JP2004221436A - 露光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光学系の光路内に配置された光学素子の表面にモーターから飛散した化学物質が付着することを防止して優れた光学性能を発揮する露光装置を提供する。
【解決手段】光源からの光束を利用してマスク又はレチクル上のパターンを被露光体に転写する露光装置であって、所定のガスでパージされたパージ空間に配置され、前記光束を所定の形状に整形する光束整形手段と、前記パージ空間外に配置され、前記光束整形手段が前記光束を整形するための条件を切り換えるよう前記光束整形手段の駆動を行うモーターとを有することを特徴とする露光装置を提供する。
【選択図】 図１
【解決手段】光源からの光束を利用してマスク又はレチクル上のパターンを被露光体に転写する露光装置であって、所定のガスでパージされたパージ空間に配置され、前記光束を所定の形状に整形する光束整形手段と、前記パージ空間外に配置され、前記光束整形手段が前記光束を整形するための条件を切り換えるよう前記光束整形手段の駆動を行うモーターとを有することを特徴とする露光装置を提供する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、露光装置に係り、特に、半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板などの被処理体を露光するのに使用される露光装置に関する。本発明は、例えば、露光光源として波長２００ｎｍ以下の光を利用する露光装置に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の小型化及び薄型化の要請から、電子機器に搭載される半導体素子の微細化への要求はますます高くなっている。半導体素子を製造するためのリソグラフィー（焼き付け）工程には、レチクル又はマスク（本出願ではこれらの用語を交換可能に使用する）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する投影露光装置が従来から使用されている。
【０００３】
投影露光装置の解像度（転写できる最小の寸法）Ｒは、光源の波長λと投影光学系の開口数（ＮＡ）を用いて次式で与えられる。
【０００４】
【数１】
【０００５】
ここで、ｋ１は現像プロセスなどによって定まるプロセス定数である。
【０００６】
従って、波長を短くすればするほど、解像度はよくなる。このため、近年では、露光光源は、従来の超高圧水銀ランプ（ｇ線（波長約４３６ｎｍ）、ｉ線（波長約３６５ｎｍ））からより波長の短いＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）に移行しており、更には、Ｆ２レーザー（波長約１５７ｎｍ）の実用化も進んでいる。
【０００７】
露光光源として紫外線を用いた場合、光路中に配置された光学素子の表面に硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）や二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などが付着し、光学性能が著しく劣化することが知られている。これは、光学素子の周囲の雰囲気に含まれるアンモニア（ＮＨ３）、亜硫酸（ＳＯ２）、Ｓｉ化合物などの化学物質が、紫外線を受けることで化学反応を起こし、硫酸アンモニウムや二酸化ケイ素などを生成するためである。そこで、照明光学系の光路全体をクリーンドライエアーや窒素等の不活性ガスでパージすることで光学素子の光学性能の劣化を防止する露光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
また、プロセス定数ｋ１の値を小さくすることにより解像度の向上を図る超解像技術（ＲＥＴ：Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｅｕｈａｎｃｅｄ Ｔｅｃｎｏｌｏｇｙ）が近年提案されている。ＲＥＴの１つに変形照明法（又は斜入射照明法）と呼ばれるものがある。変形照明法は、レチクルを照明する光源の光量分布を変形させることによって行われる。換言すれば、従来の照明法がレチクルに対して露光光を垂直（正）に入射させるのに対して、変形照明法はレチクルに対して露光光を斜めに入射させる方法である。このため、変形照明法では、照明光学系の光路中に光源の光量分布を変形させるための開口絞りを配置する必要があり、レチクルに描かれたパターンに応じて最適化するために複数種類用意された開口絞りを必要に応じて切換えて使用することが一般的である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
図７は、従来の開口絞り切換え機構１０００を示す概略構成図であって、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は側面図である。図７（ａ）を参照するに、複数種類の開口絞り１１００ａ乃至１１００ｄが回転体１２００上に配置されている。回転体１２００は、外周にギヤ１０００ａを有し、図７（ｂ）に示すように、中継ギヤ１３００を介して回転体駆動用モーター１４００に接続されている。従って、回転体１２００上の開口絞り１１００ａ乃至１１００ｄを切換えることができる。
【００１０】
また、開口絞り１１００ｄは、虹彩絞りであり、扇形の中継ギヤ１５００及び中継ギヤ１６００を介して、回転体１２００上の回転軸近傍に配置された虹彩絞り駆動用モーター１７００に接続されている。従って、開口絞り１１００ｄの開口径を可変とすることができる。
【００１１】
ここで、回転体駆動用モーター１４００及び虹彩絞り駆動用モーター１７００は、図７（ｂ）に示すように、照明光学系の内部１８００、即ち、パージ空間内に配置されている。また、回転体駆動用モーター１４００及び虹彩絞り駆動用モーター１７００の軸受けには、磨耗を防ぐためにグリースなどの潤滑剤が使用されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平７−２０１７０２号公報
【特許文献２】
特開平９−１８９９６５号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした潤滑剤は、程度の差はあるものの、上述したような光学素子への付着物の原因となる化学物質を含んでいる。そのため、照明光学系内部のパージ空間の雰囲気中に化学物質がわずかずつ飛散して、装置の使用と共に光学素子への付着物の堆積量が増加し、照度低下や照度むら等の劣化が進行してしまう。即ち、照明光学系内部の駆動機構であるモーターから飛散した化学物質が紫外線などの強力な照明光によって化学反応を起こして付着物を生成し、かかる付着物が光学素子の表面に付着して光学性能を劣化させる問題を生じる。
【００１４】
しかも、露光光源が、超高圧水銀ランプのｇ線（波長約４３６ｎｍ）からｉ線（波長約３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザー（波長約１５７ｎｍ）に移行するに従い、光のエネルギー密度が増加したため付着物が堆積するスピードがアップし、光学性能の劣化が無視できなくなってきた。
【００１５】
そこで、本発明は、光学系の光路内に配置された光学素子の表面にモーターから飛散した化学物質が付着することを防止して優れた光学性能を発揮する露光装置を提供することを例示的目的とする。
【００１６】
【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、光源からの光束を利用してマスク又はレチクル上のパターンを被露光体に転写する露光装置であって、所定のガスでパージされたパージ空間に配置され、前記光束を所定の形状に整形する光束整形手段と、前記パージ空間外に配置され、前記光束整形手段が前記光束を整形するための条件を切り換えるよう前記光束整形手段の駆動を行うモーターとを有することを特徴とする。前記光束整形手段は、コヒーレンスファクターが異なる複数種類の開口絞りを搭載するターレットからなり、前記モーターは、前記ターレットを回転させることを特徴とする。前記光束整形手段は、開口径が可変の開口絞りからなり、前記モーターは、前記開口径を変化させることを特徴とする。前記所定のガスは、不活性ガス又はクリーンドライエアーであることを特徴とする。前記不活性ガスは、窒素又はヘリウムであることを特徴とする。
【００１７】
本発明の別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体に所定のプロセスを行うステップとを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、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。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一側面としての露光装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については、同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１は、本発明の一側面としての露光装置１の例示的一形態を示す概略構成図である。
【００２０】
露光装置１は、図１に示すように、回路パターンが形成されたマスク１３０を照明する照明装置１００と、マスク１３０を支持するマスクステージ１３５と、照明されたマスクパターンから生じる回折光をプレート１５０に投影する投影光学系１４０と、プレート１５０を支持するプレートステージ１５５と、パージ手段１６０とを有する。
【００２１】
露光装置１は、例えば、ステップ・アンド・リピート方式やステップ・アンド・スキャン方式でマスク１３０に形成された回路パターンをプレート１５０に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式（「スキャナー」とも呼ばれる）を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、マスクに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してマスクパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。「ステップ・アンド・リピート方式」とは、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する露光方法である。
【００２２】
照明装置１００は、転写用の回路パターンが形成されたマスク１３０を照明し、光源部１１０と、照明光学系１２０とを有する。
【００２３】
光源部１１０は、例えば、光源としてレーザーを使用する。レーザーは、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを使用することができるが、レーザーの種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、Ｆ２レーザーやＹＡＧレーザーを使用してもよいし、そのレーザーの個数も限定されない。例えば、独立に動作する２個の固体レーザーを使用すれば固体レーザー間相互のコヒーレンスはなく、コヒーレンスに起因するスペックルはかなり低減する。更にスペックルを低減するために光学系を直線的又は回転的に揺動させてもよい。
【００２４】
照明光学系１２０は、レチクル１３０を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含む。照明光学系１２０の内部は後述するパージ手段１６０によって所定の雰囲気にパージされたパージ空間１２０ａとなっている。照明光学系１２０は、軸上光、軸外光を問わず使用することができる。
【００２５】
照明光学系１２０に入射した平行光束は、所望の光軸状態にするためのビーム調整系１２１及びミラー１２２ａを介してビーム形状を所望の形状に整形する整形光学系１２３に導かれる。整形光学系１２３から射出された光束は、コンデンサーレンズ１２４及びミラー１２２ｂによりオプティカルインテグレーター１２５に入射する。
【００２６】
オプティカルインテグレーター１２５は、複数の微小レンズを２次元的に配列して構成されており、射出面近傍に２次光源を形成する。オプティカルインテグレーター１２５からの光束は、後述する光束整形機構２００で整形され、第１の集光レンズ１２６により集光される。第１の集光レンズ１２６が形成する集光点１２６ａを含む光軸に直交する平面の近傍には、照明範囲を規定するための可変ブラインド１２７が配置されている。
【００２７】
第１の集光レンズ１２６からの光束は、第２の集光レンズ前群１２８ａ、ミラー１２２ｃ及び第２の集光レンズ後群１２８ｂによりマスク１３０のパターン面を均一に照明する。第１の集光レンズ１２６の集光点１２６ａを含む光軸に直交する平面とマスク１３０のパターン面は光学的に共役な関係となっているため、可変ブラインド１２７によりマスク１３０上での照明範囲を自在に規定することができる。
【００２８】
ここで、図２を参照して、光束整形機構２００について説明する。図２は、図１に示す光束整形機構２００の例示的一形態を示す概略構成図であって、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。
【００２９】
光束整形機構２００は、図２に示すように、所定のガスでパージされた照明光学系１２０内部のパージ空間１２０ａに配置され、光束を所定の形状に整形する光束整形手段２１０と、パージ空間１２０ａ外に配置され、光束整形手段２１０が光束を整形するための条件を切り換えるよう光束整形手段２１０の駆動を行うモーター２３０ａ及び２３０ｂとを有する。
【００３０】
光束整形手段２１０は、本実施形態では、ターレット２１２と、開口絞り２１４ａ乃至２１４ｄから構成される。第１の移動体であるターレット２１２上には、コヒーレンスファクターが異なる複数種類の開口絞りが搭載されている。本実施形態においては、ターレット２１２上には、斜入射照明用の代表的な絞りである４重極の光源光量分布形状を有する開口絞り２１４ａ及び２１４ｂと、通常の照明、即ち、垂直（正）入射用の光源光量分布形状を有する開口絞り２１４ｃと、開口径が可変の開口絞り（虹彩絞り）２１４ｄが配置されている。
【００３１】
ターレット２１２は、外周にギヤ２１２ａが形成されており、中継ギヤ２２０ａを介してモーター２３０ａに接続されている。ターレット２１２は、ギヤ２１２ａ及び中継ギヤ２２０ａを介してモーター２３０ａによって回転することができ、ターレット２１２上の開口絞り２１４ａ乃至２１４ｄを切り換えることができる。
【００３２】
第２の移動体である虹彩絞り２１４ｄは、扇形の中継ギヤ２２０ｂとターレット２１０の回転中心に配置された中継ギヤ２２０ｃを介して、ターレット２１２の外に配置されたモーター２３０ｂに接続されている。虹彩絞り２１２ｄは、中継ギヤ２２０ｂ及び２２０ｃを介してモーター２３０ｂによって開口径を任意に可変とすることができる。
【００３３】
ここで、モーター２３０ａ及び２３０ｂは、ターレット２１２の外に配置されたため、照明光学系１２０の外側、つまり、パージ空間１２０ａ外に配置することができる。従って、モーター２３０ａ及び２３０ｂの潤滑油等から飛散した化学物質がパージ空間１２０ａに入ることがなく、パージ空間１２０ａの光学素子に付着物（硫酸アンモニウムや二酸化ケイ素など）が付着することを防止することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、モーター２３０ａによりターレット２１２を回転させる際に、モーター２３０ｂを同期的に駆動させて、虹彩絞り２１４ｄの開口径が変化しないように制御している。これは、モーター２３０ｂを固定した状態でターレット２１２を回転させると、あたかも、モーター２３０ｂを駆動したような状態になるためである。
【００３５】
次に、図３を参照して、図２に示す光束整形機構２００の変形例である光束整形機構２００Ａについて説明する。図３は、図２に示す光束整形機構２００の変形例である光束整形機構２００Ａの例示的一形態を示す概略構成図であって、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。図３を参照するに、光束整形機構２００Ａは、図２に示す光束整形手段２００と同様であるが、虹彩絞り２１４ｄの開口径を可変とする機構、詳細には、扇形の中継ギヤ２２０ｂ及び中継ギヤ２２０ｃの配置が異なる。
【００３６】
光束整形機構２００Ａは、ターレット２１２が回転して虹彩絞り２１４ｄが所定の位置に配置されると、扇形の中継ギヤ２２０ｂがターレット２１２の外周近傍に配置された中継ギヤ２２０ｃと接続する。中継ギヤ２２０ｃは、ターレット２１２の外に配置されたモーター２３０ｂに接続されている。従って、虹彩絞り２１２ｄは、中継ギヤ２２０ｂ及び２２０ｃを介してモーター２３０ｂによって開口径を任意に可変とすることができる。
【００３７】
ここで、モーター２３０ａ及び２３０ｂは、ターレット２１２の外に配置されたため、照明光学系１２０の外側、つまり、パージ空間１２０ａ外に配置することができる。従って、モーター２３０ａ及び２３０ｂの潤滑油等から飛散した化学物質がパージ空間１２０ａに入ることがなく、パージ空間１２０ａの光学素子に付着物（硫酸アンモニウムや二酸化ケイ素など）が付着することを防止することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、ターレット２１２が回転して扇形の中継ギヤ２２０ｂと中継ギヤ２２０ｃが接触する際、中継ギヤ２２０ｂと中継ギヤ２２０ｃの刃先が干渉してうまくかみ合わない可能性がある。そこで、扇形の中継ギヤ２２０ｂと中継ギヤ２２０ｃが接触する際には、モーター２３０ｂを駆動して中継ギヤ２２０ｃを回転させ、中継ギヤ２２０ｂと中継ギヤ２２０ｃの刃先が干渉しないよう制御している。なお、ゴムローラーなどの摩擦駆動によって扇形の中継ギヤ２２０ｂと中継ギヤ２２０ｃを接続すれば、中継ギヤ２２０ｂと中継ギヤ２２０ｃの刃先が干渉することを容易に回避することができる。
【００３９】
更に、図４を参照して、図２に示す光束整形機構２００の変形例である光束整形手段２００Ｂについて説明する。図４は、図２に示す光束整形機構２００の変形例である光束整形機構２００Ｂの例示的一形態を示す概略構成図であって、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は側面図である。図４を参照するに、光束整形機構２００Ｂは、図２に示す光束整形機構２００と同様であるが、虹彩絞り２１４ｄの開口径を可変とする機構として、プーリ２４０ａ及び２４０ｂを用いていることが異なる。
【００４０】
光束整形機構２００Ｂにおいて、虹彩絞り２１４ｄは、扇形の中継ギヤ２２０ｂによってターレット２１２の回転中心に配置された中継ギヤ２２０ｃに接続されている。プーリ２４０ａは、中継ギヤ２２０ｃと同軸上に固定されており、ベルト２５０を介してプーリ２４０ｂと接続されている。プーリ２４０ｂは、ターレット２１２の外に配置されたモーター２３０ｂに接続されている。従って、虹彩絞り２１４ｄは、中継ギヤ２２０ｂ及び２２０ｃ、プーリ２４０ａ及び２４０ｂを介してモーター２３０ｂによって開口径を任意に可変とすることができる。
【００４１】
ここで、モーター２３０ａ及び２３０ｂは、ターレット２１２の外に配置されたため、照明光学系１２０の外側、つまり、パージ空間１２０ａ外に配置することができる。従って、モーター２３０ａ及び２３０ｂの潤滑油等から飛散した化学物質がパージ空間１２０ａに入ることがなく、パージ空間１２０ａの光学素子に付着物（硫酸アンモニウムや二酸化ケイ素など）が付着することを防止することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、モーター２３０ａによりターレット２１２を回転させる際に、モーター２３０を同期的に駆動させて、虹彩絞り２１４ｄの開口径が変化しないように制御している。これは、モーター２３０ｂを固定した状態でターレット２１２を回転させると、あたかも、モーター２３０ｂを駆動したような状態になるためである。
【００４３】
再び、図１に戻って、マスク１３０は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、マスクステージ１３５に支持及び駆動される。マスク１３０から発せられた回折光は、投影光学系１４０を通りプレート１５０上に投影される。マスク１３０とプレート１５０は、光学的に共役の関係にある。露光装置１は、スキャナーであるため、マスク１３０とプレート１５０を縮小倍率比の速度比で走査することによりマスク１３０のパターンをプレート１５０上に転写する。また、プレート１５０の走査に同期して、可変ブラインド１２７の走査方向の開口幅も変化させ、隣り合うショット領域への露光を防止する。
【００４４】
マスクステージ１３５は、マスク１３０を支持して図示しない移動機構に接続されている。マスクステージ１３５は、当業界周知のいかなる構成をも適用することができる。図示しない移動機構はリニアモーターなどで構成され、少なくともＹ方向にマスクステージ１３５を駆動することでマスク１３０を移動させることができる。露光装置１は、マスク１３０とプレート１５０を同期した状態で走査する。
【００４５】
投影光学系１４０は、マスク１３０に形成された回路パターンをプレート１５０に縮小投影する。投影光学系１４０は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。
【００４６】
プレート１５０は、ウェハや液晶基板などの被処理体であり、フォトレジストが塗布されている。フォトレジスト塗布工程は、前処理と、密着性向上剤塗布処理と、フォトレジスト塗布処理と、プリベーク処理とを含む。前処理は、洗浄、乾燥などを含む。密着性向上剤塗布処理は、フォトレジストと下地との密着性を高めるための表面改質（即ち、界面活性剤塗布処理による疎水性化）処理であり、ＨＭＤＳ（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）などの有機膜をコート又は蒸気処理する。プリベークは、ベーキング（焼成）工程であるが現像後のそれよりもソフトであり、溶剤を除去する。
【００４７】
プレートステージ１５５は、チャック１５５ａを介してプレート１５０を支持する。プレートステージ１５５は、例えば、リニアモーターを利用してＸＹＺ方向にプレート１５０を移動させる。また、マスクステージ１３５の位置とプレートステージ１５５の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。プレートステージ１５５は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、マスクステージ１３５及び投影光学系１４０は、例えば、床等に設置されたベースフレーム上にダンパ等を介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。
【００４８】
パージ手段１６０は、供給系１６２と、排気系１６４と、リサイクル手段１６６とを有し、照明光学系１２０内部のパージ空間１２０ａを所定のガスでパージする。供給系１６２は、照明光学系１２０内部のパージ空間１２０ａをパージするためのガスを供給口１６２ａを介してパージ空間１２０ａに供給する。排気系１６４は、照明光学系１２０内のパージ空間１２０ａを経由したガスを排気口１６４ａを介して排気する。リサイクル手段１６６は、排気系１６４が排気したガスを精製し、排気系１６４から供給系１６２に精製したガスを還流する。
【００４９】
所定のガスとしては、例えば、窒素又はヘリウムの不活性ガス又はクリーンドライエアーなどが用いられる。不活性ガスは、照明光学系１２０内部のパージ空間１２０ａの残留酸素濃度を低くすることができ、コスト面を考慮すると、窒素又はヘリウムが好ましい。クリーンドライエアーは、照明光学系１２０内部のパージ空間１２０ａに存在する全ての光学素子が化学面及びパーティクル面で十分にクリーンであるとすれば、パージ空間１２０ａ以外の外部との遮断、つまり、外部から光学素子の性能劣化の原因となる物質が混入することを防止することができるため効果的である。
【００５０】
露光において、光源部１１０から発せられた光束は、照明光学系１２０によりマスク１３０を、例えば、ケーラー照明する。マスク１３０を通過してマスクパターンを反映する光は、投影光学系１４０により所定の倍率（例えば、１／４又は１／５）で縮小され、プレート１５０上に結像される。
【００５１】
露光装置１は、光学系の光路内に配置された光学素子の表面にモーターから飛散した化学物質が付着することを防止することができるので、高い解像力とスループットで経済性よくデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【００５２】
次に、図５及び図６を参照して、上述の露光装置１を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図５は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、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。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いて本発明のリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェ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）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００５３】
図６は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。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ェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００５４】
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にその要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。例えば、本発明の光束整形機構は、インプットレンズ切換え機構やＮＡ絞り切換え機構にも適用することができる。また、本実施形態では、第１の移動体と第２の移動体が共に回転する場合を示したが、回転運動と直線運動、直線運動と直線運動などの場合にも適用することができる。
【００５５】
本出願は、更に以下の事項を開示する。
【００５６】
〔実施態様１〕 光源からの光束を利用してマスク又はレチクル上のパターンを被露光体に転写する露光装置であって、
所定のガスでパージされたパージ空間に配置され、前記光束を所定の形状に整形する光束整形手段と、
前記パージ空間外に配置され、前記光束整形手段が前記光束を整形するための条件を切り換えるよう前記光束整形手段の駆動を行うモーターとを有することを特徴とする露光装置。
【００５７】
〔実施態様２〕 前記光束整形手段は、コヒーレンスファクターが異なる複数種類の開口絞りを搭載するターレットからなり、
前記モーターは、前記ターレットを回転させることを特徴とする実施態様１記載の露光装置。
【００５８】
〔実施態様３〕 前記光束整形手段は、開口径が可変の開口絞りからなり、
前記モーターは、前記開口径を変化させることを特徴とする実施態様１記載の露光装置。
【００５９】
〔実施態様４〕 前記所定のガスは、不活性ガス又はクリーンドライエアーであることを特徴とする実施態様１記載の露光装置。
【００６０】
〔実施態様５〕 前記不活性ガスは、窒素又はヘリウムであることを特徴とする実施態様４記載の露光装置。
【００６１】
〔実施態様６〕 実施態様１乃至５のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理体に所定のプロセスを行うステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、光学系の光路内に配置された光学素子の表面にモーターから飛散した化学物質が付着することを防止して優れた光学性能を発揮する露光装置を提供することができる。
【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構成図である。
【図２】図１に示す光束整形機構の例示的一形態を示す概略構成図であって、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。
【図３】図２に示す光束整形機構の変形例である光束整形機構の例示的一形態を示す概略構成図であって、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。
【図４】図２に示す光束整形機構の変形例である光束整形機構の例示的一形態を示す概略構成図であって、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は側面図である。
【図５】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図６】図５に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【図７】従来の開口絞り切換え機構を示す概略構成図であって、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１ 露光装置
１００ 照明装置
１１０ 光源部
１２０ 照明光学系
１２０ａ パージ空間
１２１ ビーム調整系
１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ ミラー
１２３ 整形光学系
１２４ コンデンサーレンズ
１２５ オプティカルインテグレーター
１２６ 第１の集光レンズ
１２６ａ 集光点
１２７ 可変ブラインド
１２８ａ、１２８ｂ 第２の集光レンズ
１３０ マスク
１３５ マスクステージ
１４０ 投影光学系
１５０ プレート
１５５ プレートステージ
１５５ａ チャック
２００、２００Ａ、２００Ｂ 光束整形機構
２１０ 光束整形手段
２１２ ターレット
２１２ａ ギヤ
２１４ａ乃至ｄ 開口絞り
２２０ａ乃至２２０ｃ 中継ギヤ
２３０ａ、２３０ｂ モーター
２４０ａ、２４０ｂ プーリ
２５０ ベルト
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、露光装置に係り、特に、半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板などの被処理体を露光するのに使用される露光装置に関する。本発明は、例えば、露光光源として波長２００ｎｍ以下の光を利用する露光装置に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の小型化及び薄型化の要請から、電子機器に搭載される半導体素子の微細化への要求はますます高くなっている。半導体素子を製造するためのリソグラフィー（焼き付け）工程には、レチクル又はマスク（本出願ではこれらの用語を交換可能に使用する）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する投影露光装置が従来から使用されている。
【０００３】
投影露光装置の解像度（転写できる最小の寸法）Ｒは、光源の波長λと投影光学系の開口数（ＮＡ）を用いて次式で与えられる。
【０００４】
【数１】
ここで、ｋ１は現像プロセスなどによって定まるプロセス定数である。
【０００６】
従って、波長を短くすればするほど、解像度はよくなる。このため、近年では、露光光源は、従来の超高圧水銀ランプ（ｇ線（波長約４３６ｎｍ）、ｉ線（波長約３６５ｎｍ））からより波長の短いＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）に移行しており、更には、Ｆ２レーザー（波長約１５７ｎｍ）の実用化も進んでいる。
【０００７】
露光光源として紫外線を用いた場合、光路中に配置された光学素子の表面に硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）や二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などが付着し、光学性能が著しく劣化することが知られている。これは、光学素子の周囲の雰囲気に含まれるアンモニア（ＮＨ３）、亜硫酸（ＳＯ２）、Ｓｉ化合物などの化学物質が、紫外線を受けることで化学反応を起こし、硫酸アンモニウムや二酸化ケイ素などを生成するためである。そこで、照明光学系の光路全体をクリーンドライエアーや窒素等の不活性ガスでパージすることで光学素子の光学性能の劣化を防止する露光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
また、プロセス定数ｋ１の値を小さくすることにより解像度の向上を図る超解像技術（ＲＥＴ：Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｅｕｈａｎｃｅｄ Ｔｅｃｎｏｌｏｇｙ）が近年提案されている。ＲＥＴの１つに変形照明法（又は斜入射照明法）と呼ばれるものがある。変形照明法は、レチクルを照明する光源の光量分布を変形させることによって行われる。換言すれば、従来の照明法がレチクルに対して露光光を垂直（正）に入射させるのに対して、変形照明法はレチクルに対して露光光を斜めに入射させる方法である。このため、変形照明法では、照明光学系の光路中に光源の光量分布を変形させるための開口絞りを配置する必要があり、レチクルに描かれたパターンに応じて最適化するために複数種類用意された開口絞りを必要に応じて切換えて使用することが一般的である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
図７は、従来の開口絞り切換え機構１０００を示す概略構成図であって、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は側面図である。図７（ａ）を参照するに、複数種類の開口絞り１１００ａ乃至１１００ｄが回転体１２００上に配置されている。回転体１２００は、外周にギヤ１０００ａを有し、図７（ｂ）に示すように、中継ギヤ１３００を介して回転体駆動用モーター１４００に接続されている。従って、回転体１２００上の開口絞り１１００ａ乃至１１００ｄを切換えることができる。
【００１０】
また、開口絞り１１００ｄは、虹彩絞りであり、扇形の中継ギヤ１５００及び中継ギヤ１６００を介して、回転体１２００上の回転軸近傍に配置された虹彩絞り駆動用モーター１７００に接続されている。従って、開口絞り１１００ｄの開口径を可変とすることができる。
【００１１】
ここで、回転体駆動用モーター１４００及び虹彩絞り駆動用モーター１７００は、図７（ｂ）に示すように、照明光学系の内部１８００、即ち、パージ空間内に配置されている。また、回転体駆動用モーター１４００及び虹彩絞り駆動用モーター１７００の軸受けには、磨耗を防ぐためにグリースなどの潤滑剤が使用されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平７−２０１７０２号公報
【特許文献２】
特開平９−１８９９６５号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした潤滑剤は、程度の差はあるものの、上述したような光学素子への付着物の原因となる化学物質を含んでいる。そのため、照明光学系内部のパージ空間の雰囲気中に化学物質がわずかずつ飛散して、装置の使用と共に光学素子への付着物の堆積量が増加し、照度低下や照度むら等の劣化が進行してしまう。即ち、照明光学系内部の駆動機構であるモーターから飛散した化学物質が紫外線などの強力な照明光によって化学反応を起こして付着物を生成し、かかる付着物が光学素子の表面に付着して光学性能を劣化させる問題を生じる。
【００１４】
しかも、露光光源が、超高圧水銀ランプのｇ線（波長約４３６ｎｍ）からｉ線（波長約３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザー（波長約１５７ｎｍ）に移行するに従い、光のエネルギー密度が増加したため付着物が堆積するスピードがアップし、光学性能の劣化が無視できなくなってきた。
【００１５】
そこで、本発明は、光学系の光路内に配置された光学素子の表面にモーターから飛散した化学物質が付着することを防止して優れた光学性能を発揮する露光装置を提供することを例示的目的とする。
【００１６】
【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、光源からの光束を利用してマスク又はレチクル上のパターンを被露光体に転写する露光装置であって、所定のガスでパージされたパージ空間に配置され、前記光束を所定の形状に整形する光束整形手段と、前記パージ空間外に配置され、前記光束整形手段が前記光束を整形するための条件を切り換えるよう前記光束整形手段の駆動を行うモーターとを有することを特徴とする。前記光束整形手段は、コヒーレンスファクターが異なる複数種類の開口絞りを搭載するターレットからなり、前記モーターは、前記ターレットを回転させることを特徴とする。前記光束整形手段は、開口径が可変の開口絞りからなり、前記モーターは、前記開口径を変化させることを特徴とする。前記所定のガスは、不活性ガス又はクリーンドライエアーであることを特徴とする。前記不活性ガスは、窒素又はヘリウムであることを特徴とする。
【００１７】
本発明の別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体に所定のプロセスを行うステップとを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、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。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一側面としての露光装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については、同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１は、本発明の一側面としての露光装置１の例示的一形態を示す概略構成図である。
【００２０】
露光装置１は、図１に示すように、回路パターンが形成されたマスク１３０を照明する照明装置１００と、マスク１３０を支持するマスクステージ１３５と、照明されたマスクパターンから生じる回折光をプレート１５０に投影する投影光学系１４０と、プレート１５０を支持するプレートステージ１５５と、パージ手段１６０とを有する。
【００２１】
露光装置１は、例えば、ステップ・アンド・リピート方式やステップ・アンド・スキャン方式でマスク１３０に形成された回路パターンをプレート１５０に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式（「スキャナー」とも呼ばれる）を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、マスクに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してマスクパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。「ステップ・アンド・リピート方式」とは、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する露光方法である。
【００２２】
照明装置１００は、転写用の回路パターンが形成されたマスク１３０を照明し、光源部１１０と、照明光学系１２０とを有する。
【００２３】
光源部１１０は、例えば、光源としてレーザーを使用する。レーザーは、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを使用することができるが、レーザーの種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、Ｆ２レーザーやＹＡＧレーザーを使用してもよいし、そのレーザーの個数も限定されない。例えば、独立に動作する２個の固体レーザーを使用すれば固体レーザー間相互のコヒーレンスはなく、コヒーレンスに起因するスペックルはかなり低減する。更にスペックルを低減するために光学系を直線的又は回転的に揺動させてもよい。
【００２４】
照明光学系１２０は、レチクル１３０を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含む。照明光学系１２０の内部は後述するパージ手段１６０によって所定の雰囲気にパージされたパージ空間１２０ａとなっている。照明光学系１２０は、軸上光、軸外光を問わず使用することができる。
【００２５】
照明光学系１２０に入射した平行光束は、所望の光軸状態にするためのビーム調整系１２１及びミラー１２２ａを介してビーム形状を所望の形状に整形する整形光学系１２３に導かれる。整形光学系１２３から射出された光束は、コンデンサーレンズ１２４及びミラー１２２ｂによりオプティカルインテグレーター１２５に入射する。
【００２６】
オプティカルインテグレーター１２５は、複数の微小レンズを２次元的に配列して構成されており、射出面近傍に２次光源を形成する。オプティカルインテグレーター１２５からの光束は、後述する光束整形機構２００で整形され、第１の集光レンズ１２６により集光される。第１の集光レンズ１２６が形成する集光点１２６ａを含む光軸に直交する平面の近傍には、照明範囲を規定するための可変ブラインド１２７が配置されている。
【００２７】
第１の集光レンズ１２６からの光束は、第２の集光レンズ前群１２８ａ、ミラー１２２ｃ及び第２の集光レンズ後群１２８ｂによりマスク１３０のパターン面を均一に照明する。第１の集光レンズ１２６の集光点１２６ａを含む光軸に直交する平面とマスク１３０のパターン面は光学的に共役な関係となっているため、可変ブラインド１２７によりマスク１３０上での照明範囲を自在に規定することができる。
【００２８】
ここで、図２を参照して、光束整形機構２００について説明する。図２は、図１に示す光束整形機構２００の例示的一形態を示す概略構成図であって、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。
【００２９】
光束整形機構２００は、図２に示すように、所定のガスでパージされた照明光学系１２０内部のパージ空間１２０ａに配置され、光束を所定の形状に整形する光束整形手段２１０と、パージ空間１２０ａ外に配置され、光束整形手段２１０が光束を整形するための条件を切り換えるよう光束整形手段２１０の駆動を行うモーター２３０ａ及び２３０ｂとを有する。
【００３０】
光束整形手段２１０は、本実施形態では、ターレット２１２と、開口絞り２１４ａ乃至２１４ｄから構成される。第１の移動体であるターレット２１２上には、コヒーレンスファクターが異なる複数種類の開口絞りが搭載されている。本実施形態においては、ターレット２１２上には、斜入射照明用の代表的な絞りである４重極の光源光量分布形状を有する開口絞り２１４ａ及び２１４ｂと、通常の照明、即ち、垂直（正）入射用の光源光量分布形状を有する開口絞り２１４ｃと、開口径が可変の開口絞り（虹彩絞り）２１４ｄが配置されている。
【００３１】
ターレット２１２は、外周にギヤ２１２ａが形成されており、中継ギヤ２２０ａを介してモーター２３０ａに接続されている。ターレット２１２は、ギヤ２１２ａ及び中継ギヤ２２０ａを介してモーター２３０ａによって回転することができ、ターレット２１２上の開口絞り２１４ａ乃至２１４ｄを切り換えることができる。
【００３２】
第２の移動体である虹彩絞り２１４ｄは、扇形の中継ギヤ２２０ｂとターレット２１０の回転中心に配置された中継ギヤ２２０ｃを介して、ターレット２１２の外に配置されたモーター２３０ｂに接続されている。虹彩絞り２１２ｄは、中継ギヤ２２０ｂ及び２２０ｃを介してモーター２３０ｂによって開口径を任意に可変とすることができる。
【００３３】
ここで、モーター２３０ａ及び２３０ｂは、ターレット２１２の外に配置されたため、照明光学系１２０の外側、つまり、パージ空間１２０ａ外に配置することができる。従って、モーター２３０ａ及び２３０ｂの潤滑油等から飛散した化学物質がパージ空間１２０ａに入ることがなく、パージ空間１２０ａの光学素子に付着物（硫酸アンモニウムや二酸化ケイ素など）が付着することを防止することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、モーター２３０ａによりターレット２１２を回転させる際に、モーター２３０ｂを同期的に駆動させて、虹彩絞り２１４ｄの開口径が変化しないように制御している。これは、モーター２３０ｂを固定した状態でターレット２１２を回転させると、あたかも、モーター２３０ｂを駆動したような状態になるためである。
【００３５】
次に、図３を参照して、図２に示す光束整形機構２００の変形例である光束整形機構２００Ａについて説明する。図３は、図２に示す光束整形機構２００の変形例である光束整形機構２００Ａの例示的一形態を示す概略構成図であって、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。図３を参照するに、光束整形機構２００Ａは、図２に示す光束整形手段２００と同様であるが、虹彩絞り２１４ｄの開口径を可変とする機構、詳細には、扇形の中継ギヤ２２０ｂ及び中継ギヤ２２０ｃの配置が異なる。
【００３６】
光束整形機構２００Ａは、ターレット２１２が回転して虹彩絞り２１４ｄが所定の位置に配置されると、扇形の中継ギヤ２２０ｂがターレット２１２の外周近傍に配置された中継ギヤ２２０ｃと接続する。中継ギヤ２２０ｃは、ターレット２１２の外に配置されたモーター２３０ｂに接続されている。従って、虹彩絞り２１２ｄは、中継ギヤ２２０ｂ及び２２０ｃを介してモーター２３０ｂによって開口径を任意に可変とすることができる。
【００３７】
ここで、モーター２３０ａ及び２３０ｂは、ターレット２１２の外に配置されたため、照明光学系１２０の外側、つまり、パージ空間１２０ａ外に配置することができる。従って、モーター２３０ａ及び２３０ｂの潤滑油等から飛散した化学物質がパージ空間１２０ａに入ることがなく、パージ空間１２０ａの光学素子に付着物（硫酸アンモニウムや二酸化ケイ素など）が付着することを防止することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、ターレット２１２が回転して扇形の中継ギヤ２２０ｂと中継ギヤ２２０ｃが接触する際、中継ギヤ２２０ｂと中継ギヤ２２０ｃの刃先が干渉してうまくかみ合わない可能性がある。そこで、扇形の中継ギヤ２２０ｂと中継ギヤ２２０ｃが接触する際には、モーター２３０ｂを駆動して中継ギヤ２２０ｃを回転させ、中継ギヤ２２０ｂと中継ギヤ２２０ｃの刃先が干渉しないよう制御している。なお、ゴムローラーなどの摩擦駆動によって扇形の中継ギヤ２２０ｂと中継ギヤ２２０ｃを接続すれば、中継ギヤ２２０ｂと中継ギヤ２２０ｃの刃先が干渉することを容易に回避することができる。
【００３９】
更に、図４を参照して、図２に示す光束整形機構２００の変形例である光束整形手段２００Ｂについて説明する。図４は、図２に示す光束整形機構２００の変形例である光束整形機構２００Ｂの例示的一形態を示す概略構成図であって、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は側面図である。図４を参照するに、光束整形機構２００Ｂは、図２に示す光束整形機構２００と同様であるが、虹彩絞り２１４ｄの開口径を可変とする機構として、プーリ２４０ａ及び２４０ｂを用いていることが異なる。
【００４０】
光束整形機構２００Ｂにおいて、虹彩絞り２１４ｄは、扇形の中継ギヤ２２０ｂによってターレット２１２の回転中心に配置された中継ギヤ２２０ｃに接続されている。プーリ２４０ａは、中継ギヤ２２０ｃと同軸上に固定されており、ベルト２５０を介してプーリ２４０ｂと接続されている。プーリ２４０ｂは、ターレット２１２の外に配置されたモーター２３０ｂに接続されている。従って、虹彩絞り２１４ｄは、中継ギヤ２２０ｂ及び２２０ｃ、プーリ２４０ａ及び２４０ｂを介してモーター２３０ｂによって開口径を任意に可変とすることができる。
【００４１】
ここで、モーター２３０ａ及び２３０ｂは、ターレット２１２の外に配置されたため、照明光学系１２０の外側、つまり、パージ空間１２０ａ外に配置することができる。従って、モーター２３０ａ及び２３０ｂの潤滑油等から飛散した化学物質がパージ空間１２０ａに入ることがなく、パージ空間１２０ａの光学素子に付着物（硫酸アンモニウムや二酸化ケイ素など）が付着することを防止することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、モーター２３０ａによりターレット２１２を回転させる際に、モーター２３０を同期的に駆動させて、虹彩絞り２１４ｄの開口径が変化しないように制御している。これは、モーター２３０ｂを固定した状態でターレット２１２を回転させると、あたかも、モーター２３０ｂを駆動したような状態になるためである。
【００４３】
再び、図１に戻って、マスク１３０は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、マスクステージ１３５に支持及び駆動される。マスク１３０から発せられた回折光は、投影光学系１４０を通りプレート１５０上に投影される。マスク１３０とプレート１５０は、光学的に共役の関係にある。露光装置１は、スキャナーであるため、マスク１３０とプレート１５０を縮小倍率比の速度比で走査することによりマスク１３０のパターンをプレート１５０上に転写する。また、プレート１５０の走査に同期して、可変ブラインド１２７の走査方向の開口幅も変化させ、隣り合うショット領域への露光を防止する。
【００４４】
マスクステージ１３５は、マスク１３０を支持して図示しない移動機構に接続されている。マスクステージ１３５は、当業界周知のいかなる構成をも適用することができる。図示しない移動機構はリニアモーターなどで構成され、少なくともＹ方向にマスクステージ１３５を駆動することでマスク１３０を移動させることができる。露光装置１は、マスク１３０とプレート１５０を同期した状態で走査する。
【００４５】
投影光学系１４０は、マスク１３０に形成された回路パターンをプレート１５０に縮小投影する。投影光学系１４０は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。
【００４６】
プレート１５０は、ウェハや液晶基板などの被処理体であり、フォトレジストが塗布されている。フォトレジスト塗布工程は、前処理と、密着性向上剤塗布処理と、フォトレジスト塗布処理と、プリベーク処理とを含む。前処理は、洗浄、乾燥などを含む。密着性向上剤塗布処理は、フォトレジストと下地との密着性を高めるための表面改質（即ち、界面活性剤塗布処理による疎水性化）処理であり、ＨＭＤＳ（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）などの有機膜をコート又は蒸気処理する。プリベークは、ベーキング（焼成）工程であるが現像後のそれよりもソフトであり、溶剤を除去する。
【００４７】
プレートステージ１５５は、チャック１５５ａを介してプレート１５０を支持する。プレートステージ１５５は、例えば、リニアモーターを利用してＸＹＺ方向にプレート１５０を移動させる。また、マスクステージ１３５の位置とプレートステージ１５５の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。プレートステージ１５５は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、マスクステージ１３５及び投影光学系１４０は、例えば、床等に設置されたベースフレーム上にダンパ等を介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。
【００４８】
パージ手段１６０は、供給系１６２と、排気系１６４と、リサイクル手段１６６とを有し、照明光学系１２０内部のパージ空間１２０ａを所定のガスでパージする。供給系１６２は、照明光学系１２０内部のパージ空間１２０ａをパージするためのガスを供給口１６２ａを介してパージ空間１２０ａに供給する。排気系１６４は、照明光学系１２０内のパージ空間１２０ａを経由したガスを排気口１６４ａを介して排気する。リサイクル手段１６６は、排気系１６４が排気したガスを精製し、排気系１６４から供給系１６２に精製したガスを還流する。
【００４９】
所定のガスとしては、例えば、窒素又はヘリウムの不活性ガス又はクリーンドライエアーなどが用いられる。不活性ガスは、照明光学系１２０内部のパージ空間１２０ａの残留酸素濃度を低くすることができ、コスト面を考慮すると、窒素又はヘリウムが好ましい。クリーンドライエアーは、照明光学系１２０内部のパージ空間１２０ａに存在する全ての光学素子が化学面及びパーティクル面で十分にクリーンであるとすれば、パージ空間１２０ａ以外の外部との遮断、つまり、外部から光学素子の性能劣化の原因となる物質が混入することを防止することができるため効果的である。
【００５０】
露光において、光源部１１０から発せられた光束は、照明光学系１２０によりマスク１３０を、例えば、ケーラー照明する。マスク１３０を通過してマスクパターンを反映する光は、投影光学系１４０により所定の倍率（例えば、１／４又は１／５）で縮小され、プレート１５０上に結像される。
【００５１】
露光装置１は、光学系の光路内に配置された光学素子の表面にモーターから飛散した化学物質が付着することを防止することができるので、高い解像力とスループットで経済性よくデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【００５２】
次に、図５及び図６を参照して、上述の露光装置１を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図５は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、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。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いて本発明のリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェ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）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００５３】
図６は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。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ェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００５４】
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にその要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。例えば、本発明の光束整形機構は、インプットレンズ切換え機構やＮＡ絞り切換え機構にも適用することができる。また、本実施形態では、第１の移動体と第２の移動体が共に回転する場合を示したが、回転運動と直線運動、直線運動と直線運動などの場合にも適用することができる。
【００５５】
本出願は、更に以下の事項を開示する。
【００５６】
〔実施態様１〕 光源からの光束を利用してマスク又はレチクル上のパターンを被露光体に転写する露光装置であって、
所定のガスでパージされたパージ空間に配置され、前記光束を所定の形状に整形する光束整形手段と、
前記パージ空間外に配置され、前記光束整形手段が前記光束を整形するための条件を切り換えるよう前記光束整形手段の駆動を行うモーターとを有することを特徴とする露光装置。
【００５７】
〔実施態様２〕 前記光束整形手段は、コヒーレンスファクターが異なる複数種類の開口絞りを搭載するターレットからなり、
前記モーターは、前記ターレットを回転させることを特徴とする実施態様１記載の露光装置。
【００５８】
〔実施態様３〕 前記光束整形手段は、開口径が可変の開口絞りからなり、
前記モーターは、前記開口径を変化させることを特徴とする実施態様１記載の露光装置。
【００５９】
〔実施態様４〕 前記所定のガスは、不活性ガス又はクリーンドライエアーであることを特徴とする実施態様１記載の露光装置。
【００６０】
〔実施態様５〕 前記不活性ガスは、窒素又はヘリウムであることを特徴とする実施態様４記載の露光装置。
【００６１】
〔実施態様６〕 実施態様１乃至５のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理体に所定のプロセスを行うステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、光学系の光路内に配置された光学素子の表面にモーターから飛散した化学物質が付着することを防止して優れた光学性能を発揮する露光装置を提供することができる。
【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構成図である。
【図２】図１に示す光束整形機構の例示的一形態を示す概略構成図であって、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。
【図３】図２に示す光束整形機構の変形例である光束整形機構の例示的一形態を示す概略構成図であって、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。
【図４】図２に示す光束整形機構の変形例である光束整形機構の例示的一形態を示す概略構成図であって、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は側面図である。
【図５】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図６】図５に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【図７】従来の開口絞り切換え機構を示す概略構成図であって、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１ 露光装置
１００ 照明装置
１１０ 光源部
１２０ 照明光学系
１２０ａ パージ空間
１２１ ビーム調整系
１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ ミラー
１２３ 整形光学系
１２４ コンデンサーレンズ
１２５ オプティカルインテグレーター
１２６ 第１の集光レンズ
１２６ａ 集光点
１２７ 可変ブラインド
１２８ａ、１２８ｂ 第２の集光レンズ
１３０ マスク
１３５ マスクステージ
１４０ 投影光学系
１５０ プレート
１５５ プレートステージ
１５５ａ チャック
２００、２００Ａ、２００Ｂ 光束整形機構
２１０ 光束整形手段
２１２ ターレット
２１２ａ ギヤ
２１４ａ乃至ｄ 開口絞り
２２０ａ乃至２２０ｃ 中継ギヤ
２３０ａ、２３０ｂ モーター
２４０ａ、２４０ｂ プーリ
２５０ ベルト
Claims (1)
- 光源からの光束を利用してマスク又はレチクル上のパターンを被露光体に転写する露光装置であって、
所定のガスでパージされたパージ空間に配置され、前記光束を所定の形状に整形する光束整形手段と、
前記パージ空間外に配置され、前記光束整形手段が前記光束を整形するための条件を切り換えるよう前記光束整形手段の駆動を行うモーターとを有することを特徴とする露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003008915A JP2004221436A (ja) | 2003-01-16 | 2003-01-16 | 露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003008915A JP2004221436A (ja) | 2003-01-16 | 2003-01-16 | 露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004221436A true JP2004221436A (ja) | 2004-08-05 |
| JP2004221436A5 JP2004221436A5 (ja) | 2006-03-09 |
Family
ID=32898559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003008915A Pending JP2004221436A (ja) | 2003-01-16 | 2003-01-16 | 露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004221436A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015179295A (ja) * | 2009-08-07 | 2015-10-08 | 株式会社ニコン | 露光装置及びデバイス製造方法 |
-
2003
- 2003-01-16 JP JP2003008915A patent/JP2004221436A/ja active Pending
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