JP2007201172A - レチクル及び露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静電チャックにより吸着を行った場合でも、強度の帯電を防止できるレチクルを提供する。
【解決手段】レチクル１のパターン部２以外の部分の表面に、薄膜４が設けられている。薄膜４は、酸化防止膜、帯電防止膜のいずれか、又は両方の機能を有するもので、例えばAu、Pt、Ｃ、Ruが用いられる。酸化防止膜の機能を有する薄膜４が設けられた場合、レチクル１の酸化が押さえられ、その結果、レチクル１の導電性が阻害されないので、静電チャックによりレチクル１を吸着した場合でも、レチクル１が帯電して静電チャックより離れにくくなることがない。同様、帯電防止膜としての機能を有する薄膜４が設けられた場合も、レチクル１の帯電が押さえられるので、静電チャックによりレチクル１を吸着した場合でも、レチクル１が帯電して静電チャックより離れにくくなることがない。
【選択図】 図２

Description

本発明は、レチクル及びそれを使用可能な露光装置に関するものである。

近年、半導体集積回路のさらなる小線幅化に対応するため、現在のエキシマレーザに代わる光源を用いた荷電粒子線露光装置やＥＵＶ(極端紫外線)露光装置などの開発が進められている。

荷電粒子線露光装置の一種である分割露光転写方式の露光装置においては、レチクルに形成された小領域であるサブフィールドを、照明光学系により照明し、サブフィールドに形成されたパターンを、投影光学系によりウエハ等の感応基板上に露光転写し、各サブフィールドに形成されたパターンを繋ぎ合わせることにより、目的とするパターン（例えば１チップ分のパターン）の露光転写を行っている。このような目的に使用されるレチクルは、散乱コントラストによる結像原理を利用するため、SiやＤＬＣ（Diamond like Carbon）などを主な材質としており、サブフィールド内のパターンエリアは薄いメンブレン構造になっている。又、このようなレチクルの材質として、アモルファスシリコン(a-Si)が使用される場合がある。

しかしながら、Siやa-Siは自然に酸化しやすい性質を持つ。従って、このような材料で形成されたレチクルの表面には、自然に酸化膜が形成されているのが普通である。一方、荷電粒子線露光装置やＥＵＶ露光装置などの露光装置においては、レチクルは高度の真空雰囲気化に置かれるため、レチクルをレチクルホルダに吸着させる場合には、通常、静電チャックが用いられる。

しかし、このような静電チャックに酸化膜のついたレチクルを吸着させた場合は、レチクルが帯電して残存吸着力が大きく残るため、静電チャックから簡単に剥がれないことが多い。また、レチクルが帯電するとチャージアップなどにより露光への悪影響がある。これを防止するために、導通針などでレチクルをアースに落とすことが行われているが、酸化膜により導通針がレチクルまで達せず、そのためにレチクルの帯電を防止できないことがある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、静電チャックにより吸着を行った場合でも、強度の帯電を防止できるレチクル、及びそのレチクルを使用可能な露光装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための第１の手段は、露光装置に使用されるレチクルであって、露光転写パターンが形成されている部分以外の部分の、一部又は全部の表面に、酸化防止膜が形成されていることを特徴とするレチクルである。

前記課題を解決するための第２の手段は、露光装置に使用されるレチクルであって、露光転写パターンが形成されている部分以外の部分の、一部又は全部の表面に、帯電防止膜が形成されていることを特徴とするレチクルである。

前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段又は第２の手段であって、当該レチクルの材質がアモルファスシリコン(a-Si)であることを特徴とするレチクルである。

前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段から第３の手段のいずれかのレチクルを使用可能であることを特徴とする露光装置である。

本発明によれば、静電チャックにより吸着を行った場合でも、強度の帯電を防止できるレチクル、及びそのレチクルを使用可能な露光装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、電子線露光装置に使用されるレチクルの概要を示す図である。

Siやａ-Siからなる基板で形成されたレチクル１には、サブフィールドの集合からなるパターン部２が設けられている。パターン部２は露光パターンを有するメンブレン部とそれらを支えるストラット構造からなる。また、レチクル１の表面にはアライメントマーク３が設けられている。

図２は、電子線露光装置に使用される、本発明の実施の形態の１例であるレチクルの概要を示す図である。図１に示すようなレチクル１のパターン部２以外の部分の表面に、薄膜４が設けられている。薄膜４を蒸着やスパッタリングにより成膜するとき、パターン部２をマスキングすることにより、パターン部２には、薄膜４が形成されないようにすることができる。薄膜４は、酸化防止膜、帯電防止膜のいずれか、又は両方の機能を有するもので、例えばAu、Pt、Ｃ、Ruが用いられる。この他、酸化防止膜、帯電防止膜としての役割を果たすものであれば適当な材質のものを選んで使用することができる。なお、薄膜４の厚さは、酸化防止膜、帯電防止膜としての役割を果たすことができれば特に限定されないが、数nm〜100nm程度が適当である。

酸化防止膜の機能を有する薄膜４が設けられた場合、レチクル１の酸化が押さえられ、その結果、レチクル１の導電性が阻害されないので、静電チャックによりレチクル１を吸着した場合でも、レチクル１が帯電して静電チャックより離れにくくなることがない。同様、帯電防止膜としての機能を有する薄膜４が設けられた場合も、レチクル１の帯電が押さえられるので、静電チャックによりレチクル１を吸着した場合でも、レチクル１が帯電して静電チャックより離れにくくなることがない。又、いずれの場合も、レチクル１のチャージアップを防止することができる。

図３は、電子線露光装置に使用される、本発明の実施の形態の他の例であるレチクルの概要を示す図である。このレチクル１においては、レチクル１のパターン部２以外の部分の表面に、薄膜４が設けられているが、アライメントマーク３が設けられている部分は、非膜形成部５とされており、薄膜４が設けられていない。これは、薄膜４を蒸着やスパッタリングで成膜するとき、パターン部２と共に、アライメントマーク３の部分をマスキングすることにより実現できる。薄膜４は、酸化防止膜、帯電防止膜のいずれか、又は両方の機能を有するもので、例えばAu、Pt、Ｃ、Ruが用いられる。この他、酸化防止膜、帯電防止膜としての役割を果たすものであれば適当な材質のものを選んで使用することができる。なお、薄膜４の厚さは、酸化防止膜、帯電防止膜としての役割を果たすことができれば特に限定されないが、数nm〜100nm程度が適当である。その作用効果は、図２に示したものと同じであるが、アライメントマーク３が薄膜４によって覆われていないので、アライメントマーク３の検出を阻害することがない。

図４は、本発明の実施の形態の１例である分割露光転写方式の荷電粒子線露光装置の概要を示す図である。図４において、１００はレチクル、１００ａはレチクル１００上のサブフィールド、１００ｂはサブフィールド１００ａ間の境界領域、１１０はレジストを塗布したウエハ等の感応基板、１１０ａは感応基板１１０の１チップ分の領域、１１０ｂはサブフィールド１００ａそれぞれに対応した感応基板１１０の被転写領域、ＡＸは荷電粒子線光学系の光軸（システム軸）、ＥＢは荷電粒子線、ＣＯは荷電粒子光学系のクロスオーバポイントである。

レチクル１００上には、感応基板１１０に転写すべきパターンをメンブレン上にそれぞれ備えた多数のサブフィールド１００ａが、パターンが存在しない境界領域１００ｂにより区分されて存在している。そして、境界領域１００ｂに対応する部分には、格子状の支柱（桟）が設けられ、メンブレンを熱的及び強度的に保護している。

各サブフィールド１００ａは、感応基板１１０の１チップ分の領域１１０ａに転写すべきパターンを分割した部分パターンをそれぞれ備えており、分割した部分パターン毎に感応基板１１０に転写される。

感応基板１１０の外観形状は図４（ｂ）に示したとおりであり、図４（ａ）においては、感応基板１１０の一部（図４（ｂ）のＶａ部）を拡大して示してある。

図４において、荷電粒子線光学系の光軸ＡＸと平行にｚ軸をとり、サブフィールド１００ａの並び方向と平行にｘ軸、ｙ軸をとる。そして、矢印Ｆｍ、Ｆｗで示すように、レチクル１００及び感応基板１１０をｘ軸方向へ互いに逆向きに連続移動させながら、荷電粒子線をｙ軸方向にステップ的に走査して一列のサブフィールド１００ａのパターンを順次転写し、その列のパターン転写が終了した後に、ｘ軸方向に隣接する次のサブフィールド１００ａの列を荷電粒子線で走査し、以降同様にしてサブフィールド１００ａ毎に転写（分割露光転写）を繰り返して１チップ分のパターンを転写する。この矢印Ｆｍ、Ｆｗで示されるｘ軸方向を、ステージのスキャン方向と呼ぶ。

このときのサブフィールド１００ａの走査順序及び感応基板１１０への転写順序は、それぞれ矢印Ａｍ、Ａｗで示すとおりである。なお、レチクル１００と感応基板１１０の連続移動方向が逆なのは、一対の投影レンズによりレチクル１００と感応基板１１０とでｘ軸、ｙ軸がそれぞれ反転するためである。

このような手順で転写（分割転写）を行う場合、ｙ軸方向の一列のサブフィールド１００ａのパターンを一対の投影レンズで感応基板１１０にそのまま投影するだけでは、サブフィールド１００ａそれぞれに対応した感応基板１１０の被転写領域１１０ｂそれぞれの間に、境界領域１００ｂに対応する隙間が生じる。これに対する対策として、各サブフィールド１００ａを通過した荷電粒子線ＥＢを境界領域１００ｂの幅Ｌｙに相当する分だけｙ軸方向に偏向してパターン転写位置を補正している。

ｘ軸方向に関しても、パターン縮小率比及びサブフィールド間隔Ｌｘを考慮した一定速度で散乱透過レチクル１００と感応基板１１０を移動させるだけでなく、サブフィールド１００ａの像と感応基盤１１０との相対速度がゼロになるように偏向しながら露光し、被転写領域１１０ｂ同士の間にｘ軸方向の隙間が生じないように、パターン転写位置を補正している。

以上説明したように、分割露光転写方式においては、レチクル１００上の１チップに対応するパターンが多数のサブフィールド１００ａに分割され、各サブフィールド１００ａ間に形成された境界領域１００ｂに格子状の支柱（ストラット）が設けられているので、荷電粒子線照射によるレチクル基板のたわみや熱歪みを抑制することができ、精度のよい露光転写を行うことができる。

また、このような方法で露光が行われるため、従来の荷電粒子線露光装置と比較すると、サブフィールド領域が一括露光され、またレチクルには露光すべきパターンが全て形成されているため、非常にスループットを向上させることができる。

このような荷電粒子線露光装置の光学系の１例を図５に示す。図５は、荷電粒子線露光装置の光学系の概要図である。図５において、１１は荷電粒子線源、１２Ａ〜１２Ｃは照明用レンズ、１３はビーム成形アパーチャ、１４は開口絞り、１５はレチクル、１６Ａ、１６Ｂは投影用レンズ、１７は散乱アパーチャ、１８はウエハである。

荷電粒子線源１１から放出された荷電粒子線は、照明用レンズ１２Ａによりビーム成形アパーチャ１３の開口面を均一に照明し、レンズ１２Ｂ，１２Ｃによりビーム成形アパーチャ１３の開口面の像をレチクル１５上に形成する。この像の領域が照明領域となる。レチクル１５上に形成されたパターンの像は、投影用レンズ１６Ａ、１６Ｂによりウエハ１８上に結像し、ウエハ１８上のレジストを感光させる。照明荷電粒子線の開口角を制限するために開口絞り１４が設けられ、レチクル１５で散乱された散乱線をカットするために散乱アパーチャ１７が設けられている。

又、倍率、回転、焦点位置を微少量、迅速に調整するためにフォーカスコイル（ダイナミックフォーカスコイル）１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃが設けられており、非点ボケ、直交度、非等方倍率の調整のために２つのスティグメータ２０Ａ、２０Ｂが設けられている。パターン像の位置を調整するために、偏向器２１Ａ〜２１Ｄが設けられている。

本実施の形態においては、レチクル１００（１５）は、レチクルステージに静電チャックにより固定されるが、レチクル１００（１５）として、図２、図３に示したようなものを使用しているので、レチクル１００（１５）が帯電せず、静電チャックによる吸着を解除したときに容易にレチクル１００（１５）が静電チャックから離脱し、離脱不良によるトラブルを防止することができる。さらに、レチクル１００（１５）のチャージアップを防止することができる。

以上の説明は、荷電粒子線露光装置を例として行ったが、本発明のレチクルは、ＥＵＶ露光装置においても使用することができ、同様の作用効果を有する。

電子線露光装置に使用されるレチクルの概要を示す図である。 電子線露光装置に使用される、本発明の実施の形態の１例であるレチクルの概要を示す図である。 電子線露光装置に使用される、本発明の実施の形態の他の例であるレチクルの概要を示す図である。 本発明の実施の形態の１例である分割露光転写方式の荷電粒子線露光装置の概要を示す図である。 荷電粒子線露光装置の光学系の１例を示す図である。

符号の説明

１…レチクル、２…パターン部、３…アライメントマーク、４…薄膜、５…非膜形成部、１１…荷電粒子線源、１２Ａ〜１２Ｃ…照明用レンズ、１３…ビーム成形アパーチャ、１４…開口絞り、１５…レチクル、１６Ａ、１６Ｂ…投影用レンズ、１７…散乱アパーチャ、１８…ウエハ、１９Ａ〜１９Ｃ…フォーカスコイル、２０Ａ，２０Ｂ…スティグメータ、２１Ａ〜２１Ｄ…偏向器、３１…レチクル、３２…サブフィールド、１００…レチクル、１００ａ…サブフィールド、１００ｂ…境界領域１１０…感応基板、ＡＸ…光軸、ＥＢ…荷電粒子線、ＣＯ…クロスオーバポイント

Claims (4)

1. 露光装置に使用されるレチクルであって、露光転写パターンが形成されている部分以外の部分の、一部又は全部の表面に、酸化防止膜が形成されていることを特徴とするレチクル。
2. 露光装置に使用されるレチクルであって、露光転写パターンが形成されている部分以外の部分の、一部又は全部の表面に、帯電防止膜が形成されていることを特徴とするレチクル。
3. 請求項１又は請求項２に記載のレチクルであって、当該レチクルの材質がアモルファスシリコン(a-Si)であることを特徴とするレチクル。
4. 請求項１から請求項３に記載のレチクルを使用可能な露光装置。

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