(57)【要約】【課題】  液浸露光装置の投影光学系の交換用として準備される最終光学素子を梱包、保管し、あるいは、交換する際に、液浸液と接触する表面の汚染を防止する最終光学素子の梱包保管装置を提供する。【解決手段】  液浸露光装置の最終光学素子を梱包し、保管する最終光学素子の梱包保管装置において、最終光学素子の投影光学系側の第１の面を覆い、基板側の第２の面に連続する第３の面のみに介在部材を介して接触して最終光学素子を保持する第１の容器と、第２の面および第３の面を覆い、前記最終光学素子を大気から隔離する第２の容器と、前記第２の容器に設けられる透明窓を介して、前記第２の面および前記第３の面に光を照射して洗浄する洗浄ユニットと、を有することを特徴とする最終光学素子の梱包保管装置。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影光学系の最も基板の近くに配置される最終光学素子と前記基板との間隙に充填される液浸液を介して、原版のパターンを前記基板に投影する露光装置の前記最終光学素子を梱包し、保管する最終光学素子の梱包保管装置において、
前記最終光学素子の前記投影光学系側の第１の面を覆い、前記基板側の第２の面に連続する第３の面のみに介在部材を介して接触して前記最終光学素子を保持する第１の容器と、
前記第２の面および前記第３の面を覆い、前記最終光学素子を大気から隔離する第２の容器と、
前記第２の容器に設けられる透明窓を介して、前記第２の面および前記第３の面に光を照射して洗浄する洗浄ユニットと、を有することを特徴とする最終光学素子の梱包保管装置。
【請求項２】
前記最終光学素子を前記第１の容器において上昇させ、前記投影光学系の鏡筒に取り付ける接続機構を有することを特徴とする請求項１記載の最終光学素子の梱包保管装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原版のパターンを基板に転写する液浸露光装置の投影光学系の最終光学素子を梱包し保管する最終光学素子の梱包保管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩあるいは超ＬＳＩなどの極微細パターンで構成される半導体デバイスの製造工程において、マスクに形成されたパターンを感光剤が塗布された基板上に縮小投影して転写する縮小型投影露光装置が使用されている。
半導体デバイスにおける集積密度の向上に伴いパターンの更なる微細化が要求され、レジストプロセスの発展と同時に露光装置の微細化への対応がなされてきた。
露光装置の解像力を向上させる手段としては、露光波長を短くする方法と、投影光学系の開口数（ＮＡ）を大きくする方法とが一般的である。
露光波長については、３６５ｎｍのｉ線から２４８ｎｍ付近の発振波長を有するＫｒＦエキシマレーザ光に移行しつつあり、更には１９３ｎｍ付近の発振波長を有するＡｒＦエキシマレーザの開発が進んでいる。
更に、１５７ｎｍ付近の発振波長を有するフッ素（Ｆ２）エキシマレーザの開発も行なわれている。
【０００３】
一方、これらとは別な解像力向上技術として液浸法を用いた投影露光方法が注目されつつある。
従来は、投影光学系の最も基板であるウェハの近くに配置された最終光学素子の面と露光対象の基板であるウェハ面との間の空間は気体で満たされていたが、液浸法では、この空間を液体で満たして投影露光を実施する。
この液浸法とは、投影光学系の最終光学素子とウェハ表面との対面する光路空間を空気の代わりに、空気より高屈折率な屈折率ｎの液体で満たした状態で露光する方法である。
この空気の代わりに、空気より高屈折率な屈折率ｎの液体で満たした状態で露光することにより、露光波長を実質的に１／ｎにする。
投影光学系の解像力（解像限界）Ｒはレイリーの式としてＲ＝ｋ１×（λ／ｎ）／ＮＡで表される。
ここで、λは露光波長、ＮＡは投影光学系の開口数、ｋ１はプロセスに関する係数である。
この式において、解像力Ｒは大気中で同一の露光波長を用いて露光した場合に比べ１／ｎ倍にすることができる。
また、焦点深度ＤＯＦは、ＤＯＦ＝ｋ１×ｎλ／ＮＡ２  からｎ倍大きくなる。
さらに、液浸型投影露光装置は、光源、レチクルを大きく変更する必要がなく、感光剤も既存品を基にした改良品で対応でき、現実的な解像力向上手段として注目されている。
この投影光学系の最終光学素子の面とウェハ面との間の空間を液体で満たす方法として、大別して二つの方法が提案されている。
第１の方法は、投影光学系の最終面とウェハ全体を液槽の中に配置する方法であり、この方法を用いた露光装置が特開平０６−１２４８７３公報（特許文献１）に開示されている。
第２の方法は、投影光学系とウェハ面とで挟まれた空間だけに液体を流すローカルフィル法であり、この方法を用いた露光装置が再公表特許ＷＯ９９／１９５０４号公報（特許文献２）に開示されている。
【特許文献１】特開平０６−１２４８７３公報
【特許文献２】再公表特許ＷＯ９９／１９５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液浸露光装置の投影光学系の最も基板の近くに配置された最終光学素子の液浸液と接触する表面は、露光装置の長期に亘る使用により、最終光学素子の内部の光学特性の変化あるいは液浸液中の不純物の付着による汚染の影響を受ける。
このような状態になった場合、露光性能に影響を与えるため、この最終光学素子を交換する必要がある。
また、この最終光学素子の交換に際して、交換用として準備される最終光学素子は、液浸液と接触する表面を清浄に維持した状態で梱包、保管されることが必要である。
さらには、交換用として準備される最終光学素子の交換作業の時に、液浸液と接触する表面を汚染しないように作業する必要がある。
そこで、本発明は、液浸露光装置の投影光学系の交換用として準備される最終光学素子を梱包、保管し、あるいは、交換する際に、液浸液と接触する表面の汚染を防止する最終光学素子の梱包保管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】
【０００５】
上記課題を解決するための本発明の最終光学素子の梱包保管装置は、投影光学系の最も基板の近くに配置される最終光学素子と前記基板との間隙に充填される液浸液を介して、原版のパターンを前記基板に投影する露光装置の前記最終光学素子を梱包し、保管する最終光学素子の梱包保管装置において、前記最終光学素子の前記投影光学系側の第１の面を覆い、前記基板側の第２の面に連続する第３の面のみに介在部材を介して接触して前記最終光学素子を保持する第１の容器と、前記第２の面および前記第３の面を覆い、前記最終光学素子を大気から隔離する第２の容器と、前記第２の容器に設けられる透明窓を介して、前記第２の面および前記第３の面に光を照射して洗浄する洗浄ユニットと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、液浸露光装置の投影光学系の交換用として準備される最終光学素子を梱包、保管し、あるいは、交換する際に、液浸液と接触する表面の汚染を防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
図１の構成図を参照して、本発明の実施例１が適用される液浸露光装置を説明する。
ＡｒＦエキシマレーザやＦ２レーザなどの露光光源１ａから射出された光束１ｂが照明光学系１に入射される。
照明光学系１は、露光光源１ａから入射された光束１ｂを用いて、原版であるレチクル２の一部を矩形断面、もしくは円弧状断面を有する光であるスリット光１ｃにより照明する。
スリット光１ｃによってレチクル２を照明している間、レチクル２を保持しているレチクルステージ３と、基板であるウェハ５を保持している基板ステージであるウェハステージ６は、一方が他方に同期しながらスキャン移動する。
このような同期スキャンにより、レチクル２上のパターンが投影光学系４を介してウェハ５上に連続的に投影されて結像し、ウェハ５の表面に塗布されたレジストを感光させる。
レチクルステージ３やウェハステージ６の二次元的な位置は、参照ミラー７とレーザ干渉計８によってリアルタイムに計測される。
この計測値に基づいて、ステージ制御装置９は、レチクル２（レチクルステージ３）やウェハ５（ウェハステージ６）の位置決めや同期制御を行う。
ウェハステージ６には、ウェハ５の上下方向（鉛直方向）の位置や回転方向、傾き調整、変更或いは制御する図示されない駆動装置が内蔵される。
露光時には、この駆動装置により投影光学系４の焦点面にウェハ５上の露光領域が常に高精度に合致するようにウェハステージ６が制御される。
ここで、ウェハ５上の面の位置（上下方向位置と傾き）は、不図示の光フォーカスセンサーによって計測され、ステージ制御装置９に入力される。
この液浸露光装置本体は、不図示の環境チャンバの中に設置されており、液浸露光装置本体を取り巻く環境が所定の温度に保たれる。
レチクルステージ３、ウェハステージ７、干渉計８を取り巻く空間や、投影光学系４を取り巻く空間には、更に個別に温度制御された空調空気が吹き込まれて、環境温度が更に高精度に維持される。
【０００９】
次に、図１、図２を参照して、投影光学系４の最もウェハ５の近くに配置された最終光学素子１８と、ウェハ５との間隙１２に液浸液を充填するために給排水する給排水ノズルユニット２０について説明する。
液浸液を給水、排水するための給排水ノズルユニット２０は、液浸液の給水ノズル１０と、液浸液の排水ノズル１１とを有する。
給排水ノズルユニット２０は、投影光学系４の先端部側にある最終光学素子１８の第３の面である面１８ａの外周を取り囲むように配置される。
最終光学素子１８の面１８ａと、給排水ノズルユニット２０とで形成される隙間２０ａは約０.７ｍｍに設定される。
液浸液が毛細管現象によって、隙間２０ａにおいて、最終光学素子１８の液浸液と接触する表面１８ｂから上方に２〜３ｍｍ程度上昇する。
給水ノズル１０は、排水ノズル１１の内側に配置され、給水ノズル１０は、給水管１３を介して液体供給装置１４と接続され、排水ノズル１１は、排水管１５を介して液体回収装置１６と接続される。
液体供給装置１４は、図示されない液体を貯めるタンク、液体を送り出す圧送装置、液体の供給流量の制御を行う流量制御装置を有する。
液体供給装置１４には、更に、液体の供給温度を制御するための図示されない温度制御装置を含むことが好ましい。
液体回収装置１６は、図示されない回収した液体を一時的に貯めるタンク、液体を吸い取る吸引装置、液体の回収流量を制御するための流量制御装置を有する。
【００１０】
液浸制御装置１７は、更に、ウェハステージ６の現在位置、速度、加速度、目標位置、移動方向などの情報をステージ制御装置９から受けて、これらの情報に基づいて、液浸の開始や中止、流量等の制御指令を液体供給装置１４、液体回収装置１６に与える。
このような液浸液の給排水機構により、露光エリアとその周囲に限定して範囲に液浸液を局所的に充填する、所謂、ローカルフィル状態で間隙１２に液浸層を形成している。
投影光学系４の最もウェハ５の近くに配置された最終光学素子１８の基板側の第２の面である液浸液と接触する表面１８ｂは、露光装置の長期に亘る使用により液浸液中の不純物付着に起因する表面汚染の影響を受ける。
このような状態になった場合、露光性能に影響を与えるため、この最終光学素子１８を交換する必要がある。
この交換用として準備される最終光学素子１８は、最終光学素子１８の製造後、交換対象の液浸露光装置に搬送されるまでの間、液浸液と接触する表面１８ｂを清浄に維持した状態で梱包、保管されることが必要である。
【００１１】
図２を参照して、最終光学素子１８を梱包し、保管する最終光学素子の梱包保管装置の実施例１を説明する。
最終光学素子１８は、投影光学系側の第１の面である上面１８ｃを有する。
さらに、最終光学素子１８は、基板側の第２の面である液浸液と接触する表面１８ｂ、この表面１８ｂに連続する第３の面である面１８ａおよび面１９を有する。
本実施例1は、第１の容器２０と、第２の容器２１とから構成される。
第１の容器２０は、投影光学系側の第１の面である上面１８ｃを覆い、第３の面である面１９のみに介在部材であるＯリング２２を介して接触して最終光学素子１８を保持する。
Ｏリング２２は、第１の容器２０の面２３に密着し、最終光学素子１８の第３の面である面１９に全周にて接触するように取り付けられ、最終光学素子１８の液浸液と接触する表面１８ｂと、それ以外の上面１８ｃとを分離する。
Ｏリング２２は、最終光学素子１８の液浸液と接触する表面１８ｂを汚染するガス成分を発生しない部材から構成される。
第１の容器２０において、上面１８ｃはフィルム２４を介して、衝撃吸収部材から成る緩衝材２５に支えられ、外部からの衝撃が加えられた場合でも、最終光学素子１８が破損しないように保護される。
【００１２】
次に、第２の容器２１は、第２の面である表面１８ｂ、第３の面である面１８ａおよび面１９を覆い、最終光学素子１８を大気から隔離する。
このため、第２の容器２１は、最終光学素子１８の液浸液と接触する表面１８ｂを大気から隔離し、大気中に浮遊する有機物等が、表面１８ｂへ付着することを防止する。
第２の容器２１で表面１８ｂを大気から隔離せず、有機物が付着した状態で液浸露光を行った場合には、メンテナンス時などの非露光時において表面１８ｂを乾燥させる際に表面１８ｂにウォーターマークなどが発生する。そのウォーターマークは、露光欠陥を引き起こす原因となる。
さらに、開閉弁２６、２７により、第２の容器２１の内部を真空状態にするか、もしくは、Ｎ２、Ｈｅガス、極低湿度乾燥ガス（クリーンドライエアー）などを封入し、表面１８ｂに汚染物質が付着することを防止する。
最終光学素子１８を、このような状態で本実施例１により梱包、保管した後、最終光学素子１８の交換作業を行なうが、最終光学素子１８を本実施例１から取り出す前に表面１８ｂを洗浄することが望ましい。
その理由は、第２の容器２１の空間内を真空にする場合、第２の容器２１を構成する材質の表面から表面１８ｂを汚染する物質が発生し、表面１８ｂに付着するが、この付着物を清浄化するためである。
さらに、極低湿度乾燥ガス（クリーンドライエアー）には有機物などが微量に含まれており、梱包、保管状態が長期に及んだ場合は、これらの有機物を表面１８ｂから清浄化するためである。
【００１３】
洗浄ユニット２８は、第２の容器２１に設けられる透明窓３０を介して、第２の面である表面１８ｂ、第３の面である面１８ａおよび面１９に光、例えば、紫外線を照射して洗浄する。
洗浄ユニット２８は、紫外線を発光する光源２９を有し、石英製の透明窓３０を介して紫外線を照射する。
第２の容器２１の開閉弁２６、２７にＳＵＳ製の配管３１が接続される。
第２の容器２１に、配管３１を介して、Ｎ2ガスに微量のＯ2ガスを混合された混合ガスを注入し、光源２９による発光される紫外線によりオゾンを発生し、表面１８ｂに付着した有機物を除去する。
本実施例１によれば、液浸露光装置の投影光学系４の最終光学素子を、交換用として準備される最終光学素子１８と交換する際、この最終光学素子１８を梱包、保管された状態で、液浸液と接触する表面１８ｂを光により洗浄する。
これにより、表面１８ｂと非接触で、液浸液と接触する表面１８ｂを清浄化する。
【実施例２】
【００１４】
次に、図３を参照して、本発明の実施例２を説明する。
図２の本実施例１と同じ構成要素は同番号で示される。
この図２の本実施例１では、最終光学素子１８の液浸液と接触する表面１８ｂ以外の上面１８ｃで、最終光学素子１８がフィルム２４、緩衝材２５を介して、第１の容器２０において固定される。
図３の本実施例２においては、図１に示される投影光学系４の鏡筒内で最終光学素子１８を保持するホルダー３２を用いる。
さらに、最終光学素子１８が、押えリング４０によりホルダー３２に固定され、ホルダー３２は緩衝材３３、３４を介して第１の容器２０内に固定される。
第２の容器２１と洗浄ユニット２８に関しては、図２の本実施例１と同じ構成である。
【実施例３】
【００１５】
次に、図４、図５、図６を参照して、本発明の実施例３を説明する。
本実施例３においては、交換用として準備される最終光学素子１８の交換作業時に、最終光学素子１８の液浸液と接触する表面１８ｂを保護しながら交換用として準備される最終光学素子１８が投影光学系４に取り付けられる。
図３の本実施例２と同じ構成要素は、同番号で示され、第２の容器２１と洗浄ユニット２８に関しても同じ構成である。
図４に示されるように、最終光学素子１８を第１の容器において上昇させ、投影光学系４に取り付けるための接続機構であるガイドシャフト３５がホルダー３２を貫通する。
このガイドシャフト３５は、一端が第１の容器２０と第２の容器２１が接続する部分に設けられる固定端３６に支持され、他端が第１の容器２０の上部に設けられる固定端３７に支持され、第１の容器２０内に収められる。
なお、固定端３６は、第１の容器２０と第２の容器２１を空間的に分離し、固定端３７は、第１の容器２０と外気と空間的に分離している。
この図４の状態に続いて、図１に示される投影光学系４内の図５に示されるレンズ３８のホルダー３９に、ガイドシャフト３５の接続端４１を介して、最終光学素子１８が投影光学系４に取り付けられる。
この時、ガイドシャフト３５の接続端４１を、固定端３７の締付機能にてホルダー３９に固定させる。
次に、第１の容器２０のカバーを分解し、緩衝材３３を取り除く。
この状態では、第２の容器２１が、最終光学素子１８の液浸液と接触する表面１８ｂを大気から保護している状態が継続する。
これに続いて、ガイドシャフト３５からの図５に示される固定端３７が有する離脱機能にて図６に示されように押えリング４０およびホルダー３２を外す。
さらに、図６に示されようにホルダー３２をガイドシャフト３５に沿ってレンズ３８方向に上昇させる。
接続端４１によりホルダー３２をホルダー３９に接続固定することで、最終的に交換用として準備される最終光学素子１８の交換作業が終了する。
このため、交換用として準備される最終光学素子１８を、本実施例３の開封後、液浸液と接触する表面１８ｂを保護し、かつ接触することなく迅速に交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明が適用される液浸露光装置の構成図である。
【図２】本発明の実施例１の構成図である。
【図３】本発明の実施例２の構成図である。
【図４】本発明の実施例３の構成図である。
【図５】本発明の実施例３の構成図である。
【図６】本発明の実施例３の構成図である。
【符号の説明】
【００１７】
１：照明光学系                ４：投影光学系    
６：ウェハステージ            ９：ステージ制御装置
１０：給水ノズル              １１：排水ノズル
１２：液浸層                  １８：最終光学素子
２０：第１の容器              ２１：第２の容器
２２：Ｏリング                ２４：フィルム
２５：緩衝材                  ２８：洗浄ユニット
２９：光源                    ３０：透明窓
３１：配管                    ３２：ホルダー
３３、３４：緩衝材            ３５：ガイドシャフト
３６、３７：固定端
【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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