JPH09306834A - Ｘ線投影露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
Ｘ線投影露光装置及びデバイス製造方法Info
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- JPH09306834A JPH09306834A JP3386997A JP3386997A JPH09306834A JP H09306834 A JPH09306834 A JP H09306834A JP 3386997 A JP3386997 A JP 3386997A JP 3386997 A JP3386997 A JP 3386997A JP H09306834 A JPH09306834 A JP H09306834A
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｘ線投影露光装置を実用化する上で発生する
様々な課題を解決し、実用的なＸ線投影露光装置を提供
する。さらには、このＸ線投影露光装置を用いた生産性
の高い半導体デバイスの製造方法を提供する。 【解決手段】 所望のマスクパターンを有する反射型Ｘ
線マスクを保持するマスクチャックと、マスクパターン
が露光転写されるウエハを保持するウエハチャックと、
マスクチャックに保持される反射型Ｘ線マスクをＸ線で
照射するＸ線照明系と、反射型Ｘ線マクスのマスクパタ
ーンをウエハチャックに保持されるウエハに所定の倍率
で投影するＸ線投影光学系とを有し、マスクチャックは
静電気力で反射型Ｘ線マスクを吸着保持するための静電
気発生手段を有する構成とする。
様々な課題を解決し、実用的なＸ線投影露光装置を提供
する。さらには、このＸ線投影露光装置を用いた生産性
の高い半導体デバイスの製造方法を提供する。 【解決手段】 所望のマスクパターンを有する反射型Ｘ
線マスクを保持するマスクチャックと、マスクパターン
が露光転写されるウエハを保持するウエハチャックと、
マスクチャックに保持される反射型Ｘ線マスクをＸ線で
照射するＸ線照明系と、反射型Ｘ線マクスのマスクパタ
ーンをウエハチャックに保持されるウエハに所定の倍率
で投影するＸ線投影光学系とを有し、マスクチャックは
静電気力で反射型Ｘ線マスクを吸着保持するための静電
気発生手段を有する構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路の製
造に用いられるＸ線投影露光装置に関するものである。
造に用いられるＸ線投影露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ等の固体デバイスでは、集積度及
び動作速度の向上のために回路パターンの微細化が進ん
でいる。これら微細な回路パターンを形成するために、
現在、露光光を真空紫外線とする縮小投影露光装置の使
用が検討されている。縮小投影露光装置の解像度は、露
光波長λ、及び投影光学系の開口数ＮＡに依存する。従
来の露光装置ではその解像度を向上させるために開口数
ＮＡを大きくする方法が採用されていた。
び動作速度の向上のために回路パターンの微細化が進ん
でいる。これら微細な回路パターンを形成するために、
現在、露光光を真空紫外線とする縮小投影露光装置の使
用が検討されている。縮小投影露光装置の解像度は、露
光波長λ、及び投影光学系の開口数ＮＡに依存する。従
来の露光装置ではその解像度を向上させるために開口数
ＮＡを大きくする方法が採用されていた。
【０００３】しかしながら、この方法は、焦点深度が減
少すること、屈折光学系の設計および製造技術が困難で
あること等の理由から限界に近づきつつある。このため
露光波長λを短くすることで露光装置の解像度を向上さ
せる方法が検討され、水銀ランプのｇ線（λ＝４３５．
８ｍｍ）からｉ線（λ＝３６５ｍｍ）、さらにはＫｒＦ
エキシマレーザ（λ＝２４８ｍｍ）へと露光に用いる光
が移行している。
少すること、屈折光学系の設計および製造技術が困難で
あること等の理由から限界に近づきつつある。このため
露光波長λを短くすることで露光装置の解像度を向上さ
せる方法が検討され、水銀ランプのｇ線（λ＝４３５．
８ｍｍ）からｉ線（λ＝３６５ｍｍ）、さらにはＫｒＦ
エキシマレーザ（λ＝２４８ｍｍ）へと露光に用いる光
が移行している。
【０００４】露光波長を短波長化することで露光装置の
解像度は向上するが、露光に用いる光の波長からその解
像度には原理的な限界が生じる。そのため、従来の光を
用いた露光装置の延長技術では、０．１μｍ以下の解像
度を得ることが困難であった。
解像度は向上するが、露光に用いる光の波長からその解
像度には原理的な限界が生じる。そのため、従来の光を
用いた露光装置の延長技術では、０．１μｍ以下の解像
度を得ることが困難であった。
【０００５】このような技術背景をもとに、近年、真空
紫外線または軟Ｘ線（以下、両者を総称してＸ線と称す
る）を露光光とするＸ線投影露光装置が注目を浴びてい
る。
紫外線または軟Ｘ線（以下、両者を総称してＸ線と称す
る）を露光光とするＸ線投影露光装置が注目を浴びてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記したよう
なＸ線投影露光装置を実用化する上で発生する様々な課
題を解決し、実用的なＸ線投影露光装置を提供するため
になされたものである。さらにはこのＸ線投影露光装置
を用いた生産性の高い半導体デバイスの製造方法を提供
することを目的とする。
なＸ線投影露光装置を実用化する上で発生する様々な課
題を解決し、実用的なＸ線投影露光装置を提供するため
になされたものである。さらにはこのＸ線投影露光装置
を用いた生産性の高い半導体デバイスの製造方法を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のＸ線投影露光装置の好ましい形態は、所望のマ
スクパターンを有する反射型Ｘ線マスクを保持するマス
クチャックと、該マスクパターンが露光転写されるウエ
ハを保持するウエハチャックと、該マスクチャックに保
持される反射型Ｘ線マスクをＸ線で照射するＸ線照明系
と、該反射型Ｘ線マクスのマスクパターンを該ウエハチ
ャックに保持されるウエハに所定の倍率で投影するＸ線
投影光学系とを有し、該マスクチャックは静電気力で反
射型Ｘ線マスクを吸着保持するための静電気発生手段を
有することを特徴とする。
本発明のＸ線投影露光装置の好ましい形態は、所望のマ
スクパターンを有する反射型Ｘ線マスクを保持するマス
クチャックと、該マスクパターンが露光転写されるウエ
ハを保持するウエハチャックと、該マスクチャックに保
持される反射型Ｘ線マスクをＸ線で照射するＸ線照明系
と、該反射型Ｘ線マクスのマスクパターンを該ウエハチ
ャックに保持されるウエハに所定の倍率で投影するＸ線
投影光学系とを有し、該マスクチャックは静電気力で反
射型Ｘ線マスクを吸着保持するための静電気発生手段を
有することを特徴とする。
【０００８】ここで、前記マスクチャックは、前記反射
型Ｘ線マスクを吸着保持した際の吸着力を検出する検出
機構を有することが好ましく、前記検出機構は、例え
ば、マスクチャックの吸着面に設けられた圧力センサで
ある。
型Ｘ線マスクを吸着保持した際の吸着力を検出する検出
機構を有することが好ましく、前記検出機構は、例え
ば、マスクチャックの吸着面に設けられた圧力センサで
ある。
【０００９】また、前記マスクチャック及び前記ウエハ
チャックを同期して移動させて走査露光を行うための走
査手段を有することが好ましい。また、例えば、前記マ
スクチャックは前記反射型Ｘ線マスクを重力方向と平行
に保持するものである。
チャックを同期して移動させて走査露光を行うための走
査手段を有することが好ましい。また、例えば、前記マ
スクチャックは前記反射型Ｘ線マスクを重力方向と平行
に保持するものである。
【００１０】また、前記マスクチャックの移動に応じ
て、前記静電気発生機構で発生する静電気力を可変する
静電気可変手段を有することが好ましい。ここで、前記
静電気可変手段は、 ｛（反射型Ｘ線マスクの質量）×（重力加速度＋マスク
チャック移動時の最大加速度）／（反射型Ｘ線マスクと
マスクチャックの間の最大静止摩擦係数）｝×（安全
率）＜マスクチャックの吸着力 の関係を満たすように制御することが好ましい。
て、前記静電気発生機構で発生する静電気力を可変する
静電気可変手段を有することが好ましい。ここで、前記
静電気可変手段は、 ｛（反射型Ｘ線マスクの質量）×（重力加速度＋マスク
チャック移動時の最大加速度）／（反射型Ｘ線マスクと
マスクチャックの間の最大静止摩擦係数）｝×（安全
率）＜マスクチャックの吸着力 の関係を満たすように制御することが好ましい。
【００１１】また、前記マスクチャックの前記反射型Ｘ
線マスクの保持面には複数の突起部が形成され、該突起
部によって前記反射型Ｘ線マスクが保持されることが好
ましい。ここで、前記突起部の先端が前記反射型Ｘ線マ
スクに接触する接触面積は、前記反射型Ｘ線マスクの面
積の１０パーセント以下にされる。また、前記突起部に
よって前記反射型Ｘ線マスクが支持された際に、前記反
射型Ｘ線マスクと前記マスクチャックの間に形成される
空隙に、前記反射型Ｘ線マスク冷却用の気体の供給およ
び回収を行う冷却手段を有することがさらに好ましい。
線マスクの保持面には複数の突起部が形成され、該突起
部によって前記反射型Ｘ線マスクが保持されることが好
ましい。ここで、前記突起部の先端が前記反射型Ｘ線マ
スクに接触する接触面積は、前記反射型Ｘ線マスクの面
積の１０パーセント以下にされる。また、前記突起部に
よって前記反射型Ｘ線マスクが支持された際に、前記反
射型Ｘ線マスクと前記マスクチャックの間に形成される
空隙に、前記反射型Ｘ線マスク冷却用の気体の供給およ
び回収を行う冷却手段を有することがさらに好ましい。
【００１２】また、前記マスクチャックの温度を管理す
る温度調節機構を有することが好ましく、前記温度調節
機構は、前記マスクチャック内に温度調節媒体を供給す
る手段と、前記マスクチャックの温度を検出する温度セ
ンサとを有するものである。
る温度調節機構を有することが好ましく、前記温度調節
機構は、前記マスクチャック内に温度調節媒体を供給す
る手段と、前記マスクチャックの温度を検出する温度セ
ンサとを有するものである。
【００１３】また、前記マスクチャックは、温度膨張係
数が小さいセラミックス材料、もしくはガラス材料であ
ることが好ましい。ここで、マスクチェックの走査手段
は剛性の高い粗動機構のみからなり、ウエハチェックの
走査手段は剛性の低い微動機構からなることがより好ま
しい。
数が小さいセラミックス材料、もしくはガラス材料であ
ることが好ましい。ここで、マスクチェックの走査手段
は剛性の高い粗動機構のみからなり、ウエハチェックの
走査手段は剛性の低い微動機構からなることがより好ま
しい。
【００１４】また、少なくとも反射型Ｘ線マスクを支え
る前記マスクチャックの一側面に設けられ、接地された
アース用爪を有することが好ましい。
る前記マスクチャックの一側面に設けられ、接地された
アース用爪を有することが好ましい。
【００１５】また、前記Ｘ線照明系は、例えば、Ｘ線を
発生する放射源と、Ｘ線を反射する反射ミラーとを有し
ていてもよく、前記Ｘ線投影光学系は、例えば、Ｘ線を
反射する複数枚の反射ミラーからなる縮小投影光学系で
あってもよい。
発生する放射源と、Ｘ線を反射する反射ミラーとを有し
ていてもよく、前記Ｘ線投影光学系は、例えば、Ｘ線を
反射する複数枚の反射ミラーからなる縮小投影光学系で
あってもよい。
【００１６】ここで、前記反射型Ｘ線マスクは、Ｘ線を
反射する多層膜の上に、Ｘ線を吸収する吸収体からなる
前記マスクパターンが形成されたものが好ましい。
反射する多層膜の上に、Ｘ線を吸収する吸収体からなる
前記マスクパターンが形成されたものが好ましい。
【００１７】本発明のデバイスの製造方法の好ましい形
態は、上記構成を有するＸ線投影露光装置と、反射型Ｘ
線マスクとを用いて、前記マスクパターンをウエハ上に
転写する工程を有することを特徴とする。
態は、上記構成を有するＸ線投影露光装置と、反射型Ｘ
線マスクとを用いて、前記マスクパターンをウエハ上に
転写する工程を有することを特徴とする。
【００１８】上記のように構成されたＸ線投影露光装置
は、マスクチャックに静電気力で反射型Ｘ線マスクを吸
着保持するための静電気発生手段を有することで、Ｘ線
の減衰が少ない真空雰囲気中あるいは減圧された軽元素
気体の雰囲気中で反射型Ｘ線マスクを支持固定すること
ができる。
は、マスクチャックに静電気力で反射型Ｘ線マスクを吸
着保持するための静電気発生手段を有することで、Ｘ線
の減衰が少ない真空雰囲気中あるいは減圧された軽元素
気体の雰囲気中で反射型Ｘ線マスクを支持固定すること
ができる。
【００１９】また、マスクチャックに反射型Ｘ線マスク
を吸着保持した際の吸着力を検出する検出機構を有し、
マスクチャックの移動に応じて、静電気発生機構で発生
する静電気力を可変する静電気可変手段を有すること
で、反射型Ｘ線マスクの吸着力を最適に制御することが
可能になり、マスクチャック上から反射型Ｘ線マスクが
落下する事故を防止することができる。
を吸着保持した際の吸着力を検出する検出機構を有し、
マスクチャックの移動に応じて、静電気発生機構で発生
する静電気力を可変する静電気可変手段を有すること
で、反射型Ｘ線マスクの吸着力を最適に制御することが
可能になり、マスクチャック上から反射型Ｘ線マスクが
落下する事故を防止することができる。
【００２０】また、マスクチャックの反射型Ｘ線マスク
の保持面に複数の突起部を形成し、突起部によって反射
型Ｘ線マスクを保持することで、反射型Ｘ線マスクとマ
スクチャックの間に挟まったごみで発生する反射型Ｘ線
マスクの変形が防止される。
の保持面に複数の突起部を形成し、突起部によって反射
型Ｘ線マスクを保持することで、反射型Ｘ線マスクとマ
スクチャックの間に挟まったごみで発生する反射型Ｘ線
マスクの変形が防止される。
【００２１】また、突起部によって反射型Ｘ線マスクが
支持された際に、反射型Ｘ線マスクとマスクチャックの
間に形成される空隙に、反射型Ｘ線マスク冷却用の気体
の供給および回収を行う冷却手段を有することで、冷却
が困難な真空雰囲気中に置かれた反射型Ｘ線マスクを裏
面から効果的に冷却することが可能になる。
支持された際に、反射型Ｘ線マスクとマスクチャックの
間に形成される空隙に、反射型Ｘ線マスク冷却用の気体
の供給および回収を行う冷却手段を有することで、冷却
が困難な真空雰囲気中に置かれた反射型Ｘ線マスクを裏
面から効果的に冷却することが可能になる。
【００２２】また、マスクチャックの温度を管理する温
度調節機構を有することで、反射型Ｘ線マスクの熱変形
が防止される。特に、マスクチャックに温度膨張係数が
小さいセラミックス材料、もしくはガラス材料を用いる
ことで、反射型Ｘ線マスクの熱歪みが極めて少ない量に
抑制される。ここで、マスクチェックの走査手段が剛性
の高い粗動機構のみからなり、ウエハチェックの走査手
段が剛性の低い微動機構からなることで、マスクチャッ
クの振動が低減する。
度調節機構を有することで、反射型Ｘ線マスクの熱変形
が防止される。特に、マスクチャックに温度膨張係数が
小さいセラミックス材料、もしくはガラス材料を用いる
ことで、反射型Ｘ線マスクの熱歪みが極めて少ない量に
抑制される。ここで、マスクチェックの走査手段が剛性
の高い粗動機構のみからなり、ウエハチェックの走査手
段が剛性の低い微動機構からなることで、マスクチャッ
クの振動が低減する。
【００２３】また、少なくとも反射型Ｘ線マスクを支え
るマスクチャックの一側面に設けられ、接地されたアー
ス用爪を有することで、反射型Ｘ線マスクを露光時にの
みアースと接続することができる。
るマスクチャックの一側面に設けられ、接地されたアー
ス用爪を有することで、反射型Ｘ線マスクを露光時にの
みアースと接続することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２５】図１はＸ線投影露光装置の要部構成を示す
側面図である。
側面図である。
【００２６】図１において、Ｘ線（真空紫外線または軟
Ｘ線）の放射源であるアンジュレータ源１０１と、Ｘ線
の光路を変更する凸面全反射鏡１０２及び凹面多層膜反
射鏡１０３とからなるＸ線照明系から発せられたＸ線
は、反射型Ｘ線マスク（以下、マスクと称す）１０４に
照射される。マスク１０４上にはＸ線を正反射する多層
膜が形成され、多層膜上には所定の回路パターンが形成
されている。
Ｘ線）の放射源であるアンジュレータ源１０１と、Ｘ線
の光路を変更する凸面全反射鏡１０２及び凹面多層膜反
射鏡１０３とからなるＸ線照明系から発せられたＸ線
は、反射型Ｘ線マスク（以下、マスクと称す）１０４に
照射される。マスク１０４上にはＸ線を正反射する多層
膜が形成され、多層膜上には所定の回路パターンが形成
されている。
【００２７】マスク１０４で反射されたＸ線は、複数枚
の反射鏡からなる縮小投影光学系１０５を経てウエハ１
０６上に到達し、ウエハ１０６上に所定の投影倍率（例
えば５分の１）で回路パターンを結像する。
の反射鏡からなる縮小投影光学系１０５を経てウエハ１
０６上に到達し、ウエハ１０６上に所定の投影倍率（例
えば５分の１）で回路パターンを結像する。
【００２８】ここで、露光に用いるＸ線の波長は、およ
そ２０ｎｍから４ｎｍであるため、露光光の波長による
原理的な解像力が向上する。
そ２０ｎｍから４ｎｍであるため、露光光の波長による
原理的な解像力が向上する。
【００２９】マスク１０４はマスクステージ１０７上に
固定保持され、ウエハ１０６はウエハステージ１０８上
に固定保持されている。これらマスクステージ１０７及
びウエハステージ１０８によってマスク１０４とウエハ
１０６の位置合わせが行われる。なお、マスクステージ
１０７とウエハステージ１０８とは同期して走査移動す
る。
固定保持され、ウエハ１０６はウエハステージ１０８上
に固定保持されている。これらマスクステージ１０７及
びウエハステージ１０８によってマスク１０４とウエハ
１０６の位置合わせが行われる。なお、マスクステージ
１０７とウエハステージ１０８とは同期して走査移動す
る。
【００３０】ところで、真空紫外線や軟Ｘ線は気体によ
る減衰が大きいため、図１に示した各装置は、真空雰囲
気中、または減圧された軽元素気体（ヘリウム等）の雰
囲気中に置かれる。したがって、マスク１０４をマスク
ステージ１０７上に固定保持する機構には、真空雰囲気
中あるいは減圧された軽元素気体の雰囲気中での使用に
好適な静電チャックを用いる。静電チャックとは、内包
する電極に印加された電荷と異符号の電荷がその表面の
絶縁体に励起されて誘電分極現象を起こし、吸着物との
間で静電気力が働く原理を利用したチャッキング手段で
ある。この静電チャックの吸着力Ｆは、単極型の静電チ
ャックの場合で以下の式で表される。
る減衰が大きいため、図１に示した各装置は、真空雰囲
気中、または減圧された軽元素気体（ヘリウム等）の雰
囲気中に置かれる。したがって、マスク１０４をマスク
ステージ１０７上に固定保持する機構には、真空雰囲気
中あるいは減圧された軽元素気体の雰囲気中での使用に
好適な静電チャックを用いる。静電チャックとは、内包
する電極に印加された電荷と異符号の電荷がその表面の
絶縁体に励起されて誘電分極現象を起こし、吸着物との
間で静電気力が働く原理を利用したチャッキング手段で
ある。この静電チャックの吸着力Ｆは、単極型の静電チ
ャックの場合で以下の式で表される。
【００３１】Ｆ＝Ｓ／２×ε×（Ｖ／ｄ）2 Ｓ：静電チャックの電極面積 ε：絶縁体の誘電率 Ｖ：印加電圧 ｄ：表面の絶縁体の厚さ 但し、各種条件で必ずしも上記式の通りになるとは限ら
ない。
ない。
【００３２】なお、静電チャックの他の例として、被吸
着物をアース（接地電位）と接続する必要が無く、取り
扱いが簡便な双極型の静電チャックがある。この双極型
の静電チャックの吸着力は上記単極型の静電チャックの
半分以下となり、例えば、静電チャックの表面の絶縁体
に金属汚染の極めて少ない高純度のＡｌ2Ｏ3を用いた場
合で吸着力は２５（ｇ／ｃｍ2 ）程度である。
着物をアース（接地電位）と接続する必要が無く、取り
扱いが簡便な双極型の静電チャックがある。この双極型
の静電チャックの吸着力は上記単極型の静電チャックの
半分以下となり、例えば、静電チャックの表面の絶縁体
に金属汚染の極めて少ない高純度のＡｌ2Ｏ3を用いた場
合で吸着力は２５（ｇ／ｃｍ2 ）程度である。
【００３３】マスク１０４は、Ｓｉ基板等からなるベー
スと、多層膜上に回路パターンが形成されたパターン領
域とによって構成されている。このパターン領域の大き
さを２００ｍｍ角、厚さを数μｍとし、ベースの大きさ
を２１０ｍｍ角、厚さを１０ｍｍ、材質をＳｉとする
と、マスク１０４の質量はおよそ１Ｋｇになる。
スと、多層膜上に回路パターンが形成されたパターン領
域とによって構成されている。このパターン領域の大き
さを２００ｍｍ角、厚さを数μｍとし、ベースの大きさ
を２１０ｍｍ角、厚さを１０ｍｍ、材質をＳｉとする
と、マスク１０４の質量はおよそ１Ｋｇになる。
【００３４】ここで、１ショットの露光に０．５ｓｅｃ
の時間を要する場合、マスクステージ１０７は０．５ｓ
ｅｃ以下で２００ｍｍの距離を走査する必要がある。し
たがって、４００（ｍｍ／ｓｅｃ）の走査速度に０．０
５ｓｅｃで達するマスクステージ１０７を想定すると、
そのマスクステージ１０７の最大加速度は８（ｍ／ｓｅ
ｃ2 ）になる。特に、マスク１０４を重力方向と平行に
支持する場合、マスク１０４には上記最大加速度に加え
て重力加速度も加わるため、マスク１０４に加わる走査
方向の力は、その質量がおよそ１Ｋｇであることから、
約１８Ｎになる。
の時間を要する場合、マスクステージ１０７は０．５ｓ
ｅｃ以下で２００ｍｍの距離を走査する必要がある。し
たがって、４００（ｍｍ／ｓｅｃ）の走査速度に０．０
５ｓｅｃで達するマスクステージ１０７を想定すると、
そのマスクステージ１０７の最大加速度は８（ｍ／ｓｅ
ｃ2 ）になる。特に、マスク１０４を重力方向と平行に
支持する場合、マスク１０４には上記最大加速度に加え
て重力加速度も加わるため、マスク１０４に加わる走査
方向の力は、その質量がおよそ１Ｋｇであることから、
約１８Ｎになる。
【００３５】一方、マスク１０４に対する静電チャック
の吸着力は、２１（ｃｍ）×２１（ｃｍ）×０．０２５
（Ｋｇ／ｃｍ2 ）×９．８（ｍ／ｓｅｃ2 ）＝１００
（Ｎ）であるため、マスク１０４を落下させないために
は、静電チャックとマスク１０４との静止摩擦係数を
０．１８以上にすればよい。
の吸着力は、２１（ｃｍ）×２１（ｃｍ）×０．０２５
（Ｋｇ／ｃｍ2 ）×９．８（ｍ／ｓｅｃ2 ）＝１００
（Ｎ）であるため、マスク１０４を落下させないために
は、静電チャックとマスク１０４との静止摩擦係数を
０．１８以上にすればよい。
【００３６】しかしながら、静電チャック表面の平面度
は、一般的に精度良く仕上げられているために摩擦係数
が小さく、最悪の場合、マスク１０４を落下させてしま
う恐れがある。そこで本発明では、マスク１０４に対す
る静電チャックの吸着力を状況に応じて最適な値に調節
し、落下事故を防止している。このための具体的な構成
を以下に示す。
は、一般的に精度良く仕上げられているために摩擦係数
が小さく、最悪の場合、マスク１０４を落下させてしま
う恐れがある。そこで本発明では、マスク１０４に対す
る静電チャックの吸着力を状況に応じて最適な値に調節
し、落下事故を防止している。このための具体的な構成
を以下に示す。
【００３７】（第１実施例）図２は図１に示したＸ線投
影露光装置のマスクステージに用いられるマスク支持装
置の第１実施例の構成を示す側断面図である。
影露光装置のマスクステージに用いられるマスク支持装
置の第１実施例の構成を示す側断面図である。
【００３８】図２において、光学素子である反射型Ｘ線
マスク（以下、マスクと称す）１は、Ｓｉ基板からなる
ベース１ａと、パターン領域１ｂとによって構成され、
ベース１ａ上にマグネトロンスパッタ蒸着法等の薄膜形
成手段によってパターン領域１ｂが形成されている。
マスク（以下、マスクと称す）１は、Ｓｉ基板からなる
ベース１ａと、パターン領域１ｂとによって構成され、
ベース１ａ上にマグネトロンスパッタ蒸着法等の薄膜形
成手段によってパターン領域１ｂが形成されている。
【００３９】パターン領域１ｂは、真空紫外または軟Ｘ
線等のＸ線に対して反射率が低い領域と、反射率が高い
領域である回路パターン部とによって構成され、回路パ
ターン部は、Ｘ線に対して屈折率が異なる少なくとも２
種類の物質が交互に積層されたＸ線反射多層膜の上に、
Ｘ線吸収体（例えば、金やタングステン）がパターニン
グされて形成されている。
線等のＸ線に対して反射率が低い領域と、反射率が高い
領域である回路パターン部とによって構成され、回路パ
ターン部は、Ｘ線に対して屈折率が異なる少なくとも２
種類の物質が交互に積層されたＸ線反射多層膜の上に、
Ｘ線吸収体（例えば、金やタングステン）がパターニン
グされて形成されている。
【００４０】マスク１を保持するためのマスク支持装置
はマスク１を吸着する静電チャック２（双極型）と、静
電チャック２上に点在して形成された複数のピン状の突
起部６と、マスク１に対する静電チャック２の吸着力を
検知する圧力センサ（吸着力検出手段）１１と、圧力セ
ンサ１１の検知結果から吸着力を算出する吸着制御部１
２と、吸着制御部１２で算出した吸着力から、吸着力を
調節するための電圧を出力する電圧制御部１０と、マス
ク１が吸着された静電チャック２の走査指令を出力する
駆動制御部９とによって構成されている。なお、静電チ
ャック２は、駆動制御部９の指令によって静電チャック
２を走査移動させる不図示の駆動機構（マスクステー
ジ）に固定されている。
はマスク１を吸着する静電チャック２（双極型）と、静
電チャック２上に点在して形成された複数のピン状の突
起部６と、マスク１に対する静電チャック２の吸着力を
検知する圧力センサ（吸着力検出手段）１１と、圧力セ
ンサ１１の検知結果から吸着力を算出する吸着制御部１
２と、吸着制御部１２で算出した吸着力から、吸着力を
調節するための電圧を出力する電圧制御部１０と、マス
ク１が吸着された静電チャック２の走査指令を出力する
駆動制御部９とによって構成されている。なお、静電チ
ャック２は、駆動制御部９の指令によって静電チャック
２を走査移動させる不図示の駆動機構（マスクステー
ジ）に固定されている。
【００４１】また、多数の突起部６によって形成される
マスク１と静電チャック２の間の空隙には、冷却用気体
（ヘリウム等）を供給する供給管７、及び冷却用気体を
回収する回収管８がそれぞれ設けられている。
マスク１と静電チャック２の間の空隙には、冷却用気体
（ヘリウム等）を供給する供給管７、及び冷却用気体を
回収する回収管８がそれぞれ設けられている。
【００４２】静電チャック２は、第１の絶縁層３と第２
の絶縁層４とによって構成され、第１の絶縁層３上に複
数のピン状の突起部６が形成される。また、第１の絶縁
層３と第２の絶縁層４との間には吸着力を発生するため
の第１の電極５ａ及び第２の電極５ｂがそれぞれ形成さ
れている。
の絶縁層４とによって構成され、第１の絶縁層３上に複
数のピン状の突起部６が形成される。また、第１の絶縁
層３と第２の絶縁層４との間には吸着力を発生するため
の第１の電極５ａ及び第２の電極５ｂがそれぞれ形成さ
れている。
【００４３】このような構成において、静電チャック２
の第１の電極５ａ及び第２の電極５ｂに電圧制御部１０
から電圧が印加されると、第１の絶縁層３の表面に異符
号の電荷が励起される。このとき、第１の絶縁層３の表
面では誘電分極現象が発生し、マスク１との間で静電気
力が働く。このことによってマスク１が静電チャック２
上に吸着され、複数のピン状の突起部６上で支持固定さ
れる（いわゆるピンチャック形状）。
の第１の電極５ａ及び第２の電極５ｂに電圧制御部１０
から電圧が印加されると、第１の絶縁層３の表面に異符
号の電荷が励起される。このとき、第１の絶縁層３の表
面では誘電分極現象が発生し、マスク１との間で静電気
力が働く。このことによってマスク１が静電チャック２
上に吸着され、複数のピン状の突起部６上で支持固定さ
れる（いわゆるピンチャック形状）。
【００４４】ここで、マスク１に対する突起部６の接触
面積をマスク１の面積の１０％以下（より好ましくは２
％以下）にしているため、マスク１と静電チャック２の
間に挟まったごみで発生するマスク１の変形が防止され
る。
面積をマスク１の面積の１０％以下（より好ましくは２
％以下）にしているため、マスク１と静電チャック２の
間に挟まったごみで発生するマスク１の変形が防止され
る。
【００４５】また、マスク１と静電チャック２の間の空
隙に冷却用気体を流しているため、冷却が困難な真空雰
囲気中に置かれたマスク１を裏面から効果的に冷却する
ことが可能になり、マスク１上に形成された回路パター
ンの温度による歪みを抑制することができる。
隙に冷却用気体を流しているため、冷却が困難な真空雰
囲気中に置かれたマスク１を裏面から効果的に冷却する
ことが可能になり、マスク１上に形成された回路パター
ンの温度による歪みを抑制することができる。
【００４６】ところで、静電チャック２はマスク１に対
する照射領域を拡大するために駆動制御部９の指令によ
って走査される。このとき、吸着制御部１２は駆動制御
部９で検出した静電チャック２の位置情報からマスク１
に加わる加速度を算出し、 ｛（マスクの質量）×（重力加速度＋移動時の最大加速度）／（マスクと静電 チャックの間の最大静止摩擦係数）｝×（安全率）＜（吸着力） …（１） ここで、（吸着力）＝（静電発生力）−（冷却用気体の
圧力と雰囲気圧力との差圧）で定義される。の式を満た
す吸着力が得られるように電圧制御部１０に対して指令
を送出する。電圧制御部１０は、吸着制御部１２からの
指令にしたがって第１の電極５ａ及び第２の電極５ｂに
それぞれ所定の電圧を印加する。
する照射領域を拡大するために駆動制御部９の指令によ
って走査される。このとき、吸着制御部１２は駆動制御
部９で検出した静電チャック２の位置情報からマスク１
に加わる加速度を算出し、 ｛（マスクの質量）×（重力加速度＋移動時の最大加速度）／（マスクと静電 チャックの間の最大静止摩擦係数）｝×（安全率）＜（吸着力） …（１） ここで、（吸着力）＝（静電発生力）−（冷却用気体の
圧力と雰囲気圧力との差圧）で定義される。の式を満た
す吸着力が得られるように電圧制御部１０に対して指令
を送出する。電圧制御部１０は、吸着制御部１２からの
指令にしたがって第１の電極５ａ及び第２の電極５ｂに
それぞれ所定の電圧を印加する。
【００４７】なお、吸着力を所定の値に固定し、マスク
１に加わる加速度が（１）式を満たすように吸着制御部
１２から駆動制御部９に対して指令を与える構成にして
もよい。
１に加わる加速度が（１）式を満たすように吸着制御部
１２から駆動制御部９に対して指令を与える構成にして
もよい。
【００４８】以上のような構成にすることで、マスク１
が静電チャック２上から落下する事故を防止することが
できる。
が静電チャック２上から落下する事故を防止することが
できる。
【００４９】（第２実施例）図３はマスク支持装置の第
２実施例の構成を示す図であり、同図（ａ）は斜視図、
同図（ｂ）は側断面図である。
２実施例の構成を示す図であり、同図（ａ）は斜視図、
同図（ｂ）は側断面図である。
【００５０】第１実施例のマスク支持装置では、双極型
の静電チャックを用いた例を示した。本実施例のマスク
支持装置では吸着力の強い単極型の静電チャックを用い
た例を示す。なお、図３では本実施例で追加する構成の
み図示し、第１実施例で示した吸着制御部、電圧制御
部、および駆動制御部を図示していない。これらの装置
の動作については第１実施例と同様であるため、その説
明は省略する。
の静電チャックを用いた例を示した。本実施例のマスク
支持装置では吸着力の強い単極型の静電チャックを用い
た例を示す。なお、図３では本実施例で追加する構成の
み図示し、第１実施例で示した吸着制御部、電圧制御
部、および駆動制御部を図示していない。これらの装置
の動作については第１実施例と同様であるため、その説
明は省略する。
【００５１】また、単極型の静電チャックにマスクを吸
着させる際には、マスクをアース（接地電位）と接続す
る必要がある。しかしながら、マスクは露光装置内に搬
送されて、静電チャックに着脱されるものであるため、
常にアースと接続させることが困難である。したがっ
て、本実施例のマスク支持装置では、マスクが静電チャ
ック上に吸着されるときのみアースと接続される構成と
し、マスクの搬送の妨げにならないようにする。
着させる際には、マスクをアース（接地電位）と接続す
る必要がある。しかしながら、マスクは露光装置内に搬
送されて、静電チャックに着脱されるものであるため、
常にアースと接続させることが困難である。したがっ
て、本実施例のマスク支持装置では、マスクが静電チャ
ック上に吸着されるときのみアースと接続される構成と
し、マスクの搬送の妨げにならないようにする。
【００５２】図３（ａ）、（ｂ）において、マスク２１
はＳｉ基板からなるベース２１ａと、パターン領域２１
ｂとによって構成され、ベース２１ａ上にパターン領域
１ｂが形成されている。
はＳｉ基板からなるベース２１ａと、パターン領域２１
ｂとによって構成され、ベース２１ａ上にパターン領域
１ｂが形成されている。
【００５３】マスク２１を吸着保持するマスク支持装置
はマスク２１を吸着する静電チャック２２と、マスク２
１をアースと接続するためのアース用爪２６とによって
構成されている。
はマスク２１を吸着する静電チャック２２と、マスク２
１をアースと接続するためのアース用爪２６とによって
構成されている。
【００５４】静電チャック２２は第１の絶縁層２３と第
２の絶縁層２４とによって構成され、第１の絶縁層２３
と第２の絶縁層２４の間には吸着力を発生するための電
極２５が形成されている。また、アース用爪２６は電源
２７のマイナス（−）端子（接地電位）と接続され、電
源２７のプラス（＋）端子は電極２５と接続されてい
る。
２の絶縁層２４とによって構成され、第１の絶縁層２３
と第２の絶縁層２４の間には吸着力を発生するための電
極２５が形成されている。また、アース用爪２６は電源
２７のマイナス（−）端子（接地電位）と接続され、電
源２７のプラス（＋）端子は電極２５と接続されてい
る。
【００５５】このような構成において、静電チャック２
２の電極２５ａに電源２７のプラス（＋）電位が印加さ
れると、第１の絶縁層２３の表面に異符号の電荷が励起
される。このとき第１の絶縁層２３の表面では誘電分極
現象が発生し、マスク２１との間で静電気力が働く。こ
のことによってマスク２１が静電チャック２２上に吸着
され固定される。
２の電極２５ａに電源２７のプラス（＋）電位が印加さ
れると、第１の絶縁層２３の表面に異符号の電荷が励起
される。このとき第１の絶縁層２３の表面では誘電分極
現象が発生し、マスク２１との間で静電気力が働く。こ
のことによってマスク２１が静電チャック２２上に吸着
され固定される。
【００５６】アース用爪２６は静電チャック２２に対し
て図２のＺ方向（静電チャック２２の厚さ方向）に移動
自在に固定され、マスク２１のベース２１ａと接触し
て、マスク２１をアースに接続することが可能になると
ともに、様々な厚さのマスク２１を支持することができ
る。なお、アース用爪２６は、ベース２１ａの側面に配
置されることでマスク２１の落下防止機能を果たしてい
る。
て図２のＺ方向（静電チャック２２の厚さ方向）に移動
自在に固定され、マスク２１のベース２１ａと接触し
て、マスク２１をアースに接続することが可能になると
ともに、様々な厚さのマスク２１を支持することができ
る。なお、アース用爪２６は、ベース２１ａの側面に配
置されることでマスク２１の落下防止機能を果たしてい
る。
【００５７】ところで、静電チャック２２で吸着可能な
被吸着物は導体または半導体である。したがって、絶縁
体からなるベース２１ａを有するマスク２１を吸着する
場合には、マスク２１の裏面から側面にかけて導体であ
る金属等を蒸着し、これとアース用爪６を接触させてマ
スク２１を吸着する。
被吸着物は導体または半導体である。したがって、絶縁
体からなるベース２１ａを有するマスク２１を吸着する
場合には、マスク２１の裏面から側面にかけて導体であ
る金属等を蒸着し、これとアース用爪６を接触させてマ
スク２１を吸着する。
【００５８】以上のような構成にすることで、マスク支
持装置として吸着力の強い単極型の静電チャックを用い
ることができるため、マスク固定の信頼性を向上させる
ことができる。また、誘電率の比較的低い材料でも充分
な吸着力を得ることができるため、金属汚染の少ない材
料でマスク２１を形成することができ、本実施例のマス
ク支持装置を備えた露光装置によって半導体デバイスを
製造すると、半導体デバイスの生産歩留りを向上させる
ことができる。
持装置として吸着力の強い単極型の静電チャックを用い
ることができるため、マスク固定の信頼性を向上させる
ことができる。また、誘電率の比較的低い材料でも充分
な吸着力を得ることができるため、金属汚染の少ない材
料でマスク２１を形成することができ、本実施例のマス
ク支持装置を備えた露光装置によって半導体デバイスを
製造すると、半導体デバイスの生産歩留りを向上させる
ことができる。
【００５９】また、アース用爪２６が静電チャック２２
の厚さ方向に移動自在に固定されているため、様々な厚
さのマスク２１を支持固定することができる。したがっ
て、マスク２１の厚さ方向の作製精度が緩和され、マス
クの製造コストが低減できる。さらに、アース用爪２６
はマスク２１の落下防止機能も有しているため、マスク
固定の信頼性がより向上する。
の厚さ方向に移動自在に固定されているため、様々な厚
さのマスク２１を支持固定することができる。したがっ
て、マスク２１の厚さ方向の作製精度が緩和され、マス
クの製造コストが低減できる。さらに、アース用爪２６
はマスク２１の落下防止機能も有しているため、マスク
固定の信頼性がより向上する。
【００６０】また、マスク２１が静電チャックに吸着さ
れるときのみアースと接続される構造にしたため、アー
ス機構がマスクの搬送の妨げになるない。
れるときのみアースと接続される構造にしたため、アー
ス機構がマスクの搬送の妨げになるない。
【００６１】（第３実施例）図４はマスク支持装置の第
３実施例の構成を示す側断面図である。
３実施例の構成を示す側断面図である。
【００６２】本実施例のマスク支持装置は静電チャック
を所望の温度に制御する温度調整手段を有している。な
お、図４では本実施例で追加する構成のみ図示し、第１
実施例で示した吸着制御部、および電圧制御部を図示し
ていない。これらの装置の動作については第１実施例と
同様であるため、その説明は省略する。
を所望の温度に制御する温度調整手段を有している。な
お、図４では本実施例で追加する構成のみ図示し、第１
実施例で示した吸着制御部、および電圧制御部を図示し
ていない。これらの装置の動作については第１実施例と
同様であるため、その説明は省略する。
【００６３】図４において、マスク３１はＳｉ基板から
なるベース３１ａと、パターン領域３１ｂとによって構
成され、ベース３１ａ上にパターン領域３１ｂが形成さ
れている。
なるベース３１ａと、パターン領域３１ｂとによって構
成され、ベース３１ａ上にパターン領域３１ｂが形成さ
れている。
【００６４】マスク３１を吸着保持するマスク支持装置
は、マスクを吸着する静電チャック３２と、温度膨張係
数が小さく、剛性が高い材料で形成され、静電チャック
３２が固定されるチャックベース３８と、チャックベー
ス３８の温度を検出する温度センサ３７と、チャックベ
ース３８の温度を変えるための温度調節用媒体を有する
温度調整用媒体供給装置４２と、温度センサ３７の検出
信号から温度調整用媒体供給装置４２に対して指令を行
う温度制御部４１と、チャックベース３８の走査指令を
出力する駆動制御部９とによって構成されている。な
お、チャックベース３８は、駆動制御部４４の指令によ
ってチャックベース３８を走査移動させる不図示の駆動
機構（マスクステージ）に固定されている。
は、マスクを吸着する静電チャック３２と、温度膨張係
数が小さく、剛性が高い材料で形成され、静電チャック
３２が固定されるチャックベース３８と、チャックベー
ス３８の温度を検出する温度センサ３７と、チャックベ
ース３８の温度を変えるための温度調節用媒体を有する
温度調整用媒体供給装置４２と、温度センサ３７の検出
信号から温度調整用媒体供給装置４２に対して指令を行
う温度制御部４１と、チャックベース３８の走査指令を
出力する駆動制御部９とによって構成されている。な
お、チャックベース３８は、駆動制御部４４の指令によ
ってチャックベース３８を走査移動させる不図示の駆動
機構（マスクステージ）に固定されている。
【００６５】静電チャック３２は、第１の絶縁層３３と
第２の絶縁層３４とによって構成され、第１の絶縁層３
３と第２の絶縁層３４の間には吸着力を発生するための
電極３５が形成されている。
第２の絶縁層３４とによって構成され、第１の絶縁層３
３と第２の絶縁層３４の間には吸着力を発生するための
電極３５が形成されている。
【００６６】第１の絶縁層３３の上面には複数のピン状
の突起部３６が点在して形成され、突起部６によって形
成されるマスク３１と静電チャック３２との間の空隙に
は、マスク３１を冷却するための冷却用気体を供給する
供給管４５、および冷却用気体を回収する回収管４６が
それぞれ設けられている。
の突起部３６が点在して形成され、突起部６によって形
成されるマスク３１と静電チャック３２との間の空隙に
は、マスク３１を冷却するための冷却用気体を供給する
供給管４５、および冷却用気体を回収する回収管４６が
それぞれ設けられている。
【００６７】このような構成において、静電チャック３
２の電極３５に電圧制御部（不図示）から電圧が印加さ
れると、第１の絶縁層３３の表面に異符号の電荷が励起
される。このとき、第１の絶縁層３３の表面では誘電分
極現象が発生し、マスク３１との間で静電気力が働く。
このことによってマスク３１が静電チャック３２上の複
数の突起部３６の上に支持固定される。
２の電極３５に電圧制御部（不図示）から電圧が印加さ
れると、第１の絶縁層３３の表面に異符号の電荷が励起
される。このとき、第１の絶縁層３３の表面では誘電分
極現象が発生し、マスク３１との間で静電気力が働く。
このことによってマスク３１が静電チャック３２上の複
数の突起部３６の上に支持固定される。
【００６８】温度センサ３７は、例えば白金の側温抵抗
体から形成され、０．０１℃程度の分解能のものを用い
る。また、温度センサ３７をチャックベース３８の充分
深い位置に直接埋め込むことでチャックベース３８の温
度を高精度に検出することができる。
体から形成され、０．０１℃程度の分解能のものを用い
る。また、温度センサ３７をチャックベース３８の充分
深い位置に直接埋め込むことでチャックベース３８の温
度を高精度に検出することができる。
【００６９】チャックベース３８に設けられた流路３９
は温度制御された温度調整用媒体を流すためのものであ
り、温度調整用媒体は温度調整用媒体供給装置４２から
フレキシブルチューブ４３を介して供給される。なお、
フレキシブルチューブ４３には、真空中での不要なガス
の発生が少ない金属やテフロン等が用いられる。また、
チャックベース３８は、温度膨張係数が小さい、例えば
ＳｉＣやＳｉＮなどのセラミックス、あるいはガラスか
ら形成され、熱歪みが極めて少ない量に抑制されてい
る。
は温度制御された温度調整用媒体を流すためのものであ
り、温度調整用媒体は温度調整用媒体供給装置４２から
フレキシブルチューブ４３を介して供給される。なお、
フレキシブルチューブ４３には、真空中での不要なガス
の発生が少ない金属やテフロン等が用いられる。また、
チャックベース３８は、温度膨張係数が小さい、例えば
ＳｉＣやＳｉＮなどのセラミックス、あるいはガラスか
ら形成され、熱歪みが極めて少ない量に抑制されてい
る。
【００７０】温度制御部４１は、温度センサ３７からの
出力信号を得て、温度調整用媒体供給装置４２に対して
指示を行い、チャックベース３８に供給する温度調整用
媒体の温度を制御する。
出力信号を得て、温度調整用媒体供給装置４２に対して
指示を行い、チャックベース３８に供給する温度調整用
媒体の温度を制御する。
【００７１】静電チャック３２はマスク３１を固定する
のに充分な吸着力を備え、露光光を吸収したマスク３１
が面方向に熱膨張するのを、静電チャック３２の吸着力
×摩擦係数から得られる力で抑制する。また、熱膨張に
よって面方向にマスク３１が位置ずれを起こすことを防
止するため、静電チャック３２の温度を高精度に制御す
る。具体的には、静電チャック３２の温度の変動を０．
０１℃以下の高精度で一定に制御する。
のに充分な吸着力を備え、露光光を吸収したマスク３１
が面方向に熱膨張するのを、静電チャック３２の吸着力
×摩擦係数から得られる力で抑制する。また、熱膨張に
よって面方向にマスク３１が位置ずれを起こすことを防
止するため、静電チャック３２の温度を高精度に制御す
る。具体的には、静電チャック３２の温度の変動を０．
０１℃以下の高精度で一定に制御する。
【００７２】ところで、露光装置では、一般にマスクと
ウエハを高精度に位置合わせした後、露光を行うが、こ
の位置合わせを精度良く行うためには、特開平２−１０
０３１１号公報に開示されているような、ウエハまたは
マスクの駆動機構に板バネ等の剛性の低い弾性部材から
なる変位部材と、圧電素子からなるアクチュエータとを
用いた微動機構が必要になる。
ウエハを高精度に位置合わせした後、露光を行うが、こ
の位置合わせを精度良く行うためには、特開平２−１０
０３１１号公報に開示されているような、ウエハまたは
マスクの駆動機構に板バネ等の剛性の低い弾性部材から
なる変位部材と、圧電素子からなるアクチュエータとを
用いた微動機構が必要になる。
【００７３】しかしながら、前述したように微動機構は
剛性が低いため、温度調整用媒体を流すと静電チャック
が振動し、転写パターンの線幅精度を悪化させる。そこ
で、本実施例では、チャックベース３８を剛性の高い粗
動機構のみからなる駆動機構に固定し、微動機構はウエ
ハステージ（図１参照）に設けた構成とする。
剛性が低いため、温度調整用媒体を流すと静電チャック
が振動し、転写パターンの線幅精度を悪化させる。そこ
で、本実施例では、チャックベース３８を剛性の高い粗
動機構のみからなる駆動機構に固定し、微動機構はウエ
ハステージ（図１参照）に設けた構成とする。
【００７４】また、露光されたウエハ上のパターン間隔
のずれ量を測定し、このずれ量が最小になるように静電
チャックの温度を変化させ、静電チャック３２を拡大ま
たは縮小する手段を備える構成とする。静電チャック３
２を拡大または縮小させると、これに吸着されて拘束さ
れているマスク３１も同時に拡大または縮小するため、
マスク３１のパターンの位置ずれを補正することが可能
になる。静電チャック３２の温度補正は、静電チャック
３２の温度変化に対して露光後のウエハのパターンのず
れ量の関係を予め測定し、このデータをもとにして温度
制御部４１でウエハのパターン間隔のずれ量が最小にな
るように静電チャック３２の温度を制御する。なお、ウ
エハのパターン間隔のずれ量は、露光されたパターン間
隔を測定する方法以外に、マスクとウエハの位置合わせ
を行うアライメント調整手段（不図示）の信号から得て
もよい。
のずれ量を測定し、このずれ量が最小になるように静電
チャックの温度を変化させ、静電チャック３２を拡大ま
たは縮小する手段を備える構成とする。静電チャック３
２を拡大または縮小させると、これに吸着されて拘束さ
れているマスク３１も同時に拡大または縮小するため、
マスク３１のパターンの位置ずれを補正することが可能
になる。静電チャック３２の温度補正は、静電チャック
３２の温度変化に対して露光後のウエハのパターンのず
れ量の関係を予め測定し、このデータをもとにして温度
制御部４１でウエハのパターン間隔のずれ量が最小にな
るように静電チャック３２の温度を制御する。なお、ウ
エハのパターン間隔のずれ量は、露光されたパターン間
隔を測定する方法以外に、マスクとウエハの位置合わせ
を行うアライメント調整手段（不図示）の信号から得て
もよい。
【００７５】また、静電チャック３２の温度調整手段と
して、温度調整用媒体を用いずに、例えば特開平５−２
１３０８号公報に開示されているようなペルチェ素子等
を用い、高速、高精度に温度制御を行ってもよい。
して、温度調整用媒体を用いずに、例えば特開平５−２
１３０８号公報に開示されているようなペルチェ素子等
を用い、高速、高精度に温度制御を行ってもよい。
【００７６】以上のような構成とすることで、マスクの
熱変形及び位置ずれが防止され、転写パターンの重ね合
せ精度、線幅精度が向上する。
熱変形及び位置ずれが防止され、転写パターンの重ね合
せ精度、線幅精度が向上する。
【００７７】また、マスク形状を温度によって可変でき
る構成としたため、Ｘ線光学系を構成するミラーの表面
形状、配置位置の誤差、支持するときの外力によるミラ
ーの変形などによるパターンの位置ずれを補正でき、パ
ターンの重ね合せ精度がより向上する。
る構成としたため、Ｘ線光学系を構成するミラーの表面
形状、配置位置の誤差、支持するときの外力によるミラ
ーの変形などによるパターンの位置ずれを補正でき、パ
ターンの重ね合せ精度がより向上する。
【００７８】さらに、静電チャック３２を固定するチャ
ックベース３８の駆動機構を剛性の高いものにするた
め、静電チャック３２の振動が低減し、ウエハに対する
転写パターンの線幅精度がより向上する。
ックベース３８の駆動機構を剛性の高いものにするた
め、静電チャック３２の振動が低減し、ウエハに対する
転写パターンの線幅精度がより向上する。
【００７９】（第４実施例）次に、上記Ｘ線投影露光装
置を使用した半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体
チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造方法に
ついて図５及び図６を参照して説明する。
置を使用した半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体
チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造方法に
ついて図５及び図６を参照して説明する。
【００８０】図５は本発明のＸ線投影露光装置を使用し
たデバイスの製造方法の手順を示すフローチャートであ
る。また、図６は図５に示したウエハプロセスの手順を
示すフローチャートである。
たデバイスの製造方法の手順を示すフローチャートであ
る。また、図６は図５に示したウエハプロセスの手順を
示すフローチャートである。
【００８１】図５において、ステップ１（回路設計）で
は、まず最初に半導体デバイスの回路設計を行う。ステ
ップ２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成
したマスクを製作する。ステップＳ３（ウエハ製造）で
はシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステッ
プ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意し
たマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によって
ウエハ上に実際の回路を形成する。ステップＳ５（組み
立て）は後工程と呼ばれ、ステップＳ４によって作製さ
れたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、ア
ッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケ
ージ工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６
（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの
動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうし
た工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ス
テップ７）される。
は、まず最初に半導体デバイスの回路設計を行う。ステ
ップ２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成
したマスクを製作する。ステップＳ３（ウエハ製造）で
はシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステッ
プ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意し
たマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によって
ウエハ上に実際の回路を形成する。ステップＳ５（組み
立て）は後工程と呼ばれ、ステップＳ４によって作製さ
れたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、ア
ッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケ
ージ工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６
（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの
動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうし
た工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ス
テップ７）される。
【００８２】図６において、ウエハプロセス（図５のス
テップ４）では、まず、ステップ１１（酸化）でウエハ
の表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエ
ハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）
ではウエハに電極を蒸着によって形成する。ステップ１
４（イオン打ち込み）ではウエハにイオンを打ち込む。
ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗
布する。ステップ１６（露光）では上記Ｘ線投影露光装
置を用いてマスクの回路パターンをウエハに焼付け露光
する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像
する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジス
ト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥
離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取
り除く。これらのステップを繰り返し行うことによっ
て、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
テップ４）では、まず、ステップ１１（酸化）でウエハ
の表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエ
ハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）
ではウエハに電極を蒸着によって形成する。ステップ１
４（イオン打ち込み）ではウエハにイオンを打ち込む。
ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗
布する。ステップ１６（露光）では上記Ｘ線投影露光装
置を用いてマスクの回路パターンをウエハに焼付け露光
する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像
する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジス
ト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥
離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取
り除く。これらのステップを繰り返し行うことによっ
て、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００８３】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。
いるので、以下に記載する効果を奏する。
【００８４】マスクチャックに静電気力で反射型Ｘ線マ
スクを吸着保持するための静電気発生手段を有すること
で、Ｘ線の減衰が少ない真空雰囲気中あるいは減圧され
た軽元素気体の雰囲気中であっても反射型Ｘ線マスクを
確実に支持固定することができる。
スクを吸着保持するための静電気発生手段を有すること
で、Ｘ線の減衰が少ない真空雰囲気中あるいは減圧され
た軽元素気体の雰囲気中であっても反射型Ｘ線マスクを
確実に支持固定することができる。
【００８５】また、マスクチャックに反射型Ｘ線マスク
を吸着保持した際の吸着力を検出する検出機構を有し、
マスクチャックの移動に応じて、静電気発生機構で発生
する静電気力を可変する静電気可変手段を有すること
で、マスクチャック上から反射型Ｘ線マスクが落下する
事故を防止することができる。
を吸着保持した際の吸着力を検出する検出機構を有し、
マスクチャックの移動に応じて、静電気発生機構で発生
する静電気力を可変する静電気可変手段を有すること
で、マスクチャック上から反射型Ｘ線マスクが落下する
事故を防止することができる。
【００８６】また、マスクチャックの反射型Ｘ線マスク
の保持面に複数の突起部を形成し、突起部によって反射
型Ｘ線マスクを保持することで、反射型Ｘ線マスクとマ
スクチャックの間に挟まったごみで発生する反射型Ｘ線
マスクの変形が防止され、転写パターンの重ね合せ精
度、線幅精度が向上する。
の保持面に複数の突起部を形成し、突起部によって反射
型Ｘ線マスクを保持することで、反射型Ｘ線マスクとマ
スクチャックの間に挟まったごみで発生する反射型Ｘ線
マスクの変形が防止され、転写パターンの重ね合せ精
度、線幅精度が向上する。
【００８７】また、突起部によって反射型Ｘ線マスクが
支持された際に、反射型Ｘ線マスクとマスクチャックの
間に形成される空隙に、反射型Ｘ線マスク冷却用の気体
の供給および回収を行う冷却手段を有することで、冷却
が困難な真空雰囲気中に置かれた反射型Ｘ線マスクを裏
面から効果的に冷却することが可能になり、反射型Ｘ線
マスク上に形成された回路パターンの温度による歪みを
抑制することができる。
支持された際に、反射型Ｘ線マスクとマスクチャックの
間に形成される空隙に、反射型Ｘ線マスク冷却用の気体
の供給および回収を行う冷却手段を有することで、冷却
が困難な真空雰囲気中に置かれた反射型Ｘ線マスクを裏
面から効果的に冷却することが可能になり、反射型Ｘ線
マスク上に形成された回路パターンの温度による歪みを
抑制することができる。
【００８８】また、マスクチャックの温度を管理する温
度調節機構を有することで、反射型Ｘ線マスクの熱変形
及び位置ずれが防止され、転写パターンの重ね合せ精
度、線幅精度が向上する。さらに、温度調節機構によっ
て反射型Ｘ線マスクの形状を温度に応じて可変できるた
め、Ｘ線光学系を構成するミラーの表面形状、配置位置
の誤差、支持するときの外力によるミラーの変形などに
よるパターンの位置ずれを補正でき、パターンの重ね合
せ精度がより向上する。ここで、マスクチェックの走査
手段が剛性の高い粗動機構のみからなり、ウエハチェッ
クの走査手段が剛性の低い微動機構からなることで、マ
スクチャックの振動が低減するため、ウエハに対する転
写パターンの線幅精度がより向上する。
度調節機構を有することで、反射型Ｘ線マスクの熱変形
及び位置ずれが防止され、転写パターンの重ね合せ精
度、線幅精度が向上する。さらに、温度調節機構によっ
て反射型Ｘ線マスクの形状を温度に応じて可変できるた
め、Ｘ線光学系を構成するミラーの表面形状、配置位置
の誤差、支持するときの外力によるミラーの変形などに
よるパターンの位置ずれを補正でき、パターンの重ね合
せ精度がより向上する。ここで、マスクチェックの走査
手段が剛性の高い粗動機構のみからなり、ウエハチェッ
クの走査手段が剛性の低い微動機構からなることで、マ
スクチャックの振動が低減するため、ウエハに対する転
写パターンの線幅精度がより向上する。
【００８９】また、少なくとも反射型Ｘ線マスクを支え
るマスクチャックの一側面に設けられ、接地されたアー
ス用爪を有することで、反射型Ｘ線マスクを露光時にの
みアースと接続することができるため、アース機構が反
射型Ｘ線マスクの搬送の妨げになることがない。また、
アース用爪に反射型マスクの落下防止機能を持たせるこ
とができるため、反射型Ｘ線マスクの支持固定の信頼性
がより向上する。
るマスクチャックの一側面に設けられ、接地されたアー
ス用爪を有することで、反射型Ｘ線マスクを露光時にの
みアースと接続することができるため、アース機構が反
射型Ｘ線マスクの搬送の妨げになることがない。また、
アース用爪に反射型マスクの落下防止機能を持たせるこ
とができるため、反射型Ｘ線マスクの支持固定の信頼性
がより向上する。
【００９０】また、本発明のＸ線投影露光装置と、反射
型Ｘ線マスクとを用いて、マスクパターンをウエハ上に
転写することで、デバイスの生産歩留りを向上させるこ
とができる。特に、アース用爪を用いた場合は、様々な
厚さの反射型Ｘ線マスクを支持固定することができるた
め、反射型Ｘ線マスクの厚さ方向の作製精度が緩和さ
れ、反射型Ｘ線マスクの製造コストを低減することがで
きる。
型Ｘ線マスクとを用いて、マスクパターンをウエハ上に
転写することで、デバイスの生産歩留りを向上させるこ
とができる。特に、アース用爪を用いた場合は、様々な
厚さの反射型Ｘ線マスクを支持固定することができるた
め、反射型Ｘ線マスクの厚さ方向の作製精度が緩和さ
れ、反射型Ｘ線マスクの製造コストを低減することがで
きる。
【図１】Ｘ線投影露光装置の要部構成を示す側面図であ
る。
る。
【図２】図１に示したＸ線投影露光装置のマスクステー
ジに用いられるマスク支持装置の第１実施例の構成を示
す側断面図である。
ジに用いられるマスク支持装置の第１実施例の構成を示
す側断面図である。
【図３】マスク支持装置の第２実施例の構成を示す図で
あり、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は側断面図であ
る。
あり、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は側断面図であ
る。
【図４】マスク支持装置の第３実施例の構成を示す側断
面図である。
面図である。
【図５】本発明のＸ線投影露光装置を使用したデバイス
の製造方法の手順を示すフローチャートである。
の製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】図５に示したウエハプロセスの手順を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
１、２１、３１、１０４ マスク １ａ、２１ａ、３１ａ ベース １ｂ、２１ｂ、３１ｂ パターン領域 ２、２２、３２ 静電チャック ３、２３、３３ 第１の絶縁層 ４、２４、３４ 第２の絶縁層 ５ａ 第１の電極 ５ｂ 第２の電極 ６、３６ 突起部 ７、４５ 供給管 ８、４６ 回収管 ９、４４ 駆動制御部 １０ 電圧制御部 １１ 圧力センサ １２ 吸着制御部 ２５、３５ 電極 ２６ アース用爪 ２７ 電源 ３７ 温度センサ ３８ チャックベース ３９ 流路 ４１ 温度制御部 ４２ 温度調整用媒体供給装置 ４３ フレキシブルチューブ １０１ アンジュレータ源 １０２ 凸面全反射鏡 １０３ 凹面多層膜反射鏡 １０５ 縮小投影光学系 １０６ ウエハ １０７ マスクステージ １０８ ウエハステージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０３Ｃ ５３１Ｍ
Claims (19)
- 【請求項１】 所望のマスクパターンを有する反射型Ｘ
線マスクを保持するマスクチャックと、 該マスクパターンが露光転写されるウエハを保持するウ
エハチャックと、 該マスクチャックに保持される反射型Ｘ線マスクをＸ線
で照射するＸ線照明系と、 該反射型Ｘ線マクスのマスクパターンを該ウエハチャッ
クに保持されるウエハに所定の倍率で投影するＸ線投影
光学系と、を有し、 該マスクチャックは、 静電気力で反射型Ｘ線マスクを吸着保持するための静電
気発生手段を有することを特徴とするＸ線投影露光装
置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のＸ線投影露光装置にお
いて、 前記マスクチャックに、 前記反射型Ｘ線マスクを吸着保持した際の吸着力を検出
する検出機構を有することを特徴とするＸ線投影露光装
置。 - 【請求項３】 請求項２に記載のＸ線投影露光装置にお
いて、 前記検出機構は、 マスクチャックの吸着面に設けられた圧力センサである
ことを特徴とするＸ線投影露光装置。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
Ｘ線投影露光装置において、 前記マスクチャック及び前記ウエハチャックを同期して
移動させて走査露光を行うための走査手段を有すること
を特徴とするＸ線投影露光装置。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
Ｘ線投影露光装置において、 前記マスクチャックは、 前記反射型Ｘ線マスクを重力方向と平行に保持すること
を特徴とするＸ線投影露光装置。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
Ｘ線投影露光装置において、 前記マスクチャックの移動に応じて、前記静電気発生機
構で発生する静電気力を可変する静電気可変手段を有す
ることを特徴とするＸ線投影露光装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載のＸ線投影露光装置にお
いて、 前記静電気可変手段は、 ｛（反射型Ｘ線マスクの質量）×（重力加速度＋マスク
チャック移動時の最大加速度）／（反射型Ｘ線マスクと
マスクチャックの間の最大静止摩擦係数）｝×（安全
率）＜マスクチャックの吸着力 の関係を満たすように制御することを特徴とするＸ線投
影露光装置。 - 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の
Ｘ線投影露光装置において、 前記マスクチャックの前記反射型Ｘ線マスクの保持面に
は複数の突起部が形成され、該突起部によって前記反射
型Ｘ線マスクが保持されることを特徴とするＸ線投影露
光装置。 - 【請求項９】 請求項８に記載のＸ線投影露光装置にお
いて、 前記突起部の先端が前記反射型Ｘ線マスクに接触する接
触面積は、前記反射型Ｘ線マスクの面積の１０パーセン
ト以下であることを特徴とするＸ線投影露光装置。 - 【請求項１０】 請求項８または９に記載のＸ線投影露
光装置において、 前記突起部によって前記反射型Ｘ線マスクが支持された
際に、前記反射型Ｘ線マスクと前記マスクチャックの間
に形成される空隙に、前記反射型Ｘ線マスク冷却用の気
体の供給および回収を行う冷却手段を有することを特徴
とするＸ線投影露光装置。 - 【請求項１１】 請求項１乃至１０のいずれか１項に記
載のＸ線投影露光装置において、 前記マスクチャックの温度を管理する温度調節機構を有
することを特徴とするＸ線投影露光装置。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載のＸ線投影露光装置
において、 前記温度調節機構は、 前記マスクチャック内に温度調節媒体を供給する手段
と、 前記マスクチャックの温度を検出する温度センサと、を
有することを特徴とするＸ線投影露光装置。 - 【請求項１３】 請求項１乃至１２のいずれか１項に記
載のＸ線投影露光装置において、 前記マスクチャックは、 温度膨張係数が小さいセラミックス材料、もしくはガラ
ス材料であることを特徴とするＸ線投影露光装置。 - 【請求項１４】 請求項４乃至１３のいずれか１項に記
載のＸ線投影露光装置において、 前記マスクチェックの走査手段は剛性の高い粗動機構の
みからなり、 前記ウエハチェックの走査手段は剛性の低い微動機構か
らなることを特徴とするＸ線投影露光装置。 - 【請求項１５】 請求項１乃至１４のいずれか１項に記
載のＸ線投影露光装置において、 少なくとも反射型Ｘ線マスクを支える前記マスクチャッ
クの一側面に設けられ、接地されたアース用爪を有する
ことを特徴とするＸ線投影露光装置。 - 【請求項１６】 請求項１乃至１５のいずれか１項に記
載のＸ線投影露光装置において、 前記Ｘ線照明系は、 Ｘ線を発生する放射源と、 Ｘ線を反射する反射ミラーと、を有することを特徴とす
るＸ線投影露光装置。 - 【請求項１７】 請求項１乃至１６のいずれか１項に記
載のＸ線投影露光装置において、 前記Ｘ線投影光学系は、 Ｘ線を反射する複数枚の反射ミラーからなる縮小投影光
学系であることを特徴とするＸ線投影露光装置。 - 【請求項１８】 Ｘ線を反射する多層膜の上に、Ｘ線を
吸収する吸収体からなる前記マスクパターンが形成され
たことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に
記載のＸ線露光装置で用いられる反射型Ｘ線マスク。 - 【請求項１９】 請求項１乃至請求項１７のいずれか１
項に記載のＸ線投影露光装置と、 請求項１８に記載の反射型Ｘ線マスクと、を用いて、前
記マスクパターンをウエハ上に転写する工程を有するこ
とを特徴とするデバイスの製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3386997A JP3814359B2 (ja) | 1996-03-12 | 1997-02-18 | Ｘ線投影露光装置及びデバイス製造方法 |
| US08/813,349 US6084938A (en) | 1996-03-12 | 1997-03-07 | X-ray projection exposure apparatus and a device manufacturing method |
| US09/342,897 US6310934B1 (en) | 1996-03-12 | 1999-06-29 | X-ray projection exposure apparatus and a device manufacturing method |
| US09/948,041 US6668037B2 (en) | 1996-03-12 | 2001-09-07 | X-ray projection exposure apparatus and a device manufacturing method |
| US10/092,280 US6584168B2 (en) | 1996-03-12 | 2002-03-07 | X-ray projection exposure apparatus and a device manufacturing method |
| US10/679,278 US6836531B2 (en) | 1996-03-12 | 2003-10-07 | X-ray projection exposure apparatus and a device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-54636 | 1996-03-12 | ||
| JP5463696 | 1996-03-12 | ||
| JP3386997A JP3814359B2 (ja) | 1996-03-12 | 1997-02-18 | Ｘ線投影露光装置及びデバイス製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005234194A Division JP3985003B2 (ja) | 1996-03-12 | 2005-08-12 | Ｘ線投影露光装置及びデバイス製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09306834A true JPH09306834A (ja) | 1997-11-28 |
| JP3814359B2 JP3814359B2 (ja) | 2006-08-30 |
Family
ID=26372650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3386997A Expired - Fee Related JP3814359B2 (ja) | 1996-03-12 | 1997-02-18 | Ｘ線投影露光装置及びデバイス製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (5) | US6084938A (ja) |
| JP (1) | JP3814359B2 (ja) |
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