(57)【要約】【課題】チャンバー内の圧力変化による光学要素間の相対位置ずれを低減すること。【解決手段】レチクルを介して基板を露光する露光装置であって、前記光を導く第１の複数の光学要素と、前記第１の複数の光学要素を収容するように構成された第１の真空チャンバと、前記第１の真空チャンバを支持するように構成された第１の支持部材と、前記第１の支持部材とは独立に前記第１の複数の光学要素の少なくとも１つを支持するように構成された第２の支持部材と、を備える。【選択図】      図１
2006303462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レチクルを介して基板を露光する露光装置であって、
前記光を導く第１の複数の光学要素と、
前記第１の複数の光学要素を収容するように構成された第１の真空チャンバーと、
前記第１の真空チャンバーを支持するように構成された第１の支持部材と、
前記第１の支持部材とは独立に前記第１の複数の光学要素の少なくとも１つを支持するように構成された第２の支持部材と、を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記光を導く第２の複数の光学要素と、
前記第２の複数の光学要素を収容するように構成された第２の真空チャンバーと、
前記第２の真空チャンバーを支持するように構成された第３の支持部材と、
前記第３の支持部材とは独立に前記第２の複数の光学要素の少なくとも１つを支持するように構成された第４の支持部材と、を更に備え、
前記第１の真空チャンバーと前記第２の真空チャンバーとはそれぞれのフランジを介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記第１の支持部材は、前記第１の真空チャンバーの変位および変形の少なくとも一方を許容するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】
前記第１の支持部材は、ベローズを含むことを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記第３の支持部材は、前記第２の真空チャンバーの変位および変形の少なくとも一方を許容するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項６】
前記第３の支持部材は、ベローズを含むことを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記第２の支持部材は、前記第１の真空チャンバーの壁を貫通し、
前記第２の支持部材と前記壁との間隙をシールし、かつ前記第２の支持部材と前記壁との間の相対変位を許容するシール機構を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項８】
前記第４の支持部材は、前記第２の真空チャンバーの壁を貫通し、
前記第４の支持部材と前記壁との間隙をシールし、かつ前記第４の支持部材と前記壁との間の相対変位を許容するシール機構を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項９】
前記第１の複数の光学要素は、光源、反射性光学要素およびアパーチャの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記第２の複数の光学要素は、光源、反射性光学要素およびアパーチャの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記第２の複数の光学要素は、アパーチャを含み、
前記アパーチャは、前記第２の真空チャンバーの前記フランジから離れて配されていることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記第１の複数の光学要素は、極端紫外光源を含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の露光装置を用いてレチクルを介して基板を露光するステップと、
露光された前記基板を現像するステップと、
現像された前記基板を加工してデバイスを製造するステップと、を備えることを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、レチクルを介して基板を露光する露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子を製造するためのリソグラフィー方法において、紫外線を用いた縮小投影露光が行われてきた。
【０００３】
縮小投影露光で転写できる最小の寸法は転写に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数に反比例する。このため、微細な回路パターンを転写するために光の短波長化が進められ、紫外光の波長は水銀ランプｉ線（波長365nm）、KrFエキシマレーザー（波長248nm）、ArFエキシマレーザー（波長193nm）と短くなってきている。
【０００４】
しかし、半導体素子は急速に微細化しており、紫外光を用いたリソグラフィーでは限界がある。そこで0.1μmを下回るような非常に微細な回路パターンを効率よく焼き付けるために、紫外線よりも更に波長が短い波長10〜15nm程度の極端紫外光（ＥＵＶ光）を用いた縮小投影露光装置が開発されている。これに伴い、特許文献１に記載されるような、ＥＵＶ光を露光装置に供給するためのＥＵＶ光源の開発が進められている。
【０００５】
現在提案されている露光装置用のＥＵＶ光源には、主にレーザープラズマ（ＬＰＰ）方式とディスチャージ（ＤＰＰ）方式の２つの方式がある。
【０００６】
微細な回路パターンを転写するためには、光源側と露光装置側の光軸を精度良く合わせると共に一度合わせた光軸がずれないように保つことが重要である。
【０００７】
従来の代表的なＥＵＶ光源の発光点、露光装置との接続部、集光点位置および照明光学系のミラーの位置関係を図３及び図４に示す。
【０００８】
図３はＤＰＰ方式のＥＵＶ光源を発光する光源と露光装置の接続箇所付近を示す図である。
【０００９】
図３において、１は光源チャンバー、２は露光装置チャンバーであり、光源側接続フランジ３と露光装置側接続フランジ４とを図示しない六角ボルト等により締結して固定している。光源チャンバー１内部において、発光部５から発光するプラズマ光は多層膜ミラー６によって反射し、２つのチャンバーの接続面の集光点７に集光する。集光した光は再び発散し露光装置側の凹面ミラー２８で反射し平行化される。
【００１０】
上記発光部５及び多層膜ミラー６は、光源チャンバー１内に設けられた図示しないベースに固定される。また、露光装置側のミラー２８は露光装置チャンバー２内に設けられる不図示のベースに固定される。また、集光点７は露光装置チャンバー２内に設けられる集光点アパーチャによりその位置が決定されるが、通常は図３に示すように光源チャンバー１と露光装置チャンバー２の接続境界面に設置される。
【００１１】
図４はＬＰＰ方式のＥＵＶ光源を使用した別の従来例を示す図である。
【００１２】
図４において、１は光源チャンバー、２は露光装置チャンバーであり、光源側接続フランジ３と露光装置側接続フランジ４とを図示しない六角ボルト等により締結して固定している構造は図３と同様である。
【００１３】
光源チャンバー１内部において、発光部５から発光するプラズマ光は多層膜ミラー６によって反射し、光源チャンバー１と露光装置チャンバー２の境界面の集光点７に集光する。
【００１４】
露光装置チャンバー２内部において、３９はシュバルツシルト型の２枚一組のミラーであり、一方の凸面ミラー３９ａの中心には穴部が形成されていて、光源チャンバー１と露光装置チャンバー２が接続された境界面に設置される。また、凸面ミラーの穴部（アパーチャ）は集光点７と一致している。集光点７に集光した光は再び発散して他方の凹面ミラー３９ｂで反射し、再び凸面ミラーにより反射して平行化される。
【特許文献１】特開平９-３２０７９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記従来例では次のような問題点がある。即ち、
光源の発光部５、集光光学系６および集光点７のアパーチャは光源チャンバー１内の支持部材に固定され、照明光学系のミラー８は露光装置チャンバー２内の支持部材にそれぞれ固定されるため、各々のチャンバー内の圧力が変動すると、チャンバーが変形し、予め調整した光学部品の相対位置がずれてしまうという問題点がある。
【００１６】
また、集光点７の位置を決定するためのアパーチャが、光源チャンバー１のフランジ３、つまり光源チャンバー１と露光装置チャンバー２の接続境界面にあるため、アパーチャを固定するための部材をフランジ内に設置することになって物理的な取り付けが困難である。
【００１７】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、チャンバー内の圧力変化による光学要素間の相対位置ずれを低減することを例示的目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、第１の発明は、レチクルを介して基板を露光する露光装置であって、前記光を導く第１の複数の光学要素と、前記第１の複数の光学要素を収容するように構成された第１の真空チャンバーと、前記第１の真空チャンバーを支持するように構成された第１の支持部材と、前記第１の支持部材とは独立に前記第１の複数の光学要素の少なくとも１つを支持するように構成された第２の支持部材と、を備える。
【００１９】
また、上記構成において、前記光を導く第２の複数の光学要素と、前記第２の複数の光学要素を収容するように構成された第２の真空チャンバーと、前記第２の真空チャンバーを支持するように構成された第３の支持部材と、前記第３の支持部材とは独立に前記第２の複数の光学要素の少なくとも１つを支持するように構成された第４の支持部材と、を更に備え、前記第１の真空チャンバーと前記第２の真空チャンバーとはそれぞれのフランジを介して接続されている。
【００２０】
また、上記構成において、前記第１の支持部材は、前記第１の真空チャンバーの変位および変形の少なくとも一方を許容するように構成されている。前記第１の支持部材は、ベローズを含む。
【００２１】
また、上記構成において、前記第３の支持部材は、前記第２の真空チャンバーの変位および変形の少なくとも一方を許容するように構成されている。前記第３の支持部材は、ベローズを含む。
【００２２】
また、上記構成において、前記第２の支持部材は、前記第１の真空チャンバーの壁を貫通し、前記第２の支持部材と前記壁との間隙をシールし、かつ前記第２の支持部材と前記壁との間の相対変位を許容するシール機構を更に備える。
【００２３】
また、上記構成において、前記第４の支持部材は、前記第２の真空チャンバーの壁を貫通し、前記第４の支持部材と前記壁との間隙をシールし、かつ前記第４の支持部材と前記壁との間の相対変位を許容するシール機構を更に備える。
【００２４】
また、上記構成において、前記第１の複数の光学要素は、光源、反射性光学要素およびアパーチャの少なくとも１つを含む。
【００２５】
また、上記構成において、前記第２の複数の光学要素は、光源、反射性光学要素およびアパーチャの少なくとも１つを含む。
【００２６】
また、上記構成において、前記第２の複数の光学要素は、アパーチャを含み、前記アパーチャは、前記第２の真空チャンバーの前記フランジから離れて配されている。
【００２７】
また、上記構成において、前記第１の複数の光学要素は、極端紫外光源を含む。
【００２８】
また、第２の発明のデバイス製造方法は、上記いずれかの露光装置を用いてレチクルを介して基板を露光するステップと、露光された前記基板を現像するステップと、現像された前記基板を加工してデバイスを製造するステップと、を備える。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明によれば、例えば、チャンバー内の圧力変化による光学部品間の相対位置ずれを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３１】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものである。
【００３２】
［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る第１の実施形態の光源と露光装置の接続箇所付近を示す図である。
【００３３】
図１において、１は光源チャンバー、２は露光装置チャンバーであり、光源側接続フランジ３と露光装置側接続フランジ４とを図示しない六角ボルト等により締結して固定している構造は図３と同様である。光源サイズはΦ１０ｍｍ、ＮＡ＝０．２５、発光点５と集光点７の距離１０００ｍｍ、光源チャンバー１と露光装置チャンバー２のフランジサイズはＩＣＦ１５２である。
【００３４】
両チャンバーの外部には、光源と露光装置に共通の基準ベース２１が設けられている。この基準ベース２１上には、多層膜ミラーユニット６を支持する支持部材９と、露光装置（照明光学系）側のミラー８および集光点７のアパーチャを支持する支持部材１０が光軸合わせを行った後にネジ等の締結部材により確実に固定されている。なお、各支持部材は対応するチャンバーを貫通するとともに、支持部材とチャンバーとの間隙はそれらの間の相対変位を許容する不図示のシール機構によりシールされている。集光点７のアパーチャは露光装置側接続フランジ４よりも光の進行方向に対して下流側の露光装置チャンバー２内でかつ平行光を形成する下流側ミラー８より上流側に配置されている。
【００３５】
光源チャンバー１は緩衝材としてのベローズ（ベローズ状支持部材、もしくは支持対象物の変位および／または変形を許容するように構成された支持部材）１１により基準ベース２１に固定される。また、露光装置チャンバー２は緩衝材としてのベローズ（ベローズ状支持部材）１２により基準ベース２１に固定される。両チャンバー１，２内部は真空とされ、発光点５はＥＵＶ光を発光する。光源チャンバー１内部において、発光部５から発光するＥＵＶ光は多層膜ミラー６によって反射し、露光装置チャンバー２内部の集光点７に集光する。集光した光は再び発散し露光装置側の凹面ミラー８で反射し平行化される。
【００３６】
光源チャンバー１および露光装置チャンバー２は、その内部圧力が変動した場合にベローズ１１，１２の変形によりその位置が変位する。一方、基準ベース２１に支持される多層膜ミラー６と、ミラー８および集光点７のアパーチャの相対位置はチャンバーの圧力による変位にかかわらず維持される。つまり、各支持部材９，１０を各チャンバー１，２とは独立に基準ベース２１に支持したので基準ベース２１に支持される多層膜ミラー６と、ミラー８および集光点７のアパーチャの相対位置は変化せず、光源チャンバー１および露光装置チャンバー２がその圧力の変化により、基準ベース２１に対して相対的に変位する。
【００３７】
光源の集光点７は光源チャンバー１と露光装置チャンバー２の境界面の下流側１００ｍｍのところに位置している。フランジ３，４の厚みは７０ｍｍであり、集光点７がフランジではなくチャンバー２内にあるので支持部材が容易に設置できる。
【００３８】
［第２の実施形態］
図２は、本発明に係る第２の実施形態の光源と露光装置の接続箇所付近を示す図であり、図１と同じ要素には同一の符号を付して示している。
【００３９】
図２において、１は光源チャンバー、２は露光装置チャンバーであり、光源側接続フランジ３と露光装置側接続フランジ４とを図示しない六角ボルト等により締結して固定している構造は図４と同様である。光源サイズはΦ１２ｍｍ、ＮＡ＝０．２、発光点５と集光点７の距離１０００ｍｍ、光源チャンバー１と露光装置チャンバー２のフランジサイズはＩＣＦ１５２である。
【００４０】
両チャンバーの外部には、光源と露光装置に共通の基準ベース３１が設けられている。この基準ベース３１上には、多層膜ミラーユニット６を支持する支持部材１５と、シュバルツシルト型の２枚のミラー１８および集光点アパーチャ１７を支持する支持部材１６が光軸合わせを行った後にネジ等の締結部材により確実に固定されている。なお、各支持部材は対応するチャンバーの壁を貫通するとともに、支持部材とチャンバー壁との間隙はそれらの間の相対変位を許容する不図示のシール機構によりシールされている。
【００４１】
露光装置チャンバー２内部において、１８はシュバルツシルト型の２枚一組のミラーであり、一方の凸面ミラー１８ａの中心に設けられたアパーチャ上に集光点７が形成されている。また、凹面ミラー１８ｂのアパーチャは集光点７と一致している。集光点７に集光した光は再び発散して他方の凹面ミラー１８ｂで反射し、再び凸面ミラー１８ａにより反射して平行化される。
【００４２】
光源チャンバー１はベローズ（ベローズ状支持部材）１１により基準ベース３１に固定される。また、露光装置チャンバー２はベローズ（ベローズ状支持部材）１２により基準ベース３１に固定される。光源チャンバー１内部において、発光部５から発光するＥＵＦ光は多層膜ミラー６によって反射し、露光装置チャンバー２内の集光点７に集光する。
【００４３】
光源チャンバー１および露光装置チャンバー２は、その内部圧力が変動した場合にベローズ１１，１２の変形によりその位置が変位する。一方、基準ベース３１に支持される多層膜ミラー６と、シュバルツシルト型の２枚のミラー１８の相対位置はチャンバーの圧力による変位にかかわらず維持される。つまり、各支持部材１５，１６を各チャンバー１，２とは独立に基準ベース３１に支持したので基準ベース３１に支持される多層膜ミラー６と、シュバルツシルト型のミラー１８および集光点７のアパーチャの相対位置は変化せず、光源チャンバー１および露光装置チャンバー２がその圧力の変化により、基準ベース３１に対して相対的に変位する。
【００４４】
光源の集光点７は光源チャンバー１と露光装置チャンバー２の境界面の下流側１００ｍｍのところに位置している。フランジ３，４の厚みは７０ｍｍであり、集光点７がフランジではなくチャンバー２内にあるので支持部材が容易に設置できる。そして、第１の実施形態との差異は平行化した光の光軸が発光部５の光軸と平行になることである。
【００４５】
［露光装置］
図５は露光装置の概略構成を示し、１は図１又は図２に示す露光装置の光源チャンバーで、２は露光装置チャンバーであり、両チャンバーは不図示の基準ベース上に設けられる。
【００４６】
光源チャンバー１から出た光は、フランジ３，４からなる導入部３２を経て露光装置チャンバー２内の照明光学系３３に送られる。照明光学系３３にて照度むらの除去並びにビームの成形が行われて、照明光として原版であるレチクル３４に照射される。レチクル３４は、レチクルステージ３５上に配置されている。
【００４７】
レチクル３４に形成されたパターンは、投影光学系３６を介してレチクル３４と光学的共役面に配置されたウエハ３７に縮小投影される。なお、照明光がレチクルを透過するが如く図示されているが、照明光がＥＵＶ光であるため、反射性レチクルを用い反射性レチクルで反射された光を投影光学系により導光するように構成するのが現実的である。ここで、投影光学系も同じく反射性光学素子（ミラー）から構成するのが現実的である。
【００４８】
ウエハ３７はリニアモーター駆動のウエハステージ３８に配置され、ステップアンドリピートによる繰り返し露光が行われる。ここで、レチクル上の照明エリアをスリット状に絞り込み、レチクルステージ３５もリニアモーター駆動とし、ウエハステージ３８およびレチクルステージ３５を同期スキャンしながらウエハを露光する構成にすることもできる。
【００４９】
［デバイス製造方法］
次に、この露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図６は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップＳ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップＳ２（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスク（レチクルともいう。）を作製する。
【００５０】
一方、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Ｓ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィー技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップＳ５（組立）は後工程と呼ばれ、ステップＳ５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）、パッケージング工程（チップ封入）等の組立工程を含む。ステップＳ６（検査）ではステップＳ５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、ステップＳ７でこれを出荷する。
【００５１】
上記ステップＳ４のウエハプロセスは以下のステップを有する（図７）。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置を用い、マスクに形成された回路パターンを介してレジスト処理ステップ後のウエハを露光する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。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を形成する。
【００５２】
上記実施形態によれば、光源から発光された光を導光する光学系としての、集光ミラー６、集光点７のアパーチャ、照明光学系のミラー８，１８をチャンバー１，２の外部に設けた共通の基準ベース２１，３１により支持する。これにより、光源チャンバーや露光装置チャンバーの圧力変動に影響を受けることなく、それぞれの光学部品の相対位置を維持することができる。
【００５３】
また、集光点７のアパーチャを露光装置側接続フランジ４よりも下流側の露光装置チャンバー２内部で、かつ露光装置チャンバー２内の最上流側のミラー８，１８よりも上流側に設ける。これにより、集光ミラー６、集光点７のアパーチャ、照明光学系のミラー８，１８を基準ベース２１，３１を介して設置できるので、組立性が格段に容易になる。
【００５４】
また、照明光学系のミラーとしてシュバルツシルト型のミラーを用い、かつ集光点７が露光装置チャンバー２内のフランジ４よりも下流側でかつ最上流側のミラー８，１８よりも上流側に設ける。これにより、平行光が光源の光軸と平行になって装置の設計自由度を増大できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の光源装置と露光装置の接続箇所付近を示す図である。
【図２】本発明に係る第２の実施形態の光源装置と露光装置の接続箇所付近を示す図である。
【図３】従来の光源装置と露光装置の接続箇所付近を示す図である。
【図４】従来の光源装置と露光装置の接続箇所付近を示す図である。
【図５】露光装置を示す図である。
【図６】デバイス製造方法を示す図である。
【図７】ウエハプロセスを示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  光源チャンバー
２  露光装置チャンバー
３  光源側接続フランジ
４  露光装置側接続フランジ
５  発光点
６  集光ミラー
７  集光点（アパーチャ）
８  凹面ミラー
９，１０、１５，１６  支持部材
１１，１２  ベローズ
１３  基準ベース
１８  シュバルツシルト型のミラー
【図１】
2006303462.tif 000003
【図２】
2006303462.tif 000004
【図３】
2006303462.tif 000005
【図４】
2006303462.tif 000006
【図５】
2006303462.tif 000007
【図６】
2006303462.tif 000008
【図７】
2006303462.tif 000009