(57)【要約】【課題】  投影露光装置のレーザ光路周辺を覆う、内部に不活性ガスが供給される遮光体において不活性ガスの供給されづらい空間を解消する。【解決手段】  レーザ光源装置から供給されるレーザ光で露光を行なう投影露光装置であって、該光源装置から射出するレーザ光路周辺を覆って内部に不活性ガスが供給される遮光体と、該遮光体に設けられ光路近傍の物理的もしくは化学的特性を検出する検出器を挿入するための挿入口と、該挿入口に設けられ検出器着脱に応じて開閉可能で、検出器を装着した場合は検出器に押されて開き、検出器を外した場合は閉側に安定する遮光蓋を備えている。さらに、従来技術で存在する遮光体内部に生じる不活性ガス置換の困難な空間を解消する密封蓋を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を用いて被露光体を露光する露光装置であって、前記光源から前記露光体に至る光路の少なくとも一部を覆う遮光体と、該遮光体内部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを有しており、前記遮光体が開口部と、該開口部を塞ぐ第１の蓋と第２の蓋とを有しており、前記開口部に対して前記第１の蓋と前記第２の蓋との少なくとも一方が開いていることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
該開口部から光路近傍の物理的もしくは化学的特性を検出する検出器や工具を挿入する場合、検出器・工具の着脱に応じて開閉可能で、挿入した場合は挿入物に押されて開き、外した場合は閉側に安定する蓋を有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記開口部の蓋の少なくとも一方は前記検出器・工具挿入にともない開き、自重により閉側に安定することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項４】
前記開口部の蓋の少なくとも一方は前記検出器・工具挿入にともない開き、バネ力により閉側に安定する機構を有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項５】
前記開口部の蓋の少なくとも一方は密封蓋であり、前記検出器の挿入方向に対してほぼ直交方向の回転軸を備え、自重で開き安定する機構を有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項６】
前記密封蓋は前記検出器の挿入方向に対してほぼ直交平面方向に移動し、自重で開き安定する機構を有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項７】
前記密封蓋はバネ力により開き安定する機構を有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項８】
前記密封蓋と前記遮光体との間にＯリング状のシール材を介在させたことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか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IC、LSI等の半導体素子の製造過程において、レーザ光源を用いてレチクル（マスクとも称する）上の回路パターンを基板上に縮小投影して焼き付け形成する投影露光装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の半導体素子製造技術の発展は目覚ましく、またそれに伴う微細加工技術の進展も著しい。特に光加工技術はサブミクロンの解像力を有する微細加工の技術に到達している。解像力を向上させるには、露光波長を固定して光学系のNA（開口数）を大きくしていく方法と、露光波長をより短波長にかえていく方法が用いられる。
【０００３】
後者の例として、エキシマレーザに代表される短波長の紫外光を用いることにより、解像力の向上を図る方法が種々提案されている。このエキシマレーザ光源は非常に大型かつ大重量であるため、露光装置本体とは別に設置される。さらに、クリーンルーム内の装置占有面積を抑える目的や、レーザが有毒ガスを使用するので安全上の観点から装置本体とは離れた別室、たとえばクリーンルームの階下や、同一フロアであってもレーザ装置のみ隔離した部屋などに設置される場合が多い。
【０００４】
ここで光源装置から露光装置までレーザ光を導く光路は、設置する場所の条件により、レーザ装置から露光装置本体に直接入射する場合、レーザ装置から複数のミラー等の光偏向素子を介して露光装置本体に入射する場合などさまざま考えられる。
【０００５】
いずれの場合においても、光源から装置本体間の光路は、どのような場合でも確実に遮光しなければならない。周知のとおりエキシマレーザ光などの強力な紫外線は人体に好ましくないため、安全システムは厳重でなければならない。さらに、光路中の光学素子の劣化を防止する為に窒素などの不活性ガスで前記レーザ光路を確実にパージすることが望まれる。レーザ光源を用いた投影露光装置では、安全性の確保、光学素子の劣化防止、これら両方を確実に満たすことが求められている。
【０００６】
以上の要求に対し、特開平１１−１８６１３１により、投影露光装置のレーザ光路のメンテナンス作業において、低コストで安全性の確保や光学素子の劣化を確実に防止することを目的とし、光路近傍の物理的もしくは化学的特性を検出する検出器を挿入するための挿入口と、該挿入口に設けられ、検出器着脱に応じて開閉可能で検出器装着時に開き、外した時に閉側に安定する遮光蓋と、検出器着脱に際して開閉可能な密封蓋とを有する投影露光装置が用いられた。
【特許文献１】特開平１１−１８６１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特開平１１−１８６１３１により、投影露光装置のレーザ光路のメンテナンス作業において、低コストで安全性の確保や光学素子の劣化を確実に防止することを目的とし対策されたが、この機構では前記遮光蓋と密封蓋との間に空気ダマリが生じてしまい、装置内の不活性ガス置換が不十分であることが課題となっている。本発明は上記課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の投影露光装置は、
光源からの光を用いて被露光体を露光する露光装置であって、前記光源から前記露光体に至る光路の少なくとも一部を覆う遮光体と、該遮光体内部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを有しており、前記遮光体が開口部と、該開口部を塞ぐ第１の蓋と第２の蓋とを有しており、前記開口部に対して前記第１の蓋と前記第２の蓋との少なくとも一方が開いていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、投影露光装置のレーザ光路のメンテナンス作業において安全性の確保や光学素子の劣化を確実に防止することが可能となるだけでなく、光学薄膜の水分による分光反射特性や光吸収率の変化を引き起こす外気の流入を最小限に押さえることが出来、不活性ガス置換の作業時間を短縮することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明、実施形態の投影露光装置の構成図である。１は光源であるところのレーザ発振装置である。
【００１１】
レーザ発振装置１から射出されたレーザビームはミラー２、３、４で反射されて露光装置本体１５に導かれる。またレーザ発振装置１の出口部から露光装置本体１５の照明光学系の終端（レンズ系９）までの光路周辺は遮光体１４で覆われている。
【００１２】
露光装置本体１５内にレーザビームが入射されると、成形光学系５、ミラー６、８、レンズ系７、９を介して不図示のレチクルステージに支持されたレチクル１０上のパターン面を均一に照明する。レチクル１０に描かれたパターンは、投影光学系１１によりステージ１３上に載置されたウエハー１２面に縮小投影される。
【００１３】
挿入口１６、１７、１８、１９はそれぞれ遮光体１４に設けられた検出器（例えば照度や酸素濃度を測定するための検出器）を挿入するための挿入口である。これについては後述する。
【００１４】
２０は不活性ガス例えば窒素やヘリウムなどの供給源であり、遮光体１４内部にガスを供給する。供給された不活性ガスは不図示の排出口より排出され、光学素子の劣化を防止する為にレーザ光路全域をパージするよう構成されている。
【００１５】
ここで挙げた露光装置は、光学素子としてレンズやミラーを有しているが、勿論ミラーだけで構成するようにしても構わない。例えば、露光光としてＥＵＶ光（波長１３〜１５ｎｍ）を用い、光源から被露光体（ウエハ等）までの光路中に配置された光学素子をすべてミラーで構成するようにしても構わない。尚、その場合の光路中の雰囲気は高真空もしくはヘリウム雰囲気であることが好ましい。
図２は、図１における検出器の挿入口付近の部分詳細図で、図２ａは挿入口が開状態、図２ｂは閉状態である。図中、２１はレーザビーム、１４は光路を取り囲む遮光体である。挿入口２２は検出器を遮光体内に挿入する為の開口部。２３は挿入口２２の開口部を遮光体内から塞ぐ遮光蓋で、外部から押されると軸２４を回転中心に光路側に開き、外力が加わらないと自重で下りて挿入口２２を塞いで安定する構造である。または、図３のように回転軸にねじりコイルバネ３１をつけ閉側に安定する構造にしてもよい。２５は密封蓋で、外周の複数箇所に設けたボルト２６により遮光体１４に取付けられている。さらに挿入口２２の周囲に埋め込まれたＯリング２７により、閉状態の際に遮光体１４との密閉性を高めている。ボルト２６を外した場合、軸２８を回転中心に密封蓋２５は自重で９０°以上外側に開く。この密封蓋２５は挿入口側に突形状となっていて密封蓋２５が開いている時、遮光蓋２３は閉状態、密封蓋２６が閉じている時は突部２９が遮光蓋２３を押し開き開状態となる。この機構により、遮光蓋２３と密封蓋２５との間の不活性ガス置換が困難な空間を開状態にすることで、問題となっている空気ダマリを解消することが可能となる。なお、軸２８と密封蓋２５の軸穴とは所定のクリアランスを有しており、ボルト２６の締め付けの際に軸２８は密封蓋２５の押し付けを妨げない。
【００１６】
図４は、挿入口２２に検出器２０１を装着した測定時の状態を示す。検出器２０１は検出器ホルダー２０２と一体になっており、この検出器ホルダー２０２の形状は密封蓋２５と同じ位置にネジ孔が形成され、密封蓋２５を固定するのと同じ複数のボルト２６を共通で使用できる。また検出器ホルダー２０２と挿入口周囲のＯリング２７により、取付けた際に遮光体１４との密閉性を確保している。検出器２０１は物理的特性（光強度）を検出するものに限らず、光路近傍の化学的特性（不活性ガス濃度）、さらにはその他の特性を検出するものであっても良い。
【００１７】
図５に図２の変形例を示す。図５ａは密封蓋５１が開状態、図５ｂは密封蓋５１が閉状態を示している。密封蓋５１は複数のボルト５２により遮光体１４に締結される。これらのボルトのうち１本以上は長いボルト５３が使用され、密封蓋５１を遮光体１４に締結するだけでなく、密封蓋５１を貫通し開口部を内側から塞ぐ遮光蓋５４を押し開くことで密封蓋５１と遮光蓋５４の間の不活性ガス置換が困難な空間を開状態にする。ここでボルト５３用の孔が密封を壊してしまうので、密封蓋とボルトの間にもＯリング５５または同等のものが挟み込まれ、また遮光体１４と密封蓋５１との間にも不図示のＯリングが挟み込まれ密封性を確保している。
【００１８】
図６に図２の変形例を示す。図６ａは密封蓋６１が開状態、図６ｂは密封蓋６１が閉状態を示している。密封蓋６１、遮光蓋６２の開口部側にはそれぞれ磁石６３、６４が取付けられる。それぞれの磁石は両方の蓋を閉じた時お互いが反発する向き、位置で取り付いていて、密封蓋６１を開いているときは磁石同士が離れていて磁力の影響がない為、自重または図３同様、ねじりコイルばねにより遮光蓋６２は閉状態となる。また、密封蓋６１を閉じた場合、お互いの磁石の反発力により遮光蓋６２は開状態となり、密封蓋６１と遮光蓋６２との間の不活性ガス置換が困難な空間を開状態にする。なお、遮光体１４と密封蓋６１との間には不図示のＯリングが挟み込まれ、密封性を確保している。
【００１９】
図７に密封蓋の変形例を示す。密封蓋７１は複数のボルト７２により遮光体１４に締結される。なお、遮光体１４と密封蓋７１との間には、不図示のＯリングがはさみ込まれ密封性を確保している。密封蓋７１は矢印A方向に挿入される不図示の検出器の挿入口７３を塞いでいる。ボルト７２が外されると、密封蓋７１は二つのガイド７４に沿って矢印B方向にスライドして自重落下し、ストッパー７５で止まる。図中に示していないが、挿入口の内側には図２と同様の遮光蓋がある。
【００２０】
図８に図７の構造での本件の対策例を示す。図８ａは密封蓋８１が開状態、図８ｂは密封蓋８１が閉状態を示している。スライドする密封蓋８１の開口部側には軸８２を中心に遮光体側に回転する支持棒８３を装備している。密封蓋８１を開いた時、この支持棒８３は遮光体１４と密封蓋８１に挟まれることで密封蓋８１内に収まる。また、密封蓋８１を閉じたとき、支持棒８３は自重、またはコイルばね８４により開口部側に倒れ遮光蓋８５を押し開くことで密封蓋８１と遮光蓋８５の間の不活性ガス置換が困難な空間を開状態にする。
【００２１】
ここで遮光蓋８５を押し開く支持棒８３の形状を棒状とは限定しない。
【００２２】
図９に図７の構造での本件の別の対策例を示す。図９ａは密封蓋９１が開状態、図９ｂは密封蓋９１が閉状態を示している。密封蓋９１、遮光蓋９２の開口部側にはそれぞれ磁石９３，９４が取付けられる。それぞれの磁石は両方の蓋を閉じたときお互いが反発する向き、位置に取り付いていて、密封蓋９１を開いているときは磁石同士が離れていて磁力の影響がない為、自重または図３同様、ねじりコイルばねにより遮光蓋９２は閉状態となる。また、密封蓋９１を閉じた場合、お互いの磁石の反発力により遮光蓋９２は開状態となり、密封蓋９１と遮光蓋９２との間の不活性ガス置換が困難な空間を開状態にする。なお、遮光体１４と密封蓋９１との間には不図示のＯリングが挟み込まれ、密封性を確保している。
【００２３】
図１０に図７の構造での本件のまた別の対策例を示す。図１０ａは密封蓋１０１が開状態、図１０ｂは密封蓋１０１が閉状態を示している。密封蓋１０１は閉状態では複数のボルト１０２により遮光体１４に締結される。このボルトのうち１本以上は長いボルト１０３を使用し、密封蓋１０１を締結するだけでなく、密封蓋１０１を貫通し開口部を内側から塞ぐ遮光蓋１０４を押し開くことで密封蓋１０１と遮光蓋１０４との間の不活性ガス置換が困難な空間を開状態にする。ここでボルト１０３用の穴が密封を壊してしまうので、密封蓋１０１とボルト１０３の間にもＯリング１０５または同等のものがはさみ込まれ密封性を確保している。
【００２４】
図１１に密封蓋の別の変形例を示す。密封蓋１１１は複数のボルト１１２により遮光体１４に締結される。なお、遮光体１４と密封蓋１１１との間には、不図示のＯリングがはさみ込まれ、密封性を確保している。密封蓋１１１は矢印A方向に挿入される不図示の検出器の挿入口１１３を塞いでいる。ボルト１１２が外されると、密封蓋１１１は軸１１４を回転中心に自重で落下しストッパー１１５で止まる。なお図示はしていないが、挿入口１１３の内側には図２と同様の遮光蓋がある。
【００２５】
図１２に図１１の構造での本件の別の対策例を示す。図１２ａは密封蓋１２１が開状態、図１２ｂは密封蓋１２１が閉状態を示している。
【００２６】
密封蓋１２１、遮光蓋１２２の開口部側にはそれぞれ磁石１２３，１２４が取付けられる。それぞれの磁石は両方の蓋を閉じた時お互いが反発する向き、位置で取り付いていて、密封蓋１２１を開いているときは磁石同士が離れていて磁力の影響がない為、自重または図３同様、ねじりコイルばねにより遮光蓋１２２は閉状態となる。また、密封蓋１２１を閉じた場合、お互いの磁石の反発力により遮光蓋１２２は開状態となり密封蓋１２１と遮光蓋１２２との間の不活性ガス置換が困難な空間を開状態にする。なお、遮光体１４と密封蓋１２１との間には不図示のＯリングが挟み込まれ、密封性を確保している。
【００２７】
図１３に図１１の構造での本件のまた別の対策例を示す。図１３ａは密封蓋１３１が開状態、図１３ｂは密封蓋１３１が閉状態を示している。密封蓋１３１は閉状態では複数のボルト１３２により遮光体１４に締結される。そのうち１本以上は長いボルト１３３を使用し、蓋を締結するだけでなく開口部を内側から塞ぐ遮光蓋１３２を押し開くことで密封蓋１３１と遮光蓋１３２との間の空間を開状態にする。ここでボルト１３３用の穴が密封を壊してしまうので、密封蓋１３１とボルト１３３の間にもＯリング１３５または同等のものがはさみ込まれ密封性を確保している。
【００２８】
以上説明した実施例において、密封蓋と遮光体の間にあるＯリングは、特にこれに限定するものではなく、シール性を確保できる部材であれば代替え可能である。
【００２９】
また、密封蓋を遮光体に締結する手段としてボルトを述べたが、本発明においては特にこれに限定するものではない。
【００３０】
さらに、遮光蓋および密封蓋に用いたバネとしてねじりコイルバネおよび引っぱりコイルバネを述べたが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば板バネ、圧縮コイルバネ等でも構わない。
【００３１】
また、挿入口については、光路途中に何箇所設けるかは光路の形態および光学素子の配列等に応じて最適な場所を選択される。
【００３２】
また、上述のような露光装置を用いて被露光体（ウエハ等）を露光する工程と、その露光された被露光体を現像する工程とを有するデバイスの製造方法にも本願発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係わる投影露光装置の実施形態の全体構成図。
【図２】図１における挿入口の部分詳細図である。
【図３】挿入口の遮光体内に構成される遮光蓋の詳細図である。
【図４】挿入口に検出器を装着した図。
【図５】図２の変形例。
【図６】図２の別の変形例。
【図７】図１における挿入口の変形例。
【図８】図７における挿入口の部分詳細図である。
【図９】図８の変形例。
【図１０】図９の別の変形例。
【図１１】図１における挿入口の別の変形例。
【図１２】図１１における挿入口の部分詳細図である。
【図１３】図１２の変形例。
【符号の説明】
【００３４】
１  レーザ装置
２、３、４  ミラー
５  成形光学系
６  ミラー
７  レンズ系
８  ミラー
９  レンズ系
１０  レチクル
１１  投影光学系
１２  ウエハー
１３  ステージ
１４  遮光体
１５  露光装置本体
１６、１７、１８、１９  挿入口
２０  不活性ガス供給源
２１  レーザビーム
２２  挿入口
２３  遮光蓋
２４  軸
２５  密封蓋
２６  ボルト
２７  Ｏリング
２８  軸
２９  突部
３１  ねじりコイルバネ
５１  密封蓋
５２  ボルト
５３  長いボルト
５４  遮光蓋
５５  Ｏリング
６１  密封蓋
６２  遮光蓋
６３、６４  磁石
７１  密封蓋
７２  ボルト
７３  挿入口
７４  ガイド
７５  ストッパー
８１  スライド密封蓋
８２  軸
８３  支持棒
８４  コイルばね
８５  遮光蓋
９１  スライド密封蓋
９２  遮光蓋
９３、９４  磁石
１０１  スライド密封蓋
１０２  ボルト
１０３  長いボルト
１０４  遮光蓋
１０５  Ｏリング
１１１  密封蓋
１１２  ボルト
１１３  挿入口
１１４  軸
１１５  ストッパー
１２１  密封蓋
１２２  遮光蓋
１２３、１２４  磁石
１３１  密封蓋
１３２  ボルト
１３３  長いボルト
１３４  遮光蓋
１３５  Ｏリング
２０１  検出器
２０２  検出器ホルダー
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2007220801.tif 000013
【図１２】
2007220801.tif 000014
【図１３】
2007220801.tif 000015