JPH02210813A - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JPH02210813A JP1031413A JP3141389A JPH02210813A JP H02210813 A JPH02210813 A JP H02210813A JP 1031413 A JP1031413 A JP 1031413A JP 3141389 A JP3141389 A JP 3141389A JP H02210813 A JPH02210813 A JP H02210813A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は露光装置に関するものであり、特にエキシマレ
ーザ等のレーザを露光用光源として用いる露光装置に関
する。
[従来技術] 近年、LSIの高集積化に伴ない、大強度の遠紫外線を
放射するエキシマレーザ等のレーザを露光用光源として
用いた露光装置の実用化が要望されている。
このような露光装置は、レーザ本体が大型であることや
レーザから有害なガスが放出される危険性があることな
どの理由により、通常、レーザと露光装置本体を各々異
なる基台上に載させ、両者を分離して配置している。従
って、レーザからのレーザ光を露光装置本体の光学系(
露光用光学系)へ伝送する伝送光学系が必要であり、光
路長が比較的長い光学系がレーザと露光装置本体の間に
設置されることになる。
さて、前述のようにレーザは大強度の光を放射するため
、露光装置のスルーブツトの向上に極めて有用であるが
、この大強度のレーザ光により光学系の特性が劣化する
ことが判明した。特に、この種の問題は、露光光学系に
比べてエネルギー密度が大きなレーザ光を伝送しなけれ
ばならない伝送光学系において顕著に生じる。
即ち、光学系を構成する光学部品には、レーザ光を効率
良く伝達するために反射防止膜或いは増反射膜がコーテ
ィングされているのであるが、これらの膜がレーザ光の
照射により雰囲気(大気)中のガスと化学反応を起こし
、劣化するのである。
[発明の概要] 本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
り、光学系の性能が劣化することのない露光装置を提供
することを目的とする。
上記目的を達成するために1本露光装置は、レーザと該
レーザとは異なる基台上に設けた露光用光学系と、該レ
ーザからのレーザ光を該露光用光学系に伝送する伝送光
学系と、少なくとも該伝送光学系を、不活性ガスを充填
した所定の空間中に密封するために設けた密封手段とを
有している。
本露光装置は、少なくとも伝送光学系が密封手段により
大気から・隔離され、しかも不活性ガスの雰囲気中に光
学系が設けられるので、光学系を構成するレンズ、プリ
ズム、ミラー等の光学部品にコーティングされた反射防
止膜や増反射膜などの膜が殆ど劣化せず、光学系の性能
も劣化しない。
また、大気の温度、湿度、又は大気圧などの変動により
光学系の屈折力(屈折率)が変化することもないので光
学系が常時一定の状態でレーザ光を伝達することができ
るし、密封手段のレーザ光の入出射面以外の場所を遮光
部材で構成することにより、光学系からの漏れ光が外部
へ向けられるのを防止し、露光装置の安全性を向上させ
ることもできる。
以下、実施例に基づいて、本発明に関して詳述する。
[実施例] 第1図は本発明の露光装置全体の構成図である。Aは露
光光学系を有する露光装置本体を示す。lはKrFエキ
シマレーザであり、防振クツション4上のレーザ定盤3
上に設置されたXYθステージ2上に固定されている。
Bはレーザ1からのレーザ光20を露光装置本体の光学
系へ伝送する伝送系であり、図示されたミラー5を含む
複数個の光学部品で構成されている。この伝送系の詳細
は後述する。6は照明光学系、9は半導体製造用の回路
パターンが描かれたレチクル、9oはレチクルホルダ、
10はレチクル9の回路パターンを投影する為の投影レ
ンズ、11はレンズ支持台、12はウェハ、13はウェ
ハ12を吸着固定するチャック、14はXYステージ、
15はステッパ一定盤、16は防振クツションである。
エキシマレーザ1から射出したレーザ光2゜は、伝送系
Bを通過して露光装置本体Aの照明光学系6に入射する
。そして、照明光学系6でビーム径を拡大された後、レ
チクル9、投影レンズ10を経て、12のウェハ上に到
達する。
照明光学系6と投影レンズ10から成る露光用光学系は
、ステッパ一定盤15に固定されたレンズ支持台11に
よってすべて一体化されて固定されているため、露光装
置本体A内での各光学系の相対位置は実質的に不変であ
る。レチクル9上には前述のように回路パターンが描か
れており、レーザ光で、照明することにより、投影レン
ズ10を介して115に縮少されてウェハ12上に転写
される。
ウェハ12は、ウェハチャック13上に真空吸着されて
おり、ウェハチャック13は、ステッパ一定盤15上に
設けられた可動のXYステージ14上に固定されている
。ウェハ12をXYステージ14により互いに直交する
XおよびYの2方向に搬送することができ、縮少された
パターンを、ウェハ上の任意の位置に転写することがで
きる。
通常、ウェハ12上には数十ショットの縮少パターンが
転写されるため、XYステージ14をXまたはY方向に
移動させては、レーザ光を照射して転写をするという動
作をくり返し行うことになる。
第2図は伝送系Bの具体的な構成を示す断面図である。
第2図において、lはレーザ、6は照明光学系であり、
第1図のものと同一部材である。
伝送系Bは、ミラー5、プリズム7、レンズ8が光軸に
沿って配列された伝送光学系とこの伝送光学系を密封す
るカバー30とウィンドウ(窓)31とから成り、カバ
ー30とウィンドウ31で密封手段を構成する。伝送光
学系の各光学部品5.7.8は、反射防止膜(プリズム
7、レンズ8)や増反射膜(ミラー5.プリズム7)が
表面に形成されており、これらの膜の作用でレーザ光の
伝送効率を高めている。
カバー30はアルミニウムなどの金属から成り、その内
面(伝送光学系側の面)は黒色アルマイトを塗布するこ
とによりレーザ光を吸収できるようになっている。また
、伝送系Bの光入出射口には前述のようにウィンドウ3
1が設けられており、これにより伝送光学系は大気から
遮断される。ウィンドウ31はレーザ光に対して透明な
ガラス板で構成され、ここではSin、から成るガラス
板を用いている。
カバー30とウィンドウ31で形成される空間中には、
大気の代りにN2ガスが封入されており、伝送系B周囲
の大気圧より幾分高めの圧力を与えられている。従って
、伝送系B周囲から伝送系B内部の空間にガスが入り込
むことはなく、ホコリやゴミなどの伝送系B内部への進
入を防止している。伝送系B内部の空間中に封入するガ
スは、N、ガスの他にArガスやHeガス等の他の不活
性ガスも使用できる。このような不活性ガスで伝送光学
系の各光学部品5,7.8が包まれているので、たとえ
レーザ光により光学部品5゜7.8が照射されても、光
学部品5,7.8にコーティングしである各種の膜が化
学反応により劣化することがなく、レーザ光を効率良く
露光装置本体Aまで伝送できる。
第3図は第1図及び第2図で示した伝送系Bの外観図で
あり、伝送系Bのカバー30にはガス供給口35とガス
吹出口37が取付けられている。
ガス吹出口37はフィルタ36と共にカバー30の所定
位置に設けられており、フィルタ36を介して伝送系B
内部の空間中のN2ガスを外部へ放出する。一方、ガス
供給口35はガス導入管39を介して不活性ガス供給装
置38とつながっており、装置38からのN2ガスがガ
ス供給口35を介して伝送系B内部へ送り込まれるので
ある。
第3図では簡単に図示しであるが、装置38には、N2
ガスの温度・湿度・圧力゛を調整するための調整装置が
設けられており、これらの装置により、定温、定湿、定
圧のN2ガスを伝送系B内部の空間に送り込んでいる。
従って、伝送系Bの内部の伝送光学系は常に一定の環境
下に置かれることになり、伝送系B周囲の大気圧変動や
温湿度の変動に関係なく、伝送光学系の光学特性が一定
に維持される。このため、照明光学系6へ同じ状態(ビ
ーム系、拡がり角等)のレーザ光を常に供給でき、露光
装置の性能を一定に維持できる。
また、レーザ光の一部が、伝送光学系の各光学部品5,
7.8で散乱されると、これによって生じた散乱光がカ
バー30の内面の黒色アルマイトを照射し、カバー30
の内面からゴミを発生する可能性があるが、ここでは、
N2ガスを伝送系B内部の空間中で循間させた後フィル
タ36を介してガス吹出口37からN2ガスを放出して
いるため、これらのゴミをフィルタ36により吸着し、
除去することができる。従って、伝送系B内部の空間(
雰囲気)を常に清浄な状態に保ち、伝送光学系の光学性
能を劣化させることがない。
本実施例において、伝送系Bは露光装置本体Aに固定さ
れている。従って、今までの説明では伝送系B内部を大
気から遮断する構成だけに関して言及したが、伝送系B
に加えて本体Aの照明光学系6に対してもこのような構
成を採ることができる。照明光学系6は伝送系Bからの
レーザ光を受けてレーザ光の径(ビーム径)を拡大して
レチクル9に向けるものであるから、伝送系Bと比較す
るとエネルギ密度が低いレーザ光を伝送することになる
が、大気から隔離して不活性ガス雰囲気中に系を置くこ
とは、照明光学系6の性能を維持するのに極めて有効で
ある。
第1図に示した露光装置は、ステッパーと呼ばれる投影
型の露光装置でありたか、本発明はこの種の装置に限定
されるものではない、従って、コンタクト方式やプロキ
シミティ方式の露光装置、或いは光源としてkrFエキ
シマレーザ以外のレーザを用いる露光装置や加工装置等
の各種機器に適用できる。
[発明の効果] 以上、本発明によれば、少なくとも゛伝送光学系を不活
性ガスを充填した所定の空間中に密封するための密封手
段を有しているため、光学系を構成する光学部品を大気
から遮断することができ、レーザ光により光学部品が照
射されても、光学部品の表面にコーティングされた各極
膜が化学反応により劣化することが殆どない。従って、
光学系の伝送特性を一定に維持して露光装置の性能を向
上できる。また、外部からの微細なチリやゴミ等で光学
系が汚染されることがなく、逆に光学系で散乱したレー
ザ光が外部へ漏れて人体に影響を及ぼすこともない。
更に、不活性ガスを定圧、定温、定湿とすることにより
、光学系を常に一定の環境下に置くことができるので、
レンズなどの光学部品の屈折率変動が小さくなり、光学
系の特性を一定に維持することが可能になる。従って、
露光装置の性能も一定にできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の露光装置の全体構成を示す概略図。 第2図は伝送系Bの構成を示す断面図。 第3図は伝送系Bの外観を示す図。 A・・・露光装置本体 B・・・伝送系 1・・・レーザ 30・・・カバー 31・・・窓 38・・・不活性ガス供給装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. レーザと、該レーザとは異なる基台上に設けた露光用光
    学系と、該レーザからのレーザ光を該露光用光学系へ伝
    送する伝送光学系と、少なくとも該伝送光学系を、不活
    性ガスを充填した所定の空間中に密封するために設けた
    密封手段とを有する露光装置。
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