JP2011065060A - 透過型マスク、露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光不良の発生を抑制できる透過型マスクを提供する。
【解決手段】リソグラフィー用の透過型マスクは、第１面、及び第２面を有し、露光光が透過可能なマスク基板と、第１面に設けられ、第２面側から入射して、マスク基板を透過した露光光の一部を反射して、第１位相状態の第１露光光を生成する第１部分、及び第１位相状態と異なる第２位相状態の第２露光光を生成する第２部分を有するパターン部とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、透過型マスク、露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法に関する。

半導体デバイス、電子デバイス等のマイクロデバイスの製造工程において、例えば下記特許文献に開示されているような、マスクを露光光で照明して、そのマスクからの露光光で基板を露光する露光装置が使用される。

米国特許出願公開第２００５／０２４８７４４号明細書

例えば露光光の照射により、マスクの温度変化が生じると、露光不良が発生する可能性がある。例えば、露光光の照射によりマスクが温度上昇し、熱変形すると、マスクのパターンの像が歪んだり、基板上におけるパターンの重ね合わせ精度が低下したりして、基板に形成されるパターンに欠陥が生じる等、露光不良が発生する可能性ある。その結果、不良デバイスが発生する可能性がある。

本発明の態様は、露光不良の発生を抑制できる透過型マスク、露光装置、及び露光方法を提供することを目的とする。また本発明の態様は、不良デバイスの発生を抑制できるデバイス製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、リソグラフィー用の透過型マスクであって、第１面、及び第２面を有し、露光光が透過可能なマスク基板と、第１面に設けられ、第２面側から入射して、マスク基板を透過した露光光の一部を反射して、第１位相状態の第１露光光を生成する第１部分、及び第１位相状態と異なる第２位相状態の第２露光光を生成する第２部分を有するパターン部と、を備える透過型マスクが提供される。

本発明の第２の態様に従えば、第１の態様の透過型マスクを露光光で照明する照明装置を備え、透過型マスクからの露光光で基板を露光する露光装置が提供される。

本発明の第３の態様に従えば、マスクを露光光で照明して、マスクからの露光光で基板を露光する露光装置であって、マスクを照明するための露光光を射出する光学部材と、光学部材の周囲の少なくとも一部に配置され、マスクで反射して、光学部材に向かう第１方向と異なる第２方向へ進行する露光光を吸収する吸光部材と、を備える露光装置が提供される。

本発明の第４の態様に従えば、第２、第３の態様の露光装置を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の第５の態様に従えば、第１の態様の透過型マスクを露光光で照明することと、露光光で照明された透過型マスクからの露光光で基板を露光することと、を含む露光方法が提供される。

本発明の第６の態様に従えば、第５の態様の露光方法を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の態様によれば、露光不良の発生を抑制できる。また本発明の態様によれば、不良デバイスの発生を抑制できる。

第１実施形態に係る露光装置の一例を示す概略構成図である。 第１実施形態に係るマスク及び吸光部材の近傍を示す模式図である。 第１実施形態に係るパターン部の一部を拡大した側断面図である。 第１実施形態に係るパターン部の一部を示す平面図である。 第１実施形態に係るパターン部の一部を示す平面図である。 第２実施形態に係るパターン部の一部を拡大した側断面図である。 第３実施形態に係るマスクの一部を示す模式図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ２と、マスクステージ１を移動する駆動システム３と、基板ステージ２を移動する駆動システム４と、マスクＭを露光光ＥＬで照明する照明系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭの像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置５とを備えている。

また、本実施形態において、露光装置ＥＸは、照明系ＩＬの周囲の少なくとも一部に配置され、マスクＭで反射して、照明系ＩＬに向かう第１方向と異なる第２方向へ進行する露光光ＥＬを吸収する吸光部材６を備えている。

マスクＭは、リソグラフィー用のマスクであって、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。本実施形態において、マスクＭは、ガラス板等、露光光ＥＬが透過可能な透明なマスク基板と、そのマスク基板に遮光材料を用いて形成されたパターン部とを有する透過型マスクである。

基板Ｐは、デバイスを製造するための基板である。基板Ｐは、例えば半導体ウエハ等の基材と、その基材上に形成された感光膜とを含む。感光膜は、感光材（フォトレジスト）の膜である。また、基板Ｐが、感光膜に加えて別の膜を含んでもよい。例えば、基板Ｐが、反射防止膜を含んでもよいし、感光膜を保護する保護膜（トップコート膜）を含んでもよい。

照明系ＩＬは、光源８が発した露光光ＥＬによって、マスクＭを照明する。照明系ＩＬは、マスクＭを照明するための露光光ＥＬを射出する射出面９を有する。射出面９は、照明系ＩＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬに最も近い光学素子１０に配置されている。光学素子１０は、マスクＭを照明するための露光光ＥＬを射出する。光学素子１０から射出された露光光ＥＬは、所定の照明領域ＩＲに照射される。照明領域ＩＲは、照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬが照射可能な位置を含む。照明系ＩＬは、照明領域ＩＲに配置されたマスクＭの少なくとも一部を、均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明系ＩＬは、マスクステージ１に保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する。

本実施形態において、光源８は、ＡｒＦエキシマレーザ装置を含む。本実施形態においては、照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとして、紫外光（真空紫外光）であるＡｒＦエキシマレーザ光を用いる。なお、照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとして、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、Ｆ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等を用いてもよい。

吸光部材６は、光学素子１０の周囲の少なくとも一部に配置されている。本実施形態において、光学素子１０の光軸は、Ｚ軸とほぼ平行である。射出面９から射出された露光光ＥＬの少なくとも一部は、Ｚ軸方向とほぼ平行に進行する。本実施形態において、射出面９から射出される露光光ＥＬの少なくとも一部は、−Ｚ方向に進行する。射出面９から射出され、マスクＭに照射された露光光ＥＬの少なくとも一部は、マスクＭで反射して、光学素子１０に向かって第１方向へ進行する。本実施形態において、第１方向は、＋Ｚ方向を含む。なお、第１方向は、マスクＭから発生した露光光ＥＬの反射光が、光学素子１０に向かって進行する方向であり、−Ｚ方向に限られない。

吸光部材６は、マスクＭで反射して、光学素子１０に向かう第１方向と異なる第２方向へ進行する露光光ＥＬを吸収する。本実施形態において、マスクＭから発生した露光光ＥＬの反射光の少なくとも一部は、第１方向と異なる第２方向に向かって進行する。すなわち、マスクＭから発生した露光光ＥＬの反射光の少なくとも一部は、光学素子１０が配置されている第１位置とは異なる第２位置に向かって進行する。本実施形態において、吸光部材６は、光学素子１０の周囲の少なくとも一部において、マスクＭから発生した露光光ＥＬの反射光の少なくとも一部が照射可能な第２位置に配置されている。吸光部材６は、マスクＭから発生した露光光ＥＬの少なくとも一部を吸収可能である。

吸収部材６は、例えばクロム等、露光光ＥＬを吸収可能な材料を含む。なお、吸収部材６の内部に、冷却用流体（冷媒）が流れる流路が形成されてもよい。これにより、吸光部材６に露光光ＥＬが照射された場合でも、その吸光部材６の温度上昇が抑制される。なお、流路はなくてもよい。

マスクステージ１は、マスクＭを保持した状態で、照明領域ＩＲを含むベース部材１４のガイド面１４Ｇ上を移動可能である。ガイド面１４Ｇは、ＸＹ平面とほぼ平行である。駆動システム３は、ガイド面１４Ｇ上でマスクステージ１を移動するための平面モータを含む。平面モータは、例えば米国特許第６４５２２９２号明細書に開示されているような、マスクステージ１に配置された可動子３Ａと、ベース部材１４に配置された固定子３Ｂとを有する。本実施形態においては、マスクステージ１は、駆動システム３の作動により、ガイド面１４Ｇ上において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。

投影光学系ＰＬは、所定の投影領域ＰＲに露光光ＥＬを照射する。投影領域ＰＲは、投影光学系ＰＬから射出される露光光ＥＬが照射可能な位置を含む。基板Ｐは、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに移動可能である。投影光学系ＰＬは、投影領域ＰＲに配置された基板Ｐの少なくとも一部に、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、又は１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光軸は、Ｚ軸と平行である。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。

基板ステージ２は、基板Ｐを保持した状態で、投影領域ＰＲを含むベース部材１８のガイド面１８Ｇ上を移動可能である。ガイド面１８Ｇは、ＸＹ平面とほぼ平行である。駆動システム４は、ガイド面１８Ｇ上で基板ステージ２を移動するための平面モータを含む。平面モータは、例えば米国特許第６４５２２９２号明細書に開示されているような、基板ステージ２に配置された可動子４Ａと、ベース部材１８に配置された固定子４Ｂとを有する。本実施形態においては、基板ステージ２は、駆動システム４の作動により、ガイド面１８Ｇ上において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。

本実施形態において、マスクステージ１、及び基板ステージ２の位置は、レーザ干渉計システムによって計測される。レーザ干渉計システムは、マスクステージ１に配置された計測ミラー、及び基板ステージ２に配置された計測ミラーを用いて、マスクステージ１及び基板ステージ２の位置を計測可能である。基板Ｐの露光処理を実行するとき、あるいは所定の計測処理を実行するとき、制御装置５は、レーザ干渉計システムの計測結果に基づいて、駆動システム３，４を作動し、マスクステージ１（マスクＭ）、及び基板ステージ２（基板Ｐ）の位置制御を実行する。

本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭからの露光光ＥＬで基板Ｐを露光する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。露光装置ＥＸは、基板Ｐを投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明系ＩＬの照明領域ＩＲに対してマスクＭをＹ軸方向に移動しつつ、マスクＭを露光光ＥＬで照明して、そのマスクＭからの露光光ＥＬを投影光学系ＰＬを介して基板Ｐに照射する。これにより、マスクＭからの露光光ＥＬで基板Ｐが露光され、マスクＭのパターンの像が投影光学系ＰＬを介して基板Ｐに投影される。

図２は、光学素子１０、吸光部材６、及びマスクＭの近傍を示す模式図である。本実施形態において、マスクＭは、透過型マスクである。図２に示すように、マスクＭは、第１面２１、及び第２面２２を有し、露光光ＥＬが透過可能なマスク基板２０と、第１面２１に設けられたパターン部ＰＡとを有する。

マスク基板Ｐは、例えばガラス板であり、露光光ＥＬを透過可能である。第２面２２は、第１面２１の反対方向を向く。本実施形態において、第１面２１と第２面２２とは、ほぼ平行である。基板Ｐの露光の少なくとも一部において、マスクＭは、照明領域ＩＲ（光学素子１０から射出される露光光ＥＬの光路）に対して、Ｙ軸方向に移動される。基板Ｐの露光の少なくとも一部において、マスクＭは、第１面２１が投影光学系ＰＬに対向し、第２面２２が照明系ＩＬ（光学素子１０）に対向するように配置される。マスクステージ１は、基板Ｐの露光の少なくとも一部において、第１面２１が投影光学系ＰＬと対向し、第２面２２が照明系ＩＬ（光学素子１０）と対向するように、マスクＭを保持する。また、本実施形態においては、マスクステージ１は、マスクＭの第１面２１及び第２面２２とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。

パターン部ＰＡは、遮光材料によって形成される。本実施形態において、遮光材料は、アルミニウム、及びクロムの少なくとも一方を含む。本実施形態において、パターン部ＰＡは、アルミニウムによって形成されている。なお、パターン部ＰＡが、アルミニウムと、アルミニウム以外の材料とを含んでもよい。また、パターン部ＰＡが、クロムによって形成されてもよい。

図３は、パターン部ＰＡの一部を拡大した側断面図、図４は、パターン部ＰＡの一部を示す平面図である。本実施形態において、露光光ＥＬの波長はλである。図３において、波長λの露光光ＥＬを模式的に示す。

本実施形態において、パターン部ＰＡは、第２面２２側から入射して、マスク基板２０を透過した露光光ＥＬの一部を反射して、第１位相状態の第１露光光を生成する第１部分３１と、第１位相状態と異なる第２位相状態の第２露光光を生成する第２部分３２とを有する。

第１部分３１は、入射した露光光ＥＬの少なくとも一部を反射して、第１露光光を生成する第１反射面３１Ｒを含む。第２部分３２は、第１露光光の位相と第２露光光の位相とがずれるように、射出面９からの露光光ＥＬの進行方向（Ｚ軸方向）に関して第１反射面３１Ｒに対して所定位置に配置され、入射した露光光ＥＬの少なくとも一部を反射して、第２露光光を生成する第２反射面３２Ｒを含む。

第１反射面３１Ｒ及び第２反射面３２Ｒは、光学素子１０側を向く。本実施形態において、第１反射面３１Ｒ及び第２反射面３２Ｒは、第１面２１及び第２面２２とほぼ平行である。本実施形態において、第１反射面３１Ｒ及び第２反射面３２Ｒは、アルミニウムの表面である。露光光ＥＬに対する第１反射面３１Ｒ及び第２反射面３２Ｒの反射率は、十分に高い。したがって、露光光ＥＬの照射によりパターン部ＰＡが加熱されることが抑制される。

本実施形態において、第１部分３１及び第２部分３２は、第１露光光と第２露光光とが逆位相になるように、第１露光光及び第２露光光を生成する。

本実施形態において、露光光ＥＬの波長をλとした場合、射出面９からの露光光ＥＬの進行方向（Ｚ軸方向）に関して第１反射面３１Ｒと第２反射面３２Ｒとは、λ／４ｎ（ｎは自然数）だけずれている。すなわち、Ｚ軸方向に関する第１反射面３１Ｒと第２反射面３２Ｒとの距離は、λ／４ｎである。本実施形態において、Ｚ軸方向に関する第１反射面３１Ｒと第２反射面３２Ｒとの距離は、λ／４である。なお、Ｚ軸方向に関する第１反射面３１Ｒと第２反射面３２Ｒとの距離が、３λ／４でもよい。

本実施形態においては、第１反射面３１Ｒと第２反射面３２Ｒとは、λ／４ｎだけずれているので、第１反射面３１Ｒでの露光光ＥＬの反射により生成された第１露光光と、第２反射面３２Ｒでの露光光ＥＬの反射により生成された第２露光光とは、逆位相になる。そのため、第１露光光と第２露光光とが重なり合うことによって、パターン部ＰＡから第１方向に進行する０次光（露光光ＥＬ）の発生が抑制される。パターン部ＰＡから光学素子１０に向かう露光光ＥＬ（０次光）の発生が抑制されるので、光学素子１０（照明系ＩＬ）への露光光ＥＬ（０次光）の入射が抑制され、フレアの発生等が抑制される。

パターン部ＰＡで反射した露光光ＥＬの１次光（＋１次光、−１次光）は、第１方向と異なる第２方向へ進行する。パターン部ＰＡから発生した１次光は、光学素子１０（照明系ＩＬ）に向かって進行せず、光学素子１０の周囲の少なくとも一部に配置されている吸光部材６に向かって進行する。吸光部材６は、パターン部ＰＡから発生した１次光を吸収することができる。これにより、例えば周囲の部材（吸光部材以外の部材）に露光光ＥＬ（１次光）が照射されてしまうことを抑制することができる。

このように、本実施形態においては、パターン部ＰＡの第１反射面３１Ｒ及び第２反射面３２Ｒで反射して、光学素子１０に向かう第１方向へ進行する露光光（０次光）の光量は、吸光部材６に向かう弟２方向へ進行する露光光ＥＬ（１次光）の光量より小さくなる。したがって、フレアの発生等を抑制することができる。

本実施形態においては、露光光ＥＬに対する第１、第２反射面３１Ｒ、３２Ｒの反射率は、十分に高く、且つ、第１、第２反射面３１Ｒ、３２Ｒでの露光光ＥＬの反射に基づく０次光の発生が十分に抑制される。したがって、マスクＭの加熱、及びフレアの発生を抑制することができる。

次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸを用いて、基板Ｐを露光する方法の一例について説明する。

マスクステージ１にマスクＭが保持され、基板ステージ２に基板Ｐが保持されると、制御装置５は、基板Ｐの露光処理を開始する。制御装置５は、照明系ＩＬから露光光ＥＬを射出して、マスクステージ１に保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する。マスクＭからの露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬを介して、基板ステージ２に保持されている基板Ｐに照射される。これにより、基板Ｐが露光光ＥＬで露光され、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影される。

マスクＭのパターン部ＰＡに露光光ＥＬが照射されることによって、パターン部ＰＡから露光光ＥＬの反射光が発生する可能性がある。本実施形態においては、パターン部ＰＡでの露光光ＥＬの反射光のうち、光学素子１０（照明系ＩＬ）に向かう０次光の発生が抑制されているので、フレアの発生を抑制することができる。また、パターン部ＰＡでの露光光ＥＬの反射光のうち、１次光は、吸収部材６によって吸収されるので、周囲の部材に影響を与えたり、露光装置ＥＸが配置されている環境が変動したりすることを抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、マスクＭのパターン部ＰＡが、露光光ＥＬの一部を反射して、第１位相状態の第１露光光を生成する第１部分３１と、第２位相状態の第２露光光を生成する第２部分３２とを有するので、光学素子１０に向かう露光光ＥＬの発生を抑制することができる。そのため、フレアの発生等を抑制することができる。また、パターン部ＰＡは、露光光ＥＬを反射する第１、第２反射面３１Ｒ，３２Ｒを有するので、露光光ＥＬの照射によるパターン部ＰＡの加熱を抑制することができる。そのため、例えばパターン部ＰＡの歪みの発生、及びマスクＭの熱変形等が抑制される。したがって、露光不良の発生、及び不良デバイスの発生を抑制することができる。

なお、本実施形態においては、図４に示したように、第１反射面３１Ｒと第２反射面３２Ｒとが、Ｘ軸方向に長く、Ｙ軸方向に交互に配置されることとしたが、例えば図５に示すように、第１反射面３１Ｒ及び第２反射面３２ＲそれぞれのＸ軸方向の寸法、及びＹ軸方向の寸法がほぼ等しくてもよい。また、第１反射面３１Ｒと第２反射面３２Ｒとが、Ｘ軸方向に交互に配置され、且つ、Ｙ軸方向に交互に配置されてもよい。

なお、本実施形態においては、第１露光光と第２露光光とが逆位相になるように、第１反射面３１Ｒと第２反射面３２Ｒとが所定の位置関係で配置されることとしたが、第１露光光の位相と第２露光光の位相とがずれていれば、逆位相でなくてもよい。第１反射面３１Ｒ及び第２反射面３２Ｒで反射して、光学素子１０に向かう第１方向へ進行する０次光の光量が、第１方向と異なる第２方向に進行する光量より小さくなるように、第１露光光の位相と第２露光光の位相とをずらすことができれば、第１反射面３１Ｒと第２反射面３２Ｒとの位置関係は、任意である。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図６は、第２実施形態に係るマスクＭ２の一例を示す図である。上述の第１実施形態においては、第１部分３１が第１反射面３１Ｒを含み、第２部分３２が第２反射面３２Ｒを含むこととした。第１実施形態と異なる第２実施形態の特徴的な部分は、第１部分３１及び第２部分３２の少なくとも一方が、多層膜を含む点にある。

図６に示すように、マスクＭ２は、第１面２１及び第２面２２を有し、露光光ＥＬが透過可能なマスク基板２０と、第１面２１に設けられ、マスク基板２０を透過した露光光ＥＬの一部を反射して、第１位相状態の第１露光光を生成する第１多層膜３１Ｆ、及び第１位相状態と異なる第２位相状態の第２露光光を生成する第２多層膜３２Ｆを有するパターン部ＰＡ２とを備えている。第１多層膜３１Ｆ及び第２多層膜３２Ｆのそれぞれは、露光光ＥＬに対する屈折率が異なる複数の膜を重ねた構造である。本実施形態においても、フレアの発生等を抑制することができ、露光不良の発生、及び不良デバイスの発生を抑制することができる。

なお、上述の第１、第２実施形態においては、吸光部材６が、パターン部ＰＡ（ＰＡ２）から発生する１次光を吸収することとしたが、２次光を吸収することとしてもよい。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図７は、第３実施形態に係るマスクＭ３の一例を示す図である。本実施形態の特徴的な部分は、マスクＭ３が、マスク基板２０の第２面２２に設けられ、入射する第１偏光状態の露光光ＥＬを透過させる偏光子４０を有する点にある。図７において、露光光ＥＬを模式的に示す。

図７において、マスクＭ３は、第１面２１及び第２面２２を有し、露光光ＥＬが透過可能なマスク基板２０と、第１面２１に配置され、第２面２２側から入射して、マスク基板２０を透過した露光光ＥＬの少なくとも一部を反射する反射面４１を有するパターン部ＰＡ３と、第２面２２に設けられ、入射する第１偏光状態の露光光ＥＬを透過させる偏光子４０とを備えている。パターン部ＰＡ３は、例えばアルミニウムで形成される。パターン部ＰＡ３の反射面４１は、アルミニウムの表面で形成される。露光光ＥＬに対する反射面４１の反射率は、十分に高い。

光学素子１０から射出される露光光ＥＬは、第１偏光状態の露光光ＥＬである。偏光子４０は、第１偏光状態の露光光ＥＬを透過させる。したがって、光学素子１０から射出された露光光ＥＬは、偏光子４０を透過して、第２面２２に入射する。

第２面２２に入射した第１偏光状態の露光光ＥＬは、マスク基板２０を透過する。マスク基板２０を透過する露光光ＥＬの少なくとも一部は、パターン部ＰＡ３の反射面４１に入射する。第１偏光状態の露光光ＥＬは、反射面４１で反射して、第２偏光状態の露光光ＥＬに変換される。

反射面４１で生成された第２偏光状態の露光光ＥＬは、マスク基板２０を透過して、第２面２２から射出される。第２面２２に配置されている偏光子４０は、第２偏光状態の露光光ＥＬの透過を遮る。そのため、反射面４１で生成された第２偏光状態の露光光ＥＬが、マスクＭ３から光学素子１０（照明系ＩＬ）に向かって進行することが抑制される。

本実施形態においては、光学素子１０から射出される露光光ＥＬは、直線偏光状態の露光光ＥＬである。偏光子４０は、直線偏光状態の露光光ＥＬを透過させる。直線偏光状態の露光光ＥＬは、パターン部ＰＡ３の反射面４１で反射して、円偏光状態の露光光ＥＬに変換される。偏光子４０は、円偏光状態の露光光ＥＬの透過を遮る。したがって、パターン部ＰＡ３の反射面４１で反射した露光光ＥＬが、光学素子１０（照明系ＩＬ）に入射することが抑制される。

以上説明したように、本実施形態においても、マスクＭ３のパターン部ＰＡ３で反射した露光光ＥＬが、光学素子１０（照明系ＩＬ）に入射することが抑制されるので、フレアの発生等を抑制することができる。また、露光光ＥＬに対する反射面４１の反射率が高いので、露光光ＥＬの照射によりパターン部ＰＡが加熱されることが抑制される。したがって、露光光ＥＬの照射によるマスクＭ２の熱変形の発生が抑制される。

本実施形態によれば、反射した露光光ＥＬの位相状態が異なる第１部分及び第２部分をパターン部に設けなくても、パターン部で反射した露光光ＥＬが光学素子１０（照明系ＩＬ）に入射することが抑制される。すなわち、光学素子１０から射出され、パターン部に入射する露光光ＥＬの偏光状態と、そのパターン部で反射する露光光ＥＬの偏光状態とが変化する場合、偏光子４０を設けることによって、マスクからの露光光ＥＬが光学素子１０（照明系ＩＬ）に入射することを抑制することができる。

なお、上述の第１〜第３実施形態において、基板Ｐが、半導体デバイス製造用の半導体ウエハを含むものでもよいし、ディスプレイデバイス用のガラス基板を含むものでもよい。また、基板Ｐが、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハを含むものでもよいし、露光装置で用いられるマスク又はレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）を含むものでもよい。

なお、上述の各実施形態において、露光装置ＥＸが、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）であることとしたが、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）でもよい。

さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、例えば米国特許第第６６１１３１６号明細書に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。

また、露光装置ＥＸとして、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６４００４４１号明細書、米国特許第６５４９２６９号明細書、米国特許第６５９０６３４号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、及び米国特許第６２６２７９６号明細書等に開示されているような、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。

更に、米国特許第６８９７９６３号明細書、欧州特許出願公開第１７１３１１３号明細書等に開示されているような、基板を保持する基板ステージと、基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置を採用することができる。

なお、上述の各実施形態において、露光装置ＥＸが、例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレット等に開示されているような、液体を介して基板に露光光を照射して、その基板を露光する液浸露光装置でもよい。

露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。

なお、上記各実施形態においては、干渉計システムを用いてマスクステージ及び基板ステージの各位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。

上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。投影光学系ＰＬを用いない場合であっても、露光光はレンズ等の光学部材を介して基板に照射される。

以上のように、本願実施形態の露光装置は、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図８に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、上述の実施形態に従って、マスクからの露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

１…マスクステージ、５…制御装置、６…吸光部材、９…射出面、１０…光学素子、２０…マスク基板、２１…第１面、２２…第２面、３１…第１部分、３１Ｒ…第１反射面、３２…第２部分、３２Ｒ…第２反射面、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＩＬ…照明系、Ｍ…マスク、Ｐ…基板、ＰＡ…パターン部

Claims (13)

1. リソグラフィー用の透過型マスクであって、
   第１面、及び第２面を有し、露光光が透過可能なマスク基板と、
   前記第１面に設けられ、前記第２面側から入射して、前記マスク基板を透過した露光光の一部を反射して、第１位相状態の第１露光光を生成する第１部分、及び前記第１位相状態と異なる第２位相状態の第２露光光を生成する第２部分を有するパターン部と、を備える透過型マスク。
2. 前記第１部分及び前記第２部分は、前記第１露光光と前記第２露光光とが逆位相になるように、前記第１露光光及び前記第２露光光を生成する請求項１記載の透過型マスク。
3. 前記第１部分は、入射した前記露光光の少なくとも一部を反射して前記第１露光光を生成する第１反射面を含み、
   前記第２部分は、前記第１露光光の位相と前記第２露光光の位相とがずれるように前記露光光の進行方向に関して前記第１反射面に対して所定位置に配置され、入射した前記露光光の少なくとも一部を反射して前記第２露光光を生成する第２反射面を含む請求項１又は２記載の透過型マスク。
4. 光学部材から射出された露光光が前記第２面に照射され、
   前記第１部分及び前記第２部分で反射して、前記光学部材に向かう第１方向へ進行する前記第１，第２露光光の光量が、前記第１方向と異なる第２方向に進行する光量より小さくなる請求項１〜３のいずれか一項記載の透過型マスク。
5. 請求項１〜４のいずれか一項記載の透過型マスクを露光光で照明する照明装置を備え、
   前記透過型マスクからの前記露光光で基板を露光する露光装置。
6. マスクを露光光で照明して、前記マスクからの前記露光光で基板を露光する露光装置であって、
   前記マスクを照明するための前記露光光を射出する光学部材と、
   前記光学部材の周囲の少なくとも一部に配置され、前記マスクで反射して、前記光学部材に向かう第１方向と異なる第２方向へ進行する前記露光光を吸収する吸光部材と、を備える露光装置。
7. 前記マスクは、第１面、及び第２面を有し、露光光が透過可能なマスク基板と、前記第１面に設けられ、前記第２面側から入射して、前記マスク基板を透過した露光光の一部を反射する反射面を有するパターン部と、を含み、
   前記反射面は、前記第２面側から入射して、前記マスク基板を透過した前記露光光の少なくとも一部を反射して、第１位相状態の第１露光光を生成する第１部分、及び前記第１位相状態と異なる第２位相状態の第２露光光を生成する第２部分を含む請求項６記載の露光装置。
8. 前記第１部分及び前記第２部分は、前記第１露光光と前記第２露光光とが逆位相になるように、前記第１露光光及び前記第２露光光を生成する請求項７記載の露光装置。
9. 前記第１部分は、入射した前記露光光の少なくとも一部を反射して前記第１露光光を生成する第１反射面を含み、
   前記第２部分は、前記第１露光光の位相と前記第２露光光の位相とがずれるように前記露光光の進行方向に関して前記第１反射面に対して所定位置に配置され、入射した前記露光光の少なくとも一部を反射して前記第２露光光を生成する第２反射面を含む請求項７又は８記載の露光装置。
10. 前記第１部分及び前記第２部分で反射して、前記光学部材に向かう第１方向へ進行する前記第１，第２露光光の光量が、前記第１方向と異なる第２方向に進行する光量より小さくなる請求項７〜９のいずれか一項記載の露光装置。
11. 請求項５〜１０のいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
    露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
12. 請求項１〜４のいずれか一項記載の透過型マスクを露光光で照明することと、
    露光光で照明された前記透過型マスクからの前記露光光で基板を露光することと、を含む露光方法。
13. 請求項１２記載の露光方法を用いて基板を露光することと、
    露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。

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