(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の反射型Ｘ線マスクを保管したローダーから露光に使用するマスクを取り出して露光用ステージに載置し、該ステージ上のマスクにＸ線を照射してＸ線光学系によって投影することにより、パターン露光を行うＸ線投影露光装置において、
前記マスクを収納する清浄な容器と、
露光に使用するマスクを前記容器ごと前記ステージ上に載置し、前記容器の蓋を開けてマスクのパターン表面を露出させる機構であり、露光が終了したマスクの容器の蓋を閉じると共に、該容器をステージから除去する機構と、を設け、
前記マスクは前記清浄な容器に収納された状態で、かつ、前記マスクのパターン表面が下方を向くように前記ローダーに保管され、
前記マスクは前記ステージ上に前記マスクのパターン表面が下方を向くように前記容器ごと配置されることを特徴とするＸ線投影露光装置
【請求項２】
前記ローダーを配置する真空容器と、前記露光を行う真空容器が分離されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線露光装置。
【請求項３】
前記ローダーからマスクを取り出す搬送系が前記露光を行う真空容器に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のＸ線露光装置。
【請求項４】
反射型Ｘ線マスクにＸ線を照射し、Ｘ線光学系によって投影することによりパターン露光を行うＸ線投影露光方法において、
１）複数のマスクの各々に対して、マスクのパターン面を覆うことによってゴミの付着を防止する行程と、
２）前記パターン面が覆われた状態で、各々のマスクのパターン表面が下方を向くようにローダーにマスクを保管する行程と、
３）前記パターン面が覆われた状態のマスクを、マスクのパターン表面が下方を向くようにマスクステージに載置する行程と、
４）前記マスクステージに載置されたマスクのパターン面を露出させることによって露光準備を行う行程と、
５）前記マスクのパターン面にＸ線を照射することによって、前記マスクのパターンを投影露光する行程と、
６）前記投影露光が行われたマスクのパターン面を再度覆うことによってゴミの付着を防止する行程と、
７）前記マスクステージから前記マスクを除去する行程と、
を有することを特徴とするＸ線投影露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子線投影露光装置及びＸ線投影露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在の半導体製造プロセスにおいて、シリコンウエハ上に微細な回路を形成する際には、レジストを塗布したウエハに、マスク等の上に形成されたパターンを縮小投影して露光する方法が一般的である。
このプロセスにおいて形成するパターンは非常に微細であるため、マスク等（マスクもしくはレチクル）またはウエハの上に微細な微粒子などのゴミ（異物）が付着して汚れていると、致命的な影響を受ける。
【０００３】
特に、マスク等が汚れている場合には、そのマスク等から投影・転写されたパターンのすべてに影響が及ぶため、マスク等の清浄度は非常に重要である。
現在、この縮小投影に用いられている露光光は主に紫外光であるため、マスク等の両面からある程度離れた場所に、露光光に対して透明なペリクルと呼ばれる薄膜を配置することにより、マスク等へのゴミの付着を防いでいる。
【０００４】
これは、ペリクルの表面であれば、ゴミが付着したとしても結像面では像がボケるため、パターンの形成には影響を与えないからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
半導体製造プロセスにおいて求められる加工のサイズは、集積度の上昇に伴い年々微細化している。
現在の投影に使用している露光光では、加工できる最小のサイズは回折限界により制限されると考えられており、それ以下のサイズのパターン加工には、Ｘ線や電子線を用いることが検討されている。
【０００６】
電子線を用いて投影露光をおこなう場合、電子線はすべての物質に強く散乱・吸収されてしまうため、マスク等の表面をゴミから守るためにペリクルを使うことはできない。
そのため、電子線を用いて投影露光をおこなう場合、マスク等の表面に常にゴミが付着するおそれがある。
【０００７】
また、Ｘ線を用いて投影露光をおこなう場合、マスクは反射型のものが適していると考えられているが、この場合でも、現在実用化が検討されている波長１３ｎｍのＸ線は、すべての物質に強く吸収されるので、マスク表面をゴミから守るべくペリクルを使うことはできない。
そのため、Ｘ線を用いて投影露光をおこなう場合にも、マスク表面に常にゴミが付着するおそれがある。
【０００８】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、露光用のマスク等にゴミが付着することを防止して、その結果、露光における歩留りとスループットの向上を達成することができる電子線投影露光装置及びＸ線投影露光装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明は第一に「複数のマスク等（マスクまたはレチクル）を保管したローダーから、露光に使用するマスク等を取り出して露光用ステージに載置し、該ステージ上のマスク等に電子線を照射して電子光学系によって投影することにより、パターン露光を行う電子線投影露光装置において、
前記ローダー内にあるマスク等の表面法線方向が水平または略水平な方向となるように、前記マスク等を保持する機構を設けたことを特徴とする電子線投影露光装置（請求項１）」を提供する。
【００１０】
また、本発明は第二に「複数のマスク等（マスクまたはレチクル）を保管したローダーから、露光に使用するマスク等を取り出して露光用ステージに載置し、該ステージ上のマスク等に電子線を照射して電子光学系によって投影することにより、パターン露光を行う電子線投影露光装置において、
前記マスク等を収納する清浄な容器と、
露光に使用するマスク等を前記容器から取り出して前記ステージ上に載置し、かつ前記ステージ上の露光が終了したマスク等を前記容器に収納する機構と、
を設けたことを特徴とする電子線投影露光装置（請求項２）」を提供する。
【００１１】
また、本発明は第三に「複数の反射型Ｘ線マスクを保管したローダーから、露光に使用するマスクを取り出して露光用ステージに載置し、該ステージ上のマスクにＸ線を照射してＸ線光学系によって投影することにより、パターン露光を行うＸ線投影露光装置において、
前記ローダー内にある反射型マスクの表面法線方向が水平または略水平な方向となるように、あるいは前記マスクの表面が下方を向くように、前記マスクを保持する機構を設けたことを特徴とするＸ線投影露光装置（請求項３）」を提供する。
【００１２】
また、本発明は第四に「複数の反射型Ｘ線マスクを保管したローダーから、露光に使用するマスクを取り出して露光用ステージに載置し、該ステージ上のマスクにＸ線を照射してＸ線光学系によって投影することにより、パターン露光を行うＸ線投影露光装置において、
前記マスクを収納する清浄な容器と、
露光に使用するマスクを前記容器から取り出して前記ステージ上に載置し、かつ前記ステージ上の露光が終了したマスクを前記容器に収納する機構と、
を設けたことを特徴とするＸ線投影露光装置（請求項４）」を提供する。
【００１３】
また、本発明は第五に「複数の反射型Ｘ線マスクを保管したローダーから、露光に使用するマスクを取り出して露光用ステージに載置し、該ステージ上のマスクにＸ線を照射してＸ線光学系によって投影することにより、パターン露光を行うＸ線投影露光装置において、
前記マスクを収納する清浄な容器と、
露光に使用するマスクを前記容器ごと前記ステージ上に載置し、前記容器の蓋を開けてマスク面を露出させる機構であり、露光が終了したマスクの容器の蓋を閉じるとともに、該容器をステージから除去する機構と、
を設けたことを特徴とするＸ線投影露光装置（請求項５）」を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の電子線投影露光装置（請求項１）またはＸ線投影露光装置（請求項３）には、マスク等を保管しているローダー内にあるマスク等の表面法線方向が水平または略水平な方向となるように（請求項１、３）、或いはマスクの表面が下方を向くように（請求項３）、前記マスク等を保持する機構が設けられている。
【００１５】
そのため、本発明（請求項１、３）の投影露光装置によれば、露光用のマスク等にゴミが付着することを防止して、その結果、露光における歩留りとスループットの向上を達成することができる。
また、本発明の電子線投影露光装置（請求項２）またはＸ線投影露光装置（請求項４）には、マスク等を収納する清浄な容器と、露光に使用するマスク等を前記容器から取り出して前記ステージ上に載置し、かつ前記ステージ上の露光が終了したマスク等を前記容器に収納する機構と、が設けられている。
【００１６】
そのため、本発明（請求項２、４）の投影露光装置によれば、露光用のマスク等にゴミが付着することを防止して、その結果、露光における歩留りとスループットの向上を達成することができる。
さらに、本発明（請求項５）のＸ線投影露光装置には、マスクを収納する清浄な容器と、露光に使用するマスクを前記容器ごと前記ステージ上に載置し、前記容器の蓋を開けてマスク面を露出させる機構であり、露光が終了したマスクの容器の蓋を閉じるとともに、該容器をステージから除去する機構と、が設けられている。
【００１７】
そのため、本発明（請求項５）の投影露光装置によれば、露光用のマスクにゴミが付着することを防止して、その結果、露光における歩留りとスループットの向上を達成することができる。
即ち、本発明においては、電子線投影露光に用いられるマスク等（マスクまたはレチクル）を非使用時にはレチクル面を横に向けて、またＸ線投影露光に用いられるマスクを非使用時にはマスク面を横または下に向けて保管することにより或いは、非使用時にはマスク等を清浄な容器内に収納することにより、微粒子などのゴミがマスク等の表面へ付着するおそれを低減している。
【００１８】
ここで、図１及び図２を引用して、本発明にかかるマスク等へのゴミ付着防止の例を説明する。
まず、図１（ａ）は、レチクル１０１、１０２を、その向きをそれぞれ変えてレチクルローダ（不図示）内に保管した状態を模式的に示している。
レチクルローダー内は真空に排気されているので、微粒子１１０は垂直に落下する。そのため、レチクル面を水平に保って置かれているレチクル１０２の表面には微粒子１１０が付着する可能性が高く、これに対してレチクル面を垂直にして置かれたレチクル１０１の表面には、微粒子１１０が付着する可能性がかなり小さい。
【００１９】
次に、図１（ｂ）は、反射型Ｘ線マスク１１１、１１２、１１３を、その向きをそれぞれ変えてローダ（不図示）内に保管した状態を模式的に示している。
この場合も、ローダ内は真空に排気されており、投影パターンを形成した面を上に向けて置いてあるマスク１１２と比較して、前記パターン形成面を横に向けたマスク１１１では、微粒子付着の可能性がかなり小さい。
【００２０】
また、反射型Ｘ線マスクの場合は、パターン形成面のみに対して微粒子の付着が問題となるので、マスク１１３のようにパターン形成面を下に向けて保管すると、微粒子付着の可能性はさらに低下する。
次に、図２（ａ）、（ｂ）に示した状態においても、レチクル２０１，２０２やＸ線マスク２１１，２１２，２１３がそれぞれ向きを変えてローダ（不図示）内に保管されている。
【００２１】
この場合、レチクルやマスクは、内部が清浄に保たれたレチクルケース２２０やマスクケース２３０内にあるので、どの向きの場合でもマスク等の表面に微粒子２１０が付着する可能性はない。
このように、本発明の投影露光装置によれば、マスク等の表面にゴミが付着する可能性を減少させることができるので、露光不良の発生率が小さくなり、またマスク等を洗浄する必要回数が少なくる。そして、その結果、露光における歩留りとスループットの向上を達成することができる。
【００２２】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２３】
【実施例１】
図３に、本実施例にかかる電子線投影露光装置の概略構成を示す。
真空容器３４０の内部は、電子が散乱しないように１０-4Ｐａ以下の圧力まで排気装置（不図示）により排気されている。
真空容器３４０の内部には、電子源３３４、照明電子光学系３３０、レチクルステージ３３１、投影電子光学系３３２、ウエハステージ３３３などが配置され電子線によってレチクル３０１上のパターンがウエハ３０３上に投影・転写される。
【００２４】
様々なパターンの投影・転写をおこなうためにレチクルを交換する際に、その都度レチクルを真空雰囲気外に取り出す必要がないように、真空雰囲気下にあるレチクルローダ３４１内に複数のレチクル３０４が保管されている。
そして、露光に使用するレチクルは、レチクルローダ３４１からレチクルステージ３３１まで、レチクル搬送系３４２により搬送されて、レチクルステージ３３１上に載置される。
【００２５】
また、使用済みのレチクルは、ステージ上からレチクルローダ３４１内の保管位置まで、レチクル搬送系３４２により搬送される。
レチクルローダ３４１の中にある各レチクル３０４は、レチクル面を横に向けた状態で保管されている。真空中では微粒子などのゴミは、空気の流れの影響を受けないで鉛直に落下する。
【００２６】
従って、レチクルローダ３４１内において、レチクル面を横に向けた状態で各レチクル３０４を保管することにより、レチクル面を上に向けた状態で保管するよりも、ゴミがレチクル面に付着する可能性を大きく減少させることができる。このように、本実施例の投影露光装置によれば、レチクル表面にゴミが付着する可能性を大きく減少させることができるので、露光不良の発生率が小さくなり、またレチクルを洗浄する必要回数が少なくる。そして、その結果、露光における歩留りとスループットの向上を達成することができる。
【００２７】
【実施例２】
図４に、本実施例にかかる電子線投影露光装置の概略構成を示す。
装置構成は、図３に示した実施例１の装置とほぼ同じであるが、レチクル４０１，４０４は、レチクルステージ４３１上に配置されるときを除いて、内部を清浄に保たれたレチクルケース４２０に収納された状態で、レチクルローダ４４１内に保管されている。
【００２８】
露光に使用するレチクルは、レチクルケース４２０ごとレチクルローダ４４１からレチクルステージ４３１の近傍まで、レチクル搬送系４４２により搬送される。そして、レチクルステージ４３１の近傍において、レチクル搬送系４４２はレチクルをレチクルケース４２０から取り出して、ステージ上に載置する。
また、ステージ上に載置された使用済みのレチクルは、レチクル搬送系４４２により、レチクルケース４２０に収納され、さらにケースごとレチクルローダ４４１内の保管位置まで搬送される。
【００２９】
このように、実際に露光に使用するとき以外はレチクルを清浄なケース内に収納することにより、レチクルに微粒子などのゴミが付着する可能性を著しく減少させることができる。
即ち、本実施例の投影露光装置によれば、レチクル表面にゴミが付着する可能性を著しく減少させることができるので、露光不良の発生率が小さくなり、またレチクルを洗浄する必要回数が少なくる。そして、その結果、露光における歩留りとスループットの向上を達成することができる。
【００３０】
なお、本実施例のレチクルケースは、レチクルを収納する箱形の容器であるが、搬送が容易になる構造を有していることが望ましい。
【００３１】
【実施例３】
図５に、本実施例にかかるＸ線投影露光装置の概略構成を示す。
Ｘ線発生用真空容器５５４の内部は、Ｘ線が減衰しない真空度まで排気装置（不図示）により排気されている。
真空容器５５４の内部に配置された標的部材５５６に、集光光学系５５２により集光されたＹＡＧレーザー出射光５５１が入射窓５５３を通って集光されることにより、プラズマ５５５が形成されて、輝度が非常に高いＸ線５５８が発生する。
【００３２】
このＸ線は、可視光を遮断しＸ線を透過するＸ線フィルター５５７を通って、別の真空容器５４０の内部へと入射する。
真空容器５４０の内部もＸ線が減衰しない真空度まで排気装置（不図示）により排気されている。Ｘ線５５８は、照明光学系５３０によって集光され、反射型Ｘ線マスク５０１を照明する。
【００３３】
照明されたマスク５０１上のパターンは、投影光学系５３２によりレジストを塗布したウエハ５０３上に投影される。マスク５０１とウエハ５０３は、ステージ５３１、５３３の上にそれぞれ設置されている。
ステージ５３１上のマスク５０１をローダ５４１内に保管された他のマスク５０４と交換する場合には、ゲートバルブ５４３を開いて、マスク搬送系５４２によりマスク５０１をローダ５４１の保管位置まで搬送し、さらに他のマスク５０４をローダ５４１から取り出して搬送し、マスクステージ５３１上に設置する。
【００３４】
ローダ５４１の内部は、排気装置（不図示）により排気されている。ローダ５４１内において、各マスクはマスク面を下に向けて保管されているため、微粒子が付着する可能性を極めて低く抑えることができる。
このように、本実施例の投影露光装置によれば、レチクル表面にゴミが付着する可能性を大きく減少させることができるので、露光不良の発生率が小さくなり、またレチクルを洗浄する必要回数が少なくる。そして、その結果、露光における歩留りとスループットの向上を達成することができる。
【００３５】
【実施例４】
図６に、本実施例にかかるＸ線投影露光装置の概略構成を示す。
装置構成の概略は、図５に示した実施例３の場合と同じであるが、マスク６０１、６０４は、マスクケース６０５の内部に常に納められている。
搬送系６４２は、ケース６０５ごとマスクの搬送をおこない、マスクステージ６３１にもマスクはマスクケース６０５ごと設置される。
【００３６】
マスクがマスクステージ６３１に固定（設置）されると、マスクケースの蓋が開いてマスク面が露出され、Ｘ線がマスク面に到達できるようになって、投影露光が可能となる。
マスクが投影露光に使用されていないときには、マスクケースの蓋は閉じているため、マスク面にゴミが付着する可能性は極めて小さい。また、マスクはローダ６４１内において、マスク面を下に向けて保管されているので、ゴミ付着の可能性はさらに低下する。
【００３７】
このように、本実施例の投影露光装置によれば、レチクル表面にゴミが付着する可能性を著しく減少させることができるので、露光不良の発生率が小さくなり、またレチクルを洗浄する必要回数が少なくる。そして、その結果、露光における歩留りとスループットの向上を達成することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、露光用のマスク等にゴミが付着することを防止して、その結果、露光における歩留りとスループットの向上を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明にかかる、マスク等へのゴミ付着を防止する原理を説明する図である。
【図２】は、本発明にかかる、マスク等へのゴミ付着を防止する原理を説明する別の図である。
【図３】は、実施例１の電子線投影露光装置の概略構成図である。
【図４】は、実施例２の電子線投影露光装置の概略構成図である。
【図５】は、実施例３のＸ線投影露光装置の概略構成図である。
【図６】は、実施例４のＸ線投影露光装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１０１，２０１，３０１，４０１  レチクル
１０２，２０２  レチクル
３０３，４０３  ウエハ
３０４，４０４  レチクル
１１０，２１０  微粒子
１１１，１１２，１１３  反射型Ｘ線マスク
２１１，２１２，２１３  反射型Ｘ線マスク
２２０，４２０  レチクルケース
２３０  マスクケース
３３０，４３０  照明電子光学系
３３１，４３１  レチクルステージ
３３２，４３２  投影電子光学系
３３３，４３３  ウエハステージ
３３４，４３４  電子源
３４０，４４０  真空容器
３４１，４４１  レチクルローダ
３４２，４４２  レチクル搬送系
５０１，５０４，６０１，６０４  反射型Ｘ線マスク
５０３，６０３  ウエハ
６０５  マスクケース
５３０，６３０  照明光学系
５３１，６３１  マスクステージ
５３２，６３２  投影光学系
５３３，６３３  ウエハステージ
５４０，６４０  真空容器
５４１，６４１  ローダ
５４２，６４２  マスク搬送系
５４３，６４３  ゲートバルブ
５５１，６５１  ＹＡＧレーザー出射光
５５２，６５２  集光光学系
５５３，６５３  入射窓
５５４，６５４  Ｘ線発生用真空容器
５５５，６５５  プラズマ
５５６，６５６  標的部材    ５５７，６５７  Ｘ線フィルタ
以上
【図１】
0003741178.tif 000002
【図２】
0003741178.tif 000003
【図３】
0003741178.tif 000004
【図４】
0003741178.tif 000005
【図５】
0003741178.tif 000006
【図６】
0003741178.tif 000007