JP3624523B2 - X-ray projection exposure apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトマスク(マスクまたはレチクル)上の回路パターンをX線光学系等によるミラープロジェクション方式により投影結像光学系を介してウエハ等の基板上に転写するのに用いて好適なX線投影露光装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造用の露光装置は、物体面としてのフォトマスク(以下、マスクと略称する場合がある)面上に形成された回路パターンを結像光学系を介してウエハ等の基板上に投影転写する。ここで、基板にはレジストが塗布されており、パターン露光によってレジストが感光し、レジストパターンが形成される。
【0003】
半導体製造用の露光装置として用いられる一般的なX線投影露光装置(一例)の構成(一部)を概念的に図4に示す。
露光装置はX線源1、該X線源1から発生するX線20をマスク3上に照射する照明光学系2、マスク3のステージ4、マスク3からのX線22を受けてマスク3上に形成されたパターンをウエハ6上に投影結像する投影結像光学系(以下、結像光学系と略称する場合がある)5、ウエハ6のステージ7により構成される。
【0004】
X線は、従来のレンズでは回折させることが困難である。そのため、照明光学系2および結像光学系5は反射鏡を用いた反射型光学系により構成される。特に、波長13nmのX線においては、モリブデンとシリコンからなる多層膜が正入射においても高い反射率を有するため、該多層膜を反射鏡の反射面に設ける場合が多い。
【0005】
マスク3には、レジスト(基板上)に描画するパターンの等倍パターンまたは拡大パターンが形成されている。マスク(一例)の概念図(断面図)を図5(a)に示す。
マスクも照明光学系2及び結像光学系5と同様に、反射型とすることが好ましい。そこで、例えば、基板31上に設けた(成膜した)X線反射多層膜32の上にX線吸収層33をパターン状に形成して反射型マスクとすればよい。
【0006】
このようにすると、多層膜32が露出した部分は多層膜によりX線が反射され、パターン状に形成されたX線吸収層(以下、吸収層と略称する場合がある)33の部分はX線が吸収されて反射しない。
X線源1から発生したX線20は、照明光学系2を通してマスク3上に照射される。そして、マスク3で反射されたX線22は、結像光学系5を通してウエハ6上のレジストに照射(パターン露光)される。このようにして、マスク3上のパターンをウエハ6上のレジストに結像するようになっている。
【0007】
ウエハ上のレジスト(以下、「ウェハ上」と略称する場合がある)に所望の結像パターンを形成するためには、少なくとも、結像光学系5には無収差に近い性能が求められ、さらにマスク3としては、パターンに欠陥がないか、或いは極めて少ないことが求められる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パターンに欠陥のないマスクを用いたとしても、露光時にマスク反射面にX線の反射を妨げるゴミが付着した場合は、ウエハ上に結像したパターンに欠陥を生じさせる。
例えば、図5(b)に示すように、ゴミ34がマスク上の多層膜32の露出部分に付着した場合、このゴミ34が吸収層33と同様の作用を示す。つまり、このゴミ34の部分に入射したX線は、ゴミ34により吸収されるので、本来反射すべき部分(多層膜露出部分)に入射したX線が反射しなくなってしまう。
【0009】
一般に、半導体製造用の露光装置は、空気中に浮遊するゴミが作製中の半導体に付着することを防ぐために、クリーンルーム内に設置されることが多い。
しかし、クリーンルーム内のゴミを完全に0にすることは不可能に近い。さらに、露光装置には各ステージ4、7等の摺動部分があり、ここからゴミが発生することもある。
【0010】
従って、従来の露光装置では、ゴミがマスク3に付着して、このことが所望のレジストパターンを得ることを困難にするという問題点があった。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、パターンが形成されたマスクにゴミが付着することを効果的に防ぐことが可能であり、その結果、露光時においてマスクパターンに対応して形成されるレジストパターンに欠陥が生じることを有効に防止することができるX線投影露光装置を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明は第一に「少なくとも、X線源と、該X線源から発生するX線を所定位置に配置されたフォトマスクに照射する照明光学系と、該フォトマスクのステージと、該フォトマスクに近接させて設けたフィルターと、該フォトマスクからのX線を受けて該フォトマスクに形成されたパターンを所定位置に配置されたウエハーに投影結像する投影結像光学系と、該ウエハのステージとを備えたX線投影露光装置において、
前記フィルターは、X線を透過させるスリット形状のX線透過部と、該X線透過部を支持するとともにX線を透過させない支持部とを有することを特徴とするX線投影露光装置(請求項1)」を提供する。
【0012】
また、本発明は第二に「前記投影結像光学系は輪帯状の視野を有し、前記X線透過部の形状を輪帯状にしたことを特徴とする請求項1記載のX線投影露光装置(請求項2)」を提供する。
また、本発明は第三に「前記X線透過部の形状及び大きさを前記投影結像光学系のフォトマスク上の有効視野と同等にしたことを特徴とする請求項1または2記載のX線投影露光装置(請求項3)」を提供する。
【0013】
また、本発明は第四に「前記X線透過部は、Be、Si、Be化合物、またはSi化合物により形成されてなることを特徴とする請求項1〜3記載のX線投影露光装置(請求項4)」を提供する。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明にかかるX線投影露光装置(一例)の構成(一部)を示す概念図である。
図1の露光装置は、X線源1、該X線源1から発生するX線20をマスク3上に照射する照明光学系2、マスク3のステージ4、マスク3からのX線22を受けてマスク3上に形成されたパターンをウエハ6上のレジストに投影結像する投影結像光学系5、ウエハ6のステージ7、およびフィルター8を有する。
【0016】
フィルター8は、マスク3と結像光学系5の間に、マスク3に近接して配置されているので、空間に浮遊するゴミがマスク3に近づいても、ゴミはフィルター8に付着する。
そのため、本発明によれば、パターンが形成されたマスクにゴミが付着することを効果的に防ぐことが可能であり、その結果、露光時においてマスクパターンに対応して形成さ
れるレジストパターンに欠陥が生じることを有効に防止することができる。
【0017】
フィルター8は、マスク3へのゴミ付着をできる限り防止するように配置することが好ましい。
例えば、図2(a)に示すように、フィルター8をマスク3よりも大きい板状とし、マスクの反射面30と平行となるように近接して配置するとよい。
ここで、フィルター8とマスク3の反射面30との間隔を小さくしすぎて、極端な例として、フィルター8をマスク3に接触するほど近づけると、フィルター8に付着したゴミがマスク3の反射面30とほぼ同じ位置になってしまう。この場合には、ゴミの投影像がウエハ6上に結像してしまうので好ましくない。
【0018】
従って、マスクとフィルターの間隔は結像光学系のマスク側の焦点深度よりも大きくすることが好ましい。
このようにすれば、フィルター8上にゴミが付着しても、その投影像がウエハ6上に結像することはなく、ウエハのレジストパターンの欠陥にはならない。
フィルター8は、マスク3へのゴミ付着を防止する効果を増大させるために、マスク3よりも大きい形状とすることが好ましいが、この場合、フィルターには、X線投影露光に用いるX線が入射することになる。
【0019】
従って、本発明にかかるフィルターは、X線投影露光に用いるX線を透過させるX線透過部を少なくとも有することが好ましい。
そこで、例えば、フィルター8をX線の透過率が高い材料により構成してフィルター全体をX線透過部とするか、或いはフィルター8の一部に該材料からなるX線透過部を設けて、さらに該X線透過部をX線22の透過方向に対して薄くすることが好ましい。
【0020】
前記フィルターまたはそのX線透過部(以下、X線透過部と略称する場合がある)を構成する材料としては、X線の透過率が高く、しかも薄膜化または薄片化が容易なBe、Si、Be化合物、またはSi化合物が好ましい。特に、波長13nmのX線に対して、これらの材料が好ましい。
X線透過部を薄膜化または薄片化すると、X線透過部の強度が小さくなって問題となる場合がある。そこで、本発明にかかるフィルターは、X線透過部の支持部を有することが好ましい。
【0021】
例えば、図2(b)に示すように、フィルター8のX線透過部8aの強度を補強するために、X線透過部8aを支持する支持部8bを設けるとよい。
支持部8bは、必ずしもX線の透過率が高い必要はなく、少なくとも照明光学系2からマスク3へ向かうX線21と、マスク3から結像光学系5へ向かう結像に有効なX線22の光路を妨げないような形状をしていればよい。
【0022】
例えば、投影結像光学系5に、輪帯状の視野を有する光学系が用いられる場合には、図3に示すように、フィルター8のうちX線透過率が高い部分(X線透過部)8aの形状を輪帯状にして、結像に有効なX線の光路をけらないように支持部材8bにより支持すればよい。
このように、X線透過部8aの面積を小さくして、これを支持部8bにより保持すると、フィルター8全体の強度を大きくしつつ、X線透過部8aの厚さを薄くできるので好ましい。
【0023】
ここで、X線透過部8aの形状をスリット状(例えば、輪帯状)にし、また支持部8bをX線が透過しないか、或いは結像に有効なX線が透過しない部材とすれば、フィルター
8にスリットの効果を持たせることができる。
つまり、照明光学系2からマスク3に入射しようとするX線21の内、結像に寄与しない不要なX線を除去することができる。その結果、結像転写パターンのコントラストが高くなり、高品質のレジストパターンを得ることができる。
【0024】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【0025】
【実施例】
図1は、本実施例のX線投影露光装置(一例)の構成(一部)を示す概念図である。
図1の露光装置は、X線源1、該X線源1から発生するX線20をマスク3上に照射する照明光学系2、マスク3のステージ4、マスク3からのX線22を受けてマスク3上に形成されたパターンをウエハ6上に投影結像する投影結像光学系5、ウエハ6のステージ7、およびフィルター8を有する。
【0026】
結像に有効なX線の波長は13nmとし、投影結像光学系5には輪帯状の視野を有する縮小光学系を用いた。
フィルター8は、厚さ約1μmのBe(ベリリュウム)薄膜8cを図3に示すように、厚さ10mmの金属製支持部8bにより支持したものである。支持部の外形は150×150mmの矩形として、マスク3よりも大きいサイズとした。
【0027】
フィルター8のうちX線の透過率の高い部分(X線透過部)8aの形状は輪帯とし、その大きさを幅5mm、長さ120mmとすることで、投影結像光学系のマスク上の有効視野と同等にした。
フィルター8は、マスク3の反射面30と平行に、その間隔が約1mmとなるように配置した。さらに、支持部8bが結像に有効なX線の光路をけらないようにフィルター8を配置した。
【0028】
なお、フィルター8は、板状部材の表面にBeの薄膜8cを形成した後、X線の光路となる板状部材の部分(X線透過部8aに対向する板状部材の部分)をエッチングにより除去して、支持部8bとすることにより作製した。
本実施例のX線投影露光装置によれば、マスク3に近接させてフィルター8を設けたので、空間に浮遊するゴミがマスク3に近づいても、ゴミがフィルター8に付着する。そのため、ゴミがマスク3に付着することをフィルター8により防ぐことができた。
【0029】
従って、本実施例の露光装置を用いて露光したところ、形成したレジストパターンには欠陥は認められず、また最小サイズ0.1μmの所望レジストパターンが高い歩留まりにて形成できた。
また、フィルター8は十分な強度を有しており、露光中等に破損することはなかった。さらに、支持部8bは十分な厚さを有しているのでX線は透過せず、またX線透過率の高い部分(X線透過部8a)の形状を輪帯状にしたことにより、スリットとしての効果も得られ、高品質のレジストパターンが得られた。
【0030】
これに対して、本実施例にかかるフィルターを設けていない従来の露光装置による露光の場合は、マスク上に付着したゴミが原因で、多数のレジストパターン欠陥が発生した。その結果、歩留まりが悪くなり、レジストパターンの生産能力が低下してしまった。
【0031】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明のX線投影露光装置によれば、パターンが形成されたマスクにゴミが付着することを効果的に防ぐことが可能であり、その結果、露光時においてマスクパターンに対応して形成されるレジストパターンに欠陥が生じることを有効に防止することができる。
【0032】
また、本発明のX線投影露光装置によれば、フィルターにスリットの効果を持たせることが可能であり、その結果、高品質のレジストパターンを高い歩留まりで形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、実施例のX線投影露光装置の構成(一部)を示すブロック図である。
【図2】は、本発明にかかるX線投影露光装置(一例)におけるマスクとフィルターの構成(一部)を示すブロック図である((a)は支持部を設けないフィルターを示す図、(b)は支持部を設けたフィルターを示す図である)。
【図3】は、実施例のX線投影露光装置におけるフィルターを示す図である((a)はフィルターの断面を示す図、(b)はフィルターの平面を示す図である)。
【図4】は、従来のX線投影露光装置の構成(一部)を示すブロック図である。
【図5】は、X線投影露光装置に用いられる一般的な反射マスクを示す図である((a)は反射マスクの断面を示す図、(b)はマスクの反射部にゴミが付いた様子を示す図である)。
【主要部分の符号の説明】
1...X線源
2...照明光学系
3...マスク
4...マスクステージ
5...結像光学系
6...ウエハ
7...ウエハステージ
8...フィルター
8a...フィルターを構成するX線透過率の高い部分(例えば、輪帯状のX線透過部)
8b...フィルターを構成する、X線透過部の支持部
8c...X線透過率が高い材料からなる薄膜層または薄片部材
20、21、22、23...X線
30...マスクの反射面
31...マスクの基板
32...X線反射多層膜
33...X線を吸収する物質からなる層(X線吸収層)
34...マスクに付着したゴミ
以上[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is suitable for use in transferring a circuit pattern on a photomask (mask or reticle) onto a substrate such as a wafer via a projection imaging optical system by a mirror projection method using an X-ray optical system or the like. The present invention relates to a projection exposure apparatus.
[0002]
[Prior art]
An exposure apparatus for manufacturing a semiconductor projects and transfers a circuit pattern formed on a photomask (hereinafter sometimes abbreviated as a mask) as an object surface onto a substrate such as a wafer via an imaging optical system. . Here, a resist is applied to the substrate, and the resist is exposed by pattern exposure to form a resist pattern.
[0003]
FIG. 4 conceptually shows a configuration (part) of a general X-ray projection exposure apparatus (one example) used as an exposure apparatus for semiconductor manufacturing.
The exposure apparatus receives an
[0004]
X-rays are difficult to diffract with conventional lenses. Therefore, the illumination
[0005]
The
Like the illumination
[0006]
In this way, the portion where the
X-rays 20 generated from the
[0007]
In order to form a desired imaging pattern on a resist on a wafer (hereinafter sometimes abbreviated as “on the wafer”), at least the imaging
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if a mask having no defect in the pattern is used, if dust that interferes with reflection of X-rays adheres to the mask reflection surface during exposure, a defect is generated in the pattern formed on the wafer.
For example, as shown in FIG. 5B, when the
[0009]
In general, an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor is often installed in a clean room in order to prevent dust floating in the air from adhering to a semiconductor being manufactured.
However, it is almost impossible to completely eliminate the garbage in the clean room. Further, the exposure apparatus has sliding portions such as the
[0010]
Therefore, the conventional exposure apparatus has a problem that dust adheres to the
The present invention has been made in view of such a problem, and can effectively prevent dust from adhering to the mask on which the pattern is formed. An object of the present invention is to provide an X-ray projection exposure apparatus that can effectively prevent a defect from occurring in a resist pattern formed in this manner.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present invention is "at least a first, a X-ray source, an illumination optical system for irradiating the photo mask disposed at a predetermined position of the X-ray generated from the X-ray source, a stage of the photomask, the A filter provided close to the photomask; a projection imaging optical system that receives X-rays from the photomask and projects a pattern formed on the photomask onto a wafer placed at a predetermined position; and In an X-ray projection exposure apparatus comprising a wafer stage,
The X-ray projection exposure apparatus characterized in that the filter has a slit-shaped X-ray transmission part that transmits X-rays, and a support part that supports the X-ray transmission part and does not transmit X-rays. 1) ".
[0012]
The X-ray projection exposure according to
According to a third aspect of the present invention, “ the shape and size of the X-ray transmission part is made equal to an effective field of view on a photomask of the projection imaging optical system. A line projection exposure apparatus (Claim 3) "is provided.
[0013]
Further, the present invention is "the X-ray transmitting portion Fourth, Be, Si, X-ray projection exposure apparatus according to
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration (a part) of an X-ray projection exposure apparatus (one example) according to the present invention .
The exposure apparatus shown in FIG. 1 receives an
[0016]
Since the
Therefore, according to the present invention , it is possible to effectively prevent dust from adhering to the mask on which the pattern is formed. As a result, the resist pattern formed corresponding to the mask pattern at the time of exposure is defective. Can be effectively prevented.
[0017]
The
For example, as shown in FIG. 2A, the
Here, if the distance between the
[0018]
Therefore, the distance between the mask and the filter is preferably larger than the depth of focus on the mask side of the imaging optical system .
In this way, even if dust adheres to the
The
[0019]
Therefore, the filter according to the present invention preferably has at least an X-ray transmission portion that transmits X-rays used for X-ray projection exposure .
Therefore, for example, the
[0020]
As a material constituting the filter or its X-ray transmission part (hereinafter, sometimes abbreviated as X-ray transmission part), Be, Si, which has a high X-ray transmittance and can be easily thinned or thinned. A Be compound or Si compound is preferred. In particular, these materials are preferable for X-rays having a wavelength of 13 nm.
If the X-ray transmission part is thinned or thinned, the strength of the X-ray transmission part may be reduced, which may be a problem. Therefore, the filter according to the present invention preferably has a support part for the X-ray transmission part .
[0021]
For example, as shown in FIG. 2B, in order to reinforce the strength of the X-ray transmission part 8a of the
The support portion 8b does not necessarily have a high X-ray transmittance. At least the X-ray 21 directed from the illumination
[0022]
For example, when an optical system having an annular field is used for the projection imaging
Thus, it is preferable to reduce the area of the X-ray transmission part 8a and hold it by the support part 8b, since the thickness of the X-ray transmission part 8a can be reduced while increasing the strength of the
[0023]
Here, if the shape of the X-ray transmitting portion 8a is a slit shape (for example, an annular shape) and the support portion 8b is a member that does not transmit X-rays or does not transmit X-rays effective for imaging, a filter can be used. 8 can have a slit effect .
That is, unnecessary X-rays that do not contribute to image formation can be removed from the X-rays 21 that are about to enter the
[0024]
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these examples.
[0025]
【Example】
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration (a part) of an X-ray projection exposure apparatus (one example) according to the present embodiment.
The exposure apparatus shown in FIG. 1 receives an
[0026]
The wavelength of X-rays effective for imaging is 13 nm, and the projection imaging
As shown in FIG. 3, the
[0027]
A portion of the
The
[0028]
The
According to the X-ray projection exposure apparatus of the present embodiment, the
[0029]
Therefore, when the exposure was performed using the exposure apparatus of this example, no defects were observed in the formed resist pattern, and a desired resist pattern having a minimum size of 0.1 μm could be formed with a high yield.
The
[0030]
On the other hand, in the case of exposure using a conventional exposure apparatus that does not include the filter according to the present embodiment, many resist pattern defects occurred due to dust adhering to the mask. As a result, the yield deteriorated and the production capacity of the resist pattern was lowered.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the X-ray projection exposure apparatus of the present invention , it is possible to effectively prevent dust from adhering to the mask on which the pattern is formed. Thus, it is possible to effectively prevent a defect from occurring in the resist pattern formed.
[0032]
In addition, according to the X-ray projection exposure apparatus of the present invention , it is possible to give the filter the effect of a slit, and as a result, a high-quality resist pattern can be formed with a high yield.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration (a part) of an X-ray projection exposure apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration (a part) of a mask and a filter in an X-ray projection exposure apparatus (one example) according to the present invention ((a) is a diagram showing a filter without a support part; b) is a view showing a filter provided with a support portion).
FIG. 3 is a view showing a filter in the X-ray projection exposure apparatus of the embodiment ((a) is a view showing a cross section of the filter, and (b) is a view showing a plane of the filter).
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration (a part) of a conventional X-ray projection exposure apparatus.
FIG. 5 is a view showing a general reflection mask used in an X-ray projection exposure apparatus ((a) is a view showing a cross section of the reflection mask, and (b) is a dust attached to the reflection portion of the mask. It is a figure showing a state).
[Explanation of main part codes]
1. . . 1. X-ray source . . 2. Illumination optical system . .
8b. . . X-ray transmitting part supporting part 8c. Constituting the filter. . . Thin film layer or
34. . . More than dust attached to the mask
Claims (4)
前記フィルターは、X線を透過させるスリット形状のX線透過部と、該X線透過部を支持するとともにX線を透過させない支持部とを有することを特徴とするX線投影露光装置。At least an X-ray source, an illumination optical system that irradiates a photomask arranged at a predetermined position with X-rays generated from the X-ray source, a stage of the photomask , and a filter provided close to the photomask When, X-rays, comprising: a projection imaging optical system for projection imaging a wafer disposed a pattern formed on the photomask in a predetermined position under the X-rays from the photomask, and a stage of the wafer In a projection exposure apparatus,
The X-ray projection exposure apparatus characterized in that the filter has a slit-shaped X-ray transmission part that transmits X-rays and a support part that supports the X-ray transmission part and does not transmit X-rays.
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JPH09246152A JPH09246152A (en) | 1997-09-19 |
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