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WO2003036695A1 - Procede d'alimentation en gaz de purge d'un appareil d'exposition, appareil d'exposition, et procede de fabrication de cet appareil - Google Patents

Procede d'alimentation en gaz de purge d'un appareil d'exposition, appareil d'exposition, et procede de fabrication de cet appareil Download PDF

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Publication number
WO2003036695A1
WO2003036695A1 PCT/JP2002/010985 JP0210985W WO03036695A1 WO 2003036695 A1 WO2003036695 A1 WO 2003036695A1 JP 0210985 W JP0210985 W JP 0210985W WO 03036695 A1 WO03036695 A1 WO 03036695A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
purge gas
exposure light
chamber
exposure
optical system
Prior art date
Application number
PCT/JP2002/010985
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jin Nishikawa
Soichi Owa
Original Assignee
Nikon Corporation
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 Nikon Corporation filed Critical Nikon Corporation
Priority to JP2003539085A priority Critical patent/JPWO2003036695A1/ja
Publication of WO2003036695A1 publication Critical patent/WO2003036695A1/ja

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Classifications

    • 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
    • G03F7/70808—Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
    • 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
    • G03F7/70883—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of optical system
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a process for manufacturing various microdepths such as a semiconductor device, a liquid crystal display device, an imaging device, and a thin film magnetic head, and more particularly to a method for supplying a purge gas to an exposure apparatus used in a photolithography process.
  • a conventional exposure apparatus illuminates a mask such as a reticle or a photomask on which a predetermined pattern is formed with predetermined exposure light, and irradiates an image of the predetermined pattern with a photosensitive material such as a photoresist through a projection optical system. Transfer onto a substrate such as a wafer or a glass plate coated with.
  • oxygen in the optical path space of the exposure light, there are oxygen, water vapor, hydrocarbon gas, and light-absorbing substances such as an organic substance gas which reacts with the exposure light to produce a cloudy substance which adheres to the surface of an optical element such as a lens element.
  • light-absorbing substances such as an organic substance gas which reacts with the exposure light to produce a cloudy substance which adheres to the surface of an optical element such as a lens element.
  • a drive mechanism for driving an optical element or a stage is provided in an exposure apparatus, a very small amount of light-absorbing substance is generated from a substance covering an electric wire for supplying power to the drive mechanism and transmitting a signal.
  • gas that has volatilized from the surface of the optical element or the adhered substance attached to the inner wall of the lens barrel that houses the optical element becomes the light absorbing substance.
  • the exposure light is far ultraviolet rays or vacuum ultraviolet light, in particular, the F 2 laser beam and, when the light of the F 2 laser beam by Ri shorter wavelength, the exposure light is easily absorbed in the light absorbing material. Therefore, the energy of the exposure light is significantly reduced before being emitted from the light source and reaching the substrate. A reduction in the energy of exposure light reduces product yield.
  • an exposure apparatus was developed that purges a gas containing light-absorbing substances present in the optical path space of the exposure light with an inert gas such as nitrogen, helium, or argon.
  • Switching of the supply amount of the inert gas is performed according to the detection result of the oxygen sensor that detects the oxygen concentration in the optical path.
  • the oxygen sensor that detects the oxygen concentration in the optical path. Therefore, since light absorbing substances other than oxygen may be present in the optical path, exposure light may be absorbed by light absorbing substances other than oxygen even if the oxygen concentration is monitored. Therefore, when the supply amount of the inert gas is switched based on the oxygen concentration, a light-absorbing substance other than oxygen remains, which causes a problem that the exposure processing becomes insufficient.
  • An object of the present invention is to provide a method for efficiently and economically supplying a purge gas to an optical path of exposure light. Another object is to provide an exposure apparatus that can perform an exposure process efficiently. A further object is to provide a method of manufacturing a device that can efficiently manufacture highly integrated devices.
  • one embodiment of the present invention provides a method for supplying a purge gas used in an exposure apparatus that exposes a substrate with exposure light emitted from a light source.
  • the method includes supplying the purge gas to a chamber that defines at least a part of an optical path of the exposure light, and supplying the purge gas to the chamber based on energy information of the exposure light that has passed through the chamber.
  • energy information of the exposure light passing through the chamber is measured, and the supply mode is changed based on the measurement result.
  • the energy information of the exposure light includes an illuminance distribution of the exposure light.
  • the exposure apparatus includes: an illumination optical system that illuminates a mask with the exposure light; and a projection optical system that projects an image of a pattern formed on the mask onto the substrate. Alternatively, it is preferable to be provided in the projection optical system.
  • the energy information of the exposure light is measured based on the exposure light that has passed through the illumination optical system or the projection optical system.
  • the energy information of the exposure light is further measured based on the exposure light between the light source and the mask, and the supply mode is an energy of the exposure light measured between the light source and the mask. Preferably, it is changed based on the information and the energy information of the exposure light measured on the image plane side of the projection optical system.
  • a ratio between energy information of the exposure light measured on the image plane side of the projection optical system and energy information of the exposure light measured between the light source and the mask is obtained, and the ratio falls within a predetermined range.
  • the supply mode of the purge gas is switched from the first supply amount to a second supply amount smaller than the first supply amount.
  • the exposure apparatus comprises: a first chamber that partitions an optical path in the illumination optical system; a second chamber that partitions an optical path between the illumination optical system and the projection optical system; A third chamber that partitions an optical path in the projection optical system; and a fourth chamber that partitions an optical path on the image plane side of the projection optical system, wherein a first chamber of the exposure light in the first chamber is provided. Measuring energy information of the exposure light in the second chamber, measuring third energy information of the exposure light in the fourth chamber, and measuring the first energy information of the exposure light in the fourth chamber. The first room, the second room, the third room, and the third room according to a ratio of energy information to the second energy information, and a ratio of the third energy information to the first energy information. The supply mode corresponding to each of the first and fourth rooms is determined, and the supply mode is determined according to the determined supply mode. First chamber, a second chamber, supplied independently the Pajiga scan in the third chamber and the fourth chamber.
  • a fluid dynamics analysis is performed on the model of the chamber, and the supply mode of the purge gas is changed according to the analysis result.
  • the supply mode of the purge gas is changed based on the analysis result.
  • the timing is predicted, and the purge gas supply mode is changed at the predicted change time.
  • the present invention further provides an exposure apparatus for exposing a substrate using exposure light emitted from a light source.
  • An exposure apparatus configured to supply a purge gas to a chamber that defines at least a part of an optical path of the exposure light; and a supply of the purge gas to the chamber according to energy information of the exposure light that has passed through the chamber.
  • the exposure apparatus further includes an illumination optical system that illuminates the mask with the exposure light, a projection optical system that projects an image of a pattern formed on the mask onto the substrate, and an image plane side of the projection optical system. And an image plane sensor for detecting energy information of the exposure light.
  • the exposure apparatus further includes a light source-side sensor disposed between the light source and the mask, for detecting energy information of the exposure light.
  • the chamber defines a first chamber that defines an optical path in the illumination optical system; a second chamber that defines an optical path between the illumination optical system and the projection optical system; One of a plurality of chambers including a third chamber that partitions an optical path on an image plane side of an optical system, wherein the purge gas supply mechanism includes: a supply source of the purge gas; A plurality of air supply pipes respectively communicating with the chambers; a plurality of discharge pipes communicating the plurality of chambers with the outside of the exposure apparatus; and a plurality of valves provided on the air supply pipe and the discharge pipe.
  • the control device changes the supply mode by changing the opening degrees of the plurality of valves.
  • the energy information of the exposure light is the illuminance of the exposure light
  • the control device is configured to control the first illuminance of the exposure light measured in the first chamber, and the illuminance of the exposure light in the second chamber. Using the measured second illuminance of the exposure light and the third illuminance of the exposure light measured in the fourth chamber, determine a plurality of supply modes respectively corresponding to the plurality of chambers. I do.
  • the present invention further provides a method for manufacturing a device including a lithographic process in which a substrate is exposed using an exposure apparatus.
  • a purge gas is supplied to an optical path of the exposure light, and a supply mode of the purge gas is changed according to energy information of the exposure light in the vicinity of the substrate, and the optical path of the exposure light reaches a predetermined purge gas state.
  • the substrate is exposed to the exposure light. Further, it is preferable to detect the energy information of the exposure light in the middle of the optical path of the exposure light.
  • the purge gas is supplied at a first supply amount, and after reaching the predetermined purge gas state, the purge gas is supplied at a second supply amount smaller than the first supply amount.
  • the present invention further provides a method for purging a light absorbing substance from a chamber defined inside an exposure apparatus and through which exposure light for exposing a substrate passes.
  • the method includes the steps of: supplying a purge gas to the chamber at a first supply amount; detecting a first intensity of the exposure light in the chamber; and a second intensity of the exposure light near the substrate. And a step of changing the purge gas supply mode in accordance with a ratio between the first intensity and the second intensity.
  • the step of changing the supply mode includes, when the ratio between the first intensity and the second intensity reaches a predetermined range, supplying the chamber with a second supply amount smaller than the first supply amount. Supplying the storage gas.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an illumination optical system and a projection optical system.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the lens barrel taken along line 3-3 in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the lens barrel taken along the line 4 in FIG.
  • Figure 5 is a flowchart of the device manufacturing process.
  • FIG. 6 is a flowchart of a semiconductor device manufacturing process.
  • An exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention a method for supplying a purge gas into the exposure apparatus, and a method for manufacturing a semiconductor device using the exposure apparatus will be described below.
  • the exposure apparatus includes an exposure light source 11, an exposure apparatus main body 12, and a beam 'matching' unit (BMU) 13.
  • the BMU 13 is composed of a plurality of optical elements and housed in the BMU room 28.
  • the BMU room 28 optically connects the exposure light source 11 and the exposure apparatus main body 12.
  • Exposure light EL emitted from exposure light source 11 is guided to exposure apparatus main body 12 via BMU 13.
  • the exposure apparatus main body 12 irradiates exposure light EL to transfer an image of a pattern formed on a reticle R as a mask onto a substrate (wafer) W.
  • the exposure apparatus main body 12 will be described.
  • the exposure apparatus main body 12 includes a champ 14, an illumination system cut 15, a reticle chamber 16, a projection system barrel 17, and a wafer chamber 18.
  • the illumination system unit 15, reticle chamber 16, projection system barrel 17, and wafer chamber 18 are sequentially arranged in the chamber 14 along the optical axis direction of the exposure light EL, and the optical path of the exposure light EL to form
  • An air conditioner (not shown) is provided in the Champer 14.
  • the air conditioner is controlled by a main controller 50 that controls the exposure apparatus main body 12, and maintains the inside of the champ 14 at a predetermined temperature and humidity.
  • the illumination system unit 15 contains an illumination optical system 20 for illuminating the reticle R.
  • the illumination optical system 20 is composed of a plurality of mirrors 21, a fly-eye lens (which may be an open integrator) 22 serving as an optical integrator, and a beam with a small reflectance and a large transmittance as an optical path splitting member. It is formed by optical elements such as a splitter 23 and a condenser lens 24.
  • the fly-eye lens 22 receives the exposure light EL and forms a number of secondary light sources on its exit surface. Behind the beam splitter 23, a reticle blind 25 driven by a reticle blind drive unit 59 (see FIG. 2) for shaping the shape of the exposure light EL is arranged.
  • the lighting system unit 15 has a plurality of (five in the first embodiment) lighting airtight chambers 29 partitioned by a plurality of disk-shaped parallel flat glass plates 27.
  • the parallel flat glass 27 is arranged at the front end of the illumination system cut 15, ie, the opening 26 a on the BMU side, and also at the rear end, ie, the opening 26 on the mask side.
  • the internal space of the BMU room 28 and the internal space of the illumination system unit 15 are separated by the parallel flat glass 27 arranged in the BMU side opening 26a.
  • the parallel plate glass 27 is formed of a material (synthetic quartz, fluorite, etc.) that transmits the exposure light EL.
  • Each light-tight room 29 includes a mirror 21, a fly-eye lens 22, a beam splitter 23, a condenser lens 24, Reticle blinds 25 are housed alone or in combination.
  • the projection system barrel 17 houses a projection optical system 30 for projecting an image of a pattern on the reticle R illuminated by the illumination optical system 20 onto the wafer W.
  • the projection optical system 30 includes a plurality (two in the first embodiment) of power glass 31 and a plurality (three in the first embodiment) of lens elements 32.
  • the projection system barrel 17 includes a plurality (four in the first embodiment) of projections defined by the inner wall of the projection system barrel 17, the cover glass 31, the lens element 32, and the holding member 33 that holds the lens element 32. It has an airtight chamber 34a to 34d.
  • Reticle stage RST is arranged in reticle chamber 16.
  • Reticle stage RST holds reticle R on which a predetermined pattern has been formed so as to be movable in a plane perpendicular to the optical axis of exposure light EL.
  • Wafer stage WST is arranged in wafer chamber 18.
  • the wafer stage WST can move the wafer W coated with photoresist exposed to the exposure light EL in the X and Y directions in a plane perpendicular to the optical axis of the exposure light E, and move slightly along the optical axis. Hold as possible.
  • a movable mirror 52 that reflects a laser beam from an interferometer 51 is fixed to an end of the reticle stage RST.
  • the position of the reticle stage RST in the scanning direction is constantly detected by the interferometer 51, and the position information is sent to the reticle stage controller 53.
  • Reticle stage control section 53 controls reticle stage drive section 54 based on the position information of reticle stage RST, and moves reticle stage RST.
  • the wafer stage WST can be moved not only in the scanning direction (Y direction) but also in the direction perpendicular to the scanning direction (X direction) by the wafer stage drive unit 55 such as a motor. Thus, a step-and-scan operation in which scanning exposure is repeated for each of the shot areas partitioned on the wafer W can be performed. Further, a movable mirror 57 that reflects the laser beam from the interferometer 56 is fixed to an end of the wafer stage WST. The position of wafer stage WST in the X and Y directions is always detected by interferometer 56. The position information (or speed information) of the wafer stage WST is sent to the wafer stage control unit 58, and the wafer stage control unit 58 sends the position information (or speed information). The wafer stage drive unit 55 is controlled based on the speed information.
  • the illumination area on the reticle R is shaped into a rectangle by the reticle blind 25.
  • the illumination area has a longitudinal direction perpendicular to the scanning direction (+ Y direction) on the reticle R side.
  • the wafer W Since the wafer W has an inverted image relationship with the reticle, the wafer W is scanned at a predetermined speed Vw in a direction opposite to the scanning direction of the reticle R (one Y direction) in synchronization with the scanning of the reticle R. As a result, the entire shot area of the wafer W can be exposed.
  • the scanning speed ratio VwZVr is set according to the reduction magnification of the projection optical system 30.
  • the circuit pattern on the reticle R is accurately reduced and transferred onto each shot area on the wafer W.
  • the exposure light EL reflected by the beam splitter 23 of the illumination system cut 15 is condensed by the condenser lens 60.
  • An integrator sensor 61 as a light source side sensor composed of a photoelectric conversion element receives the exposure light EL condensed by the condenser lens 60.
  • the integrator sensor 61 detects energy information (for example, light quantity, brightness, illuminance, intensity, power) of the exposure light EL, and generates a photoelectric conversion signal proportional to the magnitude of the energy information.
  • the photoelectric conversion signal is input to the main controller 50 via a peak hold circuit (not shown) and an AZD converter (not shown).
  • Main controller 50 monitors the integrated amount of exposure light applied to wafer W by integrating the photoelectric conversion signals.
  • the integrator sensor 61 is preferably a PIN-type photodiode having sensitivity in the deep ultraviolet region and having a high response frequency.
  • an object surface side sensor 62 for detecting energy information (for example, light quantity, luminance, illuminance, intensity, power) of the exposure light EL is provided on the reticle stage RST.
  • the object side sensor 62 is moved together with the reticle stage RST.
  • the object plane side sensor 62 is connected to the main controller 50, and the exposure light E A photoelectric conversion signal corresponding to the magnitude of the L energy information is supplied to main controller 50.
  • the light receiving surface of the object surface side sensor 62 is set so that the light receiving surface of the sensor 62 is substantially the same as the surface on which the pattern surface of the mask is formed. It is desirable to be placed inside the two.
  • the reticle stage RST is moved while the exposure light source 11 emits the exposure light EL, and the object plane side sensor 62 is scanned in the illumination area by the illumination optical system 20. Thereby, the energy distribution of the exposure light EL in the illumination area can be obtained.
  • the object surface side sensor 62 is an illuminance sensor, and the energy distribution is preferably an illuminance distribution.
  • an image-side sensor 63 for detecting the energy information (for example, light quantity, luminance, illuminance, intensity, power) of the exposure light EL is provided on the wafer stage WST.
  • the image plane side sensor 63 is moved together with the wafer stage WST.
  • the image plane side sensor 63 is connected to the main controller 50 and supplies the main controller 50 with a photoelectric conversion signal corresponding to the magnitude of the energy information of the exposure light EL.
  • the position of the sensor 63 is adjusted so that the light receiving surface of the image side sensor 63 is substantially the same as the surface of the wafer W. It is desirable.
  • the light receiving surface of the image plane side sensor 63 is a two-dimensional sensor including an exposure area, it is not necessary to scan the image plane side sensor 63.
  • the wafer stage WST is moved while the exposure light EL is being emitted from the exposure light source 11, and the image plane side sensor 63 is scanned within the exposure area on the wafer stage WST. Thereby, the energy distribution of the exposure light EL in the exposure area on the wafer stage WST is obtained.
  • the image plane side sensor 63 is an illuminance sensor, and the energy distribution is preferably an illuminance distribution.
  • each of the projection hermetic chambers 34a to 34d are separated from each other in the circumferential direction, and are separated from each other in the optical axis direction of the exposure light EL.
  • An opening 47 is formed.
  • 10 openings 47 are formed in the walls of the projection hermetic chambers 34a to 34d.
  • five openings 47 are provided at equal angular intervals, and as shown in FIG. 4, the five openings 47 are formed in two steps, an upper part and a lower part.
  • a plurality of openings 47 are also formed in each wall of the BMU room 28 and the light tight chamber 29 so as to be separated from each other in the circumferential direction, and also separated from each other in the optical axis direction of the exposure light EL.
  • the purge gas supply mechanism 40 is connected to an air supply pipe 42.
  • a purge gas supply mechanism 40 supplies a purge gas composed of an inert gas to the chambers 28, 29, 16, 34a to 34d, 18 from a supply source of the purge gas, that is, a tank 41.
  • the tank 41 is installed, for example, in a utility plant of a micro device factory.
  • the inert gas is, for example, a simple gas selected from nitrogen, helium, neon, anoregon, krypton, xenon, and radon, or a mixed gas.
  • exposure light EL is irradiated onto the surface of optical elements such as mirror 21, fly-eye lens 22, beam splitter 23, condenser lens 24, parallel plate glass 27, cover glass 31, and lens element 32.
  • optical elements such as mirror 21, fly-eye lens 22, beam splitter 23, condenser lens 24, parallel plate glass 27, cover glass 31, and lens element 32.
  • absorption substances such as oxygen that absorbs strongly F 2 laser light may be included as an impurity.
  • a filter 43 for removing the above contaminants and impurities including light absorbing substances contained in the purge gas and the purge gas are adjusted to a predetermined temperature, and the moisture in the purge gas is removed from the air supply pipe 42.
  • a temperature control dryer 44 is provided.
  • Each of the chambers 28, 29, 16, 34a to 34d, 18 is connected to an exhaust duct 46 of a semiconductor device manufacturing plant via an exhaust pipe 4.5.
  • the champer 14 is also connected to the exhaust duct 46.
  • the contaminants present in each of the chambers 28, 29, 16, 34a to 34d, 18 include, for example, organic silicon compounds, ammonium salts, sulfates, volatiles from the resist on the wafer W, and driving units.
  • a switching valve 48 is provided on the air supply pipe 42 and the discharge pipe 45. ing.
  • the switching valve 48 is driven by a drive device (not shown) controlled by the main control device 50.
  • each opening 47 communicates with or is cut off from the tank 41 or the exhaust duct 46.
  • the opening of each opening 47 is adjustable.
  • Each drive device is individually controlled based on a drive signal from the main controller 50. Thereby, the plurality of openings 47 are appropriately changed to the opening 47 for supplying the purge gas and the opening 47 for discharging the gas.
  • Each chamber 28, 29, 16, 34 a to 34 d, 18 passes through each chamber 2 according to the illuminance of the exposure light EL that reaches the image-side sensor 63 of the wafer stage WST.
  • the supply mode of the purge gas for 8, 29, 16 and 34a to 34d and 18 is changed by the purge gas supply mechanism 40 and the main controller 50.
  • the supply amount of the purge gas is changed from the first supply amount to the second supply amount based on the detection result (detection value) of the image-side sensor 63 and the detection result (detection value) of the integrator sensor 61. change. That is, the relationship between the first supply amount and the second supply amount is such that the second supply amount is smaller than the first supply amount.
  • the first supply amount is referred to as a large flow rate
  • the second supply amount is referred to as a small flow rate.
  • the purge gas supply mode is switched when the ratio between the detection value of the image plane side sensor 63 and the detection value of the integrator sensor 61 falls within a predetermined range.
  • purge gas is supplied at a flow rate of, for example, 100 to 10 LZmin
  • purge gas is supplied at a flow rate of, for example, 10 to 1 L / min. I do.
  • the small flow rate supply mode aims to exhaust moisture that enters the optical path space through the partition of the illumination system unit 15 and the partition of the projection system barrel 17 after exhausting the light-absorbing substance. Is what you do. Naturally, when other light absorbing substances gradually enter the optical path space, the purpose is to exhaust these light absorbing substances.
  • the value of the ratio within the predetermined range in the present embodiment can be detected by the image-side sensor 63.
  • the energy information of the exposure light indicates a value within a range necessary for transferring the pattern on the reticle onto the substrate.
  • the ratio of the detection results of the image plane side sensor 63 and the integrator sensor 61 is outside a predetermined range, and the ratio of the detection value of the object plane side sensor 62 and the detection value of the integrator sensor 61 is predetermined.
  • it is within the range, it can be estimated that the purging of the light-absorbing substances in the 81 ⁇ 11 room 28, the lighting airtight room 29 and the reticle room 16 is almost completed.
  • the switching mode of the purge gas supply mode for the BMU 3 ⁇ 4 28, the illumination hermetic chamber 29 and the reticle chamber 16 or the projection hermetic chambers 34a to 34d and the wafer chamber 18 is determined by the opening of the switching valve 48. Is made smaller.
  • the detection results of the object-side sensor 62 and the integrator sensor 61 are based on the energy of the exposure light passing through the optical path between the beam splitter 23 and the object-side sensor 62 (reticle R). Change, that is, the transmittance of the exposure light.
  • the energy information of the exposure light changes due to the absorption of the exposure light by a light absorbing substance existing in the optical path or the absorption by an optical element arranged in the optical path.
  • the detection results of the image plane side sensor 63 and the integrator sensor 61 indicate the change in the energy information of the exposure light passing through the optical path from the beam splitter 23 to the image plane side sensor 63 (wafer W). That is, it indicates the transmittance of the exposure light.
  • the energy information of the exposure light changes due to the absorption of the exposure light by a light absorbing substance existing in the optical path or the absorption by an optical element arranged in the optical path.
  • the sensor 62 is scanned in the illumination area by the illumination optical system 20, and the energy of the exposure light EL is determined based on the detection results of the integrator sensor 61 and the object-side sensor 62. For example, when it is determined that the distribution of the illuminance is non-uniform as the energy information, or the exposure area is scanned by the image-side sensor 63, the integrator sensor 61 and the image-side sensor 63 are scanned. If it is determined from the detection results of the above that, for example, the illuminance distribution is non-uniform as the energy information of the exposure light EL, the chambers 29, 16 and 34a, The purge gas supply mode for 18 is changed. For example, when the supply mode of the purge gas to the projection hermetic chamber 3b of the projection system barrel 17 is changed, the supply mode of the purge gas can be changed in the following manner.
  • the switching valves 48e and 48b , 48 d are opened, and the switching valves 48 a, 48 f, 48 c, 48 g and 48 h are closed.
  • the switching valves 48f, 48c, and 48d are opened. Close switching valves 48a, 48b, 48e, 48g and 48h.
  • Preparation for exposure processing of the exposure apparatus is performed, for example, in the following procedure.
  • the purge gas supply mechanism 40 and the main controller 50 are operated in each of the chambers 28, 29, 16 and 34 a to 34 d and 18.
  • a purge process for replacing the gas with the purge gas is started.
  • the concentration of the light absorbing substance in each of the chambers 28, 29, 16, 34a to 34d, 18 is relatively high.
  • the purge gas is started, the interior of the illumination system unit 15 is almost air, and the interior of the projection system barrel 17 is an inert gas sealed in the assembly stage.
  • the projection system column 17 contains an inert gas, the purity of the inert gas is extremely low due to the incorporation of air and the invasion of moisture through the partition walls. Conceivable. No, the purge gas supply mode is set to a large flow rate.
  • the detection results of the sensors 61 to 63 are monitored while emitting the exposure light EL continuously or intermittently.
  • the state of gas replacement in the illumination system unit 15 can be monitored based on the value obtained from the detection result of the object surface side sensor 62 and the detection result of the integrator sensor 61.
  • the gas replacement in the illumination system cut 15 and the projection system barrel 17 is determined. The condition can be monitored. As a result, when it is determined that the concentration of the light-absorbing substance is lower than the reference value, the supply mode of the purge gas is switched from the large flow mode to the small flow mode. After switching to the small flow rate mode, the imaging characteristics of the projection optical system 30 are adjusted in the following procedure.
  • test exposure is performed using the test reticle Rt and the test wafer Wt.
  • an image of the pattern of the test reticle Rt is transferred onto the test wafer Wt.
  • the pattern image transferred onto the test wafer Wt is developed.
  • the aberration information of the projection optical system 30 is obtained by observing the developed pattern with a microscope.
  • the aberration information is input to the main controller 50 and stored.
  • the main controller 50 instructs the imaging characteristic controller 64 to drive a drive mechanism 65 that drives at least three lens elements 32 constituting the projection optical system 30 based on the aberration information. .
  • the relative position of the lens element 32 is changed, and the imaging characteristics of the projection optical system 30 are corrected.
  • the pattern shifts to the actual exposure for transferring the image of the pattern of the reticle R onto the wafer W.
  • the illuminance of the exposure light EL is detected by each of the sensors 61 to 63 or the illuminance distribution within the exposure area is detected every predetermined period or every predetermined number of exposures, and the detection result is obtained.
  • the supply mode of the purge gas is changed according to the illuminance distribution of the exposure light EL.
  • the purge gas supply mode is switched from a large flow rate to a small flow rate when the detection values of the image-side sensor 63 and the integrator sensor 61 fall within a predetermined range. Can be For this reason, the shortage of the supply of the purge gas and the excessive supply of the purge gas are prevented, the exposure process can be performed with the exposure light EL having a desired illuminance, and the cost for operating the exposure apparatus is reduced. Therefore, the purging gas is supplied to each of the chambers 28, 29, 16, 16 and 34a to 34d and 18 with high efficiency and economical efficiency. Can be discharged.
  • Each of the chambers 28, 29, 16, 34a to 34d, 18 is maintained in an ideal purge state with a small amount of light absorbing substance.
  • the exposure apparatus has an object surface side sensor 62 provided on reticle stage RST and an image surface side sensor 63 provided on wafer stage WST. Therefore, the purge gas can be supplied into the illumination unit 15 while grasping the illuminance or the illuminance distribution as the energy information of the exposure light EL reaching the reticle R.
  • the imaging performance of the exposure apparatus can be improved, and the exposure accuracy can be improved.
  • the switching valves 8 are individually controlled according to the illuminance or the illuminance distribution of the exposure light EL, and the respective chambers 28, 29, 16, and 34a
  • the supply mode of the purge gas for 3434 d, 18 is changed. For this reason, even if the purged gas containing the local light absorbing substance stagnates locally in each of the chambers 28, 29, 16, 34a to 34d, 18, the discharge of the purged gas can be promoted. Becomes As a result, it is possible to suppress the occurrence of exposure unevenness in the exposure region of the exposure light EL.
  • the purge gas is supplied to the BMU room 28, the illumination airtight room 29, the reticle room 16, the projection airtight rooms 34a to 34d, and the wafer room 18 as in the first embodiment.
  • the fluid dynamics analysis was performed using the rooms 28, 29, 16, 34a to 34d, 18 as models, and the supply mode of the purge gas was changed based on the analysis results. This is different from the first embodiment.
  • the supply mode of the purge gas is determined in the following manner. 61 ⁇ 1; chamber 28, illumination hermetic chamber 29, reticle chamber 16, projection hermetic chambers 34a to 34d and wafer chamber 18 are modeled in advance; supply and supply time of purge gas; Calculate the amount of light-absorbing substance remaining in each room based on the exhaust volume, exhaust time, and volume of each room, and calculate the remaining amount based on the amount of remaining light-absorbing substance.
  • the energy information of the exposure light absorbed by the light absorbing substance is obtained by fluid dynamic analysis. From the results of the fluid dynamic analysis, the illuminance of the exposure light EL passing through each of the chambers 28, 29, 16 and 34a to 34d and 18 when performing the exposure processing using the exposure apparatus is calculated.
  • program data for controlling the opening of each switching valve 48 by the main controller 50 capable of performing the exposure process with a desired illuminance is created and stored in the main controller 50.
  • the main control device 50 individually controls the opening of each switching valve 48 according to the stored program data, so that each room 28, 29, 16 and
  • the supply mode of the purge gas for 34 a to 34 d and 18 is changed.
  • Preparation for exposure processing of the exposure apparatus is performed, for example, in the following procedure.
  • the exposure light source 11 and the exposure apparatus main body 12 are started, and the data stored in the main controller 50 is executed. Thereby, while the opening degree of each switching valve 48 is individually controlled by the main controller 50 in a manner according to the data, each of the chambers 28, 29, 16 and 3 is controlled.
  • Purge gas is supplied to 4 a to 34 d and 18 to perform purging. Then, it waits until the supply mode of the purge gas is switched from the large flow rate to the small flow rate. Next, after the supply mode of the purge gas is switched, the same test exposure and adjustment of the imaging characteristics as in the first embodiment are performed, and the process shifts to the actual exposure.
  • the illuminance is calculated as the energy information of the exposure light EL from the analysis result of the fluid dynamic analysis using each of the chambers 28, 29, 16, 34a to 34d, 18 as a model. Then, the supply mode of the purge gas is changed based on the control program of each switching valve 48 created based on the calculation result. For this reason, from the analysis result of the fluid dynamics analysis, it is possible to grasp in what manner the opening degree of each switching valve 48 can be controlled to perform the exposure processing efficiently and economically. Therefore, it is possible to promote the discharge of the gas to be purged remaining in the chambers 28, 29, 16, 34a to 34d, 18 containing the light absorbing substance and remaining as a stagnation.
  • each of the chambers 28, 29, 16, 34a to 34d, 18 can be maintained in an ideal purge state with a purge gas while suppressing exposure unevenness in the exposure region of the exposure light EL.
  • the third embodiment a method in which both of the purge gas supply methods in the first embodiment and the second embodiment are combined is adopted. That is, as in the second embodiment, fluid dynamics analysis is performed in advance using the BMU # 28, the illumination airtight chamber 29, the reticle chamber 16, the projection airtight chambers 34a to 34d, and the wafer chamber 18 as models. Then, the change time of the purge gas supply mode for each of the chambers 28, 29, 16 and 34a to 34d and 18 is predicted. Next, when performing the exposure processing by the exposure apparatus, the supply mode of the purge gas is changed based on the prediction.
  • the illuminance distribution of the exposure light EL on W is measured.
  • the supply mode of the purge gas is adjusted according to the measurement result. Therefore, in the third embodiment, the exposure apparatus having the configuration shown in FIGS. 1 and 2 is used as it is.
  • Preparation for exposure processing of the exposure apparatus is performed, for example, in the following procedure.
  • the exposure light source 11 and the exposure apparatus main body 12 are started, and the program data stored in the main controller 50 is executed.
  • the purge gas is supplied to each of the chambers 28, 29, 16, 34a to 34d, and 18. Supplied and purged.
  • the exposure light EL is emitted continuously or intermittently, and the chambers 28, 29, 16, 34a to 34d, It waits until the inside of 18 becomes a predetermined purge gas state.
  • the same test exposure and adjustment of the imaging characteristics as in the first embodiment are performed, and the process proceeds to actual exposure.
  • the illuminance of the exposure light EL is detected by the sensors 61 to 63 or the illuminance distribution within the exposure area is detected every predetermined period or every predetermined number of exposures, and the detection result is obtained. Adjust the purge gas supply mode according to the illuminance distribution of the exposure light EL.
  • the change timing of the supply mode is predicted based on the purge gas supply method of the second embodiment, and the illuminance or illuminance distribution of the exposure light EL is actually detected based on the purge gas supply method of the first embodiment.
  • the supply mode of the purge gas is changed and adjusted. For this reason, the illuminance of the exposure light EL is actually monitored by each of the sensors 61 to 63, and a change in the illuminance or the illuminance distribution of the exposure light EL is fed back to a change in the purge gas supply mode based on the program data. be able to.
  • the interior of each chamber 28, 29, 16, 34a to 34d, 18 can be economically and accurately maintained by an ideal purge state.
  • the first to third embodiments may be modified as follows.
  • only one of the detection values (or the ratio thereof) of the image plane side sensor 63 and the integrator sensor 61 and the detection value of the object plane side sensor 62 and the integrator sensor 61 may be obtained. .
  • the supply mode of the purge gas is changed.
  • the purge gas supply mode may be changed when the detection values of the sensors 61 to 63 fall within a predetermined range without changing the purge gas supply mode based on the ratio of the detection results.
  • the purge gas supply mode is increased after a predetermined time is further delayed from the prediction timing obtained by the fluid dynamic analysis using the chambers 28, 29, 16, 34a to 34d, 18 as models.
  • the flow rate may be switched to a small flow rate.
  • a plurality of illuminance sensors may be provided on at least one of reticle stage RST and wafer stage WST.
  • the position and number of the integrator sensor 61, the object-side sensor 62, and the image-side sensor 63 are not limited to the positions and numbers shown in FIGS. 1 and 2, and can be set arbitrarily. It is. At least one sensor is installed on the image plane side of the projection optical system 30. Is desirable.
  • switching valve 48 that can be adjusted to an arbitrary opening
  • a switching valve that can be switched between fully open and fully closed may be used.
  • the arrangement position and number of the switching valves 48 are not limited to the embodiments shown in FIGS. 1 to 4 and can be set arbitrarily.
  • the configuration is such that the supply mode of the purge gas is switched from a large flow rate to a small flow rate.
  • the switching of the purge gas supply mode is not limited to the two-stage switching.
  • the configuration may be such that the switching is performed in a plurality of stages of three or more stages, or in a stepless manner.
  • a purge gas supply mechanism 40 is connected to each of: 61 ⁇ 117 chamber 28, a light-tight chamber 29, a reticle chamber 16, a projection air-tight chamber 34a to 34d, and a wafer chamber 18. Configuration. However, the purge gas supply mechanism 40 is connected to at least the lighting airtight chamber 29 and the projection airtight chamber 34 a to 34 d among the chambers 28, 29, 16, 34 a to 34 d and 18. A configuration may be provided in any one of them.
  • the exposure apparatus of the present embodiment is provided with a reticle chamber 16 and a wafer chamber 18, the reticle chamber 16 and the wafer chamber 18 are not provided, and the illumination unit 15 is provided.
  • a local purging mechanism may be provided for locally purging only the optical path of the exposure light between the optical system and the projection system barrel 17. Further, a local purging mechanism for locally purging only the optical path portion between the projection system lens barrel 17 and the wafer W may be provided.
  • the energy distribution of the exposure light EL is not limited to the illuminance distribution, and may be, for example, the intensity distribution of the exposure light EL.
  • a sensor that measures energy information of the exposure light such as light intensity, luminance, illuminance, and power is used instead of the object-side sensor 62 and the image-side sensor 63.
  • the supply mode of the purge gas may be changed according to the energy of the exposure light EL.
  • the projection optical system is not limited to the refraction type, but may be a catadioptric type or a reflection type.
  • a mask and a base can be used without using a projection optical system as an exposure apparatus.
  • the present invention can be similarly applied to a contact exposure apparatus that exposes a mask pattern by bringing a mask into close contact with a plate, and a proximity exposure apparatus that exposes a mask pattern by bringing a mask and a substrate close to each other.
  • the purge gas is supplied to one of an illumination optical system in which an optical element is accommodated, and a mask 'substrate chamber in which a mask and a substrate are accommodated, and purge is performed.
  • the exposure apparatus of the present invention is not limited to a reduction exposure type exposure apparatus, and may be, for example, a 1: 1 exposure type or an enlargement type exposure apparatus.
  • micro devices such as semiconductor devices, but also light exposure equipment, EUV exposure equipment,
  • the present invention is also applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern from a mother reticle to a glass substrate or a silicon wafer in order to manufacture a reticle or a mask used in an X-ray exposure apparatus, an electron beam exposure apparatus, or the like.
  • a transmission reticle is generally used, and a reticle substrate is made of quartz glass, fluorine-doped quartz glass, fluorite, or fluorine. Magnesium oxide or quartz is used.
  • the present invention relates to an exposure apparatus for transferring a device pattern onto a glass plate in the manufacture of a display such as a liquid crystal display element (LCD), and a transfer of a deposition pattern to a ceramic wafer or the like in the manufacture of a thin film magnetic head.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus used for manufacturing an imaging device such as a CCD and an imaging device such as a CCD.
  • the method can be applied to a step-and-rebeat type batch exposure type exposure apparatus in which the pattern of the mask is transferred to the substrate while the mask and the substrate are stationary and the substrate is sequentially moved.
  • a single-wavelength laser beam in the infrared or visible range oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser is amplified by a fiber pump doped with, for example, erbium (or both erbium and iterbium).
  • a harmonic converted to ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.
  • a plurality of lens elements 32 and a cover glass that constitute the projection optical system 30 The housing 31 is housed in the projection system barrel 17.
  • An illumination optical system 20 including a mirror 21, lenses 22, 24 and a beam splitter 23 is housed in an illumination system unit 15.
  • the illumination optical system 20 and the projection optical system 30 are incorporated into the exposure apparatus main body 12 to perform optical adjustment.
  • a wafer stage WST (including a reticle stage RST in the case of a scan type exposure apparatus) composed of many mechanical parts is attached to the exposure apparatus body 12 and wiring is connected.
  • the components of the lens barrels 15 and 17 are assembled after removing impurities such as processing oil and metallic substances by ultrasonic cleaning. Exposure equipment should be manufactured in a clean room where the temperature, humidity and pressure are controlled and the cleanliness level is adjusted.
  • FIG. 5 is a flowchart of a method of manufacturing a device (a semiconductor element such as IC or LSI, a liquid crystal display element, an imaging element such as CCD, a thin-film magnetic head, a micromachine, or the like).
  • step S101 design step
  • the function of the device microdevice
  • performance design for example, circuit design of a semiconductor device, etc.
  • step S102 mask manufacturing step
  • step S102 substrate manufacturing step
  • step S103 substrate manufacturing step
  • a substrate wafer W when a silicon material is used
  • materials such as silicon and a glass plate.
  • step S104 substrate processing step
  • step S105 device assembly step
  • step S105 includes, as necessary, steps such as a dicing step, a bonding step, and a packaging step (such as chip encapsulation).
  • step S106 inspection step
  • inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the device manufactured in step S105 are performed. After these steps, the device is completed and shipped.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a detailed flow of step S104 in FIG. 5 in the case of a semiconductor device.
  • step S111 oxidation step
  • step S112 CVD step
  • step S113 electrode formation step
  • step S114 ion implantation step
  • ions are implanted into the wafer W.
  • the post-processing step is executed as follows.
  • step S115 resist forming step
  • step S116 exposure step
  • step S117 development step
  • Step S118 etching step
  • step S 119 resist removing step
  • the exposure step (step S116) with improved resolution can be performed by the exposure light EL in the vacuum ultraviolet region, and the exposure amount can be controlled with high accuracy.
  • Highly integrated devices with a minimum line width of about 0.1 lpm can be manufactured with high yield.

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Description

露光装眮にパヌゞガスを䟛絊する方法、 露光装眮、 及びデバむスの補造方法 [技術分野]
本発明は、 半導䜓玠子、 液晶衚瀺玠子、 撮像玠子及び薄膜磁気ヘッ ドのような 各皮マむクロデパむスの補造プロセス、 特に、 フォトリ゜グラフィヌ工皋で䜿甚 される露光装眮にパヌゞガスを䟛絊する方法に関する。
[背景技術]
埓来の露光装眮は、 所定のパタヌンが圢成されたレチクル、 フォトマスク等の マスクを所定の露光光で照明し、 前蚘所定のパタヌンの像を、 投圱光孊系を介し おフォ トレゞスト等の感光性材料の塗垃されたりェハ、 ガラスプレヌト等の基板 䞊に転写する。
近幎では、 回路パタヌンの埮现化の芁求が高たっおいる。 この芁求に察応すベ く、 遠玫倖の波長を持぀ K r F゚キシマレヌザ光 X= 2 4 8 n m) 、 真空玫倖 の波長を持぀ A r F゚キシマレヌザ光 λ= 1 9 3 η πι) や F 2 レヌザ光 λ= 1 5 7 n m) のような、 比范的波長の短い露光光を䜿甚可胜な露光装眮が開発され おいる。
ずころで、 露光光の光路空間には、 酞玠、 氎蒞気、 炭化氎玠ガス、 及び、 露光 光ず反応しおレンズ゚レメント等の光孊玠子の衚面に付着する曇り物質を生ずる 有機物質ガス等の吞光物質が存圚する。 䟋えば、 光孊玠子やステヌゞを駆動する 駆動機構が露光装眮内に存圚する堎合、 駆動機構ぞの絊電及ぎ信号䌝達のための 電線を被芆する物質から極埮量の吞光物質が発生する。 たた、 光孊玠子の衚面、 あるいは、 光孊玠子を収容する鏡筒の内壁に付着した付着物から揮散したガスが 吞光物質ずなる。
露光光が遠玫倖光や真空玫倖光の堎合、 特に、 F 2レヌザ光や、 F2レヌザ光よ り短い波長の光である堎合、 露光光は吞光物質に吞収されやすい。 そのため、 露 光光の゚ネルギは光源から出射されお基板に到達するたでに著しく䜎䞋する。 露 光光の゚ネルギの䜎䞋は、 補品の歩留たりを䜎䞋させる。 露光光の゚ネルギの䜎䞋を防止すべく、 露光光の光路空間に存圚する吞光物質 を含むガスを、 窒玠、 ヘリりム、 アルゎン等の䞍掻性ガスでパヌゞする露光装眮 が開発された。 しかしな力 Sら、 パヌゞガスの䟛絊量が過少になるず、 光路空間内 の吞光物質の濃床を所望の倀にたで䜎䞋させるのに長時間を芁し、 露光装眮の停 止時間が長くなるずいう問題が生じる。 䞀方、 パヌゞガスの䟛絊量が過剰になる ず、 パヌゞガスの䜿甚量の増加に䌎い、 ランニングコス トが高隰するずい぀た問 題が生じる。
この問題を解決すべく、 比范的倚量の吞光物質が光路空間に存圚する時には、 光路空間に比范的倧流量で䞍掻性ガスを䟛絊し、 䞍玔物がある皋床排出された埌 には、 比范的小流量で䞍掻性ガスを䟛絊するずいう方法が考えられる。
䞍掻性ガスの䟛絊量の切換えは、 光路における酞玠濃床を怜出する酞玠センサ の怜出結果に応じお行なわれる。 しかしながら、 酞玠以倖の吞光物質が光路に存 圚する可胜性があるため、 酞玠濃床をモニタしおも、 酞玠以倖の吞光物質により 露光光が吞収されおしたうおそれがある。 埓っお、 酞玠濃床に基づいお䞍掻性ガ スの䟛絊量を切り替えるず、 酞玠以倖の吞光物質が残り、 露光凊理が䞍十分ずな るずいう問題が生じる。
[発明の開瀺]
本発明の目的は、 露光光の光路にパヌゞガスを高効率か぀経枈的に䟛絊する方 法を提䟛するこずにある。 他の目的は、 効率的に露光凊理をするこずができる露 光装眮を提䟛するこずにある。 さらなる目的は、 高集積床のデバむスを効率的に 補造するこずのできるデパむスの補造方法を提䟛するこずにある。
䞊蚘の目的を達成するために、 本発明の䞀態様は、 光源から出射された露光光 で基板を露光させる露光装眮で甚いられるパヌゞガスの䟛絊方法を提䟛する。 そ の方法は、 前蚘露光光の光路の少なくずも䞀郚を区画する宀に、 前蚘パヌゞガス を䟛絊し、 前蚘宀を通過した前蚘露光光の゚ネルギ情報に基づいお、 前蚘宀ぞの 前蚘パヌゞガスの䟛絊モヌドを倉曎する。
䞀実斜圢態では、 前蚘宀を通過した前蚘露光光の゚ネルギ情報を枬定し、 該枬 定結果に基づいお前蚘䟛絊モヌドを倉曎する。 前蚘露光光の゚ネルギ情報は、 前蚘露光光の照床分垃を含むのが奜たしい。 前蚘露光装眮は、 前蚘露光光でマスクを照明する照明光孊系ず、 前蚘マスクに 圢成されたパタヌンの像を前蚘基板に投圱する投圱光孊系ずを有し、 前蚘宀は前 蚘照明光孊系内又は前蚘投圱光孊系内に蚭けられるこずが奜たしい。
前蚘露光光の゚ネルギ情報は、 前蚘照明光孊系又は前蚘投圱光孊系を通過した 前蚘露光光に基づいお枬定される。
前蚘露光光の゚ネルギ情報は、 曎に、 前蚘光源ず前蚘マスクずの間における前 蚘露光光に基づいお枬定され、 前蚘䟛絊モヌドは、 前蚘光源ず前蚘マスクずの間 で枬定した前蚘露光光の゚ネルギ情報ず、 前蚘投圱光孊系の像面偎で枬定した前 蚘露光光の゚ネルギ情報ずに基づいお倉曎されるのが奜たしい。
前蚘投圱光孊系の像面偎で枬定した前蚘露光光の゚ネルギ情報ず、 前蚘光源ず 前蚘マスクずの間で枬定した前蚘露光光の゚ネルギ情報ずの比を求め、 前蚘比が 所定の範囲に入ったずきに、 前蚘パヌゞガスの䟛絊モヌドを第 1の䟛絊量から該 第 1の䟛絊量より少ない第 2の䟛絊量に切り換えるのが奜たしい。
䞀実斜圢態では、 前蚘露光装眮は、 前蚘照明光孊系内の光路を区画する第 1の 宀ず、 前蚘照明光孊系ず前蚘投圱光孊系ずの間の光路を区画する第 2の宀ず、 前 蚘投圱光孊系内の光路を区画する第 3の宀ず、 前蚘投圱光孊系の像面偎における 光路を区画する第 4の宀ずを有し、 前蚘第 1の宀においお前蚘露光光の第 1のェ ネルギ情報を枬定し、 前蚘第 2の宀においお前蚘露光光の第 2の゚ネルギ情報を 枬定し、 前蚘第 4の宀においお前蚘露光光の第 3の゚ネルギ情報を枬定し、 前蚘 第 1の゚ネルギ情報ず前蚘第 2の゚ネルギ情報ずの比、 及ぎ、 前蚘第 3のェネル ギ情報ず前蚘第 1の゚ネルギ情報ずの比に応じお、 前蚘第 1の宀、 第 2の宀、 第 3の宀及ぎ第 4の宀にそれぞれ察応する䟛絊モヌドを決定し、 決定された䟛絊モ ヌドに埓っお、 前蚘第 1の宀、 第 2の宀、 第 3の宀及び第 4の宀に前蚘パヌゞガ スを独立しお䟛絊する。
䞀実斜圢態では、 前蚘パヌゞガスを䟛絊するに先立っお、 前蚘宀のモデルに察 しお流䜓力孊解析を行い、 解析結果に埓っお前蚘パヌゞガスの䟛絊モヌドを倉曎 する。
䞀実斜圢態では、 前蚘解析結果に基づいお前蚘パヌゞガスの䟛絊モヌドの倉曎 時期を予枬し、 予枬された倉曎時期に前蚘パヌゞガスの䟛絊モヌドを倉曎する。 本発明は曎に、 光源から出射された露光光を甚いお基板を露光する露光装眮を 提䟛する。 露光装眮は前蚘露光光の光路の少なくずも䞀郚を区画する宀にパヌゞ ガスを䟛絊するパヌゞガス䟛絊機構ず、 前蚘宀を通過した前蚘露光光の゚ネルギ 情報に応じお、 前蚘宀ぞの前蚘パヌゞガスの䟛絊モヌドを制埡する制埡装眮ずを 備える。
露光装眮は曎に、 前蚘露光光でマスクを照明する照明光孊系ず、 前蚘マスクに 圢成されたパタ䞀ンの像を前蚘基板に投圱する投圱光孊系ず、 前蚘投圱光孊系の 像面偎においお前蚘露光光の゚ネルギ情報を怜出する像面^ ί則センサずを備える。 露光装眮は曎に前蚘光源ず前蚘マスクずの間におレ、お前蚘露光光のェネルギ情 報を怜出する光源偎センサを備える。
䞀実斜圢態では、 前蚘宀は前蚘照明光孊系内の光路を区画する第 1の宀ず、 前 蚘照明光孊系ず前蚘投圱光孊系ずの間の光路を区画する第 2の宀ず、 前蚘投圱光 孊系の像面偎の光路を区画する第 3の宀ずを含む耇数の宀の内の䞀぀であり、 前 蚘パヌゞガス䟛絊機構は、 前蚘パヌゞガスの䟛絊源ず、 前蚘䟛絊源ず前蚘耇数の 宀ずをそれぞれ連通させる耇数の絊気配管ず、 前蚘耇数の宀ず前蚘露光装眮の倖 郚ずを連通させる耇数の排出管ず、 前蚘絊気配管及ぎ排出管に蚭けられた耇数の 匁ずを含み、 前蚘制埡装眮は前蚘耇数の匁の開床を倉曎しお前蚘䟛絊モヌドを倉 曎する。
䞀実斜圢態では、 前蚘露光光の゚ネルギ情報は前蚘露光光の照床であり、 前蚘 制埡装眮は、 前蚘第 1の宀においお枬定された前蚘露光光の第 1の照床ず、 前蚘 第 2の宀においお枬定された前蚘露光光の第 2の照床ず、 前蚘第 4の宀においお 枬定された前蚘露光光の第 3の照床ずを甚いお、 前蚘耇数の宀にそれぞれ察応す る耇数の䟛絊モヌドを決定する。
本発明は曎に、 露光装眮を甚いお基板を露光させるリ゜グラフむ゚皋を含むデ バむスの補造方法を提䟛する。 その方法は、 露光光の光路にパヌゞガスを䟛絊し、 前蚘基板の近傍における前蚘露光光の゚ネルギ情報に応じお、 前蚘パヌゞガスの 䟛絊モヌドを倉曎し、 前蚘露光光の光路が所定のパヌゞガス状態に達した埌で、 前蚘露光光で基板を露光させる。 さらに、 露光光の光路の途䞭においお前蚘露光光の゚ネルギ情報を怜出するこ ずが奜たしい。 前蚘露光装眮の起動埌に前蚘パヌゞガスを第 1の䟛絊量で䟛絊し、 前蚘所定のパヌゞガス状態に達した埌、 前蚘パヌゞガスを前蚘第 1の䟛絊量より 少ない第 2の䟛絊量で䟛絊する。
本発明は曎に、 露光装眮の内郚に区画され、 基板を露光させる露光光が通過す る宀から吞光物質をパヌゞする方法を提䟛する。 その方法は前蚘宀に第 1の䟛絊 量でパヌゞガスを䟛絊する工皋ず、 前蚘宀においお前蚘露光光の第 1の匷床を怜 出する工皋ず、 前蚘基板の近傍においお前蚘露光光の第 2の匷床を怜出する工皋 ず、 前蚘第 1の匷床ず第 2の匷床ずの比に応じお、 前蚘パヌゞガスの䟛絊モヌド を倉曎する工皋ずを備える。
前蚘䟛絊モヌドを倉曎する工皋は、 前蚘第 1の匷床ず第 2の匷床ずの比が所定 の範囲内に達した時に、 前蚘宀に前蚘第 1の䟛絊量より少ない第 2の䟛絊量でパ ヌゞガスを䟛絊するこずを含む。
[図面の簡単な説明]
図 1は本発明の第 1実斜圢態に埓う露光装眮の抂略図。
図 2は照明光孊系及ぎ投圱光孊系の抂略構成図。
図 3は図 2の 3刌 3線に沿っお砎断した鏡筒の断面図。
図 4は図 3の 4华 4線に沿っお砎断した鏡筒の断面図。
図 5はデバむスの補造工皋のフロヌチャヌト。
図 6は半導䜓玠子の補造工皋のフロヌチャヌト。
[発明を実斜するための最良の圢態]
本発明の第 1実斜圢態に埓う半導䜓玠子補造甚の露光装眮、 その露光装眮内ぞ パヌゞガスを䟛絊する方法、 及ぎその露光装眮を甚いた半導䜓玠子の補造方法に ぀いお以䞋に説明する。
図 1に瀺すように、 露光装眮は、 露光光源 1 1、 露光装眮本䜓 1 2、 及び、 ビ ヌム 'マッチング 'ナニット BMU) 1 3から構成されおいる。 露光光源 1 1 は、 F 2レヌザ光 λ= 1 5 7 η ιη) のような露光光 E Lを出射する ^䞀ザ光源で ある。 B MU 1 3は耇数の光孊玠子により構成され、 B MU宀 2 8に収容される。 B MU宀 2 8は、 露光光源 1 1ず露光装眮本䜓 1 2ずを光孊的に接続する。 露光 光源 1 1から出射された露光光 E Lは B MU 1 3を介しお露光装眮本䜓 1 2に導 かれる。 露光装眮本䜓 1 2は、 露光光 E Lを照射しお、 マスクずしおのレチクル R䞊に圢成されたパタヌンの像を基板 りェハ W䞊に転写する。
以䞋に、 露光装眮本䜓 1 2に぀いお説明する。
露光装眮本䜓 1 2は、 チャンパ 1 4、 照明系ュ-ッ ト 1 5、 レチクル宀 1 6、 投圱系鏡筒 1 7、 及びりェハ宀 1 8を含む。 照明系ュニット 1 5、 レチクル宀 1 6、 投圱系鏡筒 1 7、 及びりェハ宀 1 8はチャンバ 1 4内においお、 露光光 E L の光軞方向に沿っお順次配列されお、 露光光 E Lの光路を圢成する。 チャンパ 1 4には空調装眮 図瀺略 が蚭けられる。 空調装眮は露光装眮本䜓 1 2を制埡す る䞻制埡装眮 5 0により制埡され、 チャンパ 1 4の内郚を所定の枩床及ぎ湿床に 維持する。
照明系ュニット 1 5内には、 レチクル Rを照明するための照明光孊系 2 0が収 容されおいる。 照明光孊系 2 0は、 耇数のミラヌ 2 1、 オプティカルィンテグレ ヌタをなすフラむアむレンズ (口ッドむンテグレヌタでもよい) 2 2、 光路分割 郚材ずしおの.反射率が小さく透過率の倧きなビヌムスプリッタ 2 3、 コンデンサ レンズ 2 4等の光孊玠子により圢成される。 フラむアむレンズ 2 2は、 露光光 E Lを入射し、 その射出面に倚数の二次光源を圢成する。 ビヌムスプリッタ 2 3の 埌方には、 レチクルプラむンド駆動郚 5 9 (図 2参照 により駆動され、 露光光 E Lの圢状を敎圢するためのレチクルプラむンド 2 5が配眮されおいる。
照明系ュニット 1 5は、 耇数の円板状の平行平板ガラス 2 7により区画された 耇数 第 1実斜圢態では 5぀ の照明気密宀 2 9を有する。 照明系ュ-ット 1 5 の前端すなわち BMU偎開口郚 2 6 a及び埌端すなわちマスク偎開口郚 2 6 に も平行平板ガラス 2 7が配眮されおいる。 B MU偎開口郚 2 6 aに配眮された平 行平板ガラス 2 7によっお、 B MU宀 2 8の内郚空間ず、 照明系ナニット 1 5の 内郚空間ずが分離される。 平行平板ガラス 2 7は、 露光光 E Lを透過する物質 (合成石英、 蛍石など により圢成される。 各照明気密宀 2 9には、 ミラヌ 2 1、 フラむアむレンズ 2 2、 ビヌムスプリッタ 2 3、 コンデンサレンズ 2 4、 及ぎ、 レチクルブラむンド 25が単独であるいは組み合わされお収容されおいる。 投圱系鏡筒 17は、 照明光孊系 20によっお照明されるレチクル R䞊のパタヌ ンの像をりェハ W䞊に投圱するための投圱光孊系 30を収容する。 投圱光孊系 3 0は耇数 第 1実斜圢態では 2぀ の力パヌガラス 3 1ず耇数 第 1実斜圢態で は 3぀ のレンズ゚レメント 32ずからなっおいる。 投圱系鏡筒 17は、 投圱系 鏡筒 17の内壁、 カバヌガラス 3 1、 レンズ゚レメント 32、 及びレンズ゚レメ ント 32を保持する保持郚材 33によっお区画された耇数 第 1実斜圢態では 4 ぀ の投圱気密宀 34 a〜 34 dを有する。
レチクルステヌゞ RSTはレチクル宀 16に配眮される。 レチクルステヌゞ R STは、 所定のパタヌンが圢成されたレチクル Rを、 露光光 ELの光軞ず盎亀す る面内で移動可胜に保持する。
りェハステヌゞ WSTは、 りェハ宀 18に配眮される。 りェハステヌゞ WST は露光光 ELに感光するフォトレゞストが塗垃されたりェハ Wを、 露光光 E の 光軞ず盎亀する面内においお X方向及び Y方向に移動可胜、 か぀その光軞に沿぀ お埮動可胜に保持する。
図 2に瀺すように、 レチクルステヌゞ RSTの端郚には、 干枉蚈 51からのレ 䞀ザビヌムを反射する移動鏡 52が固定されおいる。 干枉蚈 5 1によっお、 レチ クルステヌゞ R STの走査方向の䜍眮が垞時怜出され、 その䜍眮情報はレチクル ステヌゞ制埡郚 53に送られる。 レチクルステヌゞ制埡郚 53は、 レチクルステ ヌゞ R STの䜍眮情報に基づいおレチクルステヌゞ駆動郚 54を制埡し、 レチク ルステヌゞ R S Tを移動させる。
りェハステヌゞ WSTは、 モヌタ等のりェハステヌゞ駆動郚 55により、 走査 方向 Y方向 の移動のみならず、 走査方向に垂盎な方向 X方向 にも移動可 胜である。 これにより、 りェハ W䞊に区画された'ショット領域毎に走査露光を繰 り返すステップ 'アンド 'スキャン動䜜が可胜である。 たた、 りェハステヌゞ W STの端郚には、 干枉蚈 56からのレヌザビヌムを反射する移動鏡 57が固定さ れおいる。 りェハステヌゞ WSTの X方向及び Y方向の䜍眮は干枉蚈 56によ぀ お垞時怜出される。 りェハステヌゞ WSTの䜍眮情報 たたは速床情報 はゥェ ハステヌゞ制埡郚 58に送られ、 りェハステヌゞ制埡郚 58は䜍眮情報 たたは 速床情報 に基づいおりェハステヌゞ駆動郚 5 5を制埡する。
ステップ■アンド ·スキャン方匏によりレチクル R䞊の回路パタヌンをりェハ W䞊のショッ ト領域に走査露光する堎合、 レチクル R䞊の照明領域は、 レチクル プラむンド 2 5により長方圢に敎圢される。 照明領域は、 レチクル R偎の走査方 向 + Y方向 に察しお垂盎方向に長手方向を有する。 レチクル Rを露光時に所 定の速床 V rで走査するこずにより、 レチクル R䞊の回路パタヌンを長方圢の照 明領域で䞀端偎から他端偎に向かっお順次照明する。 これにより、 照明領域内に おけるレチクル R䞊の回路パタヌンが、 投圱光孊系 3 0を介しおりェハ W䞊に投 圱され、 投圱領域が圢成される。
りェハ Wはレチクル ずは倒立結像関係にあるため、 レチクル Rの走査方向ず は反察方向 䞀 Y方向 にレチクル Rの走査に同期しお所定の速床 V wで走査さ れる。 これにより、 りェハ Wのショット領域の党面が露光可胜ずなる。 走査速床 の比 VwZV rは投圱光孊系 3 0の瞮小倍率に応じお蚭定されおいる。 レチクル R䞊の回路パタヌンがりェハ W䞊の各ショット領域䞊に正確に瞮小転写される。 照明系ュ-ット 1 5のビヌムスプリッタ 2 3により反射された露光光 E Lは集 光レンズ 6 0により集光される。 光電倉換玠子よりなる光源偎センサずしおのィ ンテグレヌタセンサ 6 1が集光レンズ 6 0により集光された露光光 E Lを受光す る。
むンテグレヌタセンサ 6 1は、 露光光 E Lの゚ネルギ情報 䟋えば、 光量、 茝 床、 照床、 匷床、 仕事率 を怜出し、 その゚ネルギ情報の倧きさに比䟋した光電 倉換信号を発生する。 光電倉換信号はピヌクホヌルド回路 図瀺略 及び AZD 倉換噚 図瀺略 を介しお䞻制埡装眮 5 0に入力される。 䞻制埡装眮 5 0は光電 倉換信号を積算するこずによっおりェハ Wに照射された露光光の積算量をモニタ する。 むンテグレヌタセンサ 6 1は、 遠玫倖域で感床があり、 䞔぀高い応答呚波 数を有する P I N型のフォトダむオヌドであるのが奜たしい。
レチクルステヌゞ R S T䞊においお、 レチクル Rの近傍に、 露光光 E Lの゚ネ ルギ情報 䟋えば、 光量、 茝床、 照床、 匷床、 仕事率 を怜出する物䜓面偎セン サ 6 2が蚭けられおいる。 物䜓面偎センサ 6 2はレチクルステヌゞ R S Tず共に 移動される。 物䜓面偎センサ 6 2は䞻制埡装眮 5 0に接続されおおり、 露光光 E Lの゚ネルギ情報の倧きさに応じた光電倉換信号を䞻制埡装眮 5 0に䟛絊する。 照明光孊系 2 0による照明領域内を走査する堎合には、 物䜓面偎センサ 6 2の受 光面は、 マスクのパタヌン面が匀$成された面ず略同䞀面ずなるように、 センサ 6 2の内郚に配眮されるこずが望たしい。 なお、 物䜓面偎センサ 6 2の受光面が照 明領域ず同等の倧きさを備える堎合には、 物䜓面偎センサ 6 2を走查する必芁は ない。 露光光源 1 1から露光光 E Lが出射されおいる状態でレチクルステヌゞ R S Tを移動させお、 物䜓面偎センサ 6 2を照明光孊系 2 0による照明領域内で走 査させる。 これにより、 照明領域内における露光光 E Lの゚ネルギ分垃が埗られ る。 物䜓面偎センサ 6 2は照床センサであり、 ゚ネルギ分垃は照床分垃であるの が奜たしい。
—方、 りェハステヌゞ W S T䞊においお、 りェハ Wの近傍には露光光 E Lのェ ネルギ情報 䟋えば、 光量、 茝床、 照床、 匷床、 仕事率 を怜出する像面偎セン サ 6 3が蚭けられおいる。 像面偎センサ 6 3はりェハステヌゞ W S Tず共に移動 される。 像面偎センサ 6 3は䞻制埡装眮 5 0に接続されおおり、 露光光 E Lのェ ネルギ情報の倧きさに応じた光電倉換信号を䞻制埡装眮 5 0に䟛絊する。 投圱光 å­Šç³» 3 0による露光領域内を走査する堎合には、 像面偎センサ 6 3の受光面がゥ ェハ Wの衚面ず略同䞀面ずなるように、 センサ 6 3の䜍眮を調敎するこずが望た しい。 なお、 像面偎センサ 6 3の受光面が露光領域を含む二次元センサであれば、 像面偎センサ 6 3を走査する必芁はない。 露光光源 1 1から露光光 E Lが出射さ れおいる状態でりェハステヌゞ W S Tを移動させお、 像面偎センサ 6 3をりェハ ステヌゞ WS T䞊の露光镇域内で走査させる。 これにより、 りェハステヌゞ W S T䞊の露光領域における露光光 E Lの゚ネルギ分垃が埗られる。 像面偎センサ 6 3は照床センサであり、 ゚ネ^^ギ分垃は照床分垃であるのが奜たしい。
図 3及び図 4.に瀺すように、 各投圱気密宀 3 4 a〜3 4 dの壁郚には、 その呚 方向においお互いに離間し、 力぀、 露光光 E Lの光軞方向に離間する耇数の開口 4 7が圢成されおいる。 第 1実斜圢態では、 各投圱気密宀 3 4 a〜 3 4 dの壁郚 に 1 0個の開口 4 7が圢成される。 図 3に瀺すように、 5぀の開口 4 7が等角床 間隔に蚭けられ、 たた、 図 4に瀺すように、 5぀の開口 4 7は䞊郚ず䞋郚の 2段 に圢成される。 · BMU宀 28及び照明気密宀 29の各壁郚にも、 呚方向に互いに離間し、 か぀、 露光光 ELの光軞方向にも互いに離間した耇数の開口 47が圢成されおいる。 図 1に瀺すように、
Figure imgf000012_0001
宀28、 照明^密宀 第 1の宀 29、 レチクル宀 (第 2の宀 16、 各投圱気密宀 第 3の宀 34 a〜34 d及びりェハ宀 第 4の宀 18は、 パヌゞガス䟛絊機構 40の絊気配管 42ず接続される。 パヌゞ ガス䟛絊機構 40はパヌゞガスの䟛絊源すなわちタンク 41から、 䞍掻性ガスか らなるパヌゞガスを宀 28 , 29 1 6, 34 a〜34 d, 18に䟛絊する。 タ ンク 41は䟋えばマむクロデバむス工堎のナヌティリティプラント内に蚭眮され る。 䞍掻 ŸΞガスは、 䟋えば、 窒玠、 ヘリりム、 ネオン、 ァノレゎン、 クリプトン、 キセノン、 ラドンから遞択された単䜓ガス、 たたは、 混合ガスである。
パヌゞガス䞭には、 ミラヌ 21, フラむアむレンズ 22、 ビヌムスプリ ッタ 2 3、 コンデンサレンズ 24、 平行平板ガラス 27、 カバヌガラス 31及びレンズ ゚レメント 32等の光孊玠子の衚面䞊に、 露光光 EL照射䞋で堆積しお曇り珟象 を生じせしめる汚染物質、 あるいは F2 レヌザ光を匷く吞収する酞玠等の吞光物 質が䞍玔物ずしお含たれるこずがある。
このため、 絊気配管 42には、 パヌゞガス䞭に含たれる䞊蚘汚染物質や吞光物 質を含む䞍玔物を陀去するためのフィルタ 43及ぎパヌゞガスを所定の枩床に調 敎するずずもにパヌゞガス䞭の氎分を陀去する枩調也燥噚 44が介装されおいる。 各宀 28, 29 16 34 a〜34 d, 18は、 排出管 4.5を介しお半導䜓玠 子補造工堎の排気ダクト 46に接続されおいる。 たた、 チャンパ 14も排気ダク ト 46に接続されおいる。 これにより、 各宀 28, 29, 16, 34 a〜34 d, 1 8内に䟛絊されたパヌゞガスは、 排気ダク ト 46を介しお、 工堎の倖郚に排出 される。
各宀 28, 29, 16 34 a〜34 d 18内に存圚する汚染物質ずしおは、 䟋えば有機ケィ玠化合物、 アンモニゥム塩、 硫酞塩、 りェハ W䞊のレゞストから の揮散物、 駆動郚を有する構成郚品に䜿甚される摺動性改善剀からの揮散物、 チ ダンバ 14内の電気郚品に絊電あるいは信号䟛絊するための配線の被芆局からの 揮散物等がある。
図 4に瀺すように、 絊気配管 42及び排出管 45には、 切換匁 48が蚭けられ おいる。 切換匁 4 8は、 䞻制埡装眮 5 0に制埡される駆動装眮 図瀺略 により 駆動される。 これにより、 各開口 4 7はタンク 4 1たたは排気ダクト 4 6ず連通 たたは遮断される。 各開口 4 7の開床は調節可胜である。 各駆動装眮は、 䞻制埡 装眮 5 0からの駆動信号に基づいお個別に制埡される。 これにより、 耇数の開口 4 7が、 パヌゞガスを䟛絊するための開口 4 7ず、 ガスを排出するための開口 4 7ずに適宜倉曎される。
次に、 パヌゞガスの䟛絊方法に぀いお説明する。
各宀 2 8 2 9 , 1 6 3 4 a〜3 4 d 1 8を通過しおりェハステヌゞ W S Tの像面偎センサ 6 3に到達した露光光 E Lの照床に応じお、 各宀 2 8 2 9 , 1 6 , 3 4 a〜3 4 d , 1 8に察するパヌゞガスの䟛絊モヌドがパヌゞガス䟛絊 機構 4 0及ぎ䞻制埡装眮 5 0により倉曎される。
詳しくは、 像面偎センサ 6 3の怜出結果 怜出倀 ずむンテグレヌタセンサ 6 1の怜出結果 怜出倀 ずに基づいお、 パヌゞガスの䟛絊量を第 1の䟛絊量から 第 2の䟛絊量に倉曎する。 すなわち、 第 1の䟛絊量ず第 2の䟛絊量ずの関係は、 第 2の䟛絊量が第 1の䟛絊量より少ない䟛絊量である。 なお、 第 1の䟛絊量は倧 流量ず称し、 第 2の䟛絊量は小流量ず称する。 第 1実斜圢態では、 像面偎センサ 6 3の怜出倀ずむンテグレヌタセンサ 6 1の怜出倀ずの比が所定の範囲内ずな぀ 'たずきに、 パヌゞガスの䟛絊モヌドが切り替えられる。
倧流量の䟛絊モヌドでは、 䟋えば 1 0 0〜1 0 LZm i nの範囲の流量のパヌ ゞガスを䟛絊し、 小流量の䟛絊モヌドでは、 䟋えば 1 0 ~ 1 L/m i nの範囲の 流量のパヌゞガスを䟛絊する。 なお、 倧流量の䟛絊モヌドは、 露光装眮本䜓 1 2 の立ち䞊げ時や、 照明系ュニット 1 5を倧気開攟しお、 照明光孊系 3 0の䞀郚の 光孊玠子の亀換などのメンテナンスを行った埌に、 光路空間内に存圚する吞光物 質の排気を目的ずするものである。 たた、 小流量の䟛絊モヌドは、 吞光物質の排 気埌、 光路空間内に照明系ュニット 1 5の隔壁や投圱系鏡筒 1 7の隔壁を介しお 光路空間に䟵入する氎分の排気を目的ずするものである。 圓然、 他の吞光物質が 光路空間に埐々に䟵入する堎合には、 これら吞光物質の排気を目的ずするもので ある。
本実斜圢態における所定範囲内の比の倀ずは、 像面偎センサ 6 3で怜出できる 露光光の゚ネルギ情報がレチクル䞊のパタヌンを基板䞊に転写する際に必芁な範 囲内の倀を瀺す。
パヌゞガスの䟛絊モヌド切り替えに際しお、 物䜓面偎センサ 6 2の怜出結果 (怜出倀 ずむンテグレヌタセンサ 6 1の怜出倀ずから求たる倀 䟋えば、 各怜 出倀の比等 を参照するこずも可胜である。 䟋えば、 像面偎センサ 6 3ずむンテ グレヌタセンサ 6 1ずの怜出結果の比が所定の範囲倖にあり、 物䜓面偎センサ 6 2の怜出倀ずむンテグレヌタセンサ 6 1の怜出倀ずの比が所定の範囲内ずなった 堎合、 81^11宀2 8、 照明気密宀 2 9及ぎレチクル宀 1 6内の吞光物質のパヌゞ がほが完了したず掚定するこずができる。 䞀方、 投圱気密宀 3 4及びりェハ宀 1 8内の吞光物質のパヌゞは未だ完了しおいないず掚定するこずができる。 特に、 䞊述したメンテナンス時には、 投圱系鏡筒 1 7を倧気開攟せずに、 照明系ュニッ ト 1 5のみを倧気開攟する堎合が殆どである。 埓っお、 この堎合、 物䜓面偎セン サ 6 2の怜出結果ずむンテグレヌタセンサ 6 1の怜出結果から求たる倀を参照す るこずは有効である。
なお、 BMUŸ 2 8、 照明気密宀 2 9及びレチクル宀 1 6、 あるいは投圱気密 宀 3 4 a〜 3 4 d及ぎりェハ宀 1 8に察するパヌゞガスの䟛絊モヌドの切り換え は、 切換匁 4 8の開床を小さくするこずで行われる。
ただし、 物䜓面偎センサ 6 2ずむンテグレヌタセンサ 6 1ずの怜出結果は、 ビ 䞀ムスプリ ッタ 2 3から物䜓面偎センサ 6 2 (レチクル R) ずの間の光路を通過 する露光光の゚ネルギの倉化、 すなわち、 露光光の透過率を瀺す。 露光光の゚ネ ルギ情報は、 その光路内に存圚する吞光物質による露光光の吞収、 あるいは、 光 路内に配眮された光孊玠子による吞収によっお倉化する。 たた、 像面偎センサ 6 3ずむンテグレヌタセンサ 6 1ずの怜出結果は、 ビヌムスプリッタ 2 3から像面 偎センサ 6 3 (りェハ W) ずの間の光路を通過する露光光の゚ネ ギ情報の倉化、 すなわち、 露光光の透過率を瀺す。 露光光の゚ネルギ情報は、 その光路内に存圚 する吞光物質による露光光の吞収、 あるいは、 光路内に配眮された光孊玠子によ る吞収によっお倉化する。
物䜓面^センサ 6 2を照明光孊系 2 0による照明領域内で走査させ、 ィンテグ レヌタセンサ 6 1及ぎ物䜓面偎センサ 6 2の各怜出結果から露光光 E Lのェネル ギ情報ずしお䟋えば照床の分垃に䞍均䞀が生じおいるず刀断された堎合、 あるい は、 露光領域内を像面偎センサ 6 3で走査させ、 むンテグレヌタセンサ 6 1及ぎ 像面偎センサ 6 3の各怜出結果から露光光 E Lの゚ネルギ情報ずしお䟋えば照床 の分垃に䞍均䞀が生じおいるず刀断された堎合には、 その䞍均䞀を解消すべく、 各宀 2 9 1 6, 34 a, 1 8に察するパヌゞガスの䟛絊モヌドが倉曎される。 䟋えば、 投圱系鏡筒 1 7の投圱気密宀 3 bに察するパヌゞガスの䟛絊モヌドを 倉曎する堎合には、 以䞋のような態様でパヌゞガスの䟛絊モヌドを倉曎するこず ができる。
図 4に瀺すように、 䟋えば、 投圱気密宀 34 bの開口 4 7 bよりその内郚にパ ヌゞガスを䟛絊し぀぀、 開口 47 dよりパヌゞガスを排出させる堎合には、 切換 匁 48 e, 4 8 b, 48 dを開匁させ、 切換匁 4 8 a , 48 f , 48 c, 4 8 g 48 hを閉匁させる。 たた、 投圱気密宀 34 bの開口 47 cよりその内郚にパヌ ゞガスを䟛絊し぀぀、 開口 47 dよりパヌゞガスを排出させる堎合には、 切換匁 4 8 f , 48 c, 48 dを開匁させ、 切換匁 48 a , 48 b, 48 e , 48 g 48 hを閉匁させる。 このように䞻制埡装眮 5 0により各切換匁 48の開床を制 埡するこずで、 䟋えば図 3䞭に実線たたは砎線の矢印にお瀺すような態様で、 投 圱気密宀 34 bに察するパヌゞガスの䟛絊及び排出が行われる。
露光装眮の露光凊理のための準備は、 䟋えば以䞋の手順で行われる。
たず、 露光光源 1 1及ぎ露光装眮本䜓 1 2の立ち䞊げ前に、 パヌゞガス䟛絊機 構 40及ぎ䞻制埡装眮 50が各宀 2 8 29, 1 6, 34 a〜34 d 1 8内の 気䜓をパヌゞガスに眮換するパヌゞ凊理を開始する。 パヌゞガス䟛絊開始時には、 各宀 28 2 9 1 6 34 a〜34 d 1 8内の吞光物質の濃床が比范的高い。 䟋えば、 パヌゞガス䟛絊開始時には、 照明系ナニット 1 5内はほずんど空気であ り、 投圱系鏡筒 1 7内は組み立お段階で封入された䞍掻性ガスである。 なお、 投 圱系鏡筒 1 7には䞍掻性ガスが封入されおいるものの、 空気の混入や、 隔壁を介 した氎分の䟵入などによっお、 䞍掻' ガスの玔床は極めお䜎䞋しおいるものず考 えられる。 そのだめ、 パヌゞガスの䟛絊モヌドは倧流量に蚭定される。
露光光源 1 1及び露光装眮本䜓 1 2の立ち䞊げ完了埌、 連続的あるいは断続的 に露光光 ELを出射させながら、 各センサ 6 1〜6 3の怜出結果をモニタする。 䟋えば、 物䜓面偎センサ 6 2の怜出結果ず、 むンテグレヌタセンサ 6 1の怜出結 果ずから求たる倀に基づいお、 照明系ュニット 1 5内のガス眮換の状態をモニタ するこずができる。 たた、 むンテグレヌタセンサ 6 1の怜出結果ず、 像面偎セン サ 6 3の怜出結果ずから求たる倀に基づいお、 照明系ュ-ット 1 5及ぎ投圱系鏡 筒 1 7内のガス眮換の状態をモニタするこずができる、 その結果、 吞光物質の濃 床が基準倀よりも小さくなったず刀定された時、 パヌゞガスの䟛糞合モヌドが倧流 量モヌドから小流量モ䞀ドに切り換えられる。 小流量モヌドに切り換わった埌、 以䞋の手順で投圱光孊系 3 0の結像特性を調敎する。
たず、 テストレチクル R tずテストりェハ W tずを甚いお、 テスト露光を行う。 テス ト露光では、 テストレチクル R tのパタヌンの像がテストりェハ W t䞊に転 写される。 テストりェハ W t䞊に転写されたパタヌンの像を珟像する。 珟像され たパタヌンを癀埮鏡で芳察するこずにより、 投圱光孊系 3 0の収差情報を求める。 収差情報を䞻制埡装眮 5 0に入力しお蚘憶させる。 䞻制埡装眮 5 0は、 収差情 報に基づいお、 結像特性制埡郚 6 4に察し投圱光孊系 3 0を構成する少なくずも 3のレンズ゚レメント 3 2を駆動する駆動機構 6 5の駆動を指什する。 これに より、 レンズェレメント 3 2の盞察䜍眮が倉曎され、 投圱光孊系 3 0の結像特性 が補正される。 捕正埌、 レチクル Rのパタヌンの像をりェハ W䞊に転写する実露 光に移行する。
実露光に移行するず、 所定期間毎あるいは所定回数露光する毎に各センサ 6 1 〜6 3による露光光 E Lの照床怜出、 あるいは、 露光領域内の照床分垃怜出を行 い、 その怜出結果から埗られる露光光 E Lの照床分垃に応じおパヌゞガスの䟛絊 モヌドが倉曎される。
第 1実斜圢態によれば以䞋の効果が埗られる。
( 1 ) 露光装眮におけるパヌゞガスの䟛絊方法では、 像面偎センサ 6 3ずむン テグレヌタセンサ 6 1の怜出倀が所定の範囲内になったずき、 パヌゞガスの䟛絊 モヌドが倧流量から小流量に切り換えられる。 このため、 パヌゞガスの䟛絊䞍足 及びパヌゞガスの䟛絊過剰が防止される、 所望の照床の露光光 E Lで露光凊理が でき、 露光装眮を皌動する際のコストが䜎枛される。 埓っお、 各宀 2 8 , 2 9 1 6 3 4 a〜3 4 d 1 8に高効率で経枈的にパヌゞガスを䟛絊しお吞光物質 を排出するこずができる。
(2) 各宀 28, 29 16 34 a〜34 d, 18は、 吞光物質が少ない 理想的なパヌゞ状態に維持される。
(3) 露光装眮は、 レチクルステヌゞ RST䞊に蚭けられた物䜓面偎センサ 62ず、 りェハステヌゞ WST䞊に蚭けられた像面偎センサ 63ずを有する。 こ のため、 レチクル Rに到達する露光光 E Lの゚ネルギ情報ずしおの照床たたは照 床分垃を把握しながら、 照明系ュニット 1 5内にパヌゞガスを䟛絊するこずがで きる。
(4) 露光装眮の結像性胜を向䞊するこずができるずずもに、 露光粟床の向 䞊を図るこずができる。
(5) 第 1実斜圢態のパヌゞガスの䟛絊方法によれば、 露光光 ELの照床た たは照床分垃に応じお切換匁 8が個別に制埡され、 各宀 28, 29 1 6, 3 4 a〜34 d, 18に察するパヌゞガスの䟛絊モヌドが倉曎される。 このため、 各宀 28, 29, 16 34 a〜34 d 18内で局所的な吞光物質を含む被パ ヌゞガスの淀みが生じたずしおも、 その被パヌゞガスの排出を促進するこずが可 胜ずなる。 この結果、 露光光 ELの露光領域においお露光ムラが生じるこずを抑 制するこずができる。
次に、 本発明の第 2実斜圢態に぀いお、 第 1実斜圢態ず異なる郚分を䞭心に説 明する。
第 2実斜圢態では、 第 1実斜圢態ず同様に BMU宀 28、 照明気密宀 29、 レ チクル宀 1 6、 投圱気密宀 34 a〜 34 d、 りェハ宀 18にパヌゞガスが䟛絊さ れる。 ただし、 第 2実斜圢態では、 各宀 28, 29, 16 34 a〜34 d, 1 8をモデルずする流䜓力孊解析を行い、 その解析結果を基にパ䞀ゞガスの䟛絊モ ヌドを倉曎する点で第 1実斜圢態ずは異なる。
第 2実斜圢態では、 以䞋の態様でパヌゞガスの䟛絊モヌドが決定される。 予め、 61^1宀28、 照明気密宀 29、 レチクル宀 16、 投圱気密宀 34 a〜 34 d及ぎりェハ宀 18をモデルずするずしお、 パヌゞガスの䟛 量及び䟛絊時 間、 被パヌゞガスの排気量及び排気時間、 各宀の容積に基づいお、 各宀内に残存 する吞光物質の量を蚈算するずずもに、 残存する吞光物質の量に基づいお、 残存 する吞光物質に吞収される露光光の゚ネルギ情報を流䜓力孊解析で求める。 流䜓 力孊解析の結果から、 露光装眮を甚いお露光凊理を行う堎合の各宀 28, 29, 1 6, 34 a〜34 d 18を通過する露光光 E Lの照床を算出する。 算出結果 から、 所望の照床でもっお露光凊理のできる䞻制埡装眮 50による各切換匁 48 の開床制埡に闋するプログラムデヌタを䜜成し、 䞻制埡装眮 50に蚘憶させる。 実際に露光凊理を行う際には、 蚘憶されたプログラムデヌタに埓っお䞻制埡装 眮 50が各切換匁 48の開床を個別に制埡するこずで、 各宀 28, 29 1 6,
34 a〜34 d 18に察するパヌゞガスの䟛絊モ䞀ドが倉曎される。
露光装眮の露光凊理のための準備は䟋えば以䞋の手順で行われる。
たず、 露光光源 11及び露光装眮本䜓 12を起動し、 䞻制埡装眮 50に蚘憶さ れた前蚘デヌタを実行させる。 これにより、 デヌタに埓぀た態様で各切換匁 48 の開床が䞻制埡装眮 50により個別に制埡され぀぀、 各宀 28 , 29, 1 6 3
4 a〜34 d, 18に察しおパヌゞガスが䟛絊され、 パヌゞが行われる。 そしお、 パ䞀ゞガスの䟛絊モヌドが倧流量から小流量に切り換わるたで埅機する。 次いで、 パヌゞガスの䟛絊モヌドが切り換わった埌、 第 1実斜圢態ず同様のテスト露光及 ぎ結像特性の調敎を行い、 実露光に移行する。
第 2実斜圢態によれば、 䞊蚘の 2) 及び 4) の効果に加えお、 以䞋の効果 が埗られる。
(6) 露光装眮におけるパヌゞガスの䟛絊方法では、 各宀 28, 29, 16, 34 a〜34 d 18をモデルずする流䜓力孊解析の解析結果から露光光 E Lの ゚ネルギ情報ずしお照床を算出する。 そしお、 その算出結果を基に䜜成された各 切換匁 48の制埡プログラムに基づいおパヌゞガスの䟛絊モヌドが倉曎される。 このため、 流䜓力孊解析の解析結果により、 どのような態様で各切換匁 48の 開床を制埡すれば効率よく䞔぀経枈的に露光凊理を行うこずができるかを把握す るこずができる。 埓っお、 各宀 28 29, 16 34 a〜34 d 1 8内で吞 光物質を含んで淀みずなっお残留する被パヌゞガスの排出を促進するこずができ る。 たた、 露光光 ELの露光領域における露光ムラを抑制し぀぀、 各宀 28, 2 9 16 34 a〜34 d, 18内をパヌゞガスによる理想的なパヌゞ状態に維 持するこずができる。 次に、 本発明の第 3実斜圢態に぀いお、 第 1及び第 2実斜圢態ず異なる郚分を 䞭心に説明する。
第 3実斜圢態では、 第 1実斜圢態ず第 2実斜圢態ずにおける䞡パヌゞガスの䟛 絊方法を組み合わせた方法が採甚されおいる。 すなわち、 予め第 2実斜圢態ず同 様に、 BMUŸ28、 照明気密宀 29、 レチクル宀 16、 投圱気密宀 34 a〜 3 4 d、 りェハ宀 18をモデルずする流䜓力孊解析を行う。 そしお、 各宀 28, 2 9, 1 6 34 a〜34 d, 18に察するパヌゞガスの䟛絊モヌドの倉曎時期を 予枬する。 次いで、 露光装眮による露光凊理を行う際には、 この予枬に基づいお、 そのパヌゞガスの䟛絊モヌドを倉曎する。 そしお、 第 1実斜圢態ず同様に、 むン テグレヌタセンサ 61、 物䜓面偎センサ 62及び像面偎センサ 63を甚いお、 レ チクル R、 りェハ Wに到達しおいる露光光 ELの照床たたはレチクル R及ぎゥェ ハ W䞊での露光光 ELの照床分垃を枬定する。 次に、 この枬定結果に応じおパヌ ゞガスの䟛絊モヌドを調敎する。 埓っお、 第 3実斜圢態では、 図 1及ぎ図 2に瀺 した構成の露光装眮がそのたた甚いられる。
露光装眮の露光凊理のための準備は䟋えば以䞋の手順で行われる。
たず、 露光光源 11及ぎ露光装眮本䜓 12を起動し、 䞻制埡装眮 50に蚘憶さ れたプログラムデヌタを実行させる。 これにより、 プログラムデヌタに埓った態 様で各切換匁 48の開床が䞻制埡装眮 50により個別に制埡され぀぀、 各宀 28 29 16, 34 a〜34 d 18に察しおパヌゞガスが䟛絊され、 パヌゞが行 われる。 そしお、 露光光源 1 1の起動工皋が完了した埌に連続的あるいは断続的 に露光光 ELを出射させ、 各センサ 6 1〜63の怜出結果から各宀 28, 29 16 34 a〜34 d 18内が所定のパヌゞガス状態になるたで埅機する。 次 いで、 第 1実斜圢態ず同様のテスト露光及び結像特性の調敎を行い、 実露光に移 行する。
そしお、 この実露光に移行するず、 所定期間毎あるいは所定回数露光する毎に 各センサ 61〜63による露光光 ELの照床怜出、 あるいは、 露光領域内の照床 分垃怜出を行い、 その怜出結果から埗られる露光光 E Lの照床分垃に応じおパヌ ゞガスの䟛絊モヌドを調敎する。
第 3実斜圢態によれば、 䞊蚘の 1) 〜 6) の効果に加えお、 以䞋の効果が 埗られる。
( 7 ) 第 2実斜圢態のパヌゞガスの䟛絊方法に基づいおその䟛絊モヌドの倉 曎時期が予枬され、 第 1実斜圢態のパヌゞガスの䟛絊方法に基づいお実際に露光 光 E Lの照床たたは照床分垃を怜出し぀぀、 パヌゞガスの䟛絊モヌドが倉曎及び 調敎される。 このため、 実際に各センサ 61〜63により露光光 ELの照床を監 芖しお、 その露光光 E Lの照床たたは照床分垃の倉化をプログラムデヌタに基づ いたパヌゞガスの䟛絊モヌドの倉曎にフィヌドパックするこずができる。 この結 果、 各宀 28, 29, 16, 34 a〜34 d 1 8内を理想的なパヌゞ状態によ り経枈的にか぀粟床よく維持するこずができる。
第 1乃至第 3実斜圢態を以䞋のように倉曎しおもよい。
第 1実斜圢態においお、 像面偎センサ 63ずむンテグレヌタセンサ 61の怜出 倀 たたはその比 、 及び物䜓面偎センサ 62ずむンテグレヌタセンサ 61の怜 出倀のいずれか䞀方の倀のみを求めおもよい。 この堎合、 その倀が所定の範囲内 になったずきにパヌゞガスの䟛絊モヌドが倉曎される。
物䜓面偎センサ 62ずむンテグレヌタセンサ 61の怜出倀 たたはその比 力 S 所定の範囲内に入っおいるずきには、 81^11宀28、 照明気密宀 29及ぎレチタ ル宀 16に察するパヌゞガスの䟛絊モヌドを倧流量から小流量に切り替えおもよ い
怜出結果の比に基づいおパヌゞガスの䟛絊モヌドを倉曎せずに、 センサ 61〜 63の怜出倀が所定の範囲ずなったずきにパヌゞガスの䟛絊モヌドを倉曎しおも よい。
第 2実斜圢態においお、 各宀 28 29 16, 34 a〜34 d, 1 8をモデ ルずする流䜓力孊解析により埗られた予枬時期から曎に所定時間遅らせおから、 パヌゞガスの䟛絊モヌドを倧流量から小流量ぞ切り換えおもよい。
レチクルステヌゞ RST䞊及びりェハステヌゞ WST䞊の少なくずも䞀方に耇 数の照床センサを蚭けおもよい。
むンテグレヌタセンサ 6 1、 物䜓面偎センサ 62及び像面偎センサ 63を蚭け る䜍眮及ぎ数は、 図 1及ぎ図 2に瀺した䜍眮及ぎ数に限定されるものではなく任 意に蚭定可胜である。 少なくずも䞀぀のセンサを、 投圱光孊系 30の像面偎に蚭 けるこずが望たしい。
任意の開床に調節可胜な切換匁 4 8の替わりに、 党開及び党閉に切り換え可胜 な切換匁を甚いおもよい。
61^11宀2 8、 照明気密宀 2 9、 レチクル宀 1 6、 投圱気密宀 3 4 a〜 3 4 d、 りェハ宀 1 8に圢成される開口 4 7の䜍眮及ぎ数は、 倉曎しおもよい。
切換匁 4 8の配蚭䜍眮及び数も図 1〜図 4に瀺した態様には限定されるもので はなく任意に蚭定可胜である。
各実斜圢態では、 パヌゞガスの䟛絊モヌドを倧流量から小流量に切り換える構 成ずした。 しかし、 パヌゞガスの䟛絊モヌド切り換えは、 2段階の切り換えに限 定されるものではない。 切り換えを 3段階以䞊の耇数の段数、 あるいは無段階で 行う構成ずしおもよい。
各実斜圢態では、 61\117宀2 8、 照明気密宀 2 9、 レチクル宀 1 6、 投圱気密 宀 3 4 a〜3 4 d、 りェハ宀 1 8のそれぞれにパヌゞガス䟛絊機構 4 0が接続さ れる構成ずした。 しかし、 パヌゞガス䟛絊機構 4 0をこれら各宀 2 8 2 9 1 6 3 4 a〜3 4 d , 1 8のうち少なくずも照明気密宀 2 9及ぎ投圱気密宀 3 4 a〜3 4 dのいずれか䞀方に蚭ける構成ずしおもよい。
なお、 本実斜圢態の露光装眮には、 レチクル宀 1 6及ぎりェハ宀 1 8が蚭けら れおいるが、 レチクル宀 1 6及びりェハ宀 1 8を蚭けず、 か぀、 照明系ュニッ ト 1 5ず投圱系鏡筒 1 7ずの間のうち、 露光光の光路郚分のみを局所的にパヌゞす る局所パヌゞ機構を蚭けおもよい。 たた、 投圱系鏡筒 1 7ずりェハ Wずの間の光 路郚分のみを局所的にパヌゞする局所パヌゞ機構を蚭けおも良い。
各実斜圢態では、 露光光 E Lの゚ネルギ分垃は照床分垃に限定されず、 䟋えば 露光光 E Lの匷床分垃であっおもよい。 この堎合、 物䜓面偎センサ 6 2及ぎ像面 偎センサ 6 3に替えお、 䟋えば光量、 茝床、 照床、 仕事率のような露光光の゚ネ ルギ情報を枬定するセンサが䜿甚される。
露光光 E Lの゚ネルギ分垃に替えお、 露光光 E Lの゚ネルギに応じおパヌゞガ スの䟛絊モヌドを倉曎する構成ずしおもよい。
投圱光孊系ずしおは、 屈折タむプに限らず、 反射屈折タむプ、 反射タむプであ ぀おもよい。 たた、 露光装眮ずしお、 投圱光孊系を甚いるこずなく、 マスクず基 板ずを密接させおマスクのパタヌンを露光するコンタクト露光装眮、 マスクず基 板ずを近接させおマスクのパタヌンを露光するプロキシミティ露光装眮にも本発 明を同様に適甚するこずができる。 なお、 これら露光装眮を甚いる堎合、 パヌゞ ガスは、 光孊玠子が収容される照明光孊系、 及びマスクず基板ずが収容されるマ スク '基板宀のいずれかに䟛絊され、 パヌゞが行われる。
本発明の露光装眮は、 瞮小露光型の露光装眮に限定されるものではなく、 䟋え ば等倍露光型、 拡倧露光型の露光装眮であっおもよい。
半導䜓玠子などのマむクロデバむスだけでなく、 光露光装眮、 E U V露光装眮、
X線露光装眮、 及び電子線露光装眮などで䜿甚されるレチクルたたはマスクを補 造するために、. マザヌレチクルからガラス基板ゃシリコンりェハなどぞ回路パタ ヌンを転写する露光装眮にも本発明を適甚できる。 ここで、 D U V (深玫倖 や VUV (真空玫倖 光などを甚いる露光装眮では䞀般に透過型レチクルが甚いら れ、 レチクル基板ずしおは、 石英ガラス、 フッ玠がドヌプされた石英ガラス、 蛍 石、 フッ化マグネシりム、 たたは氎晶などが甚いられる。
本発明は、 液晶衚瀺玠子 L C D) のようなディスプレむの補造においお、 デ バむスパタヌンをガラスプレヌト䞊ぞ転写する露光装眮、 薄膜磁気ぞッド等の補 造においお、 デパむスパタヌンをセラミックりェハ等ぞ転写する露光装眮、 及び C C Dのような撮像玠子の補造に䜿甚される露光装眮にも適甚するこずができる。. マスクず基板ずが静止した状態でマスクのパタヌンを基板ぞ転写し、 基板を順 次ステップ移動させるステップ ' アンド ' リビヌト方匏の䞀括露光型の露光装眮 にも適甚するこずができる。
露光装眮の光源ずしおは、 䟋えば g線 λ= 4 3 6 n m) 、 i線 λ= 3 6 5 n m) 、 K r 2レヌザ λ= 1 4 6 n m) 、 A r 2レヌザ λ= 1 2 6 n m) 等を甚 いおもよい。 たた、 D F B半導䜓レヌザたたはファむバ I ^䞀ザから発振される赀 倖域、 たたは可芖域の単䞀波長レヌザ光を、 䟋えば゚ルビりム たたはェ/レビゥ ムずむツテルビゥムの双方 がドヌプされたファむバァンプで増幅し、 非線圢光 孊結晶を甚いお玫倖光に波長倉換した高調波を甚いおもよい。
次に、 本発明の露光装眮の補造方法に぀いお説明する。
たず、 投圱光孊系 3 0を構成する耇数のレンズ゚レメント 3 2及ぎカパヌガラ ス 3 1を投圱系鏡筒 1 7に収容する。 ミラヌ 2 1、 レンズ 2 2 2 4及ぎビヌム スプリッタ 2 3からなる照明光孊系 2 0を照明系ュニット 1 5に収容する。 照明 光孊系 2 0及び投圱光孊系 3 0を露光装眮本䜓 1 2に み蟌み、 光孊調敎を行う。 倚数の機械郚品からなるりェハステヌゞ W S T (スキャンタむプの露光装眮の堎 合は、 レチクルステヌゞ R S Tも含む を露光装眮本䜓 1 2に取り付けお配線を 接続する。 露光光 E Lの光路内にパヌゞガスを䟛絊するパヌゞガス䟛絊機構 4 0 の配管を接続した䞊で、 さらに総合調敎 電気調敎、 動䜜確認など を行う。 鏡筒 1 5 1 7の構成郚品は、 超音波掗浄などにより、 加工油や、 金属物質な どの䞍玔物を萜ずしたうえで、 組み䞊げられる。 露光装眮の補造は、 枩床、 湿床 や気圧が制埡され、 か぀クリヌン床が調敎されたクリヌンルヌム内で行うこず力 S 望たしい。
次に、 リ゜グラフむ゚皋で䞊述した露光装眮を䜿甚したデバむスの補造方法に ぀いお説明する。
図 5は、 デバむス  I Cや L S I等の半導䜓玠子、 液晶衚瀺玠子、 C C D等の 撮像玠子、 薄膜磁気ヘッド、 マむクロマシン等) の補造方法のフロヌチャヌトで ある。
図 5に瀺すように、 たず、 ステップ S 1 0 1 (蚭蚈ステップ においお、 デバ むス (マむクロデバむス) の機胜 *性胜蚭蚈 (䟋えば、 半導䜓デバむスの回路蚭 蚈等 を行い、 その機胜を実珟するためのパタヌン蚭蚈を行う。 匕き続き、 ステ ップ S 1 0 2 (マスク補䜜ステップ においお、 蚭蚈した回路パタヌンを圢成し たマスク レクチル R等 を補䜜する。 䞀方、 ステップ S 1 0 3 (基板補造ステ ップ においお、 シリコン、 ガラスプレヌト等の材料を甚いお基板 シリコン材 料を甚いた堎合にはりェハ Wずなる。 ) を補造する。
次に、 ステップ S 1 0 4 (基板凊理ステップ においお、 ステップ S 1 0 1〜 S 1 0 3で甚意したマスクず基板を䜿甚しお、 埌述するように、 リ゜グラフィ技 術等によっお基板䞊に実際の回路等を圢成する。 次いで、 ステップ S 1 0 5 (デ パむス組立ステップ においお、 ステップ S 1 0 4で凊理された基板を甚いおデ バむス組立を行う。 ステップ S 1 0 5には、 ダむシング工皋、 ボンディング工皋、 及ぎパッケヌゞング工皋 チップ封入等 等の工皋が必芁に応じお含たれる。 最埌に、 ステップ S 1 06 (怜査ステップ においお、 ステップ S 1 05で䜜 補されたデバむスの動䜜確認テスト、 耐久性テスト等の怜査を行う。 こうしたェ 皋を経た埌にデバむスが完成し、 これが出荷される。
図 6は、 半導䜓デバむスの堎合における、 図 5のステップ S 104の詳现なフ ロヌの䞀䟋を瀺す図である。 図 6においお、 ステップ S 1 1 1 (酞化ステップ では、 りェハ Wの衚面を酞化させる。 ステップ S 1 1 2 (CVDステップ では、 りェハ W衚面に絶瞁膜を圢成する。 ステップ S 1 1 3 (電極圢成ステップ では、 りェハ W䞊に電極を蒞着によっお圢成する。 ステップ S 1 14 (むオン打蟌みス テツプ では、 りェハ Wにむオンを打ち蟌む。 以䞊のステップ S 11 1〜S 1 1 4のそれぞれは、 りェハ凊理の各段階の前凊理工皋を構成しおおり、 各段階にお いお必芁な凊理に応じお遞択されお実行される。
りェハプロセスの各段階においお、 䞊述の前凊理工皋が終了するず、 以䞋のよ うにしお埌凊理工皋が実行される。 埌凊理工皋では、 たず、 ステップ S 1 1 5 (レゞスト圢成ステップ) においお、 りェハ Wに感光剀を塗垃する。 匕き続き、 ステップ S 116 (露光ステップ においお、 先に説明したリ゜グラフむシステ ム 露光装眮 によっおマスク レチクル R) の回路パタヌンをりェハ W䞊に転 写する。 次に、 ステップ S 1 17 (珟像ステップ では露光されたりェハ Wを珟 像し、 ステップ S 1 18 (゚ッチングステップ においお、 レゞストが残存しお いる郚分以倖の郚分の露出郚材を゚ッチングにより取り去る。 そしお、 ステップ S 1 19 (レゞスト陀去ステップ においお、 ゚ッチングが枈んで䞍芁ずなった レゞストを取り陀く。
前凊理工皋ず埌凊理工皋ずを繰り返し行うこずによっお、 りェハ W䞊に倚重に 回路パタヌンが圢成される。
本発明のデパむス補造方法によれば、 真空玫倖域の露光光 E Lにより解像力の 向䞊された露光工皋 ステップ S 11 6) が可胜ずなり、 露光量制埡を高粟床に 行うこずができる。 最小線幅が 0. lpm皋床の高集積床のデバむスを歩留たり よく補造するこずができる。

Claims

請求の範囲
1 . 光源から出射された露光光で基板を露光させる露光装眮で甚いられるパヌ ゞガスの䟛絊方法であっお、
前蚘露光光の光路の少なくずも䞀郚を区画する宀に、 前蚘パヌゞガスを䟛絊し、 前蚘宀を通過した前蚘露光光の゚ネルギ情報に基づいお、 前蚘宀ぞの前蚘パヌ ゞガスの䟛絊モヌドを倉曎する、 パヌゞガスの䟛絊方法。
2 . 請求の範囲第 1項に蚘茉のパヌゞガスの䟛絊方法においお、 前蚘宀を通過 した前蚘露光光の゚ネルギ情報を枬定し、 該枬定結果に基づいお前蚘䟛絊モヌド を倉曎する。
3 . 請求の範囲第 2項に蚘茉のパヌゞガスの䟛絊方法においお、 前蚘露光光の ゚ネルギ情報は、 前蚘露光光の照床分垃を含む。
4 . 請求の範囲第 1項たたは第 2項に蚘茉のパヌゞガスの䟛絊方法においお、 前蚘露光装眮は、 前蚘露光光でマスクを照明する照明光孊系ず、 前蚘マスクに圢 成されたパタヌンの像を前蚘基板に投圱する投圱光孊系ずを有し、 前蚘宀は前蚘 照明光孊系内又は前蚘投圱光孊系内に蚭けられるこずを特城ずする。
5 . 請求の範囲第 4項に蚘茉のパヌゞガスの䟛絊方法においお、 前蚘露光光の ゚ネルギ情報は、 前蚘照明光孊系又は前蚘投圱光孊系を通過した前蚘露光光に基 づいお枬定されるこずを特城ずする。
6 . 請求の範囲第 5項に蚘茉のパヌゞガスの䟛絊方法においお、 前蚘露光光の ゚ネルギ情報は、 曎に、 前蚘光源ず前蚘マスクずの間における前蚘露光光に基づ いお枬定され、 前蚘䟛絊モヌドは、 前蚘光源ず前蚘マスクずの間で枬定した前蚘 露光光の゚ネルギ情報ず、 前蚘投圱光孊系の像面偎で枬定した前蚘露光光の゚ネ ルギ情報ずに基づいお倉曎されるこずを特城ずする。
7 . 請求の範囲第 6項に蚘茉のパヌゞガスの䟛絊方法においお、 前蚘投圱光孊 系の像面偎で枬定した前蚘露光光の゚ネルギ情報ず、 前蚘光源ず前蚘マスクずの 間で枬定した前蚘露光光の゚ネルギ情報ずの比を求め、 前蚘比が所定の範囲に入 ぀たずきに、 前蚘パヌゞガスの䟛絊モヌドを第 1の䟛絊量から該第 1の䟛絊量よ り少ない第 2の䟛絊量に切り換えるこずを特城ずする。
8 . 請求の範囲第 4項に蚘茉のパヌゞガスの䟛絊方法においお、 前蚘露光装眮 は、 前蚘照明光孊系内の光路を区画する第 1の宀ず、 前蚘照明光孊系ず前蚘投圱 光孊系ずの間の光路を区画する第 2の宀ず、 前蚘投圱光孊系内の光路を区画する 第 3の宀ず、 前蚘投圱光孊系の像面偎における光路を区画する第 4の宀ずを有し、 前蚘第 1の宀においお前蚘露光光の第 1の゚ネルギ情報を枬定し、
前蚘第 2の宀においお前蚘露光光の第 2の゚ネルギ情報を枬定し、
前蚘第 4の宀においお前蚘露光光の第 3の゚ネルギ情報を枬定し、
前蚘第 1の゚ネルギ情報ず前蚘第 2の゚ネルギ情報ずの比、 及ぎ、 前蚘第 3の ゚ネルギ情報ず前蚘第 1の゚ネルギ情報ずの比に応じお、 前蚘第 1の宀、 第 2の 宀、 第 3の宀及ぎ第 4の宀にそれぞれ察応する䟛絊モヌドを決定し、
決定された䟛絊モヌドに埓っお、 前蚘第 1の宀、 第 2の宀、 第 3の宀及ぎ第 4 の宀に前蚘パヌゞガスを独立しお䟛絊する。
9 . 請求の範囲第 1項に蚘茉のパヌゞガスの䟛絊方法は、 前蚘パヌゞガスを䟛 絊するに先立っお、 前蚘宀のモデルに察しお流䜓力孊解析を行い、 解析結果に埓 ぀お前蚘パヌゞガスの䟛絊モヌドを倉曎するこずを含む。
1 0 . 請求の範囲第 9項に蚘茉のパヌゞガスの䟛絊方法は、 前蚘解析結果に基 づいお前蚘パヌゞガスの䟛絊モヌドの倉曎時期を予枬し、 予枬された倉曎時期に 前蚘パヌゞガスの䟛絊モヌドを倉曎するこずを含む。
1 1 . 光源から出射された露光光を甚いお基板を露光する露光装眮であっお、 前蚘露光光の光路の少なくずも䞀郚を区画する宀にパヌゞガスを䟛絊するパヌ ゞガス䟛絊機構ず、
前蚘宀を通過した前蚘露光光の゚ネルギ情報に応じお、 前蚘宀ぞの前蚘パヌゞ ガスの䟛絊モヌドを制埡する制埡装眮ずを備える露光装眮。
1 2 . 請求の範囲第 1 1項に蚘茉の露光装眮においお、 前蚘露光光でマスクを 照明する照明光孊系ず、
前蚘マスクに圢成されたパタ䞀ンの像を前蚘基板に投圱する投圱光孊系ず、 前蚘投圱光孊系の像面偎においお前蚘露光光の゚ネルギ情報を怜出する像面偎 センサずを曎に備える。
1 3 . 請求の範囲第 1 2項に蚘茉の露光装眮は、 前蚘光源ず前蚘マスクずの間 においお前蚘露光光の゚ネルギ情報を怜出する光源偎センサを曎に備える。
1 4 . 請求の範囲第 1 2項に蚘茉の露光装眮においお、 前蚘宀は前蚘照明光孊 系内の光路を区画する第 1の宀ず、 前蚘照明光孊系ず前蚘投圱光孊系ずの間の光 路を区画する第 2の宀ず、 前蚘投圱光孊系の像面偎の光路を区画する第 3の宀ず を含む耇数の宀の内の䞀぀であり、 前蚘パヌゞガス䟛絊機構は、
前蚘パヌゞガスの䟛絊源ず、
前蚘䟛絊源ず前蚘耇数の宀ずをそれぞれ連通させる耇数の絊気配管ず、 前蚘耇数の宀ず前蚘露光装眮の倖郚ずを連通させる耇数の排出管ず、 前蚘絊気配管及び排出管に蚭けられた耇数の匁ずを含み、 前蚘制埡装眮は前蚘 耇数の匁の開床を倉曎しお前蚘䟛絊モヌドを倉曎する。
1 5 . 請求の範囲第 1 4項に蚘茉の露光装眮においお、 前蚘露光光の゚ネルギ 情報は前蚘露光光の照床であり、 前蚘制埡装眮は、 前蚘第 1の宀においお枬定さ れた前蚘露光光の第 1の照床ず、 前蚘第 2の宀においお枬定された前蚘露光光の 第 2の照床ず、 前蚘第 4の宀においお枬定された前蚘露光光の第 3の照床ずを甚 いお、 前蚘耇数の宀にそれぞれ察応する耇数の䟛絊モヌドを決定する。
1 6 . 露光装眮を甚いお基板を露光させるリ゜グラフむ゚皋を含む、 デバむス の補造方法であっお、
露光光の光路にパヌゞガスを䟛絊し、
前蚘基板の近傍における前蚘露光光の゚ネルギ情報に応じお、 前蚘パヌゞガス の䟛絊モヌドを倉曎し、
前蚘露光光の光路が所定のパヌゞガス状態に達した埌で、 前蚘露光光で基板を 露光させる、 補造方法。
1 7 . 請求の範囲第 1 6項に蚘茉のデバむスの補造方法は、 さらに、 露光光の 光路の途䞭においお前蚘露光光の゚ネルギ情報を怜出する。
1 8 . 請求の範囲第 1 6項に蚘茉のデバむスの補造方法においお、 前蚘露光装 眮の起動埌に前蚘パヌゞガスを第 1の䟛絊量で䟛絊し、 前蚘所定のパヌゞガス状 態に達した埌、 前蚘パヌゞガスを前蚘第 1の䟛絊量より少ない第 2の䟛絊量で䟛 絊する。
1 9 . 露光装眮の内郚に区画され、 基板を露光させる露光光が通過する宀から 吞光物質をパヌゞする方法であっお、
前蚘宀に第 1の䟛絊量でパヌゞガスを䟛絊する工皋ず、
前蚘宀においお前蚘露光光の第 1の匷床を怜出する工皋ず、
前蚘基板の近傍においお前蚘露光光の第 2の匷床を怜出する工皋ず、 前蚘第 1の匷床ず第 2の匷床ずの比に応じお、 前蚘パヌゞガスの䟛絊モヌドを 倉曎する工皋ずを備える、 吞光物質をパヌゞする方法。
2 0 . 請求の範囲第 1 9項に蚘茉の吞光物質をパヌゞする方法においお、 前蚘 䟛絊モヌドを倉曎する工皋は、 前蚘第 1の匷床ず第 2の匷床ずの比が所定の範囲 内に達した時に、 前蚘宀に前蚘第 1の䟛絊量より少ない第 2の䟛絊量でパヌゞガ スを䟛絊するこずを含む。
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