KR20010095087A - 노광장치, 노광방법 및 디바이스의 제조방법 - Google Patents

노광장치, 노광방법 및 디바이스의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20010095087A
KR20010095087A KR1020010016443A KR20010016443A KR20010095087A KR 20010095087 A KR20010095087 A KR 20010095087A KR 1020010016443 A KR1020010016443 A KR 1020010016443A KR 20010016443 A KR20010016443 A KR 20010016443A KR 20010095087 A KR20010095087 A KR 20010095087A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
reticle
space
mask
unit
Prior art date
Application number
KR1020010016443A
Other languages
English (en)
Inventor
아오키타카시
오와소이치
Original Assignee
시마무라 테루오
가부시키가이샤 니콘
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 시마무라 테루오, 가부시키가이샤 니콘 filed Critical 시마무라 테루오
Publication of KR20010095087A publication Critical patent/KR20010095087A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/62—Pellicles, e.g. pellicle assemblies, e.g. having membrane on support frame; Preparation thereof
    • G03F1/64—Pellicles, e.g. pellicle assemblies, e.g. having membrane on support frame; Preparation thereof characterised by the frames, e.g. structure or material, including bonding means therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/70866—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70908—Hygiene, e.g. preventing apparatus pollution, mitigating effect of pollution or removing pollutants from apparatus
    • G03F7/70933—Purge, e.g. exchanging fluid or gas to remove pollutants
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70983—Optical system protection, e.g. pellicles or removable covers for protection of mask

Abstract

본 발명의 노광장치는, 마스크기판상의 패턴형성영역을 보호하는 보호부재와 보호부재를 지지하는 프레임으로 형성되는 제 1 공간을 갖는 마스크를 제 2 공간에 설치하고, 광원으로부터의 에너지 빔에 의해 제 2 공간에 설치된 마스크의 패턴을 기판상에 전사한다. 이 장치는, 제 1 공간내의 압력을 소정 압력으로 유지하면서 제 1 공간내의 기체를 에너지 빔이 투과하는 소정 가스로 치환하기 위한 가스치환실을 갖는다.

Description

노광장치, 노광방법 및 디바이스의 제조방법{EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE METHOD, AND METHOD OF MANUFACTURING DEVICE}
본 발명은 반도체소자, 액정표시소자, 촬상소자 (CCD 등), 박막자기헤드 등의 전자디바이스를 제조하기 위한 노광장치, 노광방법 및 디바이스의 제조방법에 관한 것이다.
반도체소자나 액정표시소자 등의 전자디바이스를 포토리소그래피공정으로 제조할 때에는 투영노광장치가 사용되고 있다. 이러한 종류의 투영노광장치는, 패턴이 형성된 마스크 혹은 레티클 (이하, 레티클이라 함) 의 패턴 이미지를, 투영광학계를 통해 감광재 (레지스트) 가 도포된 기판상의 각 투영 (쇼트) 영역에 투영한다. 전자디바이스의 회로는 상기 투영노광장치에서 피노광기판상에 회로패턴을 노광함으로써 전사되고, 후처리에 의해 형성된다. 이와 같이 하여 형성되는 회로배선을 예컨대 20 층 정도에 걸쳐 반복성층한 것이 집적회로이다.
최근, 집적회로의 고밀도집적화, 즉 회로패턴의 미세화가 진행되고 있으며, 이에 따라 투영노광장치에 있어서의 노광용 조명광 (노광광) 이 단파장화되는 경향에 있다. 즉, 노광광으로서 지금까지 주류를 이루었던 수은램프의 휘선 대신에 KrF 엑시머레이저 (파장 : 248 ㎚) 가 사용되게 되고, 또한 단파장의 ArF 엑시머레이저 (193 ㎚) 의 실용화도 최종단계로 들어가고 있다. 또한, 고밀도집적화를 지향하여 F2레이저 (157 ㎚) 나 Ar2레이저 (126 ㎚) 의 연구도 진행되고 있다.
파장 120 ㎚ ∼ 200 ㎚ 정도의 광 (에너지 빔) 은 진공자외역에 속하며, 이들 광 (이하, 진공자외광이라 함) 은 공기를 투과하지 않는다. 이것은 공기중에 함유되는 산소분자·물분자·이산화탄소분자 등의 물질 (이하, 흡광물질이라 함) 에 의해 광의 에너지가 흡수되기 때문이다.
따라서, 진공자외광을 노광광으로 사용하는 경우, 노광광을 충분한 조도로 기판에 도달시키기 위해서는, 노광광의 광로상의 공간에서 흡광물질을 저감할 필요가 있다. 이러한 점에서 종래의 노광장치에서는, 광로공간에 있어서의 흡광물질을 저감하기 위하여, 상기 공간을 감압한 상태로 유지하거나 상기 공간을 감압한 후에 노광광의 에너지흡수가 적은 가스 (저흡수성 가스) 를 공급하여 상기 공간내를 가스치환한다.
예컨대, F2레이저를 사용한 노광장치에서는, 그 노광빔의 광로상의 모든 공간을 고순도의 불활성가스로 충전 (퍼지) 할 필요가 있다. 이 경우, 예컨대 전체 광로길이를 1000 ㎜ 로 하면, 광로상의 공간내의 흡광물질 농도는 1 ppm 정도 이하가 실용적으로 되어 있다.
그런데, 레티클에는 패턴형성영역으로의 이물질의 부착을 방지하기 위하여, 페리클이라 불리는 보호부재가 프레임 (금틀) 을 통해 장착되어 있는 것이 일반적이다. 따라서, 상술한 바와 같이 진공자외선광을 노광광으로 사용하는 경우, 보호부재와 금틀로 형성되는 공간 (보호부재내 공간) 내의 흡광물질도 저감할 필요가 있다.
또한, 프레임에는 통상 기압의 변화에 따른 페리클의 파손을 방지하기 위하여, 개구 (통기구) 가 형성되어 있다. 이 개구에 의해, 예컨대 항공기에 의한수송이나 날씨변화 등으로 인해 기압이 변화하여도, 보호부재내의 공간과 외기 사이에 압력차가 발생하는 일이 없으므로 보호부재의 파손이 방지된다.
그런데, 보호부재는 매우 얇은 부재, 예컨대 니트로셀룰로오스 등의 유기물을 주성분으로 하는 두께가 수백 ㎚ ∼ 수 ㎛ 정도인 투명한 얇은 막으로 형성된 것이기 때문에, 상술한 바와 같이 공간내를 감압하는 방법에서는, 상기 공간내의 압력변화로 인해 보호부재가 변형되어 파손할 우려가 있어서 안정되게 흡광물질을 저감하기가 어렵다.
본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 레티클에 있어서의 보호부재에 의해 형성되는 공간내에서 흡광물질을 효율적으로 안정되게 저감하여, 노광정밀도를 향상시킬 수 있는 노광장치, 노광방법 및 디바이스의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1 은 본 발명에 관한 노광장치의 제 1 실시예를 설명하기 위한 구성도.
도 2a 및 도 2b 는 보호부재를 장착한 마스크 (레티클) 를 설명하기 위한 평면도 및 단면도.
도 3a 및 도 3b 는 제 1 실시예의 레티클 가스치환실을 나타낸 단면도.
도 4a 및 도 4b 는 본 발명에 관한 노광장치의 제 2 실시예를 설명하기 위한 단면도.
도 5 는 본 발명에 관한 노광장치의 제 3 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 6 은 본 발명에 관한 노광장치의 제 4 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 7 은 본 발명에 관한 노광장치의 제 5 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 8 은 본 발명에 관한 노광장치의 제 6 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 9 는 제 6 실시예의 변형예를 설명하기 위한 도면.
도 10a 및 도 10b 는 본 발명에 관한 노광방법의 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 11 은 본 발명에 관한 노광장치의 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 12 는 보호장치가 장착된 레티클을 나타낸 사시도.
도 13 은 예비실을 구비한 노광장치의 구성예를 나타낸 도면.
도 14a 및 도 14b 는 보호장치에 형성되는 개구의 다른 예를 나타낸 사시도.
도 15 는 디바이스의 제조공정의 일례를 나타낸 플로차트.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
R : 레티클(마스크) W : 웨이퍼(기판)
PE : 보호부재 PF : 프레임
GS : 보호부재내 공간(제 1 공간) LB : 광속
IL : 노광광 RST : 레티클 스테이지
PL : 투영광학계 LO : 조명광학계
h3, h4 : 급기구 h1, h2 : 배출구
10 : 노광장치 20 : 광원
21 : 레티클실 22 : 웨이퍼실
23, 122 : 주제어장치 41 : 레티클 홀더
46 : 웨이퍼 홀더 47 : 웨이퍼 스테이지
55a, 100, 120, 130 : 레티클 가스 치환실(가스 치환실)
70, 103, 123 : 가스 공급장치 71, 104, 114, 124 : 가스 배기장치
73 : 공급구 76 : 배기구
74, 101 : 공급노즐 77, 102 : 배기노즐
121 : 검출장치 131 : 광세정장치
341 : 스테이지 구동계 342 : 레이저 간섭계
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 태양에서는, 마스크기판상의 패턴형성영역을 보호하는 보호부재와 상기 보호부재를 지지하는 프레임으로 형성되는 제 1 공간을 갖는 마스크를 제 2 공간에 설치하고, 광원으로부터의 에너지 빔에 의해 상기 제 2 공간에 설치된 상기 마스크의 패턴을 기판상에 전사하는 노광장치로서, 상기 제 1 공간내의 압력을 소정 압력으로 유지하면서 상기 제 1 공간내의 기체를 상기 에너지 빔이 투과하는 소정 가스로 치환하기 위한 가스치환실을 갖는다.
이 노광장치에서는, 가스치환실에 의해 마스크에 있어서의 보호부재와 프레임으로 형성되는 제 1 공간내의 압력을 소정 압력으로 유지하면서 상기 제 1 공간을 소정 가스로 치환하기 때문에, 압력변화에 따른 보호부재의 변형이 억제되어 상기 보호부재의 파손이 방지된다. 따라서, 안정되게 제 1 공간내에서 흡광물질이 저감된다.
이 경우, 상기 가스치환실내로 상기 소정 가스를 공급하는 가스공급장치를 갖고 있어도 되고, 상기 프레임은 상기 제 1 공간내로 상기 가스치환실내의 상기 소정 가스를 급기하는 급기구와, 상기 가스치환실내로 상기 제 1 공간내의 기체를 배출하는 배출구를 가져도 된다. 이 경우에는, 가스공급장치에 의해 가스치환실내로 소정 가스가 공급되고, 이 때의 가스치환실내에서의 기체의 흐름에 의해 상기 소정 가스가 프레임의 급기구를 통해 제 1 공간내로 급기되고, 배출구를 통해 제 1 공간내의 기체가 배출된다.
상기 제 1 공간내에서 상기 가스치환실내로 배기된 상기 기체를 배기하는 가스배기장치를 갖고 있어도 되며, 이 경우 보다 단시간에 가스치환을 실시할 수 있다.
상기 프레임의 상기 급기구와 상기 가스공급장치의 공급구가 서로 대향하고 있어도 되고, 또한 상기 프레임의 상기 배출구와 상기 가스배기장치의 배기구가 서로 대향하여도 된다. 이 경우에는, 가스공급장치의 공급구로부터 유입된 소정 가스가 그 유동성을 어느 정도 유지한 상태에서 프레임의 급기구에서 제 1 공간으로 유입됨과 동시에 제 1 공간내의 기체가 배출구를 통해 유출된다.
상기 가스치환실은, 상기 프레임의 상기 급기구에 접속되는 공급노즐을 갖는 가스공급장치와, 상기 프레임의 상기 배출구에 접속되는 배기노즐을 갖는 가스배기장치를 가져도 된다. 이 경우에는, 공급노즐에 의해 가스공급장치에서 공급되는 소정 가스가 프레임의 급기구를 통해 직접 제 1 공간내로 도입됨과 동시에, 배기노즐에 의해 제 1 공간내의 기체가 프레임의 배출구를 통해 직접 가스배기장치로 도입된다. 따라서, 제 1 공간의 가스치환에 따라 소비되는 소정 가스에 낭비가 적다.
상기 가스치환실은, 상기 제 1 공간의 압력변화를 검출하는 검출장치와, 상기 검출장치의 검출결과에 기초하여 상기 가스공급장치 및 상기 가스배기장치 중 적어도 1 개를 제어하여 상기 제 1 공간을 소정 압력으로 유지시키는 제어장치를 구비하고 있어도 된다. 이 경우에는, 제어장치에 의해, 검출장치에 의한 검출결과에 기초하여 제 1 공간이 소정 압력으로 유지되기 때문에, 보호부재의 파손이 확실하게 방지된다.
상기 검출장치는 상기 보호부재의 변위를 검출하는 변위센서여도 되며, 이 경우 외부에서 제 1 공간내의 압력변화가 쉽게 검출된다.
상기 가스치환실은, 상기 마스크 또는 상기 보호부재 중 적어도 1 개를 광세정하는 광세정장치를 구비하여도 된다. 이 경우에는, 광세정장치에 의해 보호부재 또는 마스크에 부착된 흡광물질이 산화분해되기 때문에, 보호부재를 갖는 마스크를 노광광이 확실하게 투과한다.
본 발명의 다른 태양은, 마스크기판상의 패턴형성영역을 보호하는 보호부재와 상기 보호부재를 지지하는 프레임으로 형성되는 제 1 공간을 갖는 마스크를 제 2 공간에 설치하고, 광원으로부터의 에너지 빔에 의해 상기 제 2 공간에 설치된 상기 마스크의 패턴을 기판상에 전사하는 노광방법으로서, 상기 제 1 공간내의 압력을 소정 압력으로 유지하면서 상기 제 1 공간내의 기체를 상기 노광광이 투과하는 소정 가스로 치환한다.
이 노광방법에서는, 마스크에 있어서의 보호부재와 프레임으로 형성되는 제 1 공간내의 압력을 소정 압력으로 유지하면서 상기 제 1 공간을 소정 가스로 치환하기 때문에, 청구항 1 에 기재된 발명과 마찬가지로 압력변화에 따른 보호부재의 변형이 억제되어 상기 보호부재의 파손이 방지된다.
본 발명의 다른 태양은, 리소그래피공정을 포함하는 디바이스의 제조방법으로서, 상기 리소그래피공정에서는 상술한 노광장치를 사용하여 디바이스를 제조한다.
이 디바이스의 제조방법에서는, 상술한 발명에 관한 노광장치를 사용하여 디바이스를 제조하기 때문에, 충분한 조도의 노광광으로 기판이 조사되어 디바이스의 패턴정밀도가 향상된다.
본 발명의 다른 태양은, 마스크기판상의 패턴형성영역을 보호하는 보호부재와 상기 보호부재를 지지하는 프레임으로 형성되는 제 1 공간을 갖는 마스크를 사용하여 광원으로부터의 빔에 의해 상기 마스크의 패턴을 기판에 전사하는 노광방법으로서, 이 방법에서는 상기 빔이 투과하는 가스가 공급되는 제 2 공간내에 상기 마스크를 수용하고, 상기 제 2 공간내에서 상기 마스크를 소정 방향으로 움직여서상기 프레임에 형성된 개구를 통해 상기 가스를 상기 제 1 공간내로 유입시킨다.
이 노광방법에서는, 마스크의 움직임에 따라 프레임에 형성된 개구를 통해 광원으로부터의 빔이 투과하는 가스가 마스크의 제 1 공간내로 유입된다. 따라서, 이 가스의 유입에 의해 제 1 공간내의 흡광물질이 저감된다. 그럼으로써, 광원으로부터의 빔이 충분한 조도로 기판에 도달하게 되어 노광정밀도의 향상을 도모할 수 있다.
상기 프레임에 형성된 개구는, 서로 대향하는 복수의 개구를 포함하고 있어도 되며, 상기 소정 방향은 상기 복수의 개구가 대향하는 방향이어도 된다. 이 경우, 복수의 개구를 통해 제 1 공간으로 가스가 유입되기 쉬워진다.
상기 마스크의 패턴을 상기 기판에 전사하는 노광방식은, 상기 마스크와 상기 기판을 동기이동시키는 주사노광방식이어도 되고, 상기 소정 방향은 상기 주사방향이어도 된다. 이 경우, 마스크의 주사에 따라 제 1 공간으로 가스가 유입된다.
상기 마스크의 패턴을 기판에 전사하기 전에, 상기 제 2 공간내에서 상기 마스크를 상기 소정 방향으로 움직여서 상기 제 1 공간내의 기체를 상기 가스로 치환함으로써, 광원으로부터의 빔이 충분한 조도로 상기 기판에 도달한다.
상기 제 2 공간은, 상기 마스크의 패턴을 상기 기판에 전사할 때에 상기 마스크가 수용되는 마스크실의 내부공간으로서, 상기 마스크의 패턴을 기판에 전사할 때에 상기 마스크실내에서 상기 마스크를 상기 소정 방향으로 움직여서 상기 가스를 상기 제 1 공간내로 유입시켜도 된다. 이 경우, 마스크의 패턴의 전사중으로서, 제 1 공간내의 흡광물질이 저감됨과 동시에 제 1 공간내의 흡광물질이 저감된 상태가 유지된다. 제 1 공간내에서 배출된 흡광물질은 제 2 공간내로서, 흡광의 원인으로 되는데, 이것은 고순도 퍼지가스를 제 2 공간내에서 플로시킴으로써 제 2 공간내에 체류하는 일이 없으므로 용이하게 배출할 수 있다.
상기 제 2 공간은, 상기 마스크의 패턴을 상기 기판에 전사할 때에 상기 마스크가 수용되는 마스크실의 내부공간으로서, 상기 기판을 다른 기판으로 교환할 때에 상기 마스크실내에서 상기 마스크를 상기 소정 방향으로 움직여서 상기 가스를 상기 제 1 공간내로 유입시켜도 된다. 이 경우, 기판의 교환중에 제 1 공간내의 흡광물질이 저감됨과 동시에 제 1 공간내의 흡광물질이 저감된 상태가 유지된다.
상기 제 2 공간은, 상기 마스크의 패턴을 상기 기판에 전사할 때에 상기 마스크가 수용되는 마스크실과는 별도로 형성되고, 상기 마스크실에 수용되는 상기 마스크가 일시적으로 수용되는 예비실의 내부공간이어도 된다. 이 경우, 예비실내에서 제 1 공간내의 흡광물질이 저감된 마스크를 마스크실에 수용할 수 있게 된다.
이 경우에 있어서, 상기 마스크실에 수용되어 있는 상기 마스크와는 별도의 마스크를 상기 예비실내에서 상기 소정 방향으로 움직여서 상기 가스를 상기 마스크의 상기 제 1 공간내로 유입시켜도 된다. 이 경우, 마스크실내의 마스크를 제 1 공간내의 흡광물질이 저감된 마스크로 신속하게 교환할 수 있게 된다.
상기 제 2 공간내에서 상기 마스크와 상기 보호부재 중 적어도 일측을 광세정하여도 된다. 이 경우, 마스크 또는 보호부재에 부착된 흡광물질이 산화분해되어 기체중으로 방출된다.
상기 제 1 공간내의 불순물질의 농도에 관한 정보를 검출하고, 상기 검출결과에 기초하여 상기 제 2 공간내에서 상기 마스크를 상기 소정 방향으로 움직여도 된다. 이 경우, 제 1 공간내의 불순물질 (흡광물질) 의 농도를 확실하게 저감할 수 있게 된다.
발명의 실시형태
이하, 본 발명에 관한 노광장치의 제 1 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 1 은 본 발명에 관한 노광장치 (10) 의 개략구성을 나타낸다.
이 노광장치 (10) 는 마스크로서의 레티클 (R) 과 기판으로서의 웨이퍼 (W) 를 일차원방향으로 동기이동시키면서, 레티클 (R) 에 형성된 패턴을 투영광학계 (PL) 를 통해 웨이퍼 (W) 의 각 쇼트영역에 전사하는 스텝·앤드·스캔방식의 축소투영노광장치이다.
노광장치 (10) 는, 광원 (20), 상기 광원 (20) 으로부터의 광속 (LB) 을 레티클 (R) 에 조명하는 조명광학계 (LO), 레티클 (R) 을 수용하는 레티클실 (21), 레티클 (R) 에서 사출되는 노광광 (IL) 을 웨이퍼 (W) 상에 투사하는 투영광학계 (PL), 웨이퍼 (W) 를 수용하는 웨이퍼실 (22) 및 주제어장치 (23) 등을 구비하고 있다.
상기 광원 (20) 으로서, 여기에서는 파장 약 120 ㎚ ∼ 약 180 ㎚ 의 진공자외광역에 속하는 광을 발하는 광원, 예컨대 발진파장 157 ㎚ 의 불소레이저 (F2레이저), 발진파장 146 ㎚ 의 크립톤다이머레이저 (Kr2레이저), 발진파장 126 ㎚ 의 아르곤다이머레이저 (Ar2레이저) 등이 사용되고 있다. 광원으로서 발진파장 193 ㎚ 의 ArF 엑시머레이저 등을 사용하여도 된다.
상기 조명광학계 (LO) 는, 광원 (20) 에서 사출된 광속 (레이저 빔) (LB) 을 소정 방향으로 구부리는 미러 (30), 상기 미러 (30) 에 의해 도입된 광속 (LB) 을 거의 균일한 조명분포의 광속으로 조정하여 노광광 (IL) 으로 변환하는 옵티컬 인테그레이터 (31), 노광광 (IL) 의 대부분 (예컨대 97 %) 을 투과함과 동시에 나머지 부분 (예컨대 3 %) 을 인테그레이터 센서 (32b) 로 도입하는 빔 스플리터 (33), 상기 빔 스플리터 (33) 를 투과하여 미러 (34) 및 릴레이 렌즈 (35) 등으로 도입된 노광광 (IL) 을 소정 조명범위로 규정하는 레티클 블라인드 (36), 상기 레티클 블라인드 (36) 의 개구를 투과한 노광광 (IL) 을 레티클실 (21) 로 도입하는 릴레이 렌즈 (37) 및 미러 (38) 등을 포함한다.
또한, 빔 스플리터 (33) 를 투과하여 웨이퍼에서 혹은 빔 스플리터 (33) 와 웨이퍼 사이에 배치되는 복수의 광학부재에서 반사되어 돌아온 노광광 (IL) 을 빔 스플리터를 통해 수광하는 반사율 모니터 (32a) 를 구비한다.
반사율 모니터 (32a) 및 인테그레이터 센서 (32b) 는 광전변환소자 등으로 이루어져 있으며, 빔 스플리터 (33) 에 의해 도입되는 노광광 (IL) 의 일부분을 광전변환하고, 그 광전변환신호를 주제어장치 (23) 로 공급하는 것이다. 즉, 주제어장치 (23) 는 이 반사율 모니터 (32a) 및 인테그레이터 센서 (32b) 로부터의정보에 기초하여 광원 (20) 을 구동·정지시키도록 되어 있으며, 그럼으로써 웨이퍼 (W) 에 대한 노광량 (노광광의 조사량) 이 제어된다.
인테그레이터 센서 (32b) 의 출력신호는, 노광동작 전에 웨이퍼 스테이지 (47) 에 장착된 조사량 모니터에 의해 투영광학계를 통과해 온 노광빔 (IL) 을 수광하여 얻어지는 출력신호와 관계되어 있다.
레티클 블라인드 (36) 는, 예컨대 평면 L 자형상으로 굴곡하여 노광광 (IL) 의 광축과 직교하는 면내에서 조합됨으로써 직사각형의 개구를 형성하는 1 쌍의 블레이드 (도시생략) 와, 이들 블레이드를 주제어장치 (23) 의 지시에 기초하여 광축과 교차하는 면내에서 변위시키는 차광부 변위장치 (도시생략) 를 구비하고 있다. 이 때, 블레이드는 레티클 (R) 의 패턴면과 공액인 면에 배치된다. 레티클 블라인드 (36) 의 개구의 크기는 블레이드의 변위에 따라 변화하고, 이 개구에 의해 규정된 노광광 (IL) 은 릴레이 렌즈 (37) 를 통해 레티클실 (21) 에 배치된 레티클 (R) 의 특정 영역을 거의 균일한 조도로 조명한다.
상기 레티클실 (21) 은, 조명광학계 (LO) 의 하우징 및 투영광학계 (PL) 의 하우징 (IU) 과 빈 틈 없이 접합된 격벽 (40) 에 의해 형성되어 있으며, 그 내부공간에 레티클 (R) 을 진공흡착에 의해 지지하는 레티클 홀더 (41) 를 구비하고 있다.
본 실시예에서는 이 격벽 (40) 이 1 개의 유닛 (이하, 레티클실이라 함) 을 구성하고 있으며, 이 레티클실은 외부에 대하여 내부공간이 기밀성을 갖는 기밀구조이다. 여기서, 기밀구조란, 레티클실외의 기체로부터 완전히 차단된 완전밀폐구조여도 되고, 레티클실내의 압력이 레티클실외의 압력보다 높게 설정되어 공간내에서 공간외로 기체가 새어나가는 구조여도 된다. 또한, 레티클실 내외가 동기압이어서 레티클실 내외 사이에서 기체의 흐름이 거의 없는 구조도 포함된다.
이 레티클 홀더 (41) 는, 레티클 (R) 상의 패턴이 형성된 영역인 패턴영역에 대응한 개구를 갖고, 도시하지 않은 구동계에 의해 X 방향, Y 방향, θ방향 (Z 축둘레의 회전방향) 으로 미동가능하게 되어 있다. 그럼으로써, 패턴영역의 중심이 투영광학계 (PL) 의 광축을 통과하도록 레티클 (R) 의 위치결정이 가능한 구성으로 되어 있다. 레티클 홀더 (41) 의 구동기구는, 예컨대 2 세트의 보이스코일 모터를 사용하여 구성된다.
레티클실 (21) 의 격벽 (40) 의 천정부에는, 조명광학계 (LO) 에 있어서의 하우징의 내부공간과 레티클실 (21) 의 내부공간을 분리하도록 광학부재(42) 가 배치되어 있다. 이 광학부재 (42) 는 조명광학계 (LO) 에서 레티클 (R) 로 조명되는 노광광 (IL) 의 광로상에 배치되기 때문에, 진공자외선광인 노광광 (IL) 에 대하여 투과성이 높은 형석 등의 결정재료에 의해 형성된다.
상기 투영광학계 (PL) 는 형석, 플루오르화리튬 등의 플루오르화물 결정으로 이루어지는 렌즈나 반사경 등의 복수의 광학부재를 하우징 (경통) 으로 밀폐도를 높인 것이다. 본 실시예에서는 이 투영광학계 (PL) 로서 투영배율이 예컨대 1/4 혹은 1/5 인 축소광학계가 사용된다. 이 때, 조명광학계 (LO) 로부터의 노광광 (IL) 에 의해 레티클 (R) 이 조명되면, 레티클 (R) 에 형성된 패턴이 투영광학계 (PL) 에 의해 웨이퍼 (W) 상의 특정영역 (쇼트영역) 에 축소투영된다. 투영광학계 (PL) 의 각 광학부재는 각각 지지부재 (도시생략) 를 통해 하우징에 지지되고, 상기 각 지지부재는 각 광학부재의 주연부(가장자리부)를 지지하도록 예컨대 원형고리형상으로 형성되어 있다.
상기 웨이퍼실 (22) 은 투영광학계 (PL) 의 하우징 (IU) 과 빈 틈 없이 접합된 격벽 (45) 에 의해 형성되어 있으며, 그 내부공간에서 웨이퍼 (W) 를 진공흡착에 의해 지지하는 웨이퍼홀더 (46) 와, 상기 웨이퍼홀더 (46) 를 지지하는 웨이퍼 스테이지 (47) 를 구비하고 있다.
본 실시예에서는, 이 격벽 (50) 에 의해 형성되는 웨이퍼실은 레티클실과 동일하게 정의되는 기밀구조로 구성된다.
웨이퍼 스테이지 (47) 는, 예컨대 자기부상형 2 차원 리니어액추에이터 (평면모터) 등으로 이루어지는 구동계 (도시생략) 에 의해 XY 평면 (투영광학계 (PL) 의 광축에 수직인 방향) 을 따른 수평방향으로 자유롭게 구동된다. 웨이퍼 스테이지 (47) 의 위치는 레이저광원이나 프리즘 등의 광학부재 및 디텍터 등으로 이루어지는 레이저 간섭시스템에 의해 조정된다. 이 레이저 간섭시스템을 구성하는 부재는, 상기 부재에서 발생하는 이물질로 인해 노광에 대하여 악영향을 일으키는 것을 방지하기 위하여, 웨이퍼실 (22) 의 외부에 배치되어 있다. 각 레이저 간섭계를 구성하는 각 부품에서 흡광물질의 발생이 충분히 억제되고 있는 경우에는, 이들 각 부품을 웨이퍼실 (22) 에 배치하여도 된다.
웨이퍼실 (22) 에서는, 웨이퍼 스테이지 (47) 의 XY 면내의 이동에 의해, 웨이퍼 (W) 의 임의의 쇼트영역을 레티클 (R) 의 패턴 투영위치 (노광위치) 에 위치결정하고, 레티클 (R) 의 패턴 이미지를 투영전사한다. 그럼으로써, 본 실시예의 노광장치 (10) 에서는 주제어장치 (23) 에 의해 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역을 노광 개시위치에 차례로 위치결정하도록 웨이퍼 스테이지 (47) 를 이동하는 쇼트간 스테핑동작과, 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 를 XY 평면을 따른 수평방향으로 동기이동시키면서 레티클 (R) 의 패턴을 웨이퍼 (W) 의 쇼트영역에 전사하는 노광동작이 반복실행된다.
그런데, 본 실시예와 같이 진공자외역의 파장의 광을 노광광으로 하는 경우에는, 산소분자, 물분자, 이산화탄소분자 등의 물질 (이하, 흡광물질이라 함) 을 포함하는 가스, 즉 이러한 파장대역의 광에 대하여 강한 흡수특성을 갖는 가스 (이하, 흡수성 가스라 함) 를 광로에서 배제할 필요가 있다. 따라서, 본 실시예에서는 광로상의 공간, 즉 조명광학계 (LO), 레티클실 (21), 투영광학계 (PL) 및 웨이퍼실 (22) 에 있어서의 각 내부공간에, 진공자외역의 광에 대한 흡수가 적은 특성을 갖는 질소, 헬륨, 아르곤, 네온, 크립톤 등의 가스 또는 이들의 혼합가스 (이하, 총칭하여 저흡수성 가스라 함) 를 채움으로써, 그 기압을 대기압보다 높게, 구체적으로는 대기압에 비하여 1 ∼ 10 % 정도 높게 설정하고 있다. 광로상의 공간에 배치되는 각 부재 (예컨대, 광학부재를 지지하기 위한 지지부재 등) 는, 가스체류가 일어나지 않도록 그 형상이나 배치상태 (경사각도 등) 가 정해져 있다.
레티클실 (21) 로의 레티클 (R) 의 반입시에, 레티클 (R) 과 함께 외기가 레티클실 (21) 내에 약간이라도 혼입되면, 외기에 함유되는 흡광물질에 의해 노광광 (IL) 에 대하여 현저한 흡수가 발생하여 허용할 수 없는 투과율 저하나 투과율 변동을 초래하게 된다. 따라서, 본 실시예에서는, 레티클 (R) 을 보관하는 레티클 라이브러리 (RL) 와 레티클실 (21) 사이에 상기 저흡수성 가스로 채워진 공간을 갖는 레티클 반송로 (50) 가 형성되어 있다. 레티클 라이브러리 (RL) 는 레티클 (R) 이 각각 보관되는 복수단의 선반을 갖고, 내부공간이 상기 저흡수성 가스에 의해 소정 기압으로 채워진다.
레티클 반송로 (50) 는, 레티클실 (21) 의 격벽 (40) 및 레티클 라이브러리 (RL) 와 빈 틈 없이 접합된 격벽 (51) 에 의해 형성되어 있으며, 노광광 (IL) 의 광로상과는 다른 장소에 내부공간을 갖고 있다. 레티클 반송로 (50) 에 있어서의 내부공간의 압력 (기압) 은 상술한 광로상의 공간과 마찬가지로 대기압에 비하여 높지만, 레티클 반송로 (50) 에서 다른 장소로의 이물질의 유입을 방지하기 위하여, 레티클실 (21) 및 레티클 라이브러리 (RL) 에 비하여 낮게 설정되어 있다.
레티클 (R) 의 패턴면측에는, 패턴형성영역으로의 이물질의 부착을 방지하기 위하여, 페리클이라 불리는 투명하고 얇은 보호부재가 장착되어 있는 것이 일반적이다.
도 2a 및 도 2b 에 나타낸 바와 같이, 보호부재 (PE) 는 레티클 (R) 의 패턴면 (PA) 에 페리클 프레임이라 불리는 금틀 (PE) 을 통해 접착되어 있다. 보호부재 (PE) 로서는, 통상 니트로셀룰로오스 등을 주성분으로 하는 투명한 박막이 사용되는데, 본 실시예와 같이 파장 약 120 ㎚ ∼ 약 180 ㎚ 의 진공자외역의 노광광 (IL) 을 사용하는 경우에는, 상기 노광광 (IL) 을 양호하게 투과시키기 위하여, 레티클 및 렌즈계와 동재질인 형석, 플루오르화마그네슘, 플루오르화리튬 등의 결정재료로 이루어지는 박판형상 부재를 사용하여도 된다. 그리고, 이 보호부재로서, 예컨대 0.1 ㎜ ∼ 0.5 ㎜ 정도의 두께를 갖는 석영유리 (불소도프석영 등) 를 사용하여도 된다.
보호부재 (PE) 및 금틀 (PE) 에 의해 보호부재 (PE) 와 패턴면 (PA) 사이에 보호부재내 공간 (GS) 이 형성되어 있다. 금틀 (PF) 에는 기압의 변화에 따른 보호부재 (PE) 의 파손을 방지하기 위한 통기공 (h ; h1, h2, h3, h4) 이 형성되어 있다. 이 통기공 (h) 에 의해 보호부재내 공간 (GS) 의 밀폐성이 저하되며, 예컨대 항공기에 의한 수송이나 날씨변화 등으로 인해 기압이 저하되어 공간 (GS) 내의 기체가 팽창되었을 때 등에 보호부재 (PE) 의 파손이 방지된다.
이러한 레티클 (R) 은, 상술한 바와 같이 레티클실 (21) 에 수용되어 노광광 (IL) 의 광로상에 배치되는 것이기 때문에, 레티클실 (21) 로의 반입시에는 보호부재내 공간 (GS) 내의 흡광물질이 저감되어 있을 필요가 있다.
따라서, 본 실시예에서는 도 1 에 나타낸 바와 같이 이 레티클 반송로 (50) 는, 레티클 (21) 과 레티클 라이브러리 (RL) 사이에 설치된 격벽 (50a) 에 의해 형성되어 있고, 또한 격벽 (50a) 내에는 측벽 (52) 이 설치되어 있다. 그리고, 레티클 반송로 (50) 의 내부공간이 측벽 (52) 에 의해 복수로 분할된다 (본 실시형태에서는, 레티클 가스치환실 (55a) 과 레티클 가스반송실 (55b) 로 분할된다).
여기서, 레티클 가스치환실 (55a) 은 격벽 (50a), 측벽 (52), 레티클실 (21) 을 구성하는 격벽 (40) 의 일부와의 사이에 구성되는 공간이다. 이들 격벽 (50a), 측벽 (52), 격벽 (40) 의 일부에 의해 레티클실 (21) 과는 다른 제 2 유닛(이하, 레티클 가스치환실 (55a) 이라 함) 이 구성된다. 이 제 2 유닛은 레티클실과 동일하게 정의되는 기밀구조로 구성된다.
상술한 바와 같이, 레티클 반송로 (50) 내의 공간내압력은 대기압보다 높게 또한 레티클실 (21) 및 레티클 라이브러리 (RL) 에 비하여 낮게 설정되어 있다. 그리고, 레티클 가스치환실 (55a) 과 레티클 반송실 (55b) 의 압력관계는, 레티클 가스치환실 (55a) 의 압력이 레티클 반송실 (55b) 의 압력보다 높게 설정되어 있다. 즉, 레티클 반송실 (55b) 의 압력은, 대기압보다 높게 또한 레티클실 (21), 레티클 라이브러리 (RL), 레티클 가스치환실 (55a) 의 각 압력보다 낮게 설정되어 있다.
레티클 반송로 (50) 에는, 레티클 라이브러리 (RL) 와 레티클 가스치환실 (55a) 사이에서 레티클 (R) 을 반송하는 제 1 레티클 반송계 (56) 와, 상기 제 1 레티클 반송계 (56) 와 레티클실 (21) 사이에서 레티클 (R) 을 반송하는 제 2 레티클 반송계 (57) 가 설치되어 있다. 이들 제 1 및 제 2 레티클 반송계 (56,57) 는 주제어장치 (23) 에 접속되어 있고, 레티클 반송로 (50) 의 내부공간 (즉, 레티클 가스치환실 (55a), 레티클 반송실 (55b)) 을 주제어장치 (23) 의 지시에 기초하여 동작한다.
레티클 반송로 (50) 의 격벽 (51) (혹은 레티클실 (21) 의 격벽 (40)) 이나 측벽 (52) 에는, 레티클 (R) 을 꺼내고 넣기 위한 개구 (60,61,62) 가 형성되어 있으며, 이들 각 개구 (60,61,62) 에는 주제어장치 (23) 의 지시에 의해 개폐하는 도어 (63,64,65) 가 각각 설치되어 있다.
레티클 가스치환실 (55a) 에 대하여 도 3a 및 도 3b 를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
레티클 가스치환실 (55a) 에는, 보호부재내 공간 (GS) 내의 기체 (여기에서는 소정 가스의 순도가 흡광물질의 영향으로 인해 저하된 가스) 를, 노광광이 투과하는 소정 가스 (후술하는 저흡수성 가스) 로 치환하는 가스치환기구가 설치되어 있다. 즉, 레티클 가스치환실 (55a) 은, 상기 레티클 가스치환실 (55a) 내로 소정 가스를 공급하는 가스공급장치 (70) 와, 상기 레티클 가스치환실 (55a) 내의 기체를 배기하는 가스배기장치 (71) 를 구비하고 있다. 이들 가스공급장치 (70) 및 가스배기장치 (71) 는 주제어장치 (23) (도 1 참조) 의 지시에 기초하여 동작한다.
가스공급장치 (70) 는, 레티클 가스치환실 (55a) 의 내부공간으로 개방되는 개구로서의 공급구 (73) 를 갖는 공급노즐 (74) 과, 주제어장치 (23) 의 제어하에서 유량조정이 가능한 공급밸브 (75) 를 갖고, 도시하지 않은 가스공급원에서 레티클 가스치환실 (55a) 로 노광광을 투과하고, 흡수가 적은 저흡수성 가스 (질소, 헬륨, 아르곤 등) 를 이송하여, 상기 공급구 (73) 를 통해 소정 유량의 상기 저흡수성 가스를 레티클 가스치환실 (55a) 내로 공급한다.
가스배기장치 (71) 는, 레티클 가스치환실 (55a) 의 내부공간으로 개방되는 개구로서의 배기구 (76) 를 갖는 배기노즐 (77) 과, 주제어장치 (23) 의 제어하에서 유량조정이 가능한 배기밸브 (76) 를 갖고, 레티클 가스치환실 (55a) 내의 기체를 상기 배기구 (76) 를 통해 외부를 향해 배기한다.
가스공급장치 (70) 의 공급노즐 (74) 은, 상기 공급노즐 (74) 의 공급구 (73) 와 금틀 (PE) 에 형성되는 통기공 (h) 중 적어도 1 개 (여기에서는 통기공 (h3,h4)) 와 서로 대향하도록, 1 개 혹은 복수 (여기에서는 2 개) 배치되어 있다. 마찬가지로, 가스배기장치 (71) 의 배기노즐 (77) 은, 상기 배기노즐 (77) 의 배기구 (76) 와 금틀 (PF) 에 형성되는 통기공 (h) 중 적어도 1 개 (여기에서는 통기공 (h3,h4)) 와 서로 대향하도록 1 개 혹은 복수 (여기에서는 2 개) 배치되어 있다.
그리고, 금틀 (PF) 에 형성되는 통기공 (h) 중 공급노즐 (74) 의 공급구 (73) 와 대향하는 통기공 (이후, 급기구라 함) (h3,h4) 과, 배기노즐 (77) 의 배기구 (76) 와 대향하는 통기공 (이하, 배출구라 함) (h1,h2) 은, 보호부재내 공간 (GS) 을 사이에 두고 각각 대향하는 위치에 배치되어 있다. 공급노즐 (74) 의 공급구 (73) 및 배기노즐 (77) 의 배기구 (76) 의 개구면적은 통기공 (h) 에 비하여 크게 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성의 레티클 가스치환실 (55a) 을 구비함으로써, 이 노광장치 (10) 에서는 레티클실 (21) 로의 레티클 (R) 의 반입시에 보호부재내 공간 (GS) 의 흡광물질을 저감한다. 즉, 이 노광장치 (10) 는, 도 1 에 나타낸 레티클 라이브러리 (RL) 에서 레티클실 (21) 내로 레티클 (R) 을 반입할 때에, 레티클 가스치환실 (55a) 에 레티클 (R) 을 일시 배치하고, 레티클 (R) 의 보호부재내 공간 (GS) 의 기체를 저흡수성 가스로 치환한다.
레티클 라이브러리 (RL) 에서 레티클실 (21) 내로 레티클 (R) 을 반입하는 일련의 동작에 대하여, 주제어장치 (23) 의 제어동작을 중심으로 설명한다.
전제로서, 광로상의 공간 (조명광학계 (LO), 레티클실 (21), 투영광학계 (PL) 및 웨이퍼실 (22) 에 있어서의 각 내부공간) 이나, 레티클 반송로 (50) (레티클 가스치환실 (55a) 및 레티클 반송실 (55b) 을 포함함) 의 내부공간 및 레티클 라이브러리 (RL) 의 내부공간은, 미리 각 공간이 각각 저흡수성 가스로 채워짐과 동시에 소정 기압으로 설정되어 있으며, 그럼으로써 각 공간에 있어서의 흡광물질이 저감되어 외부로부터의 이물질의 혼입이 억제된 상태에 있는 것으로 한다.
우선, 도 1 에 있어서 주제어장치 (23) 에서는, 레티클 (R) 의 반입시에 레티클 반송실 (55b) 내의 제 1 레티클 반송계 (56) 에 의해 레티클 라이브러리 (RL) 에 보관되어 있는 레티클 (R) 을 꺼내고, 도어 (65) 를 폐쇄한 후, 레티클 가스치환실 (55a) 을 향해 레티클 (R) 의 반송을 개시한다. 제 1 레티클 반송계 (56) 가 레티클 가스치환실 (55a) 에 대하여 소정 거리내로 가까워지면, 측벽 (52) 에 설치된 도어 (64) 를 개방한다. 이 때, 레티클 가스치환실 (55a) 과 레티클실 (21) 의 경계의 개구 (60) 는, 도어 (63) 에 의해 폐쇄된 상태에 있다.
계속해서 주제어장치 (23) 에서는, 레티클 (R) 을 지지한 제 1 레티클 반송계 (56) 에서 레티클 가스치환실 (55a) 내의 제 2 레티클 반송계 (57) 로 개구 (61) 를 통해 레티클 (R) 을 주고 받는다.
이 때, 측벽 (52) 의 도어 (64) 가 개방되어 있기 때문에, 개구 (61) 를 통해 기체의 출입이 발생하는데, 상술한 바와 같이 레티클 반송실 (55b) 의 압력이 대기압보다 높게 또한 레티클실 (21), 레티클 라이브러리 (RL), 레티클 가스치환실 (55a) 의 각 압력보다 낮게 설정되어 있기 때문에, 레티클실 (21) 및 레티클 라이브러리 (RL) 에 대하여 레티클 가스치환실 (55a) 내에서 배출되는 보호부재내 공간 (GS) 의 흡광물질이 유입되는 일 없이 이들 흡광물질이 레티클 반송실 (55b) 로 유입된다. 따라서, 레티클 반송실 (55b) 에 레티클 반송실 (55b) 내의 기체를 배기하는 배기장치를 설치함으로써, 레티클 가스치환실 (55a) 에서 유입되는 흡광물질을 레티클 반송로 (50) 를 통해 배기할 수 있다.
상기 레티클 (R) 의 수수종료후, 주제어장치 (230 에서는 도어 (64) 를 폐쇄한다. 그럼으로써, 레티클 가스치환실 (55a) 에는 밀페도를 높인 공간이 형성된다. 즉, 보호부재 (PE) 를 장착한 레티클 (R) 이 밀폐실인 레티클 가스치환실 (55a) 에 수용된 상태로 된다.
레티클 가스치환실 (55a) 에 레티클 (R) 이 수용되면, 주제어장치 (23) 에서는 가스공급장치 (70) 및 가스배기장치 (71) 에 의해 레티클 (R) 의 보호부재 (PE) 와 금틀 (PF) 로 형성되는 공간 (GS) 의 가스치환을 실시한다. 가스치환은 일반적으로 소정 공간내를 예컨대 0.1 [hPa] 정도까지 감압한 (감압공정) 후에, 상기 공간에 치환용 가스를 공급함으로써 실시하는 경우가 많은데, 본 예에서는 소정 공간에 대하여 가스의 공급과 배출을 동시에 실시함으로써, 상기 감압공정을 수반하지 않고 가스치환을 실시한다.
즉, 주제어장치 (23) 에서는 도 3a 및 도 3b 에 나타낸 바와 같이, 공급밸브 (75) 를 개방하고, 가스공급장치 (70) 를 구동하여 저흡수성 가스 (질소, 헬륨, 아르곤 등) 를 레티클 가스치환실 (55a) 내로 공급함과 동시에, 배기밸브 (78) 를 개방하고, 가스배기장치 (71) 를 구동하여 레티클 가스치환실 (55a) 내에서 기체를배출한다. 주제어장치 (23) (도 1 참조) 는, 이 때의 단위시간당 가스의 급기량 및 배출량이 동일한 정도로 되도록 혹은 보호부재내 공간 (GS) 내로 저흡수성 가스가 유입되도록 공급밸브 (75) 및 배기밸브 (78) 를 제어한다.
이 때, 레티클 가스치환실 (55a) 내에 있어서의 기체의 유동에 따라 보호부재내 공간 (GS) 에서 기체가 유동하게 되며, 금틀 (PF) 에 형성된 급기구 (h3,h4) 및 배기구 (h1,h2) 를 통해 레티클 가스치환실 (55a) 의 내부공간과 보호부재내 공간 (GS) 사이에서 기체의 출입이 행해진다.
즉, 금틀 (PF) 의 급기구 (3h,4h) 와 공급노즐 (74) 의 공급구 (73) 가 서로 대향하여 배치되어 있기 때문에, 공급노즐 (74) 에서 레티클 가스치환실 (55a) 로 유입된 저흡수성 가스의 일부는, 그 유동성이 어느 정도 유지된 상태에서 금틀 (PF) 의 급기구 (3h,4h) 에서 보호부재내 공간 (GS) 으로 유입된다. 한편, 금틀 (PF) 의 배출구 (h1,h2) 와 배기노즐 (77) 의 배기구 (76) 가 서로 대향하여 배치되어 있기 때문에, 배기노즐 (77) 에 의한 흡인작용에 의해 발생하는 가스의 흐름에 의해 보호부재내 공간 (GS) 의 기체가 밀려나오도록 하여, 배출구 (h1,h2) 에서 레티클 가스치환실 (55a) 의 내부공간으로 기체가 유출된다. 금틀 (PF) 의 급기구 (3h,4h) 와 배출구 (h1,h2) 는 서로 대향하는 위치에 배치되어 있기 때문에, 보호부재내 공간 (GS) 에 있어서의 기체는 주로 일방향 (급기구 (3h,4h) 에서 배출구 (h1,h2) 를 향하는 방향) 으로 안정되게 흐른다. 이러한 보호부재내 공간 (GS) 에 있어서의 기체의 흐름에 의해, 보호부재내 공간 (GS) 의 기체중에 저흡수성 가스가 혼입되어 상기 공간 (GS) 내의 기체가 저흡수성 가스로 서서히 치환되며, 이에 따라 상기 공간 (GS) 에서 흡광물질이 배제된다. 이 보호부재내 공간 (GS) 에서 레티클 가스치환실 (55a) 내로 배출된 기체는, 배기노즐 (77) 의 배기구 (76) 를 통해 레티클 가스치환실 (55a) 의 외부로 배기된다.
이 때, 상술한 바와 같이 레티클 가스치환실 (55a) 에 대한 단위시간당 가스의 급기량 및 배기량이 동일한 정도이기 때문에, 레티클 가스치환실 (55a) 내는 전체적으로 압력변화가 거의 일어나지 않는다. 보호부재내 공간 (GS) 은 급기구 (3h,4h) 및 배출구 (h1,h2) 를 통해 레티클 가스치환실 (55a) 과 연통한 상태에 있음과 동시에 레티클 가스치환실 (55a) 과의 사이에서 기체의 출입이 서서히 행해지기 때문에, 보호부재내 공간 (GS) 과 레티클 가스치환실 (55a) 이 서로 동일한 정도의 내압으로 유지되어 양자에 큰 기압차가 발생하는 일이 없게 된다. 따라서, 압력변화에 따른 보호부재 (PE) 의 변형이 억제되어 보호부재 (PE) 가 파손되는 사태의 발생이 방지된다.
보호부재내 공간 (GS) 의 기체가 저흡수성 가스로 치환되면, 도 1 에 나타낸 주제어장치 (23) 는, 가스공급장치 (70) 및 가스배기장치 (71) 를 제어하여 가스치환동작을 정지한다. 그 후, 도어 (63) 를 개방하여 레티클 (R) 을 레티클실 (21) 내부의 레티클 홀더 (41) 상에 설치한다. 보호부재내 공간 (GS) 의 기체가 저흡수성 가스로 치환되었는지의 여부는, 가스배기장치 (71) 측의 배기관의 도중에 가스농도계 (예컨대, 산소농도계, 노점계 등) 를 배치하고, 레티클 가스치환실 (55a) 에서 배기되는 기체중의 흡광물질의 농도 또는 저흡수성 가스의 농도의 계측결과에 기초하여 판단하면 된다.
이 때, 도어 (63) 가 개방되는데, 상술한 바와 같이 레티클 가스치환실 (55a) 내의 기압이 레티클실 (22) 에 비하여 낮게 설정되어 있기 때문에, 레티클 가스치환실 (55a) 내에서 레티클실 (21) 로 기체가 유출되는 일은 거의 없으며, 광로상의 공간인 레티클실 (21) 내로 레티클 가스치환실 (55a) 내의 기체의 유입이 억제된다. 따라서, 레티클 가스치환실 (55a) 내에 보호부재내 공간 (GS) 의 기체 (흡광물질을 포함함) 가 남아 있었다 하더라도, 레티클실 (21) 로 그 기체가 유입될 가능성이 적다.
본 실시예에서는, 상술한 레티클 가스치환실 (55a) 에 있어서의 보호부재내 공간 (GS) 의 가스치환동작은, 주제어장치 (23) 에 미리 입력되어 있는 소정 시간 경과후에 정지된다. 이 가스치환동작을 정지하는 타이밍은, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 예컨대 상술한 바와 같이 레티클 가스치환실 (55a) 에서 배출되는 기체에 포함되는 흡광물질의 농도를 계측하는 농도계를 설치하고, 상기 농도계의 계측결과에 기초하여 정해도 된다.
이러한 일련의 동작에 의해 레티클 (R) 이 레티클 라이브러리 (RL) 에서 레티클실 (21) 내로 반입되면, 주제어장치 (23) 는 레티클 홀더 (41) 에 지지된 레티클 (R) 에 노광광 (IL) 을 조사함으로써, 레티클 (R) 에 형성된 패턴의 이미지를 웨이퍼 홀더 (41) 에 지지된 웨이퍼 (W) 에 전사하는 노광처리를 실시한다.
즉, 본 실시예의 노광장치 (10) 에 의하면, 레티클 가스치환실 (55a) 에 의해 보호부재내 공간 (GS) 의 압력을 소정 압력으로 유지하면서 보호부재내 공간 (GS) 을 저흡수성 가스로 가스치환하기 때문에, 보호부재 (PE) 를 파손하는 일 없이 안정되게 상기 공간 (GS) 에서 흡광물질이 저감된다. 레티클 가스치환실 (55a) 내에서의 기체의 흐름을 이용하여, 레티클 (R) 의 보호부재내 공간 (GS) 으로 기체를 유출입시킴으로써, 감압공정을 수반하는 일 없이 보호부재내 공간 (GS) 의 가스치환이 단시간에 실시된다. 광로상에 배치되는 보호부재내 공간 (GS) 의 흡광물질이 배제되는 점에서, 노광광 (IL) 이 레티클 (R) 을 투과하여 충분한 조도로 웨이퍼 (W) 에 도달한다.
레티클 반송로 (50) (레티클 가스치환실 (55a) 및 레티클 반송실 (55b) 을 포함함) 에 비교적 많이 흡광물질이 포함되어 있는 경우에도, 상술한 가스치환동작에 의해 레티클 가스치환실 (55a) 내의 흡광물질농도가 저감되기 때문에, 레티클실 (22) 로의 레티클 (R) 의 반입에 따른 레티클실 (21) 의 오염이 방지된다.
레티클 (R) 의 보호부재내 공간 (GS) 을 감압하기 위해서는, 보호부재 (PE) 의 파손을 방지하여야만 하기 때문에, 매우 느린 속도로 압력을 저하시킬 필요가 있어서 상당한 시간이 걸리는 경우가 많다. 본 실시예와 같이, 대기압과 동일한 정도의 압력으로 유지하면서 가스치환을 실시하면, 이러한 감압공정에 필요한 시간이 절약된다.
본 실시예에서는, 레티클 가스치환실 (55a) 내에서 보호부재내 공간 (GS) 의 가스치환을 실시한 후, 레티클실 (21) 로 마스크를 반송한다. 그리고, 후술하는 바와 같이 레티클실 (21) 내의 레티클 스테이지를 사용하여 보호부재내 공간 (GS) 내의 가스치환을 계속하여도 된다.
이어서, 본 발명에 관한 노광장치의 제 2 실시예에 대하여 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한다.
제 2 실시예와 제 1 실시예의 다른 점은, 제 1 실시예의 공급노즐 (74) 과 배기노즐 (77) 이 레티클 가스치환실 (55a) 의 내부공간으로 개방되도록 배치되어 있는 것에 비하여, 제 2 실시예의 공급노즐 (101) 과 배기노즐 (102) 은 레티클 가스치환실 (55a) 에 수용되어 있는 레티클 (R) 의 금틀 (PF) 의 통기공 (h) 에 접속되도록 배치되는 점이다.
즉, 본 실시예의 레티클 가스치환실 (100) 은 금틀 (PF) 의 통기공 (급기구 (3h,4h)) 에 접속되는 공급노즐 (101) 을 갖는 가스공급장치 (103) 와, 금틀 (PF) 의 통기공 (배출구 (h1,h2)) 에 접속되는 배기노즐 (102) 을 갖는 가스배기장치 (104) 를 가지며 구성되어 있다.
이러한 구성에 의해, 본 실시예에서는 가스공급장치 (103) 에서 공급되는 저흡수성 가스가 레티클 가스치환실 (100) 의 내부공간을 거치지 않고, 공급노즐 (101) 을 통해 레티클 (R) 의 보호부재내 공간 (GS) 내로 직접 공급됨과 동시에, 가스배기장치 (104) 에 의해 보호부재내 공간 (GS) 내의 기체가 배기노즐 (102) 을 통해 직접 배기된다.
따라서, 가스공급장치 (103) 로부터의 저흡수성 가스가 낭비 없이 보호부재내 공간 (GS) 으로 공급됨과 동시에, 보호부재내 공간 (GS) 의 기체가 가스배기장치 (104) 에 의해 쉽게 외부로 배기되어, 제 1 실시예에 비하여 단시간에 효율적으로 레티클 (R) 의 보호부재내 공간 (GS) 의 가스치환이 실시된다.
이 때, 보호부재내 공간 (GS) 내의 기체가 레티클 가스치환실 (100) 의 내부공간으로 거의 유출되지 않기 때문에, 레티클 가스치환실 (55a) 내의 가스는 별도로 저흡수성 가스로 치환되는 것이 바람직하다. 레티클 가스치환실 (100) 의 내부공간에 대한 흡광물질에 의한 오염이 억제된다.
이 경우, 보호부재내 공간 (GS) 의 가스치환시에는, 상기 공간 (GS) 의 내압이 레티클 가스치환실 (100) 의 내부공간과 동일한 정도가 되도록, 가스공급장치 (103) 및 가스배기장치 (104) 에 의해 가스의 급기량 및 배출량을 제어함으로써, 보호부재 (PE) 의 파손이 방지된다.
공급노즐 (101) 및 배기노즐 (102) 을 가동하기 위한 가동기구를 설치하고, 레티클 가스치환실 (100) 내에 레티클 (R) 을 수용한 후에 공급노즐 (101) 및 배기노즐 (102) 을 이동시켜 금틀 (PF) 의 급기구 (3h,4h) 및 배기구 (h1,h2) 에 접속하도록 구성하여도 된다. 그럼으로써, 레티클 가스치환실 (100) 로의 레티클 (R) 의 반출입시에, 레티클 (R) 과 공급노즐 (101) 및 배기노즐 (102) 의 기계적인 간섭을 쉽게 피할 수 있음과 동시에, 공급노즐 및 배기노즐이 확실하게 급기구 및 배기구에 접속되어 안정된 가스치환동작이 실시된다.
상기 각 실시예에서는, 레티클 가스치환실에 대하여 공급노즐 및 배기노즐을 각각 2 개씩 배치하고 있으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 공급노즐이나 배기노즐의 수나 크기 혹은 배치는 임의이다. 예컨대, 보호부재내 공간 (GS) 을 단시간에 가스치환하는 것을 목적으로 하여, 금틀 (PF) 에 있어서의 급기구 및 배기구를 다수 형성해서 가스가 유출입되는 개구의 면적을 가능한 한 넓게 하여도 된다.
보다 효율적으로 가스치환을 실시하는 것을 목적으로 하여, 가스공급장치 및 가스배기장치에 의한 가스치환에 따른 가스의 유량을 보호부재 (PE) 에 영향을 미치지 않는 범위에서 소정 시간마다 변화시키거나 그 흐름의 방향을 변화시킴으로써, 보호부재내 공간에 있어서의 국소적인 기체의 체류를 방지하여도 된다.
그리고, 레티클 (R) 의 금틀 (PF) 의 통기공 (h) (배기구 (h1,h2) 또는 급기구 (3h,4h) 중 적어도 일측) 에 이물질의 유입을 방지하기 위한 필터가 장착되어 있는 경우에도, 가스의 유량 등을 조절함으로써 보호부재내 공간 (GS) 을 가스치환할 수 있게 된다.
상기 각 실시예에서는, 가스치환시에 레티클 (R) 의 금틀 (PF) 에 설치되어 있는 통기공 (h) 을 급기구 및 배출구로서 이용하고 있기 때문에, 종래의 레티클 (R) 을 사용할 수 있다는 이점을 갖는데, 이것으로 한정되지 않고, 가스치환용으로 금틀 (PF) 에 새로 개구부를 형성하여도 된다. 그럼으로써, 형상이 다른 복수의 레티클 (R) (보호부재 (PE) 및 금틀 (PF)) 에 대하여 유연하게 대응할 수 있게 된다.
또한, 레티클 (R) 의 금틀 (PF) 의 통기공 (h) 을 통해 보호부재내 공간 (GS) 을 가스치환할 때에, 금틀 (PF) 의 통기공 (h) 에 장착되어 있는 필터를 분리하여도 된다. 즉, 금틀 (PF) 의 통기공 (h) 에 대하여 필터를 착탈가능하게 장착하고, 가스치환실 (55a) 에 필터를 금틀 (PF) 에 대하여 장착 또는 분리하는 로봇아암을 배치한다. 그리고, 가스치환실 (55a) 로 마스크가 반송되었을 때에, 로봇아암을 구동하여 필터를 금틀 (PF) 에서 분리하면 된다.
그리고, 이 가스치환용 개구부에 개폐가 자유로운 도어를 설치하여도 된다. 즉, 레티클 (R) 의 통상반송시에는 상기 개구부를 폐쇄상태로 해 두고, 가스치환시에 상기 개구부를 개방하여 가스를 유출입시킴으로써, 가스치환동작에 대한 제어응답성의 향상을 도모하면서, 통상반송시에 있어서의 보호부재내 공간 (GS) 으로의 오염물질 (흡광물질 등) 의 혼입이 억제된다. 이 경우, 상술한 바와 같이 금틀 (PF) 의 통기공 (h) 에 필터가 장착되어 있는 레티클 (R) 에 대하여 바람직하게 적용된다.
이어서, 본 발명에 관한 노광장치의 제 3 실시예에 대하여 도 5 를 참조하여 설명한다.
제 3 실시예와 상기 각 실시예의 다른 점은, 제 3 실시예의 가스공급장치 (110) 가 보호부재내 공간 (GS) 에 비하여 용적이 크고 또한 내부가 소정 압력으로 유지되는 리저버 탱크 (111) 를 갖고 있는 것이다.
이 리저버 탱크 (111) 에는 보호부재내 공간 (GS) 의 기압과 거의 동일한 정도의 압력으로 저흡수성 가스가 저류되고, 공급배관 (112) 를 통해 보호부재내 공간 (GS) 에 접속되어 있다. 리저버 탱크 (111) 내의 기압이 소정 압력으로 유지되도록, 상기 탱크로 저흡수성 가스를 적절히 공급하는 기압유지장치 (113) 가 접속되어 있다. 가스배기장치 (114) 는 상기 각 실시예에서 나타낸 것과 동일한 구성이다.
이러한 구성에 의해 본 실시예에서는, 가스배기장치 (114) 에 의해 보호부재내 공간 (GS) 의 기체를 배기함으로써, 배기된 양과 거의 동량의 저흡수성 가스가리저버 탱크 (111) 에서 보호부재내 공간 (GS) 으로 유입된다. 그럼으로써, 보호부재내 공간 (GS) 에 대한 단위시간당 가스의 급기량 및 배출량이 동일한 정도로 되어 가스의 유출입에 따른 압력변화가 억제된다. 따라서, 복잡한 제어를 수반하지 않고, 쉽게 보호부재 (PE) 의 변형이 억제된다.
이 경우, 예컨대 배기배관 (115) 에 비하여 공급배관 (112) 의 유로단면적을 크게 하는 등, 급기계의 컨덕턴스가 배기계보다 커지도록 구성함으로써, 가스의 유출입에 따른 보호부재내 공간 (GS) 의 압력변화가 확실하게 억제된다.
이어서, 본 발명에 관한 노광장치의 제 4 실시예에 대하여 도 6 을 참조하여 설명한다.
제 4 실시예와 상기 각 실시예의 다른 점은, 제 4 실시예의 레티클 가스치환실 (120) 이 보호부재내 공간 (GS) 의 압력변화를 검출하는 검출장치 (121) 를 구비하고 있는 것이다. 본 실시예에서는 검출장치 (121) 로서 보호부재 (PE) 의 변위를 검출하는 변위센서가 사용되고 있다.
이 변위센서 (121) 는 보호부재 (PE) 의 변위를 계측하는 것으로서, 레이저 변위센서를 비롯한 여러 가지 변위센서가 적용된다. 예컨대, 레이저 변위센서를 사용하는 경우, 변위센서 (121) 로부터의 투광광은 보호부재 (PE) 로 반사되어 디텍터에 수광된다. 변위센서 (121) 에서의 검출결과 (출력신호) 는 주제어장치 (122) 로 보내진다.
주제어장치 (122) 는, 보호부재 (PE) 의 변위가 소정 범위 (파손의 원인이 되는 영향이 발생하지 않는 범위 혹은 레티클상의 패턴을 노광할 때에 있어서의 광학적인 영향 (예컨대, 페리클의 휨에 의한 굴절율의 변화) 이 남지 않는 범위) 보다 작은 경우에는, 가스공급장치 (123) 및 가스배기가스 (124) 중 적어도 일측에 대하여 공급 혹은 배기동작에 수반되는 가스의 유량을 많게 하도록 지시한다. 한편, 보호부재 (PE) 의 변위가 소정 범위보다 크거나 또는 커지기 직전인 경우에는, 가스의 유량을 줄이도록 지시한다.
이러한 구성에 의해, 본 실시예에서는 보호부재내 공간 (GS) 의 가스치환시에 보호부재 (PE) 의 변위를 소정 범위내에 들어가게 함으로써, 보호부재내 공간 (GS) 의 압력이 일정 범위내로 유지된다. 따라서, 보호부재 (PE) 에 영향을 미치지 않는 범위에서 가스치환에 수반되는 가스의 유량이 많아져서 보다 단시간내에 보호부재내 공간 (GS) 의 가스치환이 실시된다. 보호부재 (PE) 의 변위를 검출하면서 가스치환을 진행하기 위하여 보호부재 (PE) 의 파손이 확실하게 방지된다.
보호부재 (PE) 의 변위에 의해 제어하는 대상은, 가스공급장치 (123) 및 가스배기장치 (124) 의 어느 일측만이어도 된다. 상기 제 3 실시예에 나타낸 바와 같이 가스공급장치로서 리저버 탱크를 구비하는 구성으로 하여도 된다. 그리고, 본 예에서는 검출장치로서 변위센서 (121) 를 사용하고 있기 때문에, 보호부재내 공간 (GS) 의 압력변화를 보호부재 (PE) 의 외측에서 쉽게 검출할 수 있다는 이점이 있다. 그러나, 보호부재내 공간 (GS) 의 압력변화를 검출하는 검출장치로서는, 이 변위센서로 한정되지 않으며, 예컨대 보호부재내 공간 (GS) 의 압력을 직접 검출하는 압력센서 등, 다른 검출장치를 사용하여도 된다.
이어서, 본 발명에 관한 노광장치의 제 5 실시예에 대하여 도 7 을 참조하여설명한다.
제 5 실시예와 상기 각 실시예의 다른 점으로서, 제 5 실시예의 레티클 가스치환실 (130) 에는 페리클 지지판 (HB) 이 배치되어 있다.
이 페리클 지지판 (HB) 은 보호부재의 팽창을 방지하기 위한 것이다. 즉, 보호부재내 공간 (GS) 내의 기체를 저흡수성 가스로 치환할 때에, 보호부재내 공간 (GS) 내의 압력이 레티클 가스치환실 (55a) 내의 압력보다 높아져서, 보호부재 (PE) 가 레티클 (R) 에서 멀어지는 방향으로 움직일, 즉 보호부재 (PE) 가 팽창할 가능성이 있다. 이와 같이 보호부재내 공간 (GS) 내의 기체를 저흡수성 가스로 치환할 때에 발생하는 보호부재의 팽창을 방지하기 위하여, 레티클 가스치환실 (55a) 내에 페리클 지지판 (HB) 를 지주 (HS) 를 통해 배치한다.
페리클 지지판 (HB) 은, 페리클 (PE) 의 전체 면적보다 넓은 면적을 구비하고, 페리클 (PE) 과 거의 동일한 표면조도를 갖는 페리클 접촉면을 구비한다. 페리클 지지판 (HB) 을 금속으로 형성하고, 그 금속의 표면상에 페리클 (PE) 과 동일한 재질을 배치해 두어도 된다. 이와 같이 페리클 지지판 (HB) 의 페리클 접촉면의 표면조도나 재질을 고려함으로써 페리클 (PE) 의 손상을 방지할 수 있다.
레티클 반송계 (56) 에 의해 반송된 레티클 (R) 은, 페리클 지지판 (HB) 의 페리클 접촉면에 레티클 (R) 의 보호부재를 탑재한다. 그럼으로써, 페리클 접촉면과 보호부재의 전면이 서로 접촉하게 되어 보호부재내 공간 (GS) 내의 압력이 높아졌다 하더라도, 보호부재의 팽창을 방지할 수 있다.
이어서, 본 발명에 관한 노광장치의 제 6 실시예에 대하여 도 8 을 참조하여설명한다.
제 6 실시예와 상기 각 실시예의 다른 점은, 제 6 실시예의 레티클 가스치환실 (130) 이 레티클 (R) 또는 보호부재 (PE) 중 적어도 1 개를 광세정하는 광세정장치 (131) 를 구비하는 점이다.
본 실시예의 레티클 가스치환실 (130) 은, 광세정장치 (131) 로서 상기 제 1 실시예와 동일한 광원 (20) 및 조명광학계 (LO) 와, 상기 조명광학계 (LO) 에서 빔 스플리터 (132) 를 통해 분기되는 노광광 (IL) 을 레티클 가스치환실 (130) 로 도입하는 광학계 (133) 를 갖고 있다. 즉, 본 예에서는 웨이퍼 (W) 로의 패턴전사용 노광광 (IL) 을 분기하여 그 분기한 광을 레티클 가스치환실 (130) 내로 조사한다. 조사하는 광으로서는, 제 1 실시예에서 사용한 F2레이저광 등, 파장 약 120 ㎚ ∼ 약 180 ㎚ 의 진공자외역에 속하는 자외광이 사용된다. 광원 (20) 에는 도시하지 않은 광원제어장치가 병설되어 있으며, 이 광원제어장치는 주제어장치 (23) 로부터의 지시에 따라 사출되는 펄스자외광의 발진중심파장 및 스펙트럼 반값폭의 제어, 펄스발진의 트리거제어, 레이저챔버내의 가스의 제어 등을 실시한다.
이러한 구성에 의해 본 실시예에서는, 레티클 가스치환실 (130) 내에 레티클 (R) 을 설치한 상태에서 보호부재내 공간 (GS) 을 가스치환하는 동작과 병행하여 광세정장치 (131) 에 의해 광원 (20) 으로부터 자외광을 레티클 가스치환실 (130) 로 도입하여 상기 광을 레티클 (R) 로 조사한다.
이 때, 자외선광에 의해 레티클 (R) 의 표면이나 보호부재 (PE) 에 부착된오염물질 (주로 흡광물질) 이 산화분해 (광세정) 되어 부차적으로 생성되는 물분자나 이산환탄소분자 등의 물질 (분해물질) 이 보호부재내 공간 (GS) 의 기체중으로 방출된다. 부재표면에 흡착되어 있는 물분자 등은 자외선광을 받아 고온화됨으로서, 보다 탈리하기 쉬워져서 보호부재내 공간 (GS) 의 기체중으로 방출되기 쉬워진다. 가스치환동작에 따라 이 분해물질, 탈리물질 및 기체중의 흡광물질이 보호부재내 공간 (GS) 에서 배제된다.
즉, 본 예에서는 가스치환동작시에 레티클 (R) 의 표면이나 보호부재 (PE) 에 부착된 오염물질 (흡광물질) 이 배제되기 때문에, 레티클실 (21) 내에서 광로상에 배치된 레티클 (R) 에 대하여 노광광 (IL) 이 확실하게 투과한다.
광세정장치에 의해 레티클 (R) 에 광을 조사하는 타이밍은 임의이며, 가스치환동작에 앞서 자외광에 의해 레티클 (R) 의 표면 및 보호부재 (PE) 를 광세정하도록 하여도 된다.
본 예에서는, 레티클 가스치환실 (130) 내에 조사하는 광으로서, 웨이퍼 (W) 로의 패턴전사용 노광광 (IL) 을 분기한 것을 사용하였으나, 도 9 에 나타낸 바와 같이 패턴전사용 광원 (20) 과는 별도로 새로 광원 (135) 을 설치하고, 상기 광원 (135) 로부터의 광 (자외광) 을 레티클 가스치환실 (130) 로 도입하도록 구성하여도 된다. 이 경우, 패턴전사용 노광광과 다른 파장의 광을 레티클 가스치환실 (130) 로 조사할 수 있게 된다. 예컨대, 상술한 F2레이저광의 경우에는, 산소분자 등에 의해 현저하게 흡수되기 때문에, 산소분자가 존재하여도 비교적 투과되기 쉬운 광 (F2레이저광보다 파장이 긴 광, 예컨대 ArF 레이저광 또는 엑시머램프로부터의 광 등) 을 사용함으로써, 보호부재내 공간 (GS) 에 흡광물질이 많이 함유되어 있는 경우에도 확실하게 보호부재 (PE) 를 광세정할 수 있게 된다.
상술한 각 실시예에 나타낸 각 구성부재의 제형상이나 조합 등은 일례로서, 본 발명의 주지에서 일탈하지 않는 범위에서 설계요구 등에 기초하여 여러 가지로 변경할 수 있음은 분명하다. 본 발명은, 예컨대 다음과 같은 변경을 포함하는 것으로 한다.
상기 각 실시예에서는, 레티클실에 인접하여 설치된 레티클 가스치환실에서 레티클 (R) 의 보호부재내 공간 (GS) 의 가스치환을 실시하고 있으나, 이것으로 한정되지 않고 이 보호부재내 공간 (GS) 의 가스치환은 다른 장소, 예컨대 도 1 에 나타낸 레티클 라이브러리 (RL) 내나 레티클실 (21) 에서 실시하여도 된다.
상술한 레티클 라이브러리 (RL) 대신에 레티클 (마스크) 을 수납하는 수단으로서, 불활성 가스가 충전된 마스크 반송케이스 (SMIF 포트) 를 사용하여도 된다. 이 경우, 이 케이스내에 수납되어 있는 레티클 (R) 의 보호부재내 공간은 통상은 저흡수성 가스로 치환되어 있는 것으로 생각되나, 보호부재 (PE) 나 금틀 (PE) 로부터의 탈가스 (아웃가스) 에 의해 보호부재내 공간 (GS) 이 오염되어 있을 우려가 있기 때문에, 레티클실 (21) 로 반입하기 전에 상술한 가스치환을 실시하는 것이 바람직하다.
상기 실시예에서는, 레티클 라이브러리 (RL) 와 레티클실 (21) 사이에 저흡수성 가스로 소정압으로 채워진 레티클 반송로 (50) 가 형성되어 있으나, 이것으로한정되지 않고 레티클 라이브러리 (RL) 와 레티클실 (21) 사이에서 레티클 (R) 을 반송하는 반송기구를 설치하고, 레티클 (R) 이 직접 외기 (노광장치 (10) 의 챔버내 공간) 에 접촉하는 구성으로 하여도 된다. 이 경우, 레티클실 (21) 에 인접하여 저흡수성 가스로 채워진 레티클 가스치환실을 설치함으로써, 레티클실 (21) 로의 레티클 (R) 의 반입에 따른 외기의 유입을 방지함과 동시에, 이 레티클 가스치환실에서 상술한 레티클 (R) 의 보호부재내 공간 (GS) 의 가스치환을 실시하는 것이 바람직하다.
조명광학계 (LO), 레티클실 (21), 투영광학계 (PL) 및 웨이퍼실 (22) 에 있어서의 각 내부공간이나 레티클 반송로 (50) (레티클 가스치환실 (55a) 을 포함함), 레티클 라이브러리 (RL) 의 내부공간을 채우는 저흡수성 가스로서, 전부를 동일종류로 하여도 되고, 다른 종류의 가스를 사용하여도 된다. 단, 저흡수성 가스로서 질소, 헬륨, 네온, 아르곤 등의 단일가스를 사용하는 경우에는, 적어도 레티클실 (21), 레티클 반송로 (50) 및 레티클 라이브러리 (RL) 로 공급하는 가스는 동일한 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 이것은, 가스의 혼합을 피하기 위함이다.
광로상의 각 공간의 급기관로 및 배기관로중에 에어필터 및 케미컬필터를 설치하고, 각 실내의 가스를 순환시켜도 된다. 이 경우, 순환되는 가스중의 상기 불순물은 거의 제거되기 때문에, 특정 가스를 장시간에 걸쳐 순환하여도 노광에 대하여 악영향을 거의 미치지 않는다.
레티클 가스치환실을 2 개 설치하고, 일측을 레티클 (R) 의 반입전용, 타측을 레티클 (R) 의 반출전용으로 하여, 상술한 각 실시예의 레티클실 (21) 에서 레티클 (R) 을 반출하는 동작과 레티클실 (21) 로 레티클 (R) 을 반입하는 동작을 병행하여 실시하도록 하여도 된다. 이 경우, 반출전용 레티클 가스치환실은, 반출에 앞서 가스치환을 완료해 둘 필요가 있으나, 레티클 (R) 의 레티클실 (21) 로의 반입의 종료를 기다릴 필요 없이 레티클 가스치환실에서 외부로 레티클 (R) 을 반출할 수 있기 때문에, 레티클 (R) 의 교환시간을 단축할 수 있다.
레티클 라이브러리 (RL) 와 레티클실 (21) 사이에 저흡수성 가스로 소정압으로 채워진 레티클 반송로 (50) (레티클 가스치환실 (55a), 레티클 반송실 (55b) 을 포함함) 를 형성하는 구성에 대하여 설명하였으나, 레티클 반송실 (55b) 을 생략하여도 된다.
즉, 레티클 가스치환실 (55a) 내에 레티클 라이브러리 (RL) 와 레티클실 사이에서 레티클 (R) 을 반송하는 레티클 반송기구를 설치한다. 이 레티클 반송기구를 사용하여 레티클 라이브러리 (RL) 에서 레티클 (R) 을 꺼내는 경우, 개구 (60) 를 도어 (63) 로 닫음과 동시에 개구 (61) 를 열어 레티클 반송기구의 레티클 반송아암을 레티클 라이브러리 (RL) 로 이동시키고, 레티클 (R) 을 진공흡착하여 레티클 (R) 을 레티클 가스치환실 (55a) 내로 반송한다.
레티클 가스치환실 (55a) 내로 레티클 (R) 이 반송되면, 개구 (61) 로 도어 (64) 를 닫고, 보호부재내 공간 (GS) 내의 기체를 저흡수성 가스로 치환한다.
치환이 종료되면, 개구 (60) 를 열어 레티클실 (21) 로 레티클 (R) 을 반송한다.
레티클 가스치환실 (55a) 내로 반송된 레티클 (R) 은, 레티클 반송아암에 탑재된 채로 보호부재내 공간 (GS) 내의 기체를 저흡수성 가스로 치환하여도 되고, 레티클 가스치환실 (55a) 내에 미리 설치된 테이블에 탑재된 상태로 상기 가스치환하여도 된다.
레티클 가스치환실 (55a) 내에 레티클 반송기구를 설치함으로서, 반송기구를 구성하는 구동부에서 발생하는 흡광물질이 레티클실 (21) 및 레티클 라이브러리 (RL) 로 유입될 우려가 있다. 따라서, 레티클 반송실 (55a) 의 압력을 대기압보다 높게 또한 레티클실 (21), 레티클 라이브러리 (RL) 의 각 압력보다 낮게 설정함으로써 흡광물질의 유입을 억제할 수 있다.
도 11 은, 본 발명의 다른 실시예에 사용되는 반도체 디바이스제조용 축소투영형 노광장치 (310) 의 구성을 개략적으로 나타내고 있다. 이 노광장치 (301) 는 제 1 실시예와 전체구성이 동일하므로 설명을 생략하고, 제 1 실시예와 다른 부분을 설명한다.
레티클실 (21) 은, 조명계 (IU) 의 하우징 및 투영광학계 (PL) 의 하우징과 빈 틈 없이 접합된 격벽 (46) 에 의해 형성되어 있으며, 그 내부공간에 레티클 (R2) 을 흡착지지하는 레티클 스테이지 (RST) 를 구비하고 있다. 레티클 스테이지 (RST) 는 도시하지 않은 레티클 스테이지상에 배치되어 있고, 스테이지 구동계 (341) 에 의해 레티클 스테이지상에서 Y 방향 (스캔방향) 으로 소정 스트로크로 이동함과 동시에, X 방향, Y 방향 및 θ방향 (회전방향) 으로 각각 미소이동한다. 스테이지 구동계 (341) 는, 예컨대 레티클 스테이지 (RST) 를 Y 방향으로 안내하기위하여 Y 축에 평행하게 배치되는 리니어가이드, 주사용 리니어모터 (보이스코일모터) 등을 포함하며 구성된다.
레티클 스테이지 (RST) 에는 각각의 위치나 이동량을 계측하기 위한 위치검출장치인 레이저 간섭계 (342) 로부터의 측장빔 (레이저 빔) 을 반사하는 이동경 (343) 이 장착되어 있다. 레이저 간섭계 (342) 는 도시하지 않은 고정수단에 의해 각각 레티클 베이스에 고정되어 있고, 투영광학계 (PL) 의 상단부 측면에 고정된 도시하지 않은 고정경을 기준으로 하여 레티클 스테이지 (RST) 의 XY 면내의 위치를 소정 분해능으로 검출한다. 레이저 간섭계 (342) 에 의해 계측되는 레티클 스테이지 (RST) 의 위치정보 (또는 속도정보) 는 주제어장치 (23) 로 보내진다. 주제어장치 (23) 는, 레이저 간섭계 (342) 에서 출력되는 위치정보 (또는 속도정보) 에 기초하여 스테이지 구동계 (341) 를 제어한다.
레티클 (R2) 은, 도시하지 않은 레티클 반송계에 의해 레티클실 (21) 내로 반입 및 반출되어 적절히 교환하여 사용된다.
도 12 에 레티클 스테이지 (RST) 에 탑재되는 레티클 (R2) 의 사시도를 나타낸다.
이 도 12 에 나타낸 바와 같이, 레티클 (R2) 에는 패턴영역 (PA2) 을 보호하기 위한 레티클 보호장치 (350) 가 장착되어 있다. 이 레티클 보호장치 (350) 는, 패턴영역 (PA2) 을 둘러싸며 배치되는 페리클 프레임 (PF2) 과, 패턴영역 (PA2) 을 덮도록 페리클 프레임 (PF2) 에 코팅설치되는 투명한 페리클 (PE2) 로 이루어진다. 이 페리클 프레임 (PF2) 과 페리클 (PE2) 에 의해 레티클 (R2) 의패턴영역을 덮는 폐공간으로서의 페리클내 공간 (351) 이 형성된다. 페리클 (PE2) 로서는, 니트로셀룰로오스 등의 유기물을 주성분으로 하는 두께가 수백 ㎚ ∼ 수 ㎛ 정도의 투명한 얇은 막형상의 부재 외에 수백 ㎛ 정도의 두께를 갖는 판형상의 석영유리 (불소도프석영 등) 등이 사용된다. 니트로셀룰로오스나 석영유리 외에 석영이나 플루오르화마그네슘, 플루오르화리튬 등의 다른 무기재료로 이루어지는 부재를 페리클 (PE2) 에 사용하여도 된다. 페리클 프레임 (PF2) 은 알루미늄 등의 금속이나 석영유리를 직사각형의 틀형상으로 형성한 것으로서, 페리클내 공간 (351) 과 외부공간 사이를 통기하기 위하여 형성되는 복수 (여기서는 2 개) 의 개구 (353,354) 를 갖고 있다.
개구 (353,354) 는, 본 실시예에서는 페리클 프레임 (PF2) 의 4 개의 측면 중 레티클 스테이지 (RST) 상에 탑재되었을 때에 상술한 스캔방향 (Y 방향) 으로 배치되는 서로 대향하는 2 개의 측면에 슬릿형상으로 형성되어 있다. 이 경우, 슬릿의 개구면적은 페리클 프레임 (PF2) 의 강도가 크게 저하되지 않는 범위에서 가능한 한 크게 하는 것이 바람직하다. 개구 (353,354) 에는 소정 크기의 이물질의 통과를 방지하기 위한 필터를 설치하는 것이 바람직하다.
본 실시예에 있어서, 주제어장치 (23) 는 CPU (중앙처리장치), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Acess Memory) 등을 포함하는 마이크로컴퓨터 (또는 미니컴퓨터) 로 구성된다. 주제어장치 (23) 는, 상술한 바와 같이 레티클 스테이지 (RST) 나 웨이퍼 스테이지 (47) 를 레이저 간섭계를 통해 모니터하면서 각 스테이지의 위치제어를 실행한다.
그런데, 본 실시예와 같이 진공자외역의 파장의 광을 노광빔으로 하는 경우에는, 이러한 파장대역의 광에 대하여 강한 흡수특성을 갖는 물질 (이하, 흡광물질이라 함) 을 광로에서 배제할 필요가 있다. 진공자외역의 빔에 대한 흡광물질로서는 산소 (O2), 물 (수증기 : H2O), 탄산가스 (이산화탄소 : CO2), 유기물 및 할로겐화물 등이 있다. 한편, 노광빔 (IL) 이 투과하는 기체 (에너지흡수가 거의 없는 물질) 로서는, 질소가스 (N2) 외에 헬륨 (He), 네온 (Ne), 아르곤 (Ar), 크립톤 (Kr), 크세논 (Xe), 라돈 (Rn) 으로 이루어진 희(希)가스가 있다. 이후, 이 질소가스 및 희가스를 합쳐「투과가스」라 한다.
본 실시예의 노광장치에서는, 도시하지 않은 가스공급장치에 의해 광로상의 공간, 즉 조명계 하우징 (IU), 레티클실 (21), 투영광학계 (PL) 및 웨이퍼실 (22) 에 있어서의 각 내부공간에, 진공자외역의 빔에 대하여 에너지흡수가 적은 상기 투과가스를 공급하여 채움으로써, 그 기압을 대기압과 동일한 정도 혹은 보다 높게 하고 있다. 본 실시예에서는 대기압에 비하여 1 ∼ 10 % 정도 높게 설정하고 있다. 질소가스는 파장이 150 ㎚ 정도 이하인 광에 대해서는 흡광물질로서 작용하고, 헬륨가스는 파장 100 ㎚ 정도까지 투과가스로서 사용할 수 있다. 헬륨가스는 열전도율이 질소가스의 약 6 배이고, 기압변화에 대한 굴절율의 변동량이 질소가스의 약 1/8 이기 때문에, 특히 고투과율과 광학계의 결상특성의 안정성이나 냉각성이 우수하다. 헬륨가스는 고가이기 때문에, 노광빔의 파장이 F2레이저와 같이 150 ㎚ 이상이면, 운전비용을 저감시키기 위해서는 그 투과가스로서 질소가스를 사용하도록 하여도 된다.
이어서, 상술한 바와 같이 구성되는 본 실시예의 노광장치 (310) 의 동작에 대하여, 주제어장치 (23) 의 제어동작을 중심으로 설명한다.
전제로서, 노광빔 (IL) 의 광로상의 공간 (조명계 하우징 (IU), 레티클실 (21), 투영광학계 (PL) 및 웨이퍼실 (22) 에 있어서의 각 내부공간) 은, 미리 각 공간이 각각 투과가스로 채워짐과 동시에 소정 기압으로 설정되어 있으며, 그럼으로써 각 공간에 있어서의 흡광물질이 저감되어 외부로부터의 이물질의 혼입이 억제된 상태에 있는 것으로 한다.
우선, 주제어장치 (23) 는, 도시하지 않은 레티클 반송계에 의해 레티클 (R2) 을 레티클실 (21) 내로 반입하고, 이 레티클 (R2) 을 레티클 스테이지 (RST) 상에 탑재한다. 이 때 레티클 반송계는, 레티클 보호장치 (350) 에 형성된 복수의 개구 (353,354) 가 레티클 스테이지 (RST) 의 스캔방향으로 배치되도록 레티클 (R2) 을 탑재한다. 레티클 (R2) 은, 레티클 보호장치 (350) 를 아래를 향하게 한 상태로 탑재된다.
레티클 스테이지 (RST) 상에 레티클 (R2) 이 탑재되면, 주제어장치 (23) 는 레티클실 (21) 내에서 레티클 (R2) 을 스캔이동시킨다. 이 스캔동작은 레티클 보호장치 (350) 의 내부공간 (페리클내 공간 (351)) 의 기체를 투과가스로 치환하기 위한 것으로서, 후술하는 스캔노광에 앞서 실시된다.
본 실시예에 있어서의 가스치환기구는, 레티클 스테이지 (RST), 레티클 스테이지를 구동하는 구동계 (341), 스테이지 구동계 (341) 를 제어하는 주제어장치(23) 를 구비한다.
주제어장치 (23) 는, 스테이지 구동계 (341) 를 통해 레티클 스테이지 (RST) 를 Y 방향으로 구동하여 노광빔 (IL) 의 광로에 대하여 레티클 (R2) 을 상대이동 (스캔) 시킨다. 이 때 주제어장치 (23) 는, 레티클실 (21) 내에서 레티클 (R2) 이 미리 정해진 소정 스트로크를 반복해서 왕복구동하도록, 스테이지 구동계 (341) 를 통해 레티클 스테이지 (RST) 를 제어한다. 이 때, 이 레티클 (R2) 의 스캔이동에 의해 레티클 (R2) 에 대하여 상대적인 가스의 흐름이 발생한다.
예컨대, 도 10a 에 나타낸 바와 같이, 레티클 (R2) (레티클 스테이지) 이 +Y 방향으로 스캔이동하는 경우에는, 이 레티클 (R2) 의 이동에 따라 이 때의 스캔이동방향 (+Y 방향) 과는 반대방향 (-Y 방향) 으로 상대적인 가스의 흐름이 발생한다. 이와는 반대로 도 10b 에 나타낸 바와 같이, 레티클 (R2) 이 -Y 방향으로 스캔이동하는 경우에는, 이 레티클 (R2) 의 이동에 따라 이 때의 스캔이동방향 (-Y 방향) 과는 반대방향 (+Y 방향) 으로 상대적인 가스의 흐름이 발생한다. 상술한 바와 같이, 레티클 (R2) 에 장착되어 있는 레티클 보호장치 (350) 에 있어서의 페리클 프레임 (PF2) 의 스캔방향의 양측면에는, 슬릿형상의 개구 (353,354) 가 형성되어 있고, 상술한 레티클 (R2) 의 이동에 따른 상대적인 가스의 흐름에 의해 레티클실내의 투과가스가 페리클내 공간 (351) 으로 유입된다. 즉, 2 개의 개구 (353,354) 중 일측 개구를 통해 레티클실 (21) 내의 투과가스가 페리클내 공간 (351) 으로 유입됨과 동시에, 상기 개구와 대향하는 타측 개구를 통해 페리클내 공간 (351) 의 기체가 유출된다. 이 가스의 유출입이 반복됨으로써, 페리클내 공간 (351) 의 기체가 투과가스로 치환된다 (스캔치환).
그리고, 이 스캔치환을 실행하는 동안, 레티클실 (21) 에 대하여 투과가스의 공급 및 레티클실내의 기체의 배기가 계속해서 실시된다.
이 때, 페리클내 공간 (351) 의 기체가 투과가스로 치환되었는지의 여부는, 페리클내 공간 (351) 의 흡광물질의 농도에 관한 정보를 검출한 결과에 기초하여 판단할 수 있다. 페리클내 공간 (351) 의 흡광물질의 농도를 검출하는 방법으로서는, 예컨대 레티클실 (21) 로부터의 급기관의 도중에 가스농도계 (예컨대, 산소농도계, 노점계 등) 를 배치하고, 레티클실 (21) 에서 배기되는 기체중의 흡광물질의 농도 또는 투과가스의 농도를 검출하며, 그 결과를 페리클내 공간 (351) 의 흡광물질의 농도에 대한 지표로서 사용하는 방법이나, 혹은 페리클내 공간 (351) 의 빔의 투과율을 검출하며, 그 결과를 페리클내 공간 (351) 의 흡광물질의 농도에 대한 지표로서 사용하는 방법 등이 있다. 페리클내 공간 (351) 의 투과율을 검출하기 위해서는, 예컨대 웨이퍼 스테이지측에 광량모니터를 배치하고, 이 광량모니터에 의한 광량의 검출결과에 기초하여 상기 투과율을 산출하면 된다. 본 실시예에 있어서, 주제어장치 (23) 는 상기 스캔치환동작의 반복회수가 미리 실험 등에 의해 구해진 페리클내 공간 (351) 내의 흡광물질의 농도가 충분히 저감되는 목표회수에 도달함으로써, 페리클내 공간 (351) 이 투과가스로 치환된 것으로 판단한다.
페리클내 공간 (351) 의 기체가 투과가스로 치환되면, 주제어장치 (23) 는 다음 노광동작 (스캔노광) 을 개시한다.
본 실시예의 노광장치 (310) 는 스텝·앤드·스캔방식의 주사형 노광장치이기 때문에, 주제어장치 (23) 는 레티클 스테이지 (RST) 를 구동하여 노광빔의 광로에 대하여 레티클 (R2) 을 상대이동 (주사) 시킴과 동시에, 이와 동기하여 웨이퍼 (W) 측의 웨이퍼 스테이지 (47) 를 이동시켜, 웨이퍼 (W) 상에 복수 설정되는 쇼트영역 중 1 개에 레티클 (R2) 의 패턴 이미지를 투영노광한다. 이 때, 레티클 스테이지 (RST) 를 주사방향 (Y 방향) 으로 속도 (Vs) 로 주사시키는 것과 동기하여, 웨이퍼 스테이지 (47) 를 상기 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향과 반대방향으로 속도 (Vw) (= β·Vs, β는 축소배율로서 예컨대 1/4 또는 1/5) 로 주사시킨다. 즉, 웨이퍼 스테이지 (47) 에 대하여 레티클 스테이지 (RST) 를 수배의 속도로 이동시키게 된다. 이와 같이 동기이동하는 레티클 (R2) 과 웨이퍼 (W) 에 대하여 광원 (20) 으로부터의 노광빔 (IL) 을 사출함으로써, 레티클 (R2) 에 형성된 회로패턴의 이미지가 투영광학계 (PL) 를 통해 웨이퍼 (W) 의 쇼트영역으로 전사된다 (스캔노광). 상술한 스캔노광동작과 웨이퍼 스테이지 (47) 를 스테핑이동시키는 스테핑동작을 반복함으로써, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역의 각각에 레티클 (R2) 의 패턴 이미지가 순차 전사된다.
이 스캔노광시에 있어서 레티클 (R2) 의 이동방향은 상술한 스캔치환시와 동일하다. 따라서, 이 스캔노광시에도 레티클 (R2) 의 스캔이동에 따라 레티클실 (21) 내의 투과가스가, 페리클 프레임 (PF2) 의 개구 (353,354) 를 통해 페리클내 공간 (351) 으로 유입된다. 그럼으로써, 페리클내 공간 (351) 의 흡광물질이 저감됨과 동시에 스캔노광중 그 노광물질이 저감된 상태가 유지된다.
주제어장치 (23) 는, 모든 쇼트위치에 대한 노광이 종료되면, 도시하지 않은 웨이퍼 반송계에 의해 웨이퍼실 (22) 내의 웨이퍼 (W) 를 다음 웨이퍼 (W) 로 교환한다. 본 실시예에서는, 이 웨이퍼 (W) 교환시에도 상술한 스캔방향으로 레티클 (R2) 을 반복해서 왕복구동시켜 페리클내 공간 (351) 으로 투과가스를 유입시킨다. 이후, 노광장치 (310) 에서는 상술한 스캔노광동작과 웨이퍼 (W) 교환동작을 반복해서 실행한다.
이와 같이 본 실시예에서는, 레티클실 (21) 내에 레티클 (R2) 을 수용한 후, 이 레티클실 (21) 내에서 레티클 (R2) 의 스캔이동을 단속적으로 실시한다. 그럼으로써, 레티클실 (21) 내에 채워져 있는 투과가스가 항상 페리클내 공간 (351) 으로 유입되어 가스치환이 실행되며, 페리클내 공간 (351) 에 있어서의 흡광물질이 저감된 상태가 안정적으로 유지된다. 따라서, 광원 (20) 으로부터의 노광빔 (IL) 의 에너지가 페리클내 공간 (351) 에서 크게 흡수되는 일 없이, 충분한 조도로 웨이퍼 (W) 에 도달하게 되어 노광정밀도의 향상이 도모된다. 또한, 페리클내 공간 (351) 을 가스치환할 때에는, 레티클실 (21) 내에서 레티클 (R2) 을 스캔이동시키는 것만으로 충분하기 때문에, 복잡한 기구를 새로 부가하지 않고 쉽게 실시할 수 있다. 제 1 공간으로서의 페리클내 공간 (351) 내 및 제 2 공간으로서의 레티클실 (21) 내의 가스의 온도를 고온 (공급되는 가스의 온도보다 높게 함) 으로 해 둠으로써, 가스의 평균분자운동속도가 올라가므로 가스치환을 보다 고속을 실시할 수 있다.
그런데, 레티클 보호장치 (350) 를 구성하는 페리클 (PE2) 이나 페리클 프레임 (PF2) 은, 상술한 흡광물질을 발생할 가능성이 있다. 즉, 페리클 (PE2) 이나 페리클 프레임 (PF2) 에 원래 부착되어 있던 물분자 등의 흡광물질이 시간의 경과와 함께 서서히 이탈하거나 노광빔 (IL) 의 에너지에 의해 유발되어 페리클 (PE2) 에서 흡광물질로서의 탈가스가 발생한다. 페리클 (PE2) 이나 페리클 프레임 (PE2) 에서 흡광물질이 발생하면, 페리클내 공간 (351) 에 이들이 축적되어 페리클내 공간 (351) 에 있어서의 흡광물질 농도가 서서히 높아질 우려가 있다. 본 실시예에서는, 상술한 바와 같이 레티클 (R2) 의 스캔이동을 단속적으로 실시하여 페리클내 공간 (351) 의 기체를 항상 투과가스로 치환하고 있기 때문에, 상술한 흡광물질이 발생하여도 가스치환을 수반하여 페리클내 공간 (351) 으로부터 그 흡광물질이 배제되므로, 페리클내 공간 (351) 에 있어서의 흡광물질 농도의 상승을 억제할 수 있다.
상술한 실시예에서는, 레티클실 (21) 내에서 레티클 (R2) 의 스캔이동을 실시하여 페리클내 공간 (351) 의 흡광물질의 저감을 도모하였으나, 레티클실 (21) 과는 별도의 공간내에서 흡광물질 저감을 위한 레티클 (R2) 의 스캔이동을 실시하여도 된다. 예컨대, 도 13 에 나타낸 바와 같이, 레티클실 (21) 에 인접하여 설치되는 예비실 (360) 내에서 상기 레티클 (R2) 의 스캔이동을 실시하면 된다. 이 경우, 레티클실 (21) 로 반입되는 레티클 (R2) 을 투과가스로 채워진 예비실 (360) 내에 일시적으로 수용하고, 예비실 (360) 내에서 레티클 (R2) 을 스캔이동시켜 페리클내 공간 (351) 의 기체를 투과가스로 치환하여도 된다. 그럼으로써, 레티클실 (21) 로 반입하고 나서의 가스치환동작에 필요한 시간을 경감할 수 있게된다. 이 경우, 레티클실 (21) 에 수용되어 있는 레티클 (R2) 과는 별도인 다음에 사용되는 레티클 (R2) 을 예비실 (360) 내에서 스캔이동시켜 페리클내 공간 (351) 내의 흡광물질의 저감을 도모해 둠으로써, 신속하게 레티클의 변환동작을 실시할 수 있음과 동시에, 바로 노광동작으로 이동할 수 있게 된다. 예비실 (360) 을 구비하는 경우, 일단 레티클실 (21) 내에 수용된 레티클 (R2) 을 예비실 (360) 로 일단 반출하고, 예비실 (360) 내에서 페리클내 공간 (351) 내의 흡광물질의 저감을 도모한 후, 다시 레티클실 (21) 로 되돌리도록 하여도 된다.
그리고, 예비실 (360) 내에서 실시되는 페리클내 공간 (351) 내의 가스치환은, 특별히 스캔이동으로 실시하는 데 한정되는 것은 아니며, 제 1 실시예의 레티클 가스치환실 (55a) 에서 실시되는 방식을 채택하여도 된다.
상술한 흡광물질 등의 오염물질의 저감시에는, 소정 파장의 빔을 사용한 광세정이라 불리는 세정방법이 유효함이 알려져 있다. 즉, F2레이저광 등, 파장 약 120 ㎚ ∼ 약 180 ㎚ 의 진공자외역에 속하는 빔을 레티클 (R2) 에 조사하면, 레티클 (R2) 의 표면이나 레티클 보호장치 (350) 에 부착된 오염물질 (주로 흡광물질) 이 산화분해 (광세정) 되어 부차적으로 생성되는 물분자나 이산화탄소분자 등의 물질 (분해물질) 이 페리클내 공간 (351) 내외의 기체중으로 방출된다. 페리클 (PE2) 이나 페리클 프레임 (PF2) 의 부재표면에 흡착되어 있는 물분자 등은 자외역의 빔을 받아 여기되는 등에 의해, 보다 탈리되기 쉬워져서 기체중으로 방출되기 쉬워진다. 따라서, 예컨대 상술한 예비실 (360) 내에 수용되어 있는 레티클 (R2) 을 광세정함으로써, 오염의 원인이 되기 쉬운 물질을 레티클 (R2) 이나 레티클 보호장치 (350) 에서 미리 제거 (세정) 해 두고, 레티클실 (21) 내에서의 레티클 (R2) 및 레티클 보호장치 (350) 로부터의 오염물질의 발생을 억제할 수 있게 된다. 상술한 예비실 (360) 에서 광세정을 실시할 경우, 광세정장치로서 소정 파장의 빔을 발하는 광원, 광원으로부터의 빔을 예비실내로 도입하는 조명광학계, 조명빔의 광량을 계측하는 광량모니터 등의 계측장치 등을 구비하면 된다. 그리고, 예비실 (360) 로 한정되지 않고, 상기 광세정을 레티클실 (21) 내에서 실시하여도 된다. 즉, 상술한 노광동작중에는 광원 (20) 으로부터의 노광빔 (IL) 에 의해 레티클 (R2) 이 조사되어 있으며, 실질적으로 광세정되어 있는 것과 동등한 상태로 되는데, 이것에 더하여 예컨대 웨이퍼 (W) 의 교환중 등에 노광빔 (IL) 을 레티클 (R2) 에 조사 (공타) 하도록 하여도 된다.
앞의 도 12 에 나타낸 레티클 (R2) 에서는, 투과가스를 페리클내 공간 (351) 으로 도입하기 위하여, 페리클 프레임 (PF2) 에 슬릿형상의 개구 (353,354) 를 형성하고 있으나, 개구의 형상이나 개수, 그 배치위치는 이것으로 한정되지 않는다. 예컨대 도 14a 에 나타낸 바와 같이 페리클 프레임 (PF2) 의 강도를 보강하는 부재 (370) 를 개구에 설치하거나, 도 14b 에 나타낸 바와 같이 상기 개구로서 페리클 프레임 (PF2) 의 측면에 다수의 구멍 (371) 을 형성하여도 된다. 본 실시형태에서는, 페리클 프레임 중 스캔방향의 프레임측면에 슬릿형상의 개구를 형성하였으나, 스텝방향의 프레임측면에 슬릿형상의 개구를 더욱 형성하여도 된다. 즉, 페리클 프레임의 측면 전체에 개구를 형성하여도 된다. 그리고, 개구에는 페리클내 공간으로의 이물질의 진입을 방지하기 위한 필터를 설치하는 것이 바람직하나, 이것으로 한정되지 않는다. 즉, 레티클 (R2) 이 수용되는 공간이 충분히 청정한 상태라면, 개구에 필터를 설치하지 않아도 된다. 필터를 설치하는 경우, 가스가 비교적 통과하기 쉬운 필터를 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 레티클실까지의 레티클의 반송중에는 개구에 필터를 설치해 두고 레티클실에 수용하는 단계 혹은 레티클실에 수용한 후에 개구의 필터를 분리하도록 하여도 된다. 이와 같이 필터를 분리함으로써, 필터를 통과할 때의 저항이 없어져서 가스의 치환효율을 향상시킬 수 있다. 이 필터의 탈착은 상술한 로봇아암을 사용하여 실시하여도 된다.
상술한 각 실시예에 나타낸 동작수순 혹은 각 구성부재의 제형상이나 조합 등은 일례로서, 본 발명의 주지에서 일탈하지 않는 범위에서 프로세스조건이나 설계요구 등에 기초하여 여러 가지로 변경할 수 있다. 본 발명은 다음과 같은 변경을 포함하는 것으로 한다.
예컨대, 상술한 실시예에서는 투과가스가 공급되는 공간내에서 레티클을 스캔이동시켜 페리클내 공간으로 투과가스를 도입하고 있으나, 레티클을 움직이는 방법은 이것으로 한정되지 않는다. 예컨대, 레티클을 회전이동시켜 페리클내 공간으로 투과가스를 도입하여도 된다.
투과가스가 공급되는 공간내에, 페리클내 공간으로의 투과가스의 유입을 촉진시키는 기구를 설치하여도 된다. 예컨대, 투과가스의 급배기구를 페리클 프레임의 개구에 가깝게 설치하거나, 페리클 프레임의 개구를 향해 투과가스가 모이도록 덕트를 설치하여도 된다.
레티클실의 격벽, 웨이퍼실의 격벽, 조명계의 하우징, 투영광학계의 하우징 (경통), 레티클의 반송로 (레티클 가스치환실 (55a) 및 예비실 (360) 을 포함함) 의 격벽, 투과가스의 공급배관 등은, 연마 등의 처리에 의해 표면조도가 저감된 스테인리스 (SUS) 등의 재질을 사용함으로써 탈가스의 발생을 억제할 수 있게 된다.
본 발명이 적용되는 노광장치는, 노광용 조명빔에 대하여 마스크 (레티클) 와 기판 (웨이퍼) 을 각각 상대이동하는 주사노광방식 (예컨대, 스텝·앤드·스캔방식 등) 으로 한정되는 것은 아니며, 마스크와 기판을 거의 정지시킨 상태에서 마스크의 패턴을 기판상에 전사하는 정지노광방식, 예컨대 스텝·앤드·리피트방식 등이어도 된다. 그리고, 기판상에서 주변부가 겹치는 복수의 쇼트영역에 각각 패턴을 전사하는 스텝·앤드·스티치방식의 노광장치 등에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다. 투영광학계 (PL) 는 축소계, 등배계 및 확대계 중 어느 하나여도 되며, 굴절계, 반사굴절계 및 반사계 중 어느 하나여도 된다. 그리고, 투영광학계를 사용하지 않는, 예컨대 프록시미티방식의 노광장치 등에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.
노광장치의 종류로서는, 상기 반도체제조용뿐만 아니라, 액정표시디바이스제조용 노광장치나, 박막자기헤드, 촬상소자 (CCD), 마이크로머신 등의 마이크로디바이스 (전자디바이스) 혹은 레티클 (R) 등을 제조하기 위한 노광장치 등에도 널리 적용할 수 있다.
광원 (20) 으로서, 수은램프에서 발생하는 휘선 (g 선, (436 ㎚), h 선 (404.7 ㎚), i 선 (365 ㎚)), KrF 엑시머레이저 (248 ㎚), ArF 엑시머레이저 (193㎚), F2레이저 (157 ㎚) 뿐만 아니라, EUV 광, X 선, 전자선 또는 이온빔 등의 하전입자선 등을 사용할 수 있다. 예컨대, 전자선을 사용하는 경우에는 전자총으로서 열전자방사형 란탄헥사보라이트 (LaB6), 탄탈 (Ta) 을 사용할 수 있다. 그리고 노광광원으로서 YAG 레이저나 반도체 레이저 등의 고주파발생회로 등을 사용하여도 된다.
투영광학계 (PL) 로서는, 엑시머레이저 등의 원자외선을 사용하는 경우에는 초석재로서 석영이나 형석 등의 원자외선을 투과하는 재료를 사용하고, F2레이저나 X 선을 사용하는 경우에는 반사굴절계 또는 굴절계의 광학계로 하고 (레티클도 반사형 타입의 것을 사용함), 전자선을 사용하는 경우에는 광학계로서 전자렌즈 및 편향기로 이루어지는 전자광학계를 사용하면 된다. 전자선이 통과하는 광로는 진공상태로 한다.
웨이퍼 스테이지나 레티클 홀더에 리니어 모니터를 사용하는 경우에는, 에어베어링을 사용한 에어부상형 및 로렌츠력 또는 리액턴스력을 이용한 자기부상형 중 어느 쪽을 사용하여도 된다.
웨이퍼 스테이지, 레티클 홀더는 가이드를 따라 이동하는 타입이어도 되고, 가이드를 설치하지 않은 가이드리스 타입이어도 된다.
스테이지의 구동장치로서 평면모터를 사용하는 경우, 자석유닛 (영구자석) 과 전기자 유닛 중 어느 하나를 스테이지에 접속하고, 자석유닛과 전기자 유닛 중 타측을 스테이지의 이동면측 (베이스) 에 설치하면 된다.
웨이퍼 스테이지의 이동에 의해 발생하는 반력은, 일본 공개특허공보 평8-166475 호에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 도피시켜도 된다. 본 발명은 이와 같은 구조를 구비한 노광장치에도 적용할 수 있다.
레티클 스테이지의 이동에 의해 발생하는 반력은, 일본 공개특허공보 평8-330224 호에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 도피시켜도 된다. 본 발명은, 이와 같은 구조를 구비한 노광장치에도 적용할 수 있다.
각 실시예의 노광장치는, 본원 특허청구의 범위에 열거된 각 구성요소를 포함하는 각종 서브시스템을, 소정 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위하여, 이 조립의 전후에는 각종 광학계에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 실시된다. 각종 서브시스템에서 노광장치로의 조립공정은, 각종 서브시스템 상호의 기계적 접속, 전기회로의 배선접속, 기압회로의 배관접속 등이 포함된다. 이 각종 서브시스템에서 노광장치로의 조립공정전에 각 서브시스템 개개의 조립공정이 있다. 각종 서브시스템의 노광장치로의 조립공정이 종료되면, 종합조정이 실시되어 노광장치 전체적인 각종 정밀도가 확보된다. 노광장치의 제조는 온도 및 청정도 등이 관리된 크린룸에서 실시하는 것이 바람직하다.
도 15 는 디바이스 (반도체소자, 액정표시소자, 촬상소자 (CCD 등), 박막자기헤드 등) 의 제조예의 플로차트를 나타낸다. 디바이스는 이 도 15 에 나타낸 바와 같이 디바이스의 기능·성능설계를 실시하는 단계 201, 이 설계단계에 의거한 마스크 (레티클) 를 제작하는 단계 202, 실리콘재료로 웨이퍼를 제조하는 단계 203, 상술한 실시예의 노광장치에 의해 레티클의 패턴을 웨이퍼에 노광하는 웨이퍼처리단계 204, 디바이스 조립단계 (다이싱공정, 본딩공정, 패키지공정을 포함함) 205, 검사단계 206 등을 거쳐 제조된다.
상술한 바와 같이, 레티클에 있어서의 보호부재에 의해 형성되는 공간내에서 흡광물질을 효율적으로 안정되게 저감하여, 노광정밀도를 향상시킬 수 있는 노광장치, 노광방법 및 디바이스의 제조방법을 제공할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (29)

  1. 마스크 기판 상의 패턴형성영역을 보호하는 보호부재와 상기 보호부재를 지지하는 프레임으로 형성된 공간을 갖는 마스크를 수용하고, 외부에 대하여 내부가 기밀구조로 구성된 제 1 유닛;
    상기 제 1 유닛내에 노광광이 투과하는 소정 가스를 공급하는 가스공급장치;
    상기 공간내를 상기 제 1 유닛내에 공급된 상기 소정 가스로 치환하는 가스치환기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임은, 상기 공간내에 상기 제 1 유닛내의 상기 소정 가스를 급기하는 급기구와, 상기 제 1 유닛내에 상기 공간의 기체를 배기하는 배기구를 갖는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 공간으로부터 상기 제 1 유닛내에 배기된 상기 기체를 배기하는 배기장치를 갖는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 프레임의 상기 급기구와 상기 가스공급장치의 공급구가 서로 대향하고,상기 프레임의 상기 배출구와 상기 가스배기장치의 배기구는 서로 대향하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가스치환기구는,
    상기 공간에 대하여 상기 제 1 유닛내에 공급된 상기 소정 가스가 유입되도록, 상기 가스공급장치와 상기 가스배기장치를 제어하는 제어장치를 갖는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임은, 상기 소정가스를 급기하는 급기구와, 상기 공간의 기체를 배기하는 배기구를 갖고,
    상기 가스치환기구는, 상기 급기구를 통해 상기 공간에 상기 소정 가스를 공급하는 가스공급노즐과, 상기 배기구를 통해 상기 공간의 기체를 배기하는 배기노즐을 갖는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 공간의 압력변화를 검출하는 검출장치와,
    상기 검출장치의 검출결과에 기초하여 상기 가스공급장치 및 상기 배기장치 중, 적어도 하나를 제어하여 상기 공간의 압력을 소정 압력으로 유지하는 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 검출장치는, 상기 보호부재의 변위를 검출하는 변위센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유닛에 접속되고, 상기 마스크 또는 상기 보호부재의 적어도 일측을 광세정하는 광세정장치를 갖는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스치환기구는,
    상기 제 1 유닛내에서, 상기 마스크를 지지하는 지지부재와,
    상기 마스크를 소정 방향으로 이동하는 이동기구와,
    상기 이동기구에 접속되고, 상기 지지부재의 이동을 제어하여 상기 프레임에 형성된 개구를 통해 상기 소정 가스를 상기 공간에 유입시키는 제어장치를 갖는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 프레임에 형성된 개구는, 서로 대향하는 복수의 개구를 포함하고,
    상기 제어장치는, 상기 소정 방향으로서, 상기 복수의 개구가 대향하는 방향으로 상기 지지부재를 이동하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 마스크를 상기 노광광으로 조명하는 조명광학계와,
    상기 마스크에 형성된 패턴의 이미지를 기판 상에 전사하는 투영광학계를 구비하고,
    상기 제 1 유닛은, 상기 조명광학계와 상기 투영광학계의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 마스크와 상기 기판을 동기이동시키는 이동기구를 갖는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크를 상기 노광광으로 조명하는 조명광학계와,
    상기 마스크에 형성된 패턴의 이미지를 기판에 전사하는 투영광학계와,
    상기 조명광학계와 상기 투영광학계의 사이에 배치되고, 상기 조명광학계와 상기 투영광학계의 사이를, 외부에 대하여 내부 공간을 격리하는 제 2 유닛을 갖고,
    상기 제 1 유닛은, 상기 제 2 유닛에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  15. 마스크 기판 상의 패턴형성 영역을 보호하는 보호부재와 상기 보호부재를 지지하는 프레임으로 형성된 공간을 갖는 마스크를 유닛내에 수용하고,
    상기 유닛내에 노광광이 투과하는 소정 가스를 공급하며,
    상기 공간내부를 상기 유닛내에 공급된 상기 소정 가스로 치환하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 프레임은, 상기 공간내에 상기 유닛내의 상기 소정 가스를 급기하는 급기구와, 상기 유닛내에 상기 공간내의 기체를 배기하는 배기구를 갖고,
    상기 유닛내에 공급된 상기 소정 가스가, 상기 공급구를 통해 상기 공간에 상기 소정 가스가 유입되도록, 상기 소정 가스의 공급 및 상기 유닛내의 기체의 배기를 제어하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 급기구에 접속된 가스 공급노즐을 통해 상기 공간에 상기 소정 가스를 공급하고, 상기 배기구에 접속된 배기노즐을 통해 상기 공간의 기체를 배기하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 공간의 압력변화를 검출하고, 상기 검출결과에 기초하여, 상기 소정 가스의 공급 및 상기 유닛내의 기체의 배기를 제어하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 공간의 압력변화는, 상기 보호부재의 변위에 기초하여 검출되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 마스크 또는 상기 보호부재의 적어도 일측은, 광세정되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 유닛내에서 상기 마스크를 지지하고,
    상기 마스크를 소정 방향으로 이동하고, 상기 마스크를 상기 유닛내에서 상기 소정 방향으로 이동시킴으로써, 상기 프레임에 형성된 개구를 통해 상기 소정 가스를 상기 공간내에 유입시키는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 프레임에 형성된 개구는, 서로 대향하는 복수의 개구를 포함하고,
    상기 소정 방향은, 상기 복수의 개구가 대향하는 방향인 것을 특징으로 하는 노광방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 유닛은, 노광광 하에서, 상기 마스크를 조명하는 조명광학계와, 상기 마스크에 형성된 패턴의 이미지를 기판에 전사하는 투영광학계의 사이에 배치되고,
    상기 소정 방향은, 상기 마스크와 상기 기판을 동기이동하는 방향인 것을 특징으로 하는 노광방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 마스크와 상기 기판을 동기이동시키기 전에, 상기 마스크를 상기 소정 방향으로 이동시켜, 상기 공간내의 기체를 상기 소정 가스로 치환하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 유닛은, 상기 마스크의 패턴을 기판에 전사할 때, 상기 마스크가 수용되는 마스크실을 형성하고,
    상기 기판을 다른 기판으로 교환할 때, 상기 유닛내에서 상기 마스크를 상기소정 방향으로 이동시켜, 상기 소정 가스를 상기 공간내에 유입시키는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 유닛은, 상기 마스크의 패턴을 기판에 전사할 때, 상기 마스크가 수용되는 마스크실을 형성하고, 상기 마스크와 상기 기판을 동기이동하는 동안, 상기 공간내의 기체를 상기 소정 가스로 치환하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 마스크실을 형성하는 상기 유닛과는 별도인 유닛내에서, 상기 마스크를 상기 소정 방향으로 이동시켜, 상기 소정 가스를 상기 공간내에 유입시키는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  28. 제 21 항에 있어서,
    상기 유닛내의 불순물의 농도에 관한 정보를 검출하고, 상기 검출결과에 기초하여 상기 마스크를 이동시키는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  29. 리소그래피 공정을 포함한 디바이스의 제조방법으로서,
    상기 리소그래피 공정은, 제 15 항의 노광방법을 이용하여 디바이스를 제조하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 제조방법.
KR1020010016443A 2000-03-30 2001-03-29 노광장치, 노광방법 및 디바이스의 제조방법 KR20010095087A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000095638 2000-03-30
JP2000-095638 2000-03-30
JP2000-400060 2000-12-28
JP2000400060 2000-12-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010095087A true KR20010095087A (ko) 2001-11-03

Family

ID=26588989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010016443A KR20010095087A (ko) 2000-03-30 2001-03-29 노광장치, 노광방법 및 디바이스의 제조방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6614504B2 (ko)
KR (1) KR20010095087A (ko)
TW (1) TW522460B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9785060B2 (en) 2012-09-18 2017-10-10 Asml Netherlands B.V. Stage system and lithographic apparatus comprising such stage system
KR20180012089A (ko) * 2016-07-26 2018-02-05 에이피시스템 주식회사 레이저 장치, 이를 구비하는 레이저 처리설비, 및 이의 오염 방지방법

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6847434B2 (en) * 2000-02-10 2005-01-25 Asml Holding N.V. Method and apparatus for a pellicle frame with porous filtering inserts
JP2002260999A (ja) * 2000-12-08 2002-09-13 Carl-Zeiss-Stiftung Trading As Carl Zeiss 対物レンズの少なくとも１つの内部空間を気体洗浄するシステム
US6833222B1 (en) * 2001-03-29 2004-12-21 Dupont Photomasks, Inc. Method and apparatus for trimming a pellicle film using a laser
EP1256844A1 (en) * 2001-05-09 2002-11-13 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus
DE10136387A1 (de) * 2001-07-26 2003-02-13 Zeiss Carl Objektiv, insbesondere Objektiv für die Halbleiter-Lithographie
JP4288694B2 (ja) * 2001-12-20 2009-07-01 株式会社ニコン 基板保持装置、露光装置及びデバイス製造方法
JP4006235B2 (ja) * 2002-02-05 2007-11-14 キヤノン株式会社 不活性ガス置換方法及び装置、レチクル保管庫、レチクル検査装置、レチクル搬送ボックス、デバイスの製造方法
AU2003221393A1 (en) * 2002-03-15 2003-09-29 Nikon Corporation Mask storage device, exposure device, and device manufacturing method
JP4027214B2 (ja) * 2002-11-28 2007-12-26 キヤノン株式会社 搬送装置、デバイス製造装置、搬送方法およびデバイス製造方法
EP1720070A3 (en) * 2002-12-09 2006-11-22 ASML Holding N.V. Pellicle frame with heightened bonding surfaces
US6822731B1 (en) * 2003-06-18 2004-11-23 Asml Holding N.V. Method and apparatus for a pellicle frame with heightened bonding surfaces
JP2004269633A (ja) * 2003-03-06 2004-09-30 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 真空紫外線接着装置
EP3104396B1 (en) 2003-06-13 2018-03-21 Nikon Corporation Exposure method, substrate stage, exposure apparatus, and device manufacturing method
US7763395B2 (en) * 2003-06-30 2010-07-27 Intel Corporation Radiation stability of polymer pellicles
US7619718B2 (en) * 2003-10-07 2009-11-17 Asml Holding N.V. Method and system for active purging of pellicle volumes
EP3139214B1 (en) 2003-12-03 2019-01-30 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
US7265917B2 (en) * 2003-12-23 2007-09-04 Carl Zeiss Smt Ag Replacement apparatus for an optical element
JP4383911B2 (ja) * 2004-02-03 2009-12-16 キヤノン株式会社 露光装置及び半導体デバイスの製造方法
US7230673B2 (en) * 2004-12-07 2007-06-12 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, reticle exchange unit and device manufacturing method
JP5022912B2 (ja) 2004-12-23 2012-09-12 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー 少なくとも１つの交換可能な光学素子を備えるレンズモジュール
US20060246234A1 (en) * 2005-04-20 2006-11-02 Yazaki Corporation Photomask assembly incorporating a metal/scavenger pellicle frame
KR100719373B1 (ko) * 2005-08-11 2007-05-17 삼성전자주식회사 반도체 노광 설비 및 펠리클 검사 방법
US20070037067A1 (en) * 2005-08-15 2007-02-15 Ching-Bore Wang Optical pellicle with a filter and a vent
JP2007094159A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Dainippon Printing Co Ltd パターン形成体の製造方法
KR100689836B1 (ko) * 2005-12-23 2007-03-08 삼성전자주식회사 보조 포토 마스크를 갖는 노광장비 및 이를 이용하는노광방법
US7724351B2 (en) 2006-01-30 2010-05-25 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, device manufacturing method and exchangeable optical element
JP4802937B2 (ja) * 2006-08-24 2011-10-26 大日本印刷株式会社 フォトマスクの洗浄方法
DE102006050835A1 (de) 2006-10-27 2008-05-08 Carl Zeiss Smt Ag Verfahren und Vorrichtung zum Austausch von Objetkivteilen
US7933000B2 (en) * 2006-11-16 2011-04-26 Asml Netherlands B.V. Device manufacturing method, method for holding a patterning device and lithographic apparatus including an applicator for applying molecules onto a clamp area of a patterning device
FR2908674A1 (fr) * 2007-01-29 2008-05-23 Alcatel Sa Dispositif de nettoyage et de depollution d'un objet a environnement confine non etanche limite par une paroi a membrane souple
EP1925909A1 (fr) * 2006-11-21 2008-05-28 Alcatel Lucent Dispositif de nettoyage et de dépollution d'un objet à environnement confiné non étanche limité par une paroi à membrane souple
US8268541B2 (en) * 2007-02-28 2012-09-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Mask and blank storage inner gas
WO2008105531A1 (ja) * 2007-03-01 2008-09-04 Nikon Corporation ペリクルフレーム装置、マスク、露光方法及び露光装置並びにデバイスの製造方法
US8964166B2 (en) * 2007-12-17 2015-02-24 Nikon Corporation Stage device, exposure apparatus and method of producing device
DE102008000957A1 (de) * 2008-04-03 2009-10-08 Carl Zeiss Smt Ag Schutzmodul sowie EUV-Lithographievorrichtung mit Schutzmodul
DE102008000967B4 (de) 2008-04-03 2015-04-09 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie
TW201011458A (en) * 2008-09-09 2010-03-16 Gudeng Prec Industral Co Ltd A reticle clean device
FR2954583B1 (fr) 2009-12-18 2017-11-24 Alcatel Lucent Procede et dispositif de pilotage de fabrication de semi conducteurs par mesure de contamination
FR2961946B1 (fr) 2010-06-29 2012-08-03 Alcatel Lucent Dispositif de traitement pour boites de transport et de stockage
NL2008345A (en) * 2011-03-28 2012-10-01 Asml Holding Nv Lithographic apparatus and device manufacturing method.
NL2008954A (en) * 2011-07-08 2013-01-09 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method.
US8389945B1 (en) * 2011-08-25 2013-03-05 Symbol Technologies, Inc. Object detecting system in imaging-based barcode readers
CN103676459B (zh) * 2012-09-13 2016-08-31 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 光罩装置
DE102012219806A1 (de) * 2012-10-30 2014-04-30 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage mit mindestens einem Mittel zur Reduktion des Einflusses von Druckschwankungen
CN104635429B (zh) * 2013-11-14 2017-01-04 上海微电子装备有限公司 用于光刻设备的掩模重力补偿装置
JP6316084B2 (ja) * 2014-05-01 2018-04-25 キヤノン株式会社 リソグラフィ装置、および物品の製造方法
US10527956B2 (en) 2017-03-24 2020-01-07 Nikon Corporation Temperature controlled heat transfer frame for pellicle
US11106140B2 (en) * 2019-07-16 2021-08-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Semiconductor apparatus and method of operating the same
US11687012B2 (en) * 2021-06-25 2023-06-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Reduce mask defect impact by contamination decompose

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2516194B2 (ja) * 1984-06-11 1996-07-10 株式会社日立製作所 投影露光方法
JPS61160934A (ja) * 1985-01-10 1986-07-21 Canon Inc 投影光学装置
JPH0820371B2 (ja) * 1988-01-21 1996-03-04 株式会社ニコン 欠陥検査装置及び欠陥検査方法
US5559584A (en) 1993-03-08 1996-09-24 Nikon Corporation Exposure apparatus
US5696623A (en) * 1993-08-05 1997-12-09 Fujitsu Limited UV exposure with elongated service lifetime
US5814156A (en) * 1993-09-08 1998-09-29 Uvtech Systems Inc. Photoreactive surface cleaning
US5883704A (en) * 1995-08-07 1999-03-16 Nikon Corporation Projection exposure apparatus wherein focusing of the apparatus is changed by controlling the temperature of a lens element of the projection optical system
JPH0973167A (ja) 1995-09-05 1997-03-18 Mitsui Petrochem Ind Ltd マスク保護装置付きマスクとその製造方法及び該マスク による露光方法
JPH09102454A (ja) * 1995-10-03 1997-04-15 Nikon Corp 投影露光装置
JPH09197652A (ja) 1996-01-19 1997-07-31 Nec Corp ペリクル及びペリクル付きフォトマスク
US5814381A (en) * 1997-04-04 1998-09-29 Inko Industrial Corporation Pellicle assembly having a vented frame
JP2000019721A (ja) 1998-07-03 2000-01-21 Canon Inc レチクル容器、露光方法及びデバイス製造方法
KR20020006670A (ko) 1999-03-12 2002-01-24 시마무라 테루오 노광장치 및 노광방법, 그리고 디바이스 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9785060B2 (en) 2012-09-18 2017-10-10 Asml Netherlands B.V. Stage system and lithographic apparatus comprising such stage system
KR20180012089A (ko) * 2016-07-26 2018-02-05 에이피시스템 주식회사 레이저 장치, 이를 구비하는 레이저 처리설비, 및 이의 오염 방지방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20010026355A1 (en) 2001-10-04
TW522460B (en) 2003-03-01
US6614504B2 (en) 2003-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20010095087A (ko) 노광장치, 노광방법 및 디바이스의 제조방법
US6571057B2 (en) Optical instrument, gas replacement method and cleaning method of optical instrument, exposure apparatus, exposure method and manufacturing method for devices
JP3913976B2 (ja) リソグラフ投影装置に用いる洗浄ガスシステム
KR100695988B1 (ko) 리소그래피 투영 장치에 사용되는 정화 가스 시스템
KR101013347B1 (ko) 노광방법, 노광장치, 및 디바이스 제조방법
TW473816B (en) Exposure device, exposure method, and highly integrated device manufacturing method
KR100805142B1 (ko) 노광방법 및 노광장치
KR20020036951A (ko) 노광방법 및 장치
JP2004228497A (ja) 露光装置及び電子デバイスの製造方法
WO2000048237A1 (fr) Procede et appareil d'exposition
JP2005064210A (ja) 露光方法、該露光方法を利用した電子デバイスの製造方法及び露光装置
JP2004303808A (ja) 露光装置及び露光方法、フィルム構造体
WO2002041375A1 (fr) Procedes et dispositfs de transfert et d'exposition et procede servant a fabriquer un composant
JP2001060548A (ja) 露光方法及び装置
JP2001068400A (ja) 吸光物質検出方法、並びに露光方法及び装置
JP2004354656A (ja) 光洗浄装置及び光洗浄方法、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP2004258113A (ja) マスク保護装置、マスク、ガス置換装置、露光装置、ガス置換方法及び露光方法
JP2002164267A (ja) 露光装置及びデバイスの製造方法
JP2001345264A (ja) 露光装置及び露光方法並びにデバイスの製造方法
KR20020019121A (ko) 노광 방법 및 장치
JP2003257822A (ja) 光学装置及び露光装置
JP2002260998A (ja) 露光方法及び露光装置並びにデバイスの製造方法
JP2000195779A (ja) 露光装置及びマイクロデバイスの製造方法
WO2001073825A1 (fr) Dispositif d'alignement, appareil et procede servant a transferer une tranche, puce et son procede de fabrication
JP2005166922A (ja) 支持装置、光学装置、露光装置、及びデバイスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid