JP3084332B2 - 露光装置 - Google Patents
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- 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
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
やすい遠紫外線もしくはエキシマレーザ光を露光光とし
て利用して基板を露光する露光装置に関するものであ
る。
遠紫外線やエキシマレーザ光を露光用の照明光とするも
のは知られている。一般に、強力な遠紫外線やエキシマ
レーザ光は雰囲気ガスを活性化しやすいので、これらの
露光装置では、光源レンズ系や投影レンズ系等の光学系
の周囲の雰囲気ガスの酸素や有機物等が露光光によって
活性化され、その化学反応によって該光学系の光学素子
の表面が汚染されることがある。そこで、このような露
光装置では、光学系を収納する容器の空気を窒素ガス等
の不活性ガスで置換することにより各光学素子の汚染を
防ぐことが、例えば特開平2−210813号公報で提
案されている。
は、光学系を収容する容器への不活性ガスの供給につい
ての充分な配慮がなされておらず、露光光が通過しても
問題のない程度まで容器内の酸素や不純物を除去するた
めに不活性ガスを大量に消費していた。
課題に鑑みなされたものであり、その目的は、光学素子
の汚染を防止するための不活性ガスを大量に消費するこ
とのない露光装置を提供することにある。
めに、本発明の露光装置は、遠紫外線もしくはエキシマ
レーザ光(レーザ光L1 ,L2 )を光源(光源1;2
1)からの露光光として利用して基板(ウエハ4;2
4)を露光する露光装置において、前記光源から前記基
板に至る露光光路中に配置された光学素子(レンズ2
a,2b,2c;22a,22b)の少なくとも一方の
面側を不活性ガス(窒素ガス)雰囲気とするための容器
(容器2d;22d)と、前記容器に供給される不活性
ガスの供給量を第1供給量にして前記容器の雰囲気ガス
を置換した後、前記第1供給量より少ない第2供給量に
減少させるガス供給量制御手段(窒素ガス供給装置8;
28)を有することを特徴としている。
上げ時に前記容器への不活性ガスの供給を前記第1供給
量にして前記容器の雰囲気ガスを置換すものでもよい
し、これに加えて前記光源の駆動停止時に前記容器への
不活性ガスの供給を前記第2供給量よりさらに減少させ
るものであったり、前記光源の駆動停止時には前記容器
への不活性ガスの供給を停止させるものでもよい。
器に不活性ガスを供給するためのガス供給ラインを遮断
する遮断弁(電磁弁8c)と、前記遮断弁をバイパスし
て前記ガス供給ラインを連絡するバイパスライン(バイ
パスライン8d)を有するものでもよいし、前記容器に
不活性ガスを供給するためのガス供給ラインに設けられ
た可変弁(可変弁28c)を有するものでもよい。
に容器に供給される不活性ガスの供給量を大流量(第1
供給量)にして前記容器の雰囲気ガスを置換した後、該
容器に供給される不活性ガスの供給量が小流量(第2供
給量)に低減される。あるいは、酸素センサによって容
器内の酸素濃度をモニタし、酸素濃度が所定の値以下に
低減した際に、不活性ガスの供給量が小流量(第2供給
量)に低減される。
の駆動開始と同時に大流量の不活性ガスを容器に供給
し、容器の雰囲気ガスを迅速に置換させたのち、不活性
ガスの供給量を小流量な定常値へ低減することで不活性
ガスの消費量を低減することができる。
って、本実施例の露光装置E1 は一般にステッパと呼ば
れる縮小投影型の半導体露光装置である。この装置は、
エキシマレーザからなる光源1と、光源1から発せられ
た照明光(露光光)であるレーザ光L1 を所定の形状の
光束に成形する光学系である光源レンズ系2と、光源レ
ンズ系2によって所定の形状に成形されたレーザ光L1
で照明されたレチクル3上のパターンを基板であるウエ
ハ4に結像させる投影レンズ系5を有する。光源1はそ
のレーザ出力を制御するレーザ制御装置6を有し、レー
ザ制御装置6は制御手段であるコントローラ7によって
制御される。
路に沿って光源1側から順に並べられ、レーザ光L1 を
所定の形状の光束に成形するための複数のレンズ2a,
2b,2cを有し、これらは少なくとも一方のレンズ面
が容器2d内のガス雰囲気側となるように容器2dに収
容されている。容器2dは、露光光路に沿って光源1に
対向する側の端壁に窓2eを有し、容器2d内を2つの
内部空間2f,2gに分割するための隔壁2iを有す
る。なお、容器2dはレチクル3(ウエハ4)に対向す
る側の端壁でレンズ2cを保持し、レンズ2cはレチク
ル3に向ってレーザ光L1 を放出する第2の窓を兼ねて
いる。
れ不活性ガスである窒素ガスを供給する窒素ガス供給装
置8は、図示しない窒素ガス供給源に接続された給気ラ
イン8aと、給気ライン8aに設けられた開閉弁である
第1の電磁弁8bと、その下流側に接続された第2の開
閉弁である第2の電磁弁8cと、これを迂回(バイパ
ス)するバイパスライン8dと、該バイパスライン8d
に設けられた第1の絞り弁8eと、バイパスライン8d
の下流側に設けられた一対の分岐ライン8f,8gと、
分岐ライン8f,8gにそれぞれ設けられた第2および
第3の絞り弁8i,8hを有し、第2および第3の絞り
弁8i,8hの吐出側はそれぞれ客器2dの内部空間2
f,2gに接続されている。
出力によって光源1が駆動あるいは停止されると同時に
コントローラ7の出力信号によって開閉されるものであ
り、第2の電磁弁8cは、光源1が駆動されると同時に
第1の電磁弁8bとともに開かれて、所定の流量の窒素
ガスを分岐ライン8f,8gに供給し、コントローラ7
に設定されたプログラムである窒素供給プログラムによ
って所定時間を経た後に閉じられる。
酸素濃度を検出するセンサ(酸素センサ)を設け、該セ
ンサの出力に基づいて第2の電磁弁8cを閉じるように
してもよい。第1の絞り弁8eは、第1の電磁弁8bが
開かれた後、常時バイパスライン8dを経て所定の流量
の窒素ガスを容器2dの内部空問2f,2gに供給す
る。第2,第3の絞り弁8i,8hは、それぞれ分岐ラ
イン8f,8gから容器2dの内部空間2f,2gに供
給される窒素ガスの流量(の比率)を調節するものであ
る。
光源1の駆動後に所定の強度の照明光が得られるまでの
光源1の立上り時間に基づいて設定されるもので、図2
のタイムチャートA〜Eに示すような窒素供給プログラ
ムによって制御される。露光装置E1 において露光が終
了し、光源1の駆動が停止されると同時に、第1の電磁
弁8bが閉じられて、窒素ガスの供給が停止される。
ログラムは、光源1の駆動開始時刻t0 において第1お
よび第2の電磁弁8b,8cを開き、大流量値q1 で示
す供給量の窒素ガスを容器2dの各内部空間2f,2g
に供給し、各内部空間2f,2gの雰囲気ガスの酸素濃
度を速かに低下させた後、時刻t1 において第2の電磁
弁8cを閉じる。光源1がエキシマレーザである場合
は、光源1を駆動したのちに所定の出力のレーザ光が得
られるまでに数分以上の時間を必要とする。前述の時刻
t1 は、このような光源1の立上り時間に合わせて設定
される。
られると、窒素ガスはバイパスライン8dのみを経て容
器2dの各内部空間2f,2gに供給されるため、窒素
ガスの供給量は小流量値(定常値)q2 に低下する。時
刻t2 において露光装置の露光が終了し、光源1の駆動
が停止されると、これと同時に第1の電磁弁8bが閉じ
られて窒素ガスの供給が停止される。なお、小流量値q
2 は容器2から漏出する窒素ガスを補うのに充分であれ
ばよい。
て検出された酸素濃度が所定の値に減少した時刻t3 に
おいて第2の電磁弁8cを閉じるように設定した窒素供
給プログラムを示し、タイムチャートCは、上記酸素濃
度が所定の値に減少した時刻t3 から所定の時間遅れΔ
tを経た時刻t4 において第2の電磁弁8cを閉じるよ
うに設定した窒素供給プログラムを示している。タイム
チャートDは、前述のタイムチャートA〜Cの時刻t
1 ,t3 またはt4 において第2の電磁弁8cを閉じた
後、これを間欠的に開くことによって容器2dから漏出
する窒素ガスを補充する窒素供給プログラムを示すもの
で、この場合はバイパスライン8dを必要としない。
によって検出された酸素濃度が所定の値d1 に減少した
時刻t3 において第2の電磁弁8cを閉じたのちも時刻
t5まで前記センサによる測定を継続し、これによって
容器2dの酸素濃度を所定の値に維持するのに必要な窒
素ガスの供給量を実測し、これに基づいて窒素ガスの補
充量を設定する窒素供給プログラムを示すものである。
もに大流量の窒素ガスを光源レンズ系の容器2d内へ供
給し、容器2d内の空気を短時間で窒素ガスによって置
換させると共に、所定時間後あるいは容器内の酸素濃度
が所定の値に低減したのちに窒素ガスの供給量を縮小す
ることで、大量の窒素ガスを消費することなく容器の空
気を迅速に窒素ガスと置換させることができる。
て、本実施例の露光装置E2 は、第1実施例と同様に、
エキシマレーザからなる光源21と、光源21から発せ
られた照明光であるレーザ光L2 を所定の光束に成形す
る光学系である光源レンズ系22と、光源レンズ系22
によって所定の光束に成形されたレーザ光L2 で照明さ
れたレチクル23のパターンをウエハ24に結像させる
投影レンズ系25からなる。光源21はそのレーザ出力
を制御するレーザ制御装置26を有し、レーザ制御装置
26は制御手段であるコントローラ27によって制御さ
れる。
光路に沿って光源21側から順に並べられ、レーザ光L
2 を所定の光束に成形するためのレンズ22a,22b
を有し、これらは少なくとも一方のレンズ面が容器22
d内のガス雰囲気側となるように容器22dに収容さ
れ、容器22dは露光光路に沿って光源21に対向する
側の端壁に窓22e有している。また、容器22dはレ
チクル23(ウエハ24)に対向する側の端壁でレンズ
22bを保持し、レンズ22bはレチクル23に向って
レーザ光L2 を放出する第2の窓を兼ねている。
である窒素ガスを供給する窒素ガス供給装置28は、図
示しない窒素ガス供給源から容器22dの内部空間22
fに窒素ガスを供給する給気ライン28aと、該給気ラ
イン28aに直列に設けられた開閉弁である第1の電磁
弁28bおよび可変弁28cと、容器22dの内部空間
22fから雰囲気ガスを排出する排気ライン28hと、
これに設けられた第2の電磁弁28gと、容器22dの
内部空問22fの酸素濃度を検出するセンサ28fを有
している。
路に沿って容器22dの光源側端壁とレンズ22aの間
から容器22d内に窒素ガスを供給し、排気ライン28
hはレーザ光L 2 の露光光路に沿って容器22dのレチ
クル側端壁とレンズ22aの間から容器22d内の窒素
ガスを排気している。このため、窒素ガスは容器22d
内をレーザ光L 2 の露光光路に沿って上流側(光源21
側)から下流側(レチクル23側)に流れ、レンズ22
aの周囲を充分な窒素雰囲気に維持する。
に、容器22d内に完全に収納されているレンズ(図3
の実施例では、容器22d内に完全に収納されているレ
ンズはレンズ22aのみである)は、容器22dに対す
る給気ライン28aの給気口より光源側にはなく、容器
22dに対する排気ライン28hの排気口よりレチクル
側にもない。
は、光源21の駆動開始と同時に開かれて容器22dの
内部空間22fに所定の大流量値の窒素ガスを供給し、
センサ28fによって検出される酸素濃度が所定の値に
減少したとき、可変弁28cが切換えられて、窒素ガス
の供給量を所定の小流量値(定常値)に減少させる。な
お、光源21の駆動開始と同時に、第2の電磁弁28g
を開き、排気ライン28hから容器22dの内部空間2
2fの空気を排出すれば、窒素ガスによる置換をより一
層迅速に行うことができる。
ず、また、容器22dの密封状態に応じて可変弁28c
を数段階に切換えることによって補充用の窒素ガスの流
量を変化させることができる。
マレーザ光を光源からの露光光として利用して基板を露
光する露光装置において、容器内の雰囲気を少量の不活
性ガスによって迅速に置換し維持することができ、光学
素子の汚染を防止するための不活性ガスを大量に消費す
ることのない露光装置を提供できる。
例を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 遠紫外線もしくはエキシマレーザ光を光
源からの露光光として利用して基板を露光する露光装置
において、前記光源から前記基板に至る露光光路中に配
置された光学素子の少なくとも一方の面側を不活性ガス
雰囲気とするための容器と、前記容器に供給される不活
性ガスの供給量を第1供給量にして前記容器の雰囲気ガ
スを置換した後、前記第1供給量より少ない第2供給量
に減少させるガス供給量制御手段を有することを特徴と
する露光装置。 - 【請求項2】 前記ガス供給量制御手段は、前記光源の
立上げ時に前記容器への不活性ガスの供給を前記第1供
給量にして前記容器の雰囲気ガスを置換することを特徴
とする請求項1記載の露光装置。 - 【請求項3】 前記ガス供給量制御手段は、前記光源の
駆動停止時に前記容器への不活性ガスの供給を前記第2
供給量よりさらに減少させることを特徴とする請求項2
記載の露光装置。 - 【請求項4】 前記ガス供給量制御手段は、前記光源の
駆動停止時には前記容器への不活性ガスの供給を停止さ
せることを特徴とする請求項2記載の露光装置。 - 【請求項5】 前記ガス供給量制御手段は、前記容器に
不活性ガスを供給するためのガス供給ラインを遮断する
遮断弁と、前記遮断弁をバイパスして前記ガス供給ライ
ンを連絡するバイパスラインを有することを特徴とする
請求項1記載の露光装置。 - 【請求項6】 前記ガス供給量制御手段は、前記容器に
不活性ガスを供給するためのガス供給ラインに設けられ
た可変弁を有することを特徴とする請求項1記載の露光
装置。
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