JP3358107B2 - Exposure equipment - Google Patents

Exposure equipment

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JP3358107B2
JP3358107B2 JP2000068632A JP2000068632A JP3358107B2 JP 3358107 B2 JP3358107 B2 JP 3358107B2 JP 2000068632 A JP2000068632 A JP 2000068632A JP 2000068632 A JP2000068632 A JP 2000068632A JP 3358107 B2 JP3358107 B2 JP 3358107B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は露光装置に関し、更に詳
細には紫外域の光、特に酸素の吸収スペクトルと重なり
合うスペクトル光を射出するエキシマレーザ、高調波レ
ーザ、水銀ランプ光源を有する露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus, and more particularly, to an exposure apparatus having an excimer laser, a harmonic laser, and a mercury lamp light source for emitting light in the ultraviolet region, particularly, a spectrum light overlapping the absorption spectrum of oxygen. .

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子又は液晶基板等を製造するた
めのリソグラフィ工程において、レチクル(フォトマス
ク等)のパターン像を投影光学系を介して感光基板上に
露光する露光装置が使用されている。近年、半導体集積
回路は微細化の方向で開発が進み、リソグラフィ工程に
おいては、より微細化を求める手段としてリソグラフィ
光源の露光波長を短波長化する方法が考えられている。
2. Description of the Related Art In a lithography process for manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal substrate, an exposure apparatus for exposing a pattern image of a reticle (photomask or the like) onto a photosensitive substrate via a projection optical system is used. In recent years, semiconductor integrated circuits have been developed in the direction of miniaturization, and in the lithography process, a method of shortening the exposure wavelength of a lithography light source has been considered as a means for further miniaturization.

【0003】現在、波長248nmのKrFエキシマレ
ーザをステッパー光源として採用した露光装置がすでに
開発されている。また、Ti−サファイアレーザ等の波
長可変レーザの高調波、波長266nmのYAGレーザ
の4倍高調波、波長213nmのYAGレーザの5倍高
調波、波長220nm近傍または184nmの水銀ラン
プ、波長193nmのArFエキシマレーザ等が短波長
光源の候補として注目されている。
At present, an exposure apparatus employing a KrF excimer laser having a wavelength of 248 nm as a stepper light source has already been developed. Also, a harmonic of a wavelength variable laser such as a Ti-sapphire laser, a fourth harmonic of a YAG laser having a wavelength of 266 nm, a fifth harmonic of a YAG laser having a wavelength of 213 nm, a mercury lamp having a wavelength of around 220 nm or 184 nm, and an ArF having a wavelength of 193 nm Excimer lasers and the like have attracted attention as candidates for short-wavelength light sources.

【0004】従来のg線、i線、KrFエキシマレーザ
あるいは波長250nm近傍の光を射出する水銀ランプ
を光源とした露光装置では、これらの光源の発光スペク
トル線は図5に示すような酸素の吸収スペクトル領域と
は重ならず、酸素の吸収による光利用効率の低下および
酸素の吸収によるオゾンの発生に起因する不都合はなか
った。したがって、これらの露光装置では基本的に大気
雰囲気での露光が可能であった。
In a conventional exposure apparatus using a g-line, an i-line, a KrF excimer laser or a mercury lamp that emits light having a wavelength of about 250 nm as a light source, the emission spectrum lines of these light sources have oxygen absorption as shown in FIG. It did not overlap with the spectral region, and there was no inconvenience due to a decrease in light use efficiency due to oxygen absorption and ozone generation due to oxygen absorption. Therefore, these exposure apparatuses were basically able to perform exposure in an air atmosphere.

【0005】しかしながら、図示のように、ArFエキ
シマレーザのような光源では、発光スペクトル線は酸素
の吸収スペクトル領域と重なるため、上述の酸素の吸収
による光利用効率の低下および酸素の吸収によるオゾン
の発生に起因する不都合が発生する。たとえば、真空中
または窒素あるいはヘリウムのような不活性ガス中での
ArFエキシマレーザ光の透過率を100%/mとすれ
ば、フリーラン状態(自然発光状態)すなわちArF広
帯レーザでは約90%/m、図示のようにスペクトル幅
を狭め且つ酸素の吸収線を避けたArF狭帯レーザを使
用した場合でさえ、約98%/mと透過率が低下する。
However, as shown in the figure, in a light source such as an ArF excimer laser, the emission spectrum line overlaps with the oxygen absorption spectrum region. Inconvenience due to the occurrence occurs. For example, if the transmittance of ArF excimer laser light in a vacuum or in an inert gas such as nitrogen or helium is 100% / m, the free-run state (natural emission state), that is, about 90% in an ArF broadband laser. / M, the transmittance is reduced to about 98% / m even when an ArF narrow band laser having a narrowed spectrum width and avoiding the oxygen absorption line as shown is used.

【0006】透過率の低下は、酸素による光の吸収およ
び発生したオゾンの影響によるものと考えられる。オゾ
ンの発生は透過率(光利用効率)に悪影響を及ぼすばか
りでなく、光学材料表面や他の部品との反応による装置
性能の劣化および環境汚染を引き起こす。
[0006] The decrease in transmittance is considered to be due to the absorption of light by oxygen and the effect of the generated ozone. The generation of ozone not only adversely affects the transmittance (light utilization efficiency), but also degrades the performance of the device due to the reaction with the optical material surface and other components and causes environmental pollution.

【0007】このように、ArFエキシマレーザのよう
な光源を有する露光装置では、光の透過率の低下やオゾ
ンの発生を回避するために光路全体を窒素等の不活性ガ
スで満たす必要があることはよく知られている。一般に
露光装置は、光源の光でレチクルを均一に照明するため
の照明光学系と、レチクルに形成された回路パターンを
ウェハ上に結像させるための投影光学系と、ウェハを支
持し且つ適宜移動させて位置決めするためのステージ手
段とからなっている。
As described above, in an exposure apparatus having a light source such as an ArF excimer laser, it is necessary to fill the entire optical path with an inert gas such as nitrogen in order to avoid a decrease in light transmittance and generation of ozone. Is well known. In general, an exposure apparatus includes an illumination optical system for uniformly illuminating a reticle with light from a light source, a projection optical system for forming a circuit pattern formed on the reticle on a wafer, and supporting and moving the wafer appropriately. And stage means for positioning.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述のような構成の露
光装置では、光源から投影光学系までは基本的に駆動し
ないユニット部から構成されている。また、スキャン光
学系では露光中にレチクルを移動させたとしてもその交
換頻度は少ない。さらに、照明光学系に挿入するσ絞り
等の交換のための駆動部はあるものの、露光中の交換は
なく且つ交換頻度も少ない。したがって、光源から投影
光学系の最終光学部材(レンズ等)までを容器で包囲
し、その容器内の空気を不活性ガスで置換すれば、1つ
の露光工程中にその不活性ガス雰囲気が破られることは
あまりない。
The exposure apparatus having the above-mentioned structure is basically composed of a unit which is not driven from the light source to the projection optical system. Also, in the scanning optical system, even if the reticle is moved during exposure, the frequency of replacement is small. Further, although there is a drive unit for exchanging the σ stop inserted in the illumination optical system, there is no exchange during exposure and the exchange frequency is low. Therefore, if the space from the light source to the final optical member (such as a lens) of the projection optical system is surrounded by a container and the air in the container is replaced with an inert gas, the atmosphere of the inert gas is broken during one exposure process. Not much.

【0009】しかしながら、ステージ手段ではウェハを
頻繁に交換する必要があり、さらに1つのウェハの複数
の露光領域に回路パターンを転写するためにウェハステ
ージを常に二次元的に移動させる必要がある。したがっ
て、投影光学系の端部からステージ手段全体にかけて容
器で包囲して不活性ガスを充填する方法では、容器が大
型化し且つ複雑化するという不都合があった。また、ウ
ェハを交換する度に不活性ガス雰囲気を破るため、所要
の不活性ガス雰囲気を再び形成するのに時間がかかり、
スループットが低下するという不都合があった。
However, the stage means requires frequent replacement of wafers, and furthermore, it is necessary to always move the wafer stage two-dimensionally in order to transfer a circuit pattern to a plurality of exposure areas of one wafer. Therefore, the method of filling the inert gas by surrounding it with a container from the end of the projection optical system to the entire stage means has a disadvantage that the container becomes large and complicated. In addition, since the inert gas atmosphere is broken each time the wafer is replaced, it takes time to form the required inert gas atmosphere again,
There is a disadvantage that the throughput is reduced.

【0010】本発明は、前記の課題に鑑みてなされたも
のであり、所要の不活性ガス雰囲気中で露光することの
できる、スループットの向上した露光装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an exposure apparatus capable of performing exposure in a required inert gas atmosphere and having improved throughput.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、光源からの露光光で、パターンが形成されたマスク
を照明する照明光学系と、前記パターンの像を基板に転
写する投影光学系とを備える露光装置において、前記照
明光学系を包囲する第1の容器と、前記マスクを包囲す
る第2の容器と、前記投影光学系を包囲する第3の容器
と、前記第1の容器、前記第2の容器及び前記第3の容
器のそれぞれに不活性ガスを供給する第1のガス供給手
段と、前記投影光学系の光軸に沿って、前記基板に向か
って不活性ガスを供給する第2のガス供給手段と、前記
マスクを包囲する前記第2の容器に供給される前記不活
性ガスをイオン化するイオン化手段とを有することを特
徴とする露光装置を提供する。
To solve the above problems, an illumination optical system for illuminating a mask on which a pattern is formed with exposure light from a light source, and a projection optical system for transferring an image of the pattern onto a substrate. An exposure apparatus comprising: a first container surrounding the illumination optical system; a second container surrounding the mask; a third container surrounding the projection optical system; and the first container; First gas supply means for supplying an inert gas to each of the second container and the third container; and supplying the inert gas toward the substrate along an optical axis of the projection optical system. An exposure apparatus comprising: a second gas supply unit; and an ionization unit configured to ionize the inert gas supplied to the second container surrounding the mask.

【0012】この構成において、さらにイオン化手段
は、前記基板に向かって供給される前記不活性ガスをイ
オン化する構成とした。
In this configuration, the ionization means is configured to ionize the inert gas supplied toward the substrate.

【0013】また、前記第1のガス供給手段は、前記第
1の容器内の圧力、前記第2の容器内の圧力、及び前記
第3の容器内の圧力がそれぞれ大気圧以上になるよう
に、前記第1の容器、前記第2の容器及び前記第3の容
器に不活性ガスを供給するようにした。
[0013] The first gas supply means may be arranged such that the pressure in the first container, the pressure in the second container, and the pressure in the third container are each equal to or higher than the atmospheric pressure. An inert gas is supplied to the first container, the second container, and the third container.

【0014】また、この構成において、前記イオン化さ
れる不活性ガスを、窒素ガスまたはヘリウムガスとし
た。
In this configuration, the inert gas to be ionized is nitrogen gas or helium gas.

【0015】[0015]

【作用】請求項1に記載の本発明では、光源からの露光
光で、パターンが形成されたマスクを照明する照明光学
系と、前記パターンの像を基板に転写する投影光学系と
を備える露光装置において、前記照明光学系を包囲する
第1の容器と、前記マスクを包囲する第2の容器と、前
記投影光学系を包囲する第3の容器と、前記第1の容
器、前記第2の容器及び前記第3の容器のそれぞれに不
活性ガスを供給する第1のガス供給手段と、前記投影光
学系の光軸に沿って、前記基板に向かって不活性ガスを
供給する第2のガス供給手段と、前記マスクを包囲する
前記第2の容器に供給される前記不活性ガスをイオン化
するイオン化手段とを有するので、前記マスクに発生し
た静電気を除去することができる。
According to the present invention, there is provided an exposure apparatus comprising: an illumination optical system for illuminating a mask on which a pattern is formed with exposure light from a light source; and a projection optical system for transferring an image of the pattern to a substrate. In the apparatus, a first container surrounding the illumination optical system, a second container surrounding the mask, a third container surrounding the projection optical system, the first container, the second container First gas supply means for supplying an inert gas to each of the container and the third container, and second gas for supplying the inert gas toward the substrate along the optical axis of the projection optical system Since it has a supply unit and an ionization unit for ionizing the inert gas supplied to the second container surrounding the mask, it is possible to remove static electricity generated in the mask.

【0016】また、前記イオン化手段が、さらに前記基
板に向かって供給される前記不活性ガスをイオン化する
ことができる。
Further, the ionization means can further ionize the inert gas supplied toward the substrate.

【0017】イオン化される不活性ガスは窒素ガスまた
はヘリウムガスであり、該不活性ガスは、紫外線照射に
よってイオン化される。
The inert gas to be ionized is nitrogen gas or helium gas, and the inert gas is ionized by ultraviolet irradiation.

【0018】[0018]

【実施例】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明
する。図1は、本発明の実施例にかかる露光装置の構成
を模式的に説明する図である。図示の装置は、例えばA
rFエキシマレーザのような短波長レーザ光を射出する
光源EXLを備えている。光源EXLを発した光ビーム
の一部はビームスプリッタ(パーシャルミラー)Mpを
透過し、残部は反射される。ビームスプリッタMpを透
過した光は、ミラーMI1、MI2およびMI3で反射され、
適当な照明光学部材を介してレチクルRを均一に照明す
る。光源EXLからレチクルRに至る光路は照明光学系
ILを構成している。照明光学系ILは容器に包囲さ
れ、この容器にはバルブV1を介して不活性ガスたとえ
ば窒素ガスが供給されるようになっている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. The illustrated device is, for example, A
A light source EXL that emits short-wavelength laser light such as an rF excimer laser is provided. A part of the light beam emitted from the light source EXL passes through a beam splitter (partial mirror) Mp, and the rest is reflected. The light transmitted through the beam splitter Mp is reflected by mirrors MI1, MI2 and MI3,
The reticle R is uniformly illuminated via an appropriate illumination optical member. An optical path from the light source EXL to the reticle R forms an illumination optical system IL. The illumination optical system IL is surrounded by a container, and the container is supplied with an inert gas such as a nitrogen gas via a valve V1.

【0019】レチクルRを透過した光は、投影光学系P
Lを構成する種々の光学部材を介してウェハステージW
Sに載置されたウェハWの表面上に到達し、レチクルR
上のパターンを結像する。投影光学系PLもまた容器に
包囲され、この容器にはバルブV2を介して窒素ガスが
供給されるようになっている。
The light transmitted through the reticle R is reflected by the projection optical system P
L through various optical members constituting the wafer stage W
S reaches the surface of the wafer W placed on the reticle R
Image the above pattern. The projection optical system PL is also surrounded by a container, and the container is supplied with nitrogen gas via a valve V2.

【0020】照明光学系ILを包囲している容器は、バ
ルブV3、酸素センサSおよびロータリーポンプRPを
介して排気ダクトに連通している。一方、投影光学系P
Lを包囲している容器は、バルブV4、酸素センサSお
よびロータリーポンプRPを介して排気ダクトに連通し
ている。光源EXLを発しビームスプリッタMpで反射
された光は、適宜配設された複数のミラーMで反射さ
れ、レンズLを介してガスセルGS内に入射する。ガス
セルGSには減圧弁RGを介して窒素ガスが供給される
ようになっている。図2にその詳細を示すように、ガス
セルGSにはオリフィスOが形成され、このオリフィス
Oを封止するようにレンズLが配置されている。レンズ
Lを介してガスセルGS内に入射した光は、ガス供給口
10とガス排出口11を結ぶ軸線上で合焦するように構
成されている。このように、紫外光による2光子吸収作
用によりガスセルGS内において窒素ガスはイオン化さ
れる。
The container surrounding the illumination optical system IL communicates with the exhaust duct via the valve V3, the oxygen sensor S, and the rotary pump RP. On the other hand, the projection optical system P
The container surrounding L is connected to the exhaust duct via the valve V4, the oxygen sensor S, and the rotary pump RP. Light emitted from the light source EXL and reflected by the beam splitter Mp is reflected by a plurality of appropriately arranged mirrors M, and enters the gas cell GS via the lens L. Nitrogen gas is supplied to the gas cell GS via a pressure reducing valve RG. As shown in detail in FIG. 2, an orifice O is formed in the gas cell GS, and a lens L is arranged so as to seal the orifice O. Light incident into the gas cell GS via the lens L is configured to be focused on an axis connecting the gas supply port 10 and the gas discharge port 11. Thus, the nitrogen gas is ionized in the gas cell GS by the two-photon absorption effect of the ultraviolet light.

【0021】ガスセルGSから排出されたイオン化窒素
ガスは、バルブV5を介してレチクルRを包囲する容器
内に供給される。レチクルRを包囲する容器は、バルブ
V8、酸素センサSおよびロータリポンプRPを介して
排気ダクトに連通している。ガスセルGSから排出され
たイオン化窒素ガスはさらに、バルブV6を介して投影
光学系PLの下端部に、バルブV7を介してウェハステ
ージWSにそれぞれ供給されるように構成されている。
The ionized nitrogen gas discharged from the gas cell GS is supplied to a vessel surrounding the reticle R via a valve V5. The container surrounding the reticle R communicates with the exhaust duct via the valve V8, the oxygen sensor S, and the rotary pump RP. The ionized nitrogen gas discharged from the gas cell GS is further configured to be supplied to the lower end of the projection optical system PL via a valve V6 and to the wafer stage WS via a valve V7.

【0022】図3は、投影光学系PLとウェハステージ
WSの構成を概略的に示す斜視図である。図示のよう
に、投影光学系PLの光軸に垂直に且つ一定間隔隔てて
ウェハWがウェハテーブル2に載置される。四辺形状の
ウェハテーブル2上には、直交する2つの辺に沿ってX
方向干渉ミラー7XおよびY方向干渉ミラー7Yが設け
られている。X方向干渉ミラー7XおよびY方向干渉ミ
ラー7Yはそれぞれ対向する位置に設けられた干渉計ユ
ニット6Xおよび6Yからの光を反射するように構成さ
れ、この反射光からウェハテーブル2の移動量を所定の
分解能で検出し、ひいてはウェハWの位置情報が得られ
るようになっている。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing the configuration of the projection optical system PL and the wafer stage WS. As shown, the wafer W is placed on the wafer table 2 perpendicularly to the optical axis of the projection optical system PL and at regular intervals. On the quadrilateral wafer table 2, X is set along two orthogonal sides.
A direction interference mirror 7X and a Y direction interference mirror 7Y are provided. The X-direction interference mirror 7X and the Y-direction interference mirror 7Y are configured to reflect light from the interferometer units 6X and 6Y provided at opposing positions, respectively. Detection is performed at a resolution, and thus positional information of the wafer W can be obtained.

【0023】ウェハテーブル2はXステージ5に載置さ
れ、Xステージ5は駆動機構3XによってX方向に往復
移動されるようになっている。また、Xステージ4およ
び駆動機構3XはYステージ4に載置され、Yステージ
4は駆動機構3YによってY方向に往復移動されるよう
になっている。さらに、Yステージ4および駆動機構3
Yは基盤に載置されている。こうして、ウェハテーブル
2、Xステージ5、駆動機構3X、Yステージ4、駆動
機構3Y、X方向干渉計ユニット6X、Y方向干渉計ユ
ニット6Y、X方向干渉ミラー7XおよびY方向干渉ミ
ラー7Yは、全体としてウェハステージ機構WSを構成
している。
The wafer table 2 is mounted on an X stage 5, and the X stage 5 is reciprocated in the X direction by a driving mechanism 3X. The X stage 4 and the driving mechanism 3X are mounted on the Y stage 4, and the Y stage 4 is reciprocated in the Y direction by the driving mechanism 3Y. Further, the Y stage 4 and the driving mechanism 3
Y is placed on the base. Thus, the wafer table 2, the X stage 5, the driving mechanism 3X, the Y stage 4, the driving mechanism 3Y, the X direction interferometer unit 6X, the Y direction interferometer unit 6Y, the X direction interference mirror 7X, and the Y direction interference mirror 7Y Constitute a wafer stage mechanism WS.

【0024】図4(a)および図4(b)は、投影光学
系PLとウェハWとの間に供給される窒素ガスの経路お
よび供給口の配置を示す図である。本実施例では、投影
光学系PLの下端部にたとえば円周状に配置された複数
の吹き出し口8を設けている。この吹き出し口8を介し
て、投影光学系PLの光軸に沿って、換言すればウェハ
W面にほぼ垂直な方向に、ウェハWに向かって窒素ガス
を供給する。
FIGS. 4 (a) and 4 (b) are views showing the path of the nitrogen gas supplied between the projection optical system PL and the wafer W and the arrangement of the supply ports. In the present embodiment, a plurality of outlets 8 arranged, for example, circumferentially are provided at the lower end of the projection optical system PL. A nitrogen gas is supplied to the wafer W through the outlet 8 along the optical axis of the projection optical system PL, in other words, in a direction substantially perpendicular to the surface of the wafer W.

【0025】一方、ウェハテーブル2上には他の複数の
吹き出し口9が設けられている。この吹き出し口9を介
して、ウェハW面にほぼ平行な方向にも窒素ガスを供給
する。図4(b)に示すように、吹き出し口9をウェハ
テーブル2上で円周状に配置し、投影光学系PLの光軸
に向かって放射状に窒素ガスを供給してもよい。また、
ウェハテーブル2上に配設されているX方向干渉ミラー
7XおよびY方向干渉ミラー7Yの内部に吹き出し口
9′を設けることにより、ウェハWの交換時に吹き出し
口とウェハが干渉しないようにしてもよい。
On the other hand, a plurality of other outlets 9 are provided on the wafer table 2. Via this outlet 9, nitrogen gas is also supplied in a direction substantially parallel to the wafer W surface. As shown in FIG. 4B, the outlets 9 may be arranged circumferentially on the wafer table 2 to supply nitrogen gas radially toward the optical axis of the projection optical system PL. Also,
By providing the outlet 9 'inside the X-direction interference mirror 7X and the Y-direction interference mirror 7Y provided on the wafer table 2, the outlet may not interfere with the wafer when the wafer W is replaced. .

【0026】以上のように構成された本発明の実施例に
かかる露光装置では、照明光学系IL、投影光学系PL
およびレチクルRをそれぞれ包囲する容器が、対応する
バルブV3、V4およびV8を介してロータリポンプR
Pの作用により順次真空引きされる。各容器内の真空の
度合いは、対応する酸素センサSにより検出した酸素濃
度に基づいて知ることができる。所望の真空状態を実現
した後、照明光学系ILおよび投影光学系PLをそれぞ
れ包囲する容器には、それぞれバルブV1およびV2を
介して窒素ガスを大気圧以上になるまで供給する。ま
た、レチクルRを包囲する容器には、バルブV5を介し
て適当にイオン化された窒素ガスを大気圧以上になるま
で供給する。イオン化された窒素ガスの作用により、レ
チクルRに発生した静電気を除去することができ、静電
気に起因するようなレチクルRの損傷を未然に防止する
ことができる。
In the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention configured as described above, the illumination optical system IL and the projection optical system PL
And a container surrounding the reticle R, respectively, is connected to a rotary pump R via corresponding valves V3, V4 and V8.
It is evacuated sequentially by the action of P. The degree of vacuum in each container can be known based on the oxygen concentration detected by the corresponding oxygen sensor S. After the desired vacuum state is achieved, nitrogen gas is supplied to the containers surrounding the illumination optical system IL and the projection optical system PL via the valves V1 and V2, respectively, until the atmospheric pressure becomes higher than the atmospheric pressure. The container surrounding the reticle R is supplied with appropriately ionized nitrogen gas through the valve V5 until the pressure becomes equal to or higher than the atmospheric pressure. By the action of the ionized nitrogen gas, static electricity generated on the reticle R can be removed, and damage to the reticle R caused by static electricity can be prevented.

【0027】一方、投影光学系PLとウェハWとの間に
は、バルブV6および投影光学系PLの下端部に形成さ
れた吹き出し口8を介して、イオン化された窒素ガスが
ウェハWに向かってウェハWにほぼ垂直に供給される。
さらに、バルブV7およびウェハステージWSのウェハ
テーブル2上に設けられた吹き出し口9を介して、イオ
ン化された窒素ガスがウェハWの上方にウェハWとほぼ
平行に供給される。イオン化された窒素ガスの作用によ
り、ウェハWに発生した静電気を除去することができ、
静電気に起因するようなウェハWの損傷、汚れを未然に
防止することができる。
On the other hand, between the projection optical system PL and the wafer W, the ionized nitrogen gas is directed toward the wafer W via the valve V6 and the outlet 8 formed at the lower end of the projection optical system PL. The wafer W is supplied substantially vertically.
Further, ionized nitrogen gas is supplied above the wafer W substantially in parallel with the wafer W through a valve V7 and an outlet 9 provided on the wafer table 2 of the wafer stage WS. By the action of the ionized nitrogen gas, static electricity generated on the wafer W can be removed,
Damage and contamination of the wafer W due to static electricity can be prevented.

【0028】ウェハの露光投影中およびウェハの交換時
にも、投影光学系PLとウェハWとの間にはイオン化さ
れた窒素ガスがほぼ連続的に供給される。このため、ウ
ェハの交換の際にも、窒素ガス雰囲気は実質的に破られ
ることがない。一方、照明光学系ILおよび投影光学系
PLを包囲する容器では、内部の部品等が交換されるこ
とは通常はなく、初期的に窒素ガスに置換された後さら
に窒素ガスを供給する必要はない。一方、レチクルRを
包囲する容器では、レチクルRを交換する必要がある場
合に限り、交換の後に新たに真空引きを行ってイオン化
された窒素ガスを供給する必要がある。
The ionized nitrogen gas is supplied almost continuously between the projection optical system PL and the wafer W during exposure projection of the wafer and when the wafer is replaced. Therefore, even when the wafer is replaced, the nitrogen gas atmosphere is not substantially broken. On the other hand, in the container surrounding the illumination optical system IL and the projection optical system PL, the internal components and the like are not usually replaced, and there is no need to further supply nitrogen gas after initial replacement with nitrogen gas. . On the other hand, in the container surrounding the reticle R, only when it is necessary to replace the reticle R, it is necessary to newly evacuate and supply the ionized nitrogen gas after the replacement.

【0029】このように、本実施例では、露光波長が酸
素の吸収スペクトルと重なる露光装置において、投影光
学系の最終部材とウェハとの間で、ウェハ面に垂直な方
向と平行な方向の両方向に沿って窒素ガスを連続的に供
給する。したがって、投影光学系の下端からウェハステ
ージ全体にかけて容器で包囲して不活性ガスに置換する
のとほぼ同等の置換率で、不活性ガス雰囲気中での投影
露光が可能になる。ちなみに、本願発明者は、ウェハ面
に垂直な方向にのみ窒素ガスを供給した場合には、露光
部分での酸素濃度は10%程度であるが、本発明のよう
に両方向から窒素ガスを供給することにより酸素濃度を
1%程度まで低減することができることを確認してい
る。
As described above, in this embodiment, in the exposure apparatus in which the exposure wavelength overlaps with the absorption spectrum of oxygen, both the direction perpendicular to the wafer surface and the direction parallel to the wafer surface are provided between the final member of the projection optical system and the wafer. Is supplied continuously along the line. Therefore, projection exposure in an inert gas atmosphere can be performed at a replacement ratio substantially equal to that of the case where the space is replaced with an inert gas by being surrounded by a container from the lower end of the projection optical system to the entire wafer stage. Incidentally, when the nitrogen gas is supplied only in the direction perpendicular to the wafer surface, the inventor of the present application supplies the nitrogen gas from both directions as in the present invention, although the oxygen concentration in the exposed portion is about 10%. It has been confirmed that this can reduce the oxygen concentration to about 1%.

【0030】ウェハテーブルには一般に、ウェハの吸着
・離脱機構が設けられている。したがって、ウェハの離
脱時に使用する気体を本発明で使用する不活性ガスと共
通化することにより、ガス循環系の配管構造を簡略化す
ることができる。また、本実施例では、不活性ガスとし
て窒素ガスを使用した例を説明したが、露光波長領域に
酸素の吸収スペクトルを有しない不活性ガスであれば、
例えばヘリウム等のガスを使用してもよい。
The wafer table is generally provided with a wafer suction / release mechanism. Therefore, by sharing the gas used when the wafer is detached with the inert gas used in the present invention, the piping structure of the gas circulation system can be simplified. Further, in the present embodiment, an example in which nitrogen gas is used as the inert gas has been described, but any inert gas having no oxygen absorption spectrum in the exposure wavelength region may be used.
For example, a gas such as helium may be used.

【0031】さらに、本実施例では、ArFレーザを使
った200nm以下の波長域の光を露光光とする露光装
置を例にとって説明したが、本発明の範囲を逸脱するこ
となく、露光中に酸素雰囲気を嫌うタイプのレジストに
対して、露光波長にかかわらず本発明を有効に適用する
ことができることは明らかである。また、投影光学系P
Lは、反射系、反射屈折系、屈折系のいずれでも本発明
を有効に適用できることはいうまでもない。
Further, in the present embodiment, an exposure apparatus using an ArF laser and using light in a wavelength range of 200 nm or less as an exposure light has been described as an example. It is apparent that the present invention can be effectively applied to resists that dislike the atmosphere, regardless of the exposure wavelength. Further, the projection optical system P
It goes without saying that the present invention can be effectively applied to any of the reflection system, the catadioptric system, and the refraction system.

【0032】[0032]

【効果】以上説明したごとく、請求項1に記載の本発明
では、光源からの露光光で、パターンが形成されたマス
クを照明する照明光学系と、前記パターンの像を基板に
転写する投影光学系とを備える露光装置において、前記
照明光学系を包囲する第1の容器と、前記マスクを包囲
する第2の容器と、前記投影光学系を包囲する第3の容
器と、前記第1の容器、前記第2の容器及び前記第3の
容器のそれぞれに不活性ガスを供給する第1のガス供給
手段と、前記投影光学系の光軸に沿って、前記基板に向
かって不活性ガスを供給する第2のガス供給手段と、前
記マスクを包囲する前記第2の容器に供給される前記不
活性ガスをイオン化するイオン化手段とを有するので、
前記マスクに発生した静電気を除去することができ、静
電気に起因するマスクの損傷を防止することができる。
As described above, according to the present invention, an illumination optical system for illuminating a mask on which a pattern is formed with exposure light from a light source, and a projection optical system for transferring an image of the pattern to a substrate. A first container surrounding the illumination optical system, a second container surrounding the mask, a third container surrounding the projection optical system, and the first container. First gas supply means for supplying an inert gas to each of the second container and the third container, and supply of an inert gas toward the substrate along an optical axis of the projection optical system And a second gas supply means for ionizing the inert gas supplied to the second container surrounding the mask.
Static electricity generated in the mask can be removed, and damage to the mask due to the static electricity can be prevented.

【0033】[0033]

【0034】[0034]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例にかかる露光装置の構成を模式
的に説明する図である。
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置に使用されるガスセルの構成を示す
断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of a gas cell used in the apparatus of FIG.

【図3】投影光学系とウェハステージの構成を概略的に
示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing a configuration of a projection optical system and a wafer stage.

【図4】投影光学系とウェハとの間に供給される不活性
ガスの経路および供給口の配置を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a path of an inert gas supplied between a projection optical system and a wafer and an arrangement of supply ports.

【図5】酸素の吸収スペクトルを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an absorption spectrum of oxygen.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ウェハテーブル 3 駆動機構 4 Xステージ 5 Yステージ 6 干渉計ユニット 7 干渉計ミラー 8 投影光学系の不活性ガスの吹き出し口 9 ウェハテーブルの不活性ガスの吹き出し口 2 Wafer table 3 Drive mechanism 4 X stage 5 Y stage 6 Interferometer unit 7 Interferometer mirror 8 Inert gas outlet of projection optical system 9 Inert gas outlet of wafer table

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−210813(JP,A) 特開 昭62−286226(JP,A) 特開 平5−47650(JP,A) 特開 昭52−84976(JP,A) 特開 昭61−97918(JP,A) 特開 昭61−112317(JP,A) 特開 平3−272127(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 7/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-21013 (JP, A) JP-A-62-286226 (JP, A) JP-A-5-47650 (JP, A) JP-A 52-286 84976 (JP, A) JP-A-61-97918 (JP, A) JP-A-61-112317 (JP, A) JP-A-3-272127 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 7/20

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光源からの露光光で、パターンが形成され
たマスクを照明する照明光学系と、前記パターンの像
基板に転写する投影光学系とを備える露光装置におい
て、前記照明光学系 を包囲する第1の容器と、 前記マスクを包囲する第2の容器と、前記投影光学系 を包囲する第3の容器と、 前記第1の容器前記第2の容器及び前記第3の容器
それぞれに不活性ガスを供給する第1のガス供給手段
と、前記投影光学系の光軸に沿って、前記基板に向かって不
活性ガスを供給する第2のガス供給手段と、 前記マスクを包囲する 前記第2の容器に供給される前記
不活性ガスをイオン化するイオン化手段とを有すること
を特徴とする露光装置。
1. A pattern is formed by exposure light from a light source.
An exposure apparatus including an illumination optical system for illuminating the mask, and a projection optical system for transferring an image of the pattern onto a substrate, a first container surrounding the illumination optical system, and a second container surrounding the mask. A container, a third container surrounding the projection optical system , and the first container , the second container, and the third container .
A first gas supply means for supplying an inert gas to each of the first gas supply means and an inert gas toward the substrate along an optical axis of the projection optical system;
An exposure apparatus comprising: second gas supply means for supplying an active gas; and ionization means for ionizing the inert gas supplied to the second container surrounding the mask .
【請求項2】前記イオン化手段は、さらに前記基板に向
かって供給される前記不活性ガスをイオン化することを
特徴とする請求項1に記載の露光装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein said ionization means further moves toward said substrate.
2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the inert gas thus supplied is ionized.
【請求項3】前記第1のガス供給手段は、前記第1の容
器内の圧力、前記第2の容器内の圧力、及び前記第3の
容器内の圧力がそれぞれ大気圧以上になるように、前記
第1の容器、前記第2の容器及び前記第3の容器に不活
性ガスを供給することを特徴とする請求項1に記載の露
光装置。
3. The first gas supply means is arranged such that the pressure in the first container, the pressure in the second container , and the pressure in the third container are each equal to or higher than the atmospheric pressure. The exposure apparatus according to claim 1, wherein an inert gas is supplied to the first container, the second container, and the third container.
【請求項4】前記イオン化される不活性ガスは、窒素ガ
スまたはヘリウムガスであることを特徴とする請求項1
から請求項のいずれか一項に記載の露光装置。
4. The method according to claim 1, wherein the inert gas to be ionized is nitrogen gas or helium gas.
The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 3 .
【請求項5】前記イオン化手段は、前記不活性ガスに紫
外線を照射することによって、前記不活性ガスをイオン
化することを特徴とする請求項1から請求項のいずれ
か一項に記載の露光装置。
Wherein said ionization means, said by irradiating ultraviolet rays to the inert gas, the exposure according to the inert gas from claim 1, wherein the ionizing to any one of claims 4 apparatus.
【請求項6】前記第1、第2、第3の容器内のそれぞれ
の酸素濃度を計測する酸素センサを有することを特徴と
する請求項1から請求項のいずれか一項に記載の露光
装置。
Wherein said first, second, an exposure according to claims 1, characterized in that an oxygen sensor for measuring the respective oxygen concentration in the third vessel to claims 5 apparatus.
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