(57)【要約】【課題】露光の際におけるマスクのパージ時間、あるいは、露光時間全体の短縮を図る。【解決手段】マスクに形成されたパターンを転写するための光を発振する露光光源とマスクを透過した光を収束する投影光学系とを備える露光装置において、マスクの表面にパージガスを供給してパージするパージ手段と、支持台を備える。また、支持台は、光が照射される第１の位置、あるいは、前記パージ手段によりパージする第２の位置にマスクを支持する。更に、露光装置は、マスクを第１の位置、あるいは、第２の位置に移動させる移動手段を備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクに形成されたパターンを転写するための光を発振する露光光源と、
前記マスクを透過した光を収束する投影光学系と、
前記マスクの表面にパージガスを供給してパージするパージ手段と、
前記光が照射される第１の位置、あるいは、前記パージ手段によりパージする第２の位置に前記マスクを支持する支持台と、
前記マスクを前記第１の位置、あるいは、前記第２の位置に移動させる移動手段と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記パージ手段は、
前記マスクの上方から、パージガスを供給する上側パージ手段と、
前記マスクの下方から、パージガスを供給するための下側パージ手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記露光装置は、前記支持台を複数備え、
前記複数の支持台のうち１の支持台が、前記第１の位置にあるとき、少なくとも他の１の支持台は、前記第２の位置にあることを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記移動手段は、
前記マスクを移動する際、前記支持台ごと移動することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の露光装置。
【請求項５】
前記露光装置は、一端において前記支持台に接続し、他端において、前記露光光源に対向する配管を備え、
前記移動手段は、前記配管を移動することにより、前記支持台及び前記マスクを移動し、
前記配管は、前記マスクが第２の位置にあるときに前記パージ手段に接続でき、前記配管から、前記マスクにパージガスを供給することを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、露光装置に関する。更に、具体的には、マスクに形成されたパターンを、被加工基板に転写するために用いる露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体製造工程において、パターンの形成されたマスクであるレチクルに露光光を照射し、レチクルを透過した光を、ウェーハ上の感光剤に照射して感光させることにより、レチクルに形成されたパターンをウェーハに転写する露光技術が広く用いられている。また、半導体集積回路の微細化の要求は高まっているが、これに伴い、露光技術においては、露光光の短波長化が進められている。
【０００３】
現在、主流となっている露光装置の光源は、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザであり、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザがこれに続く。更に、波長１５７．６ｎｍの真空紫外であるＦ２エキシマレーザ光を用いる研究も進められている。露光光の短波長化が進むにつれて、露光光の通過する雰囲気の透明性が問題となる。例えば、露光光として、真空紫外のＦ２エキシマレーザ光を用いる場合には、酸素や水分による光の吸収を無視することができない。
【０００４】
そこで、露光光の通過する経路を含む露光装置内全体を、レーザ光の吸収の少ない窒素等の不活性ガスでパージして用いる技術が採用され、不活性ガスにより雰囲気がパージされた状態で露光が行われている。また、露光において用いられるレチクルの表面には、大気中の酸素や水分などが付着していることが考えられる。従って、レーザ光が、この酸素や水分などにより吸収されるのを防ぐため、レチクル表面の付着成分を除去する必要がある。そこで、露光前に、レチクル表面に不活性ガスを吹きかけてパージし、付着成分を吹き飛ばす処理が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、露光を行う際、上述したような露光光が通過する通路と、レチクルの表面とのパージは、露光装置内のマスクステージに、露光に用いるレチクルを装填した後に行っている。しかし、このパージにはある程度時間を要するため、半導体製造の生産効率を下げることとなる。
【０００６】
従って、この発明は、レチクル装填後に要されるパージ時間、あるいは、露光処理時間の短縮化を目的として、改良した露光装置を提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
従って、この発明の露光装置は、マスクに形成されたパターンを転写するための光を発振する露光光源と、
前記マスクを透過した光を収束する投影光学系と、
前記マスクの表面にパージガスを供給してパージするパージ手段と、
前記光が照射される第１の位置、あるいは、前記パージ手段によりパージする第２の位置に前記マスクを支持する支持台と、
前記マスクを前記第１の位置、あるいは、前記第２の位置に移動させる移動手段と、
を備えるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態における露光装置１００を説明するための概念図である。また、図２〜図５は、それぞれ、露光装置１００の一部分を説明するための拡大図である。
【００１０】
図１に示すように、露光装置１００には、Ｆ２エキシマレーザ光を発射する露光光源２が設けられている。露光光源２の直下には、一端が、露光光源２に向って開口する配管１０が設けられている。配管１０は、露光光源２に対向する軸管１２と、３方向に分岐して設けられた分岐管１４とを含む。軸管１２の露光光源２に対向する端部とは反対側の端部には、回転部１６が設けられている。３本の分岐管１４はそれぞれ、一端が、この回転部１６に回転可能に接続し、上方向から見た場合に、軸管１２を中心に、互いに１２０度ずつの角度を持って放射線状に開くように取り付けられている。また、各分岐管１４は、くの字型に曲がった形状を有し、軸管１２に接続し放射線状に延びる部分と、この部分から折れ曲がり垂直下方に延びる部分とにより構成されている。
【００１１】
露光装置１００において、上述のように構成された配管１０の３本の分岐管１４のうち、１本が露光処理を行うために用いることができる位置にある場合、他の２本は、それぞれ、パージ処理を行うことができる位置にあるように構成されている。この明細書において、露光処理を行うことができる位置を露光経路と称し、パージ処理を行うことができる位置を、パージ経路と称することとする。即ち、露光装置１００においては、１の露光経路と、２つのパージ経路が設けられている。
【００１２】
軸管１２内部の、露光光源２から発振した光を受ける位置に、反射ミラ−１８が配置されている。また、各分岐管１４内の、くの字に曲がった角の部分には、反射ミラー２０が設けられている。反射ミラー２０は、分岐管１４が露光経路にある場合に、反射ミラー１８による反射光を受け、これを下方に反射するような角度に設けられている。また、各分岐管１４が曲げられている角度も、各分岐管１４が露光経路にあるときに、露光光の通過経路に沿うような角度に計算されている。また、各分岐管１４には、それぞれ、一箇所に、分岐管１４内部に貫通する接続孔２２が設けられている。
【００１３】
また、露光装置１００には、２箇所のパージ経路において、それぞれ、パージガス供給源２４を備える。図１、図２に示すように、この２つのパージガス供給源２４は、パージ経路にある２つの分岐管１４のそれぞれに設けられた接続孔２２に、パージガス供給管２６を介して接続されている。
【００１４】
また、各分岐管１４の、回転部１６に接続する部分とは反対側に、それぞれ、マスクステージ３０が設けられている。マスクステージ３０には、露光を行う際、パターンの形成されたマスクであるレチクル３２が保持される。
図３は、露光装置１００にレチクルを装着脱する状態を示し、図３（ａ）は、レチクルを装着した状態、図３（ｂ）は、レチクルを取り外す状態を示す。また、図４は、マスクステージ３０の背面から見た状態を表す。
図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、マスクステージ３０の４角には、回転軸３４と、保持腕３６が設けられている。また、図４に示すように、マスクステージ３０は、分岐管１４と接続する部分において、開口３８を有している。
【００１５】
また、露光装置１００において、露光経路には、投影光学系４０が設けられている。マスクステージ３０が露光経路にあるとき、投影光学系４０は、マスクステージ３０の直下に配置されるようになっている。また、投影光学系４０の下方には、ウェーハステージ４２が設けられている。露光の際には、ウェーハステージ４２上に、ウェーハ４４が載置される。
【００１６】
また、２つのパージ経路には、それぞれ、パージガス供給管５０が配置されている。パージガス供給管５０は、各マスクステージ３０がパージ経路にあるとき、マスクステージ３０の直下に配置されるようになっている。また、パージガス供給管５０は、パージガス供給源５２に接続されている。パージガス供給管５０のマスクステージ３０と対向する面には、表面にフィルタの備えられた３つの供給穴５４を備えている。
【００１７】
即ち、露光装置１００においては、上述のように、１つの露光経路と、２つのパージ経路が設けられ、分岐管１４のうちの１つが露光経路にあるとき、残りの２つは、パージ経路に配置され、それぞれの下方には、投影光学系４０、パージガス供給管５０が配置されるようになっている。
【００１８】
以上のように構成された露光装置１００について、その露光機能及びパージ機能について説明する。
まず、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、マスクステージ３０においては、回転軸３４を中心に保持腕３６を、マスクステージ３０の上面に対して、垂直な方向から、外側に９０度回転させて開くことができる。レチクル３２を、マスクステージ３０により保持する場合には、図３（ａ）に示すように、この保持腕３６が垂直下方にある状態で保持する。一方、レチクル３２を取り外す場合には、図３（ｂ）に示すように、各保持腕３６を外側に９０度開いた状態で取り外す。
【００１９】
再び、図１を参照して、露光装置１００の露光経路側に、マスクステージ３０及び分岐管１４が配置されている場合、通常の露光装置と同様の動作が行われる。即ち、露光光源２から発振した光は、真下に配置された反射ミラー１８により反射し、この反射光は、反射ミラー２０に照射する。反射ミラー２０は、入射した光を、マスクステージ３０に保持されたレチクル３２に照射する。レチクル３２を透過した光は、下方に配置された投影光学系４０に入射して、収束された後、ウェーハステージ４２上のウェーハ４４を照射する。これにより、ウェーハ４４上に塗布された感光剤が感光する。その後、ベーク処理、現像処理等が施され、レチクル３２上のパターンが転写される。
【００２０】
但し、この露光装置１００においては、露光光源２から、マスクステージ３０に保持されたレチクル３２に至るまでの間においては、発射された露光光は、配管１０の中、即ち、軸管１２及び露光経路に配置された分岐管１４の中を通過するようになっている。
【００２１】
一方、分岐管１４がパージ経路側にあるとき、分岐管１４の接続孔２２に接続されたパージガス供給管２６を介して、パージガス供給源２４によりパージガスが供給される。供給されたパージガスは、分岐管１４に流入すると、分岐管１４内を上下に移動する。これにより、分岐管１４内から、上方の軸管１２まで、配管１０内部全体が、パージガスによりパージされる。また、下方に流れたパージガスは、マスクステージ３０の開口３８から噴出し、レチクル３２の上面に吹きかけられる。これによって、レチクル３２の上面の異物や、酸素、水分等を除去することができる。
【００２２】
また、パージガス供給源５２からパージガスが供給されると、パージガスは、パージガス供給管５０の供給穴５４から噴出し、レチクル３２の下面に吹きかけられる。これにより、レチクル３２上面の異物や酸素、水分等の除去を行うことができる。
【００２３】
また、あるマスクステージ３０の保持するレチクル３２を用いて露光を行う場合には、そのマスクステージ３０に接続する分岐管１４が、投影光学系４０の上方、即ち、露光経路側に位置するように、回転部１６により、回転する。また、そのレチクル３２をパージする場合には、その分岐管１４が、パージガス供給管５０上方、即ち、パージ経路側に位置するように回転する。
【００２４】
このようにして、露光装置１００内においては、露光経路側、あるいは、パージ経路側にレチクル３２を分岐管１４及びマスクステージごと移動することができ、これにより、パージも、露光も、行うことができるようになっている。また、図１に示すように、この露光装置１００内には、分岐管１４が３本設けられている。これにより、分岐管１４のうち２つは、パージ用に用いられ、このとき、残りの１本は、投影光学系４０上に配置される。従って、あるレチクル３２を用いた露光処理と、他のレチクル３２のパージとを、同時に行うことができるようになっている。
【００２５】
図６は、この発明の実施の形態における露光方法を説明するためのフロー図である。
以下、図１〜６を用いて、露光装置１００を用いたパージ方法について説明する。
【００２６】
まず、レチクル３２をマスクステージ３０により保持する（ステップＳ２）。ここでは、図３（ｂ）に示すように、保持腕３６を外側に開いた状態でレチクル３２にマスクステージ３０を接近させ、図３（ａ）に示すように、保持腕３６を垂直下方向に動かして、レチクル３２を保持する。
【００２７】
次に、パージ経路側においてパージガスの供給を開始する（ステップＳ４）。パージガスの供給は、パージガス供給源２４、５２から同時に開始する。これにより、レチクル３２の上側と、下側の両方からのパージが行われる。具体的に、レチクル３２の上方においては、分岐管１４を通過したパージガスが開口３８から噴出し、レチクル３２上面に吹きかけられる。これにより、レチクル３２上面の酸素や水分等の付着成分が吹き飛ばされる。また、このとき、接続孔２２の上方も含めて、配管１０内をパージガスが移動し、分岐管１４及び、軸管１２内もパージガスによりパージされる。
【００２８】
一方、レチクル３２の下面には、パージガス供給源５２から供給されたパージガスが、パージガス供給管５０を通過し、供給口５４から噴出する。噴出したパージガスは、レチクル３２下面に吹きかけられ、レチクル３２の下面の、酸素や水分等も吹き飛ばされる。このようにして、レチクル３２の上下面に、十分にパージガスの噴出を行ったのち、パージガスの供給を停止する（ステップＳ６）。
なお、この際、露光経路側においては、既に上述のようなパージの終了している他のレチクル３２を用いて、露光処理を行うことができる。
【００２９】
次に、レチクル３２のパージが完了した分岐管１４が、投影光学系４０の上方に配置されるように回転部１６により、自動的に回転する（ステップＳ８）。レチクル３２が適切な位置に移動すると、再び、露光経路側のパージが行われる（ステップＳ１０）。露光経路側のパージは従来と同じように露光装置１００に設けられたパージ手段（図示せず）により行われる。しかし、レチクル３２の表面と、露光光源２から、レチクル３２に至るまでの露光経路は、予めパージされているため、レチクル３２下部のパージができる程度の、従来よりも短時間のパージでよい。
【００３０】
パージが完了すると、露光が開始される（ステップＳ１２）。露光の際には露光光源２から発射した光が、反射ミラー１８、反射ミラー２０に反射し、レチクル３２に入射する。その後、レチクル３２を透過した光が投影光学系４０により収束し、ウェーハ４４上に照射される。これによりウェーハ４４上のレジストが感光する。また、この露光の際、同時に、次、次々回の露光処理に用いるレチクル３２を、２つのパージ経路側のマスクステージ３０に載置し、上述のステップＳ２〜Ｓ６に説明したように、パージ処理を行うことができる。
【００３１】
以上説明したように、この実施の形態によれば、露光装置１００内で、レチクル３２表面のパージを行い、レチクル３２表面の酸素、水分等を除去することができる。また、このパージは、露光装置１００内に、露光とは別の経路を設けて行われている。従って、他のレチクルを用いて露光している間に、次に用いるレチクルのパージを行うことができる。従って、パージにかかる時間を短縮することができ、スループットの向上を図ることができる。
【００３２】
また、この実施の形態によれば、露光光源２から、マスクステージ３０までの間の経路に配管１０を設け、この配管１０内部をレチクル３２のパージと同時にパージすることができる。従って、レチクル３２が露光経路側に配置されたとき、露光光源２からマスクステージ３０までの露光経路は既にパージされた状態にあるため、パージの必要な範囲は、マスクステージ３０より下方の部分のみである。このため、更に、パージにかかる時間を短縮することができ、スループットの向上を図ることができる。
【００３３】
なお、この実施の形態においては、分岐管１４を３本設けて１本が露光している間に、残りの２本の分岐管１４を、それぞれ、レチクル３２のパージに用いることができる場合について説明した。しかし、この発明は，これに限るものではなく、例えば、分岐管を２本にして、一方が、露光に用いられ、一方がパージに用いられるものであってよいし、分岐管が４本以上設けられているものであっても良い。これらの分岐管の数は、パージに必要な時間と、露光に必要な時間とを考慮し、更に、露光装置１００全体の大きさの制限を考慮して決定すればよい。
【００３４】
また、この実施の形態においては、パージ経路において、上方及び下方からのパージを行うことができるようになっている。しかし、この発明は、上下両側からのパージができるものに限らず、例えば、上方向のみのパージ機能を有するものや、また、横方向からのパージができるものなど、この発明の範囲内で、他の構造であってもよい。
【００３５】
また、この発明は、この実施の形態において説明したように、マスクステージ３０が、配管により接続されているものに限るものではない。この発明における露光装置は、露光装置内部に、露光経路とは別に、レチクルをパージできるパージ経路を設けて、他のレチクルを用いた露光の際に、次に露光に用いるレチクルをパージできるようにしたものであればよい。したがって、この発明において、露光装置の各部材の形状等は、この実施の形態において説明したものに限るものではなく、この発明の思想の範囲内において、他の形状であってもよい。
【００３６】
なお、この発明において、マスクには、例えば、実施の形態１におけるレチクル３２が該当し、支持台には、例えば、マスクステージ３０が該当する。また、この発明において、第１の位置、第２の位置には、それぞれ、例えば、実施の形態における露光経路、パージ経路が該当する。また、この発明において、上側パージ手段、例えば、実施の形態におけるパージガス供給管２６及びパージガス供給源２４が該当し、下側パージ手段には、例えば、パージガス供給管５０及びパージガス供給源５２が該当する。また、このパージガス供給管２６、５０及び、パージガス供給源２４及び５２を含んで、この発明のパージ手段が実現されている。またこの発明の移動手段には、例えば、実施の形態における回転部１６が該当し、配管には、例えば、実施の形態における配管１０が該当する。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、露光装置に、マスクの表面をパージするパージ手段と、露光処理を行うための露光光源や投影光学系が設けられ、マスクのパージと、露光処理とを露光装置内で行うことができる。従って、露光処理をするためのマスクステージにマスクを搭載する前に、マスクのパージを行うことができるため、露光時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態における露光装置を説明するための概念図である。
【図２】この発明の実施の形態における露光装置の部分的な拡大図である。
【図３】この発明の実施の形態における露光装置の部分的な拡大図である。
【図４】この発明の実施の形態における露光装置の部分的な拡大図である。
【図５】この発明の実施の形態における露光装置の部分的な拡大図である。
【図６】この発明の実施の形態における露光方法を説明するためのフロー図である。
【符号の説明】
１００  露光装置
２  露光光源
１０  配管
１２  軸管
１４  分岐管
１６  回転部
１８  反射ミラー
２０  反射ミラー
２２  接続孔
２４  パージガス供給源
２６  パージガス供給管
３０  マスクステージ
３２  レチクル
３４  回転軸
３６  保持腕
３８  開口
４０  投影光学系
４２  ウェーハステージ
４４  ウェーハ
５０  パージガス供給管
５２  パージガス供給源
５４  供給穴
５６  レチクル
【図１】
2004303997.tif 000003
【図２】
2004303997.tif 000004
【図３】
2004303997.tif 000005
【図４】
2004303997.tif 000006
【図５】
2004303997.tif 000007
【図６】
2004303997.tif 000008