JP3949819B2 - 真空助成式細片除去装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して半導体装置の製造で用いられるフォトリソグラフィ、特にレンズ素子または他の素子の感光表面における化学線またはアラインメント波長の滞留時間または作用による前記感光表面から発生する、汚染を招くような二次的発生物または放射により生じる、感光層に最も近いレンズ素子または他の素子の汚染を回避するために使用される細片除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造では、レチクルの画像が感光剤で被覆されたウェーハに投影される。所望の高解像度を得るために、感光剤で被覆されたウェーハの表面の近くに位置した、投影光学系の一部であるレンズ素子または他の素子を提供する必要がある。この素子からウェーハまでの距離は約３ｍｍである。これは、レチクルの画像を投影するために使用される場合もある高エネルギの照明系と相俟って、露光過程において、感光剤で被覆されたウェーハからおよび／または不意にレンズ素子に堆積した材料がしばらくして裏面放射することにより、溶融、気化または放射された材料を生ぜしめる。このことは、系の性能を低減させ、望ましくない。レンズ素子は、アクセスして清浄にするのが困難であり、その結果、フォトリソグラフィ装置または系の望ましくない停止時間が生ぜしめられる。さらに、レンズ素子はクリーニング時に損傷を受ける。非常に高レベルのレーザカッタやアブレーション装置では真空式細片除去系または強制空気系が使用されているが、これらの系は、用いられる空気流に画質が影響を受けてはならないフォトリソグラフィ系では使用することができない。すなわち、フォトリソグラフィ系内の細片または汚染物でレンズ素子が望ましくなく被覆されることを回避するために系が必要とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、生じる可能性のあるレンズ素子の被覆を回避することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、レンズ素子と感光剤で被覆された基板との間に配置された、照明領域開口を有するマニホルドが設けられており、このマニホルドが、前記照明領域開口に対して開口したボアを有しており、前記マニホルドに連結された真空源が設けられており、レンズ素子が細片で被覆されることを回避する流れパターンが得られるようにした。
【０００５】
【発明の効果】
本発明は、感光剤で被覆されたウェーハに隣接したレンズ素子の被覆を回避する。照明領域開口が設けられた真空マニホルドは、投影光学系の最後の光学素子と感光剤で被覆されたウェーハとの間に配置されている。真空マニホルド内のボアは、照明領域開口に対して開口している。上部間隙は、レンズ素子と真空マニホルドの上面との間に配置されている。底部間隙は、真空マニホルドの底面と感光剤で被覆されたウェーハとの間に形成されている。清浄なガスまたは空気は、上部間隙に沿って導入され、レンズ素子から、照明領域開口の縁部から真空マニホルド内のボアに送出される。清浄なガスまたは空気は、底部間隙に沿っても導入されてボアを通じて送出され、これにより、汚染物がレンズ素子に達することを回避する。レンズ素子と真空マニホルドとの間に間隙を有していない実施例もある。上部間隙が設けられていなくとも、本発明を使用および適用することができる。空気流は様々であるが、共通の原理が請求されている。
【０００６】
画質に影響を与えないことが本発明の利点である。
【０００７】
マニホルド真空系がレンズ素子とウェーハとの間に配置されていることが、本発明の特徴である。
【０００８】
これらの課題、利点および特徴ならびに他の課題、利点および特徴は、以下の詳細な説明を見ることにより容易に明らかである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。
【００１０】
図１には、本発明の一部が概略的に示されている。ウェーハ１０には、感光剤被覆層１２が設けられている。ウェーハ１０は、矢印１１で示した方向に移動させられるかまたは走査される。ウェーハは、一般的に、ステージ（図示せず）に配置されている。ほぼ平坦な真空マニホルド１４が、感光剤被覆層１２に隣接して配置されている。真空マニホルド１４は、複数の横方向のボア１６を有している。真空マニホルド１４は、投影光学系の一部、たとえばレンズ取付体２０にマニホルド取付部材１８によって装着されている。レンズ素子２２は、レンズ取付体２０によって装着または保持されている。レンズ素子２２は、レンズ面２４を有している。真空マニホルド１４は、レンズ面２４に隣接した上面１３と、ウェーハ１０上の感光剤被覆層１２に隣接した底面１５とを有している。上部間隙が、レンズ面２４と上面１３との間に形成されており、下部間隙が、底面１５と感光剤被覆層１２との間に形成されている。真空系２６は、横方向のボア１６に接続または連通させられている。すなわち、真空マニホルドは、感光剤被覆層１２が設けられたウェーハ１０とレンズ面２４との間に配置されている。レンズ面２４とウェーハ１０上の感光剤被覆層１２との間の距離は、約３ｍｍである。フォトリソグラフィ装置は、一般的に、清浄なクラスＩ空気を有する環境に配置されている。レチクルの画像は、レンズ素子２２を有する投影光学系によって感光剤被覆層１２に投影される。光線３２は、真空マニホルド１４の矩形の照明開口を通過して投影された画像を形成する電磁放射を表している。真空マニホルド１４の端部は、レンズ素子２２を有する投影光学系からの光線または照明の開口数または円錐形に従うように、テーパされているか切り詰められていてよい。真空系２６が横方向のボア１６に連結または接続されている。すなわち、空気はボア１６を通じて真空系２６へ通流させられる。矢印２８で示された空気流は、レンズ面２４に沿って上部間隙を通り次いで矩形の照明領域開口に隣接した下方のボア１６を通じて通流させられる。さらに、ガスまたは空気は、矢印３０で示したように感光剤被覆層１２に隣接した下部間隙を通過し、矩形の照明領域開口に隣接したまたはこの照明領域開口に開口した横方向のボア１６を通じて通流させられる。このガス流または空気流パターンは、感光剤被覆層１２からの生じ得る汚染物をレンズ素子２２の表面２４から押し流すかまたは方向付け、感光剤被覆層１２からの細片を受け取りこの細片を取り去ってレンズ面の生じ得る汚染を回避する。ウェーハが矢印１１の方向に移動させられるかまたは走査されている場合、真空マニホルド１４は投影光学系に対して定置である。
【００１１】
図２は、図１に示した真空マニホルドをより明確に示した平面図である。長手方向の通路３４は、複数の横方向のボア１６に連結または接続されている。ボアは原則的に複数設けられている：多くの様々なサイズおよび配列の孔もしくはボアが、同等の機能を有している。横方向のボア１６は、矩形の照明領域開口４０に対して開口しており、この照明領域開口４０は、通常、走査型リソグラフィ装置において使用される矩形の照明領域に従っている。矩形の照明領域開口は、たとえば、３０ｍｍの長さで８ｍｍの幅であってよい。長手方向の通路３４は、横方向の通路３８に接続されている。端部側のボア３６は、横方向の通路３８に接続または連結されている。端部側のボア３６は、矩形の照明領域開口４０に対して開口している。長手方向の通路３８と横方向の通路３４とは、真空ポート４２に接続または連結されている。また真空系２６は真空ポート４２に接続されている。必要であれば、第２の真空系（図示せず）を真空マニホルド１４の反対側の端部に配置するために第２の真空ポート（図示せず）を配置してもよい。概して、たいていの場合に細片を除去することを目的として十分なガスまたは空気流を提供するためには、照明領域開口４０の対向した長手方向の側部に沿って開口した横方向のボア１６を有していればよい。たいていの場合には端部側のボア３６は不要である。真空マニホルド１４により生ぜしめられるガス流または空気流は、画質に悪影響を与えることなしに細片を除去するために十分であればよい。横方向のボア１６と端部側のボア３６とはほぼ等間隔で配置されていると有利である。
【００１２】
図３は、図２の３−３線に沿って見た横断面図である。図３には、矩形の照明領域開口４０に対して開口した横方向のボア１６と、長手方向の通路３４とがより明確に示されている。端部側のボア３６は円形に示されているが、矩形を含むあらゆる横断面形状であってよい。ボア１６および３６は、積層構造から形成された矩形の開口であってもよい。
【００１３】
図４は、フォトリソグラフィ装置における本発明を示す概略的な線図である。照明源１３２は、レチクルステージ４６に取り付けられたレチクル４４に照明を提供する。レチクル４４の画像は、感光剤で被覆されたウェーハ１１６に投影光学系１２２によって投影される。ウェーハ１１６はウェーハステージ４８に配置されている。ステージ制御装置５０は、ウェーハ１１を矢印１１１の方向に移動させるか走査するために、レチクルステージ４６とウェーハステージ４８との同期的に移動を制御する。通常、投影光学系は４分の１の縮小を提供し、その結果、レチクルステージはウェーハステージとは異なる比率で移動する。真空マニホルド１１４は投影光学系１２２とウェーハ１１６との間に配置されている。真空マニホルド１１４は投影光学系１２２に装着されているので、投影光学系１２２に対して定置である。真空系１２６は、真空マニホルド１１４に連結されている。
【００１４】
すなわち、たとえばウェーハ上の感光剤被覆層により生ぜしめられる細片および汚染物はレンズ素子の表面に付着することがなく、これにより、レンズ表面の被覆または汚染を回避する。このことは系の性能を増大させ、時間の経過に従う画質の低下を回避する。その結果、リソグラフィ装置の停止時間および保守が減じられることにより、一定時間内の生産量が増大する。本発明により生ぜしめられる空気流は、細片を除去するのに十分であるが、画質に影響を与えるほど大きくないことが望ましい。
【００１５】
本発明を有利な実施例につき説明したが、本発明の思想および範囲を逸脱することなしに様々な変更が行われることは当業者に明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を部分的に横断面で示した図である。
【図２】本発明を示す平面図である。
【図３】図２の３−３線に沿って見た横断面図である。
【図４】本発明の用いたリソグラフィ系の線図である。
【符号の説明】
１０ ウェーハ、 １２ 感光剤被覆層、 １３ 上面、 １４ 真空マニホルド、 １５ 底面、 １６ 横方向のボア、 １８ マニホルド取付部材、 ２０ レンズ取付体、 ２２ レンズ素子、 ２４ レンズ面、 ２６ 真空系、 ２８，３０ 矢印、 ３４ 通路、 ３８ 端部側のボア、 ４０照明領域開口、 ４２ 真空ポート、 ４４ レチクル、 １１１ 矢印、 １１４ 真空マニホルド、 １１６ ウェーハ、 １２２ 投影光学、 １２６ 真空系

Claims (13)

1. フォトリソグラフィにおいて使用するための真空助成式細片除去装置において、
   平坦上面と平坦底面を有し且つ照明領域開口を有するマニホルドが設けられており、該マニホルドは、レンズ面を持つレンズ素子と感光剤被覆層を持つ基板との間に配置されて、レンズ素子のレンズ面とマニホルドの平坦上面との間の上部間隙およびマニホルドの平坦底面と基板の感光剤被覆層との間の下部間隙を形成し、該マニホルドはまた、前記照明領域開口に対して開口し且つ隣接したボアを有し、該マニホルドはまた、レンズ面に沿って上部間隙を通り照明領域開口からボアへ流通する上部空気流、および感光剤被覆層に沿って下部間隙を通り照明領域開口からボアへ流通する底部空気流を形成するように位置決めされており、そして、
   前記マニホルドに連結された真空源が設けられており、
   レンズ素子が細片で被覆されることを回避する流れパターンが得られるようになっていることを特徴とする、真空助成式細片除去装置。
2. 前記照明領域開口が、１対の長手方向の側部と１つの横方向の側部とを有する矩形である、請求項１記載の真空助成式細片除去装置。
3. 前記ボアが、前記１対の長手方向の側部に沿って開口している、請求項１記載の、真空助成式細片除去装置。
4. 前記ボアが、前記１対の横方向の側部に沿って開口している、請求項３記載の真空助成式細片除去装置。
5. 前記照明領域開口に対して開口したボアを集結させた通路が設けられており、該通路が、一方の端部において前記真空源に接続されている、請求項１記載の真空助成式細片除去装置。
6. 前記照明領域開口に対して開口したボアが、ほぼ等間隔を置いて配置されている、請求項１記載の真空助成式細片除去装置。
7. フォトリソグラフィで使用するための真空助成式細片除去装置において、
   ほぼ平坦な上面とほぼ平坦な底面とを有する真空マニホルドが設けられており、該真空マニホルドが、矩形の照明領域開口と、前記真空マニホルドを貫通して延びた複数のボアとを有しており、該複数のボアが、ほぼ平坦な上面および底面に対してほぼ垂直な回転軸線を有しており、前記複数のボアが、矩形の照明領域開口に対して開口した一方の端部と、真空ポートに連結された他方の端部とを有しており、前記真空マニホルドが、レンズ素子に隣接して投影光学系に対して定置であり、且つほぼ平坦な上面とレンズ素子との間の上部間隙およびほぼ平坦な底面および基板との間に下部間隙を形成するように取り付けられて、レンズ素子に沿って上部間隙を通り照明領域開口からボアへ流通する上部空気流、および基板に沿って下部間隙を通り照明領域開口からボアへ流通する底部空気流が形成されるようになり、
   レンズ素子から細片および汚染物が除去され、レンズ素子が被覆されることを回避するようになっていることを特徴とする、真空助成式細片除去装置。
8. 前記矩形の照明領域開口が、１対の長手方向の縁部と、１対の横方向の縁部とを有しており、前記複数のボアが、前記１対の長手方向の縁部に沿って開口している、請求項７記載の真空助成式細片除去装置。
9. 前記矩形の照明領域開口に対して開口した一方の端部を有する前記複数のボアが、ほぼ等間隔を置いて配置されている、請求項７記載の真空助成式細片除去装置。
10. フォトリソグラフィにおいて使用するための真空助成式細片除去装置において、
    照明領域を有する照明源と、
    前記照明源に隣接して配置されたレチクルと、
    前記レチクルの画像を投影するために位置決めされておりかつレンズ素子を有する投影光学系と、
    前記レチクルの画像の少なくとも一部を受け取るように位置決めされたウェーハステージと、
    平坦真空マニホルドの上面とレンズ素子のレンズ面との間の上部間隙および平坦真空マニホルドの底面とウェーハステージとの間の下部間隙を形成するようにレンズ素子とウェーハステージとの間に配置されていて、前記投影光学系に対して定置である真空マニホルドであって、複数のボアと、照明領域を収容するようにサイズ決めされた照明領域開口とを有しており、該照明領域開口が縁部を有しており、複数のボアが照明領域開口の縁部において開口している、真空マニホルドと、
    前記真空マニホルドの複数のボアに連結された真空系と
    が設けられており、
    空気流が、前記真空系によって、レンズ素子に沿って上部間隙を通り照明領域開口からボアへ流通する上部空気流、および下部間隙を通り照明領域開口からボアへ流通する底部空気流として形成され、これにより、レンズ素子が細片で被覆されることを回避するようになっていることを特徴とする、真空助成式細片除去装置。
11. 前記照明領域が、１対の長手方向の側部と１対の横方向の側部とを有している、請求項１０記載の真空助成式細片除去装置。
12. 前記複数のボアが、１対の長手方向の側部に沿って開口している、請求項１０記載の真空助成式細片除去装置。
13. 前記複数のボアが、前記照明領域の縁部に沿ってほぼ等間隔で配置されている、請求項１０記載の真空助成式細片除去装置。

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