JP2004104050A - Aligner - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等の製造工程において用いられる露光装置に関し、特に露光光源に真空紫外光(VUV)又は電子ビームを使用する露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造工程において用いられる投影露光装置では、レチクルステージ及びウエハステージにて、レチクル及びシリコンウエハを投影露光系に対して順次移動させ、レチクルパターンをシリコンウエハ上に投影して転写する。
【0003】
露光光源に真空紫外光(VUV)であるF2レーザー(λ157nm)を用いる従来例を図17および18に示す。図において、101は照明系ユニットで、露光光源からの露光光を整形し、露光パターン原版であるレチクルに対して照射する機能を持つ。102はレチクルを搭載するレチクルステージ、103は原版パターンをウエハ(基板)に縮小投影する縮小投影レンズで、レチクルステージ102はウエハに対して縮小投影レンズ103の縮小露光倍率比でレチクルをスキャン動作させる。104はウエハステージで、露光時、ウエハをレチクルと同期してスキャンさせるとともに、ウエハを露光毎に順次連続移動(ステップ移動)させるステージである。105は前記レチクルステージ102、投影レンズ103及びウエハステージ104を支持する露光装置本体である。
【0004】
106はウエハステージパージ隔壁、107はレチクルステージパージ隔壁で、これらは、ウエハステージ及びレチクルステージ空間を、ヘリウムあるいは窒素で置換するための隔壁である。隔壁106及び107は、以下の目的で設けられている。すなわち、一般の空気中の場合、露光光である真空紫外光(VUV)であるF2レーザー(λ157nm)が、空気中の酸素に吸収されてオゾンの発生を招いたり、空気中のシリコンに吸収されて酸化シリコンが生成されたり、シロキサン及びシラザン等の有機ガスと空気中水分による加水分解により、アンモニアやシラノールが発生し、レンズ硝材に付着し露光光の透過率を下げる。そこで、ウエハステージパージ隔壁106を、ウエハステージ空間を閉じた空間にすることによって、露光光の透過率を上げるために供給されるヘリウムあるいは窒素による置換パージをより効率良く行い、内部の酸素及び水分濃度を100〜1000ppmまで落とすために設ける。レチクルステージパージ隔壁107も同様の目的で設けられている。
【0005】
108はウエハパージノズルで、ウエハ上面の露光部を局所的に高純度の窒素ガスで置換パージすることにより、上記ウエハステージパージ隔壁106及びレチクルステージパージ隔壁107内の酸素濃度(100〜1000ppm)よりもさらに低い10ppm以下の酸素、水分濃度にする。ウエハステージパージ配管109、レチクルステージパージ配管110、ウエハパージ配管111は、パージ気体供給ユニット112から、パージ気体(ヘリウムあるいは窒素等)を、前記それぞれの隔壁106、107内部及びパージノズル108に供給する配管である。
【0006】
図18において、115はレチクル基板に描かれたレチクルパターンを縮小露光系を通して投影転写するために、単結晶シリコン基板表面にレジストが塗られたウエハ、113は前記ウエハ115を縮小露光系の光軸方向及びチルト方向及び光軸中心の回転方向に微動調整する微動ステージ、114は前記ウエハ115を微動ステージ113に支持固定するウエハチャック、116は微動ステージ113のX方向の位置をレーザー干渉計により計測するためのターゲットとしてのXバーミラーである。117はYバーミラーで、同じくY方向の位置を計測するターゲットである。118は前記微動ステージ113上面に設けられた照度センサーで、露光光の照度を露光前にキャリブレーション計測し、露光量補正に用いる。119は微動ステージ113上面に設けられ、ステージアライメント計測用のターゲットが設けられたステージ基準マーク、120は前記微動ステージ113をX方向に移動駆動するXリニアモーター、121は前記微動ステージ113のX軸方向の移動を案内するXガイド、122はXガイド121及び微動ステージ113をY方向に移動案内するYガイド、123、124は前記微動ステージ113をY方向に移動駆動するYリニアモータ、125は前記微動ステージ113を平面ガイドするステージ定盤である。
なお、上記従来技術を記載した文献としては特許文献1〜4がある。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−158154(P2002−158154A)
【特許文献2】
特開2001−358056(P2001−358056A)
【特許文献3】
特開2001−35782(P2001−35782A)
【特許文献4】
特開2001−85314(P2001−85314A)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来装置は、露光精度が不安定な場合があるという問題があった。本発明者の知見によると、その理由は以下のとおりである。すなわち、図17の装置においては、図19(1)(2)に示すように、ウエハ115にはレチクルを通過したスリット露光光126が露光光軸を中心として照射され、その上部にウエハパージノズル108が設けられ、そこから噴出されたパージ気体(窒素等)にて、ウエハ115上面が置換されることにより、ウエハ115中心付近では、酸素濃度が10ppmを達成している。しかし、図20(1)(2)に示すように、ステージ基準マーク119に設けられたセンサー部119Bの光路近傍部、及び照度センサー118の受光素子118Aとフィルター118B間では、前記パージ気体が到達しにくい構造になっているため、ウエハ115上部のように酸素濃度が下がらず、ステージ空間酸素濃度の100〜1000ppmレベルに留まる。そのため、受光素子118A及びセンサー部119Bへの光路部で酸素吸収による、計測光の光量ダウンが発生し計測不良が発生し、露光精度が不安定になっていた。
本発明は、上述の従来例で問題になっていた、各受光センサーの計測不良を防ぐことにより、露光精度の安定した露光装置を実現することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明に係る第1の露光装置は、原版面に描かれたパターンを投影光学系を介して基板に投影し、該投影光学系に対し前記原版と基板の両方もしくは基板のみをステージ装置により相対的に移動させることにより、該原版のパターンを該基板に繰り返し露光する露光装置において、前記ステージ装置上に搭載された受光センサーの周囲及び入射光路部を略遮蔽空間とするパージ隔壁と、該パージ隔壁内に気体を供給する気体供給手段とを設けたことを特徴とする。
【0010】
ここで、前記気体供給手段は、受光センサー固定部近傍のステージ装置部材に一体的に設けることが好ましい。また、前記気体供給手段の前記受光センサーへの経路の任意の位置で、前記気体が多孔質体部材、多孔板、不織布、ノズルおよび弁のいずれか単一の部材または複数の部材から複合的に成る部材を透過するのが好ましい。さらに、前記受光センサーを用いての計測または前記ステージ装置の制御に略同期して、前記気体の供給量を可変に制御することが好ましい。
【0011】
本発明に係る第2の露光装置は、原版面に描かれたパターンを投影光学系を介して基板に投影し、該投影光学系に対し前記原版と基板の両方もしくは基板のみをステージ装置により相対的に移動させることにより、該原版のパターンを該基板に繰り返し露光する露光装置において、前記原版面または前記基板面に隣接した部位または対向した離間面より、前記原版面または前記基板面に気体を供給する第1気体供給手段と、前記ステージ装置上に搭載された前記受光センサーに対し気体を供給する第2気体供給手段とを有し、該ステージ装置上に搭載される受光センサーの入射光路部に対しては、該第2気体供給手段より気体が供給されることを特徴とする。
【0012】
ここで、前記受光センサー入射光路部の近傍には気体透過孔を設けることが好ましい。また、前記受光センサーを用いての計測または前記ステージ装置の制御に略同期して、前記第2気体供給手段の気体供給量を可変に制御することが好ましい。
これら第1及び第2の露光装置において、前記気体としては、高純度窒素や高純度ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
【0013】
本発明に係る第3の露光装置は、原版面に描かれたパターンを投影光学系を介して基板に投影し、該投影光学系に対し前記原版と基板の両方もしくは基板のみをステージ装置により相対的に移動させることにより、該原版のパターンを該基板に繰り返し露光する露光装置において、前記ステージ装置上に搭載される受光センサーの入射光路部の一部に受光光を透過する硝材が設けられたことを特徴とする。
【0014】
【作用】
本発明では、受光センサー光路部及びセンサー自身をパージ隔壁で遮蔽し、パージ隔壁の中に不活性ガス等の気体を供給することにより、ステージ装置上の各受光センサー部のパージ置換を行う。あるいは、受光センサー光路部に、光透過効率の高い硝材を設けることにより、酸素置換不良による計測光の光量ダウンを防ぐ。これにより、ステージ上の各受光センサー周囲及び各受光センサーへの入射光路近傍部の酸素濃度の上昇を防ぎ、各受光センサーに到達する光量ダウンを削減し、各受光センサーの計測不良を防ぐことができ、露光精度の安定した露光装置を実現することができる。
【0015】
【実施例】
以下に本発明の実施例を説明する。
[実施例1]
図1および2は、本発明の一実施例に係る露光装置の構成を示す。図において、1は照明系ユニットで、露光光源と露光光をレチクルに対して、整形照射する機能をもつ。2は露光パターン原版であるレチクルを搭載するレチクルステージ、3は原版パターンをウエハ(基板)に縮小投影する縮小投影レンズ、4は基板(ウエハ)を搭載するウエハステージで、レチクルステージ2とウエハステージ4とを縮小投影レンズ3の縮小露光倍率比で同期して走査させることにより、ウエハに対してレチクルを上記縮小露光倍率比でスキャン動作させる。ウエハステージ4はさらに、基板(ウエハ)を露光毎に順次連続移動(ステップ移動)させる。5は前記レチクルステージ2、投影レンズ3及びウエハステージ4を支持する露光装置本体である。
【0016】
6はウエハステージ空間をヘリウムあるいは窒素で置換するためのウエハステージパージ隔壁、7はレチクルステージ空間をヘリウムあるいは窒素で置換するためのレチクルステージ空間パージ隔壁である。これらの隔壁6及び7を設ける目的は以下のとおりである。すなわち、一般の空気中の場合、露光光である真空紫外光(VUV)であるF2レーザー(λ157nm)が、空気中の酸素に吸収されオゾンの発生を招いたり、空気中のシリコン系不純物に吸収され酸化シリコンが生成されたり、各種酸,溶剤等から揮発するシロキサン及びシラザン等の有機ガスと空気中水分による加水分解により、アンモニアやシラノールが発生し、それらがレンズ硝材に付着し露光光の透過率を下げる。これを防ぐために露光光の光路をヘリウムあるいは窒素でパージするが、隔壁6及び7はこの露光光の透過率を上げるために供給されるパージ気体であるヘリウムあるいは窒素を効率良く置換パージするために、ウエハステージ空間またはレチクルステージ空間を閉じた空間とし、この内部空間の酸素及び水分濃度を100〜1000ppmまで落とすために設けられている。
【0017】
8はウエハ上面の露光部を局所的に高純度の窒素ガスで置換するためのウエハパージノズルで、ウエハ上面を上記ウエハステージパージ隔壁6及びレチクルステージパージ隔壁7内の酸素濃度(100〜1000ppm)よりもさらに低い10ppm以下の酸素、水分濃度にするためのものである。ウエハステージパージ配管9、レチクルステージパージ配管10、ウエハパージ配管11は、パージ気体供給ユニット12からパージ気体(ヘリウムあるいは窒素等)を、前記それぞれの隔壁6、7内部及びパージノズル8に供給する配管である。
【0018】
図2を参照して、15はレチクル基板に描かれたレチクルパターンを縮小露光系を通して投影転写するために、単結晶シリコン基板表面にレジストが塗られたウエハ、13は前記ウエハを縮小露光系の光軸方向及びチルト方向及び光軸中心に回転方向に微動調整する微動ステージである。14は前記ウエハ15を微動ステージ13に支持固定するパージ板一体型ウエハチャックで、図3に示すように、通常の円盤状ウエハチャックの外周部に、図示のようにウエハ15と略同一平面を持つパージ板を一体的にセラミック等で形成している。
【0019】
16はXバーミラーで、微動ステージ13のX方向の位置を不図示のレーザー干渉計により計測するターゲットミラーである。17はYバーミラーで同じくY方向の位置を計測するターゲットミラーである。18は前記微動ステージ13上面に設けられた照度センサーで、露光光の照度を露光前にキャリブレーション計測し、露光量補正に用いる。19は微動ステージ13上面に設けられ、ステージアライメント計測用のターゲットが設けられたステージ基準マークで、不図示アライメント計測手段により原版とウエハステージとのアライメント等が行われる。
【0020】
20は前記微動ステージ13をX方向に移動駆動するXリニアモーター、21は前記微動ステージ13のX軸方向の移動を案内するXガイド、22は前記Xガイド21及び微動ステージ13をY方向に移動案内するYガイド、23、24は前記微動ステージ13をY方向に移動駆動するYリニアモーター、25は前記微動ステージ13を平面ガイドするステージ定盤である。
【0021】
また、前記照度センサー18の外周部にも同じく、照度センサーパージ板が設けられ、ウエハ15面と略同一平面状に外周部にパージ空間を形成している。また、ステージ基準マーク19の外周部にも同じく、ステージ基準マークパージ板が設けられ、ウエハ15面と略同一平面状に外周部にパージ空間を形成している。これらの照度センサーパージ板およびステージ基準マークパージ板は、パージ板一体型ウエハチャック14のパージ板と一体構造に構成されている。
【0022】
本実施例の露光装置においては、図4(1)(2)に示すように、露光光軸中心にスキャン露光方式のスリット露光光27が照射され、その上部にウエハパージノズル8が設けられ、そこから噴出されたパージ気体(窒素等)にて、ウエハ15上面が窒素に置換されることにより、ウエハ15中心付近では、酸素濃度が10ppmを達成している。また、前記パージ板一体ウエハチャック14により、パージ板がウエハ15外周部に設けられているため、ウエハ15の外周周辺部位での露光時においても、図5(1)(2)及び図6(1)(2)に示すように、パージ気体がパージ板一体ウエハチャック14の外周部から漏れ出て、パージ空間の圧力が低下することなく、パージ気体以外の気体が外部から乱流せず、ウエハパージノズル8からのパージ気体である窒素による置換を、安定して行うことができる。よって、スリット露光領域27の全域にて、酸素濃度を10ppm以下に維持することができる。
【0023】
次に、照度センサー18及びステージ基準マーク19の各センサー部のパージについて説明する。図7(1)(2)に示すように、照度センサー18は、受光素子18Aと受光素子18Aへの光を波長選別するフィルター18Bから成り、受光素子18Aに対して、照度センサーダクト18Cにより高純度窒素が供給される。ここで、受光素子18Aの周囲は、隔壁18Dが設けられ、供給された高純度窒素により効率良く置換が行われる。
【0024】
ステージ基準マーク19は、アライメントマークが設けられた基準マークガラス19Aと、そのマークを透過する光を計測するセンサー19Bとにより、マークのフォーカス及び位置合わせを行う。また、このセンサー19Bに対してセンサーパージダクト19Cにより高純度窒素が供給される。ここで、センサー19Bの周囲は、センサーパージ隔壁19Dが設けられ、供給された高純度窒素により効率良く置換が行われる。
【0025】
[実施例2]
本発明の第2の実施例を図8に示す。実施例1では、センサー19Bが3ヶ所に設けられ、その3ヶ所のセンサー19Bの各々にセンサーパージ隔壁19Dが設けられていたが、図8(1)(2)に示すように、3ヶ所のセンサー19Bに対して一体的にセンサーパージ隔壁19Eを設けることにより、センサー19Bを一体的にパージすることが可能になる。
【0026】
[実施例3]
本発明の第3の実施例を図9に示す。照度センサー18及びステージ基準マーク19のセンサー19Bに対して、実施例1において、高純度窒素を供給する経路としては、図9(1)に示すように、高純度窒素供給源から、センサー19Bへ各直列に接続供給し、さらに照度センサーダクト18Cから照度センサー18に直列に供給する。また、図9(2)に示すように、高純度窒素供給源から、センサー19Bへ各並列に接続供給し、さらに照度センサーダクト18Cから照度センサー18にも並列に供給するようにしてもよい。また、図9(3)に示すように、高純度窒素供給源から、センサー19Bへ各直列に接続供給し、さらに高純度窒素供給源から、別系統で照度センサーダクト18Cから照度センサー18に供給してもよい。
【0027】
[実施例4]
本発明の第4の実施例を図10に示す。図10(2)は図10(1)のB−B断面図であり、照度センサー18及びステージ基準マーク19の断面を示している。図10においては、微動ステージ天板13A上のステージ基準マーク19及び照度センサー18の下面に面した位置に、多孔質セラミック13B及び13Cが埋めこまれ、さらにステージ天板パージ配管13Dがそれぞれの多孔質セラミック間をつなぎ、高純度窒素を供給することにより、図示の様に、多孔質セラミック13B及び13Cから面内均一な流量で高純度窒素が上方に供給され、受光素子18A及びセンサー19B空間のパージを行う。
【0028】
[実施例5]
本発明の第5の実施例を図11に示す。同図においては、受光素子18Aとフィルター18B間に、露光光に対して高透過率を得られるガラス18Cを設けることにより、高純度窒素等による置換を不用にする。同じく、ステージ基準マーク19Aとセンサー19Bとの間に、計測光に対して高透過率を得られるガラス19Fを設けることにより、高純度窒素等による置換を不用にする。すなわち、本実施例では光路上の酸素や水分を高純度窒素等の気体でなく、硝材のような固体でパージする。
【0029】
[実施例6]
本発明の第6の実施例を図12に示す。前記センサー部の高純度窒素によるパージ気体の供給流量を、一定量連続で供給する以外に、図12に示すようにセンサー計測時の前に、アイドル状態時の流量10L/minから30L/minに増加させることにより、計測時に酸素濃度を規定値まで下げて計測し、計測が終わった段階で、パージ気体の供給流量を元のアイドル状態の流量に戻す。このように、供給流量を制御することにより、パージ気体の消費量を削減する効果がある。
【0030】
[実施例7]
本発明の第7の実施例を図13に示す。図13(2)は図13(1)のB−B断面図であり、照度センサー18及びステージ基準マーク19の断面を示す。図13においては、微動ステージ天板13A上のステージ基準マーク19及び照度センサー18に対して、高純度窒素をウエハパージノズル8とは別に設けられたセンサーパージノズル8Aから供給する。
【0031】
各センサー部におけるパージの様子を図14に示す。まず、図14(1)に照度センサー18のパージの様子を示す。ここで、フィルター18Bの周囲にパージ気体が透過可能な隙間が設けられ、前記センサーパージノズル8Aから高純度窒素が射出されることにより、前記隙間から図示矢印向きに高純度窒素が流れ入り、受光素子18Aの周囲に設けられた隔壁18D内の置換が行われ、酸素濃度が規定値(10ppm以下)に下がる。
【0032】
次に、図14(2)にセンサー19Bのパージの様子を示す。ここで、基準マークガラス19Aのマーク周囲にパージ気体が透過可能な基準マークガラスパージ孔19Gが設けられ、センサーパージノズル8Aから高純度窒素が射出されることにより、前記基準マークガラスパージ孔19Gから図示矢印向きに高純度窒素が流れ入り、センサー19Bの周囲に設けられたセンサーパージ隔壁19E内の置換が行われ、酸素濃度が規定値(10ppm以下)に下がる。
【0033】
[実施例8]
本発明の第8の実施例を図15に示す。まず、図15(1)に照度センサー18のパージの様子を示す。ここで、フィルター18Bの周囲にパージ気体が透過可能な隙間が設けられ、前記センサーパージノズル8Aから高純度窒素が射出されることにより、前記隙間から図示矢印向きに高純度窒素が流れ入る。このとき同時にステージ天板内に埋め込まれたステージ天板バキューム配管13Eによりバキューム差圧をかけることにより、受光素子18Aの周囲に設けられた隔壁18D内の置換がより早く行われ、酸素濃度が規定値(10ppm以下)に下がる。
【0034】
次に、図15(2)にセンサー19Bのパージの様子を示す。ここで、基準マークガラス19Aのマーク周囲にパージ気体が透過可能な基準マークガラスパージ孔19Gが設けられ、センサーパージノズル8Aから高純度窒素が射出されると同時に、ステージ天板内に埋め込まれたステージ天板バキューム配管13Eによりバキューム差圧をかけることにより、前記基準マークガラスパージ孔19Gから図示矢印向きに高純度窒素が流れ入り、センサー19Bの周囲に設けられたセンサーパージ隔壁19E内の置換がより早く行われ、酸素濃度が規定値(10ppm以下)に下がる。
【0035】
[実施例9]
本発明の第9の実施例を図16に示す。図16(2)は、図16(1)のB−B断面図であり、ステージ基準マーク19の断面をに示す。ここで、センサー19Bの周囲にセンサーパージ隔壁19Eが設けられ、この隔壁内にセンサーパージダクト19Cを通して高純度窒素が供給され、さらにセンサーパージ隔壁19Eからの気体排気部に、多孔質セラミックフィルター19Hを設けることにより、センサーパージ隔壁19E内の内圧がウエハステージパージ隔壁内圧力に対して若干高くなり、安定した流量によりパージが可能になると同時に、パージ気体を供給しない時に、センサーパージ隔壁19E外部から異物の進入を防ぐ効果が期待できる。多孔質セラミックフィルター19Hの代わりに、不織布フィルター、多孔板フィルター、線材網フィルターおよび逆流防止弁のいずれかを単独で用いてもよく、またはこれらと多孔質セラミックフィルターのうちの複数種を複合的に用いてもよい。
【0036】
[実施例の変形例]
上述の実施例においては、ステップアンドスキャンにより露光を行ういわゆるスキャナ(走査型投影露光装置)に本願発明を適用した例を説明したが、本発明は、ステップアンドリピートにより露光を行ういわゆるステッパにも適用可能である。また、露光光としてF2レーザー(λ157nm)以外の真空紫外光(VUV)を用いた露光装置、さらには、電子ビームやX線を用いた露光装置にも本発明は適用可能である。電子ビームを用いる場合、投影光学系に相当する電子レンズが用いられる。または、投影光学系や電子レンズを用いずに、X線露光装置と同様の近接露光を行う露光装置であってもよい。
【0037】
[半導体生産システムの実施例]
次に、半導体デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の生産システムの例を説明する。これは半導体製造工場に設置された製造装置のトラブル対応や定期メンテナンス、あるいはソフトウェア提供などの保守サービスを、製造工場外のコンピュータネットワークを利用して行うものである。
【0038】
図21は全体システムをある角度から切り出して表現したものである。図中、601は半導体デバイスの製造装置を提供するベンダ(装置供給メーカ)の事業所である。製造装置の実例として、半導体製造工場で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例えば、前工程用機器(露光装置、レジスト処理装置、エッチング装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装置、平坦化装置等)や後工程用機器(組立て装置、検査装置等)を想定している。事業所601内には、製造装置の保守データベースを提供するホスト管理システム608、複数の操作端末コンピュータ610、これらを結んでイントラネットを構築するローカルエリアネットワーク(LAN)609を備える。ホスト管理システム608は、LAN609を事業所の外部ネットワークであるインターネット605に接続するためのゲートウェイと、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能を備える。
【0039】
一方、602〜604は、製造装置のユーザとしての半導体デバイスメーカの製造工場である。製造工場602〜604は、互いに異なるメーカに属する工場であっても良いし、同一のメーカに属する工場(例えば、前工程用の工場、後工程用の工場等)であっても良い。各工場602〜604内には、それぞれ、複数の製造装置606と、それらを結んでイントラネットを構築するローカルエリアネットワーク(LAN)611と、各製造装置606の稼動状況を監視する監視装置としてホスト管理システム607とが設けられている。各工場602〜604に設けられたホスト管理システム607は、各工場内のLAN611を工場の外部ネットワークであるインターネット605に接続するためのゲートウェイを備える。これにより各工場のLAN611からインターネット605を介してベンダ601側のホスト管理システム608にアクセスが可能となり、ホスト管理システム608のセキュリティ機能によって限られたユーザだけがアクセスが許可となっている。具体的には、インターネット605を介して、各製造装置606の稼動状況を示すステータス情報(例えば、トラブルが発生した製造装置の症状)を工場側からベンダ側に通知する他、その通知に対応する応答情報(例えば、トラブルに対する対処方法を指示する情報、対処用のソフトウェアやデータ)や、最新のソフトウェア、ヘルプ情報などの保守情報をベンダ側から受け取ることができる。各工場602〜604とベンダ601との間のデータ通信および各工場内のLAN611でのデータ通信には、インターネットで一般的に使用されている通信プロトコル(TCP/IP)が使用される。なお、工場外の外部ネットワークとしてインターネットを利用する代わりに、第三者からのアクセスができずにセキュリティの高い専用線ネットワーク(ISDNなど)を利用することもできる。また、ホスト管理システムはベンダが提供するものに限らずユーザがデータベースを構築して外部ネットワーク上に置き、ユーザの複数の工場から該データベースへのアクセスを許可するようにしてもよい。
【0040】
さて、図22は本実施例の全体システムを図21とは別の角度から切り出して表現した概念図である。先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユーザ工場と、該製造装置のベンダの管理システムとを外部ネットワークで接続して、該外部ネットワークを介して各工場の生産管理や少なくとも1台の製造装置の情報をデータ通信するものであった。これに対し本例は、複数のベンダの製造装置を備えた工場と、該複数の製造装置のそれぞれのベンダの管理システムとを工場外の外部ネットワークで接続して、各製造装置の保守情報をデータ通信するものである。図中、201は製造装置ユーザ(半導体デバイスメーカ)の製造工場であり、工場の製造ラインには各種プロセスを行う製造装置、ここでは例として露光装置202、レジスト処理装置203、成膜処理装置204が導入されている。なお図22では製造工場201は1つだけ描いているが、実際は複数の工場が同様にネットワーク化されている。工場内の各装置はLAN206で接続されてイントラネットを構成し、ホスト管理システム205で製造ラインの稼動管理がされている。一方、露光装置メーカ210、レジスト処理装置メーカ220、成膜装置メーカ230などベンダ(装置供給メーカ)の各事業所には、それぞれ供給した機器の遠隔保守を行うためのホスト管理システム211、221、231を備え、これらは上述したように保守データベースと外部ネットワークのゲートウェイを備える。ユーザの製造工場内の各装置を管理するホスト管理システム205と、各装置のベンダの管理システム211、221、231とは、外部ネットワーク200であるインターネットもしくは専用線ネットワークによって接続されている。このシステムにおいて、製造ラインの一連の製造機器の中のどれかにトラブルが起きると、製造ラインの稼動が休止してしまうが、トラブルが起きた機器のベンダからインターネット200を介した遠隔保守を受けることで迅速な対応が可能で、製造ラインの休止を最小限に抑えることができる。
【0041】
半導体製造工場に設置された各製造装置はそれぞれ、ディスプレイと、ネットワークインターフェースと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス用ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実行するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メモリやハードディスク、あるいはネットワークファイルサーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフトウェアは、専用または汎用のウェブブラウザを含み、例えば図23に一例を示す様な画面のユーザインターフェースをディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置を管理するオペレータは、画面を参照しながら、製造装置の機種(401)、シリアルナンバー(402)、トラブルの件名(403)、発生日(404)、緊急度(405)、症状(406)、対処法(407)、経過(408)等の情報を画面上の入力項目に入力する。入力された情報はインターネットを介して保守データベースに送信され、その結果の適切な保守情報が保守データベースから返信されディスプレイ上に提示される。またウェブブラウザが提供するユーザインターフェースはさらに図示のごとくハイパーリンク機能(410〜412)を実現し、オペレータは各項目の更に詳細な情報にアクセスしたり、ベンダが提供するソフトウェアライブラリから製造装置に使用する最新バージョンのソフトウェアを引出したり、工場のオペレータの参考に供する操作ガイド(ヘルプ情報)を引出したりすることができる。
【0042】
次に上記説明した生産システムを利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図24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。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う。ステップ2(マスク製作)では設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5(組立て)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う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷(ステップ7)する。前工程と後工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの工場毎に上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされる。また前工程工場と後工程工場との間でも、インターネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理や装置保守のための情報がデータ通信される。
【0043】
図25は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。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)では上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ17(現像)では露光したウエハを現像する。ステップ18(エッチング)では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。各工程で使用する製造機器は上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされているので、トラブルを未然に防ぐと共に、もしトラブルが発生しても迅速な復旧が可能で、従来に比べて半導体デバイスの生産性を向上させることができる。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、各受光センサー光路部及びセンサー自身をパージ隔壁で遮蔽し、パージ隔壁の中に不活性ガス等の気体を供給することにより、ステージ装置上の各受光センサー部のパージ置換を行うこと、あるいは受光センサー光路部に、光透過効率の高い硝材を設けることにより、酸素置換不良による計測光の光量ダウンを防ぎ、安定計測が可能な露光装置を実現することができる。
【0045】
また、本発明において、さらに、2)パージ気体の供給流量を、各受光センサー計測時に合わせて必要量パージ気体を供給することにより、パージ気体の消費流量を削減でき、露光装置のランニングコストを下げ、かつ露光装置をコンパクトに構成できる。
3)パージ気体の供給をウエハに対向する位置から、センサー専用パージノズルで行うことにより、ステージ内に供給手段を設けず、簡便に各受光センサーのパージを行うことができる。
4)パージ気体の供給をウエハステージ内の部品に一体的に埋めこみ構成することにより、パージ手段によるステージの大型化を防ぐ効果がある。
【0046】
5)パージ気体供給口に、多孔質セラミックを設けることにより、センサー空間により均質な高純度窒素を安定して供給することが可能になり、より安定した計測が可能になる。
6)センサーパージ気体を供給する際、センサーパージ隔壁内を、一旦バキューム吸引により引くことにより、より高純度窒素での置換を早く行えるようになる効果がある。
7)センサーパージ気体排気部に、多孔質セラミックフィルターを設けることにより、パージ気体を供給しないときの外部からの異物の進入を防ぎ、センサー計測部の信頼性を上げる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る露光装置の全体図である。
【図2】図1におけるステージ装置の斜視図である。
【図3】図2における微動ステージ及びパージ板の拡大斜視図である。
【図4】図3におけるパージ板の平面図及び側面図である。
【図5】図3におけるパージ板の平面図及び側面図である。
【図6】図3におけるパージ板の平面図である。
【図7】図1の装置におけるセンサーパージ方法の説明図である。
【図8】本発明の第2の実施例に係るセンサーパージ方法の説明図である。
【図9】本発明の第3の実施例に係るセンサーパージ方法の説明図である。
【図10】本発明の第4の実施例に係るセンサーパージ方法の説明図である。
【図11】本発明の第5の実施例に係るセンサーパージ方法の説明図である。
【図12】本発明の第6の実施例に係るセンサーパージ方法の説明図である。
【図13】本発明の第7の実施例に係るセンサーパージ方法の説明図である。
【図14】本発明の第7の実施例に係るセンサーパージ方法の説明図である。
【図15】本発明の第8の実施例に係るセンサーパージ方法の説明図である。
【図16】本発明の第9の実施例に係るセンサーパージ方法の説明図である。
【図17】従来の露光装置の全体図である。
【図18】図17におけるステージ装置の斜視図である。
【図19】図18における微動ステージ及びパージ板の拡大斜視図である。
【図20】図19におけるパージ板の平面図及び側面図である。
【図21】半導体デバイスの生産システムをある角度から見た概念図である。
【図22】半導体デバイスの生産システムを別の角度から見た概念図である。
【図23】ユーザインターフェースの具体例である。
【図24】デバイスの製造プロセスのフローを説明する図である。
【図25】ウエハプロセスを説明する図である。
【符号の説明】1:照明系ユニット、2:レチクルステージ、3:縮小投影レンズ、4:ウエハステージ、5:露光装置本体、6:ウエハステージパージ隔壁、7:レチクルステージパージ隔壁、8:ウエハパージノズル、9:ウエハステージパージ配管、10:レチクルステージパージ配管、11:ウエハパージ配管、12:パージ(高純度窒素)供給ユニット、13:微動ステージ、13A:微動ステージ天板、13B:多孔質セラミック、13C:多孔質セラミック、13D:ステージ天板パージ配管、14:パージ板一体ウエハチャック、15:ウエハ、16:Xバーミラー、17:Yバーミラー、18:照度センサー、18A:受光素子、18B:フィルター、18C:照度センサーダクト、18D:隔壁、19:ステージ基準マーク、19A:基準マークガラス、19B:センサー、19C:センサーパージダクト、19D:センサーパージ隔壁、19E:センサーパージ隔壁、19F:ガラス(蛍石等)、19G:基準マークガラスパージ孔、19H:多孔質セラミックフィルター、20:Xリニアモーター、21:Xガイド、22:Yガイド、23:Yリニアモーター、24:Yリニアモーター、26:ステージ定盤、27:スリット露光光、29:チャック交換ユニット。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure apparatus used in a manufacturing process of semiconductor chips such as ICs and LSIs, liquid crystal panels, CCDs, thin-film magnetic heads, micromachines, and the like, and in particular, to exposure using vacuum ultraviolet light (VUV) or an electron beam as an exposure light source. Equipment related.
[0002]
[Prior art]
In a projection exposure apparatus used in a semiconductor manufacturing process, a reticle and a silicon wafer are sequentially moved with respect to a projection exposure system on a reticle stage and a wafer stage, and a reticle pattern is projected and transferred onto the silicon wafer.
[0003]
F which is vacuum ultraviolet light (VUV) as the exposure light source 2 A conventional example using a laser (λ157 nm) is shown in FIGS. In the drawing, reference numeral 101 denotes an illumination system unit which has a function of shaping exposure light from an exposure light source and irradiating the reticle as an original exposure pattern. Reference numeral 102 denotes a reticle stage on which a reticle is mounted. Reference numeral 103 denotes a reduction projection lens for reducing and projecting an original pattern onto a wafer (substrate). The reticle stage 102 scans the wafer with a reticle at a reduction exposure magnification ratio of the reduction projection lens 103. . Reference numeral 104 denotes a wafer stage which scans the wafer in synchronization with the reticle at the time of exposure, and successively moves (step-moves) the wafer sequentially for each exposure. An exposure apparatus main body 105 supports the reticle stage 102, the projection lens 103, and the wafer stage 104.
[0004]
Reference numeral 106 denotes a wafer stage purge partition, and 107 denotes a reticle stage purge partition. These are partitions for replacing the space of the wafer stage and the reticle stage with helium or nitrogen. The partitions 106 and 107 are provided for the following purposes. That is, in the case of ordinary air, the exposure light is vacuum ultraviolet light (VUV) F 2 The laser (λ157 nm) is absorbed by oxygen in the air to generate ozone, is absorbed by silicon in the air to produce silicon oxide, and is hydrolyzed by organic gases such as siloxane and silazane and moisture in the air. As a result, ammonia and silanol are generated, adhere to the lens glass material, and reduce the transmittance of exposure light. Therefore, by making the wafer stage purge partition wall 106 a closed space of the wafer stage space, the purging with helium or nitrogen supplied to increase the transmittance of exposure light is performed more efficiently, and oxygen and moisture inside the wafer are purged. It is provided to reduce the concentration to 100 to 1000 ppm. The reticle stage purge partition 107 is provided for the same purpose.
[0005]
Reference numeral 108 denotes a wafer purge nozzle, which locally purges an exposed portion on the upper surface of the wafer with a high-purity nitrogen gas to obtain an oxygen concentration (100 to 1000 ppm) in the wafer stage purge partition 106 and the reticle stage purge partition 107. The oxygen and water concentrations are also reduced to 10 ppm or less. A wafer stage purge pipe 109, a reticle stage purge pipe 110, and a wafer purge pipe 111 are pipes for supplying a purge gas (such as helium or nitrogen) from the purge gas supply unit 112 to the inside of the partition walls 106 and 107 and to the purge nozzle 108. is there.
[0006]
In FIG. 18, reference numeral 115 denotes a wafer having a resist coated on the surface of a single crystal silicon substrate for projecting and transferring a reticle pattern drawn on a reticle substrate through a reduction exposure system. Reference numeral 113 denotes an optical axis of the reduction exposure system. Fine movement stage for fine adjustment in the direction, tilt direction and rotation direction of the optical axis center; 114, a wafer chuck for supporting and fixing the wafer 115 on the fine movement stage 113; 116, the position of the fine movement stage 113 in the X direction measured by a laser interferometer X-bar mirror as a target for performing Reference numeral 117 denotes a Y-bar mirror, which is also a target for measuring the position in the Y-direction. Reference numeral 118 denotes an illuminance sensor provided on the upper surface of the fine movement stage 113. The illuminance of exposure light is calibrated and measured before exposure, and is used for exposure amount correction. Reference numeral 119 denotes a stage reference mark provided on the top surface of the fine movement stage 113 and provided with a target for stage alignment measurement. Reference numeral 120 denotes an X linear motor that moves and drives the fine movement stage 113 in the X direction. Reference numeral 121 denotes an X axis of the fine movement stage 113. X guide for guiding the movement in the direction, 122 is a Y guide for guiding the X guide 121 and fine movement stage 113 in the Y direction, 123 and 124 are Y linear motors for driving the fine movement stage 113 in the Y direction, and 125 is This is a stage base that guides the fine movement stage 113 on a plane.
In addition, there are
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-158154 (P2002-158154A)
[Patent Document 2]
JP-A-2001-358056 (P2001-358056A)
[Patent Document 3]
JP-A-2001-35782 (P2001-35782A)
[Patent Document 4]
JP 2001-85314A (P2001-85314A)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, this conventional apparatus has a problem that the exposure accuracy may be unstable. According to the findings of the present inventors, the reasons are as follows. That is, in the apparatus shown in FIG. 17, as shown in FIGS. 19A and 19B, the wafer 115 is irradiated with slit exposure light 126 passing through the reticle about the exposure optical axis, and a wafer purge nozzle is provided above the slit exposure light 126. 108 is provided, and the upper surface of the wafer 115 is replaced by a purge gas (nitrogen or the like) ejected from the gas 108, so that the oxygen concentration at the center of the wafer 115 reaches 10 ppm. However, as shown in FIGS. 20 (1) and (2), the purge gas reaches between the vicinity of the optical path of the sensor section 119B provided on the stage reference mark 119 and between the light receiving element 118A of the illuminance sensor 118 and the filter 118B. Since the structure is difficult to perform, the oxygen concentration does not decrease unlike the upper portion of the wafer 115, and remains at the level of 100 to 1000 ppm of the oxygen concentration in the stage space. As a result, the amount of measurement light was reduced due to oxygen absorption in the optical path to the light receiving element 118A and the sensor 119B, resulting in measurement failure and unstable exposure accuracy.
An object of the present invention is to realize an exposure apparatus with stable exposure accuracy by preventing a measurement failure of each light receiving sensor, which has been a problem in the above-described conventional example.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first exposure apparatus according to the present invention projects a pattern drawn on an original plate onto a substrate via a projection optical system, and projects both the original and the substrate or the substrate on the projection optical system. In an exposure apparatus that repeatedly exposes the pattern of the original plate to the substrate by relatively moving only the stage apparatus, the periphery of the light receiving sensor mounted on the stage apparatus and the incident optical path portion are set as a substantially shielded space. A purge partition and gas supply means for supplying gas into the purge partition are provided.
[0010]
Here, it is preferable that the gas supply means is provided integrally with a stage device member near the light receiving sensor fixing portion. Further, at an arbitrary position on the path of the gas supply means to the light receiving sensor, the gas is formed from a single member or a plurality of members of any of a porous member, a perforated plate, a nonwoven fabric, a nozzle and a valve. Preferably through the member. Further, it is preferable that the supply amount of the gas is variably controlled substantially in synchronization with the measurement using the light receiving sensor or the control of the stage device.
[0011]
A second exposure apparatus according to the present invention projects a pattern drawn on an original surface onto a substrate via a projection optical system, and moves both the original and the substrate or only the substrate to the projection optical system using a stage device. In an exposure apparatus that repeatedly exposes the pattern of the original to the substrate by moving the original, a gas is applied to the original surface or the substrate surface from a portion adjacent to the original surface or the substrate surface or a separated surface facing the original surface. A first gas supply unit for supplying gas; and a second gas supply unit for supplying gas to the light receiving sensor mounted on the stage device, and an incident optical path of the light receiving sensor mounted on the stage device. , A gas is supplied from the second gas supply means.
[0012]
Here, it is preferable to provide a gas permeable hole near the optical path of the light receiving sensor. In addition, it is preferable that the gas supply amount of the second gas supply unit is variably controlled substantially in synchronization with the measurement using the light receiving sensor or the control of the stage device.
In the first and second exposure apparatuses, an inert gas such as high-purity nitrogen or high-purity helium can be used as the gas.
[0013]
A third exposure apparatus according to the present invention projects a pattern drawn on an original plate surface onto a substrate via a projection optical system, and moves both the original plate and the substrate or only the substrate to the projection optical system using a stage device. In the exposure apparatus that repeatedly exposes the pattern of the original to the substrate by moving the substrate, a glass material that transmits the received light is provided in a part of an incident optical path of a light receiving sensor mounted on the stage device. It is characterized by the following.
[0014]
[Action]
In the present invention, the light path of the light receiving sensor and the sensor itself are shielded by the purge partition, and a gas such as an inert gas is supplied into the purge partition, thereby purging each light receiving sensor on the stage device. Alternatively, by providing a glass material having high light transmission efficiency in the light path portion of the light receiving sensor, it is possible to prevent the light quantity of the measurement light from being reduced due to the poor oxygen substitution. As a result, it is possible to prevent an increase in oxygen concentration around each light receiving sensor on the stage and in the vicinity of the light path incident on each light receiving sensor, reduce a decrease in the amount of light reaching each light receiving sensor, and prevent a measurement failure of each light receiving sensor. Thus, an exposure apparatus with stable exposure accuracy can be realized.
[0015]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described.
[Example 1]
1 and 2 show the configuration of an exposure apparatus according to one embodiment of the present invention. In the figure,
[0016]
6 is a wafer stage purge partition for replacing the wafer stage space with helium or nitrogen, and 7 is a reticle stage space purge partition for replacing the reticle stage space with helium or nitrogen. The purpose of providing these partitions 6 and 7 is as follows. That is, in the case of ordinary air, the exposure light is vacuum ultraviolet light (VUV) F 2 A laser (λ157 nm) is absorbed by oxygen in the air to generate ozone, is absorbed by silicon-based impurities in the air to produce silicon oxide, and is an organic compound such as siloxane and silazane volatilized from various acids and solvents. Ammonia and silanol are generated by the hydrolysis by the gas and moisture in the air, and these adhere to the lens glass material and reduce the transmittance of exposure light. In order to prevent this, the optical path of the exposure light is purged with helium or nitrogen. The partition walls 6 and 7 are used to efficiently purge the helium or nitrogen which is a purge gas supplied to increase the transmittance of the exposure light. The wafer stage space or the reticle stage space is a closed space, and is provided to reduce the oxygen and moisture concentrations in this internal space to 100 to 1000 ppm.
[0017]
Reference numeral 8 denotes a wafer purge nozzle for locally replacing an exposed portion on the upper surface of the wafer with high-purity nitrogen gas. The upper surface of the wafer is provided with an oxygen concentration (100 to 1000 ppm) in the wafer stage purge partition 6 and the reticle stage purge partition 7. It is for lowering the oxygen and moisture concentration to 10 ppm or less, which is lower than that. The wafer stage purge pipe 9, the reticle
[0018]
Referring to FIG. 2, reference numeral 15 denotes a wafer having a resist coated on the surface of a single-crystal silicon substrate for projecting and transferring a reticle pattern drawn on a reticle substrate through a reduction exposure system, and 13 denotes a wafer of the reduction exposure system. This is a fine movement stage that performs fine movement adjustment in the optical axis direction, the tilt direction, and the rotation direction around the optical axis. Reference numeral 14 denotes a wafer chuck integrated with a purge plate for supporting and fixing the wafer 15 to the fine movement stage 13, and as shown in FIG. The purge plate is integrally formed of ceramic or the like.
[0019]
Reference numeral 16 denotes an X bar mirror, which is a target mirror for measuring the position of the fine movement stage 13 in the X direction by a laser interferometer (not shown). Reference numeral 17 denotes a Y-bar mirror, which is also a target mirror for measuring the position in the Y-direction. Reference numeral 18 denotes an illuminance sensor provided on the upper surface of the fine movement stage 13, which performs calibration measurement of the illuminance of exposure light before exposure, and uses the illuminance for exposure amount correction. Reference numeral 19 denotes a stage reference mark provided on the upper surface of the fine movement stage 13 and provided with a target for stage alignment measurement. Alignment between the original and the wafer stage is performed by an alignment measuring means (not shown).
[0020]
Reference numeral 20 denotes an X linear motor that drives the fine movement stage 13 in the X direction, 21 denotes an X guide that guides the movement of the fine movement stage 13 in the X axis direction, and 22 denotes the X guide 21 and the fine movement stage 13 that move in the Y direction. Y guides for guiding, 23 and 24 are Y linear motors for moving and driving the fine movement stage 13 in the Y direction, and 25 is a stage base for guiding the fine movement stage 13 in a plane.
[0021]
Similarly, an illuminance sensor purge plate is also provided on the outer peripheral portion of the illuminance sensor 18, and a purge space is formed on the outer peripheral portion in substantially the same plane as the surface of the wafer 15. Similarly, a stage reference mark purge plate is also provided on the outer peripheral portion of the stage reference mark 19, and a purge space is formed in the outer peripheral portion on the same plane as the surface of the wafer 15. The illuminance sensor purge plate and the stage reference mark purge plate are integrally formed with the purge plate of the purge plate integrated wafer chuck 14.
[0022]
In the exposure apparatus of this embodiment, as shown in FIGS. 4 (1) and (2), a slit exposure light 27 of a scan exposure type is applied to the center of the exposure optical axis, and a wafer purge nozzle 8 is provided above the exposure light. The upper surface of the wafer 15 is replaced with nitrogen by the purge gas (nitrogen or the like) blown out from the purge gas, so that the oxygen concentration reaches 10 ppm near the center of the wafer 15. Further, since the purge plate is provided on the outer peripheral portion of the wafer 15 by the purge plate-integrated wafer chuck 14, FIGS. 5 (1), (2) and 6 ( 1) As shown in (2), the purge gas leaks from the outer peripheral portion of the purge plate integrated wafer chuck 14, and the pressure in the purge space does not decrease. The replacement with nitrogen as a purge gas from the purge nozzle 8 can be performed stably. Therefore, the oxygen concentration can be maintained at 10 ppm or less in the entire slit exposure region 27.
[0023]
Next, the purging of each sensor unit of the illuminance sensor 18 and the stage reference mark 19 will be described. As shown in FIGS. 7A and 7B, the illuminance sensor 18 includes a light receiving element 18A and a filter 18B for wavelength-selecting light to the light receiving element 18A. Purity nitrogen is supplied. Here, a partition 18D is provided around the light receiving element 18A, and replacement is efficiently performed by the supplied high-purity nitrogen.
[0024]
The stage reference mark 19 focuses and aligns the mark using a reference mark glass 19A provided with an alignment mark and a sensor 19B that measures light transmitted through the mark. High-purity nitrogen is supplied to the sensor 19B by a sensor purge duct 19C. Here, a sensor purge partition 19D is provided around the sensor 19B, and the replacement is efficiently performed by the supplied high-purity nitrogen.
[0025]
[Example 2]
FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the sensors 19B are provided in three places, and the sensor purge partition 19D is provided in each of the three sensors 19B. However, as shown in FIGS. By providing the sensor purge partition 19E integrally with the sensor 19B, it becomes possible to purge the sensor 19B integrally.
[0026]
[Example 3]
FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention. In the first embodiment, as a path for supplying high-purity nitrogen to the illuminance sensor 18 and the sensor 19B of the stage reference mark 19, as shown in FIG. Each of them is connected and supplied in series, and further supplied in series to the illuminance sensor 18 from the illuminance sensor duct 18C. Further, as shown in FIG. 9 (2), a high-purity nitrogen supply source may be connected and supplied to the sensor 19B in parallel to each other, and further may be supplied in parallel to the illuminance sensor 18 from the illuminance sensor duct 18C. Further, as shown in FIG. 9 (3), a high-purity nitrogen supply source is connected in series to the sensor 19B, and is further supplied from the high-purity nitrogen supply source to the illuminance sensor 18 from the illuminance sensor duct 18C by a separate system. May be.
[0027]
[Example 4]
FIG. 10 shows a fourth embodiment of the present invention. FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 10A, and shows a cross section of the illuminance sensor 18 and the stage reference mark 19. In FIG. 10, porous ceramics 13B and 13C are buried at positions facing the stage reference mark 19 and the lower surface of the illuminance sensor 18 on the fine movement stage top plate 13A, and the stage top plate purge pipes 13D are provided with respective porous holes. By connecting the high-quality ceramics and supplying high-purity nitrogen, high-purity nitrogen is supplied upward from the porous ceramics 13B and 13C at a uniform flow rate in the plane as shown in FIG. Perform a purge.
[0028]
[Example 5]
FIG. 11 shows a fifth embodiment of the present invention. In the figure, a glass 18C that can obtain a high transmittance with respect to exposure light is provided between the light receiving element 18A and the filter 18B, so that replacement with high-purity nitrogen or the like is unnecessary. Similarly, by providing a glass 19F capable of obtaining a high transmittance with respect to the measurement light between the stage reference mark 19A and the sensor 19B, replacement with high-purity nitrogen or the like becomes unnecessary. That is, in the present embodiment, oxygen and moisture on the optical path are purged not with a gas such as high-purity nitrogen but with a solid such as a glass material.
[0029]
[Example 6]
FIG. 12 shows a sixth embodiment of the present invention. The supply flow rate of the purge gas by the high-purity nitrogen in the sensor section is continuously changed to a constant flow rate, as shown in FIG. 12, before the sensor measurement, the flow rate in the idle state is reduced from 10 L / min to 30 L / min. By increasing the value, the oxygen concentration is reduced to a specified value at the time of measurement, and the measurement is completed. When the measurement is completed, the supply flow rate of the purge gas is returned to the original flow rate in the idle state. As described above, controlling the supply flow rate has an effect of reducing the consumption of the purge gas.
[0030]
[Example 7]
FIG. 13 shows a seventh embodiment of the present invention. FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 13A, and shows a cross section of the illuminance sensor 18 and the stage reference mark 19. In FIG. 13, high-purity nitrogen is supplied to a stage reference mark 19 and an illuminance sensor 18 on fine movement stage top plate 13A from a sensor purge nozzle 8A provided separately from wafer purge nozzle 8.
[0031]
FIG. 14 shows a state of purging in each sensor unit. First, FIG. 14A shows a state of purging the illuminance sensor 18. Here, a gap through which a purge gas can pass is provided around the filter 18B, and high-purity nitrogen is injected from the sensor purge nozzle 8A so that high-purity nitrogen flows into the gap in the direction of the arrow in FIG. The replacement in the partition 18D provided around the element 18A is performed, and the oxygen concentration falls to a specified value (10 ppm or less).
[0032]
Next, FIG. 14B shows a state of the purge of the sensor 19B. Here, a reference mark glass purge hole 19G through which a purge gas can pass is provided around the mark of the reference mark glass 19A, and high-purity nitrogen is injected from the sensor purge nozzle 8A, so that the reference mark glass purge hole 19G is removed. High-purity nitrogen flows in the direction of the arrow in the drawing, and the inside of the sensor purge partition 19E provided around the sensor 19B is replaced, and the oxygen concentration falls to a specified value (10 ppm or less).
[0033]
Example 8
FIG. 15 shows an eighth embodiment of the present invention. First, FIG. 15A shows a state of purging the illuminance sensor 18. Here, a gap through which a purge gas can pass is provided around the filter 18B, and high-purity nitrogen flows from the sensor purge nozzle 8A in the direction of the arrow in the drawing by injecting high-purity nitrogen from the sensor purge nozzle 8A. At this time, by applying a vacuum differential pressure to the stage top plate vacuum pipe 13E embedded in the stage top plate at the same time, the replacement in the partition 18D provided around the light receiving element 18A is performed earlier, and the oxygen concentration is regulated. Value (10 ppm or less).
[0034]
Next, FIG. 15B shows a state of the purge of the sensor 19B. Here, a reference mark glass purge hole 19G through which a purge gas can pass is provided around the mark of the reference mark glass 19A, and high-purity nitrogen is injected from the sensor purge nozzle 8A and simultaneously embedded in the stage top plate. By applying a vacuum differential pressure through the stage top plate vacuum pipe 13E, high-purity nitrogen flows into the reference mark glass purge hole 19G in the direction indicated by an arrow in the drawing, and the replacement in the sensor purge partition 19E provided around the sensor 19B is prevented. It is performed earlier, and the oxygen concentration falls to the specified value (10 ppm or less).
[0035]
[Example 9]
FIG. 16 shows a ninth embodiment of the present invention. FIG. 16B is a cross-sectional view taken along a line BB of FIG. 16A, and shows a cross section of the stage reference mark 19. Here, a sensor purge partition 19E is provided around the sensor 19B, high-purity nitrogen is supplied into the partition through a sensor purge duct 19C, and a porous ceramic filter 19H is connected to a gas exhaust portion from the sensor purge partition 19E. With this arrangement, the internal pressure in the sensor purge partition 19E becomes slightly higher than the internal pressure in the wafer stage purge partition, enabling purging with a stable flow rate. Can be expected to prevent the entry of traffic. Instead of the porous ceramic filter 19H, any one of a nonwoven fabric filter, a perforated plate filter, a wire mesh filter, and a check valve may be used alone, or a combination of these and a plurality of porous ceramic filters may be used. May be used.
[0036]
[Modification of Embodiment]
In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a so-called scanner (scanning projection exposure apparatus) that performs exposure by step-and-scan has been described. However, the present invention is also applicable to a so-called stepper that performs exposure by step-and-repeat. Applicable. Further, as exposure light, F 2 The present invention is applicable to an exposure apparatus using vacuum ultraviolet light (VUV) other than a laser (λ157 nm), and further to an exposure apparatus using an electron beam or X-ray. When an electron beam is used, an electron lens corresponding to a projection optical system is used. Alternatively, an exposure apparatus that performs proximity exposure similar to an X-ray exposure apparatus without using a projection optical system or an electron lens may be used.
[0037]
[Example of semiconductor production system]
Next, an example of a production system for semiconductor devices (semiconductor chips such as ICs and LSIs, liquid crystal panels, CCDs, thin-film magnetic heads, micromachines, etc.) will be described. In this method, maintenance services such as troubleshooting and periodic maintenance of a manufacturing apparatus installed in a semiconductor manufacturing factory or provision of software are performed using a computer network outside the manufacturing factory.
[0038]
FIG. 21 shows the whole system cut out from a certain angle. In the figure,
[0039]
On the other hand,
[0040]
FIG. 22 is a conceptual diagram illustrating the entire system of the present embodiment cut out from another angle than that of FIG. In the above example, a plurality of user factories each having a manufacturing apparatus and a management system of a vendor of the manufacturing apparatus are connected via an external network, and the production management of each factory and at least one unit are connected via the external network. The data of the manufacturing apparatus was communicated by data. On the other hand, in this example, a factory equipped with manufacturing equipment of a plurality of vendors is connected to a management system of each vendor of the plurality of manufacturing equipments via an external network outside the factory, and maintenance information of each manufacturing equipment is stored. It is for data communication. In the figure,
[0041]
Each manufacturing apparatus installed in the semiconductor manufacturing factory includes a display, a network interface, and a computer that executes network access software and apparatus operation software stored in a storage device. The storage device is a built-in memory, a hard disk, a network file server, or the like. The network access software includes a dedicated or general-purpose web browser, and provides, for example, a user interface having a screen as shown in FIG. 23 on a display. The operator who manages the manufacturing equipment at each factory refers to the screen and refers to the manufacturing equipment model (401), serial number (402), trouble subject (403), date of occurrence (404), urgency (405), Information such as a symptom (406), a coping method (407), and a progress (408) is input to input items on the screen. The input information is transmitted to the maintenance database via the Internet, and appropriate maintenance information as a result is returned from the maintenance database and presented on the display. Further, the user interface provided by the web browser further realizes a hyperlink function (410 to 412) as shown in the figure, so that the operator can access more detailed information of each item or use the software library provided by the vendor for the manufacturing apparatus. The latest version of software to be extracted can be extracted, and an operation guide (help information) to be referred to by a factory operator can be extracted.
[0042]
Next, a manufacturing process of a semiconductor device using the above-described production system will be described. FIG. 24 shows a flow of the whole semiconductor device manufacturing process. In step 1 (circuit design), the circuit of the semiconductor device is designed.
[0043]
FIG. 25 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. Step 14 (ion implantation) implants ions into the wafer. In step 15 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the exposure apparatus described above to expose the circuit pattern of the mask onto the wafer by printing. Step 17 (development) develops the exposed wafer. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. Step 19 (resist stripping) removes unnecessary resist after etching. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. Since the manufacturing equipment used in each process is maintained by the remote maintenance system described above, troubles can be prevented beforehand, and if troubles occur, quick recovery is possible. Productivity can be improved.
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, each light-receiving sensor optical path and the sensor itself are shielded by a purge partition, and a gas such as an inert gas is supplied into the purge partition to purge and replace each light-receiving sensor on the stage device. By performing such a process, or by providing a glass material having a high light transmission efficiency in the optical path of the light receiving sensor, it is possible to prevent a decrease in the amount of measurement light due to poor oxygen substitution and to realize an exposure apparatus capable of performing stable measurement.
[0045]
Further, in the present invention, 2) the required flow rate of the purge gas can be reduced by supplying the required flow rate of the purge gas in accordance with the measurement of each light receiving sensor, thereby reducing the consumption flow rate of the purge gas and lowering the running cost of the exposure apparatus. In addition, the exposure apparatus can be made compact.
3) By supplying the purge gas from the position facing the wafer by using a purge nozzle dedicated to the sensor, it is possible to easily purge each light receiving sensor without providing a supply unit in the stage.
4) Since the supply of the purge gas is integrally embedded in the components inside the wafer stage, there is an effect of preventing the stage from being enlarged by the purge means.
[0046]
5) By providing a porous ceramic at the purge gas supply port, it becomes possible to stably supply homogeneous high-purity nitrogen to the sensor space, and more stable measurement becomes possible.
6) When supplying the sensor purge gas, the inside of the sensor purge partition is once drawn by vacuum suction, which has an effect that replacement with higher purity nitrogen can be performed earlier.
7) Providing a porous ceramic filter in the sensor purge gas exhaust unit prevents foreign substances from entering when the purge gas is not supplied, thereby improving the reliability of the sensor measurement unit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the stage device in FIG.
FIG. 3 is an enlarged perspective view of a fine movement stage and a purge plate in FIG. 2;
FIG. 4 is a plan view and a side view of a purge plate in FIG. 3;
FIG. 5 is a plan view and a side view of the purge plate in FIG. 3;
FIG. 6 is a plan view of the purge plate in FIG. 3;
FIG. 7 is an explanatory diagram of a sensor purging method in the apparatus of FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a sensor purging method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a sensor purging method according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a sensor purging method according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a sensor purging method according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a sensor purging method according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a sensor purging method according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 14 is an explanatory diagram of a sensor purging method according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an explanatory diagram of a sensor purging method according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is an explanatory diagram of a sensor purging method according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is an overall view of a conventional exposure apparatus.
18 is a perspective view of the stage device shown in FIG.
19 is an enlarged perspective view of a fine movement stage and a purge plate in FIG.
20 is a plan view and a side view of the purge plate in FIG.
FIG. 21 is a conceptual diagram of a semiconductor device production system viewed from a certain angle.
FIG. 22 is a conceptual diagram of a semiconductor device production system viewed from another angle.
FIG. 23 is a specific example of a user interface.
FIG. 24 is a diagram illustrating a flow of a device manufacturing process.
FIG. 25 is a diagram illustrating a wafer process.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Illumination unit, 2: reticle stage, 3: reduction projection lens, 4: wafer stage, 5: exposure apparatus main body, 6: wafer stage purge partition, 7: reticle stage purge partition, 8: wafer Purge nozzle, 9: wafer stage purge pipe, 10: reticle stage purge pipe, 11: wafer purge pipe, 12: purge (high purity nitrogen) supply unit, 13: fine movement stage, 13A: fine movement stage top plate, 13B: porous ceramic , 13C: Porous ceramic, 13D: Stage top plate purge piping, 14: Wafer chuck integrated with purge plate, 15: Wafer, 16: X bar mirror, 17: Y bar mirror, 18: Illuminance sensor, 18A: Light receiving element, 18B: Filter , 18C: Illuminance sensor duct, 18D: Partition wall, 19: Stage reference 19A: reference mark glass, 19B: sensor, 19C: sensor purge duct, 19D: sensor purge partition, 19E: sensor purge partition, 19F: glass (fluorite, etc.), 19G: reference mark glass purge hole, 19H: porous Quality ceramic filter, 20: X linear motor, 21: X guide, 22: Y guide, 23: Y linear motor, 24: Y linear motor, 26: stage base, 27: slit exposure light, 29: chuck exchange unit.
Claims (17)
前記ステージ装置上に搭載された受光センサーの周囲及び入射光路部を略遮蔽空間とするパージ隔壁と、該パージ隔壁内に気体を供給する気体供給手段とを設けたことを特徴とする露光装置。By projecting the pattern drawn on the original onto a substrate via a projection optical system, and moving both the original and the substrate or only the substrate relative to the projection optical system by a stage device, the pattern of the original is obtained. An exposure apparatus for repeatedly exposing the substrate to
An exposure apparatus, comprising: a purge partition wall substantially surrounding a light receiving sensor mounted on the stage device and an incident optical path portion; and a gas supply unit for supplying gas into the purge partition wall.
前記原版面または前記基板面に隣接した部位または対向した離間面より、前記原版面または前記基板面に気体を供給する第1気体供給手段と、前記ステージ装置上に搭載された前記受光センサーに対し気体を供給する第2気体供給手段とを有し、該ステージ装置上に搭載される受光センサーの入射光路部に対しては、該第2気体供給手段より気体が供給されることを特徴とする露光装置。By projecting the pattern drawn on the original onto a substrate via a projection optical system, and moving both the original and the substrate or only the substrate relative to the projection optical system by a stage device, the pattern of the original is obtained. An exposure apparatus for repeatedly exposing the substrate to
A first gas supply unit for supplying a gas to the original plate surface or the substrate surface from a portion adjacent to the original plate surface or the substrate surface or a spaced apart surface facing the original plate surface or the substrate surface, and a light receiving sensor mounted on the stage device; A second gas supply unit for supplying a gas, wherein the gas is supplied from the second gas supply unit to an incident optical path of a light receiving sensor mounted on the stage device. Exposure equipment.
前記ステージ装置上に搭載される受光センサーの入射光路部の一部に受光光を透過する硝材が設けられたことを特徴とする露光装置。By projecting the pattern drawn on the original onto a substrate via a projection optical system, and moving both the original and the substrate or only the substrate relative to the projection optical system by a stage device, the pattern of the original is obtained. An exposure apparatus for repeatedly exposing the substrate to
An exposure apparatus, wherein a glass material that transmits received light is provided in a part of an incident optical path of a light receiving sensor mounted on the stage device.
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