JP2011044490A - 観察装置、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】マスクを保持するための保持面に異物が付着しているか否かを確認できる観察装置、露光装置及びデバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】観察装置50は、パターンが形成されたレチクルを保持する保持面を観察するCIS56と、CIS56を収容し、レチクルの形状に対応する形状を有する筐体53と、を備えている。
【選択図】図5
【解決手段】観察装置50は、パターンが形成されたレチクルを保持する保持面を観察するCIS56と、CIS56を収容し、レチクルの形状に対応する形状を有する筐体53と、を備えている。
【選択図】図5
Description
本発明は、観察装置、該観察装置を備える露光装置及び該露光装置を用いるデバイスの製造方法に関するものである。
一般に、半導体集積回路などのマイクロデバイスを製造するための露光装置は、所定のパターンが形成されたレチクルなどのマスクを保持するレチクルステージと、感光性材料の塗布されたウエハ、ガラスプレートなどの基板を保持するウエハステージとを備えている。そして、照明光学系から射出される露光光でマスクを照明し、該マスクを介した露光光で基板を照射することにより、該基板にはパターンが形成される(特許文献1参照)。
ところで、レチクルステージには、マスクを保持するための保持面が設けられている。塵や埃などの異物が付着した保持面でマスクを保持した場合、該マスクのパターン形成面の平面度が低下し、結果として、ウエハに形成されるパターンの少なくとも一部に歪みが発生するおそれがある。そこで、近年では、レチクルステージの保持面を清掃するための清掃装置を備える露光装置が提案されている。
こうした清掃装置は、保持面を清掃(一例として払拭)するための清掃部材と、該清掃部材を移動させるための移動機構とを備えている。ステージのメンテナンス時には、清掃装置が所定の清掃位置に移動すると、清掃部材の先端がステージの保持面に接触する。そして、移動機構の駆動によって清掃部材が保持面に沿って摺動することにより、保持面が清掃されていた。
ところで、上記清掃装置は、清掃部材による保持面の清掃が完了した後、露光光の光路外に設定される退避位置に退避する。その後、マスクを保持面で保持させた状態で試験的に露光処理を実行し、基板に形成されたパターンの形状に基づき清掃が再度必要か否かの判断がなされる。すなわち、従来の清掃装置を備える露光装置では、清掃装置による保持面の清掃によって該保持面から異物が確実に除去できたか否かが、実際に露光処理を行なわないことには確認できなかった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、マスクを保持するための保持面に異物が付着しているか否かを確認できる観察装置、露光装置及びデバイスの製造方法を提供することにある。
上記の課題を解決するため、本発明は、実施形態に示す図1〜図15に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の観察装置は、パターンが形成されたマスク(R)を保持する保持面(23a)を観察する観察部(56)と、前記観察部(56)を収容し、前記マスク(R)の形状に対応する形状を有する筐体(53)と、を備えることを要旨とする。
本発明の観察装置は、パターンが形成されたマスク(R)を保持する保持面(23a)を観察する観察部(56)と、前記観察部(56)を収容し、前記マスク(R)の形状に対応する形状を有する筐体(53)と、を備えることを要旨とする。
上記構成によれば、マスク(R)の保持面(23a)と該保持面(23a)に対向配置される投影光学系との間に、観察装置を配置することにより、保持面(23a)を観察することが可能になる。そのため、保持面(23a)に異物が付着しているか否かが確認可能である。
なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。
本発明によれば、マスクを保持するための保持面に異物が付着しているか否かを確認できる。
以下に、本発明を具体化した一実施形態について図1〜図10に基づき説明する。なお、本実施形態では、投影光学系の光軸に平行な方向をZ軸方向とし、Z軸方向に垂直な平面内で走査露光時のレチクルR及びウエハWの走査方向をY軸方向とし、その走査方向に直交する非走査方向をX軸方向として説明する。また、X軸、Y軸、Z軸の周りの回転方向をθx方向、θy方向、θz方向ともいう。
図1に示すように、本実施形態の露光装置11は、光源装置12から射出される、波長が100nm程度以下の軟X線領域である極端紫外光、即ちEUV(Extreme Ultraviolet )光を露光光ELとして用いるEUV露光装置である。こうした露光装置11は、内部が大気よりも低圧の真空雰囲気に設定される露光チャンバ13(図1では二点鎖線で囲まれた部分)を備え、該露光チャンバ13には、連結部14を介して光源装置12が接続されている。また、露光チャンバ13内には、光源装置12から露光チャンバ13内に供給された露光光ELで所定のパターンが形成された反射型のレチクルRを照明する照明光学系15と、パターンの形成されたパターン形成面Raが−Z方向側(図1では下側)に位置するようにレチクルRを保持するレチクルステージ16とが設けられている。また、露光チャンバ13内には、レチクルRを介した露光光ELでレジストなどの感光性材料が塗布されたウエハWを照射する投影光学系17と、露光面(感光性材料が塗布されたウエハ表面)Waが+Z方向側(図1では上側)に位置するようにウエハWを保持するウエハステージ18とが設けられている。また、露光装置11には、レチクルRを搬送するためのレチクル搬送装置19(図2参照)が設けられると共に、ウエハステージ18の+Y方向側には、ウエハWを搬送するための図示しないウエハ搬送装置が設けられている。
光源装置12は、波長が5〜20nmのEUV光を露光光ELとして出力する装置であって、図示しないレーザ励起プラズマ光源を備えている。このレーザ励起プラズマ光源では、例えば半導体レーザ励起を利用したYAGレーザやエキシマレーザなどの高出力レーザで高密度のEUV光発生物質(ターゲット)を照射することによりプラズマが発生され、該プラズマからEUV光が露光光ELとして放射される。こうした露光光ELは、図示しない集光光学系によって集光されて露光チャンバ13内に出力される。
照明光学系15は、図1に示すように、露光チャンバ13の内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される筐体20(図1では実線で囲まれた部分)を備えている。この筐体20内には、光源装置12から筐体20内に入射された露光光ELを反射可能な複数枚の図示しない反射ミラーが設けられている。そして、各反射ミラーによって順に反射された露光光ELは、後述する鏡筒25内に設置された折り返し用の反射ミラー21に入射し、該反射ミラー21で反射した露光光ELがレチクルステージ16に保持されるレチクルRに導かれる。なお、照明光学系15を構成する各反射ミラー(折り返し用の反射ミラー21も含む。)の反射面には、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)を交互に積層した多層膜である反射層がそれぞれ形成されている。
レチクルステージ16は、投影光学系17の物体面側に配置されており、レチクルRを静電吸着するための第1静電吸着保持装置22を備えている。この第1静電吸着保持装置22は、誘電性材料から構成され且つ吸着面23aを有する基体23と、該基体23内に配置される図示しない複数の電極部とから構成されている。そして、図示しない電圧印加部から電圧が各電極部にそれぞれ印加された場合、基体23から発生されるクーロン力により、吸着面23aにレチクルRが静電吸着される。
また、レチクルステージ16は、レチクルステージ駆動部24の駆動によって、Y軸方向に移動可能である。すなわち、レチクルステージ駆動部24は、第1静電吸着保持装置22に保持されるレチクルRをY軸方向に所定ストロークで移動させる。また、レチクルステージ駆動部24は、レチクルRをX軸方向(図1において紙面と直交する方向)及びθz方向に微動させることが可能である。なお、レチクルRのパターン形成面Raに露光光ELが照明される場合、該パターン形成面Raの一部には、X軸方向に延びる略円弧状の照明領域が形成される。
投影光学系17は、露光光ELでレチクルRのパターン形成面Raを照明することにより形成されたパターンの像を所定の縮小倍率(例えば1/4倍)に縮小させる光学系であって、露光チャンバ13の内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される鏡筒25を備えている。この鏡筒25内には、複数枚(一例としては6枚であって、図1では1枚のみ図示)の反射型のミラー26が収容されている。そして、物体面側であるレチクルR側から導かれた露光光ELは、各ミラー26に順に反射され、ウエハステージ18に保持されるウエハWに導かれる。なお、各ミラー26の反射面には、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)を交互に積層した多層膜である反射層がそれぞれ形成されている。
ウエハステージ18は、ウエハWを静電吸着するための第2静電吸着保持装置27を備え、該第2静電吸着保持装置27は、誘電性材料から構成され且つ吸着面28aを有する基体28と、該基体28内に配置される図示しない複数の電極部とから構成されている。そして、図示しない電圧印加部から電圧が各電極部にそれぞれ印加された場合、基体28から発生されるクーロン力により、吸着面28aにウエハWが静電吸着される。また、ウエハステージ18には、第2静電吸着保持装置27を保持する図示しないウエハホルダと、該ウエハホルダのZ軸方向における位置及びX軸周り、Y軸周りの傾斜角を調整する図示しないZレベリング機構とが組み込まれている。
こうしたウエハステージ18は、ウエハステージ駆動部29によって、Y軸方向に移動可能である。すなわち、ウエハステージ駆動部29は、第2静電吸着保持装置27に保持されるウエハWをY軸方向に所定ストロークで移動させる。また、ウエハステージ駆動部29は、第2静電吸着保持装置27に保持されるウエハWをX軸方向に所定ストローク移動させることが可能であると共に、Z軸方向に微動させることが可能である。
そして、ウエハWの一つのショット領域にレチクルRのパターンを形成する場合、照明光学系15によって照明領域をレチクルRに形成した状態で、レチクルステージ駆動部24の駆動によって、レチクルRをY軸方向(例えば、+Y方向側から−Y方向側)に所定ストローク毎に移動させるとともに、ウエハステージ駆動部29の駆動によって、ウエハWをレチクルRのY軸方向に沿った移動に対して投影光学系17の縮小倍率に応じた速度比でY軸方向(例えば、−Y方向側から+Y方向側)に同期して移動させる。そして、一つのショット領域へのパターンの形成が終了した場合、ウエハWの他のショット領域に対するパターンの形成が連続して行われる。
次に、レチクル搬送装置19について図2〜図4に基づき説明する。なお、図2では、明細書の説明理解の便宜上、各光学系15,17及びウエハステージ18の図示を省略する。
図2に示すように、露光チャンバ13の+Y方向側には、レチクルRを大気圧雰囲気の外部から露光チャンバ13内に搬入する際にレチクルRが一時的に配置されるロードロック室30と、該ロードロック室30内を真空排気するべく駆動する真空排気装置31とが設けられている。ロードロック室30の−X方向側には第1開閉扉32が設けられており、該第1開閉扉32が開状態である場合にはロードロック室30内と外部とが連通状態になる。また、ロードロック室30の−Y方向側(図2では上側)には第2開閉扉33が設けられている。この第2開閉扉33は、ロードロック室30内に設置されるレチクルRを後述するロボットチャンバ35側に搬送する際に開状態になる。
こうしたロードロック室30の−X方向側(図2では右側)には、ロードロック室30外に配置される大気レチクルライブラリ(図示略)に保管されるレチクルRをロードロック室30内に搬送するための大気側ロボット34が設けられている。この大気側ロボット34は、ロードロック室30内の圧力が大気圧に調整されると共に第1開閉扉32が開状態である場合に、大気レチクルライブラリから所定のレチクルRをロードロック室30内に搬送すべく駆動する。その後、大気側ロボット34のアーム34aがロードロック室30外に移動し、第1開閉扉32が閉状態になった場合に、真空排気装置31は、ロードロック室30内を真空状態にすべく駆動する。なお、ロードロック室30の内圧を大気圧にする場合には、該ロードロック室30内に窒素などの不活性ガスが供給される。
また、ロードロック室30と露光チャンバ13との間には、露光チャンバ13に連通し、且つ露光チャンバ13内と同程度の真空度を有するロボットチャンバ35が設けられている。このロボットチャンバ35内は、第2開閉扉33が開状態である場合に、ロードロック室30内と連通状態になる。また、ロボットチャンバ35内には、レチクルRを露光チャンバ13内に搬送するための真空側ロボット36が設けられている。この真空側ロボット36には、レチクルRを把持するための把持部36aと、複数(図2では2つ)のアーム部36bとが設けられている。また、真空側ロボット36には、把持部36aをZ軸方向に沿って移動させるための昇降機構36c(図4参照)が設けられている。
ロボットチャンバ35の−X方向側には、図2及び図3に示すように、各チャンバ13,35と同程度の真空度に調整され、且つ複数枚のレチクルRが保管される真空レチクルライブラリ37が設けられている。この真空レチクルライブラリ37には、真空側ロボット36の駆動によって、ロードロック室30内に設置されたレチクルRが搬送される。こうした真空レチクルライブラリ37には、複数枚(図3では2枚)のレチクルRをZ軸方向に並んで保管できるように、各レチクルRを保持するための複数(図3では2つ)の第1保持部38がZ軸方向に沿って配置されている。また、第1保持部38の−Z方向側(図3では下側)には、後述する観察装置50を保持するための第2保持部39が設けられている。この第2保持部39は、第1保持部38と略同一構成である。また、真空レチクルライブラリ37の側壁において観察装置50の設置位置と対応する位置には、電力供給部40に電気的に接続される充電端子41が設けられている。この充電端子41は、観察装置50が第2保持部39で保持される場合に、観察装置50に設けられる後述する被充電端子62に電気的に接続される。
なお、本実施形態において、レチクルRは、クリーンフィルターポット42内に収容された状態で真空レチクルライブラリ37内に搬送される。クリーンフィルターポット42は、略矩形板状をなす第1蓋部43と、該第1蓋部43の外郭形状と対応した有底略矩形箱状をなす第2蓋部44とから構成されている。また、第1蓋部43上には、レチクルRのパターン形成面Raが第1蓋部43に接触することを回避するための複数(図3では2つのみ図示)の支持台45が設けられている。そして、各蓋部43,44によって囲み形成された内部空間46内には、各支持台45に支持された状態でレチクルRが収容されている。
また、ロボットチャンバ35の+X方向側(図2では左側)には、図2に示すように、各チャンバ13,35内と同程度の真空度に調整される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。)47が設けられている。このCFPオープナ47内には、真空側ロボット36の駆動によって、真空レチクルライブラリ37に保管される各クリーンフィルターポット42の何れか一つのクリーンフィルターポット42が搬送される。こうしたCFPオープナ47内には、クリーンフィルターポット42からレチクルRを取り出すための図示しないオープン機構と、レチクルRの温度を露光チャンバ13内の温度に接近させるための図示しない温調機構とが設けられている。
CFPオープナ47内でクリーンフィルターポット42から取り出されたレチクルRをレチクルステージ16側に受け渡す場合、図4(a)(b)(c)に示す手順で行なわれる。すなわち、図4(a)に示すように、真空側ロボット36は、その把持部36aでCFPオープナ47内のレチクルRを把持し、該レチクルRを露光チャンバ13内に移動させるべく駆動する。そして、真空側ロボット36は、図4(b)に示すように、その把持部36aで把持するレチクルRを第1静電吸着保持装置22の直下位置まで移動させるべく駆動する。続いて、真空側ロボット36の昇降機構36cは、図4(c)に示すように、レチクルRにおいてパターン形成面Raの反対側に位置する被吸着面Rbが第1静電吸着保持装置22の吸着面23aに当接するように駆動する。すると、第1静電吸着保持装置22内の各電極部に電圧がそれぞれ印加され、吸着面23aにはレチクルRが静電吸着される。その後、真空側ロボット36は、その把持部36a及び各アーム部36bをロボットチャンバ35側に退避させるように駆動し、レチクルRを用いたウエハWへの露光処理が開始される。
レチクルステージ16においてレチクルRを保持する吸着面23aに塵などの異物が付着したとすると、該吸着面23aで保持されるレチクルRのパターン形成面Raの平面度が悪化する。この状態で露光処理が行なわれると、ウエハの各ショット領域に形成されるパターンの少なくとも一部に歪みが生じるおそれがある。そこで、露光装置11では、メンテナンスの一種として、レチクルRを保持する吸着面23aの清掃が定期的又は不定期で行なわれる。本実施形態では、吸着面23aの清掃時に、清掃機能を有する観察装置50が用いられる。
次に、本実施形態の観察装置50について図5〜図8に基づき説明する。
図5に示すように、観察装置50は、平面視略矩形状のベース部51と略四角環状の枠体部52とを有する筐体53を備えている。枠体部52の一辺(図6(a)における下側の辺)には、後述する被充電端子62のための凹部52aが形成されており、該凹部52aは、観察装置50が真空レチクルライブラリ37内で第2保持部39に保持される場合に充電端子41と対向する位置に配置されている。筐体53の厚みH1は、レチクルRの厚み(即ち、Z軸方向における幅)と同等もしくは許容誤差(例えば、製造誤差、加工誤差)の範囲内である。また、筐体53の長手方向でもある第1の方向Aにおける幅H2は、レチクルRのY軸方向における幅と同等もしくは許容誤差の範囲内であると共に、筐体53の短手方向でもある第2の方向Bにおける幅H3は、レチクルRのX軸方向における幅と同等もしくは許容誤差の範囲内である。また、筐体53の第1の方向Aにおける一端部側(図6(a)では右側であって、以下、+A方向という。)には、回収部54が設けられている。この回収部54内には、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aの清掃時に該吸着面23aから除去された異物D(図10参照)の一部が回収される。
図5に示すように、観察装置50は、平面視略矩形状のベース部51と略四角環状の枠体部52とを有する筐体53を備えている。枠体部52の一辺(図6(a)における下側の辺)には、後述する被充電端子62のための凹部52aが形成されており、該凹部52aは、観察装置50が真空レチクルライブラリ37内で第2保持部39に保持される場合に充電端子41と対向する位置に配置されている。筐体53の厚みH1は、レチクルRの厚み(即ち、Z軸方向における幅)と同等もしくは許容誤差(例えば、製造誤差、加工誤差)の範囲内である。また、筐体53の長手方向でもある第1の方向Aにおける幅H2は、レチクルRのY軸方向における幅と同等もしくは許容誤差の範囲内であると共に、筐体53の短手方向でもある第2の方向Bにおける幅H3は、レチクルRのX軸方向における幅と同等もしくは許容誤差の範囲内である。また、筐体53の第1の方向Aにおける一端部側(図6(a)では右側であって、以下、+A方向という。)には、回収部54が設けられている。この回収部54内には、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aの清掃時に該吸着面23aから除去された異物D(図10参照)の一部が回収される。
図6(a)(b)に示すように、筐体53内において+A方向側の一端部側(図6(a)(b)では右端側)には、第2の方向Bに延び、且つ砥石などで構成される清掃部材(本実施形態では、以下、払拭部材55として説明する)が固定されている。この払拭部材55の第2の方向Bにおける長さL1は、レチクルRのX軸方向における長さと実質的に同じであると共に、払拭部材55の第1の方向Aにおける長さL2は、レチクルRのY軸方向における長さよりも短い。また、払拭部材55は、その第1の方向A及び第2の方向Bと直交する第3の方向(図6(b)では上下方向)Cにおける先端面55aが筐体53から外部に突出するように形成されている。なお、各図では、払拭部材55の第3の方向Cにおける長さが誇張してそれぞれ描かれている。
また、筐体53の第1の方向Aにおける一端部側で、かつ払拭部材55に対して筐体53の中央部側(図6(a)では左側であって、以下、−A方向側という。)には、CIS(Contact Image Sensor)56が設けられている。すなわち、払拭部材55及びCIS56は、第1の方向Aにおいて、筐体53の一端部側から中央部に向かって互いに隣り合うようにそれぞれ配置されている。こうしたCIS56は、第2の方向Bに延びるように形成されており、その第2の方向Bにおける長さは、払拭部材55の第2の方向Bにおける長さL1と同等である。また、CIS56は、その第3の方向Cにおける先端部56aが払拭部材55の先端面55aより、第3の方向Cにおいて低い位置に位置するように形成されている。なお、本実施形態においてCIS56の先端部56aは、筐体53の枠体部52の端部と第3の方向Cにおいて略同一位置に位置している。
こうしたCIS56は、図7に示すように、第1の方向Aの長さが短く且つ第2の方向Bの長さが長い略矩形状のプリント基板561と、該プリント基板561上に配置される略直方体状のセンサ本体562とを備えている。このセンサ本体562の−C方向側(図7における下側)及び+C方向側(図7における上側)には、第2の方向Bに延びる溝部563,564がそれぞれ形成されており、該各溝部563,564は、互いに連通している。そして、溝部563内には、プリント基板561上に設置され且つ第2の方向Bに延びる光電変換素子としてCMOS(Complementary MOS )センサ565が配置されている。また、溝部564内においてCMOSセンサ565と対向する位置には、第2の方向Bに延びるロッドレンズアレイ566が配置されている。また、溝部564内においてロッドレンズアレイ566の+A方向側には、第2の方向Bに延びる光源部567(例えば、LEDやキセノン管など)が配置されている。さらに、センサ本体562の+C方向側には、略矩形状のガラス板568が設けられており、該ガラス板568の+C方向側の面が、CIS56の先端部56aとされる。そして、CIS56は、その先端部56aに対向した部分を接触することなく観察することが可能である。
また、筐体53内においてCIS56よりも中央部側(−A方向側)には、制御装置57が設けられている。この制御装置57は、図8に示すように、電力が充電されるバッテリー部58と、CIS56と各種情報の送受信を行なうセンサ制御部59と、露光チャンバ13外に配置されるホストコンピュータ61との間で情報(後述する観察情報など)や制御指令の送受信を無線で行なう通信部60とを備えている。バッテリー部58には、枠体部52の凹部52a内に配置される被充電端子62が設けられている。この被充電端子62は、観察装置50が真空レチクルライブラリ37内で第2保持部39に保持される場合に、充電端子41に電気的に接続される。すなわち、バッテリー部58は、観察装置50が真空レチクルライブラリ37内で保管される場合に充電端子41を介して電力供給部40によって充電される。そして、バッテリー部58からは、CIS56、センサ制御部59及び通信部60に電力が供給される。
センサ制御部59には、ハードウェア及びソフトウェアのうち少なくとも一方によりそれぞれ実現される機能部分として情報処理部63が設けられている。この情報処理部63は、CIS56による観察結果の画像処理を行なう。すなわち、情報処理部63は、CIS56からの電気信号に基づき、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aに関する画像情報を生成する。そして、情報処理部63からは、生成した画像情報が通信部60に出力される。
通信部60は、無線方式の通信機器である。通信部60からは、情報処理部63から入力された画像情報がホストコンピュータ61に向けて無線で送信される。そして、ホストコンピュータ61では、観察装置50の通信部60から送信された画像情報に基づいた画像が表示画面64に表示される。
次に、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aの清掃方法について図9(a)(b)(c)及び図10に基づき説明する。
さて、吸着面23aの清掃時には、初めに、第1静電吸着保持装置22でレチクルRを保持しているか否かが確認される。そして、第1静電吸着保持装置22がレチクルRを保持していないことが確認されると、真空レチクルライブラリ37に保管される観察装置50は、真空側ロボット36の把持部36aに把持される。すると、観察装置50は、図9(a)に示すように、真空側ロボット36の駆動によって、露光チャンバ13内に搬送され、その後、図9(b)に示すように、レチクルステージ16と投影光学系17との間の所定空間に予め設定された観察用位置まで搬送される。すなわち、観察装置50は、第1静電吸着保持装置22の直下位置に配置される。このとき、観察装置50の払拭部材55は、第1静電吸着保持装置22の+Y軸方向における端部よりも+Y方向側(図9(b)では左側)に位置している。なお、この状態では、観察装置50の払拭部材55は、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aに接触していない。
さて、吸着面23aの清掃時には、初めに、第1静電吸着保持装置22でレチクルRを保持しているか否かが確認される。そして、第1静電吸着保持装置22がレチクルRを保持していないことが確認されると、真空レチクルライブラリ37に保管される観察装置50は、真空側ロボット36の把持部36aに把持される。すると、観察装置50は、図9(a)に示すように、真空側ロボット36の駆動によって、露光チャンバ13内に搬送され、その後、図9(b)に示すように、レチクルステージ16と投影光学系17との間の所定空間に予め設定された観察用位置まで搬送される。すなわち、観察装置50は、第1静電吸着保持装置22の直下位置に配置される。このとき、観察装置50の払拭部材55は、第1静電吸着保持装置22の+Y軸方向における端部よりも+Y方向側(図9(b)では左側)に位置している。なお、この状態では、観察装置50の払拭部材55は、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aに接触していない。
すると、第1静電吸着保持装置22は、レチクルステージ駆動部24の駆動に基づき−Y方向側から+Y方向側に向けて移動する。この移動方向は、走査露光時におけるレチクルRの移動方向と同じ方向である。この際に、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aは、観察装置50のCIS56によって観察される。そして、第1静電吸着保持装置22がCIS56よりも−Y方向側まで移動すると、吸着面23a全体がCIS56によって観察されたことになる。こうしたCIS56による観察結果に基づいた画像情報は、通信部60を介して無線でホストコンピュータ61側に送信される。すると、このホストコンピュータ61の表示画面64には、画像情報に基づく画像が表示される。そのため、作業者は、表示画面64を視認することにより、露光チャンバ13内に入ることなく、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aの様子を確認することが可能である。
そして、表示画面64を確認した作業者によって、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aに異物Dが付着している(又は異物Dの付着量が許容範囲外である)と判断されると、図示しない主制御装置からの制御指令に基づきレチクルステージ駆動部24が駆動する。すると、第1静電吸着保持装置22は、観察装置50の払拭部材55よりも−Y方向側に配置される。そして、真空側ロボット36の昇降機構36cの駆動によって、払拭部材55の先端面55aは、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aとZ軸方向において略同一位置に配置される。
すると、第1静電吸着保持装置22は、レチクルステージ駆動部24の駆動に基づき−Y方向側から+Y方向側に向けて移動する。すなわち、図10に示すように、第1静電吸着保持装置22は、その吸着面23aに払拭部材55の先端面55aが摺接する状態で移動する。なお、筐体53の枠体部52の端部は、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aに接触しない。そして、払拭部材55は、その先端面55aが吸着面23aに対して相対的にY軸方向に沿って摺動することにより、該吸着面23aを払拭する。このとき、観察装置50は、真空側ロボット36によって、観察用位置で吸着面23a、即ち第1静電吸着保持装置22に対して固定された状態で配置される。そして、払拭部材55に対して吸着面23aがY軸方向に相対移動することによって、吸着面23aに異物Dが付着していた場合、該異物Dは、払拭部材55によって剥離される。そして、剥離された異物Dの一部は、払拭部材55の+Y方向側に位置する回収部54内に回収されると共に、残りの異物Dは、払拭部材55とCIS56との間の隙間内に入り込む。その後、図9(c)に示すように、第1静電吸着保持装置22の移動によって、その吸着面23aの−Y方向側の端部の払拭部材55による払拭が完了すると、レチクルステージ駆動部24の駆動が一旦停止する。
その後、第1静電吸着保持装置22は、レチクルステージ駆動部24の駆動によって、+Y方向側から−Y方向側に移動する。このとき、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aは、CIS56によって非接触で観察される。そして、第1静電吸着保持装置22がCIS56よりも−Y方向側まで移動すると、吸着面23a全体がCIS56によって観察されたことになる。こうしたCIS56による観察結果に基づいた画像情報は、通信部60を介して無線でホストコンピュータ61側に送信される。すると、このホストコンピュータ61の表示画面64には、画像情報に基づく画像が表示される。
そして、表示画面64を確認した作業者によって、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aに未だ異物Dが付着している(又は異物Dの付着量が許容範囲外である)と判断されると、図示しない主制御装置からの制御指令に基づきレチクルステージ駆動部24が駆動する。すると、第1静電吸着保持装置22が+Y方向側から−Y方向側に向けて移動することにより、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aは、払拭部材55によって再び払拭される。すなわち、一回の払拭で吸着面23aから異物Dが完全に除去できなかった場合には、再び払拭部材55による吸着面23aの払拭が行なわれる。2回目の払拭が完了した後、第1静電吸着保持装置22を+Y方向側から−Y方向側に移動させると、CIS56による吸着面23aの観察が再び行なわれる。この観察結果に基づき吸着面23aから異物Dが完全に除去された(又は異物Dの付着量が許容範囲内である)と作業者によって判断された場合には、真空側ロボット36の駆動によって、観察装置50は、真空レチクルライブラリ37内に移動して保管される。
したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
(1)第1静電吸着保持装置22の吸着面23aと投影光学系17との間に観察装置50を配置することにより、吸着面23aを観察することができる。そのため、吸着面23aに異物Dが付着しているか否かを容易に確認できる。
(1)第1静電吸着保持装置22の吸着面23aと投影光学系17との間に観察装置50を配置することにより、吸着面23aを観察することができる。そのため、吸着面23aに異物Dが付着しているか否かを容易に確認できる。
(2)また、観察装置50は、レチクルRの大きさに対応した大きさであるため、露光装置11に一般的に設けられるレチクル搬送装置19を用いることにより、観察装置50を、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aの観察可能な位置に設置できる。したがって、観察装置50専用の搬送装置を設けなくてもよい分、露光装置11全体の大型化及び部品点数の増加を抑制できる。
(3)なお、レチクルRの大きさは統一規格によって規格化されている。そのため、本実施形態の観察装置50を用いたレチクルRを保持する保持面の清掃を、既存の露光装置11でも行なうことができる。
(4)また、観察装置50を用いることにより、露光チャンバ13内の真空状態を維持したままで、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aを観察できる。そのため、露光チャンバ13内を大気圧雰囲気にした後、露光チャンバ13内に作業者が直接入って吸着面23aをファイバスコープなどの撮像装置を用いて観察する場合に比して、容易に吸着面23aを観察することができる。また、吸着面23aの観察及び清掃にかかる時間を大幅に短縮できる。
(5)本実施形態の観察装置50には、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aを清掃するための払拭部材55が設けられているため、一つの観察装置50で、吸着面23aの観察と清掃を行なうことができる。
(6)払拭部材55の第2の方向Bにおける長さL1は、レチクルRのX軸方向における長さと略同等である。そのため、払拭部材55を、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aに対してY軸方向に沿って相対移動させることにより、吸着面23aにおいてレチクルRを吸着する部分の清掃を行なうことができる。したがって、吸着面23aの清掃時間の短縮に貢献でき、ひいては露光処理の速やかな再開に貢献できる。
(7)観察装置50には、払拭部材55による払拭によって第1静電吸着保持装置22の吸着面23aから剥離した異物Dを回収するための回収部54が設けられている。そのため、吸着面23aから剥離した異物Dが露光チャンバ13内で浮遊することを抑制できる。すなわち、吸着面23aから剥離した異物Dが投影光学系17のミラー26に付着することに起因したパターンの像の乱れを抑制できる。
(8)また、観察装置50には、CIS56での観察結果に基づき画像情報を生成する情報処理部63と、該情報処理部63で生成された画像情報を外部に送信する通信部60とが設けられている。すなわち、CIS56での観察結果に基づく画像を、作業者は速やかに確認することができる。したがって、作業者は、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aに対する清掃が再び必要であるか否かを速やかに判断でき、ひいては露光処理の速やかな再開に貢献できる。
(9)観察装置50に設けられたバッテリー部58は、観察装置50が真空レチクルライブラリ37内で保管される際に充電される。そのため、電力不足によって第1静電吸着保持装置22の吸着面23aを観察できなくなることを抑制できる。また、バッテリーや電池の交換などのために観察装置50を定期的に露光装置11外に取り出す手間を省くことができる。
(10)また、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aの清掃時には、レチクルステージ駆動部24の駆動によって第1静電吸着保持装置22がY軸方向に沿って移動することにより、その吸着面23aの清掃が行なわれる。そのため、観察装置50に払拭部材55を移動させる機構を設ける必要がない分、観察装置50の簡略化に貢献できる。また、観察装置50をY軸方向に沿って移動させるための機構を新たに設ける必要がない分、露光装置11全体の複雑化を回避できる。
(11)本実施形態では、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aに異物Dが付着しているか否かを、観察装置50を用いることにより確認できる。そのため、従来のように吸着面23aに異物Dが付着しているかを確認するために試験的に露光処理を行ない、その露光結果を確認する手間を省くことができる。したがって、吸着面23aに異物Dが付着しているか否かを速やかに確認できるため、ウエハWに対する露光処理を速やかに再開させることができる。
なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・実施形態において、観察装置50は、図11に示すように、払拭部材55を第3の方向C(即ち、吸着面23aに対して接離する方向)に進退移動させるための変位機構70を設けてもよい。変位機構70としては、例えば圧電素子やMEMS(Micro Electro Mechanical System)を備えた構成であってもよい。このように構成することにより、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aのY軸方向における位置毎に、払拭部材55の吸着面23aに対する押圧力を変更できる。そのため、異物Dの付着量の多い部分に対して大きな押圧力を付与することにより、吸着面23aから異物Dを剥離させ易くできる。また、異物Dの付着量の少ない(又は無い)部分に対する押圧力を小さくする(又は0(零)にする)ことにより、払拭部材55を用いた吸着面23aの払拭に基づく該吸着面23aの劣化具合の進行を遅くできる。
・実施形態において、観察装置50は、図11に示すように、払拭部材55を第3の方向C(即ち、吸着面23aに対して接離する方向)に進退移動させるための変位機構70を設けてもよい。変位機構70としては、例えば圧電素子やMEMS(Micro Electro Mechanical System)を備えた構成であってもよい。このように構成することにより、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aのY軸方向における位置毎に、払拭部材55の吸着面23aに対する押圧力を変更できる。そのため、異物Dの付着量の多い部分に対して大きな押圧力を付与することにより、吸着面23aから異物Dを剥離させ易くできる。また、異物Dの付着量の少ない(又は無い)部分に対する押圧力を小さくする(又は0(零)にする)ことにより、払拭部材55を用いた吸着面23aの払拭に基づく該吸着面23aの劣化具合の進行を遅くできる。
また、観察装置50は、図11に示すように、払拭部材55とCIS56との間に回収部71を設けてもよい。また、観察装置50は、回収部54を省略した構成でもよい。
・実施形態において、払拭部材55に代表される清掃部材は、吸着面23aを払拭可能な部材であれば合成ゴムから構成された部材であってもよいし、不織布で構成された部材であってもよい。
・実施形態において、払拭部材55に代表される清掃部材は、吸着面23aを払拭可能な部材であれば合成ゴムから構成された部材であってもよいし、不織布で構成された部材であってもよい。
また、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aを清掃するための清掃部は、吸着面23aに対して気体(窒素などの不活性ガス)を噴射する噴射機構と、気体及び吸着面23aから剥離した異物Dを回収する回収機構とを備えた構成でもよい。
・実施形態において、観察装置50は、充電式のバッテリー部58の代りに、交換式の電池(乾電池など)を設けた構成であってもよい。この場合、観察装置50を、露光装置11外に定期的に取り出し、電池を交換してもよい。
・実施形態において、通信部60は、無線式でなくてもよい。この場合、観察装置50には、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aの観察結果を記憶させるメモリを設けてもよい。そして、真空レチクルライブラリ37側には、観察装置50に設けられたメモリに対する接続端子をさらに設けてもよい。この場合、観察装置50を真空レチクルライブラリ37に戻した場合に、観察装置50のCIS56による観察結果をメモリから接続端子を介してホストコンピュータ61側に送信させることが可能になる。
・実施形態において、観察装置50は、払拭部材55の配置位置とCIS56の配置位置とを並び替えた構成でもよい。この場合、CIS56は、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aにおいて払拭部材55による払拭が完了した部分を観察できる。すなわち、第1静電吸着保持装置22を−Y方向側から+Y方向側に一回移動させるだけで、吸着面23aの清掃と、清掃後の吸着面23aの観察とを行なうことができる。
・実施形態において、観察装置50は、払拭部材55を第1の方向Aに沿って相対移動可能に構成してもよい。例えば、図12に示すように、観察装置50は、第1の方向Aに沿って相対移動可能な払拭部材55と、アクチュエータ75と、該アクチュエータ75の駆動力を払拭部材55に伝達する伝達部76とを備えた構成であってもよい。この場合、アクチュエータ75の駆動によって伝達部76が回転すると、該回転に応じて払拭部材55が第1の方向Aに沿って移動することになる。
こうした構成では、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aの清掃時にレチクルステージ駆動部24を駆動させなくてもよい。また、アクチュエータ75とレチクルステージ駆動部24とを共に駆動させることにより、吸着面23aの清掃効率を向上させることができる。
・実施形態において、観察装置50は、図13に示すように、第1の方向Aに沿って互いに離間した位置に配置される複数(図13では2つ)の払拭部材55を備えた構成であってもよい。この場合、各払拭部材55の何れか一方を+A方向側(図13では左端部)に配置し、他方を第1の方向Aにおける中央部に配置してもよい。このように構成すると、第1静電吸着保持装置22のY軸方向における移動量を上記実施形態の場合の半分程度にしても、吸着面23aの清掃を完了させることができる。すなわち、吸着面23aの清掃効率を向上させることができる。
また、CIS56を、各払拭部材55に対応して複数(図13の場合には2つ)設けてもよい。
・実施形態において、観察装置50は、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aを清掃するための機構を省略した構成であってもよい。このように構成しても、吸着面23aを簡単に観察することができる。
・実施形態において、観察装置50は、第1静電吸着保持装置22の吸着面23aを清掃するための機構を省略した構成であってもよい。このように構成しても、吸着面23aを簡単に観察することができる。
この場合、吸着面23aを清掃するための清掃部を設けた清掃装置を、観察装置50とは別途設けてもよい。こうした清掃装置は、上記実施形態の観察装置50からCIS56及び制御装置57を省略した構成であってもよい。また、清掃装置は、観察装置50と略同等の大きさであることが望ましい。
・実施形態において、第1静電吸着保持装置22は、基体23の吸着面23aから−Z方向側に突出する多数のピンを設けた構成であってもよい。この場合、レチクルRは、基体23から発生されるクーロン力により、各ピンの先端(即ち、−Z方向側の端部)によって形成される保持面に保持される。この場合、観察装置50は、その払拭部材55によって各ピンの先端によって形成される保持面の清掃を行なうと共に、そのCIS56によって各ピンの先端によって形成される保持面の観察を行なう。すなわち、観察装置50は、その払拭部材55によって各ピンの先端を清掃すると共に、そのCIS56によって各ピンの先端を観察することになる。
・実施形態において、露光装置11は、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置であってもよい。また、露光装置11は、液晶表示素子(LCD)などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びCCD等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などであってもよい。
・実施形態において、光源装置12は、例えばg線(436nm)、i線(365nm)、KrFエキシマレーザ(248nm)、F2レーザ(157nm)、Kr2レーザ(146nm)、Ar2レーザ(126nm)等を供給可能な光源であってもよい。また、光源装置12は、DFB半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(またはエルビウムとイッテルビウムの双方)がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を供給可能な光源であってもよい。
・実施形態において、光源装置12は、放電型プラズマ光源を有する装置でもよい。
・実施形態において、露光装置11を、ステップ・アンド・リピート方式の装置に具体化してもよい。
・実施形態において、露光装置11を、ステップ・アンド・リピート方式の装置に具体化してもよい。
次に、本発明の実施形態の露光装置11によるデバイスの製造方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図14は、マイクロデバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造例のフローチャートを示す図である。
まず、ステップS101(設計ステップ)において、マイクロデバイスの機能・性能設計(例えば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップS102(マスク製作ステップ)において、設計した回路パターンを形成したマスク(レチクルRなど)を製作する。一方、ステップS103(基板製造ステップ)において、シリコン、ガラス、セラミックス等の材料を用いて基板(シリコン材料を用いた場合にはウエハWとなる。)を製造する。
次に、ステップS104(基板処理ステップ)において、ステップS101〜ステップS104で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップS105(デバイス組立ステップ)において、ステップS104で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップS105には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程(チップ封入)等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップS106(検査ステップ)において、ステップS105で作製されたマイクロ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。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
図15は、半導体デバイスの場合におけるステップS104の詳細工程の一例を示す図である。
ステップS111(酸化ステップ)においては、基板の表面を酸化させる。ステップS112(CVDステップ)においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップS113(電極形成ステップ)においては、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップS114(イオン打込みステップ)においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップS111〜ステップS114のそれぞれは、基板処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
ステップS111(酸化ステップ)においては、基板の表面を酸化させる。ステップS112(CVDステップ)においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップS113(電極形成ステップ)においては、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップS114(イオン打込みステップ)においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップS111〜ステップS114のそれぞれは、基板処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
基板プロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップS115(レジスト形成ステップ)において、基板に感光性材料を塗布する。引き続き、ステップS116(露光ステップ)において、上で説明したリソグラフィシステム(露光装置11)によってマスクの回路パターンを基板に転写する。次に、ステップS117(現像ステップ)において、ステップS116にて露光された基板を現像して、基板の表面に回路パターンからなるマスク層を形成する。さらに続いて、ステップS118(エッチングステップ)において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップS119(レジスト除去ステップ)において、エッチングが済んで不要となった感光性材料を取り除く。すなわち、ステップS118及びステップS119において、マスク層を介して基板の表面を加工する。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、基板上に多重に回路パターンが形成される。
11…露光装置、15…照明光学系、16…マスク保持装置としてのレチクルステージ、17…投影光学系、19…レチクル搬送装置、23a…保持面としての吸着面、24…駆動装置を構成するレチクルステージ駆動部(移動装置)、29…駆動装置を構成するウエハステージ駆動部、50…観察装置、53…筐体、54,71…回収部、55…清掃部を構成する払拭部材、55a…清掃面としての先端面、56…観察部としてのCIS、58…バッテリー部、60…送信部としての通信部、61…ホストコンピュータ、63…情報処理部、70…清掃部を構成する変位機構、75…清掃部を構成するアクチュエータ、76…清掃部を構成する伝達部、EL…放射ビームとしての露光光、R…マスクとしてのレチクル。
Claims (18)
- パターンが形成されたマスクを保持する保持面を観察する観察部と、
前記観察部を収容し、前記マスクの形状に対応する形状を有する筐体と、を備えることを特徴とする観察装置。 - 前記筐体に設けられ、前記保持面を清掃可能な清掃部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の観察装置。
- 前記清掃部は、前記筐体に対して、前記保持面を清掃する清掃方向に対応する第1の方向に沿って移動可能に設けられることを特徴とする請求項2に記載の観察装置。
- 前記清掃部は、前記清掃方向と交差する交差方向に対応する第2の方向における長さが前記保持面の前記交差方向における長さと略同じとなる清掃面を有することを特徴とする請求項3に記載の観察装置。
- 前記清掃の面前記第1の方向における長さは、前記保持面の前記清掃方向における長さより短いことを特徴とする請求項4に記載の観察装置。
- 前記観察部は、前記第1の方向に関して前記清掃部と隣接することを特徴とする請求項3〜請求項5のうち何れか一項に記載の観察装置。
- 前記清掃部及び前記観察部は、前記第1の方向において、前記観察部、前記清掃部の順に配置されていることを特徴とする請求項3〜請求項6のうち何れか一項に記載の観察装置。
- 前記清掃部の前記第1の方向における両側のうち少なくとも一方に配置される回収部をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の観察装置。
- 前記筐体に設けられ、前記観察部から出力される観察情報を処理する情報処理部をさらに備えることを特徴とする請求項1〜請求項8のうち何れか一項に記載の観察装置。
- 前記情報処理部での処理結果を、前記筐体外に配置される情報処理端末に無線で送信する送信部をさらに備えることを特徴とする請求項9に記載の観察装置。
- 前記筐体に設けられるバッテリー部をさらに備えることを特徴とする請求項1〜請求項9のうち何れか一項に記載の観察装置。
- 前記清掃部は、先端が前記保持面に当接可能な払拭部材を有することを特徴とする請求項2〜請求項8のうち何れか一項に記載の観察装置。
- 前記清掃部を、前記保持面の法線方向に対応する第3の方向に沿って変位させるための変位機構をさらに備えることを特徴とする請求項2〜請求項12のうち何れか一項に記載の観察装置。
- 所定のパターンが形成されたマスクに放射ビームを導く照明光学系と、
前記マスクを保持するための保持面を有するマスク保持装置と、
前記マスクを介した放射ビームを感光性材料が塗布された基板に照射する投影光学系と、
請求項1〜請求項13のうち何れか一項に記載の観察装置を、前記マスク保持装置と前記投影光学系との間の所定空間に予め設定される観察用位置に搬送する搬送装置と、を備えることを特徴とする露光装置。 - 前記保持面を前記清掃方向に沿って移動させる移動装置をさらに備えることを特徴とする請求項14に記載の露光装置。
- 前記マスク及び前記基板を所定の走査方向に沿って同期移動させる駆動装置を備え、
前記清掃方向は、前記走査方向と同一方向であることを特徴とする請求項15に記載の露光装置。 - 前記搬送装置は、前記マスクを、前記マスク保持装置の前記保持面に搬送する装置であることを特徴とする請求項14〜請求項16のうち何れか一項に記載の露光装置。
- リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、
前記リソグラフィ工程は、請求項14〜請求項17のうち何れか一項に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。
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