JP2006120776A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線露光装置用マスクへの浮遊粒子の付着を抑制するための手段を提供する。
【解決手段】マスクステージ３に保持された静電チャック２にはセラミクス基板中に電極１１が埋め込まれており、電圧をかけることにより、マスク１を下向きに吸着、保持する。そのマスク１の吸着を行う電極１１の周囲に別の電極１２を配置し、電極１１より高い電圧をかけ、マスク１の吸着領域よりもより強い帯電領域を形成させることにより、浮遊粒子を吸着することができる。
【選択図】図２

Description

本発明はマスク近傍に浮遊している帯電した粒子がマスクに達しないようにする粒子付着抑制に係る露光装置に関し、マスク上のパターンを基板に転写するための露光装置や該露光装置を用いるデバイス製造方法等に適している。

半導体集積回路は年々微細化し、これに伴って回路パターンをウエハ上に転写する露光装置には、より微細なパターンを転写する能力が要求されている。このため露光装置に使用される露光光の波長は次第に短くなっている。

半導体集積回路の転写露光において、マスクの異物による汚染は非常に大きな問題である。マスクに異物が付着した場合は、それがウエハに転写され、パターンの欠陥となる。このため、マスクの異物の付着は極力避けなければならない。

比較的波長の長い紫外線を用いた露光方法では、しばしば、マスクの異物付着を防止するため、ペリクルが取り付けられている。ペリクルは露光装置の露光に使用される光線に対して透過性を有し、マスクに対して平行な薄膜である。ペリクルを装着することにより、投影露光型の露光方法ではペリクル上に浮遊粒子が付着したとしても、粒子は基板上に結像することはなく粒子が基板上に転写されることはない。

しかし、露光光として極紫外線（ＥＵＶ）を使用する露光装置にはペリクルを設けることが現在のところは不可能である。ほぼ全ての材料が極紫外線の吸収が大きく、露光光の大半を吸収してしまうからである。ペリクルで露光光が吸収される量を許容範囲内に抑えるためには、ペリクルを極めて薄くしなければならないが、極めて薄いペリクルは、大気圧と真空環境間での圧力変化や、露光光の吸収による温度変動により十分な寿命を有することができない。

ペリクルを使用しない場合、パターン欠陥の原因となる浮遊粒子の付着を抑制する必要がある。特に極紫外線を用いる露光装置では露光を真空中で行い、真空中の露光では浮遊している粒子がマスクに付くような力は故意に発生させないかぎり重力と静電気力が支配的である。重力方向に設置されているマスクに対しては特に静電気を帯びたパーティクルの付着が問題になる。浮遊粒子の付着を抑制する技術として特許文献１が提案されている。
特開２００２−１２４４６３号公報

しかしながら、マスクにはアパーチャー、輻射板などが対向して配置されており、特許文献１に記載されているような、浮遊粒子の付着を抑制するための電界を発生させるための構成を、マスク近傍に配置することは難しい。

本発明の目的は、浮遊粒子の付着を抑制するために必要な電界発生手段を設計上有利にマスク近傍に配置する露光装置を提供することである。

前記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、光、電子線、放射線等を用いて所望の回路パターンをウエハ上に転写するために用いられる露光用マスクにおいて、マスク近傍に電界を発生する粒子付着抑制手段を有することを特徴とする。

前記構成において、マスク近傍に電界を発生させることにより、マスク周辺に浮遊している粒子を捕集し、マスクに粒子が付着することを防ぐ。

本出願に係る第２の発明は、本出願に係わる第１に記載の発明において、マスクのパターン面が重力方向に配置されていること特徴とし、かつ、露光環境が１００Ｐａ以下であることを特徴とする。

前記構成において、露光環境が１００Ｐａ以下であれば、粒子に働く力は静電気力、重力の影響が支配的であり、慣性力や気体の影響であるブラウン拡散は粒子に対しては影響が少ない（図１）。そのため、マスクのパターン面が重力方向に配置されることで、浮遊粒子に働くマスクパターン面方向の力は静電気力のみとなり、マスク近傍に電極を設け、電界を発生させることにより、マスク周辺に浮遊している粒子を捕集し、マスクに浮遊粒子が付着することを防ぐ。

本出願に係る第３の発明は、前記粒子付着抑制手段は、マスクを保持している静電チャックに設けられることを特徴とする。

前記構成において、静電チャックのマスクを吸着していない領域に電極を設け、マスク近傍に電界を発生させることにより、マスク周辺に浮遊している粒子を捕集し、マスクに粒子が付着することを防ぐ。

本出願に係る第４の発明は、前記粒子付着抑制手段がレチクル面で露光光を照射される領域を限定するためのアパーチャーに設けられていることを特徴とする。

前記構成において、マスクを部分的に覆うアパーチャーに電極を設け、電界を発生させることにより、マスク周辺に浮遊している粒子を捕集し、マスクに付着することを防ぐ。

本出願に係る第５の発明は、前記粒子付着抑制手段がマスクを冷却するための輻射板に設けられていることを特徴とする。

前記構成において、マスクを部分的に覆う輻射板に電極を設け、電界を発生させることにより、マスク周辺に浮遊している粒子を捕集し、マスクに付着することを防ぐ。

本出願に係わる第一の発明によれば、マスク近傍に粒子付着抑制手段を設けることにより、像に不具合を生じさせる浮遊粒子の付着を抑制することができる。

本出願に係わる第二の発明によれば、重力の影響によりマスクに浮遊粒子が付着することを防ぐことができ、さらに、マスク近傍に粒子付着抑制手段を設けることにより、像に不具合を生じさせる浮遊粒子の付着を抑制することができる。

本出願に係わる第三の発明によれば、静電チャックに粒子付着抑制手段を設けることにより、設計上有利に浮遊粒子の付着の抑制手段を設けることができる。

本出願に係わる第四の発明によれば、アパーチャーに粒子付着抑制手段を設けることにより、設計上有利に浮遊粒子の付着の抑制手段を設けることができる。

本出願に係わる第五の発明によれば、輻射板に粒子付着抑制手段を設けることにより、設計上有利に浮遊粒子の付着の抑制手段を設けることができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

図２は本発明の第１の実施例によるマスクに対する粒子付着抑制機構の概略図を示す。マスク１は静電チャック２により保持されており、静電チャック２はマスクステージ３により保持されている。不図示の光源で発生した露光光が照明光学系を通り、マスク１に露光光Ｌが照射される。マスク１に照射された露光光Ｌは、不図示の投影光学系を通過し、マスク１上に記されているパターンを不図示のウエハ上に転写する。

不図示の照明光学系を通過した露光光Ｌは、アパーチャー４において露光に必要な露光光のみが開口部を通過し、露光に必要でない露光光はアパーチャー４により遮蔽される。

マスク１を保持する静電チャック２はセラミクス基板中に電極１１が埋め込まれており、電極１１に電圧をかけることにより、マスク１を吸着、保持することができる。

圧力が１００Ｐａ以下の真空中の露光では浮遊している粒子がマスクに付くような力は故意に発生させないかぎり重力と静電気力が支配的である。本実施例ではマスクのパターン面は重力方向に配置されており、重力の影響により浮遊粒子が付着することはない。

一方、帯電した浮遊粒子が存在すれば、マスク１に僅かでも帯電があれば、浮遊粒子に静電気力が発生し、マスク１に付着する可能性がある。帯電した浮遊粒子がマスク１に付着しないようにするために、マスク１よりも強く帯電した電極をマスク１近傍に配置する。

静電チャック２には、マスク１の吸着を行う領域の周囲に浮遊粒子を吸着するための領域が存在する。浮遊粒子を吸着するための領域には、マスク１を吸着するための電極１１とは別に浮遊粒子を吸着するための電極１２を設けている。

静電チャック２はマスク１を吸着すると同時に、電極１２に電圧を加える。電極１２に電圧が加えられると、静電チャック２の浮遊粒子を吸着するための領域は帯電する。静電チャック２の帯電した領域は、周辺の空間に電界を発生させ、マスク１の周辺に浮遊している帯電した粒子に静電気力を発生させる。静電気力により、マスク１の周辺に帯電している浮遊粒子は、静電チャック２の浮遊粒子を吸着するための領域に吸着され、マスク１に浮遊粒子が付着することを抑制することができる。

第１の実施例において、マスク１を吸着するための電極１１と浮遊粒子を吸着するための電極１２が別に配置されているが、これらの電極が１つの電極であってもかまわない。

図３は本発明の第２の実施例によるマスクに対する粒子付着抑制機構の概略図を示す。

マスク１に対向して位置し、マスク１を部分的に覆っている、露光に必要でない露光光を遮蔽するためのアパーチャー４に電極を設ける。アパーチャー４とマスク１の表面は１０〜５０ｍｍ程度離れている。アパーチャー４は誘電体で作られている。

電極１２に電圧が加えられると、アパーチャー４は帯電する。アパーチャー４の帯電した領域は周辺に電界を発生させ、マスク１の周辺に浮遊している帯電した粒子に静電気力を発生させる。静電気力により、マスク１の周辺に帯電している浮遊粒子はアパーチャー４に吸着され、マスク１に浮遊粒子が付着することを抑制することができる。

図４は本発明の第３の実施例によるマスクに対する粒子付着抑制機構の概略図を示す。

マスク１に対向して位置し、マスク１を部分的に覆っている、マスク１を冷却するための輻射板５に電極を設ける。輻射板５とマスク１の表面は１０〜５０ｍｍ程度離れている。

輻射板５は輻射率が大きい材料であり、絶縁体である。電極１２に電圧をかけると輻射板５は帯電する。輻射板５の帯電した領域は、周辺に電界を発生させ、マスク１の周辺に浮遊している帯電した粒子に静電気力を発生させる。静電気力により、マスク１の周辺に帯電している浮遊粒子は輻射板５に吸着され、マスク１に浮遊粒子が付着することを抑制することができる。

粒子の移動に対する寄与率を示す図 本発明の第一の実施例における概略図 本発明の第二の実施例における概略図 本発明の第三の実施例における概略図

符号の説明

１ マスク
２ 静電チャック
３ マスクステージ
４ アパーチャー
５ 輻射板
１１ 静電チャックの電極
１２ 電極

Claims (5)

1. 光、電子線、放射線等を用いて所望の回路パターンをウエハ上に転写する露光に用いられる露光用マスクにおいて、マスク近傍に電界を発生する粒子付着抑制手段を有することを特徴とする露光装置。
2. 前記マスクのパターン面が重力方向に配置されていることを特徴とし、かつ、露光環境が１００Ｐａ以下であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記粒子付着抑制手段が、マスクを保持している静電チャックに設けられていることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 前記粒子付着抑制手段が、レチクル面で露光光を照射される領域を限定するためのアパーチャーに設けられていることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
5. 前記粒子付着抑制手段がマスクを冷却するための輻射板に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。