JP2005183623A - Mirror cylinder, method for adjusting pressure thereof, exposure device and method for manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばレンズ、ミラー等の複数の光学素子と、該光学素子を保持する鏡筒本体とを備える鏡筒に関するものである。また、本発明は、前記鏡筒内の圧力を調整する圧力調整方法に関するものである。さらに、本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等、各種デバイスの製造プロセスのフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置に関するものである。加えて、本発明は、前記各種デバイスを製造するためのデバイスの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a lens barrel including a plurality of optical elements such as lenses and mirrors, and a lens barrel body that holds the optical elements. The present invention also relates to a pressure adjusting method for adjusting the pressure in the lens barrel. Furthermore, the present invention relates to an exposure apparatus used in a photolithography process of a manufacturing process of various devices such as a semiconductor element, a liquid crystal display element, an imaging element, and a thin film magnetic head. In addition, the present invention relates to a device manufacturing method for manufacturing the various devices.
この種の露光装置では、所定のパターンが形成されたレチクル、フォトマスク等のマスクを所定の露光光で照明する照明光学系が設けられている。また、この照明光学系の照明により、前記パターンの像をフォトレジスト等の感光性材料の塗布された基板(ウエハ、ガラスプレート等)上に露光する投影光学系が設けられている。これらの照明光学系及び投影光学系は、複数のレンズエレメント、ミラー等の光学素子で構成され、鏡筒内に収容されている。 This type of exposure apparatus is provided with an illumination optical system that illuminates a mask, such as a reticle or photomask, on which a predetermined pattern is formed, with predetermined exposure light. In addition, a projection optical system that exposes the image of the pattern onto a substrate (wafer, glass plate, or the like) coated with a photosensitive material such as a photoresist by illumination of the illumination optical system is provided. These illumination optical system and projection optical system are composed of a plurality of optical elements such as lens elements and mirrors, and are accommodated in a lens barrel.
このような露光装置では、近年の回路パターンの著しい微細化要求に対応すべく、露光光の短波長化が進められてきている。最近では、遠紫外域のKrFエキシマレーザ光(λ=248nm)、さらに真空紫外域のArFエキシマレーザ光(λ=193nm)、F2レーザ光(λ=157nm)等を露光光とした露光装置が開発されている。 In such an exposure apparatus, the wavelength of exposure light has been shortened in order to meet the recent demand for finer circuit patterns. Recently, an exposure apparatus using KrF excimer laser light in the far ultraviolet region (λ = 248 nm), ArF excimer laser light in the vacuum ultraviolet region (λ = 193 nm), F 2 laser light (λ = 157 nm), etc. as exposure light. Has been developed.
ところで、このような波長の露光光を用いる場合、次のような問題が明らかになってきた。すなわち、その露光光が通過する空間(鏡筒の内部空間等)内に、酸素、水蒸気、炭化水素ガス、あるいは気体状の有機物質、気体状のアンモニウム塩、硫酸塩、硝酸塩等の無機物質などの吸光物質が存在すると、前記露光光が基板に到達する前に吸収されて露光光のエネルギが大幅に低下したり、前記露光光と反応して前記光学素子の表面に曇り物質を生じたりするという問題である。この問題は、露光光として真空紫外光を利用するときに特に顕著となり、無視できないものとなる。この他にも、露光装置内に光学素子、フォトマスクや基板を載置するステージ等を駆動する駆動機構が存在する場合には、その駆動機構への給電、信号伝達のための電線の被覆物質等から極微量ながら有機物質等が揮散される。このような揮散物も、前記露光光を吸収する吸光物質や前記光学素子を汚染する汚染物質となり得る。さらに、前記光学素子、それら光学素子を収容する鏡筒の内壁に付着していた付着物が露光中に徐々に揮散される揮散物等、いわゆる脱ガスも、前記吸光物質や前記汚染物質となり得る。 By the way, when the exposure light having such a wavelength is used, the following problems have been clarified. That is, oxygen, water vapor, hydrocarbon gas, or gaseous organic substances, gaseous ammonium salts, sulfates, nitrates, or other inorganic substances in the space through which the exposure light passes (such as the interior space of the lens barrel) If the light-absorbing substance is present, the exposure light is absorbed before reaching the substrate, and the energy of the exposure light is greatly reduced, or the reaction with the exposure light generates a cloudy substance on the surface of the optical element. It is a problem. This problem is particularly noticeable when vacuum ultraviolet light is used as exposure light and cannot be ignored. In addition to this, when there is a drive mechanism for driving an optical element, a stage for mounting a photomask or a substrate, etc. in the exposure apparatus, a coating material for the wire for supplying power to the drive mechanism and transmitting signals. Organic substances etc. are volatilized from a very small amount. Such a volatilized substance can also be a light-absorbing substance that absorbs the exposure light and a pollutant that contaminates the optical element. Furthermore, so-called degassing such as a volatile matter in which the attached matter that has adhered to the inner wall of the optical element and the lens barrel that houses the optical element is gradually volatilized during exposure can also become the light-absorbing substance and the contaminant. .
特に、F2レーザ光以下の短波長の光を採用した場合には、光源から出射された露光光は、前記吸光物質による吸収が極めて大きく、前記基板に到達するまでにそのエネルギが著しく低下することがある。このように、露光光自体のエネルギが低下したり、光学素子の曇りによって露光光の透過率が低下したりすると、基板上に到達する露光光のエネルギが不足するという事態を招くことがある。これにより、露光装置の露光効率が低下し、製品の歩留まりの低下が懸念される。 In particular, when light having a short wavelength equal to or less than F 2 laser light is used, the exposure light emitted from the light source is extremely absorbed by the light-absorbing substance, and its energy is significantly reduced before reaching the substrate. Sometimes. As described above, when the energy of the exposure light itself decreases or the transmittance of the exposure light decreases due to fogging of the optical element, the exposure light energy reaching the substrate may be insufficient. As a result, the exposure efficiency of the exposure apparatus is lowered, and there is a concern that the yield of products may be reduced.
そこで、近年、不活性ガス、例えば、窒素や、ヘリウム、アルゴン等の希ガスを用いて前記露光光が通過する前記鏡筒の内部空間に存在する気体を置換する露光装置が開発されてきている。すなわち、不活性ガスを前記内部空間に供給して、前記吸光物質や前記汚染物質を含む気体を同空間外に排出するものである。 Therefore, in recent years, an exposure apparatus has been developed that uses an inert gas, for example, a rare gas such as nitrogen, helium, or argon, to replace the gas existing in the internal space of the lens barrel through which the exposure light passes. . That is, an inert gas is supplied to the internal space, and the gas containing the light-absorbing substance and the contaminant is discharged out of the space.
ところが、前記従来構成では、前記内部空間内を前記不活性ガスで置換する不活性ガス供給機構は装備されているものの、前記内部空間における前記吸光物質や前記汚染物質の濃度を低下させる程度のものであった。しかしながら、露光光として、特にF2レーザ以下の短波長の光を採用した場合には、極微量の前記吸光物質や前記汚染物質の存在が問題となることがある。このような吸光物質のうちで、特に水はF2レーザ光以下の短波長の露光光の吸収係数が大きいことと、単に乾燥した不活性ガスを前記内部空間内に供給するのみでは前記内部空間の壁面や前記光学素子の表面に数分子の厚さで堆積した水の除去に極めて長時間を要することとから、その除去に大きな関心が集まっている。このため、前記のような短波長の露光光が影響を受けない程度に前記内部空間内の微量の吸光物質や汚染物質等を効率よく鏡筒の外部へ排出する構成への要求が大きく高まっている。 However, the conventional configuration is equipped with an inert gas supply mechanism that replaces the interior space with the inert gas, but only reduces the concentration of the light-absorbing substance and the contaminant in the interior space. Met. However, as the exposure light, especially in the case of employing the light of F 2 laser following a short wavelength is sometimes very presence of the light-absorbing substance and the trace contaminants is problematic. Among such light-absorbing substances, particularly, water has a large absorption coefficient for exposure light having a short wavelength equal to or less than F 2 laser light, and simply supplying a dry inert gas into the internal space provides the internal space. The removal of water deposited with a thickness of several molecules on the wall surface of the optical element and the surface of the optical element requires a very long time, and thus there is a great interest in the removal. For this reason, there is a great demand for a structure that efficiently discharges a small amount of light-absorbing material or contaminant in the internal space to the extent that the exposure light with the short wavelength as described above is not affected. Yes.
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的としては、効率よく鏡筒内の吸光物質や汚染物質の量を調整することができる鏡筒、鏡筒の圧力調整方法及び高集積度のデバイスを効率よく製造可能な露光装置並びにデバイスの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. The purpose is to provide a lens barrel capable of efficiently adjusting the amount of light-absorbing substances and contaminants in the lens barrel, a pressure adjusting method for the lens barrel, an exposure apparatus capable of efficiently manufacturing a highly integrated device, and a device It is to provide a manufacturing method.
前記目的を達成するために、本願請求項1に記載の発明は、複数の光学素子と、該複数の光学素子を保持する鏡筒本体とを備える鏡筒において、前記鏡筒本体の両端部のうち少なくとも1つの端部に設けられ、前記鏡筒本体に収容されている前記光学素子との間に区画空間を形成する空間区画機構を有し、前記鏡筒本体内の空間及び前記空間区画機構により形成された前記区画空間のうち少なくとも一方の圧力を調整する圧力調整機構を備えていることを特徴とするものである。 In order to achieve the object, an invention according to claim 1 of the present application provides a lens barrel including a plurality of optical elements and a lens barrel body that holds the plurality of optical elements. A space partitioning mechanism that forms a partitioning space between the optical element and the optical element housed in the lens barrel body, the space in the lens barrel body, and the space partitioning mechanism. A pressure adjusting mechanism that adjusts the pressure of at least one of the compartment spaces formed by the above.
この本願請求項1に記載の発明では、前記鏡筒本体内の空間や前記区画空間を減圧することが可能となり、内部空間に存在する吸光物質や汚染物質を効率よく鏡筒本体の外部へ排出することができる。このため、鏡筒本体の内部空間を所定の気体により精度よく置換する必要がある場合であっても、短時間に少量の所定の気体で前記鏡筒本体内の吸光物質や汚染物質の量を調整することができる。 In the invention according to claim 1 of the present application, it is possible to depressurize the space in the lens barrel body and the partition space, and efficiently discharge light-absorbing substances and contaminants existing in the internal space to the outside of the lens barrel body. can do. For this reason, even when it is necessary to accurately replace the internal space of the lens barrel body with a predetermined gas, the amount of light-absorbing substances and contaminants in the lens barrel body can be reduced with a small amount of the predetermined gas in a short time. Can be adjusted.
また、本願請求項2に記載の発明は、前記請求項1に記載の発明において、前記圧力調整機構は、前記鏡筒本体内の空間と前記区画空間とをほぼ同等の圧力に調整することを特徴とするものである。 Further, in the invention according to claim 2 of the present application, in the invention according to claim 1, the pressure adjusting mechanism adjusts the space in the lens barrel body and the partition space to substantially the same pressure. It is a feature.
この本願請求項2に記載の発明では、前記鏡筒本体内の空間と前記区画空間との間に大きな圧力差を生じないので、前記鏡筒本体内の空間と区画空間とを区画する光学素子に対して不均一な圧力負荷が作用することはない。このため、前記鏡筒本体内の空間と前記区画空間との圧力調整を行っても、前記光学素子が変形されたりすることが回避され、その光学性能を高く維持することができる。 In the invention according to claim 2 of the present application, since a large pressure difference is not generated between the space in the lens barrel body and the partition space, the optical element that partitions the space in the lens barrel body and the partition space. On the other hand, a non-uniform pressure load does not act. For this reason, even if it adjusts the pressure of the space in the said lens-barrel main body and the said division space, it is avoided that the said optical element deform | transforms and the optical performance can be maintained highly.
また、本願請求項3に記載の発明は、前記請求項1または請求項2に記載の発明において、前記圧力調整機構は、前記鏡筒本体内の空間と前記区画空間とを連通する連通路を有することを特徴とするものである。 In the invention according to claim 3 of the present application, in the invention according to claim 1 or 2, the pressure adjusting mechanism includes a communication path that communicates the space in the lens barrel body and the partition space. It is characterized by having.
この本願請求項3に記載の発明では、簡単な構成で前記鏡筒本体内の空間と前記区画空間とを同時にほぼ同等の圧力に調整することができる。
また、本願請求項4に記載の発明は、前記請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の発明において、前記圧力調整機構は、前記鏡筒本体内の空間と前記区画空間との気体を外部に排気する排気装置に接続されることを特徴とするものである。
According to the third aspect of the present invention, the space in the barrel main body and the partition space can be adjusted to substantially the same pressure simultaneously with a simple configuration.
Moreover, the invention according to claim 4 of the present application is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the pressure adjusting mechanism includes a space in the barrel body, the partition space, It connects to the exhaust apparatus which exhausts the gas of this outside.
この本願請求項4に記載の発明では、前記鏡筒本体内の空間と前記区画空間との内の吸光物質や汚染物質を、それらの空間にもともと存在する気体とともに、外部に速やかに排出することができる。また、両空間内を減圧状態とすることで、両空間を形成する壁面や光学素子上に付着した吸光物質や汚染物質の揮散が加速されるため、それらの物質の除去をより効率的に行うことができる。 In the invention according to claim 4 of the present application, the light-absorbing substance and the pollutant in the space in the lens barrel body and the partition space are quickly discharged to the outside together with the gas originally present in those spaces. Can do. In addition, by reducing the pressure in both spaces, the volatilization of light-absorbing substances and contaminants adhering to the walls and optical elements that form both spaces is accelerated, so these materials can be removed more efficiently. be able to.
また、本願請求項5に記載の発明は、前記請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の発明において、前記圧力調整機構は、前記鏡筒本体内の空間と前記区画空間との間の圧力差を、前記区画空間を形成する前記光学素子の耐圧限界より小さく抑えることを特徴とするものである。 The invention according to claim 5 of the present application is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the pressure adjusting mechanism includes a space in the barrel main body, the partition space, and the like. Is suppressed to be smaller than the pressure limit of the optical element forming the partition space.
この本願請求項5に記載の発明では、前記区画空間を形成する前記光学素子が、前記圧力差による変形を回避することができて、その光学性能の低下を抑制することができる。
また、本願請求項6に記載の発明は、前記請求項1〜請求項5のうちいずれか一項に記載の発明において、前記圧力調整機構は、前記鏡筒本体内の空間及び前記区画空間の少なくとも一方と外部との気体の流通を許容または遮断する開閉弁を有することを特徴とするものである。
In this invention of Claim 5, the said optical element which forms the said division space can avoid the deformation | transformation by the said pressure difference, and can suppress the fall of the optical performance.
The invention according to claim 6 of the present application is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the pressure adjusting mechanism includes a space in the barrel main body and a partition space. It has an on-off valve that allows or blocks the flow of gas between at least one and the outside.
この本願請求項6に記載の発明では、前記開閉弁を適宜に開閉することで、前記鏡筒本体内の空間及び前記区画空間からの気体の排出状態と、各空間への所定の気体の供給状態と、各空間内を所定の気体で置換した状態とに容易に切換えることができる。 In the invention according to claim 6 of the present application, by appropriately opening and closing the on-off valve, the state of gas discharge from the space in the barrel main body and the compartment space, and the supply of predetermined gas to each space It is possible to easily switch between a state and a state where each space is replaced with a predetermined gas.
また、本願請求項7に記載の発明は、前記請求項1〜請求項6のうちいずれか一項に記載の発明において、前記圧力調整機構は、前記鏡筒本体内の空間に所定の気体を供給する気体供給機構を備えたことを特徴とするものである。 The invention according to claim 7 of the present application is the invention according to any one of claims 1 to 6, wherein the pressure adjusting mechanism supplies a predetermined gas to the space in the barrel body. A gas supply mechanism for supplying is provided.
この本願請求項7に記載の発明では、鏡筒本体内の空間の圧力調整を行った後、直ちに同空間内に所定の気体を供給することができるので、同空間内の吸光物質や汚染物質の量を好適に調整することができる。 In the invention according to claim 7 of the present application, after adjusting the pressure of the space in the lens barrel body, a predetermined gas can be immediately supplied into the space. The amount of can be suitably adjusted.
また、本願請求項8に記載の発明は、前記請求項1〜請求項7のうちいずれか一項に記載の発明において、前記空間区画機構は、前記鏡筒本体の端部に対して着脱可能に設けられる隔壁部材を備えることを特徴とするものである。 The invention according to claim 8 of the present application is the invention according to any one of claims 1 to 7, wherein the space partitioning mechanism is detachable from an end of the barrel body. It is characterized by comprising a partition member provided on the surface.
この本願請求項8に記載の発明では、前記鏡筒本体の不使用時には、前記隔壁部材を前記鏡筒本体の蓋として用いることで、前記光学素子を保護したり、クリーンルームから露光装置を収容する筐体内に極微量ながら漏れ込んだ汚染物質による前記光学素子の曇りを抑制したりすることができる。また、前記隔壁部材を鏡筒本体から脱離させたり、露光光の光路から退避させたりすることにより前記鏡筒本体を容易に使用状態に切換えることができる。 In the invention according to claim 8 of the present application, when the lens barrel body is not used, the partition member is used as a lid of the lens barrel body to protect the optical element or accommodate the exposure apparatus from a clean room. It is possible to suppress fogging of the optical element due to contaminants leaking into the housing in a trace amount. Further, the barrel main body can be easily switched to the use state by detaching the partition member from the barrel main body or withdrawing from the optical path of the exposure light.
また、本願請求項9に記載の発明は、前記請求項8に記載の発明において、前記鏡筒本体の端部に対して前記隔壁部材を変位させる隔壁変位装置を有することを特徴とするものである。 The invention described in claim 9 of the present application is characterized in that in the invention described in claim 8, it further comprises a partition displacement device that displaces the partition member relative to the end of the lens barrel body. is there.
この本願請求項9に記載の発明では、前記鏡筒本体の不使用時には、前記隔壁部材により前記光学素子を保護することができるとともに、前記鏡筒本体の使用時には、前記隔壁変位装置により前記隔壁部材を変位させて、前記隔壁部材を露光光の光路から容易に退避させることができる。 According to the ninth aspect of the present invention, when the lens barrel body is not used, the optical element can be protected by the partition member, and when the lens barrel body is used, the partition wall displacement device causes the partition wall to move. The partition member can be easily retracted from the optical path of the exposure light by displacing the member.
また、本願請求項10に記載の発明は、複数の光学素子と、該複数の光学素子を保持する鏡筒本体とを備える鏡筒の圧力調整方法において、前記鏡筒本体の両端部のうち少なくとも1つの端部に空間区画機構を設け、該空間区画機構と前記鏡筒本体に収容されている前記光学素子との間に区画空間を形成し、前記鏡筒本体内の空間と前記区画空間との少なくとも一方の圧力を調整することを特徴とするものである。 The invention according to claim 10 of the present application is the pressure adjustment method for a lens barrel including a plurality of optical elements and a lens barrel body holding the plurality of optical elements, and at least of both ends of the lens barrel body. A space partition mechanism is provided at one end, a partition space is formed between the space partition mechanism and the optical element accommodated in the lens barrel body, and the space in the lens barrel body and the partition space The pressure of at least one of the above is adjusted.
この本願請求項10に記載の発明では、請求項1に記載の発明と同様の作用及び効果を得ることができる。
また、本願請求項11に記載の発明は、マスク上に形成されたパターンの像を基板上に露光する露光装置において、前記請求項1〜請求項9のうちいずれか一項に記載の鏡筒を備えたことを特徴とするものである。
According to the tenth aspect of the present invention, the same operation and effect as the first aspect of the invention can be obtained.
The invention described in claim 11 is an exposure apparatus that exposes an image of a pattern formed on a mask onto a substrate. The lens barrel according to any one of claims 1 to 9. It is characterized by comprising.
この本願請求項11に記載の発明では、露光精度が向上され、微細なパターンであっても精度よく露光することができる。また、この発明の露光装置は、真空紫外光を露光光とする露光装置に特に好適である。 In the invention according to claim 11 of the present application, the exposure accuracy is improved, and even a fine pattern can be exposed with high accuracy. The exposure apparatus of the present invention is particularly suitable for an exposure apparatus that uses vacuum ultraviolet light as exposure light.
また、本願請求項12に記載の発明は、前記請求項11に記載の発明において、前記鏡筒が、前記パターンの像を前記基板上に投影する投影光学系であることを特徴とするものである。 The invention described in claim 12 of the present application is characterized in that, in the invention described in claim 11, the lens barrel is a projection optical system that projects an image of the pattern onto the substrate. is there.
この本願請求項12に記載の発明では、投影光学系を所定の状態に調整する時間を大幅に短縮することができる。
また、本願請求項13に記載の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程で、前記請求項11または請求項12に記載の露光装置を用いて露光を行うことを特徴とするものである。
In the invention according to claim 12 of the present application, the time for adjusting the projection optical system to a predetermined state can be greatly shortened.
The invention described in claim 13 is a device manufacturing method including a lithography process, wherein the exposure is performed using the exposure apparatus according to claim 11 or 12 in the lithography process. To do.
この本願請求項13に記載の発明では、高集積度のデバイスを歩留まりよく製造することができる。
次に、前記各請求項に記載の発明とともに、下記実施形態から抽出される技術的思想について、それらの作用及び効果とともに以下に記載する。
In the invention according to claim 13 of the present application, a highly integrated device can be manufactured with high yield.
Next, together with the inventions described in the above claims, technical ideas extracted from the following embodiments will be described below together with their functions and effects.
(1) 前記圧力調整機構は、前記鏡筒本体内の空間の圧力に応じて、前記鏡筒本体内の気体を排気する排気装置または、前記気体供給機構に切換接続することを特徴とする請求項7に記載の鏡筒。 (1) The pressure adjusting mechanism is switched and connected to an exhaust device for exhausting gas in the lens barrel body or the gas supply mechanism in accordance with the pressure in the space in the lens barrel body. Item 8. The lens barrel according to Item 7.
このように構成すれば、前記鏡筒本体内の空間の圧力に応じて、鏡筒本体内の気体の排出と、同空間内への所定の気体の供給とを容易に切換えることができる。
(2) 前記隔壁部材は、前記鏡筒本体の端部に対して接離可能に配置されることを特徴とする請求項8に記載の鏡筒。
If comprised in this way, according to the pressure of the space in the said lens-barrel main body, the discharge | emission of the gas in a lens-barrel main body and the supply of the predetermined gas in the same space can be switched easily.
(2) The lens barrel according to claim 8, wherein the partition member is disposed so as to be able to contact and separate from an end portion of the lens barrel main body.
このように構成すれば、前記鏡筒本体の端部に接合された隔壁部材を、その端部から離隔させる際にその端部に臨む光学素子と隔壁部材との接触を回避することができ、その光学素子の光学性能を良好に保つことができる。 If constituted in this way, when separating the partition member joined to the end of the lens barrel body from the end, contact between the optical element facing the end and the partition member can be avoided, The optical performance of the optical element can be kept good.
(3) 前記隔壁部材は、前記区画空間を前記鏡筒本体の外部に対して気密に形成することを特徴とする請求項8または前記(2)に記載の鏡筒。
このように構成すれば、前記区画空間内を減圧する際に鏡筒本体の外部から新たに吸光物質や汚染物質が、区画空間そして鏡筒本体内に取り込まれることを抑制することができる。
(3) The barrel according to claim 8 or (2), wherein the partition member forms the partition space in an airtight manner with respect to the outside of the barrel body.
If comprised in this way, when depressurizing the inside of the said division space, it can suppress that a light-absorbing substance and a contaminant are newly taken in into the division space and the lens-barrel main body from the exterior of a lens-barrel main body.
(4) 前記隔壁部材は、前記区画空間を大気圧より低い減圧状態としたときに生じる区画空間の内外の圧力差に耐える耐圧材料で形成したことを特徴とする請求項8、前記(2)、前記(3)のうちいずれか一項に記載の鏡筒。 (4) The partition wall member is formed of a pressure-resistant material that can withstand a pressure difference between the inside and outside of the partition space that occurs when the partition space is in a decompressed state lower than atmospheric pressure. The lens barrel according to any one of (3) above.
このように構成すれば、前記区画空間内を前記鏡筒本体内の空間の圧力と同等になるように減圧する際に、区画空間を形成する光学素子に、鏡筒本体の配置される外部環境の高い圧力が作用することをより確実に回避することができ、同光学素子の変形をより確実に抑制することができる。 According to this structure, when the pressure in the partition space is reduced to be equal to the pressure in the space in the lens barrel body, the external environment in which the lens barrel body is disposed in the optical element forming the partition space. It is possible to more reliably avoid the action of a high pressure, and to more reliably suppress deformation of the optical element.
(5) 前記隔壁部材には、前記区画空間から外部への気体の通過のみを許容する逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項8、前記(2)〜前記(4)のうちいずれか一項に記載の鏡筒。 (5) The partition member is provided with a check valve that allows only passage of gas from the partition space to the outside. The lens barrel according to any one of the above.
このように構成すれば、外部からの吸光物質や汚染物質の侵入を抑制しつつ、区画空間内を所定の気体によって満たした状態に維持することができる。
(6) 前記区画空間を形成する光学素子を、前記隔壁部材と前記鏡筒本体の端面より前記鏡筒本体の内側に配置したことを特徴とする請求項8、前記(2)〜前記(5)のうちいずれか一項に記載の鏡筒。
If comprised in this way, it can maintain in the state with which the inside of division space was satisfy | filled with the predetermined gas, suppressing the penetration | invasion of the light absorption substance and contaminant from the outside.
(6) The optical elements forming the partition space are arranged inside the barrel main body from the partition member and the end surface of the barrel main body, and (2) to (5), The lens barrel according to any one of the above.
このように構成すれば、隔壁部材を露光光の光軸と交差する方向へ変位させる際に、前記隔壁部材が、鏡筒本体の端部に配置されて区画空間を形成する光学素子と接触することが回避される。これにより、隔壁部材と前記光学素子との干渉による前記光学素子の光学性能への影響を排除することができる。 If comprised in this way, when displacing a partition member to the direction which cross | intersects the optical axis of exposure light, the said partition member contacts the optical element which is arrange | positioned at the edge part of a lens-barrel main body, and forms a division space. It is avoided. Thereby, the influence on the optical performance of the said optical element by interference with a partition member and the said optical element can be excluded.
(7) 内部を通過する光の波長が190nm以下であることを特徴とする請求項1〜請求項9、前記(1)〜前記(6)のうちいずれか一項に記載の鏡筒。
請求項1〜請求項9、前記(1)〜前記(6)に記載の鏡筒は、吸光物質や汚染物質の影響が極めて大きい190nm以下の光を通過させる鏡筒として、特に好適である。また、前記各請求項及び前記(1)〜前記(6)の各項に記載の鏡筒を搭載することで露光装置の解像性能を向上させることができる。
(7) The lens barrel according to any one of claims 1 to 9, and (1) to (6), wherein the wavelength of light passing through the interior is 190 nm or less.
The lens barrels according to claims 1 to 9 and (1) to (6) are particularly suitable as a lens barrel that allows light having a wavelength of 190 nm or less, which is extremely influenced by light-absorbing substances and contaminants, to pass therethrough. Further, the resolution performance of the exposure apparatus can be improved by mounting the lens barrel according to any of the above claims and (1) to (6).
以上のように、この発明においては、効率よく鏡筒内の吸光物質や汚染物質の量を調整することができる。また、高集積度のデバイスを効率よく製造することができるという効果がある。 As described above, in the present invention, it is possible to efficiently adjust the amount of light-absorbing substances and contaminants in the lens barrel. In addition, there is an effect that a highly integrated device can be efficiently manufactured.
以下に、本発明を、半導体素子製造用の露光装置、及び同露光装置を用いた半導体素子の製造方法に具体化した実施形態について、図1〜図4に基づいて説明する。
図1に示すように、露光装置は、光源としての露光光源21と露光装置本体22とビーム・マッチング・ユニット(以下、「BMU」という。)23とから構成されている。露光光源21は、露光光ELとして、例えばF2レーザ光(λ=157nm)を出射するレーザ光源となっている。また、BMU23は複数の光学素子で構成され、これら複数の光学素子はBMU室29に収容される。このBMU23は、露光光源21と露光装置本体22とを光学的に接続し、このBMU23を介して露光光源21から出射された露光光ELが露光装置本体22内に導かれるようになっている。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments in which the present invention is embodied in an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element and a semiconductor element manufacturing method using the exposure apparatus will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the exposure apparatus includes an
また露光装置本体22は、露光光ELの照射により、マスクとしてのレチクルR上に形成されたパターンの像を基板としてのウエハW上に転写するものである。以下に、その露光装置本体22の概略構成について説明する。
The exposure apparatus
露光装置本体22のチャンバ24内には、鏡筒としての照明系鏡筒本体25及び鏡筒としての投影系鏡筒本体27が、BMU23を介して導入された露光光ELの光軸方向に順次配置されている。これら鏡筒本体25,27及びBMU室29は、露光光源21からウエハWに至る露光光ELの光路を含む空間を形成している。また、チャンバ24は空調装置(図示略)を備えており、露光装置本体22全体の動作を制御する主制御系30の制御の下で、このチャンバ24の内部が所定の温度及び湿度に保たれるようになっている。
In the
照明系鏡筒本体25内には、レチクルRを照明するための照明光学系33が収容されている。この照明光学系33は、複数のミラー34、オプティカルインテグレータをなすフライアイレンズ(ロッドインテグレータでもよい)35、コンデンサレンズ36等の光学素子からなっている。フライアイレンズ35は、露光光源21からの露光光ELの入射により、その後方面にレチクルRを均一な照度分布で照明する多数の二次光源を形成する。そのフライアイレンズ35の後方には、露光光ELの形状を整形するためのレチクルブラインド37が配置されている。
An illumination
照明系鏡筒本体25の両端におけるBMU側開口部25a及びマスク側開口部25bには、照明光学系33の光学素子の一部として円板状の平行平板ガラス38が配置されている。また、BMU室29の両端における光源側開口部29a及び照明光学系側開口部29bにも、平行平板ガラス38が配置されている。この平行平板ガラス38は、露光光ELを透過する物質(合成石英、蛍石など)により形成されている。
Disc-shaped parallel
照明系鏡筒本体25内には、平行平板ガラス38を介して複数(この例では4つ)の内部空間39が形成されている。そして、内部空間39には、ミラー34、フライアイレンズ35、及びコンデンサレンズ36の各光学素子や、レチクルブラインド37が単独であるいはいくつか組み合わされて収容されている。
A plurality (four in this example) of
また、投影系鏡筒本体27内には、照明光学系33によって照明されるレチクルR上のパターンの像をウエハW上に投影するための投影光学系42が収容されている。図2に示すように、この投影光学系42は、2つのカバーガラス43と複数(この例では4つ)のレンズエレメント44等の光学素子とからなっている。そして、その投影系鏡筒本体27は、投影系鏡筒本体27の内壁及びカバーガラス43によって、該投影系鏡筒本体27内に空間69が形成されている。
The projection system barrel
また、図1に示すように、投影光学系42と照明光学系33との間には、レチクルステージRSTが配置されている。このレチクルステージRSTにより、所定のパターンが形成されたレチクルRが、露光光ELの光軸と直交する面内で移動可能に保持されるようになっている。
Further, as shown in FIG. 1, a reticle stage RST is disposed between the projection
また、投影光学系42の像面側には、ウエハステージWSTが配置されている。このウエハステージWSTにより、露光光ELに対して感光性を有するフォトレジストが塗布されたウエハWが、その露光光ELの光軸と直交する面内において移動可能、かつその光軸に沿って微動可能に保持されるようになっている。
A wafer stage WST is disposed on the image plane side of the projection
レチクルステージRSTの端部には、干渉計(図示略)からのレーザビームを反射する移動鏡が固定されている。そして、レチクルステージRSTは、この干渉計によって走査方向の位置が常時検出され、主制御系30の制御のもとで、所定の走査方向に駆動されるようになっている。
A movable mirror that reflects a laser beam from an interferometer (not shown) is fixed to the end of the reticle stage RST. The position of the reticle stage RST in the scanning direction is constantly detected by the interferometer, and is driven in the predetermined scanning direction under the control of the
また、ウエハステージWSTの端部には、干渉計(図示略)からのレーザビームを反射する移動鏡が固定されており、ウエハステージWSTが可動する平面内での位置は干渉計によって常時検出される。そして、ウエハステージWSTは、主制御系30の制御のもとで、走査方向の移動のみならず、可動する平面内において走査方向と直交する方向にも移動可能に構成されている。これにより、ウエハW上の各ショット領域毎に走査露光を繰り返すステップ・アンド・スキャン動作が可能になっている。
Further, a movable mirror that reflects a laser beam from an interferometer (not shown) is fixed to the end of wafer stage WST, and the position in the plane where wafer stage WST is movable is always detected by the interferometer. The Wafer stage WST is configured to be movable not only in the scanning direction but also in a direction perpendicular to the scanning direction within a movable plane under the control of
ここで、ステップ・アンド・スキャン方式により、レチクルR上の回路パターンをウエハW上のショット領域に走査露光する場合、レチクルR上の照明領域が、レチクルブラインド37で長方形(スリット)状に整形される。この照明領域は、レチクルR側の走査方向に対して直交する方向を長手方向とするものとなっている。そして、露光時において、レチクルRを走査方向に所定の速度Vrで移動させることにより、レチクルR上の回路パターンをスリット状の照明領域で一端側から他端側に向かって順次照明する。これにより、照明領域内におけるレチクルR上の回路パターンが、投影光学系42を介してウエハW上に投影され、投影領域が形成される。
Here, when the circuit pattern on the reticle R is scanned and exposed to the shot area on the wafer W by the step-and-scan method, the illumination area on the reticle R is shaped into a rectangle (slit) by the reticle blind 37. The This illumination region has a longitudinal direction in a direction orthogonal to the scanning direction on the reticle R side. At the time of exposure, the reticle R is moved at a predetermined speed Vr in the scanning direction, so that the circuit pattern on the reticle R is sequentially illuminated from one end side to the other end side in the slit-like illumination region. As a result, the circuit pattern on the reticle R in the illumination area is projected onto the wafer W via the projection
ここで、ウエハWは、レチクルRと倒立結像関係にあるため、レチクルRの走査方向とは反対方向にレチクルRの走査に同期して所定の速度Vwで移動される。これにより、ウエハWのショット領域の全面が露光可能となる。走査速度の比Vw/Vrは投影光学系42の縮小倍率に応じたものになっており、レチクルR上の回路パターンがウエハW上の各ショット領域上に正確に縮小転写される。
Here, since the wafer W is in an inverted imaging relationship with the reticle R, the wafer W is moved in a direction opposite to the scanning direction of the reticle R at a predetermined speed Vw in synchronization with the scanning of the reticle R. As a result, the entire shot area of the wafer W can be exposed. The scanning speed ratio Vw / Vr is in accordance with the reduction magnification of the projection
また、BMU室29、内部空間39及び空間69を区画する壁部に形成された開口49には、気体供給機構としてのパージガス供給系50が接続されている。そして、BMU室29、内部空間39及び空間69には、パージガス供給系50及び各開口49を介して、マイクロデバイス工場のユーティリティプラント内のタンク51より、パージガスとしての不活性ガスが供給されるようになっている。ここで、不活性ガスとは、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等の中から選択された単体のガス、あるいはその混合ガスである。
Further, a purge
ここで、このパージガス中には、ミラー34,フライアイレンズ35、コンデンサレンズ36、平行平板ガラス38、カバーガラス43及びレンズエレメント44等の光学素子の表面上に、露光光ELの照射下で堆積して曇り現象を生じせしめる汚染物質、あるいはF2レーザ光を強く吸収する水等の吸光物質が不純物として含まれることがある。
Here, in this purge gas, it accumulates on the surfaces of optical elements such as the
このため、パージガス供給系50の給気配管52中には、パージガス中に含まれる上記汚染物質や吸光物質を含む不純物を除去するためのフィルタ53及びパージガスを所定の温度に調整するとともにパージガス中の水分を除去する温調乾燥器54が介装されている。そして、BMU室29、内部空間39及び空間69は、パージガス排出管55を介して半導体素子製造工場の排気ダクト56に接続されている。
For this reason, in the
なお、BMU室29、内部空間39及び空間69に存在する汚染物質としては、例えば有機ケイ素化合物、アンモニウム塩、硫酸塩、ウエハW上のレジストからの揮散物、駆動部を有する構成部品に使用される摺動性改善剤からの揮散物、チャンバ24内の電気部品に給電あるいは信号供給するための配線の被覆層からの揮散物等がある。従って、工場の外部に排出されるパージガスには、これらの汚染物質が含まれている場合もある。
In addition, as contaminants existing in the
次に、投影光学系42を収容する投影系鏡筒本体27の構成について説明する。
図2に示すように、投影系鏡筒本体27は、各レンズエレメント44を保持する複数の鏡筒ユニット59がボルト等により互いに固定されて構成されている。投影系鏡筒本体27の両端部には、カバーガラス43を覆うようにそれぞれ空間区画機構の一部を構成する隔壁部材60がパッキン61を介して着脱可能に設けられている。隔壁部材60は、金属等の耐圧材料からなっている。
Next, the configuration of the projection
As shown in FIG. 2, the projection system barrel
ここでいう「着脱可能」とは、隔壁部材60を投影系鏡筒本体27から完全に取り外すことのできる構成と、隔壁部材60を投影系鏡筒本体27に取着した状態で露光光ELの光路外に退避させることのできる構成との両方を含むものとする。
Here, “detachable” means that the
このとき、隔壁部材60とカバーガラス43との間には、外部に対して気密状態にある区画空間62が形成される。隔壁部材60には、区画空間62にパージガスを供給できるようにパージガス供給系50の給気配管52が接続されており、隔壁部材60に接続される給気配管52には、開閉弁68が設けられている。
At this time, a
パージガス排出管55と接続された排気装置としての減圧ポンプ65からは圧力調整管64が延びており、該圧力調整管64は2本に分岐している。圧力調整管64において、減圧ポンプ65と分岐点との間には、開閉弁としての電磁弁66が設けられている。そして、2本に分岐した圧力調整管64の一方は、投影系鏡筒本体27に接続され、他方は隔壁部材60に接続されている。したがって、圧力調整管64は、投影系鏡筒本体27内の空間69と区画空間62とを連通する連通路としても機能するようになっている。そして、圧力調整管64、減圧ポンプ65及び電磁弁66により、圧力調整機構が構成されている。
A
鏡筒ユニット59のうちで、投影系鏡筒本体27の上端部に位置する鏡筒ユニット59aには、パージガス供給系50の給気配管52が接続されており、鏡筒ユニット59a近傍の給気配管52には、開閉弁63が設けられている。一方、鏡筒ユニット59のうちで、投影系鏡筒本体27のほぼ中央部に位置する鏡筒ユニット59bには、その投影系鏡筒本体27を露光装置本体22の架台(図示略)に支持するためのフランジFLGが設けられている。また、鏡筒ユニット59のうちで、投影系鏡筒本体27の下端部に位置する鏡筒ユニット59cには、パージガス排出管55が接続されており、このパージガス排出管55には、開閉弁67が設けられている。
Of the lens barrel unit 59, the
投影系鏡筒本体27内の吸光物質や汚染物質の量を調整する場合、まず、電磁弁66を開放する。そして、減圧ポンプ65を作動させて、投影系鏡筒本体27内の空間69と区画空間62とを、大気圧よりも低い状態(好ましくは、真空に近い状態)まで減圧する。このとき、投影系鏡筒本体27内の空間69と区画空間62とは圧力調整管64により連通されているため、両空間69,62はほぼ同等の圧力となる。このため、両空間69,62の間の圧力差がカバーガラス43の耐圧限界を超えることがない。さらに、このとき、隔壁部材60を隔てた区画空間62の内外には大きな圧力差が生じ、その圧力差による負荷が隔壁部材60に作用することになる。しかし、隔壁部材60は耐圧材料よりなるため、該圧力差による負荷がカバーガラス43に作用することが確実に回避される。
When adjusting the amount of light-absorbing substance or contaminant in the projection
投影系鏡筒本体27内の空間69と区画空間62とを真空に近い状態まで減圧して、その状態を所定時間保持させた後、電磁弁66を閉じる。次いで、開閉弁63及び開閉弁68を徐々に開放していき、給気配管52から投影系鏡筒本体27内の空間69及び区画空間62にパージガスを徐々に注入する。このとき、前記と同様に、開閉弁63,68の開度を、パージガスの流速が、投影系鏡筒本体27内のレンズエレメント44及びカバーガラス43に衝撃を与えない程度になるように調整することが望ましい。
The
従って、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(イ) この投影系鏡筒本体27では、減圧ポンプ65に接続された圧力調整管64が、投影系鏡筒本体27に接続されている。このため、減圧ポンプ65により投影系鏡筒本体27内の空間69を大気圧より低い減圧状態とすることができる。これにより、空間69に存在する吸光物質や汚染物質を効率よく揮散させて、内部に存在していた気体とともに、投影系鏡筒本体27の外部へ排出することができる。したがって、投影系鏡筒本体27内の空間69をパージガスにより極めて精度よく置換する必要がある場合にも、吸光物質や汚染物質を、短時間に少量のパージガスでもって投影系鏡筒本体27内の空間69内から外部に排出することができる。このような投影系鏡筒本体27は、露光プロセスにおいて、吸光物質や汚染物質の影響が極めて大きいF2レーザ光等の190nm以下の露光光ELを使用する露光装置の鏡筒として、特に好適であり、露光プロセスの効率を飛躍的に向上させることができる。
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(A) In the projection
(ロ) この投影系鏡筒本体27では、減圧ポンプ65に接続された圧力調整管64によって、投影系鏡筒本体27内の空間69の圧力と区画空間62の圧力とをほぼ同等の圧力になるように調整することができる。これにより、投影系鏡筒本体27内の空間69の圧力を調整したとしても、その空間69と区画空間62との間に大きな圧力差が生じることがなく、両空間69,62を区画するカバーガラス43に対して不均一な圧力負荷が作用することが抑制される。したがって、投影系鏡筒本体27内の空間69の圧力調整に伴って、カバーガラス43が変形されたりすることが回避され、その光学性能を高く維持することができる。
(B) In the projection system barrel
(ハ) この投影系鏡筒本体27では、圧力調整管64により、投影系鏡筒本体27内の空間69と区画空間62とが連通されているため、減圧ポンプ65等を利用した簡単な構成で、両空間69,62を同時にほぼ同等の圧力に調整することができる。加えて、投影系鏡筒本体27内の空間69と区画空間62との間の圧力差を、区画空間62を形成するカバーガラス43の耐圧限界より小さく抑えることで、カバーガラス43が、圧力差によって変形するのを回避することができて、その光学性能の低下を抑制することができる。
(C) In the projection system barrel
(ニ) この投影系鏡筒本体27では、減圧ポンプ65がパージガス排出管55に接続されている。このため、減圧ポンプ65により投影系鏡筒本体27内の空間69と区画空間62との内の吸光物質や汚染物質を、それらの空間69,62にもともと存在する気体とともに、パージガス排出管55及び排気ダクト56を介して露光装置の外部に速やかに排出することができる。また、両空間69,62内を減圧状態とすることで、両空間69,62を形成する壁面やレンズエレメント44及びカバーガラス43等の上に付着した吸光物質や汚染物質の揮散が加速されるため、それらの物質の除去をより効率的に行うことができる。
(D) In the projection system
(ホ) この投影系鏡筒本体27では、その端部に隔壁部材60が着脱可能に設けられている。このため、投影系鏡筒本体27の不使用時には、隔壁部材60を投影系鏡筒本体27の蓋として用いることで、カバーガラス43を保護することができる。また、投影系鏡筒本体27の不使用時において、クリーンルームからその露光装置を収容するチャンバ24内に、極微量ながら漏れ込んだ汚染物質によるカバーガラス43やレンズエレメント44の曇りを抑制することができる。そして、投影系鏡筒本体27の使用時には、隔壁部材60を投影系鏡筒本体27から脱離させたり、露光光ELの光路から退避させたりすることで、レチクルR上のパターンの像をウエハW上に転写する際に隔壁部材60がその露光動作に支障をきたすことがない。
(E) In the projection system barrel
(ヘ) 隔壁部材60は、金属等の耐圧材料からなっている。このため、区画空間62の圧力と投影系鏡筒本体27内の空間69の圧力とを、大気圧より低い減圧状態とする際に、区画空間62を形成するカバーガラス43に、投影系鏡筒本体27の配置される外部環境の高い圧力が作用することがより確実に回避される。このため、該カバーガラス43の変形をより確実に抑制することができる。
(F) The
(ト) 隔壁部材60は、パッキン61を介して投影系鏡筒本体27の端部に設けられている。このため、隔壁部材60とカバーガラス43との間には、投影系鏡筒本体27内の空間69の外部に対して気密状態にある区画空間62が形成される。これにより、区画空間62内を減圧する際に、投影系鏡筒本体27内の空間69の外部から新たに吸光物質や汚染物質が、区画空間62そして投影系鏡筒本体27内の空間69に取り込まれることを抑制することができる。
(G) The
(変更例)
なお、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・図3に示すように、投影系鏡筒本体27に、隔壁変位装置としてのアクチュエータ70を設けて、隔壁部材60を移動させるようにしてもよい。この場合、アクチュエータ70のロッド71を、投影光学系42の光軸まわりに回転可能かつ、同光軸方向に伸縮可能にして、隔壁部材60を、投影系鏡筒本体27の端部に対して接離可能に配置してもよい。
(Example of change)
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
As shown in FIG. 3, the projection system barrel
このようにすれば、投影系鏡筒本体27の不使用時には、アクチュエータ70により隔壁部材60を、投影系鏡筒本体27の端部に接合させて、カバーガラス43を保護することができる。また、投影系鏡筒本体27の使用時には、図4に示すように、アクチュエータ70により隔壁部材60を移動させて、隔壁部材60を露光光ELの光路から容易に退避させることができる。
In this way, when the projection
このように、隔壁部材60を露光光ELの光路から退避させる場合、アクチュエータ70のロッド71を投影光学系42の光軸方向に伸長させて、隔壁部材60を投影系鏡筒本体27の端部から離間させる。そして、ロッド71を回転させて、隔壁部材60を光路から退避させる。このようにすれば、隔壁部材60を回動させる際におけるその隔壁部材60とカバーガラス43との干渉をより確実に抑制することができる。
Thus, when retracting the
・実施形態の露光装置本体22において、パージガス供給系50の給気配管52を電磁弁66に接続して、鏡筒ユニット59a及び隔壁部材60に接続された給気配管52を省いてもよい。すなわち、圧力調整管64が投影系鏡筒本体27へパージガスを供給する給気配管52の役割を一部担うようにしてもよい。そして、電磁弁66の作動により、投影系鏡筒本体27の空間69に給気配管52を介したパージガスの供給と、減圧ポンプ65による投影系鏡筒本体27内の空間69の真空引きとを切換えて行うことがきる。
In the exposure apparatus
このようにすれば、電磁弁66を適宜に切換接続(開閉)することで、投影系鏡筒本体27内の空間69及び区画空間62からの気体の排出と、各空間69,62へのパージガスの供給と、各空間69,62内をパージガスで置換した状態とに容易に切換えることができる。さらに、鏡筒ユニット59a及び隔壁部材60に接続された給気配管52を省くことができるので、投影系鏡筒本体27に対する給気配管52の接続構造、ひいては投影系鏡筒本体27の構成を簡単にすることができる。
In this way, by appropriately switching (opening / closing) the
・実施形態では、本発明の鏡筒を、投影光学系42を収容する投影系鏡筒本体27に具体化したが、照明光学系33を収容する照明系鏡筒本体25に具体化してもよい。
・隔壁部材60に、区画空間62から外部への気体の通過のみを許容する逆止弁を設けてもよい。このようにすれば、外部からの吸光物質や汚染物質の侵入を抑制しつつ、区画空間62をパージガスによって満たした状態に維持することができる。
In the embodiment, the lens barrel of the present invention is embodied in the projection system barrel
The
・カバーガラス43を、隔壁部材60と投影系鏡筒本体27の端面より投影系鏡筒本体27の内側に配置してもよい。このようにすれば、隔壁部材60を露光光ELの光軸と交差する方向へ変位させる際に、隔壁部材60が投影系鏡筒本体27の端部に配置され、カバーガラス43と接触することが回避され、カバーガラス43の光学性能に影響を与えることを排除することができる。
The
・投影系鏡筒本体27の端部に隔壁部材60を螺着する構成にしてもよい。
・実施形態において、投影系鏡筒本体27に、その内部の空間69における気体の状態、例えば酸素濃度、水分濃度等を測定するセンサを取着してもよい。そして、そのセンサの測定結果に応じて、空間69及び区画空間62からの気体の排出と、各空間69,62へのパージガスの供給とを切換えるようにしてもよい。このようにすれば、投影系鏡筒本体27内の空間69を所定の状態、例えば酸素濃度、水分量が所定量以下となった状態にして、パージガスを供給することができる。これにより、投影系鏡筒本体27をより確実に所定の状態に維持することができる。また、気体の排出と、パージガスの供給との切換を容易に行うことができる。
A configuration may be adopted in which the
In the embodiment, a sensor for measuring a gas state in the
・実施形態において、投影光学系42としては、屈折タイプに限らず、反射屈折タイプ、反射タイプであってもよい。
・本発明の露光装置は、縮小露光型の露光装置に限定されるものではなく、例えば等倍露光型、拡大露光型の露光装置であってもよい。
In the embodiment, the projection
The exposure apparatus of the present invention is not limited to a reduction exposure type exposure apparatus, and may be, for example, a 1X exposure type or an expansion exposure type exposure apparatus.
・半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、DUV(深紫外)やVUV(真空紫外)光などを用いる露光装置では一般に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては、石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、または水晶などが用いられる。 A glass substrate or silicon from a mother reticle is used to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, and electron beam exposure apparatuses. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern to a wafer or the like. Here, in an exposure apparatus using DUV (deep ultraviolet) or VUV (vacuum ultraviolet) light, a transmission type reticle is generally used. As a reticle substrate, quartz glass, quartz glass doped with fluorine, fluorite, fluoride, and the like are used. Magnesium or quartz is used.
・半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子(LCD)などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられてデバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びCCD等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などにも、本発明を適用することができる。 Used not only for exposure devices used for manufacturing semiconductor elements, but also for manufacturing exposure devices that transfer device patterns onto glass plates, thin film magnetic heads, etc., used for manufacturing displays including liquid crystal display elements (LCDs). The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a device pattern to a ceramic wafer or the like, and an exposure apparatus that is used to manufacture an image sensor such as a CCD.
・マスクと基板とが静止した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の一括露光型の露光装置にも、本発明を適用することができる。 The present invention can also be applied to a step-and-repeat type batch exposure apparatus that transfers a mask pattern to a substrate while the mask and the substrate are stationary, and sequentially moves the substrate stepwise.
・露光装置の光源としては、例えばg線(λ=436nm)、i線(λ=365nm)、KrFエキシマレーザ(λ=248nm)、ArFエキシマレーザ(λ=193nm)、Kr2レーザ(λ=146nm)、Ar2レーザ(λ=126nm)等を用いてもよい。また、DFB半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(またはエルビウムとイッテルビウムの双方)がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いてもよい。 As a light source of the exposure apparatus, for example, g-line (λ = 436 nm), i-line (λ = 365 nm), KrF excimer laser (λ = 248 nm), ArF excimer laser (λ = 193 nm), Kr 2 laser (λ = 146 nm) ), Ar 2 laser (λ = 126 nm) or the like may be used. In addition, a single wavelength laser beam in the infrared region or visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser is amplified by, for example, a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium), and a nonlinear optical crystal is obtained. It is also possible to use harmonics that have been converted into ultraviolet light.
なお、各実施形態の露光装置は、大略、例えば次のように製造される。
すなわち、まず、投影光学系42を構成する複数のレンズエレメント44及びカバーガラス43等を、実施形態の投影系鏡筒本体27に収容する。また、ミラー34及び各レンズ35,36等の光学素子からなる照明光学系33を照明系鏡筒本体25内に収容する。そして、これらの照明光学系33及び投影光学系42を露光装置本体22に組み込み、光学調整を行う。次いで、多数の機械部品からなるウエハステージWST(スキャンタイプの露光装置の場合は、レチクルステージRSTも含む)を露光装置本体22に取り付けて配線を接続する。そして、露光光ELの光路内にパージガスを供給するパージガス供給系50の配管を接続した上で、さらに総合調整(電気調整、動作確認など)を行う。
In addition, the exposure apparatus of each embodiment is generally manufactured as follows, for example.
That is, first, the plurality of
ここで、各鏡筒を構成する各部品は、超音波洗浄などにより、加工油や、金属物質などの不純物を落としたうえで、組み上げられる。なお、露光装置の製造は、温度、湿度や気圧が制御され、かつクリーン度が調整されたクリーンルーム内で行うことが望ましい。 Here, each component constituting each lens barrel is assembled after removing impurities such as processing oil and metal substances by ultrasonic cleaning or the like. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room in which the temperature, humidity, and pressure are controlled and the cleanness is adjusted.
次に、上述した露光装置をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
図5は、デバイス(ICやLSI等の半導体素子、液晶表示素子、撮像素子(CCD等)、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造例のフローチャートを示す図である。
Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus in a lithography process will be described.
FIG. 5 is a flowchart showing a manufacturing example of a device (a semiconductor element such as an IC or LSI, a liquid crystal display element, an image pickup element (CCD or the like), a thin film magnetic head, a micromachine, or the like).
図5に示すように、まず、ステップS101(設計ステップ)において、デバイス(マイクロデバイス)の機能・性能設計(例えば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップS102(マスク製作ステップ)において、設計した回路パターンを形成したマスク(レクチルR等)を製作する。一方、ステップS103(基板製造ステップ)において、シリコン、ガラスプレート等の材料を用いて基板(シリコン材料を用いた場合にはウエハWとなる。)を製造する。 As shown in FIG. 5, first, in step S101 (design step), a function / performance design (for example, circuit design of a semiconductor device) of a device (microdevice) is performed, and a pattern design for realizing the function is performed. Do. Subsequently, in step S102 (mask manufacturing step), a mask (such as a reticle R) on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step S103 (substrate manufacturing step), a substrate (wafer W when silicon material is used) is manufactured using a material such as silicon or glass plate.
次に、ステップS104(基板処理ステップ)において、ステップS101〜S103で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップS105(デバイス組立ステップ)において、ステップS104で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップS105には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程(チップ封入等)等の工程が必要に応じて含まれる。 Next, in step S104 (substrate processing step), using the mask and substrate prepared in steps S101 to S103, an actual circuit or the like is formed on the substrate by lithography or the like, as will be described later. Next, in step S105 (device assembly step), device assembly is performed using the substrate processed in step S104. Step S105 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip encapsulation or the like) as necessary.
最後に、ステップS106(検査ステップ)において、ステップS105で作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。 Finally, in step S106 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the device manufactured in step S105 are performed. After these steps, the device is completed and shipped.
図6は、半導体デバイスの場合における、図5のステップS104の詳細なフローの一例を示す図である。図6において、ステップS111(酸化ステップ)では、ウエハWの表面を酸化させる。ステップS112(CVDステップ)では、ウエハW表面に絶縁膜を形成する。ステップS113(電極形成ステップ)では、ウエハW上に電極を蒸着によって形成する。ステップS114(イオン打込みステップ)では、ウエハWにイオンを打ち込む。以上のステップS111〜S114のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a detailed flow of step S104 of FIG. 5 in the case of a semiconductor device. In FIG. 6, in step S111 (oxidation step), the surface of the wafer W is oxidized. In step S112 (CVD step), an insulating film is formed on the surface of the wafer W. In step S113 (electrode formation step), an electrode is formed on the wafer W by vapor deposition. In step S114 (ion implantation step), ions are implanted into the wafer W. Each of the above steps S111 to S114 constitutes a pretreatment process at each stage of the wafer processing, and is selected and executed according to a necessary process at each stage.
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップS115(レジスト形成ステップ)において、ウエハWに感光剤を塗布する。引き続き、ステップS116(露光ステップ)において、先に説明したリソグラフィシステム(露光装置)によってマスク(レチクルR)の回路パターンをウエハW上に転写する。次に、ステップS117(現像ステップ)では露光されたウエハWを現像し、ステップS118(エッチングステップ)において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップS119(レジスト除去ステップ)において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。 At each stage of the wafer process, when the above pre-process is completed, the post-process is executed as follows. In this post-processing process, first, a photosensitive agent is applied to the wafer W in step S115 (resist formation step). Subsequently, in step S116 (exposure step), the circuit pattern of the mask (reticle R) is transferred onto the wafer W by the lithography system (exposure apparatus) described above. Next, in step S117 (developing step), the exposed wafer W is developed, and in step S118 (etching step), the exposed members other than the portion where the resist remains are removed by etching. In step S119 (resist removal step), the resist that has become unnecessary after the etching is removed.
これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハW上に多重に回路パターンが形成される。
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程(ステップS116)において、真空紫外域の露光光ELにより解像力の向上が可能となり、露光量制御を高精度に行うことができる。従って、露光精度を向上することができて、最小線幅が0.1μm程度の高集積度のデバイスを歩留まりよく製造することができる。
Multiple circuit patterns are formed on the wafer W by repeatedly performing these pre-processing and post-processing steps.
If the device manufacturing method of this embodiment described above is used, in the exposure process (step S116), the resolution can be improved by the exposure light EL in the vacuum ultraviolet region, and the exposure amount can be controlled with high accuracy. Therefore, the exposure accuracy can be improved, and a highly integrated device having a minimum line width of about 0.1 μm can be manufactured with a high yield.
25…鏡筒としての照明系鏡筒本体、27…鏡筒としての投影系鏡筒本体、33…照明光学系、34…光学素子としてのミラー、35…光学素子としてのフライアイレンズ、36…光学素子としてのコンデンサレンズ、38…光学素子としての平行平板ガラス、39…内部空間、42…投影光学系、44…光学素子としてのレンズエレメント、50…気体供給機構としてのパージガス供給系、59,59a,59b,59c…鏡筒ユニット、60…隔壁部材、62…区画空間、64…圧力調整機構を構成する圧力調整管、65…圧力調整機構を構成し、排気装置としての減圧ポンプ、66…圧力調整機構を構成し、開閉弁としての電磁弁、63,67,68…開閉弁、69…空間、70…隔壁変位装置としてのアクチュエータ、71…隔壁変位装置としてのロッド、EL…露光光、R…マスクとしてのレチクル、W…基板としてのウエハ。 25 ... Illumination system barrel body as a barrel, 27 ... Projection system barrel body as a barrel, 33 ... Illumination optical system, 34 ... Mirror as optical element, 35 ... Fly eye lens as optical element, 36 ... Condenser lens as an optical element, 38 ... Parallel flat glass as an optical element, 39 ... Internal space, 42 ... Projection optical system, 44 ... Lens element as an optical element, 50 ... Purge gas supply system as a gas supply mechanism, 59, 59a, 59b, 59c ... barrel unit, 60 ... partition member, 62 ... partition space, 64 ... pressure adjusting pipe constituting the pressure adjusting mechanism, 65 ... pressure adjusting mechanism, decompression pump as exhaust device, 66 ... An electromagnetic valve as an on-off valve, 63, 67, 68 ... on-off valve, 69 ... space, 70 ... an actuator as a partition displacement device, 71 ... partition change Rod of the apparatus, EL ... exposure light, the reticle as R ... mask, W ... wafer as a substrate.
Claims (13)
前記鏡筒本体の両端部のうち少なくとも1つの端部に設けられ、前記鏡筒本体に収容されている前記光学素子との間に区画空間を形成する空間区画機構を有し、前記鏡筒本体内の空間及び前記空間区画機構により形成された前記区画空間のうち少なくとも一方の圧力を調整する圧力調整機構を備えていることを特徴とする鏡筒。 In a lens barrel that includes a plurality of optical elements and a lens barrel body that holds the plurality of optical elements,
The lens barrel main body has a space partitioning mechanism that is provided at at least one end of the both ends of the lens barrel main body and forms a partition space with the optical element housed in the lens barrel main body. A lens barrel comprising a pressure adjusting mechanism for adjusting the pressure of at least one of an inner space and the partition space formed by the space partition mechanism.
前記鏡筒本体の両端部のうち少なくとも1つの端部に空間区画機構を設け、
該空間区画機構と前記鏡筒本体に収容されている前記光学素子との間に区画空間を形成し、前記鏡筒本体内の空間と前記区画空間との少なくとも一方の圧力を調整することを特徴とする鏡筒の圧力調整方法。 In a method for adjusting the pressure of a lens barrel comprising a plurality of optical elements and a lens barrel body that holds the plurality of optical elements,
A space partition mechanism is provided on at least one end of both ends of the lens barrel body,
A partition space is formed between the space partition mechanism and the optical element housed in the lens barrel body, and the pressure of at least one of the space in the lens barrel body and the partition space is adjusted. A method for adjusting the pressure of the lens barrel.
請求項1〜請求項9のうちいずれか一項に記載の鏡筒を備えたことを特徴とする露光装置。 In an exposure apparatus that exposes an image of a pattern formed on a mask onto a substrate,
An exposure apparatus comprising the lens barrel according to any one of claims 1 to 9.
前記リソグラフィ工程で、請求項11または請求項12に記載の露光装置を用いて露光を行うことを特徴とするデバイスの製造方法。 In a device manufacturing method including a lithography process,
13. A device manufacturing method, wherein exposure is performed using the exposure apparatus according to claim 11 in the lithography process.
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