(57)【要約】【課題】簡易な構成でペリクルの撓みを抑制することができる露光装置を提供する。【解決手段】本発明に係る露光装置は、光源からの光を用いてマスクに形成されたパターンを基板に転写するように基板を露光する露光装置であって、マスク１が載置されるマスクステージ１２と、マスクベンドフレーム４を介してマスク１の第一の面２５に対向するように離間して配置されるマスクベンド板３と、ペリクルフレーム６を介してマスク１の第二の面２に対向するように離間して配置されるペリクル５と、マスク１とマスクベンド板３との間に画定される第一の空間９内を吸引するポンプ１８と、マスク１とペリクル５との間に画定される第二の空間１０を負圧にすると共に第二の空間１０と第一の空間９との間に差圧が生じるように第一の空間９と第二の空間１０とを連絡させる圧力調整手段１１、１９、５０とを備えることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を用いてマスクに形成されたパターンを基板に転写するように基板を露光する露光装置であって、
前記マスクが載置されるマスクステージと、
マスクベンドフレームを介して前記マスクの第一の面に対向するように離間して配置されるマスクベンド板と、
ペリクルフレームを介して前記マスクの前記第一の面の反対側の第二の面に対向するように離間して配置されるペリクルと、
前記マスクと前記マスクベンド板との間に画定される第一の空間内を吸引するポンプと、
前記マスクと前記ペリクルとの間に画定される第二の空間を負圧にすると共に該第二の空間と前記第一の空間との間に差圧が生じるように前記第一の空間と前記第二の空間とを連絡させる圧力調整手段とを備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記第一の空間の負圧が前記第二の空間のそれよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記圧力調整手段は、前記第一の空間と前記第二の空間とを連絡する接続路に流体に抵抗を付与する流体抵抗要素を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記流体抵抗要素は、圧力調整弁であることを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記流体抵抗要素は、防塵フィルタであることを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項６】
前記ポンプ及び前記圧力調整弁を制御する制御部を更に有することを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項７】
前記接続路は、前記マスクを貫通するように設けられており、前記マスクを貫通する前記接続路に前記防塵フィルタが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項８】
前記圧力調整手段は、前記第二の空間と外部とを互いに流体連通するように前記ペリクルフレームに設けられた第一の貫通穴を備えていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項９】
複数の前記圧力調整手段と、
該複数の圧力調整手段を制御する制御部と、
を備え、
該制御部は、前記第二の空間内の圧力分布、前記ペリクルの撓みの分布及び前記マスクステージの駆動方向の少なくとも一つに応じて、前記第二の空間内が所定の圧力分布で維持されるように、前記複数の圧力調整手段を制御することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記基板を露光する工程と、
露光された前記基板を現像する工程と、
現像された前記基板を加工して物品を得る工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
露光装置に用いられるマスクには、マスクパターンが形成されているパターン面に微小なゴミ等の異物が付着することを防止するために、表面にペリクルという保護膜が設けられているものがある。
そのようなマスクにおいては、マスクステージ上にマスクが配置された際に、マスクとペリクルの間に画定されるマスク−ペリクル空間内にある雰囲気の慣性質量によって部分的に圧力が高まり、ペリクルがその部分において押し下げられてペリクルが撓む。
【０００３】
そのような露光装置において、マスクの直下に配置されている露光範囲を制御するためのマスキングブレードが露光動作の際に駆動されると、撓んだペリクルにマスキングブレードが接触してしまい、ペリクルに傷や破れが生じる虞がある。
特許文献１は、マスク−ペリクル空間内の圧力を調整する機構を設けて、ペリクルの撓みを抑制する露光装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５０６１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている露光装置では、そのような圧力調整機構を別個に設けており、構造が複雑化している。
そこで本発明は、簡易な構成でペリクルの撓みを抑制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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る露光装置は、光源からの光を用いてマスクに形成されたパターンを基板に転写するように基板を露光する露光装置であって、マスクが載置されるマスクステージと、マスクベンドフレームを介してマスクの第一の面に対向するように離間して配置されるマスクベンド板と、ペリクルフレームを介してマスクの第一の面の反対側の第二の面に対向するように離間して配置されるペリクルと、マスクとマスクベンド板との間に画定される第一の空間内を吸引するポンプと、マスクとペリクルとの間に画定される第二の空間を負圧にすると共に第二の空間と第一の空間との間に差圧が生じるように第一の空間と第二の空間とを連絡させる圧力調整手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡易な構成でペリクルの撓みを抑制することができる露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第一実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図。
【図２】第一実施形態に係る露光装置のマスクステージ近傍における拡大断面図。
【図３】第二実施形態に係る露光装置のマスクステージ近傍における拡大断面図。
【図４】第三実施形態に係る露光装置のマスクステージ近傍における拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本実施形態に係る露光装置を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている。
【００１０】
本実施形態に係る露光装置とは、半導体デバイスや液晶表示装置等の製造工程であるリソグラフィ工程において、投影光学系を介して感光性の基板（表面にレジスト層が形成されたガラスプレート）にマスクのパターンを転写する装置を指す。
マスクの表面には半導体回路パターン等のパターンが形成されており、パターン面に微小なゴミ等の異物が付着することを防止するため、マスク表面にはペリクルという保護膜が設けられている。
また、マスクステージの直下には露光範囲を制御するためのマスキングブレードが配置される。
【００１１】
また、マスクの上部には、マスク自重撓みを補正するためのマスクベンド補正機構が配置される。
マスクベンド補正機構とは、マスクの上面側にベンドフレーム及びベンド板を配置して、マスクの上面側を負圧環境にすることでマスク自重撓みを補正するものである。
【００１２】
露光動作の際には、露光光下でマスクステージがスキャン動作を行う。また同時に、マスキングブレードが、露光範囲に応じてマスクステージに対して相対的に移動するように駆動する。
すなわち、露光光下でマスクステージの駆動によってマスク及びペリクルは露光範囲内で移動し、同時にその直下ではマスキングブレードがマスク及びペリクルに対して相対的に駆動される。
【００１３】
露光動作においてマスクステージがスキャン動作を行う際に、マスクとペリクルの間に画定されるマスク−ペリクル空間内にある雰囲気の慣性質量によって部分的に気圧が高まり、ペリクルがその部分において押し下げられる、すなわちペリクルが撓む。
また、マスキングブレードが駆動すると、駆動に伴う気流変動によってペリクルにおいて上下方向の外力が生じる。
その結果、露光動作中において、撓んだペリクルにマスキングブレードが接触してしまい、ペリクルに傷や破れが発生するという問題がある。
【００１４】
さらに、近年の大画面化や生産性向上に対する要望から、一括露光エリア拡大によるマスクサイズの拡大や、スキャンスピードの向上が求められている。
これらはペリクルの撓み量の増大要因となり、ますます撓んだペリクルにマスキングブレードが接触する可能性が高まる。
【００１５】
この問題に対しては、ペリクルとマスキングブレードとの間隔を広げて両者の接触を抑制するという対策が考え得る。
しかしながら、ペリクルとマスキングブレードとの間隔を広げた場合、光学的にマスクパターン面とマスキングブレードとの距離が離れてしまい、基板面におけるマスキングブレード境界線のボケ領域が大きくなってしまうという問題が生じる。
【００１６】
そこで本実施形態では、以下に示すような機構を用いてペリクルの撓みを抑制することによって、ペリクルに対するマスキングブレードの接触を抑制している。
【００１７】
［第一実施形態］
図１は、第一実施形態に係る露光装置１００の構成を示す概略図である。
露光装置１００は、光源３１、マスクステージ１２、投影光学系３６、基板ステージ２２及び制御部２３を備えている。
【００１８】
光源３１は、例えば紫外線ランプなどが用いられ、基板３３を露光するための光（露光光）を射出する。
マスクステージ１２は、マスク１の位置決めを行うため、マスク１を保持して移動可能に構成されている。マスク１には、半導体回路パターン等のパターンが形成されており、光源３１が射出する露光光によって照明される。
投影光学系３６は、所定の倍率を有しており、マスク１に形成されたパターンを基板３３に投影する。
【００１９】
基板ステージ２２は、フォトレジスト（感光剤）が塗布された基板３３の位置決めを行うため、基板３３を移動可能に保持している。
制御部２３は、例えばＣＰＵやメモリを含み、露光装置１００の全体（露光装置１００の各部）を制御している。即ち、制御部２３は、マスク１に形成されたパターンを基板３３に転写する処理（基板３３の露光処理）を制御している。
【００２０】
このように構成された露光装置１００では、投影光学系３６によってマスク１のパターンが基板３３に投影され、基板３３に塗布されているレジスト（感光材）に潜像パターンが形成される。潜像パターンは、不図示の現像装置によって現像され、これによりレジストパターンが基板３３上に形成される。
【００２１】
次に、本実施形態に係る露光装置１００におけるペリクル撓み抑制機構について説明する。
図２は、第一実施形態に係る露光装置１００のマスクステージ１２近傍における拡大断面図を示している。
【００２２】
図２に示されているように、本実施形態に係る露光装置１００では、マスクステージ１２上に載置されているマスク１の上部において、マスク１のパターンが形成されている一方の面２（第二の面）の反対側の他方の面２５（第一の面）に対向するようにマスクベンド板３がマスクベンドフレーム４を介して離間して配置されている。
【００２３】
これにより、マスク１とマスクベンド板３との間にマスクベンド空間９（第一の空間）が画定される。そして、例えば樹脂チューブからなるマスクベンド配管７（第一の配管）を介してマスクベンド空間９はポンプ１８により排気される。
ポンプ１８を用いてマスクベンド空間９を排気することによって、マスクベンド空間９は、外部圧力に対して負圧に制御され、マスクの自重による撓みを抑制している。
【００２４】
また、図２に示されているように、本実施形態に係る露光装置１００では、マスク１の下部において、ペリクル５がペリクルフレーム６を介してマスク１のパターンが形成されている面２（第二の面）に対向するように離間して配置されている。
これにより、マスク１とペリクル５との間にマスク−ペリクル空間１０（第二の空間）が画定される。
【００２５】
そして、図２に示されているように、本実施形態に係る露光装置１００では、マスク１に貫通穴１１（第二の貫通穴、接続路）を設けており、外部からマスクベンド空間９への異物の侵入を防止するための防塵フィルタ５０を貫通穴１１内に設けている。なお、貫通穴１１は複数有って構わない。
貫通穴１１を設けたことにより、マスクベンド空間９とマスク−ペリクル空間１０とが流体連通し、マスク−ペリクル空間１０も貫通穴１１を介してポンプ１８により排気され負圧に制御される。
【００２６】
マスク−ペリクル空間１０を負圧にすることにより、ペリクル５に上方への吸引力を発生させ、ペリクル５の自重による撓みを抑制することができる。
これにより、マスク１の表面２に形成されているマスクパターンとマスキングブレード８との間を不必要に離すことなく、ペリクル５とマスキングブレード８との干渉を抑制することができる。
【００２７】
上述したように、ペリクル５の撓みが抑制されているため、マスキングブレード８を矢印１５で示すように駆動、及び／又はマスクステージ１２を矢印１４で示すように駆動させても、ペリクル５へのマスキングブレード８の接触によるペリクル５の破損を防止することができる。
【００２８】
そして、図２に示されているように、本実施形態に係る露光装置１００では、ペリクルフレーム６にも貫通穴１９（第一の貫通穴）を設けて、マスク−ペリクル空間１０と外部とを流体連通させるようにしてもよい。なお、貫通穴１９は複数有って構わない。
これにより、ポンプ１８を用いてマスクベンド空間９を排気し続けることによって、貫通穴１９を介してマスク−ペリクル空間１０に外部雰囲気が流入する。そして貫通穴１１を介してマスクベンド空間９へ排気され、マスクベンド空間９はマスクベンド配管７を介して排気される。
【００２９】
上述したように、貫通穴１１内には防塵フィルタ５０が設けられている。そのため、防塵フィルタ５０が流体に抵抗を付与する流体抵抗要素として機能する抵抗部材となり、マスクベンド空間９とマスク−ペリクル空間１０との間に差圧が発生すると共に、マスク−ペリクル空間１０内を所定の圧力に維持することができる。
【００３０】
本実施形態に係る露光装置１００では、マスクベンド空間９の負圧の方がマスク−ペリクル空間１０の負圧より大きくなるように、マスク−ペリクル空間１０と流体連通している外部から流入する雰囲気をマスクベンド空間９と流体連通しているマスクベンド配管７から排気している。
【００３１】
具体的には、貫通穴１１、貫通穴１９及びこれらに配置される防塵フィルタ５０の数を適切に設定することにより、マスクベンド空間９における負圧がマスク−ペリクル空間１０におけるそれよりも大きくなるように両者の間に所望の差圧を生じさせることができる。
これにより、本実施形態に係る露光装置１００では、マスク１の自重力に対向する上方へ力（吸引力）をマスク１に印加することができ、マスク１の自重による撓みも抑制することができる。
【００３２】
上述したように、本実施形態に係る露光装置１００では、貫通穴１１、貫通穴１９及び防塵フィルタ５０によってマスク−ペリクル空間１０とマスクベンド空間９との間に差圧が生じるようにマスクベンド空間９とマスク−ペリクル空間１０とを連絡させる圧力調整手段が構成されている。
【００３３】
なお、本実施形態に係る露光装置１００では、外部からマスク−ペリクル空間１０への異物の侵入を防止するための防塵フィルタを貫通穴１９に設けるようにしてもよい。
このとき、貫通穴１９内の防塵フィルタも流体に抵抗を付与する流体抵抗要素として機能する抵抗部材となる。
【００３４】
また、本実施形態に係る露光装置１００では、貫通穴１１内に防塵フィルタ５０を設けてマスクベンド空間９とマスク−ペリクル空間１０との間に差圧を発生させていた。しかしながら、これに限らず、貫通穴１１内に差圧弁を設けて所望する差圧が発生するようにしても構わない。
また、マスクベンド空間９及びマスク−ペリクル空間１０の少なくとも一方に圧力計、及び貫通穴１１内に差圧調整弁を設けて、それらを制御部２３が制御することによって、マスクベンド空間９とマスク−ペリクル空間１０との間に任意の差圧を発生させても構わない。
【００３５】
なお、このように防塵フィルタ５０の代わりに差圧弁又は差圧調整弁を設けた場合には、ポンプ１８を用いてマスクベンド空間９及びマスク−ペリクル空間１０を排気し続ける必要はなく、例えば非露光動作時に両空間の圧力を設定すればよい。
【００３６】
［第二実施形態］
第二実施形態に係る露光装置は、マスクステージ１２の構造を除いて、第一実施形態に係る露光装置１００と同一の構成であるため、同一の部材には同一の符番を付して重複する部分についての説明を省略する。
【００３７】
図３は、本実施形態に係る露光装置のマスクステージ１２近傍における拡大断面図を示している。
【００３８】
図３に示されているように、本実施形態に係る露光装置では、マスク１に貫通穴を設けておらず、代わりにマスクベンド配管７から分岐したペリクル配管１３（第二の配管、接続路）をマスク−ペリクル空間１０に流体連通させている。また、ペリクル配管１３内には、外部からマスクベンド空間９への異物の侵入を防止するための防塵フィルタ５１が設けられている。
ペリクル配管１３は、マスクベンド配管７と同様に、例えば樹脂チューブからなる。また、ペリクル配管１３はマスクベンド配管７からの分岐に代え、マスクベンドフレーム４を貫通してマスクベンド空間９からマスク−ペリクル空間１０に通じるようにしてもよい。
【００３９】
そして、第一実施形態に係る露光装置１００と同様に、マスクベンド空間９と流体連通しているマスクベンド配管７及びマスク−ペリクル空間１０と流体連通しているペリクル配管１３を介してポンプ１８を用いてマスクベンド空間９及びマスク−ペリクル空間１０を排気し続ける。
これにより、マスクベンド空間９及びマスク−ペリクル空間１０は、外部圧力に対して負圧の状態とされる。
【００４０】
そして、防塵フィルタ５１等の流体に抵抗を付与する流体抵抗要素を用いてマスクベンド空間９における負圧がマスク−ペリクル空間１０におけるそれよりも大きくなるように両者の間に所望の差圧を生じさせると共に、マスク−ペリクル空間１０内を所定の圧力に維持することができる。
このような構成により、マスク１の自重力に対向する上方へ力（吸引力）をマスク１に印加することができ、併せて、ペリクル５の撓みに対向する上方へ力（吸引力）をペリクル５に印加することができる。これにより、ペリクル５及びマスク１それぞれの自重による撓みを抑制することができる。
【００４１】
本実施形態に係る露光装置では、貫通穴１９、ペリクル配管１３及び防塵フィルタ５１によってマスク−ペリクル空間１０とマスクベンド空間９との間に差圧が生じるようにマスクベンド空間９とマスク−ペリクル空間１０とを連絡させる圧力調整手段が構成されている。
【００４２】
なお、本実施形態に係る露光装置では、ペリクル配管１３内に防塵フィルタ５１を設けてマスクベンド空間９とマスク−ペリクル空間１０との間に差圧を発生させている。しかしながら、これに限らず、ペリクル配管１３に差圧弁や圧力調整弁を設けて所定の差圧が発生するようにしても構わない。
このように流体に抵抗を付与する流体抵抗要素として、防塵フィルタ５１の代わりに差圧弁や圧力調整弁を設けた場合には、マスク−ペリクル空間１０と外部とを流体連通させる貫通穴を設けなくてもよい。また、ポンプ１８を用いてマスクベンド空間９及びマスク−ペリクル空間１０を排気し続ける必要もなく、例えば非露光動作時に両空間の圧力を設定すればよい。
【００４３】
［第三実施形態］
第三実施形態に係る露光装置は、第二実施形態に係る露光装置とほぼ同様な構成であるため、同一の部材には同一の符番を付して重複する部分の説明を省略する。
【００４４】
図４は、本実施形態に係る露光装置のマスクステージ１２近傍における拡大断面図を示している。
【００４５】
図４に示されているように、本実施形態に係る露光装置では、ペリクル配管１３内に防塵フィルタを設ける代わりに、マスクベンド配管７に第一の圧力調整弁１６を設けると共に、ペリクル配管１３に第二の圧力調整弁１７を設けている。また、本実施形態に係る露光装置では、マスク−ペリクル空間１０と外部とを流体連通させる貫通穴はペリクルフレーム６に設けられていない。
第一及び第二の圧力調整弁１６及び１７は制御部２３に接続され、マスクベンド空間９における負圧がマスク−ペリクル空間１０におけるそれよりも大きくなるように両者の間に所望の差圧を生じさせる。そして、マスク−ペリクル空間１０内を所定の圧力に維持することができるように制御される。
【００４６】
このような構成により、マスク１の自重力に対向する上方へ力（吸引力）をマスク１に印加することができ、併せて、ペリクル５の撓みに対向する上方へ力（吸引力）をペリクル５に印加することができる。これにより、ペリクル５及びマスク１それぞれの自重による撓みを抑制することができる。
【００４７】
本実施形態に係る露光装置では、ペリクル配管１３、第一の圧力調整弁１６及び第二の圧力調整弁１７によってマスク−ペリクル空間１０とマスクベンド空間９との間に差圧が生じるようにマスクベンド空間９とマスク−ペリクル空間１０とを連絡させる圧力調整手段が構成されている。
【００４８】
なお、このように本実施形態に係る露光装置では任意の差圧を発生させることができるため、ポンプ１８を用いてマスクベンド空間９及びマスク−ペリクル空間１０を排気し続ける必要はなく、例えば非露光動作時に両空間の圧力を設定すればよい。
【００４９】
また、第一の圧力調整弁１６は、マスク−ペリクル空間１０とマスクベンド空間９との間に差圧を生じさせた上でマスクベンド空間９内の負圧を微細に調節できるように設けられている。従って、第一の圧力調整弁１６を設けなかったとしても、本実施形態による効果を得ることはできる。
【００５０】
なお、上記の第一乃至第三実施形態のいずれかに係る露光装置において、上記のペリクル撓み抑制機構を複数設けてもよい。
その場合、露光動作中において検出されるマスク−ペリクル空間１０内の圧力分布、ペリクル５の撓みの分布及びマスクステージ１２のスキャン駆動方向の少なくとも一つに応じて、複数のペリクル撓み抑制機構を独立に制御することができる。
それにより、マスク−ペリクル空間１０内の圧力分布を制御し、より効率的にペリクル５の撓みを抑制することができる。
【００５１】
また、上述した第一乃至第三実施形態のいずれにおいても、ポンプ１８は制御部２３により制御されるようにしてもよい。マスクベンド空間９及びマスク−ペリクル空間１０内の圧力を検知しつつ制御部２３によりポンプ１８の駆動を制御するようにしてもよい。
以上、好ましい実施形態について説明したが、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００５２】
［物品の製造方法］
次に、第一乃至第三実施形態のいずれかに係る露光装置を用いた物品の製造方法について説明する。
【００５３】
物品は、半導体デバイス、表示デバイス、カラーフィルタ、光学部品、ＭＥＭＳ等である。
例えば、半導体デバイスは、基板に回路パターンを作るための前工程と、前工程で作られた回路チップを製品として完成させるための、加工工程を含む後工程とを経ることにより製造される。
前工程は、第一乃至第三実施形態のいずれかに係る露光装置を使用して感光剤が塗布された基板を露光する露光工程と、感光剤を現像する現像工程とを含む。
【００５４】
現像された感光剤のパターンをマスクとしてエッチング工程やイオン注入工程等が行われ、ウエハ上に回路パターンが形成される。
これらの露光、現像、エッチング等の工程を繰り返して、基板上に複数の層からなる回路パターンが形成される。
後工程で、回路パターンが形成された基板に対してダイシングを行い、チップのマウンティング、ボンディング、検査工程を行う。
【００５５】
表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、第一乃至第三実施形態のいずれかに係る露光装置を使用して感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、露光された感光剤を現像する工程とを含む。
【００５６】
本実施形態に係る物品の製造方法によれば、従来よりも高品位の物品を製造することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  マスク
２  マスクの第二の面
３  マスクベンド板
４  マスクベンドフレーム
５  ペリクル
６  ペリクルフレーム
９  マスクベンド空間（第一の空間）
１０  マスク−ペリクル空間（第二の空間）
１１  貫通穴
１２  マスクステージ
１３  ペリクル配管
１６  第一の圧力調整弁
１７  第二の圧力調整弁
１８  ポンプ
１９  貫通穴
２５  マスクの第一の面
３１  光源
３３  基板
５０  防塵フィルタ
５１  防塵フィルタ
１００  露光装置
【図１】
2019200381.tif 000003
【図２】
2019200381.tif 000004
【図３】
2019200381.tif 000005
【図４】
2019200381.tif 000006