JP2011096844A - 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】マスクのパターン形成領域の平面性を確保しつつ、マスクを保持することができるマスク保持装置、露光装置、露光方法、及びデバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】所定のパターンが形成されたパターン形成領域４３及び該パターン形成領域４３の周囲の周辺領域４４を有する表面Ｒｂと、該表面Ｒｂの裏側の裏面Ｒａとが形成されたレチクルＲを保持する第１静電吸着保持装置２５において、レチクルＲの裏面Ｒａを静電吸着する支持面３７ａを有する基体３７と、基体３７に設けられ、パターン形成領域４３を含む大きさで形成された電極面３９ａを有する第１電極部３９と、基体３７に設けられ、第１電極部３９の周囲に配置された第２電極部４０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、所定のパターンが形成されたマスクを静電吸着力によって保持するマスク保持装置、該マスク保持装置を備える露光装置、マスク保持方法、及び該露光装置を用いるデバイスの製造方法に関する。

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または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は、内部が真空雰囲気に設定されるチャンバを備え、該チャンバ内に、マスクを保持するマスク保持装置が配置されている。マスク保持装置には、マスクを吸着する吸着面を有する基体と複数の電極部とを有する静電吸着保持装置が設けられている。そして、静電吸着保持装置は、電極部に対する電圧の印加に伴って基体の吸着面を分極させることにより、基体の吸着面に対してマスクを静電吸着させるようになっている（例えば、特許文献１）。

特開２００５−１０９３３２号公報

ところで、一般に、マスクの略中央部は、基板に投影露光させるパターンが形成されたパターン形成領域となっており、このパターン形成領域が基体の吸着面の略中央部によって静電吸着される。そして、特許文献１に記載の露光装置では、レチクルチャックスライダー（基体）の吸着面の略中央部が複数の静電チャック電極（電極部）と個別対応する複数の分極領域に分割される構成となっている。そして、この露光装置では、原版（マスク）がレチクルチャックスライダーの吸着面に静電吸着される場合、その吸着面内において各分極領域の間に位置する非分極領域からは原版のパターン形成領域に対して静電吸着力が作用しないこととなる。そのため、静電吸着保持装置は、レチクルチャックスライダーの吸着面から原版のパターン形成領域に対して作用させる静電吸着力が不均一となる。したがって、原版のパターン形成領域の平面性が低下することとなり、原版に形成されたパターンの像を基板に対して精度良く投影露光することができなくなる虞があった。

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、マスクのパターン形成領域の平面性を確保しつつ、マスクを保持することができるマスク保持装置、露光装置、露光方法、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７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、所定のパターンが形成されたパターン形成領域（４３）及び該パターン形成領域（４３）の周囲の周辺領域（４４）を有する第１面（Ｒｂ）と、前記第１面（Ｒｂ）の裏側の第２面（Ｒａ）とが形成されたマスク（Ｒ）を保持するマスク保持装置（２５）において、前記マスク（Ｒ）の前記第２面（Ｒａ）を静電吸着する吸着面（３７ａ）を有する基体（３７）と、前記基体（３７）に設けられ、前記パターン形成領域（４３）を含む大きさで形成された電極面（３９ａ）を有する第１電極部（３９）と、前記基体（３７）に設けられ、前記第１電極部（３９）の周囲に配置された第２電極部（４０）と、を備えることを要旨とする。

上記構成によれば、第１電極部が、基体の吸着面におけるマスクのパターン形成領域に対応する領域の全域を分極させることにより、マスクのパターン形成領域の全域が基体の吸着面に対して満遍なく静電吸着される。したがって、基体の吸着面からマスクのパターン形成領域に対して作用する静電吸着力が均一となるため、マスクのパターン形成領域の平面性を確保しつつ、マスクを基体の吸着面に静電吸着させて保持することができる。

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、マスクのパターン形成領域の平面性を確保しつつ、マスクを保持することができる。

本実施形態の露光装置の概略構成図。 （ａ）は本実施形態の第１静電吸着保持装置の平面図、（ｂ）は本実施形態の第１静電吸着保持装置の概略構成図、（ｃ）はレチクルの平面図。 （ａ）は第１静電吸着保持装置がレチクルを双極方式で静電吸着させている状態を示す概略構成図、（ｂ）は第１静電吸着保持装置がレチクルの裏面の導通状態を検出している状態を示す概略構成図、（ｃ）は第１静電吸着保持装置がレチクルを単極方式で静電吸着させている状態を示す概略構成図。 （ａ）は第１静電吸着保持装置がレチクルを双極方式で静電吸着させている状態を示す概略構成図、（ｂ）は第１静電吸着保持装置がレチクルの裏面の導通状態を検出している状態を示す概略構成図、（ｃ）は第１静電吸着保持装置がレチクルを継続して双極方式で静電吸着させている状態を示す概略構成図。 別の実施形態の第１静電吸着保持装置の平面図。 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。

以下に、本発明を具体化した一実施形態について図１〜図４に基づき説明する。なお、本実施形態では、投影光学系１６の光軸と平行な方向にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向に沿う方向にＹ軸を取り、その走査方向に直交する非走査方向に沿う方向にＸ軸を取って説明する。また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転方向をθｘ方向、θｙ方向、θｚ方向という。

図１に示すように、本実施形態の露光装置１１は、光源装置１２から射出される、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露光装置である。こうした露光装置１１は、内部が大気よりも低圧の真空雰囲気に設定されるチャンバ１３（図１では二点鎖線で囲まれた部分）を備えており、該チャンバ１３内には、所定のパターンが形成された反射型のレチクルＲ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とを搬送し、設置することができる。なお、本実施形態の光源装置１２としては、レーザ励起プラズマ光源が用いられており、該光源装置１２は、波長が５〜２０ｎｍ（例えば１３．５ｎｍ）となるＥＵＶ光を露光光ＥＬとして射出するようになっている。

チャンバ１３内には、該チャンバ１３外に配置される光源装置１２から射出された露光光ＥＬが入射するようになっている。そして、チャンバ１３内に入射した露光光ＥＬは、照明光学系１４を介してレチクルステージ１５にて保持されるレチクルＲを照明し、該レチクルＲで反射した露光光ＥＬは、投影光学系１６を介してウエハステージ１７に保持されるウエハＷを照射するようになっている。

照明光学系１４は、チャンバ１３の内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される筐体１８（図１で一点鎖線で囲まれた部分）を備えている。この筐体１８内には、光源装置１２から射出された露光光ＥＬを平行光に変換するコリメート用ミラー１９が設けられており、該コリメート用ミラー１９は、入射した露光光ＥＬを略平行に変換して射出するようになっている。そして、コリメート用ミラー１９から射出された露光光ＥＬは、オプティカルインテグレータの一種であるフライアイ光学系２０（図１では破線で囲まれた部分）に入射するようになっている。このフライアイ光学系２０は、一対のフライアイミラー２１，２２を備えており、該各フライアイミラー２１，２２のうち入射側に配置される入射側フライアイミラー２１は、レチクルＲとは光学的に共役となる位置に配置されている。こうした入射側フライアイミラー２１で反射された露光光ＥＬは、射出側に配置される射出側フライアイミラー２２に入射するようになっている。

また、照明光学系１４には、射出側フライアイミラー２２から射出された露光光ＥＬを筐体１８外に射出するコンデンサミラー２３が設けられている。そして、コンデンサミラー２３から射出された露光光ＥＬは、後述する鏡筒２８内に設置された折り返し用の反射ミラー２４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、照明光学系１４を構成する各ミラー１９，２１〜２３の反射面には、露光光ＥＬを反射する反射層がそれぞれ形成されている。この反射層は、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）を交互に積層した多層膜から構成されている。

レチクルステージ１５は、投影光学系１６の物体面側に配置されており、レチクルＲを静電吸着するための第１静電吸着保持装置２５を備えている。また、レチクルステージ１５には、レチクルＲをＹ軸方向（図１における左右方向）に所定ストロークで移動させるレチクルステージ駆動部２６と、第１静電吸着保持装置２５を支持する支持ステージ２７とが設けられている。レチクルステージ駆動部２６は、レチクルＲをＸ軸方向（図１において紙面と直交する方向）及びθｚ方向にも移動可能に構成されている。また、レチクルステージ１５には、第１静電吸着保持装置２５を保持する図示しないレチクルホルダと、該レチクルホルダのＺ軸方向における位置及びＸ軸周り、Ｙ軸周りの傾斜角を調整する図示しないＺレベリング機構とが組み込まれている。

投影光学系１６は、露光光ＥＬでレチクルＲを照明することにより形成されたパターンの像を所定の縮小倍率（例えば１／４倍）に縮小させる光学系であって、チャンバ１３の内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される鏡筒２８を備えている。この鏡筒２８内には、複数枚（本実施形態では６枚）の反射型のミラー２９，３０，３１，３２，３３，３４が収容されている。これら各ミラー２９〜３４は、図示しないミラー保持装置を介して鏡筒２８にそれぞれ保持されている。そして、物体面側であるレチクルＲ側から導かれた露光光ＥＬは、第１ミラー２９、第２ミラー３０、第３ミラー３１、第４ミラー３２、第５ミラー３３、第６ミラー３４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。こうした各ミラー２９〜３４の反射面には、露光光ＥＬを反射する反射層がそれぞれ形成されている。この反射層は、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）を交互に積層した多層膜から構成されている。

ウエハステージ１７は、ウエハＷを静電吸着するための第２静電吸着保持装置３５と、ウエハＷをＹ軸方向に所定ストロークで移動させるウエハステージ駆動部３６とを備えている。このウエハステージ駆動部３６は、ウエハＷをＸ軸方向及びＺ軸方向（図１における上下方向）にも移動可能に構成されている。また、ウエハステージ１７には、第２静電吸着保持装置３５を保持する図示しないウエハホルダと、該ウエハホルダのＺ軸方向における位置及びＸ軸周り、Ｙ軸周りの傾斜角を調整する図示しないＺレベリング機構とが組み込まれている。

そして、本実施形態の露光装置１１を用いてウエハＷにパターンの像を投影する場合、照明光学系１４による照明領域をレチクルＲに照射した状態で、レチクルステージ駆動部２６の駆動によって、レチクルステージ１５と共にレチクルＲをＹ軸方向（例えば、＋Ｙ方向側から−Ｙ方向側（図１では右側から左側））に所定ストローク毎に移動させる。また同時に、ウエハステージ駆動部３６の駆動によって、ウエハステージ１７と共にウエハＷをレチクルＲのＹ軸方向に沿った移動に対して投影光学系１６の縮小倍率に応じた速度比でＹ軸方向（例えば、−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側（図１では左側から右側））に同期して移動させる。そして、一つのショット領域へのパターンの形成が終了した場合、ウエハＷの他のショット領域に対するパターンの形成が連続して行われる。

次に、第１静電吸着保持装置２５について説明する。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、第１静電吸着保持装置２５は、略矩形状の支持面３７ａを有し且つ絶縁材料から構成される基体３７を備えている。そして、基体３７の内部には、基体３７の支持面３７ａと直交するＺ軸方向から見て輪郭形状が正方形状の第１電極部３９及びそうした第１電極部３９よりも大きな矩形状の輪郭形状を有する第２電極部４０が埋設されている。また、基体３７の内部には、一対の第３電極部４１，４２がＸ軸方向において第１電極部３９及び第２電極部４０を間に介在させて対向するように埋設されている。

第１電極部３９は、正方形状の電極面３９ａを有しており、基体３７の支持面３７ａの略中央部に設けられている。第２電極部４０は、略四角環状の電極面４０ａを有しており、基体３７の支持面３７ａと直交するＺ軸方向から見て第１電極部３９を包囲するように設けられている。一対の第３電極部４１，４２は、矩形状の電極面４１ａ，４２ａをそれぞれ有しており、露光時におけるレチクルＲの移動方向であるＹ軸方向と直交するＸ軸方向に間隔を隔てて設けられている。また、一対の第３電極部４１，４２は、第１電極部３９の電極面３９ａの中心に対して対称な配置態様となるように設けられている。なお、一対の第３電極部４１，４２は、各々の電極面４１ａ，４２ａが基体３７の支持面３７ａと面一となるように該支持面３７ａ上に露出している。その一方、第１電極部３９及び第２電極部４０は、各々の電極面３９ａ，４０ａが絶縁材料からなる基体３７の内部に位置しており、Ｚ軸方向において各々の電極面３９ａ，４０ａと基体３７の支持面３７ａとの間には基体３７を構成する絶縁材料が介在した構成となっている。

ここで、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、本実施形態のレチクルＲは、基体３７によって静電吸着される裏面（第２面）Ｒａと、該裏面Ｒａの反対側に位置し且つ照明光学系１４から射出される露光光ＥＬの被照射面となる表面（第１面）Ｒｂとを有している。そして、レチクルＲの表面Ｒｂには、ウエハＷに投影露光させる所定のパターンが形成されたパターン形成領域４３、及び、該パターン形成領域４３の周囲に位置する周辺領域４４が設けられている。具体的には、パターン形成領域４３は、レチクルＲの表面Ｒｂの略中央部に設けられると共に、周辺領域４４は、レチクルＲの表面Ｒｂと直交するＺ軸方向から見てパターン形成領域４３を包囲するように設けられている。また、レチクルＲの裏面Ｒａの全域には、導電性材料から構成される導電層４５が被覆されている。

また、第１電極部３９の電極面３９ａは、レチクルＲのパターン形成領域４３の全域に対応しており、レチクルＲのパターン形成領域４３を含む大きさとなるように形成されている。例えば、第１電極部３９の電極面３９ａの形状は、レチクルＲのパターン形成領域４３の形状と実質的に同じ形状となっている。ただし、第１電極部３９の電極面３９ａは、レチクルＲのパターン形成領域４３と同じ形状には限らず、レチクルＲのパターン形成領域４３よりも一回り大きい形状であってもよい。

一方、第２電極部４０の電極面４０ａは、レチクルＲの周辺領域４４の全域に対応しており、レチクルＲの周辺領域４４を含む大きさとなるように形成されている。ただし、第２電極部４０の電極面４０ａは、必ずしも、レチクルＲの周辺領域４４の全域に対応するように形成される必要はない。すなわち、第２電極部４０の電極面４０ａは、レチクルＲの周辺領域４４の一部にのみ対応するように形成してもよい。

また、図２（ｂ）に示すように、第１静電吸着保持装置２５は、マイナス端子Ａ２が大地に対して電気的に接続された第１電源部４６と、プラス端子Ｂ１が大地に対して電気的に接続された第２電源部４７と、マイナス端子Ｃ２が大地に対して電気的に接続された第３電源部４８とを備えている。そして、第１電極部３９は、第１電源部４６のプラス端子Ａ１に電気的に接続されると共に、第２電極部４０は、切換スイッチＳＷ１の出力端子Ｐ１に対して電気的に接続されている。

切換スイッチＳＷ１は、第１入力端子Ｐ２及び第２入力端子Ｐ３を有し、制御部４９からの制御指令に基づいて、出力端子Ｐ１と両入力端子Ｐ２，Ｐ３との間の接続状態が切り換わる。なお、第１入力端子Ｐ２は、第１電源部４６のプラス端子Ａ１に電気的に接続される一方、第２入力端子Ｐ３は第２電源部４７のマイナス端子Ｂ２に電気的に接続されている。そして、第２電極部４０は、切換スイッチＳＷ１を介して第１電源部４６のプラス端子Ａ１又は第２電源部４７のマイナス端子Ｂ２に対して電気的に接続されるようになっている。

また、一対の第３電極部４１，４２のうち、＋Ｘ方向側に位置する第３電極部４１は切換スイッチＳＷ２の出力端子Ｐ４に対して電気的に接続されると共に、−Ｘ方向側に位置する第３電極部４２は大地に対して電気的に接続されている。

切換スイッチＳＷ２は、第１入力端子Ｐ５及び第２入力端子Ｐ６を有し、制御部４９からの制御指令に基づいて、出力端子Ｐ４と両入力端子Ｐ５，Ｐ６との間の接続状態が切り換わる。なお、第１入力端子Ｐ５は大地に対して電気的に接続される一方、第２入力端子Ｐ６は第３電源部４８のプラス端子Ｃ１に対して電気的に接続されている。そして、第３電極部４１は、切換スイッチＳＷ２を介して大地又は第３電源部４８のプラス端子Ｃ１に対して電気的に接続されるようになっている。

また、第３電極部４１と第３電源部４８との間には電流センサー５０が介設されている。そして、電流センサー５０は、第３電源部４８が第３電極部４１に対して電圧を印加することに伴って、第３電源部４８から第３電極部４１に向けて流れる電流の有無を検出し、その検出結果を制御部４９に出力する。

次に、本実施形態の露光装置１１の作用について、特に、第１静電吸着保持装置２５がレチクルＲを静電吸着する際の作用に着目して以下説明する。なお、図３及び図４では、明細書の説明理解の便宜上、第１電極部３９及び第２電極部４０と基体３７の支持面３７ａとの間の距離が誇張して大きく描かれているものとする。

さて、図３（ａ）に示すように、制御部４９が切換スイッチＳＷ１の出力端子Ｐ１を入力端子Ｐ３に接続させて第２電極部４０に負電圧を印加させるように切換スイッチＳＷ１に対して制御指令を与えると、第２電極部４０は切換スイッチＳＷ１を介して第２電源部４７のマイナス端子Ｂ２に対して電気的に接続され、第２電極部４０は負に帯電する。また、第１電極部３９は、常には、第１電源部４６のプラス端子Ａ１に対して電気的に接続されており、第１電源部４６は正に帯電する。そして、第１電極部３９及び第２電極部４０に帯電する電荷の極性に応じて基体３７は分極される。このとき、基体３７は絶縁材料で構成されるため、基体３７の内部で電荷の偏りが生じ、基体３７の表面に極性が生じる。

具体的には、第１電極部３９に接する基体３７近傍は負に帯電し、第１電極部３９に対応する基体３７の支持面３７ａは正に帯電する。一方、第２電極部４０に接する基体３７近傍は正に帯電し、第２電極部４０に対応する基体３７の支持面３７ａは負に帯電する。

ここで、レチクルＲの裏面Ｒａの全域には導電層４５が形成されており、レチクルＲの導電層４５内では電荷移動が許容されている。そして、レチクルＲの導電層４５を基体３７の支持面３７ａに当接させると、レチクルＲの導電層４５では電荷移動が生じ、基体３７の支持面３７ａにおける負に帯電した領域に対して、レチクルＲの導電層４５において近接する領域が正に帯電する。また同時に、基体３７の支持面３７ａにおける正に帯電した領域に対して、レチクルＲの導電層４５において近接する領域が負に帯電する。その結果、レチクルＲの導電層４５と基体３７の支持面３７ａとの間で静電気力が作用することにより、レチクルＲの導電層４５が基体３７の支持面３７ａに静電吸着されるようになる。

そして次に、図３（ｂ）に示すように、制御部４９は、切換スイッチＳＷ２の出力端子Ｐ４を入力端子Ｐ６に接続させるように切換スイッチＳＷ２に対して制御指令を与える。すると、第３電極部４１は切換スイッチＳＷ２を介して第３電源部４８のプラス端子Ｃ１に対して電気的に接続される。その結果、第３電極部４１は、第３電源部４８から電圧が印加されるようになる。また、第３電極部４２は、常には、大地に対して電気的に接続されている。

なお、第３電極部４１，４２の電極面４１ａ，４２ａは、基体３７の支持面３７ａとそれぞれ面一になっている。そして、レチクルＲの裏面Ｒａが基体３７の支持面３７ａに静電吸着されると、第３電極部４１，４２の電極面４１ａ，４２ａがレチクルＲの裏面Ｒａに形成された導電層４５にそれぞれ当接する。すると、第３電源部４８によって電圧が印加された第３電極部４１からレチクルＲの導電層４５を介して第３電極部４２に対して電流が流れるようになる。そして、この電流が電流センサー５０によって検出されると、制御部４９は、レチクルＲの導電層４５が第３電極部４１，４２に対して電気的に導通状態にある旨を判別する。

そして、制御部４９は、図３（ｃ）に示すように、切換スイッチＳＷ１の出力端子Ｐ１を入力端子Ｐ２に対して接続させて第２電極部４０に正電圧を印加させるように切換スイッチＳＷ１に対して制御指令を与える。すると、第２電極部４０は、切換スイッチＳＷ１を介して第１電源部４６のプラス端子Ａ１に対して電気的に接続され、第２電極部４０は正に帯電する。そして、第２電極部４０に帯電する電荷の極性の変化に応じて、基体３７の表面に生じる極性が変化する。

具体的には、第２電極部４０に接する基体３７近傍は負に帯電し、第２電極部４０に対応する基体３７の支持面３７ａが正に帯電するようになる。すなわち、基体３７の支持面３７ａは、第１電極部３９及び第２電極部４０に対応する領域が正に帯電するようになる。

また同時に、制御部４９は、切換スイッチＳＷ２の出力端子Ｐ４を入力端子Ｐ５に対して接続させるように切換スイッチＳＷ２に対して制御指令を与える。すると、第３電極部４１は、切換スイッチＳＷ２を介して大地に対して電気的に接続されるようになり、レチクルＲの導電層４５は、第３電極部４１を介して大地に対して電気的に接続された状態となる。ここで、基体３７の支持面３７ａは正に帯電しているため、レチクルＲの導電層４５は第３電極部４１を介して大地に対して電荷を放電することにより負に帯電するようになる。そして、レチクルＲの導電層４５と基体３７の支持面３７ａとの間で静電気力が作用することにより、レチクルＲの導電層４５が基体３７の支持面３７ａに静電吸着されるようになっている。

すなわち、レチクルＲの導電層４５は、大地との間で電荷の授受を行うことにより、電荷量を自在に変化させることが可能となっている。そのため、本実施形態の第１静電吸着保持装置２５は、レチクルＲを静電吸着させる方式として、図３（ｃ）に示すように、第１電極部３９及び第２電極部４０の双方を正に帯電させる単極方式を採用することが可能となる。そして、第１静電吸着保持装置２５は、レチクルＲを静電吸着させる方式として、図３（ａ）に示すように、第１電極部３９を正に帯電させると共に、第２電極部４０を負に帯電させる双極方式を採用する場合と比較して、レチクルＲをより強力に静電吸着させることが可能となる。

ところで、レチクルＲの導電層４５は、第３電極部４１，４２に対する接点が破断することが有り得る。この場合、レチクルＲの裏面Ｒａを基体３７の支持面３７ａに当接させた状態において、レチクルＲの裏面Ｒａに形成された導電層４５は、第３電極部４１，４２との間で電気的な導通状態を図ることができない。その結果、レチクルＲの導電層４５は、第３電極部４１，４２を介して電荷を大地に放電することができず、レチクルＲの導電層４５の全域を正又は負に帯電させることができない。したがって、レチクルＲを静電吸着させる方式として、上記の単極方式を採用したとすると、レチクルＲの導電層４５と基体３７の支持面３７ａとの間で静電気力を作用させることができず、レチクルＲの導電層４５を基体３７の支持面３７ａに静電吸着させることができないという問題があった。そこで、本実施形態の第１静電吸着保持装置２５では、以下のようにして、レチクルＲの導電層４５が第３電極部４１，４２に対して電気的に導通状態にあるか否かを判別するようにしている。

すなわち、本実施形態の第１静電吸着保持装置２５では、まず、図４（ａ）に示すように、制御部４９は、レチクルＲを双極方式で静電吸着させるために、切換スイッチＳＷ１の出力端子Ｐ１を入力端子Ｐ３に対して接続させて第２電極部４０に負電圧を印加させるように切換スイッチＳＷ１に対して制御指令を与える。すると、第２電極部４０は、切換スイッチＳＷ１を介して第２電源部４７のマイナス端子Ｂ２に対して電気的に接続され、第２電極部４０は負に帯電する。その結果、基体３７の支持面３７ａは、第１電極部３９に対応する領域が正に帯電する一方で、第２電極部４０に対応する領域が負に帯電する。

ここで、レチクルＲの導電層４５の一部が破断して、レチクルＲの導電層４５と第３電極部４１，４２との間で電気的な導通状態が図れない場合であっても、レチクルＲの導電層４５内における電荷の移動は許容されるようになっている。そのため、レチクルＲの導電層４５では電荷移動が生じることにより、レチクルＲの導電層４５と基体３７の支持面３７ａとの間で静電気力が作用するため、レチクルＲの導電層４５が基体３７の支持面３７ａに静電吸着される。

そして次に、図４（ｂ）に示すように、制御部４９は、切換スイッチＳＷ２の出力端子Ｐ４を入力端子Ｐ６に接続させるように切換スイッチＳＷ２に対して制御指令を与える。すると、第３電極部４１は、切換スイッチＳＷ２を介して第３電源部４８のプラス端子Ｃ１に対して電気的に接続される。

なお、第３電極部４１，４２の電極面４１ａ，４２ａとレチクルＲの導電層４５とが電気的に導通状態にないとすると、第３電源部４８が第３電極部４１に対して電圧を印加したとしても、第３電極部４１からレチクルＲの導電層４５を介して第３電極部４２に対して電流が流れることはない。

そこで、制御部４９は、レチクルＲの裏面Ｒａを基体３７の支持面３７ａに静電吸着させた状態において、電流センサー５０が第３電源部４８から第３電極部４１に向けて流れる電流を検出できない場合には、レチクルＲの導電層４５が第３電極部４１，４２に対して電気的に導通状態にない旨を判別する。そして、図４（ｃ）に示すように、制御部４９は、レチクルＲを静電吸着させる方式を双極方式から単極方式に切り換えることができないと判断し、切換スイッチＳＷ１の出力端子Ｐ１を入力端子Ｐ３に対して接続させた状態を維持する。

また、制御部４９は、切換スイッチＳＷ２の出力端子Ｐ４を入力端子Ｐ６から切り離すように切換スイッチＳＷ２に対して制御指令を与える。すると、第３電極部４１は、第３電源部４８に対して電気的に遮断された状態となる、その結果、第３電極部４１は、第３電源部４８からの電圧の印加が解除されるため、第３電極部４１，４２間に不要な電場が生じることが回避されるようになっている。

本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）第１電極部３９の電極面３９ａは、レチクルＲのパターン形成領域４３を含む大きさとなるように構成されている。そのため、第１電極部が正または負に帯電すると、基体３７の支持面３７ａのうち、レチクルＲのパターン形成領域４３を含む大きさの領域が同一の極性に帯電する。その結果、レチクルＲのパターン形成領域４３の全域が、基体３７の支持面３７ａに対して満遍なく静電吸着される。したがって、基体３７の支持面３７ａからレチクルＲのパターン形成領域４３に対して均一に静電吸着力が作用するため、レチクルＲのパターン形成領域４３の平面性を確保しつつ、レチクルＲを基体３７の支持面３７ａに均一に静電吸着させて保持することができる。

（２）制御部４９は、第３電極部４１，４２がレチクルＲの導電層４５を介して電気的に導通状態にあると判別した場合には、第３電極部４１，４２を介してレチクルＲの導電層４５を大地に対して電気的に接続させると同時に、第１電極部３９及び第２電極部４０の双方に対して正電圧を印加する。そのため、第１静電吸着保持装置２５は、レチクルＲを静電吸着させる方式として、第１電極部３９に対して正電圧を印加すると共に、第２電極部４０に対して負電圧を印加する場合と比較して、レチクルＲをより強力に静電吸着させることができる。

（３）制御部４９は、第３電極部４１，４２がレチクルＲの導電層４５を介して電気的に導通状態にないと判別した場合には、第１電極部３９に対して正電圧を印加すると共に、第２電極部４０に対して負電圧を印加する状態を維持する。そのため、レチクルＲの導電層４５を大地に対して電気的に接続できない状態で、レチクルＲを静電吸着させる方式が双極方式から単極方式に切り換わることが回避される。したがって、レチクルＲの吸着方式を双極方式から単極方式に切り換えることに伴って、基体３７の支持面３７ａに対するレチクルＲの吸着状態が不用意に解除されることを防止できる。

（４）一般に、第３電極部４１，４２の電極面４１ａ，４２ａを基体３７の支持面３７ａ上に設ける場合には、第３電極部４１，４２は、第１電極部３９及び第２電極部４０に対して基体３７の支持面３７ａ上で独立した設置スペースを設けることが必要となる。そのため、基体３７の支持面３７ａ上における第３電極部４１，４２の近傍位置からレチクルＲの導電層４５に対して静電吸着力が作用しないこととなる。この点、上記実施形態では、第３電極部４１，４２は、第１電極部３９及び第２電極部４０を介在させて対向するように、第２電極部４０の外側端部に設けられている。すなわち、第３電極部４１，４２は、第１電極部３９から離間した位置に配置される。そのため、第１電極部３９に対する電圧の印加に伴って、レチクルＲのパターン形成領域４３の平面性を確保しつつ、レチクルＲを基体３７の支持面３７ａに静電吸着させることができる。

（５）第３電極部４１，４２は、レチクルＲの走査方向と直交する方向に離間して対をなすように設けられている。そのため、第３電極部４１，４２の電極面４１ａ，４２ａを基体３７の支持面３７ａ上に設けることに伴って、第１電極部３９の設置スペースがレチクルＲの走査方向において制限されることはない。したがって、レチクルＲのパターン形成領域４３をレチクルＲの走査方向に十分に確保することができる。

（６）第１電極部３９及び第２電極部４０には、基体３７の支持面３７ａに対してレチクルＲを当接させた後に電圧が同時に印加される。そのため、第１電極部３９によるレチクルＲの静電吸着と、第２電極部４０によるレチクルＲの静電吸着とが同時に行われる。したがって、基体３７の支持面３７ａにレチクルＲを静電吸着させる際に、基体３７の支持面３７ａとレチクルＲとの間に異物が混入することが抑制されるため、レチクルＲの平面性を確保しつつ、レチクルＲを基体３７の支持面３７ａに静電吸着することができる。

（７）第３電極部４１，４２の電極面４１ａ，４２ａが基体３７の支持面３７ａと面一になっている。そのため、レチクルＲの裏面Ｒａを基体３７の支持面３７ａに対して静電吸着させると同時に、第３電極部４１，４１の電極面４１ａ，４２ａがレチクルＲの裏面Ｒａに対して当接する。そして、この状態で、第３電極部４１，４２に対して電圧を印加することにより、第３電極部４１，４２がレチクルＲの裏面Ｒａに形成された導電層４５を介して電気的に導通状態にあるか否かを判別することができる。

なお、上記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。
・上記実施形態において、第１電極部３９の電極面３９ａの面積と第２電極部４０の電極面４０ａの面積とが互いに等しくなるように構成してもよい。この場合、第１電極部に生じる電束密度と第２電極部に生じる電束密度が等しくなる。したがって、第１電極部３９に対応する基体３７の支持面３７ａで作用する静電気力と、第２電極部４０に対応する基体３７の支持面３７ａで作用する静電気力の大きさが均一となり、レチクルＲの平面性を確保しつつ、レチクルＲを基体３７の支持面３７ａに均一に静電吸着させることができる。

・上記実施形態において、図５に示すように、第２電極部４０は、複数（図５では４つ）に分割された配置態様で、レチクルＲの周辺領域４４に対応する位置に設けられる構成としてもよい。

・上記実施形態において、第３電極部４１，４２は、レチクルＲの走査方向に離間して対をなすように設ける構成としてもよい。
・上記実施形態において、制御部４９は、レチクルＲの導電層４５が第３電極部４１，４２に対して電気的に導通状態にないと判別した場合に、切換スイッチＳＷ２の出力端子Ｐ４を入力端子Ｐ５及び入力端子Ｐ６の双方に対して接続させない構成としてもよい。

・上記実施形態において、第１静電吸着保持装置２５は、第３電極部４１，４２がレチクルＲの導電層４５を介して電気的に導通状態にある場合に、第１電極部３９及び第２電極部４０の双方に対して負電圧を印加する構成としてもよい。また、第１静電吸着保持装置２５は、第３電極部４１，４２がレチクルＲの導電層４５を介して電気的に導通状態にない場合に、第１電極部３９に対して負電圧を印加すると共に、第２電極部４０に対して正電圧を印加する構成としてもよい。

・上記実施形態において、第３電極部４１，４２の電極面４１ａ，４２ａは、第１電極部３９の電極面３９ａの中心に対して非対称となる位置に配置してもよい。また、第３電極部４１，４２の電極面４１ａ，４２ａは、必ずしも、第２電極部４０の電極面４０ａの外側端部に設ける必要はない。すなわち、第３電極部４１，４２の電極面４１ａ，４２ａは、第１電極部３９及び第２電極部４０を介在させて対向する配置構成であれば、基体３７の支持面３７ａ上の任意の位置に配置してもよい。

・上記実施形態において、第１電極部３９の電極面３９ａの面積と第２電極部４０の電極面４０ａの面積とが互いに異なるように構成してもよい。
・上記実施形態において、レチクルＲの裏面Ｒａが電気的に導通状態にあるか否かを検出するための検出手段として、一対の第３電極部４１，４２間での電圧差の有無を検出する電圧センサーを採用してもよい。

・上記実施形態において、レチクルＲの裏面Ｒａが電気的に導通状態にあるか否かを検出するための検出手段を第１静電吸着保持装置２５とは別部材構成で設ける構成としてもよい。

・上記実施形態において、第３電極部４１，４２は、基体３７の支持面３７ａ上における３箇所以上に配置する構成としてもよい。この構成によれば、レチクルＲの裏面Ｒａの電気的な導通状態をより詳細に把握することができる。なお、この場合、第３電極部に対して電圧を印加するための電源部は、複数の第３電極部に対する接続状態を任意に切換可能に構成することが望ましい。また、第３電極部に対して電圧を印加するための電源部は、第３電極部毎に個別に設ける構成としてもよい。

・上記実施形態において、露光装置１１は、露光光として、例えば、より波長の短いＥＢ光を用いることや、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ２レーザ（１２６ｎｍ）等の光を用い、照明光学系および投影光学系をレンズにより構成した屈折光学系やレンズとミラーを組み合わせた反射屈折光学系等を採用してもよいことは勿論である。

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６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７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）においては、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。

１１…露光装置、２５…マスク保持装置としての第１静電吸着保持装置、２６…駆動装置としてのレチクルステージ駆動部、３７…基体、３７ａ…吸着面としての支持面、３９…第１電極部、３９ａ…電極面、４０…第２電極部、４０ａ…電極面、４１…検出手段を構成する第３電極部、４１ａ…電極面、４２…検出手段を構成する第３電極部、４２ａ…電極面、４３…パターン形成領域、４４…周辺領域、４８…検出手段を構成する電圧印加部としての第３電源、４９…制御手段としての制御部、５０…検出手段を構成する検出部としての電流センサー、ＳＷ２…切り換え手段としての切換スイッチ、Ｒ…マスクとしてのレチクル、Ｒａ…第２面としての裏面、Ｒｂ…第１面としての表面、Ｗ…被露光物としてのウエハ。

Claims (21)

1. 所定のパターンが形成されたパターン形成領域及び該パターン形成領域の周囲の周辺領域を有する第１面と、前記第１面の裏側の第２面とが形成されたマスクを保持するマスク保持装置において、
   前記マスクの前記第２面を静電吸着する吸着面を有する基体と、
   前記基体に設けられ、前記パターン形成領域を含む大きさで形成された電極面を有する第１電極部と、
   前記基体に設けられ、前記第１電極部の周囲に配置された第２電極部と、
   を備えることを特徴とするマスク保持装置。
2. 請求項１に記載のマスク保持装置において、
   前記第２電極部は、前記周辺領域に対応する大きさで形成された電極面を有することを特徴とするマスク保持装置。
3. 請求項１に記載のマスク保持装置において、
   前記第２電極部は、前記周辺領域のうち、任意の箇所に配置される複数の電極面を有することを特徴とするマスク保持装置。
4. 請求項１から請求項３の何れか一項に記載のマスク保持装置において、
   前記基体の前記吸着面に静電吸着される前記マスクの前記第２面の導通を検出する検出部と電気的に導通状態であるか否かを検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づき、前記第１電極部及び前記第２電極部に対する電圧の印加態様を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とするマスク保持装置。
5. 請求項４に記載のマスク保持装置において、
   前記制御手段は、前記検出手段によって前記マスクの前記第２面が電気的に導通状態である旨が検出された場合には、前記第１電極部及び前記第２電極部の双方に正電圧又は負電圧のうち一方の電圧を印加させることを特徴とするマスク保持装置。
6. 請求項４に記載のマスク保持装置において、
   前記制御手段は、前記検出手段によって前記マスクの前記第２面が電気的に導通状態でない旨が検出された場合には、前記第１電極部及び前記第２電極部のうち、一方の電極部に正電圧を印加させると共に、他方の電極部に負電圧を印加させることを特徴とするマスク保持装置。
7. 請求項４〜請求項６のうち何れか一項に記載のマスク保持装置において、
   前記検出手段は、前記第２面と接触する複数の第３電極部と、
   前記第３電極部に個別に電圧を印加する電圧印加部と、
   前記複数の第３電極部の間で前記第２面を介して流れる電流の有無を検出する検出部と、
   を備えることを特徴とするマスク保持装置。
8. 請求項７に記載のマスク保持装置において、
   前記第３の電極部は、前記第１の電極部の中心に対して対称な位置に設けられることを特徴とするマスク保持装置。
9. 請求項７に記載のマスク保持装置において、
   前記マスクを静電吸着した前記基体を所定方向に沿って移動させる駆動装置を有し、
   前記第３電極部は、前記第２面における前記所定方向と交差する方向に、かつ、前記第１電極部の中心に対して対称な位置に設けられることを特徴とするマスク保持装置。
10. 請求項７〜請求項９のうち何れか一項に記載のマスク保持装置において、
    前記第３電極部を前記電圧印加部に対して電気的に接続する状態と、大地に対して電気的に接続する状態との間で切り換える切り換え手段を更に備えることを特徴とするマスク保持装置。
11. 請求項２〜請求項１０のうち何れか一項に記載のマスク保持装置において、
    前記第１電極部の電極面の面積と、前記第２電極部の電極面の面積とが、互いに等しいことを特徴とするマスク保持装置。
12. マスクに形成された所定のパターンを被露光物に露光する露光装置において、
    請求項１〜請求項１１のうち何れか一項に記載のマスク保持装置を用いて、前記マスクを保持することを特徴とする露光装置。
13. 所定のパターンが形成されたパターン形成領域及び該パターン形成領域の周囲の周辺領域とを有する第１面と、前記第１面の裏側の第２面とが形成されたマスクを保持するマスク保持方法において、
    前記マスクの前記第２面を静電吸着する吸着面を有する基体に設けられ、前記パターン形成領域を含む大きさに対応する電極面が形成された第１の電極部に、前記マスクの前記第２面を静電吸着し、
    前記基体に設けられ、該第１の電極部の周りに形成された第２の電極部に、前記マスクの前記第２面を静電吸着することを特徴とするマスク保持方法。
14. 請求項１３に記載のマスク保持方法において、
    前記第１電極部への静電吸着と前記第２電極部への静電吸着とを同時に行うことを特徴とするマスク保持方法。
15. 請求項１３又は請求項１４に記載のマスク保持方法において、
    前記第２電極部に形成された複数の電極面に、前記マスクの前記第２面を静電吸着することを特徴とするマスク保持方法。
16. 請求項１３〜請求項１５のうち何れか一項に記載のマスク保持方法において、
    前記基体の前記吸着面に静電吸着される前記マスクの前記第２面が電気的に導通状態であるか否かを検出し、
    前記検出した検出結果に基づき、前記第１の電極部及び前記第２の電極部に対する電圧の印加態様を制御することを特徴とするマスク保持方法。
17. 請求項１６に記載のマスク保持方法において、
    前記マスクの前記第２面が電気的に導通状態である旨が検出された場合には、前記第１電極部及び前記第２電極部の双方に正電圧又は負電圧のうち一方の電圧を印加させることを特徴とするマスク保持方法。
18. 請求項１６に記載のマスク保持方法において、
    前記マスクの前記第２面が電気的に導通状態でない旨が検出された場合には、前記第１電極部及び前記第２電極部のうち、一方の電極部に正電圧を印加させると共に、他方の電極部に負電圧を印加させることを特徴とするマスク保持方法。
19. 請求項１６〜請求項１８のうち何れか一項に記載のマスク保持方法において、
    前記基体の複数個所に設けられた第３電極部により、前記第２面と前記基体との間が電気的に導通状態であるか否かを検出し、
    前記第３の電極部に個別に電圧を印加し、
    前記第２面を介して流れる電流の有無を検出することを特徴とするマスク保持方法。
20. 請求項１９のうち何れか一項に記載のマスク保持方法において、
    前記第３電極部に個別に電圧を印加する状態と、大地に電気的に接続する状態との間で切り換えることを特徴とするマスク保持方法。
21. 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１２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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