JPH07201702A - 露光方法と露光装置 - Google Patents
露光方法と露光装置Info
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- JPH07201702A JPH07201702A JP5337539A JP33753993A JPH07201702A JP H07201702 A JPH07201702 A JP H07201702A JP 5337539 A JP5337539 A JP 5337539A JP 33753993 A JP33753993 A JP 33753993A JP H07201702 A JPH07201702 A JP H07201702A
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- lenses
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- 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
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 長期間使用しても性能の劣化が少ない露光方
法および露光装置を提供することである。 【構成】 光源から発した光をレンズを含む光路上を通
過させ、レチクルを通して、露光対象物上に露光する露
光方法であって、光路上に存在するレンズの少なくとも
１つの面を非酸化性雰囲気に接触させつつ露光を行う。
法および露光装置を提供することである。 【構成】 光源から発した光をレンズを含む光路上を通
過させ、レチクルを通して、露光対象物上に露光する露
光方法であって、光路上に存在するレンズの少なくとも
１つの面を非酸化性雰囲気に接触させつつ露光を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造等に用
いられる露光技術に関し、特に縮小露光系を含むステッ
パ露光装置を用いた露光技術に関する。
いられる露光技術に関し、特に縮小露光系を含むステッ
パ露光装置を用いた露光技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】ステッパ露光装置は、レチクルないしマ
スク（本明細書ではまとめてレチクルと呼ぶ）上のパタ
ーンを１／１０ないし１／５に縮小して半導体ウエハ上
のホトレジスト膜等の露光対象物上に結像させる。
スク（本明細書ではまとめてレチクルと呼ぶ）上のパタ
ーンを１／１０ないし１／５に縮小して半導体ウエハ上
のホトレジスト膜等の露光対象物上に結像させる。
【０００３】半導体装置の高集積化、小型化に伴い、ス
テッパ露光装置の露光波長は水銀ランプのｇ線からｉ線
へと短波長化し、さらにはエキシマレーザのＫｒＦレー
ザ光、ＡｒＦレーザ光へと短波長化を進めている。
テッパ露光装置の露光波長は水銀ランプのｇ線からｉ線
へと短波長化し、さらにはエキシマレーザのＫｒＦレー
ザ光、ＡｒＦレーザ光へと短波長化を進めている。
【０００４】これらの露光に用いられる紫外線は、ホト
ンエネルギが高く、照射されたホトレジスト等の感光体
に化学変化を生じさせる。ところで、これらの紫外線が
感光体以外には影響を与えないという保証はない。
ンエネルギが高く、照射されたホトレジスト等の感光体
に化学変化を生じさせる。ところで、これらの紫外線が
感光体以外には影響を与えないという保証はない。
【０００５】ステッパ露光装置を長期間使用すると、使
用とともに露光面での照度が落ちたり、散乱光が生じる
ようになる。これらの障害は使用を継続することによっ
て初めて確認される。
用とともに露光面での照度が落ちたり、散乱光が生じる
ようになる。これらの障害は使用を継続することによっ
て初めて確認される。
【０００６】図７（Ａ）、７（Ｂ）は、従来技術による
ステッパ露光系を示す。図７（Ａ）は新品状態のステッ
パを示し、図７（Ｂ）は長期使用済のステッパを示す。
図７（Ａ）においては、照明系の鏡筒１１内に、紫外線
を発光するランプ２０と、ランプ２０から発した光をレ
チクル１３上に照射するためのコンデンサレンズ１２と
が配置されている。ランプ２０から発し、コンデンサレ
ンズ１２で集光された光はレチクル１３を照射する。
ステッパ露光系を示す。図７（Ａ）は新品状態のステッ
パを示し、図７（Ｂ）は長期使用済のステッパを示す。
図７（Ａ）においては、照明系の鏡筒１１内に、紫外線
を発光するランプ２０と、ランプ２０から発した光をレ
チクル１３上に照射するためのコンデンサレンズ１２と
が配置されている。ランプ２０から発し、コンデンサレ
ンズ１２で集光された光はレチクル１３を照射する。
【０００７】レチクル１３の開口部を通過し、投影系鏡
筒１４内を通過し、縮小レンズ群１５によって集束さ
れ、半導体ウエハ１６上に塗布されたホトレジスト膜を
露光する。なお、半導体ウエハ１６は、ベース１８上に
固定されたＸＹステージ１７に載置されている。
筒１４内を通過し、縮小レンズ群１５によって集束さ
れ、半導体ウエハ１６上に塗布されたホトレジスト膜を
露光する。なお、半導体ウエハ１６は、ベース１８上に
固定されたＸＹステージ１７に載置されている。
【０００８】このようなステッパを長期間使用すると、
図７（Ｂ）に示すように、照明系のコンデンサレンズ群
１２や投影系縮小レンズ群１５のレンズ表面にくもり３
０が堆積する。くもり３０が、透過する光を遮蔽、散乱
させ、全光学系の性能を劣化させるようになると、この
ステッパの性能が全体として低下してしまう。
図７（Ｂ）に示すように、照明系のコンデンサレンズ群
１２や投影系縮小レンズ群１５のレンズ表面にくもり３
０が堆積する。くもり３０が、透過する光を遮蔽、散乱
させ、全光学系の性能を劣化させるようになると、この
ステッパの性能が全体として低下してしまう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】出願人が１０年程使用
し続けたｇ線ステッパ露光装置の縮小レンズ系にくもり
が発生しており、極端な透過率の減少（従って露光面で
の照度低下）が生じていることが判明した。このような
レンズ系の劣化が生じると、露光性能が低下し、このレ
ンズ系を使用し続けることは困難である。
し続けたｇ線ステッパ露光装置の縮小レンズ系にくもり
が発生しており、極端な透過率の減少（従って露光面で
の照度低下）が生じていることが判明した。このような
レンズ系の劣化が生じると、露光性能が低下し、このレ
ンズ系を使用し続けることは困難である。
【００１０】本発明の目的は、長期間使用しても性能の
劣化が少ない露光方法および露光装置を提供することで
ある。
劣化が少ない露光方法および露光装置を提供することで
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の露光方法は、光
源から発した光をレンズを含む光路上を通過させ、マス
クを通して、露光対象物上に露光する露光方法であっ
て、光路上に存在するレンズの少なくとも１つの面を非
酸化性雰囲気に接触させつつ露光を行う。
源から発した光をレンズを含む光路上を通過させ、マス
クを通して、露光対象物上に露光する露光方法であっ
て、光路上に存在するレンズの少なくとも１つの面を非
酸化性雰囲気に接触させつつ露光を行う。
【００１２】
【作用】レンズの少なくとも１つの面を非酸化性雰囲気
に接触させつつ露光を行うため、紫外線が透過しても雰
囲気によってレンズが劣化することが少ない。
に接触させつつ露光を行うため、紫外線が透過しても雰
囲気によってレンズが劣化することが少ない。
【００１３】
【実施例】本発明者らは、性能の劣化した露光レンズを
Ｘ線光電子分光装置によって分析し、Ｃ、Ｓ、Ｓｎ、Ｍ
ｇ、Ｓｉ等の酸化物がレンズ表面上に堆積していること
を発見した。未使用の同一レンズ系を分析したところ、
Ｓｉの酸化物以外にはこのような酸化物は発見できなか
った。従って、これらの酸化物は、雰囲気中の成分やレ
ンズアセンブリからのアウトガス成分が酸化したと判断
することができる。また、これらの元素の窒化物は発見
されなかった。
Ｘ線光電子分光装置によって分析し、Ｃ、Ｓ、Ｓｎ、Ｍ
ｇ、Ｓｉ等の酸化物がレンズ表面上に堆積していること
を発見した。未使用の同一レンズ系を分析したところ、
Ｓｉの酸化物以外にはこのような酸化物は発見できなか
った。従って、これらの酸化物は、雰囲気中の成分やレ
ンズアセンブリからのアウトガス成分が酸化したと判断
することができる。また、これらの元素の窒化物は発見
されなかった。
【００１４】酸化反応を防止することができれば、露光
光学系の劣化を防止することができると考えられる。酸
化物の堆積を防止するためには、レンズ表面を非酸化性
ガスで覆うか、レンズを包む雰囲気ガスから酸素を除去
すればよい。
光学系の劣化を防止することができると考えられる。酸
化物の堆積を防止するためには、レンズ表面を非酸化性
ガスで覆うか、レンズを包む雰囲気ガスから酸素を除去
すればよい。
【００１５】非酸化性ガスとしては、たとえば窒素ガ
ス、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス、水素等の還元
性ガスなどがあり、酸素の減少した雰囲気としては、上
述の他減圧雰囲気などがある。これらのうち、水素等の
還元性ガスは、引火などの危険性を有する。また、減圧
雰囲気は装置の機械的安定性に関して新たな問題を生じ
させ得る。窒素ガス、不活性ガスは、これらの問題を有
さない。
ス、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス、水素等の還元
性ガスなどがあり、酸素の減少した雰囲気としては、上
述の他減圧雰囲気などがある。これらのうち、水素等の
還元性ガスは、引火などの危険性を有する。また、減圧
雰囲気は装置の機械的安定性に関して新たな問題を生じ
させ得る。窒素ガス、不活性ガスは、これらの問題を有
さない。
【００１６】さらに、現在用いられているレンズ系の設
計を変更しない点からは、空気の分子量（２９）にほぼ
等しい分子量（２８）を有する窒素ガスがレンズの光学
的性能をほとんど変更しない点から好ましい。
計を変更しない点からは、空気の分子量（２９）にほぼ
等しい分子量（２８）を有する窒素ガスがレンズの光学
的性能をほとんど変更しない点から好ましい。
【００１７】不活性ガスは、化学反応の可能性が極めて
少ない点で窒素ガスより優れているが、本発明者らがレ
ンズ上の堆積物を分析した結果、窒化物の生成は発見で
きなかったことから、窒素を用いても不活性ガスを用い
た時と同等の安定性が得られるものと考えられる。
少ない点で窒素ガスより優れているが、本発明者らがレ
ンズ上の堆積物を分析した結果、窒化物の生成は発見で
きなかったことから、窒素を用いても不活性ガスを用い
た時と同等の安定性が得られるものと考えられる。
【００１８】ところで、高分解能のレンズ系は、調整を
受けながらアセンブリされる。アセンブリされた後のレ
ンズ系は、レンズ間に空気を収容している。レンズ間に
収容された空気をアセンブリ後に他のガスに完全に置換
することは困難である。
受けながらアセンブリされる。アセンブリされた後のレ
ンズ系は、レンズ間に空気を収容している。レンズ間に
収容された空気をアセンブリ後に他のガスに完全に置換
することは困難である。
【００１９】図１は、レンズ間の雰囲気ガスを容易に置
換することのできる構成を有するレンズ系を示す。レン
ズＬ１〜Ｌ１０は、全体として高分解能の縮小レンズ系
を構成し、鏡筒１に保持されている。１０枚のレンズＬ
１〜Ｌ１０の間には、それぞれ空間Ｓ１〜Ｓ９が形成さ
れている。
換することのできる構成を有するレンズ系を示す。レン
ズＬ１〜Ｌ１０は、全体として高分解能の縮小レンズ系
を構成し、鏡筒１に保持されている。１０枚のレンズＬ
１〜Ｌ１０の間には、それぞれ空間Ｓ１〜Ｓ９が形成さ
れている。
【００２０】本構成においては、各隣接レンズ対の間の
空間Ｓ１〜Ｓ９と、外部とを連絡するための貫通孔Ｈ１
〜Ｈ９が鏡筒１に形成されている。各レンズ対の間の空
間Ｓにおいて、貫通孔Ｈはほぼ９０度間隔で４つ形成さ
れている。これらの貫通孔Ｈをガス置換用の給気、排気
用として用いることにより、各隣接レンズ対間の空間Ｓ
を所望の雰囲気に置換することができる。
空間Ｓ１〜Ｓ９と、外部とを連絡するための貫通孔Ｈ１
〜Ｈ９が鏡筒１に形成されている。各レンズ対の間の空
間Ｓにおいて、貫通孔Ｈはほぼ９０度間隔で４つ形成さ
れている。これらの貫通孔Ｈをガス置換用の給気、排気
用として用いることにより、各隣接レンズ対間の空間Ｓ
を所望の雰囲気に置換することができる。
【００２１】なお、貫通孔の数は４つに限らない。少な
くとも１つの貫通孔があれば内部の雰囲気を置換するこ
とが可能である。但し、効率よく置換を行なうには複数
個の貫通孔があることが好ましい。
くとも１つの貫通孔があれば内部の雰囲気を置換するこ
とが可能である。但し、効率よく置換を行なうには複数
個の貫通孔があることが好ましい。
【００２２】図２（Ａ）〜２（Ｃ）は、レンズ間の各空
間Ｓの雰囲気ガスを置換する態様を示す。図２（Ａ）
は、貫通孔Ｈａ〜Ｈｄにそれぞれ配管Ｐａ〜Ｐｄが接続
され、２つの配管Ｐａ、Ｐｂを給気用として用い、残り
の２つの配管Ｐｃ、Ｐｄを排気用の配管として用いてい
る。露光光学系を使用する際には、配管Ｐａ、Ｐｂから
窒素ガスなどの所望のガスを供給し、配管Ｐｃ、Ｐｄか
ら雰囲気ガスを排気することによって、レンズ間の空間
Ｓを所望の雰囲気ガスに置換することができる。
間Ｓの雰囲気ガスを置換する態様を示す。図２（Ａ）
は、貫通孔Ｈａ〜Ｈｄにそれぞれ配管Ｐａ〜Ｐｄが接続
され、２つの配管Ｐａ、Ｐｂを給気用として用い、残り
の２つの配管Ｐｃ、Ｐｄを排気用の配管として用いてい
る。露光光学系を使用する際には、配管Ｐａ、Ｐｂから
窒素ガスなどの所望のガスを供給し、配管Ｐｃ、Ｐｄか
ら雰囲気ガスを排気することによって、レンズ間の空間
Ｓを所望の雰囲気ガスに置換することができる。
【００２３】図２（Ａ）の構成によれば、各貫通孔に配
管が接続される。１０枚レンズのレンズ群の場合、レン
ズ間の空間にそれぞれ４つの貫通孔を設けると、貫通孔
の数は全体で３６となる。従って配管の数も３６とな
る。
管が接続される。１０枚レンズのレンズ群の場合、レン
ズ間の空間にそれぞれ４つの貫通孔を設けると、貫通孔
の数は全体で３６となる。従って配管の数も３６とな
る。
【００２４】図２（Ｂ）は、配管を簡単化することので
きる他の構成を示す。図において、鏡筒１の右側部分、
左側部分はそれぞれ外套２ａ、２ｂによって覆われ鏡筒
との間にガス通路を形成している。鏡筒１に形成された
貫通孔Ｈａ、Ｈｂは外套２ａの画定する空間と連絡し、
貫通孔Ｈｃ、Ｈｄは外套２ｂの画定する空間と連絡して
いる。外套２ａ、２ｂは、レンズ間の空間Ｓ１〜Ｓ９に
共通の構成でよい。
きる他の構成を示す。図において、鏡筒１の右側部分、
左側部分はそれぞれ外套２ａ、２ｂによって覆われ鏡筒
との間にガス通路を形成している。鏡筒１に形成された
貫通孔Ｈａ、Ｈｂは外套２ａの画定する空間と連絡し、
貫通孔Ｈｃ、Ｈｄは外套２ｂの画定する空間と連絡して
いる。外套２ａ、２ｂは、レンズ間の空間Ｓ１〜Ｓ９に
共通の構成でよい。
【００２５】外套２ａには配管Ｐｉｎが接続され、外套
２ｂには配管Ｐｏｕｔが接続されている。配管Ｐｉｎか
ら所望のガスを供給し、配管Ｐｏｕｔから排気すると、
鏡筒内の空間Ｓ内の雰囲気を所望の雰囲気に置換するこ
とができる。この構成によれば、配管の数は２となる。
２ｂには配管Ｐｏｕｔが接続されている。配管Ｐｉｎか
ら所望のガスを供給し、配管Ｐｏｕｔから排気すると、
鏡筒内の空間Ｓ内の雰囲気を所望の雰囲気に置換するこ
とができる。この構成によれば、配管の数は２となる。
【００２６】図２（Ｃ）は、配管を簡単化できる他の構
成を示す。鏡筒１は、１つの外套２によって囲まれてい
る。外套２に配管ＰｉｎとＰｏｕｔが接続されている点
は、図２（Ｂ）の場合と同様である。鏡筒１内の空間Ｓ
は、貫通孔Ｈａ〜Ｈｄで外套２内の空間と連絡されてい
るため、配管Ｐｉｎから所望の雰囲気ガスを供給し、配
管Ｐｏｕｔから排気することにより、鏡筒内の空間Ｓの
所望の雰囲気に置換することができる。この場合、配管
Ｐｉｎから供給した雰囲気ガスが、鏡筒１内の空間Ｓに
流れず、外套２と鏡筒１間の空間を通って排気側配管Ｐ
ｏｕｔに流れてしまう可能性がある。この可能性を減少
させるためには、外套２内にバッフルＢを設け、給気側
Ｐｉｎから排気側Ｐｏｕｔに流れるガスを制限すること
が好ましい。
成を示す。鏡筒１は、１つの外套２によって囲まれてい
る。外套２に配管ＰｉｎとＰｏｕｔが接続されている点
は、図２（Ｂ）の場合と同様である。鏡筒１内の空間Ｓ
は、貫通孔Ｈａ〜Ｈｄで外套２内の空間と連絡されてい
るため、配管Ｐｉｎから所望の雰囲気ガスを供給し、配
管Ｐｏｕｔから排気することにより、鏡筒内の空間Ｓの
所望の雰囲気に置換することができる。この場合、配管
Ｐｉｎから供給した雰囲気ガスが、鏡筒１内の空間Ｓに
流れず、外套２と鏡筒１間の空間を通って排気側配管Ｐ
ｏｕｔに流れてしまう可能性がある。この可能性を減少
させるためには、外套２内にバッフルＢを設け、給気側
Ｐｉｎから排気側Ｐｏｕｔに流れるガスを制限すること
が好ましい。
【００２７】レンズ系に意図しない力が作用することを
防止するためには、図２（Ｄ）に示すようにバッフルＢ
は用いない方が好ましい。図２（Ｃ）の構成で外套２と
鏡筒１とを接触させず、両者の間を開放してもよい。こ
のような構成においては、レンズ群内のガスが拡散して
一定時間後には酸素を所定レベル以下に減少させたガス
または純粋窒素に置換される。置換中は数ｌ／ｍｉｎ程
度の窒素を流し、置換後は数十ｃｃ／ｍｉｎ程度の窒素
を流すことができる。
防止するためには、図２（Ｄ）に示すようにバッフルＢ
は用いない方が好ましい。図２（Ｃ）の構成で外套２と
鏡筒１とを接触させず、両者の間を開放してもよい。こ
のような構成においては、レンズ群内のガスが拡散して
一定時間後には酸素を所定レベル以下に減少させたガス
または純粋窒素に置換される。置換中は数ｌ／ｍｉｎ程
度の窒素を流し、置換後は数十ｃｃ／ｍｉｎ程度の窒素
を流すことができる。
【００２８】図３は、雰囲気ガス置換の他の形態を示
す。図３（Ａ）は、図２（Ａ）の構成における各配管Ｐ
に、バルブＶを接続した構成である。レンズ間の空間Ｓ
内の雰囲気を所望の雰囲気に置換した後、各バルブＶを
閉じ、空間Ｓを封止する。バルブＶを閉じることによっ
て、レンズ間の空間Ｓは所望の雰囲気に置換されたまま
封止される。
す。図３（Ａ）は、図２（Ａ）の構成における各配管Ｐ
に、バルブＶを接続した構成である。レンズ間の空間Ｓ
内の雰囲気を所望の雰囲気に置換した後、各バルブＶを
閉じ、空間Ｓを封止する。バルブＶを閉じることによっ
て、レンズ間の空間Ｓは所望の雰囲気に置換されたまま
封止される。
【００２９】この構成では、ガスを封止する部材は空気
の侵入に対して十分高い気密性を有することが好まし
い。一旦雰囲気ガスを置換した後は毎回置換を行なう必
要はない。所定時間毎に雰囲気ガスを置換すればよい。
の侵入に対して十分高い気密性を有することが好まし
い。一旦雰囲気ガスを置換した後は毎回置換を行なう必
要はない。所定時間毎に雰囲気ガスを置換すればよい。
【００３０】図３（Ｂ）は、図２（Ｂ）の構成の配管Ｐ
にバルブＶを取り付けた構成を示す。図３（Ａ）の場合
と同様、レンズ間の空間Ｓを所望の雰囲気に置換した
後、バルブＶを閉じて空間Ｓを封止する。
にバルブＶを取り付けた構成を示す。図３（Ａ）の場合
と同様、レンズ間の空間Ｓを所望の雰囲気に置換した
後、バルブＶを閉じて空間Ｓを封止する。
【００３１】図３（Ｃ）、（Ｄ）は、図２（Ｃ）、
（Ｄ）の構成の配管ＰにバルブＶを取り付けた構成を示
す。この場合も、レンズ間の空間Ｓを所望の雰囲気に置
換した後、バルブＶを閉じて空間Ｓ内の雰囲気を封止す
る。
（Ｄ）の構成の配管ＰにバルブＶを取り付けた構成を示
す。この場合も、レンズ間の空間Ｓを所望の雰囲気に置
換した後、バルブＶを閉じて空間Ｓ内の雰囲気を封止す
る。
【００３２】なお、図３（Ａ）〜３（Ｃ）においては、
配管にバルブを設けレンズ間の空間Ｓを所望の雰囲気に
置換した後バルブを閉じて空間Ｓを封止する場合を説明
したが、バルブを設ける代わりに、空間Ｓの雰囲気を置
換した後、配管の遮断、シール材による密封等で各貫通
孔Ｈ自身を閉じてもよい。
配管にバルブを設けレンズ間の空間Ｓを所望の雰囲気に
置換した後バルブを閉じて空間Ｓを封止する場合を説明
したが、バルブを設ける代わりに、空間Ｓの雰囲気を置
換した後、配管の遮断、シール材による密封等で各貫通
孔Ｈ自身を閉じてもよい。
【００３３】このような構成により、レンズ群のレンズ
間空間を非酸化性雰囲気で充填したり、非酸化性雰囲気
ガスを流しつつ露光を行なうことができる。なお、縮小
レンズ系に限らず、複数枚構成のレンズ群に上述の構成
を適用することができる。
間空間を非酸化性雰囲気で充填したり、非酸化性雰囲気
ガスを流しつつ露光を行なうことができる。なお、縮小
レンズ系に限らず、複数枚構成のレンズ群に上述の構成
を適用することができる。
【００３４】図４は、ステッパ露光系の照明系レンズに
上述の構成を適用した場合を示す。図４（Ａ）は、ステ
ッパ露光系のコンデンサレンズ群１２のレンズ間空間に
窒素ガスを充填する構成を示す。
上述の構成を適用した場合を示す。図４（Ａ）は、ステ
ッパ露光系のコンデンサレンズ群１２のレンズ間空間に
窒素ガスを充填する構成を示す。
【００３５】ランプ２０から発した光は、コンデンサレ
ンズ群１２を通ってレチクル１３を照明する。レチクル
１３を透過した光は、縮小レンズ群１５を通ってＸＹス
テージ１７上に載置された半導体ウエハ１６上のホトレ
ジスト膜上に結像する。なお、図中１８はＸＹステージ
１７を支持するベースを示し、１１、１４はコンデンサ
レンズ群および縮小レンズ群を保持するための鏡筒を示
す。
ンズ群１２を通ってレチクル１３を照明する。レチクル
１３を透過した光は、縮小レンズ群１５を通ってＸＹス
テージ１７上に載置された半導体ウエハ１６上のホトレ
ジスト膜上に結像する。なお、図中１８はＸＹステージ
１７を支持するベースを示し、１１、１４はコンデンサ
レンズ群および縮小レンズ群を保持するための鏡筒を示
す。
【００３６】コンデンサレンズ群１２の各隣接レンズ対
の間の空間は、窒素ガスＮ2 で充填される。ランプ２０
からの紫外線がコンデンサレンズ群１２を透過しても、
雰囲気が窒素ガスのため各隣接レンズ対の間の空間は酸
化反応を生じることなく、窒素ガスと接しているレンズ
表面に酸化物が堆積することはない。
の間の空間は、窒素ガスＮ2 で充填される。ランプ２０
からの紫外線がコンデンサレンズ群１２を透過しても、
雰囲気が窒素ガスのため各隣接レンズ対の間の空間は酸
化反応を生じることなく、窒素ガスと接しているレンズ
表面に酸化物が堆積することはない。
【００３７】なお、この構成においては、コンデンサレ
ンズ群１２の最外側のレンズ表面には酸化物が堆積する
可能性があるが、最外側のレンズ表面は外側からアクセ
スすることができ、堆積物が生じた時には洗浄を行なう
ことができる。
ンズ群１２の最外側のレンズ表面には酸化物が堆積する
可能性があるが、最外側のレンズ表面は外側からアクセ
スすることができ、堆積物が生じた時には洗浄を行なう
ことができる。
【００３８】これに対し、レンズ間の空間に接するレン
ズ表面は、一旦レンズ群をアセンブリした後にはアクセ
スすることができない。このレンズ間のレンズ表面に酸
化物が堆積すると、洗浄することができないため、レン
ズ性能が劣化した時にはレンズの寿命となってしまう。
ズ表面は、一旦レンズ群をアセンブリした後にはアクセ
スすることができない。このレンズ間のレンズ表面に酸
化物が堆積すると、洗浄することができないため、レン
ズ性能が劣化した時にはレンズの寿命となってしまう。
【００３９】本構成においては、各隣接レンズ対の間の
空間は窒素ガスで充填されているため、酸化物が堆積す
ることなく、レンズ群の寿命を長くすることができる。
図４（Ｂ）は、照明系のコンデンサレンズ群の各隣接レ
ンズ対間の空間に窒素ガスを流す構成を示す。図２に示
すような構成により、コンデンサレンズ群１２の内部に
窒素ガスを流すことができる。
空間は窒素ガスで充填されているため、酸化物が堆積す
ることなく、レンズ群の寿命を長くすることができる。
図４（Ｂ）は、照明系のコンデンサレンズ群の各隣接レ
ンズ対間の空間に窒素ガスを流す構成を示す。図２に示
すような構成により、コンデンサレンズ群１２の内部に
窒素ガスを流すことができる。
【００４０】鏡筒１１の周囲は外套２で囲まれており、
外套２から排出する窒素ガスは、ランプ２０を収容する
空間内に流れ、この空間内における酸化物の堆積をも防
止する。窒素ガスは給気口２１から供給され、コンデン
サレンズ群１２内の空間を通り、レンズ２０を囲む空間
を通過して排気口２２から排気される。
外套２から排出する窒素ガスは、ランプ２０を収容する
空間内に流れ、この空間内における酸化物の堆積をも防
止する。窒素ガスは給気口２１から供給され、コンデン
サレンズ群１２内の空間を通り、レンズ２０を囲む空間
を通過して排気口２２から排気される。
【００４１】図４（Ａ）、４（Ｂ）の構成によれば、ス
テッパ露光系におけるコンデンサレンズ群のレンズ間空
間に露出したレンズ表面を保護し、コンデンサレンズの
寿命を長くすることができる。図４（Ｂ）の構成によれ
ば、さらに照明系全体における酸化物の堆積を低減する
ことができる。
テッパ露光系におけるコンデンサレンズ群のレンズ間空
間に露出したレンズ表面を保護し、コンデンサレンズの
寿命を長くすることができる。図４（Ｂ）の構成によれ
ば、さらに照明系全体における酸化物の堆積を低減する
ことができる。
【００４２】図５は、図３の構成を投影光学系に適用し
た場合を示す。ステッパ露光系の照明系は、レンズ２０
から発した光を鏡筒１１で保持されたコンデンサレンズ
群１２を通してレチクル１３に照射する。レチクル１３
を透過した光は、鏡筒１４に保持された縮小レンズ系１
５を通って半導体ウエハ１６上のホトレジスト膜に結像
する。
た場合を示す。ステッパ露光系の照明系は、レンズ２０
から発した光を鏡筒１１で保持されたコンデンサレンズ
群１２を通してレチクル１３に照射する。レチクル１３
を透過した光は、鏡筒１４に保持された縮小レンズ系１
５を通って半導体ウエハ１６上のホトレジスト膜に結像
する。
【００４３】本構成においては、投影系の縮小レンズ群
１５の各隣接レンズ対の間の空間が窒素ガスで充填され
ている。窒素ガスと接するレンズ表面は、酸化物の堆積
から防止され、その性能を長期間に渡って良好に保つ。
１５の各隣接レンズ対の間の空間が窒素ガスで充填され
ている。窒素ガスと接するレンズ表面は、酸化物の堆積
から防止され、その性能を長期間に渡って良好に保つ。
【００４４】図５（Ａ）の構成によっては、縮小レンズ
系の最外側レンズ表面を酸化物の堆積から保護すること
ができない。最外側のレンズ表面は、洗浄可能であるが
酸化物が堆積しなければさらに好ましい。
系の最外側レンズ表面を酸化物の堆積から保護すること
ができない。最外側のレンズ表面は、洗浄可能であるが
酸化物が堆積しなければさらに好ましい。
【００４５】図５（Ｂ）は、縮小レンズ系１５の最外側
レンズ表面をも保護する構成を示す。縮小レンズ系１５
の上流側および下流側に光路の光学的特性をほとんど変
更することのない薄膜状のペリクル２４、２５が配置さ
れ、最外側レンズとの間の空間を封止している。本構成
においては、縮小レンズ系１５の最外側レンズ表面とペ
リクル２４、２５の間の空間も窒素ガスで充填される。
このような構成により、縮小レンズ系１５の全レンズ表
面は酸化物の堆積から保護される。なおペリクル２４、
２５は、必要に応じて交換するものとする。
レンズ表面をも保護する構成を示す。縮小レンズ系１５
の上流側および下流側に光路の光学的特性をほとんど変
更することのない薄膜状のペリクル２４、２５が配置さ
れ、最外側レンズとの間の空間を封止している。本構成
においては、縮小レンズ系１５の最外側レンズ表面とペ
リクル２４、２５の間の空間も窒素ガスで充填される。
このような構成により、縮小レンズ系１５の全レンズ表
面は酸化物の堆積から保護される。なおペリクル２４、
２５は、必要に応じて交換するものとする。
【００４６】図６（Ａ）、６（Ｂ）は、投影レンズ系に
図２の構成を適用した場合の形態を示す。図６（Ａ）に
おいて、鏡筒１４に保持された縮小レンズ系１５の各レ
ンズ間空間には、鏡筒１４と外套２の間の空間を通って
供給された窒素ガスが供給される。レンズ間空間を通過
した窒素ガスは、排気側配管Ｐｏｕｔから排気される。
図２の構成を適用した場合の形態を示す。図６（Ａ）に
おいて、鏡筒１４に保持された縮小レンズ系１５の各レ
ンズ間空間には、鏡筒１４と外套２の間の空間を通って
供給された窒素ガスが供給される。レンズ間空間を通過
した窒素ガスは、排気側配管Ｐｏｕｔから排気される。
【００４７】図６（Ｂ）は、さらにペリクル２４、２５
を用いて縮小レンズ系１５の最外側レンズ表面をも保護
する形態を示す。縮小レンズ系１５の最外側レンズのさ
らに外側に、ペリクル２４、２５が配置され、最外側レ
ンズとの間に半密閉空間を形成する。
を用いて縮小レンズ系１５の最外側レンズ表面をも保護
する形態を示す。縮小レンズ系１５の最外側レンズのさ
らに外側に、ペリクル２４、２５が配置され、最外側レ
ンズとの間に半密閉空間を形成する。
【００４８】給気側配管Ｐｉｎから供給された窒素ガス
は、ペリクル２４、２５と最外側レンズとの間の空間も
各レンズ間空間と同様に流れ、排気側配管Ｐｏｕｔから
排気される。この構成によれば、縮小レンズ系１５の全
レンズ表面が酸化物の堆積から保護される。なお、図５
（Ｂ）の構成と同様、ペリクル２４、２５は必要に応じ
て交換するものとする。
は、ペリクル２４、２５と最外側レンズとの間の空間も
各レンズ間空間と同様に流れ、排気側配管Ｐｏｕｔから
排気される。この構成によれば、縮小レンズ系１５の全
レンズ表面が酸化物の堆積から保護される。なお、図５
（Ｂ）の構成と同様、ペリクル２４、２５は必要に応じ
て交換するものとする。
【００４９】縮小レンズ系は高分解能であり、空間の屈
折率に乱れがあると性能が低下する。従って、図６
（Ａ）、６（Ｂ）の構成では一定量のガス（たとえば数
十ｃｃ／分）を安定に流すことが好ましい。
折率に乱れがあると性能が低下する。従って、図６
（Ａ）、６（Ｂ）の構成では一定量のガス（たとえば数
十ｃｃ／分）を安定に流すことが好ましい。
【００５０】なお、レンズを包む空間を窒素ガスで置換
する場合を説明したが、窒素ガスの代わりに他の非酸化
性ガスを用いてもよい。たとえば、不活性ガスを用いる
こともできる。ただし、不活性ガスを用いた場合、不活
性ガスの屈折率は空気の屈折率と異なるため、光学系の
特性を置換ガスに合わせて調整することが必要である。
する場合を説明したが、窒素ガスの代わりに他の非酸化
性ガスを用いてもよい。たとえば、不活性ガスを用いる
こともできる。ただし、不活性ガスを用いた場合、不活
性ガスの屈折率は空気の屈折率と異なるため、光学系の
特性を置換ガスに合わせて調整することが必要である。
【００５１】また、レンズを包む空間を減圧雰囲気とす
れば、酸化物を生成させる原因である酸素自体が減少す
るため、酸化物の堆積も減少する。また、非酸化性雰囲
気として還元性ガスを用いることもできる。還元性ガス
としては、たとえば水素ガスを用いることができる。
れば、酸化物を生成させる原因である酸素自体が減少す
るため、酸化物の堆積も減少する。また、非酸化性雰囲
気として還元性ガスを用いることもできる。還元性ガス
としては、たとえば水素ガスを用いることができる。
【００５２】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
紫外線を用いる高性能レンズ群であれば、縮小投影露光
系に限らず、本発明を適用することができる。その他、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
紫外線を用いる高性能レンズ群であれば、縮小投影露光
系に限らず、本発明を適用することができる。その他、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
紫外線を用いる露光系の寿命を長くすることができる。
紫外線を用いる露光系の寿命を長くすることができる。
【００５４】また、本発明によれば、紫外線を用いる露
光系の性能低下を防止することができる。
光系の性能低下を防止することができる。
【図１】本発明の実施例によるレンズ系を示す断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施例によるレンズ間空間の雰囲気置
換を説明するための概略断面図である。
換を説明するための概略断面図である。
【図３】本発明の実施例によるレンズ間空間の雰囲気置
換を説明するための概略断面図である。
換を説明するための概略断面図である。
【図４】本発明の実施例による露光光学系を示す概略断
面図である。
面図である。
【図５】本発明の実施例による露光光学系を示す概略断
面図である。
面図である。
【図６】本発明の実施例による露光光学系を示す概略断
面図である。
面図である。
【図７】従来の技術による縮小投影露光系の光学系を概
略的に示す断面図である。
略的に示す断面図である。
Ｓ 空間 Ｈ 貫通孔 Ｌ レンズ １ 鏡筒 ２ 外套 １１ 鏡筒 １２ コンデンサレンズ １３ レチクル １４ 鏡筒 １５ 縮小レンズ １６ ウエハ ２０ ランプ ２１ 給気口 ２２ 排気口
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 7352−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１６ Ｆ (72)発明者 鈴木 資和 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 林 忠博 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 光源から発した光をレンズを含む光路上
を通過させ、レチクルを通して、露光対象物上に露光す
る露光方法であって、 光路上に存在するレンズの少なくとも１つの面を非酸化
性雰囲気に接触させつつ露光を行う露光方法。露光方
法。 - 【請求項２】 前記非酸化性雰囲気が窒素ガスを主成分
とする請求項１記載の露光方法。 - 【請求項３】 前記非酸化性雰囲気がＶＩＩＩ族元素ガ
スを主成分とする請求項１記載の露光方法。 - 【請求項４】 前記非酸化性雰囲気が水素ガスを主成分
とする請求項１記載の露光方法。 - 【請求項５】 光源から発した光をレンズを含む光路上
を通過させ、マスクを通して、露光対象物上に露光する
露光方法であって、 光路上に存在するレンズの少なくとも１つの面を減圧雰
囲気に接触させつつ露光を行う露光方法。 - 【請求項６】 光源から発した光を集光して所定面上に
照射するための複数のレンズを含む第１のレンズ群と、 前記第１のレンズ群を取り囲んで保持する第１の鏡筒
と、 前記所定面上に配置されるレチクルを透過した光を対象
面上に結像させるための複数のレンズを含む第２のレン
ズ群と前記第２のレンズ群を取り囲んで保持する第２の
鏡筒と、 前記第１もしくは第２のレンズ群のうち少なくとも１対
の隣接するレンズ間と前記第１もしくは第２鏡筒によっ
て封入された非酸化性ガスとを有する露光装置。 - 【請求項７】 さらに、前記第２の鏡筒内に保持され、
前記第２のレンズ群を挟む位置に配置された１対のペリ
クルと、 前記第２の鏡筒内で前記ペリクルの各々と前記第２のレ
ンズ群に挟まれた空間に封入された非酸化性ガスとを有
する請求項６記載の露光装置。 - 【請求項８】 光源から発した光を集光して所定面上に
照射するための複数のレンズを含む第１のレンズ群と、 前記第１のレンズ群を取り囲んで保持する第１の鏡筒
と、 前記所定面上に配置されるレチクルを透過した光を対象
面上に結像させるための複数のレンズを含む第２のレン
ズ群と前記第２のレンズ群を取り囲んで保持する第２の
鏡筒と、 前記第１もしくは第２のレンズ群のうち少なくとも１対
の隣接するレンズ間に非酸化性ガスを流すための前記第
１もしくは第２の鏡筒に形成された少なくとも２つのガ
ス通過孔とを有する露光装置。 - 【請求項９】 さらに、前記第２の鏡筒内に保持され、
前記第２のレンズ群を挟む位置に配置された１対のペリ
クルと、 前記第２の鏡筒内で前記ペリクルの各々と前記第２のレ
ンズ群に挟まれた空間に非酸化性ガスを流すための前記
第２の鏡筒に形成された少なくとも２つのガス通過孔と
を有する請求項８記載の露光装置。 - 【請求項１０】 光軸上に配列された複数のレンズと、 前記複数のレンズを周囲から保持する鏡筒と、 前記複数のレンズの各隣接対間で、前記鏡筒の外部と内
部を連絡する複数の通過孔とを有する露光用レンズ系。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5337539A JPH07201702A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 露光方法と露光装置 |
| US08/216,962 US5696623A (en) | 1993-08-05 | 1994-03-24 | UV exposure with elongated service lifetime |
| KR1019940007949A KR0149058B1 (ko) | 1993-08-05 | 1994-04-15 | 사용수명을 연장한 자외선 노광장치 및 노광방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5337539A JPH07201702A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 露光方法と露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201702A true JPH07201702A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=18309610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5337539A Withdrawn JPH07201702A (ja) | 1993-08-05 | 1993-12-28 | 露光方法と露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07201702A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001284214A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Canon Inc | 露光装置、デバイス製造方法、半導体製造工場および露光装置の保守方法 |
| US6765647B1 (en) | 1998-11-18 | 2004-07-20 | Nikon Corporation | Exposure method and device |
| WO2006016551A1 (ja) * | 2004-08-09 | 2006-02-16 | Nikon Corporation | 露光装置の制御方法、これを用いた露光方法及び装置、並びに、デバイス製造方法 |
| JP5182093B2 (ja) * | 2006-09-06 | 2013-04-10 | 株式会社ニコン | 光学装置、露光装置、並びにデバイス製造方法 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5337539A patent/JPH07201702A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6765647B1 (en) | 1998-11-18 | 2004-07-20 | Nikon Corporation | Exposure method and device |
| JP2001284214A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Canon Inc | 露光装置、デバイス製造方法、半導体製造工場および露光装置の保守方法 |
| WO2006016551A1 (ja) * | 2004-08-09 | 2006-02-16 | Nikon Corporation | 露光装置の制御方法、これを用いた露光方法及び装置、並びに、デバイス製造方法 |
| JP5182093B2 (ja) * | 2006-09-06 | 2013-04-10 | 株式会社ニコン | 光学装置、露光装置、並びにデバイス製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |