JP2004172440A - Exposure apparatus and exposure method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のマスクパターンを感光性基板上に転写する露光装置及び露光方法に関するものであり、特に、半導体製造に好適な紫外域の光源を用いた露光装置及び露光方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来においては、例えば、図3に示す如き半導体製造用の露光装置が知られている。図3の(a)に示す如く、水銀アーク灯等の光源1からの光束は楕円鏡2により集光された後、コリメータレンズ3により平行光束に変換される。そして、この平行光束は、図3の(b)に示す如く、断面が四角形のレンズ素子4aの集合体よりなるフライアイレンズ4を通過することにより、これの射出側に複数の光源像が形成される。この光源像位置には、円形状の開口部を有する開口絞り5が設けられている。この複数の光源像からの光束はコンデンサーレンズ6によって集光され、被照射物体としてのマスクMを重畳的に均一照明する。
【0003】
以上の照明光学装置によりマスクM上の回路パターンは、レンズ71及び72よりなる投影光学系7によって、レジストが塗布されたウエハW上に転写される。このウエハWは2次元的に移動するウエハステージWS上に載置されており、図5の露光装置では、ウエハ上での1ショット領域の露光が完了すると、次のショット領域への露光のために、順次、ウエハステージを2次元移動させる所謂ステップアンドリピート方式の露光が行われる。
【0004】
また、近年においては、マスクMに対し長方形状又は円弧状の光束を照射し、投影光学系に関して共役に配置されたマスクMとウエハWとを一定方向に走査することにより、高いスループットのもとでマスクMの回路パターンのウエハ上への転写しようとする走査露光方式が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
近年においては、ウエハ面上により微細なマスクパターン像を転写するために、露光用の光源の出力波長を短波長化することが行われている。例えば、マスクパターンを投影光学系を介してレジストが塗布されたウエハ上に転写する、所謂投影型露光装置では、露光用の光源の出力波長を短波長化することによって投影光学系の解像力を向上させることができる。
【0006】
しかしながら、より短波長の露光光を出力する光源、例えば紫外線を発振する紫外域のパルス光源を用いた場合には、光の波長が紫外域であることから、紫外線を透過させる光学硝子材料(以下、ガラス材料と称する。)としては、可視域の光を通過させるガラス材料と同じように加工が容易であるという理由から石英ガラスが一般的に用いられている。
【0007】
しかしながら、紫外光のパルス発振光源等の紫外域の光を発する光源は、高出力であり、特に、光源からの光束をマスクまで導く露光装置の照明光学系においては、光束径が小さくなる箇所が存在し、その箇所でのエネルギー密度が高くなって、照明光学系を構成する石英ガラスに与えられるダメージは相当のものがある。さらに光源の波長が短くなるに従ってエネルギーはさらにあがり、石英ガラスに与えるダメージはより大きくなり、石英ガラスの耐久性の点で問題がある。
【0008】
また、露光装置においてはウエハ等の基板の1時間当たりの処理枚数を向上させること、即ちスループットを向上させることが望まれており、ウエハ等の基板上での照度を上げるために光源のパワーをより強くする事が有効な手段であるが、照明光学系中での光束径が小さくなる箇所に存在する石英ガラスに対するエネルギー密度が益々高くなり、この石英ガラスの耐久性に関してより問題がより深刻化する。
【0009】
そこで、本発明は、マスクに対して長期にわたって露光光の照射を行なっても、照明光学系中の光学部材の劣化を防ぐことができ、長期にわたって安定した露光を実現し得る露光装置及び露光方法を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の露光装置は、露光用の光を供給する光源手段と、該光源手段からの光を所定のパターンが形成されたマスク上へ導く照明光学系とを備え、前記マスクのパターンを感光性基板上に露光する露光装置において、前記照明光学系内のレンズは全て蛍石で構成されることを特徴とする。
【0011】
また、請求項2記載の露光装置は、前記光源手段が157nmの波長の光を前記露光光として供給することを特徴とする。
【0012】
また、請求項3記載の露光装置は、前記照明光学系が前記光源手段からの光に基づいて、多数の光源を形成する多光源形成手段と、該多光源形成手段により形成される多数の光源からの光をそれぞれ集光して前記マスクを重畳的に照明するコンデンサー光学系とを有することを特徴とする。
【0013】
また、請求項4記載の露光装置は、前記多光源形成手段が複数のレンズ素子が配列されたオプティカルインテグレータを有することを特徴とする。
【0014】
また、請求項5記載の露光装置は、前記マスクのパターンの像を前記感光性基板に投影する投影光学系と、前記マスクを載置するマスクステージと、前記感光性基板を載置する基板ステージとをさらに有し、前記マスクステージと前記基板ステージとを移動させて、前記マスクのパターンを前記感光性基板に転写することを特徴とする。
【0015】
また、請求項6記載の露光方法は、請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の露光装置を用いて前記マスクのパターンを前記感光性基板に露光することを特徴とする。
【0016】
本発明では、蛍石が高いエネルギー密度に対しても耐久性に富んでいるという物理的な特性に着目し、以上の構成によって、マスクに対して長期にわたって露光光の照射を行なっても、照明光学系中の光学部材の劣化を防ぐことができ、長期にわたって安定した露光を実現し得ることを見出したものである。
【0017】
特に、露光装置の照明光学系における蛍石化に関する決定手法について述べると、光学部材に照射される光束の有するエネルギー密度は、もともとの光源からの光束の面積比で求めることが出来るので、この手法を用いて照明光学系を設計する段階で、光学部材に照射される光束のエネルギー密度をあらかじめ計算しても良い。この場合、蛍石は照射実験を事前に行ない、耐久性を測っておくことが望ましく、先の計算結果と合計照射時間の予測とから、エネルギー密度の高いところには蛍石を用いて照明光学系を設計することがより望ましい。
【0018】
このような観点から、本願発明者は、パルス光を供給する光源を用いて、各種のシュミレーション及び各種の実験を行った結果、照明光学系を構成する各光学部材にパルス状の光が入射する時の1パルス当たりの光エネルギーをES (mJ)、照明光学系中の各光学部材を通過する光束の断面積をAB (cm2)とするとき、
(1) AB <ES /〔25(mJ/cm2)〕
の関係を満足する光束の断面積となる位置に配置されている照明光学系中の光学部材を蛍石で構成する事が好ましいことを事を見出した。これにより、露光装置の照明光学系においては、光束径が小さくなる箇所が存在し、その箇所でのエネルギー密度が高くなって、照明光学系を構成する光学部材にダメージを与えるという問題が解消され、耐久性に優れた装置が保証される。
【0019】
なお、露光装置の照明光学系における耐久性を持たせるためには、上記条件(1)を満足することが望ましいが、上記の条件(1)を満足している箇所の光学部材のみならずそれ以外の箇所の光学部材を蛍石で構成して、照明系全体を蛍石化すれば、露光装置の照明光学系の耐久性をより一層高めることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1は本発明による実施の形態にかかる半導体製造用の露光装置の構成を示すものである。図1における(a)はこの実施の形態にかかる露光装置を真上から見た時の構成を示す図であり、(b)は(a)の露光装置を横方向から見た時の断面構成を示す図である。以下、この図1を参照しながらこの実施の形態について詳述する。
【0021】
図1に示す如く、エキシマレーザー等の所定の波長の光を供給する光源10からは、222nm(KrCl)、248nm(KrF)、192nm(ArF)、又は157nm(F2)等の波長を持つほぼ平行な光束が出力され、この時の平行光束の断面形状は矩形状となっている。この光源10からの平行光束は、所定の断面形状の光束に整形する光束整形部としてのビーム整形光学系20に入射する。このビーム整形光学系20は、図1の(a)の紙面と垂直方向(図1の(b)の紙面方向)に屈折力を持つ2つのシリンドリカルレンズ(20A,20B)で構成されており、光源側のシリンドリカルレンズ20Aは、負の屈折力を有し、図1の(b)の紙面方向の光束を発散させる一方、被照明面側のシリンドリカルレンズ20Bは、正の屈折力を有し、光源側のシリンドリカルレンズ20Aからの発散光束を集光して平行光束に変換する。従って、ビーム整形光学系20を介した光源1からの平行光束は、図1の(b)の紙面方向の光束幅が拡大されて光束断面が所定の大きさを持つ長方形状に整形される。なお、ビーム整形光学系20としては、正の屈折力を持つシリンドリカルレンズを組み合わせたものでも良く、さらにはアナモルフィックプリズム等でも良い。
【0022】
さて、ビーム整形光学系20からの整形された光束は、第1リレー光学系21に入射する。ここで、第1リレー光学系21は、2枚の正レンズから成る正の屈折力の前群(21A,21B)と、2枚の正レンズから成る正の屈折力の後群(21C,21D)とを有しており、第1リレー光学系21の前群(21A,21B)は、この前群のマスクM側(後側)の焦点位置に集光点(光源像)Iを形成し、第1リレー光学系21の後群(21C,21D)は、その前群(21A,21B)の焦点位置に光源側(前側)の焦点位置が一致するように配置されている。そして、この第1リレー光学系21は、光源10の射出面と後述する第1多光源像形成手段としてのオプティカルインテグレータ30の入射面とを共役にする機能を有している。この第1リレー光学系21の機能によって、光源10からの光の角度ずれに伴うオプティカルインテグレータ30を照明する光束のずれを補正し、光源10からの光の角度ずれに対する許容度を大きくしている。なお、光源10からの光を第1多光源形成手段へ導くこの実施の形態にかかる導光光学系は、ビーム整形光学系20と第1リレー光学系21とで構成されている。
【0023】
第1リレー光学系21を介した光束は、直線状に3列配列された複数の光源像を形成する第1多光源像形成手段としてのオプティカルインテグレータ30に入射する。このオプティカルインテグレータ30は、図2(a)に示す如く、ほぼ正方形状のレンズ断面を有する複数の両凸形状のレンズ素子30aが複数(3列×9行=27個)配置されて構成されており、オプティカルインテグレータ30全体としては長方形状の断面を有している。そして、各々の両凸形状のレンズ素子30aは、図1の(a)の紙面方向と図1の(b)の紙面方向とで互いに等しい曲率(屈折力)を有している。
【0024】
このため、オプティカルインテグレータ30を構成する個々のレンズ素子30aを通過する平行光束は、それぞれ集光されて、各レンズ素子30aの射出側には光源像が形成される。従って、オプティカルインテグレータ30の射出側位置A1 には、レンズ素子30aの数に相当する複数(3列×9行=27個)の光源像が形成され、ここには実質的に2次光源が形成される。
【0025】
オプティカルインテグレータ30によって形成された複数の2次光源からの光束は、第2リレー光学系40によって集光されて、さらに複数の光源像を形成する第2多光源像形成手段としてのオプティカルインテグレータ50に入射する。このオプティカルインテグレータ50は、図2(b)に示す如く、長方形状のレンズ断面を有する複数の両凸形状のレンズ素子50aが複数(9列×3行=27個)に配置されて構成されており、このレンズ素子50aは、この素子50aの断面形状(縦横比)がオプティカルインテグレータ30の断面形状(縦横比)と相似となるように構成されている。そして、オプティカルインテグレータ50全体としては正方形状の断面を有している。また、各々のレンズ素子50aは、図1の(a)の紙面方向と図1の(b)の紙面方向とで互いに等しい曲率(屈折力)を有している。
【0026】
このため、オプティカルインテグレータ50を構成する個々のレンズ素子50aを通過するオプティカルインテグレータ30からの光束は、それぞれ集光されて、各レンズ素子30aの射出側には光源像が形成される。従って、オプティカルインテグレータ30の射出側位置A2 には、正方形状に配列された複数の光源像が形成され、ここには実質的に3次光源が形成される。
【0027】
ここで、オプティカルインテグレータ50により形成される正方形状に配列された複数の光源像の数は、オプティカルインテグレータ30を構成するレンズ素子30aの数をN個とし、オプティカルインテグレータ50を構成するレンズ素子50aの数をM個とするとき、N×M個形成される。すなわち、オプティカルインテグレータ30により形成される複数の光源像が、リレー光学系40によってオプティカルインテグレータ50を構成する各々のレンズ素子50aの光源像位置に形成されるため、オプティカルインテグレータ50の射出側位置A2 には、合計N×M個の光源像が形成される。
【0028】
なお、第2リレー光学系40は、オプティカルインテグレータ30の入射面位置B1 とオプティカルインテグレータ50の入射面位置B2 とを共役にすると共に、オプティカルインテグレータ30の射出面位置A1 とオプティカルインテグレータ50の射出面位置A2 とを共役にしている。この3次光源が形成される位置A2 もしくはその近傍位置には、所定形状の開口部を有する開口絞りASが設けられており、この開口絞りASにより円形状に形成された3次光源からの光束は、集光光学系としてのコンデンサー光学系60により集光されて被照明物体としてのマスクM上をスリット状(長辺と短辺を有する長方形状)に均一照明する。
【0029】
マスクMは、マスクステージMSに保持され、感光性基板としてのウエハWはウエハステージに保持されている。そして、マスクステージMSに保持されたマスクMとウエハステージWSに載置されたウエハWとは投影光学系PLに関して共役に配置されており、スリット状に照明されたマスクMの回路パターン部分が投影光学系PLによってウエハW上に投影される。
【0030】
以上の構成による実際の露光においては、マスクステージMSとウエハステージWSとは図1(b)に示す如く矢印方向へ互いに反対方向へ移動して、レチクル上の回路パターンがウエハW上に転写される。
【0031】
さて、次に、この実施の形態にかかる照明光学系のレンズ構成について詳述する。図1に示したこの実施の形態において、エキシマレーザー等の光源10からの光束を引き回す際に、特に、エネルギー密度がかなり高くなる箇所は、第1リレー光学系21中である。その理由として、エネルギー密度は光束の断面の面積に反比例するため、光束径の小さい光が入射するレンズエレメントのエネルギー密度は高くなる。従って、第1リレー光学系21は、前群(21A,21B)と後群(21C,21D)との間の光路中に、光源10からの全光束の集光点(光源像)Iを形成するため、光束断面の面積が小さくなる第1リレー光学系21における前群の正レンズ21B及び後群の正レンズ21Cでのエネルギー密度がかなり高くなる。
【0032】
そこで、具体的に数値例を挙げてこの実施の形態を説明すると、光源10は、出力光の光断面積が1.25cm2 で1パルス当たりの光エネルギーES が10mJの光を供給し、ビーム整形光学系20は1.6倍の拡大倍率を有し、第1リレー光学系21における前群(21A,21B)の焦点距離と第1リレー光学系21における後群(21C,21D)の焦点距離はともに100mm であり、第1リレー光学系21は等倍系で構成されている。そして、正レンズ21Bは、第1リレー光学系21の前群(21A,21B)により形成される光源像Iの位置から光源側に43.6mmの位置に配置され、正レンズ21Cは、第1リレー光学系21の前群(21A,21B)により形成される光源像Iの位置からマスク側に43.6mmの位置に配置されている。この場合には、ビーム整形光学系20を通過した光束の断面積は2.0 cm2 となり、正レンズ21Bを通過する光束の断面積AB1は0.38cm2 、正レンズ21Cを通過する光束の断面積AB2は0.38cm2 である。ここで、ビーム整形光学系20及び第1リレー光学系21を通過する光源10からの光の光量損失は殆どないため、正レンズ21B及び正レンズ21Cに入射する時の光エネルギーES はともに10mJとなる。従って、以上の数値例から、第1リレー光学系21における前群の正レンズ21B及び後群の正レンズ21Cとも上記条件(1)を満足していることが理解される。よって、この実施の形態においては、上記条件(1)を満足する箇所の光束断面積となる正レンズ21B及び正レンズ21Cを蛍石で構成しているため、耐久性に優れた構成となっている。
【0033】
なお、この実施の形態においては、第1リレー光学系21における前群の正レンズ21B及び後群の正レンズ21Cを蛍石で構成しているが、より十分なる収差補正を達成するには、より多数のレンズで第1リレー光学系21を構成する事が可能である。この場合には、空間的な制約からどうしてもエネルギー密度が高くなる集光点I近傍に複数のレンズを配置しなければならならないが、この集光点I近傍に位置するレンズを全て蛍石で構成すれば良い。
【0034】
従って、図1では、エネルギー密度がかなり高く、第1リレー光学系21における前群の正レンズ21B及び後群の正レンズ21Cでは蛍石で構成しているが、上式の条件を満足する箇所のレンズ等の光学部材に関しては全て蛍石で構成することが好ましい事は言うまでもない。また、第1リレー光学系21以外にもエネルギーの高い部分例えばオプティカルインテグレータ(30,50)なども蛍石を使用するのが好ましく、さらに、光源10をより高い出力の光を発振するエキシマレーザーを用いる場合には照明系全体を蛍石にすることによってより装置の耐久性を高めることが出来る。
【0035】
また、本発明の実施の形態においては、第1リレー光学系21を構成する1部のレンズを蛍石で構成した例を示したが、本発明は、ビーム整形光学系20及び第1リレー光学系21を具備しない図3に示した照明光学系のオプティカルインテグレータ4やコンデンサー光学系6とを構成するレンズを蛍石で構成しても良い。この場合にも上記条件(1)を満足することが好ましく、この時の上記条件(1)の光エネルギーES は、オプティカルインテグレータ4やコンデンサー光学系6に入射するそれぞれ光束にけられ等による光量損失がある恐れがあるため、オプティカルインテグレータ4やコンデンサー光学系6に入射するそれぞれの光エネルギーとなる。
【0036】
本発明の実施の形態においてはステップスキャン型露光装置の例を示したが、一括露光型の露光装置でもエネルギー密度の高い部分に蛍石を用いることで照明系の耐久性を増すことが出来るのは言うまでもない。また、本発明の実施の形態においては光源10としてエキシマレーザーを用いたが、例えば、固体レーザに高調波を用いて250nm 以下の波長としたものを光源として利用しても良い。
【0037】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、被露光体(マスク)に対し長期にわたって高出力の露光光の照射を行なっても、露光装置の照明光学系中の光学部材の劣化を防ぐことができ、長期にわたって安定した露光を実現し得る耐久性に富んだ露光装置が達成できる。また、より高出力の光源を用いたとしても、露光装置の照明光学系中の光学部材の劣化を防ぎならが、高スループットを維持し得る露光が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明による実施の形態にかかる露光装置の構成を示す図であり、(b)は(a)の露光装置を横方向から見た時の構成を示す図である。
【図2】(a)は図1の第1オプティカルインテグレータ30の断面形状の様子を示す図であり、(b)は図1の第2オプティカルインテグレータ50の断面形状の様子を示す図である。
【図3】従来の露光装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
10…エキシマレーザー、20…ビーム整形光学系、21…第1リレー光学系、30、50…オプティカルインテグレータ、40…第2リレー光学系、60…コンデンサー光学系、AS…開口絞り、PL…投影光学系[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method for transferring a predetermined mask pattern onto a photosensitive substrate, and more particularly to an exposure apparatus and an exposure method using an ultraviolet light source suitable for semiconductor manufacturing.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor as shown in FIG. 3 is known. As shown in FIG. 3A, a light beam from a
[0003]
The circuit pattern on the mask M is transferred onto the resist-coated wafer W by the projection optical system 7 including the lenses 71 and 72 by the above illumination optical device. This wafer W is mounted on a wafer stage WS which moves two-dimensionally. In the exposure apparatus of FIG. 5, when exposure of one shot area on the wafer is completed, exposure to the next shot area is performed. Then, a so-called step-and-repeat type exposure for sequentially moving the wafer stage two-dimensionally is performed.
[0004]
In recent years, the mask M is irradiated with a rectangular or arc-shaped light beam, and the mask M and the wafer W arranged conjugately with respect to the projection optical system are scanned in a certain direction, thereby achieving high throughput. A scanning exposure method for transferring a circuit pattern of a mask M onto a wafer has been proposed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, in order to transfer a finer mask pattern image on a wafer surface, the output wavelength of a light source for exposure has been shortened. For example, in a so-called projection exposure apparatus that transfers a mask pattern onto a resist-coated wafer via a projection optical system, the output wavelength of an exposure light source is shortened to improve the resolution of the projection optical system. Can be done.
[0006]
However, when a light source that outputs exposure light having a shorter wavelength, for example, a pulse light source in the ultraviolet region that oscillates ultraviolet light, is used, an optical glass material that transmits ultraviolet light (hereinafter referred to as “light glass”) , Glass material) is generally used, because it is easy to process like a glass material that transmits light in the visible range.
[0007]
However, a light source that emits light in the ultraviolet region, such as a pulsed light source of ultraviolet light, has a high output. There is considerable energy damage to the quartz glass that constitutes the illumination optical system due to the presence and high energy density at that location. Further, as the wavelength of the light source is shortened, the energy is further increased, and the damage to the quartz glass is further increased. Thus, there is a problem in the durability of the quartz glass.
[0008]
Further, in an exposure apparatus, it is desired to increase the number of processed substrates such as wafers per hour, that is, to improve the throughput. In order to increase the illuminance on a substrate such as a wafer, the power of a light source is required. An effective means is to increase the intensity, but the energy density for quartz glass present in the illumination optical system where the beam diameter becomes smaller becomes higher and the durability of this quartz glass becomes more serious. I do.
[0009]
Therefore, the present invention provides an exposure apparatus and an exposure method that can prevent deterioration of an optical member in an illumination optical system even when a mask is irradiated with exposure light for a long time, and can realize stable exposure for a long time. It is intended to provide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The exposure apparatus according to
[0011]
An exposure apparatus according to a second aspect is characterized in that the light source unit supplies light having a wavelength of 157 nm as the exposure light.
[0012]
The exposure apparatus according to claim 3, wherein the illumination optical system forms multiple light sources based on light from the light source means, and multiple light sources formed by the multiple light source forming means. And a condenser optical system for condensing the light from the light sources and illuminating the mask in a superimposed manner.
[0013]
The exposure apparatus according to claim 4 is characterized in that the multiple light source forming means has an optical integrator in which a plurality of lens elements are arranged.
[0014]
6. The exposure apparatus according to claim 5, wherein the projection optical system projects the image of the pattern of the mask onto the photosensitive substrate, a mask stage on which the mask is mounted, and a substrate stage on which the photosensitive substrate is mounted. And transferring the mask pattern to the photosensitive substrate by moving the mask stage and the substrate stage.
[0015]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an exposure method comprising exposing the pattern of the mask onto the photosensitive substrate using the exposure apparatus according to any one of the first to fifth aspects.
[0016]
The present invention focuses on the physical property that fluorite is highly durable even at high energy densities, and with the above configuration, even if the mask is irradiated with exposure light for a long time, It has been found that deterioration of an optical member in an optical system can be prevented, and stable exposure can be realized for a long period of time.
[0017]
In particular, regarding the determination method regarding fluoridation in the illumination optical system of the exposure apparatus, the energy density of the light beam irradiated on the optical member can be obtained from the area ratio of the light beam from the original light source. At the stage of designing an illumination optical system using the optical member, the energy density of a light beam applied to the optical member may be calculated in advance. In this case, it is desirable to perform irradiation experiments on the fluorite in advance and measure its durability. Based on the above calculation results and the prediction of the total irradiation time, use fluorite in places where the energy density is high. It is more desirable to design the system.
[0018]
From such a viewpoint, the inventor of the present application performed various simulations and various experiments using a light source that supplies pulsed light, and as a result, pulsed light was incident on each optical member constituting the illumination optical system. When the light energy per pulse at the time is ES (mJ), and the cross-sectional area of a light beam passing through each optical member in the illumination optical system is AB (cm2),
(1) AB <ES / [25 (mJ / cm2)]
It has been found that it is preferable that the optical member in the illumination optical system disposed at a position having a cross-sectional area of the light beam satisfying the relationship of fluorite is made of fluorite. Thus, in the illumination optical system of the exposure apparatus, there is a portion where the light beam diameter is small, and the energy density at that portion is increased, thereby solving the problem of damaging the optical members constituting the illumination optical system. A device with excellent durability is guaranteed.
[0019]
In order to make the illumination optical system of the exposure apparatus durable, it is desirable that the above condition (1) be satisfied. If the optical members at other locations are made of fluorite and the entire illumination system is fluorinated, the durability of the illumination optical system of the exposure apparatus can be further increased.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a configuration of an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a diagram showing the configuration of the exposure apparatus according to this embodiment when viewed from directly above, and FIG. 1B is a cross-sectional configuration of the exposure apparatus of FIG. 1A when viewed from the side. FIG. Hereinafter, this embodiment will be described in detail with reference to FIG.
[0021]
As shown in FIG. 1, a
[0022]
Now, the shaped light beam from the beam shaping
[0023]
The light beam having passed through the first relay optical system 21 enters an
[0024]
Therefore, the parallel light beams passing through the
[0025]
The light beams from the plurality of secondary light sources formed by the
[0026]
Therefore, the light fluxes from the
[0027]
Here, the number of the plurality of light source images arranged in a square shape formed by the
[0028]
The second relay
[0029]
The mask M is held on a mask stage MS, and a wafer W as a photosensitive substrate is held on a wafer stage. The mask M held on the mask stage MS and the wafer W mounted on the wafer stage WS are arranged conjugate with respect to the projection optical system PL, and the circuit pattern portion of the mask M illuminated in a slit shape is projected. The light is projected onto the wafer W by the optical system PL.
[0030]
In the actual exposure with the above configuration, the mask stage MS and the wafer stage WS move in the directions opposite to each other in the direction of the arrow as shown in FIG. 1B, and the circuit pattern on the reticle is transferred onto the wafer W. You.
[0031]
Next, the lens configuration of the illumination optical system according to this embodiment will be described in detail. In the embodiment shown in FIG. 1, when the light flux from the
[0032]
Therefore, this embodiment will be described with specific numerical examples. The
[0033]
In this embodiment, the positive lens 21B of the front group and the positive lens 21C of the rear group in the first relay optical system 21 are made of fluorite, but in order to achieve more sufficient aberration correction, It is possible to configure the first relay optical system 21 with a larger number of lenses. In this case, it is necessary to arrange a plurality of lenses in the vicinity of the converging point I where the energy density becomes high due to spatial restrictions, but all the lenses located in the vicinity of the converging point I are made of fluorite. Just do it.
[0034]
Therefore, in FIG. 1, the energy density is considerably high, and the positive lens 21B of the front group and the positive lens 21C of the rear group in the first relay optical system 21 are made of fluorite. It is needless to say that all the optical members such as the lens are preferably made of fluorite. In addition to the first relay optical system 21, it is preferable to use fluorite for a high energy portion, for example, the optical integrators (30, 50). Further, the
[0035]
Further, in the embodiment of the present invention, an example is shown in which a part of the lens constituting the first relay optical system 21 is formed of fluorite. However, the present invention provides a beam shaping
[0036]
In the embodiment of the present invention, the example of the step scan type exposure apparatus has been described. However, even in the batch exposure type exposure apparatus, the durability of the illumination system can be increased by using fluorite in a portion having a high energy density. Needless to say. Although an excimer laser is used as the
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when the object to be exposed (mask) is irradiated with high-output exposure light for a long period of time, it is possible to prevent deterioration of the optical members in the illumination optical system of the exposure apparatus. A durable exposure apparatus capable of achieving stable exposure over a long period of time can be achieved. Further, even if a light source with a higher output is used, it is possible to realize exposure capable of maintaining a high throughput, as long as deterioration of an optical member in the illumination optical system of the exposure apparatus is prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a diagram illustrating a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a diagram illustrating a configuration of the exposure apparatus of FIG. .
2A is a diagram showing a state of a cross-sectional shape of a first
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional exposure apparatus.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10: excimer laser, 20: beam shaping optical system, 21: first relay optical system, 30, 50: optical integrator, 40: second relay optical system, 60: condenser optical system, AS: aperture stop, PL: projection optical system
Claims (6)
前記照明光学系内のレンズは全て蛍石で構成されることを特徴とする露光装置。Exposure apparatus comprising: light source means for supplying light for exposure; and an illumination optical system for guiding light from the light source means onto a mask on which a predetermined pattern is formed, and exposing the pattern of the mask onto a photosensitive substrate. At
An exposure apparatus, wherein all the lenses in the illumination optical system are made of fluorite.
前記マスクを載置するマスクステージと、
前記感光性基板を載置する基板ステージと、をさらに有し、
前記マスクステージと前記基板ステージとを移動させて、前記マスクのパターンを前記感光性基板に転写することを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の露光装置。A projection optical system for projecting an image of the pattern of the mask onto the photosensitive substrate,
A mask stage for mounting the mask,
Further comprising a substrate stage on which the photosensitive substrate is mounted,
The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the mask stage and the substrate stage are moved to transfer the pattern of the mask onto the photosensitive substrate.
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