(57)【要約】【課題】  光源からのノイズの影響を受けにくい、優れた露光性能を発揮することができる露光装置を提供する。【解決手段】  プラズマを生成する生成機構と、前記プラズマから放射される光を集光する集光ミラー１１３と、前記生成機構及び前記集光ミラーを収納し、前記集光ミラーで集光された前記光の集光点と略一致する第１の開口１１６を有する第１の容器１０とを備えたＥＵＶ光源１１０と、前記ＥＵＶ光源からの光１２０をレチクル１７０へ導く照明光学系１３０と、前記レチクルからの反射光を基板に縮小投影する投影光学系１８０と、前記照明光学系及び投影光学系を収納し、前記ＥＵＶ光源からの光を前記照明光学系へ導入するための第２の開口を有する第２の容器１１、１２とを有し、前記レチクル上のパターンを基板に転写する露光装置において、前記第１の容器と第２の容器を絶縁体１を介して空間的に結合する。【選択図】図１
2007088061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマを用いて露光光を発光する発光装置と、
前記発光装置の少なくとも一部が内部に配置される第１の容器と、
前記発光装置からの露光光をレチクルへ導くための照明光学系の少なくとも一部が内部に配置される第２の容器とを備え、
前記第１の容器内の空間と前記第２の容器内の空間がそれぞれの容器に設けられた開口を介して結合され、各容器の間には絶縁体が配置されることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記第１および第２の容器の内部を真空にするための排気装置を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３】
前記レチクルによって反射された露光光をウエハに投影するための投影光学系の少なくとも一部が内部に配置される第３の容器を備え、
前記第２の容器内の空間と前記第３の容器内の空間がそれぞれの容器に設けられた開口を介して結合され、各容器の間には絶縁体が配置され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】
前記第３の容器の内部を真空にするための排気装置を備え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】
前記発光装置は、プラズマを生成するためのプラズマ生成装置と、生成されたプラズマから照射される光を集光するための集光ミラーを備えることを特徴とする請求項１〜４の少なくともいずれかに記載の露光装置。
【請求項６】
前記第１の容器内に配置された第１の電気回路に電源を供給する第１の電源供給手段と、前記第１の電源供給手段とは独立し、前記第２の容器内に配置された第２の電気回路に電源を供給する第２の電源供給手段とを有し、前記第１の容器は第１の電源のフレームグランドへ、前記第２の容器は第２の電源のフレームグランドへ接続されていることを特徴とする請求項１〜５の少なくともいずれかに記載の露光装置。
【請求項７】
各容器が、互いに独立した配線経路で接地されていることを特徴とする請求項１〜６の少なくともいずれかに記載の露光装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、露光した前記基板を現像する工程とを有す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、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微細パターンを有する各種デバイスやマイクロメカニクスで用いる微細パターンの製造に用いられる露光装置に関する。特に、極端紫外（ＥＵＶ：ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を光源として利用する露光装置のノイズ対策に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィ（焼き付け）技術を用いて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際に、縮小投影露光装置が従来から使用されている。縮小投影露光装置は、レチクル（またはマスク）に描画された回路パターンを投影光学系によってウエハ等に投影して回路パターンを転写する。
縮小投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、波長を短くすればするほど解像度はよくなる。このため、近年の半導体素子の微細化への要求に伴い露光光の短波長化が進められている。用いられる紫外線光の波長は、超高圧水銀ランプ（ｉ線（波長約３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）と短くなってきた。
【０００３】
しかし、半導体素子は急速に微細化しており、紫外線光を用いたリソグラフィでは限界がある。そこで、０．１μｍ以下の非常に微細な回路パターンを効率よく転写するために、紫外線光よりも更に波長が短い、波長１０ｎｍ乃至１５ｎｍ程度の極端紫外線（ＥＵＶ）光を用いた縮小投影露光装置が開発されている。以下、この露光装置を「ＥＵＶ露光装置」と称する。ＥＵＶ露光装置は、光源として、レーザープラズマ（ＬＰＰ）方式の光源（ＬＰＰ光源）や、ディスチャージ（ＤＰＰ）方式の光源（ＤＰＰ光源）を典型的に使用する。
【０００４】
ＬＬＰ光源は、ガスジェット等で真空容器内に供給されるターゲット材（金属薄膜、不活性ガス、液滴など）に高強度のパルスレーザーを照射し、高温のプラズマを発生させる。かかるプラズマから放射される、例えば、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光を利用する。一方、ＤＰＰ光源は、電極間に高電圧を印加すると共に、キセノン等のガスを流して放電させることでプラズマを生成し、ＥＵＶ光を発生させる。これらのＥＵＶ光源には、ＥＵＶ光を効率よく利用するために、プラズマからのＥＵＶ光を集光する集光ミラーが設けられている。
【０００５】
ＥＵＶ光は空気や窒素等に吸収され易く，また、ミラー表面が高分子有機ガスにより汚染され、あるいはミラー表面が酸化されて反射率が低下する。このため、ＥＵＶ露光装置は、照明光学系、投影光学系、レチクル及び被露光体を真空容器に収納し、その内部を真空又は減圧環境に維持した状態で露光を行っている。
【０００６】
ＬＰＰ光源は、圧電素子などを駆動源として用いて高い周波数でターゲットを供給するターゲット供給機構を用いることから、振動ノイズ、高周波ノイズを発生させる。またＤＰＰ光源においては、プラズマを発生させるためにアノード、カソード電極間に数ｋＶの高電圧を印加し、スイッチングさせることにより高周波ノイズを発生する。この高周波ノイズにより、またプラズマ自体が空間電位を持つことから、光源の真空容器は、それらの影響を受けて光源の接地（アース）電位が変動を起こす。また、その金属の真空容器に接続されている照明光学系、投影光学系、レチクル及び被露光体の真空容器も同様に影響を受ける。このことはすなわち、真空容器内に配置されている回路、検出器類、例えば光量を検出する光量モニターなどへ悪影響を及ぼすこととなる。
【０００７】
そこで、真空容器内のノイズの低減方法についての提案が従来からなされている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されているＥＵＶ露光装置は、複数圧力ゾーンをＰＯ、ＲＳ、ＷＳ空間で分け、それぞれ異なる圧力による複数ゾーンにし、ゾーニング部材の指示トレイと真空容器から振動絶縁され、第１の圧力ゾーンと第２の圧力ゾーン間に振動絶縁かつ圧力差を維持するコンダクタンス制限部材を設けることで、振動ノイズの低減を行っている。
【特許文献１】米国特許第６３３３７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のようにＥＵＶ光源においては、プラズマの生成される空間電位と圧電素子などを用いて高速な周波数でターゲットを供給するターゲット供給機構から高周波ノイズが発生する。また、ＤＰＰ光源においては、電極間に印加した数ｋＶの高電圧をスイッチングすることにより高周波ノイズが発生する。しかしながら、特許文献１は、ＥＵＶ露光装置内の振動に関するノイズを低減するものである。上記高周波ノイズの除去は行っていない。そのため、ＥＵＶ露光装置の真空容器内に配置して使用している検出器から正確な情報が得られなくなってしまう。換言すれば、光源から発生したノイズが、光源の真空容器を伝わり、照明光学系、投影光学系、レチクル及び被露光体の真空容器へも影響を及ぼしている。従って、露光装置内に配置されている検出器の検出結果に誤差が含まれてしまうため、ＥＵＶ露光装置の正確な情報を得ることができない。その結果、結像性能や、重ね合わせ精度の低下及びスループットなどの露光性能の低下を招くことになり、精度の高い露光を行うことができなくなる。また、結果としてコストの上昇の原因ともなる。
そこで、本発明は、光源からのノイズの影響を受けにくい、優れた露光性能を発揮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】
【０００９】
上記の課題を解決するための露光装置は、プラズマを用いて露光光を発光する発光装置と、前記発光装置の少なくとも一部が内部に配置される第１の容器と、前記発光装置からの露光光をレチクルへ導くための照明光学系の少なくとも一部が内部に配置される第２の容器とを備え、前記第１の容器内の空間と前記第２の容器内の空間がそれぞれの容器に設けられた開口を介して接続され、各容器の間には絶縁体が配置されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光源からのノイズの影響を受けにくい、優れた露光性能を発揮することができる露光装置を提供することできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本実施形態では、ＥＵＶ光源部、照明光学系部、及び投影光学系部が各々別の真空容器に配置され、各々の真空容器間は絶縁体を介して結合される。真空容器間は、筒状の金属ハウジングで接続してもよい。その場合、真空容器と金属ハウジング間に絶縁体を配し真空容器と金属ハウジングを絶縁体で締結するとよい。
本発明の更なる目的またはその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【実施例】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施例に係る露光装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１は、本実施例に係る露光装置の構成を示す概略断面図である。図１の露光装置は、ＥＵＶ光源真空容器１０、照明光学系真空容器１１、１２、及び投影光学系真空容器１３を有し、これらを接続している接続部１を有する。接続部１の詳細は、図２に示す。この接続部１は絶縁体２を間に挟み込み、真空容器間が導通しないよう、それぞれ真空容器が絶縁されている。ここには図示していないがそれぞれの真空容器にはターボポンプ、ドライポンプが接続されていて、真空排気が行えるようになっている。
【００１３】
図１の露光装置は、露光用の照明光としてＥＵＶ光（例えば、波長１３．５ｎｍ）を用いる。そして、例えば、ステップ・アンド・リピート方式やステップ・アンド・スキャン方式でレチクル１７０に形成された回路パターンを半導体ウエハ等の被処理体１９０に投影露光する。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィ工程に好適である。以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナ」とも呼ばれる）を例に説明する。「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、レチクルに対してウエハを連続的にスキャン（走査）してレチクルパターンをウエハに露光し、１ショットの露光終了後ウエハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。なお、「ステップ・アンド・リピート方式」は、ウエハの一括露光ごとにウエハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する露光方法である。
【００１４】
図１の露光装置は、ＥＵＶ光源（発光装置）１１０と、照明光学系１３０と、レチクル１７０を載置するレチクルステージ１７４と、投影光学系１８０と、被処理体１９０を載置するウエハステージとを有する。
また、ＥＵＶ光は、大気に対する透過率が低く、残留ガス（高分子有機ガス）成分との反応によりコンタミを生成してしまう。そのため、図１に示すように、少なくとも、ＥＵＶ光が通る光路中（すなわち、光学系全体）は真空環境（ＶＣ）となっている。
【００１５】
ＥＵＶ光源部１１０はレーザープラズマ光源を使用するもので、不図示の励起レーザー光源及び集光光学系を含む励起レーザー部を有する。また、ノズル１１１、回収部１１２、集光ミラー１１３、デブリ除去部材１１４、波長フィルタ１１５、アパーチャ１１６を有する。なお、図１に示すＥＵＶ光源１１０は、ＤＰＰ光源に置換することも可能である。ターゲット供給機構から供給されるターゲット材にレーザー光ＬＢを照射し、プラズマＥＰを生成する。かかるプラズマＥＰからＥＵＶ光１２０が放射される。このターゲット供給機構はたとえば圧電素子などが用いられ、数ｋＨｚくらいの発光パルスに同期した、またはそれらの逓倍化した周波数が駆動に用いられることから、ノイズを発生させ、それが光源真空容器に影響を及ぼす。また従来例の真空容器は金属同士が接続されていたことから、その影響は照明光学系真空容器、投影光学系真空容器へと影響を及ぼし、真空容器内部へ設置されている回路への影響を与えていた。
【００１６】
本実施例ではこれらノイズが他の真空容器内の検出器等に影響を及ぼすことを軽減するために、次のように構成する。すなわち、図１のようにＥＵＶ光源真空容器１０と照明光学系真空容器１１、１２と投影光学系真空容器１３をそれぞれ独立した真空容器として配置した。真空容器１０と真空容器１１はそれぞれ開口を有し、開口を介して各容器内の空間は結合されている。また真空容器１２と真空容器１３はそれぞれ開口を有し、開口を介して各容器内の空間は結合されている。また真空容器１０と１１間及び真空容器１２と１３間の接続部１は、図２に示すように絶縁体２、３を配置することにより、それぞれの真空容器自体では電気的接続をなくすように配置した。ここで、真空容器１１と真空容器１２は、同一の容器にしてもよいが、コンタミの影響を軽減するために個別に構成している。照明光学系１３０のミラー１５５は投影光学系真空容器１３内に配置されており、必ずしも照明光学系真空容器１１、１２に照明光学系の構成要素がすべて配置される必要はない。このことは、光源真空容器および投影光学系真空容器についても同様であり、構成要素の一部が別の容器に配置されていてもよい。ＥＵＶ光源真空容器１０と照明光学系真空容器１１とは金属ハウジング１０４を介して結合した。その際、絶縁部１は照明光学系真空容器１１と金属ハウジング１０４との間に配した。
【００１７】
図２は図１の真空容器の接続部１を詳細の示した図である。２つの金属フランジ４を絶縁体２（例えば、セラミック板）で挟み込み、絶縁体３を介してボルト５により締めこんでいる。このようにすることにより、電気的接続はない状態となっている。絶縁体としては、導電性がなく、真空に影響を与えない、脱ガスの少ない材料であることが条件として挙げられる。
【００１８】
図３は図１、２のような形でそれぞれ電気的に独立した真空容器の電気的接続図を示したものである。ここでは回路内でのノイズ対策の実施例をあげている。ＥＵＶ光源真空容器１０、照明光学系真空容器１１、１２、及び投影光学系真空容器１３の、それぞれの容器内には駆動回路６、及び検出用回路７、８が配置されている。このＥＵＶ光源真空容器１０、照明光学系真空容器１１、１２、投影光学系真空容器１３は図示していないが、それぞれ電線が接続され、接地（アース）２７へ接続されている。ＥＵＶ光源真空容器１０は光源回路ＢＯＸ１７へ接続され、内部電源回路１８のＧＮＤ部（Ｇ）はフレーム２４（フレームグランド）から接地２７（アース）へと接続されている。もう一方の電源Ｖはフェライトビーズ２５及びセラミックコンデンサ２６を介してフレームグランド２４へ接続されている。照明光学系真空容器１１、１２、及び投影光学系真空容器１３は検出器用回路ＢＯＸ１６へ接続される。検出器用回路ＢＯＸ１６の内部は電源回路１９、アナログ回路２０、デジタル回路２１と分けられて、それぞれ異なる経路でフレームグランド２３から接地２７（アース）へと接続されている。この実施例においては、各回路のＧＮＤ点の電位を一定にするため、各回路のＧＮＤ点を一点に集め接続するようにしている。
【００１９】
このように真空容器間における電気接続を切断し、それぞれ独立した配線で接地（アース）接続し、真空容器内に配置されている回路もそれぞれ独立した経路で接続する。これにより光源からのノイズの影響を受けにくい、優れた露光性能を発揮することができる露光装置を提供することできる。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００２０】
［デバイス製造の実施例］
次に、この露光装置を利用した微小デバイス（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）の製造プロセスを説明する。
図４は半導体デバイスの製造のフローを示す。
ステップ１（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２（マスク製作）では設計したパターンを形成したマスクを製作する。
一方、ステップ３（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４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクを設置した露光装置とウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。
次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４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る。後工程は、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）等の組み立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５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７でこれを出荷する。
【００２１】
上記ステップ４のウエハプロセスは、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ステップを有する。また、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、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに焼付露光する露光ステップを有する。さらに、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を有する。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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例に係る露光装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す露光装置の接続部の概略断面図である。
【図３】図１に示す露光装置の電気的接続の一例を示す図である。
【図４】デバイスの製造プロセスのフローを説明する図である。
【符号の説明】
【００２３】
１：接続部
２、３：絶縁体
４：金属フランジ
５：ボルト
６：駆動回路
７、８：検出回路
１０：ＥＵＶ光源真空容器
１１、１２：照明光学系真空容器
１３：投影光学系真空容器
１６：検出器用回路ＢＯＸ
１７：光源回路ＢＯＸ
１８、１９：電源回路
２０：アナログ回路
２１：デジタル回路
２３、２４：フレーム（フレームグランド）
２５：フェライトビーズ
２６：コンデンサ（容量）
２７：接地（アース）
１０４：金属ハウジング
１１０：ＥＵＶ光源
１２０：ＥＵＶ光束
１３０：照明光学系
１７０：レチクル
１９０：被処理体（ウエハ）
【図１】
2007088061.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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