり、活性炭や合
成フッ化石などのソベントを窒素等の冷媒で冷やす形式
のもので、真空中に極低温(10〜15K)に冷却され
た面(クライオパネル)を置き、この面で気体(H2、
He、Ne以外の気体、例えばN2、Ar等)を吸着し
て、高真空を作り出す。
【0053】また、照明系チャンバからウエハ操作部の
カバーを構成する筐体(筒状体等も可)や、透過性ガス
を供給する配管は、不純物ガス(脱ガス)の少ない材
料、例えばステンレス鋼、四フッ化エチレン、テトラフ
ルオロエチレン−テルフルオロ(アルキルビニルエーテ
ル)、又はテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプ
ロペン共重合体等の各種ポリマーで形成することが望ま
しい。
カバーを構成する筐体(筒状体等も可)や、透過性ガス
を供給する配管は、不純物ガス(脱ガス)の少ない材
料、例えばステンレス鋼、四フッ化エチレン、テトラフ
ルオロエチレン−テルフルオロ(アルキルビニルエーテ
ル)、又はテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプ
ロペン共重合体等の各種ポリマーで形成することが望ま
しい。
【0054】また、各筐体内の駆動機構(レチクルブラ
インドやステージ等)などに電力を供給するケーブルな
ども、同様に上述した不純物ガス(脱ガス)の少ない材
料で被服することが望ましい。
インドやステージ等)などに電力を供給するケーブルな
ども、同様に上述した不純物ガス(脱ガス)の少ない材
料で被服することが望ましい。
【0055】また、ウエハ上に塗布された感光材(フォ
トレジスト)からの脱ガスは吸光物質を含み、これは感
光材の種類や温度等によって量、種類ともに異なる。そ
のため、感光材からの脱ガスの量、種類を予め調査して
おき、感光材によって低吸収性ガスの供給量を調整する
とよい。これにより、ワーキング・ディスタンス部から
確実に吸光物質を排除する一方で、一般に高価な低吸収
性ガスの消費量を必要最小限に抑えることが可能とな
る。
トレジスト)からの脱ガスは吸光物質を含み、これは感
光材の種類や温度等によって量、種類ともに異なる。そ
のため、感光材からの脱ガスの量、種類を予め調査して
おき、感光材によって低吸収性ガスの供給量を調整する
とよい。これにより、ワーキング・ディスタンス部から
確実に吸光物質を排除する一方で、一般に高価な低吸収
性ガスの消費量を必要最小限に抑えることが可能とな
る。
【0056】また、本発明は走査露光型の投影露光装置
のみならず、一括露光型(ステッパー型)の投影露光装
置等にも適用できることは明らかである。これらに備え
られる投影光学系は、反射屈折系のみならず、屈折系や
反射系であってもよい。さらに、投影光学系の倍率は縮
小倍率のみならず、等倍や拡大であってもよい。
のみならず、一括露光型(ステッパー型)の投影露光装
置等にも適用できることは明らかである。これらに備え
られる投影光学系は、反射屈折系のみならず、屈折系や
反射系であってもよい。さらに、投影光学系の倍率は縮
小倍率のみならず、等倍や拡大であってもよい。
【0057】また、本発明はエネルギビームとして、A
rFエキシマレーザ光(波長193nm)を使用する場
合や、Kr2レーザ光(波長146nm)、Ar2レーザ
光(波長126nm)、YAGレーザ等の高調波、又は
半導体レーザの高調波等の波長が200nm〜100n
m程度の真空紫外光にも適用できる。
rFエキシマレーザ光(波長193nm)を使用する場
合や、Kr2レーザ光(波長146nm)、Ar2レーザ
光(波長126nm)、YAGレーザ等の高調波、又は
半導体レーザの高調波等の波長が200nm〜100n
m程度の真空紫外光にも適用できる。
【0058】また、エキシマレーザやF2レーザ等の代
わりに、DFB(Distributed feedback:分布帰環型)
半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外
域、又は可視域の単一波長レーザを、例えばエルビウム
(Er)(又はエルビウムとイッテルビウム(Yb)と
の両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非
線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用
いてもよい。
わりに、DFB(Distributed feedback:分布帰環型)
半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外
域、又は可視域の単一波長レーザを、例えばエルビウム
(Er)(又はエルビウムとイッテルビウム(Yb)と
の両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非
線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用
いてもよい。
【0059】また、露光装置の用途としては半導体製造
用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガ
ラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用
の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装
置にも広く適当できる。
用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガ
ラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用
の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装
置にも広く適当できる。
【0060】また、ウエハステージやレチクルステージ
にリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用い
たエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力
を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ス
テージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、
ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。
にリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用い
たエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力
を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ス
テージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、
ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。
【0061】また、ステージの駆動装置として平面モ−
タを用いる場合、磁石ユニット(永久磁石)と電機子ユ
ニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニッ
トと電機子ユニットの他方をステージの移動面側(ベー
ス)に設ければよい。
タを用いる場合、磁石ユニット(永久磁石)と電機子ユ
ニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニッ
トと電機子ユニットの他方をステージの移動面側(ベー
ス)に設ければよい。
【0062】また、ウエハステージの移動により発生す
る反力は、特開平8−166475号公報に記載されて
いるように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)
に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた
露光装置においても適用可能である。
る反力は、特開平8−166475号公報に記載されて
いるように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)
に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた
露光装置においても適用可能である。
【0063】また、レチクルステージの移動により発生
する反力は、特開平8−330224号公報に記載され
ているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大
地)に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備
えた露光装置においても適用可能である。
する反力は、特開平8−330224号公報に記載され
ているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大
地)に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備
えた露光装置においても適用可能である。
【0064】以上のように、本願実施形態の露光装置
は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む
各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、
光学的精度を保つように、組み立てることで製造され
る。これら各種精度を確保するために、この組み立ての
前後には、各種光学系については光学的精度を達成する
ための調整、各種機械系については機械的精度を達成す
るための調整、各種電気系については電気的精度を達成
するための調整が行われる。各種サブシステムから露光
装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機
械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等
が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組
み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程
があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光
装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行わ
れ、露光装置全体としての各種精度が確保される。な
お、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理さ
れたクリーンルームで行うことが望ましい。
は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む
各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、
光学的精度を保つように、組み立てることで製造され
る。これら各種精度を確保するために、この組み立ての
前後には、各種光学系については光学的精度を達成する
ための調整、各種機械系については機械的精度を達成す
るための調整、各種電気系については電気的精度を達成
するための調整が行われる。各種サブシステムから露光
装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機
械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等
が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組
み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程
があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光
装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行わ
れ、露光装置全体としての各種精度が確保される。な
お、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理さ
れたクリーンルームで行うことが望ましい。
【0065】そして、上記のように露光が行われたウエ
ハが、現像工程、パターン形成工程、ボンディング工
程、パッケージング等を経ることによって、半導体素子
等の電子デバイスが製造される。
ハが、現像工程、パターン形成工程、ボンディング工
程、パッケージング等を経ることによって、半導体素子
等の電子デバイスが製造される。
【0066】
【発明の効果】本発明の光学装置によれば、光路上の空
間の容積を変化させることにより、ガスの供給に伴う光
学部材の変形を抑制することができる。
間の容積を変化させることにより、ガスの供給に伴う光
学部材の変形を抑制することができる。
【0067】また、本発明の露光装置によれば、光学部
材の変形が抑制されるので、精度よく露光処理を行うこ
とができる。
材の変形が抑制されるので、精度よく露光処理を行うこ
とができる。
【図1】 本発明に係る光学装置を備える一実施形態に
係る半導体デバイス製造用の縮小投影型露光装置の全体
構成を示す図である。
係る半導体デバイス製造用の縮小投影型露光装置の全体
構成を示す図である。
【図2】 露光ビームの光路上の各空間にパージガスを
供給するガス供給システムの構成の一例を示す図であ
る。
供給するガス供給システムの構成の一例を示す図であ
る。
【図3】 容積可変機構の構成の一例を模式的に示す図
である。
である。
【図4】 容積可変機構の他の構成例を模式的に示す図
である。
である。
IL 露光光(エネルギービーム)
R レチクル(マスク)
W ウエハ(基板)
PL 投影光学系(光学装置)
21 照明光学系(光学装置)
200 ガス供給システム
204 温度制御装置
250〜254 パージ空間
300〜303 レンズ素子(光学部材)
360、370 容積可変機構
361〜363、371〜373 シリンダ
365〜367 ピストン(部材)
375〜377 伸縮部材
Claims (4)
- 【請求項1】 エネルギービームの光路上に形成されか
つ所定のガスが供給される空間を有する光学装置におい
て、 前記空間の圧力を一定に保つために、前記空間の容積を
変化させる容積可変機構を備えることを特徴とする光学
装置。 - 【請求項2】 前記容積可変機構は、前記空間と他の空
間との境界に摺動自在または伸縮自在に配される部材を
有することを特徴とする請求項1に記載の光学装置。 - 【請求項3】 前記空間は、光学部材を挟んで隣り合う
複数の空間を含み、該複数の空間のそれぞれは、前記部
材を介して同じ1つの空間に接続されていることを特徴
とする請求項2に記載の光学装置。 - 【請求項4】 パターンが形成されたマスクをエネルギ
ービームにより照明する照明光学系と、前記マスクのパ
ターンを基板上に転写する投影光学系との少なくとも一
方が、請求項1から請求項3のうちのいずれか一項に記
載の光学装置を備えることを特徴とする露光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002054463A JP2003257821A (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 光学装置及び露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002054463A JP2003257821A (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 光学装置及び露光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003257821A true JP2003257821A (ja) | 2003-09-12 |
Family
ID=28665618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002054463A Withdrawn JP2003257821A (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 光学装置及び露光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003257821A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100772158B1 (ko) * | 2005-03-29 | 2007-10-31 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 리소그래피 장치, 디바이스 제조방법 및 이에 의해 제조된디바이스 |
US7755823B2 (en) | 2006-12-14 | 2010-07-13 | Ricoh Company | Optical device, semiconductor laser module, optical scanning device, and image forming apparatus |
JP2012195584A (ja) * | 2011-03-14 | 2012-10-11 | Asml Netherlands Bv | 投影システム、リソグラフィ装置、及びデバイス製造方法 |
US20130084049A1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | The Commonwealth of Australia as represented by the Department of Innovation, Industry, Science | Positioning system |
WO2020059397A1 (ja) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | 富士フイルム株式会社 | 投影装置とその制御方法 |
-
2002
- 2002-02-28 JP JP2002054463A patent/JP2003257821A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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KR101365420B1 (ko) * | 2011-03-14 | 2014-02-19 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 투영 시스템, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법 |
US20130084049A1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | The Commonwealth of Australia as represented by the Department of Innovation, Industry, Science | Positioning system |
US9201240B2 (en) * | 2011-09-30 | 2015-12-01 | The Commonwealth Of Australia As Represented By The Department Of Industry | Positioning system |
WO2020059397A1 (ja) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | 富士フイルム株式会社 | 投影装置とその制御方法 |
JPWO2020059397A1 (ja) * | 2018-09-20 | 2021-08-30 | 富士フイルム株式会社 | 投影装置とその制御方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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