JP2011023404A - Optical system, exposure apparatus, and method of manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズなどの光学部材を複数備える光学系、該光学系を備える露光装置及び該露光装置を用いるデバイスの製造方法に関するものである。 The present invention relates to an optical system including a plurality of optical members such as lenses, an exposure apparatus including the optical system, and a device manufacturing method using the exposure apparatus.
一般に、半導体集積回路などのマイクロデバイスを製造するためのリソグラフィ工程では、所定のパターン(回路パターンなど)を感光性材料が塗布されたウエハ、ガラスプレートなどの基板に形成するための露光装置が用いられる。こうした露光装置に搭載される投影光学系は、鏡筒と、該鏡筒内に収容される複数の光学部材(レンズなど)とを備えており、鏡筒は、略円環状をなす複数の鏡筒分割部材を投影光学系の光軸方向に沿ってそれぞれ配置した構成である。 Generally, in a lithography process for manufacturing a microdevice such as a semiconductor integrated circuit, an exposure apparatus for forming a predetermined pattern (circuit pattern or the like) on a substrate such as a wafer or a glass plate coated with a photosensitive material is used. It is done. A projection optical system mounted on such an exposure apparatus includes a lens barrel and a plurality of optical members (lenses and the like) accommodated in the lens barrel, and the lens barrel includes a plurality of mirrors having a substantially annular shape. In this configuration, the tube dividing members are arranged along the optical axis direction of the projection optical system.
こうした投影光学系を製造する際には、第1ステップとして、各鏡筒分割部材内に少なくとも一つの光学部材を収容させる。続いて、第2ステップとして、各鏡筒分割部材を光軸方向に沿って配置させる。このとき、光軸方向において互いに隣り合う鏡筒分割部材同士は、複数のボルトなどによって互いに固定される。その後、第3ステップでは、投影光学系を露光装置に搭載し、投影光学系の収差などの各種検査が行なわれる。 When manufacturing such a projection optical system, as a first step, at least one optical member is accommodated in each lens barrel dividing member. Subsequently, as a second step, the lens barrel dividing members are arranged along the optical axis direction. At this time, the lens barrel dividing members adjacent to each other in the optical axis direction are fixed to each other by a plurality of bolts or the like. Thereafter, in the third step, the projection optical system is mounted on the exposure apparatus, and various inspections such as aberrations of the projection optical system are performed.
ところで、第3ステップにおける投影光学系の検査で、投影光学系の収差が許容範囲を超えることがある。この場合、投影光学系を一旦分解し、鏡筒から各光学部材のうち少なくとも一部の光学部材が取り出され、該取り出された光学部材の交換や研磨などが行なわれる。その後、投影光学系の組み立てが、上記各ステップの順番で再度行なわれる。そのため、従来の投影光学系では、製造時に、検査結果に応じては投影光学系の組み立てと分解を複数回行なうことがあり、非常に労力と時間がかかることがあった。また、投影光学系のメンテナンス時において、一部の光学部材の交換や清掃などを行う際にも、投影光学系を一旦分解する必要があり、投影光学系のメンテナンス時にも多大なる労力と時間がかかることがあった。こうした問題を解決可能な投影光学系として、例えば特許文献1〜4に記載の投影光学系が提案されている。 By the way, in the inspection of the projection optical system in the third step, the aberration of the projection optical system may exceed the allowable range. In this case, the projection optical system is once disassembled, and at least a part of the optical members among the optical members is taken out from the lens barrel, and the taken out optical members are exchanged or polished. Thereafter, the assembly of the projection optical system is performed again in the order of the above steps. For this reason, in the conventional projection optical system, the assembly and disassembly of the projection optical system may be performed a plurality of times depending on the inspection result at the time of manufacture, which may require much labor and time. Also, when replacing or cleaning some optical members during the maintenance of the projection optical system, it is necessary to disassemble the projection optical system once, and much labor and time are required during the maintenance of the projection optical system. Sometimes this happened. As projection optical systems capable of solving such problems, for example, projection optical systems described in Patent Documents 1 to 4 have been proposed.
すなわち、上記投影光学系の鏡筒の側壁には、光軸方向に沿って配置される複数の光学部材のうち一つの光学部材(以下、「所定光学部材」という。)を鏡筒外に取り出すための開口が形成されている。また、投影光学系には、所定光学部材を、開口を介して鏡筒内の設置位置と鏡筒外の退避位置との二位置間で進退移動させるための移動機構が設けられている。 That is, one optical member (hereinafter referred to as “predetermined optical member”) among a plurality of optical members arranged along the optical axis direction is taken out of the lens barrel in the projection optical system. An opening is formed. Further, the projection optical system is provided with a moving mechanism for moving the predetermined optical member forward and backward between two positions, that is, an installation position in the lens barrel and a retracted position outside the lens barrel through the opening.
ところで、上記投影光学系では、所定光学部材を鏡筒外に取り出す際には、鏡筒を分解する必要がない。しかしながら、所定光学部材以外の他の光学部材を鏡筒外に取り出す際には、やはり鏡筒を分解する必要がある。そのため、投影光学系の組み立て時やメンテナンス時において、労力を低減させたり、時間を短縮したりできない場合があった。 By the way, in the projection optical system, it is not necessary to disassemble the lens barrel when the predetermined optical member is taken out of the lens barrel. However, when taking out other optical members other than the predetermined optical member out of the lens barrel, it is also necessary to disassemble the lens barrel. For this reason, there are cases in which it is not possible to reduce the labor or the time during assembly and maintenance of the projection optical system.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、組み立て時やメンテナンス時における労力の低減と時間の短縮を図ることができる光学系、露光装置及び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 in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method capable of reducing labor and time during assembly and maintenance. It is to provide.
上記の課題を解決するため、本発明は、実施形態に示す図1〜図7に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の光学系は、第1の方向(Z軸方向)に沿って延びる支持部材(17)と、環状をなす鏡筒分割部材(26,29)及び該鏡筒分割部材(26,29)内に配置される光学部材(28,30)を有し、且つ前記第1の方向に沿って配置される複数の光学ユニット(21〜25)と、を備え、該複数の光学ユニット(21〜25)は、前記支持部材(17)に対して、前記第1の方向(Z軸方向)と交差する第2の方向(Y軸方向)に沿って個別に着脱可能な状態でそれぞれ支持されていることを要旨とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention employs the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 7 shown in the embodiment.
The optical system of the present invention includes a support member (17) extending along a first direction (Z-axis direction), an annular barrel dividing member (26, 29), and the barrel dividing member (26, 29). A plurality of optical units (21-25) having optical members (28, 30) disposed therein and disposed along the first direction. 25) is supported by the support member (17) in a detachable state along a second direction (Y-axis direction) intersecting the first direction (Z-axis direction). It is a summary.
上記構成によれば、複数の光学ユニット(21〜25)が支持部材(17)に対して個別に着脱可能な状態でそれぞれ支持されているため、各光学ユニット(21〜25)のうちいずれを支持部材(17)から取り外す場合でも光学系(14)を分解する必要がない。すなわち、光学系(14)を分解することなく、各光学ユニット(21〜25)のうち必要な光学ユニットのみを支持部材(17)に対して個別に着脱することが可能となる。したがって、光学系(14)の組み立て時やメンテナンス時における労力の低減と時間の短縮を図ることが可能となる。 According to the said structure, since the some optical unit (21-25) is each supported in the state which can be attached or detached separately with respect to a support member (17), which is among each optical unit (21-25). Even when removing from the support member (17), it is not necessary to disassemble the optical system (14). That is, only the necessary optical unit among the optical units (21 to 25) can be individually attached to and detached from the support member (17) without disassembling the optical system (14). Therefore, it is possible to reduce labor and time during assembly and maintenance of the optical system (14).
なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。 In addition, in order to explain this invention clearly, it demonstrated corresponding to the code | symbol of drawing which shows embodiment, but it cannot be overemphasized that this invention is not limited to embodiment.
本発明によれば、組み立て時やメンテナンス時における労力の低減と時間の短縮を図ることができる。 According to the present invention, labor and time during assembly and maintenance can be reduced.
以下に、本発明を具体化した一実施形態について図1〜図4に基づき説明する。なお、本実施形態では、投影光学系の光軸に平行な方向をZ軸方向とし、Z軸方向に垂直な平面内で走査露光時のレチクルR及びウエハWの走査方向をX軸方向とし、その走査方向に直交する非走査方向をY軸方向として説明する。また、X軸、Y軸、Z軸の周りの回転方向をθx方向、θy方向、θz方向ともいう。 Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the direction parallel to the optical axis of the projection optical system is the Z-axis direction, and the scanning direction of the reticle R and the wafer W during scanning exposure in a plane perpendicular to the Z-axis direction is the X-axis direction. The non-scanning direction orthogonal to the scanning direction will be described as the Y-axis direction. The rotation directions around the X, Y, and Z axes are also referred to as the θx direction, the θy direction, and the θz direction.
図1に示すように、本実施形態の露光装置11は、図示しない光源装置から射出された露光光ELを用い、所定の回路パターンが形成されたマスクとしてのレチクルRを照明し、該照明によって形成される回路パターンの像をレジストなどの感光性材料が塗布されたウエハW上に投影するための装置である。こうした露光装置11は、上記光源装置からの露光光ELでレチクルRを照明する照明光学系12と、レチクルRを保持するレチクルステージ13と、該レチクルRを介した露光光ELでウエハWを照射する投影光学系14と、ウエハWを保持するウエハステージ15とを備えている。なお、本実施形態の光源装置としては、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)を露光光ELとして出力する光源が用いられている。
As shown in FIG. 1, an
照明光学系12は、図示しないフライアイレンズやロッドレンズなどのオプティカルインテグレータ、リレーレンズ及びコンデンサレンズなどの各種レンズ系、及び図示しない開口絞りなどを含んで構成されている。そして、図示しない光源装置から射出された露光光ELが照明光学系12を通過することにより、レチクルR上には、均一な光強度分布(光輝度分布ともいう。)を有し、且つY軸方向(図1において紙面と直交する方向)に延びる略矩形状の照明領域が形成される。
The illumination
レチクルステージ13は、照明光学系12と投影光学系14との間で、そのレチクルRの載置面16が光路と略直交するように配置されている。すなわち、レチクルステージ13は、投影光学系14の物体面側(+Z方向側であって、図1では上側)に配置されている。また、レチクルステージ13には、レチクルRを保持するための図示しないレチクル保持部(例えば、レチクルRを真空吸着するための図示しない真空チャック)が設けられている。こうしたレチクルステージ13は、図示しないレチクルステージ駆動部の駆動によって、X軸方向(図1において左右方向)に移動可能である。すなわち、レチクルステージ駆動部は、レチクル保持部に保持されるレチクルRをX軸方向に所定ストロークで移動させる。また、レチクルステージ駆動部は、レチクルRをY軸方向及びθz方向にも移動させることが可能である。
The
ウエハステージ15は、投影光学系14の像面側(−Z方向側であって、図1では下側)において、ウエハWが載置される載置面が露光光ELの光路と略直交するように配置されている。また、ウエハステージ15には、ウエハWを保持するための図示しないウエハ保持部(例えば、ウエハWを真空吸着するための図示しない真空チャック)と、該ウエハ保持部を保持する図示しないウエハホルダと、該ウエハホルダのZ軸方向における位置及びX軸周り、Y軸周りの傾斜角を調整する図示しないZレベリング機構とが組み込まれている。こうしたウエハステージ15は、図示しないウエハステージ駆動部によって、X軸方向に移動可能である。すなわち、ウエハステージ駆動部は、ウエハ保持部に保持されるウエハWをX軸方向に所定ストロークで移動させる。また、ウエハステージ駆動部は、ウエハ保持部に保持されるウエハWをY軸方向及びZ軸方向にも移動可能に構成されている。
In the
そして、ウエハWの一つのショット領域にレチクルRの回路パターンを形成する場合、照明光学系12によって照明領域をレチクルRに形成した状態で、レチクルステージ駆動部の駆動によって、レチクルRをX軸方向(例えば、+X方向側から−X方向側)に所定ストローク毎に移動させるとともに、ウエハステージ駆動部の駆動によって、ウエハWをレチクルRのX軸方向に沿った移動に対して投影光学系14の縮小倍率に応じた速度比でX軸方向(例えば、−X方向側から+X方向側)に同期して移動させる。そして、一つのショット領域への回路パターンの形成が終了した場合、ウエハWの他のショット領域に対する回路パターンの形成が連続して行われる。
When the circuit pattern of the reticle R is formed on one shot area of the wafer W, the reticle R is moved in the X-axis direction by driving the reticle stage driving unit in a state where the illumination
図2及び図3に示すように、投影光学系14は、露光光ELでレチクルRを照明することにより形成された回路パターンの像を所定の縮小倍率(例えば1/4倍)に縮小させる光学系であって、第1の方向であるZ軸方向に沿って延びる断面視略U字状をなす支持部材17を備えている。支持部材17は、X軸方向において対向する2つの側壁と、該両側壁における−Y軸方向側の端部同士を接続する1つの側壁とによって構成されている。したがって、支持部材17は、Z軸方向の両側とY軸方向側が開口した箱状をなしている。支持部材17には、該支持部材17のY軸方向側の開口部17aを覆うように、矩形板状の蓋部材18が図示しないボルトによって着脱自在に取着されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the projection
支持部材17の内部は平面視でU字状をなす収容部19とされ、該収容部19には複数(本実施形態では5つ)の円板状の光学ユニット21〜25(図4参照)がZ軸方向に、物体面側(図2では上側)から順に21、22、23、24、25となるように、積層された状態で収容されている。各光学ユニット21〜23,25は、円環状の鏡筒分割部材26と、該鏡筒分割部材26内に支持機構27を介して支持された光学部材の一種である両凸レンズ28とをそれぞれ備えている。
The inside of the
一方、光学ユニット24は、円環状の鏡筒分割部材29と、該鏡筒分割部材29内に支持機構27を介して支持された両凸レンズ28と、該鏡筒分割部材29内における該両凸レンズ28の像面側(図2では下側)に対向して配置されるとともに該鏡筒分割部材29内に支持機構27を介して支持された光学部材の一種である平凹レンズ30とを備えている。各支持機構27は、これらが個別に支持する各両凸レンズ28及び平凹レンズ30を複数方向に変位させることが可能に構成されている。支持機構27の詳しい構成については、例えば特開2007−201342号公報に開示されている。
On the other hand, the
鏡筒分割部材29は、内部に両凸レンズ28及び平凹レンズ30が対向した状態で収容されるため、内部に両凸レンズ28が収容される鏡筒分割部材26に比べてZ軸方向の厚さが厚くなっている。そして、鏡筒分割部材29内において、平凹レンズ30はその凹面30aが両凸レンズ28の像面側の凸面28aと対向しており、凹面30aと凸面28aとは互いに対応した曲面になっている。
Since the lens
図5に示すように、鏡筒分割部材29内において、Z軸方向における両凸レンズ28の凸面28aの周縁部と中央部との距離Aは、Z軸方向における両凸レンズ28の凸面28aの周縁部と平凹レンズ30の凹面30aの周縁部との距離Bよりも大きくなるように設定されている。すなわち、距離Aが距離Bよりも大きくなるように、鏡筒分割部材29内に両凸レンズ28及び平凹レンズ30がそれぞれ配置されている。なお、本実施形態では、4つの鏡筒分割部材26及び1つの鏡筒分割部材29により鏡筒が構成され、該鏡筒内には窒素ガスなどのパージガスが充填される。また、鏡筒内においてウエハWと光学的にフーリエ変換の関係となる位置には、図示しない開口絞りが設けられている。
As shown in FIG. 5, in the lens
図2及び図3に示すように、各鏡筒分割部材26,29の外周面におけるZ軸方向の中央部には全周にわたって凸条31が設けられている。また、支持部材17の内周面における各鏡筒分割部材26,29の凸条31と対応する位置には、各凸条31を挿入可能な凹溝32がそれぞれ形成されている。さらに、蓋部材18において各鏡筒分割部材26,29の凸条31と対応する各位置には、凸条31の一部を収容可能な図示しない凹溝がそれぞれ形成されている。そして、各光学ユニット21〜25を支持部材17の収容部19にY軸方向側の開口部17aからそれぞれ収容する際に、各鏡筒分割部材26,29の凸条31を対応する支持部材17の各凹溝32に挿入してから該各光学ユニット21〜25をスライド移動させることで、該各光学ユニット21〜25が支持部材17の−Y軸方向側の側壁に当接するセット位置にそれぞれ導かれるようになっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
支持部材17を構成するX軸方向の両側壁及び−Y軸方向側の側壁における各光学ユニット21〜25と対応する位置にはそれぞれねじ孔33が貫通するように形成されており、該各ねじ孔33にはそれぞれボルト34が支持部材17の外側から螺入されている。各ボルト34はセット位置にある各光学ユニット21〜25をそれぞれ押圧可能になっており、該各ボルト34の螺入量を調整することで、セット位置にある各光学ユニット21〜25の位置の微調整が可能となっている。
Screw holes 33 are respectively formed at positions corresponding to the
次に、投影光学系14の組み立て時の作用について説明する。
さて、投影光学系14を組み立てる場合には、まず、支持部材17の収容部19にY軸方向側の開口部17aから光学ユニット21の凸条31の一部を対応する凹溝32に挿入する。そして、この挿入した凸条31が凹溝32内を摺動するように、光学ユニット21を−Y軸方向に沿って収容部19内にスライド移動させて、該光学ユニット21をセット位置まで導く。同様にして、各光学ユニット22〜25を収容部19内のセット位置に順次セットする。
Next, the operation when the projection
When assembling the projection
続いて、各光学ユニット21〜25と対応する各ボルト34の螺入量を調整してセット位置にある各光学ユニット21〜25の位置の微調整を行う。続いて、露光装置11を稼働させて、ウエハWにテストパターンを形成して、投影光学系14の状態を確認するテストを行う。このテスト結果が良好であれば、支持部材17のY軸方向側の開口部17aを覆う位置である規制位置に蓋部材18を配置した状態で、該支持部材17に該蓋部材18を図示しないボルトによって固定する。すると、蓋部材18により、各光学ユニット21〜25が支持部材17のY軸方向側の開口部17aからY軸方向(第2の方向)に離脱することが規制され、投影光学系14の組み立て作業が完了する。
Subsequently, the screwing amount of each
一方、投影光学系14の状態を確認するテストの結果が不良であれば、ウエハWに形成されたテストパターンの状態から、投影光学系14における各両凸レンズ28及び平凹レンズ30のうちから問題のあるレンズを特定する。そして、各光学ユニット22〜25のうちでこの特定したレンズを有するものだけを支持部材17から引き出す。この際、支持部材17から引き出される光学ユニットは、Z軸方向において隣接する他の光学ユニットに接触することはない。こうして引き出された光学ユニットは、問題のあるレンズのクリーニング、研磨、あるいは交換などのメンテナンスを行った後、再び支持部材17内に戻される。
On the other hand, if the result of the test for confirming the state of the projection
そして、再び上記と同様のテストを行い、そのテスト結果が良好であれば、支持部材17のY軸方向側の開口部17aを覆うように、該支持部材17に蓋部材18を図示しないボルトによって固定する。一方、テスト結果が不良であれば、再びレンズのメンテナンスを行い、テスト結果が良好になるまで、レンズのメンテナンス及びテストを繰り返し行う。なお、上記のようなレンズのメンテナンスは、投影光学系14の組み立て時のみならず、投影光学系14のメンテナンス時においても行われる。
Then, the same test as described above is performed again. If the test result is good, the
したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
(1)各光学ユニット21〜25が支持部材17に対して個別に着脱可能な状態でそれぞれ支持されているため、各光学ユニット21〜25のうちいずれを支持部材17から取り外す場合でも投影光学系14を分解する必要がない。すなわち、投影光学系14を分解することなく、各光学ユニット21〜25のうち必要な光学ユニットのみを支持部材17に対して個別に着脱することができる。したがって、投影光学系14の組み立て時やメンテナンス時における労力の低減と時間の短縮を図ることができる。
Therefore, in this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since each of the
(2)光学ユニット24では、両凸レンズ28及び平凹レンズ30がZ軸方向において隣り合うように配置され、両凸レンズ28の凸面28aが平凹レンズ30の凹面30aと対向し、さらに、Z軸方向において、凸面28aの周縁部と中央部との距離Aが凸面28aの周縁部と凹面30aの周縁部との距離Bよりも大きくなっている。
(2) In the
このため、例えば、両凸レンズ28と平凹レンズ30とを別々の鏡筒分割部材26にそれぞれ収容して別々の光学ユニットを構成した場合、これらの光学ユニットをY軸方向に個別にスライド移動しようとしても、距離Aが距離Bよりも大きいため、両凸レンズ28と平凹レンズ30とがぶつかってしまうという問題がある。
Therefore, for example, when the
この点、本実施形態では、鏡筒分割部材29に両凸レンズ28及び平凹レンズ30の双方が収容されているため、支持部材17に対する光学ユニット24の着脱時に両凸レンズ28と平凹レンズ30とがぶつかることがない。
In this regard, in this embodiment, since both the
(3)各光学ユニット21〜25は凸条31をそれぞれ備えるとともに支持部材17は該各凸条31と対応する凹溝32を備えている。このため、支持部材17に対して各光学ユニット21〜25を着脱する際に、各凸条31を各凹溝32内に沿って摺動させることで、各光学ユニット21〜25を安定させつつ円滑にスライド移動させることができる。すなわち、光学ユニットを、支持部材17に対して、他の光学ユニットに接触させることなく着脱できる。したがって、光学ユニットの着脱時に鏡筒分割部材26,29及びレンズ28,30が傷つけられることを抑制できる。
(3) The
(4)鏡筒分割部材26,29内には両凸レンズ28及び平凹レンズ30のうち少なくとも一方が支持機構27を介してそれぞれ支持されており、各支持機構27はこれらが個別に支持する各両凸レンズ28及び平凹レンズ30を複数方向に変位させることが可能に構成されている。このため、各両凸レンズ28及び平凹レンズ30の角度を容易に変更することができる。したがって、投影光学系14の収差を容易に微調整できる。
(4) At least one of the
(5)支持部材17には該支持部材17のY軸方向側の開口部17aを覆うように蓋部材18が固定されるように構成されているため、支持部材17の収容部19に収容された各光学ユニット21〜25が支持部材17のY軸方向側の開口部17aからY軸方向に離脱することを蓋部材18によって規制することができる。
(5) Since the
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・各光学ユニット21〜25のうち2つ以上の光学ユニットに、それぞれ複数の両凸レンズ28または平凹レンズ30をZ軸方向に沿って配置するようにしてもよい。このようにすれば、投影光学系14を構成する光学ユニットの数を減らすことができ、ひいては投影光学系14の部品点数を低減することができる。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
A plurality of
・光学ユニット24において、両凸レンズ28及び平凹レンズ30のうちいずれか一方を省略してもよい。
・鏡筒分割部材29内において、Z軸方向における両凸レンズ28の凸面28aの周縁部と中央部との距離Aは、Z軸方向における両凸レンズ28の凸面28aの周縁部と平凹レンズ30の凹面30aの周縁部との距離Bと同じになるように設定してもよい。
In the
In the lens
・蓋部材18は、ヒンジを介して支持部材17に取り付けることで、支持部材17のY軸方向側の開口部17aを覆う規制位置と該開口部17aを覆わない非規制位置との間で回動変位可能に構成してもよい。
The
・投影光学系14において、蓋部材18は省略してもよい。
・投影光学系14において、各ボルト34は省略してもよい。
・各光学ユニット21〜25の各凸条31と支持部材17の各凹溝32とをそれぞれ置き換えてもよい。すなわち、各光学ユニット21〜25において凸条31を凹溝32にそれぞれ変更するとともに、支持部材17において各凹溝32を凸条31にそれぞれ変更してもよい。
In the projection
In the projection
-You may replace each
・各光学ユニット21〜25の各凸条31は断続的に設けてもよい。
・投影光学系14において、光学ユニットの数は任意に変更してもよい。
・投影光学系14において、各光学ユニット21〜25を積層する方向と支持部材17に対して各光学ユニット21〜25を着脱する方向とは、交差していれば、必ずしも直交している必要はない。
-Each
In the projection
In the projection
・投影光学系14を、反射型の光学部材を備える投影光学系に具体化してもよい。
・本実施形態の投影光学系14の構成を照明光学系12に適用してもよい。
・実施形態において、露光装置11を、可変パターン生成器(例えば、DMD(Digital Mirror Device又はDigital Micro-mirror Device))を用いたマスクレス露光装置に具体化してもよい。このようなマスクレス露光装置は、例えば特開2004−304135号公報、国際特許公開第2006/080285号パンフレット及びこれに対応する米国特許公開第2007/0296936号公報に開示されている。
The projection
The configuration of the projection
In the embodiment, the
・実施形態において、露光装置11は、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であってもよい。また、露光装置11は、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であってもよい。
In the embodiment, the
・また、上記実施形態の照明光学系12を、レチクルRとウエハWとが相対移動した状態でレチクルRのパターンをウエハWへ転写し、ウエハWを順次ステップ移動させるスキャニング・ステッパに搭載してもよい。
In addition, the illumination
・実施形態において、露光光源は、例えばg線(436nm)、i線(365nm)、KrFエキシマレーザ(248nm)、F2レーザ(157nm)、Kr2レーザ(146nm)、Ar2レーザ(126nm)等を供給可能な光源であってもよい。また、露光光源は、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供給可能な光源であってもよい。 In the embodiment, the exposure light source is, for example, g-line (436 nm), i-line (365 nm), KrF excimer laser (248 nm), F 2 laser (157 nm), Kr 2 laser (146 nm), Ar 2 laser (126 nm), etc. May be a light source capable of supplying Further, the exposure light source amplifies a single wavelength laser beam oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser with a fiber amplifier doped with, for example, erbium (or both erbium and ytterbium), It may be a light source that can supply a harmonic converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal.
・実施形態において、投影光学系と感光性基板との間の光路中を1.1よりも大きな屈折率を有する媒体(典型的には液体)で満たす手法、所謂液浸法を適用してもよい。この場合、投影光学系と感光性基板との間の光路中に液体を満たす手法としては、国際公開番号WO99/49504号公報に開示されているような局所的に液体を満たす手法や、特開平6−124873号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる手法や、特開平10−303114号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する手法などを採用することができる。 In the embodiment, a method of filling the optical path between the projection optical system and the photosensitive substrate with a medium (typically liquid) having a refractive index larger than 1.1, that is, a so-called immersion method may be applied. Good. In this case, as a method of filling the liquid in the optical path between the projection optical system and the photosensitive substrate, a method of locally filling the liquid as disclosed in International Publication No. WO99 / 49504, A method of moving a stage holding a substrate to be exposed as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-124873 in a liquid bath, or a predetermined depth on a stage as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-303114. A technique of forming a liquid tank and holding the substrate in the liquid tank can be employed.
・実施形態において、米国特許公開第2006/0203214号公報、米国特許公開第2006/0170901号公報、及び米国特許公開第2007/0146676号公報に開示される偏光照明方法を適用してもよい。 In the embodiment, the polarization illumination method disclosed in US Patent Publication No. 2006/0203214, US Patent Publication No. 2006/0170901, and US Patent Publication No. 2007/0146676 may be applied.
次に、本発明の実施形態の露光装置11によるデバイスの製造方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図6は、マイクロデバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、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 microdevice manufacturing method using the device manufacturing method by the
まず、ステップS101(設計ステップ)において、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(レチクルRなど)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、セラミックス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。 First, in step S101 (design step), function / performance design (for example, circuit design of a semiconductor device) of a micro device is performed, and pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step S102 (mask manufacturing step), a mask (reticle R or the like) on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step S103 (substrate manufacturing step), a substrate (a wafer W when a silicon material is used) is manufactured using a material such as silicon, glass, or ceramics.
次に、ステップS104(基板処理ステップ)において、ステップS101〜ステップS104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、ボンティング工程、及びパッケージング工程(チップ封入)等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップS106(検査ステップ)において、ステップS105で作製されたマイクロ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マイクロデバイスが完成し、これが出荷される。 Next, in step S104 (substrate processing step), using the mask and substrate prepared in steps S101 to S104, 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) as necessary. Finally, in step S106 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the microdevice manufactured in step S105 are performed. After these steps, the microdevice is completed and shipped.
図7は、半導体デバイスの場合におけるステップS104の詳細工程の一例を示す図である。
ステップS111(酸化ステップ)においては、基板の表面を酸化させる。ステップS112(CVDステップ)においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップS113(電極形成ステップ)においては、基板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)においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップS111〜ステップS114のそれぞれは、基板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. 7 is a diagram illustrating an example of a detailed process of step S104 in the case of a semiconductor device.
In step S111 (oxidation step), the surface of the substrate is oxidized. In step S112 (CVD step), an insulating film is formed on the substrate surface. In step S113 (electrode formation step), an electrode is formed on the substrate by vapor deposition. In step S114 (ion implantation step), ions are implanted into the substrate. Each of the above steps S111 to S114 constitutes a pretreatment process at each stage of the substrate processing, and is selected and executed according to a necessary process at each stage.
基板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、基板に感光性材料を塗布する。引き続き、ステップS116(露光ステップ)において、上で説明したリソグラフィシステム(露光装置11)によってマスクの回路パターンを基板に転写する。次に、ステップS117(現像ステップ)において、ステップS116にて露光された基板を現像して、基板の表面に回路パターンからなるマスク層を形成する。さらに続いて、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感光性材料を取り除く。すなわち、ステップS118及びステップS119において、マスク層を介して基板の表面を加工する。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、基板上に多重に回路パターンが形成される。 When the above-mentioned pretreatment process is completed in each stage of the substrate process, the posttreatment process is executed as follows. In this post-processing process, first, in step S115 (resist formation step), a photosensitive material is applied to the substrate. Subsequently, in step S116 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred to the substrate by the lithography system (exposure apparatus 11) described above. Next, in step S117 (development step), the substrate exposed in step S116 is developed to form a mask layer made of a circuit pattern on the surface of the substrate. Subsequently, in step S118 (etching step), the exposed member in a portion other than the portion where the resist remains is removed by etching. In step S119 (resist removal step), the photosensitive material that has become unnecessary after the etching is removed. That is, in step S118 and step S119, the surface of the substrate is processed through the mask layer. By repeatedly performing these pre-processing steps and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the substrate.
11…露光装置、12…照明光学系、14…投影光学系、17…支持部材、18…規制部材としての蓋部材、21〜25…光学ユニット、26,29…鏡筒分割部材、27…変位機構としての支持機構、28…光学部材としての両凸レンズ、28a…第2対向面としての凸面、30…光学部材としての平凹レンズ、30a…第1対向面としての凹面、31…ガイド部を構成する凸条、32…ガイド部を構成する凹溝、EL…露光光、W…基板としてのウエハ。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
環状をなす鏡筒分割部材及び該鏡筒分割部材内に配置される光学部材を有し、且つ前記第1の方向に沿って配置される複数の光学ユニットと、を備え、
該複数の光学ユニットは、前記支持部材に対して、前記第1の方向と交差する第2の方向に沿って個別に着脱可能な状態でそれぞれ支持されていることを特徴とする光学系。 A support member extending along a first direction;
An annular lens barrel dividing member and an optical member arranged in the lens barrel dividing member, and a plurality of optical units arranged along the first direction,
The optical system, wherein the plurality of optical units are respectively supported in a state in which the plurality of optical units can be individually attached and detached along a second direction intersecting the first direction.
前記所定のパターンを介した光で感光性材料が塗布された基板を照射する投影光学系と、を備え、
前記照明光学系及び投影光学系の少なくとも一方は、請求項1〜請求項7のうち何れか一項に記載の光学系であることを特徴とする露光装置。 An illumination optical system for illuminating a predetermined pattern with light;
A projection optical system for irradiating a substrate coated with a photosensitive material with light through the predetermined pattern, and
8. An exposure apparatus, wherein at least one of the illumination optical system and the projection optical system is the optical system according to any one of claims 1 to 7.
該露光ステップ後において、前記基板を現像して前記パターン像に対応する形状のマスク層を前記基板の表面に形成する現像ステップと、
該現像ステップ後において、前記マスク層を介して前記基板の表面を加工する加工ステップと、を有することを特徴とするデバイスの製造方法。 An exposure step of exposing a surface of the substrate with a pattern image based on the predetermined pattern using the exposure apparatus according to claim 8;
After the exposure step, the development step of developing the substrate to form a mask layer having a shape corresponding to the pattern image on the surface of the substrate;
And a processing step of processing the surface of the substrate through the mask layer after the developing step.
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