JP2006049573A

JP2006049573A - 露光装置

Info

Publication number: JP2006049573A
Application number: JP2004228516A
Authority: JP
Inventors: Shinji Nakazato; 進司中里
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2006-02-16

Abstract

【課題】露光作業の効率を低下することなく異物を除去することのできる露光装置を提供する。
【解決手段】露光用マスク２０１の表面に付着した異物を除去する異物除去手段３００を、露光用マスク２０１に沿って移動可能な移動手段３０４と、移動手段３０４に設けられ、露光用マスク２０１の表面に付着した異物を除去する弾性を有する清掃部材３０１とにより構成し、清掃部材３０１を露光用マスク２０１の表面に圧接させながら移動手段３０４を露光用マスク２０１に沿って移動させることにより、露光用マスク２０１の表面に付着した異物を除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、露光装置に関し、特に露光用マスク表面に付着した異物を除去する構成に関する。

近年の半導体デバイスの集積度向上により、光リソグラフィのさらなる微細化は必要不可欠のものとなっている。そこで、従来、光の波長により微細加工限界が制限される光リソグラフィ装置に対して、光の波長以下の微細加工を可能とする露光装置として、例えば露光用マスクを弾性体で構成し、被露光物（基板）のレジスト面形状に対して倣うように露光用マスクを弾性変形させることにより、露光用マスクをレジスト面に密着させ、露光用マスクに形成した１００ｎｍ以下の大きさの微小開口パターンから滲み出す近接場光（エバネッセント光）を用いて被露光物に光の波長限界を越えるパターン露光を行う構成のものが提案されている（特許文献１及び２参照。）。

ところで、このような露光装置において、露光用マスクとレジスト面との間隔は常に所定の値以下（例えば、１００ｎｍ以下）に保持する事が求められるが、露光用マスクにゴミやレジスト破片等の異物が残存すると、その異物により露光用マスクとレジスト面との密着性や平面度が悪化する。

そして、このようにゴミやレジスト破片等により露光用マスクとレジスト面との密着性や平面度が悪化すると、露光パターンの欠陥やレジスト部材の更なる剥がれ等が生じ、歩留まりの低下の要因となる。更に近接場光による一括露光では、従来では問題とされなかったサブミクロンサイズの異物の存在までが問題となるほど、露光用マスクや被露光物の清浄度が要求される。

そこで、従来は、このような不具合の発生を防止するため、全ての露光工程が終了した後、装置を停止し、この後、露光用マスクを装置より取り外して露光用マスク表面を洗浄し、異物を露光用マスク表面から除去するようにしていた。

特開平１１−１４５０５１号公報特開平１１−１８４０９４号公報

しかし、このようにして異物を除去するようにした従来の露光装置において、異物除去作業は露光工程を一旦中断して行う必要があることから露光動作の連続性が失われ、さらに、異物除去作業は３０分から１時間程度の時間を要することから、露光作業の効率が低下するという不都合があった。

また、露光用マスクを取り外して清掃を行うことから、清掃終了後、露光用マスクを取り付ける際に、露光用マスクにごみ等が付着する可能性がある。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みていなされたものであり、露光作業の効率を低下することなく異物を除去することのできる露光装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、弾性体で構成され、微小開口パターンを有する露光用マスクを弾性変形させ、被露光物に接触させた状態で露光を行う露光装置において、前記露光用マスクに沿って移動可能な移動手段と、前記移動手段に設けられ、前記露光用マスクの表面に付着した異物を除去する弾性を有する清掃部材とを備えた異物除去手段を備え、前記異物除去手段は、前記清掃部材を前記露光用マスクの表面に圧接させながら前記移動手段を前記露光用マスクに沿って移動させ、前記露光用マスクの表面に付着した異物を除去することを特徴とするものである。

本発明のように、清掃部材を露光用マスクの表面に圧接させながら露光用マスクに沿って移動させ、露光用マスクの表面に付着した異物を除去するようにすることにより、露光作業の効率を低下することなく異物を除去することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。図１において、２００は近接場露光装置であり、この近接場露光装置２００は、圧力調整容器２０５と、露光手段である露光光源２０９と、ステージ２０４と、圧力調整容器２０５内の圧力を調整する圧力調整装置２１３を備えている。

また、図１において、２０１は、圧力調整容器２０５の底面に取り付けられている露光用マスクであり、この露光用マスク２０１は、マスク支持体２０８、マスク母材２０６、遮光膜２０７から構成されている。ここで、遮光膜２０７は、弾性体からなる０．１μｍ〜１００μｍ程度の厚さの薄膜であるマスク母材２０６の上に保持されるように成膜されており、この遮光膜２０７に微小開口パターンである所望の露光パターン２１０が形成されている。

なお、以下の説明において、露光用マスク２０１の遮光膜２０７が設けられた面を表面、その反対側を裏面という。そして、露光用マスク２０１はマスク支持体２０８を介して圧力調整容器２０５の底面に取り付けられるようになっている。

また、図１において、２０３は、マスク面内２次元方向及びマスク面法線方向に移動可能な保持手段である基板用ステージ２０４上に取り付けられた被露光物である基板であり、この基板２０３の表面にはレジスト２０２が形成されている。そして、この基板２０３を基板用ステージ２０４上に取り付け、基板用ステージ２０４を駆動することにより、露光用マスク２０１に対する基板２０３のマスク面内２次元方向の相対位置合わせを行い、この後、マスク面法線方向に移動させるようにしている。

なお、図１において、２１１は露光光源２０９から出射される露光光Ｌを平行光にするためのコリメータレンズであり、このコリメータレンズ２１１で平行光とされた露光光Ｌは、圧力調整容器２０５の上面に設けられたガラス窓２１２を通って圧力調整容器２０５内に導入されるようになっている。

次に、このように構成された近接場露光装置２００の露光方法について説明する。

まず、圧力調整容器２０５の底面に露光用マスク２０１を、表面が下側となるように配置する。次に、基板２０３を基板用ステージ２０４上に取り付け、基板用ステージ２０４を駆動することにより、図２に示すように露光用マスク２０１に対する基板２０３のマスク面内２次元方向の相対位置合わせを行い、この後、露光用マスク２０１との距離が所定の設定距離となるまでマスク面法線方向に移動させる。なお、この設定距離は、露光用マスク２０１とレジスト２０２の面が１００μｍ以内で接触しない程度近いことが望ましい。

次に、圧力調整容器２０５内の圧力を圧力調整容器２０５外に比べ高くするため、圧力調整容器２０５内に、圧力調整手段２１３を駆動して気体を送り込む。そして、圧力調整容器２０５内の圧力が外気より高くなると、露光用マスク２０１に対して裏面から表面に向かって圧力が加わり、これにより露光用マスク２０１の露光パターン２１０及びその外側の周辺領域が基板側に弾性変形し（撓み）、全面にわたって露光用マスク２０１と基板２０３上のレジスト２０２とが密着する。

なお、圧力調整容器２０５内には圧力センサ２１４が設置されており、近接場露光装置２００の所定位置（、又は外部に設けられた）制御装置２１６は、この圧力センサ２１４をモニタし、調整弁２１５及び圧力調整手段２１３の駆動を制御するようにしている。そして、この制御手段２１６は圧力センサ２１４からの圧力情報出力から、露光用マスク表面とレジスト２０２が所定の密着状態に到達したと判断すると、圧力調整手段２１３の駆動を停止する。

次に、このように露光用マスク２０１をレジスト２０２に密着させた後、露光光源２０９から出射される露光光Ｌをコリメータレンズ２１１で平行光にした後、ガラス窓２１２を通って圧力調整容器２０５内に導入し、露光用マスク２０１に対して裏面から照射する。これにより、露光用マスク２０１のマスク母材２０６上の遮光膜２０７に形成された微小開口パターン２１０から近接場光が滲み出し、この近接場光により基板２０３のレジスト２０２に対して露光が行われる。

次に、このような露光工程が終了した後、圧力調整容器２０５内の気体を排出し、圧力調整容器外の気圧と等しくする。これにより、露光用マスク２０１の撓みが解消され、露光用マスク２０１が基板２０３から剥離される。

以上の工程を行うことで、露光プロセスを終了し、所望のパターンを基板２０３に露光することができる。なお、本実施の形態においては、露光用マスク２０１を撓ませる方法として露光用マスク２０１に圧力を印加する圧力印加方法を用いたが、この他、例えば露光用マスク２０１と基板２０３との間に静電力を発生させ、この静電力により露光用マスク２０１を基板２０３側に撓ませる方法もあるが、本発明はどのような露光用マスク２０１の撓ませ方にも限定されるものではない。

ところで、図１において、３００はクリーンユニットであり、このクリーンユニット３００は、ワイパーブレード支持体３０２と、ワイパーブレード支持体３０２の上に配置されたワイパーブレード３０１とから構成されている。なお、このワイパーブレード３０１は、アクリル樹脂系、シリコン樹脂系、フッ素樹脂系、ゴム系（天然ゴム、合成ゴム）などのポリマーを主成分とした、常温下で弾性（可撓性）を有するものである。

また、３０４はクリーンユニット３００が上面に固定されたステージであり、この移動手段であるステージ３０４は、露光用マスク２０１の表面とクリーンユニット３００のワイパーブレード３０１とを密着させた状態でマスク面の平行方向に移動するようになっている。なお、本実施の形態において、この移動手段であるステージ３０４と、清掃手段であるワイパーブレード３０１とにより異物除去手段３００Ａが構成される。

そして、このようにステージ３０４と共にワイパーブレード３０１が露光用マスク２０１の表面と密着した状態で移動することにより、ワイパーブレード３０１は露光用マスク２０１に圧接しながら、かつ弾性変形しながら露光用マスク２０１の表面を移動し、これにより露光用マスク２０１の表面の異物を除去することができる。

なお、３０５はクリーンユニット清浄ユニットであり、このクリーンユニット清浄ユニット３０５により、ワイパーブレード３０１に付着した異物を適宜清掃するようにしている。

次に、このような構成の近接場光露光装置２００における露光用マスク清掃動作について説明する。なお、本実施の形態においては、所定回数の露光動作が終了した後、或いは一定時間の露光動作が終了したときに、異物除去のための工程であるクリーンサイクルに入るようになっている。

ここで、このクリーンサイクルにおいては、まず既述した露光サイクルが完了した後、図１に示すように基板用ステージ２０４を移動させて基板２０３を圧力調整容器２０５の下方より退避させ、この後、ステージ３０４によりクリーンユニット３００の、露光用マスク２０１の下部側面に対する位置合わせを行なう。この後、圧力調整手段２１３により露光用マスク２０１を加圧して弾性変形による撓みにより露光用マスク２０１をクリーンユニット３００のワイパーブレード３０１に密着させる。

次に、このようにワイパーブレード３０１に露光用マスク２０１を密着させた状態で、マスク面平行方向にステージ３０４を駆動する。そして、このようにワイパーブレード３０１に露光用マスク２０１を密着させた状態でステージ３０４が駆動されると、ワイパーブレード３０１が適度に弾性変形しながら露光用マスク２０１の終点まで移動し、これにより露光用マスク２０１上の異物が除去される。

なお、このようなクリーンサイクル終了後、クリーンユニット３００は、所定の位置まで移動し、この後、クリーンユニット清浄ユニット３０５にてワイパーブレード３０１に付着した異物の除去を行い、次のクリーンサイクルに備える。

ここで、図３は、本実施の形態に係るワイパーブレード３０１の形状を示すものであり、図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、ワイパーブレード３０１は、矢印に示す移動方向に膨らんだ略円弧型形状を有している。

なお、このワイパーブレード３０１の大きさが、一回の露光用マスク２０１の終点までの移動で露光用マスク２０１の表面の全ての清掃が可能な大きさのものでない場合には、ステージ３０４を露光用マスク２０１の終点まで移動した後、矢印方向と直交する方向に移動させ、この後、再度、露光用マスク２０１の終点まで移動させる動作を繰り返すことにより、露光用マスク２０１上の異物を除去することができる。

このように、ワイパーブレード３０１を露光用マスク２０１の表面に圧接させながら露光用マスク２０１に沿って移動させることにより、露光用マスク２０１の表面に付着した異物を除去することができる。

これにより、露光用マスク２０１を取り外すことなく露光用マスク表面に付着した異物の除去を行うことができ、露光作業の効率を低下することなく異物を除去することができる。また、ワイパーブレード３０１により、露光用マスク２０１に付着した異物を高い除去率で除去できるため、露光パターンの欠陥やレジスト部材の更なる剥がれなどによる歩留まりの低下を減少できる。

ところで、これまでの説明においては、ワイパーブレード３０１は、弾性を有する材料で形成するものとしたが、本発明は、これに限らず、単に弾性を有するだけでなく、例えばスポンジ等の多孔質形状を有するもので形成しても良い。そして、このような材料でワイパーブレード３０１を形成することにより、異物を除去するだけでなく、異物を吸着することもできる。

さらに、ワイパーブレード３０１を、導電性を有する金属・カーボン等を配合した材料により形成しても良い。そして、このような材料にて形成されたワイパーブレード３０１を接地してグランド電位に落とすことにより、露光用マスク２０１とワイパーブレード間の電位差を無くすことができ、これにより異物除去の際の静電気の発生を抑止することができる。

一方、これまでの説明において、露光用マスク２０１の表面を清掃する場合、単に露光用マスク２０１をワイパーブレード３０１に圧接させる場合について述べてきたが、本発明はこれに限らず、クリーンユニット３００の移動中に、圧力センサ２１４により検出した圧力を制御装置２１６により処理し、調整弁２１５及び圧力調整手段２１３からの圧力を変化させ、露光用マスク２０１に弾性変形による撓み・微振動を加えることにより、ワイパーブレード３０１の密着性を向上させることもできる。

さらに、この時、制御装置２１６から超音波振動を重畳させた制御信号を調整弁２１５及び圧力調整手段２１３に送ることで更なる異物除去効果の改善も見込まれる。

また、これまではワイパーブレード３０１は既述した図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように一体型のものとしたが、配置上の都合、ワイピング特性の制御などにより、図４の（ａ）及び（ｂ）に示すように分割して配置してもかまわない。

更に、これまでの説明においては、ワイパーブレード３０１は、基板用ステージ２０４とは別のステージ３０４に取り付ける場合について説明したが、図５の（ａ）及び（ｂ）に示すようにワイパーブレード３０１を基板用ステージ２０４に固定するようにしても良い。

なお、このようにワイパーブレード３０１を基板用ステージ２０４に固定した場合、即ちワイパーブレード３０１用のステージ３０４を、基板用ステージ２０４と兼用した場合には、ワイパーブレード３０１を基板２０３とオフセット配置する。これにより、異物除去作業による基板２０３への異物再付着など影響を排除することが可能となる。また、図５では、ワイパーブレード３０１を２箇所に設置してクリーンユニット機能の長寿命化をはかっている。

更に、これまでの説明においては、異物除去のための工程であるクリーンサイクルには所定回数の露光動作が終了した後、或いは一定時間の露光動作が終了したときに入る場合について述べてきたが、本発明は、これに限らず、例えば露光用マスク２０１への異物の付着を検出する異物検出手段を設け、この異物付着検知手段からの検知信号に基づいてクリーンサイクルに入るようにしても良い。

本発明の実施の形態に係る露光装置の概略構成を示す図。上記露光装置の露光動作を説明する図。上記露光装置に設けられたワイパーブレードを配置したクリーンユニットの一例を示す図。上記ワイパーブレードを配置したクリーンユニットの他の一例を示す図。上記ワイパーブレードを配置したクリーンユニット一体型の基板用ステージの構成を示す図。

符号の説明

２０１露光用マスク
２０２レジスト
２０３基板
２０４基板用ステージ
２０５圧力調整容器
２０６マスク母材
２０７遮光膜
２０９露光光源
２１３圧力調整装置
２１４圧力センサ
２１５調整弁
２１６制御装置
３００クリーンユニット
３０１ワイパーブレード
３０２ワイパーブレード支持体
３０４ステージ
３０５クリーンユニット清浄ユニット

Claims

弾性体で構成され、微小開口パターンを有する露光用マスクを弾性変形させ、被露光物に接触させた状態で露光を行う露光装置において、
前記露光用マスクに沿って移動可能な移動手段と、前記移動手段に設けられ、前記露光用マスクの表面に付着した異物を除去する弾性を有する清掃部材とを備えた異物除去手段を備え、
前記異物除去手段は、前記清掃部材を前記露光用マスクの表面に圧接させながら前記移動手段を前記露光用マスクに沿って移動させ、前記露光用マスクの表面に付着した異物を除去することを特徴とする露光装置。
前記異物を除去する際、前記露光用マスクを弾性変形させて該露光用マスクを前記清掃部材に圧接させることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
前記異物を除去する際、前記露光用マスクを微振動させることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
前記異物を除去する際、前記露光用マスクを超音波振動させることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
前記異物除去手段による異物除去動作を、所定回数の露光動作が終了した後、行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露光装置。
前記露光用マスクの表面の異物付着を検知する異物付着検知手段を備え、
前記異物除去手段による異物除去動作を、前記異物付着検知手段からの検知信号に基づいて行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露光装置。
前記被露光物を保持すると共に、前記露光用マスクに沿って移動可能な保持手段を備え、
前記清掃部材を前記保持手段に設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の露光装置。
前記清掃部材を保持手段上に、前記被露光物とオフセットして設けたことを特徴とする請求項７記載の露光装置。
前記清掃部材を導電性を有する材料にて形成し、かつ前記清掃部材を接地するようにしたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の露光装置。
前記清掃部材を分割することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の露光装置。