JP2008103410A - レチクルステージ及びレチクルの面形状補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レチクルにダメージを与えることなくレチクルの面形状を補正可能なレチクルステージ及びレチクルの面形状補正方法を実現できるようにする。
【解決手段】レチクルステージは、中央部に光が透過する窓部１１ａを有するステージ本体１１と、ステージ本体１１における窓部１１ａの両側に設けられた可動チャック部１２とを備えている。可動チャック部１２は、レチクルを保持する保持面１２ａを有し、保持面１２ａの基準面に対する傾きが調整可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、露光装置に用いるレチクルステージ及びレチクルの面形状補正方法に関する。

半導体装置の微細化に伴い、フォトリソグラフィにおける露光精度の向上が求められている。露光精度を低下させる一因として、フォトマスクであるレチクルの湾曲がある。レチクルはそれ自体僅かに湾曲しているだけでなく、レチクルステージに保持した場合には、自重及びチャックの圧力等によりたわみを生じ湾曲する。レチクルが湾曲すると、フォーカスがずれるフォーカス変動が生じ、寸法精度が悪化する。

レチクルの湾曲を防止するために、保持するレチクルの面形状を修正する、面形状修正手段を備えたレチクルステージが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

図７は従来例に係るレチクルステージの断面構成を示している。レチクルＲを真空吸着させるレチクル吸着部１１１の一部を、ピエゾ素子１２１により上下方向に僅かに移動させることができる。これにより、レチクルＲの湾曲を補正し、平坦性を確保することができる。
特開平９−８２６０６号広報

しかしながら、従来のレチクルステージの場合、レチクル吸着部の一部が上下に僅かに移動するだけである。このため、レチクルの中央部に生じたたわみを十分に補正することが困難であるという問題を有している。また、空気圧等を用いてレチクル吸着部の上下動を大きくすることも試みられているが、上下動を大きくするとレチクルがダメージを受けるおそれがある。

本発明は、前記従来の問題を解決し、レチクルにダメージを与えることなくレチクルの面形状を補正可能なレチクルステージ及びレチクルの面形状補正方法を実現できるようにすることを目的とする。

具体的に、本発明に係るレチクルの面形状補正方法は、ステージに保持されたレチクルの断面形状を計測するステップ（ａ）と、計測した断面形状を表す近似式を求めるステップ（ｂ）と、近似式に基づいて補正量を算出するステップ（ｃ）と、補正量に基づいて、レチクルを保持する保持面の傾きを調整するステップ（ｄ）とを備えていることを特徴とする。

本発明のレチクルの面形状補正方法は、補正量に基づいて、レチクルを保持する保持面の傾きを調整するステップを備えているため、従来のチャック部を上下に動かすことにより面形状を補正する場合と異なり、レチクルの全面に亘って断面形状を補正することが可能となる。従って、レチクルにダメージを与えることなく、レチクルの中央部に生じるたわみを補正することができるので、露光精度を向上させることが可能となる。

本発明のレチクルの面形状補正方法において、近似式は、２次式であることが好ましい。このような構成とすることにより、レチクルの面形状を適切に表現することができ、補正量を容易に求めることが可能となる。

本発明のレチクルの面形状補正方法において、ステップ（ｃ）は、補正量として、水平面に対するレチクルのずれを示す角度を算出するステップであり、ステップ（ｄ）は、保持面を算出した角度に応じて傾けるステップであることが好ましい。このような構成とすることにより、レチクルの面形状を確実に補正することができる。

本発明のレチクルの面形状補正方法において、ステップ（ａ）は、レチクルに光を照射し、レチクルにおいて反射した光の強度を測定することにより行うことが好ましい。

本発明に係るレチクルステージは、露光装置に設けられ、レチクルを保持するレチクルステージを対象とし、中央部に光が透過する窓部を有するステージ本体と、ステージ本体における窓部の両側に設けられ、レチクルを保持する保持面を有し、保持面の傾きを調整可能な、少なくとも１対の可動チャック部とを備えていることを特徴とする。

本発明のレチクルステージは、保持面の傾きが調整可能である、少なくとも１対の可動チャック部を備えているため、従来のチャック部を上下に移動するレチクルステージと異なり、レチクルのたわみをレチクルの全面に亘って補正することができる。従って、レチクルにダメージを与えることなくレチクルの中央部に生じるたわみを補正することができ、露光精度を向上させることが可能なレチクルステージを実現できる。

本発明のレチクルステージにおいて、各可動チャック部は、ステッピングモータを有し、ステッピングモータにより傾きを保持面の調整することが好ましい。このような構成とすることにより、保持面の傾きを正確に調整することができる。

本発明のレチクルステージにおいて、各可動チャック部は、真空吸着によりレチクルを保持面に保持することが好ましい。このような構成とすることにより、レチクルを保持面に確実に保持することができる。

本発明のレチクルステージにおいて、レチクルは平面長方形状であり、少なくとも１対の可動チャック部は、レチクルの短辺方向において互いに向かい合って設けられていることが好ましい。このような構成とすることにより、レチクルの自重によるたわみを低減できるため、補正を容易に行うことが可能となる。

本発明のレチクルステージにおいて、それぞれが、各可動チャック部と対応して設けられ、レチクルを保持する保持面の傾きが固定された複数の固定チャック部をさらに備えていることが好ましい。このような構成とすることにより、レチクルの端部が固定されるため、可動チャック部の動きにレチクルが追随しやすくなり、たわみの補正が容易となる。

本発明のレチクルステージにおいて、各固定チャック部は、ステージ本体における対応する可動チャック部よりも外側の領域に設けられていることが好ましい。

本発明のレチクルステージにおいて、各固定チャック部は、ステージ本体における対応する可動チャック部よりも窓部側の領域に設けられていることが好ましい。

本発明に係るレチクルステージ及びレチクルの面形状補正方法によれば、レチクルにダメージを与えることなくレチクルの面形状を補正可能なレチクルステージ及びレチクルの面形状補正方法を実現できる。

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は一実施形態に係るレチクルステージであり、（ａ）は平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面構成を示している。

図１に示すようにレチクルステージ１０は、中央部に光が透過する窓部１１ａを有するステージ本体１１と、窓部１１ａの四隅に設けられ、レチクル２１を保持する可動チャック部１２とを備えている。

各可動チャック部１２は、レチクル２１を真空吸着するレチクル保持面１２ａを、ステージ本体１１に対して傾けることが可能である。レチクル保持面１２ａを傾けることにより、可動チャック部１２に保持されたレチクル２１のたわみを補正することができる。レチクル保持面１２ａを傾けるための機構は、例えばチャック部とステッピングモータとを組み合わせることにより容易に実現できる。

レチクルが平面長方形状の場合には、レチクルの短辺方向に互いに向かい合うように２つのチャック部を組にして設けることが一般的である。このように短辺方向に向かい合うように一対のチャック部を設けることにより、チャック間の距離が短くなり、レチクルに生じるたわみを低減することができる。また、図１においては、互いに向かい合う２つの可動チャック部１２が２組設けられている場合を示しているが、可動チャック部１２は１組であっても、３組以上であってもよい。

以下に、レチクル保持面１２ａを傾けることにより、レチクル２１のたわみを補正する原理を図２により説明する。図２（ａ）に示すようにレチクル２１を可動チャック部１２に吸着させると、レチクル２１の自重及びチャックの圧力等によりレチクル２１にたわみが生じる。このため、レチクル２１は水平面に対して角度θだけ傾き、水平面に対してずれを生じる。従って、図２（ｂ）に示すように可動チャック部１２のレチクル保持面１２ａを水平面から角度θだけ傾けてやることにより、レチクル２１の水平面に対する傾きをキャンセルし、レチクル２１のたわみを補正することができる。

補正角度θは、例えば、次のようにして求めればよい。まず、レチクル２１の形状を近似式により表す。本実施形態においては、近似式をｙ＝ａｘ²＋ｂとする。この場合、レチクル２１の傾きは、近似式を微分して２ａｘとなる。可動チャック部１２同士の間の距離をＬとすると、可動チャック部１２におけるレチクル２１の傾きは、ｘ＝０．５Ｌを代入してａＬとなる。またａＬ＝ｔａｎθであるから、可動チャック部１２においてレチクル２１が水平面となす角度θは、θ＝ｔａｎ^-1ａＬとなる。

近似式の係数ａ及びｂは、レチクル２１の断面形状を測定することにより求めることができる。レチクル２１の断面形状は、例えば図３に示すように、レチクル２１に光源から光を照射し、反射した光強度を光度計により計測することにより測定すればよい。

図４（ａ）及び（ｂ）はレチクルのたわみを実際に測定した例を示している。図４（ａ）に示すように、レチクル保持面１２ａを水平にした状態で、レチクルをチャックした場合には、最も大きい部分で水平面から６００ｎｍ程度のたわみが生じている。レチクル保持面１２ａを傾けレチクル２１のたわみを補正することにより、図４（ｂ）に示すように水平面からのずれは、最大で２００ｎｍ程度とすることができた。

図５は一実施形態に係るレチクルステージを用いてレチクルのたわみを補正する手順の一例を示している。このように、断面形状の測定とレチクル保持面の傾きの調整とを繰り返すことにより、レチクルのたわみを正確に補正することができる。補正の要否は、レチクルを用いて形成するパターンの線幅及び投影倍率等を考慮して基準値をあらかじめ求めておき、基準値を満たしているかどうかにより判断すればよい。

レチクルのたわみを補正する際に、投影レンズのディストーションを考慮して、レチクルを水平にするのではなく、ディストーションをキャンセルできる曲面となるように補正してもよい。

図１においては、レチクル保持面の傾きが調整可能な可動チャック部１２のみを設けているが、図６に示すように、レチクル保持面の傾きが調整可能な可動チャック部１２と、レチクル保持面の傾きが水平に固定された固定チャック部１３とを組にして設けてもよい。このように、固定チャック部１３を設けることによりレチクル２１の端部が固定されるため、可動チャック部１２の動きにレチクル２１が追随しやすくなり、補正が容易となる。

図６においては、可動チャック部の外側に固定チャック部１３を設けているが、固定チャック部１３を可動チャック部１２の内側に設けてもよい。

本実施形態においては、チャック部の平面形状が長方形状の場合を例に説明したが、チャック部の平面形状は円形状等であってもよい。

本発明に係るレチクルステージ及びレチクルの面形状補正方法は、レチクルにダメージを与えることなくレチクルの面形状を補正可能なレチクルステージ及びレチクルの面形状補正方法を実現でき、露光装置に用いるレチクルステージ及びレチクルの面形状補正方法等として有用である。

（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係るレチクルステージを示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係るレチクルステージによりレチクルのたわみを補正できる原理を示し、（ａ）は補正前の状態を示す断面図であり、（ｂ）は補正後の状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るレチクルの面形状補正方法において、レチクルの面形状を測定する方法の一例を示す概略図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係るレチクルステージによりレチクルのたわみを補正した結果を示しており、（ａ）は補正前の面形状を示すグラフであり、（ｂ）は補正後の面形状を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係るレチクルステージを用いてレチクルのたわみを補正する手順の一例を示すフロー図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係るレチクルステージの変形例を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のIVｂ−IVｂ線における断面図である。 従来例に係るレチクルステージを示す断面図である。

符号の説明

１０ レチクルステージ
１１ ステージ本体
１１ａ 窓部
１２ 可動チャック部
１２ａ レチクル保持面
１３ 固定チャック部
２１ レチクル

Claims (11)

1. ステージに保持されたレチクルの断面形状を計測するステップ（ａ）と、
   計測した断面形状を表す近似式を求めるステップ（ｂ）と、
   前記近似式に基づいて補正量を算出するステップ（ｃ）と、
   前記補正量に基づいて、前記レチクルをステージに保持する保持面の傾きを調整するステップ（ｄ）とを備えていることを特徴とするレチクルの面形状補正方法。
2. 前記近似式は、２次式であることを特徴とする請求項１に記載のレチクルの面形状補正方法。
3. 前記ステップ（ｃ）は、前記補正量として、前記水平面に対する前記レチクルのずれを示す角度を算出するステップであり、
   前記ステップ（ｄ）は、前記保持面を算出した角度に応じて傾けるステップであることを特徴とする請求項１又は２に記載のレチクルの面形状補正方法。
4. 前記ステップ（ａ）は、レチクルに光を照射し、レチクルにおいて反射した光の強度を測定することにより行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のレチクルの面形状補正方法。
5. 露光装置に設けられ、レチクルを保持するレチクルステージであって、
   中央部に光が透過する窓部を有するステージ本体と、
   前記ステージ本体における前記窓部の両側に設けられ、前記レチクルを保持する保持面を有し、前記保持面の傾きを調整可能な、少なくとも１対の可動チャック部とを備えていることを特徴とするレチクルステージ。
6. 前記各可動チャック部は、ステッピングモータを有し、前記ステッピングモータにより前記保持面の傾きを調整することを特徴とする請求項５に記載のレチクルステージ。
7. 前記各可動チャック部は、真空吸着により前記レチクルを前記保持面に保持することを特徴とする請求項５又は６に記載のレチクルステージ。
8. 前記レチクルは平面長方形状であり、
   前記少なくとも１対の可動チャック部は、前記レチクルの短辺方向において互いに向かい合って設けられていることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載のレチクルステージ。
9. それぞれが、前記各可動チャック部と対応して設けられ、前記レチクルを保持する保持面の傾きが固定された複数の固定チャック部をさらに備えていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のレチクルステージ。
10. 前記各固定チャック部は、前記ステージ本体における対応する前記可動チャック部よりも外側の領域に設けられていることを特徴とする請求項９に記載のレチクルステージ。
11. 前記各固定チャック部は、前記ステージ本体における対応する前記可動チャック部よりも前記窓部側の領域に設けられていることを特徴とする請求項９に記載のレチクルステージ。