JP2004071758A - Aligner - Google Patents

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JP2004071758A
JP2004071758A JP2002227466A JP2002227466A JP2004071758A JP 2004071758 A JP2004071758 A JP 2004071758A JP 2002227466 A JP2002227466 A JP 2002227466A JP 2002227466 A JP2002227466 A JP 2002227466A JP 2004071758 A JP2004071758 A JP 2004071758A
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JP
Japan
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housing
pressure
gas
exposure
partial pressure
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Withdrawn
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JP2002227466A
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Kenichiro Mori
森 堅一郎
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aligner in which high transmissivity can be attained by lowering the partial pressure of oxygen in a short period of time by a relatively simple structure. <P>SOLUTION: The aligner for transferring/exposing the pattern of an original plate on a substrate coated with a photosensitive agent using light having a wavelength of 200 nm or less comprises one or more housings for enclosing the optical path of exposing light at least partially, an exposing light transmitting member provided at a part of the housing where the exposing light enters/exits, a unit for supplying purge gas to the housing, a sensor for measuring the partial pressure of exposing light absorbing gas in the housing, a unit for reducing the pressure in the housing, and a sensor for measuring the pressure in the housing. Before the aligner is used, purge gas is supplied into the housing until the partial pressure of the exposing light absorbing gas in the housing lowers to a specified level thus replacing the gas in the housing. Subsequently, the pressure in the housing is reduced to a specified level. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、露光用光源から発せられた光を用いてパターンの形成されたマスクを照明し、パターンを感光剤の塗布された基板上に転写露光する露光装置に係り、特に、半導体素子、液晶表示素子、撮像素子(CCD等)又は薄膜磁気ヘッド等を製造するためのリソグラフィー工程に使用される露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体素子製造工程のリソグラフィー工程において、露光装置が用いられている。リソグラフィー工程とは、半導体素子の回路パターンを半導体素子となる基板(シリコン基板等)上に投影転写する工程のことである。
【0003】
近年、半導体素子の微細化への要求は益々高くなっており、ライン・アンド・スペースの最小線幅は0.15μmをきり、0.10μmに到達しようとしている。微細化を達成するために、リソグラフィー工程に用いられる投影露光装置の解像力の向上が近年の大きな課題となっている。
【0004】
一般に、リソグラフィー工程における解像可能な線幅Rは、露光光源の波長λと、露光装置の開口数NA、比例定数kを用いて、以下の式で表される。
【0005】
【数1】

Figure 2004071758
【0006】
従って、波長λを短くすれば波長に比例して解像可能な線幅Rは小さくなり、開口数NAをあげれば反比例して、解像可能な線幅Rは小さくなる。
【0007】
一方、リソグラフィー工程上許容可能な線幅誤差内に収まるデフォーカス許容量DOFは、比例定数kを用いて、以下の式で表される。
【0008】
【数2】
Figure 2004071758
【0009】
従って、波長を短くすれば比例してデフォーカス許容量DOFは小さくなり、開口数NAをあげれば2乗に反比例してデフォーカス許容量DOFは小さくなる。
【0010】
つまり、半導体素子を微細化するためには、露光波長を短くする方法と、露光装置の開口数を上げる方法があるが、デフォーカス許容量をなるべく大きくとるためには、露光波長を短くする方が好適である。そのため、近年では、露光光源の波長を短くした露光装置の開発が行われている。
【0011】
現在、主流の露光装置の露光光源は、波長約248nmのKrFエキシマレーザーであるが、更に露光波長を短くするために、露光光源としてArFエキシマレーザー(波長約193nm)、更にはFレーザー(波長約157nm)を用いた露光装置の開発がなされている。
【0012】
200nm以下の露光波長となると、200nm以上の露光波長のときにはなかった新たな技術的な課題が発生する。それは、酸素(O)や水蒸気(HO)が非常に大きな吸収率をもっており、露光光を吸収してしまうため、効率的に基板上に露光を行うためには、光路中のそれら吸光気体の濃度(分圧)を低くしなければならないということである。
【0013】
例えば、酸素の吸収係数はFレーザーを光源とする157nmの光に対して、190/cm/atmである。従って、25%の酸素が含まれる空気中では、他の気体による吸収がないとしても、1mmあたりの透過率はexp(−190×0.1×0.25)=0.0086となってしまう。つまり、空気中では、1mm進むだけ99.1%の光が吸収されてしまうのである。即ち、酸素を露光光路中から取り除き酸素の分圧をさげなければ、光路の透過率が低下し、露光光が露光面に達するまでにほとんどの光が吸収されてしまう。露光面に到達する光が少なくなってしまうと、基板に塗布された感光剤が感光するまでにかかる露光時間が長くなってしまい、露光装置の生産性(スループット)が低下してしまう。
【0014】
露光光路中から酸素等の吸光気体の分圧を下げる従来技術として、筐体内を比較的吸収係数の小さい窒素、もしくはヘリウムで置換するという方法と、筐体内を真空にするという方法がある。
【0015】
筐体内を窒素で置換する方法の場合、窒素の吸収係数は0.0001/cm/atmであるので、100%の窒素に置換できれば、1mmあたりの透過率はexp(−0.0001×0.1×1)=0.99999となり、ほぼ100%の透過率となる。残留酸素と1m当りの透過率の関係を表1に示す。
【0016】
【表1】
Figure 2004071758
【0017】
表1を参照するに、窒素で空気を置換し、酸素の分圧を1×10−6atm以下にすることによって、97%以上の透過率が得られる。
【0018】
一方、筐体内を真空にする場合、酸素の分圧を1×10−6atmとするためには、空気の酸素の比率は25%であるので、筐体内の圧力を4×10−6気圧に減圧することによって、1mあたり97%以上の透過率が得られる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、筐体内を窒素に置換する方法は、1×10−6気圧の酸素分圧を達成するのに非常に時間がかかる。筐体の密閉度、及び流す窒素の純度および量にもよるが、検討用のチャンバーで標準的な条件での検討によれば、筐体内を大気解放後、窒素に置換を始めると、酸素の分圧が5×10−6atmに達するのに1時間、1×10−6atmに到達するのに24時間の間、窒素を流しつづける必要があった。実際の光学系においては複雑な凹凸や、ガスの流れの悪いところがあるので、更に時間のかかる可能性がある。
【0020】
一方、筐体内を真空にする方法は、1×10−6気圧の酸素分圧を到達するまでの時間は、密閉度が高い条件で、高性能な真空ポンプを使えば1時間未満と、筐体内を窒素に置換する方法に比べて短い。しかしながら、4×10−6気圧という高真空を達成するためには筐体内の密閉度を相当高める必要がある。レンズや駆動部が存在する筐体の密閉度を上げることは設計的に困難であり、また達成できたとしても非常に複雑な構造となる。また、筐体内を真空にすることによって、駆動部に使用されている油や、レンズの保持に使用されている接着剤からの脱ガスが発生し、それらが光路に拡散し、光学系の表面に付着し、光学部材が汚染される可能性があるという問題がある。
【0021】
そこで、本発明は、比較的簡易な構造でありながら、短時間に酸素の分圧を下げて高透過率を達成することができる露光装置を提供することを例示的目的とする。また、好適には筐体内の圧力を大気圧程度とし、筐体内からの脱ガスによる光学部材の汚染の危険性を下げることができる露光装置を提供することを別の例示的目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、波長200nm以下の光を用いて、原版のパターンを感光剤の塗布された基板上に転写露光するための露光装置であって、露光光の光路の少なくとも一部を密閉するために設けられた一以上の筐体と、前記筐体に前記露光光が出入りする部分に設けたれた露光光透過性の部材と、前記筐体にパージガスを供給するガス供給装置と、前記筐体内の露光光吸光気体の分圧を計測する分圧センサと、前記筐体の圧力を減圧する減圧装置と、前記筐体内の圧力を計測する圧力センサとを有し、使用前に、前記筐体内の前記露光光吸光気体の分圧が所定分圧以下になるまで、当該筐体内にパージガスを供給して、当該筐体内のガスを置換し、その後所定の圧力になるまで当該筐体内の圧力を減圧することを特徴とする。
【0023】
本発明の別の側面としての露光装置は、波長200nm以下の光を用いて、原版のパターンを感光剤の塗布された基板上に転写露光するための露光装置であって、露光光の光路の少なくとも一部を密閉するために設けられた一以上の筐体と、前記筐体に前記露光光が出入りする部分に設けたれた露光光透過性の部材と、前記筐体にパージガスを供給するガス供給装置と、前記筐体内の露光光吸光気体の分圧を計測する分圧センサと、前記筐体の圧力を減圧する減圧装置と、前記筐体内の圧力を計測する圧力センサとを有し、使用前に、前記筐体内の前記露光光吸光気体の分圧が所定分圧以下になるまで、当該筐体内にパージガスを供給して、当該筐体内のガスを置換し、その後所定の圧力になるまで、当該筐体内の圧力を減圧し、その後再び前記パージガスを供給し、当該筐体内の圧力を大気圧以上とすることを特徴とする。
【0024】
上述の露光装置において、前記パージガスは、窒素、もしくはヘリウムであることを特徴とする。前記分圧センサが計測する露光光吸光気体は、酸素であることを特徴とする。前記パージガスを置換後の吸光物質の分圧をx気圧以下、減圧後の前記筐体内の圧力をy気圧以下であるとした場合、 x×y=1×10−6以下であることを特徴とする。
【0025】
本発明の更に別の側面としての露光装置は、一の筐体を大気開放した後、吸光気体の分圧を下げるために当該筐体の圧力を下げる際に、隣り合う筐体の圧力を前記筐体内の圧力と大気圧の中間の圧力程度まで減圧することを特徴とする。
【0026】
本発明の他の目的及び更なる特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ま
しい実施例によって明らかにされるであろう。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発明の例示的な露光装置について説明する。図1は、本発明の一側面としての露光装置100の例示的一形態を示す概略ブロック図である。
【0028】
露光装置100は、光源としてFレーザー110を用いている。露光装置100は、複数に分割された筐体120(筐体120は、筐体120a乃至120hを総括するものとする)からなり、それぞれの筐体120の境界は、157nmの露光光を透過するフッ化カルシウム(CaF)、もしくはフッ化マグネシウム(MgF)の平行平板によってしきられている。筐体120は、本実施形態では、便宜上分割しただけであり、分割方法、及び分割数については任意であり、図1に示す通りでなくても本発明の範囲内である。
【0029】
レーザー110から射出された157nmの波長の光は筐体120a及び筐体120bの中にある引き回し光学系によって照明光学系に導光される。導光された光は、筐体120c、筐体120d及び筐体120eの中にある照明光学系によって、筐体120f内にあるレチクル130面上で均一な光強度分布で,所望の角度分布の光となる。筐体120gの中には投影光学系があり、レチクル130上にかかれたパターンが筐体120hの中にあるウェハ140上に投影されている。
【0030】
図2を参照して、各筐体120内で吸光気体の分圧を下げる方法について説明する。図2は、図1に示す筐体120の概略構成図である。図2を参照するに、中央部は、露光光路の一部を密閉する筐体120であって、他の筐体120とシールガラス121a及び121bで分離されている。露光光は筐体120内にシールガラス121aより入射し、対面にあるシールガラス121bより射出する。筐体120を開放した後、筐体120内の吸光気体の分圧を下げ、露光を開始するまでの手順を説明する。
【0031】
まず、バルブA及びBを開け、バルブCを閉じる。窒素供給装置122より窒素を供給し、筐体120内の置換を行う。酸素濃度計123の出力が5×10−6気圧以下になったら、窒素供給装置122からの窒素の供給をとめる。
【0032】
次いで、バルブA及びBを閉め、真空ポンプ124で筐体120内を引き始める。バルブCを開け、筐体120内の圧力計125が0.2気圧以下になるまで真空に引く。
【0033】
筐体120内の圧力計125が0.2気圧以下になったらバルブCを閉じ、真空ポンプ124をとめ、露光を開始する。
【0034】
以上の手順により、筐体120内の酸素の分圧を1×10−6気圧以下にすることが可能である。なお、他の筐体120も同様の手順を踏んで、酸素の分圧が1×10−6気圧以下になっている。
【0035】
本実施形態においては、筐体120内の簡易なパージ系で減圧するので、露光中に気圧が変動する可能性が考えられる。そのため、投影光学系など気圧によるフォーカス変化、倍率変化が問題となる場合は、筐体120内の気圧変化をモニターすることで、投影光学系の性能変化量を算出し投影光学系のレンズの一部を駆動したり、フォーカスの目標値を修正したりするなどして投影光学系の性能変化を補正してやればよい。
【0036】
また、筐体120内を減圧後、筐体120内を大気圧程度とするように、再度窒素を入れることも可能である。図2を参照して、各筐体120内で吸光気体の分圧を下げ、露光を開始するまでの手順を説明する。
【0037】
まず、バルブA及びBを開け、バルブCを閉じる。窒素供給装置122より窒素を供給し、筐体120内の置換を行う。酸素濃度計123の出力が5×10−6気圧以下になったら、窒素供給装置122からの窒素の供給をとめる。
【0038】
次いで、バルブA及びBを閉め、真空ポンプ124で筐体120内を引き始める。バルブCを開け、筐体120内の圧力計125が0.2気圧以下になるまで真空に引く。
【0039】
筐体120内の圧力計125が0.2気圧以下になったらバルブCを閉じ、真空ポンプ124をとめる。その後、バルブAを開け、窒素供給装置122から窒素を供給し、筐体120内の気圧を大気圧程度、もしくは大気圧以上とする。
【0040】
筐体120内の気圧が大気圧程度、もしくは大気圧以上となったらバルブBを開け、露光を開始する。
【0041】
以上の手順により、筐体120内の酸素の分圧を1×10−6気圧以下にすることが可能であり、かつ筐体120内の気圧を大気圧程度、もしくは大気圧以上にすることができ、駆動部の油や、接着剤からの脱ガスを防ぐことができる。なお、他の筐体120も同様の手順を踏んで、酸素の分圧が1×10−6気圧以下になっている。
【0042】
更に、筐体120内を減圧する際に、隣り合う筐体120の圧力を、大気圧と減圧する筐体120の圧力の中間の圧力にし、筐体120内を減圧後、筐体120内を大気圧程度とする際に、隣り合う筐体120の圧力も大気圧程度にするよう再度窒素を入れることも可能である。
【0043】
図3を参照して、中央の筐体120を何らかの理由で大気開放した後、筐体120内で吸光気体の分圧を下げ、露光を開始するまでの手順を説明する。図3は、図1に示す筐体120の概略構成図である。
【0044】
まず、バルブA及びBを開け、バルブCを閉じる。窒素供給装置122より窒素を供給し、筐体120内の置換を行う。酸素濃度計123の出力が5×10−6気圧以下になったら、窒素供給装置122からの窒素の供給をとめる。
【0045】
次いで、バルブA、A´及びA´´とバルブB、B´及びB´´を閉め、真空ポンプ124で筐体120内を引き始める。バルブC、C´及びC´´を開け、中央の筐体120内の圧力計125が0.2気圧以下になるまで、両側の筐体120内の図示しない圧力計が0.6気圧以下になるまで真空に引く。
【0046】
中央の筐体120内の気圧が0.2気圧以下、側の筐体120内の気圧が0.6気圧以下になったら、バルブC、C´及びC´´を閉じ、真空ポンプ124をとめる。
【0047】
その後、バルブA、A´及びA´´を開け、窒素供給装置122から窒素を供給し、各筐体120内の気圧を大気圧程度とする。各筐体120内の気圧が大気圧程度となったらバルブB、B´及びB´´を開け、露光を開始する。
【0048】
以上の手順により、筐体120内の酸素の分圧を1×10−6気圧以下にすることが可能であり、かつ筐体120内の気圧を大気圧程度にすることができ、駆動部の油や、接着剤からの脱ガスを防ぐことができる。
【0049】
更に、バルブC、C´及びC´´を開け、中央の筐体120内の圧力計125が0.2気圧以下になるまで、両側の筐体120内の図示しない圧力計が0.6気圧以下になるまで真空に引く際に、上述した実施形態では0.8気圧の圧力がシールガラス121a及び121bにかかっていたのに対して、本実施形態では、0.4気圧の圧力となり、シールガラス121a及び121bの耐圧性を緩和することができる。
【0050】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されずその要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【0051】
【発明の効果】本発明の露光装置によれば、ガスを抜いたときの真空度が低いため、比較的簡易な筐体構造であり、かつ、窒素への置換により達成する酸素分圧のレベルも低いため比較的短時間に酸素の分圧を下げて、露光光路を光透過率にすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一側面としての露光装置の例示的一形態を示す概略ブロック図である。
【図2】図1に示す筐体の概略構成図である。
【図3】図1に示す筐体の概略構成図である。
【符号の説明】
100           露光装置
110           Fレーザー
120           筐体
121a及び121b    シールガラス
122           窒素供給装置
123           酸素濃度計
124           真空ポンプ
125           圧力計[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention generally relates to an exposure apparatus that illuminates a mask on which a pattern is formed using light emitted from an exposure light source and transfers and exposes the pattern on a substrate coated with a photosensitive agent. The present invention relates to an exposure apparatus used in a lithography process for manufacturing a device, a liquid crystal display device, an imaging device (such as a CCD), a thin film magnetic head, and the like.
[0002]
[Prior art]
An exposure apparatus is used in a lithography process in a semiconductor device manufacturing process. The lithography step is a step of projecting and transferring a circuit pattern of a semiconductor element onto a substrate (such as a silicon substrate) to be a semiconductor element.
[0003]
In recent years, the demand for miniaturization of semiconductor devices has been increasing more and more, and the minimum line width of lines and spaces is less than 0.15 μm and is approaching 0.10 μm. In order to achieve miniaturization, improvement of the resolving power of a projection exposure apparatus used in a lithography process has been a major issue in recent years.
[0004]
Generally, resolvable linewidth R in the lithography step, the wavelength λ of the exposure light source, the numerical aperture NA of the exposure apparatus, using a proportionality constant k 1, is represented by the following equation.
[0005]
(Equation 1)
Figure 2004071758
[0006]
Therefore, the shorter the wavelength λ, the smaller the resolvable line width R becomes proportional to the wavelength, and the higher the numerical aperture NA, the smaller the resolvable line width R becomes.
[0007]
On the other hand, the defocus tolerance DOF fit in lithography process acceptable line in width error using the proportional constant k 2, is represented by the following equation.
[0008]
(Equation 2)
Figure 2004071758
[0009]
Therefore, if the wavelength is shortened, the permissible defocus amount DOF is reduced in proportion, and if the numerical aperture NA is increased, the permissible defocus amount DOF is reduced in inverse proportion to the square.
[0010]
In other words, there are a method of shortening the exposure wavelength and a method of increasing the numerical aperture of the exposure apparatus in order to miniaturize the semiconductor element. However, in order to increase the allowable defocus amount as much as possible, it is necessary to shorten the exposure wavelength. Is preferred. Therefore, in recent years, an exposure apparatus in which the wavelength of an exposure light source is shortened has been developed.
[0011]
Currently, an exposure light source of mainstream exposure apparatus is a KrF excimer laser with a wavelength of approximately 248 nm, in order to further shorten the exposure wavelength, ArF excimer laser (wavelength: about 193 nm) as the exposure light source, even F 2 laser (wavelength An exposure apparatus using about 157 nm has been developed.
[0012]
When the exposure wavelength is 200 nm or less, a new technical problem that does not occur when the exposure wavelength is 200 nm or more occurs. This is because oxygen (O 2 ) and water vapor (H 2 O) have a very high absorptivity and absorb the exposure light. This means that the gas concentration (partial pressure) must be reduced.
[0013]
For example, the absorption coefficient of oxygen to light of 157nm as a light source an F 2 laser, is 190 / cm / atm. Therefore, in air containing 25% oxygen, the transmittance per mm is exp (−190 × 0.1 × 0.25) = 0.0086 even if there is no absorption by other gases. . That is, in air, 99.1% of light is absorbed by 1 mm. That is, if oxygen is not removed from the exposure light path and the partial pressure of oxygen is not reduced, the transmittance of the light path decreases, and most of the light is absorbed before the exposure light reaches the exposure surface. If the amount of light that reaches the exposure surface decreases, the exposure time required until the photosensitive agent applied to the substrate is exposed increases, and the productivity (throughput) of the exposure apparatus decreases.
[0014]
As a conventional technique for lowering the partial pressure of a light-absorbing gas such as oxygen from the exposure light path, there are a method of replacing the inside of the housing with nitrogen or helium having a relatively small absorption coefficient, and a method of evacuating the inside of the housing.
[0015]
In the case of replacing the interior of the housing with nitrogen, the nitrogen absorption coefficient is 0.0001 / cm / atm. Therefore, if 100% of nitrogen can be replaced, the transmittance per mm is exp (−0.0001 × 0. 1 × 1) = 0.99999, which is almost 100% transmittance. Table 1 shows the relationship between the residual oxygen and the transmittance per meter.
[0016]
[Table 1]
Figure 2004071758
[0017]
Referring to Table 1, by replacing air with nitrogen and setting the partial pressure of oxygen to 1 × 10 −6 atm or less, a transmittance of 97% or more can be obtained.
[0018]
On the other hand, when the enclosure is evacuated, to the partial pressure of oxygen between 1 × 10 -6 atm, since the ratio of air oxygen is 25%, 4 × 10 -6 atm pressure in the enclosure By reducing the pressure, a transmittance of 97% or more per 1 m can be obtained.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method of replacing the inside of the housing with nitrogen takes a very long time to achieve an oxygen partial pressure of 1 × 10 −6 atm. Depending on the degree of sealing of the enclosure and the purity and amount of nitrogen flowing, according to examinations under standard conditions in the examination chamber, after the interior of the enclosure is released to atmosphere and then replaced with nitrogen, oxygen It was necessary to keep flowing nitrogen for 1 hour to reach a partial pressure of 5 × 10 −6 atm and 24 hours to reach 1 × 10 −6 atm. In an actual optical system, there are complicated irregularities and a place where gas flow is poor, so that it may take more time.
[0020]
On the other hand, the method of evacuating the inside of the casing is as follows: the time until the partial pressure of oxygen of 1 × 10 −6 atm is reached is less than one hour if a high-performance vacuum pump is used under high sealing conditions. It is shorter than the method of replacing the body with nitrogen. However, in order to achieve a high vacuum of 4 × 10 −6 atm, it is necessary to considerably increase the degree of sealing in the housing. It is difficult in terms of design to increase the degree of sealing of the housing in which the lens and the drive unit are present, and even if achieved, the structure becomes very complicated. In addition, when the inside of the housing is evacuated, degassing occurs from the oil used in the driving unit and the adhesive used to hold the lens, and these are diffused into the optical path, and the surface of the optical system is diffused. And the optical member may be contaminated.
[0021]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an exposure apparatus which has a relatively simple structure and can achieve a high transmittance by reducing the partial pressure of oxygen in a short time. It is another exemplary object to provide an exposure apparatus capable of reducing the risk of contamination of an optical member due to degassing from the inside of the housing, preferably by setting the pressure in the housing to about the atmospheric pressure.
[0022]
In order to achieve the above object, an exposure apparatus according to one aspect of the present invention uses a light having a wavelength of 200 nm or less to form a pattern of an original on a substrate coated with a photosensitive agent. An exposure apparatus for performing transfer exposure, comprising: at least one housing provided to seal at least a part of an optical path of exposure light; and an exposure device provided at a portion where the exposure light enters and exits the housing. A light-transmissive member, a gas supply device that supplies a purge gas to the housing, a partial pressure sensor that measures a partial pressure of the exposure light-absorbing gas in the housing, and a decompression device that reduces the pressure of the housing. Having a pressure sensor for measuring the pressure in the housing, before use, until the partial pressure of the exposure light-absorbing gas in the housing becomes equal to or less than a predetermined partial pressure, supplying a purge gas into the housing. , Replacing the gas in the housing, and then Characterized by reducing the pressure of the housing until the force.
[0023]
An exposure apparatus according to another aspect of the present invention is an exposure apparatus for transferring and exposing a pattern of an original onto a substrate coated with a photosensitive agent using light having a wavelength of 200 nm or less, and includes an optical path of exposure light. One or more housings provided for sealing at least a part thereof, an exposure light transmitting member provided at a portion where the exposure light enters and exits the housing, and a gas for supplying a purge gas to the housing. A supply device, a partial pressure sensor that measures the partial pressure of the exposure light-absorbing gas in the housing, a pressure reducing device that reduces the pressure in the housing, and a pressure sensor that measures the pressure in the housing, Before use, a purge gas is supplied into the housing to replace the gas in the housing until the partial pressure of the exposure light-absorbing gas in the housing becomes equal to or less than a predetermined partial pressure, and then the pressure becomes a predetermined pressure. Until the pressure inside the housing is reduced, and then again Supplying serial purge gas, characterized in that the pressure of the enclosure and above atmospheric pressure.
[0024]
In the above exposure apparatus, the purge gas is nitrogen or helium. The exposure light absorbing gas measured by the partial pressure sensor is oxygen. When the partial pressure of the light-absorbing substance after replacing the purge gas is x atmospheric pressure or less, and the pressure in the housing after the pressure reduction is y atmospheric pressure or less, x × y = 1 × 10 −6 or less. I do.
[0025]
Exposure apparatus as still another aspect of the present invention, after opening one housing to the atmosphere, when lowering the pressure of the housing to reduce the partial pressure of the light-absorbing gas, the pressure of the adjacent housing is reduced The pressure is reduced to an intermediate pressure between the pressure in the housing and the atmospheric pressure.
[0026]
Other objects and further features of the present invention will be clarified by preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An exemplary exposure apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating an exemplary embodiment of an exposure apparatus 100 according to one aspect of the present invention.
[0028]
The exposure apparatus 100 uses the F 2 laser 110 as a light source. The exposure apparatus 100 includes a plurality of divided housings 120 (the housings 120 collectively include the housings 120a to 120h), and a boundary between the housings 120 transmits 157 nm exposure light. It is made up of parallel plates of calcium fluoride (CaF 2 ) or magnesium fluoride (MgF 2 ). In the present embodiment, the housing 120 is merely divided for the sake of convenience, and the dividing method and the number of divisions are arbitrary, and even if not shown in FIG. 1, they are within the scope of the present invention.
[0029]
Light of a wavelength of the injected 157nm from F 2 laser 110 is guided to the illumination optical system by routing optical system that is in the housing 120a and a housing 120b. The guided light is uniformly distributed on the reticle 130 in the housing 120f by the illumination optical system in the housing 120c, the housing 120d, and the housing 120e. It becomes light. A projection optical system is provided in the housing 120g, and a pattern formed on the reticle 130 is projected on a wafer 140 in the housing 120h.
[0030]
With reference to FIG. 2, a method of reducing the partial pressure of the light-absorbing gas in each housing 120 will be described. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the housing 120 shown in FIG. Referring to FIG. 2, the central portion is a housing 120 that seals a part of the exposure light path, and is separated from other housings 120 by seal glasses 121a and 121b. Exposure light enters the housing 120 from the seal glass 121a and exits from the seal glass 121b on the opposite side. A procedure from opening the housing 120 to lowering the partial pressure of the light-absorbing gas in the housing 120 and starting exposure will be described.
[0031]
First, the valves A and B are opened, and the valve C is closed. Nitrogen is supplied from the nitrogen supply device 122 to replace the inside of the housing 120. When the output of the oxygen concentration meter 123 becomes 5 × 10 −6 atm or less, the supply of nitrogen from the nitrogen supply device 122 is stopped.
[0032]
Next, the valves A and B are closed, and the inside of the housing 120 is started to be pulled by the vacuum pump 124. The valve C is opened, and vacuum is drawn until the pressure gauge 125 in the housing 120 becomes 0.2 atm or less.
[0033]
When the pressure gauge 125 in the housing 120 becomes 0.2 atm or less, the valve C is closed, the vacuum pump 124 is stopped, and exposure is started.
[0034]
Through the above procedure, the partial pressure of oxygen in the housing 120 can be reduced to 1 × 10 −6 atm or less. Note that the other housings 120 follow the same procedure and the partial pressure of oxygen is 1 × 10 −6 atm or less.
[0035]
In this embodiment, since the pressure is reduced by the simple purge system in the housing 120, the pressure may fluctuate during the exposure. Therefore, when a change in focus or a change in magnification due to atmospheric pressure in the projection optical system poses a problem, the amount of change in performance of the projection optical system is calculated by monitoring the change in atmospheric pressure in the housing 120, and one of the lenses of the projection optical system is calculated. The performance change of the projection optical system may be corrected by driving the unit or correcting the focus target value.
[0036]
After the pressure in the housing 120 is reduced, nitrogen can be added again so that the pressure in the housing 120 is approximately the atmospheric pressure. With reference to FIG. 2, a procedure from lowering the partial pressure of the light-absorbing gas in each housing 120 to starting exposure will be described.
[0037]
First, the valves A and B are opened, and the valve C is closed. Nitrogen is supplied from the nitrogen supply device 122 to replace the inside of the housing 120. When the output of the oxygen concentration meter 123 becomes 5 × 10 −6 atm or less, the supply of nitrogen from the nitrogen supply device 122 is stopped.
[0038]
Next, the valves A and B are closed, and the inside of the housing 120 is started to be pulled by the vacuum pump 124. The valve C is opened, and vacuum is drawn until the pressure gauge 125 in the housing 120 becomes 0.2 atm or less.
[0039]
When the pressure gauge 125 in the housing 120 becomes 0.2 atm or less, the valve C is closed and the vacuum pump 124 is stopped. Thereafter, the valve A is opened, and nitrogen is supplied from the nitrogen supply device 122, and the pressure in the housing 120 is set to about atmospheric pressure or higher.
[0040]
When the air pressure in the housing 120 becomes equal to or higher than the atmospheric pressure, the valve B is opened to start exposure.
[0041]
Through the above procedure, the partial pressure of oxygen in the housing 120 can be reduced to 1 × 10 −6 atm or less, and the atmospheric pressure in the housing 120 can be set to about atmospheric pressure or higher. Thus, it is possible to prevent degassing of the drive unit oil and the adhesive. Note that the other housings 120 follow the same procedure and the partial pressure of oxygen is 1 × 10 −6 atm or less.
[0042]
Further, when depressurizing the inside of the housing 120, the pressure of the adjacent housing 120 is set to an intermediate pressure between the atmospheric pressure and the pressure of the housing 120 to be depressurized. When the pressure is set to about the atmospheric pressure, nitrogen can be added again so that the pressure of the adjacent housing 120 is also set to about the atmospheric pressure.
[0043]
With reference to FIG. 3, a description will be given of a procedure from opening the central housing 120 to the atmosphere for some reason, reducing the partial pressure of the light-absorbing gas in the housing 120, and starting exposure. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the housing 120 shown in FIG.
[0044]
First, the valves A and B are opened, and the valve C is closed. Nitrogen is supplied from the nitrogen supply device 122 to replace the inside of the housing 120. When the output of the oxygen concentration meter 123 becomes 5 × 10 −6 atm or less, the supply of nitrogen from the nitrogen supply device 122 is stopped.
[0045]
Next, the valves A, A ′ and A ″ and the valves B, B ′ and B ″ are closed, and the inside of the housing 120 is started by the vacuum pump 124. The valves C, C ′ and C ″ are opened, and the pressure gauges (not shown) in the housings 120 on both sides are reduced to 0.6 atmospheres or less until the pressure gauge 125 in the central housing 120 becomes 0.2 atmospheres or less. Apply vacuum until it is.
[0046]
When the air pressure in the central housing 120 becomes 0.2 atm or less and the air pressure in the side housing 120 becomes 0.6 atm or less, the valves C, C ′ and C ″ are closed and the vacuum pump 124 is stopped. .
[0047]
Thereafter, the valves A, A ′ and A ″ are opened, nitrogen is supplied from the nitrogen supply device 122, and the pressure in each housing 120 is reduced to about atmospheric pressure. When the pressure in each housing 120 becomes about atmospheric pressure, the valves B, B 'and B''are opened to start exposure.
[0048]
According to the above procedure, the partial pressure of oxygen in the housing 120 can be reduced to 1 × 10 −6 atm or less, and the air pressure in the housing 120 can be reduced to about the atmospheric pressure. Degassing from oil and adhesive can be prevented.
[0049]
Further, the valves C, C ′ and C ″ are opened, and the pressure gauges (not shown) in the casings 120 on both sides are set to 0.6 atm until the pressure gauge 125 in the central casing 120 becomes 0.2 atm or less. When a vacuum is applied until the pressure becomes equal to or less than 0.8, the pressure of 0.8 atm is applied to the sealing glasses 121a and 121b in the above-described embodiment, whereas in the present embodiment, the pressure becomes 0.4 atm. The pressure resistance of the glasses 121a and 121b can be reduced.
[0050]
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist.
[0051]
According to the exposure apparatus of the present invention, since the degree of vacuum at the time of degassing is low, it has a relatively simple housing structure, and the level of the oxygen partial pressure achieved by substitution with nitrogen. Therefore, it is possible to lower the partial pressure of oxygen in a relatively short time to make the exposure optical path have a light transmittance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating an exemplary embodiment of an exposure apparatus according to one aspect of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a housing shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a housing shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 100 Exposure device 110 F 2 laser 120 Cases 121 a and 121 b Seal glass 122 Nitrogen supply device 123 Oxygen concentration meter 124 Vacuum pump 125 Pressure gauge

Claims (6)

波長200nm以下の光を用いて、原版のパターンを感光剤の塗布された基板上に転写露光するための露光装置であって、
露光光の光路の少なくとも一部を密閉するために設けられた一以上の筐体と、
前記筐体に前記露光光が出入りする部分に設けたれた露光光透過性の部材と、
前記筐体にパージガスを供給するガス供給装置と、
前記筐体内の露光光吸光気体の分圧を計測する分圧センサと、
前記筐体の圧力を減圧する減圧装置と、
前記筐体内の圧力を計測する圧力センサとを有し、
使用前に、前記筐体内の前記露光光吸光気体の分圧が所定分圧以下になるまで、当該筐体内にパージガスを供給して、当該筐体内のガスを置換し、その後所定の圧力になるまで当該筐体内の圧力を減圧することを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus for transferring and exposing a pattern of an original onto a substrate coated with a photosensitive agent using light having a wavelength of 200 nm or less,
One or more housings provided to seal at least a part of the optical path of the exposure light,
An exposure light transmitting member provided at a portion where the exposure light enters and exits the housing,
A gas supply device for supplying a purge gas to the housing,
A partial pressure sensor that measures the partial pressure of the exposure light absorbing gas in the housing,
A pressure reducing device for reducing the pressure of the housing,
A pressure sensor for measuring the pressure in the housing,
Before use, a purge gas is supplied into the housing until the partial pressure of the exposure light-absorbing gas in the housing becomes equal to or less than a predetermined partial pressure, and the gas in the housing is replaced. An exposure apparatus, wherein the pressure in the housing is reduced until the exposure.
波長200nm以下の光を用いて、原版のパターンを感光剤の塗布された基板上に転写露光するための露光装置であって、
露光光の光路の少なくとも一部を密閉するために設けられた一以上の筐体と、
前記筐体に前記露光光が出入りする部分に設けたれた露光光透過性の部材と、
前記筐体にパージガスを供給するガス供給装置と、
前記筐体内の露光光吸光気体の分圧を計測する分圧センサと、
前記筐体の圧力を減圧する減圧装置と、
前記筐体内の圧力を計測する圧力センサとを有し、
使用前に、前記筐体内の前記露光光吸光気体の分圧が所定分圧以下になるまで、当該筐体内にパージガスを供給して、当該筐体内のガスを置換し、その後所定の圧力になるまで、当該筐体内の圧力を減圧し、その後再び前記パージガスを供給し、当該筐体内の圧力を大気圧以上とすることを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus for transferring and exposing a pattern of an original onto a substrate coated with a photosensitive agent using light having a wavelength of 200 nm or less,
One or more housings provided to seal at least a part of the optical path of the exposure light,
An exposure light transmitting member provided at a portion where the exposure light enters and exits the housing,
A gas supply device for supplying a purge gas to the housing,
A partial pressure sensor that measures the partial pressure of the exposure light absorbing gas in the housing,
A pressure reducing device for reducing the pressure of the housing,
A pressure sensor for measuring the pressure in the housing,
Before use, a purge gas is supplied into the housing until the partial pressure of the exposure light-absorbing gas in the housing becomes equal to or less than a predetermined partial pressure, and the gas in the housing is replaced. An exposure apparatus, wherein the pressure in the housing is reduced until the purge gas is supplied again to make the pressure in the housing equal to or higher than the atmospheric pressure.
一の筐体を大気開放した後、吸光気体の分圧を下げるために当該筐体の圧力を下げる際に、隣り合う筐体の圧力を前記筐体内の圧力と大気圧の中間の圧力程度まで減圧することを特徴とする露光装置。After releasing one housing to the atmosphere, when lowering the pressure of the housing to reduce the partial pressure of the light-absorbing gas, the pressure of the adjacent housing is reduced to a pressure intermediate between the pressure in the housing and the atmospheric pressure. An exposure apparatus for reducing pressure. 前記パージガスは、窒素、もしくはヘリウムであることを特徴とする請求項1又は2記載の露光装置。3. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the purge gas is nitrogen or helium. 前記分圧センサが計測する露光光吸光気体は、酸素であることを特徴とする請求項1又は2記載の露光装置。3. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure light absorbing gas measured by the partial pressure sensor is oxygen. 前記パージガスを置換後の吸光物質の分圧をx気圧以下、減圧後の前記筐体内の圧力をy気圧以下であるとした場合、
x×y=1×10−6
以下であることを特徴とする請求項1又は2記載の露光装置。
When the partial pressure of the light-absorbing substance after replacing the purge gas is x atmospheric pressure or less, and the pressure in the housing after the pressure reduction is y atmospheric pressure or less,
x × y = 1 × 10 −6
3. The exposure apparatus according to claim 1, wherein:
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