JP2013041947A

JP2013041947A - リソグラフィ装置及び物品の製造方法

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Publication number: JP2013041947A
Application number: JP2011177252A
Authority: JP
Inventors: Mahito Yamamoto; 磨人山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-08-12
Filing date: 2011-08-12
Publication date: 2013-02-28
Also published as: KR20130018169A; TW201308025A; US20130038855A1

Abstract

【課題】原版へのパーティクルの付着の防止に有利な技術を提供する。
【解決手段】パターンが形成されたパターン領域を有する原版を用いて、前記パターンを基板に転写するリソグラフィ装置であって、前記原版を保管するストッカと、前記パターンを前記基板に転写する転写処理を行う処理部と、前記ストッカと前記処理部との間で前記原版を搬送する搬送機構と、を有し、前記搬送機構は、前記パターン領域を覆うように配置されることにより、前記パターン領域を保護する保護プレートと、前記保護プレートに配置され、前記原版の前記パターン領域以外の部分を介して前記原版を保持する保持部と、を含むことを特徴とするリソグラフィ装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、リソグラフィ装置及び物品の製造方法に関する。

半導体デバイスの製造に用いられるリソグラフィ装置として、レチクルのパターンを基板に投影する露光装置に加えて、真空プロセスなどの大がかりな装置を必要とせず、半導体デバイスを低コストで大量生産することができるインプリント装置が注目されている。インプリント装置は、インプリント技術を利用して、基板（シリコンウエハやガラスプレート）の上の樹脂にパターン（凹凸パターン）を有するモールド（原版）を押し付けた状態で樹脂を硬化させてパターンを転写する装置である。

インプリント装置では、モールドのパターン面にパーティクル（ごみなどの異物）が付着すると、基板に転写されるパターンの欠陥やパターン面の破損を招くため、パターン面へのパーティクルの付着を防止する必要がある。例えば、露光装置では、レチクル（原版）のパターン面側にペリクルを配置することでパーティクルの付着を防止しているが、インプリント装置では、モールドを基板上の樹脂に接触させるため、モールドのパターン面側にペリクルを配置することができない。また、露光装置では、パターン面へのパーティクルの付着を防止する技術として、レチクルを収納してパターン面を非接触に保護するカセットも開示されている（特許文献１参照）。また、レチクルの搬送中は、パターン面にパーティクルが付着しやすいため、特許文献１の技術では、レチクルを搬送する際にはレチクルを収納したカセットごと搬送している。

特開２００６−２４５２５７号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、レチクルを収納するためのカセットの構造が複雑であり、更に、レチクルを収納したカセットを搬送するための専用の搬送機構が必要となるため、装置構成や装置コストの面で不利となる。従って、半導体デバイスを低コストで生産することが実現可能なインプリント装置に特許文献１の技術を適用することは現実的ではない。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、原版へのパーティクルの付着の防止に有利な技術を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのリソグラフィ装置は、パターンが形成されたパターン領域を有する原版を用いて、前記パターンを基板に転写するリソグラフィ装置であって、前記原版を保管するストッカと、前記パターンを前記基板に転写する転写処理を行う処理部と、前記ストッカと前記処理部との間で前記原版を搬送する搬送機構と、を有し、前記搬送機構は、前記パターン領域を覆うように配置されることにより、前記パターン領域を保護する保護プレートと、前記保護プレートに配置され、前記原版の前記パターン領域以外の部分を介して前記原版を保持する保持部と、を含むことを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、原版へのパーティクルの付着の防止に有利な技術を提供することができる。

本発明の一側面としてのリソグラフィ装置に適用される搬送機構の構成を示す側面図である。図１に示す搬送機構の構成を示す概略上面図である。本発明の一側面としてのリソグラフィ装置を説明するための図である。図３に示すリソグラフィ装置のストッカの構成を示す図である。本発明の一側面としてのリソグラフィ装置に適用される搬送機構の別の構成を示す側面図である。本発明の一側面としてのリソグラフィ装置に適用される搬送機構の更に別の構成を示す側面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一側面としてのリソグラフィ装置に適用される搬送機構１００の構成を示す概略側面図である。図２は、搬送機構１００の構成を示す概略上面図である。搬送機構１００は、リソグラフィ装置において、基板にパターンを転写する転写処理に用いられる原版ＯＲを搬送する。原版ＯＲは、基板に転写すべきパターンが形成されたパターン領域ＰＲを有する。ここでは、原版ＯＲのパターン領域ＰＲを含む面をパターン面ＰＳと称し、原版ＯＲのパターン領域ＰＲを含む面（パターン面ＰＳ）とは反対側の面を裏面ＢＳと称する。

搬送機構１００は、原版ＯＲのパターン領域ＰＲから離間して（即ち、パターン領域ＰＲに非接触で）、且つ、パターン領域ＰＲを覆うように配置され、パターン領域ＰＲを保護する保護プレート１１０を含む。保護プレート１１０は、後述する保持部１２０に保持された原版ＯＲが位置ずれした際にもパターン領域ＰＲから外れない程度に、パターン領域ＰＲよりも広い面積を有するとよい。

保護プレート１１０には、原版ＯＲのパターン領域以外の部分、例えば、パターン面ＰＳにおけるパターン領域以外の部分を介して原版ＯＲを保持する保持部１２０が配置されている。保持部１２０は、例えば、原版ＯＲを真空吸着する吸着パッドで構成される。また、保持部１２０は、原版ＯＲを保持する際の接触によって生じるパーティクルがパターン領域ＰＲに付着することを避けるために、パターン領域ＰＲから離れた位置で原版ＯＲを保持するとよい。例えば、保持部１２０は、後述するように、原版ＯＲの裏面ＢＳを介して原版ＯＲを保持してもよい。

保持部１２０は、保護プレート１１０（の表面）と原版ＯＲのパターン領域ＰＲ（パターン面ＰＳ）との間に微小な間隙、例えば、１０μｍ以下の間隙を有して、原版ＯＲを保持する。これにより、保護プレート１１０と原版ＯＲのパターン領域ＰＲとの間の空間にパーティクルが進入することが抑制され、パターン領域ＰＲへのパーティクルの付着を防止することができる。なお、図１及び図２に示すように、原版側に凸形状となる段差部分１１２を保護プレート１１０に形成し、保持部１２０は、段差部分１１２と原版ＯＲのパターン領域ＰＲとの間に微小な間隙を有するように原版ＯＲを保持してもよい。

搬送ハンド１３０は、保護プレート１１０を保持して移動する可動ハンドである。搬送ハンド１３０は、当業界で周知のいかなる構成をも適用可能であり、例えば、リソグラフィ装置において、原版ＯＲを保管するストッカと原版ＯＲのパターンを基板に転写する転写処理を行う処理部との間を移動可能に構成される。

図３を参照して、本発明の一側面としてのリソグラフィ装置１について説明する。リソグラフィ装置１は、パターンが形成されたパターン領域ＰＲを有する原版ＯＲを用いて、原版ＯＲのパターンを基板ＳＴに転写する装置であって、例えば、インプリント装置や露光装置として具現化される。リソグラフィ装置１は、図３に示すように、原版ＯＲを保管するストッカ２００と、原版ＯＲのパターンを基板ＳＴに転写する転写処理を行う処理部３００と、ストッカ２００と処理部３００との間で原版ＯＲを搬送する搬送機構１００とを有する。なお、図３では、搬送機構１００の搬送ハンド１３０の図示を省略している。

ストッカ２００及び処理部３００は、気流が制御された空調環境下に配置されている。具体的には、ストッカ２００は、図４に示すように、原版ＯＲを載置する複数の載置部２１０と、原版ＯＲのパターン面ＰＳに沿った方向ＤＲに気流を形成する保管環境形成部２２０とを有する。ストッカ２００では、載置部２１０が原版ＯＲを載置している状態において、保管環境形成部２２０が原版ＯＲのパターン面ＰＳに沿った方向ＤＲに気流を形成することで、パターン領域ＰＲへのパーティクルの付着を防止している。また、保管環境形成部２２０が形成する気流の上流側にイオナイザを配置し、パーティクル及び原版ＯＲに帯電した静電力を除電すれば、パターン領域ＰＲへのパーティクルの付着を更に防止することが可能となる。なお、保管環境形成部２２０が形成する気流の方向ＤＲは、図４に示すように、上から下に向かう方向に限定されるものではなく、下から上に向かう方向、左から右に向かう方向、右から左に向かう方向などであってもよい。同様に、処理部３００は、原版ＯＲを保持する原版ステージ３１０と、原版ＯＲのパターン面ＰＳに沿った方向に気流を形成する処理環境形成部３２０とを有する。処理部３００では、原版ステージ３１０が原版ＯＲを保持している状態において、処理環境形成部３２０が原版ＯＲのパターン面ＰＳに沿った方向ＤＲに気流を形成することで、パターン領域ＰＲへのパーティクルの付着を防止している。

処理部３００は、原版ステージ３１０や処理環境形成部３２０に加えて、基板ＳＴを保持する基板ステージ３３０なども含む。処理部３００は、リソグラフィ装置１がインプリント装置である場合には、基板ＳＴに塗布された樹脂に原版ＯＲを押し付けた状態で樹脂を硬化させ、硬化した樹脂から原版ＯＲを剥離するインプリント処理を行う。この場合、処理部３００は、基板ＳＴに樹脂を供給する樹脂供給機構、基板ＳＴの上の樹脂に原版ＯＲとしてのモールドを押し付けたり、樹脂からモールドを引き離したりするために原版ステージ３１０を駆動する駆動機構などを含む。また、処理部３００は、リソグラフィ装置１が露光装置である場合には、照明光学系や投影光学系などを含み、原版ＯＲとしてのレチクルのパターンを投影光学系によって基板ＳＴに投影する露光処理を行う。

リソグラフィ装置１における搬送機構１００による原版ＯＲの搬送について説明する。図３（ａ）は、ストッカ２００が原版ＯＲを保管している状態を示しており、上述したように、保管環境形成部２２０が形成する気流によって原版ＯＲのパターン領域ＰＲへのパーティクルの付着が防止されている。搬送機構１００はストッカ２００に保管されている原版ＯＲを受け取るために、搬送ハンド１３０を移動させ、図３（ｂ）に示すように、保護プレート１１０に配置された保持部１２０で原版ＯＲを保持する。

次いで、搬送機構１００は原版ＯＲを処理部３００に搬送するために、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、保持部１２０が原版ＯＲを保持した状態で搬送ハンド１３０を移動させる。そして、図３（ｅ）に示すように、原版ＯＲを原版ステージ３１０に引き渡す位置まで搬送ハンド１３０が移動したら、原版ステージ３１０による原版ＯＲの保持を開始すると共に、保持部１２０による原版ＯＲの保持を解除する。

次に、原版ステージ３１０が原版ＯＲを保持したら、搬送機構１００は処理部３００から退避するために、図３（ｆ）に示すように、搬送ハンド１３０を移動させる。図３（ｆ）は、原版ステージ３１０が原版ＯＲを保持している状態を示しており、上述したように、処理環境形成部３２０が形成する気流によって原版ＯＲのパターン領域ＰＲへのパーティクルの付着が防止されている。

図３（ｂ）乃至図３（ｅ）は、搬送機構１００がストッカ２００から処理部３００まで原版ＯＲを搬送する状態を示している。この際、搬送機構１００の動作（即ち、搬送ハンド１３０の移動）に起因して原版ＯＲのパターン領域ＰＲの近傍における気流が乱れる。但し、搬送機構１００においては、保持部１２０が原版ＯＲを保持している状態において、上述したように、保護プレート１１０と原版ＯＲのパターン領域ＰＲとの間の間隙は非常に微小である。従って、保護プレート１１０と原版ＯＲのパターン領域ＰＲとの間の間隙にパーティクルが進入することが抑制され、パターン領域ＰＲへのパーティクルの付着を防止することができる。

また、原版ステージ３１０に保持された原版ＯＲを処理部３００からストッカ２００に搬送する際には、図３（ｆ）、図３（ｅ）、図３（ｄ）、図３（ｃ）、図３（ｂ）及び図３（ａ）の順で上述した動作を行えばよい。処理部３００からストッカ２００に原版ＯＲを搬送する際も同様に、保護プレート１１０と原版ＯＲのパターン領域ＰＲとの間の間隙にパーティクルが進入することが抑制され、パターン領域ＰＲへのパーティクルの付着を防止することができる。

更に、搬送機構１００は、原版ＯＲを搬送していない間は、気流が制御された空調環境下で待機させておくとよい。保護プレート１１０にパーティクルが付着していると、原版ＯＲを搬送する際に、保護プレート１１０からパーティクルが離脱して原版ＯＲのパターン領域ＰＲに付着する可能性がある。そこで、保持部１２０が原版ＯＲを保持しておらず、保護プレート１１０の表面が露出している場合（即ち、原版ＯＲを搬送していない間）には、保護プレート１１０の表面に沿った方向に気流を形成する。これにより、保護プレート１１０へのパーティクルの付着を防止することができる。また、気流の上流側にイオナイザを配置し、パーティクル及び保護プレート１１０に帯電した静電力を除電すれば、保護プレート１１０へのパーティクルの付着を更に防止することが可能となる。

このように、本実施形態のリソグラフィ装置１は、簡易な構成を有する搬送機構１００によって、原版ＯＲの搬送中におけるパターン領域ＰＲへのパーティクルの付着を防止することができる。また、ストッカ２００が原版ＯＲを保管している場合や原版ステージ３１０が原版ＯＲを保持している場合にも、原版ＯＲのパターン領域ＰＲに沿った方向に気流を形成することで、パターン領域ＰＲへのパーティクルの付着を防止することができる。従って、リソグラフィ装置１は、装置構成の複雑化や装置コストの増加を招くことなく、高いスループットで経済性よく高品位なデバイス（半導体デバイス、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。物品としてのデバイスの製造方法は、リソグラフィ装置１を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）に原版のパターンを転写するステップを含む。かかる製造方法は、パターンが転写された基板をエッチングするステップを更に含む。なお、かかる製造方法は、パターンドットメディア（記録媒体）や光学素子などの他の物品を製造する場合には、エッチングステップの代わりに、パターンが転写された基板を加工する他の加工ステップを含む。

また、搬送機構１００は、図５に示す搬送機構１００Ａに置換することも可能である。図５は、リソグラフィ装置１に適用される搬送機構１００Ａの構成を示す概略側面図である。搬送機構１００Ａは、パターン面ＰＳのほぼ全面にパターン領域ＰＲが形成されているような原版ＯＲを搬送する際に好適である。保持部１２０は、原版ＯＲのパターン面ＰＳにおけるパターン領域以外の部分を介して原版ＯＲを保持することができないため、図５に示すように、原版ＯＲの裏面ＢＳを介して原版ＯＲを保持する。

搬送機構１００Ａは、保護プレート１１０、保持部１２０及び搬送ハンド１３０に加えて、保護部材１４０を更に含む。保護部材１４０は、原版ＯＲのパターン面ＰＳに対して垂直な方向に延在し、パターン面ＰＳの対向する２つの辺を囲うように保護プレート１１０に配置される。これにより、保護プレート１１０と原版ＯＲのパターン領域ＰＲとの間の空間にパーティクルが進入することが更に抑制され、パターン領域ＰＲへのパーティクルの付着を更に防止することができる。

また、搬送機構１００は、図６に示す搬送機構１００Ｂに置換することも可能である。図６は、リソグラフィ装置１に適用される搬送機構１００Ｂの構成を示す概略側面図である。搬送機構１００Ｂは、搬送機構１００Ａと同様に、パターン面ＰＳのほぼ全面にパターン領域ＰＲが形成されているような原版ＯＲを搬送する際に好適である。保持部１２０は、原版ＯＲのパターン面ＰＳにおけるパターン領域以外の部分を介して原版ＯＲを保持することができないため、図６に示すように、原版ＯＲの裏面ＢＳを介して原版ＯＲを保持する。また、保持部１２０は、原版ＯＲの裏面ＢＳを重力方向に向けて原版ＯＲを保持する。

搬送機構１００Ｂにおいても、保持部１２０は、保護プレート１１０と原版ＯＲのパターン領域ＰＲとの間に微小な間隙、例えば、１０μｍ以下の間隙を有して、原版ＯＲを保持する。これにより、保護プレート１１０と原版ＯＲのパターン領域ＰＲとの間の空間にパーティクルが進入することが抑制され、パターン領域ＰＲへのパーティクルの付着を防止することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

Claims

パターンが形成されたパターン領域を有する原版を用いて、前記パターンを基板に転写するリソグラフィ装置であって、
前記原版を保管するストッカと、
前記パターンを前記基板に転写する転写処理を行う処理部と、
前記ストッカと前記処理部との間で前記原版を搬送する搬送機構と、を有し、
前記搬送機構は、
前記パターン領域を覆うように配置されることにより、前記パターン領域を保護する保護プレートと、
前記保護プレートに配置され、前記原版の前記パターン領域以外の部分を介して前記原版を保持する保持部と、
を含むことを特徴とするリソグラフィ装置。
前記保持部は、前記原版の前記パターン領域を含む面における前記パターン領域以外の部分を介して前記原版を保持することを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
前記保持部は、前記原版の前記パターン領域を含む面とは反対側の面を介して前記原版を保持することを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
前記搬送機構は、前記パターン領域を含む面に対して垂直な方向に延在し、前記パターン領域を含む面の対向する２つの辺を囲うように前記保護プレートに配置される保護部材を更に含むことを特徴とする請求項３に記載のリソグラフィ装置。
前記保持部は、前記原版の前記パターン領域を含む面とは反対側の面を重力方向に向けて前記原版を保持することを特徴とする請求項３に記載のリソグラフィ装置。
前記ストッカは、
前記原版を載置する載置部と、
前記載置部が前記原版を載置している状態において、前記原版の前記パターン領域を含む面に沿った方向に気流を形成する保管環境形成部と、
を含むことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
前記処理部は、
前記原版を保持するステージと、
前記ステージが前記原版を保持している状態において、前記原版の前記パターン領域を含む面に沿った方向に気流を形成する処理環境形成部と、
を含むことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
前記処理部は、前記基板に塗布された樹脂に前記原版を押し付けた状態で当該樹脂を硬化させ、硬化した樹脂から前記原版を剥離するインプリント処理を前記転写処理として行うことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
前記処理部は、前記原版のパターンを投影光学系によって前記基板に投影する露光処理を前記転写処理として行うことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置を用いて原版のパターンを基板に転写するステップと、
前記パターンが転写された基板を加工するステップと、
を有することを特徴とする物品の製造方法。