JPH04365050A - 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

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JPH04365050A
JPH04365050A JP3166314A JP16631491A JPH04365050A JP H04365050 A JPH04365050 A JP H04365050A JP 3166314 A JP3166314 A JP 3166314A JP 16631491 A JP16631491 A JP 16631491A JP H04365050 A JPH04365050 A JP H04365050A
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70983Optical system protection, e.g. pellicles or removable covers for protection of mask
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03F7/70908Hygiene, e.g. preventing apparatus pollution, mitigating effect of pollution or removing pollutants from apparatus
    • G03F7/70916Pollution mitigation, i.e. mitigating effect of contamination or debris, e.g. foil traps

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】
【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
素子面上に微細パターンを例えばKrFエキシマレーザ
ー等の強出力の光源を用いて投影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365
nm)の光を用いるようになってきている。
【0003】又最近ではFrFエキシマ(excime
r)レーザーという波長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。
【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。
【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、レジストは何んら化学的変
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シトから有
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。
【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
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の投影露光装置は
、照明系からの光束で照明した第1物体上のパターンを
投影光学系により第2物体の感材上に投影する際、該投
影光学系と該第2物体との間の光路中に平行平面板より
成る光学部材を着脱可能に配置したことを特徴としてい
る。
【0010】特に前記光学部材はペリクル又はシートガ
ラスを有し、前記投影光学系の一部に着脱可能に設けて
いることや前記光学部材は前記投影光学系の第2物体側
のレンズ面との間で略閉空間を形成するように該投影光
学系の一部に着脱可能に装着していること等を特徴とし
ている。
【0011】又、本発明の半導体デバイス製造方法とし
て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
う前記光学系と前記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うことを特徴として
いる。
【0012】特に本発明では、前記回路パターン像の投
影をエキシマレーザーからの遠紫外線により行なうこと
や、前記薄膜がペリクルより成ることを特徴とすること
や、前記薄膜が非常に薄い平行平板より成ることや、前
記回路パターン像の投影を縮小投影レンズ系により行な
い、前記エキシマレーザーとしてKrFエキシマレーザ
ーを用いること等を特徴としている。
【0013】この他本発明に係る投影光学系としては、
レチクル上のパターンをウエハの、感材上に投影する投
影光学系であって、該投影光学系の該ウエハ側に平行平
面板より成る光学部材を該投影光学系の一部に着脱可能
に設けたことを特徴としている。
【0014】特に前記光学部材は前記投影光学系のウエ
ハ側のレンズ面とで略閉空間を形成するように装着して
いることを特徴としている。
【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。
【0016】図1において1は光源であり、例えばKr
Fエキシマレーザであり波長248nmの光を放射して
いる。
【0017】エキシマレーザ1はレーザ台2に載置して
いる。3は照明系であり、各種の光学要素より成ってお
りエキシマレーザ1からの光をミラー(不図示)を介し
て第1物体としてのレチクル5面上に導光し該レチクル
5面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
はレチクルチャック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第2物体としてのウエ
ハ8面上に縮少投影している。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。
【0020】9はステージでありウエハ8を支持し、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。
【0022】図2において光学部材4はペリクル17と
該ペリクル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。
【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。
【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面上の回路パター
ンを投影光学系6でウエハ8面上に縮少投影している。
【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面
上のレジストは化学的変化又は/及び物理的変化をして
、該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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば前述の如く投影光学系と
ウエハとの間に着脱可能に光学部材を設けることにより
、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
バイス製造方法を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【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
【符号の説明】
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 (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  照明系からの光束で照明した第1物体
    上のパターンを投影光学系により第2物体の感材上に投
    影する際、該投影光学系と該第2物体との間の光路中に
    平行平面板より成る光学部材を着脱可能に配置したこと
    を特徴とする投影露光装置。
  2. 【請求項2】  前記光学部材はペリクル又はシートガ
    ラスを有し、前記投影光学系の一部に着脱可能に設けて
    いることを特徴とする請求項1の投影露光装置。
  3. 【請求項3】  前記光学部材は前記投影光学系の第2
    物体側のレンズ面との間で略閉空間を形成するように該
    投影光学系の一部に着脱可能に装着していることを特徴
    とする請求項1の投影露光装置。
  4. 【請求項4】  レチクル上のパターンをウエハの、感
    材上に投影する投影光学系であって、該投影光学系の該
    ウエハ側に平行平面板より成る光学部材を該投影光学系
    の一部に着脱可能に設けたことを特徴とする投影光学系
  5. 【請求項5】  前記光学部材は前記投影光学系のウエ
    ハ側のレンズ面とで略閉空間を形成するように装着して
    いることを特徴とする請求項4の投影光学系。
  6. 【請求項6】  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前記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うこと
    を特徴とする半導体デバイス製造方法。
  7. 【請求項7】  前記回路パターン像の投影をエキシマ
    レーザーからの遠紫外線により行なうことを特徴とする
    請求項6の半導体デバイス製造方法。
  8. 【請求項8】  前記薄膜がペリクルより成ることを特
    徴とする請求項7の半導体デバイス製造方法。
  9. 【請求項9】  前記薄膜が非常に薄い平行平板より成
    ることを特徴とする請求項7の半導体デバイス製造方法
  10. 【請求項10】  前記回路パターン像の投影を縮小投
    影レンズ系により行ない、前記エキシマレーザーとして
    KrFエキシマレーザーを用いることを特徴とする請求
    項7の半導体デバイス製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6496257B1 (en) 1997-11-21 2002-12-17 Nikon Corporation Projection exposure apparatus and method
WO2005085956A3 (en) * 2004-03-01 2006-03-02 Advanced Micro Devices Inc Pellicle for a lithographic lens
US7068352B2 (en) 2003-02-24 2006-06-27 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus

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