JP2009010232A - 光学装置、露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子を固定するための接着剤への光の入射をより効果的に制限する。
【解決手段】光学装置は、光学素子２と、光学素子２に接着剤１で連結され光学素子１を支持する支持部材３と、接着剤１への光の入射を制限するように光学素子１の表面の非照射領域３０に設けられた遮光膜４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学装置、それを含む露光装置、および、それを使ったデバイス製造方法に関する。

半導体デバイス等のデバイスを製造するためのリソグラフィー工程において、露光装置が使用される。露光装置は、照明光学系によって原版を照明し、該原版のパターンを投影光学系を介して基板に投影して該基板を露光する。照明光学系や投影光学系のような光学系において光学素子を支持部材に固定するために接着剤が使用されている。

図２および図３は、露光装置の照明光学系や投影光学系等の光学系の部分的な構成を模式的に示す図である。光学系を構成する光学素子２（レンズ、ミラー等）は、円環状の支持部材３に固定されて使用される。光学素子２の側部は、接着剤１によって支持部材３に固定される（特許文献１参照）。
特開２００１−２４２３６４号公報

露光装置の光学装置では、光学素子を照射する際、開口数と画角で決定される光が通過する部分以外の場所にも、回折や散乱現象によって光が入射する。例えば、図３に模式的に示すように、光学素子２に入射した光は、光学素子２を透過して支持部材３で反射し、接着剤１に到達する場合がある。光学素子を支持部材に連結するための接着剤は、光（典型的には、紫外線）の照射を受けると変質が起こり、接着力の低下、弾性力の変化が起りうる。これにより、光学素子の位置、姿勢、形状が変化し、光学系の性能が低下しうる。

本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、例えば、光学素子を固定するための接着剤への光の入射をより効果的に制限することを目的とする。

本発明の第１の側面に係る光学装置は、光学素子と、前記光学素子に接着剤で連結され、前記光学素子を支持する支持部材と、前記接着剤への光の入射を制限するように前記光学素子の表面の非照射領域に設けられた遮光膜とを備える。

本発明の第２の側面に係る光学装置は、光学素子と、前記光学素子に接着剤で連結され、前記光学素子を支持する支持部材と、前記接着剤への光の入射を制限する入射制限部とを備え、前記支持部材は、前記光学素子の側部の前記少なくとも一部に対して前記接着剤を介して連結された第１支持部と、前記光学素子の周辺部を下方から支持する第２支持部とを有し、前記入射制限部は、前記接着剤と前記第１支持部との接触部と前記光学素子と前記第２支持部との接触部との間に配置されている。

本発明によれば、例えば、光学素子を固定するための接着剤への光の入射をより効果的に制限することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の光学装置の概略構成を示す図である。第１実施形態の光学装置は、光学素子２と、光学素子２の一部２３に接着剤１を介して連結されて光学素子２を支持する支持部材３と、接着剤１への光の入射を制限するように光学素子２の表面に設けられた遮光膜４とを備える。

光学素子２は、例えばレンズである。前述の光学素子２の一部２３とは、典型的には、光学素子２の側部の少なくとも一部である。遮光膜４は、例えば、光学素子２に塗布されることによって光学素子２の表面に設けられうる。照射光は、図１では、光学素子２に対してその上面側（これを物体側とする）から入射する。照射光は光学素子２の物体側の面２１内の照射領域３０を照射する。なお、照射領域３０は、光学素子２を含む光学系の設計の際に、開口数と画角で決定される光が通過する領域である。物体側の面２１のうち照射領域３０以外の領域を非照射領域とする。光学素子２は、物体側の面２１、および、面２１の反対側の面である像側の面２２を有し、遮光膜４は、非照射領域であって、物体側の面２１の周辺部および像側の面２２の周辺部の少なくとも一方に設けられうる。ここで、非照射領域は周辺部を含み、周辺部は光学素子２の側端部付近である。なお、光学素子を下面から照射してもよい。

光学素子２の表面（面２１および面２２）の一部（非照射領域）に遮光膜４を形成することにより、図３における光線６に相当する光が接着剤１に入射することが防止される。これにより、接着剤１の物性変化、更には光学素子２の位置、姿勢、形状の変動を防止することができる。

遮光膜４としては、例えば、顔料を含有する樹脂やＮｉ、Ｓｉを含む材料が使用されうる。遮光膜４は、例えば、透過率及び反射率が０．１％以下の材料であることが好ましい。

光学素子２の表面（面２１および面２２）のうち遮光膜４を配置すべき領域は、拡散面（即ち、磨りガラス状の凹凸面）にしておくと、遮光膜材料を斑なく塗布し易い。また、遮光膜４と支持部材３との接触によって遮光膜４が損傷を受けて飛散等することを防止するために、光学素子２と支持部材３との接触部２ａには、遮光膜４を配置しないことが好ましい。

支持部材３には、遮光部材５が固定されうる。遮光部材５は、光学素子２に不要な光（すなわち、照射領域外に散乱する光）が入射しないように光学素子２への入射光を制限し、これにより接着剤１に入射する光を制限する。例えば、遮光部材５は、照射光が光学素子を透過せずに、直接、接着剤１に入射するような光を遮光する。したがって、遮光部材５は、図１に示すように、接着剤１の位置よりも内側まで延伸している部材とする。

［第２実施形態］
図４は、本発明の第２実施形態の光学装置の概略構成を示す図である。第２実施形態の光学装置は、光学素子２と、光学素子２の側部の少なくとも一部２３'に接着剤１を介して連結されて光学素子２を支持する支持部材３と、接着剤１への光の入射を制限する入射制限部４１とを備える。光学素子２は、例えば、レンズである。

支持部材３は、光学素子２の側部の少なくとも一部２３'に対して接着剤１を介して連結された第１支持部３ａと、光学素子２の周辺部を下方から支持する第２支持部３ｂとを有する。入射制限部４１は、接着剤１と第１支持部３ａとの接触部と光学素子２と第２支持部３ｂとの接触部２ａとの間に配置される。

図３において、光線６は、光学素子２を透過し、支持部材３で反射し、接着剤１に到達する。一方、第２実施形態では、光線６に相当する光は、入射制限部４１によって接着剤１への入射が防止される。これによって、光学素子２の位置、姿勢、形状の変動を防止することができる。ここで、入射制限部４１は、光を吸収する部材であり、例えば、透過率及び反射率が０．１％以下の材料で構成されることが好ましい。入射制限部の部材については、以下の実施形態でも同様である。

[第３実施形態]
図５は、本発明の第３実施形態の光学装置の概略構成を示す図である。第３実施形態とは、接着剤１を基準として第２支持部３ｂとは反対側にも入射制限部４１が設けられている点で第２実施形態と異なる。なお、前述の実施形態と共通する箇所の説明は省略する。図５に示すように、散乱光が発生することによって、光学素子２に入射した光６１は、光学素子２の像側の面２２で反射し、遮光部材５で更に反射して接着剤１に入射しうる。そこで、図５のように、遮光部材５の接着剤１側の面と、接着剤１から遮光部材５に至る支持部材３の表面とに入射制限部４１を設ける。そうすることによって、接着剤１に対してその上面から光が入射するのを防止することができる。そして、光学素子２の位置、姿勢、形状の変動を防止することができる。なお、遮光部材５を入射制限部４１そのものとしてもよい。その場合、遮光部材５の裏面（接着剤１のある側の面）に入射制限部４１を重ねて設ける必要はない。

また、図１に示したように、光学素子２の非照射領域に設けられた遮光膜４を本実施形態の光学素子にも適用でき、遮光膜４と入射制限部４１の両方を設けることによって、より効果的に接着剤１への光の入射が防止される。

[第４実施例]
図６は、本発明の第４実施形態の光学装置の概略構成を示す図である。本実施形態では、光学素子がレンズではなく、ミラーである。なお、前述の実施形態と共通する箇所の説明は省略する。ミラー７は、入射してくる光（照射光）を反射して、後段のミラーまたはレンズに光を導く。図６に示すように、散乱光が発生することによって、ミラー７の非照射領域に入射した光６２がミラー表面で反射し、さらに遮光部材５で反射して、接着剤１に入射しうる。そこで、ミラー７の非照射領域であって、ミラー７の表面の周辺部に入射制限部４１を設ける。それによって、光６２が点線６３で示すように反射することが防止され、接着剤１に光が入射することが防止される。そして、光学素子２の位置、姿勢、形状の変動を防止することができる。

また、図５と同様に、遮光部材５の接着剤１側の面と、接着剤１の上面から遮光部材５に至る支持部材５の表面とに入射制限部４１を設ければ、より効果的に接着剤１への光の入射を制限することができる。なお、遮光部材５を入射制限部４１そのものとしてもよい。その場合、遮光部材５の裏面（接着剤１のある側の面）に入射制限部４１を重ねて設ける必要はない。

［第５実施形態］
図７は、本発明の第５実施形態の露光装置の概略構成を示す図である。第５実施形態の露光装置は、原版（レチクル）１０を照明光学系８で照明し、該原版１０のパターンを投影光学系１１を介して基板（ウエハ）１２に投影して該基板１２を露光する。原版１０は、原版ステージ機構９によって位置決めされる。基板１２は、基板ステージ機構１３によって位置決めされる。

照明光学系８および投影光学系１１の少なくとも一方は、第１又は第２実施形態で説明した光学装置を含んで構成されうる。これにより、光学素子を支持部材に連結するための接着剤への光の入射を制限することができるため、接着剤１の物性変化、更には光学素子２の位置、姿勢、形状の変動を防止することができる。

［第６実施形態］
次に上記の露光装置を利用したデバイス製造方法を説明する。図８は、半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル作製）では設計した回路パターンに基づいてレチクル（原版またはマスクともいう）を作製する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハ（基板ともいう）を製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記のレチクルとウエハを用いて、リソグラフィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組み立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップ７）する。

図９は、上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（ＣＭＰ）ではＣＭＰ工程によって絶縁膜を平坦化する。ステップ１６（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１７（露光）では上記の露光装置を用いて、回路パターンが形成されたマスクを介し感光剤が塗布されたウエハを露光してレジストに潜像パターンを形成する。ステップ１８（現像）ではウエハ上のレジストに形成された潜像パターンを現像してレジストパターンを形成する。ステップ１９（エッチング）ではレジストパターンが開口した部分を通してレジストパターンの下にある層又は基板をエッチングする。ステップ２０（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。

本発明の第１実施形態の光学装置の概略構成を示す図である。 露光装置の照明光学系や投影光学系等の光学系の部分的な構成を模式的に示す図である。 露光装置の照明光学系や投影光学系等の光学系の部分的な構成を模式的に示す図である。 本発明の第２実施形態の光学装置の概略構成を示す図である。 本発明の第３実施形態の光学装置の概略構成を示す図である。 本発明の第４実施形態の光学装置の概略構成を示す図である。 本発明の第５実施形態の露光装置の概略構成を示す図である。 半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。 ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。

符号の説明

１ 接着剤
２ 光学素子（レンズ）
７ 光学素子（ミラー）
２１ 第１面
２２ 第２面
２３、２３' 光学素子の一部
３ 支持部材
３ａ 第１支持部
３ｂ 第２支持部
４ 遮光膜
４１ 入射制限部
５ 遮光板
８ 照明光学系
９ 原版ステージ機構
１０ 原版
１１ 投影光学系
１２ 基板ウエハ
１３ 基板ステージ機構

Claims (9)

1. 光学素子と、前記光学素子に接着剤で連結され前記光学素子を支持する支持部材と、前記接着剤への光の入射を制限するように前記光学素子の表面の非照射領域に設けられた遮光膜と、
   を備えることを特徴とする光学装置。
2. 前記光学素子は、物体側の面および像側の面を有し、前記遮光膜は、前記物体側の面における周辺部および前記像側の面における周辺部の少なくとも一方に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 光学素子と、
   前記光学素子に接着剤で連結され、前記光学素子を支持する支持部材と、
   前記接着剤への光の入射を制限する入射制限部とを備え、
   前記支持部材は、前記光学素子の側部の前記少なくとも一部に対して前記接着剤を介して連結された第１支持部と、前記光学素子の周辺部を下方から支持する第２支持部とを有し、
   前記入射制限部は、前記接着剤と前記第１支持部との接触部と前記光学素子と前記第２支持部との接触部との間に配置されている、
   ことを特徴とする光学装置。
4. 前記入射制限部は、光を吸収する部材である、ことを特徴とする請求項３に記載の光学装置。
5. 前記接着剤への光の入射を制限するように、前記光学素子の表面の非照射領域に設けられた遮光膜を備えることを特徴とする請求項３または４に記載の光学装置。
6. 前記接着剤を基準として前記第２支持部とは反対側に、前記接着剤への光の入射を制限する入射制限部が設けられていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか1項に記載の光学装置。
7. 投影光学系を介して原版のパターンを基板に投影して該基板を露光する露光装置であって、
   前記投影光学系が請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学装置を含むことを特徴とする露光装置。
8. 原版を照明光学系で照明し、該原版のパターンを投影光学系を介して基板に投影して該基板を露光する露光装置であって、
   前記照明光学系が請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学装置を含むことを特徴とする露光装置。
9. デバイス製造方法であって、
   請求項７又は８に記載された露光装置を用いて基板を露光する工程と、
   露光された該基板を現像する工程と、
   を含むことを特徴とするデバイス製造方法。

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