JP2008270436A - 露光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、半導体集積回路等のリソグラフィーに使用される露光装置に関し、エンコーダ等の位置検出手段を設けることなくブレードの位置を検出することを目的とする。
【解決手段】 レチクルが配置されるレチクルステージと感応基板が配置される感応基板ステージとを同期して走査し、前記レチクルからの露光光により前記レチクルのパターンを前記感応基板上に転写する露光装置において、前記露光光の露光領域をブレードの移動により規定可能な可変ブラインド手段と、前記可変ブラインド手段を通過した前記露光光を撮像し前記ブレードの位置を検出する位置検出手段とを有することを特徴とする。
【選択図】 図6
【解決手段】 レチクルが配置されるレチクルステージと感応基板が配置される感応基板ステージとを同期して走査し、前記レチクルからの露光光により前記レチクルのパターンを前記感応基板上に転写する露光装置において、前記露光光の露光領域をブレードの移動により規定可能な可変ブラインド手段と、前記可変ブラインド手段を通過した前記露光光を撮像し前記ブレードの位置を検出する位置検出手段とを有することを特徴とする。
【選択図】 図6
Description
本発明は、半導体集積回路等のリソグラフィーに使用される露光装置に関する。
EUV光を露光光として使用するEUV露光装置では、レチクルが配置されるレチクルステージとウエハが配置されるウエハステージとを同期して走査し、レチクルで反射した露光光のレチクルのパターンをウエハ上に転写露光することが行われている。
そして、レチクルブラインドと呼ばれる遮光部材を配置することで様々な露光領域の設定が可能になる。EUV露光装置では、遮光部材として、露光光の露光領域を規定する固定ブラインド、レチクルの走査方向の露光領域を制限する走査方向遮光部材、レチクルの非走査方向の露光領域を制限する非走査方向遮光部材が、レチクルと投影光学系との間に配置されている。
特開平6−232031号公報
しかしながら、従来のEUV露光装置では、露光光の露光領域を規定する固定ブラインドを、単なるスリットにより形成しているため、露光光の照度分布を補正することが困難であるという問題があった。
そこで、固定ブラインドにブレードを移動可能に配置し、ブレードの移動により露光光の照度分布を補正することが検討されている。しかしながら、ブレードの位置を検出するため、固定ブラインドにエンコーダ等の位置検出手段を設けると、固定ブラインドが大型化し、露光装置の所定位置に固定ブラインドを配置することが困難になる。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、エンコーダ等の位置検出手段を設けることなくブレードの位置を検出することができる露光装置を提供することを目的とする。
第1の発明の露光装置は、レチクルが配置されるレチクルステージと感応基板が配置される感応基板ステージとを同期して走査し、前記レチクルからの露光光により前記レチクルのパターンを前記感応基板上に転写する露光装置において、前記露光光の露光領域をブレードの移動により規定可能な可変ブラインド手段と、前記可変ブラインド手段を通過した前記露光光を撮像し前記ブレードの位置を検出する位置検出手段とを有することを特徴とする。
第2の発明の露光装置は、第1の発明の露光装置において、前記可変ブラインド手段は、走査方向に移動される複数の前記ブレードを有していることを特徴とする。
第3の発明の露光装置は、第1または第2の発明の露光装置において、前記可変ブラインド手段は、前記ブレードを移動する超音波リニアアクチュエータを有していることを特徴とする。
第4の発明の露光装置は、第1ないし第3のいずれか1の発明の露光装置において、前記露光光は前記レチクルのパターン面で反射した露光光であり、前記可変ブラインド手段は、前記レチクルのパターン面の近傍に配置されていることを特徴とする。
第5の発明の露光装置は、第1ないし第4のいずれか1の発明の露光装置において、前記露光領域は、円弧状をしていることを特徴とする。
第6の発明の露光装置は、第1ないし第5のいずれか1の発明の露光装置において、前記露光光の波面収差を測定するための波面分割素子および撮像素子を備えた波面収差測定手段を有し、前記位置検出手段は、前記撮像素子により前記可変ブラインド手段を通過した前記露光光を撮像することを特徴とする。
第7の発明の露光装置は、第6の発明の露光装置において、前記感応基板ステージは、走査方向に移動する粗動テーブルと、前記粗動テーブルに微動可能に配置される微動テーブルとを有し、前記微動テーブルに前記波面分割素子を配置し、前記粗動テーブルに前記撮像素子を配置してなることを特徴とする。
本発明の露光装置では、エンコーダ等の位置検出手段を設けることなくブレードの位置を検出することができる。
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図1は本発明の露光装置の一実施形態を示している。
この露光装置は、光源部11、照明光学系13、レチクルステージ15、投影光学系17およびウエハステージ19を有している。
光源部11はターゲット材料をプラズマ化しEUV光からなるパルス光を発生させる。
光源部11では、ノズル21の先端から、ガスあるいは液体状のターゲット材料が発光部23に間歇的に噴出される。レーザ装置25から射出したレーザ光27は、レンズ29を介してターゲット材料上に集光し、ターゲット材料をプラズマ化する。これにより、パルス光からなるEUV光31が発生する。
照明光学系13は、レチクルステージ15の下側に配置されるレチクル33の下面に照明光を導く。
照明光学系13では、光源部11からのEUV光31が、コリメータミラーとして作用する凹面反射鏡35を介して略平行光束となり、第1のフライアイミラー37および第2のフライアイミラー39からなるオプティカルインテグレータ41に入射する。これにより、第2のフライアイミラー39の反射面の近傍に、所定の形状(本例では円弧状であるがこの形状に限られるものではない)を有する実質的な面光源が形成される。実質的な面光源からのEUV光31は、反射鏡43,45により反射された後、平面反射鏡47により偏向される。
レチクルステージ15は、粗動テーブル48、微動テーブル49を有している。粗動テーブル48は、X,Y,Z方向に移動可能とされ、微動テーブル49を介してレチクル33を走査方向に移動する。微動テーブル49は、粗動テーブル48に微動可能に配置されている。
微動テーブル49の下側には静電チャック51が固定され、静電チャック51の下面にレチクル33が吸着保持されている。レチクル33の下方には、走査方向遮光部材53,54、固定ブラインド55、非走査方向遮光部材57が配置されている。遮光部材53,54,55,57の詳細は後述する。
平面反射鏡47により偏向されたEUV光31は、非走査方向遮光部材57、固定ブラインド55および走査方向遮光部材53,54の開口部を通り、レチクル33の下面に細長い円弧状の照明領域を形成する。なお、説明の便宜上、非走査方向遮光部材57、固定ブラインド55および走査方向遮光部材53,54はレチクル33に入射する照明光を遮光しているが、レチクル33から反射してきた光束を遮光する構成としても良い。また、入射側、反射側の両方で光束を遮光する構成にしても良い。つまり、最終的にウエハ上における露光領域の形状が規定できるように配置されていれば良い。
レチクル33は、EUV光31を反射する多層膜とパターンを形成するための吸収体パターン層を有しており、レチクル33でEUV光31が反射されることによりEUV光31はパターン化される。
投影光学系17は、4つの反射ミラーを有しており、各ミラー17a〜17dにはEUV光31を反射する多層膜が備えられている。レチクル33により反射されパターン化されたEUV光31は第1ミラー17aから第4ミラー17dまで順次反射されて、レチクルパターンの縮小された像をウエハ61上に形成する。
ウエハステージ19は、粗動テーブル60、微動テーブル62を有している。粗動テーブル60は、X,Y,Z方向に移動可能とされ、微動テーブル62を介してウエハ61を走査方向に移動する。微動テーブル62は、粗動テーブル60に微動可能に配置されている。微動テーブル62の上側には静電チャック59が固定され、静電チャック59の上面にウエハ61が吸着保持されている。ウエハ61上のダイを露光するときには、EUV光31がレチクル33の所定の領域に照射され、レチクル33とウエハ61は投影光学系17に対して投影光学系17の縮小率に従った所定の速度で動く。このようにして、レチクル33のパターンはウエハ61上の所定の露光範囲(ダイに対して)に露光される。
図2は、レチクルステージ15およびウエハステージ19の詳細を示している。
レチクルステージ15の微動テーブル49は、粗動テーブル48の下側に姿勢制御用アクチュエータ64を介して保持されており、姿勢制御用アクチュエータ64により微動可能とされている。
微動テーブル49の下側には静電チャック51が固定されている。静電チャック51の下面の吸着面51aには、レチクル33が吸着保持されている。レチクル33の下方には、投影光学系17が配置され、レチクル33と投影光学系17の間に、走査方向遮光部材53,54、固定ブラインド55、非走査方向遮光部材57が順に配置されている。走査方向遮光部材53,54をレチクル33の近傍に配置することにより、走査方向遮光部材53,54による遮光精度を向上することができる。
走査方向遮光部材53,54は、微動テーブル49に配置される案内部材63に沿って、微動テーブル49の走査方向(Y方向)に移動可能とされている。微動テーブル49の下面には、図3に示すように、レチクル33(静電チャック51)の両側となる位置に、一対の案内部材63が配置されている。一対の案内部材63は微動テーブル49の走査方向(Y方向)に延在されている。そして、一対の案内部材63に、走査方向遮光部材53,54が配置されている。走査方向遮光部材53,54は、一対の案内部材63を跨いで配置され、その両端を案内部材63により案内されている。案内部材63には、走査方向遮光部材53,54を走査方向に移動する移動機構(不図示)が配置されている。
案内部材63上の走査方向遮光部材53,54の位置は、リニアエンコーダ(不図示)により測定可能とされている。そして、レチクル33の交換時、フィデューシャルマークのオートフォーカス時には、図3に示すように、レチクル33の走査方向の外側に走査方向遮光部材53,54が位置される。
図3において符号Sは、レチクル33のパターン面33aに照射される円弧状の照明領域を示している。この円弧状の照明領域Sの中心を径方向に通る直線の方向がレチクル33の走査方向とされている。そして、照明領域Sの走査方向の両側となる位置にレチクル33の走査方向を制限する一対の走査方向遮光部材53,54が配置されている。この走査方向遮光部材53,54は、走査前後での露光エリアのはみ出しを防止するもので、マスクブラインド、同期ブラインドと呼ばれることもある。なお、レチクル33のパターン面33aの外側には、パターン面33aを囲んでパターンの形成されない非パターン部33bが形成されている。
そして、露光時には、図4および図5に示すように、走査方向遮光部材53,54の内側端が、レチクル33のパターン面33aと非パターン部33bとの境界に位置される。この状態は露光中維持され走査方向遮光部材53,54の移動は行われない。露光動作の開始時には、図4の(a)に示すように、走査方向遮光部材54が照明領域Sを覆う位置に位置しレチクル33の走査方向の露光領域が制限される。また、露光動作の終了時には、図4の(b)に示すように、走査方向遮光部材53が照明領域Sを覆う位置に位置しレチクル33の走査方向の露光領域が制限される。これにより、不要な照明光がウエハ61に照射されることが防止される。
非走査方向遮光部材57は、図3に示すように、円弧状の照明領域Sの走査方向に垂直な方向の両側に配置されている。非走査方向遮光部材57は、照明領域Sの非走査方向を制限して走査幅を決定する。非走査方向遮光部材57は図示しない駆動装置により走査方向に垂直な方向に移動可能とされている。
固定ブラインド55は、レチクル33に照射される円弧形状の照明領域Sの形状を定めている。固定ブラインド55は投影光学系17の投影領域を決めるためのスリットでありレチクルステージ15を走査させない静止露光の場合の最大露光領域を規定する。固定ブラインド55は光学設計上、レチクル33のパターン面33aに近づけて設置することが望ましいため、図2に示すように、走査方向遮光部材53,54の下側に近接して設置されている。
図6および図7は固定ブラインド55の詳細を示している。
固定ブラインド55は、ブラインド本体65、第1の遮光部67、第2の遮光部69を有している。ブラインド本体65には、図7に示すように貫通穴65aが形成されている。貫通穴65aは、レチクル33側(上側)に向けて幅が小さくなるテーパ状に形成されている。貫通穴65aの上端には、第1の遮光部67および第2の遮光部69が配置されている。第1の遮光部67、第2の遮光部69により露光光の露光領域を規定するスリット71が形成される。スリット71は、図6に示すように略円弧状をしており幅方向(Y方向)に対して充分に長い長尺状をしている。スリット71の長手方向(X方向)は、レチクル33の走査方向(Y方向)に対して直交する方向に形成されている。
第1の遮光部67は、図7に示すようにスリット71の長手方向の一方の辺を規定する遮光部材73を有している。遮光部材73は、ブラインド本体65の上面に形成される凹部65bに固定されている。遮光部材73のスリット71側には、円弧状の縁部73aが形成されている。縁部73aは貫通穴65aと同一方向に傾斜するテーパ状に形成されている。
第2の遮光部69は、ブレード75、移動機構77を有している。ブレード75は、スリット71の長手方向の他方の辺を規定する。ブレード75は、スリット71の長手方向に沿って隣接して多数配置されている。ブレード75のスリット71側には、直線状の縁部75aが形成されている。縁部75aは、図7に示すように貫通穴65aと同一方向に傾斜するテーパ状に形成されている。ブレード75の後部には、L字状の取付部75bが形成されている。
移動機構77は、ブレード75をレチクル33の走査方向に移動する。移動機構77は、超音波リニアアクチュエータ79、リニアガイド81を有している。ブラインド本体65の貫通穴65aのブレード75側には矩形状の凹部65cが形成されている。凹部65cには、ブレード75の取付部75bを挟んで超音波リニアアクチュエータ79およびリニアガイド81が配置されている。リニアガイド81は、ブレード75の取付部75bを案内する。超音波リニアアクチュエータ79は、圧電素子(不図示)の駆動によりブレード75を移動する。超音波リニアアクチュエータ79を用いることにより、移動機構77を小型化することができる。なお、超音波リニアアクチュエータ79は周知であるため詳細な説明を省略する。
ウエハステージ19は、図2に示すように、投影光学系17からの露光光の波面収差を測定するための波面収差測定装置83を有している。波面収差測定装置83は、波面分割素子85、撮像部87、画像処理部89、演算部91、制御部93を有している。波面分割素子85は微動テーブル62に配置されている。波面分割素子85には、矩形状の微小なグリッドが多数形成されている。撮像部87は粗動テーブル60に配置されている。撮像部87は、例えばCCDカメラからなり撮像素子95を有している。
この波面収差測定装置83には、周知のシャック−ハルトマン方式の波面収差測定技術が使用されている。すなわち、投影光学系17の瞳面における波面を、波面分割素子85により複数の矩形領域に分割し、分割された分割波面を撮像部87により撮像して画像処理部89により画像処理し、演算部91により分割波面の傾きを演算することにより、全体の波面収差を求めることができる。そして、制御部93は、求められた波面収差に基づいて、投影光学系の各ミラー17a〜17dの調整を行う。
上述した露光装置では、ウエハ61に照射される露光光に照度むらがあると、積算露光量が不均一となり、ウエハ61上に形成されるパターンの線幅が不均一になる露光むらが生じる。そこで、露光むらを低減するため、固定ブラインド55を通過する露光光の照度分布の補正が行われる。この補正は固定ブラインド55のブレード75を移動することにより行われる。以下、固定ブラインド55を通過する露光光の照度分布の補正について説明する。
先ず、ウエハステージ19の粗動ステージ60を、投影光学系17からの露光光が波面分割素子85に入射する位置まで移動する。波面分割素子85に入射した露光光は、波面分割素子85により多数の矩形領域に分割される。分割された露光光は、撮像部87の撮像素子95により撮像される。図8は、撮像素子95に撮像された像を示しており、固定ブラインド55のスリット71に対応する位置が撮像領域97とされている。なお、図8において点線は、遮光部材73およびブレード75の位置を示している。
撮像領域97の像は、画像処理部89に出力され画像処理される。画像処理された画像は演算部91に出力され、演算部91において露光量分布が求められる。また、演算部91は、各ブレード75の端部の位置をエッジ検出により検出してブレード75の位置を求める。各ブレード75の位置は、例えば図8に示すように、ブレード75の縁部75aの幅方向(X方向)の中心から第1の遮光部67の縁部73aまでの距離(Y方向の距離)Lとして求められる。そして、演算部91は、露光量分布に基づいて、露光量分布が均一になるような各ブレード75の移動量を演算する。この移動量は、制御部93に出力され、制御部93により超音波リニアアクチュエータ79を駆動することにより各ブレード75が演算された移動量だけ移動される。
上述した露光装置では、波面収差測定装置83の撮像素子95により固定ブラインド55のスリット71を通過した露光光を撮像して、ブレード75の位置を検出するようにしたので、固定ブラインド55にエンコーダ等の位置検出手段を設けることなくブレード75の位置を検出することができる。従って、固定ブラインド55を小型化することができる。また、ブレード75の位置を検出する撮像素子95を備えたカメラをウエハステージ19に別途設ける必要がなくなるため、露光装置を簡略化することができる。
(実施形態の補足事項) 以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。
(1)上述した実施形態では、波面収差測定装置83の撮像素子95により固定ブラインド55のスリット71を通過した露光光を撮像してブレード75の位置を検出するようにした例について説明したが、例えば、ブレードの位置を検出する撮像素子を備えたカメラをウエハステージに別途設けても良い。また、可能であれば露光装置に他の目的で配置される撮像素子を備えたカメラを用いても良い。
(2)上述した実施形態では、波面収差測定装置83により露光量分布を測定した例について説明したが、例えば、ウエハステージに露光計を別途設け露光量分布を測定するようにしても良い。
(3)上述した実施形態では、ブレード75を超音波リニアアクチュエータ79により駆動した例について説明したが、例えば、ボイスコイルモータ等により駆動しても良い。
(4)上述した実施形態では、波面収差測定装置83の波面分割素子85を通過した露光光を撮像素子95により撮像した例について説明したが、例えば、波面分割素子を微動テーブルに移動可能に配置し、波面分割素子を通過しない露光光を撮像素子により撮像するようにしても良い。
(5)上述した実施形態では、EUV光露光装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明はレチクルからの露光光により感応基板の露光を行う露光装置に広く適用することができる。
15…レチクルステージ、19…ウエハステージ、33…レチクル、55…固定ブラインド、60…粗動テーブル、61…ウエハ、62…微動テーブル、75…ブレード、79…超音波リニアアクチュエータ、83…波面収差測定装置、85…波面分割素子、95…撮像素子。
Claims (7)
- レチクルが配置されるレチクルステージと感応基板が配置される感応基板ステージとを同期して走査し、前記レチクルからの露光光により前記レチクルのパターンを前記感応基板上に転写する露光装置において、
前記露光光の露光領域をブレードの移動により規定可能な可変ブラインド手段と、
前記可変ブラインド手段を通過した前記露光光を撮像し前記ブレードの位置を検出する位置検出手段と、
を有することを特徴とする露光装置。 - 請求項1記載の露光装置において、
前記可変ブラインド手段は、走査方向に移動される複数の前記ブレードを有していることを特徴とする露光装置。 - 請求項1または請求項2記載の露光装置において、
前記可変ブラインド手段は、前記ブレードを移動する超音波リニアアクチュエータを有していることを特徴とする露光装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載の露光装置において、
前記露光光は前記レチクルのパターン面で反射した露光光であり、前記可変ブラインド手段は、前記レチクルのパターン面の近傍に配置されていることを特徴とする露光装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の露光装置において、
前記露光領域は、円弧状をしていることを特徴とする露光装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか1項記載の露光装置において、
前記露光光の波面収差を測定するための波面分割素子および撮像素子を備えた波面収差測定手段を有し、前記位置検出手段は、前記撮像素子により前記可変ブラインド手段を通過した前記露光光を撮像することを特徴とする露光装置。 - 請求項6記載の露光装置において、
前記感応基板ステージは、走査方向に移動する粗動テーブルと、前記粗動テーブルに微動可能に配置される微動テーブルとを有し、前記微動テーブルに前記波面分割素子を配置し、前記粗動テーブルに前記撮像素子を配置してなることを特徴とする露光装置。
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JP2012507160A (ja) * | 2008-10-31 | 2012-03-22 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | Euvマイクロリソグラフィ用の照明光学系 |
JP2013179136A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Canon Inc | 露光装置、それを用いたデバイスの製造方法 |
JP2017010067A (ja) * | 2016-10-19 | 2017-01-12 | キヤノン株式会社 | 露光装置、それを用いたデバイスの製造方法 |
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