JP2021124634A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、露光装置、及び物品の製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus and an article manufacturing method.
従来、露光装置において鏡筒内に設けられた光学素子が光照射によって発熱し、それにより鏡筒内のガスの屈折率が温度変化することで、結像性能が低下することが知られている。
そのため、露光装置の鏡筒内に温調ガスを供給することで、光学素子及びその周囲のガスを冷却することが行われている。
Conventionally, it is known that an optical element provided in a lens barrel in an exposure apparatus generates heat when irradiated with light, and the refractive index of the gas in the lens barrel changes due to the temperature, resulting in deterioration of imaging performance. .
Therefore, the optical element and its surrounding gas are cooled by supplying a temperature control gas into the lens barrel of the exposure apparatus.
一方、露光装置に設けられた鏡筒内の投影光学系の光路空間において露光時に温調ガスを供給すると、投影光学系の周囲においてガスの流速の差に伴って揺らぎが発生したり、投影光学系を構成する光学素子に振動が生じることで、結像性能が低下する虞がある。
特許文献1は、結像性能の低下を抑制するために、鏡筒内の投影光学系への温調ガス供給を露光時には行わず、非露光時にのみ行う露光装置を開示している。
On the other hand, if a temperature control gas is supplied during exposure in the optical path space of the projection optical system in the lens barrel provided in the exposure apparatus, fluctuations will occur around the projection optical system due to the difference in gas flow velocity, and the projection optical system Imaging performance may be degraded due to the vibration of the optical elements that make up the system.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-200002 discloses an exposure apparatus that does not supply a temperature control gas to a projection optical system in a lens barrel during exposure, but only during non-exposure, in order to suppress deterioration of imaging performance.
しかしながら、特許文献1に開示されている露光装置のように、露光時において鏡筒内への温調ガス供給を停止すると、鏡筒内の正圧が保たれなくなる。そのため、外部から入り込むガスによって、鏡筒内に設けられた光学素子においてケミカルコンタミネーションが発生する虞がある。
また、露光時において鏡筒内への温調ガス供給を停止すると、上記のように鏡筒内のガスの温度や圧力が変動することに伴って屈折率が変化することで、結像性能が低下してしまう。
そこで本発明は、露光による熱の影響を低減しつつ結像性能の低下を抑制することができる露光装置を提供することを目的とする。
However, as in the exposure apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200010, if the supply of the temperature control gas to the inside of the lens barrel is stopped during exposure, the positive pressure inside the lens barrel cannot be maintained. Therefore, gas entering from the outside may cause chemical contamination in the optical elements provided in the lens barrel.
In addition, when the supply of the temperature control gas to the lens barrel is stopped during exposure, the refractive index changes as the temperature and pressure of the gas in the lens barrel fluctuate as described above, and the imaging performance deteriorates. will decline.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an exposure apparatus capable of suppressing deterioration of imaging performance while reducing the influence of heat due to exposure.
本発明に係る露光装置は、原版のパターンの像を基板に投影し、基板を露光する露光装置であって、パターンの像を基板に投影する投影光学系と、投影光学系を収納する鏡筒と、ガス供給手段から鏡筒内に供給されるガスの進行方向を設定する進行方向設定手段と、基板を露光する露光時と非露光時とで、進行方向が異なるように進行方向設定手段を制御する制御部とを備えることを特徴とする。 An exposure apparatus according to the present invention is an exposure apparatus that projects a pattern image of an original onto a substrate and exposes the substrate, and includes a projection optical system that projects the pattern image onto the substrate, and a lens barrel that accommodates the projection optical system . and a traveling direction setting means for setting the traveling direction of the gas supplied from the gas supply means into the lens barrel, and setting the traveling direction so that the traveling direction differs between the time of exposure for exposing the substrate and the time of non-exposure. and a control unit for controlling the means.
本発明によれば、露光による熱の影響を低減しつつ結像性能の低下を抑制することができる露光装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an exposure apparatus capable of suppressing deterioration of imaging performance while reducing the influence of heat due to exposure.
以下に、本実施形態に係る露光装置を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている。
なお、以下の説明では、プレート4の感光面に垂直な方向をZ方向、プレート4の感光面内において互いに直交する二方向をそれぞれX方向及びY方向とする。
An exposure apparatus according to this embodiment will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the drawings shown below are drawn on a scale different from the actual scale in order to facilitate understanding of the present embodiment.
In the following description, the direction perpendicular to the photosensitive surface of the plate 4 is the Z direction, and the two directions perpendicular to each other within the photosensitive surface of the plate 4 are the X direction and the Y direction.
[第一実施形態]
図1(a)及び(b)はそれぞれ、第一実施形態に係る光学装置を備える露光装置100の非露光時及び露光時における模式的断面図を示している。
[First embodiment]
FIGS. 1A and 1B are schematic cross-sectional views of an exposure apparatus 100 including an optical device according to the first embodiment during non-exposure and exposure, respectively.
本実施形態に係る光学装置を備える露光装置100は、照明系1、アライメントスコープ2、投影光学系5(光学素子)、鏡筒11、制御部18及び圧力センサ19を備えている。
また、図1(a)及び(b)に示されているように、投影光学系5は、反射ミラー7、凹面鏡8、凸面鏡9を備えている。
An exposure apparatus 100 having an optical device according to this embodiment includes an illumination system 1, an alignment scope 2, a projection optical system 5 (optical element), a lens barrel 11, a controller 18, and a pressure sensor 19.
The projection optical system 5 includes a reflecting mirror 7, a concave mirror 8, and a convex mirror 9, as shown in FIGS. 1(a) and 1(b).
また、図1(a)及び(b)に示されているように、鏡筒11には、排気口14、給気口15及びルーバー16(進行方向設定手段、可変ルーバー)が設けられている。
本実施形態に係る光学装置は、投影光学系5、鏡筒11、ルーバー16、制御部18及び圧力センサ19から構成される。
Further, as shown in FIGS. 1(a) and 1(b), the lens barrel 11 is provided with an exhaust port 14, an air supply port 15, and a louver 16 (advancing direction setting means, variable louver). .
The optical apparatus according to this embodiment comprises a projection optical system 5 , a lens barrel 11 , a louver 16 , a controller 18 and a pressure sensor 19 .
露光装置100では、照明系1からの照明光12(露光光)がマスク3(原版)を通過した後、投影光学系5を介してプレート4(基板)に照射されることで、マスク3に描画されているパターンの像がプレート4上の感光体に投影(転写)される。
そして、露光装置100では、マスク3が載置される不図示のマスクステージとプレート4が載置される不図示のプレートステージとが、Y方向に沿って互いに同期して走査される。
なお一般的には、鏡筒11や露光装置100の各構成部品は、その性能を保証するために不図示の温調チャンバ内に設置される。
In the exposure apparatus 100, the illumination light 12 (exposure light) from the illumination system 1 passes through the mask 3 (original), and then is irradiated onto the plate 4 (substrate) via the projection optical system 5. An image of the drawn pattern is projected (transferred) onto the photosensitive member on the plate 4 .
In the exposure apparatus 100, a mask stage (not shown) on which the mask 3 is placed and a plate stage (not shown) on which the plate 4 is placed are scanned in synchronization with each other along the Y direction.
In general, the lens barrel 11 and each component of the exposure apparatus 100 are installed in a temperature control chamber (not shown) in order to guarantee their performance.
また、給気口15は不図示のガス供給手段と連通しており、給気口15を介してガス供給手段から鏡筒11内に温調されたガス17(以下、温調ガスという。)が供給される。
そして、ルーバー16によって給気口15から供給された温調ガス17の進行方向が設定される。
The air supply port 15 communicates with gas supply means (not shown), and a gas 17 (hereinafter referred to as temperature-controlled gas) that is temperature-controlled into the lens barrel 11 from the gas supply means through the air supply port 15 . is supplied.
Then, the traveling direction of the temperature control gas 17 supplied from the air supply port 15 is set by the louver 16 .
例えば、露光装置100のようなミラープロジェクション方式の露光装置を用いてフォトリソグラフィー法によって液晶パネル等を製造する際には、精細度を向上することが必要とされる場合がある。
その場合、プレート4上の感光体への露光光12の照射量を増加させるために、照明系1の照度を上げると共に、プレート4が載置される不図示のプレートステージの走査速度を下げることが考えられる。
ここで、プレート4上の感光体へ照射される単位時間あたりのエネルギーを露光量(DOSE)としたとき、このような露光プロセスを高DOSE露光プロセス(高負荷露光プロセス、高エネルギー入射プロセス)と呼ぶことができる。
For example, when a liquid crystal panel or the like is manufactured by photolithography using a mirror projection type exposure apparatus such as the exposure apparatus 100, it may be necessary to improve definition.
In that case, in order to increase the irradiation amount of the exposure light 12 onto the photosensitive member on the plate 4, the illuminance of the illumination system 1 is increased and the scanning speed of the plate stage (not shown) on which the plate 4 is placed is decreased. can be considered.
Here, when the energy per unit time irradiated to the photoreceptor on the plate 4 is the amount of exposure (DOSE), such an exposure process is called a high DOSE exposure process (high load exposure process, high energy incident process). can call
そして、このような高DOSE露光プロセスを行うと、通常DOSE露光プロセスと比較して、鏡筒11内の温度が高くなる。
これは、投影光学系5に含まれる光学素子に入射する露光光12のエネルギーが大きくなり、光学素子が大きく発熱することで、光学素子の周囲のガスが暖められるからである。
When such a high DOSE exposure process is performed, the temperature inside the lens barrel 11 becomes higher than in the normal DOSE exposure process.
This is because the energy of the exposure light 12 incident on the optical elements included in the projection optical system 5 increases, and the optical elements generate a large amount of heat, thereby warming the gas around the optical elements.
そして、光学素子の発熱によって暖められたガスはZ方向上方に移動するため、鏡筒11の内部においてZ方向上方にあるガスの温度は下方に比べて高くなる。
これにより、温度が上昇したZ方向上方にあるガスの屈折率が変化するため、このような状態において露光プロセスを行うと、通常DOSE露光プロセスと比較して結像性能が低下する虞がある。
Since the gas warmed by the heat generated by the optical element moves upward in the Z direction, the temperature of the gas upward in the Z direction inside the lens barrel 11 becomes higher than that in the downward direction.
As a result, the refractive index of the gas above in the Z direction where the temperature rises changes, so if the exposure process is performed in such a state, there is a risk that the imaging performance will deteriorate compared to the normal DOSE exposure process.
特に、本実施形態のようなミラープロジェクションタイプの露光装置に設けられている投影光学系5は、露光光12の入射方向及び出射方向に平行な鉛直方向(Z方向)に交差する方向に延在する光軸を有する凹面鏡8及び凸面鏡9を備えている。
そのため、凹面鏡8や凸面鏡9の鉛直方向上下それぞれの周囲のガスの間で上記に示したような温度差が生じ、像高に応じた結像性能の低下が顕著になってしまう。
In particular, the projection optical system 5 provided in the mirror projection type exposure apparatus as in this embodiment extends in a direction intersecting the vertical direction (Z direction) parallel to the incident and outgoing directions of the exposure light 12. It has a concave mirror 8 and a convex mirror 9 having optical axes that correspond to each other.
As a result, the above-described temperature difference occurs between the gases surrounding the concave mirror 8 and the convex mirror 9 in the vertical direction, respectively, and the deterioration of the imaging performance according to the image height becomes significant.
そこで、露光装置の鏡筒内のそのような温度差を低減することで結像性能の低下を抑制するために、鏡筒内に温調ガスを供給することで鏡筒内の光学素子を冷却することが行われている。 Therefore, in order to suppress the deterioration of imaging performance by reducing such a temperature difference in the lens barrel of the exposure apparatus, a temperature control gas is supplied to the lens barrel to cool the optical elements inside the lens barrel. is being done.
一方、鏡筒11内の露光光12の光路上(光路空間)に温調ガスを供給すると、凹面鏡8や凸面鏡9の周囲におけるガス間の流速の差に伴って揺らぎが発生したり、凹面鏡8や凸面鏡9に振動が生じることで、結像性能が低下する虞がある。
そのため、露光時やアライメント時には一時的に温調ガスの供給を停止することで、結像性能の低下を抑制する方法も知られている。
On the other hand, when the temperature control gas is supplied to the optical path (optical path space) of the exposure light 12 in the lens barrel 11 , fluctuations occur due to the difference in flow velocity between the gases around the concave mirror 8 and the convex mirror 9 . and the convex mirror 9 may vibrate, the imaging performance may be degraded.
Therefore, there is known a method of suppressing deterioration in imaging performance by temporarily stopping the supply of the temperature control gas during exposure or alignment.
しかしながら、温調ガスの供給を一時的に停止すると、鏡筒11内の正圧が保持されず、外部から入り込むガスによって、鏡筒11内の光学素子においてケミカルコンタミネーションが発生する虞がある。
また、鏡筒11内のガスの温度や圧力が変動することに伴って屈折率が変化することで、結像性能が不安定になってしまう。
However, if the supply of the temperature control gas is temporarily stopped, the positive pressure inside the lens barrel 11 is not maintained, and there is a risk that the gas entering from the outside may cause chemical contamination in the optical elements inside the lens barrel 11 .
Further, the refractive index changes as the temperature and pressure of the gas in the lens barrel 11 fluctuate, resulting in unstable imaging performance.
そこで、本実施形態に係る光学装置を備える露光装置100では、以下に示すような制御を行うことで、上記に示したような課題を解決することができる。 Therefore, in the exposure apparatus 100 including the optical device according to the present embodiment, the problems described above can be solved by performing the control described below.
図2は、本実施形態に係る光学装置を備える露光装置100におけるルーバー16の切り替え制御を示したフローチャートである。なお、以下に示す制御は、制御部18によって行われる。 FIG. 2 is a flowchart showing switching control of the louver 16 in the exposure apparatus 100 having the optical device according to this embodiment. Note that the control described below is performed by the control unit 18 .
まず、露光装置100において露光処理の指令が発行されたか判断する(ステップS1)。もし、露光処理の指令が発行されていない、すなわち露光装置100が非露光時にある場合には(ステップS1のNo)、温調ガスが鏡筒11の光路空間内に供給されるようにルーバー16の向きを設定する(ステップS2)。換言すると、ステップS2ではルーバー16によって温調ガスが鏡筒11の光路空間内に供給されるように温調ガスの進行方向が設定(変更)される。その後、ステップS1に戻る。 First, it is determined whether or not an exposure processing command has been issued in the exposure apparatus 100 (step S1). If an exposure processing command has not been issued, that is, if the exposure apparatus 100 is in the non-exposure state (No in step S1), the louver 16 is adjusted so that the temperature control gas is supplied into the optical path space of the lens barrel 11. direction is set (step S2). In other words, in step S2, the traveling direction of the temperature control gas is set (changed) so that the temperature control gas is supplied into the optical path space of the lens barrel 11 by the louver 16 . After that, the process returns to step S1.
一方、露光処理の指令が発行された、すなわち露光装置100が露光処理を行う場合には(ステップS1のYes)、温調ガスが鏡筒11の光路空間外に供給されるようにルーバー16の向きを設定する(ステップS3)。換言すると、ステップS3ではルーバー16によって温調ガスが鏡筒11の光路空間外に供給されるように温調ガスの進行方向が設定(変更)される。その後、露光を開始する(ステップS4)。
そして、露光が終了する、すなわち露光装置100が非露光時になると(ステップS5)、温調ガスが鏡筒11の光路空間内に供給されるようにルーバー16の向きを設定し(ステップS6)、ステップS1に戻る。
On the other hand, when an exposure process command is issued, that is, when the exposure apparatus 100 performs the exposure process (Yes in step S1), the louver 16 is adjusted so that the temperature control gas is supplied outside the optical path space of the lens barrel 11. A direction is set (step S3). In other words, in step S3, the traveling direction of the temperature control gas is set (changed) so that the temperature control gas is supplied to the outside of the optical path space of the lens barrel 11 by the louver 16 . After that, exposure is started (step S4).
Then, when the exposure ends, that is, when the exposure apparatus 100 becomes non-exposure (step S5), the direction of the louver 16 is set so that the temperature control gas is supplied into the optical path space of the lens barrel 11 (step S6), Return to step S1.
上記のように、露光装置100では、露光時において温調ガスが投影光学系5の光路を通過しないように温調ガスの進行方向が設定される一方で、非露光時においては温調ガスが投影光学系5の光路を通過するように温調ガスの進行方向が設定される。 As described above, in the exposure apparatus 100, the traveling direction of the temperature-controlled gas is set so that the temperature-controlled gas does not pass through the optical path of the projection optical system 5 during exposure. The traveling direction of the temperature control gas is set so as to pass through the optical path of the projection optical system 5 .
なお、上記の制御においては、ステップS3において温調ガスが鏡筒11の光路空間外に供給されるようにルーバー16の向きを設定した後、鏡筒11内の圧力が静定してからステップS4において露光を開始することが好ましい。
そのため、本実施形態に係る光学装置を備える露光装置100では、鏡筒11内の圧力を監視するための圧力センサ19が設けられている。
In the above control, after the direction of the louver 16 is set so that the temperature control gas is supplied outside the optical path space of the lens barrel 11 in step S3, the pressure in the lens barrel 11 is stabilized, and then the step Exposure is preferably started in S4.
Therefore, the exposure apparatus 100 including the optical device according to this embodiment is provided with a pressure sensor 19 for monitoring the pressure inside the lens barrel 11 .
また、本実施形態に係る光学装置を備える露光装置100では、ステップS3におけるルーバー16の向きの切り替え(設定)は、特にプレート4を交換する際に行うようにタイミング制御されることが好ましい。
なおこれに限らず、複数ロットのプレート4を処理する際に各ロット間において露光動作を待機している際にルーバー16の向きを切り替えても構わない。
また、プレート4に対してアライメント処理をしている、すなわち投影光学系5の光路上をアライメント光が通過している際には、ルーバー16の向きの切り替えを行わない方が好ましい。
Further, in the exposure apparatus 100 including the optical device according to the present embodiment, it is preferable that the switching (setting) of the direction of the louver 16 in step S3 be timing-controlled so as to be performed especially when the plate 4 is replaced.
It should be noted that the orientation of the louver 16 may be switched between lots when waiting for the exposure operation between lots when processing plates 4 of a plurality of lots.
Further, it is preferable not to switch the direction of the louver 16 when the plate 4 is being aligned, that is, when the alignment light is passing through the optical path of the projection optical system 5 .
また、露光装置100では、鏡筒11の内部空間は外部からのエアの引き込みを抑制するために弱正圧となっており、具体的には、大気圧+約1Paとなっている。
一方、従来の露光装置のように鏡筒11内への温調ガス供給を停止すると、鏡筒11の内部空間の圧力は大気圧に変化する。
Further, in the exposure apparatus 100, the internal space of the lens barrel 11 has a weak positive pressure in order to suppress the intake of air from the outside.
On the other hand, when the supply of the temperature control gas to the lens barrel 11 is stopped as in the conventional exposure apparatus, the pressure in the internal space of the lens barrel 11 changes to atmospheric pressure.
ここで、鏡筒11内に温調ガスを供給している際の鏡筒11内のガスの屈折率、すなわち大気圧+約1Paにおけるガスの屈折率をn1とする。そして、鏡筒11内への温調ガスの供給を停止している際の鏡筒11内のガスの屈折率、すなわち大気圧におけるガスの屈折率をn0とする。
このとき、鏡筒11内への温調ガス供給の停止に伴うガスの屈折率の変化Δnは、以下の式(1)から求めることができる。
Δn=n1-n0 ・・・(1)
Here, n1 is the refractive index of the gas in the lens barrel 11 when the temperature control gas is being supplied into the lens barrel 11, that is, the refractive index of the gas at atmospheric pressure + about 1 Pa. Let n0 be the refractive index of the gas in the lens barrel 11 when the supply of the temperature control gas to the lens barrel 11 is stopped, that is, the refractive index of the gas at atmospheric pressure.
At this time, the change Δn in the refractive index of the gas caused by stopping the supply of the temperature control gas into the lens barrel 11 can be obtained from the following equation (1).
Δn=n 1 −n 0 (1)
また、ここで鏡筒11内に供給される温調ガスを空気とすると、屈折率n0及びn1はそれぞれ、以下の式(2)に示されるエドレンの式から算出することができる。
ここで、鏡筒11内に空気を供給している際の鏡筒11内の圧力P1を101309Pa、鏡筒11内への空気の供給を停止している際の鏡筒11内の圧力P0を101308Paとする。
そして、温度T及び湿度Hはそれぞれ、23度及び50%のまま変化しないとすると、屈折率の変化Δnは式(2)から2.66×10-9と求めることができる。
この屈折率の変化は、結像性能に影響を与える。具体的には、屈折率の変化は、光路の長さに比例してフォーカスやディストーションのずれを引き起こし、これらのずれによってマスク3からプレート4へ転写されるパターンの線幅が広がる等、結像性能の低下につながる。
Here, the pressure P1 in the lens barrel 11 when air is being supplied to the lens barrel 11 is 101309 Pa, and the pressure P1 in the lens barrel 11 when the air supply to the lens barrel 11 is stopped is Let 0 be 101308 Pa.
Assuming that the temperature T and humidity H remain unchanged at 23 degrees and 50%, respectively, the change Δn in the refractive index can be obtained as 2.66×10 −9 from equation (2).
This refractive index change affects the imaging performance. Specifically, the change in the refractive index causes shifts in focus and distortion in proportion to the length of the optical path, and these shifts widen the line width of the pattern transferred from the mask 3 to the plate 4. lead to poor performance.
また、露光時に鏡筒11内の光路空間に温調ガスを供給すると、光学素子の周囲におけるガス間の流速の差に伴って揺らぎが発生したり、光学素子に振動が生じることで、オーバーレイ(重ね合わせ)精度が低下する虞がある。 In addition, when the temperature control gas is supplied to the optical path space in the lens barrel 11 during exposure, fluctuations occur due to the difference in flow velocity between the gases around the optical element, and the optical element vibrates, resulting in overlay ( There is a possibility that the superimposition accuracy will be lowered.
そこで本願発明者は、そのようなオーバーレイ精度の低下を検討するために、露光時に鏡筒11内の光路空間へ空気供給を行った場合と行わなかった場合とを比較した。
具体的には、アライメントスコープ2、マスク3及びプレート4を用いたアライメント機構における計測再現性を評価した。
その結果、露光時に鏡筒11内の光路空間へ空気供給を行った場合は、行わなかった場合に比べてアライメント機構における計測再現性が40%低下することが見いだされた。
このようにアライメント機構における計測再現性が低下すると、アライメントにおけるずれ等につながり、オーバーレイ精度が低下する。
Therefore, the inventors of the present application compared the case where air was supplied to the optical path space in the lens barrel 11 during exposure and the case where it was not, in order to examine such a decrease in overlay accuracy.
Specifically, the measurement reproducibility in the alignment mechanism using the alignment scope 2, the mask 3 and the plate 4 was evaluated.
As a result, it was found that the measurement reproducibility in the alignment mechanism is reduced by 40% when air is supplied to the optical path space in the lens barrel 11 during exposure compared to when it is not supplied.
When the measurement reproducibility of the alignment mechanism is lowered in this way, it leads to misalignment in alignment and the like, and overlay accuracy is lowered.
以上のように、本実施形態に係る光学装置を備える露光装置100では、非露光時には温調ガスが鏡筒11の光路空間内に供給されるようにルーバー16の向きを設定する。一方で、露光時には温調ガスが鏡筒11の光路空間外に供給されるようにルーバー16の向きを設定する。 As described above, in the exposure apparatus 100 including the optical device according to this embodiment, the direction of the louver 16 is set so that the temperature control gas is supplied into the optical path space of the lens barrel 11 during non-exposure. On the other hand, the direction of the louver 16 is set so that the temperature control gas is supplied outside the optical path space of the lens barrel 11 during exposure.
これにより、温調ガスの供給は停止していないため露光時と非露光時とで鏡筒11内の圧力は変化しない、すなわち鏡筒11内のガスの屈折率は変化しない。そのため、本実施形態に係る光学装置を備える露光装置100では、屈折率の変化に伴う結像性能の低下を抑制することができる。
また、露光時において、温調ガスが鏡筒11の光路空間外に供給されるようにルーバー16の向きを切り替えるため、上記に示したようなオーバーレイ精度の低下も抑制することができる。
Since the supply of the temperature control gas is not stopped, the pressure in the lens barrel 11 does not change between exposure and non-exposure, that is, the refractive index of the gas in the lens barrel 11 does not change. Therefore, in the exposure apparatus 100 including the optical device according to this embodiment, it is possible to suppress deterioration in imaging performance due to changes in the refractive index.
In addition, since the direction of the louver 16 is switched so that the temperature control gas is supplied outside the optical path space of the lens barrel 11 during exposure, it is possible to suppress the deterioration of the overlay accuracy as described above.
なお、本実施形態に係る光学装置では、図1(a)及び(b)に示されているように、排気口14及び給気口15はそれぞれ、4箇所及び1箇所設けられている。しかしながら、排気口14及び給気口15の数はこれに限られない。
また、本実施形態に係る光学装置では、鏡筒11へ供給されるガス及び鏡筒11から排出されるガスは空気としているが、これに限られない。例えば、鏡筒11内の投影光学系5に悪影響を及ぼさずに鏡筒11内を温調することができるものであれば、不活性ガス等他のガスを用いても構わない。
In the optical device according to this embodiment, as shown in FIGS. 1A and 1B, the exhaust port 14 and the air supply port 15 are provided at four locations and one location, respectively. However, the number of exhaust ports 14 and air supply ports 15 is not limited to this.
Further, in the optical device according to the present embodiment, the gas supplied to the lens barrel 11 and the gas discharged from the lens barrel 11 are air, but the present invention is not limited to this. For example, other gas such as an inert gas may be used as long as it can control the temperature inside the lens barrel 11 without adversely affecting the projection optical system 5 inside the lens barrel 11 .
[第二実施形態]
図3は、第二実施形態に係る光学装置を備える露光装置200の露光時における模式的断面図を示している。
なお、本実施形態に係る光学装置は、ルーバー16の代わりに非露光時供給口20a及び露光時供給口20bが設けられている以外は、第一実施形態に係る光学装置と同一の構成であるため、同一の部材には同一の付番を付して、説明を省略する。
[Second embodiment]
FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view during exposure of an exposure apparatus 200 including an optical device according to the second embodiment.
The optical device according to the present embodiment has the same configuration as the optical device according to the first embodiment, except that a non-exposure supply port 20a and an exposure supply port 20b are provided instead of the louver 16. Therefore, the same members are given the same numbering, and the description thereof is omitted.
図3に示されているように、本実施形態に係る光学装置を備える露光装置200では、露光時においては温調ガスが鏡筒11の光路空間外に供給されるように、露光時供給口20b(ガス供給口)から鏡筒11内へ温調ガスを供給する。
一方、非露光時には温調ガスが鏡筒11の光路空間内に供給されるように非露光時供給口20a(ガス供給口)から鏡筒11内へ温調ガスを供給する。
As shown in FIG. 3, in the exposure apparatus 200 including the optical device according to the present embodiment, the supply opening during exposure is set so that the temperature control gas is supplied outside the optical path space of the lens barrel 11 during exposure. A temperature control gas is supplied into the lens barrel 11 from 20b (gas supply port).
On the other hand, the temperature control gas is supplied into the lens barrel 11 from the non-exposure supply port 20a (gas supply port) so that the temperature control gas is supplied into the optical path space of the lens barrel 11 during non-exposure.
これにより、露光時と非露光時とで鏡筒11内の圧力は変化しない、すなわち鏡筒11内のガスの屈折率が変化しないため、屈折率の変化に伴う結像性能の低下を抑制することができる。
また、露光時において、温調ガスが鏡筒11の光路空間外に供給されるように露光時供給口20bから鏡筒11内へ温調ガスを供給しているため、オーバーレイ精度の低下も抑制することができる。
As a result, the pressure in the lens barrel 11 does not change between the time of exposure and the time of non-exposure, that is, the refractive index of the gas in the lens barrel 11 does not change. be able to.
In addition, since the temperature control gas is supplied into the lens barrel 11 from the exposure supply port 20b so that the temperature control gas is supplied outside the optical path space of the lens barrel 11 during exposure, deterioration in overlay accuracy is also suppressed. can do.
[第三実施形態]
図4は、第三実施形態に係る光学装置を備える露光装置300の露光時における模式的断面図を示している。
なお、本実施形態に係る光学装置は、エアロパーツ21が新たに設けられている以外は、第一実施形態に係る光学装置と同一の構成であるため、同一の部材には同一の付番を付して、説明を省略する。
[Third embodiment]
FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of an exposure apparatus 300 including an optical device according to the third embodiment during exposure.
Note that the optical device according to the present embodiment has the same configuration as the optical device according to the first embodiment except that the aero parts 21 are newly provided, so the same members are assigned the same numbers. description is omitted.
図4に示されているように、本実施形態に係る光学装置を備える露光装置300では、露光時において温調ガスが鏡筒11の光路空間外に供給されるようにルーバー16の向きが設定されている。そして、露光時においてルーバー16を通過した温調ガスが所定の排気口14に向かうように、エアロパーツ21が設けられている。換言すると、本実施形態に係る光学装置を備える露光装置300では、エアロパーツ21によって鏡筒11内における温調ガスの進行路が制限されている。
これにより、所定の排気口14への温調ガスの指向性をより高めることができる。なお、エアロパーツ21のX方向における長さは、鏡筒11の内部空間のX方向における幅と略同一となっている。
As shown in FIG. 4, in the exposure apparatus 300 including the optical device according to the present embodiment, the direction of the louver 16 is set so that the temperature control gas is supplied outside the optical path space of the lens barrel 11 during exposure. It is Aero parts 21 are provided so that the temperature control gas that has passed through the louvers 16 is directed to a predetermined exhaust port 14 during exposure. In other words, in the exposure apparatus 300 including the optical device according to this embodiment, the aeropart 21 restricts the traveling path of the temperature control gas inside the lens barrel 11 .
Thereby, the directivity of the temperature control gas to the predetermined exhaust port 14 can be further enhanced. The length of the aero parts 21 in the X direction is substantially the same as the width of the internal space of the lens barrel 11 in the X direction.
そして、第一実施形態に係る光学装置と同様に、非露光時には温調ガスが鏡筒11の光路空間内に供給されるようにルーバー16の向きを設定する。一方で、露光時には温調ガスが鏡筒11の光路空間外に供給されるようにルーバー16の向きを設定する。
これにより、露光時と非露光時とで鏡筒11内の圧力は変化しない、すなわち鏡筒11内のガスの屈折率が変化しないため、屈折率の変化に伴う結像性能の低下を抑制することができる。
また、露光時において、温調ガスが鏡筒11の光路空間外に供給されるようにルーバー16の向きを切り替えるため、上記に示したようなオーバーレイ精度の低下も抑制することができる。
Then, similarly to the optical apparatus according to the first embodiment, the direction of the louver 16 is set so that the temperature control gas is supplied into the optical path space of the lens barrel 11 during non-exposure. On the other hand, the orientation of the louver 16 is set so that the temperature control gas is supplied outside the optical path space of the lens barrel 11 during exposure.
As a result, the pressure in the lens barrel 11 does not change between the time of exposure and the time of non-exposure, that is, the refractive index of the gas in the lens barrel 11 does not change. be able to.
In addition, since the direction of the louver 16 is switched so that the temperature control gas is supplied outside the optical path space of the lens barrel 11 during exposure, it is possible to suppress the deterioration of the overlay accuracy as described above.
[第四実施形態]
図5は、第四実施形態に係る光学装置を備える露光装置400の露光時における模式的断面図を示している。
なお、本実施形態に係る光学装置は、ルーバー16の代わりに可動エアロパーツ22が設けられている以外は、第一実施形態に係る光学装置と同一の構成であるため、同一の部材には同一の付番を付して、説明を省略する。
[Fourth embodiment]
FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view during exposure of an exposure apparatus 400 including an optical device according to the fourth embodiment.
The optical device according to this embodiment has the same configuration as the optical device according to the first embodiment, except that the movable aero parts 22 are provided instead of the louvers 16. are numbered and the description is omitted.
図5に示されているように、本実施形態に係る光学装置を備える露光装置400では、露光時において可動エアロパーツ22のYZ断面内における中心が位置P1に配置されるように、可動エアロパーツ22を移動させる。これにより、露光時においては温調ガスが鏡筒11の光路空間外に供給される。
一方、非露光時においては可動エアロパーツ22のYZ断面内における中心が位置P2に配置されるように、可動エアロパーツ22を移動させる。これにより、非露光時においては温調ガスが鏡筒11の光路空間内に供給される。
なお、可動エアロパーツ22のX方向における長さは、鏡筒11の内部空間のX方向における幅と略同一となっている。
As shown in FIG. 5, in the exposure apparatus 400 including the optical device according to the present embodiment, the movable aeroparts 22 are arranged so that the center of the movable aeroparts 22 in the YZ cross section is placed at the position P1 during exposure. Move 22. As a result, the temperature control gas is supplied outside the optical path space of the lens barrel 11 during exposure.
On the other hand, during non-exposure, the movable aero parts 22 are moved so that the center of the movable aero parts 22 in the YZ cross section is arranged at the position P2. As a result, the temperature control gas is supplied into the optical path space of the lens barrel 11 during non-exposure.
The length of the movable aero parts 22 in the X direction is substantially the same as the width of the internal space of the lens barrel 11 in the X direction.
これにより、露光時と非露光時とで鏡筒11内の圧力は変化しない、すなわち鏡筒11内のガスの屈折率が変化しないため、屈折率の変化に伴う結像性能の低下を抑制することができる。
また、露光時において、温調ガスが鏡筒11の光路空間外に供給されるように可動エアロパーツ22を移動させているため、オーバーレイ精度の低下も抑制することができる。
As a result, the pressure in the lens barrel 11 does not change between the time of exposure and the time of non-exposure, that is, the refractive index of the gas in the lens barrel 11 does not change. be able to.
In addition, since the movable aero parts 22 are moved so that the temperature control gas is supplied outside the optical path space of the lens barrel 11 during exposure, deterioration of overlay accuracy can be suppressed.
なお、本実施形態に係る光学装置では、露光時と非露光時とで可動エアロパーツ22を移動させているが、これに限らず、可動エアロパーツ22の大きさや形状を変化させても構わない。 In the optical device according to the present embodiment, the movable aeroparts 22 are moved between exposure and non-exposure, but the size and shape of the movable aeroparts 22 may be changed. .
[第五実施形態]
図6は、第五実施形態に係る光学装置を備える露光装置500の露光時における模式的断面図を示している。
なお、本実施形態に係る光学装置は、光量検知センサ24が新たに設けられている以外は、第一実施形態に係る光学装置と同一の構成であるため、同一の部材には同一の付番を付して、説明を省略する。
[Fifth embodiment]
FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view during exposure of an exposure apparatus 500 including an optical device according to the fifth embodiment.
Note that the optical device according to the present embodiment has the same configuration as the optical device according to the first embodiment, except that the light amount detection sensor 24 is newly provided. , and the description is omitted.
本実施形態に係る光学装置を備える露光装置500では、図6に示されているように、鏡筒11内の投影光学系5の光路上に光量検知センサ24を設けている。これにより、特にプレート4に対するアライメント処理において投影光学系5の光路上をアライメント光が通過しているかどうか検出することができる。
上記で述べたように、プレート4のアライメント時にはルーバー16の向きは切り替えない方が好ましい。
そのため、露光装置500ではアライメントが行われていないとき、すなわち光量検知センサ24の検知結果から投影光学系5の光路上をアライメント光が通過していないときに温調ガスが鏡筒11の光路空間内に供給されるようにルーバー16の向きを設定する。一方で、非露光時、具体的には露光開始の直前において温調ガスが鏡筒11の光路空間外に供給されるようにルーバー16の向きを設定する。
As shown in FIG. 6, an exposure apparatus 500 having an optical device according to this embodiment has a light amount detection sensor 24 on the optical path of the projection optical system 5 in the lens barrel 11 . This makes it possible to detect whether or not the alignment light is passing through the optical path of the projection optical system 5 particularly in the alignment process for the plate 4 .
As mentioned above, it is preferable not to change the orientation of the louvers 16 when aligning the plate 4 .
Therefore, when alignment is not performed in the exposure apparatus 500 , that is, when alignment light does not pass through the optical path of the projection optical system 5 based on the detection result of the light amount detection sensor 24 , the temperature control gas does not enter the optical path space of the lens barrel 11 . Orient the louver 16 so that it feeds inside. On the other hand, the orientation of the louver 16 is set so that the temperature control gas is supplied to the outside of the optical path space of the lens barrel 11 during non-exposure, specifically immediately before the start of exposure.
これにより、露光時と非露光時とで鏡筒11内の圧力は変化しない、すなわち鏡筒11内のガスの屈折率が変化しないため、屈折率の変化に伴う結像性能の低下を抑制することができる。
また、露光時において、温調ガスが鏡筒11の光路空間外に供給されるようにルーバー16の向きを設定するため、上記に示したようなオーバーレイ精度の低下も抑制することができる。
As a result, the pressure in the lens barrel 11 does not change between the time of exposure and the time of non-exposure, that is, the refractive index of the gas in the lens barrel 11 does not change. be able to.
In addition, since the direction of the louver 16 is set so that the temperature control gas is supplied outside the optical path space of the lens barrel 11 during exposure, it is possible to suppress the deterioration of the overlay accuracy as described above.
なお、本実施形態に係る光学装置では光量検知センサ24を設けているが、これに限らず熱量検知センサを設けても構わない。 Although the optical device according to the present embodiment is provided with the light amount detection sensor 24, the present invention is not limited to this, and a heat amount detection sensor may be provided.
以上、好ましい実施形態について説明したが、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although preferred embodiments have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist thereof.
[物品の製造方法]
次に、第一乃至第五実施形態のいずれかに係る光学装置を備える露光装置を用いた物品の製造方法について説明する。
[Product manufacturing method]
Next, an article manufacturing method using an exposure apparatus having an optical device according to any one of the first to fifth embodiments will be described.
物品は、半導体デバイス、表示デバイス、カラーフィルタ、光学部品、MEMS等である。
例えば、半導体デバイスは、ウエハに回路パターンを作るための前工程と、前工程で作られた回路チップを製品として完成させるための、加工工程を含む後工程とを経ることにより製造される。
前工程は、第一乃至第五実施形態のいずれかに係る光学装置を備える露光装置を使用して感光剤が塗布されたウエハを露光する露光工程と、感光剤を現像する現像工程とを含む。
Articles are semiconductor devices, display devices, color filters, optical components, MEMS, and the like.
For example, a semiconductor device is manufactured through a pre-process for forming a circuit pattern on a wafer and a post-process including a processing process for completing the circuit chip formed in the pre-process as a product.
The pre-process includes an exposure step of exposing a wafer coated with a photosensitive agent using an exposure apparatus equipped with the optical device according to any one of the first to fifth embodiments, and a developing step of developing the photosensitive agent. .
現像された感光剤のパターンをマスクとしてエッチング工程やイオン注入工程等が行われ、ウエハ上に回路パターンが形成される。
これらの露光、現像、エッチング等の工程を繰り返して、ウエハ上に複数の層からなる回路パターンが形成される。
後工程で、回路パターンが形成されたウエハに対してダイシングを行い、チップのマウンティング、ボンディング、検査工程を行う。
An etching process, an ion implantation process, and the like are performed using the developed pattern of the photosensitive agent as a mask to form a circuit pattern on the wafer.
By repeating these steps of exposure, development, etching, etc., a circuit pattern consisting of a plurality of layers is formed on the wafer.
In a post-process, the wafer on which the circuit pattern is formed is diced, and chip mounting, bonding, and inspection processes are performed.
表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラスウエハに感光剤を塗布する工程と、第一乃至第五実施形態のいずれかに係る光学装置を備える露光装置を使用して感光剤が塗布されたガラスウエハを露光する工程とを含む。また、透明電極を形成する工程は、露光された感光剤を現像する工程を含む。 A display device is manufactured through a process of forming a transparent electrode. The step of forming the transparent electrode includes the step of applying a photosensitive agent to the glass wafer on which the transparent conductive film is deposited, and applying the photosensitive agent using an exposure apparatus equipped with the optical device according to any one of the first to fifth embodiments. exposing a glass wafer coated with Also, the step of forming the transparent electrode includes the step of developing the exposed photosensitive agent.
本実施形態に係る物品の製造方法によれば、従来よりも高品位且つ高生産性の物品を製造することができる。 According to the method for manufacturing an article according to the present embodiment, it is possible to manufacture articles of higher quality and higher productivity than conventional ones.
5 投影光学系
11 鏡筒
16 ルーバー(進行方向設定手段)
18 制御部
5 projection optical system
11 lens barrel 16 louver (moving direction setting means)
18 control unit
Claims (12)
前記パターンの像を前記基板に投影する投影光学系と、
前記投影光学系を収納する鏡筒と、
ガス供給手段から前記鏡筒内に供給されるガスの進行方向を設定する進行方向設定手段と、
前記基板を露光する露光時と非露光時とで、前記進行方向が異なるように前記進行方向設定手段を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that projects a pattern image of an original onto a substrate and exposes the substrate,
a projection optical system that projects an image of the pattern onto the substrate ;
a barrel housing the projection optical system ;
traveling direction setting means for setting the traveling direction of the gas supplied from the gas supply means into the lens barrel;
a control unit for controlling the traveling direction setting means such that the traveling direction is different between when the substrate is exposed to light and when the substrate is not exposed ;
An exposure apparatus comprising:
前記制御部は、該光量検知センサの検知結果から前記基板のアライメントが行われているかどうか判断することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の露光装置。 a light amount detection sensor that detects the amount of light on the optical path of the projection optical system;
10. The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 9 , wherein the control unit determines whether alignment of the substrate is performed based on a detection result of the light amount detection sensor.
該圧力センサの検知結果から前記圧力が静定したと判断した後、露光を行うことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の露光装置。 A pressure sensor that detects the pressure in the lens barrel,
11. The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 10 , wherein exposure is performed after it is determined that the pressure has stabilized from the detection result of the pressure sensor.
露光された前記基板を現像する工程と、
現像された前記基板を加工して物品を得る工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。 exposing the substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 11 ;
developing the exposed substrate;
a step of processing the developed substrate to obtain an article;
A method for manufacturing an article, comprising:
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