JP2009266886A - マスク、マスク保持装置、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】、基板に対してパターンの像を適切に投影できるマスク、マスク保持装置、露光装置及びデバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】レチクルステージ１５は、レチクルを保持するための静電チャック２１を備えている。この静電チャック２１には、レチクルの裏面において該レチクルの中央領域に対応する第１領域に接触する第１の支持部位３６と、レチクルの裏面において第１領域の外周側に位置する第２領域に接触する第２の支持部位３７とが一体に形成されている。そして、第２の支持部位３７においてレチクルと対向する表面３７ａには、複数の凹部３８が第１の支持部位３６を包囲するように配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、所定のパターンが形成されたマスク、該マスクを保持可能なマスク保持装置、該マスク保持装置を備える露光装置、及び該露光装置を用いたデバイスの製造方法に関するものである。

一般に、半導体集積回路などのマイクロデバイスを製造するための露光装置は、所定のパターンが形成されたレチクルなどのマスクに露光光を照射する照明光学系と、露光光が照射されたマスクのパターンの像を感光性材料の塗布されたウエハ、ガラスプレートなどの基板に投影する投影光学系とを備えている。このような露光装置では、半導体集積回路の高集積化及び該高集積化に伴うパターンの像の微細化を図るために、投影光学系の更なる高解像度化が要望されている。そのため、露光装置に用いる露光光の短波長化が進み、近年では、ＥＵＶ（Extreme Ultraviolet ）光やＥＢ（Electron Beam ）を露光光として用いる露光装置の開発が行われている。

ＥＵＶ光を用いた露光装置では、反射型のレチクルが用いられており、該レチクルでは、照射された露光光の一部を吸収して発熱する。その結果、レチクルが熱膨張し、該レチクルに形成されたパターンが熱変形したり、許容されない量のディストーションが発生したりするおそれがある。そこで、レチクルの熱膨張を抑制するための方法として、以下に示す種々の方法が従来から提案されている。

まず、第１の方法は、レチクル自体を低熱膨張素材で構成する方法である。このように構成した場合には、熱膨張率の高い素材でレチクルを構成した場合に比してレチクル全体の熱膨張が抑制される。また、第２の方法は、レチクルを冷却するための冷却装置を設ける方法である。すなわち、レチクルに露光光が照射される場合に冷却装置を駆動させることにより、発熱したレチクルを効率良く冷却していた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２１７１７７号公報

ところで、ＥＵＶ光を用いた露光装置では、反射型のレチクルの一部に、円弧状のスリット光が露光光として照射された状態で、レチクルステージ及びウエハステージの移動を同期させる走査露光が行われる。また、レチクルのパターン面には、各種パターンが形成されている。そのため、レチクルには、円弧状のスリット光の照射、及びパターン面における各種パターンの存在率によって、その上記所定のパターンが形成されたパターン面全体に露光光が照射されるのではなく、パターン面の一部にのみ露光光が照射される。この場合、レチクル内において、露光光が照射される照射領域では、露光光の照射に基づき熱が発生する一方、露光光が照射されない非照射領域では、露光光が照射されないために熱が発生しない。その結果、レチクル内の温度分布が不均一になり、レチクルの一部だけが熱膨張するおそれがある。このようなレチクル内における温度分布の不均一は、レチクル全体の熱膨張を均一に抑制したり、温度上昇を均一に抑制したりする方法では解消できない。

このようにレチクルの一部だけが熱膨張した場合には、レチクルに形成されたパターンが、例えば相似的に拡大するような単純な変形ではなく複雑な形状に変形するおそれがある。このようなパターンの変形は、投影光学系で補正することが非常に難しく、基板への適切なパターン像の投影に支障をきたすおそれがあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板に対してパターンの像を適切に投影できるマスク、マスク保持装置、露光装置及びデバイスの製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、実施形態に示す図１〜図８に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明のマスク保持装置は、一方面（Ｒａ）及び該一方面（Ｒａ）の反対側に位置する他方面（Ｒｂ）を有し、且つ前記一方面（Ｒａ）に所定のパターン（Ｐ）が形成されたマスク（Ｒ）を保持するマスク保持装置（１５）であって、前記マスク（Ｒ）の他方面（Ｒｂ）において前記マスク（Ｒ）の中央領域に対応する第１領域（６０）を支持する第１の支持部位（３６）と、前記マスク（Ｒ）の他方面（Ｒｂ）において前記第１領域（６０）とは異なる第２領域（６１）を支持する第２の支持部位（３７）とを備え、該第２の支持部位（３７）は、前記マスク（Ｒ）からの熱の伝達効率が前記第１の支持部位（３６）による前記マスク（Ｒ）からの熱の伝達効率よりも低くなるように形成されたことを要旨とする。

上記構成によれば、第２の支持部位におけるマスクからの熱の伝達効率は、第１の支持部位におけるマスクからの熱の伝達効率、即ち放熱効率よりも低い。すなわち、マスクにおいて第２の支持部位に保持される第２領域は、第１の支持部位に保持される第１領域に比して熱が溜まりやすい。そのため、マスクの一方面において第２領域に対応する領域、即ち中央領域とは異なる他の領域に放射ビームが照射されなくても、マスクのうち第２領域に対応する部分と第１領域に対応する部分との間の温度差が従来に比して小さくなる。その結果、マスクに形成されるパターンの一部分だけが変形したり、パターンが歪んだ形状に変形したりすることが抑制される。すなわち、パターンの形状は、放射ビームの照射により、相似的に拡大する。このように変形したパターンの像が投影光学系によって適切に調整されることにより、基板に対してパターンの像を適切に投影できる。

本発明のマスク保持装置は、一方面（Ｒａ）及び該一方面（Ｒａ）の反対側に位置する他方面（Ｒｂ）を有し、且つ前記一方面（Ｒａ）に所定のパターン（Ｐ）が形成されたマスク（Ｒ）を保持するマスク保持装置（１５）であって、前記マスク（Ｒ）の他方面（Ｒｂ）において前記マスク（Ｒ）の中央領域に対応する第１領域（６０）を支持する第１の支持部位（３６）と、前記マスク（Ｒ）の他方面（Ｒｂ）において前記第１領域（６０）とは異なる第２領域（６１）を支持する第２の支持部位（３７）とを備え、該第２の支持部位（３７）は、前記マスク（Ｒ）との接触率が前記第１の支持部位（３６）における前記マスク（Ｒ）との接触率よりも低くなるように形成されたことを要旨とする。

上記構成によれば、第２の支持部位におけるマスクとの接触率は、第１の支持部位におけるマスクとの接触率よりも低い。すなわち、マスクから第２の支持部位への熱の伝達効率、即ち放熱効率は、マスクから第１の支持部位への熱の伝達効率よりも低い。そのため、マスクの一方面において第２領域に対応する領域、即ち中央領域とは異なる他の領域に放射ビームが照射されなくても、マスクのうち第２領域に対応する部分と第１領域に対応する部分との間の温度差が、従来に比して小さくなる。その結果、マスクに形成されるパターンの一部分だけが変形したり、パターンが歪んだ形状に変形したりすることが抑制される。すなわち、パターンの形状は、放射ビームの照射により、相似的に拡大する。このように変形したパターンの像が投影光学系によって適切に調整されることにより、基板に対してパターンの像を適切に投影できる。

本発明のマスク保持装置は、一方面（Ｒａ）及び該一方面（Ｒａ）の反対側に位置する他方面（Ｒｂ）を有し、且つ前記一方面（Ｒａ）に所定のパターン（Ｐ）が形成されたマスク（Ｒ）を保持するマスク保持装置（１５）であって、前記マスク（Ｒ）の他方面（Ｒｂ）を保持する保持領域（２１Ａ）を備え、該保持領域（２１Ａ）は、複数の突起部（４０）を有する第１の支持部位（３６）と、該第１の支持部位（３６）の外側に形成され、且つ複数の突起部（４０）を有する第２の支持部位（３７）とに区画されており、該第２の支持部位（３７）は、前記第１の支持部位（３６）に比して互いに隣り合う前記突起部（４０）同士の間隔が広くなるように形成されたことを要旨とする。

上記構成によれば、第１の支持部位は、第２の支持部位に比して、各突起部の間隔が粗となるように形成されている。そのため、マスクのうち第２の支持部位に当接する領域と、第１の支持部位に当接する領域とでは、マスクからマスク保持装置への熱の伝達効率、即ち放熱効率が異なる。そのため、マスクの他方面のうち所定のパターンが形成されたパターン領域のうち少なくとも一部を含む中央領域に対応する第１領域が第１の支持部位に支持されるようにマスク保持装置がマスクを保持する場合には、マスクにおいてパターンが形成されていない非パターン領域に放射ビームが照射されなくても、マスクのうち第２領域（即ち、非パターン領域を含んだ中央領域以外の他の領域に対応する領域）に対応する部分と第１領域に対応する部分との間の温度差が従来に比して小さくなる。その結果、マスクに形成されるパターンの一部分だけが変形したり、パターンが歪んだ形状に変形したりすることが抑制される。すなわち、パターンの形状は、放射ビームの照射により、相似的に拡大する。このように変形したパターンの像が投影光学系によって適切に調整されることにより、基板に対してパターンの像を適切に投影できる。

また、本発明のマスクは、第１面（５１）及び該第１面（５１）の反対側に位置する第２面（５３）を有する板状のマスク本体（５０）と、前記第１面（５１）側に形成された所定のパターン（Ｐ）とを備え、前記第２面（５３）側がマスク保持装置（１５）に対向するマスク（Ｒ）において、前記第２面（５３）側は、前記マスク本体（５０）の中央領域に対応する第１領域（６０）における前記マスク保持装置（１５）への放熱効率より、前記第１領域（６０）とは異なる第２領域（６１）における前記マスク保持装置（１５）への放熱効率のほうが低くなるように形成されたことを要旨とする。

上記構成によれば、マスクにおける第２領域からマスク保持装置への放熱効率は、第１領域からマスク保持装置への放熱効率よりも低い。そのため、マスクのうち所定のパターンが形成されていない非パターン領域に放射ビームが照射されなくても、マスクのうち第２領域に対応する部分と第１領域に対応する部分との間の温度差が従来に比して小さくなる。その結果、マスクに形成されるパターンの一部分だけが変形したり、パターンが歪んだ形状に変形したりすることが抑制される。すなわち、パターンの形状は、放射ビームの照射により、相似的に拡大する。このように変形したパターンの像が投影光学系によって適切に調整されることにより、基板に対してパターンの像を適切に投影できる。

なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。

本発明によれば、基板に対してパターンの像を適切に投影できる。

（第１の実施形態）
以下に、本発明を具体化した第１の実施形態について図１〜図３に基づき説明する。
図１に示すように、本実施形態の露光装置１１は、波長が１００ｎｍ程度以下の軟Ｘ線領域である極端紫外光、即ちＥＵＶ（Extreme Ultraviolet ）光を露光光ＥＬとして用いるＥＵＶ露光装置であって、内部が真空雰囲気となるチャンバ１２（図１では二点鎖線で示す。）内に設置されている。この露光装置１１は、露光光源１３と、照明光学系１４と、所定のパターンが形成された反射型のレチクルＲを保持するレチクルステージ１５と、投影光学系１６と、表面にレジストなどの感光性材料が塗布されたウエハＷを保持するウエハステージ１７とを備えている。なお、本実施形態の露光光源１３としては、レーザ励起プラズマ光源が用いられており、該光源は、波長が５〜２０ｎｍ（例えば１３．５ｎｍ）となるＥＵＶ光を出力する。

照明光学系１４は、露光光源１３側から順に配置された反射型のコリメート用ミラー１８、コンデンサミラー１９及び一対のフライアイミラー（不図示）を備えている。これら各ミラー１８，１９及び一対のフライアイミラーの反射面には、露光光ＥＬを反射する複数の反射層がそれぞれ形成されている。そして、コンデンサミラー１９に反射された露光光ＥＬは、一対のフライアイミラーを介してレチクルＲ側に配置された折り返し用の反射ミラー２０により、レチクルステージ１５に保持されるレチクルＲに導かれる。なお、本実施形態の照明光学系１４から露光光ＥＬが射出されると、レチクルＲには、Ｘ軸方向に細長い円弧状の照射領域が形成される。

レチクルステージ１５は、後述する投影光学系１６の物体面側に配置され、レチクルＲを静電吸着する静電チャック２１と、レチクルＲをＹ軸方向に所定ストロークで移動させるとともに、Ｘ軸方向及びθｚ方向（Ｚ軸周りの回転方向）にも微少量移動させるための図示しない移動機構とを備えている。そして、レチクルＲにおいて上記所定のパターンが形成された被照射面（即ち、図１における下面）で反射された露光光ＥＬは、投影光学系１６に導かれる。

なお、本実施形態のレチクルＲは、図２に示すように、シリコンウエハ、石英、低膨張ガラスなどから構成される板状のレチクル本体３０を備え、該レチクル本体３０の裏面側（図１における上面側であって、図２における紙面手前側）には、導電層が形成されている。また、レチクル本体３０の表面側（図１における下面側であって、図２における紙面奥手側）には、反射層及び吸収層が順に積層されており、該吸収層には、電子デバイス用の回路パターン等の複数種類の所定のパターン（不図示）が形成されている。そして、露光時においては、レチクルＲの表面Ｒａのうちパターンが形成された略矩形状のパターン領域、即ち図２における破線３１で囲まれた領域に対して照明光学系１４から射出された露光光ＥＬが照射される。一方、レチクルＲの表面Ｒａのうちパターンの非形成領域である非パターン領域、即ち図２における破線３１で囲まれた領域の外側の領域には、照明光学系１４から射出された露光光ＥＬが照射されない。ちなみに、レチクルＲのパターン領域うち照明光学系１４からの露光光ＥＬが照明される領域は、上記移動機構の駆動によってＹ軸方向側に変更される。

投影光学系１６は、図１に示すように、複数枚（本実施形態では６枚）の反射型のミラー２２，２３，２４，２５，２６，２７を備えている。そして、レチクルＲ側から導かれた露光光ＥＬは、第１ミラー２２、第２ミラー２３、第３ミラー２４、第４ミラー２５、第５ミラー２６、第６ミラー２７の順に反射され、ウエハステージ１７に保持されるウエハＷに導かれる。なお、各ミラー２２〜２７のうち第１ミラー２２、第２ミラー２３、第４ミラー２５及び第６ミラー２７は凹面鏡である一方、第３ミラー２４及び第５ミラー２６は凸面鏡である。

また、投影光学系１６は、その光学特性（例えば、波面収差、コマ収差、像面湾曲、ディストーション、後述する投影倍率等）を調整する不図示の光学特性調整機構を備えている。この光学特性調整機構は、投影光学系１６における露光光ＥＬの光軸に対して、各ミラー２２〜２７のうち少なくとも一つのミラーを、傾斜させたり、光軸と平行な方向に移動させたり、少なくとも一つのミラーの形状を変形させたりして、投影光学系１６の光学特性を調整する。

ウエハステージ１７は、ウエハＷを静電吸着する静電チャック２８と、該静電チャック２８を介してウエハＷの温度を調整するための図示しない冷却装置と、ウエハＷをＹ軸方向に所定ストロークで移動させるとともに、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に移動させるための図示しない移動機構とを備えている。また、ウエハステージ１７には、静電チャックを保持する不図示の保持ホルダと、該保持ホルダのＺ軸方向の位置及びＸ軸方向周り、Ｙ軸方向周りの傾斜角を調整する不図示のＺレベリング機構とが組み込まれている。そして、投影光学系１６から射出された露光光ＥＬがウエハＷの表面を照射することにより、ウエハＷには、レチクルＲ上のパターンを所定倍率に縮小したパターンが形成される。

そして、ウエハＷ上の一つのダイ（ショット領域）を露光するときには、Ｘ軸方向に細長い円弧状に整形された露光光ＥＬが照明光学系１４からレチクルＲの表面Ｒａに照射され、レチクルＲとウエハＷとは、投影光学系１６に対して該投影光学系１６の縮小倍率に従った所定の速度比でＹ方向に同期して移動する。すなわち、レチクルステージ１５とウエハステージ１７とが同期走査される。このようにして、ウエハＷ上の一つのダイには、レチクルＲのパターンに基づくパターンの像が露光される。その後、ウエハステージ１７を駆動してウエハＷをステップ移動した後、ウエハＷ上の次のダイに対してレチクルＲのパターンに基づくパターンの像が走査露光される。このようにステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の複数のダイに対して順次レチクルＲのパターンが形成される。

次に、レチクルステージ１５の静電チャック２１について図３に基づき説明する。
図３に示すように、静電チャック２１は、誘電体などの絶縁性材料（例えばセラミック）からなる略直方体状をなしており、静電チャック２１の−Ｚ方向側（図３における紙面手前側であって、図１における下側）は、吸着領域２１Ａ（図３にて一点鎖線で囲まれた領域）を有する吸着面３５が形成されている。そして、静電チャック２１は、レチクルＲの裏面Ｒｂ（図１参照）を吸着面３５の吸着領域２１Ａに静電吸着させた状態で保持している。

静電チャック２１の吸着領域２１Ａは、平坦に形成された略円形状の第１の支持部位３６（図３において二点鎖線で囲まれた部位）と、該第１の支持部位３６の外側に設けられた第２の支持部位３７とを有している。第１の支持部位３６は、レチクルＲの裏面Ｒｂにおける中央領域に対応する第１領域６０（図２において二点鎖線で囲まれた領域）を支持可能に形成されている。なお、レチクルＲの裏面Ｒｂにおける中央領域、即ち第１領域６０は、レチクルＲの表面Ｒａに形成された上記パターン領域に内接する内接円の内部領域として定義される。すなわち、第１領域６０は、上記パターン領域のうちレチクルＲの中心点を中心とした中央部分に対応した形状である。

また、第２の支持部位３７は、レチクルＲの裏面Ｒｂにおいて第１領域６０とは異なる第２領域６１（図２において二点鎖線で囲まれた領域の外側の領域）を支持可能に形成されている。すなわち、第２領域６１は、レチクルＲの表面Ｒａにおいて上記パターン領域の外周側の一部（即ち、縁部）及び上記非パターン領域を含んでなる他の領域に対応した領域である。第２の支持部位３７の表面３７ａには、レチクルＲとの接触率が第１の支持部位３６とレチクルＲとの接触率よりも低くなるように、凹部３８が複数（本実施形態では３６個）形成されている。これら各凹部３８は、円形状の第１の支持部位３６の中心、即ちレチクルＲの中心にそれぞれ円弧状をなしており、該各凹部３８は、第１の支持部位３６を包囲するようにそれぞれ配置されている。なお、各凹部３８のうち一部の凹部３８は、吸着領域２１Ａの外周側に延びるように形成されている。

次に、本実施形態の露光装置１１を制御する制御装置６５について説明する。
図１に示すように、制御装置６５には、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどが設けられている。制御装置６５は、照明光学系１４からの露光光ＥＬがレチクルＲを照明する時間、該露光光ＥＬの光強度、レチクルＲを構成する材料の特性、レチクルＲのパターン領域内におけるパターンの存在率、及び該レチクルＲを保持する静電チャック２１を構成する材料の特性や形状などに基づき、レチクルＲの温度を推定する。この際、詳しくは後述するが、レチクルＲは、その温度分布の均一化（即ち、位置毎の温度を接近させること）が図られている。そのため、制御装置６５は、レチクルＲの温度を推定した結果に基づいて、レチクルＲのパターンの像をウエハＷに露光する際に、該パターンの像の誤差成分を補正する補正量を算出する。制御装置６５は、さらにこの補正量に基づいて、温度の変化量から、レチクルＲ上のパターンの拡大率及び各パターンの移動量を推定し、該推定結果に基づき投影光学系１６の光学特性を調整させる。

次に、本実施形態の露光装置１１の作用のうち露光光ＥＬがレチクルＲを照射する際の作用を中心に説明する。
さて、照明光学系１４から露光光ＥＬが射出されると、レチクルステージ１５の静電チャック２１に保持されるレチクルＲのパターン領域には露光光ＥＬが照射される。具体的には、レチクルＲ及びウエハＷがＹ方向に同期して移動することにより、レチクルＲのパターン領域のうち露光光ＥＬに照明される領域は、Ｙ方向に沿って徐々に変更される。この際、レチクルＲのうち露光光ＥＬが照射される領域（以下、「発熱領域」という。）は、露光光ＥＬの一部を吸収して発熱してしまう。

すると、発熱領域にて発熱された熱は、該発熱領域の周辺に移動すると共に、レチクルＲの裏面Ｒｂ側からは、静電チャック２１側に熱が伝達される。すなわち、レチクルＲの裏面Ｒｂのうち第１の支持部位３６に支持される第１領域６０の熱からは、第１の支持部位３６に伝達される一方、第２の支持部位３７に支持される第２領域からの熱は、第２の支持部位３７に伝達される。この際、第１領域６０は、上記パターン領域の大部分、即ち露光光ＥＬがより多く照射される領域に対応する領域である。一方、第２領域６１の大部分は、上記非パターン領域に対応する領域であって、レチクルＲのうち第２領域６１に対応する部分に一時貯留される熱の大部分は、レチクルＲのうち第１領域６０に対応する部分側から移動してきた熱である。すなわち、レチクルＲのうち第１領域６０に対応する部分の方が、第２領域６１に対応する部分の熱量よりも多い。

なお、露光時においては、上記パターン領域の一部分にのみ露光光ＥＬが照射されることがある。こうした場合、露光光ＥＬが照射された照射領域の熱は、レチクルＲのうち第１領域６０に対応する部分全体に広がるように移動する。そして、裏面Ｒｂ側の第１領域６０からは、第１の支持部位３６に熱が伝達される。

ところが、第２の支持部位３７とレチクルＲとの接触率は、第１の支持部位３６とレチクルＲとの接触率よりも低いため、レチクルＲから第２の支持部位３７への熱の伝達効率は、レチクルＲから第１の支持部位３６への熱の伝達効率よりも低い。すなわち、レチクルＲのうち第２領域６１に対応する部分には、第１領域６０に対応する部分に比して熱が溜まりやすい。

そのため、レチクルＲにおいて、第２領域６１に対応する部分の温度は、第２の支持部位３７に各凹部３８が形成されていない場合に比して、第１領域６０に対応する部分の温度に接近する。すると、従来の場合とは異なり、レチクルＲ全体の温度分布の均一化が図られるため、レチクルＲが熱膨張するとしても、その熱膨張は、一部が局所的に変形するようなものではなく、レチクルＲ全体が相似的に拡大するような膨張である。

その結果、レチクルＲに形成されたパターンがレチクルＲの熱膨張に起因して相似的に拡大したり、レチクルＲ上での基準位置からのパターンの位置がレチクルＲの熱膨張に応じて所定方向に移動したりする。すなわち、レチクルＲのパターンの像をウエハＷに投影する際、レチクルＲのパターンの像の誤差成分として、単純な倍率成分を発生させることが可能になる。換言すると、レチクルＲよりもウエハＷ側に位置する投影光学系１６にて補正することが困難な、レチクルＲの熱膨張に基づくパターンの像の複雑な変形及び複雑な位置変化が抑制される。こうしたパターンの像の単純な変形及び単純な移動は、レチクルＲよりもウエハＷ側に位置する投影光学系１６にて補正することが可能である。

そのため、レチクルＲの温度が推定されると、レチクルＲに形成されたパターンの像の倍率成分の補正量及び移動量が算出される。すると、算出された倍率成分の補正量に基づいて、投影光学系１６の光学特性、即ち、パターンの縮小率及びウエハＷ上に露光される位置の微調整が行われる。したがって、レチクルＲ全体の温度分布の均一化を図ることにより、ウエハＷには、パターンに基づくパターンの像が適切な状態で投影される。

したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）静電チャック２１において、第２の支持部位３７におけるレチクルＲからの熱の伝達効率は、第１の支持部位３６におけるレチクルＲからの熱の伝達効率よりも低い。すなわち、レチクルＲの表面Ｒａのうち第２領域６１に対応する領域に露光光ＥＬがほとんど照射されなくても、レチクルＲのうち第１領域６０に対応する部分と第２領域６１に対応する部分との間の温度差が小さくなる。そのため、レチクルＲの温度変化に起因したパターンの複雑な形状に変形、及び複雑な位置変化が抑制される。すなわち、レチクルＲのパターンの形状の変形は、相似的に拡大する。そのため、パターンの像の倍率成分を推定し、該推定結果に基づいて、投影光学系１６の光学特性、即ち、投影光学系１６の倍率を調整することにより、ウエハＷに対してパターンに基づくパターンの像を適切に投影できる。

（２）第２の支持部位３７は、第１の支持部位３６に比してレチクルＲとの接触率が低くなるように形成されている。そのため、レチクルＲから第２の支持部位３７への放熱効率は、レチクルＲから第１の支持部位３６への放熱効率に比して低くなる。そのため、レチクルＲのうち第２領域６１に対応する部分には熱が溜まりやすい分だけ、第２領域６１に対応する部分の温度を第１領域６０に対応する部分に接近させることができる。したがって、レチクルＲ全体の温度分布の均一化に貢献できる。

（３）本実施形態では、静電チャック２１は、レチクルＲの裏面Ｒｂの第１領域６０に接触する第１の支持部位３６の熱の伝達効率と、レチクルＲの裏面Ｒｂの第２領域６１に接触する第２の支持部位３７の熱の伝達効率とが互いに異なるように構成されている。そのため、レチクルＲを、第１領域６０から静電チャック２１への放熱効率と第２領域６１から静電チャック２１への放熱効率とが互いに異なるように構成する必要がない。したがって、レチクルＲの構成の複雑化を抑制できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図４及び図５に従って説明する。なお、第２の実施形態は、静電チャック２１の構成が第１の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第１の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第１の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。なお、図５では、明細書の説明理解の便宜上、後述する突起部４０の大きさや突起部４０同士の間隔が誇張して描かれている。

図４及び図５に示すように、本実施形態の静電チャック２１の吸着面３５において、レチクルＲを静電吸着する吸着領域２１Ａには、−Ｚ方向に延びる円筒状の突起部４０が複数形成されている。そして、静電チャック２１は、レチクルＲを各突起部４０の先端に接触させた状態で保持している。なお、図４において、破線で囲まれた領域の内側がレチクルＲの表面Ｒａにおけるパターン領域に相当する領域であると共に、破線で囲まれた領域の外側がレチクルＲの表面Ｒａにおける非パターン領域に相当する領域である。また、図４において、一点鎖線で囲まれた領域がレチクルＲの裏面Ｒｂにおける第１領域６０に相当する領域であると共に、一点鎖線で囲まれた領域の外側がレチクルＲの裏面Ｒｂにおける第２領域６１に相当する領域である。

また、本実施形態の静電チャック２１においてレチクルＲを保持する吸着領域２１Ａは、突起部４０の疎密具合、即ち突起部４０同士の間隔に応じて複数（本実施形態では４つ）の突起形成領域４１，４２，４３，４４に分類される。すなわち、各突起形成領域４１〜４４のうち最も径方向内側に位置する略円形状の第１突起形成領域４１は、レチクルＲのうち第１突起形成領域４１に保持される部分の熱量がレチクルＲにおいて最も多いことから、単位面積あたりの突起部４０の数が最も多くなるように形成されている。また、第１突起形成領域４１の外側に位置する略円環状の第２突起形成領域４２は、レチクルＲのうち第２突起形成領域４２に保持される部分の熱量がレチクルＲ内において二番目に多いことから、単位面積あたりの突起部４０の数が二番目に多くなるように形成されている。

また、第２突起形成領域４２の外側に位置する略円環状の第３突起形成領域４３は、レチクルＲのうち第３突起形成領域４３に保持される部分が第２領域６１に対応する部分のうち最も第１領域６０に対応する部分に近い領域であることから、単位面積あたりの突起部４０の数が三番目に多くなるように形成されている。さらに、第３突起形成領域４３の外側に位置する略円環状の第４突起形成領域４４は、レチクルＲのうち第４突起形成領域４４に保持される部分が第２領域６１に対応する部分のうち最も第１領域６０に対応する部分に遠い領域であることから、単位面積あたりの突起部４０の数が最も少なくなるように形成されている。

そして、静電チャック２１にてレチクルＲを保持する場合、該レチクルＲの第１領域６０は、静電チャック２１の第１突起形成領域４１及び第２突起形成領域４２に保持されると共に、レチクルＲの第２領域６１は、静電チャック２１の第３突起形成領域４３及び第４突起形成領域４４に保持される。したがって、本実施形態では、第１突起形成領域４１及び第２突起形成領域４２により第１の支持部位３６が構成されると共に、第３突起形成領域４３及び第４突起形成領域４４により第２の支持部位３７が構成されている。

そして、本実施形態の静電チャック２１に保持されるレチクルＲに対して露光光ＥＬが照射されると、レチクルＲのうち第１領域６０からは、第１突起形成領域４１及び第２突起形成領域４２の各突起部４０を介して静電チャック２１側に熱が伝達される。また、レチクルＲのうち第２領域６１に対応する部分には、該部分で発熱した熱と、第１領域６０に対応する部分から移動してきた熱とが溜まる。そして、第２領域６１に対応する部分内の熱の一部は、第３突起形成領域４３及び第４突起形成領域４４の各突起部４０を介して静電チャック２１側に熱が伝達される。この際、第３突起形成領域４３及び第４突起形成領域４４は、第１突起形成領域４１及び第２突起形成領域４２に比して単位面積あたりの突起部４０の数が少ない、即ちレチクルＲとの接触率が低い。そのため、レチクルＲの第２領域６１に対応する部分には、第１領域６０に対応する部分に比して熱が溜まりやすい。

その結果、レチクルＲにおいて、第２領域６１に対応する部分の温度は、第２の支持部位３７が第１の支持部位３６と同等の構成である場合に比して第１領域６０に対応する部分の温度に接近する。すなわち、レチクルＲ全体の温度分布の均一化が図られる。

したがって、本実施形態では、上記第１の実施形態の効果（１）〜（３）に加えて以下に示す効果を得ることができる。
（４）レチクルＲの第２領域６１に対向する第３突起形成領域４３及び第４突起形成領域４４は、第１領域６０に対向する第１突起形成領域４１及び第２突起形成領域４２に比して互いに隣り合う突起部４０同士の間隔が広くなるように構成されている。そのため、レチクルＲと第３突起形成領域４３及び第４突起形成領域４４との接触率は、レチクルＲと第１突起形成領域４１及び第２突起形成領域４２との接触率に比して低くなる。その結果、レチクルＲのうち第２領域６１に対応する部分には、第１領域６０に対応する部分に比して熱が溜まりやすい分だけ、第２領域６１に対応する部分の温度を第１領域６０に対応する部分に接近させることができる。したがって、レチクルＲ全体の温度分布の均一化に貢献できる。

（５）第１の支持部位３６では、レチクルＲのうち露光光ＥＬの照射量が最も多い径方向中央部分に対応する第１突起形成領域４１が、第２突起形成領域４２よりも単位面積あたりの突起部４０の数が多くなるように構成されている。すなわち、レチクルＲのうち第１領域６０に対応する部分のうち熱量が比較的少ない部分に対応する第２突起形成領域４２には、第１突起形成領域４１よりもレチクルＲからの熱が放熱されにくい。したがって、レチクルＲのうち第２突起形成領域４２に保持される部分の温度を、レチクルＲのうち第１突起形成領域４１に保持される部分の温度に接近させることができるため、レチクルＲ全体の温度分布の均一化により貢献できる。

（６）また、第２の支持部位３７では、レチクルＲの第１領域６０に対応する部分から径方向において離間するに連れて単位面積あたりの突起部４０の数が少なくなるように構成されている。そのため、第４突起形成領域４４には、第３突起形成領域４３よりもレチクルＲからの熱が放熱されにくいため、レチクルＲにおいて第４突起形成領域４４に保持される部分の温度低下が良好に抑制される。したがって、レチクルＲのうち第４突起形成領域４４に保持される部分の温度を、レチクルＲのうち第３突起形成領域４３に保持される部分の温度に接近させることができるため、レチクルＲ全体の温度分布の均一化により貢献できる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を図６に従って説明する。なお、第３の実施形態は、レチクルＲ及び静電チャック２１の各構成が第１及び第２の各実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第１及び第２の各実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第１及び第２の各実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。なお、図６では、明細書の説明理解の便宜上、後述する突起部５６の大きさや突起部５６同士の間隔などが誇張して描かれている。

図６に示すように、本実施形態のレチクルＲは、低膨張ガラスなどの板状のレチクル本体５０と、該レチクル本体５０の第１面５１（図５では上面）側に形成された導電層５２と、第２面５３（図１では下面）側に形成された反射層５４と、該反射層５４上に形成された吸収層５５とを備えている。そして、吸収層５５の径方向中央部、即ちパターン領域には、電子デバイス用の回路パターン等の所定のパターンＰが形成されている。なお、レチクルＲの裏面Ｒｂのうち、パターン領域の大部分に対応する領域（図６にて一点鎖線よりも内側の領域）が第１領域６０であると共に、パターン領域の外縁部及び非パターン領域を含む他の領域に対応する領域が第２領域６１である。

また、導電層５２には、後述するリソグラフィ処理及びエッチング処理を含む各種プロセス処理を施すことによって、＋Ｚ方向側（図５における上側）に延びる円柱形状の突起部５６が複数形成されている。具体的には、レチクルＲは、その第１領域６０における単位面積あたりの突起部５６の数が第２領域６１における単位面積あたりの突起部５６の数に比して多くなるように形成されている。

そのため、本実施形態のレチクルＲを保持する静電チャック２１の吸着面３５が、突起部４０や凹部３８が形成されていない略平坦面であったとしても、第２領域６１と静電チャック２１との接触率は、第１領域６０と静電チャック２１との接触率に比して低くなる。

したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（７）レチクルＲにおける第２領域６１から静電チャック２１への熱の伝達効率は、第１領域６０から静電チャック２１への熱の伝達効率よりも低い。すなわち、レチクルＲの表面Ｒａのうち他の領域に露光光ＥＬがほとんど照射されなくても、レチクルＲのうち第１領域６０に対応する部分と第２領域６１に対応する部分との間の温度差が小さくなる。そのため、レチクルＲの熱膨張に起因した所定のパターンＰの形状の複雑な変形及び複雑な位置変化が抑制される。すなわち、レチクルＲのパターンの形状の変形は、相似的に拡大する。そのため、パターンの像の倍率成分を推定し、該推定結果に基づいて、投影光学系１６の光学特性、即ち、投影光学系１６の倍率を調整することにより、ウエハＷに対してパターンに基づくパターンの像を適切に投影できる。

（８）本実施形態では、レチクルＲは、第１領域６０から静電チャック２１への放熱効率と第２領域６１から静電チャック２１への放熱効率とが互いに異なるように構成されている。そのため、静電チャック２１を、レチクルＲの第１領域６０に接触する第１の支持部位３６の熱の伝達効率と、レチクルＲの第２領域６１に接近する第２の支持部位３７の熱の伝達効率とが互いに異なるように構成する必要がない。したがって、静電チャック２１の構成の複雑化を抑制できる。

なお、上記各実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・第３の実施形態において、レチクルＲの第１領域６０を、径方向中央領域と該径方向中央領域の外周領域とで静電チャック２１との接触率を変更させるように構成してもよい。同様に、レチクルＲの第２領域６１を、第１領域６０から離間するに連れて静電チャック２１との接触率が低くなるように構成してもよい。

・第３の実施形態において、レチクルＲを、第２領域６１における単位面積あたりの突起部５６の数が第１領域６０における単位面積あたりの突起部５６の数が同等となるように形成してもよい。この場合、第２領域６１の突起部５６を、第１領域６０の突起部５６よりも細く形成することが望ましい。このように構成しても、第２領域６１における静電チャック２１との接触率を、第１領域６０における静電チャック２１との接触率よりも低くできる。

・第３の実施形態において、レチクルＲには突起部５６を設けなくてもよい。この場合、レチクルＲの第２領域６１において静電チャック２１と対向する面には、凹部を設けることが望ましい。このように構成しても、第２領域６１における静電チャック２１との接触率を、第１領域６０における静電チャック２１との接触率よりも低くできる。

・第２の実施形態において、第１の支持部位３６を、互いに隣り合う突起部４０同士の間隔が全て等間隔になるように構成してもよい。同様に、第２の支持部位３７を、互いに隣り合う突起部４０同士の間隔が全て等間隔になるように構成してもよい。

・第２の実施形態において、静電チャック２１を、各突起形成領域４１〜４４における単位面積あたりの突起部４０の数が全て同等となるように構成してもよい。この場合、第１突起形成領域４１の各突起部４０を最も太くする共に、第２突起形成領域４２の各突起部４０を二番目に太くすることが望ましい。さらに、第３突起形成領域４３の各突起部４０を三番目に太くすると共に、第４突起形成領域４４の各突起部４０を最も細くすることが望ましい。このように構成しても、レチクルＲとの接触率を、突起形成領域４４毎に変更できる。

・第２の実施形態において、静電チャック２１に形成される各突起部４０は、任意の形状（例えば突条や多角柱）をなすものであってもよい。
・第１の実施形態において、第２の支持部位３７には、凹部３８を設けなくてもよい。この場合、第２の支持部位３７を、第１の支持部位３６を構成する材料よりも伝熱効率の低い材料にて構成することが望ましい。

・各実施形態において、レチクルステージ１５は、レチクルＲを保持可能な保持部材を備えた構成であればよく、レチクルＲを吸着可能な部材（即ち、静電チャック２１）を備えない構成であってもよい。

・各実施形態において、露光装置１１は、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置であってもよい。また、露光装置１１は、液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などであってもよい。

・各実施形態の露光装置１１は、マスクと基板とが相対移動した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるスキャニング・ステッパ、及び、マスクと基板とが静止した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式のステッパを問わず適用することができる。

・各実施形態において、ＥＵＶ光を出力可能な露光光源１３として、放電型プラズマ光源を用いてもよい。
・各実施形態において、露光装置１１は、ＥＢ（Electron Beam ）を露光光ＥＬとして用いる露光装置であってもよい。

・各実施形態において、露光光源１３は、例えばｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）、Ｋｒ_２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ_２レーザ（１２６ｎｍ）等を出力可能な光源であってもよい。また、露光光源１３は、ＤＦＢ半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（またはエルビウムとイッテルビウムの双方）がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を出力可能な光源であってもよい。

次に、本発明の実施形態の露光装置１１によるデバイスの製造方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図７は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。

まず、ステップＳ１０１（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクルＲなど）を製作する。一方、ステップＳ１０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラス、セラミックス等の材料を用いて基板（シリコン材料を用いた場合にはウエハＷとなる。）を製造する。

次に、ステップＳ１０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１０４で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１０５には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１０６（検査ステップ）において、ステップＳ１０５で作製されたマイクロ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。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。

図８は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１０４の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ１１１（酸化ステップ）おいては、基板の表面を酸化させる。ステップＳ１１２（ＣＶＤステップ）においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１１３（電極形成ステップ）においては、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１１４（イオン打込みステップ）においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップＳ１１１〜ステップＳ１１４のそれぞれは、基板処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。

基板プロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ１１５（レジスト形成ステップ）において、基板に感光性材料を塗布する。引き続き、ステップＳ１１６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置１１）によってマスクの回路パターンを基板に転写する。次に、ステップＳ１１７（現像ステップ）において、ステップＳ１１６にて露光された基板を現像して、基板の表面に回路パターンからなるマスク層を形成する。さらに続いて、ステップＳ１１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ１１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となった感光性材料を取り除く。すなわち、ステップＳ１１８及びステップＳ１１９において、マスク層を介して基板の表面を加工する。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、基板上に多重に回路パターンが形成される。

第１の実施形態における露光装置を示す概略構成図。 レチクルの裏面側を示す概略平面図。 第１の実施形態における静電チャックの概略平面図。 第２の実施形態における静電チャックの概略平面図。 図４の５−５線矢視断面図。 第３の実施形態におけるレチクルの概略断面図。 デバイスの製造例のフローチャート。 半導体デバイスの場合の基板処理に関する詳細なフローチャート。

符号の説明

１１…露光装置、１３…露光光源、１５…マスク保持装置としてのレチクルステージ、１６…投影光学系、１７…基板保持装置してのウエハステージ、２１…保持部としての静電チャック、２１Ａ…保持領域としての吸着領域、３６…第１の支持部位、３７…第２の支持部位、３８…凹部、４０…突起部、５０…マスク本体としてのレチクル本体、５１…第１面、５３…第２面、５６…突起部、６０…第１領域、６１…第２領域、ＥＬ…放射ビームとしての露光光、Ｐ…所定のパターン、Ｒ…マスクとしてのレチクル、Ｒａ…一方面としての表面、Ｒｂ…他方面としての裏面、Ｗ…基板としてのウエハ。

Claims (16)

1. 一方面及び該一方面の反対側に位置する他方面を有し、且つ前記一方面に所定のパターンが形成されたマスクを保持するマスク保持装置であって、
   前記マスクの他方面において前記マスクの中央領域に対応する第１領域を支持する第１の支持部位と、
   前記マスクの他方面において前記第１領域とは異なる第２領域を支持する第２の支持部位とを備え、
   該第２の支持部位は、前記マスクからの熱の伝達効率が前記第１の支持部位による前記マスクからの熱の伝達効率よりも低くなるように形成されたマスク保持装置。
2. 前記第２の支持部位における前記マスクとの接触率は、前記第１の支持部位における前記マスクとの接触率よりも低い請求項１に記載のマスク保持装置。
3. 一方面及び該一方面の反対側に位置する他方面を有し、且つ前記一方面に所定のパターンが形成されたマスクを保持するマスク保持装置であって、
   前記マスクの他方面において前記マスクの中央領域に対応する第１領域を支持する第１の支持部位と、
   前記マスクの他方面において前記第１領域とは異なる第２領域を支持する第２の支持部位とを備え、
   該第２の支持部位は、前記マスクとの接触率が前記第１の支持部位における前記マスクとの接触率よりも低くなるように形成されたマスク保持装置。
4. 前記第２の支持部位には、凹部が形成されている請求項２又は請求項３に記載のマスク保持装置。
5. 前記第１の支持部位及び前記第２の支持部位のそれぞれは、複数の突起部を有し、該各突起部の先端が前記マスクの他方面に当接する請求項２又は請求項３に記載のマスク保持装置。
6. 前記第２の支持部位は、前記第１の支持部位に比して互いに隣り合う前記突起部同士の間隔が広くなるように形成されている請求項５に記載のマスク保持装置。
7. 前記第２の支持部位の単位面積あたりの前記突起部の数は、前記第１の支持部位における単位面積あたりの前記突起部の数よりも少ない請求項６に記載のマスク保持装置。
8. 一方面及び該一方面の反対側に位置する他方面を有し、且つ前記一方面に所定のパターンが形成されたマスクを保持するマスク保持装置であって、
   前記マスクの他方面を保持する保持領域を備え、
   該保持領域は、複数の突起部を有する第１の支持部位と、該第１の支持部位の外側に形成され、且つ複数の突起部を有する第２の支持部位とに区画されており、
   該第２の支持部位は、前記第１の支持部位に比して互いに隣り合う前記突起部同士の間隔が広くなるように形成されたマスク保持装置。
9. 前記第２の支持部位における単位面積あたりの前記突起部の数は、前記第１の支持部位における単位面積あたりの前記突起部の数に比して少ない請求項８に記載のマスク保持装置。
10. 第１面及び該第１面の反対側に位置する第２面を有する板状のマスク本体と、前記第１面側に形成された所定のパターンとを備え、前記第２面側がマスク保持装置に対向するマスクにおいて、
    前記第２面側は、前記マスク本体の中央領域に対応する第１領域における前記マスク保持装置への放熱効率より、前記第１領域とは異なる第２領域における前記マスク保持装置への放熱効率のほうが低くなるように形成されたマスク。
11. 前記第２領域における前記マスク保持装置との接触率は、前記第１領域における前記マスク保持装置との接触率よりも低い請求項１０に記載のマスク。
12. 前記第２面側には、複数の突起部が形成されている請求項１１に記載のマスク。
13. 前記第２領域における単位面積あたりの前記突起部の数は、前記第１領域における単位面積あたりの前記突起部の数よりも少ない請求項１２に記載のマスク。
14. 請求項１０〜請求項１３のうち何れか一項に記載のマスクを保持する保持部を備えたマスク保持装置。
15. 請求項１〜請求項９及び請求項１４のうち何れか一項に記載のマスク保持装置と、
    該マスク保持装置に保持された前記マスクのパターンの像を感光性材料が塗布された基板上に投影するための投影光学系と、
    前記基板を保持する基板保持装置と
    を備えた露光装置。
16. リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、
    前記リソグラフィ工程は、請求項１５に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。

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