专利名称：曝光设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及曝光设备，该设备适合于通过经其上制作所需要的图形的掩模板(reticule)或掩模的曝光来将图形复制到抗蚀剂上，本发明尤其涉及被设计为改善其技术维修的曝光设备。
现在，在半导体器件制造中已经采用将做在掩模板或掩模上的半导体集成电路图形复制到晶片表面上的一种方法。该方法中，在使用时间较长的曝光设备的情况下，污物常沉积在投射透镜、掩模板或掩模上，引起光学性能降低或者污物的复制。
为处理上述情况，已提出下述各方法提供污物防止设备，以用于覆盖投射透镜的上表面的方法(日本专利申请公开号昭61-171126)；提供用于将空气流吹到掩模板表面和背面上之装置的方法(日本专利申请公开号昭60-83034)；提供用于将空气或隋性气体供给掩模之形成图形表面附近之装置的方法(日本专利申请公开号平8-124822)，等等。但是，在这些已有方法中，并没有得到可防止诸如光学性能降低之缺陷的有效效果。
作为曝光技术，在LSI器件制造中采用下述的曝光技术，其中将使用具有436nm波长的g-线或者具有365nm波长的i-线的曝光设备与酚醛清漆型抗蚀剂(novolak type resist)结合起来。但是，由于LSI器件的高集成度之故，利用更有利于小型化的红外线准分子激光器的光刻技术已经成为必要。准分子激光器包括波长为193nm的ArF激光器，波长为248.5nm的KrF激光器等。但是，在利用准分子激光器的情况下，当使用常规的酚醛清漆型抗蚀剂作为抗蚀剂时观察到缺陷，由于光吸收的增大使之不能得到良好的抗蚀剂结构，并且灵敏度也明显地降低。
因此，已经提出一种化学增强型抗蚀剂，其利用由光酸生成剂产生酸的酸催化反应，作为用于短波长光刻的抗蚀剂和用于电子束光刻的抗蚀剂，该化学增强型抗蚀剂已经成为主流。
然而，在使用含有光酸生成剂的抗蚀剂的情况下，在由光酸生成剂产生的酸中存在许多挥发性的东西，并且存在由酸催化反应产生的树脂分解产物。最重要的是，磺酸类是易于挥发的，它们由于曝光期间产生热而表现出蒸发现象。并且，在曝光期间于曝光设备中蒸发的酸会在设备中散发而引起曝光设备的污染。尤其是，在沉积到投射透镜上的情况下，该酸还引起曝光光度的下降和透镜性能的降低，因而必须更换一部分或者全部的投射透镜。
鉴于上述情况，已经提出一种曝光设备，其中设有在投射透镜和待曝光的晶片之间的用于化学上吸收有机材料的含金属的膜，或者排出机构(日本专利申请公开号平9-260257)。在该申请所述的常规曝光设备中，设有含有金属的膜，其用于以化学方式吸收投射透镜和待曝光的晶片之间钙、锶、钡、钛等的有机化合物材料。作为膜材料，提出了淀粉类物质，例如聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮和纤维素；提出了水溶性的聚合物，例如聚乙二醇和明胶；以及提出了有机可溶性溶剂聚合物，例如甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯。根据该常规设备，利用该膜可防止诸如来自抗蚀剂的酸的有机材料到达投射透镜，以及可防止投射透镜的污染。
在日本专利申请公开号平9-260257中所述的常规曝光设备的另一个实例中，排出装置安装在晶片夹盘的周边。通过将吸气器连接到排出口的尖端，所述排出装置以5到10(ml/分钟)的流速进行吸气。根据该常规曝光设备，在晶片表面附近产生在径向朝向外部的空气流，以及产生诸如使来自抗蚀剂的酸的不再到达投射透镜的有机材料，从而可防止投射透镜的污染。
但是，在具有在日本专利申请公开号平9-260257中公开的膜的曝光设备中，存在的问题点是膜中含有的金属影响了分辩率性能。而且，在装有排出装置的曝光设备中，防止酸沉积在投射透镜的效果是不充分的。
本发明的目的是提供一种曝光设备，采用该设备可防止有机材料，例如在曝光时从涂在晶片表面上的化学增强型抗蚀剂蒸发的酸，沉积在投射透镜上，由此能防止透镜性能的降低和显著改善维修特性。
根据本发明的第一曝光设备的特征是，具有投射透镜；其上放置待曝光的晶片并被安装在投射透镜下面的晶片台；以及安装在投射透镜和晶片台之间的光学上透明且不通过气体成分的透明掩蔽板。
透明掩蔽板可以包括石英基片。
曝光设备还可以包括用于以可拆卸方式支撑该透明掩蔽板的支撑部件。
根据本发明的第二曝光设备的特征是，具有投射透镜；安装在投射透镜下面并在其上放置待曝光晶片的晶片台；以及安装在该投射透镜和该晶片台之间由硝化纤维和不可避免的杂质形成的膜。
曝光设备还可以包括用于以可拆卸方式支撑该膜的支撑部件。
本发明中，由于提供了透明掩蔽板或者在投射透镜和晶片台之间由硝化纤维和不可避免的杂质形成的膜，能够防止诸如从涂在晶片表面的化学增强型抗蚀剂蒸发出来的酸的有机材料到达投射透镜。由于因此能够防止投射透镜的污染，故能够在长的时间周期内保持高分辩性能。
根据本发明的第三曝光设备的特征是，具有投射透镜；安装在投射透镜下面并在其上放置待曝光晶片的晶片台；以及用于将空气沿水平方向向下吹向晶片的空气吹气设备。
本发明中，由于提供了用于将空气沿水平方向向下吹向晶片的空气吹气设备，因此防止了诸如从化学增强型抗蚀剂蒸发的酸的有机材料到达投射透镜。
如上所述，根据本发明，由于防止了诸如从化学增强型抗蚀剂蒸发的酸的有机材料到达投射透镜，可防止投射透镜的污染。而且，在很长的时间周期内能保持高分辩性能。另外，透明掩蔽板或膜可形成为可拆卸的，在此情况下可显著改善维修特性，并能降低成本。
图1是表示根据本发明第一实施例的曝光设备的示意图；图2是表示根据本发明第二实施例的曝光设备的示意图；和图3是表示根据本发明第三实施例的曝光设备的示意图。
下面，将参考
根据本发明实施例的曝光设备。图1是表示根据本发明第一实施例曝光设备的示意图。按照与常规曝光设备的相同方式，投射透镜3设置在掩模板2的下方，并且在其下方提供其上放置晶片4的晶片台5。化学增强型抗蚀剂涂在晶片4的表面上。另外，在本实施例中，在投射透镜3和晶片台5之间提供有透明掩蔽板1。该透明掩蔽板1例如是由合成石英做成的，其光学上是透明的且不通过气体成分。此外，其厚度最好是均匀的使得不会对曝光设备的光学性能产生影响，其厚度要尽可能薄使得防止透射光量的衰减，例如其为2到3mm。而且，尽管没有示出，提供了用于以可拆卸方式支撑透明掩蔽板1的支撑部件。
在由上述构成的第一实施例的曝光设备中，利用由合成石英做成的透明掩蔽板1能够防止诸如从涂在晶片4表面上的化学增强型抗蚀剂蒸发的酸的有机材料到达投射透镜3。由此可防止投射透镜3的污染。而且在由于长期使用而沉积在透明掩蔽板1的有机材料引起晶片4上的亮度衰减的情况下，可以移去该透明掩蔽板1并用新透明掩蔽板替代。通过例如甲基乙基甲酮等有机溶剂来擦掉沉积在透明掩蔽板1上的有机材料，可以重新利用该透明掩蔽板1。
下面说明根据本发明第二实例的曝光设备。图2是表示根据本发明第二实施例曝光设备的示意图。按与常规曝光设备相同的方式，投射透镜13设置在掩模板12的下面，并且其下面提供其上放置晶片14的晶片台15。化学增强型抗蚀剂涂在晶片14的表面。而且在本实施例中，支撑台16设置在晶片台15上，并且在该支撑台16上涂有硝化纤维膜11。硝化纤维膜11是由硝化纤维和不可避免的杂质构成的。
在按上述构成的第二实施例的曝光设备中，通过硝化纤维膜11可防止诸如从涂在晶片14表面上的化学增强型抗蚀剂蒸发的酸的有机材料到达投射透镜13。由此，可防止投射透镜13的污染。而且，由于有可能以极薄的形式制成硝化纤维膜11，其对曝光设备的光学性能影响极小。由于硝化纤维膜11的再利用是不可能的，该膜将是可随意处理的。因此，在由于因长期使用使涂在硝化纤维膜11的有机材料引起晶片14上亮度衰减的情况下，可替换该硝化纤维膜11。
在本实施例中，该硝化纤维膜11涂在设置在晶片台15上的支撑台16上，但本发明并不限于这种情况。可在投射透镜13和晶片14之间设置硝化纤维膜。
下面说明根据本发明第三实施例的曝光设备。图3是表示根据本发明第三实施例曝光设备的示意图。按与常规曝光设备相同的方式，投射透镜23设置在掩模板22的下面，并且其下设置其上放置晶片24的晶片台25。化学增强型抗蚀剂涂在晶片24的表面。另外，在本实施例中，设置风扇21a，并且在风扇21a和晶片台25之间设置空气进气设备21b，用于将由风扇21a产生的空气流从上面引导到放置在晶片台25上的晶片24的表面上。
在以上述方式构成的第三实施例的曝光设备中，由风扇21a产生的空气流从空气进气设备21b沿水平方向向下引入。因此，曝光时从诸如涂在晶片24表面的化学增强型抗蚀剂蒸发产生的酸的有机材料在其到达投射透镜23之前由空气进气设备21b导入的空气流吹散。由于这样，可防止有机材料到达投射透镜23。尤其是，由于空气流的方向是水平方向向下，空气吹动的作用是显著大的。
第一到第三实施例可分别组合起来使用。例如，掩蔽板，风扇及空气进气设备可安装在相同的曝光设备中。
权利要求
1.一种曝光设备，其特征在于，包括投射透镜；安装在所述投射透镜下面、其上放置待曝光的晶片的晶片台；和安装在所述投射透镜和所述晶片台之间的透明掩蔽板，该板光学上是透明的且不通过气体成分。
2.根据权利要求1的曝光设备，其特征在于，所述透明掩蔽板包括石英基片。
3.根据权利要求1的曝光设备，其特征在于，还包括用于以可拆卸方式支撑所述透明掩蔽板的支撑部件。
4.一种曝光设备，其特征在于，包括投射透镜；安装在所述投射透镜下面、其上放置待曝光的晶片的晶片台；和安装在所述投射透镜和所述晶片台之间由硝化纤维和不可避免的杂质构成的膜。
5.根据权利要求4的曝光设备，其特征在于，还包括用于以可拆卸方式支撑所述膜的支撑部件。
6.一种曝光设备，其特征在于，包括投射透镜；安装在所述投射透镜下面、其上放置待曝光的晶片的晶片台；和用于将空气沿水平方向向下吹到所述晶片上的空气吹气设备。
全文摘要
一种曝光设备装有投射透镜、安装在投射透镜下面其上放置待曝光的晶片的晶片台、以及安装在投射透镜和晶片台之间在光学上透明且不通过气体成分的透明掩蔽板。
文档编号H01L21/027GK1236116SQ9910338
公开日1999年11月24日 申请日期1999年2月19日 优先权日1998年2月19日
发明者桥本修一 申请人:日本电气株式会社