JP2006261156A - 原版保持装置およびそれを用いた露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 原版位置ずれを防ぐことができ、歪みの発生を抑えることができる原版保持装置を提供する。
【解決手段】 露光装置において基板に転写すべきパターンを有する原版を保持する原版保持装置であって、前記原版を保持するための保持面を備える保持部を複数有し、該保持部は前記原版を支持する複数の凸状の支持部を備えることを特徴としている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、露光装置において基板に転写すべきパターンを有する原版を保持するための原版保持装置、およびそれを用いた露光装置に関するものである。

露光装置におけるレチクル（原版）保持装置の例を図９および図１０に示す。図９はレチクルステージを露光光軸方向（Ｚ方向）から見た図であり、分かりやすくするためにレチクルを透過して示してある。レチクルステージ１０２は、レチクル１０１を搭載し、図中の矢印（一点鎖線）のようにＹ方向にスキャン駆動される。

レチクル１０１は、レチクルクランプ１０３を介してレチクルステージ１０２に保持（クランプ）される。

図１０（１）は図９におけるＢ−Ｂ断面図である。レチクルクランプ１０３は、真空パッド１０３Ａを備え、図中矢印方向（二点鎖線）に真空吸引することでレチクルを保持する。
特開２００１−０６０６１７号公報

スキャン駆動時には図１０（１）に示すように、レチクルステージ１０２には加速にともなう加速時の力１０３Ｂが作用し、レチクル１０１にも加速にともなう慣性力（Ｇ）１０３Ｃが作用する。このような力が作用することによって数μｍ〜数ｎｍのレチクル位置ずれが発生するという問題があった。レチクル１０１とレチクルステージ１０２は、ナノメートルオーダで位置決めされており、位置ずれが発生することで、ウエハ（基板）上へのパターン焼付け精度の悪化が問題となる。

図１０（２）は図９におけるＣ−Ｃ断面図である。レチクルを搭載した際には、レチクル１０１の自重によって図のように露光領域側が支点１０３Ｄとなる。この状態でレチクル１０１を保持すると、吸着力がレチクル１０１の端部にかかり、テコの原理でレチクル１０１を歪ませることがあった。

本発明は上述の課題に鑑みなされたものであり、露光装置で用いる原版保持装置において、ステージ加減速時の原版の位置ずれと、保持力に起因する歪みの影響を低減することを目的とする。また、このような原版保持装置を用いることによって、高精度な露光装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、露光装置において基板に転写すべきパターンを有する原版を保持する原版保持装置は、前記原版を保持するための保持面を備える保持部を複数有し、該保持部は前記原版を支持する複数の凸状支持部を備えることを特徴としている。

本発明は、前記複数の凸状支持部間の気体を吸引するための吸引手段を有することを特徴とすることができ、前記吸引時には、前記原版は前記凸状支持部の上面と前記保持面の両方によって保持されることを特徴としてもよく、前記凸状支持部と、前記保持部の保持面は同一の材質からなることを特徴としてもよい。

また、本発明は、上記いずれかの特徴を有する原版保持装置を用いて原版を保持することを特徴とする露光装置にも適用され、この露光装置を用いて基板を露光する工程と、前記基板を現像する工程とを備えることを特徴とするデバイス製造方法にも適用可能である。

本発明によれば、ステージ加減速時の原版の位置ずれと、保持力に起因する歪みの影響を低減することができる。また、このような原版保持装置を用いることによって、高精度な露光装置を提供することを目的とする。

発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものである。

以下、本発明の実施例１について説明する。図１は本発明の実施例１にかかる露光装置の概略図である。照明系ユニット１は、光源と、光源からの光を成形して均一な露光光とする光学素子を有する。照明系ユニット１から照射された露光光は、レチクルステージ２上のレチクル（原版）を透過し、レチクルのパターンは縮小投影レンズ３を介してウエハステージ４上のウエハに縮小投影される。レチクルステージ２、投影レンズ３、およびウエハステージ４は露光装置本体５によって支持される。なお、露光装置の全体構成については例示的に示したものであり、他の構成であってもよい。

図２（１）はレチクルステージ２を露光光軸方向（Ｚ方向）から見た図であり、図２（２）はスキャン方向（Ｙ方向）から見た断面図である。スリット露光光８は、図のように、スリット状に成形され、レチクルステージ２とウエハステージ４を同期してスキャン駆動して露光を行う。レチクルステージ２はリニアモータによって駆動され、リニアモータは固定子１０と可動子１１を有する。レチクル６は、レチクルステージ２上にレチクルクランプ７を介して保持されている。

図３を用いてレチクルクランプ７によるレチクル６の保持方法について説明する。図３（１）は、レチクルクランプ７の上面に、レチクル６が保持されている状態を示す平面図であり、図３（２）は、図３（１）におけるクランプ状態を示すスキャン方向断面図（Ａ−Ａ断面図）であり、図３（３）はクランプ状態を示す非スキャン方向断面図（Ｂ−Ｂ断面図）である。

ここで、レチクルクランプ７は、保持面９と、複数のピン７Ａと、複数のピンの周囲に設けられた吸着溝７Ｂと、吸着溝７Ｂが形成する空間（気体）を真空吸引する真空吸引手段７Ｃを備える。真空吸引手段７Ｃは、例えば配管と配管に接続された真空ポンプ（不図示）により構成される。ピン７Ａは先端面でレチクル６を支持可能である。溝７Ｂが形成する空間を真空吸引することによって、レチクル６はＸＹＺ方向で位置決めした状態でピンの先端面（上面）および保持面に吸着保持される。

図４はレチクルの吸着時と非吸着時の様子を表す図である。図４は図３（１）のＢ−Ｂ断面図である。

図４（ａ）はレチクルの非吸着時を表す図である。このとき、レチクル６は、レチクルクランプ７に対して、ＸＹＺ方向で位置決めされた後に搭載される。初期状態であるレチクル６の非吸着時には、レチクル６は自重によるたわみを生じるため、レチクル６は露光領域（露光光軸）側がレチクルクランプ７に接触し、端部は非接触となる。

真空吸引手段７Ｃにより真空吸引されると（図４（ｂ））、レチクル６はピン７Ａに接触するようになるため、レチクル６がレチクルクランプ７と接触する支点７Ｄが増加する。

支点７Ｄが増加すると、テコの原理の支点と、吸着力の作用点との距離が短くなるため、レチクル６を吸着保持した際の歪の発生を抑えることができる。

また、図５および図６に示すように、レチクル６を吸着保持すると、レチクル６はピン７Ａにめり込むような変形をする。このような変形が形成する凹凸形状がレチクル６側にピン７Ａとの接触面に数箇所発生し、スパイク効果が生じる。

一般的に、摩擦力の微視的機構として凹凸説と凝着説が知られており、前者は接触面で凹凸が多いほど摩擦は大きくなるとする説であり、後者は接触面での原子と原子の結合が強いと摩擦は大きくなるとする説である。上述のスパイク効果は凹凸説を利用したものであり、吸着保持時に凹凸形状が増えることにより、摩擦力が大きくなり、数μｍ〜数ｎｍのレチクル位置ずれを低減する効果を奏する。このようなスパイク効果はＸＹ方向で位置ずれを低減する。

なお、本実施例において真空吸着によってレチクルを保持したが、静電吸着によってレチクルを保持するようにしても同様の効果を奏する。

次に、本発明の実施例２として、上記実施例１の露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図７は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ１（回路設計）では半導体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に基づいてマスクを作製する。

一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエ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）等の組み立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップ７でこれを出荷する。

上記ステップ４のウエハプロセスは以下のステップを有する（図８）。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ（ステップ１１）、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ（ステップ１２）、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ（ステップ１３）、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ（ステップ１４）、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ（ステップ１５）、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに転写する露光ステップ（ステップ１６）、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ（ステップ１７）、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ（ステップ１８）、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ（ステップ１９）。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。

このように実施例１における露光装置を用いてデバイスを製造することによって微細な回路パターンを形成することができる。

露光装置を示す外観図である。 レチクルステージを示す外観図である。 レチクルクランプを示す図である。 レチクルクランプの吸着時と非吸着時を示す図である。 レチクルクランプのスパイク効果を説明する図である。 レチクルクランプのスパイク効果を説明する図である。 露光装置を用いたデバイス製造方法のフローチャート図である。 ウエハプロセスのフローチャート図である。 従来のレチクルステージを示す図である。 従来のレチクルクランプを示す図である。

符号の説明

１：照明系ユニット、２：レチクルステージ、３：縮小投影レンズ、４：ウエハステージ、４Ａ：ウエハ、５：露光装置本体、６：レチクル、７：レチクルクランプ、７Ａ：ピン、７Ｂ：吸着溝、７Ｃ：真空吸引手段、７Ｄ：支点、７Ｅ：スパイク効果、８：スリット露光光、９：保持面、１０：リニアモータ固定子、１１：リニアモータ可動子。
（従来例） １０１：レチクル、１０２：レチクルステージ、１０３：レチクルクランプ、１０３Ａ：レチクルクランプパッド、１０３Ｂ：加速時の力、１０３Ｃ：加速時にかかる慣性力（Ｇ）、１０３Ｄ：支点、１０４：縮小投影レンズ、１０５：ウエハ、１０６：ウエハステージ。

Claims (6)

1. 露光装置において基板に転写すべきパターンを有する原版を保持する原版保持装置であって、
   前記原版を保持するための保持面を備える保持部を複数有し、
   該保持部は前記原版を支持する複数の凸状支持部を備えることを特徴とする原版保持装置。
2. 前記複数の凸状支持部間の気体を吸引するための吸引手段を有することを特徴とする請求項１記載の原版保持装置。
3. 前記吸引時には、前記原版は前記凸状支持部の上面と前記保持面の両方によって保持されることを特徴とする請求項２に記載の原版保持装置。
4. 前記凸状支持部と、前記保持部の保持面は同一の材質からなることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の原版保持装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の原版保持装置を用いて原版を保持することを特徴とする露光装置。
6. 請求項５に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、前記基板を現像する工程とを備えることを特徴とするデバイス製造方法。

Images