JP2004342826A

JP2004342826A - 近接場光露光装置

Info

Publication number: JP2004342826A
Application number: JP2003137309A
Authority: JP
Inventors: Shuji Aoki; 修司青木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】近接場光露光装置の異物の再付着を防止し、微細加工を可能にする。
【解決手段】露光装置内にマスク搬送ハンド、マスクチャック、マスク、ウェハ搬送ハンドウェハチャックの各洗浄ユニットを装備し、これらの洗浄ユニットについて順序立てて異物除去を実施する。工程の順序はマスク側について、マスクをマスクチャックへ搬送する前にマスクの異物検査除去工程を行い、マスク搬送動作の前に搬送ハンドの異物検査除去工程を行い、次にマスクチャックの異物検査除去工程を実施し、密着露光前にマスクのウェハに密着する部分の異物検査除去工程を行う。一方ウェハ側はウェハをチャックへ搬送する前にウェハ搬送ハンドの異物検査除去工程を行い、ウェハセッティング前にチャックの異物検査除去工程を行う。この一連の工程はマスク側の工程の後にウェハ側の工程を行う。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスクに形成されたパターンを露光転写する工程に使用される露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の小型及び薄型化の要請から、電子機器に搭載される半導体素子の微細化への要求はますます高くなっている。例えばマスク又はレチクル（以下、本出願ではこれらの用語を交換可能に使用する）のパターンに対するデザインルールはライ・アンド・スペース（Ｌ＆Ｓ）１３０ｎｍを量産工程で達成し、今後ますます小さくなることが予想される。投影露光装置においても一般に解像度は使用する光源の波長が略限界であると言われ、エキシマレーザーを使用しても投影露光装置は０．１０μｍ以下のパターンを形成することが困難である。近年、０．１０μｍ以下の微細加工を可能にする手段として近接場光学顕微鏡（ＳｃａｎｎｉｎｇＮｅａｒＦｉｅｌｄＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＮＯＭ）を用いた微細加工装置が提案されている。これは、例えば、１００ｎｍ以下の大きさの微小開口からしみ出す近接場光を用いて被処理体（に塗布されたレジスト）に光の波長限界を超える局所的な露光を行う装置である。
【０００３】
現在の半導体産業では、基板としてのシリコンウエハが８インチ、１２インチと大型化しスループットの向上が必須ではあるが、０．１０μｍ以下の微細加工を可能とする露光装置においては、歩留まりの向上も不可欠であり、阻害要因として異物の除去はますます重要度を増している。まして、近接場光を用いた密着型露光装置においては、異物による歩留まりの低下が懸念される。特に、マスクとウエハの密着部分において、異物が挟みこまれると異物及びその周辺部までが密着できないために露光不良が発生する。また、マスクチャックは、圧力調節装置にマスクを保持させるためにあり、マスクチャックとマスクとの間に異物による隙間が生じると、機密性が維持できなくなり、圧力調整装置からの与圧によるマスクの弾性変形が阻害されることとなる。このため、このような密着型露光装置において異物除去は必要不可欠なものとなっている（例えば、特許文献１参照）ウエハにおいてもウエハを保持するウエハチャックとウエハとの間に異物が挟み込まれるとその異物によりウエハの露光面の平面度が悪化し露光パターンのむらやマスクパターン部材のマスク母材からの剥がれが発生する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１５１６９１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記の近接場光を用いた露光装置は、マスクとウエハ上のレジストとが密着した方式であり、どうしてもマスクとウエハ上のレジストとが剥離する時に異物（主にレジストの破片）が発生してしまう。そこで、ステップ・アンド・リピートの間に逐次マスクの異物除去を実施することは必須事項となるが、それでもマスクとウエハ上のレジストとが剥離動作やマスクの異物除去を実施するための異物除去機構位置への移動によるところの異物の飛散は回避できない。また、マスク搬送ハンドに関わる搬送途中での異物の付着及び異物の飛散やウエハ搬送ハンド関わる搬送途中での異物の付着及び異物の飛散も有り得、そして、飛散した異物がマスクチャックに付着したりウエハチャックに付着したりする可能性もある。従来より、露光に深く関連する部署においては、特にマスクに付着した異物の除去、マスクチャックに付着した異物の除去及びウエハチャックに付着した異物の除去は実施されてはいたが、系統立てることなく、独立して実施されていた。そのため、前記各部署のなかで配置的に一番下部にあるウエハチャックは、異物除去を実施したにも関わらず異物が付着してしまっていたというケースがあった。これは、上部にあるマスクチャックやマスクについての異物除去動作を実施したことで異物が浮遊しウエハチャック上に付着したことも要因の一つであると考えられる。このように、特にウエハチャックにおいては、事前に異物除去をほどこしたにもかかわらずウエハチャック上に異物の再付着を余儀なくされるケースが発生するという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、以上の問題を解決するもので、異物の再付着を防ぐことができ、０．１０μｍ以下の微細加工を可能にする露光装置の歩留まりの向上させる異物除去方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する為になされたものであり、露光装置内にマスク搬送ハンドの洗浄ユニット、マスクチャックの洗浄ユニット、マスク（ウエハ上のレジストとの密着面）の洗浄ユニット、ウエハ搬送ハンドの洗浄ユニット、ウエハチャックの洗浄ユニットを装備し、これらの洗浄ユニットについて順序立てて異物除去を実施することで、無駄のない一環した異物除去を行う。なお、これらの洗浄ユニットは異物検査をする顕微鏡と異物除去をする洗浄機構部を備えている。
【０００８】
そして、マスクについての異物検査及び異物除去工程１、マスク搬送ハンドについての異物検査及び異物除去工程２、マスクチャックについての異物検査及び異物除去工程３、ウエハ搬送ハンドについての異物検査及び異物除去工程４、ウエハチャックについての異物検査及び異物除去工程５から成る。
【０００９】
即ち、マスクをマスクチャックへ搬送する前にマスクについての異物検査及び異物除去工程１を実施し、マスク搬送動作を実施する前にマスク搬送ハンドについての異物検査及び異物除去工程２を実施し、マスクチャックについての異物検査及び異物除去工程３を実施し、更に密着露光を実施する前にマスクのウエハとの密着部分には異物検査及び異物除去工程１を実施する。ここまでの一連した工程１，２，３，１を工程Ａとする。また、ウエハをウエハチャックへ搬送する前にウエハ搬送ハンドについての異物検査及び異物除去工程４を実施し、ウエハチャックにウエハをセッティングする前にウエハチャックについての異物検査及び異物除去工程５を実施する。ここまでの一連した工程４，５を工程Ｂとすると、工程Ｂは、工程Ａを実施後に実施する。１枚のウエハにおいては、密着露光を実施するごとにマスクのウエハとの密着部分には異物検査及び異物除去工程１を実施する。この工程をＣとする。１枚のウエハについて密着露光が各エリア全てを終了した後においては、ウエハをウエハ搬送ハンドが搬出する前にウエハ搬送ハンドについての異物検査及び異物除去工程４を実施し、次のウエハをウエハチャックに搬入する前にウエハ搬送ハンドについての異物検査及び異物除去工程４を実施する。ここまでの一連した工程４、４を工程Ｄとする。次のウエハがウエハチャックに搬入される前にウエハチャックについての異物検査及び異物除去工程５を実施する。この工程をＥとする。工程Ｅは、工程Ｃ及び工程Ｄを実施後に実施する。ロットの最終ウエハの全露光が終了した後においては、マスクチャックから露光に使用したマスクを搬出する前にマスク搬送ハンドについての異物検査及び異物除去工程２を実施する。マスクチャックからマスクを搬出した後にマスク搬出ハンドには異物検査及び異物除去工程２を実施し、マスクチャックについての異物検査及び異物除去工程３を実施する。ここまでの一連した工程をＦとする。工程Ｆは、工程Ｃ実施後に実施。そして最終ウエハがウエハチャックから搬出された後にウエハチャックについての異物検査及び異物除去工程５を実施することで、無駄のない一環した異物除去を行う。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に異物除去方法の一実施形態について、添付の図１、図２、図３を参照して説明する。
【００１１】
（実施例）
図１は今回発明した近接場露光装置の標準的な構成図である。
【００１２】
１は露光エネルギーを照射するための光源。２は効率的に光源を照射を行なうための光学系。３は露光マスク、４は露光マスク３を支持するマスクチャック、５、６は露光マスク３をウエハに密着さすための加圧部である。７はウエハ、８はウエハを支持するウエハチャック、９はウエハチャック８のポジションをＸＹＺ方向に移動するＸＹＺステージである。また、１０はＸＹＺステージ９のうちのＸＹステージ上に搭載された露光マスク３及びマスクチャック４に付着した異物を検査し洗浄乾燥させる洗浄ユニットである。１１は、加圧部５に備えられたウエハチャック８に付着した異物を検査し洗浄乾燥させる洗浄ユニットである。１２はウエハ自動搬送を行なうウエハ搬送ハンドである。１３はウエハ搬送ハンド１２に付着した異物を検査し洗浄乾燥させる洗浄ユニットである。１４は露光マスクを自動搬送から露光装置本体のマスクチャック４への着脱までを行なうマスク搬送ハンドである。１５はマスク搬送ハンド１４に付着した異物を検査し洗浄乾燥させる洗浄ユニットである。１６は装置内への外部からの異物の流入を押えるために装置全体を箱型とし装置上部へサブμレベルの異物をフィルターリングできるクリーンユニットを設け気流の流れを上から下へ流れるＤＯＷＮフロータイプとした空調システム部である。
【００１３】
次に図２に示したフローチャートを用いて、近接場光露光装置のマスク搬送ハンド１４、マスクチャック４、露光マスク３、ウエハ搬送ハンド１２、ウエハチャック８についての異物除去の手順を説明する。先ず露光マスク３をマスクチャック４に装着する前段階として、マスク搬送ハンド１４の異物検査を実施しここで異物が発見されなければ、次の部署の異物検査工程へと進む。もし異物が発見されると異物の洗浄及び乾燥を実施し、再度マスク搬送ハンド１４の異物検査を実施し異物を除去したことを確認する。そして次の部署の異物検査工程へと進む。異物の除去が確認できなかった場合は、再度異物除去を実施するかマスク搬送ハンド１４の保守作業等を実施するかは担当者の判断にゆだねることとする。次にマスクチャック４の異物検査を実施する。ここで異物が発見されなければ、次の部署の異物検査工程へと進む。もし異物が発見されると異物の洗浄及び乾燥を実施し、再度マスクチャック４の異物検査を実施し異物を除去したことを確認する。そして次の部署の異物検査工程へと進む。異物の除去が確認できなかった場合は、再度異物除去を実施するかマスクチャック４の保守作業等を実施するかは担当者の判断にゆだねることとする。マスク搬送ハンド１４及びマスクチャック４の異物のないことが確認された時点で、露光マスク３をマスク搬送ハンド１４で搬入しマスクチャック４へ装着する。マスクチャック４に装着された露光マスク３のウエハとの接触面の異物検査を実施する。ここで異物が発見されなければ、次の部署の異物検査工程へと進む。もし異物が発見されると異物の洗浄及び乾燥を実施し、再度露光マスク３のウエハとの接触面の異物検査を実施し異物を除去したことを確認する。そして次の部署の異物検査工程へと進む。異物の除去が確認できなかった場合は、再度異物除去を実施するか露光マスク３の交換等を実施するかは担当者の判断にゆだねることとする。露光マスク３側の準備が整うと次にウエハ７のウエハチャック８への搬入及び装着へ進む。ウエハ７を搬送する前段階としてウエハ搬送ハンド１２の異物検査を実施する。ここで異物が発見されなければ、次の部署の異物検査工程へと進む。もし異物が発見されると異物の洗浄及び乾燥を実施し、再度ウエハ搬送ハンド１２の異物検査を実施し異物を除去したことを確認する。そして次の部署の異物検査工程へと進む。異物の除去が確認できなかった場合は、再度異物除去を実施するかウエハ搬送ハンド１２の保守作業等を実施するかは担当者の判断にゆだねることとする。次にウエハチャック８の異物検査を実施する。ここで異物が発見されなければ、次の部署の異物検査工程へと進む。もし異物が発見されると異物の洗浄及び乾燥を実施し、再度ウエハチャック８の異物検査を実施し異物を除去したことを確認する。そして次の部署の異物検査工程へと進む。異物の除去が確認できなかった場合は、再度異物除去を実施するかウエハチャック８の保守作業等を実施するかは担当者の判断にゆだねることとする。ウエハ搬送ハンド１２及びウエハチャック８の異物のないことが確認された時点で、ウエハ７をウエハ搬送ハンド１２で搬入しウエハチャック８へ装着する。露光側露光マスク３と被露光側ウエハ７の準備が整ったところで第一枚目初回の近接場光での露光工程が実施される。露光工程において露光マスク３が加圧部５，６により加圧され弾性変形してウエハ７上のレジスト面に密着された後近接場光による露光が実施される。露光が終了すると露光マスク３への加圧を大気開放もしくは負圧にしてウエハ７上のレジスト面との密着状態から剥離させる。剥離された露光マスク３のウエハ７上のレジスト面との接触面にはレジストのかけらやレジスト上に存在していた異物の付着が想定される。そこでこの時点で露光マスク３のウエハとの接触面の異物検査を実施する。ここで異物が発見されなければ、２回目の露光工程へと進む。もし異物が発見されると異物の洗浄及び乾燥を実施し、再度露光マスク３のウエハとの接触面の異物検査を実施し異物を除去したことを確認する。そして２回目の露光工程へと進む。異物の除去が確認できなかった場合は、再度異物除去を実施するか露光マスク３の交換等を実施するかは担当者の判断にゆだねることとする。このようにステップアンドリピートによる各露光工程ごとに露光マスク３のウエハとの接触面の異物検査と異物除去の工程を繰り返し実施される。そして最終露光工程が終了しそれに伴った露光マスク３のウエハとの接触面の異物検査と異物除去の工程が実施される。続いて全露光工程が終了したウエハ７はウエハチャック８から離脱され、ウエハ搬送ハンド１２により搬出される。ウエハ搬送ハンド１２は、全露光工程が終了したウエハ７の搬出を終了するとウエハ搬送ハンド１２の異物検査を実施しここで異物が発見されなければ、次のウエハ７の有無を確認する。もし異物が発見されると異物の洗浄及び乾燥を実施し、再度ウエハ搬送ハンド１２の異物検査を実施し異物を除去したことを確認する。次のウエハ７の有無を確認する。異物の除去が確認できなかった場合は、再度異物除去を実施するかウエハ搬送ハンド１２の保守作業等を実施するかは担当者の判断にゆだねることとする。ロットの途中で露光すべきウエハ７が存在する場合は、前述したように露光する前段階としてウエハチャック８の異物検査及び異物除去の工程、ウエハチャック８へのウエハ７の装着、露光マスク３の異物検査及び異物除去を露光ごとに実施しながらの近接場光によるステップナアンドリピート露光、ウエハ搬送ハンド１２による全露光工程が終了したウエハ７の搬出、ウエハ搬送ハンド１２の異物検査及び異物除去を繰り返す。１ロットにおける露光すべきウエハ７がなくなった場合は、続いて同じ露光マスク３で露光をおこなう第２ロットの有無を確認する。第２ロットがある場合は、前述と同様に各個所での異物検査及び異物除去を間に実施しながら近接場光の露光処理を実施する。同じ露光マスク３を用いてのロットが存在しない場合は、露光マスク３の交換作業に入る。ここで露光マスク３を搬出する前段階としてマスク搬送ハンド１４の異物検査を実施しここで異物が発見されなければ、露光マスク３のマスクチャック４からの離脱へと進む。もし異物が発見されると異物の洗浄及び乾燥を実施し、再度マスク搬送ハンド１４の異物検査を実施し異物を除去したことを確認する。そして露光マスク３のマスクチャック４からの離脱へと進む。異物の除去が確認できなかった場合は、再度異物除去を実施するかマスク搬送ハンド１４の保守作業等を実施するかは担当者の判断にゆだねることとする。マスク搬送ハンド１４がマスクチャック４から露光マスク３を離脱後搬出を実施する。そして、マスク搬送ハンド１４による露光マスク３おの搬出が終了すると、再びマスク搬送ハンド１４の異物検査及び異物除去を実施し、続いてマスクチャック４の異物検査及び異物除去を実施、その後ウエハチャック８の異物検査及び異物除去を実施する。ここまでが露光マスク３のマスクチャック４への搬入前段階のマスク搬送ハンド１４の異物検査及び異物除去に始まり、近接場光による露光処理を経て、使用済み露光マスク３の搬出、そしてマスクチャック４の異物検査及び異物除去後のウエハチャック８の異物検査及び異物除去を終わりとする異物検査及び除去を一環して実施した処理工程となる。
【００１４】
なお、上述した各個所での異物検査は、異物の配置、大きさ、予想される異物の種類を観察できる撮像観察系が有効である。そして、異物除去においては異物に対して的確に吐出するマルチノズルピエゾポンプ用い洗浄液としてはイソプロピルアルコールやアセトン、水とエチルアルコール混合液等を、リンス用液体としては水を使用する。洗浄後乾燥を行うブロー装置とウエハチャック８以外は洗浄により落下した異物や廃液を処理し外部へ排出する機能の付いた処理トレイが装備され、ウエハチャック８においては、ウエハチャック８の上面に複数本の環状溝が同心円状に形成されていて、ウエハ吸着面は撥水性であり、核環状溝と排出管はそれぞれ吸引孔によって連結されている機構とした。また、マスク搬送ハンド１４については各々露光マスク３を搬入する側のハンドと搬出する側のハンドに機能を分離することにより異物検査及び異物検査工程を他の処理と並行して行うことが可能なる。同様にウエハ搬送ハンド１２についても、ウエハ７を搬入する側のハンドと搬出する側のハンドに機能を分離することにより異物検査及び異物検査工程を他の処理と並行して行うことが可能なる。マスク搬送ハンド１４に付着した異物を検査し洗浄乾燥させる洗浄ユニット１５及びウエハ搬送ハンド１２に付着した異物を検査し洗浄乾燥させる洗浄ユニット１３は、露光装置本体の構成から、多種類のマスクを収めたマスク収納ユニット側やウエハ格納ユニット側に装備されていても良い。
【００１５】
【発明の効果】
本発明により近接場光露光装置において、異物が付着していることによって露光処理を阻害する可能性のある個所の異物除去を効率よく段階的に実施することにより、極力露光処理を阻害性を排除することで、歩留まりを向上することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】近接場光露光装置の標準的な構成図。
【図２】露光処理工程前後の各異物検査＆除去工程手順フローチャート。
【符号の説明】
１露光光源
２露光光学系
３露光マスク
４マスクチャック
５露光マスク加圧部
６露光マスク加圧部
７ウエハ
８ウエハチャック
９ＸＹＺステージ
１０マスクチャック用洗浄ユニット
１１ウエハチャック用洗浄ユニット
１２ウエハ搬送ハンド
１３ウエハ搬送ハンド用洗浄ユニット
１４マスク搬送ハンド
１５マスク搬送ハンド用洗浄ユニット
１６空調システム部

Claims

装置内にマスクに付着した異物を除去する機構、マスクチャックに付着した異物を除去する機構、マスク搬送ハンドに付着した異物を除去する機構、ウエハチャックに付着した異物を除去する機構及びウエハ搬送ハンドに付着した異物を除去する機構を有し、マスクの異物除去、マスクチャックの異物除去、マスク搬送ハンドの異物除去、ウエハチャックの異物除去及びウエハ搬送ハンドの異物除去の順番を特徴とする近接場光露光装置。