(57)【要約】【課題】  光源にＥＵＶ等を用いた真空環境下での露光装置において、原盤ステージ系の汚染の影響が、縮小投影光学系内のミラーに影響を及ぼさないようにする。【解決手段】  真空環境下で原盤４の面に描かれたパターンを投影光学系を介してウエハに投影し、該投影光学系に対し該原盤と基板のうちの少なくとも基板をステージ装置により相対的に移動させることにより、原盤４のパターンを基板に繰り返し露光する。原盤ステージ空間領域と投影光学系空間領域との間に、該両空間領域及び周囲真空環境領域の少なくともいずれかの領域に対し、圧力が高い陽圧空間領域３０が設けられ、前記陽圧空間領域の近傍に排気機構１９−１，１９−２及び排気用ポンプ２０を設け、該陽圧空間領域近傍で該陽圧空間領域から流出する少なくとも一部の気体を回収する。【選択図】      0図２
2005079296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原盤面に描かれたパターンを真空環境下で投影光学系を介して基板に投影し、該投影光学系に対し原盤と基板のうちの少なくとも基板をステージ装置により相対的に移動させることにより、原盤のパターンを基板に繰り返し露光する露光装置において、原盤ステージ空間領域と投影光学系空間領域との間に、該両空間領域及び周囲真空環境領域の少なくともいずれかの領域に対し、圧力が高い陽圧空間領域が設けられたことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記陽圧空間領域の近傍に排気経路及び排気手段を設け、該陽圧空間領域近傍で該陽圧空間領域から流出する少なくとも一部の気体を回収す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】
前記陽圧空間領域と前記両空間領域の少なくとも一方との間に、これらの空間領域間を略遮蔽する遮蔽手段を持つ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】
前記陽圧空間領域と前記両空間領域との少なくとも一方との間に、これらの空間領域間を略遮蔽するのと、該露光光を一部遮光成形するための遮光成形とを兼ねる遮蔽兼遮光成形手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の露光装置。
【請求項５】
前記陽圧空間領域と前記両空間領域の少なくとも一方との間に、これらの空間領域間を略遮蔽するのと、原盤、該原盤のステージ部材、及び前記投影光学系の部材のうちのいずれかの温調用輻射とを兼ねる遮蔽兼輻射手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の露光装置。
【請求項６】
前記陽圧空間領域と前記原盤のステージ空間領域との境界近傍に、原盤のパターン面と、該パターン面に対向して近接離間した平板状部材とが構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の露光装置。
【請求項７】
前記平板状部材で略仕切られた前記陽圧空間領域側に気体を排気する手段を設けたことを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記陽圧空間領域を略仕切る境界を成す部材に、ステージ位置等計測及び原盤位置計測のいずれかのための計測光光路用の光透過手段を設けることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の露光装置。
【請求項９】
前記陽圧空間領域は、前記原盤のステージ空間領域と投影光学系空間領域との間の陽圧部分に気体を送り込み、周囲の真空空間領域に対して陽圧化したことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。  
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の露光装置を用いてデバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程において用いられる露光装置であって、原盤のパターンをシリコンウエハ等の上に投影して転写する投影露光装置に関するものであり、その中でも、特にＥＵＶ光（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  極紫外光）である１３〜１４ｎｍ程度の波長の露光光を光源として使用し、真空内をミラー光学系より投影露光するＥＵＶ露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７は露光装置の従来例を示す図である。１０１はＥＵＶ光源部であって、真空に維持されたチャンバ１０２の内部に設置されている。光源部１０１にて発光した露光光は複数枚の照明系ミラー１０３を経て、図中の概略示した経路にて露光に必要な照明を形成し、原盤ステージ１０５上の原盤１０４へ入射する。
【０００３】
１０８は縮小投影光学系全体を支持する構造体であり、不図示の除振台上に設置されている。１０６は投影光学系ミラー１０７をそれぞれのミラー位置で高精度に支持する構造体である。投影光学系ミラー支持構造体１０６は投影光学系支持構造体１０８を基準に構成されている。原盤１０４上の露光パターン面で反射した露光光は、縮小投影光学系内の概略図示した光路にしたがって進み、基盤となるシリコンウエハ１０９上に投影され、原盤面パターンをウエハ１０９上に転写する。
【０００４】
１０９はシリコンウエハであり、ウエハステージ１１０上にチャッキングされている。ＥＵＶ露光装置では、一般的に原盤ステージ１０５とウエハステージ１１０を同期させてスキャンさせるか、または一方を停止させた状態で逐次露光を行う。
【０００５】
１１１はウエハステージ１１０を支持する構造体であって不図示の除振台上に設置されている。１１２は原盤ステージ１０５を支持する構造体であって、これも不図示の除振台上に設置されている。原盤ステージ支持構造体１１２は、縮小投影光学系支持構造体１０８の上に設置されている場合もあれば、図のように、光学系支持構造体とは別体となって装置設置床１１５上に構成されることもある。
【０００６】
１１３は本体真空チャンバを示しており、ステージ系、及び投影光学系を真空環境に維持する。１１４は真空ポンプを示しており、不図示の複数個を用いるのが一般的である。
【０００７】
露光時はＥＵＶ光が雰囲気中の気体でパワーが減衰してしまうため、通過する領域を全て高真空環境に保つ必要がある。図示のＥＵＶ露光装置では本体を全て真空チャンバ１１３で覆っており、真空を維持している。従来例では、本体真空チャンバ１１３と、照明系真空チャンバ１０２とを分割して、照明系、特に光源部でのデブリ（ｄｅｂｒｉｓ）の発生が本体内の特に高い真空度が求められる部分に悪影響を及ぼさないようにする方法が知られている。
【特許文献１】特許第２６９１８６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
原盤ステージ等のステージ装置は、樹脂部材等を回避することは難しく、このような高真空維持には好ましくない構成要素を真空チャンバ内に設置する必要が有る。一方、投影光学系ミラーは、特に酸素や、水による汚染によってミラー表面反射率が劣化していき、ひいてはミラーの再生、もしくは交換が必要となる。
【０００９】
本発明は、光源にＥＵＶ等を用いた真空環境下での露光装置において、原盤ステージ系の汚染の影響が、縮小投影光学系内のミラーに影響を及ぼさないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、原盤面に描かれたパターンを真空環境下で投影光学系を介して基板に投影し、該投影光学系に対し原盤と基板のうちの少なくとも基板をステージ装置により相対的に移動させることにより、原盤のパターンを基板に繰り返し露光する露光装置において、原盤ステージ空間領域と投影光学系空間領域との間に、該両空間領域及び周囲真空環境領域の少なくともいずれかの領域に対し、圧力が高い陽圧空間領域が設けられたことを特徴とする。要するに、本発明は、原盤ステージ空間領域と投影光学系空間領域との間に、該両空間の少なくとも一方、あるいは周囲空間に対して陽圧となる部分を設けることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記陽圧空間領域の近傍に排気経路及び排気手段を設け、該陽圧空間領域近傍で該陽圧空間領域から流出する少なくとも一部の気体を回収することが可能であり、前記陽圧空間領域と前記両空間領域の少なくとも一方との間に、これらの空間領域間を略遮蔽する遮蔽手段を持つことが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る露光装置は、前記陽圧空間領域と前記両空間領域との少なくとも一方との間に、これらの空間領域間を略遮蔽するのと、該露光光を一部遮光成形するための遮光成形とを兼ねる遮蔽兼遮光成形手段を設けてもよく、前記陽圧空間領域と前記両空間領域の少なくとも一方との間に、これらの空間領域間を略遮蔽するのと、原盤、該原盤のステージ部材、及び前記投影光学系の部材のうちのいずれかの温調用輻射とを兼ねる遮蔽兼輻射手段を設けてもよい。
【００１３】
また、本発明に係る露光装置は、前記陽圧空間領域と前記原盤のステージ空間領域との境界近傍に、原盤のパターン面と、該パターン面に対向して近接離間した平板状部材とが構成されていてもよく、前記平板状部材で略仕切られた前記陽圧空間領域側に気体を排気する手段を設けることが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係る露光装置は、前記陽圧空間領域を略仕切る境界を成す部材に、ステージ位置等計測及び原盤位置計測のいずれかのための計測光光路用の光透過手段を設けることが好ましく、例えば、前記陽圧空間領域は、前記原盤のステージ空間領域と投影光学系空間領域との間の陽圧部分に気体を送り込み、周囲の真空空間領域に対して陽圧化したことを特徴としてもよい。また、本発明に係るデバイス製造方法は、上記いずれかの露光装置を用いてデバイスを製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、陽圧となる空間領域を原盤ステージ空間領域と投影光学系空間領域との間に構成することにより、原盤ステージから放出される汚染物質が、投影光学系空間領域に流入することが無くなるため、投影光学系ミラーの反射率低下等の精度劣化を防ぐことができ、更に高精度であり、かつ高効率な露光装置を提供することが可能となるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明を実施するための最良の形態に係る実施例を説明する。図１〜図４に、本発明の実施例に係る露光装置を示す。
【実施例１】
【００１７】
図１〜図４において、１はＥＵＶ光源部であり、真空に維持されたチャンバ２の内部に設置されている。光源部１にて発光した露光光は、複数枚の照明系ミラー３を経て、図中の略経路にて露光に必要な照明を形成し、原盤ステージ５上の原盤４へ入射する。
【００１８】
８は縮小投影光学系全体を支持する投影光学系支持構造体であり、不図示の除振台上に設置されている。６は投影光学系ミラー７をそれぞれのミラー位置で高精度に支持する投影光学系ミラー支持構造体である。投影光学系ミラー支持構造体６は投影光学系支持構造体８を基準に構成されている。原盤４上の露光パターン面で反射した露光光は、縮小投影光学系内の概略図示した光路を通って基盤となるシリコンウエハ上に投影され、原盤面パターンをウエハ９上に転写する。
【００１９】
シリコンウエハ９は、ウエハステージ１０上にチャッキングされている。ＥＵＶ露光装置では、一般的に原盤ステージ５とウエハステージ１０を同期させてスキャンさせるか、または一方を停止させた状態で逐次露光を行う。
【００２０】
１１はウエハステージ１０を支持するウエハステージ支持構造体であって、これは不図示の除振台上に設置されている。
【００２１】
１２は原盤ステージを支持する原盤ステージ支持構造体であって、これも不図示の除振台上に設置されている。原盤ステージ支持構造体１２は、縮小投影光学系支持構造体８上に設置されている場合もあれば、図のように、光学系支持構造体とは別体となって装置設置床１５上に構成されることもある。
【００２２】
１３は本体真空チャンバを示しており、ステージ系、及び投影光学系を真空環境に維持する。１４は真空ポンプを示しており、不図示の複数個を用いるのが一般的である。
【００２３】
以上の構成の露光装置における投影光学系空間領域と原盤ステージ空間領域の拡大図を図２に示す。図２において、図１と同一の符号は同じ構成要素を示す。投影光学系ミラー７は不図示の支持機構によって支持構造体より支持されている。
【００２４】
１６は原盤ステージ空間領域と投影光学系領域間に、これら二つの空間領域の少なくとも一つの領域より圧力の高い空間領域（陽圧空間領域３０）を実現するために、パージガスとして、例えば窒素、ヘリウム、不活性ガス等を送り込む陽圧配管部であり、１７は陽圧の気体を制御して送り込むための陽圧送り込み機構である。１８−１，１８−２は両空間領域間を略仕切り遮蔽するための遮蔽板であり、図中本実施例では上下に２枚を構成しているが、１枚でも良いし、さらに複数枚で空間を仕切っても良い。陽圧空間領域３０の近傍には排気機構１９−１，１９−２及び、排気用ポンプ２０を備え、陽圧空間領域３０より周囲に流出した気体が、他の領域の真空度に悪影響を及ぼさないよう気体を回収する構造となっている。両空間領域間に陽圧部分を設けたことで、原盤ステージ空間領域から放出される汚染物質が投影光学系ミラーに付着することが無くなる。
【実施例２】
【００２５】
図３に本発明の第２の実施例を示す。図４は図３の一部アイソメ図である。図３において、図１及び図２と同一の符号は同じ構成要素を示す。図３の実施例では、遮蔽板兼遮光部材２１は、原盤ステージ空間領域と投影光学系空間領域とを略仕切り遮蔽する部材としての役割と、破線で示した略光路に沿うように露光光２２を遮光成形する成形口２５の役割とを兼ねている。
【００２６】
２６は干渉計等位置計測手段、２３はステージ位置計測もしくは原盤計測光路を略示したものである。２４は測定光路用の透過窓、もしくは光路用穴であって、遮蔽板に構成されている。図４として遮蔽板の一部アイソメ図で示すように、計測手段２６が発する計測光は、投影光学系空間領域から原盤ステージ空間領域に導入することが可能となる。
【実施例３】
【００２７】
図５に本発明の第３の実施例を示す。図５において、図１〜４と同一の符号は同じ構成要素を示している。
遮蔽板兼温調輻射板２８は、原盤ステージ空間領域、及び投影光学系空間領域のこれら二つの空間領域間の遮蔽板としての役割と、原盤、原盤ステージ、投影光学系のいづれか、もしくは全てを輻射温調する輻射板としての役割とを兼ねている。２７は輻射板の温調機構である。この温調機構２７は、温調したい部分の固体温度を直接測定して、温調フィードバックをかけても良いし、テーブル制御を行っても良い。
【実施例４】
【００２８】
図６に本発明の第４の実施例を示す。図６において、図１〜５と同一の符号は同じ構成要素を示す。２９は対原盤のパターン面近接離間平板であり、原盤のパターン面に対してあるギャップをもって対向した部材を構成しており、投影光学系空間領域に排気機構１９−１を設ける。陽圧空間領域の圧力として周囲の高真空領域より１桁ないしは、２桁程度高い圧力を維持する場合においても、陽圧空間領域は低真空の分類に属するため、気体分子は希薄な状態にある。よって近接離間した部分を分子が通過する確率は低く、さらにギャップの陽圧空間領域側に排気機構を設けているので、図１〜３に記載の実施例と比較して、前記二つの空間領域の流体的空間分離度が高い構成となっている。
【００２９】
それぞれの実施例は単独で用いることも出来るし、複数の機能を併せ持って構成することも可能である。
【００３０】
（デバイス生産方法の実施例）
次に上記説明した露光装置を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。
図８は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ１（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計したパターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、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（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体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。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体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半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００３１】
図９は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。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。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）では上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。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像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。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。
【００３２】
本実施例の生産方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度のデバイスを低コストに製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施例に示す露光装置全体図である。
【図２】本実施例に示す原盤ステージ、投影光学系領域の拡大図である。
【図３】他実施例に示す原盤ステージ、投影光学系領域の拡大図である。
【図４】図３計測手段の概略アイソメ図である。
【図５】他実施例に示す原盤ステージ、投影光学系領域の拡大図である。
【図６】他実施例に示す原盤ステージ、投影光学系領域の拡大図である。
【図７】従来例に示す露光装置全体図である。
【図８】微小デバイスの製造の流れを示す図である。
【図９】図８におけるウエハプロセスの詳細な流れを示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  ＥＵＶ光源
２  光源チャンバ
３  照明系ミラー
４  原盤
５  原盤ステージ
６  投影系ミラー支持構造体
７  投影系ミラー
８  投影光学系支持構造体
９  ウエハ
１０  ウエハステージ
１１  ウエハステージ支持構造体
１２  原盤ステージ支持構造体
１３  本体真空チャンバ
１４  真空ポンプ
１５  装置設置基準床
１６  陽圧部配管
１７  陽圧送り込み機構
１８−１  遮蔽板
１８−２  遮蔽板
１９−１  排気機構
１９−２  排気機構
２０  排気用ポンプ
２１  遮蔽板兼遮光部材
２２  露光光
２３  ステージ計測もしくは原盤計測光路
２４  計測光光路窓、もしくは穴
２５  成形口
２６  計測手段
２７  輻射板温調機構
２８  遮蔽板兼温調輻射板
２９  対パターン近接離間平板
３０  陽圧空間領域
１０１  ＥＵＶ光源
１０２  光源チャンバ
１０３  照明系ミラー
１０４  原盤
１０５  原盤ステージ
１０６  投影系ミラー支持構造体
１０７  投影系ミラー
１０８  投影光学系支持構造体
１０９  ウエハ
１１０  ウエハステージ
１１１  ウエハステージ支持構造体
１１２  原盤ステージ支持構造体
１１３  本体真空チャンバ
１１４  真空ポンプ
１１５  装置設置基準床
【図１】
2005079296.tif 000003
【図２】
2005079296.tif 000004
【図３】
2005079296.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005079296.tif 000007
【図６】
2005079296.tif 000008
【図７】
2005079296.tif 000009
【図８】
2005079296.tif 000010
【図９】
2005079296.tif 000011