JP2009302149A - 露光装置およびデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光装置
【解決手段】ベース部に支持されつつパターン面に対して他方の面においてパターン形成基板に接してパターン形成基板を支持する弾性支持部、および、パターン形成基板の互いに異なる領域毎に異なる力を他方の面から加えてパターン面を変形させる駆動部を有する保持部と、保持部に保持されたパターン形成基板のパターン面の表面形状を測定して測定データを生成する測定部と、パターン面の目標形状に関する目標データを格納する格納部と、測定データおよび目標データに基づいて、異なる領域毎の駆動部を個別に制御することにより、パターン面の表面形状を目標形状に近づける制御部と、を備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、露光装置およびデバイスの製造方法に関する。より詳細には、パターン形成基板に形成されたパターンをウエハ、ガラスプレート等の感光性基板に露光する露光装置と、当該露光装置を用いて、半導体デバイスあるいは電子デバイスを製造するデバイスの製造方法とに関する。

リソグラフィ技術においては、解像度向上に対する不断の要求がある。変形照明、位相シフトマスク、光学近接効果補正、液浸露光等の技術の開発により、４５ｎｍルールの光リソグラフィ技術が既に実用化されている。さらに、３２ｎｍルールおよびそれ以細のリソグラフィに関しては、露光波長が１０〜１４ｎｍとなる極端紫外線リソグラフィ技術に期待が寄せられている。

極端紫外線の領域では、光が透過する有力な硝材が存在しない。そこで、極端紫外線により露光する露光装置では反射型の光学系が用いられる。また、レチクルまたはマスクも反射型となる。

下記の特許文献１には、反射光学系に用い得る反射器にアクチュエータを設けることが記載されている。これにより、反射器の波面収差を補償できる。

下記の特許文献２には、投影光学系で形成された縮小転写像を検出する受光センサを含む空間像検出機構を設けることが記載されている。これにより、極端紫外線を用いた露光装置における投影光学系を精度よく評価することができる。

下記の特許文献３には、光センサを有して、レチクルに換えてレチクルステージに搭載できる照明光強度分布測定装置が記載されている。これにより、照明光学系を簡便に精度よく評価できる。
特開２００５−００４１４６号公報 特開２００６−０４９５９６号公報 特開２００６−３３２３６３号公報

上記のように、極端紫外線の露光光を用いた露光装置の光学系は、日増しに精度を向上させている。しかしながら、極端紫外線による露光技術で期待されている高い解像度においては、露光装置に装着されるレチクル表面またはウエハ表面の微小な不整に起因する転写パターンの歪みも無視し得ぬものとなる。また、レチクル自体あるいはウエハ自体の精度が当初は十分に高い場合でも、露光光の照射による温度変化あるいは応力変化等により変形が生じる場合もある。

上記課題を解決すべく、本発明の第１の形態として、パターンが形成されたパターン面を有するパターン形成基板を用いてパターン露光する露光装置であって、ベース部、ベース部に支持され、かつベース部の弾性率よりも小さな弾性率を有し、パターン面に対してパターン形成基板の他方の面に接してパターン形成基板を支持する弾性支持部、および、パターン形成基板の互いに異なる領域毎に異なる力を他方の面から加えてパターン面を変形させる駆動部を有する保持部と、保持部に保持されたパターン形成基板のパターン面の表面形状を測定して測定データを生成する測定部と、パターン面の目標形状に関する目標データを格納する格納部と、測定データおよび目標データに基づいて、異なる領域毎の駆動部を個別に制御することにより、パターン面の表面形状を目標形状に近づける制御部と、を備える露光装置が提供される。

また、本発明の第２の形態として、パターンが形成されたパターン面を有するパターン形成基板を保持する保持部と、パターン形成基板の異なる領域に個々に対応して設けられ、パターン面を変形させる駆動部と、保持部に保持されたパターン形成基板のパターン面の表面形状を測定して測定データを生成する測定部と、パターン面の目標形状に関する目標データを格納する格納部と、測定データおよび目標データに基づいて、異なる領域毎の駆動部を個別に制御することにより、パターン面の表面形状を目標形状に近づける制御部と、を備える露光装置が提供される。

更に、本発明の第３の形態として、パターンが形成されたパターン面および他方の面を有するパターン形成基板を用意する段階と、パターン形成基板を保持する段階と、保持部に保持されたパターン形成基板のパターン面の表面形状を測定して測定データを生成する測定段階と、測定データおよび格納部に格納された目標形状を示す目標データを参照して、パターン面の異なる領域に対し互いに異なる力を加えてパターン面を変形させることにより、パターン面の表面形状を目標形状に近づける制御段階と、を備えるデバイスの製造方法が提供される。

上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となり得る。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。しかしながら、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、露光装置１００全体の構造を模式的に示す図である。露光装置１００は、光源部１１０、照明光学系１２０、レチクルステージ１３０、投影光学系１４０およびウエハステージ１５０と、それを収容したチャンバ１６０を有する。なお、以下の説明においては、図面の表示に従って上、下等と記載する場合がある。しかしながら、露光装置１００の内部のレイアウトがその方向に限られるわけではない。

チャンバ１６０は、側面に開口を有して、当該開口は封止窓１６２により気密に封止される。更に、チャンバ１６０の底面には排気孔１６４が設けられ、図示していない排気装置に連結される。これにより、チャンバ１６０の内部を排気して、外部雰囲気の影響を受けることなく露光処理を実行できる真空雰囲気が画成される。

光源部１１０は、ターゲットノズル１１２、凹面反射鏡１１４、レーザ光源１７０および集光レンズ１７２を含む。ターゲットノズル１１２は、ターゲット材料を吐出する先端をチャンバ１６０の内部に有する。凹面反射鏡１１４は、ターゲットノズル１１２の先端付近を包囲する。レーザ光源１７０は、チャンバ１６０の外部に配置され、封止窓１６２を介して、チャンバ１６０内部に向かってレーザ光を照射する。

光源部１１０において、ターゲットノズル１１２は、気体または液体のターゲット材料を間欠的に吐出する。レーザ光源１７０から出射されたレーザ光は、集光レンズ１７２により収束されて、ターゲット材料に対して高い密度で照射される。これにより、プラズマ化したターゲット材料からパルス状の極端紫外線の光（以下、露光光）が放射される。放射された露光光は、凹面反射鏡１１４により一定方向に誘導され、照明光学系１２０に導かれる。なお、光源部１１０は、チャンバ１６０とは別の光源用チャンバに収容され、かつチャンバ１６０の外部に配置される構成であってもよい。

照明光学系１２０は、チャンバ１６０の内部に配置された、凹面反射鏡１２１、１２６、フライアイ反射鏡１２２、１２３、凸面反射鏡１２５および平面反射鏡１２７を含む。凹面反射鏡１１４から照明光学系１２０に入射した露光光は、照明光学系１２０の入射端に配置された凹面反射鏡１２１に反射されてコリメート化される。コリメート化された露光光は、オプティカルインテグレータ１２４を形成する一対のフライアイ反射鏡１２２、１２３に順次反射される。これにより、出射側フライアイ反射鏡１２３の近傍に、仮想的な面光源が形成される。

フライアイ反射鏡１２３から出射された露光光は、凸面反射鏡１２５および凹面反射鏡１２６により順次反射された後、平面反射鏡１２７により偏向される。偏向された露光光は、可動遮光羽根１２８および固定遮光羽根１２９の開口を通じて、レチクルステージ１３０に保持されたレチクル１８０の下面に、Ｘ方向に延びる細長い円弧状の照明領域を形成する。なお、本実施形態におけるレチクル１８０は、パターンが形成されたパターン形成基板である。

レチクル１８０は、ガラス基板と、ガラス基板の表面に積層され、極端紫外線の光を反射する反射面を形成する反射層と、所定の回路パターンに対応して反射面上に部分的に形成された吸収層とを有する。吸収層は、照射された露光光を吸収して出射させない。一方、反射面が露出した領域では、照射された露光光が投影光学系１４０に向かって出射される。

投影光学系１４０は、複数の凹面反射鏡１４１、１４４と、複数の凸面反射鏡１４２、１４３とを含み、全体として、レチクル１８０の反射光を収束させる縮小光学系を形成する。なお、凹面反射鏡１４１、１４４および凸面反射鏡１４２は、投影光学系１４０における各反射光の伝播を妨げないように、一部を切り欠いた形状を有してもよい。また、投影光学系１４０は、結像特性、波面収差等を補正する光学特性補正部を更に備えてもよい。

レチクル１８０で反射した露光光は、凹面反射鏡１４１、凸面反射鏡１４２、１４３および凹面反射鏡１４４により順次反射される。これにより、ウエハステージ１５０の上面に保持されたウエハ１９０表面には、レチクル１８０の吸収層の形状を反映したパターンの像が投影される。

レチクルステージ１３０は、ステージ部１３２と、ステージ部１３２の下側に支持されたチャック部１３４とを有する。更に、ステージ部１３２は、支持台に支持された基部１３１と、チャック部１３４を支持する支持部１３５とを有する。チャック部１３４は、レチクル１８０を吸着して保持する。

ステージ部１３２は、支持台に対して、図中に矢印Ｘ、ＹおよびＺで示す各方向に移動させることができる。一方、基部１３１および支持部１３５の間には、複数のアクチュエータ１３３、１３７が設けられており、このアクチュエータ１３３、１３７の伸縮により、基部１３１に対して支持部１３５を図中で矢印Ｔにより示すように上下方向に伸縮する。

従って、アクチュエータ１３７を伸縮動作させることにより、チャック部１３４を支持部１３５と共に揺動させることができる。これにより、レチクル１８０の水平面に対する角度を任意に変化させることができる。なお、以降の説明では、アクチュエータ１３７によるレチクル１８０の揺動を「チルト」と記載する。

同様に、ウエハステージ１５０も、図中に矢印Ｘ、ＹおよびＺで示す方向に移動させることができるステージ部１５２と、ステージ部１５２に支持され、ウエハ１９０を支持するチャック部１５４とを有する。なお、図示は省略したが、ウエハステージ１５０に、ウエハ１９０をチルトさせる機能をもたせてもよい。

上記のような構造を有する露光装置１００を用いてレチクル１８０に形成されたパターンをウエハ１９０上に転写する場合、円弧状の照明領域に対して、レチクル１８０およびウエハ１９０を同時に、例えば共にＹ方向に同期移動させる。即ち、レチクル１８０の表面の一部に、円弧状の照明領域を照射した状態で、レチクル１８０およびウエハ１９０を投影光学系１４０の縮小率に応じた比率で相対的に走査移動することによって、レチクル１８０に形成された回路パターン全体をウエハ１９０のショット領域に転写することができる。なお、照明領域の形状は、円弧状に限らず矩形の場合もある。

また、ウエハ１９０は、ウエハプロセスの過程において、加工面の平坦性が低下している場合がある。このような場合には、例えば、レチクル１８０とウエハ１９０との相対的な走査移動の際、ウエハ１９０の平坦性を監視しつつ、レチクルステージ１３０あるいはウエハステージ１５０の少なくも一方においてレチクル１８０あるいはウエハ１９０を適宜チルトさせることにより、転写パターンの歪みを補償できる。

なお、本実施形態では、固定遮光羽根１２９がＸ方向の照射範囲を、可動遮光羽根１２８がＹ方向の照射範囲を規定するものとするが、露光装置１００の構造がこれに限定されないことはいうまでもない。また、本実施形態では、可動遮光羽根１２８および固定遮光羽根１２９が、レチクル１８０に入射する露光光を遮光しているものとする。しかしながら、露光装置１００の構造はこのような構造に限定されるものではなく、レチクル１８０により反射された反射光を遮光する構造としてもよい。更に、レチクル１８０に対する入射光と出射光の両方を遮光する構造としてもよい。

図２は、基板保持装置２００の構造を示す断面図である。なお、基板保持装置２００は、露光工程によってパターンが形成されるウエハ等の被加工基板、または、被加工基板に形成するためのパターンを備える反射型のレチクル１８０のいずれを保持してもよい。また、基板保持装置２００は、レチクルステージ１３０のチャック部１３４またはウエハステージ１５０のチャック部１５４のいずれにも使用し得る構造を有する。

しかしながら、以下の説明は、記載が煩雑になることを避ける目的で、基板保持装置２００がレチクル１８０を保持しているものとし、以下の説明においては、基板保持装置２００をチャック部１３４として説明する。また、なお、以下の説明においては、図面の表示に従って上または下と記載する場合があるが、基板保持装置２００の使用がこの方向に限られるわけではない。

チャック部１３４は、ベース部２１０と、ベース部２１０の上面に配置されてレチクル１８０の一方の面を支持して、ベース部２１０より弾性変形の度合いが大きい弾性支持部２２０と、レチクル１８０の一方の面における異なる領域に対して、互いに異なる引き付け力を生成して、互いに異なる引き付け力でベース部２１０にレチクル１８０の一方の面を引き付ける駆動部２３０と、駆動部２３０により生成される引き付け力のそれぞれを制御する制御部３１０とを備える。

ベース部２１０は、ステージ部１５２により下面を支持された平坦な板材であり、それ自体は略変形しない高い剛性を有する。一方、弾性支持部２２０は、下面をベース部２１０により支持され、ベース部２１０から上方に突出した形状を有する。レチクル１８０は、弾性支持部２２０の上面において支持される。

ここで、弾性支持部２２０は、ベース部２１０よりも弾性変形の度合いが大きい。「弾性変形の度合いが大きい」とは、上記引き付け力による応力が、チャック部１３４に保持されたレチクル１８０から弾性支持部２２０およびベース部２１０に及ぼされた場合に、弾性支持部２２０の変形量が、ベース部２１０の変形量よりも大きいことを意味する。

このような構造は、例えば、弾性支持部２２０全体を、ベース部２１０よりも弾性率の小さい材料で形成することにより実現できる。また、弾性支持部２２０の厚さ方向の一部を、弾性率の小さい材料で形成してもよい。あるいは、弾性支持部２２０を形成する材料の弾性率がベース部２１０の材料の弾性率よりも大きい場合であっても、弾性支持部２２０の形状をベース部２１０より変形しやすい形状にすることによっても実現できる。

駆動部２３０は、ベース部２１０の表面に設けられた複数の電極２３２と、電極２３２の各々に個別に接続された駆動線２３４とを含む。駆動線２３４の他端は、制御部３１０に接続される。

制御部３１０は、駆動線２３４に個別に駆動電圧を印加して、電極２３２の電位を個別に変化させる。電位が変化した電極２３２は、対向するレチクル１８０の面内領域を、電位に応じた静電力により個別に引き付ける。

このように、チャック部１３４において、ベース部２１０に設けられ、レチクル１８０の一方の面内の異なる領域に対応して配置される複数の電極２３２を有し、制御部３１０は、電極２３２の各々に個別の駆動電圧を印加することにより、電極２３２毎の静電力に応じて引き付け力を個別に制御できる。

図３は、チャック部１３４の外観を示す斜視図である。同図において、図２と共通の構成要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。

弾性支持部２２０は、異なる方向に繰り返す構造を有する。即ち、この実施形態では、Ｘ方向に繰り返される線状の部分と、Ｙ方向に繰り返される線状の部分とを両方含む、格子状の形状を有する。格子状の弾性支持部２２０において、格子の各々の内側には、それぞれ電極２３２が配置される。

このような形状により、レチクル１８０は、全体に略均一に支持される。また、電極２３２はレチクル１８０の各面内領域に対して均等に分布する。なお、弾性支持部２２０が形成する格子の大きさは、調整する対象となるレチクル１８０のパターン面の形状に応じて小さくしてもよい。

図４は、露光装置１００における制御系３００の構造を模式的に示すブロック図である。同図において、図１と共通の構成要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。

露光装置１００は、照明光学系１２０、レチクル１８０を保持するチャック部１３４を含むレチクルステージ１３０、投影光学系１４０、ウエハ１９０を保持するチャック部１５４を含むウエハステージ１５０に加えて制御系３００を備える。制御系３００は、制御部３１０、表面測定部３２０、ウエハ表面測定部３３０および格納部３４０を含む。

表面測定部３２０は、レチクル１８０のパターン面のＸ方向に沿って複数の測定ビームが照射可能なように、複数のビーム照射光学系を備えている。例えば、複数のビーム照射光学系は、弾性支持部２２０が備えるＸ方向に繰り返される線状の部分のそれぞれに測定ビームを照射すると共に、Ｘ方向に繰り返される線状の部分の間に１つあるいは２つ以上の測定ビームを照射する。なお、本実施形態の表面測定部３２０は、レチクル１８０のパターン面に対して所定の角度で傾斜した測定ビームを側方から照射し、パターン面で反射した測定ビームを受光して測定することにより、レチクル１８０のパターン面における異なる領域毎の高さを測定する構成である。

表面測定部３２０は、チャック部１３４にレチクル１８０が保持された後、レチクル１８０のパターン面に測定ビームを照射しながら、レチクルステージ１３０をＹ方向に移動させ、レチクル１８０のパターン面全体の高さ分布を計測する。

レチクル１８０のＹ方向におけるパターン面の高さは、弾性支持部２２０が備えるＹ方向に繰り返される各線状の部分及び各線状の部分の間の高さが測定できるように、レチクルステージ１３０の移動に同期して計測される。そして、表面測定部３２０は、計測したパターン面全体の高さ分布を、レチクル１８０のＹ方向の位置に対応させた測定データとして格納部３４０に出力する。

また、ウエハ表面測定部３３０は、ウエハ１９０に対し斜め方向から測定ビームを照射する照射系３３２と、ウエハ１９０で反射された測定ビームを受光系３３４とを備える。これにより、ウエハ１９０の表面における異なる領域毎の高さ（起伏も含む）を測定して、各々の表面形状を精度よく反映した測定データを得ることができる。

なお、表面測定部３２０およびウエハ表面測定部３３０は、露光光の照射による特定の照明領域内においてレチクル１８０またはウエハ１９０の表面の高さを測定してもよいし、走査方向に関して円弧状の照明領域の手前側においてレチクル１８０またはウエハ１９０の表面の高さを測定してもよい。

格納部３４０は、表面測定部３２０およびウエハ表面測定部３３０における測定により得られた測定データを格納する。測定データは、個々のレチクル１８０のパターン面の表面形状を示す。また、格納部３４０は、レチクル１８０の表面がなすべき表面形状を示す目標データを格納してもよい。目標データについては後述する。

制御部３１０は、表面測定部３２０およびウエハ表面測定部３３０が生成した測定データを、レチクル１８０およびウエハ１９０の個体情報に関連づけて格納部３４０に格納させる。また、制御部３１０は、格納部３４０に格納された測定データおよび目標データを参照して、パターン面の表面形状を、目標形状に近づける場合に求められるパターン面の補正量を示す補正信号を生成する。更に、制御部３１０は、この補正信号に基づいて、チャック部１３４の駆動部２３０を駆動する。

図５は、表面測定部３２０がレチクル１８０を測定して生成した測定データに基づいて求めた当該レチクル１８０の表面形状を模式的に示す図である。図５に示すように、レチクル１８０の表面には、パターンが形成されたパターン面１８４と、パターン面１８４のパターン周辺部１８２とを有する。

表面測定部３２０が測定したレチクル１８０の表面形状においては、パターン面１８４は、その一部に変形領域１８６、１８８を含む。これらの変形領域１８６、１８８を変形させることにより、レチクル１８０の表面形状を補正することができる。

図６は、予め与えられた目標データが示すレチクル１８０の目標形状１８１を模式的に示す図である。目標データは、レチクル１８０のパターン周辺部１８２に対応する周辺部データ領域１８３およびパターン面に対応するパターン面データ領域１８５を含む。ここで、目標データにおいては、レチクル１８０が全体に平坦であることを示している。

なお、チャック部１３４に保持されたレチクル１８０の表面が平坦であることが望ましいことはもちろんであるが、実際の露光装置１００は、使用する部品の精度、設営条件等、レチクル１８０自身が備える微少な凹凸により、パターン面１８４に定常的な歪みを生じさせ、この歪みがパターン面１８４の各領域の高さを異ならせている。本実施形態では、チャック部１３４に保持されたレチクル１８０の表面（パターン面）の形状を表面測定部３２０で測定し、この測定データに基づいて、パターン面１８４の各領域の高さを平坦にするための目標データを算出することができる。

図７は、レチクル１８０のパターン面１８４の高さを補正する場合の、制御系３００によるレチクル１８０の操作を示す図である。チャック部１３４において、電極２３２の各々は、デマルチプレクサ３１２およびステージ部１３２の接続パッド１３９を介して電圧源Ｖに結合されている。デマルチプレクサ３１２は、制御部３１０により制御され、任意の電極２３２を電圧源Ｖに導通させることができる。

露光装置１００において、表面測定部３２０により、レチクル１８０の一部に変形領域１８６、１８８が生じていることが検知された場合、レチクル１８０の当該面内領域に対応した位置の電極２３２に高い駆動電圧を印加する。

図示の例では、大きな三角印を付したＡおよびＦの２つの電極２３２に高い駆動電圧が印加される。また、小さな三角印を付した電極Ｂ、Ｅ、Ｇには、小さな電圧が印加される。なお、チャック部１３４は、パターン面１８４の高さを補正するだけでなく、レチクル１８０を保持する機能も担っているので、高さの補正に関与しない他の電極２３２にも一定の駆動電圧は印加される。

これにより、当該電極２３２による静電吸着力が高くなり、隆起部１８６、１８８は、ベース部２１０に向かって強く引き付けられる。その結果、レチクル１８０を平坦にすることができる。チャック部１３４を用いてレチクル１８０の高さを補正して平坦にするタイミングは、レチクルステージ１３０が露光のために移動を開始する前であっても、移動を開始した後であってもよい。更に、移動開始前に一旦補正を実行し、更に、露光処理の進行と共に補正を加えてもよい。

なお、図示の例は、パターン面１８４におけるＸ方向の高さを補正する場合を示すが、チャック部１３４を用いることにより、Ｙ方向についても基板の平坦性を改善することができる。また、図示の例ではレチクル１８０が平坦になるように補正したが、レチクル１８０が一定の曲率で曲がるように、あるいは、任意の曲面を形成するように補正しても、同様の効果が得られる。この場合、レチクル１８０の曲率に倣ってレチクルステージ１３０をチルトさせながら露光することにより、正確なパターンを転写できる。

更に、チャック部１３４では、レチクル１８０を平坦に保持するための構成について説明したが、この構成に限定されるものではない。例えば、パターン面１８４の高さを測定した結果に、さらに、投影光学系１４０の光学特性を加味してパターン面１８４の高さを任意に変更してもよい。

この場合、投影光学系１４０の光学特性をウエハステージ１５０に設けられた計測器１５５（図４参照）で計測する。この計測器１５５は、投影光学系１４０の光学特性として、ディストーションを計測する。この計測器１５５でディストーションを計測するには、ウエハステージ１５０およびレチクルステージ１３０の位置を制御して、レチクル１８０のパターン領域の周囲に形成したアライメントマークを露光光で照射するとともに、投影光学系１４０によるアライメントマークの投影像を計測器１５５で検出することにより、アライメントマーク像の投影位置を求める。そして、各アライメントマーク像の位置と、それぞれの設計位置との比較（差）によって、ディストーションを計測する。

このようにして計測したディストーションに基づき、レチクル１８０における補正すべき部分とその補正量を決定すればよい。

なお、計測したディストーションに基づいて、レチクル１８０における補正すべき量と、投影光学系１４０が備える光学特性補正部が補正すべき量とに振り分けてもよい。また、上記実施の形態において、投影光学系１４０のディストーションの代わりに、投影光学系のほかの収差（たとえば、倍率収差）、波面収差等を計測して、その計測結果に基づいてレチクル１８０の一部分を変形させてもよい。

このようにして、パターンが形成されたパターン面を有するレチクルを用いてパターン露光する露光装置であって、ベース部、ベース部の弾性率よりも小さな弾性率を有してベース部に支持されつつパターン面に対して他方の面においてレチクルに接してレチクルを支持する弾性支持部、および、レチクルの互いに異なる領域毎に異なる力を他方の面から加えてパターン面を変形させる駆動部を有する保持部と、保持部に保持されたレチクルのパターン面の表面形状を測定して測定データを生成する測定部と、パターン面の目標形状１８１に関する目標データを格納する格納部と、測定データおよび目標データに基づいて異なる領域毎の駆動部を個別に制御することにより、パターン面の表面形状を目標形状１８１に近づける制御部と、を備える露光装置が形成される。これにより、保持部に保持されたレチクル１８０に生じる高さの変化の影響を補償して、当初のパターン形状に忠実なパターンを転写することができる。

図８は、制御系３００を備えた露光装置１００における作業手順を示す流れ図である。レチクル１８０を用いて露光装置１００における露光を実行する場合は、まず、パターン面１８４を有するレチクル１８０を用意する（ステップＳ３０１）。続いて、チャック部１３４に、レチクル１８０を保持させる（ステップＳ３０２）。

続いて、露光動作を開始する前に、レチクルステージ１３０をＹ方向に移動させながら、表面測定部３２０により、レチクル１８０の表面形状を測定する（ステップＳ３０３）。測定により生成された測定データは、格納部３４０に格納される（ステップＳ３０４）。

次に、制御部３１０は、格納部３４０から測定データおよび目標データを読み出して、レチクル１８０を目標形状１８１に近づける場合に求められる補正信号を生成する（ステップＳ３０５）。更に、制御部３１０は、駆動部２４０を個別に駆動して、パターン面１８４を変形させる（ステップＳ３０６）。こうして、平坦化されたレチクル１８０を用いて、精度の高い露光を実行できる（ステップＳ３０７）。

更に、図中に点線で示すように、補正信号に基づいてレチクル１８０を変形させた後に、更に、レチクル１８０の表面形状を測定して（ステップＳ３０３）、第２測定データを生成させ、更に、第２測定データに基づいてパターン面１８４を変形させる第２制御段階（ステップＳ３０６）までの各手順を繰り返し実行させることもできる。この場合、格納部３４０において、測定データを第２測定データに置き換える段階を含んでもよい。これにより、レチクル１８０のパターン面１８４の表面形状を、目標形状１８１に向かって一層近づけることができる。

また、制御段階は、露光動作中、レチクル１８０のＹ方向への移動に従って、測定データを格納部３４０から読み出すデータ読出段階と、データ読出段階で読み出した測定データから、パターン面１８４の異なる領域ごとの補正信号を生成する補正信号生成段階とを有してもよい。すなわち、露光動作前に、レチクル１８０の高さを全体的に平坦にするのではなく、パターン面１８４に円弧状の照射領域が照射される前に、レチクルステージ１３０の移動を計測する計測装置の計測結果を用いて、レチクル１８０を部分毎に高さを補正してもよい。

このようにして、パターンが形成されたパターン面および他方の面を有するレチクルを用意する段階と、レチクルを保持する段階と、保持部に保持されたレチクルのパターン面の表面形状を測定して測定データを生成する測定段階と、測定データおよび格納部に格納された目標形状１８１を示す目標データを参照して、パターン面の異なる領域に対し互いに異なる力を加えてパターン面を変形させることにより、パターン面の表面形状を目標形状１８１に近づける制御段階と、を備えるデバイスの製造方法を実行できる。これにより、レチクル１８０の微小な凹凸をも補正して、微細なパターンを正確に露光できる。

図９は、他の実施形態に係るチャック部１３４の構造を示す断面図である。同図において、他の実施形態と共通の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省く。

チャック部１３４は、駆動部２３０の構造に固有の特徴がある。即ち、チャック部１３４において、弾性支持部２２０は、レチクル１８０の一方の面を支持した場合に、レチクル１８０の下面とベース部２１０の表面との間に、複数の隔離空間２２２を形成する隔離壁をなす。隔離空間２２２の各々は、個別の連通管２３６および制御弁２３８を介して負圧源に結合される。

制御部３１０の制御の下に制御弁２３８が開いた場合、当該制御弁２３８に対応する隔離空間２２２は、連通管２３６を介して負圧源に連通して内部を減圧される。これにより、当該隔離空間２２２に対応したレチクル１８０の面内領域では、隔離空間２２２の収縮に応じて、ベース部２１０側に引き付けられる。これにより、当該面内領域におけるレチクル１８０の高さが補正される。

なお、チャック部１３４がレチクル１８０を保持する場合には、隔離空間２２２の外側にはある程度の圧力を有する雰囲気の存在を要する。当該雰囲気は、レチクル１８０に対して化学的に安定な不活性ガスであることが好ましい。また、隔離空間２２２の内部も、例えば希ガス等の不活性ガスで満たされることが好ましい。これにより、レチクル１８０に対する化学的安定性を担保したまま、レチクル１８０の高さを修正できる。

図１０は、他の実施形態に係るレチクル１８０の構造を示す断面図である。この実施形態に係るレチクル１８０は、それ自体に複数の駆動部２４０を備える。

即ち、レチクル１８０は、パターン面１８４と、パターン面１８４を支持する基体部１８２とを有する。また、基体部１８２は、圧電素子２４２および駆動線２４４を含む駆動部２４０を有する。

パターン面１８４は、極端紫外線の投影光を反射する反射面を形成する反射層と、所定の回路パターンに対応した形状を有して反射層の一部を覆う吸収層とう含む。吸収層は、照射された露光光を吸収して出射させない。一方、反射面が露出した領域では、照射された露光光を反射する。

圧電素子２４２は、基体部１８２の異なる領域のそれぞれにおいて、基体部１８２の一方の面（上面）から、他方の面（下面）までの間に埋設される。また、圧電素子２４２の各々からは、基体部１８２を下面まで貫通した駆動線２４４が個別に設けられる。駆動線２４４の各々は、レチクル１８０がチャック部１３４に静電吸着された場合に、レチクルステージ１３０の吸着面に設けられた接続パッド１３９等を介して制御部３１０に個別に結合される。

これにより、チャック部１３４からレチクル１８０に設けられた圧電素子２４２の各々に個別に駆動電力を供給することができる。また、パターン面１８４の曲げ剛性は、基体部１８２の曲げ剛性よりも低い。これにより、圧電素子２４２が伸縮した場合に、当該変形により、パターン面１８４が効率よく変形される。従って、互いに異なる駆動電圧を圧電素子２４２に印加することにより、パターン面１８４の各領域を個別に変形させることができる。

ここで、駆動部２４０の圧電素子２４２から基体部１８２の上面までの距離Ｔ１は、圧電素子２４２から基体部１８２の下面までの距離Ｔ２に比較して短い。これにより、圧電素子２４２が伸張または収縮した場合に、基体部１８２の上面側が主に変形する。従って、パターン面１８４を効率よく変形させて、パターン面１８４の高さを補正できる。

図１１は、レチクル１８０の他の構造を示す断面図である。なお、他の実施形態と同一の構成要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。また、以下に説明する部分を除き、ここまでに示したレチクル１８０は同じ構造および作用を有する。

この実施形態に係るレチクル１８０において、駆動部２４０は、圧電素子２４２に換えて発熱素子２４６を備える。発熱素子２４６の各々は、基体部１８２の内部を貫通して基体部１８２下面に端部を露出させた駆動線２４４をそれぞれ備える。

このような構造により、駆動線２４４を介して発熱素子２４６に供給する駆動電流を変化させて、発熱素子２４６の温度を個別に設定することができる。発熱素子２４６の周囲において、発熱素子２４６の温度に応じて基体部１８２に熱膨張を生じるので、基体部１８２の厚さが領域毎に変化する。これにより、パターン面１８４を変形させて、パターン面１８４の高さを補正することができる。

なお、この実施形態においても、発熱素子２４６から基体部１８２上面までの距離Ｔ１は、発熱素子２４６から基体部１８２下面までの距離Ｔ２に比較して短い。これにより、基体部１８２が熱膨張または熱収縮した場合に、基体部１８２の上面側が主に変形する。従って、パターン面１８４の高さが効率よく補正される。

以上詳細に説明したように、チャック部１３４およびそれを備えた露光装置１００を用いることにより、レチクル１８０の微細な起伏を補正して、極端紫外線の短波長を活かした高い解像度で露光処理を実行できる。従って、半導体デバイスの製造の他、マイクロマシンの製造など、リソグラフィ技術を利用する分野で広く使用できる。

なお、本実施形態において、ウエハ１９０を保持するチャック部１５４に基板保持装置２００を適用することによって、ウエハ１９０の表面に凹凸（微少な起伏）をウエハ表面測定部３３０で測定し、その測定結果に基づいて、基板保持装置２００でウエハ１９０の表面を平坦にすることも可能である。

実施形態において、露光装置１００は、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、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、および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。

実施形態の露光装置１００は、上述したように、マスクとウエハととが相対移動した状態でマスクのパターンをウエハへ転写し、さらにウエハを順次ステップ移動させる走査型露光装置だけでなく、マスクとウエハとが静止した状態でマスクのパターンをウエハへ転写し、ウエハ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。

実施形態において、光源部１１０として、極端紫外線の露光光を射出する構成について説明したが、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部であってもよい。

次に、本発明の実施形態の露光装置１００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１２は、マイクロデバイス（ＩＣ、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）を実行して、その機能を実現するためのパターン設計を実施する。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１８０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実行する。このステップＳ１０５には、ダイシング工程、ボンティング工程、およびパッケージング工程（チップ封入）等の工程が要求に応じて含まれる。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実行する。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成して、これが出荷される。

図１３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、各段階において求められる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、上述したリソグラフィシステム（露光装置１００）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を含む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およびステップＳ１１９において、マスク層を介して基板の表面を加工する。

これらの一連の前処理工程と後処理工程とを繰り返し実行することにより、基板上に多重に回路パターンが形成される。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。また、上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。更に、変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。

露光装置１００の構造を模式的に示す図である。 チャック部１３４の構造を示す断面図である。 チャック部１３４の形状を示す斜視図である。 制御系３００を模式的に示すブロック図である。 測定データが示すレチクル１８０の表面形状を示す。 目標データが示すレチクル１８０の表面形状を示す。 チャック部１３４によるレチクル１８０の操作を示す図である。 制御部３１０が実行する制御手順を示す流れ図である。 チャック部１３４のまた他の構造を示す断面図である。 レチクル１８０の構造を示す斜視図である。 レチクル１８０の他の構造を示す断面図である。 基板処理Ｓ１０４を含む製造工程の一例を示すフローチャートである。 半導体デバイスの場合におけるステップＳ１０４の一例を詳細に示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 露光装置、１１０ 光源部、１１２ ターゲットノズル、１１４、１２１、１２６、１４１、１４４ 凹面反射鏡、１２０ 照明光学系、１２２、１２３ フライアイ反射鏡、１２４ オプティカルインテグレータ、１２５、１４２、１４３ 凸面反射鏡、１２７ 平面反射鏡、１２８ 可動遮光羽根、１２９ 固定遮光羽根、１３０ レチクルステージ、１３１ 基部、１３２、１５２ ステージ部、１３４ チャック部、１３５ 支持部、１３７ アクチュエータ、１３９ パッド、１４０ 投影光学系、１５０ ウエハステージ、１５４ チャック部、１５５ 計測器、１６０ チャンバ、１６２ 封止窓、１６４ 排気孔、１７０ レーザ光源、１７２ 集光レンズ、１８０ レチクル、１８１ 目標形状、１８２ 基体部、１８３ 基体部データ領域、１８４ パターン面、１８５ パターン面データ領域、１８６、１８８ 変形領域、１８７、１８９ ショット領域、１９０ ウエハ、２００ 基板保持装置、２１０ ベース部、２２０ 弾性支持部、２２２ 隔離空間、２３０ 駆動部、２３２ 電極、２３４ 駆動線、２３６ 連通管、２３８ 制御弁、２４０ 駆動部、２４２ 圧電素子、２４４ 駆動線、２４６ 発熱素子、３００ 制御系、３１０ 制御部、３１２ マルチプレクサ、３２０ 表面測定部、３３０ ウエハ表面測定部、３３２ 照射系、３３４ 受光系、３４０ 格納部

Claims (11)

1. パターンが形成されたパターン面を有するパターン形成基板を用いてパターン露光する露光装置であって、
   ベース部、前記ベース部に支持され、かつ前記ベース部の弾性率よりも小さな弾性率を有し、前記パターン面に対して前記パターン形成基板の他方の面に接して前記パターン形成基板を支持する弾性支持部、および、前記パターン形成基板の互いに異なる領域毎に異なる力を前記他方の面から加えて前記パターン面を変形させる駆動部を有する保持部と、
   前記保持部に保持された前記パターン形成基板の前記パターン面の表面形状を測定して測定データを生成する測定部と、
   前記パターン面の目標形状に関する目標データを格納する格納部と、
   前記測定データおよび前記目標データに基づいて、前記異なる領域毎の前記駆動部を個別に制御することにより、前記パターン面の表面形状を前記目標形状に近づける制御部と、
   を備える露光装置。
2. 前記ベース部は、前記駆動部として、前記パターン面の異なる領域に個別に対向して配置された複数の電極を有し、
   前記制御部は、前記複数の電極の各々に印加する電圧を個別に制御して、前記パターン面の表面形状を前記目標形状に近づける
   請求項１に記載の露光装置。
3. 前記弾性支持部は、支持した前記パターン形成基板の前記他方の面と、前記ベース部の表面との間に、複数の隔離空間を形成する隔離壁を有し、
   前記制御部は、前記隔離空間の内部圧力を変化させることにより、前記パターン面の表面形状を前記目標形状に近づける、
   請求項１に記載の露光装置。
4. パターンが形成されたパターン面を有するパターン形成基板を保持する保持部と、
   前記パターン形成基板の異なる領域に個々に対応して設けられ、前記パターン面を変形させる駆動部と、
   前記保持部に保持された前記パターン形成基板の前記パターン面の表面形状を測定して測定データを生成する測定部と、
   前記パターン面の目標形状に関する目標データを格納する格納部と、
   前記測定データおよび前記目標データに基づいて、前記異なる領域毎の前記駆動部を個別に制御することにより、前記パターン面の表面形状を前記目標形状に近づける制御部と、
   を備える露光装置。
5. 前記駆動部は、前記パターン形成基板の内部に埋設され、
   前記パターン面から前記駆動部までの距離は、前記パターン面に対して他方の面から前記駆動部までの距離に比較して短い、
   請求項４に記載の露光装置。
6. 前記目標形状は平坦面である、
   請求項１から請求項５までの何れか一項に記載の露光装置。
7. 前記パターン形成基板を所定方向に移動させる駆動装置をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記駆動装置による前記パターン形成基板の移動に従い、前記測定データを前記格納部から読み出すデータ読出部と、
   前記データ読出部が読み出した前記測定データから、前記パターン面の前記異なる領域ごとの補正信号を生成する補正信号生成部と、
   を有する、請求項１から請求項６の何れか一項に記載の露光装置。
8. パターンが形成されたパターン面および他方の面を有するパターン形成基板を用意する段階と、
   前記パターン形成基板を保持する段階と、
   保持された前記パターン形成基板の前記パターン面の表面形状を測定して測定データを生成する測定段階と、
   前記測定データおよび格納部に格納された目標形状を示す目標データを参照して、前記パターン面の異なる領域に対し互いに異なる力を加えて前記パターン面を変形させることにより、前記パターン面の表面形状を前記目標形状に近づける制御段階と、
   を備えるデバイスの製造方法。
9. 前記測定段階で測定した前記測定データを前記格納部に格納する段階をさらに備え、
   前記制御段階は、
   前記パターン形成基板の移動に従い前記測定データを前記格納部から読み出すデータ読出段階と、
   前記データ読出段階で読み出した前記測定データから、前記パターン面の前記異なる領域ごとの補正信号を生成する補正信号生成段階と、
   を有する請求項８に記載のデバイスの製造方法。
10. 前記制御段階の後、さらに前記制御段階で前記目標形状に近づけた前記パターン面の表面形状を測定して第２測定データを生成する第２測定段階と、
    前記第２測定データを参照して、前記パターン面の表面形状を前記目標形状に近づける第２制御段階と、
    を備える請求項９に記載のデバイスの製造方法。
11. 前記測定データを、前記第２測定データに置き換える段階、
    をさらに備える請求項１０に記載のデバイスの製造方法。

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