JP2004356415A - Aligner and method for exposure - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原版(マスク、レチクル等)上に形成したパターンを感応基板(ウェハ等)に転写する露光装置及び露光方法に関する。特には、シンプルで実用的なプロキシミティブラインドを有する露光装置及び露光方法に関する。
【0002】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
半導体デバイス等の微細パターンを形成するための、いわゆるリソグラフィ技術においては、現在光露光装置が主流である。光露光装置の中でもスキャン方式のものは、パターン原版(レチクル)を載置するレチクルステージと、パターンが転写される感応基板(ウェハ)を載置するウェハステージとを同期走査しながら、パターンをウェハ上に投影転写(いわゆるスキャン露光)する。このスキャン露光装置では、ウェハステージを移動させて転写すべき露光領域を投影光学系の光軸上に位置決めするステップ動作と、レチクルステージとウェハステージを同期移動させながら走査露光するスキャン動作を繰り返す。
【0003】
光露光においては、露光光が透過するタイプの透過型レチクルが広く用いられる。照明光学系において、露光光は、ブラインド(成形開口板)内側の開口を通過して整形された後、レチクル上に照射される。そして、露光光は、ほとんど強度損失することなくレチクルを透過し、投影光学系を経てウェハに導かれる。光露光では、露光光はほとんど強度損失することはないので、照明光学系中に相当多数のレンズを配置し得る。そして、照明光学系中にレチクル面と共役な面を設け、その面に露光光束を整形するブラインドを設けることができるので、ブラインドはレチクルステージよりも相当遠方に配置することができる。
【0004】
なお、スキャン露光に用いる露光光束の整形のためのブラインドの他に、レチクル上の露光領域を制限するためのブラインド(視野絞り)も必要となるが、そのようなブラインドも前記の共役面の近傍に配置することができる。
【0005】
ところで、近年のデバイスパターンの微細化に伴い、光の回折限界によって制限される投影光学系の解像力をさらに向上させることが望まれている。そこで、軟X線又はEUV光(Extreme Ultra Violet光:極端紫外光)と呼ばれる数nm〜数10nmの波長のX線が注目されており、具体的には13nm程度の波長を有するEUV光を使用したリソグラフィ技術の開発が進められている。この技術は、光露光の延長上にある波長190nm程度の紫外線を用いた光リソグラフィでは実現不可能な、70nm以下の解像力を得られる技術として期待されている。EUV光露光装置では、レチクルとウェハとを投影光学系に対して相対走査する走査露光方法が採用されることが想定されている。
【0006】
EUV光領域においては、光が透過する有力な物質は存在せず、透過・屈折型の光学系を構成することはできない。そこで、反射型の光学系を用いることとなるが、レチクルも反射型レチクルが用いられる。照明光学系から照射された露光光束は、反射型レチクルに斜めから入射して反射面で反射し、投影光学系を経てウェハに導かれる。ところが、EUV光露光で用いられる反射ミラーは、現状では反射率が約70%と低いため、ミラー枚数が増えると露光光の幾何級数的な強度低下が生じる。したがって、照明光学系中の反射ミラーの枚数は、できる限り少なくしたい。そのため、照明光学系中にレチクル面との共役な面を置く余裕はなく、露光光束を整形するブラインドをレチクルステージの近傍に配置せざるを得ない。
【0007】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、シンプルで実用的なプロキシミティブラインドを有する露光装置及び露光方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明の露光装置は、原版上に形成したパターンを感応基板に転写する露光装置であって、 前記原版の露光領域を制限する、該原版の近傍に配置された可動ブラインドを備え、 該可動ブラインドが、 協動して矩形の開口を形成する一対のL字型のブラインド板と、 前記開口の寸法及び/又は位置を変えるために、前記各ブラインド板をそれぞれ独立に駆動するブラインド板駆動手段と、を有することを特徴とする。
【0009】
本発明によれば、原版の露光領域を制限する矩形の開口が、一対のL字型のブラインド板で形成される。そして、ブラインド板駆動手段で一対のブラインド板のそれぞれを独立に駆動させることにより、開口寸法と位置の設定を行うことができる。
【0010】
本発明の露光装置においては、前記露光装置は、前記原版のある方向(Y方向)にスキャン露光するものであり、 前記一対のブラインド板は、 前記Y方向の直交方向(X方向)には、両ブラインド板が相対的に移動して前記開口の幅を変えることにより前記露光領域の端縁を設定し、 前記Y方向には、両ブラインド板が同期移動して前記露光領域の端縁を設定することができる。
原版の露光領域のサイズが変わる場合に、X方向の幅調整は、両ブラインド板をX方向に相対的に移動させて、両ブラインド板間の開口の幅を変える。そして、Y方向の露光領域端縁設定(露光領域のY方向長さ調整)は、詳しくは図9(B)、図10(B)を参照しつつ後述するが、原版を載置する原版ステージに対する、ブラインド板の同期移動と非同期移動とを併用しながら、露光領域のY方向の端縁を設定する。
なお、露光装置のアライメント時には、各ブラインド板はY方向に独立に駆動することが好ましい。
【0011】
本発明の露光装置においては、前記露光装置の前記原版交換時には、前記一対のブラインド板が、前記XY方向のなす面と鉛直方向(Z方向)にも移動することができる。
この場合、ブラインド板をZ方向に移動可能とすることで、原版搬送等をスムーズに行うことができる。
【0012】
本発明の露光装置においては、原版ステージが、前記露光装置のボディに振動絶縁手段を介して配置されていることができる。
この場合、振動絶縁手段により、原版ステージの移動に伴って生じる振動が、露光装置の筐体に伝わることを回避できる。
【0013】
本発明の露光装置においては、前記ブラインド板のY方向の駆動反力を処理するカウンタマス機構を具備することができる。
この場合、カウンタマス機構により、ブラインド板の駆動に伴って生じる反力を打ち消すことができる。そのため、スキャン露光中にブラインドをスキャン方向に駆動しても、ステージに振動を与えるのを防止でき、パターン転写精度の低下を抑制できる。
【0014】
本発明の露光装置においては、前記ブラインド板駆動手段が、 長手方向に延びるガイドバーと、 該ガイドバーに沿って移動・位置決めされるスライダと、
該スライダを駆動するインチワーム型のアクチュエータと、を有するものとできる。
そのようなアクチュエータとしては、例えば特願2002−036147等を用いることができる。同アクチュエータは、 前記スライダから前記ガイドバーに当てられるとともに、前記スライダを前記ガイドバーの長手方向に押す駆動力伝達部と、 該駆動力伝達部を前記ガイドバー表面に押し当て・引き離しを行う第1の圧電素子(垂直駆動圧電素子)と、 前記駆動力伝達部を前記ガイドバーの長手方向に押す第2の圧電素子(水平駆動圧電素子)と、を有するものとすることができる。
【0015】
本発明の露光方法は、原版上に形成したパターンを感応基板に転写する露光方法であって、 協動して矩形の開口を形成する一対のL字型のブラインド板を、前記原版の近傍でそれぞれ独立に駆動し、該ブラインド板により前記原版の露光領域を制限することを特徴とする。
なお、露光光の種類は、EUV光に限られるものではなく、紫外光、電子線、イオンビーム等であってもよい。また、露光の方式も特に限定されず、縮小投影露光や等倍近接転写であってよい。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
なお、以下に述べる本実施の形態では、EUVL露光装置を例に採って説明するが、本発明はEUV光以外のエネルギ線を用いる他の露光装置に適用することも可能である。
図11は、EUVL露光装置の一例(4枚投影系)の概略構成を示す図である。
図11に示すEUVL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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
次に、本発明に係る可動ブラインド装置について説明する。可動ブラインド装置は、前述した図11のレチクルステージ3の下側に配置されており、L字型ブラインド板160、161(図1等参照)を駆動させてレチクル2の露光領域を制限する装置である。なお、可動ブラインドの近くに、照明光束の外形を成形する固定ブラインドも設けられているが、その図示は省略する。
図1は、本実施の形態に係る可動ブラインド装置の構成を示す斜視図である。
図2は、同可動ブラインド装置のブラインド板駆動部の構成を模式的に示すXY平面図である。
図3は、同可動ブラインド装置のブラインド板駆動部の構成を模式的に示すYZ面で見た側面図である。
【0022】
図4は、同ブラインド板駆動部のX駆動用アクチュエータ近傍の構成を示す拡大図(図1のA部拡大図)である。
図5は、同ブラインド板駆動部のアーム近傍の構成を模式的に示す図である。
(A)はYZ面で見た側面図であり、(B)は斜視図である。
図6は、本発明に係る露光装置内における支持構造体、レチクルステージ、可動ブラインド装置の位置関係を示す模式的側面図である。
なお、以下の説明において、X・X´、Y・Y´、Z・Z´方向は、図1に示す矢印方向を指すものとする。他の図中に示す矢印方向も、基本的に図1の矢印方向に準拠している。
【0023】
まず、図6を参照しつつ、露光装置内における可動ブラインド装置100の位置関係について説明する。
図6に模式的に示すように、可動ブラインド装置100は、図11に示す露光装置のボディBD(支持構造体)に支持されたベース101上に設けられている。可動ブラインド装置100の上方には、前述のレチクルステージ3が配置されている。レチクルステージ3は、ボディBD上にエアマウント(振動絶縁手段)90を介して搭載されている。このエアマウント90により、レチクルステージ3の移動に伴って生じる振動がボディBDに伝わらず、したがって可動ブラインド装置100が安定して支持されるようになっている。
【0024】
次に、可動ブラインド装置100について詳細に説明する。
図1に示すように、可動ブラインド装置100は、円盤状のベース101を備えている。このベース101は、外周の4箇所の張出部(大張出部101a・101b、小張出部101c・101d)を有している。ベース101の中央には、露光光束を通過させる円形開口102が形成されている。なお、図示は省略されているが、ベース101上には、L字型ブラインド板160、161の位置・姿勢を検出するセンサが載置されている。
【0025】
図1、図2等に示すように、ベース101上面には、Y方向に沿って互いに平行に延びる2本のガイド軸111、113が取り付けられている。これらのガイド軸111、113は、ベース101の中心を通るベース中心ラインCを挟んで、ベース中心点について対称に配置されている。各ガイド軸111、113の両端部には、四角い枠状のガイド枠121A・121B、123A・123Bが外嵌している。各ガイド軸111、113と各ガイド枠121A・121B、123A・123Bとの間には、図示せぬリニアガイドが介装されている。各ガイド軸111、113は、ガイド枠121A・121B、123A・123B内側に支持されつつ、Y・Y′方向に各々独立に摺動可能である。これらのガイド軸111、113は、L字型ブラインド板160、161の駆動反力を打ち消すカウンタマスの役割を兼ねる(後に詳述する)。
【0026】
各ガイド枠121A・121B、123A・123Bの側部には、それぞれ突起125a(図4参照)、125b、126a、126bが形成されている。ガイド枠121Aの突起125a及びガイド枠123Aの突起126aは、X方向に突出しており、ガイド枠121Bの突起125b及びガイド枠123Bの突起126bは、X´方向に突出している。これらの突起125a、125b、126a、126bは、それぞれX駆動用アクチュエータ131A、131B、133A、133Bに接続されている。前述のガイド軸兼カウンタマス111、113は、両端部のガイド枠121A・121B、123A・123Bを介して、X駆動用アクチュエータ131A、131B、133A、133Bによりベース101上に支持されている。
【0027】
図1の各ガイド枠121A・121B、123A・123Bに対応するX駆動用アクチュエータ131A、131B、133A、133Bの構成は同一であるため、ここでは主にガイド枠121AとX駆動用アクチュエータ131Aとの組(図4にその近傍の拡大図を示す)を説明する。
図2、図3及び図4にわかり易く示すように、X駆動用アクチュエータ131Aは、枠状のケーシング131aを備えている。ガイド枠121Aの突起125aは、ケーシング131aの内側に挿通されている。なお、突起125の端部には、抜け止め用フランジ125f(図2参照)が設けられている。
【0028】
X駆動用アクチュエータ131Aのケーシング131aの内面には、Z軸方向上下それぞれにリニアガイド135が設けられており、Y軸方向両側それぞれにインチワーム型の接触式非共振型超音波アクチュエータ136が設けられている。インチワーム型の超音波アクチュエータ136としては、例えば特願2002−036147等に開示されているものと同様のものを用いることができる。図2に示すように、超音波アクチュエータ136が作動すると、ガイド枠121A(121B)の突起125a(125b)がリニアガイド135(図3参照)にガイドされつつX・X′方向に駆動する。これにより、ガイド枠121A(121B)に支持されたガイド軸兼カウンタマス111が、X・X´方向に移動できる。なお、ガイド軸兼カウンタマス111と113とは、それぞれ独立に移動可能である。
【0029】
図1、図3に示すように、ガイド軸兼カウンタマス111には、Y軸方向に沿う溝111aが形成されている。この溝111aには、ブラインド板駆動スライダ141がY軸方向にスライド可能に組み付けられている。ガイド軸兼カウンタマス111の溝111aの上下面には、インチワーム型の接触式非共振型超音波アクチュエータ(Y駆動用アクチュエータ)145が設けられている。インチワーム型の超音波アクチュエータ145としては、前述と同様に例えば特願2002−036147等に開示されているものと同様のものを用いることができる。この超音波アクチュエータ145を駆動することにより、ブラインド板駆動スライダ141は、ガイド軸兼カウンタマス111の溝111aに沿ってY・Y´方向にスライドする。
【0030】
後述するように、ブラインド板160、161は軽量であるため駆動推力が小さくてもよく、さらに位置決め精度は比較的緩めで済む(一例で±1μm程度)。そこで、この種の超音波アクチュエータ145のように、発熱が微小でガイド軸兼カウンタマス111との一体化が可能なものが最適である。ただし、超音波アクチュエータは、基本的には共振モードを利用するため、振動外乱を生じる可能性がある。そこで、本実施の形態のように、非共振型(共振を利用しない)のものを用いるものとする。さらには、最近検討されている低脱ガス化等の真空対応型のものであると一層好ましい。
【0031】
なお、図示はしないが、もう一方のガイド軸兼カウンタマス113にも、同様に溝やブラインド板駆動スライダ、超音波アクチュエータが設けられている。これらは、ベース101の中心を通るベース中心ラインC(図1参照)を挟んで、ベース中心点についてガイド軸兼カウンタマス111のものと対称に設けられている。
【0032】
図2、図4及び図5に示すように、ブラインド板駆動スライダ141には、枠状のアーム収容部151が一体形成されている。このアーム収容部151内には、L字型ブラインド板160を支持するアーム153の基部153aが収容されている。なお、アーム153の基部153aの下端には、抜け止め用フランジ153f(図4参照)が設けられている。
【0033】
ブラインド板駆動スライダ141のアーム収容部151の内面には、X軸方向両側それぞれにリニアガイド155が設けられており、Y軸方向両側それぞれにインチワーム型の接触式非共振型超音波アクチュエータ(Z駆動用アクチュエータ)156が設けられている。この超音波アクチュエータ156は、前述の超音波アクチュエータ145と同様のインチワーム型のものである。超音波アクチュエータ156が作動すると、アーム153の基部153aがリニアガイド155にガイドされつつZ軸方向に駆動する(図3、図5参照)。これにより、L字型ブラインド板160が、リニアガイド155に支持されつつZ・Z´方向に移動できる。
【0034】
なお、図示はしないが、もう一方のガイド軸兼カウンタマス113のブラインド板駆動スライダにも、同様にアームやリニアスライダ、超音波アクチュエータが設けられている。
【0035】
L字型ブラインド板160(161)は、XY平面に広がるように、アーム153の上端部に取り付けられている。図1に示すように、ガイド軸111側のL字型ブラインド板160と、ガイド軸113側のL字型ブラインド板161とは、両者の内側に矩形状の領域が形成可能なように対向配置されている。そして、これら一対のL字型ブラインド板160、161の内側において、露光領域が形成される。
【0036】
次に、前述の可動ブラインド装置の作用について説明する。
図7(A)は本実施の形態に係る露光装置のレチクル搬送状態を示す図であり、図7(B)はレチクル搬送用のロボットアーム及びその上のレチクルを示す模式図である。
図8は、図7(A)の状態からレチクルステージやロボットアームを除いた図である。
図9(A)は露光装置の露光時において、可動ブラインド装置のブラインド板がY´方向に移動した時の状態を示す図であり、図9(B)はブラインド板によるY方向端縁設定状態における露光領域及び照明ビームの関係を示す模式図である。
図10(A)は同露光装置の露光時において、可動ブラインド装置のブラインド板がY方向に移動した時の状態を示す図であり、図10(B)はブラインド板によるY′方向端縁設定状態における露光領域及び照明ビームの関係を示す模式図である。
【0037】
まず、前段階として、露光に用いられるレチクルの露光領域のサイズに応じた露光フィールド幅を決める。このときは、可動ブラインド装置100は、X駆動用アクチュエータ131A、131B、133A、133Bを駆動してガイド軸兼カウンタマス111、113をそれぞれ独立に移動させ、L字型ブラインド板160、161をX軸方向に位置決めしておく。そのため、レチクルがレチクルステージに対して少々ずれているような場合、あるいは、レチクルの露光領域がレチクルの中心からオフセンターしているような場合にも対応できる。
【0038】
図7(A)には、可動ブラインド装置100のL字型ブラインド板160、161の上方のレチクルステージ3が描かれている(前述の図6も参照)。このレチクルステージ3の中央部には、レチクルを保持する静電チャック3Aが設けられている。図7(B)に示すように、レチクル2は、ロボットアーム95の二股状の先端部に載置されて、レチクルステージ3とL字型ブラインド板160、161との間(図6の隙間t)へと搬送され、静電チャック3Aの下面側に吸着されて保持される。レチクル2の吸着保持が完了した後、ロボットアーム95は退避する。
【0039】
このレチクル搬送時において、可動ブラインド装置100は、ブラインド板駆動スライダ141の超音波アクチュエータ(Z駆動用アクチュエータ)156を駆動して、L字型ブラインド板160、161を支持しているアーム153を下側(Z´方向)に退避させておく(図7(A)、図8参照)。すると、レチクルステージ3の静電チャック3A下面とL字型ブラインド板160、161上面との間に隙間tが確保される(図6参照)。前述の通り、この隙間tがレチクル2・ロボットアーム95の搬入スペースとなる。そして、静電チャック3A下面にレチクル2を吸着した後は、前述の隙間tが約1mm程度となるまでアーム153を上側(Z方向)に上昇させる(図8→図9(A)参照)。
【0040】
次いで、レチクル2のアライメントを行う。このアライメント時には、ベース101上のアライメントマーク(図示されず:図9(B)に示す露光領域FのX・X′方向の脇に設けられている)が検出可能となるように、X駆動用アクチュエータ131A、131B、133A、133Bを駆動して、L字型ブラインド板160、161をX・X′方向に独立に移動させる。
【0041】
ここで、図9(B)又は図10(B)に示すように、L字型ブラインド160のX軸方向に沿うX腕部160Xと、L字型ブラインド161のX軸方向に沿うX腕部161Xとは互いに平行であり、L字型ブラインド160のY軸方向に沿うY腕部160Yと、L字型ブラインド161のY軸方向に沿うY腕部161Yとは互いに平行である。そして、L字型ブラインド板160の両腕部160X、160Yと、L字型ブラインド板161の両腕部161X、161Yとにより、矩形状の領域が形成され、この矩形状の領域内に露光領域Fが設定される。
【0042】
アライメントが終了した後は、X駆動用アクチュエータ131A、131B、133A、133BによりL字型ブラインド板160、161をX・X′方向に移動させ、図9(B)に示すように、露光領域FのX方向端縁を設定する。それと同時に、ガイド軸兼カウンタマス111、113の超音波アクチュエータ(Y駆動用アクチュエータ)145を駆動して、露光領域FのY方向端縁(符号FY)を、L字型ブラインド板161のX腕部161Xの内端縁161αに一致させる。
【0043】
そして、これらの露光領域FのY方向端縁FYと、L字型ブラインド板161のX腕部161Xの内端縁161αとの一致が完了した後に、露光を開始する。すなわち、図9(B)に示すように、図示せぬ固定ブラインドで弧状に成形された照明ビームB1(点線参照)に対して、可動ブラインド装置100の一対のL字型ブラインド板160、161とレチクルステージ3のレチクル2とをY方向からY′方向に向けてスキャンさせる。このとき、可動ブラインド装置100においては、ガイド軸兼カウンタマス111、113の超音波アクチュエータ(Y駆動用アクチュエータ)145を駆動してブラインド板駆動スライダ141をY・Y′方向にスライドさせ、もってL字型ブラインド板160、161を移動させる(図9(A)参照)。なお、照明ビームB1は、光学系に対して位置変化しない。
【0044】
この際、図9(B)に示すように、最初に照射される照明ビームB1による露光領域は、両L字型ブラインド板160、161のX腕部160X、161Xの内端縁によりX軸方向両端が制限され、L字型ブラインド板161のX腕部161Xの内端縁161αによりY方向端縁が制限される。そして、照明ビームがB1→B2へと至ると、露光領域F内において、両L字型ブラインド板160、161のX腕部160X、161Xの内端縁によりX軸方向両端が制限される。そのため、露光領域F外に照明ビームB1、B2が当るのを防止することができ、パターン転写とは無関係の露光光がウェハ方向に反射するのを防止することができる。
【0045】
次いで、図10(B)に示すように、両L字型ブラインド板160、161をY方向に移動させ、露光領域FのY′方向端縁(符号FY′)を、L字型ブラインド板160のX腕部160Xの内端縁160αに一致させる。この間は、露光領域F内において、両L字型ブラインド板160、161のX腕部160X、161Xの内端縁によりX軸方向両端が制限される。そして、さらにスキャンが進んで照明ビームがB2→B3へと至ったとき、露光領域FのY′方向端縁FY′とL字型ブラインド板160のX腕部160Xの内端縁160αとは既に一致しているので、照明ビームB3による露光領域は、両L字型ブラインド板160、161のX腕部160X、161Xの内端縁によりX軸方向両端が制限され、L字型ブラインド板161のX腕部161Xの内端縁161αによりY′方向端縁が制限される。この際にも、露光領域F外に照明ビームB2、B3が当るのを防止することができ、パターン転写とは無関係の露光光がウェハ方向に反射するのを防止することができる。
【0046】
このようなスキャン露光中、L字型ブラインド板160、161を支持するアーム153が組み付けられたブラインド板駆動スライダ141は、カウンタマス兼ガイド軸111(113)に沿ってスライドする(図9(A)、図10(A)参照)。このとき、図3にわかり易く示すように、カウンタマス兼ガイド軸111(113)は、ガイド枠121A・121B(123A・123B)に支持されつつ、ブラインド板駆動スライダ141のスライド方向(Y方向あるいはY′方向)とは逆方向(Y′方向あるいはY方向)に移動する。
【0047】
このカウンタマス兼ガイド軸111(113)の移動により、ブラインド板駆動スライダ141の移動に伴って生じる反力を打ち消すことができる。そのため、スキャン露光中にL字型ブラインド板160、161をスキャン方向に駆動しても、レチクルステージ3に振動を与えるのを防止でき、パターン転写精度の低下を抑制できる。
【0048】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、高精度な露光光束整形を実現できる露光装置及び露光方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係る可動ブラインド装置の構成を示す斜視図である。
【図2】同可動ブラインド装置のブラインド板駆動部の構成を模式的に示すXY平面図である。
【図3】同可動ブラインド装置のブラインド板駆動部の構成を模式的に示すYZ面で見た側面図である。
【図4】同ブラインド板駆動部のX駆動用アクチュエータ近傍の構成を示す拡大図(図1のA部拡大図)である。
【図5】同ブラインド板駆動部のアーム近傍の構成を模式的に示す図である。(A)はYZ面で見た側面図であり、(B)は斜視図である。
【図6】本発明に係る露光装置内における支持構造体、レチクルステージ、可動ブラインド装置の位置関係を示す模式的側面図である。
【図7】図7(A)は本実施の形態に係る露光装置のレチクル搬送状態を示す図であり、図7(B)はレチクル搬送用のロボットアーム及びその上のレチクルを示す模式図である。
【図8】図7(A)の状態からレチクルステージやロボットアームを除いた図である。
【図9】図9(A)は露光装置の露光時において、可動ブラインド装置のブラインド板がY´方向に移動した時の状態を示す図であり、図9(B)はブラインド板によるY方向端縁設定状態における露光領域及び照明ビームの関係を示す模式図である。
【図10】図10(A)は同露光装置の露光時において、可動ブラインド装置のブラインド板がY方向に移動した時の状態を示す図であり、図10(B)はブラインド板によるY′方向端縁設定状態における露光領域及び照明ビームの関係を示す模式図である。
【図11】EUVL露光装置の一例(4枚投影系)の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
BD ボディ IL 照明系
2 レチクル 3 レチクルステージ
10 ウェハ 11 ウェハステージ
90 エアマウント
100 可動ブラインド装置 101 ベース
111、113 ガイド軸兼カウンタマス
121A、121B、123A、123B ガイド枠
125a、125b、126a、126b 突起
131A、131B、133A、133B X駆動用アクチュエータ
135 リニアガイド 136 超音波アクチュエータ
141 ブラインド板駆動スライダ
145 超音波アクチュエータ(Y駆動用アクチュエータ)
153 アーム 155 リニアガイド
156 超音波アクチュエータ(Z駆動用アクチュエータ)
160、161 L字型ブラインド板
B1〜B3 照明ビーム F 露光領域[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method for transferring a pattern formed on an original (a mask, a reticle, etc.) to a sensitive substrate (a wafer, etc.). In particular, the present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method having a simple and practical proximity line.
[0002]
BACKGROUND ART AND PROBLEMS TO BE SOLVED BY THE INVENTION
In a so-called lithography technique for forming a fine pattern of a semiconductor device or the like, a light exposure apparatus is currently mainstream. Among the optical exposure apparatuses, a scanning type apparatus scans a pattern while synchronizing scanning between a reticle stage on which a pattern original (reticle) is mounted and a wafer stage on which a sensitive substrate (wafer) to which the pattern is transferred is mounted. Projection transfer (so-called scan exposure) is performed thereon. In this scan exposure apparatus, a step operation of moving the wafer stage to position an exposure area to be transferred on the optical axis of the projection optical system and a scan operation of performing scanning exposure while synchronously moving the reticle stage and the wafer stage are repeated.
[0003]
In light exposure, a transmission type reticle through which exposure light is transmitted is widely used. In the illumination optical system, the exposure light is irradiated on a reticle after being shaped by passing through an opening inside a blind (formed aperture plate). Then, the exposure light passes through the reticle with little intensity loss, and is guided to the wafer via the projection optical system. In light exposure, since the exposure light hardly loses intensity, a considerable number of lenses can be arranged in the illumination optical system. Then, a surface conjugate with the reticle surface is provided in the illumination optical system, and a blind for shaping the exposure light beam can be provided on the surface, so that the blind can be disposed farther away than the reticle stage.
[0004]
In addition to the blind for shaping the exposure light beam used for the scanning exposure, a blind (field stop) for limiting the exposure area on the reticle is required, but such a blind is also required near the conjugate plane. Can be arranged.
[0005]
By the way, with the recent miniaturization of device patterns, it is desired to further improve the resolving power of a projection optical system limited by the diffraction limit of light. Therefore, X-rays having a wavelength of several nm to several tens nm called soft X-rays or EUV light (Extreme Ultra Violet light: extreme ultraviolet light) have been attracting attention, and specifically, EUV light having a wavelength of about 13 nm is used. Lithography technology has been developed. This technology is expected as a technology that can achieve a resolving power of 70 nm or less, which cannot be realized by photolithography using ultraviolet light having a wavelength of about 190 nm, which is an extension of light exposure. In the EUV light exposure apparatus, it is assumed that a scanning exposure method in which a reticle and a wafer are relatively scanned with respect to a projection optical system is adopted.
[0006]
In the EUV light region, there is no influential substance that transmits light, and a transmission / refraction type optical system cannot be configured. Therefore, a reflective optical system is used, and a reflective reticle is also used as the reticle. The exposure light beam emitted from the illumination optical system is obliquely incident on the reflection type reticle, is reflected on the reflection surface, and is guided to the wafer via the projection optical system. However, the reflection mirror used in EUV light exposure currently has a low reflectivity of about 70%, so that when the number of mirrors increases, the intensity of the exposure light decreases exponentially. Therefore, it is desirable to reduce the number of reflection mirrors in the illumination optical system as much as possible. Therefore, there is no room for placing a plane conjugate with the reticle surface in the illumination optical system, and a blind for shaping the exposure light beam must be arranged near the reticle stage.
[0007]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an exposure apparatus and an exposure method having a simple and practical proximity line.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus that transfers a pattern formed on an original to a sensitive substrate, and restricts an exposure area of the original, and is arranged near the original. A movable blind, wherein the movable blinds cooperate with each other to form a rectangular opening, and a pair of L-shaped blind plates; and in order to change a size and / or a position of the opening, each of the blind plates is independent. And a blind plate driving means for driving the plate.
[0009]
According to the present invention, the rectangular opening for limiting the exposure area of the original is formed by a pair of L-shaped blind plates. Then, by independently driving each of the pair of blind plates by the blind plate driving means, the opening size and position can be set.
[0010]
In the exposure apparatus of the present invention, the exposure apparatus scans and exposes the original in a certain direction (Y direction), and the pair of blind plates is arranged in a direction orthogonal to the Y direction (X direction). Both blind plates move relatively to change the width of the opening to set an edge of the exposure region, and in the Y direction, both blind plates move synchronously to set an edge of the exposure region. can do.
When the size of the exposure area of the original plate changes, the width adjustment in the X direction moves the both blind plates relatively in the X direction to change the width of the opening between the two blind plates. The setting of the edge of the exposure area in the Y direction (adjustment of the length of the exposure area in the Y direction) will be described later in detail with reference to FIGS. 9B and 10B. , The edge in the Y direction of the exposure area is set while using both the synchronous movement and the asynchronous movement of the blind plate.
It is preferable that each blind plate be driven independently in the Y direction during alignment of the exposure apparatus.
[0011]
In the exposure apparatus of the present invention, at the time of exchanging the original plate of the exposure apparatus, the pair of blind plates can also move in a vertical direction (Z direction) with respect to a plane formed in the XY directions.
In this case, by enabling the blind plate to move in the Z direction, the original transfer or the like can be smoothly performed.
[0012]
In the exposure apparatus of the present invention, the original stage may be arranged on the body of the exposure apparatus via a vibration isolating means.
In this case, the vibration isolating means can prevent the vibration generated due to the movement of the original stage from being transmitted to the housing of the exposure apparatus.
[0013]
The exposure apparatus of the present invention may include a counter mass mechanism for processing a driving reaction force of the blind plate in the Y direction.
In this case, the counter mass mechanism can cancel the reaction force generated by driving the blind plate. Therefore, even if the blind is driven in the scanning direction during the scanning exposure, it is possible to prevent the stage from vibrating, and to suppress a decrease in pattern transfer accuracy.
[0014]
In the exposure apparatus of the present invention, the blind plate driving means includes: a guide bar extending in a longitudinal direction; a slider moved and positioned along the guide bar;
An inch-worm-type actuator for driving the slider.
For example, Japanese Patent Application No. 2002-036147 can be used as such an actuator. A driving force transmitting unit that is applied to the guide bar from the slider and presses the slider in a longitudinal direction of the guide bar; and a driving force transmitting unit that presses and separates the driving force transmitting unit against the guide bar surface. One piezoelectric element (vertical drive piezoelectric element) and a second piezoelectric element (horizontal drive piezoelectric element) that pushes the driving force transmission unit in the longitudinal direction of the guide bar can be provided.
[0015]
The exposure method of the present invention is an exposure method for transferring a pattern formed on an original to a sensitive substrate, wherein a pair of L-shaped blind plates that cooperate to form a rectangular opening are placed near the original. Each of them is driven independently, and the exposure area of the original is limited by the blind plate.
Note that the type of exposure light is not limited to EUV light, and may be ultraviolet light, an electron beam, an ion beam, or the like. Also, the method of exposure is not particularly limited, and may be reduction projection exposure or 1: 1 close proximity transfer.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, description will be made with reference to the drawings.
In the present embodiment described below, an EUVL exposure apparatus will be described as an example, but the present invention can be applied to other exposure apparatuses that use energy rays other than EUV light.
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of an example of an EUVL exposure apparatus (four-projection system).
The EUVL exposure apparatus shown in FIG. 11 includes an illumination system IL including a light source. EUV light (generally, a wavelength of 5 to 20 nm is used, and specifically, a wavelength of 13 nm or 11 nm is used) emitted from the illumination system IL is reflected by the turning mirror 1 and irradiated on the
[0017]
The
[0018]
The EUV light reflected by the
[0019]
The EUV light that has entered the
[0020]
The
[0021]
Next, the movable blind device according to the present invention will be described. The movable blind device is disposed below the
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the movable blind device according to the present embodiment.
FIG. 2 is an XY plan view schematically showing a configuration of a blind plate driving unit of the movable blind device.
FIG. 3 is a side view schematically showing the configuration of a blind plate driving unit of the movable blind device, as viewed from the YZ plane.
[0022]
FIG. 4 is an enlarged view (an enlarged view of a portion A in FIG. 1) showing a configuration near the X drive actuator of the blind plate drive unit.
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a configuration near an arm of the blind plate driving unit.
(A) is a side view seen from the YZ plane, (B) is a perspective view.
FIG. 6 is a schematic side view showing a positional relationship among a support structure, a reticle stage, and a movable blind device in the exposure apparatus according to the present invention.
In the following description, the directions XX ', YY' and ZZ 'indicate the directions of the arrows shown in FIG. The arrow directions shown in the other figures basically conform to the arrow directions in FIG.
[0023]
First, the positional relationship of the movable
As shown schematically in FIG. 6, the movable
[0024]
Next, the movable
As shown in FIG. 1, the movable
[0025]
As shown in FIGS. 1 and 2, two
[0026]
[0027]
Since the configuration of the
2, 3 and 4, the
[0028]
On the inner surface of the
[0029]
As shown in FIGS. 1 and 3, a
[0030]
As will be described later, since the
[0031]
Although not shown, the other guide shaft /
[0032]
As shown in FIGS. 2, 4 and 5, the blind
[0033]
A
[0034]
Although not shown, an arm, a linear slider, and an ultrasonic actuator are similarly provided on the blind plate drive slider of the other guide shaft /
[0035]
The L-shaped blind plate 160 (161) is attached to the upper end of the
[0036]
Next, the operation of the above-described movable blind device will be described.
FIG. 7A is a diagram showing a reticle carrying state of the exposure apparatus according to the present embodiment, and FIG. 7B is a schematic diagram showing a reticle carrying robot arm and a reticle thereon.
FIG. 8 is a diagram in which the reticle stage and the robot arm are removed from the state of FIG.
FIG. 9A is a diagram showing a state in which the blind plate of the movable blind device has moved in the Y ′ direction during the exposure of the exposure device, and FIG. 9B is a state in which the edge in the Y direction is set by the blind plate. FIG. 4 is a schematic diagram showing a relationship between an exposure area and an illumination beam in FIG.
FIG. 10A is a view showing a state in which the blind plate of the movable blind device has moved in the Y direction during exposure by the exposure device, and FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing a relationship between an exposure area and an illumination beam in a state.
[0037]
First, as a previous step, an exposure field width is determined according to the size of an exposure area of a reticle used for exposure. At this time, the movable
[0038]
FIG. 7A illustrates the
[0039]
During the reticle conveyance, the movable
[0040]
Next, alignment of the
[0041]
Here, as shown in FIG. 9 (B) or FIG. 10 (B), an
[0042]
After the alignment is completed, the L-shaped
[0043]
Then, after the Y-direction edge FY of the exposure region F and the inner edge 161α of the
[0044]
At this time, as shown in FIG. 9B, the exposure area by the illumination beam B1 which is first irradiated is in the X-axis direction by the inner edges of the
[0045]
Next, as shown in FIG. 10B, both the L-shaped
[0046]
During such scan exposure, the blind
[0047]
By the movement of the counter mass and guide shaft 111 (113), the reaction force generated by the movement of the blind
[0048]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to provide an exposure apparatus and an exposure method capable of realizing highly accurate exposure light beam shaping.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a movable blind device according to the present embodiment.
FIG. 2 is an XY plan view schematically showing a configuration of a blind plate driving unit of the movable blind device.
FIG. 3 is a side view schematically showing a configuration of a blind plate driving unit of the movable blind device, viewed from a YZ plane.
FIG. 4 is an enlarged view (an enlarged view of a portion A in FIG. 1) showing a configuration near an X drive actuator of the blind plate drive unit.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration near an arm of the blind plate driving unit. (A) is a side view seen from the YZ plane, (B) is a perspective view.
FIG. 6 is a schematic side view showing a positional relationship among a support structure, a reticle stage, and a movable blind device in the exposure apparatus according to the present invention.
FIG. 7A is a diagram showing a reticle carrying state of the exposure apparatus according to the present embodiment, and FIG. 7B is a schematic diagram showing a reticle carrying robot arm and a reticle thereon; is there.
FIG. 8 is a diagram in which a reticle stage and a robot arm are removed from the state of FIG. 7A.
FIG. 9A is a diagram showing a state in which the blind plate of the movable blind device has moved in the Y ′ direction during the exposure of the exposure device, and FIG. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a relationship between an exposure area and an illumination beam in an edge setting state.
FIG. 10A is a diagram showing a state in which the blind plate of the movable blind device has moved in the Y direction during exposure by the exposure device, and FIG. 10B is a diagram showing Y 'by the blind plate; It is a schematic diagram which shows the relationship between an exposure area and an illumination beam in the direction edge setting state.
FIG. 11 is a view showing a schematic configuration of an example of an EUVL exposure apparatus (four-projection system).
[Explanation of symbols]
BD Body IL Lighting system
2
10
90 air mount
100 Movable
111, 113 Guide shaft and counter mass
121A, 121B, 123A, 123B Guide frame
125a, 125b, 126a, 126b protrusion
131A, 131B, 133A, 133B X drive actuator
135
141 Blind plate drive slider
145 Ultrasonic actuator (Y drive actuator)
153
156 Ultrasonic actuator (Z drive actuator)
160, 161 L-shaped blind board
B1 to B3 Illumination beam F Exposure area
Claims (7)
前記原版の露光領域を制限する、該原版の近傍に配置された可動ブラインドを備え、
該可動ブラインドが、
協動して矩形の開口を形成する一対のL字型のブラインド板と、
前記開口の寸法及び/又は位置を変えるために、前記各ブラインド板をそれぞれ独立に駆動するブラインド板駆動手段と、
を有することを特徴とする露光装置。An exposure apparatus for transferring a pattern formed on an original to a sensitive substrate,
Limiting the exposure area of the original, comprising a movable blind disposed near the original,
The movable blind is
A pair of L-shaped blind plates cooperating to form a rectangular opening;
Blind plate driving means for driving each of the blind plates independently to change the size and / or position of the opening;
An exposure apparatus comprising:
前記一対のブラインド板は、
前記Y方向の直交方向(X方向)には、両ブラインド板が相対的に移動して前記開口の幅を変えることにより前記露光領域の端縁を設定し、
前記Y方向には、両ブラインド板が同期移動して前記露光領域の端縁を設定することを特徴とする請求項1記載の露光装置。The exposure apparatus scans and exposes the original in a certain direction (Y direction).
The pair of blind plates,
In the direction orthogonal to the Y direction (X direction), both blind plates move relatively to change the width of the opening to set the edge of the exposure area,
2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein in the Y direction, both blind plates move synchronously to set an edge of the exposure area. 3.
長手方向に延びるガイドバーと、
該ガイドバーに沿って移動・位置決めされるスライダと、
該スライダを駆動するインチワーム型のアクチュエータと、
を有することを特徴とする請求項1〜5いずれか1項記載の露光装置。The blind plate driving means,
A guide bar extending in the longitudinal direction;
A slider that is moved and positioned along the guide bar;
An inch-worm-type actuator for driving the slider;
The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
協動して矩形の開口を形成する一対のL字型のブラインド板を、前記原版の近傍でそれぞれ独立に駆動し、該ブラインド板により前記原版の露光領域を制限することを特徴とする露光方法。An exposure method for transferring a pattern formed on an original to a sensitive substrate,
An exposure method, wherein a pair of L-shaped blind plates forming a rectangular opening in cooperation with each other are independently driven in the vicinity of the master, and the blind plate limits an exposure area of the master. .
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