JP3814359B2

JP3814359B2 - Ｘ線投影露光装置及びデバイス製造方法

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Publication number: JP3814359B2
Application number: JP3386997A
Authority: JP
Inventors: 真一原; 雅美塚本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-03-12
Filing date: 1997-02-18
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2017-02-18
Also published as: US6836531B2; US6668037B2; JPH09306834A; US20020101956A1; US20020006180A1; US6310934B1; US20040071260A1; US6084938A; US6584168B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体集積回路の製造に用いられるＸ線投影露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩ等の固体デバイスでは、集積度及び動作速度の向上のために回路パターンの微細化が進んでいる。これら微細な回路パターンを形成するために、現在、露光光を真空紫外線とする縮小投影露光装置の使用が検討されている。縮小投影露光装置の解像度は、露光波長λ、及び投影光学系の開口数ＮＡに依存する。従来の露光装置ではその解像度を向上させるために開口数ＮＡを大きくする方法が採用されていた。
【０００３】
しかしながら、この方法は、焦点深度が減少すること、屈折光学系の設計および製造技術が困難であること等の理由から限界に近づきつつある。このため露光波長λを短くすることで露光装置の解像度を向上させる方法が検討され、水銀ランプのｇ線（λ＝４３５．８ｍｍ）からｉ線（λ＝３６５ｍｍ）、さらにはＫｒＦエキシマレーザ（λ＝２４８ｍｍ）へと露光に用いる光が移行している。
【０００４】
露光波長を短波長化することで露光装置の解像度は向上するが、露光に用いる光の波長からその解像度には原理的な限界が生じる。そのため、従来の光を用いた露光装置の延長技術では、０．１μｍ以下の解像度を得ることが困難であった。
【０００５】
このような技術背景をもとに、近年、真空紫外線または軟Ｘ線（以下、両者を総称してＸ線と称する）を露光光とするＸ線投影露光装置が注目を浴びている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記したようなＸ線投影露光装置を実用化する上で発生する様々な課題を解決し、実用的なＸ線投影露光装置を提供するためになされたものである。さらにはこのＸ線投影露光装置を用いた生産性の高い半導体デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のＸ線投影露光装置の好ましい形態は、反射型マスクをＸ線で照明する照明系と、
前記反射型マスクのパターンの像をウエハに投影する投影光学系と、
前記反射型マスクを静電気力で保持するマスクチャックと、
前記ウエハを保持するウエハチャックと、
を有し、
前記マスクチャックの表面には、複数の突起部が形成され、
前記反射型マスクは、
前記複数の突起部で保持されることを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記突起部は、ピン状であってもよい。
【０００９】
さらに、前記突起部の先端が前記反射型マスクに接触する接触面積は、前記反射型マスクの面積の１０パーセント以下であってもよく、
前記突起部によって前記反射型マスクが支持された際に、前記反射型マスクと前記マスクチャックの間に形成される空隙に、前記反射型マスクを冷却するための気体を供給する手段を有していてもよい。
【００１０】
また、前記マスクチャックの材料は、セラミックス又はガラスであってもよい。
【００１１】
また、前記照明系は、
Ｘ線を発生する放射源と、
Ｘ線を反射するミラーと、
を有していてもよい。
【００１２】
また、前記投影光学系は、
Ｘ線を反射する複数枚のミラーを有する縮小投影光学系であってもよい。
【００１３】
また、前記マスクチャックは、
真空雰囲気中又は減圧雰囲気中に配置されていてもよく、
前記反射型マスクはＸ線を反射する多層膜を有し、
前記マスクパターンは該多層膜上に形成されたＸ線を吸収する吸収体で形成されていてもよい。
【００１４】
さらに、前記マスクチャック及び前記ウエハチャックを同期して移動させて走査露光を行うための走査手段を有していてもよく、
前記マスクチャックは、
双極型の静電チャックであってもよい。
【００１５】
また、前記マスクチャックに前記反射型マスクを吸着保持した際の吸着力を検出する検出機構を有していてもよく、
前記マスクチャックは、
前記反射型マスクを重力方向と平行に保持してもよい。
【００１６】
また、前記マスクチャックの移動に応じて、前記静電気発生手段で発生する静電気力を可変とする静電気可変手段を有していてもよく、
前記静電気可変手段は、
｛（前記反射型マスクの質量）×（重力加速度＋前記マスクチャック移動時の最大加速度）／（前記反射型マスクと前記マスクチャックの間の最大静止摩擦係数）｝×（安全率）＜前記マスクチャックの吸着力
の関係を満たすように制御してもよい。
【００１７】
本発明のデバイスの製造方法の好ましい形態は、上記構成を有するＸ線投影露光装置を用いてウエハを露光し、該露光されたウエハを現像することを特徴とする。
【００１８】
上記のように構成されたＸ線投影露光装置は、静電気力で反射型マスクを保持するマスクチャックを有することで、Ｘ線の減衰が少ない真空雰囲気中あるいは減圧された軽元素気体の雰囲気中で反射型マスクを支持固定することができる。
【００１９】
また、マスクチャックに反射型マスクを吸着保持した際の吸着力を検出する検出機構を有し、マスクチャックの移動に応じて、静電気発生手段で発生する静電気力を可変とする静電気可変手段を有することで、反射型マスクの吸着力を最適に制御することが可能になり、マスクチャック上から反射型マスクが落下する事故を防止することができる。
【００２０】
また、マスクチャックの反射型マスクを保持する面に複数の突起部を形成し、突起部によって反射型マスクを保持することで、反射型マスクとマスクチャックの間に挟まったごみで発生する反射型マスクの変形が防止される。
【００２１】
また、突起部によって反射型マスクが支持された際に、反射型マスクとマスクチャックの間に形成される空隙に、反射型マスクを冷却するための気体を供給する手段を有することで、冷却が困難な真空雰囲気中に置かれた反射型マスクを裏面から効果的に冷却することが可能になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に本発明について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１はＸ線投影露光装置の要部構成を示す側面図である。
【００２６】
図１において、Ｘ線（真空紫外線または軟Ｘ線）の放射源であるアンジュレータ源１０１と、Ｘ線の光路を変更する凸面全反射鏡１０２及び凹面多層膜反射鏡１０３とからなるＸ線照明系から発せられたＸ線は、反射型Ｘ線マスク（以下、マスクと称す）１０４に照射される。マスク１０４上にはＸ線を正反射する多層膜が形成され、多層膜上には所定の回路パターンが形成されている。
【００２７】
マスク１０４で反射されたＸ線は、複数枚の反射鏡からなる縮小投影光学系１０５を経てウエハ１０６上に到達し、ウエハ１０６上に所定の投影倍率（例えば５分の１）で回路パターンを結像する。
【００２８】
ここで、露光に用いるＸ線の波長は、およそ２０ｎｍから４ｎｍであるため、露光光の波長による原理的な解像力が向上する。
【００２９】
マスク１０４はマスクステージ１０７上に固定保持され、ウエハ１０６はウエハステージ１０８上に固定保持されている。これらマスクステージ１０７及びウエハステージ１０８によってマスク１０４とウエハ１０６の位置合わせが行われる。なお、マスクステージ１０７とウエハステージ１０８とは同期して走査移動する。
【００３０】
ところで、真空紫外線や軟Ｘ線は気体による減衰が大きいため、図１に示した各装置は、真空雰囲気中、または減圧された軽元素気体（ヘリウム等）の雰囲気中に置かれる。したがって、マスク１０４をマスクステージ１０７上に固定保持する機構には、真空雰囲気中あるいは減圧された軽元素気体の雰囲気中での使用に好適な静電チャックを用いる。静電チャックとは、内包する電極に印加された電荷と異符号の電荷がその表面の絶縁体に励起されて誘電分極現象を起こし、吸着物との間で静電気力が働く原理を利用したチャッキング手段である。この静電チャックの吸着力Ｆは、単極型の静電チャックの場合で以下の式で表される。
【００３１】
Ｆ＝Ｓ／２×ε×（Ｖ／ｄ）²
Ｓ：静電チャックの電極面積
ε：絶縁体の誘電率
Ｖ：印加電圧
ｄ：表面の絶縁体の厚さ
但し、各種条件で必ずしも上記式の通りになるとは限らない。
【００３２】
なお、静電チャックの他の例として、被吸着物をアース（接地電位）と接続する必要が無く、取り扱いが簡便な双極型の静電チャックがある。この双極型の静電チャックの吸着力は上記単極型の静電チャックの半分以下となり、例えば、静電チャックの表面の絶縁体に金属汚染の極めて少ない高純度のＡｌ₂Ｏ₃を用いた場合で吸着力は２５（ｇ／ｃｍ²）程度である。
【００３３】
マスク１０４は、Ｓｉ基板等からなるベースと、多層膜上に回路パターンが形成されたパターン領域とによって構成されている。このパターン領域の大きさを２００ｍｍ角、厚さを数μｍとし、ベースの大きさを２１０ｍｍ角、厚さを１０ｍｍ、材質をＳｉとすると、マスク１０４の質量はおよそ１Ｋｇになる。
【００３４】
ここで、１ショットの露光に０．５ｓｅｃの時間を要する場合、マスクステージ１０７は０．５ｓｅｃ以下で２００ｍｍの距離を走査する必要がある。したがって、４００（ｍｍ／ｓｅｃ）の走査速度に０．０５ｓｅｃで達するマスクステージ１０７を想定すると、そのマスクステージ１０７の最大加速度は８（ｍ／ｓｅｃ²）になる。特に、マスク１０４を重力方向と平行に支持する場合、マスク１０４には上記最大加速度に加えて重力加速度も加わるため、マスク１０４に加わる走査方向の力は、その質量がおよそ１Ｋｇであることから、約１８Ｎになる。
【００３５】
一方、マスク１０４に対する静電チャックの吸着力は、２１（ｃｍ）×２１（ｃｍ）×０．０２５（Ｋｇ／ｃｍ²）×９．８（ｍ／ｓｅｃ²）＝１００（Ｎ）であるため、マスク１０４を落下させないためには、静電チャックとマスク１０４との静止摩擦係数を０．１８以上にすればよい。
【００３６】
しかしながら、静電チャック表面の平面度は、一般的に精度良く仕上げられているために摩擦係数が小さく、最悪の場合、マスク１０４を落下させてしまう恐れがある。そこで本発明では、マスク１０４に対する静電チャックの吸着力を状況に応じて最適な値に調節し、落下事故を防止している。このための具体的な構成を以下に示す。
【００３７】
（第１実施例）
図２は図１に示したＸ線投影露光装置のマスクステージに用いられるマスク支持装置の第１実施例の構成を示す側断面図である。
【００３８】
図２において、光学素子である反射型Ｘ線マスク（以下、マスクと称す）１は、Ｓｉ基板からなるベース１ａと、パターン領域１ｂとによって構成され、ベース１ａ上にマグネトロンスパッタ蒸着法等の薄膜形成手段によってパターン領域１ｂが形成されている。
【００３９】
パターン領域１ｂは、真空紫外または軟Ｘ線等のＸ線に対して反射率が低い領域と、反射率が高い領域である回路パターン部とによって構成され、回路パターン部は、Ｘ線に対して屈折率が異なる少なくとも２種類の物質が交互に積層されたＸ線反射多層膜の上に、Ｘ線吸収体（例えば、金やタングステン）がパターニングされて形成されている。
【００４０】
マスク１を保持するためのマスク支持装置はマスク１を吸着する静電チャック２（双極型）と、静電チャック２上に点在して形成された複数のピン状の突起部６と、マスク１に対する静電チャック２の吸着力を検知する圧力センサ（吸着力検出手段）１１と、圧力センサ１１の検知結果から吸着力を算出する吸着制御部１２と、吸着制御部１２で算出した吸着力から、吸着力を調節するための電圧を出力する電圧制御部１０と、マスク１が吸着された静電チャック２の走査指令を出力する駆動制御部９とによって構成されている。なお、静電チャック２は、駆動制御部９の指令によって静電チャック２を走査移動させる不図示の駆動機構（マスクステージ）に固定されている。
【００４１】
また、多数の突起部６によって形成されるマスク１と静電チャック２の間の空隙には、冷却用気体（ヘリウム等）を供給する供給管７、及び冷却用気体を回収する回収管８がそれぞれ設けられている。
【００４２】
静電チャック２は、第１の絶縁層３と第２の絶縁層４とによって構成され、第１の絶縁層３上に複数のピン状の突起部６が形成される。また、第１の絶縁層３と第２の絶縁層４との間には吸着力を発生するための第１の電極５ａ及び第２の電極５ｂがそれぞれ形成されている。
【００４３】
このような構成において、静電チャック２の第１の電極５ａ及び第２の電極５ｂに電圧制御部１０から電圧が印加されると、第１の絶縁層３の表面に異符号の電荷が励起される。このとき、第１の絶縁層３の表面では誘電分極現象が発生し、マスク１との間で静電気力が働く。このことによってマスク１が静電チャック２上に吸着され、複数のピン状の突起部６上で支持固定される（いわゆるピンチャック形状）。
【００４４】
ここで、マスク１に対する突起部６の接触面積をマスク１の面積の１０％以下（より好ましくは２％以下）にしているため、マスク１と静電チャック２の間に挟まったごみで発生するマスク１の変形が防止される。
【００４５】
また、マスク１と静電チャック２の間の空隙に冷却用気体を流しているため、冷却が困難な真空雰囲気中に置かれたマスク１を裏面から効果的に冷却することが可能になり、マスク１上に形成された回路パターンの温度による歪みを抑制することができる。
【００４６】
ところで、静電チャック２はマスク１に対する照射領域を拡大するために駆動制御部９の指令によって走査される。このとき、吸着制御部１２は駆動制御部９で検出した静電チャック２の位置情報からマスク１に加わる加速度を算出し、
｛（マスクの質量）×（重力加速度＋移動時の最大加速度）／（マスクと静電チャックの間の最大静止摩擦係数）｝×（安全率）＜（吸着力） …（１）
ここで、（吸着力）＝（静電発生力）−（冷却用気体の圧力と雰囲気圧力との差圧）で定義される。
の式を満たす吸着力が得られるように電圧制御部１０に対して指令を送出する。電圧制御部１０は、吸着制御部１２からの指令にしたがって第１の電極５ａ及び第２の電極５ｂにそれぞれ所定の電圧を印加する。
【００４７】
なお、吸着力を所定の値に固定し、マスク１に加わる加速度が（１）式を満たすように吸着制御部１２から駆動制御部９に対して指令を与える構成にしてもよい。
【００４８】
以上のような構成にすることで、マスク１が静電チャック２上から落下する事故を防止することができる。
【００４９】
（第２実施例）
図３はマスク支持装置の第２実施例の構成を示す図であり、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は側断面図である。
【００５０】
第１実施例のマスク支持装置では、双極型の静電チャックを用いた例を示した。本実施例のマスク支持装置では吸着力の強い単極型の静電チャックを用いた例を示す。なお、図３では本実施例で追加する構成のみ図示し、第１実施例で示した吸着制御部、電圧制御部、および駆動制御部を図示していない。これらの装置の動作については第１実施例と同様であるため、その説明は省略する。
【００５１】
また、単極型の静電チャックにマスクを吸着させる際には、マスクをアース（接地電位）と接続する必要がある。しかしながら、マスクは露光装置内に搬送されて、静電チャックに着脱されるものであるため、常にアースと接続させることが困難である。したがって、本実施例のマスク支持装置では、マスクが静電チャック上に吸着されるときのみアースと接続される構成とし、マスクの搬送の妨げにならないようにする。
【００５２】
図３（ａ）、（ｂ）において、マスク２１はＳｉ基板からなるベース２１ａと、パターン領域２１ｂとによって構成され、ベース２１ａ上にパターン領域２１ｂが形成されている。
【００５３】
マスク２１を吸着保持するマスク支持装置はマスク２１を吸着する静電チャック２２と、マスク２１をアースと接続するためのアース用爪２６とによって構成されている。
【００５４】
静電チャック２２は第１の絶縁層２３と第２の絶縁層２４とによって構成され、第１の絶縁層２３と第２の絶縁層２４の間には吸着力を発生するための電極２５が形成されている。また、アース用爪２６は電源２７のマイナス（−）端子（接地電位）と接続され、電源２７のプラス（＋）端子は電極２５と接続されている。
【００５５】
このような構成において、静電チャック２２の電極２５に電源２７のプラス（＋）電位が印加されると、第１の絶縁層２３の表面に異符号の電荷が励起される。このとき第１の絶縁層２３の表面では誘電分極現象が発生し、マスク２１との間で静電気力が働く。このことによってマスク２１が静電チャック２２上に吸着され固定される。
【００５６】
アース用爪２６は静電チャック２２に対して図２のＺ方向（静電チャック２２の厚さ方向）に移動自在に固定され、マスク２１のベース２１ａと接触して、マスク２１をアースに接続することが可能になるとともに、様々な厚さのマスク２１を支持することができる。なお、アース用爪２６は、ベース２１ａの側面に配置されることでマスク２１の落下防止機能を果たしている。
【００５７】
ところで、静電チャック２２で吸着可能な被吸着物は導体または半導体である。したがって、絶縁体からなるベース２１ａを有するマスク２１を吸着する場合には、マスク２１の裏面から側面にかけて導体である金属等を蒸着し、これとアース用爪２６を接触させてマスク２１を吸着する。
【００５８】
以上のような構成にすることで、マスク支持装置として吸着力の強い単極型の静電チャックを用いることができるため、マスク固定の信頼性を向上させることができる。また、誘電率の比較的低い材料でも充分な吸着力を得ることができるため、金属汚染の少ない材料でマスク２１を形成することができ、本実施例のマスク支持装置を備えた露光装置によって半導体デバイスを製造すると、半導体デバイスの生産歩留りを向上させることができる。
【００５９】
また、アース用爪２６が静電チャック２２の厚さ方向に移動自在に固定されているため、様々な厚さのマスク２１を支持固定することができる。したがって、マスク２１の厚さ方向の作製精度が緩和され、マスクの製造コストが低減できる。さらに、アース用爪２６はマスク２１の落下防止機能も有しているため、マスク固定の信頼性がより向上する。
【００６０】
また、マスク２１が静電チャックに吸着されるときのみアースと接続される構造にしたため、アース機構がマスクの搬送の妨げにならない。
【００６１】
（第３実施例）
図４はマスク支持装置の第３実施例の構成を示す側断面図である。
【００６２】
本実施例のマスク支持装置は静電チャックを所望の温度に制御する温度調整手段を有している。なお、図４では本実施例で追加する構成のみ図示し、第１実施例で示した吸着制御部、および電圧制御部を図示していない。これらの装置の動作については第１実施例と同様であるため、その説明は省略する。
【００６３】
図４において、マスク３１はＳｉ基板からなるベース３１ａと、パターン領域３１ｂとによって構成され、ベース３１ａ上にパターン領域３１ｂが形成されている。
【００６４】
マスク３１を吸着保持するマスク支持装置は、マスクを吸着する静電チャック３２と、温度膨張係数が小さく、剛性が高い材料で形成され、静電チャック３２が固定されるチャックベース３８と、チャックベース３８の温度を検出する温度センサ３７と、チャックベース３８の温度を変えるための温度調節用媒体を有する温度調整用媒体供給装置４２と、温度センサ３７の検出信号から温度調整用媒体供給装置４２に対して指令を行う温度制御部４１と、チャックベース３８の走査指令を出力する駆動制御部４４とによって構成されている。なお、チャックベース３８は、駆動制御部４４の指令によってチャックベース３８を走査移動させる不図示の駆動機構（マスクステージ）に固定されている。
【００６５】
静電チャック３２は、第１の絶縁層３３と第２の絶縁層３４とによって構成され、第１の絶縁層３３と第２の絶縁層３４の間には吸着力を発生するための電極３５が形成されている。
【００６６】
第１の絶縁層３３の上面には複数のピン状の突起部３６が点在して形成され、突起部３６によって形成されるマスク３１と静電チャック３２との間の空隙には、マスク３１を冷却するための冷却用気体を供給する供給管４５、および冷却用気体を回収する回収管４６がそれぞれ設けられている。
【００６７】
このような構成において、静電チャック３２の電極３５に電圧制御部（不図示）から電圧が印加されると、第１の絶縁層３３の表面に異符号の電荷が励起される。このとき、第１の絶縁層３３の表面では誘電分極現象が発生し、マスク３１との間で静電気力が働く。このことによってマスク３１が静電チャック３２上の複数の突起部３６の上に支持固定される。
【００６８】
温度センサ３７は、例えば白金の側温抵抗体から形成され、０．０１℃程度の分解能のものを用いる。また、温度センサ３７をチャックベース３８の充分深い位置に直接埋め込むことでチャックベース３８の温度を高精度に検出することができる。
【００６９】
チャックベース３８に設けられた流路３９は温度制御された温度調整用媒体を流すためのものであり、温度調整用媒体は温度調整用媒体供給装置４２からフレキシブルチューブ４３を介して供給される。なお、フレキシブルチューブ４３には、真空中での不要なガスの発生が少ない金属やテフロン等が用いられる。また、チャックベース３８は、温度膨張係数が小さい、例えばＳｉＣやＳｉＮなどのセラミックス、あるいはガラスから形成され、熱歪みが極めて少ない量に抑制されている。
【００７０】
温度制御部４１は、温度センサ３７からの出力信号を得て、温度調整用媒体供給装置４２に対して指示を行い、チャックベース３８に供給する温度調整用媒体の温度を制御する。
【００７１】
静電チャック３２はマスク３１を固定するのに充分な吸着力を備え、露光光を吸収したマスク３１が面方向に熱膨張するのを、静電チャック３２の吸着力×摩擦係数から得られる力で抑制する。また、熱膨張によって面方向にマスク３１が位置ずれを起こすことを防止するため、静電チャック３２の温度を高精度に制御する。具体的には、静電チャック３２の温度の変動を０．０１℃以下の高精度で一定に制御する。
【００７２】
ところで、露光装置では、一般にマスクとウエハを高精度に位置合わせした後、露光を行うが、この位置合わせを精度良く行うためには、特開平２−１００３１１号公報に開示されているような、ウエハまたはマスクの駆動機構に板バネ等の剛性の低い弾性部材からなる変位部材と、圧電素子からなるアクチュエータとを用いた微動機構が必要になる。
【００７３】
しかしながら、前述したように微動機構は剛性が低いため、温度調整用媒体を流すと静電チャックが振動し、転写パターンの線幅精度を悪化させる。そこで、本実施例では、チャックベース３８を剛性の高い粗動機構のみからなる駆動機構に固定し、微動機構はウエハステージ（図１参照）に設けた構成とする。
【００７４】
また、露光されたウエハ上のパターン間隔のずれ量を測定し、このずれ量が最小になるように静電チャックの温度を変化させ、静電チャック３２を拡大または縮小する手段を備える構成とする。静電チャック３２を拡大または縮小させると、これに吸着されて拘束されているマスク３１も同時に拡大または縮小するため、マスク３１のパターンの位置ずれを補正することが可能になる。静電チャック３２の温度補正は、静電チャック３２の温度変化に対して露光後のウエハのパターンのずれ量の関係を予め測定し、このデータをもとにして温度制御部４１でウエハのパターン間隔のずれ量が最小になるように静電チャック３２の温度を制御する。なお、ウエハのパターン間隔のずれ量は、露光されたパターン間隔を測定する方法以外に、マスクとウエハの位置合わせを行うアライメント調整手段（不図示）の信号から得てもよい。
【００７５】
また、静電チャック３２の温度調整手段として、温度調整用媒体を用いずに、例えば特開平５−２１３０８号公報に開示されているようなペルチェ素子等を用い、高速、高精度に温度制御を行ってもよい。
【００７６】
以上のような構成とすることで、マスクの熱変形及び位置ずれが防止され、転写パターンの重ね合せ精度、線幅精度が向上する。
【００７７】
また、マスク形状を温度によって可変できる構成としたため、Ｘ線光学系を構成するミラーの表面形状、配置位置の誤差、支持するときの外力によるミラーの変形などによるパターンの位置ずれを補正でき、パターンの重ね合せ精度がより向上する。
【００７８】
さらに、静電チャック３２を固定するチャックベース３８の駆動機構を剛性の高いものにするため、静電チャック３２の振動が低減し、ウエハに対する転写パターンの線幅精度がより向上する。
【００７９】
（第４実施例）
次に、上記Ｘ線投影露光装置を使用した半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造方法について図５及び図６を参照して説明する。
【００８０】
図５は本発明のＸ線投影露光装置を使用したデバイスの製造方法の手順を示すフローチャートである。また、図６は図５に示したウエハプロセスの手順を示すフローチャートである。
【００８１】
図５において、ステップ１（回路設計）では、まず最初に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）では設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。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。ステップＳ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップＳ４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）、パッケージ工程（チップ封入）等の工程を含む。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、これが出荷（ステップ７）される。
【００８２】
図６において、ウエハプロセス（図５のステップ４）では、まず、ステップ１１（酸化）でウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハに電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記Ｘ線投影露光装置を用いてマスクの回路パターンをウエハに焼付け露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。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が形成される。
【００８３】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので、以下に記載する効果を奏する。
【００８４】
静電気力で反射型マスクを保持するマスクチャックを有することで、Ｘ線の減衰が少ない真空雰囲気中あるいは減圧された軽元素気体の雰囲気中であっても反射型マスクを確実に支持固定することができる。
【００８５】
また、マスクチャックに反射型マスクを吸着保持した際の吸着力を検出する検出機構を有し、マスクチャックの移動に応じて、静電気発生手段で発生する静電気力を可変とする静電気可変手段を有することで、マスクチャック上から反射型マスクが落下する事故を防止することができる。
【００８６】
また、マスクチャックの反射型マスクを保持する面に複数の突起部を形成し、突起部によって反射型マスクを保持することで、反射型マスクとマスクチャックの間に挟まったごみで発生する反射型マスクの変形が防止され、転写パターンの重ね合せ精度、線幅精度が向上する。
【００８７】
また、突起部によって反射型マスクが支持された際に、反射型マスクとマスクチャックの間に形成される空隙に、反射型マスクを冷却するための気体を供給する手段を有することで、冷却が困難な真空雰囲気中に置かれた反射型マスクを裏面から効果的に冷却することが可能になり、反射型マスク上に形成された回路パターンの温度による歪みを抑制することができる。
【００９０】
また、本発明のＸ線投影露光装置と、反射型マスクとを用いて、マスクパターンをウエハ上に転写することで、デバイスの生産歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｘ線投影露光装置の要部構成を示す側面図である。
【図２】図１に示したＸ線投影露光装置のマスクステージに用いられるマスク支持装置の第１実施例の構成を示す側断面図である。
【図３】マスク支持装置の第２実施例の構成を示す図であり、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は側断面図である。
【図４】マスク支持装置の第３実施例の構成を示す側断面図である。
【図５】本発明のＸ線投影露光装置を使用したデバイスの製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】図５に示したウエハプロセスの手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１、２１、３１、１０４マスク
１ａ、２１ａ、３１ａベース
１ｂ、２１ｂ、３１ｂパターン領域
２、２２、３２静電チャック
３、２３、３３第１の絶縁層
４、２４、３４第２の絶縁層
５ａ第１の電極
５ｂ第２の電極
６、３６突起部
７、４５供給管
８、４６回収管
９、４４駆動制御部
１０電圧制御部
１１圧力センサ
１２吸着制御部
２５、３５電極
２６アース用爪
２７電源
３７温度センサ
３８チャックベース
３９流路
４１温度制御部
４２温度調整用媒体供給装置
４３フレキシブルチューブ
１０１アンジュレータ源
１０２凸面全反射鏡
１０３凹面多層膜反射鏡
１０５縮小投影光学系
１０６ウエハ
１０７マスクステージ
１０８ウエハステージ

Claims

反射型マスクをＸ線で照明する照明系と、
前記反射型マスクのパターンの像をウエハに投影する投影光学系と、
前記反射型マスクを静電気力で保持するマスクチャックと、
前記ウエハを保持するウエハチャックと、
を有し、
前記マスクチャックの表面には、複数の突起部が形成され、
前記反射型マスクは、
前記複数の突起部で保持されることを特徴とするＸ線投影露光装置。
前記突起部は、ピン状であることを特徴とする請求項１記載のＸ線投影露光装置。
前記突起部の先端が前記反射型マスクに接触する接触面積は、前記反射型マスクの面積の１０パーセント以下であることを特徴とする請求項１記載のＸ線投影露光装置。
前記突起部によって前記反射型マスクが支持された際に、前記反射型マスクと前記マスクチャックの間に形成される空隙に、前記反射型マスクを冷却するための気体を供給する手段を有することを特徴とする請求項１記載のＸ線投影露光装置。
前記マスクチャックの材料は、
セラミックス又はガラスであることを特徴とする請求項１記載のＸ線投影露光装置。
前記照明系は、
Ｘ線を発生する放射源と、
Ｘ線を反射するミラーと、
を有することを特徴とする請求項１記載のＸ線投影露光装置。
前記投影光学系は、
Ｘ線を反射する複数枚のミラーを有する縮小投影光学系であることを特徴とする請求項１記載のＸ線投影露光装置。
前記マスクチャックは、
真空雰囲気中又は減圧雰囲気中に配置されることを特徴とする請求項１記載のＸ線投影露光装置。
前記反射型マスクはＸ線を反射する多層膜を有し、
前記マスクパターンは該多層膜上に形成されたＸ線を吸収する吸収体からなることを特徴とする請求項１記載のＸ線投影露光装置。
前記マスクチャック及び前記ウエハチャックを同期して移動させて走査露光を行うための走査手段を有することを特徴とする請求項１記載のＸ線投影露光装置。
前記マスクチャックは、
双極型の静電チャックであることを特徴とする請求項１記載のＸ線投影露光装置。
前記マスクチャックに前記反射型マスクを吸着保持した際の吸着力を検出する検出機構を有することを特徴とする請求項１記載のＸ線投影露光装置。
前記マスクチャックは、
前記反射型マスクを重力方向と平行に保持することを特徴とする請求項１記載のＸ線投影露光装置。
前記マスクチャックの移動に応じて、静電気発生手段で発生させる前記静電気力を可変とする静電気可変手段を有することを特徴とする請求項１記載のＸ線投影露光装置。
前記静電気可変手段は、
｛（前記反射型マスクの質量）×（重力加速度＋前記マスクチャック移動時の最大加速度）／（前記反射型マスクと前記マスクチャックの間の最大静止摩擦係数）｝×（安全率）＜前記マスクチャックの吸着力
の関係を満たすように制御することを特徴とする請求項１４記載のＸ線投影露光装置。
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のＸ線投影露光装置を用いてウエハを露光し、該露光されたウエハを現像することを特徴とするデバイスの製造方法。