JPH06216000A - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JPH06216000A
JPH06216000A JP5023564A JP2356493A JPH06216000A JP H06216000 A JPH06216000 A JP H06216000A JP 5023564 A JP5023564 A JP 5023564A JP 2356493 A JP2356493 A JP 2356493A JP H06216000 A JPH06216000 A JP H06216000A
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    • 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
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 露光装置のレンズ系の容器の空気を迅速に不
活性なガスによって置換する。 【構成】 光源1から発せられたレーザ光L1 は光源レ
ンズ系2、レチクル3および投影レンズ系5を経てウエ
ハ4に照射される。光源レンズ系2のレンズ2a〜2c
は容器2dに収容されており、光源1の駆動開始と同時
に窒素ガス供給装置8の第1および第2の電磁弁8b,
8cが開かれて、大流量の窒素ガスが容器2dの内部空
間2f,2gへ供給され、空気と置換される。所定の時
間を経過したのち、コントローラ7に設定されたプログ
ラムによって第2の電磁弁8cが閉じられる。これ以後
はバイパスライン8dのみにより小流量の窒素ガスが容
器2dに供給される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に、強力な光束をも
ち雰囲気ガスを活性化しやすい遠紫外線やエキシマレー
ザ光を照明光とする露光装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体の製造等に用いられる露光装置に
おいて、特に、強力な光束をもち雰囲気ガスを活性化し
やすい遠紫外線やエキシマレーザ光を照明光とするもの
は、光源のレンズ系や、投影レンズ系等の光学系の雰囲
気ガスの酸素や有機物等が照明光によって活性化され、
これらの化学反応によって前記光学系の光学部材の表面
が汚染されるおそれがある。そこで、光源のレンズ系や
投影レンズ系等の光学系を容器内に収容し、該容器の空
気を窒素ガス等の不活性なガスによって置換することに
よって各光学部材の汚染を防ぐ方法が開発された。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、光学系を収容する容器は密閉性の高い
ものではないため、露光を開始する毎に不活性なガスを
供給し、容器内の酸素濃度が所定の値に低下するまで露
光装置を待機させるか、あるいは、露光装置が不作動で
あっても不活性なガスの供給を続ける必要がある。前者
の場合は、露光装置の待機時間が長くなり、そのために
スループットが低下するおそれがあり、後者の場合は、
常時不活性なガスを供給するために大量の不活性なガス
を消費する。
【0004】本発明は上記従来の技術の未解決の課題に
鑑みてなされたものであり、大量の不活性なガスを消費
することなく、光学系の容器の空気を不活性なガスによ
って迅速に置換することができる露光装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の露光装置は、基板に照射される照明光の
光路の光学系を収容する容器と、該容器に不活性なガス
を供給する給気ラインと、該給気ラインに設けられた開
閉弁および流量切換手段と、前記照明光の光源の駆動開
始および停止とそれぞれ同期して前記開閉弁を開閉する
とともに、前記開閉弁が開かれた後に所定のプログラム
に基づいて前記流量切換手段を駆動する制御手段からな
ることを特徴とする。
【0006】流量切換手段が、給気ラインのバイパスラ
インを除く部分を遮断することの自在な第2の開閉弁か
らなるとよい。
【0007】また、流量切換手段が、給気ラインに設け
られた可変弁から構成されていてもよい。
【0008】さらに、容器の雰囲気ガスの酸素濃度を検
出するセンサが設けられ、制御手段が、所定のプログラ
ムの替わりに前記センサの出力に基づいて流量切換手段
を駆動するものであってもよい。
【0009】
【作用】光源の駆動開始と同期して開閉弁を開いて不活
性なガスの供給を開始する。光源の駆動開始後、所定時
間を経過したのち、所定のプログラムに基づいて流量切
換手段が駆動され、容器に供給される不活性なガスの流
量が低減される。あるいは、光源の駆動開始後、センサ
によって容器内の酸素濃度をモニタし、酸素濃度が所定
の値以下に低減したときに流量切換手段が駆動されるよ
うに構成してもよい。光源の駆動開始と同時に大流量の
不活性なガスを容器に供給し、容器の雰囲気ガスを迅速
に置換させたのち、不活性なガスの供給量を定常値へ低
減することで不活性なガスの消費量を低減することがで
きる。
【0010】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【0011】図1は、第1実施例を説明する説明図であ
って、本実施例の露光装置E1 は、一般にステッパと呼
ばれる縮小投影型の半導体露光装置であって、エキシマ
レーザからなる光源1と、光源1から発せられた照明光
であるレーザ光L1 を所定の形状の光束に成形する光学
系である光源レンズ系2と、該光源レンズ系2によって
所定の形状に成形されたレーザ光L1 をレチクル3を経
て基板であるウエハ4に結像させる投影レンズ系5から
なる。光源1はそのレーザ出力を制御するレーザ制御装
置6を有し、レーザ制御装置6は制御手段であるコント
ローラ7によって制御される。
【0012】光源レンズ系2は、レーザ光L1 を所定の
形状の光束に成形するための複数のレンズ2a〜2cを
有し、これらは容器2dに収容され、容器2dは、光源
1に対向する端壁に窓2eを有し、また、容器2d内を
2つの内部空間2f,2gに分割するための隔壁2iを
有する。なお、図示最下端のレンズ2cは、レチクル3
に向ってレーザ光L1 を放出する第2の窓を兼ねてい
る。
【0013】容器2dの各内部空間2f,2gにそれぞ
れ不活性なガスである窒素ガスを供給する窒素ガス供給
装置8は、図示しない窒素ガス供給源に接続された給気
ライン8aと、該給気ライン8aに設けられた開閉弁で
ある第1の電磁弁8bと、その下流側に接続された第2
の開閉弁である第2の電磁弁8cと、これを迂回するバ
イパスライン8dと、該バイパスライン8dに設けられ
た第1の絞り弁8eと、バイパスライン8dの下流側に
設けられた一対の分岐ライン8f,8gと、分岐ライン
8f,8gにそれぞれ設けられた第2および第3の絞り
弁8i,8hからなり、第2および第3の絞り弁8i,
8hの吐出側はそれぞれ容器2dの内部空間2f,2g
に接続されている。
【0014】第1の電磁弁8bは、レーザ制御装置6の
出力によって光源1が駆動あるいは停止されると同時
に、コントローラ7の出力信号によって開閉されるもの
であり、第2の電磁弁8cは、光源1が駆動されると同
時に第1の電磁弁8bとともに開かれて、所定の流量の
窒素ガスを分岐ライン8f,8gに供給し、コントロー
ラ7に設定されたプログラムである窒素供給プログラム
によって所定時間を経たのちに閉じられる。また、容器
2dの各内部空間2f,2gの酸素濃度を検出するセン
サを設け、該センサの出力に基づいて第2の電磁弁8c
を閉じるように構成してもよい。第1の絞り弁8eは、
第1の電磁弁8bが開かれた後、常時バイパスライン8
dを経て所定の流量の窒素ガスを容器2dの内部空間2
f,2gに供給する。第2,第3の絞り弁8i,8h
は、それぞれ分岐ライン8f,8gから容器2dの内部
空間2f,2gに供給される窒素ガスの流量の比率を調
節するものである。
【0015】第2の電磁弁8cを閉じるタイミングは、
光源1の駆動後に所定の強度の照明光が得られるまでの
光源1の立上り時間に基づいて設定されるもので、図2
のタイムチャートA〜Eに示すような窒素供給プログラ
ムによって制御される。また、露光装置E1 において露
光が終了し、光源1の駆動が停止されると同時に、第1
の電磁弁8bが閉じられて、窒素ガスの供給が停止され
る。
【0016】図2のタイムチャートAに示す窒素供給プ
ログラムは、光源1の駆動開始時刻t0 において第1お
よび第2の電磁弁8b,8cを開き、大流量値q1 で示
す供給量の窒素ガスを容器2dの各内部空間2f,2g
に供給し、各内部空間2f,2gの雰囲気の酸素濃度を
速かに低下させたのち、時刻t1 において第2の電磁弁
8cを閉じる。光源1がエキシマレーザである場合は、
光源1を駆動したのちに所定の出力のレーザ光が得られ
るまでに数分以上の時間を必要とする。前述の時刻t1
は、このような光源1の立上り時間に合わせて設定され
る。時刻t1 において第2の電磁弁8cが閉じられる
と、窒素ガスはバイパスライン8dのみを経て容器2d
の各内部空間2f,2gに供給されるため、窒素ガスの
供給量は小流量値(定常値)q2 に低下する。時刻t2
において露光装置の露光が終了し、光源1の駆動が停止
されると、これと同時に第1の電磁弁8bが閉じられて
窒素ガスの供給が停止される。なお、小流量値q2 は、
容器2から漏出する窒素ガスを補うのに充分であればよ
い。
【0017】タイムチャートBは、前述のセンサによっ
て検出された酸素濃度が所定の値に減少した時刻t3
おいて第2の電磁弁8cを閉じるように設定した窒素供
給プログラムを示し、タイムチャートCは、上記酸素濃
度が所定の値に減少した時刻t3 から所定の時間遅れΔ
tを経た時刻t4 において第2の電磁弁8cを閉じるよ
うに設定した窒素供給プログラムを示し、タイムチャー
トDは、前述のタイムチャートA〜Cの時刻t1 ,t3
またはt4 において第2の電磁弁8cを閉じたのち、こ
れを間欠的に開くことによって容器2dから漏出する窒
素ガスを補充する窒素供給プログラムを示すもので、こ
の場合はバイパスライン8dを必要としない。また、タ
イムチャートEは、前述のセンサによって検出された酸
素濃度が所定の値d1 に減少した時刻t3 において第2
の電磁弁8cを閉じたのちも時刻t5 まで前記センサに
よる測定を継続し、これによって容器2dの酸素濃度を
所定の値に維持するのに必要な窒素ガスの供給量を実測
し、これに基づいて窒素ガスの補充量を設定する窒素供
給プログラムを示すものである。
【0018】本実施例によれば、光源の駆動開始ととも
に大流量の窒素ガスを光源レンズ系の容器内へ供給し、
容器内の空気を短時間で窒素ガスによって置換させると
ともに、所定時間後あるいは容器内の酸素濃度が所定の
値に低減したのちに窒素ガスの供給量を縮小すること
で、大量の窒素ガスを消費することなく容器の空気を迅
速に窒素ガスと置換させることができる。
【0019】図3は、第2実施例を説明する説明図であ
って、本実施例の露光装置E2 は、第1実施例と同様
に、エキシマレーザからなる光源21と、光源21から
発せられた照明光であるレーザ光L2 を所定の光束に成
形する光学系である光源レンズ系22と、該光源レンズ
系22によって所定の光束に成形されたレーザ光L2
レチクル23を経てウエハ24に結像させる投影レンズ
系25からなる。光源21はそのレーザ出力を制御する
レーザ制御装置26を有し、レーザ制御装置26は制御
手段であるコントローラ27によって制御される。
【0020】光源レンズ系22は、レーザ光L2 を所定
の光束に成形するためのレンズ22a,22bを有し、
これらは容器22dに収容され、容器22dは、光源2
1に対向する端壁に窓22eを有し、また、図示下方の
レンズ22bはレチクル23に向ってレーザ光L2 を放
出する第2の窓を兼ねている。
【0021】容器22dの内部空間22fに不活性なガ
スである窒素ガスを供給する窒素ガス供給装置28は、
図示しない窒素ガス供給源から容器22dの内部空間2
2fに窒素ガスを供給する給気ライン28aと、該給気
ライン28aに直列に設けられた開閉弁である第1の電
磁弁28bおよび可変弁28cと、容器22dの内部空
間22fから雰囲気ガスを排出する排気ライン28h
と、これに設けられた第2の電磁弁28gと、容器22
dの内部空間22fの酸素濃度を検出するセンサ28f
からなり、第1の電磁弁28bおよび可変弁28cは光
源21の駆動開始と同時に開かれて容器22dの内部空
間22fに所定の大流量値の窒素ガスを供給し、センサ
28fによって検出される酸素濃度が所定の値に減少し
たとき、可変弁28cが切換えられて、窒素ガスの供給
量を所定の小流量値(定常値)に減少させるように構成
されている。なお、光源21の駆動開始と同時に、第2
の電磁弁28gを開き、排気ライン28hから容器22
dの内部空間22fの空気を排出すれば、窒素ガスによ
る置換をより一層迅速に行うことができる。
【0022】本実施例は、バイパスラインを必要とせ
ず、また、容器22dの密封状態に応じて可変弁28c
を数段階に切換えることによって補充用の窒素ガスの流
量を変化させることができる。
【0023】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。
【0024】大量の不活性なガスを消費することなく、
光学系の容器の空気を不活性なガスによって迅速に置換
することができる、その結果、露光装置の待機時間を短
縮し、スループットを改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例を説明する説明図である。
【図2】図1の装置を制御するタイムチャートの様々な
例を示す図である。
【図3】第2実施例を説明する説明図である。
【符号の説明】
1 ,L2 レーザ光 1,21 光源 2,22 光源レンズ系 2d,22d 容器 3,23 レチクル 4,24 ウエハ 5,25 投影レンズ系 6,26 レーザ制御装置 7,27 コントローラ 8,28 窒素ガス供給装置 8a,28a 給気ライン 8b,28b 第1の電磁弁 8c,28g 第2の電磁弁 8d バイパスライン 8e 第1の絞り弁 8i 第2の絞り弁 8h 第3の絞り弁 28c 可変弁 28f センサ 28h 排気ライン

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板に照射される照明光の光路の光学系
    を収容する容器と、該容器に不活性なガスを供給する給
    気ラインと、該給気ラインに設けられた開閉弁および流
    量切換手段と、前記照明光の光源の駆動開始および停止
    とそれぞれ同期して前記開閉弁を開閉するとともに、前
    記開閉弁が開かれた後に所定のプログラムに基づいて前
    記流量切換手段を駆動する制御手段からなる露光装置。
  2. 【請求項2】 流量切換手段が、給気ラインのバイパス
    ラインを除く部分を遮断することの自在な第2の開閉弁
    からなることを特徴とする請求項1記載の露光装置。
  3. 【請求項3】 流量切換手段が、給気ラインに設けられ
    た可変弁からなることを特徴とする請求項1記載の露光
    装置。
  4. 【請求項4】 容器の雰囲気ガスの酸素濃度を検出する
    センサが設けられ、制御手段が、所定のプログラムの替
    わりに前記センサの出力に基づいて流量切換手段を駆動
    するものであることを特徴とする請求項1ないし3いず
    れか1項記載の露光装置。
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