(57)【要約】【課題】  本発明は、半導体集積回路等のリソグラフィーに使用される露光装置に関し、レチクルステージ室と投影光学系室とを分離する遮蔽部材または固定ブラインドに形成される開口部をより確実に遮蔽することを目的とする。【解決手段】  レチクルが配置されるレチクルステージ室と投影光学系が配置される投影光学系室とを分離する遮蔽部材と、遮蔽部材に形成される遮蔽部材開口部に露光動作時に位置され露光光の露光領域を規定する固定ブラインドと、レチクルの非走査方向の露光領域を制限する非走査方向遮光部材と、レチクルの走査方向の露光領域を制限する走査方向遮光部材と、遮蔽部材開口部の非走査方向の両側に位置され遮蔽部材開口部を介してレチクルの焦点位置検出を行う焦点位置検出装置とを有し、焦点位置検出時に、遮蔽部材開口部を外れた位置に固定ブラインドを位置させ、遮蔽部材開口部の位置に非走査方向遮光部材を位置させることを特徴とする。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レチクルが配置されるレチクルステージ室と投影光学系が配置される投影光学系室とを分離する遮蔽部材と、
前記遮蔽部材に形成される遮蔽部材開口部に露光動作時に位置され露光光の露光領域を規定する固定ブラインドと、
前記レチクルの非走査方向の前記露光領域を制限する非走査方向遮光部材と、
前記レチクルの走査方向の前記露光領域を制限する走査方向遮光部材と、
前記遮蔽部材開口部の前記非走査方向の両側に位置され前記遮蔽部材開口部を介して前記レチクルの焦点位置検出を行う焦点位置検出装置と、
を有し、
前記焦点位置検出時に、前記遮蔽部材開口部を外れた位置に前記固定ブラインドを位置させ、前記遮蔽部材開口部の位置に前記非走査方向遮光部材を位置させることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
請求項１記載の露光装置において、
前記焦点位置検出装置を、前記投影光学系を支持する支持部材に配置してなることを特徴とする露光装置。
【請求項３】
レチクルが配置されるレチクルステージ室と投影光学系が配置される投影光学系室とを分離する遮蔽部材と、
前記遮蔽部材に形成される遮蔽部材開口部に位置され露光光の露光領域を規定する固定ブラインドと、
前記レチクルの非走査方向の前記露光領域を制限する非走査方向遮光部材と、
前記レチクルの走査方向の前記露光領域を制限する走査方向遮光部材と、
を有し、
前記固定ブラインドの前記ブラインド開口部に前記レチクルが位置していない時に、前記走査方向遮光部材を前記ブラインド開口部に位置させることを特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の露光装置において、
前記露光領域が円弧形状をしていることを特徴とする露光装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の露光装置において、
前記遮蔽部材開口部の近傍に、前記レチクルに入射する光を検出する検出手段を有することを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路等のリソグラフィーに使用される露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、１３ｎｍ程度の波長を有するＥＵＶ光を使用したＥＵＶ光露光装置が開発されている。このようなＥＵＶ光露光装置では、ミラーを用いた照明光学系によりレチクルに照明光を照射し、レチクルで反射した照明光をミラーを用いた投影光学系によりウエハに投影することにより露光が行われる。
【０００３】
そして、このようなＥＵＶ光露光装置では、投影光学系は、ＥＵＶ光の劣化防止とミラーの反射率を維持するために、所定の真空度(例えばサブＰａ程度)に維持する必要がある。一方、レチクルステージは可動部が多いため基本的にはアウトガスが多く、レチクルの保護のためにアルゴン(Ａｒ)等の希薄気体をレチクル面の近傍に噴射してコンタミナントを除去することが行われており、所定の真空度(数Ｐａ程度)に維持する必要がある。
【０００４】
そこで、このようなＥＵＶ光露光装置では、レチクルが配置されるレチクルステージ室と投影光学系が配置される投影光学系室とを遮蔽部材で分離し、投影光学系室からレチクルステージ室へコンタミナントが流入することが防止されている。
【特許文献１】特許第３３８７８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したＥＵＶ光露光装置では、遮蔽部材によりレチクルステージ室と投影光学系室とを分離しても、遮蔽部材に形成される露光光、計測光等を通過させる遮蔽部材開口部、あるいは、固定ブラインドに形成されるブラインド開口部を確実に遮蔽することが困難であり、投影光学系室からレチクルステージ室へコンタミナントが流入するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので、レチクルステージ室と投影光学系室とを分離する遮蔽部材または固定ブラインドに形成される開口部をより確実に遮蔽することができる露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明の露光装置は、レチクルが配置されるレチクルステージ室と投影光学系が配置される投影光学系室とを分離する遮蔽部材と、前記遮蔽部材に形成される遮蔽部材開口部に露光動作時に位置され露光光の露光領域を規定する固定ブラインドと、前記レチクルの非走査方向の前記露光領域を制限する非走査方向遮光部材と、前記レチクルの走査方向の前記露光領域を制限する走査方向遮光部材と、前記遮蔽部材開口部の前記非走査方向の両側に位置され前記遮蔽部材開口部を介して前記レチクルの焦点位置検出を行う焦点位置検出装置とを有し、前記焦点位置検出時に、前記遮蔽部材開口部を外れた位置に前記固定ブラインドを位置させ、前記遮蔽部材開口部の位置に前記非走査方向遮光部材を位置させることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明の露光装置は、第１の発明の露光装置において、前記焦点位置検出装置を、前記投影光学系を支持する支持部材に配置してなることを特徴とする。
第３の発明の露光装置は、レチクルが配置されるレチクルステージ室と投影光学系が配置される投影光学系室とを分離する遮蔽部材と、前記遮蔽部材に形成される遮蔽部材開口部に位置され露光光の露光領域を規定する固定ブラインドと、前記レチクルの非走査方向の前記露光領域を制限する非走査方向遮光部材と、前記レチクルの走査方向の前記露光領域を制限する走査方向遮光部材とを有し、前記固定ブラインドの前記ブラインド開口部に前記レチクルが位置していない時に、前記走査方向遮光部材を前記ブラインド開口部に位置させることを特徴とする。
【０００９】
第４の発明の露光装置は、第１ないし第３のいずれか１の発明の露光装置において、前記露光領域が円弧形状をしていることを特徴とする。
第５の発明の露光装置は、第１ないし第４のいずれか１の発明の露光装置において、前記遮蔽部材開口部の近傍に、前記レチクルに入射する光を検出する検出手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の露光装置では、焦点位置検出時に、遮蔽部材の遮蔽部材開口部を外れた位置に固定ブラインドが位置され、遮蔽部材開口部が開放される。しかしながら、この時に、遮蔽部材開口部の位置に非走査方向遮光部材が位置されるため、遮蔽部材開口部をより確実に遮蔽することができる。
本発明の露光装置では、固定ブラインドのブラインド開口部を覆わない位置にレチクルが位置するとブラインド開口部が開放される。しかしながら、この時に、ブラインド開口部に走査方向遮光部材が位置されるため、ブラインド開口部をより確実に遮蔽することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の露光装置の一実施形態を模式的に示している。
この露光装置はＥＵＶ光露光装置であり、光源部１１、照明光学系１３、レチクルステージ１５、投影光学系１７およびウエハステージ１９を有している。
光源部１１はターゲット材料をプラズマ化しＥＵＶ光からなるパルス光を発生させる。
【００１２】
この光源部１１では、ノズル２１の先端から、ガスあるいは液体状のターゲット材料が間歇的に噴出される。レーザ装置２５から射出したレーザ光２７は、レンズ２９を介してターゲット材料上に集光し、ターゲット材料をプラズマ化する。これにより、パルス光からなるＥＵＶ光３１が発生する。
照明光学系１３は、レチクルステージ１５の下側に配置されるレチクル３３の下面に照明光を導く。この照明光学系１３では、光源部１１からのＥＵＶ光３１が、コリメータミラーとして作用する凹面反射鏡３５を介して略平行光束となり、第１のフライアイミラー３７および第２のフライアイミラー３９からなるオプティカルインテグレータ４１に入射する。これにより、第２のフライアイミラー３９の反射面の近傍に、所定の形状を有する実質的な面光源が形成される。実質的な面光源からのＥＵＶ光３１は、反射鏡４３，４５により反射された後、平面反射鏡４７により偏向される。
【００１３】
レチクルステージ１５は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能とされている。レチクルステージ１５の下側には静電チャック４９が固定され、静電チャック４９の下面にレチクル３３が吸着保持されている。レチクル３３の下方には、固定ブラインド５１および可動ブラインド５３が配置されている。そして、平面反射鏡４７により偏向されたＥＵＶ光３１は、可動ブラインド５３および固定ブラインド５１の開口部を通り、レチクル３３の下面に細長い円弧状の照明領域を形成する。
【００１４】
レチクル３３は、ＥＵＶ光３１を反射する多層膜とパターンを形成するための吸収体パターン層を有しており、レチクル３３でＥＵＶ光３１が反射されることによりＥＵＶ光３１はパターン化される。
投影光学系１７は、４つの反射ミラーを有しており、各ミラー１７ａ〜１７ｄにはＥＵＶ光３１を反射する多層膜が備えられている。レチクル３３により反射されパターン化されたＥＵＶ光３１は第１ミラー１７ａから第４ミラー１７ｄまで順次反射されて、レチクルパターンの縮小された像をウエハ５５上に形成する。
【００１５】
ウエハステージ１９は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能とされている。ウエハステージ１９の上側には静電チャック５７が固定され、静電チャック５７の上面にウエハ５５が吸着保持されている。ウエハ５５上のダイを露光するときには、ＥＵＶ光３１がレチクル３３の所定の領域に照射され、レチクル３３とウエハ５５は投影光学系１７に対して投影光学系１７の縮小率に従った所定の速度で動く。このようにして、レチクルパターンはウエハ５５上の所定の露光範囲（ダイに対して）に露光される。
【００１６】
図２は、レチクルステージ１５が配置されるレチクルステージ室６１と投影光学系１７が配置される投影光学系室６３とを示している。
レチクルステージ室６１と投影光学系室６３とは、遮蔽部材６５により分離されている。レチクルステージ１５は可動部が多いため基本的にはアウトガスが多く、レチクル３３の保護のためにアルゴン(Ａｒ)等の希薄気体をレチクル３３の反射面３３ａの近傍に噴射してコンタミナントを除去することが行われている。レチクルステージ室６１内は、所定の真空度(数Ｐａ程度)に維持されている。投影光学系室６３は、投影光学系１７のＥＵＶ光の劣化防止とミラー１７ａ〜１７ｄの反射率を維持するために、所定の真空度(例えばサブＰａ程度)に維持されている。投影光学系１７はフレーム６７に支持されている。
【００１７】
遮蔽部材６５には、ＥＵＶ光およびオートフォーカス用の計測光(後述する)を通過させるための遮蔽部材開口部６５ａが形成されている。この遮蔽部材開口部６５ａを覆って固定ブラインド５１が配置可能とされている。固定ブラインド５１は、露光動作時に、遮蔽部材開口部６５ａを覆って位置され露光光の露光領域を規定する。この固定ブラインド５１は、後述するオートフォーカス時に、図２に点線で示すように遮蔽部材開口部６５ａを覆わない位置に移動可能とされている。
【００１８】
遮蔽部材６５の下側には、可動ブラインド５３が配置されている。可動ブラインド５３は、一対の非走査方向遮光部材(以下Ｘ可動ブラインドという)６９，７０と走査方向遮光部材(以下Ｙ可動ブラインドという)７１，７２とを有している。Ｘ可動ブラインド６９，７０は、レチクル３３の非走査方向(図２の紙面に垂直な方向であるＸ方向)の露光領域を制限する。Ｙ可動ブラインド７１，７２は、レチクル３３の走査方向(図２のＹ方向)の露光領域を制限する。
【００１９】
図３は、図２の遮蔽部材６５を上側から見た状態を示している。遮蔽部材６５の遮蔽部材開口部６５ａは固定ブラインド５１により遮蔽されている。固定ブラインド５１には、露光光の露光領域を規定するための円弧状のブラインド開口部５１ａがＸ方向に延存して形成されている。固定ブラインド５１のＸ方向の両側にはＸ可動ブラインド６９，７０が配置されている。固定ブラインド５１のＹ方向の両側にはＹ可動ブラインド７１，７２が配置されている。また、固定ブラインド５１のＸ方向の両側には、遮蔽部材６５の下側となる位置にオートフォーカス装置７３の発光部７５および受光部７７が配置されている。
【００２０】
図４は、図２のＡ−Ａ断面を示している。図４では図２の固定ブラインド５１が遮蔽部材６５の遮蔽部材開口部６５ａから退避され図２に点線で示す位置に位置されている。すなわち、図５に示すように、固定ブラインド５１が遮蔽部材開口部６５ａから退避されている。そして、遮蔽部材開口部６５ａの下側にＸ可動ブラインド６９，７０が位置されている。投影光学系１７を支持するフレーム６７の上部には水平方向(Ｘ方向)に突出する突出部６７ａが形成されている。そして、この突出部６７ａにオートフォーカス装置７３の発光部７５と受光部７７とが支持されている。
【００２１】
レチクルステージ室６１には、レチクルステージ１５のテーブル７９の位置を測定するレーザ干渉計８１が配置されている。このレーザ干渉計８１はテーブル７９に固定される移動鏡８３にレーザを照射し、テーブル７９のＸ方向，Ｙ方向，θｘ(Ｘ方向に対する回転角)，θｙ(Ｙ方向に対する回転角)，θｚ(Ｚ方向に対する回転角)の値を測定する。また、反射鏡８５を用いて、移動鏡８３にレーザを照射し、テーブル７９のＺ方向の値を測定する。
【００２２】
遮蔽部材６５の下側には、遮蔽部材開口部６５ａのＸ方向の両側に、照明光の強度をパルス毎に検出する検出器(インテグレータセンサ)８７が配置されている。この検出器８７は、照明光学系１３から照射される円弧状の照明光の両側、すなわち、露光時に固定ブラインド５１のブラインド開口部５１ａに入射されない部分のＥＵＶ光を検出する。従って、露光時にも照明光の強度を容易，確実に検出することができる。検出器８７で検出された信号に基づいて、光源部１１からの光源の出力制御が行われる。また、この検出器８７の信号は、ＥＵＶ光の検出に使用される他の検出器(不図示)の校正(キャリブレーション)に使用される。
【００２３】
上述した露光装置では、図２に示したように、遮蔽部材６５の遮蔽部材開口部６５ａに固定ブラインド５１を位置させた状態で露光動作が行われる。そして、この露光動作時には、図３に示したように、Ｘ可動ブラインド６９，７０により、固定ブラインド５１のブラインド開口部５１ａのＸ方向の両側が遮蔽され、レチクル３３の非走査方向の露光領域が制限される。
【００２４】
そして、露光動作の開始時には、図６の(ａ)に示すように、Ｙ可動ブラインド７１により固定ブラインド５１のブラインド開口部５１ａが覆われレチクル３３の走査方向の露光領域が制限される。また、露光動作の終了時には、図６の(ｂ)に示すように、Ｙ可動ブラインド７２によりブラインド開口部５１ａが覆われレチクル３３の走査方向の露光領域が制限される。これにより、不要な照明光がレチクル３３に照射されることが防止される。
【００２５】
そして、露光動作の開始前には、図７の(ａ)に示すように、レチクル３３がブラインド開口部５１ａを外れた位置に位置され、Ｙ可動ブラインド７１がブラインド開口部５１ａに位置される。露光動作時には、図７の(ｂ)に示すように、レチクル３３がブラインド開口部５１ａに位置され、Ｙ可動ブラインド７１，７２がブラインド開口部５１ａを外れた位置に位置される。露光動作の終了後には、図７の(ｃ)に示すように、レチクル３３がブラインド開口部５１ａを外れた位置に位置され、Ｙ可動ブラインド７２がブラインド開口部５１ａに位置される。
【００２６】
この実施形態では、レチクル３３と固定ブラインド５１との間隙寸法Ｌ１は例えば０．９ｍｍとされている。従って、図７の(ｂ)に示したように、ブラインド開口部５１ａを覆ってレチクル３３が位置している時には、ブラインド開口部５１ａは略遮蔽された状態になっており、投影光学系室６３からレチクルステージ室６１へコンタミナントが流入することが防止される。また、Ｙ可動ブラインド７１，７２と固定ブラインド５１との間隙寸法Ｌ２は、レチクル３３と固定ブラインド５１との間隙寸法Ｌ１と略同様とされている。従って、図７の(ａ)および(ｃ)に示したように、ブラインド開口部５１ａを覆ってＹ可動ブラインド７１または７２が位置している時には、ブラインド開口部５１ａは略遮蔽された状態になっており、投影光学系室６３からレチクルステージ室６１へコンタミナントが流入することが防止される。
【００２７】
図８は、露光動作時におけるレチクル３３およびＹ可動ブラインド７１，７２の動きを示している。この実施形態では、一対のＹ可動ブラインド７１，７２の間隔は常に一定の間隔ａとされている。そして、露光の開始時には、図８の(ａ)に示すように、固定ブラインド５１のブラインド開口部５１ａがＹ可動ブラインド７１により遮蔽されている。そして、露光動作の初期には、Ｙ可動ブラインド７１がレチクル３３と同一の速度で移動され露光が行われる。この後、Ｙ可動ブラインド７１がブラインド開口部５１ａを外れると、Ｙ可動ブラインド７１，７２の速度がレチクル３３の速度より大きくされる。これにより、図８の(ｂ)に示すように、レチクル３３とＹ可動ブラインド７２との間隔がｂからｃへと徐々に小さくなる。そして、図８の(ｃ)に示すように、レチクル３３がブラインド開口部５１ａを外れる時にはＹ可動ブラインド７２がブラインド開口部５１ａに位置される。
【００２８】
一方、露光の終了後に、レチクル３３は反対方向に移動される。この時には、図８の(ｄ)に示すように、Ｙ可動ブラインド７１，７２の速度がレチクル３３の速度より大きくされる。これにより、図８の(ｄ)に示すように、レチクル３３とＹ可動ブラインド７１との間隔がｂからｃへと徐々に小さくなる。そして、レチクル３３がブラインド開口部５１ａを外れる時には、図８の(ｅ)に示すように、Ｙ可動ブラインド７１がブラインド開口部５１ａに位置され、図８の(ａ)に示した状態になる。
【００２９】
上述した露光装置では、レチクル３３のオートフォーカス時には、図４に示したように、固定ブラインド５１が遮蔽部材６５の遮蔽部材開口部６５ａから退避される。そして、遮蔽部材開口部６５ａの下側にＸ可動ブラインド６９，７０が位置される。このように、遮蔽部材開口部６５ａにＸ可動ブラインド６９，７０を位置させることで、遮蔽部材開口部６５ａを略遮蔽することが可能になり、投影光学系室６３からレチクルステージ室６１へコンタミナントが流入することが防止される。
【００３０】
そして、この状態で、オートフォーカス装置７３によるレチクル３３のオートフォーカスが行われる。このオートフォーカスは、オートフォーカス装置７３の発光部７５からレチクル３３の下面の反射面３３ａに、斜め方向からスリット像を投射し、反射したスリット像の位置を受光部７７でモニタすることにより行われる。すなわち、レチクル３３が投影光学系１７の光軸方向(Ｚ方向)に動くと、斜め入射の効果で受光部７７に入射するスリット像の位置が変動する。この変動が受光部７７側で基準位置に対する距離として光電検出される。
【００３１】
このオートフォーカスは、テーブル７９をスキャンしながら行われる。一方、この時のテーブル７９のＸ方向，Ｙ方向，Ｚ方向，θｘ，θｙ，θｚの値はレーザ干渉計８１により測定されている。そして、露光時には、レチクル３３の反射面３３ａと投影光学系１７との間の距離が所定の値になるようにテーブル７９を制御しながら露光が行われる。
上述した露光装置では、オートフォーカス時に、遮蔽部材６５の遮蔽部材開口部６５ａを外れた位置に固定ブラインド５１が位置され、遮蔽部材開口部６５ａが開放される。しかしながら、この時に、遮蔽部材開口部６５ａの位置にＸ可動ブラインド６９，７０が位置されるため、遮蔽部材開口部６５ａを確実に遮蔽することができる。
【００３２】
また、上述した露光装置では、固定ブラインド５１のブラインド開口部５１ａを覆わない位置にレチクル３３が位置するとブラインド開口部５１ａが開放される。しかしながら、この時に、ブラインド開口部５１ａにＹ可動ブラインド７１または７２が位置されるため、ブラインド開口部５１ａを確実に遮蔽することができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。
【００３３】
(１)上述した実施形態では、一対のＹ可動ブラインド７１，７２の間隔を常に同一の間隔にした例について述べたが、一対のＹ可動ブラインド７１，７２の間隔を変更して固定ブラインド５１のブラインド開口部５１ａを遮蔽するようにしても良い。
(２)上述した実施形態では、ＥＵＶ光を用いた露光装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明は、レチクルに照射される照明光の照明範囲を定めるブラインドを備えた露光装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の露光装置の一実施形態を模式的に示す説明図である。
【図２】図１のレチクルステージと投影光学系との間に配置される遮蔽部材を示す説明図である。
【図３】図２の遮蔽部材を上から見た状態を示す説明図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線に沿う断面を固定ブラインドを移動して示す説明図である。
【図５】図４の遮蔽部材を上から見た状態を示す説明図である。
【図６】露光の開始時および終了時のＹ可動ブラインドとレチクルとの位置を示す説明図である。
【図７】露光の開始時、露光時および終了時のＹ可動ブラインドの位置を示す説明図である。
【図８】Ｙ可動ブラインドおよびレチクルの移動状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１１：光源部、１３：照明光学系、１５：レチクルステージ、１７：投影光学系、１９：ウエハステージ、３３：レチクル、５１：固定ブラインド、５１ａ：ブラインド開口部、５３：可動ブラインド、５５：ウエハ、６１：レチクルステージ室、６３：投影光学系室、６５：遮蔽部材、６５ａ：遮蔽部材開口部、６９，７０：Ｘ可動ブラインド、７１，７２：Ｙ可動ブラインド、７３：オートフォーカス(焦点位置検出)装置、７５：発光部、７７：受光部、８７：検出器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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