JP2008226973A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、露光装置に関し、レチクルステージのスキャン動作に対応して走査方向遮光部材を別途動作する必要を無くし、同時に、レチクルあるいはチャック部材に付着したパーティクルを除去可能にすることを目的とする。
【解決手段】 レチクルが配置されるレチクルステージと感応基板が配置される感応基板ステージとを同期して走査し、レチクルの面上に形成されたパターンを感応基板上に転写する露光装置において、レチクルステージは、走査方向に移動する移動テーブルと、移動テーブルに吸着面を下方にして配置されレチクルを吸着するチャック部材と、移動テーブルに配置されレチクルの走査方向の露光領域を制限する走査方向遮光部材と、移動テーブルに配置され走査方向遮光部材を振動を伴って移動させる移動手段とを有することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、半導体集積回路等のリソグラフィーに使用される露光装置に関する。

ＥＵＶ光を露光光として使用するＥＵＶ露光装置では、レチクルが配置されるレチクルステージとウエハが配置されるウエハステージとを同期して走査し、レチクルで反射した露光光のレチクルのパターンをウエハ上に転写露光することが行われている。
そして、レチクルブラインドと呼ばれる遮光部材を所定の位置に移動することで様々な露光領域の設定が可能になる。ＥＵＶ露光装置では、遮光部材として、露光光の露光領域を規定する固定ブラインド、レチクルの走査方向の露光領域を制限する走査方向遮光部材、レチクルの非走査方向の露光領域を制限する非走査方向遮光部材が、レチクルと投影光学系との間に配置されている。
特開平６−２３２０３１号公報

しかしながら、従来のＥＵＶ露光装置では、レチクルの走査方向の露光領域を制限する走査方向遮光部材を、レチクルステージのスキャン動作に対応して別途動作する駆動装置が必要になるという問題があった。
また、レチクルステージには、レチクルを吸着するチャック部材が配置されているが、レチクルあるいはチャック部材に付着したパーティクルを効果的に除去することが望まれている。

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、レチクルステージのスキャン動作に対応して走査方向遮光部材を別途動作する必要を無くし、同時に、レチクルあるいはチャック部材に付着したパーティクルを除去することができる露光装置を提供することを目的とする。

第１の発明の露光装置は、レチクルが配置されるレチクルステージと感応基板が配置される感応基板ステージとを同期して走査し、前記レチクルの面上に形成されたパターンを前記感応基板上に転写する露光装置において、前記レチクルステージは、走査方向に移動する移動テーブルと、前記移動テーブルに吸着面を下方にして配置され前記レチクルを吸着するチャック部材と、前記移動テーブルに配置され前記レチクルの走査方向の露光領域を制限する走査方向遮光部材と、前記移動テーブルに配置され前記走査方向遮光部材を振動を伴って移動させる移動手段とを有することを特徴とする。

第２の発明の露光装置は、第１の発明の露光装置において、前記移動手段は、超音波リニアアクチュエータを有することを特徴とする。
第３の発明の露光装置は、第１または第２の発明の露光装置において、前記移動テーブルは、走査方向に移動する粗動テーブルに微動可能に配置される微動テーブルであることを特徴とする。

第４の発明の露光装置は、第１ないし第３のいずれか１の発明の露光装置において、前記チャック部材は、静電チャックであることを特徴とする。
第５の発明の露光装置は、第１ないし第４のいずれか１の発明の露光装置において、前記移動手段は、露光時に、前記走査方向遮光部材の端部を前記レチクルのパターン面の外側の非パターン部の下方に位置させることを特徴とする。

第６の発明の露光装置は、第５の発明の露光装置において、前記移動手段は、一対の前記走査方向遮光部材の端部を前記レチクルの両側の前記非パターン部に位置させることを特徴とする。
第７の発明の露光装置は、第１ないし第６のいずれか１の発明の露光装置において、前記レチクルの非走査方向の露光領域を制限する非走査方向遮光部材と、前記露光光の露光領域を規定する固定ブラインドとを有することを特徴とする。

第８の発明の露光装置は、第７の発明の露光装置において、前記走査方向遮光部材、前記固定ブラインド、前記非走査方向遮光部材が、前記レチクルに近い側から順に配置されていることを特徴とする。

本発明の露光装置では、レチクルステージのスキャン動作に対応して走査方向遮光部材を別途動作する必要を無くし、同時に、レチクルあるいはチャック部材に付着したパーティクルを除去することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の露光装置の一実施形態を示している。
この露光装置は、光源部１１、照明光学系１３、レチクルステージ１５、投影光学系１７およびウエハステージ１９を有している。
光源部１１はターゲット材料をプラズマ化しＥＵＶ光からなるパルス光を発生させる。

光源部１１では、ノズル２１の先端から、ガスあるいは液体状のターゲット材料が発光部２３に間歇的に噴出される。レーザ装置２５から射出したレーザ光２７は、レンズ２９を介してターゲット材料上に集光し、ターゲット材料をプラズマ化する。これにより、パルス光からなるＥＵＶ光３１が発生する。
照明光学系１３は、レチクルステージ１５の下側に配置されるレチクル３３の下面に照明光を導く。

照明光学系１３では、光源部１１からのＥＵＶ光３１が、コリメータミラーとして作用する凹面反射鏡３５を介して略平行光束となり、第１のフライアイミラー３７および第２のフライアイミラー３９からなるオプティカルインテグレータ４１に入射する。これにより、第２のフライアイミラー３９の反射面の近傍に、所定の形状(本例では円弧状であるがこの形状に限られるものではない)を有する実質的な面光源が形成される。実質的な面光源からのＥＵＶ光３１は、反射鏡４３，４５により反射された後、平面反射鏡４７により偏向される。

レチクルステージ１５は、粗動テーブル４８、微動テーブル４９を有している。粗動テーブル４８は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能とされ、微動テーブル４９を介してレチクル３３を走査方向に移動する。微動テーブル４９は、粗動テーブル４８に微動可能に配置されている。
微動テーブル４９の下側には静電チャック５１が固定され、静電チャック５１の下面にレチクル３３が吸着保持されている。レチクル３３の下方には、走査方向遮光部材５３，５４、固定ブラインド５５、非走査方向遮光部材５７が配置されている。遮光部材５３，５４，５５，５７の詳細は後述する。

平面反射鏡４７により偏向されたＥＵＶ光３１は、非走査方向遮光部材５７、固定ブラインド５５および走査方向遮光部材５３，５４の開口部を通り、レチクル３３の下面に細長い円弧状の照明領域を形成する。なお、説明の便宜上、非走査方向遮光部材５７、固定ブラインド５５および走査方向遮光部材５３，５４はレチクル３３に入射する照明光を遮光しているが、レチクル３３から反射してきた光束を遮光する構成としても良い。また、入射側、反射側の両方で光束を遮光する構成にしても良い。つまり、最終的にウエハ上における露光領域の形状が規定できるように配置されていれば良い。

レチクル３３は、ＥＵＶ光３１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有しており、レチクル３３でＥＵＶ光３１が反射されることによりＥＵＶ光３１はパターン化される。
投影光学系１７は、４つの反射ミラーを有しており、各ミラー１７ａ〜１７ｄにはＥＵＶ光３１を反射する多層膜が備えられている。レチクル３３により反射されパターン化されたＥＵＶ光３１は第１ミラー１７ａから第４ミラー１７ｄまで順次反射されて、レチクルパターンの縮小された像をウエハ６１上に形成する。

ウエハステージ１９は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能とされている。ウエハステージ１９の上側には静電チャック５９が固定され、静電チャック５９の上面にウエハ６１が吸着保持されている。ウエハ６１上のダイを露光するときには、ＥＵＶ光３１がレチクル３３の所定の領域に照射され、レチクル３３とウエハ６１は投影光学系１７に対して投影光学系１７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３３のパターンはウエハ６１上の所定の露光範囲（ダイに対して）に露光される。

図２および図３はレチクルステージ１５の詳細を示している。
図２において、粗動テーブル４８の下側には、微動テーブル４９が配置されている。微動テーブル４９は、粗動テーブル４８の下側に姿勢制御用アクチュエータ６２を介して保持されており、姿勢制御用アクチュエータ６２により微動可能とされている。
微動テーブル４９の下側には静電チャック５１が固定されている。静電チャック５１の下面の吸着面５１ａには、レチクル３３が吸着保持されている。レチクル３３の下方には、投影光学系１７が配置され、レチクル３３と投影光学系１７の間に、走査方向遮光部材５３，５４、固定ブラインド５５、非走査方向遮光部材５７が順に配置されている。走査方向遮光部材５３，５４をレチクル３３の近傍に配置することにより、走査方向遮光部材５３，５４による遮光精度を向上することができる。

走査方向遮光部材５３，５４は、微動テーブル４９に配置される案内部材６３に沿って、微動テーブル４９の走査方向(Ｙ方向)に移動可能とされている。微動テーブル４９の下面には、図３に示すように、レチクル３３(静電チャック５１)の両側となる位置に、一対の案内部材６３が配置されている。一対の案内部材６３は微動テーブル４９の走査方向(Ｙ方向)に延在されている。そして、一対の案内部材６３に、走査方向遮光部材５３，５４が配置されている。走査方向遮光部材５３，５４は、一対の案内部材６３を跨いで配置され、その両端を案内部材６３により案内されている。案内部材６３には、走査方向遮光部材５３，５４を走査方向に移動する移動機構６５(図２および図３では図示を省略する)が配置されている。

移動機構６５は、図４に示すように、超音波リニアアクチュエータ６７、リニアガイド６９を有している。案内部材６３には矩形状の凹部６３ａが形成されている。凹部６３ａには、走査方向遮光部材５３，５４の端部を挟んで超音波リニアアクチュエータ６７およびリニアガイド６９が配置されている。リニアガイド６９は、走査方向遮光部材５３，５４の端部を案内する。超音波リニアアクチュエータ６７は、圧電素子(不図示)の駆動により走査方向遮光部材５３，５４を移動する。そして、圧電素子の駆動により、リニアモータを使用する場合に比較して比較的大きな振動が案内部材６３に発生する。なお、超音波リニアアクチュエータ６７は周知であるため詳細な説明を省略する。また、案内部材６３は、その両側に配置される一対の超音波リニアアクチュエータ６７の振動の干渉を防止するため走査方向の中央部で分断されているが図示を省略する。

リニアガイド６９上の走査方向遮光部材５３，５４の位置は、リニアエンコーダ(不図示)により測定可能とされている。そして、レチクル３３の交換時、フィデューシャルマークのオートフォーカス時には、図３に示すように、レチクル３３の走査方向の外側に走査方向遮光部材５３，５４が位置される。
図３において符号Ｓは、レチクル３３のパターン面３３ａに照射される円弧状の照明領域を示している。この円弧状の照明領域Ｓの中心を径方向に通る直線の方向がレチクル３３の走査方向とされている。そして、照明領域Ｓの走査方向の両側となる位置にレチクル３３の走査方向を制限する一対の走査方向遮光部材５３，５４が配置されている。この走査方向遮光部材５３，５４は、走査前後での露光エリアのはみ出しを防止するもので、マスクブラインド、同期ブラインドと呼ばれることもある。なお、レチクル３３のパターン面３３ａの外側には、パターン面３３ａを囲んでパターンの形成されない非パターン部３３ｂが形成されている。

そして、露光時には、図５および図６に示すように、走査方向遮光部材５３，５４の内側端が、レチクル３３のパターン面３３ａと非パターン部３３ｂとの境界に位置される。この状態は露光中維持され走査方向遮光部材５３，５４の移動は行われない。露光動作の開始時には、図５の(ａ)に示すように、走査方向遮光部材５４が照明領域Ｓを覆う位置に位置しレチクル３３の走査方向の露光領域が制限される。また、露光動作の終了時には、図５の(ｂ)に示すように、走査方向遮光部材５３が照明領域Ｓを覆う位置に位置しレチクル３３の走査方向の露光領域が制限される。これにより、不要な照明光がウエハ６１に照射されることが防止される。

非走査方向遮光部材５７は、図３に示すように、円弧状の照明領域Ｓの走査方向に垂直な方向の両側に配置されている。非走査方向遮光部材５７は、照明領域Ｓの非走査方向を制限して走査幅を決定する。非走査方向遮光部材５７は図示しない駆動装置により走査方向に垂直な方向に移動可能とされている。
固定ブラインド５５は、レチクル３３に照射される円弧形状の照明領域Ｓの形状を定めている。固定ブラインド５５は投影光学系１７の投影領域を決めるためのスリットでありレチクルステージ１５を走査させない静止露光の場合の最大露光領域を規定する。固定ブラインド５５は光学設計上、レチクル３３のパターン面３３ａに近づけて設置することが望ましいため、図２に示すように、走査方向遮光部材５３，５４の下側に近接して設置されている。

上述した露光装置では、レチクルステージ１５の微動テーブル４９に走査方向遮光部材５３，５４を設けたので、微動テーブル４９とともに走査方向遮光部材５３，５４が移動する。従って、露光動作の開始および終了時に、レチクルステージ１５のスキャン動作に対応して走査方向遮光部材５３，５４を別途動作する必要がなくなり、レチクルステージ１５と走査方向遮光部材５３，５４との同期動作制御を不要にすることができる。

また、上述した露光装置では、走査方向遮光部材５３，５４を超音波リニアアクチュエータ６７を備えた移動機構６５により移動するようにしたので、レチクル３３あるいは静電チャック５１に付着したパーティクルを効果的に除去することができる。すなわち、超音波リニアアクチュエータ６７を移動機構６５に使用する場合には、リニアモータを使用する場合に比較して比較的大きな振動が案内部材６３に発生し、この振動が静電チャック５１に伝達され静電チャック５１が振動する。

従って、レチクル３３の交換時には、レチクル３３を静電チャック５１に取り付ける前に、移動機構６５を所定時間だけ作動して走査方向遮光部材５３，５４を往復動することにより、静電チャック５１の吸着面５１ａに付着したパーティクルを重力で落下させ、吸着面５１ａからパーティクルを除去することができる。これにより、静電チャック５１にレチクル３３を吸着した時に、静電チャック５１とレチクル３３との間にパーティクルが介在することが低減し、レチクル３３の取り付け精度を向上することができる。

また、静電チャック５１にレチクル３３を取り付けた後に、移動機構６５を所定時間だけ作動して走査方向遮光部材５３，５４を往復動することにより、レチクル３３のパターン面３３ａに付着したパーティクルを重力で落下させ、パターン面３３ａからパーティクルを除去することができる。これにより、パターン面３３ａにパーティクルが存在することが減少し、露光精度を向上することができる。

さらに、上述した露光装置では、図５および図６に示すように、露光時に走査方向遮光部材５３，５４の内側端を、レチクル３３のパターン面３３ａと非パターン部３３ｂとの境界の下方に位置したので、レチクル３３が誤落下した場合に損傷することを防止することができる。すなわち、露光時に、静電チャック５１の電源が誤作動等によりオフしてレチクル３３が誤落下した場合には、走査方向遮光部材５３，５４上にレチクル３３が載置されレチクル３３の損傷が防止される。
(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、走査方向遮光部材５３，５４を超音波リニアアクチュエータ６７を備えた移動機構６５により移動した例について説明したが、走査方向遮光部材の移動時に振動を発生させるような移動機構であれば良い。
(２)上述した実施形態では、チャック部材に静電チャック５１を用いた例について説明したが、レチクルを吸着可能なチャック部材であれば良い。

(３)上述した実施形態では、粗動テーブル４８と微動テーブル４９を備えたレチクルステージ１５に本発明を適用し、微動テーブル４９に静電チャック３３を配置した例について説明したが、微動テーブルの無いレチクルステージにも適用することができる。この場合には、粗動テーブルに対応するテーブルに静電チャック、走査方向遮光部材、移動機構が配置される。

(４)上述した実施形態では、ＥＵＶ光３１の光源にレーザ生成プラズマ光源を用いた例について説明したが、例えば、間歇的にターゲット材料を電極間に供給し、それに合わせて放電を行ってＥＵＶ光を発生する放電プラズマエックス線源であっても良い。
(５)上述した実施形態では、ＥＵＶ光露光装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明はレチクルで反射した露光光により感応基板の露光を行う露光装置に広く適用することができる。

本発明の露光装置の一実施形態を示す説明図である。 図１のレチクルステージの詳細を示す説明図である。 図２のレチクルステージを下側から見た状態を示す説明図である。 走査方向遮光部材の移動機構を示す説明図である。 走査方向遮光部材の露光時の位置を下側から見て示す説明図である。 走査方向遮光部材の露光時の位置を側方から見て示す説明図である。

符号の説明

１５…レチクルステージ、１９…ウエハステージ、３３…レチクル、３３ａ…パターン面、３３ｂ…非パターン部、４８…粗動テーブル、４９…微動テーブル、５１…静電チャック、５３，５４…走査方向遮光部材、５５…固定ブラインド、５７…非走査方向遮光部材、６１…ウエハ、６３…案内部材、６５…移動機構、６７…超音波リニアアクチュエータ。

Claims (8)

1. レチクルが配置されるレチクルステージと感応基板が配置される感応基板ステージとを同期して走査し、前記レチクルの面上に形成されたパターンを前記感応基板上に転写する露光装置において、
   前記レチクルステージは、
   走査方向に移動する移動テーブルと、
   前記移動テーブルに吸着面を下方にして配置され前記レチクルを吸着するチャック部材と、
   前記移動テーブルに配置され前記レチクルの走査方向の露光領域を制限する走査方向遮光部材と、
   前記移動テーブルに配置され前記走査方向遮光部材を振動を伴って移動させる移動手段と、
   を有することを特徴とする露光装置。
2. 請求項１記載の露光装置において、
   前記移動手段は、超音波リニアアクチュエータを有することを特徴とする露光装置。
3. 請求項１または請求項２記載の露光装置において、
   前記移動テーブルは、走査方向に移動する粗動テーブルに微動可能に配置される微動テーブルであることを特徴とする露光装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の露光装置において、
   前記チャック部材は、静電チャックであることを特徴とする露光装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の露光装置において、
   前記移動手段は、露光時に、前記走査方向遮光部材の端部を前記レチクルのパターン面の外側の非パターン部の下方に位置させることを特徴とする露光装置。
6. 請求項５記載の露光装置において、
   前記移動手段は、一対の前記走査方向遮光部材の端部を前記レチクルの両側の前記非パターン部に位置させることを特徴とする露光装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の露光装置において、
   前記レチクルの非走査方向の露光領域を制限する非走査方向遮光部材と、
   前記露光光の露光領域を規定する固定ブラインドと、
   を有することを特徴とする露光装置。
8. 請求項７記載の露光装置において、
   前記走査方向遮光部材、前記固定ブラインド、前記非走査方向遮光部材が、前記レチクルに近い側から順に配置されていることを特徴とする露光装置。
   

Images