JP5263274B2 - 露光装置及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、パターンが形成された基板の搬送を行う基板搬送装置を備えた露光装置及び方法に関する。
EPL,EUVL等の次世代リソグラフィに使用されるレチクル(マスクともいう)には、レチクルパターン面にパーティクルが付着して欠陥の原因になるのを防ぐペリクルが使用できないという欠点が共通課題として存在する。
この課題を解決する手段として、レチクルを使用しない時には保護カバーを取り付け、露光時のみ取り外すという方式が提案がされている。
米国特許第6239863号
しかしながら、上述したような方式では、露光に使用されているレチクルの保護カバーは、保護カバーの内面が露出した状態で置かれることになり、保護カバーの内面にパーティクル等が付着し易いという問題があった。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、基板が使用されている時に、保護カバーの内面が汚染されることを容易,確実に防止することができる露光装置及び方法を提供することを目的とする。
一つの観点によれば、露光装置は、チャンバ内に配置されるレチクルを保持するレチクルステージを備え、レチクルに形成されたパターンの像を基板に露光する露光装置において、レチクルを収納し、かつ互いに分離可能な複数のカバー部材で構成される第1カバーを保護する第2カバーから、第1カバーを取り出す第1搬送部と、第1カバーを構成する複数のカバー部材を一部のカバー部材と他のカバー部材に分離するカバー保護手段と、一部のカバー部材とともにレチクルを搬送し、レチクルステージにレチクルが配置された後、一部のカバー部材を待機位置に搬送する第2搬送部と、を備え、カバー保護手段は、待機位置に搬送された一部のカバー部材を、他のカバー部材に取り付けることによって、第1カバーの内面を保護する。
別の観点によれば、露光方法は、チャンバ内に配置されるレチクルを照明し、レチクルからの光で基板を露光する露光方法において、レチクルを収納し、かつ互いに分離可能な複数のカバー部材で構成される第1カバーを保護する第2カバーから、第1カバーを取り出す第1搬送工程と、第1カバーを構成する複数のカバー部材を一部のカバー部材と他のカバー部材に分離する分離工程と、一部のカバー部材とともにレチクルを搬送し、レチクルステージにレチクルが配置された後、一部のカバー部材を待機位置に搬送する第2搬送工程と、待機位置に搬送された一部のカバー部材を、他のカバー部材に取り付けることによって、第1カバーの内面を保護する保護工程と、を有する。
本件開示の露光装置及び露光方法は、基板が使用されている時に、CFP(第1カバー)の内面が汚染されることを容易、かつ確実に防止することができる。
本発明の露光装置に用いる基板搬送装置の第1の実施形態を示す説明図である。 図1のレチクルキャリアを示す説明図である。 図1のCFPステージの詳細を示す説明図である。 図3においてCFPからレチクルを露出した状態を示す説明図である。 図1のCFPステージからレチクルをレチクルステージに搬送する状態を示す説明図である。 図1のCFPステージにCFPを待機している状態を示す説明図である。 本発明の露光装置に用いる基板搬送装置の第2の実施形態を示す説明図である。 本発明の露光装置に用いる基板搬送装置の第3の実施形態を示す説明図である。 本発明の露光装置の一実施形態を示す説明図である。
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の露光装置に用いる基板搬送装置の第1の実施形態を示している。
この基板搬送装置は、レチクルステージ11等が配置される露光チャンバ13に隣接して設けられている。露光チャンバ13の一側には、真空ロボット15が配置されるロボットチャンバ17が設けられている。ロボットチャンバ17の片側には、真空レチクルライブラリ19が設けられ、他側には、クリーンフィルタポッドオープナ(以下CFPオープナという)21が設けられている。露光チャンバ13、ロボットチャンバ17、真空レチクルライブラリ19およびCFPオープナ21は、真空雰囲気とされている。
ロボットチャンバ17の露光チャンバ13に対向する位置には、ロードロック室23が配置されている。ロードロック室23は、第2のゲートバルブ25を介してロボットチャンバ17に連通されている。また、第1のゲートバルブ27を介して大気中に連通されている。
ロードロック室23の外側には、第2の大気ロボット29を介してレチクルキャリアオープナ31が配置されている。レチクルキャリアオープナ31の外側には、第1の大気ロボット33を介して大気レチクルライブラリ35が配置されている。
上述した基板搬送装置では、大気レチクルライブラリ35には、図2に示すように、露光に使用されるEUVL用のレチクル37が、レチクルキャリア39およびクリーンフィルタポッド(以下CFPという)41により2重に保護された状態で置かれている。CFP41は減圧雰囲気中においてレチクル37を保護する保護カバーとしての機能を有する。
大気レチクルライブラリ35に置かれたレチクルキャリア39は、第1の大気ロボット33によりレチクルキャリアオープナ31に搬送される。そして、レチクルキャリアIDリーダ43によりレチクルキャリア39が識別される。このレチクルキャリアオープナ31において、レチクルキャリア39が開かれCFP41が露出される。露出されたCFP41は温度補償ランプ45により2〜3℃程度昇温される。昇温されたCFP41は第2の大気ロボット29により、第1のゲートバルブ27のみが開いた状態のロードロック室23内に搬送される。なお、レチクルキャリアオープナ31からロードロック室23に至る順路は清浄雰囲気とされている。
ロードロック室23では、第1のゲートバルブ27および第2のゲートバルブ25を閉じた状態でCFP41ごと真空引きが行われる。ロードロック室23内が所定の真空状態になると、第2のゲートバルブ25のみが開かれ、CFP41が真空ロボット15により真空レチクルライブラリ19に搬送される。
真空レチクルライブラリ19には、例えば5枚程度のレチクル37がCFP41に収容された状態で保存される。レチクル37は温度調整機構(図示せず)により所定の温度に維持される。CFP41に収容された状態のレチクル37は、レチクルIDリーダ47により識別される。識別されたレチクル37は、真空ロボット15によりCFP41に収容された状態でCFPオープナ21に搬送される。
CFPオープナ21では、CFP41が開かれレチクル37が露出される。
この実施形態では、図3に示すように、CFPオープナ21に搬送されたCFP41は、CFPステージ49上に載置される。CFP41は、上カバー部材(上蓋)51と下カバー部材(下蓋)53とからなる。そして、図4に示すように、CFPステージ49を下降させることにより、上カバー部材51の外周部が支持部材55の上端の係止部材57に係止されレチクル37が露出される。
この実施形態では、CFPステージ49の下方には、レチクル37のプリアライメントを行うための基準顕微鏡59が配置されている。そして、基準顕微鏡59により、CFPステージ49に形成される貫通穴49aおよび下カバー部材53に設けられた透明窓53aから透明窓53a越しに、レチクル37の下面に設けられたプリアライメントマーク37aを検出し、CFPステージ49を駆動することでプリアライメントが行われる。この時に、レチクル37に設けられたバーコード等のレチクルIDを下カバー部材53の透明窓53a越しに検出することでレチクルIDを確認することができる。
プリアライメントの終了したレチクル37は、図5に示すように、CFP41の下カバー部材53に収容された状態で、真空ロボット15の搬送アーム61によりレチクルステージ11に搬送される。レチクルステージ11には、静電チャック63が吸着面63aを下向きにして配置されている。そして、搬送アーム61により下カバー部材53を介してレチクル37を静電チャック63の吸着面63aに押圧した状態で、静電チャック63をオンすることによりレチクル37の上面が吸着面63aにチャックされる。
レチクル37のチャック後に、搬送アーム61は下カバー部材53をCFPオープナ21まで搬送し、図4に示したように下降位置にあるCFPステージ49上に下カバー部材53を載置する。そして、図6に示すように、CFPステージ49を上昇させることでCFP41の上カバー部材51と下カバー部材53とが密着し、上カバー部材51と下カバー部材53の内部が密閉される。この実施形態では、閉じられたCFP41は、そのままの状態でCFPオープナ21内に露光中待機される。なお、CFPオープナ21とプリアライメント部とが別の場合にはプリアライメント部で待機させても良い。また、真空レチクルライブラリ19に搬送して待機させても良い。
露光が終了し、レチクルステージ11のレチクル37の交換を行う際には、図6に示したような状態で待機していたCFP41の上カバー部材51と下カバー部材53とを、CFPステージ49を下降させ下カバー部材53を下降することにより分離(図4でレチクル37が無い状態に対応)し、下カバー部材53を搬送アーム61によりレチクル37の交換位置まで搬送する。
そして、静電チャック63に吸着されているレチクル37に下カバー部材53を当接した状態(図5参照)で静電チャック63をオフすることにより、下カバー部材53にレチクル37が載置される。この状態で、搬送アーム61によりレチクル37をCFPオープナ21に搬送し、図4に示したように下降位置にあるCFPステージ49上にレチクル37が載置される下カバー部材53を載置する。そして、CFPステージ49を上昇させることでCFP41の上カバー部材51と下カバー部材53とが密着(図3参照)し、CFP41内にレチクル37を保持した状態でCFP41が密閉される。
上述した基板搬送装置および方法では、レチクル37が露光に使用されている時に、CFP41の上カバー部材51と下カバー部材53とを閉じて、上カバー部材51および下カバー部材53の内面を覆うようにしたので、レチクル37が露光に使用されている時に、CFP41の内面が汚染されることを容易,確実に防止することができる。そして、CFP41の内面が汚染されないため、レチクル37が汚染されることが非常に少なくなる。
(第2の実施形態)
図7は、本発明の露光装置に用いる基板搬送装置の第2の実施形態を示している。
なお、この実施形態において第1の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この実施形態では、図7の(a)に示すように、保護カバーであるカバー部材65が、レチクル37のパターン面37bのみを覆って着脱可能に装着される。
そして、図7の(b)に示すように、搬送アーム61により、レチクル37にカバー部材65を装着した状態でレチクルステージ11の静電チャック63まで搬送され、レチクル37のみが静電チャック63に吸着されチャックされる。
一方、図7の(c)に示すように搬送アーム61に残されたカバー部材65は、搬送アーム61により待機部に搬送される。待機部には、図7の(d)に示すように、レチクル37の形状に模した模擬部材67が配置されており、この模擬部材67にカバー部材65を装着することにより、カバー部材65の内面が模擬部材67により覆われ保護される。
そして、露光が終了し、レチクルステージ11のレチクル37の交換を行う際には、模擬部材67からカバー部材65を離脱し、搬送アーム61によりレチクル37の交換位置まで搬送する。そして、静電チャック63に吸着されるレチクル37にカバー部材65を装着した後、静電チャック63をオフにすることにより、レチクル37が取り外される。取り外されたレチクル37はカバー部材65とともに搬送アーム61により例えば真空レチクルライブラリ19に搬送される。
この実施形態においても第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第3の実施形態)
図8は、本発明の露光装置に用いる基板搬送装置の第3の実施形態を示している。
なお、この実施形態において第1の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この実施形態では、CFPオープナ21のCFPステージ49(載置台)の上面には、例えばアルミニウムからなるステージ側導電性層69が形成されている。このステージ側導電性層69は接地線71を介して接地されている。
一方、CFP41の下カバー部材53の側面には、下カバー部材53をステージ側導電性層69に載置した時にステージ側導電性層69に接触する下カバー導電性層53bが形成されている。この下カバー導電性層53bは下カバー部材53に上カバー部材51を載置した時に上カバー部材51に形成される上カバー導電性層51bに接触される。また、レチクル37の上面には、上カバー部材51を載置した時に、上カバー導電性層51bに接触するレチクル導電性層37bが形成されている。
この実施形態においても第1の実施形態と同様の効果を得ることができるが、この実施形態では、CFPステージ49において、CFP41の下カバー部材53,上カバー部材51またはレチクル37を接地するようにしたので、下カバー部材53,上カバー部材51またはレチクル37に静電気が帯電することを容易,確実に防止することができる。従って、これ等の部材へのパーティクルの付着をより低減することができる。
なお、この実施形態では、CFPステージ49において下カバー部材53,上カバー部材51またはレチクル37の接地をした例について説明したが、例えば、真空レチクルライブラリ19のCFP41が載置されるプレート、ロードロック室23の載置台、真空ロボット15あるいは大気ロボット29のCFP41と接触する部分(エンドエフェクター)において接地するようにしても良い。この場合、全ての場所で接地させる必要はなく、CFP41やレチクル37の帯電を防止したい位置で接地すれば良い。
また、上述した実施形態では、CFP41の上カバー部材51と下カバー部材53とに導電性層51b,53bを形成し、上カバー部材51と下カバー部材53とが閉じている時に両者が電気的に接続される構成としたが、上カバー部材51と下カバー部材53とが導電材料(例えばアルミニウム)であるならば、特別に導電性層を形成する必要はない。そして、CFP41はCFPステージ49に置くだけで接地するようにしているが、電気的な接続が不十分な場合は、電気的な接触を確実にさせるような機械的手段(例えば導通針等)を配置してもよい。CFP41の上カバー部材51の導電性層51bとレチクル37の導電性層37bとの接触も同じである。
また、上述した実施形態では、レチクル37の上面にのみレチクル側導電性層37bを形成したが、側面あるいは下面(回路パターンが形成されている面)に導電性層を形成しても良い。この場合、導電性層は、露光、検査、各種アライメントに不都合が生じないように形成する必要がある。また、CFPステージ49の上面の全面にステージ側導電性層69を形成したが、ステージ側導電性層69は一部だけに形成しても良く、少なくともレチクル37またはCFP41を接地できればどのような構成でも良い。
また、図7に示したように、レチクル37のパターン面37bのみにカバー部材65を設ける場合にはレチクル37の上面が露出するため、レチクル37の接地はこの上面から直接とることもできるし、上述した例と同様にカバー部材65を介して接地することも可能である。
(露光装置の実施形態)
図9は、図1の露光チャンバ13内のEUV光リソグラフィシステムを模式化して示している。なお、この実施形態において第1の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付している。この実施形態では、露光の照明光としてEUV光が用いられる。EUV光は0.1〜400nmの間の波長を持つもので、この実施形態では特に1〜50nm程度の波長が好ましい。投影像は像光学系システム101を用いたもので、ウエハ103上にレチクル37によるパターンの縮小像を形成するものである。
ウエハ103上に照射されるパターンは、レチクルステージ11の下側に静電チャック63を介して配置されている反射型のレチクル37により決められる。この反射型のレチクル37は、上述した実施形態の真空ロボット15によって搬入および搬出される(真空ロボット15の図示は省略する)。また、ウエハ103はウエハステージ105の上に載せられている。典型的には、露光はステップ・スキャンによりなされる。
露光時の照明光として使用するEUV光は大気に対する透過性が低いので、EUV光が通過する光経路は、適当な真空ポンプ107を用いて真空に保たれた真空チャンバ106に囲まれている。またEUV光はレーザプラズマX線源によって生成される。レーザプラズマX線源はレーザ源108(励起光源として作用)とキセノンガス供給装置109からなっている。レーザプラズマX線源は真空チャンバ110によって取り囲まれている。レーザプラズマX線源によって生成されたEUV光は真空チャンバ110の窓111を通過する。
レーザ源108は紫外線以下の波長を持つレーザ光を発生させるものであって、例えば、YAGレーザ、エキシマレーザが使用される。レーザ源108からのレーザ光は集光され、ノズル112から放出されたキセノンガス(キセノンガス供給装置109から供給されている)の流れに照射される。キセノンガスの流れにレーザ光を照射するとレーザ光がキセノンガスを十分に暖め、プラズマを生じさせる。レーザで励起されたキセノンガスの分子が低いエネルギ状態に落ちる時、EUV光の光子が放出される。
放物面ミラー113は、キセノンガス放出部の近傍に配置されている。放物面ミラー113はプラズマによって生成されたEUV光を集光する。放物面ミラー113は集光光学系を構成し、ノズル112からのキセノンガスが放出される位置の近傍に焦点位置がくるように配置されている。EUV光は放物面ミラー113の多層膜で反射し、真空チャンバ110の窓111を通じて集光ミラー114へと達する。集光ミラー114は反射型のレチクル37へとEUV光を集光、反射させる。EUV光は集光ミラー114で反射され、レチクル37の所定の部分を照明する。すなわち、放物面ミラー113と集光ミラー114はこの装置の照明システムを構成する。
レチクル37は、EUVを反射する多層膜とパターンを形成するための吸収体パターン層を持っている。レチクル37でEUV光が反射されることによりEUV光は「パターン化」される。パターン化されたEUV光は像光学システム101を通じてウエハ103に達する。
この実施形態の像光学システム101は、凹面第1ミラー115a、凸面第2ミラー115b、凸面第3ミラー115c、凹面第4ミラー115dの4つの反射ミラーからなっている。各ミラー115a〜115dにはEUV光を反射する多層膜が備えられている。
レチクル37により反射されたEUV光は第1ミラー115aから第4ミラー115dまで順次反射されて、レチクルパターンの縮小(例えば、1/4、1/5、1/6)された像を形成する。像光学系システム101は、像の側(ウエハ103の側)でテレセントリックになるようになっている。
レチクル37は可動のレチクルステージ11によって少なくともX−Y平面内で支持されている。ウエハ103は、好ましくはX,Y,Z方向に可動なウエハステージ105によって支持されている。ウエハ103上のダイを露光するときには、EUV光が照明システムによりレチクル37の所定の領域に照射され、レチクル37とウエハ103は像光学系システム101に対して像光学システム101の縮小率に従った所定の速度で動く。このようにして、レチクルパターンはウエハ103上の所定の露光範囲(ダイに対して)に露光される。
露光の際には、ウエハ103上のレジストから生じるガスが像光学システム101のミラー115a〜115dに影響を与えないように、ウエハ103はパーティション116の後ろに配置されることが望ましい。パーティション116は開口116aを持っており、それを通じてEUV光がミラー115dからウエハ103へと照射される。パーティション116内の空間は真空ポンプ117により真空排気されている。このように、レジストに照射することにより生じるガス状のゴミがミラー115a〜115dあるいはレチクル37に付着するのを防ぐ。それゆえ、これらの光学性能の悪化を防いでいる。
この実施形態の露光装置では、上述した基板搬送装置によりレチクル37の搬送を行うようにしたので、汚染の少ないレチクル37を使用して歩留まりの高い製品を得ることができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。
(1)上述した実施形態では、レチクル37が露光に使用されている時にCFP41の内面を覆った例について説明したが、例えば、レチクル37が検査,洗浄等に使用されている時にCFP41の内面を覆うようにしても良い。
(2)上述した第1の実施形態では、レチクル37の保護カバーを上カバー部材51と下カバー部材53の2つの部材により構成した例について説明したが、例えば、3つ以上の部材により構成されていても良い。
(3)上述した実施形態では、EUV光を用いた露光装置の例を説明したが、その他、荷電粒子線、i線、g線、KrF、ArF、F2等を用いた露光装置にも広く適用することができる。
11 レチクルステージ
13 露光チャンバ
15 真空ロボット
17 ロボットチャンバ
19 真空レチクルライブラリ
21 CFPオープナ
23 ロードロック室
39 レチクルキャリア
37 レチクル
37b パターン面
41 CFP
49 CFPステージ
51 上カバー部材
53 下カバー部材
61 搬送アーム
63 静電チャック
65 カバー部材
67 模擬部材

Claims (9)

  1. チャンバ内に配置されレチクルを保持するレチクルステージを備え、前記レチクルに形成されたパターンの像を基板に露光する露光装置において、
    前記レチクル収納し、かつ互いに分離可能な複数のカバー部材で構成される第1カバーを保護する第2カバーから、前記第1カバーを取り出す第1搬送部と、
    前記第1カバーを構成する前記複数のカバー部材を一部のカバー部材と他のカバー部材に分離するカバー保護手段と、
    前記一部のカバー部材とともに前記レチクルを搬送し、前記レチクルステージに前記レチクルが配置された後、前記一部のカバー部材を待機位置に搬送する第2搬送部と、を備え、
    前記カバー保護手段は、前記待機位置に搬送された前記一部のカバー部材を、前記他のカバー部材に取り付けることによって、前記第1カバーの内面を保護することを特徴とする露光装置。
  2. 請求項1に記載の露光装置において、
    前記第2搬送部は、前記レチクルが露光に用いられている時に、前記一部のカバー部材を、前記他のカバー部材に取り付けることによって、前記第1カバーの内面を保護することを特徴とする露光装置。
  3. 請求項1または2に記載の露光装置において、
    内部の雰囲気を調整可能なロードロック室をさらに備え、
    前記第1搬送部は、前記ロードロック室及び前記チャンバの外に配置され、かつ前記第2カバーから取り出された前記第1カバーを、前記ロードロック室内に搬送することを特徴とする露光装置。
  4. 請求項3に記載の露光装置において、
    前記第2搬送部は、前記ロードロック室から前記チャンバ内に、前記第1カバーを搬送することを特徴とする露光装置。
  5. 請求項1から請求項4の何れか一項に記載の露光装置において、
    前記カバー保護手段は、前記レチクルと共に搬送される前記一部のカバー部材と、前記他のカバー部材とを密着させることを特徴とする露光装置。
  6. 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記レチクルを前記レチクルステージから回収する時に、前記第2搬送部は、前記一部のカバー部材で保護した状態で前記レチクルを搬送することを特徴とする露光装置。
  7. 請求項1から請求項6の何れか一項に記載の露光装置において、
    前記カバー保護手段は、前記レチクルのアライメントを行うアライメント装置で、前記一部のカバー部材を、前記他のカバー部材に取り付けることを特徴とする露光装置。
  8. 請求項1から請求項7の何れか一項に記載の露光装置において、
    前記レチクルまたは前記第1カバーを接地する接地手段を有することを特徴とする露光装置。
  9. チャンバ内に配置されるレチクルを照明し、前記レチクルからの光で基板を露光する露光方法において、
    前記レチクルを収納し、かつ互いに分離可能な複数のカバー部材で構成される第1カバーを保護する第2カバーから、前記第1カバーを取り出す第1搬送工程と、
    前記第1カバーを構成する前記複数のカバー部材を一部のカバー部材と他のカバー部材に分離する分離工程と、
    前記一部のカバー部材とともに前記レチクルを搬送し、レチクルステージに前記レチクルが配置された後、前記一部のカバー部材を待機位置に搬送する第2搬送工程と、
    前記待機位置に搬送された前記一部のカバー部材を、前記他のカバー部材に取り付けることによって、前記第1カバーの内面を保護する保護工程と、
    を有することを特徴とする露光方法。
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