JPH11111606A - 露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents

露光装置及びデバイスの製造方法

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JPH11111606A
JPH11111606A JP9282995A JP28299597A JPH11111606A JP H11111606 A JPH11111606 A JP H11111606A JP 9282995 A JP9282995 A JP 9282995A JP 28299597 A JP28299597 A JP 28299597A JP H11111606 A JPH11111606 A JP H11111606A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸化チタン（ＴｉＯ2）膜を部材の表面に設
け、該表面への汚染物質の付着防止や堆積防止を図った
露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法を得るこ
と。 【解決手段】 光源から放射した光束で照明系を介して
被照射面上のパターンを照明し、該パターンを投影光学
系により基板面上に投影し露光する投影露光装置におい
て、該投影露光装置を構成する一部の部材の表面に酸化
チタン膜を設けていること。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は露光装置及びデバイ
スの製造方法に関し、特に投影、露光装置を構成する光
学部材の一部やそれを保持する保持部材の一部に酸化チ
タン（ＴｉＯ2 ）の薄膜を設けることにより、露光光と
して遠紫外光を用いて長期間使用しても、それらの各部
材の表面に塵や埃、そして空気中の有害物質等が付着し
て汚染されることを効果的に防止した、例えばＩＣ、Ｌ
ＳＩ等の半導体デバイス、液晶デバイス、ＣＣＤ等の撮
像デバイス、磁気ヘッド等のデバイスを製造する際に好
適なものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造におけるホトリソ
グラフィーでは高集積度のデバイスの製造を目的とし
て、使用される露光光が、可視光領域からより短波長の
紫外領域に移行した。特に最近のホトリソグラフィーに
おいては、使用する光源が水銀灯からエキシマレーザー
等のレーザー光線に変わっている。この他、最近のリソ
グラフィーにおいては投影露光される環境も大気雰囲気
から非酸素系、例えば、窒素雰囲気、減圧、真空雰囲気
へと変化している。又、使用するレジストも酸触媒を用
いた化学増幅型レジストに移行してきている。又、ステ
ッパー等の縮小型の投影露光装置に用いる光学系を構成
する光学素子、レンズ、ミラー等の光学材料（光学部
材）製造装置、そしてプロセス等に要求される仕様も最
近、大きく変化してきている。これらの変化は、もとも
と半導体デバイスのデザインルールがより微細な方向へ
移行したことに伴う変革が１つの原因となっている。こ
の他、原理的な必然性として、例えば露光プロセスにお
ける露光光と空気中の物質の光化学反応や露光光と光学
部材との光化学反応等により、光学部材に塵や埃、そし
て物質等が付着し、光学部材が汚染されるのを防止する
ことが１つの原因となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ホトリソグラフィーに
おいて光学部材が塵や埃等で汚染されると、光学特性が
変化し、高集積度のデバイスを製造する際に大きな問題
となってくる。光学部材の汚染は半導体デバイスの製造
に用いるステッパーでは特に大きな問題であるが、その
他の用途に用いられている各種の光学系、例えばスチー
ルカメラ用のレンズ系、ビデオカメラ用のレンズ系、望
遠鏡のレンズ系、顕微鏡及び測定器機類のレンズ、ミラ
ー、プリズム、回折格子等でも同様に大きな問題となっ
てくる。
【０００４】従来より光学部材に有害物が付着するのを
どのように防止するかが高性能の光学系を得る際の１つ
の課題となっている。
【０００５】特に最近のホトリソグラフィーにおいて、
このところ問題として浮かび上がってきていることに、
クリーンルーム内の化学的汚染がある。これらの化学的
汚染はレジストの光反応による分解生成物質や、塗工、
現像、ベーク、洗浄等のプロセス上からくる放散物質、
そして接着剤、壁材に起因する揮発物質が原因となって
いる。これらの物質はかなりの濃度で大気中に浮遊存在
することになる。これはクリーンルームがもともと防塵
を目的に造られて来ており、化学的な配慮はなされてこ
なかったことが１つの原因となっている。最近の半導体
デバイスの製造関係の報告によると、ＫｒＦ、ＡｒＦな
どのエキシマレーザー、ディープＵＶ光等を露光光とし
て長時間露光を行った後のレンズ、ミラー、プリズム等
の光学素子の表面は、多く汚染され、このときの表面の
付着物により光の透過率及び反射率が大きく低下するこ
とが指摘されている。一般に、これらの付着物は形状、
組成が一様でなく環境によりある傾向が見られるものの
はっきりした付着の原因は不明である。このことは、単
純な光化学反応ではなく分解、再結合、多次反応、堆
積、結晶化等が複雑に作用しているものと推測される。
【０００６】光学部材の表面が平滑であれば、分解掃除
や拭き洗浄等により汚染を除去することができる。しか
しながら複雑な形状の曲面、非球面、回折光学素子、凹
凸面等ではその表面に付着した塵や埃等を完全に除去す
ることが難しい。
【０００７】本発明は、レンズ、ミラー、プリズム等の
光学素子（光学部材）やこれらの光学素子を保持する保
持部材、そして光学部材を収納する鏡筒そして絞り、シ
ャッター等の表面に塵や埃、そして空気中の有害な物質
が付着するのを防止し、又、堆積するのを防止し、長期
間の使用に際しても、光学性能が低下しなく、常に良好
なる状態で使用することができる、特に、デバイスの製
造に好適な露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方
法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の照明装置は （１−１）光源から放射した光束で照明系を介して被照
射面上のパターンを照明する照明装置において、該照明
系を構成する一部の部材の表面に酸化チタン膜を設けて
いることを特徴としている。
【０００９】（１−２）光源から放射した光束で照明系
を介して被照射面上のパターンを照明する照明装置にお
いて、該光源から該被照射面に至る光路中に設けた複数
の光学部材のうちの少なくとも一部の光学部材の表面上
の少なくとも一領域に酸化チタン膜を設けていることを
特徴としている。
【００１０】（１−３）光源から放射した光束で照明系
を介して被照射面上のパターンを照明する照明装置にお
いて、該光源から該被照射面に至る光路中に設けた光学
部材を保持する保持部材のうちの少なくとも一部の保持
部材の表面上の少なくとも一領域に酸化チタン膜を設け
ていることを特徴としている。
【００１１】この他、構成（１−１）又は（１−２）又
は（１−３）において （１−３−１）前記光源は紫外光を放射しており、前記
酸化チタン膜の該紫外光の吸収によって生ずる光導電及
び光触媒作用等の光半導体としての作用により該酸化チ
タン膜を設けた部材表面に塵や埃そして空気中の有害物
質等が付着し汚染されるのを防止していること。
【００１２】（１−３−２）前記一部の部材は絞り、シ
ャッター、鏡筒部材のうちの少なくとも１つであるこ
と。
【００１３】（１−３−３）前記部材は、レンズ、ミラ
ー、プリズム、フィルター、拡散板、回折光学素子、オ
プティカルインテグレータ、のうちの少なくとも一部で
あること。
【００１４】（１−３−４）前記光学部材は回折光学素
子を利用した回折光学レンズ、又はミラーであること。
【００１５】（１−３−５）前記酸化チタン膜は前記光
学部材の表面のうち光が通過する領域のうちの一部の領
域に設けられていること。
【００１６】（１−３−６）前記酸化チタン膜の膜厚は
１０ｎｍ〜１００ｎｍであること等を特徴としている。
【００１７】本発明の露光装置は （２−１）光源から放射した光束で照明系を介して被照
射面上のパターンを照明し、該パターンを基板面上に露
光する露光装置において、該露光装置を構成する一部の
部材の表面に酸化チタン膜を設けていることを特徴とし
ている。
【００１８】（２−２）光源から放射した光束で照明系
を介して被照射面上のパターンを照明し、該パターンを
基板面上に露光する露光装置において、該光源から該基
板面に至る光路中に設けた複数の光学部材のうちの少な
くとも一部の光学部材の表面上の少なくとも一領域に酸
化チタン膜を設けていることを特徴としている。
【００１９】（２−３）光源から放射した光束で照明系
を介して被照射面上のパターンを照明し、該パターンを
基板面上に露光する露光装置において、該光源から該基
板面に至る光路中に設けた光学部材を保持する保持部材
のうちの少なくとも一部の保持部材の表面上の少なくと
も一領域に酸化チタン膜を設けていることを特徴として
いる。
【００２０】この他、構成（２−１）又は（２−２）又
は（２−３）において （２−３−１）前記光源は紫外光を放射しており、前記
酸化チタン膜の該紫外光の吸収によって生ずる光導電及
び光触媒作用等の光半導体としての作用により該酸化チ
タン膜を設けた部材表面に塵や埃そして空気中の有害物
質等が付着し汚染されるのを防止していること。
【００２１】（２−３−２）前記一部の部材は絞り、シ
ャッター、鏡筒部材のうちの少なくとも１つであるこ
と。
【００２２】（２−３−３）前記光学部材は、レンズ、
ミラー、プリズム、フィルター、拡散板、回折光学素
子、オプティカルインテグレータ、のうちの少なくとも
一部であること。
【００２３】（２−３−４）前記光学部材は回折光学素
子を利用した回折光学レンズ、又はミラーであること。
【００２４】（２−３−５）前記酸化チタン膜は前記光
学部材の表面のうち光が通過する領域のうちの一部の領
域に設けられていること。
【００２５】（２−３−６）前記被照射面上のパターン
と前記基板とを同期させて相対的に走査しながら露光し
ていること。
【００２６】（２−３−７）前記酸化チタン膜の膜厚は
１０ｎｍ〜１００ｎｍであること等を特徴としている。
【００２７】本発明のデバイスの製造方法は、 （３−１）構成（２−１）〜（２−３）の露光装置を用
いてレチクル面上のパターンを基板面上に露光した後、
該ウエハを現像処理工程を介してデバイスを製造してい
ることを特徴としている。
【００２８】本発明の投影露光装置は （４−１）光源から放射した光束で照明系を介して被照
射面上のパターンを照明し、該パターンを投影光学系に
より基板面上に投影し露光する投影露光装置において、
該投影露光装置を構成する一部の部材の表面に酸化チタ
ン膜を設けていることを特徴としている。
【００２９】（４−２）光源から放射した光束で照明系
を介して被照射面上のパターンを照明し、該パターンを
投影光学系により基板面上に投影し露光する投影露光装
置において、該光源から該基板面に至る光路中に設けた
複数の光学部材のうちの少なくとも一部の光学部材の表
面上の少なくとも一領域に酸化チタン膜を設けているこ
とを特徴としている。
【００３０】（４−３）光源から放射した光束で照明系
を介して被照射面上のパターンを照明し、該パターンを
投影光学系により基板面上に投影し露光する投影露光装
置において、該光源から該基板面に至る光路中に設けた
光学部材を保持する保持部材のうちの少なくとも一部の
保持部材の表面上の少なくとも一領域に酸化チタン膜を
設けていることを特徴としている。
【００３１】この他、構成（４−１）又は（４−２）又
は（４−３）において （４−３−１）前記光源は紫外光を放射しており、前記
酸化チタン膜の該紫外光の吸収によって生ずる光導電及
び光触媒作用等の光半導体としての作用により該酸化チ
タン膜を設けた部材表面に塵や埃そして空気中の有害物
質等が付着し汚染されるのを防止していること。
【００３２】（４−３−２）前記一部の部材は絞り、シ
ャッター、鏡筒部材のうちの少なくとも１つであるこ
と。
【００３３】（４−３−３）前記光学部材は、レンズ、
ミラー、プリズム、フィルター、拡散板、回折光学素
子、オプティカルインテグレータ、のうちの少なくとも
一部であること。
【００３４】（４−３−４）前記光学部材は回折光学素
子を利用した回折光学レンズ、又はミラーであること。
【００３５】（４−４−５）前記酸化チタン膜は前記光
学部材の表面のうち光が通過する領域のうちの一部の領
域に設けられていること。
【００３６】（４−４−６）前記被照射面上のパターン
と前記基板とを前記投影光学系の結像倍率に対応させた
速度比で同期させて相対的に走査しながら投影露光して
いること。
【００３７】（４−４−７）前記酸化チタン膜の膜厚は
１０ｎｍ〜１００ｎｍであること等を特徴としている。
【００３８】本発明のデバイスの製造方法は （５−１）構成（４−１）〜（４−３）の投影露光装置
を用いてレチクルと基板との位置合わせを行った後に、
レチクル面上のパターンを基板面上に投影露光し、その
後、該基板を現像処理工程を介してデバイスを製造して
いることを特徴とするデバイスの製造方法。
【００３９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の投影露光装置及び
それを用いたデバイスの製造方法のシステムを示す実施
形態１の要部概略図である。
【００４０】本実施形態はレチクルやフォトマスク等に
設けた回路パターンをウエハ（感光基板、第２物体）上
に焼きつけて半導体デバイスを製造するものである。シ
ステムは大まかに投影露光装置、マスクの収納装置、原
板の検査装置、コントローラとを有し、これらはクリー
ンルームに配置されている。
【００４１】同図において１は光源であるＫｒＦ、Ａｒ
Ｆ等のエキシマレーザーであり、紫外、遠紫外光を放射
している。尚、エキシマレーザーの代わりに高圧水銀灯
（ｉ線光）を用いても良い。２はユニット化された照明
系であり、これらによって露光位置Ｅ．Ｐ．にセットさ
れたレチクル（マスク、第１物体）３を上部から所定の
ＮＡ（開口数）で照明している。４は投影光学系（投影
レンズ）であり、レチクル３上に形成された回路パター
ン（物体）をシリコン基板等のウエハ５上に縮小投影し
て焼付けしている。６はアライメント系であり、露光動
作に先立ってレチクル３とウエハ５とを位置合わせす
る。アライメント系６はレチクル観察用顕微鏡系を有し
ている。７はウエハステージである。以上の各部材１〜
６によって投影露光装置を構成している。
【００４２】８はマスクの収納装置であり、内部に複数
のマスクを収納している。９はマスク上の異物の有無を
検出する検査装置である。この検査装置９は選択された
マスクが収納装置８から引き出されて露光位置Ｅ．Ｐ．
にセットされる前にマスク上の異物検査を行っている。
【００４３】コントローラ１０はシステム全体のシーケ
ンスを制御しており、収納装置８、検査装置９の動作指
令、並びに投影露光装置の基本動作であるアライメント
・露光・ウエハのステップ送り等のシーケンスを制御し
ている。
【００４４】尚、本実施形態における投影露光装置はス
テップアンドリピート方式やステップアンドスキャン方
式を用いている。ステップアンドスキャン方式のときは
レチクル３とウエハ５とを該投影光学系４の投影倍率に
対応させた速度比で同期させて相対的に走査させながら
走査投影露光している。
【００４５】又、本実施形態において、投影露光装置の
代わりに、投影レンズを用いないで露光するプロキシミ
ティ露光等の露光装置においても同様に適用することが
できる。
【００４６】本実施形態において、照明系２、投影光学
系４、検査装置９、そしてアライメント系６等にはレン
ズ、ミラー、プリズム、回折光学素子（バイナリーオプ
テックス素子、ＢＯ素子）等の各種の光学部材（光学素
子）を用いている。
【００４７】そして、これらの光学部材の一部の表面や
これらを保持する保持部材の表面の一部に、又鏡筒を構
成する表面の一部に後述する酸化チタン（ＴｉＯ2 ）の
薄膜を設けている。これにより、半導体デバイスの製造
を長期間行ってもこれらの各部材の表面に塵や埃そして
空気中の有害物質等が付着し、汚染されるのを効果的に
防止している。
【００４８】本実施形態において用いている酸化チタン
は紫外光線、特に遠紫外光線を吸収して光半導体として
の効果を発揮する。光半導体としての効果の代表的な作
用は導電化による耐電防止作用、光触媒としての分解作
用、水に対する接触角の低減、抗菌作用等がある。酸化
チタンは光学特性としては高い屈折率を有している。
又、紫外域に吸収があるので、光学作用面に設けるとき
はあまり厚くすることができない。
【００４９】ＴｉＯ2 膜を光学部材の表面に蒸着すると
きは、せいぜい１００ｎｍ程度である。レーザー光線の
ような強力な光線にさらされる条件では１０ｎｍ程度の
膜厚でも十分に光半導体としての効果が発揮できる。こ
の為、本実施形態においては、ＴｉＯ2 膜の膜厚を１０
ｎｍ〜１００ｎｍとしている。本実施形態において、光
学的な特性の損失が問題となる場合には光学素子単位の
周辺に部分的に酸化チタン膜を設け、これにより目的を
達成している。
【００５０】本実施形態において、各部材の表面への酸
化チタン膜の成膜方法としては蒸着法とアルキルチタネ
ートを予めコートして後、加熱による加水分解により形
成する方法を適用している。
【００５１】次に本実施形態において、各装置を構成す
る光学部材や保持部材等の表面にＴｉＯ2 処理を施した
代表的な実施例について順次説明する。
【００５２】（実施例１）石英の硝材を用いて作成され
たＫｒＦ用のステッパー（縮小露光焼付装置）用の投影
光学系を構成する一部のレンズのレンズ表面に抵抗加熱
蒸着装置を用いてＴｉＯ2 膜を１０ｎｍ蒸着した。適用
したレンズは全体のレンズ構成枚数約２０枚中の一枚で
ある。
【００５３】従来のＴｉＯ2 膜を用いていない装置では
６か月程度の使用で投影光学系を構成する各レンズの表
面に付着物が認められている。本実施形態では投影光学
系を構成する各レンズのうちの１枚のレンズのみにＴｉ
Ｏ2 処理を施した。
【００５４】そして６か月の定常の業務での使用を経た
後の該レンズの表面の検査に於ては、ＴｉＯ2 処理を施
したレンズの表面は付着物質が極めて少なく、デバイス
製造用の投影光学系として許容できる範囲内であった。
特筆すべきことはこのレンズの両側に位置するレンズの
片面の付着物量が極めて少ないことで、このことは周り
の雰囲気の改善に効果があることを示している。
【００５５】図２はステッパー用の投影光学系を構成し
ている複数のレンズのうちの一部のレンズの模式図であ
る。同図においてＬ１はＴｉＯ2 膜ｔの処理を施したレ
ンズである。Ｌ２、Ｌ３はＴｉＯ2 を施さないレンズで
ある。
【００５６】（実施例２）蛍石の硝料を用いて作成され
たＫｒＦ用のステッパー（縮小露光焼付装置）用の投影
光学系を構成する一部のレンズのレンズ周辺表面にスパ
ッター蒸着装置を用いてＴｉＯ2 膜を２０ｎｍ蒸着し
た。適用したレンズは全体のレンズ構成枚数約２０枚中
の一枚である。
【００５７】従来のＴｉＯ2 膜を用いていない装置では
６か月程度の使用で投影光学系を構成する各レンズの表
面に付着物が認められている。本実施形態では投影光学
系を構成する一枚のレンズのみにＴｉＯ2 処理を施し
た。
【００５８】数カ月の使用後であっても、ＴｉＯ2 処理
を施したレンズの表面は付着物質が極めて少なく、デバ
イス製造用の投影光学系として許容できる範囲内であっ
た。特筆すべきことはこのレンズの両側（前後）に位置
するレンズの片面の付着物量が極めて少ないことで、こ
のことは回りの雰囲気の改善に効果があることを示して
いる。
【００５９】図３は投影光学系を構成して複数のレンズ
のうちの一部のレンズの模式図である。同図においては
中央のレンズＬ１レンズ周辺にＴｉＯ2 膜ｔを設けた場
合を示している。Ｌ２、Ｌ３はＴｉＯ2 を施さないレン
ズである。
【００６０】（実施例３）ステッパーの照明系に使用し
ている光学部材のうち、反射ミラーの表面にディッピン
グ法を用いてＴｉＯ2 膜を２０ｎｍ形成した。これはア
ルキルチタネートのブタノール溶液を引き上げ法を用い
て、反射ミラー両面に塗工した後、約３５０℃の熱処理
を施し加水分解により形成した。
【００６１】６か月の使用後の反射ミラーの表面の汚れ
検査では従来に比較して格段に汚れ（付着）が少なく効
果が確認された。光軸をはずれたミラー周辺への設置も
同様に効果が見られた。これはＴｉＯ2 膜が雰囲気の改
善に効果があることを示している。
【００６２】（実施例４）実施例１から３の方法、即ち
蒸着法、ディッピング法等でステッパーの光学系の各部
材を支持している鏡筒内部の支持具の表面、遮光板、絞
り板、シャッター板などの表面を処理してＴｉＯ2 膜を
形成した。
【００６３】６か月の実施の結果、それらの表面の汚れ
を検査し従来のＴｉＯ2 膜を用いない場合と比較したと
ころ、ＴｉＯ2 膜を設けたレンズ及び光学素子表面の汚
れによる光透過率の損失は極めて少なかった。
【００６４】図４は投影光学系を構成する一部のレンズ
のうちのレンズＬ３を保持する保持枠ＬＰの一部にＴｉ
Ｏ2 膜ｔを施した場合を示している。この保持枠ＬＰ上
のＴｉＯ2 膜ｔにはレンズ面からの反射光（紫外線）が
入射して、ＴｉＯ2 が紫外線を吸収して光半導体として
の作用をする。
【００６５】このように光が通過しない部材は、光散乱
等によって光が入射し、これによってＴｉＯ2 が紫外線
を吸収して光半導体としての作用をする。
【００６６】（実施例５）実施例１から３の方法、即ち
蒸着法、ディピング法等でプリズム、バイナリー光学素
子、回折格子、偏光板、拡散板、ハエノメレンズ等の表
面にＴｉＯ2 膜を設けた。エキシマレーザー等の遠紫外
光線の使用の下で、従来に比べて汚染が極めて小であっ
た。
【００６７】（実施例６）実施例１から５の方法で表面
にＴｉＯ2 膜を設けた光学レンズ、光学素子、鏡筒部品
から構成された光学系からなるＡｒＦエキシマ及びＫｒ
Ｆエキシマ用のステッパーを用いて半導体デバイスの製
造を行った。規定のウエハプロセスに使用して６か月経
過後に各レンズの透過率及び汚染の状況を検査したとこ
ろ透過率の低下及び汚染の状況は僅かで、許容できる範
囲であった。
【００６８】又、ＴｉＯ2 膜を用いたことによる露光光
の吸収による光損失（透過率の低下）は従来の値に比べ
て十分の１以下であり充分にその効果が確認できた。
【００６９】（実施例７）石英の硝材を用いて作成され
たＫｒＦ用のステッパー（縮小露光焼付装置）用の投影
光学系を構成する部材のうちＢＯレンズ（回折光学素
子）表面に抵抗加熱蒸着装置を用いてＴｉＯ2 膜を１０
ｎｍ蒸着した。適用したＢＯレンズは全体の光学部材の
構成枚数約２０枚中の一枚である。
【００７０】従来のＴｉＯ2 膜を用いない装置では６か
月程度の使用で投影光学系を構成する各レンズの表面に
付着物が認められている。本実施形態では投影光学系を
構成する各部材のなかの１枚のＢＯレンズのみにＴｉＯ
2 処理を施した。
【００７１】そして６か月の定常の業務での使用を経た
後の検査に於ては、ＴｉＯ2 処理を施したＢＯレンズの
表面は付着物質が極めて少なく、デバイス製造用の投影
光学系として許容できる範囲内であった。特筆すべきこ
とはＢＯレンズの両側に位置するレンズの片面の付着物
量が極めて少ないことで、このことは回りの雰囲気の改
善に効果があることを示している。
【００７２】図５はステッパー用の投影光学系を構成し
ている複数の光学部材のうち一部分の模式図である。同
図においてＬ１はＴｉＯ2 膜ｔを施したＢＯレンズであ
る。Ｌ２、Ｌ３はＴｉＯ2 膜を施さないレンズである。
ＢＯはバイナリー面を示している。
【００７３】（実施例８）蛍石の硝料を用いて作成され
たＡｒＦ用のステッパー（縮小露光焼付装置）用の投影
光学系を構成する部材のうちＢＯレンズ表面にスパッタ
ー蒸着装置を用いてＴｉＯ2 膜を２０ｎｍ蒸着した。適
用したＢＯレンズは全体の光学部材の構成枚数約２０枚
中の一枚である。
【００７４】図６はＢＯレンズの表面に施されている回
折光学素子単位の模式図である。斜め蒸着で壁面にＴｉ
Ｏ2 膜を堆積した後、上方向からドライエッチング装置
を用いて面上のＴｉＯ2 膜を除去、壁面のみにＴｉＯ2
膜を形成した。この場合、全面にＴｉＯ2 膜を設けたの
に比べて光の損失が小さく良好な性能を示した。
【００７５】従来は６か月程度の使用でレンズの表面に
付着物が認められていたが、ＴｉＯ2 処理を施したＢＯ
レンズの表面は付着物質が極めて少なく、許容できる範
囲内であった。特筆すべきことはこのＢＯレンズの両側
に位置するレンズの片面の付着物量が極めて少ないこと
で、このことは回りの雰囲気の改善に効果があることを
示している。
【００７６】同図において、１１はＢＯ基板、１２は８
段のバイナリーの回折光学素子、ｔはＴｉＯ2 膜であ
る。
【００７７】（実施例９）ステッパーの照明系に使用し
ている光学部材のうちのＢＯ素子の表面にディッピング
法を用いてＴｉＯ2 膜を１０ｎｍ形成した。これはアル
キルチタネートのブタノール溶液を引き上げ法を用い
て、ＢＯ素子両面に塗工した後、約３５０℃の熱処理を
施し加水分解により形成したものである。更にドライエ
ッチング装置を用いて上面からエッチングしてＢＯ素子
の段側面にＴｉＯ2 膜を形成した。裏面にも同時にＴｉ
Ｏ2 膜を形成した。
【００７８】６か月の使用後のＢＯ素子の表面の汚れの
検査では従来に比較して格段に汚れ（付着）が少なく効
果が確認された。
【００７９】図７は本実施例のＢＯ素子の要部概略図で
ある。図中、２１はミラー基板、２２はバイナリーの回
折光学素子、ｔは、ＴｉＯ2 膜である。
【００８０】（実施例１０）実施例７から９の方法、即
ち蒸着法、ディッピング法などでステッパーの光学系の
各部材のうちの一部にＴｉＯ2 膜を設け、更に光学部材
を支持している鏡筒内部の支持具の表面、遮光板、絞り
板等の表面を処理してＴｉＯ2 膜を形成した。
【００８１】６か月の実施の結果、これらの表面の汚れ
を検査してみたところ従来のＴｉＯ2 膜を用いない場合
と比較して、レンズ及び光学素子表面の汚れによる光透
過率の損失は極めて少なかった。
【００８２】以下、本システムを用いたデバイスの製造
方法の実施形態を説明する。
【００８３】図８は本発明のデバイス（ＩＣやＬＳＩ等
のチップ、或は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造方法のフ
ローチャートである。これについて説明する。
【００８４】ステップ１（回路設計）ではデバイスの回
路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設計した
回路パターンを形成したマスクを製作する。
【００８５】一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。
【００８６】ステップ４（ウエハプロセス）は前行程と
呼ばれ、前記用意したマスク（レチクル）３とウエハ７
と本発明の投影レンズを用いてリソグラフィ技術によっ
てウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５
（組立）は後行程と呼ばれ、ステップ４によって作製さ
れたウエハを用いてチップ化する工程であり、アッセン
ブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージン
グ工程（チップ封入）等の工程を含む。
【００８７】ステップ６（検査）ではステップ５で作製
されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検
査を行なう。こうした工程を経てデバイスが完成し、こ
れが出荷（ステップ７）される。
【００８８】図９は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
チャートである。
【００８９】ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を
酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に
絶縁膜を形成する。
【００９０】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では本発明の投影レンズ９０９によっ
てレチクルの回路パターンをウエハに投影露光する。
【００９１】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジスト
を取り除く。
【００９２】これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００９３】本実施形態の製造方法を用いれば、従来は
製造が難しかった高集積度のデバイスを容易に製造する
ことができる。
【００９４】
【発明の効果】本発明によれば以上のように酸化チタン
（ＴｉＯ2 ）の薄膜を適切に用いることにより、 （イ） レンズ、ミラー、プリズム等の光学素子（光学
部材）や光学部材を保持する保持部材、そして光学部材
を収納する筐体等の表面に塵や埃、そして空気中の有害
な物質が付着するのを防止し、又、堆積するのを防止
し、長期間の使用に際しても、光学性能が低下しなく、
常に良好なる状態で使用することができる、特に、半導
体デバイスの製造に好適な露光装置及びそれを用いたデ
バイスの製造方法を達成することができる。
【００９５】（ロ） 紫外、特に遠紫外光線に適用する
光学素子、光学系、ステッパー等の半導体製造装置、測
定機器等の汚染に伴う性能低下を防止できる。結果とし
てメンテナンスフリー、生産性の向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の露光装置を用いた半導体デバイスの
製造システムの要部概略図
【図２】 本発明の露光装置を構成する一部材の表面に
ＴｉＯ2 を設けた実施例１の説明図
【図３】 本発明の露光装置を構成する一部材の表面に
ＴｉＯ2 を設けた実施例２の説明図
【図４】 本発明の露光装置を構成する一部材の表面に
ＴｉＯ2 を設けた実施例４の説明図
【図５】 本発明の露光装置を構成する一部材の表面に
ＴｉＯ2 を設けた実施例７の説明図
【図６】 本発明の露光装置を構成するＢＯレンズの表
面にＴｉＯ2 を設けた実施例８の説明図
【図７】 本発明の露光装置を構成するＢＯレンズの表
面にＴｉＯ2 を設けた実施例９の説明図
【図８】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト
【図９】 ウエハプロセスの詳細なフローチャート
【符号の説明】
１ 光源 ２ 照明光学系 ３ レチクル（第１物体） ４ 投影光学系 ５ ウエハ（第２物体） ６ アライメント系 ７ ウエハステージ ８ 収納装置 ９ 検査装置 １０ コントローラ Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３レンズ ｔ、ｔ´ ＴｉＯ2 膜 ＬＰ 保持部材

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源から放射した光束で照明系を介して
    被照射面上のパターンを照明する照明装置において、該
    照明系を構成する一部の部材の表面に酸化チタン膜を設
    けていることを特徴とする照明装置。
  2. 【請求項２】 光源から放射した光束で照明系を介して
    被照射面上のパターンを照明する照明装置において、該
    光源から該被照射面に至る光路中に設けた複数の光学部
    材のうちの少なくとも一部の光学部材の表面上の少なく
    とも一領域に酸化チタン膜を設けていることを特徴とす
    る照明装置。
  3. 【請求項３】 光源から放射した光束で照明系を介して
    被照射面上のパターンを照明する照明装置において、該
    光源から該被照射面に至る光路中に設けた光学部材を保
    持する保持部材のうちの少なくとも一部の保持部材の表
    面上の少なくとも一領域に酸化チタン膜を設けているこ
    とを特徴とする照明装置。
  4. 【請求項４】 前記光源は紫外光を放射しており、前記
    酸化チタン膜の該紫外光の吸収によって生ずる光導電及
    び光触媒作用等の光半導体としての作用により該酸化チ
    タン膜を設けた部材表面に塵や埃そして空気中の有害物
    質等が付着し汚染されるのを防止していることを特徴と
    する請求項１、２又は３の照明装置。
  5. 【請求項５】 前記一部の部材は絞り、シャッター、鏡
    筒部材のうちの少なくとも１つであることを特徴とする
    請求項１の照明装置。
  6. 【請求項６】 前記部材は、レンズ、ミラー、プリズ
    ム、フィルター、拡散板、回折光学素子、オプティカル
    インテグレータ、のうちの少なくとも一部であることを
    特徴とする請求項１又は２の照明装置。
  7. 【請求項７】 前記光学部材は回折光学素子を利用した
    回折光学レンズ、又はミラーであることを特徴とする請
    求項２の照明装置。
  8. 【請求項８】 前記酸化チタン膜は前記光学部材の表面
    のうち光が通過する領域のうちの一部の領域に設けられ
    ていることを特徴とする請求項２の照明装置。
  9. 【請求項９】 前記酸化チタン膜の膜厚は１０ｎｍ〜１
    ００ｎｍであることを特徴とする請求項１から８のいず
    れか１項記載の照明装置。
  10. 【請求項１０】 光源から放射した光束で照明系を介し
    て被照射面上のパターンを照明し、該パターンを基板面
    上に露光する露光装置において、該露光装置を構成する
    一部の部材の表面に酸化チタン膜を設けていることを特
    徴とする露光装置。
  11. 【請求項１１】 光源から放射した光束で照明系を介し
    て被照射面上のパターンを照明し、該パターンを基板面
    上に露光する露光装置において、該光源から該基板面に
    至る光路中に設けた複数の光学部材のうちの少なくとも
    一部の光学部材の表面上の少なくとも一領域に酸化チタ
    ン膜を設けていることを特徴とする露光装置。
  12. 【請求項１２】 光源から放射した光束で照明系を介し
    て被照射面上のパターンを照明し、該パターンを基板面
    上に露光する露光装置において、該光源から該基板面に
    至る光路中に設けた光学部材を保持する保持部材のうち
    の少なくとも一部の保持部材の表面上の少なくとも一領
    域に酸化チタン膜を設けていることを特徴とする露光装
    置。
  13. 【請求項１３】 前記光源は紫外光を放射しており、前
    記酸化チタン膜の該紫外光の吸収によって生ずる光導電
    及び光触媒作用等の光半導体としての作用により該酸化
    チタン膜を設けた部材表面に塵や埃そして空気中の有害
    物質等が付着し汚染されるのを防止していることを特徴
    とする請求項１０、１１又は１２の露光装置。
  14. 【請求項１４】 前記一部の部材は絞り、シャッター、
    鏡筒部材のうちの少なくとも１つであることを特徴とす
    る請求項１０の露光装置。
  15. 【請求項１５】 前記光学部材は、レンズ、ミラー、プ
    リズム、フィルター、拡散板、回折光学素子、オプティ
    カルインテグレータ、のうちの少なくとも一部であるこ
    とを特徴とする請求項１１の露光装置。
  16. 【請求項１６】 前記光学部材は回折光学素子を利用し
    た回折光学レンズ、又はミラーであることを特徴とする
    請求項１１の露光装置。
  17. 【請求項１７】 前記酸化チタン膜は前記光学部材の表
    面のうち光が通過する領域のうちの一部の領域に設けら
    れていることを特徴とする請求項１１の露光装置。
  18. 【請求項１８】 前記被照射面上のパターンと前記基板
    とを同期させて相対的に走査しながら露光していること
    を特徴とする請求項１０から１７のいずれか１項記載の
    露光装置。
  19. 【請求項１９】 前記酸化チタン膜の膜厚は１０ｎｍ〜
    １００ｎｍであることを特徴とする請求項１０から１８
    のいずれか１項記載の露光装置。
  20. 【請求項２０】 請求項１０から１９のいずれか１項記
    載の露光装置を用いてレチクルと基板との位置合わせを
    行った後に、レチクル面上のパターンを基板面上に露光
    し、その後、該ウエハを現像処理工程を介してデバイス
    を製造していることを特徴とするデバイスの製造方法。
  21. 【請求項２１】 光源から放射した光束で照明系を介し
    て被照射面上のパターンを照明し、該パターンを投影光
    学系により基板面上に投影し露光する投影露光装置にお
    いて、該投影露光装置を構成する一部の部材の表面に酸
    化チタン膜を設けていることを特徴とする投影露光装
    置。
  22. 【請求項２２】 光源から放射した光束で照明系を介し
    て被照射面上のパターンを照明し、該パターンを投影光
    学系により基板面上に投影し露光する投影露光装置にお
    いて、該光源から該基板面に至る光路中に設けた複数の
    光学部材のうちの少なくとも一部の光学部材の表面上の
    少なくとも一領域に酸化チタン膜を設けていることを特
    徴とする投影露光装置。
  23. 【請求項２３】 光源から放射した光束で照明系を介し
    て被照射面上のパターンを照明し、該パターンを投影光
    学系により基板面上に投影し露光する投影露光装置にお
    いて、該光源から該基板面に至る光路中に設けた光学部
    材を保持する保持部材のうちの少なくとも一部の保持部
    材の表面上の少なくとも一領域に酸化チタン膜を設けて
    いることを特徴とする投影露光装置。
  24. 【請求項２４】 前記光源は紫外光を放射しており、前
    記酸化チタン膜の該紫外光の吸収によって生ずる光導電
    及び光触媒作用等の光半導体としての作用により該酸化
    チタン膜を設けた部材表面に塵や埃そして空気中の有害
    物質等が付着し汚染されるのを防止していることを特徴
    とする請求項２１、２２又は２３の投影露光装置。
  25. 【請求項２５】 前記一部の部材は絞り、シャッター、
    鏡筒部材のうちの少なくとも１つであることを特徴とす
    る請求項９の投影露光装置。
  26. 【請求項２６】 前記光学部材は、レンズ、ミラー、プ
    リズム、フィルター、拡散板、回折光学素子、オプティ
    カルインテグレータ、のうちの少なくとも一部であるこ
    とを特徴とする請求項２２の投影露光装置。
  27. 【請求項２７】 前記光学部材は回折光学素子を利用し
    た回折光学レンズ、又はミラーであることを特徴とする
    請求項２２の投影露光装置。
  28. 【請求項２８】 前記酸化チタン膜は前記光学部材の表
    面のうち光が通過する領域のうちの一部の領域に設けら
    れていることを特徴とする請求項２２の投影露光装置。
  29. 【請求項２９】 前記被照射面上のパターンと前記基板
    とを前記投影光学系の結像倍率に対応させた速度比で同
    期させて相対的に走査しながら投影露光していることを
    特徴とする請求項２１から２８のいずれか１項記載の投
    影露光装置。
  30. 【請求項３０】 前記酸化チタン膜の膜厚は１０ｎｍ〜
    １００ｎｍであることを特徴とする請求項２１から２９
    のいずれか１項記載の投影露光装置。
  31. 【請求項３１】 請求項２１から３０のいずれか１項記
    載の投影露光装置を用いてレチクルと基板との位置合わ
    せを行った後に、レチクル面上のパターンを基板面上に
    投影露光し、その後、該ウエハを現像処理工程を介して
    デバイスを製造していることを特徴とするデバイスの製
    造方法。
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