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JP2001297978A - Projection exposure method, projection exposure apparatus, projection exposure mask, and semiconductor device manufacturing method using the method - Google Patents

Projection exposure method, projection exposure apparatus, projection exposure mask, and semiconductor device manufacturing method using the method

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Publication number
JP2001297978A
JP2001297978A JP2000115843A JP2000115843A JP2001297978A JP 2001297978 A JP2001297978 A JP 2001297978A JP 2000115843 A JP2000115843 A JP 2000115843A JP 2000115843 A JP2000115843 A JP 2000115843A JP 2001297978 A JP2001297978 A JP 2001297978A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mask
wafer
pattern
projection exposure
predetermined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000115843A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsuneo Terasawa
恒男 寺澤
Hiroshi Morisawa
拓 森澤
Toshihiko Tanaka
稔彦 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2000115843A priority Critical patent/JP2001297978A/en
Publication of JP2001297978A publication Critical patent/JP2001297978A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70908Hygiene, e.g. preventing apparatus pollution, mitigating effect of pollution or removing pollutants from apparatus
    • G03F7/70933Purge, e.g. exchanging fluid or gas to remove pollutants

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】マスク周辺部の酸素濃度を許容値以下に保つ為
の不活性ガス置換を容易にして、短波長化した光リソグ
ラフィを実現する露光方法及び装置、並びにそれに用い
るペリクル付きマスクを提供する。 【解決手段】ペリクル付きマスクを密封ケースに収納す
るとともにケース内を窒素置換する。一方、投影露光装
置においては、光源1、各種光学系4、5、6、7、マ
スクステージ領域107、ウエーハステージ領域109
をそれぞれ個別にパージできる構造にする。更にマスク
準備室104を設け、この中にマスクケース103に収
納されたままのマスク102を搬送し、窒素パージを行
なう。酸素濃度が所定値以下になった時点でマスクを取
り出しマスクステージ9上に載置し露光を開始する。こ
れにより、マスクに設けられたペリクルを破損すること
なく、窒素パージされる露光光学系へのマスクの出し入
れが可能となる。
(57) [Abstract] (with correction) [PROBLEMS] An exposure method and apparatus for facilitating short-wavelength photolithography by facilitating replacement of an inert gas for keeping an oxygen concentration in a peripheral portion of a mask below an allowable value, And a pellicle-equipped mask for use therein. A mask with a pellicle is housed in a sealed case and the inside of the case is replaced with nitrogen. On the other hand, in the projection exposure apparatus, the light source 1, the various optical systems 4, 5, 6, and 7, the mask stage area 107, and the wafer stage area 109
Are configured to be individually purged. Further, a mask preparation chamber 104 is provided, in which the mask 102 stored in the mask case 103 is transported, and a nitrogen purge is performed. When the oxygen concentration falls below a predetermined value, the mask is taken out and placed on the mask stage 9 to start exposure. Thus, the mask can be moved in and out of the exposure optical system purged with nitrogen without damaging the pellicle provided on the mask.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置(LSI)等のパターン転写に使用される投影露光方法
及び露光装置に関し、特に露光光学系に窒素パージが必
要な場合のマスクの取り扱いに有効な技術に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure method and an exposure apparatus used for pattern transfer of a semiconductor integrated circuit device (LSI) and the like, and more particularly to a mask handling when a nitrogen purge is required for an exposure optical system. It is about effective technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置(LSI)の製造にお
いては、微細パターンを半導体ウエーハ上に形成する方
法として、リソグラフィ技術が用いられる。このリソグ
ラフィ技術としては、フォトマスク上に形成されている
パターンを縮小投影光学系を介して半導体ウエーハ上に
転写する、光学式投影露光方法が主流となっている。か
かる投影露光装置および方法は、例えば、「ULSIリ
ソグラフィ技術の革新」(サイエンスフォーラム出版、
1994年11月、第30〜32頁)や特開平04−3
29623号公報に記載されている。
2. Description of the Related Art In the manufacture of a semiconductor integrated circuit device (LSI), a lithography technique is used as a method for forming a fine pattern on a semiconductor wafer. As the lithography technique, an optical projection exposure method of transferring a pattern formed on a photomask onto a semiconductor wafer via a reduction projection optical system has become mainstream. Such a projection exposure apparatus and method are described, for example, in "Innovation in ULSI Lithography Technology" (Science Forum Publishing,
(November 1994, pp. 30-32) and JP-A-04-3
No. 29623.

【0003】これは、図5に示すような、光源から発す
る光1を導く光路2、デュフーザ3、照明絞り4、照明
光学系(コンデンサレンズ)5〜7、マスクステージ
9、投影光学系11、ウエーハステージ13等からなる
投影露光装置を用いる方法である。マスク8をマスクス
テージ9上に、ウエーハ12をウエーハステージ13上
にそれぞれ載置し、マスク上のパターンをウエーハ上に
転写する。パターンの種類によってマスク8を適宜交換
する。 また、マスク8は、マスクステージ駆動手段1
0により、ウエーハ12はウエハステージ駆動手段14
により、それぞれ移動または位置決めされ、制御系16
の指示のもとにステッピングあるいは同期スキャンによ
り、ウエーハ全面にパターンを転写する。特に、ウエー
ハ位置は、レーザ干渉計15により計測される。さら
に、オペレータによる露光に必要なデータ入力や露光状
態の把握は、インターフェース17を介して行われるよ
うに構成されている。
As shown in FIG. 5, an optical path 2 for guiding light 1 emitted from a light source, a dufuser 3, an illumination stop 4, illumination optical systems (condenser lenses) 5 to 7, a mask stage 9, a projection optical system 11, This is a method using a projection exposure apparatus including a wafer stage 13 and the like. The mask 8 is placed on the mask stage 9 and the wafer 12 is placed on the wafer stage 13, respectively, and the pattern on the mask is transferred onto the wafer. The mask 8 is appropriately replaced depending on the type of the pattern. The mask 8 is a mask stage driving unit 1.
0, the wafer 12 is moved to the wafer stage driving means 14
Are respectively moved or positioned by the control system 16.
The pattern is transferred onto the entire surface of the wafer by stepping or synchronous scanning under the instruction of (1). In particular, the wafer position is measured by the laser interferometer 15. Further, the input of data necessary for the exposure by the operator and the grasp of the exposure state are performed through the interface 17.

【0004】マスクには、パターン面にゴミや異物が付
着するのを防止する為のペリクルと称する透明薄膜が、
パターン面から所定距離だけ離れた位置に設けられてい
る。通常、図6に示すように、マスク基板61のうちパ
ターン62が形成されている面に、パターン領域65を
囲む形状のペリクル枠64を貼り付け、このペリクル枠
にペリクル63を貼り付けることにより、マスクパター
ン領域にゴミや微小異物が付着するのを防止している。
ペリクル枠64の厚さだけパターン面とペリクルが離れ
ているので、仮にペリクル表面に微小異物が付着したと
しても、パターン面の結像位置からはデフォーカスした
位置にある為、この異物がパターンと共に転写されるこ
とはない。以上のような露光方法により、例えば図7に
示すようなデバイスパターンを形成する際、特に、ゲー
トパターン71の寸法は半導体装置の性能を決める重要
要素なので、微細かつ精度の高いパターン転写が要求さ
れる。
On the mask, a transparent thin film called a pellicle for preventing dust and foreign matter from adhering to the pattern surface is provided.
It is provided at a position separated from the pattern surface by a predetermined distance. Normally, as shown in FIG. 6, a pellicle frame 64 having a shape surrounding a pattern region 65 is attached to the surface of the mask substrate 61 where the pattern 62 is formed, and the pellicle 63 is attached to the pellicle frame. This prevents dust and minute foreign matter from adhering to the mask pattern area.
Since the pattern surface and the pellicle are separated from each other by the thickness of the pellicle frame 64, even if minute foreign matter adheres to the pellicle surface, the foreign matter is present together with the pattern because it is at a defocused position from the image forming position on the pattern surface. It will not be transcribed. When a device pattern as shown in FIG. 7 is formed by the above-described exposure method, for example, the size of the gate pattern 71 is an important factor that determines the performance of the semiconductor device. You.

【0005】このような投影露光法における解像度R
は、一般に、R=k×λ/NAで表現される。ここにk
はレジスト材料やプロセスに依存する定数、λは照明光
の波長、NAは投影露光用レンズの開口数である。この
関係式から分かるように、パターンの微細化が進むにつ
れて、より短波長の光源を用いた投影露光技術が必要と
されている。
The resolution R in such a projection exposure method is
Is generally represented by R = k × λ / NA. Here k
Is a constant depending on the resist material or process, λ is the wavelength of the illumination light, and NA is the numerical aperture of the projection exposure lens. As can be seen from this relational expression, as the pattern becomes finer, a projection exposure technique using a shorter wavelength light source is required.

【0006】現在、照明光源として水銀ランプのi線
(λ=365nm)やKrFエキシマレーザ(λ=24
8nm)を用いた投影露光装置によって、LSIの製造
が行なわれている。更なる微細化を実現する為には、よ
り短波長の光源が必要となり、ArFエキシマレーザ
(λ=193nm)やF2エキシマレーザ(λ=157
nm)の採用が検討されている。
At present, i-line (λ = 365 nm) of a mercury lamp or a KrF excimer laser (λ = 24
LSI is manufactured by a projection exposure apparatus using 8 nm). In order to realize further miniaturization, a light source having a shorter wavelength is required, and an ArF excimer laser (λ = 193 nm) or an F2 excimer laser (λ = 157)
nm) is being considered.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】光リソグラフィの高解
像度化を狙って、露光光をArFエキシマレーザやF2
エキシマレーザにまで短波長化すると、これらの露光光
は大気中に含まれる酸素の存在で著しく減衰する。特
に、F2エキシマレーザを用いる場合、雰囲気中の許容
酸素濃度は10ppm以下とされている。したがって、
光源から照明光学系、マスク、投影光学系を介してウエ
ーハ表面に至る全ての光路において、酸素濃度を10p
pm以下に制御しなければならない。
In order to increase the resolution of optical lithography, exposure light is irradiated with an ArF excimer laser or F2.
When the wavelength is reduced to an excimer laser, these exposure lights are significantly attenuated by the presence of oxygen contained in the atmosphere. In particular, when an F2 excimer laser is used, the allowable oxygen concentration in the atmosphere is set to 10 ppm or less. Therefore,
In all optical paths from the light source through the illumination optical system, the mask, and the projection optical system to the wafer surface, the oxygen concentration is 10 p.
pm or less.

【0008】そこで、光源や各種光学系内は、それぞれ
密封に近い状態で個別に環境制御する方法が提案されて
いる。例えば雰囲気を窒素に置換することにより、酸素
濃度を許容値以下にできる。また、半導体ウエーハを載
置するウエーハステージの領域も、密封された空間とし
て外気と遮断し、酸素濃度を許容値以下に保つことがで
きる。例えば、電子線描画装置のように、露光すべきウ
エーハを一旦予備室に入れて真空状態にし、ウエーハス
テージの領域も真空とすればよい。あるいは、真空状態
を保たなくても、窒素等の不活性ガスで置換してもよ
い。
Therefore, there has been proposed a method of individually controlling the environment of a light source and various optical systems in a state close to sealing. For example, by replacing the atmosphere with nitrogen, the oxygen concentration can be reduced to an allowable value or less. Also, the region of the wafer stage on which the semiconductor wafer is mounted can be shielded from the outside air as a sealed space, and the oxygen concentration can be kept below an allowable value. For example, as in an electron beam lithography apparatus, a wafer to be exposed may be once placed in a preliminary chamber to be in a vacuum state, and the area of the wafer stage may be evacuated. Alternatively, the gas may be replaced with an inert gas such as nitrogen without maintaining the vacuum state.

【0009】しかし、従来の露光技術においては、マス
クステージを含む領域の窒素置換の手法が確立されてい
ない。通常、マスクは露光装置に搭載可能なケースに収
納されるが、この状態は一般の大気中と同一の環境であ
る。このマスクをマスクステージに搭載した後に、ウエ
ーハと同様に窒素置換することが考えられるが、マスク
とペリクルとの間の雰囲気を置換することは極めて困難
である。そこで、マスクとペリクルとの間の雰囲気を予
め窒素置換して密封しておくことが考えられる。
[0009] However, in the conventional exposure technique, a method of replacing the area including the mask stage with nitrogen has not been established. Usually, the mask is housed in a case that can be mounted on the exposure apparatus, but this state is the same environment as in the general atmosphere. After mounting the mask on the mask stage, it is conceivable to perform nitrogen replacement similarly to the wafer, but it is extremely difficult to replace the atmosphere between the mask and the pellicle. Therefore, it is conceivable that the atmosphere between the mask and the pellicle is replaced with nitrogen in advance and sealed.

【0010】しかし、マスク周辺部を窒素置換する為に
まず軽く真空排気すると、ペリクルの両側での圧力差に
よりペリクルは破壊してしまう。圧力差を無くする為に
ペリクル枠に微小な穴を開けておく手法も考えられる
が、この場合はペリクル枠の内側の窒素置換を行なう際
に流体抵抗が大きく、十分な酸素除去が難しい。ペリク
ル枠の穴を大きくすれば流体の抵抗は小さくなるが、逆
にマスクパターン面が外気に触れて異物が付着すること
を防止するペリクル本来の機能が失われてしまう。以上
の理由から、短波長化を進めた光リソグラフィでは、マ
スク周辺部の酸素濃度を許容値以下に保つ為の不活性ガ
ス置換が困難であるという問題があった。
[0010] However, if the area around the mask is first evacuated lightly to replace with nitrogen, the pellicle will be destroyed due to the pressure difference between the two sides of the pellicle. A method of making a small hole in the pellicle frame to eliminate the pressure difference is also conceivable. However, in this case, when the inside of the pellicle frame is replaced with nitrogen, fluid resistance is large and it is difficult to sufficiently remove oxygen. Increasing the size of the hole in the pellicle frame decreases the fluid resistance, but conversely loses the pellicle's original function of preventing foreign matter from adhering to the mask pattern surface coming into contact with outside air. For the above reasons, there is a problem that it is difficult to replace the inert gas for keeping the oxygen concentration in the peripheral portion of the mask below the allowable value in the photolithography in which the wavelength is shortened.

【0011】本発明の目的は、マスク周辺部の酸素濃度
を許容値以下に保つ為の不活性ガス置換を容易にして、
短波長化した光リソグラフィを実現する露光方法を提供
することにある。また,本発明の他の目的は、前記方法
を実現する投影露光装置を提供することにある。さら
に、本発明の他の目的は、前記方法を実現するためのマ
スクを提供することにある。
An object of the present invention is to facilitate the replacement of an inert gas to keep the oxygen concentration at the periphery of a mask below an allowable value,
An object of the present invention is to provide an exposure method for realizing photolithography with a shorter wavelength. It is another object of the present invention to provide a projection exposure apparatus that realizes the above method. Yet another object of the present invention is to provide a mask for realizing the method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、本発明では、マスクをマスク製造時点で密封ケー
スに収納し、このケース内を窒素置換した。マスクには
ペリクルが設けられており、マスクとペリクルとの間も
窒素パージされ密封されている。このマスクケースは、
マスク専用の治具または露光装置に搭載されるマスク搬
送治具でその蓋を開くことができる構造となっている。
In order to achieve the above object, according to the present invention, the mask is housed in a sealed case at the time of manufacturing the mask, and the inside of the case is replaced with nitrogen. A pellicle is provided on the mask, and the space between the mask and the pellicle is also purged with nitrogen and sealed. This mask case is
The lid can be opened by a jig dedicated to the mask or a mask transport jig mounted on the exposure apparatus.

【0013】一方、投影露光装置においては、光源、各
種光学系、マスクステージ領域、ウエーハステージ領域
をそれぞれ個別にパージできる構造とした。マスクは、
密封ケースに収納された状態で、マスクステージが搭載
される領域とバルブを介して隣接する予備室に搬送され
る。予備室では、真空引きと窒素導入を所定回数繰り返
して十分な窒素置換が行われる。酸素濃度が所定量以下
になった時点で、予備室とマスクステージが搭載される
領域との間のバルブを開き、かつマスク収納ケースを開
放して、専用の搬送系でマスクをマスクステージ上に装
着するようにした。この手段により、マスクとペリクル
の間を不活性ガスで充填したまま、ペリクルに損傷を与
えることなくマスク周辺部の酸素濃度を所定値以下にま
で低下させることができる。
On the other hand, the projection exposure apparatus has a structure in which a light source, various optical systems, a mask stage area, and a wafer stage area can be individually purged. The mask is
In a state where the mask stage is housed in the sealed case, it is conveyed to an adjacent preliminary chamber via a valve and a region where the mask stage is mounted. In the preparatory chamber, the evacuation and the introduction of nitrogen are repeated a predetermined number of times, and sufficient nitrogen substitution is performed. When the oxygen concentration falls below a predetermined amount, open the valve between the preliminary chamber and the area where the mask stage is mounted, open the mask storage case, and place the mask on the mask stage with a dedicated transport system. I tried to attach it. By this means, while the space between the mask and the pellicle is filled with the inert gas, the oxygen concentration in the peripheral portion of the mask can be reduced to a predetermined value or less without damaging the pellicle.

【0014】ウエーハの載置についてもマスクの場合と
同様に、ウエーハステージが搭載されている領域に隣接
する予備室で雰囲気中の酸素を十分除去した後に、ウエ
ーハステージ上に搬送するようにした。ウエーハの周囲
は真空もしくは不活性ガス置換のいずれでもよく、酸素
濃度が所定値以下とすればよい。
As in the case of the mask, the wafer is placed on the wafer stage after oxygen in the atmosphere is sufficiently removed in a preliminary chamber adjacent to the area where the wafer stage is mounted. The periphery of the wafer may be either vacuum or replaced with an inert gas, and the oxygen concentration may be set to a predetermined value or less.

【0015】また、マスクの別な形態として、ペリクル
を所定の厚さを有する剛性のあるガラス部材で構成して
もよい。この場合、直接マスク周辺部を直接真空排気し
てペリクル表裏に圧力差が生じても、ペリクルは破損し
ない。
As another form of the mask, the pellicle may be made of a rigid glass member having a predetermined thickness. In this case, even if the peripheral portion of the mask is directly evacuated to produce a pressure difference between the front and back of the pellicle, the pellicle is not damaged.

【0016】以上のように、本発明によれば、パターン
が形成されたマスクを、その内部環境が一定条件に保た
れたマスクケースに収納した状態で準備する工程と、ウ
エーハ基板上に該パターンを転写する為に該マスクを載
置する露光装置の所定位置を囲む環境を計測する計測工
程と、該環境を所定の環境条件に制御する環境制御工程
と、該所定の環境条件のもとで該マスクケースから該マ
スクを取り出して該所定位置に載置するマスク搬送工程
と、該所定位置に載置された該マスクに所定の波長の光
を照明せしめ、該マスクに形成された該パターンを投影
光学系を介して該ウエーハ基板上に転写する投影露光工
程とを含んでなる投影露光方法を提供する。
As described above, according to the present invention, a step of preparing a mask on which a pattern is formed in a mask case in which the internal environment is maintained under constant conditions, and a step of preparing the pattern on a wafer substrate A measuring step of measuring an environment surrounding a predetermined position of the exposure apparatus on which the mask is mounted to transfer the mask, an environment control step of controlling the environment to predetermined environmental conditions, and A mask transporting step of taking out the mask from the mask case and placing the mask at the predetermined position, illuminating the mask placed at the predetermined position with light of a predetermined wavelength, and forming the pattern formed on the mask; And a projection exposure step of transferring onto the wafer substrate via a projection optical system.

【0017】また、本発明によれば、所定の波長の光を
発する光源と、該光源から発する光を所定の露光条件に
制御する照明光学手段と、パターンが描かれたマスクを
載置するマスクステージと、該ウエーハを載置するウエ
ーハステージと、該マスクに描かれたパターンを該ウエ
ーハ上に投影を行う投影光学手段とを具備する投影露光
装置において、少なくとも前記マスクステージを囲む領
域と前記ウエーハステージを囲む領域とを、それぞれ独
立に所定の環境条件に制御する環境制御手段と、その内
部環境が一定条件に保たれたマスクケースに収納された
マスクを前記マスクステージに隣接した位置に準備する
ためのマスク準備手段と、前記マスクステージを囲む領
域が該所定の環境条件にある中で、前記マスクケースか
ら前記マスクを取り出して前記マスクステージに載置す
るためのマスク搬送手段とを具備してなる投影露光装置
を提供する。
Further, according to the present invention, a light source for emitting light of a predetermined wavelength, illumination optical means for controlling the light emitted from the light source to predetermined exposure conditions, and a mask for mounting a mask on which a pattern is drawn A projection exposure apparatus comprising: a stage; a wafer stage on which the wafer is mounted; and projection optical means for projecting a pattern drawn on the mask onto the wafer, wherein at least a region surrounding the mask stage and the wafer Environmental control means for independently controlling the area surrounding the stage to a predetermined environmental condition, and a mask housed in a mask case in which the internal environment is maintained at a constant condition is prepared at a position adjacent to the mask stage. Mask preparation means for removing the mask from the mask case while the area surrounding the mask stage is under the predetermined environmental conditions. Put out to provide a projection exposure apparatus comprising; and a mask conveying means for mounting to the mask stage.

【0018】さらに、本発明では、前記所定の環境条件
を、マスクを囲む雰囲気の条件であって、少なくとも酸
素濃度を制御対象に含み、かつ、酸素濃度が10ppm
以下であるよう構成した。
Further, in the present invention, the predetermined environmental condition is a condition of an atmosphere surrounding the mask, wherein at least the oxygen concentration is included in the control target and the oxygen concentration is 10 ppm.
It was configured as follows.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明について実施例によ
り詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments.

【0020】(実施例1)図1は、本発明を実施する装
置の構成を示す図である。図中、従来の装置を示す図5
と共通する部分は一部分省略して示すとともに、図5に
示す番号と同一の番号が付して有る。F2エキシマレーザ
(図示せず)から発した光1を導く光路や光源絞り部
4、照明光学系5〜7、及び投影レンズ11は窒素封入
された状態で個別に酸素濃度を10ppm以下となるよ
う制御されている。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an apparatus for implementing the present invention. In the figure, FIG.
Portions in common with are omitted and shown with the same numbers as those shown in FIG. The optical path for guiding the light 1 emitted from the F2 excimer laser (not shown), the light source aperture 4, the illumination optical systems 5 to 7, and the projection lens 11 are individually filled with nitrogen to have an oxygen concentration of 10 ppm or less. Is controlled.

【0021】また、マスク搭載室107は大気圧の窒素
が充填されており、他の光学系部材とは独立に環境制御
されている。これらの領域は、酸素濃度の他に、更に水
分(H2O)の濃度も所定値以下(ここでは30ppm
以下)になるように制御することとした。これらの環境
条件は、モニタ108で常に監視されている。露光光1
は、光源絞り部4やコンデンサレンズ5〜7を介してマ
スク8を照明し、マスク8上に描かれているパターン
は、投影レンズ11による結像作用でウエーハ12上に
転写される。
The mask mounting chamber 107 is filled with nitrogen at atmospheric pressure, and its environment is controlled independently of other optical system members. In these regions, in addition to the oxygen concentration, the concentration of water (H 2 O) is not more than a predetermined value (here, 30 ppm).
Below). These environmental conditions are constantly monitored by the monitor 108. Exposure light 1
Illuminates the mask 8 via the light source aperture unit 4 and the condenser lenses 5 to 7, and the pattern drawn on the mask 8 is transferred onto the wafer 12 by the image forming action of the projection lens 11.

【0022】マスク8は、マスクステージ9に載置する
に先立って、まず専用の密封ケース103に収納された
状態102で、マスク搭載室107とバルブ101を隔
てて隣接するマスク準備室104に準備される。マスク
は、従来マスクと同様にペリクルが貼り付けられている
が、図1ではペリクルを省略し、マスク基板のみを示し
た。このマスク準備室104の内部は、最初は通常の大
気が満たされている状態であるが、マスク収納ケース1
03が搬入されると、窒素パージ手段105により真空
排気と窒素充填を繰り返し行なって、窒素置換を行な
う。そして、酸素濃度モニタ106により酸素濃度が1
0ppm以下になったと判断した時点でバルブ101が
開放される。
Prior to mounting the mask 8 on the mask stage 9, the mask 8 is first prepared in a mask preparation chamber 104 adjacent to the mask mounting chamber 107 with the valve 101 in a state 102 of being housed in a dedicated sealing case 103. Is done. Although the pellicle is attached to the mask in the same manner as the conventional mask, the pellicle is omitted in FIG. 1 and only the mask substrate is shown. Although the inside of the mask preparation room 104 is initially filled with the normal atmosphere, the mask storage case 1
When 03 is carried in, vacuum purging and nitrogen filling are repeatedly performed by the nitrogen purging means 105 to perform nitrogen substitution. Then, the oxygen concentration is set to 1 by the oxygen concentration monitor 106.
The valve 101 is opened when it is determined that it has become 0 ppm or less.

【0023】同時に、図2に示すように、露光装置制御
系の指示によりマスク収納ケース103の蓋110が開
かれ、露光装置側のマスク搬送系部材111が矢印11
2に示す方向に移動して、マスクケース103内の状態
102のマスクを受け取り、そのマスクをマスクステー
ジ上に搬送する。以上の工程により、マスクとペリクル
との間の雰囲気の酸素濃度を10ppm以下に保ち、か
つペリクルに損傷を与えること無く、マスクをマスクス
テージに載置することができた。
At the same time, as shown in FIG. 2, the lid 110 of the mask storage case 103 is opened in accordance with an instruction from the exposure apparatus control system, and the mask transport system member 111 on the exposure apparatus side moves the arrow 11
2, the mask is received in the state 102 in the mask case 103, and the mask is transported onto the mask stage. By the above steps, the oxygen concentration of the atmosphere between the mask and the pellicle was kept at 10 ppm or less, and the mask could be mounted on the mask stage without damaging the pellicle.

【0024】一方、半導体ウエーハ12は、個別に環境
制御できる露光室109内のウエーハステージ13に搭
載される。この搭載に先立って、通常の電子線描画装置
と同様に、まず露光室とバルブを介して隣接する予備室
(図示せず)で真空排気により雰囲気中の酸素を十分除
去する。その後、窒素を充填し露光室と同じ圧力になっ
た時点でバルブを開き、専用の搬送治具でウエーハをウ
エーハステージ上に搬送するようにした。露光室内は窒
素等の不活性ガス置換あるいは真空のいずれでもよく、
酸素濃度が所定値以下とすればよい。
On the other hand, the semiconductor wafer 12 is mounted on a wafer stage 13 in an exposure chamber 109 which can individually control the environment. Prior to the mounting, similarly to a normal electron beam lithography apparatus, first, oxygen in the atmosphere is sufficiently removed by evacuation in an adjacent preliminary chamber (not shown) via a valve and an exposure chamber. Thereafter, when nitrogen was filled and the pressure reached the same level as that of the exposure chamber, the valve was opened, and the wafer was transferred onto the wafer stage by a dedicated transfer jig. The interior of the exposure chamber may be replaced with an inert gas such as nitrogen or vacuum.
The oxygen concentration may be lower than a predetermined value.

【0025】通常の方法でマスクとウエーハを所定位置
に位置決めした後、マスクパターンをウエーハ上に転写
した。転写のフローを図3に示す。工程20から工程2
5では、マスクを準備し、マスクステージ上に載置す
る。既にマスクが載置されている状態で新規ウエーハに
パターン転写を開始する場合は、このマスクを準備する
工程は省略される。工程26により、再度マスク搭載室
の酸素濃度をチェックするようにした。
After positioning the mask and the wafer at predetermined positions by a usual method, the mask pattern was transferred onto the wafer. FIG. 3 shows the flow of the transfer. Step 20 to Step 2
At 5, a mask is prepared and placed on a mask stage. When pattern transfer is started on a new wafer with a mask already placed, the step of preparing this mask is omitted. In step 26, the oxygen concentration in the mask mounting chamber was checked again.

【0026】一方、被露光基板となるウエーハを、工程
30から工程32を経て露光室に搬送した。ウエーハス
テージが置かれている露光室は窒素で充填されているの
で、まずウエーハを通常の大気環境下で露光予備室に入
れ、次に予備室を窒素置換し、酸素濃度が10ppm以
下になったとを確認した後、ウエーハを予備室から露光
室内に搬送した。
On the other hand, the wafer to be the substrate to be exposed was transported to the exposure chamber through steps 30 to 32. Since the exposure chamber where the wafer stage is placed is filled with nitrogen, the wafer is first put into the exposure preliminary chamber under a normal atmospheric environment, and then the preliminary chamber is replaced with nitrogen, and the oxygen concentration becomes 10 ppm or less. After confirming the above, the wafer was transferred from the preliminary chamber to the exposure chamber.

【0027】工程27、28は、従来と同様のウエーハ
へのパターン転写工程である。すなわち、マスク8はマ
スクステージ駆動手段10により、ウエーハ12はウエ
ーハステージ駆動手段14により、それぞれ移動または
位置決めされ、制御系16の指示の基にステッピングあ
るいは同期スキャンにより、ウエーハ全面にパターンを
転写する。特に、ウエーハ位置は、レーザ干渉計15に
より正確に計測される。また、オペレータによる露光に
必要なデータ入力や露光状態の把握は、インターフェー
ス17を介して行われるようにした。
Steps 27 and 28 are steps for transferring a pattern to a wafer as in the conventional case. That is, the mask 8 is moved or positioned by the mask stage driving means 10 and the wafer 12 is moved or positioned by the wafer stage driving means 14, and the pattern is transferred to the entire surface of the wafer by stepping or synchronous scanning based on an instruction from the control system 16. In particular, the position of the wafer is accurately measured by the laser interferometer 15. Further, data input required by the operator for exposure and grasp of the exposure state are performed via the interface 17.

【0028】1枚のウエーハへのパターン転写が終了す
るとそのウエーハは排出されて、次に準備されているウ
エーハがウエーハステージ上に搬送される。工程30〜
32はウエーハを1枚づつ取り扱ってもよいし複数枚ま
とめて取り扱ってもよい。ウエーハを1枚づつ取り扱う
場合は、工程28によるパターン転写と、工程30〜3
2によるウエーハの準備を並行して実施できるようにし
た。
When the pattern transfer to one wafer is completed, the wafer is discharged, and the next prepared wafer is conveyed to a wafer stage. Step 30-
Reference numeral 32 may handle wafers one by one or a plurality of wafers. When handling wafers one by one, pattern transfer in step 28 and steps 30 to 3
2 so that the wafers can be prepared in parallel.

【0029】以上により、本実施例では、露光光に対し
て透明かつ薄膜のペリクルに何ら損傷を与えることな
く、全露光光学系内の酸素濃度を許容値である10pp
m以下に保ち、マスクの交換も可能にしてパターン転写
を行なうことができた。そのため、F2レーザ(波長=
157nm)を光源とする露光装置により、図7に示す
ような0.1μmオーダーの微細ゲートパターン71や
密集配線パターン72を精度よく形成することができ
た。
As described above, in this embodiment, the oxygen concentration in the entire exposure optical system is set to the allowable value of 10 pp without damaging the pellicle which is transparent and thin with respect to the exposure light.
m or less, and the pattern could be transferred with the mask being exchangeable. Therefore, the F2 laser (wavelength =
With the exposure apparatus using 157 nm as a light source, a fine gate pattern 71 and a dense wiring pattern 72 of the order of 0.1 μm as shown in FIG. 7 could be formed with high accuracy.

【0030】(実施例2)本発明の他の実施例のマスク
を図4に示す。マスク基板41、マスク上のクロムパタ
ーン42、ペリクル枠44は、図6に示す従来のマスク
(基板61、クロムパターン62、ペリクル枠64)と
同様であるが、ペリクル43は、従来は薄膜であったの
に対し、本発明ではマスク基板と同様のガラス部材とし
た。従来のペリクルと比べて十分に剛性があるので多少
の圧力差では変形しない。マスク基板とペリクル枠とペ
リクルで囲まれた領域は十分に窒素パージされており密
封されている。ただし、マスク基板と投影レンズの間に
ガラス部材が挿入された状態となるので、球面収差が発
生する。そこで、この球面収差を補正する投影レンズを
搭載するよう構成した。
(Embodiment 2) FIG. 4 shows a mask according to another embodiment of the present invention. The mask substrate 41, the chrome pattern 42 on the mask, and the pellicle frame 44 are the same as the conventional mask (substrate 61, chrome pattern 62, pellicle frame 64) shown in FIG. 6, but the pellicle 43 is conventionally a thin film. On the other hand, in the present invention, the same glass member as the mask substrate was used. It is sufficiently rigid compared to conventional pellicles and does not deform with a slight pressure difference. The region surrounded by the mask substrate, the pellicle frame, and the pellicle is sufficiently purged with nitrogen and hermetically sealed. However, since the glass member is inserted between the mask substrate and the projection lens, spherical aberration occurs. Therefore, a configuration is adopted in which a projection lens for correcting this spherical aberration is mounted.

【0031】このマスクを図1に示す露光装置のマスク
ステージ9上に載置し、実施例1と同様にパターン露光
を行なった。ペリクルが剛体的なので、マスク準備室1
04内で窒素パージを行なう際のマスクケースの密封は
必ずしも必要ではなかった。すなわち、マスクケースの
密封という条件無しで、F2レーザ(波長=157n
m)を光源とする露光装置により、図7に示すような
0.1μmオーダーのパターンを精度よく形成すること
ができた。
This mask was placed on the mask stage 9 of the exposure apparatus shown in FIG. 1, and pattern exposure was performed in the same manner as in Example 1. Mask preparation room 1 because the pellicle is rigid
It is not always necessary to seal the mask case when performing a nitrogen purge in the chamber 04. That is, the F2 laser (wavelength = 157 n) is used without the condition of sealing the mask case.
With an exposure apparatus using m) as a light source, a pattern of the order of 0.1 μm as shown in FIG. 7 could be formed with high accuracy.

【0032】(実施例3)複数のマスクパターンを重ね
て露光することにより、微細なゲートパターンを形成し
た実施例を示す。図8(a)及び(b)は、ゲートパタ
ーンを形成するのに用いた2枚のマスクパターンの一部
を示す図である。図8(a)は、第1のマスクを示し、
通常のマスクで透明領域81の中に遮光パターン82が
形成されている。一方、図8(b)は、第2のマスクを
示し、位相シフトマスクであって、遮光領域83の中に
開口パターン84が形成されている。開口パターン84
に記述されている数値は、透過光の位相を示しており、
隣接する開口部を透過する光は、180度の位相差を有
している。
(Embodiment 3) An embodiment in which a fine gate pattern is formed by overlapping and exposing a plurality of mask patterns will be described. FIGS. 8A and 8B are diagrams showing a part of two mask patterns used for forming a gate pattern. FIG. 8A shows the first mask,
A light-shielding pattern 82 is formed in the transparent area 81 by using a normal mask. On the other hand, FIG. 8B shows a second mask, which is a phase shift mask in which an opening pattern 84 is formed in a light shielding region 83. Opening pattern 84
The numerical value described in indicates the phase of the transmitted light,
Light transmitted through the adjacent openings has a phase difference of 180 degrees.

【0033】この180度の位相差を得るために、本実
施例では、図9に示すようにマスク基板の所定部分を掘
り込んである。図中、93は位相シフトマスク部を示
す。すなわち、マスク基板91と遮光膜92、及び開口
部94、95、96、97からなるマスクにおいて開口
部94と開口部96におけるマスク基板を180度の位
相差が生じる量だけエッチング除去した。この深さは、
マスク基板の屈折率をnとしたとき、λ/{2(n−
1)}とした。ここに、λは露光波長で、本実施例で
は、λ=157nmである。
In this embodiment, a predetermined portion of the mask substrate is dug as shown in FIG. 9 in order to obtain the phase difference of 180 degrees. In the figure, reference numeral 93 denotes a phase shift mask section. That is, in the mask including the mask substrate 91, the light-shielding film 92, and the openings 94, 95, 96, and 97, the mask substrate in the openings 94 and 96 was removed by etching so as to cause a phase difference of 180 degrees. This depth is
Assuming that the refractive index of the mask substrate is n, λ / {2 (n−
1) I Here, λ is the exposure wavelength, and in this embodiment, λ is 157 nm.

【0034】ウエーハ上へのマスクパターン転写方法
は、実施例1と同様の方法で行った。実施例1との違い
は、ウエーハ上に2種類のパターンを重ねて露光したこ
とである。パターン転写のフローを図10に示す。ウエ
ーハの準備は、実施例1と同一で、工程30から工程3
2で行った。図8(a)に示す第1のマスクを工程11
1、112により準備し、工程113から工程115で
ウエーハ上にパターン露光を行った。準備されたウエー
ハすべてにパターンを露光した後、工程116で第1の
マスクを窒素パージの状態を保ったまま収納ケースに戻
した。ウエーハは、次の露光に備えて待避させた。
The mask pattern was transferred onto the wafer in the same manner as in Example 1. The difference from the first embodiment is that two types of patterns are superposed and exposed on the wafer. FIG. 10 shows the flow of pattern transfer. The preparation of the wafer is the same as in the first embodiment.
2 was performed. The first mask shown in FIG.
1 and 112, and pattern exposure was performed on the wafer in steps 113 to 115. After exposing the pattern to all the prepared wafers, in step 116, the first mask was returned to the storage case while keeping the state of the nitrogen purge. The wafer was evacuated for the next exposure.

【0035】次に、図8(b)に示す第2のマスクを工
程117、118により準備し、工程119から工程1
21で待避させていたすべてのウエーハ上にパターン露
光を行った。なお、パターン露光の順番は、逆でもよ
い。
Next, a second mask shown in FIG. 8B is prepared in Steps 117 and 118, and Steps 119 to 118 are performed.
Pattern exposure was performed on all the wafers evacuated at 21. The order of pattern exposure may be reversed.

【0036】前記の2枚のマスクを重ねた場合のパター
ン位置関係を図11(a)に示す。図中、破線は、図8
(b)に示した位相シフトマスクのパターンであり、隣
接する開口パターンは、きわめて細い暗線部で確実に分
離されて形成される。そのため、現像プロセスを経た後
は、図11(b)に示すように、位相シフトパターンで
挟まれた部分を50nmという極めて細いゲートパター
ン122として形成することができた。
FIG. 11A shows the pattern positional relationship when the two masks are overlapped. In the figure, the dashed line corresponds to FIG.
This is a pattern of the phase shift mask shown in (b), and adjacent opening patterns are surely separated by extremely thin dark lines. Therefore, after the development process, as shown in FIG. 11B, the portion sandwiched between the phase shift patterns could be formed as a very thin gate pattern 122 having a thickness of 50 nm.

【0037】以上のように、マスク周辺部の環境を保っ
たままマスクを交換して、同一のウエーハ上にパターン
を行うことができた。以後、通常の半導体製造プロセス
を通して,微細ゲートを有する半導体装置を製造した。
As described above, a pattern can be formed on the same wafer by replacing the mask while maintaining the environment around the mask. Thereafter, a semiconductor device having a fine gate was manufactured through a normal semiconductor manufacturing process.

【0038】なお、本実施例では、図8(a)に示すマ
スクを使用する場合の照明条件を、σ(コヒーレンスフ
ァクター)=0.6とし、図8(b)に示すマスクを使用
する場合の照明条件は、σ=0.4とした。照明条件
は、これに限られることなく、マスクパターンに応じて
種々のσの値を選ぶことができる。
In this embodiment, the illumination condition when the mask shown in FIG. 8A is used is σ (coherence factor) = 0.6, and the mask shown in FIG. 8B is used. Was set to σ = 0.4. The illumination condition is not limited to this, and various values of σ can be selected according to the mask pattern.

【0039】また、輪帯形状や四重極等、様々な変形照
明条件を採用することができる。マスクについても、従
来のバイナリマスク、各種の位相シフトマスクを使用で
きる。
Various modified illumination conditions such as an annular shape and a quadrupole can be adopted. As the mask, a conventional binary mask and various phase shift masks can be used.

【0040】いずれの実施例においても、マスクケース
の中でマスクを保存する際のマスクとペリクルとの間
は、酸素濃度を10ppm以下にしておく必要がある。
実施例の説明では主に窒素パージの例を示したが、窒素
の代わりにアルゴン、ヘリウム、ネオン等の不活性ガス
の置換も有効である。特に、ヘリウムの場合は、温度変
化に対する屈折率変化が充分小さい為、干渉光を用いて
マスクやウエーハの位置計測を精度よく行なえるという
特長がある。これらの不活性ガスは循環して使用しても
よい。また、必要に応じて、ペリクル枠の内側に脱酸素
材あるいは酸素濃度をモニタする部材を設けて酸素濃度
を所定値以下に保つように構成してもよい。
In any of the embodiments, when storing the mask in the mask case, the oxygen concentration between the mask and the pellicle must be 10 ppm or less.
In the description of the embodiment, an example of nitrogen purge is mainly shown, but it is also effective to substitute an inert gas such as argon, helium, or neon instead of nitrogen. In particular, in the case of helium, since the change in the refractive index with respect to the temperature change is sufficiently small, there is a feature that the position measurement of the mask or the wafer can be accurately performed using the interference light. These inert gases may be circulated and used. If necessary, a deoxidizing material or a member for monitoring the oxygen concentration may be provided inside the pellicle frame to maintain the oxygen concentration at a predetermined value or less.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、マスクに設けられたペ
リクルを破損することなく、窒素パージされる露光光学
系へのマスクの出し入れが可能となる。したがって、酸
素濃度を充分低下させた状態の中で、露光波長が157
nm程度あるいはそれ以下の短波長露光光を用いてパタ
ーン露光を行なうことができる。その結果、短波長の効
果を生かした微細かつ高精度のパターン転写、及び高集
積の半導体装置の製造が可能となった。
According to the present invention, it is possible to move the mask into and out of the exposure optical system purged with nitrogen without damaging the pellicle provided on the mask. Therefore, in a state where the oxygen concentration is sufficiently reduced, the exposure wavelength is 157.
Pattern exposure can be performed using short-wavelength exposure light of about nm or less. As a result, it is possible to manufacture a fine and highly accurate pattern transfer utilizing the effect of the short wavelength and manufacture a highly integrated semiconductor device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を実施する投影露光装置の一例を示す構
成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a projection exposure apparatus embodying the present invention.

【図2】本発明におけるマスクとマスクケースの一具体
例を示す図。
FIG. 2 is a view showing a specific example of a mask and a mask case according to the present invention.

【図3】本発明の露光方法のフローを示す図。FIG. 3 is a view showing a flow of an exposure method of the present invention.

【図4】本発明におけるマスクの他の具体例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing another specific example of the mask according to the present invention.

【図5】従来の露光装置の構成を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional exposure apparatus.

【図6】従来のマスクの構成を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional mask.

【図7】半導体装置の断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view of a semiconductor device.

【図8】(a)は通常のマスク、(b)は位相シフトマ
スクをそれぞれ示す図。
8A is a diagram illustrating a normal mask, and FIG. 8B is a diagram illustrating a phase shift mask.

【図9】位相シフト部を示す断面略図。FIG. 9 is a schematic sectional view showing a phase shift unit.

【図10】実施例3におけるパターン転写のフローを示
す図。
FIG. 10 is a diagram showing a flow of pattern transfer in a third embodiment.

【図11】(a)は、図8(a)と(b)の2つのマス
クを重ねた場合を示し、(b)は、形成されたゲートパ
ターンを示す図。
FIG. 11A shows a case where two masks of FIGS. 8A and 8B are overlapped, and FIG. 11B is a view showing a formed gate pattern.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…照明光、2…光路、3…デュフーザ、4…照明絞
り、5〜7…照明光学系(コンデンサレンズ)、8…マ
スク、9…マスクステージ、10…マスクステージ駆動
手段、11…縮小投影レンズ、12…ウエーハ、13…
ウエーハステージ、14…ウエーハステージ駆動手段、
15…レーザ干渉計、16…制御系、17…インターフ
ェース、41…マスク基板、42…クロムパターン、4
3…ガラス製ペリクル、44…ペリクル枠、63…従来
のペリクル、64…従来のペリクル枠、81…透明領
域、82、83…遮光領域、84…開口パターン、91
…マスク基板、92…遮光膜、93…位相シフト部、9
4〜97…開口部、101…バルブ、103…マスクケ
ース、104…マスク準備室、105…窒素パージ手
段、106…酸素濃度モニタ、107…マスク搭載室、
108…モニタ、109…露光室、110…マスクケー
スの蓋、122…ゲートパターン。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Illumination light, 2 ... Optical path, 3 ... Dufuser, 4 ... Illumination stop, 5-7 ... Illumination optical system (condenser lens), 8 ... Mask, 9 ... Mask stage, 10 ... Mask stage driving means, 11 ... Reduction projection Lens, 12 ... Wafer, 13 ...
Wafer stage, 14 ... wafer stage driving means,
15 laser interferometer, 16 control system, 17 interface, 41 mask substrate, 42 chrome pattern, 4
3: Glass pellicle, 44: Pellicle frame, 63: Conventional pellicle, 64: Conventional pellicle frame, 81: Transparent area, 82, 83: Light shielding area, 84: Opening pattern, 91
... Mask substrate, 92 ... Light shielding film, 93 ... Phase shift section, 9
4 to 97: opening, 101: valve, 103: mask case, 104: mask preparation chamber, 105: nitrogen purge means, 106: oxygen concentration monitor, 107: mask mounting chamber,
108 monitor, 109 exposure chamber, 110 mask case lid, 122 gate pattern.

フロントページの続き (72)発明者 田中 稔彦 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Fターム(参考) 2H095 BA01 BA07 BB30 BC31 BC33 BE12 5F046 AA22 CA04 CA08 CB17 CC02 CC09 CD02 CD04 DA27 DB14 DC05 Continued on the front page (72) Inventor Toshihiko Tanaka 1-280 Higashi-Koigabo, Kokubunji-shi, Tokyo F-term in Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. DC05

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】パターンが形成されたマスクを、その内部
環境が一定条件に保たれたマスクケースに収納した状態
で準備する工程と、ウエーハ基板上に該パターンを転写
する為に該マスクを載置する露光装置の所定位置を囲む
環境を計測する計測工程と、該環境を所定の環境条件に
制御する環境制御工程と、該所定の環境条件のもとで該
マスクケースから該マスクを取り出して該所定位置に載
置するマスク搬送工程と、該所定位置に載置された該マ
スクに所定の波長の光を照明せしめ、該マスクに形成さ
れた該パターンを投影光学系を介して該ウエーハ基板上
に転写する投影露光工程とを含んでなることを特徴とす
る投影露光方法。
1. A step of preparing a mask on which a pattern is formed in a mask case in which the internal environment is maintained under a constant condition, and mounting the mask to transfer the pattern onto a wafer substrate. A measuring step of measuring an environment surrounding a predetermined position of the exposure apparatus to be placed; an environment controlling step of controlling the environment to predetermined environmental conditions; and taking out the mask from the mask case under the predetermined environmental conditions. A mask transporting step of placing the wafer at the predetermined position, illuminating the mask placed at the predetermined position with light of a predetermined wavelength, and projecting the pattern formed on the mask through the projection optical system to the wafer substrate. A projection exposure step of transferring onto the top.
【請求項2】前記所定の環境条件は、前記マスクを囲む
雰囲気の条件であって、少なくとも酸素濃度を制御対象
に含み、かつ、該酸素濃度が10ppm以下であること
を特徴とする請求項1記載の投影露光方法。
2. The method according to claim 1, wherein the predetermined environmental condition is an atmosphere condition surrounding the mask, wherein at least an oxygen concentration is included in a control target, and the oxygen concentration is 10 ppm or less. The projection exposure method as described in the above.
【請求項3】所定の波長の光を発する光源と、該光源か
ら発する光を所定の露光条件に制御する照明光学手段
と、パターンが描かれたマスクを載置するマスクステー
ジと、該ウエーハを載置するウエーハステージと、該マ
スクに描かれたパターンを該ウエーハ上に投影を行う投
影光学手段とを具備する投影露光装置において、少なく
とも前記マスクステージを囲む領域と前記ウエーハステ
ージを囲む領域とを、それぞれ独立に所定の環境条件に
制御する環境制御手段と、その内部環境が一定条件に保
たれたマスクケースに収納されたマスクを前記マスクス
テージに隣接した位置に準備するためのマスク準備手段
と、前記マスクステージを囲む領域が該所定の環境条件
にある中で、前記マスクケースから前記マスクを取り出
して前記マスクステージに載置するためのマスク搬送手
段とを具備してなることを特徴とする投影露光装置。
3. A light source for emitting light of a predetermined wavelength, illumination optical means for controlling the light emitted from the light source to predetermined exposure conditions, a mask stage on which a mask on which a pattern is drawn is mounted, and the wafer In a projection exposure apparatus including a wafer stage to be mounted and projection optical means for projecting a pattern drawn on the mask onto the wafer, at least a region surrounding the mask stage and a region surrounding the wafer stage Environmental control means for independently controlling to predetermined environmental conditions, and mask preparation means for preparing a mask housed in a mask case in which the internal environment is maintained under constant conditions at a position adjacent to the mask stage. Taking out the mask from the mask case while the area surrounding the mask stage is under the predetermined environmental condition; Projection exposure apparatus characterized by comprising; and a mask conveying means for placing the di.
【請求項4】パターンが描かれている面を有するマスク
基板と、該マスク基板面を被覆するよう設置された、所
定の厚さと剛性を有するガラス部材とを具備してなり、
かつ、該マスク基板と該ガラス部材との間を窒素充填し
密封してなることを特徴とする投影露光用マスク。
4. A mask substrate having a surface on which a pattern is drawn, and a glass member having a predetermined thickness and rigidity provided so as to cover the mask substrate surface,
A projection exposure mask, wherein the space between the mask substrate and the glass member is filled with nitrogen and sealed.
【請求項5】請求項1記載の投影露光方法を用いて半導
体装置を作製してなることを特徴とする半導体装置の製
造方法。
5. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising manufacturing a semiconductor device using the projection exposure method according to claim 1.
JP2000115843A 2000-04-12 2000-04-12 Projection exposure method, projection exposure apparatus, projection exposure mask, and semiconductor device manufacturing method using the method Pending JP2001297978A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2002093626A1 (en) * 2001-05-16 2002-11-21 Nikon Corporation Aligning method and aligner, and method and system for conveying substrate

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