JP3006532B2 - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
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- JP3006532B2 JP3006532B2 JP9073378A JP7337897A JP3006532B2 JP 3006532 B2 JP3006532 B2 JP 3006532B2 JP 9073378 A JP9073378 A JP 9073378A JP 7337897 A JP7337897 A JP 7337897A JP 3006532 B2 JP3006532 B2 JP 3006532B2
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/70883—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of optical system
- G03F7/70891—Temperature
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体大規模集積回
路(LSI)や液晶表示装置等の製造で使用される投影
露光装置に関する。
路(LSI)や液晶表示装置等の製造で使用される投影
露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】LSIの高集積化に伴い、回路パターン
の微細化が急速に進展しているが、投影露光装置を用い
た光リソグラフィ技術には、光源の波長に起因する解像
限界が存在する。この光リソグラフィの解像力を向上さ
せる最も直接的な方法は、光源の波長を短くすることで
ある。現在、量産工場では高圧水銀灯のi線(波長36
5nm)を光源とした投影露光装置が線幅0.35μm
ルールのLSI製造に使用されている。次世代の線幅
0.25μmルールのLSI製造には、より短い波長の
KrFエキシマレーザ(波長248nm)を光源とする
投影露光装置が必要となる。このため、KrFエキシマ
レーザ投影露光装置を用いてLSIの小規模試作が進め
られている。
の微細化が急速に進展しているが、投影露光装置を用い
た光リソグラフィ技術には、光源の波長に起因する解像
限界が存在する。この光リソグラフィの解像力を向上さ
せる最も直接的な方法は、光源の波長を短くすることで
ある。現在、量産工場では高圧水銀灯のi線(波長36
5nm)を光源とした投影露光装置が線幅0.35μm
ルールのLSI製造に使用されている。次世代の線幅
0.25μmルールのLSI製造には、より短い波長の
KrFエキシマレーザ(波長248nm)を光源とする
投影露光装置が必要となる。このため、KrFエキシマ
レーザ投影露光装置を用いてLSIの小規模試作が進め
られている。
【0003】さらに、次の世代のLSIの線幅は0.1
8μmとなり、KrFエキシマレーザ投影露光装置では
解像困難である。そこで、より波長の短いArFエキシ
マレーザ(波長193nm)を用いたリソグラフィ技術
が活発に開発されている。このArFエキシマレーザの
ように短波長の光を透過する光学材料は数少なく、実用
的なものとしては、合成石英(SiO2)および蛍石
(CaF2)の2種類しかない。また、短波長の光は光
子エネルギが大きくなるため、光学材料に大きなダメー
ジを与える。このため、投影露光装置の寿命が短いとい
う問題がある。
8μmとなり、KrFエキシマレーザ投影露光装置では
解像困難である。そこで、より波長の短いArFエキシ
マレーザ(波長193nm)を用いたリソグラフィ技術
が活発に開発されている。このArFエキシマレーザの
ように短波長の光を透過する光学材料は数少なく、実用
的なものとしては、合成石英(SiO2)および蛍石
(CaF2)の2種類しかない。また、短波長の光は光
子エネルギが大きくなるため、光学材料に大きなダメー
ジを与える。このため、投影露光装置の寿命が短いとい
う問題がある。
【0004】この光学材料へのダメージを低減する方法
として、光学材料の品質改良が進められている。光学材
料中の不純物を除去する品質改良により一定限度までは
低ダメージ化が可能であるが、最終的に光学材料自身の
化学結合を切断することにより生じるダメージが残って
しまう。この化学結合は1光子のエネルギより大きいた
め、1光子では切断されないが、2光子が同時に吸収さ
れると切断されてしまう。この2光子吸収により生じる
欠陥にはカラーセンタやコンパクションと呼ばれるもの
がある。
として、光学材料の品質改良が進められている。光学材
料中の不純物を除去する品質改良により一定限度までは
低ダメージ化が可能であるが、最終的に光学材料自身の
化学結合を切断することにより生じるダメージが残って
しまう。この化学結合は1光子のエネルギより大きいた
め、1光子では切断されないが、2光子が同時に吸収さ
れると切断されてしまう。この2光子吸収により生じる
欠陥にはカラーセンタやコンパクションと呼ばれるもの
がある。
【0005】この2光子吸収の生じる確率は、2光子が
同一箇所に同時に存在する確率に比例する。この確率は
照射露光量の二乗に比例し、ArFエキシマレーザのパ
ルス幅の二乗に反比例する。そのため、照射露光量を減
らすかパルス幅を伸ばすと光学材料へのダメージを大幅
に低減することができる。現在、照射露光量を減らすた
めの高感度フォトレジストの開発、およびパルス幅を伸
ばすためのビームエクスパンダーの開発が進められてい
る。
同一箇所に同時に存在する確率に比例する。この確率は
照射露光量の二乗に比例し、ArFエキシマレーザのパ
ルス幅の二乗に反比例する。そのため、照射露光量を減
らすかパルス幅を伸ばすと光学材料へのダメージを大幅
に低減することができる。現在、照射露光量を減らすた
めの高感度フォトレジストの開発、およびパルス幅を伸
ばすためのビームエクスパンダーの開発が進められてい
る。
【0006】2光子吸収により生じた欠陥は、光学材料
を高温加熱することにより修復することが知られてい
る。例えば「フィジカ ステタス リソディ」(Phy
sica Status Solidi) 32巻
(1969年) 831〜837頁には、高速電子ビー
ム照射や中性子線照射で発生したMgF2のカラーセン
タが800°K以上の高温加熱で消失することを報告し
ている。これは、高温加熱により切断された化学結合が
再結合するためである。合成石英や蛍石の場合でも同様
に高温加熱により欠陥を修復することが可能である。
を高温加熱することにより修復することが知られてい
る。例えば「フィジカ ステタス リソディ」(Phy
sica Status Solidi) 32巻
(1969年) 831〜837頁には、高速電子ビー
ム照射や中性子線照射で発生したMgF2のカラーセン
タが800°K以上の高温加熱で消失することを報告し
ている。これは、高温加熱により切断された化学結合が
再結合するためである。合成石英や蛍石の場合でも同様
に高温加熱により欠陥を修復することが可能である。
【0007】図3は一般の投影露光装置の投影光学系の
断面図である。一般に、投影露光装置には投影光学系の
他に照明光学系、アライメント用光学系等も必要である
が、これらは図3では省略してある図において、照明光
学系からの光レチクル・ステージ1上に、被露光パター
ン10をもつレチクル2が載置され、レンズホルダ3に
は投影光学系のレンズ41〜43が装着され、ウエハス
テージ6上に露光対象のウエハ5が設けられている。照
明光学系からの照射光は、レチクル2を介して投影光学
系のレンズ41〜43を通ってウエハ5を露光する構成
となっている。このように通常の投影光学系において
は、光学材料を加熱する手段が設けられていなかった。
断面図である。一般に、投影露光装置には投影光学系の
他に照明光学系、アライメント用光学系等も必要である
が、これらは図3では省略してある図において、照明光
学系からの光レチクル・ステージ1上に、被露光パター
ン10をもつレチクル2が載置され、レンズホルダ3に
は投影光学系のレンズ41〜43が装着され、ウエハス
テージ6上に露光対象のウエハ5が設けられている。照
明光学系からの照射光は、レチクル2を介して投影光学
系のレンズ41〜43を通ってウエハ5を露光する構成
となっている。このように通常の投影光学系において
は、光学材料を加熱する手段が設けられていなかった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の投影露光装置で
は、通常レンズ41〜43がレンズホルダ3に組み付け
られている。このレンズ41〜43を加熱するためにレ
ンズホルダ3からレンズを取外すと、光学系の再調整に
非常に長い時間がかかったり、レンズホルダ3全体を加
熱するためにレンズホルダ3を投影露光装置から外して
も、レンズホルダ3の再設置の際に光軸調整等に長時間
かかるという問題があった。
は、通常レンズ41〜43がレンズホルダ3に組み付け
られている。このレンズ41〜43を加熱するためにレ
ンズホルダ3からレンズを取外すと、光学系の再調整に
非常に長い時間がかかったり、レンズホルダ3全体を加
熱するためにレンズホルダ3を投影露光装置から外して
も、レンズホルダ3の再設置の際に光軸調整等に長時間
かかるという問題があった。
【0009】本発明の目的は、レンズを外すことなく簡
易な構成でレンズを加熱可能な投影露光装置を提供する
ことにある。
易な構成でレンズを加熱可能な投影露光装置を提供する
ことにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の構成は、被露光
パターンを有するレチクルと、このレチクルを照射する
照明光学系と、この照明光学系から照射された前記レチ
クル上のパターンをウエハ上に結像させる投影光学系と
を有する投影露光装置において、前記照明光学系あるい
は前記投影光学系を加熱する加熱手段を備え、この加熱
手段は、前記照明光学系あるいは前記投影光学系の外部
に移動可能な加熱装置を設け、露光時には前記加熱装置
を前記照明光学系あるいは投影光学系の露光光通過領域
から移動させ、加熱時には前記加熱装置を前記照明光学
系あるいは前記投影光学系中のレンズに接触させるよう
に配置させることを特徴とする。
パターンを有するレチクルと、このレチクルを照射する
照明光学系と、この照明光学系から照射された前記レチ
クル上のパターンをウエハ上に結像させる投影光学系と
を有する投影露光装置において、前記照明光学系あるい
は前記投影光学系を加熱する加熱手段を備え、この加熱
手段は、前記照明光学系あるいは前記投影光学系の外部
に移動可能な加熱装置を設け、露光時には前記加熱装置
を前記照明光学系あるいは投影光学系の露光光通過領域
から移動させ、加熱時には前記加熱装置を前記照明光学
系あるいは前記投影光学系中のレンズに接触させるよう
に配置させることを特徴とする。
【0011】
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照にして詳細に説明する。図1は本発明の第1の実
施の形態の投影露光装置の投影光学系の断面図である。
一般に、投影露光装置には投影光学系の他に照明光学
系、アライメント用光学系等も必要であるが、それらは
図1では省略してある。図1において、1はレチクル・
ステージ、2はレチクル、3はレンズホルダ、41〜4
3はレンズ、5はウエハ、6はウエハステージである。
図3の通常の投影光学系と異なる所は、レンズ加熱器7
がレンズホルダ3の下部に取り付けられている点であ
る。
を参照にして詳細に説明する。図1は本発明の第1の実
施の形態の投影露光装置の投影光学系の断面図である。
一般に、投影露光装置には投影光学系の他に照明光学
系、アライメント用光学系等も必要であるが、それらは
図1では省略してある。図1において、1はレチクル・
ステージ、2はレチクル、3はレンズホルダ、41〜4
3はレンズ、5はウエハ、6はウエハステージである。
図3の通常の投影光学系と異なる所は、レンズ加熱器7
がレンズホルダ3の下部に取り付けられている点であ
る。
【0013】このレンズ加熱器7は、モータ等により上
下左右に駆動可能となっており、露光時にはレンズホル
ダ3の下には置かれないように配置されている。このレ
ンズ加熱器7は、レンズ41〜43を一定温度(300
℃)以上に加熱できるヒータと、その制御回路とから構
成される。通常、制御回路は温度センサを用いて所定温
度範囲となるように制御されるが、ヒータの周辺部分に
危険がない程度にヒータのみで加熱される場合には制御
回路を不要することもできる。
下左右に駆動可能となっており、露光時にはレンズホル
ダ3の下には置かれないように配置されている。このレ
ンズ加熱器7は、レンズ41〜43を一定温度(300
℃)以上に加熱できるヒータと、その制御回路とから構
成される。通常、制御回路は温度センサを用いて所定温
度範囲となるように制御されるが、ヒータの周辺部分に
危険がない程度にヒータのみで加熱される場合には制御
回路を不要することもできる。
【0014】レンズ中の欠陥を高温加熱により修復する
ためには、社内実験データによると、レンズ43を30
0℃以上まで加熱する必要がある。しかし、投影露光装
置は、通常運転中は20℃程度の常温に保たれているた
め、一旦加熱すると常温に戻るまで時間がかかる。レン
ズ加熱は年に数度のメンテナンス時間に行い、その際レ
ンズ加熱器7は、投影光学系の最下部のレンズ43に密
着するように移動される。
ためには、社内実験データによると、レンズ43を30
0℃以上まで加熱する必要がある。しかし、投影露光装
置は、通常運転中は20℃程度の常温に保たれているた
め、一旦加熱すると常温に戻るまで時間がかかる。レン
ズ加熱は年に数度のメンテナンス時間に行い、その際レ
ンズ加熱器7は、投影光学系の最下部のレンズ43に密
着するように移動される。
【0015】なお、このレンズ43を加熱する際に投影
光学系の雰囲気中に酸素が存在するとレンズ表面の反射
防止膜が酸化され劣化を生じる。このような劣化を防ぐ
ためには投影光学系の雰囲気を窒素等で置換しておくこ
とが望ましい。
光学系の雰囲気中に酸素が存在するとレンズ表面の反射
防止膜が酸化され劣化を生じる。このような劣化を防ぐ
ためには投影光学系の雰囲気を窒素等で置換しておくこ
とが望ましい。
【0016】また、本実施形態では、最下部のレンズ4
3のみが加熱されるように設計されている。この投影光
学系の倍率は通常1/5から1/4と縮小系であるの
で、最下部のレンズ43を透過する光量が単位面積当た
りでは最も高くなるため、最下部のレンズ43が最もダ
メージを受けやすい。従って、レンズ加熱器7を最下部
のレンズ43に密着させることにより効率良く最下部の
レンズ43を加熱することができる。
3のみが加熱されるように設計されている。この投影光
学系の倍率は通常1/5から1/4と縮小系であるの
で、最下部のレンズ43を透過する光量が単位面積当た
りでは最も高くなるため、最下部のレンズ43が最もダ
メージを受けやすい。従って、レンズ加熱器7を最下部
のレンズ43に密着させることにより効率良く最下部の
レンズ43を加熱することができる。
【0017】図2は本発明に関連する投影露光装置の投
影光学系の断面図である。この装置では、加熱機構付き
レンズホルダ8によりレンズ41〜43全てを同時に加
熱可能とした点である。この加熱機構付きレンズホルダ
8とレンズ41〜43の接触面積は小さいため加熱の効
率は悪いが、レンズ全てを同時に加熱出来るという利点
がある。
影光学系の断面図である。この装置では、加熱機構付き
レンズホルダ8によりレンズ41〜43全てを同時に加
熱可能とした点である。この加熱機構付きレンズホルダ
8とレンズ41〜43の接触面積は小さいため加熱の効
率は悪いが、レンズ全てを同時に加熱出来るという利点
がある。
【0018】なお、本実施形態では投影光学系中のレン
ズを加熱する機構について述べたが、同様の機構を照明
光学系中のレンズ加熱にも適用することができる。ま
た、露光光源もArFエキシマレーザ光に限らずKrF
エキシマレーザ光、F2エキシマレーザ光など光学材料
にダメージを引き起こす光源全ての場合に適用すること
ができる。
ズを加熱する機構について述べたが、同様の機構を照明
光学系中のレンズ加熱にも適用することができる。ま
た、露光光源もArFエキシマレーザ光に限らずKrF
エキシマレーザ光、F2エキシマレーザ光など光学材料
にダメージを引き起こす光源全ての場合に適用すること
ができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明の投影露光装
置によれば、露光により生じたレンズのダメージを、レ
ンズを投影露光装置内から取り出すことなく高温加熱手
段により加熱して回復させることができるので、投影露
光装置の長寿命化が計れると共に、ひいては投影露光装
置を用いて製造されるLSIの価格を低減することがで
きる。また、投影露光装置内部からレンズを取り出す必
要が無いため、レンズ再組み付けが不要になり、短いメ
ンテナンス時間でレンズダメージを回復させることがで
きる。
置によれば、露光により生じたレンズのダメージを、レ
ンズを投影露光装置内から取り出すことなく高温加熱手
段により加熱して回復させることができるので、投影露
光装置の長寿命化が計れると共に、ひいては投影露光装
置を用いて製造されるLSIの価格を低減することがで
きる。また、投影露光装置内部からレンズを取り出す必
要が無いため、レンズ再組み付けが不要になり、短いメ
ンテナンス時間でレンズダメージを回復させることがで
きる。
【図1】本発明の第1の実施の投影露光装置の投影光学
系を示す断面図。
系を示す断面図。
【図2】本発明に関連する投影光学系を示す断面図。
【図3】従来の投影露光装置の投影光学系を示す断面
図。
図。
1 レチクルステージ 2 レチクル 3 レンズホルダ 5 ウエハ 6 ウエハステージ 7 レンズ加熱器 8 加熱機構付きレンズホルダ 10 露光パターン 41〜43 レンズ
Claims (2)
- 【請求項1】 被露光パターンを有するレチクルと、こ
のレチクルを照射する照明光学系と、この照明光学系か
ら照射された前記レチクル上のパターンをウエハ上に結
像させる投影光学系とを有する投影露光装置において、
前記照明光学系あるいは前記投影光学系を加熱する加熱
手段を備え、この加熱手段は、前記照明光学系あるいは
前記投影光学系の外部に移動可能な加熱装置を設け、露
光時には前記加熱装置を前記照明光学系あるいは投影光
学系の露光光通過領域から移動させ、加熱時には前記加
熱装置を前記照明光学系あるいは前記投影光学系中のレ
ンズに接触させるように配置させることを特徴とする投
影露光装置。 - 【請求項2】 加熱手段は、ウエハ側に最も近い投影光
学系のレンズのみを加熱するものである請求項1記載の
投影露光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9073378A JP3006532B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9073378A JP3006532B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 投影露光装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10270323A JPH10270323A (ja) | 1998-10-09 |
JP3006532B2 true JP3006532B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=13516474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9073378A Expired - Fee Related JP3006532B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 投影露光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3006532B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102540760A (zh) * | 2010-12-23 | 2012-07-04 | Asml荷兰有限公司 | 光刻设备和修正光刻设备内的辐射束的方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7692766B2 (en) * | 2007-05-04 | 2010-04-06 | Asml Holding Nv | Lithographic apparatus |
-
1997
- 1997-03-26 JP JP9073378A patent/JP3006532B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102540760A (zh) * | 2010-12-23 | 2012-07-04 | Asml荷兰有限公司 | 光刻设备和修正光刻设备内的辐射束的方法 |
CN102540760B (zh) * | 2010-12-23 | 2014-08-06 | Asml荷兰有限公司 | 光刻设备和修正光刻设备内的辐射束的方法 |
US9146477B2 (en) | 2010-12-23 | 2015-09-29 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and method of modifying a beam of radiation within a lithographic apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10270323A (ja) | 1998-10-09 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19991026 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |