(57)【要約】      （修正有）【課題】基準マークの高さを管理し、平面度を確保するのが容易な露光装置を提供する。【解決手段】露光装置は、マークが形成されたマーク基板を固定するレチクルステージ１０５を備え、前記マーク基板の裏面を吸着し、前記マーク基板を前記ステージに着脱可能に固定する固定機構１０１をさらに備える。マーク基板ホルダ１０１が、レチクルホルダ１０３と同様の構造により、静電チャックによりマーク基板の裏面全体を吸着するので、マーク基板の自重たわみの影響は十分に低減することが可能である。したがって、マーク基板の平面度が確保される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のステージに配置される原版のパターンを感応基板上に形成する露光装置であって、
前記第１のステージはマークが形成されたマーク基板を固定する固定機構を備え、
前記固定機構は、前記マーク基板の裏面を吸着し、前記マーク基板を前記ステージに着脱可能に固定するように構成されていることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記固定機構は、静電チャックを備えたことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記固定機構から前記マーク基板が落下するのを防止する落下防止機構を備えた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】
前記落下防止機構が、前記マーク基板を支持する構造を備えたことを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記固定機構が、電力によって前記マーク基板を固定するものであり、前記落下防止機構が無停電電源装置を備えたことを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項６】
前記固定機構は前記マーク基板裏面の全体を吸着することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
露光装置が備える第１のステージに配置される原版のパターンを投影光学系を介して感応基板上に形成する露光方法であって、
マークが形成されたマーク基板を、前記露光装置まで搬送し、
前記第１のステージ上の固定装置によって、前記マーク基板の裏面を吸着し、前記マーク基板を前記第１のステージに着脱可能に固定し、
前記マーク基板を用いて、前記投影光学系の調整を行うことを含む露光方法。
【請求項８】
前記マーク基板はマークが形成された面が重力方向下側を向くように前記第１のステージに着脱可能に固定されることを特徴とする請求項７に記載の露光方法。
【請求項９】
前記マーク基板を、前記露光装置まで搬送する際に、レチクル用の搬送装置によって前記マーク基板を搬送することを特徴とする請求項７または８に記載の露光方法。
【請求項１０】
前記レチクル搬送装置によって搬送可能な専用アダプタに前記マーク基板を固定し、前記専用アダプタ付きのマーク基板を前記レチクル用の搬送装置によって搬送することを特徴とする請求項９に記載の露光方法。
【請求項１１】
前記専用アダプタが前記レチクルのパターン面保護用のカバーと実質的に同じサイズであることを特徴とする請求項１０に記載の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感応基板上にパターンを露光する露光装置および露光方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、従来の紫外線に代えてこれより短い波長（１１〜１４ｎｍ）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光（極端紫外線）を使用した投影リソグラフィ技術が開発されている。この技術は、最近ではＥＵＶリソグラフィと呼ばれており、従来の波長１９０ｎｍ程度の光線を用いた光リソグラフィでは実現不可能な、７０ｎｍ以下の解像力を得られる技術として期待されている。
【０００３】
ＥＵＶ光の波長領域での物質の複素屈折率ｎは、ｎ＝１−δ−ｉｋ（ｉは複素記号）で表わされる。この屈折率の虚部ｋは極端紫外線の吸収を表す。δ、ｋは１に比べて非常に小さいため、この領域での屈折率は１に非常に近い。したがって従来のレンズのような透過屈折型の光学素子を使用できず、反射を利用した光学系が使用される。
【０００４】
ＥＵＶ光を使用したＥＵＶ露光装置においては、感応基板（ウエハ）に転写するためのパターンを備えたレチクルに、ＥＵＶ光源からの光を照射し、レチクルに反射された光を、投影光学系を介してウエハに照射し、該パターンにしたがって露光を行う。レチクルを取り付けたステージ（以下、レチクルステージと呼称する）およびウエハを取り付けたステージ（以下、ウエハステージと呼称する）を同期して移動させることにより、レチクル上のパターンをウエハに所定の縮小倍率で投影することによって転写する。
【０００５】
ＥＵＶ光は物質に吸収されやすいので、ＥＵＶ露光装置の内部は高度の真空状態に保持される。
【０００６】
一般に、露光装置において、レチクルステージとウエハステージとの位置合わせおよび投影光学系の縮小倍率を調整するために、レチクルを取り付けるステージに第１の基準マークを備えた第１のプレートを設け、ウエハを取り付けるステージに該第１の基準マークに対応する第２の基準マークを備えた第２のプレートを設ける。なお、プレートをマーク基板とも呼称する。第２の基準マークのサイズは、第１の基準マークに投影光学系の所望の縮小倍率を乗じたサイズとなるように構成されている。レチクルステージ上の第１の基準マークに光を照射して投影光学系を介してウエハステージ上の第２のプレートに投影する。第２のプレート上の第２の基準マークと、投影された第１の基準マークの像とを観察し、両者を重ね合わせるように、レチクルステージとウエハステージとの位置合わせおよび投影光学系の縮小倍率の調整を行う（たとえば、特許文献１）。
【０００７】
ＥＵＶ露光装置においては、反射型のレチクルへ光を斜入射させるため、レチクルの高さが変化すると、ウエハ上の照射位置のずれが生じる。したがって、ＥＵＶ露光装置においては、レチクルの高さを管理し、平面度を確保することが非常に重要である。レチクルステージ上の基準マークについても、同様に基準マークの高さを管理し、平面度を確保するのが非常に重要である。
【０００８】
しかし、ＥＵＶ露光装置において、レチクルステージの下側の面に基準マークを備えたプレートを設置する場合に、プレートの自重たわみなどにより平面度を確保する構造がとりにくく、レチクル面に対して同一面に調整することは非常に困難である。また、基準マークは、露光中に有機物によって汚染され、酸化されることにより消耗することがある。このような場合に、基準マークを備えたプレートを交換する必要が生じる。しかし、上記のように、ＥＵＶ光を使用した露光装置の内部は真空に保持されているので、基準マークを備えたプレートを交換するのは煩雑な作業となる。
【特許文献１】米国特許第6018384
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、基準マークの高さを管理し、平面度を確保するのが容易な露光装置および露光方法に対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の観点によれば、第１のステージに配置される原版のパターンを感応基板上に形成する露光装置であって、第１のステージがマークが形成されたマーク基板を固定する固定機構を備え、固定機構が、マーク基板の裏面を吸着し、マーク基板をステージに着脱可能に固定するように構成された露光装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基準マークの高さを管理し、平面度を確保するのが容易な露光装置および露光方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図８は、本発明の一実施形態によるＥＵＶ露光装置の構成を示す図である。
【００１３】
ＥＵＶ露光装置は、ＥＵＶ光源３１と、照明光学系３３と、投影光学系４１と、を含む。
【００１４】
ＥＵＶ光源３１から放出されたＥＵＶ光は、コリメータミラーとして作用する凹面反射鏡３４を介してほぼ平行光束となり、一対のフライアイミラー３５ａおよび３５ｂからなるオプティカルインテグレータ３５に入射する。
【００１５】
こうして、フライアイミラー３５ａの反射面の近傍、すなわちオプティカルインテグレータ３５の射出面の近傍には、所定の形状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光は平面反射鏡３６により偏向された後、レチクル２０３上に細長い円弧状の照明領域を形成する。ここで、円弧状の照明領域を形成するための開口板は、図示していない。レチクル２０３の表面で反射された光は、その後、投影光学系４１の多層膜反射鏡Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６で順に反射されて、露光光１として、レチクル２０３の表面に形成されたパターンの像を、レジスト３を塗布したウエハ２（感応基板）上に形成する。
【００１６】
図１は、本実施形態によるＥＵＶ露光装置のレチクル周辺の構成を示す平面図である。
【００１７】
レチクル２０３は、レチクルベース１１１上に取り付けられたレチクルステージ１０５上に取り付けられる。レチクル２０３は、上述のように、細長い円弧状の照明領域によって照射される。図示しない細長い円弧状の照明領域は、図１においてほぼ水平方向である。レチクルステージ１０５は、レチクルベース１１１上において、図１の矢印で示した方向に所定の速度で移動できるように構成されている。ここで、レチクルステージ１０５の移動範囲は、レチクル２０３に描かれたパターンの全ての領域が、上記の円弧状の照明領域上を通過できるのに十分なように設定されている。露光中に、レチクル２０３に描かれたパターンの全ての領域が、上記の円弧状の照明領域上を通過するように、レチクルステージ１０５が、ウエハステージと同期して移動することにより、レチクル２０３上のパターンがウエハに所定の縮小倍率で投影されて転写される。
【００１８】
レチクルステージ１０５は、レチクルベース１１１上の位置を定めることができるように、レーザ測長用のミラー１０７ａおよび１０７ｂを備えている。
【００１９】
レチクルステージ１０５には、マーク基板２０１が取り付けられている。上述のように、マーク基板２０１上の基準マーク２０１１に、光を照射してウエハステージに投影し、ウエハステージ上の基準マークと重ね合わせることにより、レチクルステージ１０５の位置合わせおよび投影光学系４１の縮小倍率の調整を行う。
【００２０】
図２は、本実施形態によるレチクルステージ１０５の構成を示す図である。レチクルステージ１０５は、レチクル２０３を取り付けるレチクルホルダ１０３と、マーク基板２０１を取り付けるマーク基板ホルダ１０１とを備える。マーク基板ホルダ１０１は、レチクルホルダ１０３と同様の構造により、静電チャックによりマーク基板２０１の裏面を吸着するように構成されている。
【００２１】
一般的に、マーク基板をレチクルステージの下側の面に取り付ける場合に、たとえば、端部を支持するような構造とすると、マーク基板の自重たわみにより、マーク基板の平面度を確保し、レチクルの面に対して同一面に調整するのは非常に困難である。
【００２２】
本実施形態においては、マーク基板ホルダ１０１が、レチクルホルダ１０３と同様の構造により、静電チャックによりマーク基板２０１の裏面全体を吸着するので、マーク基板２０１の自重たわみの影響は十分に低減することが可能である。したがって、マーク基板の平面度が確保される。なお、裏面全体とは所謂ピンチャック等を用いた場合も含むものであり、ピンチャックを用いた場合でも、マーク基板の周囲のみではなく中央部も吸着されるため、自重撓みの影響は問題ない程度に低減する事が可能である。また、マーク基板ホルダ１０１は、レチクルホルダ１０３と同様の構造を有するので、マーク基板２０１の面をレチクル２０３の面に対して同一面に調整するのが容易である。
【００２３】
レチクルステージ１０５は、マーク基板２０１の落下を防止するための落下防止機構１０１１をさらに備える。落下防止機構１０１１は、マーク基板２０１を機械的に支持する鉤型の部材（フック）であってもよい。マーク基板２０１は、マーク基板ホルダ１０１の静電チャックにより保持されているが、たとえば、電源供給が停止した場合には、マーク基板２０１が落下する恐れがある。落下防止機構１０１１があれば、仮に電源供給が停止した場合であっても、マーク基板２０１が落下防止機構１０１１によって機械的に支持されて落下が防止される。
【００２４】
落下防止機構として、図２に示した部材の代わりに、無停電電源装置を備えてもよい。無停電電源装置によって、電源供給が停止した場合であっても、マーク基板２０１が落下するのが防止される。
【００２５】
図３は、本発明の一実施形態による露光方法の手順を示す流れ図である。
【００２６】
図３のステップＳ３０１０において、マーク基板２０１をレチクル搬送装置に配置する。
【００２７】
ここで、レチクル搬送装置は、レチクルを保持するアームを備えた搬送ロボットであってもよい。レチクル搬送装置は、たとえば、種々のパターンを有する多数のレチクルを保管したレチクル倉庫から、露光装置までレチクルを搬送する。マーク基板２０１をレチクル搬送装置によって搬送するには、マーク基板２０１をレチクルと同様に取り扱うことができるように、マーク基板２０１にアダプタを取り付けてもよい。
【００２８】
図４は、レチクル２０３の構成を示す図である。図４（ａ）は、パターン領域２０３１および位置調整用のアライメントマーク２０３３を備えたレチクル２０３の表面を示し、図４（ｂ）は、レチクル２０３の裏面を示す。
【００２９】
図５は、アダプタ３０１の構成を示す図である。アダプタ３０１のサイズ（面の縦、横および厚さ）は、レチクル２０３のサイズと同じである。アダプタ３０１のサイズを、レチクル２０３のサイズと同じにすることにより、アダプタ３０１を、レチクルと同様にレチクル搬送装置によって搬送することができる。なお、アダプタのサイズは縦、横、厚さの全ての長さを同じにする必要は必ずしも無く、レチクル搬送装置によっては、例えば、厚さ方向の長さに関しては同じではなくても搬送上問題ないような場合は、縦、横のサイズのみ同じにすればよい。
【００３０】
図５（ａ）は、マーク基板２０１の位置調整用のアライメントマーク３０１３を備えたアダプタ３０１の表面を示す。アダプタ３０１の表面のアライメントマーク３０１３は、図４に示したレチクルのアライメントマーク２０３３と同様に構成される。レチクルのアライメントマーク２０３３と同様のアライメントマーク３０１３を備えていれば、搬送中のアライメントマークを使用した処理に対応することもできる。
【００３１】
また、レチクルには、レチクルに関する情報を管理するためにバーコードや２次元コードが記録されている場合がある。そこで、レチクルの、レチクルに関する情報を記録する領域に対応する、アダプタ３０１の領域に、マーク基板であることを示す情報を記録しておけば、レチクル用の搬送装置が、レチクルと区別してマーク基板を搬送することもできる。たとえば、搬送ロボットが、マーク基板２０１を、レチクルホルダ１０３ではなく、マーク基板ホルダ１０１に吸着させるように処理させることもできる。
【００３２】
図５（ｂ）は、アダプタ３０１の裏面を示す。裏面には、マーク基板２０１を受け入れるための凹部が設けられており、凹部の底面には、マーク基板２０１を支えるピン３０１１が備わる。マーク基板２０１を、ピン３０１１によって支持することにより、マーク基板２０１の表面の基準マーク２０１１が損傷されることはない。
【００３３】
図６は、マーク基板２０１を取り付けたアダプタ３０１の構成を示す図である。
【００３４】
図７は、マーク基板２０１を取り付けたアダプタ３０１の、表面に垂直な面の断面図である。マーク基板２０１は、ピン３０１１によって支持されている。
【００３５】
一般的に、レチクル用の搬送装置によってレチクルを搬送する際に、レチクルは、パターン領域を有する表面を下にして搬送される。この状態で露光装置まで搬送すれば、上方向を向いたレチクルの裏面を、レチクルステージに取り付けるのが容易である。レチクルの表面には、通常カバーが取り付けられる。このカバーの一部を上記のアダプタと同様に構成して、マーク基板を受け取ることができるようにしてもよい。
【００３６】
図３のステップＳ３０２０において、マーク基板２０１を取り付けたアダプタ３０１を、レチクル搬送装置によって露光装置まで搬送する。マーク基板２０１は、図７に示すように、表面を下にした状態でレチクル搬送装置によって搬送される。
【００３７】
図３のステップＳ３０３０において、マーク基板２０１を、レチクルステージ１０５のマーク基板ホルダ１０１に吸着させることによって取り付ける。図７に示すように、マーク基板２０１の面は、アダプタ３０１の裏面から突出しているので、マーク基板ホルダ１０１に吸着させるのが容易である。
【００３８】
図３のステップＳ３０４０において、マーク基板２０１を使用して、レチクルステージ１０５の位置合わせおよび投影光学系４１の縮小倍率の調整を行う。
【００３９】
図３のステップＳ３０５０において、レチクルのパターンを感応基板に転写する。
【００４０】
さらに、図３に図示していないが、レチクル２０３をレチクルステージ２０１から取り外すのと同様の手順により、マーク基板１０１を、必要に応じてマーク基板ホルダ１０３から取り外すことができる。
【００４１】
このように本発明によれば、基準マークの高さを管理し、平面度を確保するのが容易な露光装置および露光方法が得られる。また、レチクルと同様に、マーク基板を交換することができるので、基準マークが、露光中に有機物等によって汚染され、酸化されることにより消耗することにも容易に対応することができる。さらに、上記の実施形態によれば、レチクルの搬送装置によってマーク基板を搬送することができるので便利である。
【００４２】
本実施形態によれば、固定機構が、マーク基板の裏面を吸着しステージに着脱可能に固定するので、マーク基板の自重たわみを十分に低減させる事が可能であり、マーク基板の平面度が確保される。また、マーク基板を着脱可能に固定するので、基準マークが、露光中に有機物によって汚染されることや、酸化されるといった問題も低減することが可能である。
【００４３】
また、レチクルと同様の静電チャック構造によりマーク基板の裏面を吸着してステージに固定することにより、マーク基板の面をレチクルの面に対して同一面に調整するのが容易となる。
【００４４】
また、固定機構からマーク基板が落下するのを防止する落下防止機構を備えることにより、露光中に、停電などの事故によりマーク基板が落下することが落下防止機構によって防止される。したがって、露光装置のダウンタイム時間が長くなることを防止することができる。
【００４５】
また、本実施形態による露光方法によれば、ステージ上の固定装置によって、マーク基板の裏面を吸着し、マーク基板を下向きにステージに着脱可能に固定するので、マーク基板の自重たわみの影響を十分に低減する事が可能である。したがって、マーク基板の平面度が確保される。また、着脱可能に固定するので、基準マークが、露光中に有機物によって汚染されることや、酸化されることにより消耗することにも容易に対応することができる。
【００４６】
また、マーク基板を、露光装置まで搬送する際に、レチクル用の搬送装置によってマーク基板を搬送することにより、レチクル用の搬送装置によってマーク基板を搬送することができるので、マーク基板の搬送を容易に行うことができる。
【００４７】
また、レチクル搬送装置によって搬送可能な専用アダプタにマーク基板を固定し、専用のアダプタ付きのマーク基板をレチクル用の搬送装置によって搬送することにより、容易にレチクル用の搬送装置で搬送することが可能となる。
【００４８】
また、専用アダプタのサイズをレチクルのパター面保護用のカバーと実質的に同じにする事により、容易にレチクル用の搬送装置によってマーク基板を搬送することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態によるＥＵＶ露光装置のレチクル周辺の構成を示す平面図である。
【図２】レチクルステージの構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による露光方法の手順を示す流れ図である。
【図４】レチクルの構成を示す図である。
【図５】アダプタ３０１の構成を示す図である。
【図６】マーク基板を取り付けたアダプタの構成を示す図である。
【図７】マーク基板を取り付けたアダプタの、表面に垂直な面の断面図である。
【図８】本発明の一実施形態によるＥＵＶ露光装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０１…マーク基板ホルダ、１０３…レチクルホルダ、１０５…レチクルステージ、２０１…マーク基板、２０３…レチクル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008186949.tif 000008
【図７】
2008186949.tif 000009
【図８】
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