JP2005064351A - Holder, exposure device having the holder, and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般には、光学部材を搭載する精密機械、特に、半導体素子、撮像素子(CCD等)又は薄膜磁気ヘッド等を製造するためのリソグラフィー工程に使用される露光装置において、原版(例えば、レチクル又はマスク)の像を被処理体(例えば、半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ(LCD)用のガラス基板)に投影露光する際、より正確な結像関係を得るための保持装置に関する。本発明は、特に、露光光として紫外線光や極端紫外線(EUV:extreme ultraviolet)光を利用する露光装置において、レチクルやウェハ等を保持するのに好適である。 In general, an exposure apparatus used in a lithography process for manufacturing a precision device on which an optical member is mounted, particularly a semiconductor element, an imaging element (CCD, etc.) or a thin film magnetic head, etc. The present invention relates to a holding device for obtaining a more accurate imaging relationship when projecting and exposing an image of a reticle or a mask onto an object to be processed (for example, a single crystal substrate for a semiconductor wafer or a glass substrate for a liquid crystal display (LCD)). . The present invention is particularly suitable for holding a reticle, a wafer, or the like in an exposure apparatus that uses ultraviolet light or extreme ultraviolet (EUV) light as exposure light.
フォトリソグラフィー(焼き付け)技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子を製造する際に、レチクル(又はマスク)に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する縮小投影露光装置が従来から使用されている。 When manufacturing fine semiconductor elements such as semiconductor memories and logic circuits using photolithography (baking) technology, a circuit pattern drawn on a reticle (or mask) is projected onto a wafer or the like by a projection optical system. A reduction projection exposure apparatus for transferring the image has been used conventionally.
縮小投影露光装置が転写できる最小の寸法(解像度)は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数(NA)に反比例する。従って、波長を短くすればするほど、解像度はよくなる。このため、近年の半導体素子への微細化の要求に伴い露光光の短波長化が進められ、超高圧水銀ランプ(i線(波長約365nm))、KrFエキシマレーザー(波長約248nm)、ArFエキシマレーザー(波長約193nm)と用いられる紫外線光の波長は短くなってきた。 The minimum dimension (resolution) that can be transferred by the reduction projection exposure apparatus is proportional to the wavelength of light used for exposure and inversely proportional to the numerical aperture (NA) of the projection optical system. Therefore, the shorter the wavelength, the better the resolution. For this reason, in response to the recent demand for miniaturization of semiconductor elements, the exposure light has been shortened, and an ultra-high pressure mercury lamp (i-line (wavelength: about 365 nm)), KrF excimer laser (wavelength: about 248 nm), ArF excimer. The wavelength of ultraviolet light used with lasers (wavelength about 193 nm) has become shorter.
しかし、半導体素子は急速に微細化しており、紫外線光を用いたリソグラフィーでは限界がある。そこで、0.1μm以下の非常に微細な回路パターンを効率よく転写するために、紫外線光よりも更に波長が短い、波長10nm乃至15nm程度の極端紫外線(EUV)光を用いた縮小投影露光装置(以下、「EUV露光装置」と称する。)が開発されている。 However, semiconductor elements are rapidly miniaturized, and there is a limit in lithography using ultraviolet light. Therefore, in order to efficiently transfer a very fine circuit pattern of 0.1 μm or less, a reduction projection exposure apparatus using extreme ultraviolet (EUV) light having a wavelength shorter than that of ultraviolet light and having a wavelength of about 10 nm to 15 nm ( Hereinafter, it is referred to as “EUV exposure apparatus”).
EUV露光装置は、0.1μm以下の回路パターンの露光に使用されるため、レチクル又はウェハの面形状を非常に高い精度(即ち、平坦)で保持することが要求されている。そこで、2つの電極を有する双曲型の静電チャックを用いて静電吸着力によってレチクル及びウェハを平坦に保持し、露光中、常に最適な結像位置に保つようにしている(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、レチクル及びウェハの保持に用いられる静電チャックは、図9に示すように、レチクル又はウェハ等の基板1000と静電チャック2000との間にパーティクル(ゴミ)PTを挟み込んでしまい、基板1000にY方向の歪が生じる場合がある。これにより、基板1000の局所的な反り量がθ変化するために、パーティクルPTを挟み込む前の位置をLr、パーティクルPTを挟み込んだために変化した位置をLm、基板1000の厚みをtとすると、基板1000の表面は、以下の数式1で示す位置ずれΔLを生じ、転写精度の悪化を招く。ここで、図9(a)は、局所的な反り量の変化に起因して表面の位置ずれが生じた基板1000を示す概略断面図であり、図9(b)は、図9(a)に示すα部の拡大断面図である。
However, as shown in FIG. 9, the electrostatic chuck used for holding the reticle and the wafer sandwiches particles (dust) PT between the
そこで、基板全面を吸着するのではなく、基板との接触面積を少なくしてパーティクルを挟み込む確率を低減させた静電チャック(ピンチャック又はリングチャック)が提案されている。かかる静電チャックは、チャック表面に形成した複数の凸部(ピン)の上端面によって規定される基準面に基板の裏面をならわせると共に、静電気による吸着力を凸部に発生させることで基板を吸着する。また、基板とチャックとの接触面積を更に少なくするために、凸部の先端の面積を小さくすることや凸部の間隔(ピッチ)を長くすることが考えられる。 Therefore, an electrostatic chuck (pin chuck or ring chuck) has been proposed in which the entire surface of the substrate is not attracted but the contact area with the substrate is reduced to reduce the probability of sandwiching particles. Such an electrostatic chuck causes the back surface of the substrate to be aligned with a reference surface defined by the upper end surfaces of a plurality of convex portions (pins) formed on the chuck surface, and generates a suction force due to static electricity on the convex portion. To adsorb. Further, in order to further reduce the contact area between the substrate and the chuck, it is conceivable to reduce the area of the tip of the convex portion or to increase the interval (pitch) between the convex portions.
基板1000の裏面1000bは、一般には、図10(a)に示すように、表面1000aに比べて大きな面粗さを有する。従って、矢印CFの位置を先端の面積を小さくしたピン2100で吸着する場合を考えると、裏面1000bの粗さによってピン2100で支持する基板1000(の裏面1000b)の高さは異なることになる。しかし、ピン2100の高さは一定であるため、吸着後は、図10(b)に示すように、基板1000の表面1000aに局所的な反りが発生し、転写精度の悪化を招くことになる。ここで、図10(a)は、裏面1000bに面粗さを有する基板1000の概略断面図であり、図10(b)は、裏面1000bの面粗さに起因して局所的な反りが発生した基板1000を示す概略断面図である。
As shown in FIG. 10A, the
また、基板1000Aには、プロセスを経て形成されたパターンの応力によって、図11に示すように、中心部に対して外周部に反りが発生する場合がある。例えば、直径300mm程度のウェハでは、プロセス後レジストを塗布し、露光装置に搬入した時点で最大100nm程度の反りが発生している。ここで、図11は、中心部に対して外周部に反りを生じた基板1000Aの概略断面図である。
Further, as shown in FIG. 11, the
図12は、外周部に反りが生じた基板1000Aをピンチャックで吸着した場合を示す概略図であって、図12(a)は平面図、図12(b)は図12(a)に示すA−A’断面図である。図12を参照するに、基板1000Aの外周部において凹部1100及び凸部1200を生じ、特に、ピン2100の間隔を長くするとより大きな凹部1100及び凸部1200となる。
12A and 12B are schematic views showing a case where a
基板の外周部に生じる凹部及び凸部の凹凸量に再現性があればよいが、形成されるパターンの応力によって基板の反り量が変わるため、凹凸量は基板によって異なることになる。この場合、基板の表面には、θ変化は小さいものの、上述したのと同様に、数式1で表される位置ずれを生じる。例えば、20nm程度のY方向への変形があった場合、1.6nm程度のX方向の位置ずれが生じる。
The amount of unevenness of the concave portion and the convex portion generated in the outer peripheral portion of the substrate may be reproducible. However, the amount of warpage of the substrate varies depending on the stress of the pattern to be formed, and thus the amount of unevenness varies depending on the substrate. In this case, although the change in θ is small on the surface of the substrate, a positional shift represented by
そこで、本発明は、基板を吸着する際に発生する変形、特に、基板の外周部での変形を低減して位置ずれを防止することができる保持装置、かかる保持装置を有する露光装置、並びに、デバイス製造方法を提供することを例示的目的とする。 Accordingly, the present invention provides a holding device that can prevent deformation caused by sucking the substrate, in particular, deformation at the outer peripheral portion of the substrate to prevent displacement, an exposure apparatus having such a holding device, and It is an exemplary object to provide a device manufacturing method.
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての保持装置は、所定の基板を保持する保持装置であって、前記所定の基板をならわせる基準面を規定する吸着面を介して前記所定の基板を吸着する複数の凸部を有し、前記複数の凸部は、各々等しい吸着力を有し、吸着密度が前記基準面の周方向より径方向に大きくなるように配置されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a holding device according to one aspect of the present invention is a holding device that holds a predetermined substrate, wherein the holding device defines a reference surface that controls the predetermined substrate. The plurality of convex portions adsorbing a predetermined substrate, each of the plurality of convex portions has an equal adsorption force, and is arranged so that the adsorption density is larger in the radial direction than the circumferential direction of the reference surface. It is characterized by that.
本発明の別の側面としての保持装置は、所定の基板を保持する保持装置であって、前記所定の基板をならわせる基準面を規定する0.1mm以上の径の吸着面を介して前記所定の基板を吸着する複数の凸部を有し、前記複数の凸部は、前記所定の基板の面積に対して前記吸着面の総面積が10%以下であり、前記複数の凸部の吸着密度が、前記基準面の周方向より径方向に大きいことを特徴とする。 A holding device according to another aspect of the present invention is a holding device for holding a predetermined substrate, and the holding device has a suction surface having a diameter of 0.1 mm or more that defines a reference surface for aligning the predetermined substrate. A plurality of protrusions for adsorbing a predetermined substrate, wherein the plurality of protrusions has a total area of the adsorption surface of 10% or less with respect to the area of the predetermined substrate; The density is larger in the radial direction than in the circumferential direction of the reference surface.
本発明の更に別の側面としての保持装置は、所定の基板を保持する保持装置であって、前記所定の基板をならわせる基準面を規定する吸着面を介して前記所定の基板を吸着する複数のリング形状の凸部を有し、前記複数のリング形状の凸部は、前記基準面の径方向において、前記基準面の中心から離れるほど間隔が小さくなることを特徴とする。 A holding device according to still another aspect of the present invention is a holding device that holds a predetermined substrate, and sucks the predetermined substrate through a suction surface that defines a reference surface that aligns the predetermined substrate. It has a plurality of ring-shaped convex portions, and the intervals between the plurality of ring-shaped convex portions in the radial direction of the reference surface become smaller as the distance from the center of the reference surface increases.
本発明の更に別の側面としての露光装置は、光源から発せられた光束を投影光学系を介して上述の保持装置に保持された被処理体に照射して当該被処理体を露光することを特徴とする。 An exposure apparatus according to still another aspect of the present invention exposes an object to be processed by irradiating the object to be processed held by the holding device with a light beam emitted from a light source via a projection optical system. Features.
本発明の更に別の側面としての露光装置は、光源から発せられた光束を用いて上述の保持装置に保持された所望のパターンが形成されたレチクルを照明し、前記所望のパターンを被処理体に露光することを特徴とする。 An exposure apparatus according to yet another aspect of the present invention illuminates a reticle on which a desired pattern held by the above-described holding device is formed using a light beam emitted from a light source, and the desired pattern is irradiated on the object to be processed. It is characterized by exposing to the following.
本発明の更に別の側面としての露光装置は、上述の保持装置を有することを特徴とする。 An exposure apparatus according to still another aspect of the present invention includes the holding device described above.
本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体に所定のプロセスを行うステップとを有することを特徴とする。 According to still another aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising: exposing a target object using the exposure apparatus described above; and performing a predetermined process on the exposed target object. And
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。 Further objects and other features of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、基板を吸着する際に発生する変形、特に、基板の外周部での変形を低減して位置ずれを防止することができる保持装置、かかる保持装置を有する露光装置、並びに、デバイス製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a holder that can reduce deformation that occurs when adsorbing a substrate, in particular, deformation at the outer peripheral portion of the substrate to prevent misalignment, an exposure apparatus that includes such a holder, and A device manufacturing method can be provided.
まず、本発明者は、基板を吸着する際に発生する変形、特に、基板の外周部での変形を低減して位置ずれを防止することができる保持装置を提供するにあたり、基本に戻って応力によって反りが生じた基板をピンチャックで吸着した場合に発生する変形(歪)について鋭意検討した結果、ピンチャックが規定する基準面の径方向に波をうつ変形であることを発見した。 First, the inventor returns to the basics to provide a holding device that can prevent deformation caused by adsorbing the substrate, in particular, deformation at the outer peripheral portion of the substrate to prevent misalignment. As a result of intensive studies on the deformation (strain) that occurs when a substrate with warpage caused by suction is attracted by a pin chuck, it has been found that the deformation is a wave-deformed deformation in the radial direction of the reference surface defined by the pin chuck.
そこで、本発明者は、基板への吸着力を基準面の径方向に多く与えることで、基板の変形、特に、基板の外周部での変形を低減し、位置ずれを防止することができることを見出した。 Therefore, the present inventor can reduce the deformation of the substrate, in particular, the deformation at the outer peripheral portion of the substrate and prevent the positional deviation by giving a large amount of adsorption force to the substrate in the radial direction of the reference surface. I found it.
以下、添付図面を参照して、本発明の例示的一形態である保持装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については、同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図1は、本発明の保持装置100の構成を示す概略断面図である。
Hereinafter, a holding device which is an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, about the same member, the same reference number is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted. Here, FIG. 1 is a schematic sectional view showing the configuration of the holding
保持装置100は、例えば、チャックの凸部(吸着ピン)でより大きな静電吸着力を発生する静電保持方式のピンチャックとして具体化され、基板を保持する。保持装置100は、図1に示すように、電極140に電圧を印加することで、チャック110と所定の基板PSとの間に電位差を与え、かかる電位差により吸着ピン120に発生する静電気力によって所定の基板PSをチャック110に吸着する。所定の基板PSとしては、例えば、所望のパターンが転写されるウェハやウェハに転写する所望のパターンが形成されたレチクルなどが挙げられる。
The holding
チャック110は、複数の吸着ピン120を有する。吸着ピン120は、サンドブラスト後研磨することでチャック110の表面に形成される。吸着ピン120は、所定の基板PSをならわせる基準面BPを規定する吸着面122を上端に有し、かかる吸着面122を介して所定の基板PSを吸着する。
The
吸着ピン120は、所定の基板PSの面積に対して吸着面122の総面積(即ち、複数の吸着ピン120の吸着面122の面積の合計)が10%以下、且つ、吸着面122の径が0.1mm以上となるように形成される。これにより、所定の基板PSとチャック110との間にパーティクル(ゴミ)を挟み込む確率を低減して、所定の基板PSの変形による転写精度の悪化を防止することができる。吸着ピン120は、本実施形態では、1つの吸着面122の表面積を10mm2程度、吸着面122の中心の間隔、所謂、ピン間隔を10mm程度としている。
The
上述したように、応力によって反りが生じた基板を基準面BPで矯正する場合に発生する変形は、基準面BPの径方向に波をうつ変形であることから、複数の吸着ピン120を、基準面BPの径方向に多くの吸着力を与えるような配置にすることで、所定の基板PSの外周部での変形を低減することができる。換言すれば、複数の吸着ピン120は、吸着密度が基準面BPの周方向より径方向に大きくなるように配置されている。具体的には、基準面BPの径方向の吸着密度を周方向の吸着密度に対して1.5倍乃至5倍となるように構成することが好ましい。 As described above, the deformation that occurs when the substrate that has warped due to stress is corrected by the reference plane BP is a deformation that waves in the radial direction of the reference plane BP. By arranging so as to give a large suction force in the radial direction of the surface BP, deformation at the outer peripheral portion of the predetermined substrate PS can be reduced. In other words, the plurality of suction pins 120 are arranged such that the suction density is larger in the radial direction than in the circumferential direction of the reference plane BP. Specifically, it is preferable to configure the suction density in the radial direction of the reference surface BP to be 1.5 to 5 times the suction density in the circumferential direction.
図2は、図1に示すチャック110表面の吸着ピン120の配置の一例を示す概略平面図である。図2を参照するに、複数の吸着ピン120は、基準面BPの外周部BPO(即ち、チャック110の外周部)において、吸着ピン120の間隔(ピッチ)が周方向のピッチよりも径方向のピッチの方が短くなるように配置されている。詳細には、任意の吸着ピン120aと、任意の吸着ピン120aと基準面BPの中心(即ち、チャック110の中心)Oとを結ぶ線Pにおろした垂線Q1乃至Q3が最も短い吸着ピン120bとの距離L1が、任意の吸着ピン120aを通る同心円Sの接線Rに対しておろした垂線T1乃至T3が最も短い吸着ピン120cとの距離L2よりも小さくなるように配置されている。これにより、基準面BPの径方向に多くの吸着力を与えることができ、所定の基板PSの変形、特に、基板PSの外周部での変形を低減し、位置ずれを防止することができる。本実施形態では、従来、±20nm程度あったY方向の変形が、±5nm程度以下に低減され、これにより、X方向の位置ずれは無視できる程度に小さくなり、転写精度が向上する効果が得られた。
FIG. 2 is a schematic plan view showing an example of the arrangement of the suction pins 120 on the surface of the
また、複数の吸着ピン120の配置は、図3に示すようにしてもよい。ここで、図3は、図1に示すチャック110表面の吸着ピン120の配置の別の一例を示す概略平面図である。図3を参照するに、チャック110は、基準面BPの外周部BPO(即ち、チャック110の外周部)において、基準面BPの周方向に連続的に配置されたリング状の吸着ピン120Aと、リング状の吸着ピン120Aの内側に配置された吸着ピン120Bとを有する。また、リング状の吸着ピン120Aと吸着ピン120Bとの配置関係は、図3に矢印で示すように、吸着ピン120Aと吸着ピン120Bとの基準面BPの径方向の間隔(ピッチ)を吸着ピン120Bの基準面BPの径方向の間隔より狭くなるようにする。
Further, the arrangement of the plurality of suction pins 120 may be as shown in FIG. Here, FIG. 3 is a schematic plan view showing another example of the arrangement of the suction pins 120 on the surface of the
換言すれば、基準面BPの周方向に連続するリング状に配置された吸着ピン120Aは第1の吸着ピン群PC1を構成し、第1の吸着ピン群PC1の内側に分散して配置された吸着ピン120Bは第2の吸着ピン群PC2を構成する。
更に、第2の吸着ピン群PC2のうち、第1の吸着ピン群PC1側の最外吸着ピン120BOにおいて、第1の吸着ピン群PC1との距離L4が、最外吸着ピン120BOを通る同心円Sの接線Rにおろした垂線U1乃至U3が最も短い吸着ピン120BSとの距離L5よりも小さくなるように配置されている。
In other words, the suction pins 120A arranged in a ring shape continuous in the circumferential direction of the reference plane BP constitute the first suction pin group PC1 and are distributed and arranged inside the first suction pin group PC1. The suction pins 120B constitute a second suction pin group PC2.
Further, among the second adsorption pin group PC2, the outermost adsorbed pins 120B O of the first adsorption pin group PC1 side, the distance L 4 between the first adsorption pin group PC1 is, the
このような配置によって、基準面BPの径方向に多くの吸着力が与えられ、所定の基板PSの変形、特に、基板PSの外周部での変形を低減し、位置ずれを防止することができる。 With such an arrangement, a large amount of attracting force is given in the radial direction of the reference surface BP, and deformation of a predetermined substrate PS, particularly deformation at the outer peripheral portion of the substrate PS can be reduced, thereby preventing misalignment. .
以下、図4を参照して、保持装置100の変形例である保持装置100Aについて説明する。保持装置100Aは、保持装置100と同様に、基準面BPの径方向に多くの吸着力を与えることが可能な静電保持方式のピンチャックであるが、吸着ピン160に関して異なる。
Hereinafter, with reference to FIG. 4, a holding
吸着ピン160は、図4に示すように、サンドブラスト後研磨することでチャック110の表面に複数形成される。吸着ピン160は、所定の基板をならわせる基準面BPを規定する吸着面162を上端に有し、かかる吸着面162を介して所定の基板を吸着する。ここで、図4は、本発明の保持装置100Aのチャック110の表面を示す概略平面図である。
As shown in FIG. 4, a plurality of suction pins 160 are formed on the surface of the
吸着ピン160は、所定の基板の面積に対して吸着面162の総面積(即ち、複数の吸着ピン160の面積の合計)が10%以下、且つ、吸着面162の径が0.1mm以上となるように形成される。これにより、所定の基板とチャック110との間にパーティクル(ゴミ)を挟み込む確率を低減して、所定の基板の変形による転写精度の悪化を防止することができる。
The
上述したように、応力によって反りが生じた基板を基準面BPで矯正する場合に発生する変形は、基準面BPの径方向に波をうつ波形であることから、複数の吸着ピン160の吸着面162を、基準面BPの径方向に多くの吸着力を与えるような形状にすることで、所定の基板の外周部での変形を低減することができる。換言すれば、複数の吸着ピン160は、吸着密度が基準面BPの周方向より径方向に大きくなるような形状を有する。具体的には、吸着ピン160の吸着面162の形状を、基準面BPの径方向の吸着密度を周方向の吸着密度に対して1.5倍乃至5倍となるようにすることが好ましい。
As described above, the deformation that occurs when the substrate that has been warped due to stress is corrected by the reference surface BP is a waveform that waves in the radial direction of the reference surface BP. By making 162 a shape that gives a large suction force in the radial direction of the reference plane BP, deformation at the outer peripheral portion of a predetermined substrate can be reduced. In other words, the plurality of suction pins 160 have a shape such that the suction density is larger in the radial direction than the circumferential direction of the reference surface BP. Specifically, the shape of the
図4を参照するに、複数の吸着ピン160は、基準面BPの中心(即ち、チャック110の中心)Oから放射状に配置され、基準面BPの径方向の長さK1が基準面BPの周方向の長さK2よりも長い形状の吸着面162を有する。本実施形態では、吸着ピン160の吸着面162は、基準面BPの周方向の長さK2に対して基準面BPの径方向の長さK1は、3倍となっている。なお、基準面BPの周方向の長さK2に対して基準面BPの径方向の長さK1は、1.5倍乃至5倍となるようにすることが好ましい。
Referring to FIG. 4, a plurality of
これにより、基準面BPの径方向に多くの吸着力を与えることができ、所定の基板の変形、特に、基板の外周部での変形を低減し、位置ずれを防止することができる。本実施形態では、従来、±20nm程度あったY方向の変形が、±5nm程度以下に低減され、これにより、X方向の位置ずれは無視できる程度に小さくなり、転写精度が向上する効果が得られた。なお、基準面BPの周方向の長さK2が基準面BPの径方向の長さK1よりも長い形状の吸着面を有する吸着ピンの場合では、Y方向の変形が+5nm乃至−20nmとなり改善効果が少ないことが実験によってわかった。 As a result, a large amount of adsorption force can be applied in the radial direction of the reference surface BP, and deformation of a predetermined substrate, in particular, deformation at the outer peripheral portion of the substrate can be reduced and misalignment can be prevented. In the present embodiment, the deformation in the Y direction, which has conventionally been about ± 20 nm, is reduced to about ± 5 nm or less, so that the positional deviation in the X direction is reduced to a negligible level, and the transfer accuracy is improved. It was. In the case of adsorption pins circumferential length K 2 of the reference plane BP has a suction surface of the elongated than the radial length K 1 in the reference plane BP is deformed in the Y direction + 5 nm to -20nm next Experiments have shown that the improvement effect is small.
以下、図5を参照して、保持装置100の変形例である保持装置100Bについて説明する。保持装置100Bは、保持装置100と同様に、基準面BPの径方向に多くの吸着力を与えることが可能な静電保持方式のリングチャックであるが、吸着ピン170に関して異なる。
Hereinafter, a holding
吸着ピン170は、図5を示すように、サンドブラスト後研磨することでチャック110の表面に、基準面BPの周方向に連続的なリング状に複数形成される。リング状の吸着ピン170は、所定の基板をならわせる基準面BPを規定する吸着面172を上端に有し、かかる吸着面172を介して所定の基板を吸着する。ここで、図5は、本発明の保持装置100Bのチャック110の表面を示す概略平面図である。
As shown in FIG. 5, a plurality of suction pins 170 are formed in a continuous ring shape in the circumferential direction of the reference surface BP on the surface of the
吸着ピン170は、所定の基板の面積に対して吸着面172の総面積(即ち、複数の吸着ピン170の面積の合計)が10%以下、且つ、吸着面172の径が0.1mm以上となるように形成される。これにより、所定の基板とチャック110との間にパーティクル(ゴミ)を挟み込む確率を低減して、所定の基板の変形による転写精度の悪化を防止することができる。
The
上述したように、応力によって反りが生じた基板を基準面BPで矯正する場合に発生する変形は、基準面BPの径方向に波をうつ波形であることから、複数のリング状の吸着ピン170を、基準面BPの径方向に多くの吸着力を与えるような配置にするとで、所定の基板の外周部での変形を低減することができる。換言すれば、複数の吸着ピン170は、吸着密度が基準面BPの周方向より径方向に大きくなるように配置されている。具体的には、基準面BPの径方向の吸着密度を周方向の吸着密度に対して1.5倍乃至5倍となるように構成することが好ましい。 As described above, the deformation that occurs when the substrate that has warped due to stress is corrected by the reference plane BP is a waveform that waves in the radial direction of the reference plane BP. Is arranged so as to give a large adsorption force in the radial direction of the reference plane BP, it is possible to reduce deformation at the outer peripheral portion of the predetermined substrate. In other words, the plurality of suction pins 170 are arranged such that the suction density is larger in the radial direction than in the circumferential direction of the reference plane BP. Specifically, it is preferable to configure the suction density in the radial direction of the reference surface BP to be 1.5 to 5 times the suction density in the circumferential direction.
図5を参照するに、複数のリング状の吸着ピン170は、基準面BPの中心(即ち、チャック110の中心)Oから同心円状、且つ、基準面BPの径方向において、基準面の中心Oから離れるほど間隔が小さくなるように配置される。つまり、基準面の中心Oから離れる方向において、吸着ピン170a、170b、170c、170d及び170eとすると、吸着ピン170aと吸着ピン170bとの距離M1、吸着ピン170bと吸着ピン170cとの距離M2、吸着ピン170cと吸着ピン170dとの距離M3、吸着ピン170dと吸着ピン170eとの距離M4は、以下の数式2で示す関係を満たす。
Referring to FIG. 5, the plurality of ring-shaped suction pins 170 are concentric from the center O of the reference surface BP (that is, the center of the chuck 110) and in the radial direction of the reference surface BP, It arrange | positions so that a space | interval may become so small that it leaves | separates from. That is, if the
以上、説明したように、吸着ピンの吸着面の表面積を小さくするのではなく、吸着ピンの配置及び吸着面の形状によって、基板とチャックの接触面積を低減し、且つ、反った基板を吸着したときに発生する基板の変形を低減することができるので、保持する基板の粗さなどに起因する転写精度の悪化を防止することができる。 As described above, instead of reducing the surface area of the suction surface of the suction pin, the contact area between the substrate and the chuck is reduced by the placement of the suction pin and the shape of the suction surface, and the warped substrate is sucked. Since deformation of the substrate that occurs sometimes can be reduced, it is possible to prevent deterioration in transfer accuracy due to the roughness of the substrate to be held.
以下、図6を参照して、本発明の保持装置100を適用した例示的な露光装置500について説明する。ここで、図6は、本発明の例示的な露光装置500を示す概略光路図である。
Hereinafter, an
本発明の露光装置500は、露光用の照明光としてEUV光(例えば、波長13.4nm)を用いて、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式やステップ・アンド・リピート方式でレチクル520に形成された回路パターンを被処理体540に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置(「スキャナー」とも呼ばれる。)を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、レチクルに対してウェハを連続的にスキャン(走査)してレチクルパターンをウェハに露光すると共に、1ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。「ステップ・アンド・リピート方式」は、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する露光方法である。
The
図6を参照するに、露光装置500は、照明装置510と、レチクル520と、レチクル520を載置するレチクルステージ525と、投影光学系530と、被処理体540と、被処理体540を載置するウェハステージ545と、アライメント検出機構と、フォーカス位置検出機構560とを有する。
Referring to FIG. 6,
また、EUV光は、大気に対する透過率が低く、残留ガス(高分子有機ガスなど)成分との反応によりコンタミを生成してしまうため、図6に示すように、少なくとも、EUV光が通る光路中(即ち、光学系全体)は、真空雰囲気VCとなっている。 Further, since EUV light has a low transmittance to the atmosphere and generates contamination due to a reaction with a residual gas (polymer organic gas or the like) component, as shown in FIG. 6, at least in an optical path through which the EUV light passes. (That is, the entire optical system) is in a vacuum atmosphere VC.
照明装置510は、投影光学系530の円弧状の視野に対する円弧状のEUV光(例えば、13.4nm)によりレチクル520を照明する照明装置であって、EUV光源512と、照明光学系514とを有する。
The
EUV光源512は、例えば、レーザープラズマ光源が用いられる。これは、真空容器中のターゲット材に高強度のパルスレーザー光を照射し、高温のプラズマを発生させ、これから放射される、例えば、波長13nm程度のEUV光を利用するものである。ターゲット材としては、金属膜、ガスジェット、液滴などが用いられる。放射されるEUV光の平均強度を高くするためにはパルスレーザーの繰り返し周波数は高い方がよく、通常数kHzの繰り返し周波数で運転される。
As the EUV
照明光学系514は、集光ミラー514a、オプティカルインテグレーター514bから構成される。集光ミラー514aは、レーザープラズマからほぼ等方的に放射されるEUV光を集める役割を果たす。オプティカルインテグレーター514bは、レチクル520を均一に所定の開口数で照明する役割を持っている。また、照明光学系514は、レチクル520と共役な位置に、レチクル520の照明領域を円弧状に限定するためのアパーチャ514cが設けられている。
The illumination
レチクル520は、反射型レチクルで、その上には転写されるべき回路パターン(又は像)が形成され、レチクルステージ525に支持及び駆動される。レチクル520から発せられた回折光は、投影光学系530で反射されて被処理体540上に投影される。レチクル520と被処理体540とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置500は、スキャナーであるため、レチクル520と被処理体540を走査することによりレチクル520のパターンを被処理体540上に縮小投影する。
The
レチクルステージ525は、レチクル520を支持して図示しない移動機構に接続されている。レチクルステージ525は、レチクルチャック525aを介してレチクル520を保持する。かかるレチクルチャック525aに本発明の保持装置100を適用することができる。これにより、レチクル520の変形、特に、レチクル520の外周部での変形を低減し、位置ずれを防止して転写精度の劣化を抑えることができる。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、少なくともX方向にレチクルステージ525を駆動することでレチクル520を移動することができる。露光装置500は、レチクル520と被処理体540を同期した状態で走査する。ここで、レチクル520又は被処理体540面内で走査方向をX、それに垂直な方向をY、レチクル520又は被処理体540面内に垂直な方向をZとする。
The
投影光学系530は、複数の反射ミラー(即ち、多層膜ミラー)530aを用いて、レチクル520面上のパターンを像面である被処理体540上に縮小投影する。複数の反射ミラー530aの枚数は、4枚乃至6枚程度である。少ない枚数のミラーで広い露光領域を実現するには、光軸から一定の距離だけ離れた細い円弧状の領域(リングフィールド)だけを用いて、レチクル520と被処理体540を同時に走査して広い面積を転写する。投影光学系530の開口数(NA)は、0.2乃至0.3程度である。
The projection
被処理体540は、本実施形態ではウェハであるが、液晶基板その他の被処理体を広く含む。被処理体540には、フォトレジストが塗布されている。フォトレジスト塗布工程は、前処理と、密着性向上剤塗布処理と、フォトレジスト塗布処理と、プリベーク処理とを含む。前処理は、洗浄、乾燥などを含む。密着性向上剤塗布処理は、フォトレジストと下地との密着性を高めるための表面改質(即ち、界面活性剤塗布による疎水性化)処理であり、HMDS(Hexamethyl−disilazane)などの有機膜をコート又は蒸気処理する。プリベークは、ベーキング(焼成)工程であるが現像後のそれよりもソフトであり、溶剤を除去する。 The object to be processed 540 is a wafer in the present embodiment, but widely includes liquid crystal substrates and other objects to be processed. A photoresist is applied to the object to be processed 540. The photoresist coating process includes a pretreatment, an adhesion improver coating process, a photoresist coating process, and a prebaking process. Pretreatment includes washing, drying and the like. The adhesion improver coating process is a surface modification process for improving the adhesion between the photoresist and the base (that is, a hydrophobic process by application of a surfactant), and an organic film such as HMDS (Hexmethyl-disilazane) is used. Coat or steam. Pre-baking is a baking (baking) step, but is softer than that after development, and removes the solvent.
ウェハステージ545は、ウェハチャック545aによって被処理体540を支持する。ウェハステージ545は、例えば、リニアモーターを利用してXYZ方向に被処理体540を移動する。レチクル520と被処理体540は、同期して走査される。また、レチクルステージ525の位置とウェハステージ545との位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。かかるウェハチャック545aに本発明の保持装置100を適用することができる。これにより、被処理体540の変形、特に、被処理体540の外周部での変形を低減し、位置ずれを防止して転写精度の劣化を抑えることができる。
アライメント検出機構550は、レチクル520の位置と投影光学系530の光軸との位置関係、及び、被処理体540の位置と投影光学系530の光軸との位置関係を計測し、レチクル520の投影像が被処理体540の所定の位置に一致するようにレチクルステージ525及びウェハステージ545の位置と角度を設定する。
The
フォーカス位置検出機構560は、被処理体540面でZ方向のフォーカス位置を計測し、ウェハステージ545の位置及び角度を制御することによって、露光中、常時被処理体540面を投影光学系530による結像位置に保つ。
The focus position detection mechanism 560 measures the focus position in the Z direction on the surface of the object to be processed 540 and controls the position and angle of the
露光において、照明装置510から射出されたEUV光はレチクル520を照明し、レチクル520面上のパターンを被処理体540面上に結像する。本実施形態において、像面は円弧状(リング状)の像面となり、レチクル520と被処理体540を縮小倍率比の速度比で走査することにより、レチクル520の全面を露光する。
In the exposure, the EUV light emitted from the
露光装置500が使用するレチクルチャック525a及びウェハチャック545aに本発明の保持装置100を適用することで、レチクル520及び被処理体540の変形及び位置ずれを抑えることができるので、高いスループットで経済性よく従来よりも高品位なデバイス(半導体素子、LCD素子、撮像素子(CCDなど)、薄膜磁気ヘッドなど)を提供することができる。
By applying the holding
次に、図7及び図8を参照して、上述の露光装置500を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図7は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ1(回路設計)では、デバイスの回路設計を行う。ステップ2(マスク製作)では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ3(ウェハ製造)では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ4(ウェハプロセス)は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いて本発明のリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ5(組み立て)は、後工程と呼ばれ、ステップ4によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6(検査)では、ステップ5で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷(ステップ7)される。
Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described
図8は、ステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ11(酸化)では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ14(イオン打ち込み)では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では、本発明の露光装置500によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ17(現像)では、露光したウェハを現像する。ステップ18(エッチング)では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本発明のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、本発明のリソグラフィー技術を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
FIG. 8 is a detailed flowchart of the wafer process in
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明の保持装置は、ArFエキシマレーザーやF2レーザーなどのEUV光以外の波長200nm以下の紫外線に適用することもでき、投影光学系や照明光学系などを構成する光学部材の保持にも適用可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist. For example, the holding device of the present invention can be applied to ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less other than EUV light, such as ArF excimer laser and F 2 laser, and can hold optical members constituting a projection optical system, illumination optical system, and the like. Is also applicable.
100 保持装置
110 チャック
120 吸着ピン
122 吸着面
140 電極
100A 保持装置
160 吸着ピン
162 吸着面
100B 保持装置
170 吸着ピン
172 吸着面
PS 所定の基板
BP 基準面
PC1 第1の吸着ピン群
PC2 第2の吸着ピン群
500 露光装置
525 レチクルステージ
525a レチクルチャック
545 ウェハステージ
545a ウェハチャック
100
Claims (14)
前記所定の基板をならわせる基準面を規定する吸着面を介して前記所定の基板を吸着する複数の凸部を有し、
前記複数の凸部は、各々等しい吸着力を有し、吸着密度が前記基準面の周方向より径方向に大きくなるように配置されていることを特徴とする保持装置。 A holding device for holding a predetermined substrate,
A plurality of protrusions for adsorbing the predetermined substrate through an adsorption surface that defines a reference surface for aligning the predetermined substrate;
The plurality of convex portions have the same suction force, and are arranged so that the suction density is larger in the radial direction than in the circumferential direction of the reference surface.
前記所定の基板をならわせる基準面を規定する0.1mm以上の径の吸着面を介して前記所定の基板を吸着する複数の凸部を有し、
前記複数の凸部は、前記所定の基板の面積に対して前記吸着面の総面積が10%以下であり、
前記複数の凸部の吸着密度が、前記基準面の周方向より径方向に大きいことを特徴とする保持装置。 A holding device for holding a predetermined substrate,
A plurality of protrusions for adsorbing the predetermined substrate through an adsorption surface having a diameter of 0.1 mm or more that defines a reference surface for aligning the predetermined substrate;
The plurality of convex portions, the total area of the suction surface with respect to the area of the predetermined substrate is 10% or less,
The holding device according to claim 1, wherein an adsorption density of the plurality of convex portions is larger in a radial direction than a circumferential direction of the reference surface.
前記第1の凸部群の内側に分散して配置された第2の凸部群とを有し、
前記第2の凸部群のうち、前記第1の凸部群側の最外凸部において、前記第1の凸部群との距離が、前記最外凸部を通る同心円の接線におろした垂線が最も短い凸部との距離よりも小さくなるように配置されたことを特徴とする請求項1記載の保持装置。 The plurality of convex portions are a first convex portion group arranged in a ring shape continuous in the circumferential direction of the reference surface;
A second convex portion group arranged in a distributed manner inside the first convex portion group,
In the outermost convex portion on the first convex portion group side in the second convex portion group, the distance from the first convex portion group is reduced to a tangent line of a concentric circle passing through the outermost convex portion. The holding device according to claim 1, wherein the vertical line is arranged to be smaller than a distance from the shortest convex portion.
前記所定の基板をならわせる基準面を規定する吸着面を介して前記所定の基板を吸着する複数のリング形状の凸部を有し、
前記複数のリング形状の凸部は、前記基準面の径方向において、前記基準面の中心から離れるほど間隔が小さくなることを特徴とする保持装置。 A holding device for holding a predetermined substrate,
A plurality of ring-shaped convex portions that adsorb the predetermined substrate through an adsorption surface that defines a reference surface that aligns the predetermined substrate;
The holding device according to claim 1, wherein the plurality of ring-shaped convex portions are spaced apart from each other in the radial direction of the reference surface as the distance from the center of the reference surface increases.
露光された前記被処理体に所定のプロセスを行うステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。 A step of exposing the object to be processed using the exposure apparatus according to claim 11;
And performing a predetermined process on the exposed object to be processed.
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2003
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