JP2004152843A

JP2004152843A - Ｅｕｖ露光方法及び露光装置

Info

Publication number: JP2004152843A
Application number: JP2002313961A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Ota; 和哉太田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】ＥＵＶリソグラフィに用いられるレチクル（マスク）を露光装置内に導入した後に、レチクルに微細なゴミが付着することにより露光作業に支障をきたすことを防ぎつつ、露光装置のスループット低下を防止する。
【解決手段】レチクル２は、温調チャンバ１６内のレチクルロードロック室１９を介して、真空引きされている真空チャンバ１７内に搬入される。真空チャンバ１７の内部には、ＥＵＶ露光装置の本体１８が設置されていて、ＥＵＶ露光を行う。レチクル２には、真空チャンバ１７内でレチクルクリーニング機構２２によってクリーニングが施される。このクリーニングの際には、レチクル２にゴミが付着しているかどうかをあらかじめ調べるためのレチクル検査は行わない。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＥＵＶ光（軟Ｘ線）を用いた露光方法及び露光装置に関する。特には、パターン原版であるレチクル（マスク）に微細なゴミが付着することにより露光作業に支障をきたすことを防ぐための改良を加えた露光方法及び露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路素子の微細化に伴い、光の回折限界によって、制限される光学系の分解能を向上させるために、ＥＵＶ光（軟Ｘ線）を利用した縮小投影リソグラフィ技術が開発されている。
【０００３】
ＥＵＶ光は、従来用いられてきた紫外線よりも波長が短いため、より微細なデバイスパターンを露光・投影することができる。しかし、ＥＵＶ光の波長帯では、物質の屈折率が真空の屈折率（＝１）に非常に近いため、可視光域で一般に用いられているような屈折を利用した光学素子は使用することができない。そのため、全反射を利用した斜入射ミラーや多層膜ミラー等が使用されている。
【０００４】
また、ＥＵＶ光は大気に吸収されて減衰するため、ＥＵＶ露光装置の本体は、真空チャンバの中に設置され、その光路はすべて所定の真空度に維持されるようになっている。
【０００５】
ＥＵＶ露光装置は、主としてＥＵＶ光源、照明光学系、レチクルステージ、結像（投影）光学系、ウェハ（感応基板）ステージ等により構成される。レチクルとしては反射型レチクルが使用される。反射型レチクルは、ＥＵＶ光を反射する多層膜の上に、比較的ＥＵＶ光をよく吸収する物質を所望のパターン状に加工・形成したものである。
【０００６】
上記の反射多層膜は、基板の上に所望の波長で屈折率の大きく異なる２種類の物質を数ｎｍの厚さで数十層交互に積層させたものである。この２種類の物質による多くの界面で反射された光の位相をそろえることにより、高い反射率を得ることができる。
【０００７】
ＥＵＶ露光に用いるレチクルは、ＥＵＶ露光装置の真空チャンバ内に導入されるが、同真空チャンバ内に散乱・浮遊している微細なゴミの一部がレチクルに付着する畏れがある。レチクルのデバイスパターン面にゴミが付着すると、露光の際に、このゴミの像がウェハ上に結像してしまい、パターン欠陥が生じる。
【０００８】
このようなゴミに起因するパターン欠陥を防ぐために、紫外線を用いた露光では、レチクルのパターン面をペリクルで覆っている。ペリクルを用いると、ペリクルの表面にゴミが付着しても、このペリクルに付着したゴミは露光の際には、結像しない。
ところが、ＥＵＶ波長帯の光に適した、透過性の高いペリクル材料は現在のところ存在しない。このため、ＥＵＶ露光装置には、この方法は適用できない。
【０００９】
そこで、ＥＵＶ露光においては、露光装置内にレチクルを導入した後に、レチクルのパターン面にゴミが付着しているかどうかを検査し、同レチクルにゴミが付着している場合には、クリーニングを行うことが想定されている。
しかしながら、この検査においては、微細なゴミをもれなく検出しなければならないので、かなりの時間がかかってしまう。なお、ＥＵＶ露光用の反射型レチクルのクリーニング方法については、特許文献１を参照されたい。
【００１０】
一方、真空環境下で保管されている間にも、レチクルにゴミが付着する畏れがある。これには、例えば、クレバノフ−レーダーペリクルを適用することで、対応する可能性がある（特許文献２参照。）。しかしながら、真空環境下でレチクルを保持している間に、ゴミが再度付着する可能性は依然としてある。
【００１１】
【特許文献１】
特公平６−９５５１０号公報（第２−４頁、第１−４図）
【特許文献２】
米国特許６１５３０４４号明細書
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記の点に鑑み、本発明は、ＥＵＶリソグラフィに用いられるレチクル（マスク）を露光装置内に導入した後に、レチクルに微細なゴミが付着することにより露光作業に支障をきたすことを防ぐとともに、露光装置のスループット低下のおそれも低い露光方法及び露光装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の第１のＥＵＶ露光方法は、感応基板上に転写すべきデバイスパターンをレチクル上に形成し、真空環境下で該レチクルをＥＵＶ光で照明し、該レチクルで反射したＥＵＶ光を感応基板上に照射して、前記デバイスパターンを前記感応基板上に転写する露光方法であって、前記レチクルを真空環境下に導入した後に、該レチクルへのゴミの付着状況を検査することなく、該レチクルのクリーニングを行うことを特徴とする。
【００１４】
上記のＥＵＶ露光方法によれば、レチクルのパターン面へのゴミの付着の有無を検査する手間を省くことにより、露光作業にかかる時間を短縮することができる。
なお、露光（パターン転写）を行う真空環境（真空チャンバ）とクリーニングを行う真空環境（真空チャンバ）とは別個のものであってもよい。その場合、一般的には、露光チャンバとクリーニングチャンバを隣接して配置し、両者をゲートバルブを介して接続することとする。
【００１５】
本発明の第２のＥＵＶ露光方法は、感応基板上に転写すべきデバイスパターンをレチクル上に形成し、真空環境下で該レチクルをＥＵＶ光で照明し、該レチクルで反射したＥＵＶ光を感応基板上に照射して、前記デバイスパターンを前記感応基板上に転写する露光方法であって、前記レチクルを真空環境下に導入した後、同真空環境下にある保管棚に保管し、前記レチクルの保管中に、適宜該レチクルのクリーニングを行うことを特徴とする。
【００１６】
上記のＥＵＶ露光方法によれば、レチクルを保管している間、随時クリーニングを行うことにより、レチクルを常に清浄な状態に保つことができる。したがって、いざレチクルを使用する際に、保管中にたまったゴミのクリーニングに時間をとられるようなことがない。
なお、この第２のＥＵＶ露光方法においても、露光を行う真空チャンバと、レチクルの保管及びクリーニングを行う真空チャンバとは別個のものであってもよい。
【００１７】
上記のＥＵＶ露光方法においては、前記レチクルの保管中に、前回のクリーニングからの経過時間の長いレチクルから順にクリーニングを行うこともできる。この場合、長期の保管中にゴミの多くたまっていると考えられるレチクルを優先してクリーニングを行うことで、効率的にクリーニングを行うことができる。
【００１８】
また、上記のＥＵＶ露光方法においては、露光作業に使用したレチクルを保管棚に格納する前に、前記レチクルのクリーニングを行うこともできる。
この場合、レチクルに付着したゴミを保管棚に持ち込むことがないので、レチクルを清浄に保つのに効果的である。
【００１９】
本発明に係るＥＵＶ露光装置は、ＥＵＶ光を発生させるＥＵＶ光源と、この光源からのＥＵＶ光を反射型レチクルに導く照明光学系と、前記反射型レチクルにより反射されるＥＵＶ光を感応基板に導く投影光学系と、を備え、前記反射型レチクル上に形成されているデバイスパターンを感応基板へ転写する露光装置本体が、真空チャンバの中に設置されている露光装置であって、さらに、該真空チャンバ内に配置されたレチクルを保管する保管棚、及び、レチクルクリーニング機構を備え、前記レチクルを前記真空チャンバ内に導入した後に、該レチクルへのゴミの付着状況を検査することなく、該レチクルのクリーニングを行うことを特徴とする。
【００２０】
上記のＥＵＶ露光装置においては、前記レチクルクリーニング機構が、レチクルにレーザ光を照射することでレチクルのクリーニングを行うものとすることもできる。
【００２１】
上記のＥＵＶ露光装置においては、レチクル保管棚に、レチクルに所定の周波数で振動を加える高周波加振器を備えるものとすることもできる。
これにより、レチクルの保管中に、レチクルに付着したゴミを振り落とすことができ、ゴミの付着を防ぐことができる。
【００２２】
上記のＥＵＶ露光装置においては、レチクルのクリーニングを行う際に、クリーニングを施すデバイスパターンの形成された面を重力方向下向きにしてクリーニングを行うものとすることもできる。
これにより、露光装置内の真空環境下を浮遊しているゴミがレチクル上に落下して付着するのを防ぐことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、ＥＵＶ露光装置（露光装置本体）の概要について説明する。
図２は、ＥＵＶ露光装置（４枚投影系）の本体の概略構成を示す図である。
図２に示すＥＵＶ露光装置は、光源を含む照明系ＩＬを備えている。照明系ＩＬから放射されたＥＵＶ光（一般に波長５〜２０ｎｍが用いられ、具体的には１３ｎｍや１１ｎｍの波長が用いられる）は、折り返しミラー１で反射してレチクル２に照射される。
【００２４】
レチクル２は、レチクルステージ３に保持されている。このレチクルステージ３は、走査方向（Ｙ軸）に１００ｍｍ以上のストロークを持ち、レチクル面内の走査方向と直交する方向（Ｘ軸）に微小ストロークを持ち、光軸方向（Ｚ軸）にも微小ストロークを持っている。ＸＹ方向の位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされ、Ｚ方向はレチクルフォーカス送光系４とレチクルフォーカス受光系５からなるレチクルフォーカスセンサでモニタされている。
【００２５】
レチクル２で反射したＥＵＶ光は、図中下側の光学鏡筒１４内に入射する。このＥＵＶ光は、レチクル２に描かれた回路パターンの情報を含んでいる。レチクル２にはＥＵＶ光を反射する多層膜（例えばＭｏ／ＳｉやＭｏ／Ｂｅ）が形成されており、この多層膜の上に吸収層（例えばＮｉやＡｌ）の有無でパターニングされている。
【００２６】
光学鏡筒１４内に入射したＥＵＶ光は、第一ミラー６で反射した後、第二ミラー７、第三ミラー８、第四ミラー９と順次反射し、最終的にはウェハ１０に対して垂直に入射する。投影系の縮小倍率は、例えば１／４や１／５である。この図では、ミラーは４枚であるが、Ｎ．Ａ．をより大きくするためには、ミラーを６枚あるいは８枚にすると効果的である。鏡筒１４の近傍には、アライメント用のオフアクシス顕微鏡１５が配置されている。
【００２７】
ウェハ１０は、ウェハステージ１１上に載せられている。ウェハステージ１１は、光軸と直交する面内（ＸＹ平面）を自由に移動することができ、ストロークは例えば３００〜４００ｍｍである。同ウェハステージ１１は、光軸方向（Ｚ軸）にも微小ストロークの上下が可能で、Ｚ方向の位置はウェハオートフォーカス送光系１２とウェハオートフォーカス受光系１３からなるウェハフォーカスセンサでモニタされている。ウェハステージ１１のＸＹ方向の位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされている。露光動作において、レチクルステージ３とウェハステージ１１は、投影系の縮小倍率と同じ速度比、すなわち、４：１あるいは５：１で同期走査する。
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態に係るＥＵＶ露光装置の全体を示す図である。
図１に示すように、露光装置本体１８（図２参照。）は、真空チャンバ１７の内部に設置されている。さらに、真空チャンバ１７は、温調チャンバ１６内に設置されている。
なお、露光装置本体１８を、上記の真空チャンバ１７（レチクルの保管及びクリーニングを行う真空チャンバ）とは別個の真空チャンバ内に収容し、両チャンバをゲートバルブを介して接続することとしてもよい。
【００２９】
レチクル２は、レチクル搬送用ケース２０に収納された状態で、温調チャンバ１６内のレチクルロードロック室１９に搬入される。次に、レチクル２は、レチクルロードロック室１９内でレチクル搬送用ケース２０から取り出される。そして、レチクルロードロック室１９は、不図示のポンプにより真空排気される。排気の後、レチクル２は、真空チャンバ１７の内部に搬入される。
【００３０】
この排気の際には、レチクルロードロック室１９内でポンプによって排出される空気の流れにより、ゴミが捲き上げられてレチクル２にゴミが付着しやすい。そこで、真空チャンバ１７内において、レチクルクリーニング機構２２によりレチクル２のデバイスパターンの形成されている面に対してクリーニングが行われる。
【００３１】
レチクルクリーニング機構２２は、レチクル２にレーザーを下から照射してクリーニングを行う。このレチクルクリーニング機構２２の詳細については、前記特許文献１を参照されたい。ここで、レーザー照射によるクリーニング以外のクリーニング方法としては、アッシングによる方法を用いることができる。
【００３２】
本発明の第１の実施形態に係るＥＵＶ露光方法においては、このクリーニングに際し、あらかじめレチクルにゴミが付着しているかどうかの検査は行わない。本実施形態によれば、レチクルのパターン面へのゴミの付着の有無を検査する手間を省くことにより、露光作業にかかる時間を短縮することができる。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施形態に係るＥＵＶ露光方法について説明する。
本実施形態においては、図１に示す真空チャンバ１７の中にレチクル保管棚２１が設置されている。先の実施形態において説明したように、レチクル２は、レチクルロードロック室１９を通って、真空チャンバ１７の中に搬入される。そして、レチクル２は、レチクル保管棚２１の中に格納・保管される。
【００３４】
レチクル２は、このレチクル保管棚２１に保管されている間、適宜取り出されレチクルクリーニング機構２２を用いて、真空チャンバ１７内でクリーニングされる。
【００３５】
本実施形態によれば、保管中、レチクル２を使用していないときにも、適宜レチクル２をレチクル保管棚２１から取り出して、同レチクル２のクリーニングを行うことで、ゴミが付着するリスクを低減することができる。
【００３６】
上記の実施形態においては、レチクル２がレチクル保管棚２１に保管されている間に、最近のクリーニングの後、レチクル保管棚２１に保管されている時間の長いレチクルから順にクリーニングを行うようにすることもできる。
【００３７】
上述のように、レチクル保管棚２１に格納されたレチクル２にゴミが付着するのを防ぐためには、例えば、前掲のクレバノフ−レーダーペリクルを適用することができる。しかしながら、これだけでは、レチクル保管棚２１の中で出番を待つ間に、ゴミがまた付着する可能性を否定できない。そこで、クリーニングが行われてからより長い時間が経って、より多くのゴミがたまっていると考えられるレチクル２を優先して、クリーニングすることにより、クリーニング作業を効率的に行うことができる。
【００３８】
また、上記の実施形態においては、露光作業に使用したレチクル２をレチクル保管棚２１に格納する前に、当該レチクル２のクリーニングを行うものとすることもできる。
これにより、レチクル２に付着したゴミをレチクル保管棚２１の中に持ち込むことを防ぐことができる。よって、レチクル２及びレチクル保管棚２１を清浄に保つのに効果的である。
【００３９】
上記のＥＵＶ露光装置においては、レチクル２に所定の周波数の振動を与える高周波加振器２３がレチクル保管棚２１に備えられているものとすることもできる。
この高周波加振器２３を用いて、レチクル保管棚２１に保管されているレチクル２に振動を加えることにより、ゴミを振り落とす等して、レチクル２へのゴミの付着を防止することができる。
【００４０】
上記の実施形態においては、クリーニングの際に、レチクル２の、クリーニングを施すべき、デバイスパターンの形成された面を重力方向下向きにしてクリーニングを行うようにすることもできる。
これにより、真空チャンバ１７内を浮遊しているゴミが、レチクル２のパターン面に落下して付着することを防ぐことができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明に係る露光方法及び露光装置よると、ＥＵＶリソグラフィに用いられるレチクルを露光装置内に導入した後に、レチクルに微細なゴミが付着することにより露光作業に支障をきたすことを防ぐためのレチクルのクリーニングを、短時間で効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＥＵＶ露光装置の全体を示す図である。
【図２】ＥＵＶ露光装置（４枚投影系）の本体の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
ＩＬ照明系
１折り返しミラー
２レチクル
３レチクルステージ
４レチクルフォーカス送光系
５レチクルフォーカス受光系
６、７、８、９ミラー
１０ウェハ
１１ウェハステージ
１２ウェハオートフォーカス送光系
１３ウェハオートフォーカス受光系
１４光学鏡筒
１５オフアクシス顕微鏡
１６温調チャンバ
１７真空チャンバ
１８露光機本体
１９レチクルロードロック室
２０レチクル搬送用ケース
２１レチクル保管棚
２２レチクルクリーニング機構
２３高周波加振器

Claims

感応基板上に転写すべきデバイスパターンをレチクル上に形成し、
真空環境下で該レチクルをＥＵＶ光で照明し、
該レチクルで反射したＥＵＶ光を感応基板上に照射して、前記デバイスパターンを前記感応基板上に転写する露光方法であって、
前記レチクルを真空環境下に導入した後に、該レチクルへのゴミの付着状況を検査することなく、該レチクルのクリーニングを行うことを特徴とするＥＵＶ露光方法。
感応基板上に転写すべきデバイスパターンをレチクル上に形成し、
真空環境下で該レチクルをＥＵＶ光で照明し、
該レチクルで反射したＥＵＶ光を感応基板上に照射して、前記デバイスパターンを前記感応基板上に転写する露光方法であって、
前記レチクルを真空環境下に導入した後、同真空環境下にある保管棚に保管し、
前記レチクルの保管中に、適宜該レチクルのクリーニングを行うことを特徴とするＥＵＶ露光方法。
前記レチクルの保管中に、前回のクリーニングからの経過時間の長いレチクルから順にクリーニングを行うことを特徴とする請求項２記載のＥＵＶ露光方法。
露光作業に使用したレチクルを保管棚に格納する前に、前記レチクルのクリーニングを行うことを特徴とする請求項２記載のＥＵＶ露光方法。
ＥＵＶ光を発生させるＥＵＶ光源と、この光源からのＥＵＶ光を反射型レチクルに導く照明光学系と、前記反射型レチクルにより反射されるＥＵＶ光を感応基板に導く投影光学系と、を備え、前記反射型レチクル上に形成されているデバイスパターンを感応基板へ転写する露光装置本体が、真空チャンバの中に設置されている露光装置であって、
さらに、該真空チャンバ内に配置されたレチクルを保管する保管棚、及び、レチクルクリーニング機構を備え、
前記レチクルを前記真空チャンバ内に導入した後に、該レチクルへのゴミの付着状況を検査することなく、該レチクルのクリーニングを行うことを特徴とするＥＵＶ露光装置。
前記レチクルクリーニング機構が、レチクルにレーザ光を照射することでレチクルのクリーニングを行うものであることを特徴とする請求項５記載のＥＵＶ露光装置。
レチクル保管棚に、レチクルに所定の周波数で振動を加える高周波加振器を備えることを特徴とする請求項５又は６記載のＥＵＶ露光装置。
レチクルのクリーニングを行う際に、クリーニングを施すデバイスパターンの形成された面を重力方向下向きにしてクリーニングを行うことを特徴とする請求項５から７のいずれか１項記載のＥＵＶ露光装置。