JP3261684B2 - 投影露光装置及び半導体デバイス製造方法 - Google Patents
投影露光装置及び半導体デバイス製造方法Info
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- 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
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- G03F7/70908—Hygiene, e.g. preventing apparatus pollution, mitigating effect of pollution or removing pollutants from apparatus
- G03F7/70916—Pollution mitigation, i.e. mitigating effect of contamination or debris, e.g. foil traps
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は投影露光装置及び半導体
デバイス製造方法に関し、特に半導体素子、磁気バルブ
素子、超電導素子等の固体素子を製造する際に、該固体
素子の微細パターンを例えばＫｒＦエキシマレーザ等の
強出力の光源を用いてウエハに投影して転写する場合に
好適なものである。
デバイス製造方法に関し、特に半導体素子、磁気バルブ
素子、超電導素子等の固体素子を製造する際に、該固体
素子の微細パターンを例えばＫｒＦエキシマレーザ等の
強出力の光源を用いてウエハに投影して転写する場合に
好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の半導体素子の製造技術には電子回
路の高集積化に伴い、高密度の電子回路パターンが形成
可能のリソグラフィ技術が要求されている。一般に照明
系からの光で照明したマスク又はレチクル面上の電子回
路パターンを投影光学系によりウエハ面上に投影転写す
る場合、ウエハ面上に転写される電子回路パターンの解
像線幅（解像力）は露光波長に比例してくる。この為、
波長２００〜４００ｎｍの遠紫外（ディープＵＶ領域）
の短い波長を発振する例えば超高圧水銀灯やキセノン水
銀ランプ等からの光が用いられている。特に最近ではな
るべく短い波長の光を用いるようになってきており、例
えばｇ線（波長４４２ｎｍ）の代わりにｉ線（波長３６
５ｎｍ）の光を用いるようになってきている。
路の高集積化に伴い、高密度の電子回路パターンが形成
可能のリソグラフィ技術が要求されている。一般に照明
系からの光で照明したマスク又はレチクル面上の電子回
路パターンを投影光学系によりウエハ面上に投影転写す
る場合、ウエハ面上に転写される電子回路パターンの解
像線幅（解像力）は露光波長に比例してくる。この為、
波長２００〜４００ｎｍの遠紫外（ディープＵＶ領域）
の短い波長を発振する例えば超高圧水銀灯やキセノン水
銀ランプ等からの光が用いられている。特に最近ではな
るべく短い波長の光を用いるようになってきており、例
えばｇ線（波長４４２ｎｍ）の代わりにｉ線（波長３６
５ｎｍ）の光を用いるようになってきている。
【０００３】又、最近は、ＫｒＦエキシマ（ｅｘｃｉｍ
ｅｒ）レーザという波長２４８ｎｍのディープＵＶ領域
に発振波長を有する強出力の光源を用い、その高輝度
性、単色性、指向性等の良さを利用したリソグラフィ技
術が種々と提案されている。特開昭５９−９９４２６号
公報が投影光学系とウエハの間にシートガラスやペリク
ルを設けていることによりウエハ上に塵や埃が落ちるの
を防止する技術を開示しているが、このシートガラスや
ペリクルは着脱可能ではなく、このシートガラスやペリ
クルによってウエハのレジストからのガスや粒子が投影
光学系の下面に付着することが防止されることは示して
はいない。また、特開昭６１−１７１１２６号公報が投
影レンズの上方に着脱可能なペリクルを設けることによ
り投影光学系の上面に塵が落ちて付着することを防止す
る技術を開示しているが、レジストからのガスや粒子が
投影光学系の下面に付着することが防止されることは示
していない。
ｅｒ）レーザという波長２４８ｎｍのディープＵＶ領域
に発振波長を有する強出力の光源を用い、その高輝度
性、単色性、指向性等の良さを利用したリソグラフィ技
術が種々と提案されている。特開昭５９−９９４２６号
公報が投影光学系とウエハの間にシートガラスやペリク
ルを設けていることによりウエハ上に塵や埃が落ちるの
を防止する技術を開示しているが、このシートガラスや
ペリクルは着脱可能ではなく、このシートガラスやペリ
クルによってウエハのレジストからのガスや粒子が投影
光学系の下面に付着することが防止されることは示して
はいない。また、特開昭６１−１７１１２６号公報が投
影レンズの上方に着脱可能なペリクルを設けることによ
り投影光学系の上面に塵が落ちて付着することを防止す
る技術を開示しているが、レジストからのガスや粒子が
投影光学系の下面に付着することが防止されることは示
していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】投影露光装置に露光用
の光源としてＫｒＦエキシマレーザを用いた場合でも基
本的には超高圧水銀灯を光源としたｇ線やｉ線等の光を
用いた場合と同様の考え方で装置全体を構成していた。
の光源としてＫｒＦエキシマレーザを用いた場合でも基
本的には超高圧水銀灯を光源としたｇ線やｉ線等の光を
用いた場合と同様の考え方で装置全体を構成していた。
【０００５】波長４４２ｎｍのｇ線や波長３６５ｎｍの
ｉ線を用いた投影露光装置ではウエハ面に塗布したレジ
ストに露光光が入射しても、レジストは何ら化学的変化
又は物理的変化を起こさず、例えばレジストからガスや
異物等の有害物が発生するということはなかった。
ｉ線を用いた投影露光装置ではウエハ面に塗布したレジ
ストに露光光が入射しても、レジストは何ら化学的変化
又は物理的変化を起こさず、例えばレジストからガスや
異物等の有害物が発生するということはなかった。
【０００６】これに対してＫｒＦエキシマレーザからの
波長の短い光を露光光として用いると、レジストが化学
的変化又は／及び物理的変化を起こしレジストから有害
物が発生してくることが経験上判明した。
波長の短い光を露光光として用いると、レジストが化学
的変化又は／及び物理的変化を起こしレジストから有害
物が発生してくることが経験上判明した。
【０００７】そしてこのとき発生する有害物が投影光学
系のレンズ面に付着し、透過率の低下、即ち照度の低下
及び照度分布のムラを起こし、解像力を低下させるとい
う問題点が生じてきた。
系のレンズ面に付着し、透過率の低下、即ち照度の低下
及び照度分布のムラを起こし、解像力を低下させるとい
う問題点が生じてきた。
【０００８】本発明は、ＫｒＦエキシマレーザ等の強出
力の光源からの光を用いてレチクル面上のパターンを投
影光学系によりウエハ面上に投影露光するときのウエハ
面に塗布したレジストから発生した有害物が投影光学系
のレンズ面に付着して、解像力が低下するのを効果的に
防止し、高い解像力を良好に維持することのできる投影
露光装置及び半導体デバイス製造方法の提供を目的とす
る。
力の光源からの光を用いてレチクル面上のパターンを投
影光学系によりウエハ面上に投影露光するときのウエハ
面に塗布したレジストから発生した有害物が投影光学系
のレンズ面に付着して、解像力が低下するのを効果的に
防止し、高い解像力を良好に維持することのできる投影
露光装置及び半導体デバイス製造方法の提供を目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の投影露光装置
は、エキシマレーザからの光束で照明したレチクルのパ
ターンを投影光学系により感光材料を塗布したウエハ上
に投影する投影露光装置において、前記投影光学系の鏡
筒の前記ウエハ側の端部は前記ウエハより小さい径を有
し、前記鏡筒の前記ウエハ側の端部に、前記ウエハの感
光材料からのガスや粒子が前記投影光学系に付着するの
を防止するための前記ウエハより小さいペリクル又はシ
ートガラスを着脱可能に設けたことを特徴としている。
は、エキシマレーザからの光束で照明したレチクルのパ
ターンを投影光学系により感光材料を塗布したウエハ上
に投影する投影露光装置において、前記投影光学系の鏡
筒の前記ウエハ側の端部は前記ウエハより小さい径を有
し、前記鏡筒の前記ウエハ側の端部に、前記ウエハの感
光材料からのガスや粒子が前記投影光学系に付着するの
を防止するための前記ウエハより小さいペリクル又はシ
ートガラスを着脱可能に設けたことを特徴としている。
【００１０】本発明においては、前記ペリクル又はシー
トガラスは前記投影光学系の最終レンズ面とで略閉空間
を形成する形態がある。
トガラスは前記投影光学系の最終レンズ面とで略閉空間
を形成する形態がある。
【００１１】又、本発明の半導体デバイスの製造方法
は、ウエハに感光材料を塗布する段階と、該感光材料を
塗布したウエハを上記のずれかの形態の投影露光装置に
よって回路パターンで露光する段階とを含むことを特徴
としている。
は、ウエハに感光材料を塗布する段階と、該感光材料を
塗布したウエハを上記のずれかの形態の投影露光装置に
よって回路パターンで露光する段階とを含むことを特徴
としている。
【００１２】又、本発明では、照明系の光源としてエキ
シマレーザを用いる形態、エキシマレーザとしてＫｒＦ
エキシマレーザを用いる形態がある。
シマレーザを用いる形態、エキシマレーザとしてＫｒＦ
エキシマレーザを用いる形態がある。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図、図２
は図１の一部分の拡大説明図である。
は図１の一部分の拡大説明図である。
【００１６】図１において、１は、光源で、例えば波長
２４８ｎｍの光を放射するＫｒＦエキシマレーザであ
る。
２４８ｎｍの光を放射するＫｒＦエキシマレーザであ
る。
【００１７】エキシマレーザ１はレーザ台２に載置して
いる。３は、各種の光学要素より成る照明系であり、エ
キシマレーザ１からの光をミラー（不図示）を介してレ
チクル５に導光し、レチクル５上の電子回路パターンを
均一な照度分布で照明している。３ａは照明系３の光路
を示している。レチクル５をレチクルチャック５ａに吸
着保持している。
いる。３は、各種の光学要素より成る照明系であり、エ
キシマレーザ１からの光をミラー（不図示）を介してレ
チクル５に導光し、レチクル５上の電子回路パターンを
均一な照度分布で照明している。３ａは照明系３の光路
を示している。レチクル５をレチクルチャック５ａに吸
着保持している。
【００１８】６は縮小型の投影光学系（投影レンズ）で
あり、ウエハ８側がテレセントリックであり、レチクル
５面上の回路パターンを後述するウエハ８上に縮小投影
している。ウエハ８はその面上にレジスト等の感光材料
が塗布されており、ウエハチャック（不図示）により吸
着保持している。
あり、ウエハ８側がテレセントリックであり、レチクル
５面上の回路パターンを後述するウエハ８上に縮小投影
している。ウエハ８はその面上にレジスト等の感光材料
が塗布されており、ウエハチャック（不図示）により吸
着保持している。
【００１９】４は、光学部材であり、投影光学系６とウ
エハ８との間の光路中に着脱可能に配置している。光学
部材４は、後述する構成の光入出射面が投影光学系６の
光軸に垂直に交わる平行平面板より成り、かつ投影光学
系６の光学性能に殆んど影響を与えない程度の厚さより
成っている。
エハ８との間の光路中に着脱可能に配置している。光学
部材４は、後述する構成の光入出射面が投影光学系６の
光軸に垂直に交わる平行平面板より成り、かつ投影光学
系６の光学性能に殆んど影響を与えない程度の厚さより
成っている。
【００２０】９は、ウエハ８を支持するステージであ
り、投影光学系６の光軸方向及び光軸と直交する面内で
移動可能となっている。７は、フレームであり、投影光
学系６及び照明系３の一部を支持すると共にステージ９
を支持している。１０はマウントであり、フレーム７を
載置している。
り、投影光学系６の光軸方向及び光軸と直交する面内で
移動可能となっている。７は、フレームであり、投影光
学系６及び照明系３の一部を支持すると共にステージ９
を支持している。１０はマウントであり、フレーム７を
載置している。
【００２１】次に、投影光学系６とウエハ８との間の光
路中に着脱可能に装着した光学部材４近傍の構成につい
て、図２を用いて説明する。
路中に着脱可能に装着した光学部材４近傍の構成につい
て、図２を用いて説明する。
【００２２】図２において、光学部材４はペリクル１７
とペリクル１７を接着固定したペリクル枠１６とを有し
ている。光学部材４は投影光学系６のレンズ鏡筒１２の
一部にクランプつまみ１４を用いて着脱可能に装着して
いる。図から明らかのように投影光学系の鏡筒１２のウ
エハ８側の端部はウエハ８より小さな径となっている。
又、光学部材４の寸法は、図２から明らかのようにウエ
ハ８よりも小さくなっている。
とペリクル１７を接着固定したペリクル枠１６とを有し
ている。光学部材４は投影光学系６のレンズ鏡筒１２の
一部にクランプつまみ１４を用いて着脱可能に装着して
いる。図から明らかのように投影光学系の鏡筒１２のウ
エハ８側の端部はウエハ８より小さな径となっている。
又、光学部材４の寸法は、図２から明らかのようにウエ
ハ８よりも小さくなっている。
【００２３】このとき光学部材４と投影光学系６のウエ
ハ８側のレンズ（投影光学系６の最終レンズ）１３のレ
ンズ面とで後述する有害物が浸入するのを防止すること
ができる程度の閉空間１５を形成するようにしている。
ハ８側のレンズ（投影光学系６の最終レンズ）１３のレ
ンズ面とで後述する有害物が浸入するのを防止すること
ができる程度の閉空間１５を形成するようにしている。
【００２４】本実施例では以上のような構成により照明
系３からの光束で照明したレチクル５の回路パターンを
投影光学系６によってウエハ８上に縮小投影している。
系３からの光束で照明したレチクル５の回路パターンを
投影光学系６によってウエハ８上に縮小投影している。
【００２５】このとき露光用の光源として強出力のエキ
シマレーザを用いると、そのレーザ光によりウエハ９上
のレジストは化学的変化又は／及び物理的変化をして、
レジストからガスや異物等の有害物が発生してくる。
シマレーザを用いると、そのレーザ光によりウエハ９上
のレジストは化学的変化又は／及び物理的変化をして、
レジストからガスや異物等の有害物が発生してくる。
【００２６】このときの有害物が投影光学系６のレンズ
面に付着すると、投影光学系６の光学性能が低下し、又
ウエハ８面上の照度分布が不均一となってくる。
面に付着すると、投影光学系６の光学性能が低下し、又
ウエハ８面上の照度分布が不均一となってくる。
【００２７】一般に投影光学系はレンズの材質の屈折率
が１０-6オーダで、面精度が殆んど完全な精度で、又各
要素の寸法が数μの精度で高精度に管理維持している。
この為レンズが損傷したからといってその都度他のレン
ズと交換するのは大変難しい。
が１０-6オーダで、面精度が殆んど完全な精度で、又各
要素の寸法が数μの精度で高精度に管理維持している。
この為レンズが損傷したからといってその都度他のレン
ズと交換するのは大変難しい。
【００２８】これに対して本実施例では前述の如く投影
光学系６とウエハ８との間の光路中に光学部材４を着脱
自在に配置することにより、レジストから発生する有害
物が光学部材４に付着し、投影光学系６のレンズ面には
付着しないようにしている。
光学系６とウエハ８との間の光路中に光学部材４を着脱
自在に配置することにより、レジストから発生する有害
物が光学部材４に付着し、投影光学系６のレンズ面には
付着しないようにしている。
【００２９】そして光学部材４の面（ペリクル面）が有
害物により汚れたら他の光学部材と交換し、これにより
投影光学系６の光学性能を良好に維持している。
害物により汚れたら他の光学部材と交換し、これにより
投影光学系６の光学性能を良好に維持している。
【００３０】このように本実施例では光学系により回路
パターンの像をウエハー上に投影し、該回路パターン像
を該ウエハーに塗布したレジストに転写し、該ウエハー
に現像等の処理を施して該ウエハーから半導体デバイス
を製造する方法において、前記レジストで生じるガスや
粒子が前記光学系に付着しないよう前記光学系とウエハ
ーの間に薄膜を挿入した状態で、前記回路パターン像の
投影を行っている。
パターンの像をウエハー上に投影し、該回路パターン像
を該ウエハーに塗布したレジストに転写し、該ウエハー
に現像等の処理を施して該ウエハーから半導体デバイス
を製造する方法において、前記レジストで生じるガスや
粒子が前記光学系に付着しないよう前記光学系とウエハ
ーの間に薄膜を挿入した状態で、前記回路パターン像の
投影を行っている。
【００３１】尚本実施例では光学部材としてペリクルを
用いた場合を示したが光学性能に殆んど影響を与えない
厚さの薄い平行平面板より成る光学部材であれば、例え
ばシートガラスを用いても前述と同様の効果を得ること
ができる。
用いた場合を示したが光学性能に殆んど影響を与えない
厚さの薄い平行平面板より成る光学部材であれば、例え
ばシートガラスを用いても前述と同様の効果を得ること
ができる。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、ウエハに塗布した感光
材料から発生した有害物が投影光学系のレンズ面に付着
して解像力が低下するのを効果的に防止し、高解像力を
良好に維持することのできる投影露光装置及び半導体デ
バイス製造方法を達成することができる。
材料から発生した有害物が投影光学系のレンズ面に付着
して解像力が低下するのを効果的に防止し、高解像力を
良好に維持することのできる投影露光装置及び半導体デ
バイス製造方法を達成することができる。
【図１】 本発明の実施例１の要部概略図
【図２】 図１の一部分の拡大説明図
１ エキシマレーザ ２ レーザ台 ３ 照明系 ４ 光学部材 ５ レチクル ６ 投影光学系 ７ フレーム ８ ウエハ ９ ステージ １０ マウント １５ 閉空間 １７ ペリクル
Claims (4)
- 【請求項１】 エキシマレーザからの光束で照明したレ
チクルのパターンを投影光学系により感光材料を塗布し
たウエハ上に投影する投影露光装置において、前記投影
光学系の鏡筒の前記ウエハ側の端部は前記ウエハより小
さい径を有し、前記鏡筒の前記ウエハ側の端部に、前記
ウエハの感光材料からのガスや粒子が前記投影光学系に
付着するのを防止するための前記ウエハより小さいペリ
クル又はシートガラスを着脱可能に設けたことを特徴と
する投影露光装置。 - 【請求項２】 前記ペリクル又はシートガラスは前記投
影光学系の前記最終レンズとで略閉空間を形成すること
を特徴とする請求項１に記載の投影露光装置。 - 【請求項３】 前記エキシマレーザはＫｒＦエキシマレ
ーザであることを特徴とする請求項１に記載の投影露光
装置。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の投
影露光装置によって回路パターンでウエハを露光する段
階と、該露光したウエハを現像する段階とを含むことを
特徴とする半導体デハイス製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16631491A JP3261684B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 投影露光装置及び半導体デバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16631491A JP3261684B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 投影露光装置及び半導体デバイス製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04365050A JPH04365050A (ja) | 1992-12-17 |
| JP3261684B2 true JP3261684B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=15829055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16631491A Expired - Fee Related JP3261684B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 投影露光装置及び半導体デバイス製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3261684B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999027568A1 (fr) | 1997-11-21 | 1999-06-03 | Nikon Corporation | Graveur de motifs a projection et procede de sensibilisation a projection |
| JP2004259786A (ja) | 2003-02-24 | 2004-09-16 | Canon Inc | 露光装置 |
| US6906777B1 (en) * | 2004-03-01 | 2005-06-14 | Advanced Micro Devices, Inc. | Pellicle for a lithographic lens |
-
1991
- 1991-06-11 JP JP16631491A patent/JP3261684B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04365050A (ja) | 1992-12-17 |
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Legal Events
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