JP2005064210A - Method for exposure, and method of manufacturing electronic device and exposure device utilizing the method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体集積回路、液晶ディスプレイ、撮像素子、磁気ヘッド等の電子デバイスの製造工程で必要となる微細パターンの形成工程で使用される露光方法、該露光方法を利用した電子デバイスの製造方法及び露光装置に関する。 The present invention relates to an exposure method used in a fine pattern forming process required in a manufacturing process of an electronic device such as a semiconductor integrated circuit, a liquid crystal display, an imaging device, and a magnetic head, and an electronic device manufacturing method using the exposure method And an exposure apparatus.
半導体素子又は液晶表示素子などをフォトリソグラフィ工程で製造する際に、レチクルのパターン像を、投影光学系を介して感光材(フォトレジスト)が塗布されたウエハ上の各投影(ショット)領域に縮小して投影する縮小投影露光装置が使用されている。半導体素子中の回路は、上記投影露光装置でウエハ上に回路パターンを露光することにより転写して、該ウエハに後処理を施すことにより形成される。 When manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal display device in a photolithography process, the pattern image of the reticle is reduced to each projection (shot) region on the wafer coated with a photosensitive material (photoresist) via a projection optical system. Thus, a reduction projection exposure apparatus that projects in this manner is used. The circuit in the semiconductor element is formed by transferring the circuit pattern on the wafer by exposing it with the projection exposure apparatus, and performing post-processing on the wafer.
近年、集積回路の高密度集積化、すなわち回路パターンの微細化が進められている。このため、投影露光装置における投影光も短波長化される傾向にある。すなわち、これまで主流だった水銀ランプの輝線に代わってKrFエキシマレーザ(248nm)が用いられるようになり、さらに短波長のArFエキシマレーザ(193nm)を用いた投影露光装置の実用化も最終段階に入りつつある。また、更なる高密度集積化をめざしてF2レーザ(157nm)を使用する露光装置の研究も進められている。 In recent years, integrated circuits have been integrated at high density, that is, circuit patterns have been miniaturized. For this reason, the projection light in the projection exposure apparatus also tends to be shortened in wavelength. In other words, KrF excimer laser (248 nm) is used in place of the emission lines of mercury lamps that have been the mainstream until now, and the practical use of projection exposure apparatus using short wavelength ArF excimer laser (193 nm) is also in the final stage. Entering. In addition, research on an exposure apparatus using an F 2 laser (157 nm) is also progressing for further high-density integration.
一般に波長が約190nm以下の紫外線は真空紫外光とも呼ばれ、空気中を透過しない。これは空気中に含まれる酸素分子(O2)、水分子(H2O)、二酸化炭素分子(CO2)などの物質(以下吸光物質)によって光が吸収されるからである。このため、真空紫外光を用いた露光装置において、露光光をウエハ面上に十分な照度で到達させるためには、露光光路上の吸光物質の低減もしくは排除する必要がある。一般的に十分な生産性(スループット)を確保しつつ半導体製造作業を行うためには、高純度不活性ガスで光路空間をパージして、不純物濃度を数ppm以下にしなければならない。上記のように真空紫外光を用いた露光装置では、より微細な遮光パターン(回路パターン)の転写が可能な一方で、吸光物質の排除を行う必要があるなど取り扱いが容易ではない。 In general, ultraviolet light having a wavelength of about 190 nm or less is also called vacuum ultraviolet light and does not transmit through air. This is because light is absorbed by substances (hereinafter referred to as light-absorbing substances) such as oxygen molecules (O 2 ), water molecules (H 2 O), and carbon dioxide molecules (CO 2 ) contained in the air. For this reason, in an exposure apparatus using vacuum ultraviolet light, it is necessary to reduce or eliminate light-absorbing substances on the exposure optical path in order to allow the exposure light to reach the wafer surface with sufficient illuminance. In general, in order to perform a semiconductor manufacturing operation while ensuring sufficient productivity (throughput), it is necessary to purge the optical path space with a high purity inert gas so that the impurity concentration is several ppm or less. As described above, the exposure apparatus using vacuum ultraviolet light can transfer a finer light-shielding pattern (circuit pattern), but is not easy to handle because it is necessary to eliminate the light-absorbing substance.
特に、投影光学系の最下端にある光学素子とウエハとの間の空間では上記のような高純度パージは容易ではない。これは、
1.半導体製造装置で重要となる生産性(スループット)を低減させないようにすると、投影光学系の最下端にある光学素子とウエハとの間の空間の密閉が容易ではない(空間内への外気の混入の低減が容易ではない)。
In particular, the high-purity purge as described above is not easy in the space between the optical element at the lowermost end of the projection optical system and the wafer. this is,
1. If the productivity (throughput), which is important in semiconductor manufacturing equipment, is not reduced, it is not easy to seal the space between the optical element at the lowest end of the projection optical system and the wafer (mixing of outside air into the space). Reduction is not easy).
2.ウエハの露光はステップアンドリピート操作を繰り返して行うために、ウエハステージ周辺の機構が複雑である。 2. Since the exposure of the wafer is performed by repeating the step-and-repeat operation, the mechanism around the wafer stage is complicated.
3.局所パージ機構から高純度パージガス(高純度不活性ガス)が漏れ出すと測長干渉計に与える誤差が無視できないレベルとなる。
などが理由である。
3. If high-purity purge gas (high-purity inert gas) leaks from the local purge mechanism, the error given to the measurement interferometer becomes a level that cannot be ignored.
This is the reason.
ウエハステージの外周に隔壁を設けることでウエハステージを密閉空間内に設置するとすれば、高純度パージは容易である。しかし、半導体回路を焼き付けるウエハの出し入れに時間がかかるので、露光装置の生産性(スループット)の低下を招くことになり、好ましい対処方法とは言えない。 If the wafer stage is installed in a sealed space by providing a partition wall on the outer periphery of the wafer stage, high-purity purge is easy. However, since it takes time to take in and out the wafer on which the semiconductor circuit is to be printed, the productivity (throughput) of the exposure apparatus is reduced, which is not a preferable countermeasure.
真空紫外光(例えばF2レーザ光)を用いた露光装置では、これまでのように有機物やSi化合物による露光光の吸収だけではなく、O2、H2O分子等による露光光の吸収も問題となる。また、その吸収量もこれまでのKrFエキシマレーザやArFエキシマレーザを用いた露光装置とは比較とならないほど大きい。 In exposure apparatuses using vacuum ultraviolet light (for example, F 2 laser light), not only absorption of exposure light by organic substances and Si compounds as before, but also absorption of exposure light by O 2 , H 2 O molecules, etc. is a problem. It becomes. Also, the amount of absorption is so large that it cannot be compared with an exposure apparatus using a conventional KrF excimer laser or ArF excimer laser.
このため露光光の光路空間内は、高純度不活性ガスで不純物濃度がppmレベル以下にパージされる必要がある。 For this reason, the optical path space of the exposure light needs to be purged to a ppm level or less with a high purity inert gas.
しかし、投影光学系の最下端にある光学素子とウエハとの間の狭い空間でのパージは上記の理由から容易ではないので、特に問題となる。また、レジストから放出される脱ガス(レジスト放出ガス)は、有機化合物、Si化合物等を主成分としたものであり、露光光による作用(光CVD反応)を受けて、直接的に投影光学系の最下端にある光学素子の表面を曇らせる(照度低下の原因)ことになり、問題が大きい。 However, purging in a narrow space between the optical element at the lowermost end of the projection optical system and the wafer is not easy because of the above reasons, and is particularly problematic. Further, the degassing (resist releasing gas) released from the resist is mainly composed of an organic compound, a Si compound, etc., and is directly subjected to an exposure light (photo CVD reaction) to directly project optical systems. This causes the surface of the optical element at the lowermost end to become cloudy (causes a decrease in illuminance), which is a serious problem.
このため以下のような局所パージ機構が提案されている。 For this reason, the following local purge mechanism has been proposed.
投影光学系の最下端にある光学素子とウエハとの間に穴あき板(ガイド板)を設置し、その上部の任意の一方向からガスを供給する一方、対向する方向からガスを排気する。(なお、対向する位置から排気しない場合、ガイド板の穴では強いダウンフローが生じるが、その跳ね返りとしてレジスト放出ガス成分を大量に含むガス流のアップフローが発生する可能性がある。)
これにより投影光学系の最下端にある光学素子とウエハとの間の露光光が通過する空間(局所パージ空間)を高純度ガスで満たすことができる。
A perforated plate (guide plate) is installed between the optical element at the lowest end of the projection optical system and the wafer, and gas is supplied from an arbitrary upper direction of the wafer, while gas is exhausted from the opposite direction. (Note that if exhaust is not performed from the opposing position, a strong downflow occurs in the hole of the guide plate, but as a bounce, an upflow of a gas flow containing a large amount of the resist emission gas component may occur.)
As a result, the space (local purge space) through which the exposure light passes between the optical element at the lowest end of the projection optical system and the wafer can be filled with high-purity gas.
上記局所パージ機構を設けることで上述した問題の殆どは解決される。 By providing the local purge mechanism, most of the problems described above are solved.
しかし、第1の不具合として、レジスト放出ガスが投影光学系の最下端にある光学素子表面に到達する到達量を大幅に低減させることができたとしても、上記光学素子表面に対するレジスト放出ガスの到達量が均一ではなく、ばらつきがあると、これが照度ムラの原因となるおそれがあった。 However, as a first problem, even if the amount of arrival of the resist emission gas to the optical element surface at the lowermost end of the projection optical system can be greatly reduced, the arrival of the resist emission gas to the optical element surface If the amount is not uniform and varies, this may cause uneven illumination.
また、第2の不具合として、高純度ガスの給排気には通常パイプが用いられるが、これを局所パージ空間に直結すると、パイプの出入り口近傍でのガス流が乱れ、局所パージ空間内でのパージガスの流れ(流速ベクトルの分布)の均一性が低下し、上記光学素子表面に対するレジスト放出ガスの到達量の分布にムラができてしまう。これは上記と同様に照度ムラの原因となるおそれがあった。 As a second problem, a pipe is usually used for supplying and exhausting high-purity gas. However, if this pipe is directly connected to the local purge space, the gas flow near the inlet / outlet of the pipe is disturbed, and the purge gas in the local purge space The uniformity of the flow (distribution of the flow velocity vector) decreases, and the distribution of the amount of the resist emission gas reaching the surface of the optical element becomes uneven. This may cause illuminance unevenness as described above.
上記局所パージ機構の有効性については疑う余地はないが、より完成度を高めて上記2つの不具合を低減させることが要望されている。 There is no doubt about the effectiveness of the local purge mechanism, but it is desired to improve the degree of completeness and reduce the two problems.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、局所パージ空間内でのパージガスの流れを均一化することができる、露光方法、該露光方法を利用した電子デバイスの製造方法及び露光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an exposure method, an electronic device manufacturing method using the exposure method, and an exposure apparatus that can uniformize the flow of purge gas in the local purge space. The purpose is to do.
上記目的を達成する本発明の露光方法は、投影光学系(150)を介して被露光基板(230)上に所定のパターンを露光転写する露光方法であって、投影光学系と被露光基板
との間の、露光光の光路を含む空間(181)に、露光光を透過する透過性流体を供給し、空間から透過性流体を含む流体を排出し、所定の間隔で露光光の光路を含む空間に対する透過性流体の供給方向又は透過性流体を含む流体の排出方向の少なくとも一方を変更することを特徴とする。
An exposure method of the present invention that achieves the above object is an exposure method for exposing and transferring a predetermined pattern onto a substrate to be exposed (230) via a projection optical system (150), the projection optical system, the substrate to be exposed, A transmissive fluid that transmits the exposure light is supplied to a space (181) that includes the optical path of the exposure light, and a fluid that includes the transmissive fluid is discharged from the space, and the optical path of the exposure light is included at a predetermined interval. At least one of the supply direction of the permeable fluid to the space or the discharge direction of the fluid containing the permeable fluid is changed.
本発明の露光方法によれば、レジスト放出ガスが投影光学系の最下端にある光学素子表面に到達する到達量の分布を略均一にすることができ、露光光強度ムラ(照度ムラ)を可及的に少なくし、殆ど無視することが出来る程度にすることができる。これにより、長期間にわたって所望の露光性能を維持することが可能となる。 According to the exposure method of the present invention, the distribution of the amount of arrival of the resist emission gas to the optical element surface at the lowest end of the projection optical system can be made substantially uniform, and unevenness of exposure light intensity (irradiance unevenness) can be achieved. It can be made as small as possible and almost negligible. Thereby, desired exposure performance can be maintained over a long period of time.
本発明の露光方法において、前記空間に前記透過性流体を供給する供給口と、前記空間から前記透過性流体を含む流体を排出する排出口とに切り替わる少なくとも2つの開口(183,184)を有し、前記透過性流体の供給方向又は前記透過性流体を含む流体の排出方向の少なくとも一方の変更は、前記少なくとも2つの開口のそれぞれを、前記供給口と前記排出口とに交互に切り替えることにより行われることが好ましい。 The exposure method of the present invention has at least two openings (183, 184) that switch between a supply port that supplies the permeable fluid to the space and a discharge port that discharges the fluid containing the permeable fluid from the space. Then, at least one of the supply direction of the permeable fluid or the discharge direction of the fluid containing the permeable fluid is changed by alternately switching the at least two openings to the supply port and the discharge port. Preferably, it is done.
また、前記少なくとも2つの開口のうち、前記供給口に設定されている一方の開口を、所定時間経過後に前記排出口に設定すると共に、前記少なくとも2つの開口のうち、前記排出口に設定されている他方の開口を、所定時間経過後に前記供給口に設定することが好ましい。 In addition, one of the at least two openings that is set as the supply port is set as the discharge port after a predetermined time has elapsed, and the one of the at least two openings is set as the discharge port. The other opening is preferably set to the supply port after a predetermined time has elapsed.
また、前記少なくとも2つの開口のうち、少なくとも1つの開口(183,184)に流体均一化機構(260)を装備して、前記空間内における前記透過性流体あるいは前記透過性流体を含む流体の流れを均一化させることが好ましい。これにより、レジスト放出ガスが投影光学系の最下端にある光学素子表面に到達する到達量の分布を略均一にすることができることと、露光光の光路を含む空間を流れる流体の速度分布を均一化できることとが相俟って、露光光強度ムラ(照度ムラ)をさらに少なくし、殆ど無視することが出来る程度にすることができ、長期間にわたって所望の露光性能を維持することが可能となる。 In addition, at least one of the at least two openings (183, 184) is equipped with a fluid equalization mechanism (260) so that the permeable fluid or the fluid containing the permeable fluid in the space flows. Is preferably made uniform. This makes it possible to make the distribution of the amount of arrival of the resist emission gas reaching the surface of the optical element at the lowest end of the projection optical system substantially uniform, and to make the velocity distribution of the fluid flowing in the space including the optical path of the exposure light uniform. The exposure light intensity unevenness (illuminance unevenness) can be further reduced to a level that can be almost ignored, and desired exposure performance can be maintained over a long period of time. .
前記透過性流体は、窒素ガス又は希ガスであることが好ましい。 The permeable fluid is preferably nitrogen gas or a rare gas.
また、本発明の別の露光方法は、投影光学系(150)を介して被露光基板(230)上に所定のパターンを露光転写する露光方法であって、投影光学系と被露光基板との間の、露光光の光路を含む空間(181)に、供給口を介して、該露光光を透過する透過性流体を供給し、排出口を介して空間から透過性流体を含む流体を排出し、供給口又は排出口の少なくとも一方に流体均一化機構(260)を装備して、空間内における透過性流体あるいは透過性流体を含む流体の流れを均一化させることを特徴とする。 Another exposure method of the present invention is an exposure method in which a predetermined pattern is exposed and transferred onto a substrate to be exposed (230) via a projection optical system (150), and the projection optical system and the substrate to be exposed are exposed. A permeable fluid that transmits the exposure light is supplied to the space (181) including the optical path of the exposure light through the supply port, and the fluid containing the transmissive fluid is discharged from the space through the discharge port. Further, at least one of the supply port and the discharge port is equipped with a fluid homogenization mechanism (260), and the flow of the fluid containing the permeable fluid or the permeable fluid in the space is made uniform.
本発明の別の露光方法によれば、投影光学系と被露光基板との間の、露光光の光路を含む空間を流れる流体の速度分布を均一化することができ、露光光強度ムラ(照度ムラ)を可及的に少なくし、殆ど無視することが出来る程度にすることができる。これにより、長期間にわたって所望の露光性能を維持することが可能となる。 According to another exposure method of the present invention, the velocity distribution of the fluid flowing in the space including the optical path of the exposure light between the projection optical system and the substrate to be exposed can be made uniform, and the exposure light intensity unevenness (illuminance) (Unevenness) can be reduced as much as possible and can be almost ignored. Thereby, desired exposure performance can be maintained over a long period of time.
本発明の別の露光方法において、前記均一化機構(260)が、
板部材(261)を備え、前記流体が前記空間内に供給される際、前記流体が前記板部材に衝突して、分流した状態で前記空間内に供給され、又は前記空間内から前記流体が排出される際、前記流体が前記板部材に衝突して一旦分流した状態で排出されるようにすること、
スリット(262)を備え、前記流体が前記空間内に供給される際、前記流体が該スリ
ットにより分流した状態で前記空間内に供給され、又は前記空間内から前記流体が排出される際、前記流体が前記スリットを通過して排出されるようにすること、
メッシュ(263)を備え、前記流体が前記空間内に供給される際、前記流体が前記メッシュを通過した後、前記空間内に供給され、又は前記空間内から前記流体が排出される際、前記流体が前記メッシュを通過して排出されるようにすること、
パーティクルフィルタ(264)を備え、前記流体が前記空間内に供給される際、前記流体が前記パーティクルフィルタを通過した後、前記空間内に供給され、又は前記空間内から前記流体が排出される際、前記流体が前記パーティクルフィルタを通過して排出されるようにすること、
多孔体を備え、前記流体が前記空間内に供給される際、前記流体が前記多孔体を通過した後、前記空間内に供給され、又は前記空間内から前記流体が排出される際、前記流体が前記多孔体を通過して排出されるようにすること、
あるいは、その内部を複数の流路に分割する分割路(265)を備え、前記流体が前記空間内に供給される際、前記流体が前記分割路を通過した後、前記空間内に流入して供給され、又は前記空間から前記流体が前記分割路を通過した後、前記排出口に流入して排出されるようにすることが好ましい。
In another exposure method of the present invention, the uniformizing mechanism (260) includes:
A plate member (261), and when the fluid is supplied into the space, the fluid collides with the plate member and is supplied into the space in a diverted state; or the fluid is supplied from the space. When the fluid is discharged, the fluid collides with the plate member and is discharged in a state of being once divided.
A slit (262), and when the fluid is supplied into the space, the fluid is supplied into the space in a state of being shunted by the slit, or when the fluid is discharged from the space, Allowing fluid to drain through the slit;
When the fluid is supplied into the space, the fluid is supplied into the space after being passed through the mesh, or when the fluid is discharged from the space. Allowing fluid to drain through the mesh;
A particle filter (264) is provided, and when the fluid is supplied into the space, the fluid is supplied into the space after passing through the particle filter, or the fluid is discharged from the space. Allowing the fluid to drain through the particle filter;
When the fluid is supplied into the space, the fluid is supplied into the space after passing through the porous body, or when the fluid is discharged from the space. To be discharged through the porous body,
Alternatively, a dividing path (265) that divides the inside into a plurality of flow paths is provided, and when the fluid is supplied into the space, the fluid flows into the space after passing through the dividing path. It is preferable that the fluid is supplied or discharged from the space after passing through the dividing path and flowing into the discharge port.
本発明の電子デバイスの製造方法は、投影光学系を介して被露光基板上に所定のパターンを露光転写する電子デバイスの製造方法において、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の露光方法を使用して被露光基板を露光することを特徴とする。 The method for manufacturing an electronic device according to the present invention is a method for manufacturing an electronic device in which a predetermined pattern is exposed and transferred onto a substrate to be exposed via a projection optical system, and the exposure method according to any one of claims 1 to 11. To expose the substrate to be exposed.
本発明の露光装置は、投影光学系(150)を介して被露光基板(230)上に所定のパターンを露光転写する露光装置(100)であって、投影光学系と被露光基板との間の、露光光の光路を含む空間(181)に、露光光を透過する透過性流体を供給する手段(203)と、空間から透過性流体を含む流体を排出する手段(204)と、所定の間隔で露光光の光路を含む空間に対する透過性流体の供給方向又は透過性流体を含む流体の排出方向の少なくとも一方を変更する手段(215,216)を装備してなることを特徴とする。 The exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus (100) that exposes and transfers a predetermined pattern onto a substrate (230) to be exposed via a projection optical system (150), between the projection optical system and the substrate to be exposed. A means (203) for supplying a transmissive fluid that transmits the exposure light to a space (181) that includes the optical path of the exposure light, a means (204) for discharging the fluid containing the transmissive fluid from the space, It is equipped with means (215, 216) for changing at least one of the supply direction of the permeable fluid to the space including the optical path of the exposure light and the discharge direction of the fluid containing the permeable fluid at intervals.
本発明の露光装置によれば、透過性流体の供給方向又は透過性流体を含む流体の排出方向の少なくとも一方を変更するという簡単な構成により、レジスト放出ガスが投影光学系の最下端にある光学素子表面に到達する到達量の分布を略均一にすることができ、露光光強度ムラ(照度ムラ)を可及的に少なくし、殆ど無視することが出来る程度にすることができる。これにより、長期間にわたって所望の露光性能を維持することが可能となる。 According to the exposure apparatus of the present invention, with a simple configuration in which at least one of the supply direction of the permeable fluid or the discharge direction of the fluid containing the permeable fluid is changed, the resist emission gas is at the lowermost end of the projection optical system. The distribution of the amount reaching the element surface can be made substantially uniform, and the exposure light intensity unevenness (illuminance unevenness) can be made as small as possible and almost negligible. Thereby, desired exposure performance can be maintained over a long period of time.
本発明の別の露光装置は、投影光学系(150)を介して被露光基板(230)上に所定のパターンを露光転写する露光装置(100)であって、投影光学系と被露光基板との間の、露光光の光路を含む空間(181)に、供給口(183,184)を介して、該露光光を透過する透過性流体を供給する手段(203)と、排出口(184,183)を介して前記空間から前記透過性流体を含む流体を排出する手段(204)と、供給口又は排出口の少なくとも一方に流体均一化機構(260)を装備して、空間内における透過性流体あるいは透過性流体を含む流体の流れを均一化させることを特徴とする。 Another exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus (100) that exposes and transfers a predetermined pattern onto a substrate (230) to be exposed via a projection optical system (150), the projection optical system and the substrate to be exposed. Means (203) for supplying a transmissive fluid that transmits the exposure light to a space (181) including an optical path of the exposure light between the two through a supply port (183, 184), and a discharge port (184, 184). 183) is provided with means (204) for discharging the fluid containing the permeable fluid from the space through the space, and at least one of the supply port and the discharge port is equipped with a fluid equalization mechanism (260), so that the permeability in the space can be obtained. It is characterized in that the flow of fluid including fluid or permeable fluid is made uniform.
本発明の別の露光装置によれば、投影光学系と被露光基板との間の、露光光の光路を含む空間を流れる流体の速度分布を均一化することができ、露光光強度ムラ(照度ムラ)を可及的に少なくし、殆ど無視することが出来る程度にすることができる。これにより、長期間にわたって所望の露光性能を維持することが可能となる。 According to another exposure apparatus of the present invention, the velocity distribution of the fluid flowing in the space including the optical path of the exposure light between the projection optical system and the substrate to be exposed can be made uniform, and the exposure light intensity unevenness (illuminance) (Unevenness) can be reduced as much as possible and can be almost ignored. Thereby, desired exposure performance can be maintained over a long period of time.
請求項1に記載の本発明の露光方法によれば、所定の間隔で露光光の光路を含む空間に
対する透過性流体の供給方向又は透過性流体を含む流体の排出方向の少なくとも一方を変更するので、レジスト放出ガスが投影光学系の最下端にある光学素子表面に到達する到達量の分布を略均一にすることができ、露光光強度ムラ(照度ムラ)を可及的に少なくし、殆ど無視することが出来る程度にすることができる。これにより、長期間にわたって所望の露光性能を維持することが可能となる。
According to the exposure method of the present invention described in claim 1, at least one of the supply direction of the permeable fluid to the space including the optical path of the exposure light or the discharge direction of the fluid containing the transmissive fluid is changed at a predetermined interval. The distribution of the amount of the resist emission gas that reaches the optical element surface at the lowest end of the projection optical system can be made substantially uniform, and the exposure light intensity unevenness (illuminance unevenness) can be made as small as possible and almost ignored. To the extent that can be done. Thereby, desired exposure performance can be maintained over a long period of time.
また、請求項6に記載の本発明の別の露光方法によれば、透過性流体の供給口又は排出口の少なくとも一方に流体均一化機構を装備して、空間内における透過性流体あるいは透過性流体を含む流体の流れを均一化させるので、露光光の光路を含む空間を流れる流体の速度分布を均一化することができ、露光光強度ムラ(照度ムラ)を可及的に少なくし、殆ど無視することが出来る程度にすることができる。これにより、長期間にわたって所望の露光性能を維持することが可能となる。 According to another exposure method of the present invention as set forth in claim 6, at least one of the supply port and the discharge port of the permeable fluid is equipped with a fluid equalizing mechanism, so that the permeable fluid or the permeability in the space is provided. Since the flow of the fluid including the fluid is made uniform, the velocity distribution of the fluid flowing in the space including the optical path of the exposure light can be made uniform, and the exposure light intensity unevenness (illuminance unevenness) is reduced as much as possible. It can be negligible. Thereby, desired exposure performance can be maintained over a long period of time.
また、請求項13に記載の本発明の電子デバイスの製造方法によれば、請求項1乃至12のいずれか一項に記載の露光方法を使用して被露光基板を露光するので、露光処理のスループットを向上させて生産性を上げることができ、また歩留まりを向上させることが出来る。 According to the electronic device manufacturing method of the present invention described in claim 13, the substrate to be exposed is exposed using the exposure method according to any one of claims 1 to 12. Throughput can be increased to increase productivity, and yield can be improved.
また、請求項14に記載の本発明の露光装置によれば、所定の間隔で露光光の光路を含む空間に対する透過性流体の供給方向又は透過性流体を含む流体の排出方向の少なくとも一方を変更する手段を装備してなるので、簡単な構成によりレジスト放出ガスが投影光学系の最下端にある光学素子表面に到達する到達量の分布を略均一にすることができ、露光光強度ムラ(照度ムラ)を可及的に少なくし、殆ど無視することが出来る程度にすることができる。これにより、長期間にわたって所望の露光性能を維持することが可能となる。 According to the exposure apparatus of the present invention as set forth in claim 14, at least one of a supply direction of the permeable fluid to a space including the optical path of the exposure light and a discharge direction of the fluid containing the permeable fluid are changed at a predetermined interval. With a simple configuration, the distribution of the arrival amount of the resist emission gas reaching the surface of the optical element at the lowest end of the projection optical system can be made substantially uniform with a simple configuration, and the exposure light intensity unevenness (illuminance) (Unevenness) can be reduced as much as possible and can be almost ignored. Thereby, desired exposure performance can be maintained over a long period of time.
また、請求項19に記載の本発明の別の露光装置によれば、流体の供給口又は排出口の少なくとも一方に流体均一化機構を装備して、空間内における透過性流体あるいは透過性流体を含む流体の流れを均一化させるので、露光光強度ムラ(照度ムラ)を可及的に少なくし、殆ど無視することが出来る程度にすることができる。これにより、長期間にわたって所望の露光性能を維持することが可能となる。 According to another exposure apparatus of the present invention as set forth in claim 19, at least one of the fluid supply port and the fluid discharge port is equipped with a fluid homogenizing mechanism so that the permeable fluid or the permeable fluid in the space is supplied. Since the flow of the contained fluid is made uniform, the exposure light intensity unevenness (illuminance unevenness) can be reduced as much as possible and can be almost ignored. Thereby, desired exposure performance can be maintained over a long period of time.
以下本発明の露光方法、該露光方法を利用した電子デバイスの製造方法及び露光装置の実施形態について図1乃至図6を参照して説明する。 Embodiments of an exposure method, an electronic device manufacturing method using the exposure method, and an exposure apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1は本発明の露光装置の第1実施形態を示す全体構成図、図2は図1の露光装置の投影光学系と被露光基板との間の、露光光の光路を含む空間に装備される局所流体給排出部の平面図(先端の光学部材151側から見た平面図)、図3は図2に示す局所流体給排出部における流体の流れを示す説明側断面図、図4は図3に示す流体の流れ方向を変更した場合を示す図3と同様の説明側断面図、図5(a)乃至(c)及び図6(a)乃至(c)は図2の局所流体給排出部に配置される流体均一化機構の斜視図である。 FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a first embodiment of an exposure apparatus of the present invention, and FIG. 2 is installed in a space including an optical path of exposure light between the projection optical system of the exposure apparatus of FIG. FIG. 3 is a side sectional view showing the flow of fluid in the local fluid supply / discharge portion shown in FIG. 2, and FIG. 3 is a side sectional view similar to FIG. 3 showing a case where the flow direction of the fluid shown in FIG. 3 is changed, and FIGS. 5 (a) to 5 (c) and FIGS. 6 (a) to 6 (c) are local fluid supply / discharge of FIG. It is a perspective view of the fluid equalization mechanism arrange | positioned at a part.
まず本第1実施形態の露光装置の全体構成及び動作について、図1を参照して説明する。 First, the overall configuration and operation of the exposure apparatus of the first embodiment will be described with reference to FIG.
本第1実施形態においては、露光用ビームとしてF2レーザー光を用いるステップ・アンド・スキャン型投影露光装置を例示して本発明を説明する。 In the first embodiment, the present invention will be described by exemplifying a step-and-scan type projection exposure apparatus using F 2 laser light as an exposure beam.
露光装置100は、光源110、照明光学系120、レチクル操作部140、投影光学系(PL)150、ウエハ操作部160、アライメント系170、局所ガス供給部(パー
ジ部)180、環境制御系200及び図示せぬ制御部等を有する。
The
なお以下の説明においては、投影光学系150の光軸と直交して紙面と垂直な方向をX方向、投影光学系150の光軸と直交して紙面と平行な方向をY方向、また、X、Y方向と直交して投影光学系150の光軸と平行な方向をZ方向とする。
In the following description, the direction orthogonal to the optical axis of the projection
光源110は、真空紫外域である波長157nmのパルスレーザー光を発生するF2レーザーである。光源110より出射された光ビームは、照明光学系120に入射される。
The
照明光学系120は、光源110より射出された光ビームの整形及び照度の均一化等の処理を行い、処理した露光光を転写すべきパターンが形成されたレチクル(R)220に照射する。
The illumination
照明光学系120は、可動ミラーを有し光源110より射出された光ビームの位置合わせを行うビームマッチングユニット(BMU)121、光ビームの減光率を調整する可変減光器としての光アッテネータ122、光ビームを整形するビーム整形光学系123、露光光の光量分布を調整するオプティカル・インテグレータとしてのフライアイレンズ124、露光光の光量分布を円形、複数の偏心領域、輪帯状などで設定して照明条件を決定する開口絞り125、露光光量検出のために光ビームを分岐するビームスプリッタ126、ミラー127及び131、リレーレンズ128及び130、照明領域を規定するレチクルブラインド(視野絞り)129、コンデンサレンズ系132及びこれらを収容する照明系チャンバ133を有する。
The illumination
このような照明光学系120においては、光源110より射出された光ビームは、ビームマッチングユニット121において光軸が照明光学系120の光軸と一致するように調整され、光アッテネータ122に入射される。光アッテネータ122の減光率は、図示せぬ制御部からの制御信号に基づいて段階的又は連続的に調整されるようになっており、これにより露光光量の調整がなされる。なお、露光光量の調整は、光源110における光ビームの出力エネルギーの制御と合わせて行われる。
In such an illumination
光アッテネータ122を通過した光ビームは、ビーム整形光学系123において断面形状が整形され、フライアイレンズ124において光量分布が均一化された後、開口絞り125を介してビームスプリッタ126に入射される。
The light beam that has passed through the
ビームスプリッタ126は、透過率が高く反射率が低いビームスプリッタ126であって、これにより反射された光は、図示せぬインテグレータセンサに入射され光量が計測される。
The
ビームスプリッタ126を通過した露光光ELは、ミラー127によりほぼ水平方向に反射され、リレーレンズ128を介してレチクルブラインド129に達する。
The exposure light EL that has passed through the
レチクルブラインド129は、レチクル220のパターン面と光学的にほぼ共役な面に配置された、レチクル220のパターン面の照明領域外(露光範囲外)を覆うことによりレチクル220の照明領域を規定する遮光板である。レチクルブラインド129は、固定ブラインド及び可動ブラインドを有し、露光光ELが照射されるレチクル220の照明領域を、投影光学系150の円形視野内で露光光ELの光軸を中心としてX方向に延びる矩形形状に規定する。またレチクルブラインド129は、走査露光中、レチクル220が移動される走査方向(本実施形態ではY方向)の照明領域の幅を所定の幅に制御する。
レチクルブラインド129を通過した露光光ELは、リレーレンズ130、ミラー13
1及びコンデンサレンズ系132を介してレチクル操作部140に入射され、レチクル220のパターン面上の所定の領域を照明する。
The exposure light EL that has passed through the reticle blind 129 passes through the
1 and the
照明光学系120のこれらビームマッチングユニット121からコンデンサレンズ系132に至る各構成部は、F2レーザー光である露光光ELに対してエネルギー吸収の少ない不活性ガス(透過性ガス、例えばヘリウム、窒素等)若しくはこれらヘリウム、窒素等の混合ガスを充満させた照明系チャンバ133内に収容されている。
Each component from the
照明系チャンバ133は、バルブ209を介して不活性ガス回収装置204に接続され、またバルブ205を介して不活性ガス供給装置203に接続されている。従って、バルブ205及びバルブ209をそれぞれ開くことによって、照明系チャンバ133内の空気が排気される一方、照明系チャンバ133内に不活性ガスが供給されて、照明系チャンバ133内の空気が不活性ガスに置換される。
The
レチクル操作部140は、投影光学系150と照明光学系120との間に設けられ、レチクル(マスク)220を保持し、照明光学系120より出射され投影光学系150に入射される露光光ELにレチクル220上のパターンの所望の領域が適切に照射されるように、その位置、姿勢を制御する。
The
レチクル操作部140は、レチクルステージ141、図示せぬレーザー干渉計システム及びレチクル室142を有する。
The
レチクルステージ141は、所定のストロークでY方向に移動可能に、またXY平面内で回転方向及び並進方向に微動可能に、レチクル220を保持する。 レチクルステージ141は、図示しない少なくとも6つの測長軸を有するレーザー干渉計システムによって、X、Y方向の位置、X軸、Y軸及びZ軸回りの3つの回転量(ピッチング量、ローリング量、ヨーイング量)、及び、Z方向の位置(投影光学系150との間隔)が計測されている。レチクルステージ141は、これらの計測結果より図示せぬ制御部において生成される制御信号に基づいて、レチクル220を所望の位置、姿勢に調整し、また、走査露光時に、ウエハ230の移動に同期して、露光光ELの照明領域に対してレチクル220を走査方向(Y方向)に所定の速度で移動する。
The
レチクルステージ141は、露光光ELに対してエネルギー吸収の少ない不活性ガスを充満させたレチクル室142に収容されている。
The
レチクル室142は、バルブ210を介して不活性ガス回収装置204に接続され、またバルブ206を介して不活性ガス供給装置203に接続されている。従って、バルブ206及びバルブ210をそれぞれ開くことによって、レチクル室142内の空気が排気される一方、レチクル室142内に不活性ガスが供給されて、レチクル室142内の空気が不活性ガスに置換される。不活性ガスは、大気圧より1〜10%程度高い圧力となるようにレチクル室142内に供給される。
The
投影光学系150(PL)は、レチクル220のパターンの縮小像を、露光光ELの照明領域と共役な露光領域(ウエハ230での露光光ELの照射領域)に形成する両側テレセントリックな縮小系である。すなわち、レチクル220のパターンの像は、投影光学系150により所定の縮小倍率α(αは例えば1/4、1/5等)で縮小され、ウエハ操作部160のウエハステージ上に載置されている予め表面にフォトレジストが塗布されたウエハ230上に投影される。
The projection optical system 150 (PL) is a double-sided telecentric reduction system that forms a reduced image of the pattern of the
なお、本実施形態において露光光ELはF2レーザー光であるため、透過率のよい光学
硝材は、螢石(CaF2)、フッ素や水素をドープした石英ガラス、及び、フッ化マグネシウム(MgF2)等に限られる。従って、投影光学系150を屈折光学部材のみで構成して所望の色収差特性等の結像特性が得られない場合には、投影光学系150は、屈折光学部材と反射鏡を組み合わせた反射屈折系により構成する。
In this embodiment, since the exposure light EL is F 2 laser light, optical glass materials with good transmittance are meteorite (CaF 2 ), quartz glass doped with fluorine or hydrogen, and magnesium fluoride (MgF 2). ) Etc. Therefore, in the case where the projection
投影光学系150においては、レチクル220側の光学部材(光学素子)からウエハ230側の先端の光学部材までの全ての光学部材(投影光学系150内の露光光ELの全光路)は、F2レーザー光である露光光ELに対してエネルギー吸収の少ない不活性ガスを充満させた鏡筒PK内に収容されている。
In the projection
鏡筒PKは、その外周に形成した不図示のフランジを介して露光装置の図示しないボディフレームに搭載され、固定されている。鏡筒PKは、バルブ211を介して不活性ガス回収装置204に接続され、またバルブ207を介して不活性ガス供給装置203に接続されている。従って、バルブ207及びバルブ211をそれぞれ開くことによって、鏡筒PK内の空気が排気される一方、鏡筒PK内に不活性ガスが供給され、鏡筒PK内の空気が不活性ガスに置換される。不活性ガスは、大気圧より1〜10%程度高い圧力となるように、鏡筒PK内に供給される。
The lens barrel PK is mounted and fixed to a body frame (not shown) of the exposure apparatus via a flange (not shown) formed on the outer periphery thereof. The lens barrel PK is connected to an inert
ウエハ操作部160は、露光対象のウエハ(感応基板)230を保持し、その位置を制御して、これを投影光学系150から出射される露光光ELによるレチクル220のパターンの像の照射対象として供する。また、走査露光時には、レチクル操作部140におけるレチクル220の移動と同期して、ウエハ230の位置を順次移動させる。
The
ウエハ操作部160は、ウエハ230を保持するウエハステージ161、ウエハステージの位置及び姿勢を検出するレーザー干渉計システム162、ウエハステージを駆動するステージ駆動系163及びウエハローダ部164を有する。
The
ウエハステージ161は、ベース盤上に支持されステージ駆動系によりベース盤上をXY2次元に自在に移動可能なステージ本体、3個のZ方向アクチュエータによってステージ本体上に支持されZ方向の位置及びXY平面における傾きを調整する調整用ステージ、及び、調整用ステージ上に支持されウエハ230を表面に形成された吸着孔からの真空吸引力の作用により吸着し保持するウエハホルダを有し、ウエハローダ部164によって搬送され載置されたウエハ230を、ウエハホルダ上に所望の姿勢で保持し、露光に供する。
The
レーザー干渉計システム162は、少なくとも5つの測長軸を有し、調整用ステージに形成される反射面にレーザービームを照射して、ウエハステージのX、Y方向の位置情報、及び、X軸、Y軸及びZ軸回りの3つの回転量、すなわち、ピッチング量、ローリング量及びヨーイング量を計測する。
The
ステージ駆動系163は、ベース盤上に支持されたウエハステージをX,Y2次元方向に自在に移動させる。
The
ウエハローダ部164は、露光装置100に投入されたウエハカセットより露光処理対象のウエハ230を取り出し、ウエハステージ161のウエハホルダ上に載置する。また、露光処理の終了したウエハ230をウエハステージより回収して、新たなウエハカセットの所定の位置に収容する。
The
アライメント系170は、ウエハ操作部160に保持されたウエハ230の位置を検出し所望の位置にウエハ230の位置を位置決めするために、ウエハ230のアライメント
マーク及びウエハ操作部160のウエハステージに設けられる基準マーク等を検出し、検出結果を図示せぬ制御部に出力する。
The
局所ガス給排出部(局所流体給排出部)180は、投影光学系150の先端の光学部材と、ウエハ操作部160に保持されたウエハ230との間の、露光光の光路空間を含む空間(特定空間)181に不活性ガスを所定の方向から流すことにより、特定空間181内の吸光物質を排除する。また、これにより、ウエハ230のレジストから発生するアウトガスが先端の光学部材に付着するのを抑制する。
The local gas supply / discharge unit (local fluid supply / discharge unit) 180 is a space (including an optical path space of exposure light between the optical member at the tip of the projection
局所ガス給排出部180の詳細な構成については、図2乃至図6を参照して後で説明する。 The detailed configuration of the local gas supply / discharge unit 180 will be described later with reference to FIGS.
環境制御系200は、露光装置100本体の設置環境及び露光装置100内の露光光ELの経路等を所望の状態に整えるための構成部である。
The
環境制御系200は、チャンバ201、フィルタ202、不活性ガス供給装置203及び不活性ガス回収装置204を有する。
The
チャンバ201は、露光装置100全体を収容する環境制御チャンバ(エンバイロンメンタル・チャンバ)である。チャンバ201内には空調装置が設けられており、露光装置100に対して温度や湿度が調整されたエアーが送風され、露光装置100の設置環境が所望の状態に維持されている。
The
フィルタ202は、露光装置100が設置されているチャンバ201内を清浄化するために、化学吸着及び物理吸着によりケミカルコンタミ等の不純物を除去する不純物除去フィルタ及び塵埃を除去するパーティクル除去フィルタである。前述したように、露光装置100はチャンバ201内に設けられており、フィルタ202はチャンバ201内の空調装置の風上部に設置されている。その結果、チャンバ201内においては、露光装置100に対して清浄なエアーが供給されることとなり、露光装置100の周囲から露光装置100へのケミカルコンタミ等の不純物の侵入を防止することができる。
The
不活性ガス供給装置203は、照明光学系120の照明系チャンバ133、レチクル操作部140のレチクル室142、投影光学系150の鏡筒PK及び局所ガス給排出部180に、F2レーザー光である露光光ELに対してエネルギー吸収の少ない不活性ガスを供給する。
The inert
具体的には、不活性ガス供給装置203は、露光装置100の全体が収納されているチャンバ201の外部に設置され、不活性ガスが高純度の状態で圧縮又は液化され貯蔵されたボンベである。そして、図示せぬ制御部の制御によりバルブ205乃至208が各々開閉されることにより、前述した各構成部へ不活性ガスを供給する。
Specifically, the inert
なお、本実施の形態の露光装置100においては、波長157nmの真空紫外光を露光光ELとして使用しており、この露光光ELの吸光物質としては、酸素(O2)、水(水蒸気:H2O)、一酸化炭素(CO)、炭酸ガス(二酸化炭素:CO2)、有機物及びハロゲン化物等があり、一方、エネルギー吸収がほとんどなく、これを透過する気体としては、窒素ガス(N2)、水素(H2)及び、ヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)、ラドン(Rn)、よりなる希ガスがある。また、投影光学系とウエハとの間に液体を供給する場合は、水やフッ素系不活性オイルがある。
In the
なお、本実施の形態において、不活性ガス供給装置203で供給する不活性ガス(透過性ガス)としては、窒素ガスを供給するものとする。
In this embodiment mode, nitrogen gas is supplied as the inert gas (permeable gas) supplied by the inert
なお、窒素ガスは、波長が150nm程度までは透過性ガスとして使用することができるが、150nm以下の光に対しては吸光物質として作用する。一方、ヘリウムガスは、波長が100nm程度まで透過性ガスとして使用することができる。また、ヘリウムガスは熱伝導率が窒素ガスの約6倍であり、気圧変化に対する屈折率の変動量が窒素ガスの約1/8である。 Nitrogen gas can be used as a permeable gas up to a wavelength of about 150 nm, but acts as a light absorbing material for light of 150 nm or less. On the other hand, helium gas can be used as a permeable gas up to a wavelength of about 100 nm. Helium gas has a thermal conductivity of about 6 times that of nitrogen gas, and the amount of change in refractive index with respect to a change in atmospheric pressure is about 1/8 that of nitrogen gas.
従って、より透過率を高くし光学系の特性を安定させたい場合や、露光光ELの波長が150nm以下のような場合には、コストは高くなるものの、不活性ガスとしてヘリウムガスを使用することが望ましい。 Therefore, when it is desired to increase the transmittance and stabilize the characteristics of the optical system, or when the wavelength of the exposure light EL is 150 nm or less, the helium gas should be used as an inert gas, although the cost increases. Is desirable.
不活性ガス回収装置204は、不活性ガス供給装置203より不活性ガスが供給される各部、すなわち、前述した照明光学系120の照明系チャンバ133、レチクル操作部140のレチクル室142、投影光学系150の鏡筒PK及び局所ガス給排出部180の排気を行う真空ポンプである。
The inert
不活性ガス回収装置204は、照明光学系120の照明系チャンバ133、レチクル操作部140のレチクル室142及び投影光学系150の鏡筒PKについては、前述したように、不活性ガス供給装置203より不活性ガスが供給される前に各容器内の空気を吸引排気する。
As described above, the inert
また、局所ガス給排出部180については、不活性ガス回収装置204が、露光処理中常にバルブ213,214を介して真空吸引力を作用させ続け、不活性ガス供給装置203より供給される不活性ガスを含む特定空間181内の気体を排気する。これにより不活性ガスが特定空間181内をある程度の速度で流れることとなり、ウエハ230より発生するアウトガスを特定空間181より排気することができる。
In addition, for the local gas supply / discharge unit 180, the inert
図示せぬ制御部は、露光装置100において全体として所望の露光処理が行われるように、露光装置100の各構成部を制御する。
A control unit (not shown) controls each component of the
具体的には、ウエハローダ部による露光装置100に投入されたウエハのウエハステージへのローディング及び露光の終了したウエハのアンローディング、アライメント系170により検出された信号に基づくアライメントマークの位置検出のための信号処理、検出したウエハステージ及びウエハの位置に基づくステージ駆動系の制御、及び、走査露光時のレチクル220及びウエハ230の移動、及び、位置及び姿勢の制御等を行う。
Specifically, the wafer loader unit loads the wafer loaded into the
また、制御部は、照明光学系120のインテグレータセンサで検出したビームスプリッタ126での反射光の光量、及び、予め記憶しているビームスプリッタ126の透過率あるいは反射率に基づいて、投影光学系150に対する光の入射光量及びウエハ230上での光量を検出する。この検出結果に基づいて、光源110の発光の開始及び停止、発振周波数、及び、パルスエネルギーで定まる出力を制御し、また、光アッテネータ122における減光率を調整し、最終的にウエハ230に対する露光光ELの光量を制御する。
The control unit also projects the projection
次に、本発明の露光装置の特徴部分である局所ガス給排出部180について図2乃至図6を参照して詳細に説明する。 Next, the local gas supply / discharge unit 180 which is a characteristic part of the exposure apparatus of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
上述したように、局所ガス給排出部180は、投影光学系150とウエハ230との間、すなわち投影光学系150を構成する複数の光学部材のうち、最もウエハ230側に配
置される先端の光学部材151と、ウエハ230との間の露光光ELが通過する光路から吸光物質を排除し、また、ウエハ230のレジスト部分から発生したアウトガスが先端の光学部材151に付着するのを防ぐために、先端の光学部材151とウエハ230との間の特定空間181に不活性ガスを流す機構である。
As described above, the local gas supply / exhaust unit 180 is located between the projection
図2乃至図4に示すように、局所ガス給排出部180は、特定空間181に対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給口と、この供給された不活性ガスを含む気体を排気する排気口に切り替わる同一構造を有する2つの開口部183,184を備える。さらに、局所ガス排出部180は、露光光ELの光軸に対して、開口部183,184の外側で、かつウエハに対向する底面部191に、該底面部191とウエハ230との間の隙間の空間182の気体を吸い込む周囲排気溝(吸引口)186が設けられる。
As shown in FIGS. 2 to 4, the local gas supply / discharge unit 180 exhausts an inert gas supply port that supplies an inert gas to the
不活性ガス供給口又は排気口部に切り替わる開口部183,184は、露光光ELの光路を挟んで、露光装置100のスキャン方向と同じ方向に対向して設けられる。なお、このような開口部183,184の配置に限定されず、例えば開口部183,184をスキャン方向と直交する方向に対向して設けてもよい。
The
底面部191は、ウエハ230の表面と平行に配置され、その中央部に露光光ELの光路及びAF光路に合わせて方形状の開口191aが形成されている。
The
開口部183は、不活性ガス給排気管196、開閉バルブ208及び切り替えバルブ215を介して不活性ガス供給装置203又は不活性ガス回収装置204に接続される。
The
開口部184は、不活性ガス給排気管197、開閉バルブ212及び切り替えバルブ216を介して不活性ガス供給装置203又は不活性ガス回収装置204に接続される。
The
切り替えバルブ215,216は、例えば3方弁からなり、図示せぬ制御部からの電気信号により所定の間隔で開口部183,184を不活性ガス供給装置203側と不活性ガス回収装置204側に交互に切り替えるもので、切り替えバルブ215が開口部183を不活性ガス供給装置203側に切り替えたとき、切り替えバルブ216は開口部184を不活性ガス回収装置204側に切り替え、切り替えバルブ215が開口部183を不活性ガス回収装置204側に切り替えたとき、切り替えバルブ216は開口部184を不活性ガス供給装置203側に切り替えるように制御される。開口部183,184が共に不活性ガス供給装置203側に切り替えられたり、あるいは開口部183,184が共に不活性ガス回収装置204側に切り替えられたりしないようにしている。
The switching
切り替えバルブ215,216を切り替える間隔は、例えばウエハ230を交換する毎(ウエハ毎)に、複数枚のウエハ230を処理する毎(ロット毎)に、あるいは定期メンテナンス毎である。また、切り替えておく時間、例えば開口部183(184)を不活性ガス供給装置203側に切り替える時間の長さと、不活性ガス回収装置204側に切り替える時間の長さとは厳密に同一時間とする必要はなく、ほぼ同じであればよい。
The interval at which the switching
なお、切り替えバルブ215として3方弁の代わりに通常のストップバルブを2つ装備してもよい。また、切り替えバルブ216についても3方弁の代わりに通常のストップバルブを2つ装備してもよい。
Two switching
3方弁、ストップバルブは、電気信号よって容易にリモートコントロールが可能であり、また装置のコストアップに及ぼす影響は僅かである。 The three-way valve and stop valve can be easily remotely controlled by an electrical signal, and the effect on the cost increase of the apparatus is small.
図3に示す状態では、開口部183は切り替えバルブ215を介して不活性ガス供給装
置203側に接続されていて、不活性ガスが、該不活性ガス供給装置203から開口部183より吹き出し、露光光ELの光路を横切って開口部184の方向に流される。このとき、開口部183に対向する開口部184は切り替えバルブ216を介して不活性ガス回収装置204側に接続されていて、露光光ELの光路を含む特定空間181に存在する不活性ガスを含む気体が、切り替えバルブ216、開閉バルブ212及び不活性ガス給排気管197を介して開口部184に作用する吸引力により吸気され、露光装置100が設置されているチャンバ201の外に排気される。
In the state shown in FIG. 3, the
また、図4に示す状態では、開口部184は切り替えバルブ216を介して不活性ガス供給装置203側に接続されていて、該不活性ガス供給装置203から不活性ガスが開口部184より吹き出し、露光光ELの光路を横切って開口部183方向に流される。このとき、開口部184に対向する開口部183は切り替えバルブ215を介して不活性ガス回収装置204側に接続されていて、露光光ELの光路を含む特定空間181に存在する不活性ガスを含む気体が、切り替えバルブ215、開閉バルブ208及び不活性ガス給排気管196を介して開口部183に作用する吸引力により吸気され、露光装置100が設置されているチャンバ201の外に排気される。
In the state shown in FIG. 4, the
投影光学系150の先端面と局所ガス給排出部180の上面との間隙を塞ぐために、局所ガス給排出部180の上面と投影光学系150の先端面の周縁部との間には、フィルム状封止部195が設けられている。このフィルム状封止部195は、気密性の高いフィルム状の部材である。なお、間隙を塞ぐ構成としては気密性の高いフィルム状の部材に限らず他の部材であってもよい。例えば弾性部材を使用してもよい。
In order to close the gap between the front end surface of the projection
これにより、投影光学系150の先端面と局所ガス給排出部180の上面(開口部183の上面部と開口部184の上面部)との間隙から、特定空間181内の不活性ガスを含む気体が、特定空間181外部、すなわち露光装置100内のウエハ操作部160周辺に漏れ出るのを防ぐことができる。
Thereby, the gas containing the inert gas in the
開口部183の底面部と排気口部184の底面部は、局所ガス給排出部180の底面を規定する一連の底面部191と一体に形成されている。
The bottom surface portion of the
局所ガス給排出部180は、該局所ガス給排出部180の底面部191が、ウエハに対して所定の間隔を介して非接触状態となるように、前記フィルム状封止部195によって、投影光学系150の先端面に取りつけられている。
The local gas supply / discharge unit 180 is projected by the film-
また、局所ガス給排出部180には、ウエハ230と所定の距離離れて対向する局所ガス給排出部180の底面部191の、特定空間181の外側に、該特定空間181を取り囲むように、周囲排気溝186が設けられている。
Further, the local gas supply / discharge unit 180 has a peripheral surface so as to surround the
周囲排気溝186は、図2に示すように、4箇所で排気管198,199に連結され、各排気管198,199は、対応するバルブ213,214を介して不活性ガス回収装置204に接続されている。これにより、局所ガス給排出部180とウエハ230との間の間隙に存在する気体が、不活性ガス回収装置204よりバルブ213,214及び排気管198,199を介して周囲排気溝186に作用される吸引力により吸気され、チャンバ201の外部に排気される。
As shown in FIG. 2, the surrounding
周囲排気溝186からは、開口部183(開口部184)からの不可性ガスの供給量と開口部184(開口部183)からの気体の総排気量との差よりも多い量の気体を排気する。このようにすると、開口部183(開口部184)からの不活性ガスの供給量の方が開口部184(開口部183)からの気体の排気量よりも多くしても、周囲排気溝186
からの気体の排気量をも含めると、開口部184及び周囲排気溝186からの気体の総排気量は、開口部183(開口部184)からの不活性ガスの供給量よりも多くなる。その結果、周囲排気溝186は特定空間181を囲んで配置されているので、周囲排気溝186は、図3又は図4に示すように、特定空間181方向からの不活性ガスを含む気体に加えて、局所ガス給排出部180の外部方向からの空気をも合わせて吸い込む。すなわち、特定空間181からも外部からも周囲排気溝186に向かう気体の流れが発生する。その結果、外部の空気が特定空間181に入るのが防止されるとともに、特定空間181の気体が外部の空間に漏れ出すのも防止される。
The surrounding
Including the exhaust amount of the gas from the
周囲排気溝186には、図2に示すように、開口部183に接続される不活性ガス給排気管196と開口部184に接続される不活性ガス給排気管197の箇所で切り欠き186aがあり、また不活性ガス給排気管196と不活性ガス給排気管197を結ぶ線と直交する線上にあるAF光を露光エリアに導くためのガラス窓250,250の箇所で切り欠き186bがある。この切り欠き186bは切り欠き186aに比して大きいので、外気が切り欠き186bを介して局所ガス給排出部180に流入する原因となる。このため、周囲排気溝186に接続される排気管198,199は、切り欠き186b(ガラス窓250)の両側に配置されている。
As shown in FIG. 2, the
次に、上記露光装置100による露光方法及び電子デバイスの製造方法の一実施態様について説明する。
Next, an embodiment of an exposure method and an electronic device manufacturing method by the
レチクル220のパターンをウエハ230に露光する露光処理時において、例えば、図3に示すように、切り替えバルブ215により開口部183を不活性ガス供給装置203側に切り替え、また切り替えバルブ216により開口部184を不活性ガス回収装置204側に切り替える。
During the exposure process for exposing the pattern of the
これにより、不活性ガス供給装置203からバルブ208及び不活性ガス給排気管196を通して供給される不活性ガスは、開口部183より所定の速度で吹き出され、先端の光学部材151とウエハ230の露光領域の間の露光光ELの光路を含む特定空間181に供給される。
As a result, the inert gas supplied from the inert
特定空間181に供給された不活性ガスは、露光光ELの光路に対向して配置されている開口部184により吸引されて、不活性ガス給排気管197及び不活性ガス回収装置204を介して、チャンバ201外に排気される。
The inert gas supplied to the
特定空間181の吸光物質を含む空気等は、開口部183から開口部184に向かう不活性ガスの流れに伴って実質的に露光装置100外へ排気されることとなり、特定空間181内は不活性ガスが充満した状態となる。
Air or the like containing the light-absorbing substance in the
次に、図4に示すように、切り替えバルブ215により開口部183を不活性ガス回収装置204側に切り替え、また切り替えバルブ216により開口部184を不活性ガス供給装置203側に切り替える。
Next, as shown in FIG. 4, the switching
これにより、不活性ガス供給装置203からバルブ212及び不活性ガス給排気管197を通して供給される不活性ガスは、開口部184より所定の速度で吹き出され、先端の光学部材151とウエハ230の露光領域の間の露光光ELの光路を含む特定空間181に供給される。
As a result, the inert gas supplied from the inert
特定空間181に供給された不活性ガスは、露光光ELの光路に対向して配置されている開口部183により吸引されて、不活性ガス給排気管196及び不活性ガス回収装置2
04を介して、チャンバ201外に排気される。
The inert gas supplied to the
The air is exhausted out of the
特定空間181の吸光物質を含む空気等は、前回とは反対の開口部184から開口部183に向かう不活性ガスの流れに伴って実質的に露光装置100外へ排気されることとなり、特定空間181内は不活性ガスが充満した状態となる。
The air containing the light-absorbing substance in the
特定空間181においては、図3に示すよう、開口部183から開口部184方向への、また図4に示すように、開口部184から開口部183方向への、すなわち先端の光学部材151及びウエハ230の表面に平行で露光光ELの光路に垂直な方向への不活性ガスの流れが形成される。
In the
これにより、ウエハ230の露光領域でレジストより発生したアウトガスは、露光光ELの光軸方向、すなわち先端の光学部材151の方向に拡散しながらも不活性ガスの流れにより強制的に開口部184(又は開口部183)の方向に流され、開口部184(又は開口部183)より排気される。
As a result, the outgas generated from the resist in the exposure region of the
不活性ガスが流れる方向を、開口部183から開口部184への方向と、開口部184から開口部183への方向と、所定の間隔をあけて変更することにより、ウエハ230の露光領域でレジストより発生したアウトガスが特定空間181内に拡散したとしても、該アウトガスの光学部材151への到達分布量を略均一にすることができ、露光光強度ムラ(照度ムラ)を可及的に少なくし、殆ど無視することが出来る程度にすることができる。これにより、長期間にわたって所望の露光性能を維持することが可能となる。
By changing the direction in which the inert gas flows in a direction from the
開口部183(又は開口部184)から供給される不活性ガスの量は開口部184(又は開口部183)より排気される気体の量よりも多く、また、局所ガス給排出部180の上面と投影光学系150の間はフィルム状封止部195により封止されているので、特定空間181に供給された余分な不活性ガスは、局所ガス給排出部180とウエハ230との間の隙間の空間182に流れこみ、特定空間181から流れ出る。
The amount of the inert gas supplied from the opening 183 (or the opening 184) is larger than the amount of gas exhausted from the opening 184 (or the opening 183), and the upper surface of the local gas supply / discharge unit 180 Since the projection
一方、この隙間の空間182に対しては、特定空間181を取り囲むように全域に渡って設けられている周囲排気溝186より気体の排気が行われている。従って、特定空間181より空間182に流れた不活性ガスを含む気体は、周囲排気溝186により吸気され、最終的にチャンバ201外に排気される。
On the other hand, in the
また、周囲排気溝186において排気される気体の量は、特定空間181から隙間の空間182(局所ガス給排出部180とウエハ230との間の空間)に流れ出す気体の量よりも多いので、周囲排気溝186においては、特定空間181から流出する気体とともに、特定空間181外のウエハ操作部160周辺の空気をも吸気し排気する。そのため、周囲排気溝186の外側の隙間の空間182においては、外部から周囲排気溝186方向への空気の流れが形成される。
Further, the amount of gas exhausted in the
その結果、周囲排気溝186に対して特定空間181と外部の両方から気流が発生することとなり、特定空間181内の気体のウエハ操作部160周辺への漏洩防止、及び、特定空間181外の空気の特定空間181内への侵入の防止の両方が達成される。
As a result, an air flow is generated from both the
なお、電子デバイスは上述した実施形態の露光装置100によりレチクル220のパターンをウエハ230に露光する露光処理を行った後、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などを含む)、検査ステップを経て製造される。
The electronic device performs an exposure process for exposing the pattern of the
このように、本実施の形態の露光装置100、該露光装置100を使用した露光方法及び電子デバイスの製造方法においては、ウエハ230に照射される露光光ELの光路である特定空間181に、開口部183(又は開口部184)より供給される不活性ガスを充満させ、特定空間181より吸光物質を含む空気等の気体を排気している。
As described above, in the
従って、露光光ELのエネルギーが吸光物質により吸収されて露光光ELの光量が低下することを抑制し、露光時のウエハ表面における露光光ELの照度低下を抑えており、露光処理のスループットを向上させることができる。 Therefore, the energy of the exposure light EL is absorbed by the light-absorbing substance and the light amount of the exposure light EL is prevented from decreasing, and the illuminance reduction of the exposure light EL on the wafer surface during exposure is suppressed, improving the throughput of exposure processing. Can be made.
また、特定空間181及びその周囲の局所ガス給排出部180とウエハ230との間の空間182とを囲むように周囲排気溝186が配置され、周囲排気溝186では、特定空間181からの不活性ガスと、特定空間181外のウエハ操作部160周辺からの空気をともに吸気し、排気している。従って、特定空間181の内側からも特定空間181の外側からも周囲排気溝186方向への気流が発生し、特定空間181外の空気が特定空間181及び空間182に入ること、及び、特定空間181及び空間182の不活性ガスがウエハ操作部160周辺に漏れ出すことの両方が防止されている。その結果、特定空間181のみの局所的な不活性ガスのパージを適切に行うことができる。
In addition, a
その結果、アウトガスが特定空間181内に拡散するのを低減することができ、アウトガスが投影光学系150にまで達して先端の光学部材151に付着するのを低減することができる。これにより、先端の光学部材151が汚れて透過率が低下することを抑制し、露光時のウエハ表面における露光光ELの照度低下を抑え、ひいては露光処理のスループットを向上させることができる。
As a result, it is possible to reduce the outgas from diffusing into the
また、アウトガスが先端の光学部材151に到達する分布量を略均一にすることができて、照度ムラを抑制することができるため、露光処理を高精度に適切に行うことができ、不良な電子デバイスが発生するのを防ぎ、歩留まりを向上させることができる。
Further, since the distribution amount of the outgas reaching the
また、本実施の形態の露光装置100においては、このような効果を得るにあたって局所ガス給排出部180の特定空間181に供給する不活性ガスの量を増やす必要がない。従って、不活性ガスの消費量の増大を抑え、ランニングコストの増大を防ぐことができる。
Further, in the
また、効率よい不活性ガスの供給や、効率よい電子デバイスの製造を行うことができるので、露光装置の寿命を延ばすこともできる。 In addition, since the supply of an inert gas and the manufacture of an efficient electronic device can be performed, the lifetime of the exposure apparatus can be extended.
次に本発明の露光装置の第2実施態様を説明する。 Next, a second embodiment of the exposure apparatus of the present invention will be described.
本第2実施形態の露光装置では、局所流体給排出部180の開口部183と開口部184に流体均一化機構260(図5(a)乃至(c)及び図6(a)乃至(c)参照)を装備している。
In the exposure apparatus of the second embodiment, the fluid equalization mechanism 260 (FIGS. 5A to 5C and FIGS. 6A to 6C) is provided in the
本第2実施形態の露光装置は、開口部183,184に流体均一化機構260を装備する点を除いて、上記第1実施形態の露光装置と同じ構成を有している。
The exposure apparatus of the second embodiment has the same configuration as the exposure apparatus of the first embodiment except that the
図5(a)は流体均一化機構260の一実施形態を示している。この流体均一化機構260は、不活性ガス給排気管196(又は不活性ガス給排気管197)に接続される基端部から特定空間181に面する側に順次横幅が拡がるフード状に形成されている。流体均一化機構260の高さ寸法については、その基端部から特定空間181に面する側にかけて変化せず、一定である。
FIG. 5A shows an embodiment of the
不活性ガス供給装置203側に接続された開口部183(又は開口部184)に装備された流体均一化機構260では、不活性ガス給排気管196(又は不活性ガス給排気管197)から供給された不活性ガスの流速は、流体均一化機構260に流入した直後にあっては不活性ガス給排気管196(又は不活性ガス給排気管197)の延長線上の部分で早く、それ以外の部分では延長線上から離れるに従って遅くなっていて、不活性ガスの速度分布は不均一である。不活性ガスは、流体均一化機構260内を特定空間181に向かって流れるにしたがって不活性ガス給排気管196(又は不活性ガス給排気管197)の延長線上の部分の流速が遅くなり、それ以外の部分の流速と略同じになる。流体均一化機構260を通って、開口部183(又は開口部184)から特定空間181内に流入する時点では、不活性ガスの速度分布が略均一になる。特定空間181内では、不活性ガスが略均一の速度分布で開口部183から開口部184に向けて、あるいは開口部184から開口部183に向けて流れる。
In the
また、不活性ガス回収装置204側に接続された開口部184(又は開口部183)に装備された流体均一化機構260では、特定空間181から開口部184(又は開口部183)介して流入した不活性ガスは、不活性ガス給排気管197(又は不活性ガス給排気管196)に至る過程で、流体均一化機構260によってその流速が急激に変化することなく、徐々に速くなる。したがって、開口部184(又は開口部183)付近で不活性ガスの流れに乱れはなく、不活性ガスの速度分布は略均一に保たれている。
In addition, in the
このように特定空間181内では、開口部183と開口部184との間の部分のみではなく、開口部183付近と開口部184付近の両箇所でも不活性ガスの速度分布が均一に保たれる。したがって、この不活性ガスの流れによって運ばれる、ウエハ230の露光領域でレジストより発生したアウトガスについても、その光学部材151への到達分布量を略均一にすることができ、露光光強度ムラ(照度ムラ)を可及的に少なくし、殆ど無視することが出来る程度にすることができる。これにより、長期間にわたって所望の露光性能を維持することが可能となる。
Thus, in the
図5(b)、(c)及び図6(a)、(b)、(c)は流体均一化機構260の変形例を示している。
FIGS. 5B and 5C and FIGS. 6A, 6B, and 6C show modified examples of the
図5(b)に示す変形例では、図5(a)に示す流体均一化機構260の特定空間181に面する側(開口部183又は開口部184)であって、不活性ガス給排気管196(又は不活性ガス給排気管197)の延長線上に板部材261を配置して構成している。板部材261の両側にある隙間261aの断面積の合計値は不活性ガス給排気管196(又は不活性ガス給排気管197)の断面積よりも大きく設定されている。
In the modification shown in FIG. 5 (b), the side (opening 183 or opening 184) facing the
この変形例によれば、不活性ガス給排気管196(又は不活性ガス給排気管197)から供給された不活性ガスは、不活性ガス給排気管196(又は不活性ガス給排気管197)の延長線上にある板部材260aに衝突して運動量を失った後(減速された後)、板部材261の左右にある隙間261aから特定空間181内に流入する。これにより、特定空間181内に流入する不活性ガスの速度分布が図5(a)に示す流体均一化機構260に比してより均一となる。また、特定空間181内の不活性ガスは板部材261の左右にある隙間261aを通り、不活性ガス給排気管197(又は不活性ガス給排気管196)に排出され、特定空間181内の不活性ガスの流れを乱さない。この速度分布が均一な不活性ガスの流れによって運ばれる、ウエハ230の露光領域でレジストより発生したアウトガスについても、その光学部材151への到達分布量を略均一にすることができ、露光光強度ムラ(照度ムラ)を可及的に少なくし、殆ど無視することが出来る程度にすることができる。
According to this modification, the inert gas supplied from the inert gas supply / exhaust pipe 196 (or inert gas supply / exhaust pipe 197) is converted into the inert gas supply / exhaust pipe 196 (or inert gas supply / exhaust pipe 197). After colliding with the plate member 260a on the extended line of the plate and losing the momentum (after being decelerated), it flows into the
図5(c)に示す変形例では、図5(a)に示す流体均一化機構260の特定空間181に面する側(開口部183又は開口部184)の略全体にわたってスリット262を設けている。このスリット262は、その上下幅が不活性ガス給排気管196(又は不活性ガス給排気管197)の内径に比して充分小さく設定されている。
In the modification shown in FIG. 5C, the
この変形例によれば、不活性ガス給排気管196(又は不活性ガス給排気管197)から供給された不活性ガスは、スリット262を通って特定空間181内に流入するが、このとき不活性ガス給排気管196(又は不活性ガス給排気管197)の延長線上にあるスリット262の部分のみから特定空間181内に流入することは出来ず、不活性ガス給排気管196(又は不活性ガス給排気管197)の延長線上からはなれた箇所のスリット262の部分からも特定空間181内に流入することになり、特定空間181内に流入する不活性ガスの速度分布が図5(a)に示す流体均一化機構260に比してより均一となる。また、特定空間181内の不活性ガスはスリット262を通り、不活性ガス給排気管197(又は不活性ガス給排気管196)に排出され、特定空間181内の不活性ガスの流れを乱さない。この速度分布が均一な不活性ガスの流れによって運ばれる、ウエハ230の露光領域でレジストより発生したアウトガスについても、その光学部材151への到達分布量を略均一にすることができ、露光光強度ムラ(照度ムラ)を可及的に少なくし、殆ど無視することが出来る程度にすることができる。
According to this modification, the inert gas supplied from the inert gas supply / exhaust pipe 196 (or the inert gas supply / exhaust pipe 197) flows into the
なお、上記変形例では、流体均一化機構260に設けられるスリット262の上下幅を同一にした場合を示したが、不活性ガス給排気管196(又は不活性ガス給排気管197)の延長線上の付近でのスリット262の上下幅は小さくし、それ以外の部分のスリット262の上下幅を大きくすることにより、不活性ガスの速度分布をさらに均一化することが出来る。
In the above modification, the case where the vertical widths of the
図6(a)に示す変形例では、図5(a)に示す流体均一化機構260の特定空間181に面する側(開口部183又は開口部184)にメッシュ263を設けている。このメッシュ263は見た目以上に流体に対する抵抗が大きく(流体のコンダクタンスを低下させ)、特に不活性ガス給排気管196(又は不活性ガス給排気管197)の延長線上にある運動量の大きい不活性ガスがメッシュ263に当たったとき、該不活性ガスを四散させる。
In the modification shown in FIG. 6A, the
この変形例によれば、メッシュ263の流体に対する抵抗が大きく、不活性ガスは、不活性ガス給排気管196(又は不活性ガス給排気管197)の延長線上にあるメッシュ263の部分のみではなく、これ以外の部分からもメッシュ263を通過して特定空間181内に流入することになり、特定空間181内に流入する不活性ガスの速度分布が図5(a)に示す流体均一化機構260に比してより均一となる。また、特定空間181内の不活性ガスはメッシュ263を通り、不活性ガス給排気管197(又は不活性ガス給排気管196)に排出され、特定空間181内の不活性ガスの流れを乱さない。この速度分布が均一な不活性ガスの流れによって運ばれる、ウエハ230の露光領域でレジストより発生したアウトガスについても、その光学部材151への到達分布量を略均一にすることができ、露光光強度ムラ(照度ムラ)を可及的に少なくし、殆ど無視することが出来る程度にすることができる。
According to this modification, the resistance of the
なお、メッシュ263の代わりに多孔体を使用しても同様の効果が得られることはいうまでもない。
It goes without saying that the same effect can be obtained even if a porous body is used instead of the
図6(b)に示す変形例では、図5(a)に示す流体均一化機構260の特定空間181に面する側(開口部183又は開口部184)にパーティクルフィルタ264を設けて
いる。このパーティクルフィルタ264は、メッシュ263と同様に見た目以上に流体に対する抵抗が大きく(流体のコンダクタンスを低下させ)、このパーティクルフィルタ264を通って特定空間181内に流入する不活性ガスの速度分布を均一化させる。
In the modification shown in FIG. 6B, the
この変形例によれば、パーティクルフィルタ264を通過して特定空間181内に流入する不活性ガスの流速部分布は図5(a)に示す流体均一化機構260に比してより均一となる。また、特定空間181内の不活性ガスはパーティクルフィルタ264を通り、不活性ガス給排気管197(又は不活性ガス給排気管196)に排出され、特定空間181内の不活性ガスの流れを乱さない。この速度分布が均一な不活性ガスの流れによって運ばれる、ウエハ230の露光領域でレジストより発生したアウトガスについても、その光学部材151への到達分布量を略均一にすることができ、露光光強度ムラ(照度ムラ)を可及的に少なくし、殆ど無視することが出来る程度にすることができる。
According to this modification, the flow velocity portion distribution of the inert gas that passes through the
パーティクルフィルタ264は、不活性ガスの速度分布を均一化させるのみではなく、不活性ガス中に含まれている微細なパーティクルを除去してパーティクル含有量を著しく低下させることができる。
The
図6(c)に示す変形例では、図5(a)に示す流体均一化機構260の内部を複数の分割路265に仕切り、活性ガス給排気管196(又は不活性ガス給排気管197)から供給される不活性ガスが特定空間181内に流入する前に複数の流れに分流し、不活性ガスを拡散した状態で特定空間181内に供給することによって、不活性ガスの速度分布を均一にしている。
In the modified example shown in FIG. 6C, the inside of the
この変形例によれば、各分割路265を通って特定空間181内に拡散された状態で供給される不活性ガスの速度分布は図5(a)に示す流体均一化機構260に比してより均一となる。また、特定空間181内の不活性ガスは分割路265を通り、不活性ガス給排気管197(又は不活性ガス給排気管196)に排出され、特定空間181内の不活性ガスの流れを乱さない。この速度分布が均一な不活性ガスの流れによって運ばれる、ウエハ230の露光領域でレジストより発生したアウトガスについても、その光学部材151への到達分布量を略均一にすることができ、露光光強度ムラ(照度ムラ)を可及的に少なくし、殆ど無視することが出来る程度にすることができる。
According to this modification, the velocity distribution of the inert gas supplied in a state of being diffused into the
上記本第2実施形態の露光装置では、開口部183,184の双方に流体均一化機構260を装備した場合を示したが、これに限定されるものではなく、開口部183,184の少なくともいずれか一方に装備しても同様の効果が奏される。
In the exposure apparatus of the second embodiment, the case where both the
また、不活性ガスの供給口と排出口に交互に切り替わる開口部183,184に流体均一化機構260を装備した場合を示したが、不活性ガスの供給口に固定された開口部と排出口に固定された開口部の少なくともいずれか一方に流体均一化機構260を装備してもよい。この場合でも、流体均一化機構260により特定空間181内の不活性ガスの速度分布が均一となり、この不活性ガスによって運ばれる、ウエハ230の露光領域でレジストより発生したアウトガスについても、その光学部材151への到達分布量を略均一にすることができ、露光光強度ムラ(照度ムラ)を可及的に少なくし、殆ど無視することが出来る程度にすることができることは勿論である。
Moreover, although the case where the
上記第2実施形態の露光装置による露光方法及び電子デバイスの製造方法については、上記第1実施態様の露光装置の場合と同様にして行われる。上記第2実施形態の露光装置を使用した場合には、レジスト放出ガスが投影光学系の最下端にある光学素子表面に到達する到達量の分布を略均一にすることができることと、特定空間181を流れる不活性ガスの速度分布を均一化できることとが相俟って、露光光強度ムラ(照度ムラ)をさらに少
なくし、殆ど無視することが出来る程度にすることができ、長期間にわたって所望の露光性能を維持することが可能となり、また歩留まりを向上させることが可能となる。
About the exposure method by the exposure apparatus of the said 2nd Embodiment, and the manufacturing method of an electronic device, it carries out similarly to the case of the exposure apparatus of the said 1st embodiment. When the exposure apparatus of the second embodiment is used, the distribution of the arrival amount of the resist emission gas reaching the surface of the optical element at the lowest end of the projection optical system can be made substantially uniform, and the
なお、本第1、第2実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また任意好適な種々の改変が可能である。 The first and second embodiments are described for facilitating understanding of the present invention, and do not limit the present invention. Each element disclosed in the present embodiment includes all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention, and various suitable modifications are possible.
本実施の形態においては、不活性ガスの供給口と排出口に切り替わる、互いに対向する一対の開口部183,184を配置した場合を示したが、これに限定されず、いずれか一方の開口部を複数設けてもよい。
In the present embodiment, the case where the pair of opening
また、本実施の形態においては、流体均一化機構260として図5乃至図6に図示されたものを例示したが、これに限定されるものではなく、要は特定空間181内の不活性ガスの速度分布を均一化するものであればよい。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態においては、照明光学系120は、ビームマッチングユニット121乃至コンデンサレンズ系132の構成部全てを1のチャンバ133に収容して構成していた。しかし、例えば、ビームマッチングユニット121乃至ビームスプリッタ126を第1の照明光学系として1つのチャンバに収容し、投影光学系等の露光装置本体が載置されるコラムとは別の架台に設け、ミラー127乃至コンデンサレンズ系132を第2の照明光学系として1つのチャンバに収容し、露光装置本体と同一のコラムに設けるというように、照明光学系を適宜分割してチャンバに収容し、露光装置として実装するようにしてもよい。
In the present embodiment, the illumination
また、本実施の形態においては、F2レーザーを光源として使用する露光装置を例示して本発明を説明したが、高圧水銀灯、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザーを光源として用いた露光装置に対しても適用可能である。 In the present embodiment, the present invention has been described by exemplifying an exposure apparatus that uses an F 2 laser as a light source. However, the present invention has been described with reference to an exposure apparatus that uses a high-pressure mercury lamp, a KrF excimer laser, and an ArF excimer laser as a light source. Is also applicable.
また、本実施の形態においては、不活性ガスを特定空間181に供給する場合を例示して本発明を説明したが、先端の光学部材とウエハとの間に液体を挟むいわゆる液浸法による露光を行う場合には、例えば水やフッ素系不活性オイル等の所定の液体を同様の方法に供給し、また排出することになる。本発明はそのような場合にも適用可能であり、この場合も本発明の範囲内であることは明らかである。
Further, in the present embodiment, the present invention has been described by exemplifying a case where an inert gas is supplied to the
100…露光装置
110…光源
120…照明光学系
150…投影光学系
160…ウエハ操作部
180…局所ガス給排出部
181…特定空間
182…隙間空間
183…開口部
184…開口部
186…周囲排気溝
191…底面部
196,197…不活性ガス給排出管
203…不活性ガス供給装置
204…不活性ガス回収装置
216,216…切り替えバルブ
260…流体均一化機構
261…板部材
262…スリット
263…メッシュ
264…パーティクルフィルタ
265…分割路
DESCRIPTION OF
Claims (26)
前記投影光学系と前記被露光基板との間の、露光光の光路を含む空間に、該露光光を透過する透過性流体を供給し、
前記空間から前記透過性流体を含む流体を排出し、
所定の間隔で前記露光光の光路を含む空間に対する前記透過性流体の供給方向又は前記透過性流体を含む流体の排出方向の少なくとも一方を変更することを特徴とする露光方法。 An exposure method for exposing and transferring a predetermined pattern onto a substrate to be exposed through a projection optical system,
Supplying a transmissive fluid that transmits the exposure light to a space including an optical path of the exposure light between the projection optical system and the substrate to be exposed;
Draining the fluid containing the permeable fluid from the space;
An exposure method comprising: changing at least one of a supply direction of the permeable fluid to a space including an optical path of the exposure light or a discharge direction of the fluid containing the permeable fluid at a predetermined interval.
前記空間に前記透過性流体を供給する供給口と、前記空間から前記透過性流体を含む流体を排出する排出口とに切り替わる少なくとも2つの開口を有し、
前記透過性流体の供給方向又は前記透過性流体を含む流体の排出方向の少なくとも一方の変更は、前記少なくとも2つの開口のそれぞれを、前記供給口と前記排出口とに交互に切り替えることにより行われることを特徴とする露光方法。 The exposure method according to claim 1, wherein
Having at least two openings switched to a supply port for supplying the permeable fluid to the space and a discharge port for discharging a fluid containing the permeable fluid from the space;
At least one of the supply direction of the permeable fluid or the discharge direction of the fluid containing the permeable fluid is changed by alternately switching the at least two openings to the supply port and the discharge port. An exposure method characterized by the above.
前記少なくとも2つの開口のうち、前記供給口に設定されている一方の開口を、所定時間経過後に前記排出口に設定すると共に、前記少なくとも2つの開口のうち、前記排出口に設定されている他方の開口を、所定時間経過後に前記供給口に設定することを特徴とする露光方法。 The exposure method according to claim 2, wherein
Of the at least two openings, one opening set as the supply port is set as the discharge port after a predetermined time, and the other of the at least two openings is set as the discharge port. The opening is set in the supply port after a predetermined time has elapsed.
前記少なくとも2つの開口のうち、少なくとも1つの開口に流体均一化機構を装備して、前記空間内における前記透過性流体あるいは前記透過性流体を含む流体の流れを均一化させることを特徴とする露光方法。 In the exposure method according to claim 2 or 3,
The exposure is characterized in that at least one of the at least two openings is equipped with a fluid homogenizing mechanism to equalize the flow of the permeable fluid or the fluid containing the permeable fluid in the space. Method.
前記透過性流体が、窒素ガス又は希ガスであることを特徴とする露光方法。 In the exposure method according to any one of claims 1 to 4,
An exposure method, wherein the transmissive fluid is nitrogen gas or a rare gas.
前記投影光学系と前記被露光基板との間の、露光光の光路を含む空間に、供給口を介して、該露光光を透過する透過性流体を供給し、
排出口を介して前記空間から前記透過性流体を含む流体を排出し、
前記供給口又は前記排出口の少なくとも一方に流体均一化機構を装備して、前記空間内における前記透過性流体あるいは前記透過性流体を含む流体の流れを均一化させることを特徴とする露光方法。 An exposure method for exposing and transferring a predetermined pattern onto a substrate to be exposed through a projection optical system,
Supplying a transmissive fluid that transmits the exposure light to the space including the optical path of the exposure light between the projection optical system and the substrate to be exposed through a supply port;
Discharging the fluid containing the permeable fluid from the space through the outlet;
An exposure method, wherein a fluid uniformizing mechanism is provided in at least one of the supply port and the discharge port to uniformize a flow of the permeable fluid or the fluid containing the permeable fluid in the space.
前記均一化機構が板部材を備え、前記流体が前記空間内に供給される際、前記流体が前記板部材に衝突して、分流した状態で前記空間内に供給され、又は前記空間内から前記流体が排出される際、前記流体が前記板部材に衝突して一旦分流した状態で排出されるようにしたことを特徴とする露光方法。 The exposure method according to claim 6, wherein
The homogenizing mechanism includes a plate member, and when the fluid is supplied into the space, the fluid collides with the plate member and is supplied into the space in a diverted state, or from within the space. An exposure method, wherein when the fluid is discharged, the fluid collides with the plate member and is discharged in a state of being once divided.
前記均一化機構がスリットを備え、前記流体が前記空間内に供給される際、前記流体が該スリットにより分流した状態で前記空間内に供給され、又は前記空間内から前記流体が排出される際、前記流体が前記スリットを通過して排出されるようにしたことを特徴とする露光方法。 The exposure method according to claim 6, wherein
When the uniformizing mechanism includes a slit and the fluid is supplied into the space, the fluid is supplied into the space in a state of being divided by the slit, or the fluid is discharged from the space. An exposure method characterized in that the fluid is discharged through the slit.
前記均一化機構がメッシュを備え、前記流体が前記空間内に供給される際、前記流体が前記メッシュを通過した後、前記空間内に供給され、又は前記空間内から前記流体が排出される際、前記流体が前記メッシュを通過して排出されるようにしたことを特徴とする露光方法。 The exposure method according to claim 6, wherein
When the uniformizing mechanism includes a mesh, and the fluid is supplied into the space, the fluid is supplied into the space after passing through the mesh, or the fluid is discharged from the space. An exposure method characterized in that the fluid is discharged through the mesh.
前記均一化機構がパーティクルフィルタを備え、前記流体が前記空間内に供給される際、前記流体が前記パーティクルフィルタを通過した後、前記空間内に供給され、又は前記空間内から前記流体が排出される際、前記流体が前記パーティクルフィルタを通過して排出されるようにしたことを特徴とする露光方法。 The exposure method according to claim 6, wherein
When the uniformizing mechanism includes a particle filter, and the fluid is supplied into the space, the fluid passes through the particle filter and is then supplied into the space, or the fluid is discharged from the space. In the exposure method, the fluid is discharged through the particle filter.
前記均一化機構が多孔体を備え、前記流体が前記空間内に供給される際、前記流体が前記多孔体を通過した後、前記空間内に供給され、又は前記空間内から前記流体が排出される際、前記流体が前記多孔体を通過して排出されるようにしたことを特徴とする露光方法。 The exposure method according to claim 6, wherein
When the uniformizing mechanism includes a porous body and the fluid is supplied into the space, the fluid is supplied into the space after passing through the porous body, or the fluid is discharged from the space. In the exposure method, the fluid is discharged through the porous body.
前記均一化機構がその内部を複数の流路に分割する分割路を備え、前記流体が前記空間内に供給される際、前記流体が前記分割路を通過した後、前記空間内に流入して供給され、又は前記空間から前記流体が前記分割路を通過した後、前記排出口に流入して排出されるようにしたことを特徴とする露光方法。 The exposure method according to claim 6, wherein
The homogenizing mechanism includes a dividing path that divides the inside into a plurality of flow paths, and when the fluid is supplied into the space, the fluid flows into the space after passing through the dividing path. An exposure method comprising: supplying or discharging the fluid from the space after passing through the dividing path and flowing into the discharge port.
請求項1乃至12のいずれか一項に記載の露光方法を使用して前記被露光基板を露光することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 In an electronic device manufacturing method for exposing and transferring a predetermined pattern onto a substrate to be exposed through a projection optical system,
13. A method of manufacturing an electronic device, wherein the substrate to be exposed is exposed using the exposure method according to any one of claims 1 to 12.
前記投影光学系と前記被露光基板との間の、露光光の光路を含む空間に、該露光光を透過する透過性流体を供給する手段と、
前記空間から前記透過性流体を含む流体を排出する手段と、
所定の間隔で前記露光光の光路を含む空間に対する前記透過性流体の供給方向又は前記透過性流体を含む流体の排出方向の少なくとも一方を変更する手段を装備してなることを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that exposes and transfers a predetermined pattern onto a substrate to be exposed via a projection optical system,
Means for supplying a transmissive fluid that transmits the exposure light to a space including an optical path of the exposure light between the projection optical system and the substrate to be exposed;
Means for discharging fluid containing the permeable fluid from the space;
An exposure apparatus comprising: means for changing at least one of a supply direction of the permeable fluid to a space including the optical path of the exposure light at a predetermined interval or a discharge direction of the fluid containing the permeable fluid. .
前記空間に前記透過性流体を供給する供給口と、前記空間から前記透過性流体を含む流体を排出する排出口とに切り替わる少なくとも2つの開口を有し、
前記透過性流体の供給方向又は前記透過性流体を含む流体の排出方向の少なくとも一方を変更する手段は、前記少なくとも2つの開口のそれぞれを、前記供給口と前記排出口とに交互に切り替える手段を含むことを特徴とする露光装置。 The exposure apparatus according to claim 14, wherein
Having at least two openings switched to a supply port for supplying the permeable fluid to the space and a discharge port for discharging a fluid containing the permeable fluid from the space;
The means for changing at least one of the supply direction of the permeable fluid or the discharge direction of the fluid containing the permeable fluid is a means for alternately switching each of the at least two openings to the supply port and the discharge port. An exposure apparatus including the exposure apparatus.
前記切り替え手段は、前記少なくとも2つの開口のうち、前記供給口に設定されている一方の開口を、所定時間経過後に前記排出口に設定すると共に、前記少なくとも2つの開口のうち、前記排出口に設定されている他方の開口を、所定時間経過後に前記供給口に設定することを特徴とする露光装置。 The exposure apparatus according to claim 15, wherein
The switching means sets one of the at least two openings, which is set as the supply port, as the discharge port after a lapse of a predetermined time, and sets the discharge port as the discharge port among the at least two openings. An exposure apparatus characterized in that the other set opening is set to the supply port after a predetermined time has elapsed.
前記少なくとも2つの開口のうち、少なくとも1つの開口に流体均一化機構を装備して、前記空間内における前記透過性流体あるいは前記透過性流体を含む流体の流れを均一化させることを特徴とする露光装置。 The exposure apparatus according to claim 15 or 16,
The exposure is characterized in that at least one of the at least two openings is equipped with a fluid homogenizing mechanism to equalize the flow of the permeable fluid or the fluid containing the permeable fluid in the space. apparatus.
前記透過性流体が、窒素ガス又は希ガスであることを特徴とする露光装置。 The exposure apparatus according to any one of claims 14 to 17,
An exposure apparatus wherein the transmissive fluid is nitrogen gas or a rare gas.
前記投影光学系と前記被露光基板との間の、露光光の光路を含む空間に、供給口を介して、該露光光を透過する透過性流体を供給する手段と、
排出口を介して前記空間から前記透過性流体を含む流体を排出する手段と、
前記供給口又は前記排出口の少なくとも一方に流体均一化機構を装備して、
前記空間内における前記透過性流体あるいは前記透過性流体を含む流体の流れを均一化させることを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that exposes and transfers a predetermined pattern onto a substrate to be exposed via a projection optical system,
Means for supplying a transmissive fluid that transmits the exposure light to a space including an optical path of exposure light between the projection optical system and the substrate to be exposed through a supply port;
Means for discharging fluid containing the permeable fluid from the space through a discharge port;
Equipped with a fluid equalizing mechanism at least one of the supply port or the discharge port,
An exposure apparatus characterized by uniformizing a flow of the permeable fluid or the fluid containing the permeable fluid in the space.
前記均一化機構が板部材を備え、前記流体が前記空間内に供給される際、前記流体が前記板部材に衝突して、分流した状態で前記空間内に供給され、又は前記空間内から前記流体が排出される際、前記流体が前記板部材に衝突して一旦分流した状態で排出されるようにしたことを特徴とする露光装置。 The exposure apparatus according to claim 19,
The homogenizing mechanism includes a plate member, and when the fluid is supplied into the space, the fluid collides with the plate member and is supplied into the space in a diverted state, or from within the space. An exposure apparatus characterized in that when the fluid is discharged, the fluid collides with the plate member and is discharged in a state of being once divided.
前記均一化機構がスリットを備え、前記流体が前記空間内に供給される際、前記流体が該スリットにより分流した状態で前記空間内に供給され、又は前記空間内から前記流体が排出される際、前記流体が前記スリットを通過して排出されるようにしたことを特徴とする露光装置。 The exposure apparatus according to claim 19,
When the uniformizing mechanism includes a slit and the fluid is supplied into the space, the fluid is supplied into the space in a state of being divided by the slit, or the fluid is discharged from the space. An exposure apparatus characterized in that the fluid is discharged through the slit.
前記均一化機構がメッシュを備え、前記流体が前記空間内に供給される際、前記流体が前記メッシュを通過した後、前記空間内に供給され、又は前記空間内から前記流体が排出される際、前記流体が前記メッシュを通過して排出されるようにしたことを特徴とする露光装置。 The exposure apparatus according to claim 19,
When the uniformizing mechanism includes a mesh, and the fluid is supplied into the space, the fluid is supplied into the space after passing through the mesh, or the fluid is discharged from the space. An exposure apparatus characterized in that the fluid is discharged through the mesh.
前記均一化機構がパーティクルフィルタを備え、前記流体が前記空間内に供給される際、前記流体が前記パーティクルフィルタを通過した後、前記空間内に供給され、又は前記空間内から前記流体が排出される際、前記流体が前記パーティクルフィルタを通過して排出されるようにしたことを特徴とする露光装置。 The exposure apparatus according to claim 19,
When the uniformizing mechanism includes a particle filter, and the fluid is supplied into the space, the fluid passes through the particle filter and is then supplied into the space, or the fluid is discharged from the space. An exposure apparatus characterized in that the fluid passes through the particle filter and is discharged.
前記均一化機構が多孔体を備え、前記流体が前記空間内に供給される際、前記流体が該多孔体を通過した後、前記空間内に供給され、又は前記空間内から前記流体が排出される際、前記流体が前記多孔体を通過して排出されるようにしたことを特徴とする露光装置。 The exposure apparatus according to claim 19,
When the uniformizing mechanism includes a porous body, and the fluid is supplied into the space, the fluid passes through the porous body, and then is supplied into the space, or the fluid is discharged from the space. An exposure apparatus characterized in that the fluid passes through the porous body and is discharged.
前記均一化機構がその内部を複数の流路に分割する分割路を備え、前記流体が前記空間内に供給される際、前記流体が前記分割路を通過した後、前記空間内に流入して供給され、又は前記空間から前記流体が前記分割路を通過した後、前記排出口に流入して排出され
るようにしたことを特徴とする露光装置。 The exposure apparatus according to claim 19,
The homogenizing mechanism includes a dividing path that divides the inside into a plurality of flow paths, and when the fluid is supplied into the space, the fluid flows into the space after passing through the dividing path. An exposure apparatus, wherein the fluid is supplied or the fluid passes through the dividing path from the space and then flows into the discharge port to be discharged.
前記透過性流体が、窒素ガス又は希ガスであることを特徴とする露光装置。
In the exposure apparatus according to any one of claims 19 to 23,
An exposure apparatus wherein the transmissive fluid is nitrogen gas or a rare gas.
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