JPH10289853A - Exposure - Google Patents
ExposureInfo
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- JPH10289853A JPH10289853A JP9097227A JP9722797A JPH10289853A JP H10289853 A JPH10289853 A JP H10289853A JP 9097227 A JP9097227 A JP 9097227A JP 9722797 A JP9722797 A JP 9722797A JP H10289853 A JPH10289853 A JP H10289853A
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- exposure
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- optical system
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造等
に用いられる露光装置に関し、特に縮小露光系を含むス
テッパ露光装置を用いた露光方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to an exposure method using a stepper exposure apparatus including a reduction exposure system.
【0002】[0002]
【従来の技術】ステッパは、レチクルないしマスク(以
下、まとめてレチクルと呼ぶ)上のパターンを1/10
ないし1/5に縮小して半導体ウエハ上のフォトレジス
ト膜等の露光対象物上に結像させる。2. Description of the Related Art A stepper reduces a pattern on a reticle or mask (hereinafter collectively referred to as a reticle) by 1/10.
The image is reduced to 1/5 and focused on an exposure object such as a photoresist film on a semiconductor wafer.
【0003】半導体装置の高集積化、小型化に伴い、ス
テッパ露光装置の露光波長は水銀ランプのg線からi線
へと短波長化し、さらにはエキシマレーザのKrFレー
ザ光、ArFレーザ光へと短波長化を進めている。With the increase in the degree of integration and miniaturization of semiconductor devices, the exposure wavelength of a stepper exposure apparatus has been shortened from a g-line of a mercury lamp to an i-line, and further to a KrF laser beam and an ArF laser beam of an excimer laser. We are working to shorten the wavelength.
【0004】これらの露光に用いられる紫外線は、フォ
トンエネルギが高く、照射されたホトレジスト等の感光
体に化学変化を生じさせ、レチクルパターンを露光対象
物上に形成させる。[0004] The ultraviolet light used for these exposures has high photon energy, and causes a chemical change in the irradiated photoreceptor such as a photoresist to form a reticle pattern on an object to be exposed.
【0005】図6に従来のステッパ露光装置を示す。図
6においては、照明系の鏡筒601内に、紫外線を発光
するランプ61と、ランプ61から発した光をレチクル
64上に照射するためのコンデンサレンズ62が配置さ
れている。ランプ61から発し、コンデンサレンズ62
で平行光束にされた光はレチクル64を照射する。FIG. 6 shows a conventional stepper exposure apparatus. In FIG. 6, a lamp 61 that emits ultraviolet light and a condenser lens 62 for irradiating light emitted from the lamp 61 onto a reticle 64 are arranged in a lens barrel 601 of an illumination system. Emitted from lamp 61, condenser lens 62
The light converted into a parallel light beam at irradiates the reticle 64.
【0006】さらに、レチクル64の開口部を通過した
紫外光は、投影系鏡筒602内を通過し、縮小投影系レ
ンズ群65によって集束され、半導体ウエハ67上に塗
布されたホトレジスト膜を露光する。なお、半導体ウエ
ハ67は、ベース68上に固定されたXYステージ69
に載置されている。Further, the ultraviolet light passing through the opening of the reticle 64 passes through the projection system lens barrel 602, is focused by the reduction projection system lens group 65, and exposes the photoresist film applied on the semiconductor wafer 67. . The semiconductor wafer 67 is mounted on an XY stage 69 fixed on a base 68.
It is placed on.
【0007】この従来の露光装置を示す図で省略されて
いるシャッター、絞り等により、適当な照度で露光した
後、XY69ステージを移動し、同様の手順で繰り返し
露光を行う。After exposing at an appropriate illuminance using a shutter, a diaphragm, and the like, which are omitted in the drawing showing the conventional exposure apparatus, the XY69 stage is moved, and exposure is repeatedly performed in the same procedure.
【0008】ステッパの処理速度を高めるためには、照
明系、露光系全レンズ群を透過する光量を大きくするこ
とが必要で、また、フレアーや、露光対象物上の照度ム
ラは極力抑えなければならない。In order to increase the processing speed of the stepper, it is necessary to increase the amount of light transmitted through all the lens groups of the illumination system and the exposure system, and flare and illuminance unevenness on the object to be exposed must be minimized. No.
【0009】通常、透過率を高め、フレアーを抑えるた
めに、レンズ表面に露光波長に対する反射防止膜を形成
する。Usually, an antireflection film for an exposure wavelength is formed on the lens surface in order to increase transmittance and suppress flare.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】g線およびi線のステ
ッパを長期間使用すると、図6における照明系レンズ群
62や投影系縮小レンズ群65のレンズ表面にくもり
や、有機物が堆積する。一般的にこれらレンズ群の表面
には露光波長に対する反射防止膜等がコーティングされ
ており、くもりや、有機物が堆積することにより反射率
が変化するために、透過率が減少し、露光光の散乱も発
生していた。If the g-line and i-line steppers are used for a long time, clouding and organic substances accumulate on the lens surfaces of the illumination system lens group 62 and the projection system reduction lens group 65 in FIG. Generally, the surface of these lens groups is coated with an anti-reflection film for the exposure wavelength, and the reflectance changes due to cloudiness and the deposition of organic substances, which reduces the transmittance and reduces the scattering of the exposure light. Had also occurred.
【0011】くもりの堆積や、有機物付着が光学系を構
成するレンズ全面にわたってムラがあると、露光対象物
上の照度ムラとなってしまうこともあった。また、レン
ズ群表面に付着した堆積物が露光光を吸収する場合に
も、同様にレンズの透過率の減少や、レンズ面内の透過
率のムラが生じる。このような状態になると、ステッパ
の投影照度が減少し、照度ムラが発生し、フレアー等が
大きくなるなど、性能が全体として低下してしまう。[0011] If the accumulation of fogging and the adhesion of organic substances are uneven over the entire surface of the lens constituting the optical system, the illuminance may be uneven on the object to be exposed. Also, when the deposit adhering to the lens group surface absorbs the exposure light, similarly, the transmittance of the lens decreases and the transmittance in the lens surface becomes uneven. In such a state, the projection illuminance of the stepper decreases, illuminance unevenness occurs, flare and the like increase, and the performance deteriorates as a whole.
【0012】一方、露光波長がエキシマKrFレーザ(2
48nm)、ArFレーザ(193nm)と短波長になり、フォトン
エネルギー、エネルギー密度が大きくなると、クリーン
ルーム中や、レンズ鏡筒内で付着した有機物等が除去さ
れ、短期間においても露光面での照度が変化するなどの
問題があった。On the other hand, the exposure wavelength is excimer KrF laser (2
48nm) and ArF laser (193nm), and when the photon energy and energy density increase, organic substances and the like attached in the clean room and in the lens barrel are removed, and the illuminance on the exposed surface can be reduced even in a short period. There were problems such as changes.
【0013】以上の問題点を解決するために、特開平7
−201702号公報には非酸化性ガスであるN2等の
ガスで鏡筒内を充填する改善策が開示されている。ま
た、特開平7−273016号公報にはシールガラスで
レンズ等への付着を防止し、シールガラスを交換可能に
することにより、性能劣化を防止する改善策が開示され
ている。To solve the above problems, Japanese Patent Laid-Open No.
The -201702 discloses improvements are disclosed for filling the barrel with gas such as N 2 is a non-oxidizing gas. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-273016 discloses an improvement measure for preventing performance deterioration by preventing sticking to a lens or the like with a seal glass and making the seal glass replaceable.
【0014】しかしながら、レンズ鏡筒内にはレンズと
鏡筒の固定のための接着剤や、鏡筒内部表面に付着した
有機物等の汚染物質が存在し、これら汚染物質が紫外線
のエネルギーによって分解または反応して、分解生成物
または反応生成物がレンズ表面に付着する。また、紫外
線を照射しなくても有機物がレンズ表面に付着する。し
たがって、上記のような対策では、有機物の付着による
光学性能の劣化を防止するには不十分である。However, in the lens barrel, there are adhesives for fixing the lens and the lens barrel, and contaminants such as organic substances attached to the inner surface of the lens barrel. These contaminants are decomposed or decomposed by the energy of ultraviolet rays. Upon reaction, decomposition products or reaction products adhere to the lens surface. Further, the organic matter adheres to the lens surface without irradiating ultraviolet rays. Therefore, the above measures are not enough to prevent the deterioration of the optical performance due to the adhesion of the organic substance.
【0015】また、縮小露光系レンズ群は交換が非常に
困難であるなど、従来の対策では対応できないことが問
題となっている。Further, there is a problem that conventional measures cannot cope with the problem, for example, it is very difficult to replace the reduction exposure system lens group.
【0016】本発明の目的は、いずれの露光波長におい
ても長期間性能の劣化が少ない露光方法を提供すること
にる。An object of the present invention is to provide an exposure method in which the performance is not deteriorated for a long time at any exposure wavelength.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下に示
す本発明によって達成される。すなわち本発明は、光源
からの光束をレンズを含む光学系を介して通過させ、レ
チクルを通して露光対象物上に露光する露光方法におい
て、前記光学系の少なくとも一部を酸化によって固形物
を生成するSi、Al、Mg、NH4およびこれらの化
合物等を除去した酸化性雰囲気に保持しつつ露光を行う
ことを特徴とする露光方法を開示するものである。The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention provides an exposure method in which a light beam from a light source is passed through an optical system including a lens, and is exposed on an object to be exposed through a reticle, wherein at least a part of the optical system forms a solid by oxidation. An exposure method is disclosed in which exposure is performed while maintaining an oxidizing atmosphere in which Al, Mg, NH 4 and compounds thereof have been removed.
【0018】また本発明は、光源からの光束をレンズを
含む光学系を介して通過させ、レチクルを通して露光対
象物上に露光する露光方法において、前記光学系の少な
くとも一部を酸化によって固形物を生成するSi、A
l、Mg、NH4およびこれらの化合物等を除去した雰
囲気に保持しつつ露光を行い、その後、前記光学系の少
なくとも一部を酸化性雰囲気に保持し、レンズ表面に付
着した有機物を除去する工程を導入することを特徴とす
る露光方法を開示するものである。According to the present invention, there is provided an exposure method for passing a light beam from a light source through an optical system including a lens, and exposing the exposed object through a reticle. Si, A generated
Exposure is performed while maintaining the atmosphere in which l, Mg, NH 4 and their compounds have been removed, and thereafter, at least a part of the optical system is maintained in an oxidizing atmosphere to remove organic substances attached to the lens surface. The present invention discloses an exposure method characterized by introducing.
【0019】さらにまた発明は、光源からの光束をレン
ズを含む光学系を介して通過させ、レチクルを通して露
光対象物上に露光する露光方法において、前記光学系の
少なくとも一部を酸化によって固形物を生成するSi、
Al、Mg、NH4およびこれらの化合物等を除去した
雰囲気に保持しつつ露光を行い、その後、前記光学系の
少なくとも一部に、露光波長以外の紫外光を照射し、紫
外光のエネルギーもしくは紫外光により生成されたオゾ
ン等の酸化性ガスによりレンズ表面に付着した有機物を
除去する工程を導入することを特徴とする露光方法をも
開示するものである。Further, the present invention provides an exposure method of passing a light beam from a light source through an optical system including a lens and exposing the object to an exposure object through a reticle. Generated Si,
Exposure is performed while maintaining the atmosphere from which Al, Mg, NH 4 and these compounds have been removed, and thereafter, at least a part of the optical system is irradiated with ultraviolet light other than the exposure wavelength, and the energy of ultraviolet light or ultraviolet light is irradiated. Also disclosed is an exposure method characterized by introducing a step of removing an organic substance attached to the lens surface with an oxidizing gas such as ozone generated by light.
【0020】本発明の露光方法は、光源から発した光を
レンズを含む光路上を通過させ、マスクを通して、露光
対象物上に露光する露光方法において、光路上に存在す
るレンズ雰囲気を酸化によりレンズ表面に酸化物被膜を
形成するような不純物物質を取り除いた環境に保持し、
レンズの少なくとも1つの面を酸化性雰囲気に接触させ
レンズ表面に付着する有機物等を除去しつつ露光を行
う。According to the exposure method of the present invention, the light emitted from the light source passes through an optical path including a lens, and is exposed on an object to be exposed through a mask. Keep in an environment where impurities such as oxide film formed on the surface are removed,
At least one surface of the lens is exposed to an oxidizing atmosphere to perform exposure while removing organic substances and the like adhering to the lens surface.
【0021】あるいは、光路上に存在するレンズ雰囲気
を酸化によりレンズ表面に酸化物被膜を形成するような
不純物物質を取り除いた窒素または酸素雰囲気等の環境
に保持しつつ露光を行い、レンズ表面が汚染された時点
で、汚染レンズ面を酸化性雰囲気に置換して汚染物質を
除去する。Alternatively, exposure is performed while maintaining the lens atmosphere present on the optical path in an environment such as a nitrogen or oxygen atmosphere from which an impurity substance that forms an oxide film on the lens surface by oxidation is removed. At this point, the contaminated lens surface is replaced with an oxidizing atmosphere to remove contaminants.
【0022】酸化および有機ガス分子の分解、合成によ
り生成した物質によるレンズ表面のくもりや、付着物に
よる反射率変化、吸収変化による透過率変化を防止する
ため、金属元素および金属化合物、有機不純物質を除去
した酸化性ガス環境にレンズの少なくとも1つの面を保
持することにより、酸化によるレンズ汚染を防止し、且
つ、酸化性雰囲気に接触させつつ露光を行うか、または
汚染された少なくとも1つのレンズを酸化性雰囲気に暴
露することにより、紫外線によってレンズ表面に付着し
た有機物を除去し、露光系の光学性能を安定化する。In order to prevent clouding of the lens surface due to substances generated by oxidation and decomposition and synthesis of organic gas molecules, change in reflectance due to attached matter, and change in transmittance due to change in absorption, metal elements and metal compounds, organic impurities By keeping at least one surface of the lens in an oxidizing gas environment from which oxidization has been removed, lens contamination due to oxidation is prevented, and exposure is performed while being brought into contact with an oxidizing atmosphere, or at least one contaminated lens is exposed. Is exposed to an oxidizing atmosphere to remove organic substances adhered to the lens surface by ultraviolet rays, thereby stabilizing the optical performance of the exposure system.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様について
説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
【0024】[0024]
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれらによってなんら限定されるものでは
ない。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
【0025】[実施例1]クリーンルーム環境下に放置
したレンズをフーリエ変換赤外分光装置(以下、FTI
Rと表示する)によって分析し、各種のハイドロカーボ
ン等の有機化合物がレンズ表面上に堆積していることを
確認した。通常大気中に放置されたサンプル上には各種
ハイドロカーボンが付着することが知られており、通常
のレンズ作成工程中や洗浄後にレンズ表面に付着するこ
とが明らかになっている。[Example 1] A lens left in a clean room environment was replaced with a Fourier transform infrared spectrometer (hereinafter referred to as FTI).
R) to confirm that various organic compounds such as hydrocarbons were deposited on the lens surface. It is known that various hydrocarbons adhere to a sample which is usually left in the atmosphere, and it has been found that the hydrocarbon adheres to the lens surface during a normal lens preparation process or after cleaning.
【0026】エキシマ(KrF、ArF)レーザでは、
フォトンエネルギーが大きく、これらの有機化合物が除
去される。In an excimer (KrF, ArF) laser,
Since the photon energy is large, these organic compounds are removed.
【0027】レンズ表面に付着する有機化合物は屈折率
が1.3〜1.7程度まで様々であるが、このような汚染
物質が表面に付着するとレンズ表面の反射率が変化し、
透過率が減少してしまう。また、露光波長が短波長にな
るにつれて、汚染物質の吸収も問題になってくる。The organic compound adhered to the lens surface has various refractive indexes ranging from about 1.3 to 1.7, but when such contaminants adhere to the surface, the reflectance of the lens surface changes,
The transmittance decreases. Also, as the exposure wavelength becomes shorter, absorption of contaminants also becomes a problem.
【0028】図1は本発明のエキシマ(KrF)露光装
置の要部概略図である。同図において、101は照明系
レンズ封止チャンバー、102は投影系レンズ封止チャ
ンバー、103は酸素ガスボンベ、104はオゾン発生
装置、105はオゾン処理装置である。FIG. 1 is a schematic view of a main part of an excimer (KrF) exposure apparatus according to the present invention. In the figure, 101 is an illumination lens sealing chamber, 102 is a projection lens sealing chamber, 103 is an oxygen gas cylinder, 104 is an ozone generator, and 105 is an ozone treatment apparatus.
【0029】以下、図1に基づいて本発明の詳細を説明
する。11は光源としてのエキシマレーザであり、248n
mのレーザ光をパルス発振している。11から放射され
たレーザ光は12のミラー、13のコンデンサーレンズ
および不図示のオプティカルインテグレータ、ズームレ
ンズ等の光学部品によって、レチクル14を均一に照明
するよう調整されている。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIG. 11 is an excimer laser as a light source, 248n
m laser light is pulsed. The laser light emitted from 11 is adjusted to uniformly illuminate the reticle 14 by optical components such as 12 mirrors, 13 condenser lenses, and optical integrators and zoom lenses (not shown).
【0030】レチクル14を通ったレーザ光は、鏡筒1
6内に収められた縮小露光系レンズ群15を密封する封
止ボックス(チャンバー)102内に入射し、さらに縮
小露光レンズ群15をへて、ウエハー17上にレチクル
パターンを転写する。鏡筒16内には縮小露光レンズ群
15と鏡筒16を接着する接着剤や、レンズ固定治具等
があるが省略されている。The laser beam that has passed through the reticle 14 is
The reticle pattern enters the sealing box (chamber) 102 that seals the reduction exposure system lens group 15 housed in 6, and is transferred to the wafer 17 through the reduction exposure lens group 15. The lens barrel 16 includes an adhesive for bonding the reduction exposure lens group 15 and the lens barrel 16, a lens fixing jig, and the like, but is omitted.
【0031】鏡筒内にはクリーンルーム内の各種溶剤
や、有機系ガス等の様々なガスが混入しているため、露
光停止中、縮小露光系レンズ群の表面には、各種のハイ
ドロカーボン等の有機化合物が堆積している。Since various gases such as various solvents in a clean room and organic gases are mixed in the lens barrel, various exposures such as various hydrocarbons, etc. Organic compounds are deposited.
【0032】ここで、酸素ガスボンベ103、ォゾン発
生器104により、オゾンガスを封止ボックス102内
に導入する。ここで用いるオゾンガス発生用酸素ガスは
クリーンルーム内に混入する有機溶剤、有機金属系ガス
の他、光化学反応によって固形物を生成するガスを除去
し、デポジシヨンが起こらない状態まで純化している。
また、オゾンの生成効率を向上するために、数%のN2
ガスを添加している。Here, ozone gas is introduced into the sealed box 102 by the oxygen gas cylinder 103 and the ozone generator 104. The oxygen gas used for generating ozone gas used here is an organic solvent and an organic metal-based gas mixed in a clean room, and a gas that generates a solid by a photochemical reaction is removed, and the oxygen gas is purified to a state where deposition does not occur.
In order to improve the ozone generation efficiency, several percent of N 2
Gas is added.
【0033】封止ボックス102内にある鏡筒16に
は、このオゾンガスが縮小露光系レンズ群15に効率よ
く行きわたるように、貫通孔105があけられている。A through-hole 105 is formed in the lens barrel 16 in the sealing box 102 so that the ozone gas can efficiently reach the reduction exposure system lens group 15.
【0034】このオゾンガスを封止ボックス102内に
しばらく流し、鏡筒内の不純物ガスを十分に置換する。
その後、オゾンガスを流しながら露光を行う。The ozone gas is allowed to flow for a while into the sealing box 102 to sufficiently replace the impurity gas in the lens barrel.
Thereafter, exposure is performed while flowing ozone gas.
【0035】露光中は強いレーザ光によって、レンズ表
面に堆積していた有機物は除去され、常にクリーニング
されている。During exposure, organic substances deposited on the lens surface are removed by intense laser light and are always cleaned.
【0036】露光終了と同時にレンズ表面に有機物が付
着するが、この有機物は鏡筒内に導入しているオゾンガ
スによって、蒸気圧の高いガス状物質に変化し、オゾン
ガスとともにレンズより除去され、鏡筒外部に排出され
る。排出されたガスは有害なオゾンは分解処理され、そ
の他のガス成分も無害化されて、さらにパーティクル除
去フィルターを通してクリーンルーム内に排出されるよ
うになっている。At the same time as the completion of the exposure, an organic substance adheres to the lens surface. The organic substance changes into a gaseous substance having a high vapor pressure by the ozone gas introduced into the lens barrel, and is removed from the lens together with the ozone gas. It is discharged outside. The discharged gas is decomposed into harmful ozone, the other gas components are detoxified, and further discharged through a particle removal filter into a clean room.
【0037】レンズ鏡筒とレンズを接着する接着剤、鏡
筒内面等の使用材料はオゾンに対して耐性の高いものを
用いるか、またはオゾンガスに触れないよう保護膜をコ
ーティングすることが望ましい。It is desirable to use a material having a high resistance to ozone, such as an adhesive for adhering the lens barrel and the lens and the inner surface of the barrel, or to coat a protective film so as not to be exposed to ozone gas.
【0038】本実施例ではエキシマレーザ露光装置を例
示し、露光方法について説明したが、g線、i線、Ar
F等の露光装置においても、本実施例の露光方法を実行
すれば、レンズ表面に付着する有機物のクリーニング効
果によって、光学性能が安定化する。In this embodiment, an excimer laser exposure apparatus has been exemplified and the exposure method has been described.
Also in the exposure apparatus such as F, if the exposure method of this embodiment is executed, the optical performance is stabilized by the cleaning effect of the organic substances attached to the lens surface.
【0039】本実施例では酸化性ガスとしてオゾンを用
いたが、オゾン以外にも、N2O、H2O2等の有機膜除
去効果のあるガスを用いても同様の効果が得られる。ま
た、これら酸化性ガス以外にも酸素ラジカル、N2Oラ
ジカル等の活性分子を供給してもよい。但し、この場
合、封止チャンバー内はこれらの酸化性ガスに耐性の高
い材料で構成しなければならない。Although ozone is used as the oxidizing gas in this embodiment, the same effect can be obtained by using a gas having an organic film removing effect such as N 2 O or H 2 O 2 other than ozone. In addition to these oxidizing gases, active molecules such as oxygen radicals and N 2 O radicals may be supplied. However, in this case, the inside of the sealing chamber must be made of a material having high resistance to these oxidizing gases.
【0040】また、本実施例では縮小露光系レンズのみ
を清浄化する実施例を示したが、照明系レンズについて
も全く同様の処理が可能であることは言うまでもない。
なお、封止チャンバー101、102の露光光照射部の
大気側にも有機物が付着するが、この部分には防着ガラ
ス等を配置し、着脱容易にして交換する。In this embodiment, the embodiment in which only the reduction exposure system lens is cleaned has been described, but it goes without saying that the same processing can be performed for the illumination system lens.
Although organic substances also adhere to the atmosphere side of the exposure light irradiation sections of the sealing chambers 101 and 102, an adhesion glass or the like is arranged in this portion to facilitate attachment and detachment and replacement.
【0041】本発明による図1に示す露光方法を用いれ
ば、レンズ表面に付着して反射率を変化させたり、エキ
シマレーザを吸収するような有機物を常に除去すること
が可能になり、透過率、照度ムラが変化せず、長期問安
定して露光することが可能になる。また、レンズ群を分
解し清掃するなどの手間がかからず、装置を効率よく使
用することができる。When the exposure method shown in FIG. 1 according to the present invention is used, it is possible to change the reflectance by adhering to the lens surface, and to always remove organic substances that absorb the excimer laser, thereby improving the transmittance, Irradiation unevenness does not change, and stable exposure can be performed for a long time. Also, the apparatus can be used efficiently without the need for disassembling and cleaning the lens group.
【0042】[実施例2]図2は本発明の第2の実施例
であるエキシマ露光装置を示す要部概略図である。同図
において、201はN2ガス、202はガス切り替え器
である。[Embodiment 2] FIG. 2 is a schematic view showing a main part of an excimer exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the figure, 201 is an N 2 gas, and 202 is a gas switch.
【0043】以下、図2に基づいて本発明の詳細を説明
する。露光のためにレンズ群15に紫外線を照射する前
に、ガス切り替え器202によりN2ガス201を鏡筒
内に流し、鏡筒内をN2ガスで十分にパージする。ここ
で使用するN2ガスは、有機金属、NH4等のデポジショ
ンを起こす不純物を除去したものを使用する。また、こ
こではN2ガスを使用しているが、Ar、Ne等の不活
性ガスでもよいし、また、金属不純物、有機不純物等を
除去した空気でもよいが、安価で、高純度のガスが入手
することができ、屈折率が大気と同程度のものであるも
のが望ましい。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIG. Before irradiating the lens group 15 with ultraviolet rays for exposure, the gas switching device 202 allows the N 2 gas 201 to flow into the lens barrel, and sufficiently purges the lens barrel with the N 2 gas. The N 2 gas used here is one from which impurities causing deposition such as organic metal and NH 4 have been removed. Although N 2 gas is used here, an inert gas such as Ar or Ne may be used, or air from which metal impurities and organic impurities have been removed may be used. Desirably, it is available and has a refractive index similar to that of the atmosphere.
【0044】N2ガスでパージした後、ガスを微少流量
流しながら露光を行う。露光中はレーザにより有機系付
着物は除去されるが、露光終了後、鏡筒内や、接着剤等
から放出されるガス等の有機物汚染物質によって、レン
ズ表面にハイドロカーボン等の有機膜が付着する。After purging with N 2 gas, exposure is performed while flowing the gas at a very small flow rate. The laser removes organic deposits during exposure, but after exposure, organic films such as hydrocarbons adhere to the lens surface due to organic contaminants such as gases released from the lens barrel and adhesives. I do.
【0045】露光終了後、ガス切り替え器202を切り
替ぇ、酸素ガス103とオゾン発生器104により、鏡
筒内にオゾンガスを導入する。このオゾンガスによっ
て、露光後にレンズ表面に有機汚染物質が付着するのを
防止する。こうすることにより縮小露光系の光学性能の
劣化を抑制することができる。After the exposure, the gas switch 202 is switched, and ozone gas is introduced into the lens barrel by the oxygen gas 103 and the ozone generator 104. The ozone gas prevents organic contaminants from adhering to the lens surface after exposure. By doing so, it is possible to suppress the deterioration of the optical performance of the reduction exposure system.
【0046】レーザ照射中は酸化性ガスを安定なガスに
置換しているため、鏡筒内に設置された接着剤等の長寿
命化が図れる利点がある。Since the oxidizing gas is replaced with a stable gas during laser irradiation, there is an advantage that the life of an adhesive or the like installed in the lens barrel can be extended.
【0047】本実施例では縮小露光系について説明した
が、照明系にも適用することができるのはもちろんであ
る。In this embodiment, the reduction exposure system has been described. However, it is needless to say that the invention can be applied to an illumination system.
【0048】本実施例では酸化性ガスとしてオゾンを用
いたが、オゾン以外にも、N2O、H2O2等の有機膜除
去効果のあるガスを用いても同様の効果が得られる。ま
たこれら酸化性ガス以外にも酸素ラジカル、N2Oラジ
カル等の活性分子を供給してもよい。但し、この場合、
封止チャンバ−内はこれらの酸化性ガスに対する耐性の
高い材料で構成しなければならない。Although ozone was used as the oxidizing gas in this embodiment, the same effect can be obtained by using a gas having an organic film removing effect such as N 2 O and H 2 O 2 other than ozone. In addition to these oxidizing gases, active molecules such as oxygen radicals and N 2 O radicals may be supplied. However, in this case,
The inside of the sealed chamber must be made of a material having high resistance to these oxidizing gases.
【0049】なお、封止チャンバ−101、102の露
光光照射部の大気側にも有機物が付着するが、この部分
には防着ガラス等を配置し、着脱容易にして交換する。Although organic substances also adhere to the atmosphere side of the exposure light irradiation sections of the sealing chambers 101 and 102, anti-adhesion glass or the like is disposed at this portion to facilitate replacement and replacement.
【0050】[実施例3]図3は本発明の第3の実施例
であるエキシマ露光装置を示す要部概略図である。同図
において、301はN2ガス、302は酸素ガス、30
3は電極、304は 高周波電源およびマッチングボッ
クス、305は排気系である。[Embodiment 3] FIG. 3 is a schematic view showing a main part of an excimer exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention. In the figure, 301 is N 2 gas, 302 is oxygen gas, 30
3 is an electrode, 304 is a high-frequency power supply and a matching box, and 305 is an exhaust system.
【0051】鏡筒16内を、301、302のN2/O2
(20%)ミキシングガスで十分にパージした後、露光を
行う。このガスは金属および金属化合物、NH4等の不
純物を極力除去している。露光終了後、有機物が付着
し、ウエハ17上の照度、照度分布が変化してしまう。
そこで、露光終了後、305の排気系で適当な圧力まで
減圧状態にする。ここで、高周波電源304より、電極
303に高周波電力を印加し、酸素および窒素プラズマ
を形成する。このプラズマ中で形成された酸素ラジカ
ル、オゾン等により、レンズ上の有機物を除去する。除
去された有機物は排気系305により鏡筒16から排出
され、処理系105によって無害化され、排出される。In the lens barrel 16, N 2 / O 2 of 301 and 302
( 20% ) After sufficiently purging with mixing gas, exposure is performed. This gas removes metals and metallic compounds, impurities such as NH 4 as much as possible. After the completion of the exposure, the organic matter adheres, and the illuminance and the illuminance distribution on the wafer 17 change.
Therefore, after the exposure is completed, the pressure in the exhaust system 305 is reduced to an appropriate pressure. Here, high-frequency power is applied from the high-frequency power source 304 to the electrode 303 to form oxygen and nitrogen plasma. Organic substances on the lens are removed by oxygen radicals, ozone and the like formed in the plasma. The removed organic matter is discharged from the lens barrel 16 by the exhaust system 305, is rendered harmless by the processing system 105, and is discharged.
【0052】有機物付着の多い部位にのみ放電を形成
し、除去することができるので、接着剤、封止チャンバ
ー内面等の劣化を防止することができる。Since the discharge can be formed and removed only at the portion where the organic substance adheres frequently, the deterioration of the adhesive, the inner surface of the sealing chamber, etc. can be prevented.
【0053】また、効率よくレンズにオゾン等を供給す
ることができるため、有機物除去速度が非常に速い特徴
を有する。Also, since ozone and the like can be efficiently supplied to the lens, the organic matter removal rate is very high.
【0054】本実施例では供給ガスにN2とO2を用いた
が、N2/O2混合ガスならば、CR(クリーンルーム)
内に排出することができる利点がある。しかし、放電に
よって有機膜除去効果を有する活性物質を生成するガス
ならばN2O、H2O、H2 O 2等でもよく、この場合、
除外系を排気系305の大気側に設置する。特に活性な
酸素原子を生成し、且つ活性種となる以前は安全なガス
が望ましい。In this embodiment, the supply gas is NTwoAnd OTwoUsing
Is NTwo/ OTwoFor mixed gas, CR (clean room)
There is an advantage that can be discharged into. But to discharge
Therefore, a gas that generates an active substance having an organic film removing effect
Then NTwoO, HTwoO, HTwo O TwoEtc., in this case,
The exclusion system is installed on the atmosphere side of the exhaust system 305. Especially active
Safe gas before generating oxygen atoms and becoming active species
Is desirable.
【0055】[実施例4]図4は本発明の第4の実施例
であるエキシマKrF露光装置を示す要部概略図であ
る。同図において、11はエキシマレーザ、12はミラ
ー、401はシャッター、402はシヤツター駆動機
構、403は高圧水銀ランプ、404は金属不純物、有
機不純物等を除去したN2/O2混合ガスである。[Embodiment 4] FIG. 4 is a schematic view showing a main part of an excimer KrF exposure apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. In the figure, 11 is an excimer laser, 12 is a mirror, 401 is a shutter, 402 is a shutter drive mechanism, 403 is a high-pressure mercury lamp, 404 is an N 2 / O 2 mixed gas from which metal impurities, organic impurities and the like have been removed.
【0056】露光を行う前に鏡筒16内を404のガス
で十分に置換する。露光中も十分な流量のガスを流しな
がらウエハの焼き付けを行う。こうすることにより金属
酸化物等の付着を防止する。露光終了後、12のミラー
を移動し、401のシャッターを402の駆動機構によ
り開ける。Before the exposure, the inside of the lens barrel 16 is sufficiently replaced with the gas 404. During exposure, the wafer is baked while flowing a gas at a sufficient flow rate. This prevents adhesion of metal oxides and the like. After the exposure, the mirror 12 is moved, and the shutter 401 is opened by the drive mechanism 402.
【0057】こうすることにより、縮小露光系レンズ群
15に光源11からの紫外光を照射する。光源11は焼
き付け波長のi線以外にも多くの輝線を有し、より短波
長の紫外線も放出されている。鏡筒16内の酸素は、こ
の紫外線により活性化され、オゾン等の活性種を生成
し、レンズに付着した有機物を除去する。In this way, the reduction exposure lens group 15 is irradiated with ultraviolet light from the light source 11. The light source 11 has many bright lines other than the i-line of the printing wavelength, and emits ultraviolet rays of shorter wavelength. Oxygen in the lens barrel 16 is activated by the ultraviolet rays, generates active species such as ozone, and removes organic substances attached to the lens.
【0058】活性種の生成には紫外線が有効であり、露
光系の加熱を防止するために、赤外線カットフィルター
を通して照射しても、有機物除去効果はほとんど変わら
ない。有機物を除去する場合、できるだけ照度を上げる
ため、レチクル14もはずして行うとが望ましい。Ultraviolet rays are effective for the generation of active species, and the effect of removing organic substances hardly changes even when irradiation is performed through an infrared cut filter in order to prevent heating of the exposure system. When removing organic matter, it is desirable to remove the reticle 14 in order to increase the illuminance as much as possible.
【0059】また、有機物除去を行なう際に照射する紫
外線の波長は、短波長の方がオゾン生成効率、有機物分
解効率に優れており、160〜350nmであることが望まし
い。The shorter the wavelength of the ultraviolet light used for removing organic substances, the better the ozone generation efficiency and organic substance decomposition efficiency, and desirably 160 to 350 nm.
【0060】[実施例5]図5は本発明の第5の実施例
であるi線露光装置を示す要部概略図である。同図にお
いて、16は内部にオゾンガスを充墳した密封型鏡筒、
501は金属および金属化合物、有機不純物等を除去し
たN2/O2混合ガス、502はストップバルブ、503
はガス排出孔、504はi線フィルター、505はフィ
ルター移送機構である。[Embodiment 5] FIG. 5 is a schematic view showing a main part of an i-line exposure apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. In the same figure, reference numeral 16 denotes a sealed lens barrel filled with ozone gas,
501 is an N 2 / O 2 mixed gas from which metals and metal compounds, organic impurities and the like have been removed, 502 is a stop valve, 503
Is a gas exhaust hole, 504 is an i-line filter, and 505 is a filter transfer mechanism.
【0061】縮小露光系に金属酸化物等の容易に除去す
ることができない付着物が析出しないようにボンベ等よ
り金属および金属化合物、有機不純物等を除去したN2
/O2混合ガス501によりパージを行いながら、露光
を行う。In order to prevent deposits such as metal oxides, which cannot be easily removed, from depositing on the reduced exposure system, N 2 from which metals and metal compounds, organic impurities, etc. are removed from a cylinder or the like.
Exposure is performed while purging with the / O 2 mixed gas 501.
【0062】レンズ鏡筒内には高濃度のオゾンガスが充
填されており、露光中、および放置中にレンズ表面に付
着した有機物を除去し、CO2、H2O等に変化させる。
これらのガスは、i線で分解することはなく、安定して
ガス状で存在する。鏡筒内の有機物汚染は、製造時に鏡
筒内部に付着したハイドロカーボン、接着剤等から放出
されるガスが主成分となるが、長時間使用するうちに枯
れてくる。したがって、初期に放出されるガスによる有
機付着物を再付着しないガス状態に変換してしまうこと
により、長期問安定した光学性能を維持することが可能
となる。The lens barrel is filled with a high concentration of ozone gas, which removes organic substances adhering to the lens surface during exposure and during standing, and changes them into CO 2 , H 2 O or the like.
These gases do not decompose by i-rays and exist stably in gaseous form. Organic substances in the lens barrel are mainly composed of gas released from hydrocarbons, adhesives, and the like attached to the lens barrel during manufacture, but wither over a long period of use. Therefore, by converting the organic deposits due to the initially released gas into a gas state that does not re-adhere, it is possible to maintain stable optical performance for a long time.
【0063】非常に長期間使用すると、鏡筒内に充填さ
れたオゾンが分解し、酸素に変化してしまい、次第にこ
の効果が薄れてくる。ここで、i線フィルター504を
移送機構505により取り外し、光源11に紫外光をフ
ィルターを介さずに縮小露光系レンズ群15に照射す
る。光源11から放射される紫外光は200nm以下の非常
に短波長の光も放射されており、レンズ群15内に充填
されている酸素を活性化する。When used for a very long time, the ozone filled in the lens barrel is decomposed and changes into oxygen, and this effect gradually diminishes. Here, the i-line filter 504 is removed by the transfer mechanism 505, and the light source 11 emits ultraviolet light to the reduction exposure lens group 15 without passing through the filter. Ultraviolet light emitted from the light source 11 also emits light having a very short wavelength of 200 nm or less, and activates oxygen filled in the lens group 15.
【0064】したがって、これらのオゾン等の活性酸素
により、レンズ表面に付着した有機不純物質を除去する
ことができる。Therefore, the organic impurities attached to the lens surface can be removed by the active oxygen such as ozone.
【0065】本実施例では、露光に用いる光源をそのま
ま活用することができ、効率的であるとともに、酸化物
ガス処理系、酸化物ガス供給系等が必要なく、使いやす
く、安価で、しかも長期間光学性能の安定した露光装置
を提供することができる利点がある。In the present embodiment, the light source used for exposure can be used as it is, and it is efficient, and it is easy to use, inexpensive, and long in terms of the need for an oxide gas treatment system and an oxide gas supply system. There is an advantage that an exposure apparatus having stable optical performance for a long period can be provided.
【0066】[0066]
【発明の効果】上記のように本発明により、紫外線を用
いる露光装置を長期間にわたって安定に動作させること
ができる露光方法が提供される。As described above, according to the present invention, there is provided an exposure method capable of operating an exposure apparatus using ultraviolet light stably for a long period of time.
【図1】本発明の実施例1による露光装置のレンズ系の
概要を示す摸式断面図。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an outline of a lens system of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例2による露光装置のレンズ系の
概要を示す摸式断面図。FIG. 2 is a schematic sectional view showing an outline of a lens system of an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例3による露光装置のレンズ系の
概要を示す摸式断面図。FIG. 3 is a schematic sectional view showing an outline of a lens system of an exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施例4による露光装置のレンズ系の
概要を示す摸式断面図。FIG. 4 is a schematic sectional view showing an outline of a lens system of an exposure apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
【図5】本発明の実施例5による露光装置のレンズ系の
概要を示す摸式断面図。FIG. 5 is a schematic sectional view showing an outline of a lens system of an exposure apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
【図6】従来技術による露光装置のレンズ系の概要を示
す摸式断面図。FIG. 6 is a schematic sectional view showing an outline of a lens system of an exposure apparatus according to a conventional technique.
11,61 光源(ランプ)、エキシマレーザ 12 ミラー 13,62 コンデンサーレンズ 14,64 レチクル 15,65 縮小露光系レンズ群 16 鏡筒 17,67 シリコンウエハ(半導体ウエハ) 68 ベース 69 XYステージ 101 照明系レンズ封止チャンバー 102 投影系レンズ封止チャンバー(封止ボック
ス) 103 酸素ガスボンベ 104 オゾン発生装置 105 オゾン処理装置 106 貫通孔 201,301 N2ガス 202 ガス切り替え器 302 酸素ガス 303 電極 304 高周波電源およびマッチングボックス 305 排気系 401 シャッター 402 シヤツター駆動機構 403 高圧水銀ランプ 404,501 N2/O2混合ガス 502 ストップバルブ 503 ガス排出孔 504 i線フィルター 505 フィルター移送機構 601 照明系鏡筒 602 投影系鏡筒11,61 light source (lamp), excimer laser 12 mirror 13,62 condenser lens 14,64 reticle 15,65 reduction exposure system lens group 16 lens barrel 17,67 silicon wafer (semiconductor wafer) 68 base 69 XY stage 101 illumination system lens Sealing chamber 102 Projection system lens sealing chamber (sealing box) 103 Oxygen gas cylinder 104 Ozone generator 105 Ozone treatment unit 106 Through hole 201,301 N 2 gas 202 Gas switch 302 Oxygen gas 303 Electrode 304 High frequency power supply and matching box 305 exhaust system 401 shutter 402 Shiyatsuta drive mechanism 403 high pressure mercury lamp 404,501 N 2 / O 2 mixed gas 502 stop valve 503 gas outlets 504 i-ray filter 505 filters transferor 601 illumination system lens barrel 602 projection system lens barrel
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 枇榔 竜二 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 金沢 秀宏 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Ryuji Bilo 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Hidehiro Kanazawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Non Corporation
Claims (7)
介して通過させ、レチクルを通して露光対象物上に露光
する露光方法において、前記光学系の少なくとも一部を
酸化によって固形物を生成するSi、Al、Mg、NH
4およびこれらの化合物等を除去した酸化性雰囲気に保
持しつつ露光を行うことを特徴とする露光方法。1. An exposure method in which a light beam from a light source passes through an optical system including a lens and is exposed on an object to be exposed through a reticle, wherein at least a part of the optical system is oxidized to form a solid by oxidation. , Al, Mg, NH
4. An exposure method, wherein exposure is carried out while maintaining the composition in an oxidizing atmosphere from which these compounds and the like have been removed.
介して通過させ、レチクルを通して露光対象物上に露光
する露光方法において、前記光学系の少なくとも一部を
酸化によって固形物を生成するSi、Al、Mg、NH
4およびこれらの化合物等を除去した雰囲気に保持しつ
つ露光を行い、その後、前記光学系の少なくとも一部を
酸化性雰囲気に保持し、レンズ表面に付着した有機物を
除去する工程を導入することを特徴とする露光方法。2. An exposure method for passing a light beam from a light source through an optical system including a lens and exposing the object on an exposure object through a reticle, wherein at least a part of the optical system forms a solid by oxidation. , Al, Mg, NH
4 and performing exposure while maintaining the atmosphere in which these compounds and the like have been removed, and then introducing a process of maintaining at least a part of the optical system in an oxidizing atmosphere and removing organic substances attached to the lens surface. Characteristic exposure method.
N2O、H2O2またはこれらの混合ガスである請求項1
または2記載の露光方法。3. The method according to claim 1, wherein the main component of the oxidizing atmosphere is ozone,
2. A gas according to claim 1, which is N 2 O, H 2 O 2 or a mixed gas thereof.
Or the exposure method according to 2.
カル、N2Oラジカル、H2O2ラジカルおよびこれらの
混合ガス等の酸化性を有する活性種である請求項1また
は2記載の露光方法。4. The exposure according to claim 1, wherein a main component of the oxidizing atmosphere is an active species having an oxidizing property such as an oxygen radical, a N 2 O radical, a H 2 O 2 radical, and a mixed gas thereof. Method.
介して通過させ、レチクルを通して露光対象物上に露光
する露光方法において、前記光学系の少なくとも一部を
酸化によって固形物を生成するSi、Al、Mg、NH
4およびこれらの化合物等を除去した雰囲気に保持しつ
つ露光を行い、その後、前記光学系の少なくとも一部
に、露光波長以外の紫外光を照射し、紫外光のエネルギ
ーもしくは紫外光により生成されたオゾン等の酸化性ガ
スによりレンズ表面に付着した有機物を除去する工程を
導入することを特徴とする露光方法。5. An exposure method for passing a light beam from a light source through an optical system including a lens and exposing the object on an exposure object through a reticle, wherein at least a part of the optical system is oxidized to form a solid by oxidation. , Al, Mg, NH
4 and exposure was performed while maintaining the atmosphere in which these compounds and the like were removed, and thereafter, at least a part of the optical system was irradiated with ultraviolet light other than the exposure wavelength, and was generated by ultraviolet light energy or ultraviolet light. An exposure method characterized by introducing a step of removing organic substances attached to the lens surface with an oxidizing gas such as ozone.
0nmの範囲である請求項5記載の露光方法。6. The wavelength of the ultraviolet light is 160 to 35.
The exposure method according to claim 5, wherein the wavelength is in a range of 0 nm.
ている光源である請求項5記載の露光方法。7. The exposure method according to claim 5, wherein the ultraviolet light source is a light source used in an exposure apparatus.
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