半導体装置の製造方法、及び、反射型露光マスク
【課題】静電チャックに吸着させた反射型露光マスクを取り外すのに必要な時間を短縮させる。
【解決手段】基板１１と、基板１１の第１の面側に形成された反射層１４及びマスクパターン１５と、基板１１の第２の面側に形成された導電膜１２と、導電膜１２上の一部の領域に形成された弾性変形体１３とを有する反射型露光マスクを提供する。弾性変形体１３は、非導電性物質で構成されている。そして、反射型マスク用静電チャックに電圧を印加し、反射型露光マスクを吸着させると、弾性変形体１３は圧縮し、電圧の印加をストップすると、元の形状に戻ろうとする。当該力により、反射型マスク用静電チャックからの反射型露光マスクの引き離しが促進される。
【解決手段】基板１１と、基板１１の第１の面側に形成された反射層１４及びマスクパターン１５と、基板１１の第２の面側に形成された導電膜１２と、導電膜１２上の一部の領域に形成された弾性変形体１３とを有する反射型露光マスクを提供する。弾性変形体１３は、非導電性物質で構成されている。そして、反射型マスク用静電チャックに電圧を印加し、反射型露光マスクを吸着させると、弾性変形体１３は圧縮し、電圧の印加をストップすると、元の形状に戻ろうとする。当該力により、反射型マスク用静電チャックからの反射型露光マスクの引き離しが促進される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、及び、反射型露光マスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、極端紫外線（ＥＵＶ：Extreme Ultra Violet）を用いた露光装置が開発されている。当該露光装置における投影光学系及びマスクは、ＥＵＶの透過率が高い適切な材料が無いため、反射型ミラーで構成される（以下、当該マスクを「反射型露光マスク」という）。また、露光環境は真空中となる。
【０００３】
このような露光装置では、光は反射型露光マスクに対して斜めに入射するため、反射型露光マスクに対してテレセントリックな光学系にならない。このため、反射型露光マスクの表面の平坦度が悪いと、転写パターンに位置ずれが生じる。そして、反射型露光マスクの自重たわみも平坦度劣化の原因になるため、一般的に、反射型露光マスクの保持には、平坦度の高い静電チャックが用いられている。
【０００４】
反射型露光マスクを静電チャックに吸着した際の表面平坦度の再現性を高めるためには、静電チャックの印加電圧を高くして吸着力を出来るだけ高めるのが望ましい。しかしながら、強い吸着力でマスクを静電チャックに吸着させると、チャック電圧をＯＦＦにしてもチャック表面に残留電荷が残るため吸着力がなかなか下がらず、マスクの取り外しに時間がかかるという問題がある。吸着条件によってはマスクの取り外しに数時間程度かかる場合があり、露光装置の処理スループットが大幅に低下してしまう。
【０００５】
特許文献１（特開２００６−３２４２６８号公報）には、反射型露光マスクの裏面導電膜と表面側のパターン形成層の間に側面導電膜で導通をとり、裏面導電膜の残留電荷を逃がしやすくしてマスクの取り外しを容易にしようとする技術が記載されている。
【０００６】
特許文献２（特開２００２−２９９２２８号公報）には、反射型露光マスクを静電チャックで保持するために、裏面に導電膜を成膜したマスクを用いる技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３２４２６８号公報
【特許文献２】特開２００２−２９９２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術の場合、マスク表面の残留電荷が抜けても、静電チャック表面の残留電荷はすぐには抜けないので、吸着力は短時間では十分に下がらないと考えられる。その結果、マスク交換に時間がかかり、露光装置の稼働率が低下するという問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、基板と、前記基板の第１の面側に形成されたマスクパターンと、前記基板の第２の面側に形成された導電膜と、非導電性物質で構成され、前記導電膜上の一部の領域に形成された弾性変形体と、を有する反射型露光マスクを静電チャック上に載置後、前記静電チャックに電圧を印加することで、前記静電チャックに前記反射型露光マスクを吸着させる保持工程と、前記保持工程の後、露光を行う露光工程と、前記露光工程の後、前記静電チャックへの電圧の印加をストップし、前記反射型露光マスクを前記静電チャックから取り外す取り外し工程と、前記取り外し工程の後、前記静電チャックに、前記反射型露光マスクと異なる前記反射型露光マスクを吸着させる第２の保持工程と、前記第２保持工程の後、露光を行う第２の露光工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、基板と、前記基板の第１の面側に形成されたマスクパターンと、前記基板の第２の面側に形成された導電膜と、非導電性物質で構成され、前記導電膜上の一部の領域に形成された弾性変形体と、を有する反射型露光マスクが提供される。
【００１１】
本発明の反射型露光マスクによれば、反射型マスク用静電チャック上に、弾性変形体が反射型マスク用静電チャックと対峙するよう反射型露光マスクを載置し、反射型マスク用静電チャックに所定値の電圧を印加すると、反射型マスク用静電チャックと反射型露光マスクの間に発生した力により、反射型露光マスクは反射型マスク用静電チャックに吸着する。この時、弾性変形体は圧縮し、内部に圧縮応力が生じる。なお、弾性変形体は非導電性物質で構成されるので、当該力による弾性変形体と反射型マスク用静電チャックとの吸着は抑制される。
【００１２】
そして上記状態において、反射型マスク用静電チャックへの電圧の印加をストップすると、弾性変形体は元の形状に戻ろうとする。当該力は、反射型マスク用静電チャックと反射型露光マスクとを引き離す方向に作用する。結果、当該力により、反射型マスク用静電チャックからの反射型露光マスクの引き離しが促進される。
【００１３】
このような反射型露光マスクを利用する本発明の半導体装置の製造方法によれば、反射型マスク用静電チャックに吸着させた反射型露光マスクを短時間で取り外すことができるので、露光装置の処理スループットの低下を抑制することができる。結果、半導体装置の製造効率を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、静電チャックに吸着させた反射型露光マスクを取り外すのに必要な時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の露光装置の一例の模式図である。
【図２】本実施形態の反射型露光マスクの一例の断面模式図である。
【図３】本実施形態の反射型露光マスクの平面模式図の一例である。
【図４】本実施形態の反射型露光マスクの平面模式図の一例である。
【図５】本実施形態の反射型露光マスクの平面模式図の一例である。
【図６】本実施形態の反射型露光マスクの一例の断面模式図である。
【図７】本実施形態の反射型露光マスクの一例の断面模式図である。
【図８】本実施形態の反射型露光マスクの一例の断面模式図である。
【図９】本実施形態の反射型露光マスクの平面模式図の一例である。
【図１０】本実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
まず、本実施形態の半導体装置の製造方法で用いられる露光装置、及び、反射型露光マスクについて説明する。
【００１８】
本実施形態の露光装置は、ＥＵＶ光を露光光とする露光装置であり、反射型露光マスクを吸着するための反射型マスク用静電チャックを有する。このような露光装置は、従来技術を利用したあらゆる構成とすることができるが、以下、図面を用いて一例を説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態の露光装置の一例の模式図である。図示する本実施形態の露光装置は、ＥＵＶ光を発する光源（不図示）と、反射型マスク用静電チャック２０と、複数の反射型ミラー３０と、ウエハ保持部（不図示）と、を有する。
【００２０】
反射型マスク用静電チャック２０は、本実施形態の反射型露光マスク１０を保持可能に構成されている。具体的には、反射型露光マスク１０を反射型マスク用静電チャック２０上に載置後、反射型マスク用静電チャック２０に電圧を印加する。この電圧の印加により、反射型マスク用静電チャック２０と反射型露光マスク１０の間に静電吸着力を発生させ、当該力により、反射型露光マスク１０を吸着させる。
【００２１】
ウエハ保持部（不図示）は、露光処理対象のウエハ４０を保持可能に構成されている。
【００２２】
当該露光装置による露光処理は以下のようなものである。反射型マスク用静電チャック２０に反射型露光マスク１０を吸着させ、かつ、ウエハ保持部（不図示）にウエハ４０を保持させた状態で、光源（不図示）からＥＵＶ光を出射する。当該ＥＵＶ光は、反射型ミラー３０を反射した後、反射型露光マスク１０に入射する。その後、反射型露光マスク１０を反射したＥＵＶ光は、複数の反射型ミラー３０を反射後、ウエハ４０に入射する。
【００２３】
次に、本実施形態の反射型露光マスク１０について説明する。
図２は、本実施形態の反射型露光マスク１０の一例の断面模式図である。図示するように、本実施形態の反射型露光マスク１０は、基板１１と、導電膜１２と、弾性変形体１３と、反射層１４と、マスクパターン１５とを有する。
【００２４】
基板１１は、例えば、低熱膨張材料で構成することができる。本実施形態では、「低熱膨張材料」を、室温（２５℃）における熱膨張係数が１×１０-6／Ｋ以下の材料と定義する（以下同様）。このような低熱膨張材料としては、例えば石英ガラス、Ｔｉドープ石英ガラス等が考えられる。基板１１の厚さは、例えば５ｍｍ以上とすることができる。
【００２５】
反射層１４は、ＥＵＶ光を反射する機能を有する。このような反射層１４は従来技術に準じた構成とすることができるが、例えば、モリブデン層とシリコン層を有する積層構造とすることができる。反射層１４の厚さは、例えば２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下、好ましくは２８０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下とすることができる。反射層１４は、基板１１の第１の面（図中、下側の面）側に形成される。
【００２６】
マスクパターン１５は、平面形状が所定形状にパターニングされており、ＥＵＶ光を吸収する機能を有する。このようなマスクパターン１５は従来技術に準じた構成とすることができるが、例えば、ＴａＮ、ＴａＢＮ、ＴａＳｉなどのＴａ系材料で構成することがきる。また、Ｔａ系材料の層の下側にＣｒＮの層を伴った積層構造（例：ＴａＮとＣｒＮの積層構造）にすることもできる。マスクパターン１５の厚さは、例えば４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすることができる。マスクパターン１５は、基板１１の第１の面（図中、下側の面）側に、基板１１／反射層１４／マスクパターン１５の積層順になるよう形成される。
【００２７】
導電膜１２は、導電性を有する材料で構成される。このような導電膜１２は従来技術に準じて実現できるが、例えば、クロム、窒化クロム等の導電材料を含む膜とすることができる。導電膜１２の厚さは、例えば２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすることができる。導電膜１２は、基板１１の第２の面（図中、上側の面）側に形成される。
【００２８】
弾性変形体１３は、以下の（１）及び（２）の要件を満たす材料で構成される。なお、（３）乃至（５）の要件をさらに満たすのが望ましい。
【００２９】
（１）非導電性物質である。
（２）反射型マスク用静電チャック２０に反射型露光マスク１０を載置し、吸着のための所定値の電圧を反射型マスク用静電チャック２０に印加すると、反射型マスク用静電チャック２０と反射型露光マスク１０の間に発生した力により圧縮し、上記電圧の印加をストップすると、元の形状に戻ろうとする性質を有する。
なお、上記電圧の所定値は設計的事項であるが、反射型マスク用静電チャック２０に反射型露光マスク１０を十分に吸着でき、かつ、反射型露光マスク１０の表面の十分な平坦度が確保できる程度の値とすることができる。
【００３０】
（３）低熱膨張材料である。
（４）２００℃以上の耐熱性を有する。
（５）酸性液、オゾン水等のマスク洗浄薬品に対する耐性を有する。
【００３１】
弾性変形体１３は、少なくとも上記（１）及び（２）の要件を満たすあらゆる材料で構成することができるが、例えば、石英ガラスで構成することができる。
【００３２】
弾性変形体１３の厚さは、２０ｎｍ以上１μｍ以下、好ましくは４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、さらに好ましくは４０ｎｍ以上６０ｎｍ以下とすることができる。このような弾性変形体１３は、基板１１の第２の面（図中、上側の面）側に、基板１１／導電膜１２／弾性変形体１３の積層順になるよう形成される。そして、弾性変形体１３は、導電膜１２上の一部の領域に形成される。なお、弾性変形体１３の面積をどの程度にするかは設計的事項であるが、弾性変形体１３の面積を大きくし過ぎると、導電膜１２の露出面積が小さくなり過ぎ、反射型露光マスク１０と反射型マスク用静電チャック２０の吸着力が弱くなるので好ましくない。
【００３３】
ここで、弾性変形体１３の平面形状の一例について説明する。
【００３４】
図３は、図２に示す反射型露光マスク１０を、図中、上から下方向にみた平面模式図であり、あわせて一部を拡大表示している。図３に示す例においては、弾性変形体１３は、導電膜１２上略全面（基板１１の略全面）に所定のパターンで形成されている。所定のパターンは、複数の縦ライン及び横ラインを規則正しく配列した格子状パターンである。導電膜１２上の弾性変形体１３の配置にむらがあると、吸着時の反射型露光マスク１０の表面平坦度に悪影響を与える。そのため弾性変形体１３は、配置密度が均一になるように周期性をもたせて配置するのが望ましい。また、局所的な配置密度の均一性を高めるには縦ライン及び横ラインの幅とピッチは細くするのが好ましく、例えば、幅を５ｍｍ以下に、ピッチを１０ｍｍ以下にするのが望ましい。
【００３５】
図４は、図２に示す反射型露光マスク１０を、図中、上から下方向にみた平面模式図の一部を拡大表示した他の一例である。図４に示す例においても、弾性変形体１３は、導電膜１２上略全面（基板１１の略全面）に所定のパターンで形成されている。所定のパターンは、同一形状（正方形）の複数のドットを規則正しく配列したドット状パターンである。なお、ドットの形状は正方形に限定されず、その他のあらゆる形状を採用することができる。当該例においても同様に、弾性変形体１３は、配置密度が均一になるように周期性をもたせて配置するのが望ましい。また、局所的な配置密度の均一性を高めるには１つのドットの大きさとピッチは小さくするのが好ましく、例えば、大きさを５ｍｍ角以下（表面積２５ｍｍ２以下）に、ピッチを１０ｍｍ以下にするのが望ましい。
【００３６】
図５は、図２に示す反射型露光マスク１０を、図中、上から下方向にみた平面模式図の一部を拡大表示した他の一例である。図５に示す例においても、弾性変形体１３は、導電膜１２上略全面（基板１１の略全面）に所定のパターンで形成されている。所定のパターンは、縦ラインを規則正しく配列したストライプ状パターンである。当該例においても同様に、弾性変形体１３は、配置密度が均一になるように周期性をもたせて配置するのが望ましい。また、局所的な配置密度の均一性を高めるには、縦ラインの幅とピッチは細くするのが好ましく、例えば、幅を５ｍｍ以下に、ピッチを１０ｍｍ以下にするのが望ましい。
【００３７】
次に、本実施形態の反射型露光マスク１０の製造方法の一例について説明する。なお、基板１１上に導電膜１２、反射層１４、及び、マスクパターン１５を形成する手段については、従来技術を適用することができるので、ここでの説明は省略する。以下、弾性変形体１３の形成方法の一例について説明する。
【００３８】
例えば、基板１１上に、従来技術に準じて導電膜１２を形成後、その上に、所定パターンの入った穴開きマスクを近接して配置する。当該マスクには、例えばアルミニウムの板を加工して表面に絶縁膜をコーティングしたものを使うことができる。そして、当該マスク越しに、スパッタリング法を用いて、弾性変形体１３となる層を成膜することで、所定パターンの弾性変形体１３を形成することができる。この方法を用いる場合には、1枚の穴開きマスクで所望のパターンを形成できるように、例えば図３の格子状パターンの場合は各辺の中央付近に切れ込みを入れるなど、レイアウトを工夫する必要がある。なお、上記アルミニウムの板の代わりに、レジストをマスクとして利用することもできる。
【００３９】
その他の例としては、導電膜１２上全面に弾性変形体１３となる膜を形成後、フォトリソグラフィとエッチングにより当該膜をパターニングすることで、所定パターンの弾性変形体１３を形成することもできる。
【００４０】
次に、本実施形態の反射型露光マスク１０の作用効果について、図６及び７を用いて説明する。
【００４１】
（Ｉ）図６に示すように、反射型マスク用静電チャック２０上に、弾性変形体１３が反射型マスク用静電チャック２０と対峙するよう反射型露光マスク１０を載置し、反射型マスク用静電チャック２０に所定値の電圧を印加すると、反射型マスク用静電チャック２０と反射型露光マスク１０の間に発生した静電吸着力により、反射型露光マスク１０は反射型マスク用静電チャック２０に吸着する。この時、上記（２）の要件を満たす弾性変形体１３は、図示するように圧縮し、内部に圧縮応力が生じる。そのため、静電チャックの印加電圧はこの力に打ち勝つように、弾性変形体１３が無い場合よりも高く設定する必要がある。一般的には印加電圧を高くするほど、マスク表面の平坦度の再現性は向上する。なお、弾性変形体１３は、上記（１）の要件を満たすので、反射型マスク用静電チャック２０との間に吸着力は生じない。
【００４２】
そして図６に示す状態において、マスクを交換するために反射型マスク用静電チャック２０への電圧の印加をストップすると、静電チャックとマスクの間には残留吸着力が残るが、上記（２）の要件を満たす弾性変形体１３には元の形状に戻ろうとする力、すなわち、反射型マスク用静電チャック２０と反射型露光マスク１０とを引き離す方向に作用する力が働く。結果、当該力により、反射型マスク用静電チャック２０からの反射型露光マスク１０の引き離しが促進される。
【００４３】
当該作用効果は、上記（１）及び（２）の要件を満たす弾性変形体１３を、導電膜１２上の一部の領域に形成することで達成される。なお、弾性変形体１３の面積及び厚さを適切に調整することで、弾性変形体１３により実現される「反射型マスク用静電チャック２０と反射型露光マスク１０とを引き離す力」を適切に調整することができる。当該作用効果を十分なものとするための弾性変形体１３の厚さは、２０ｎｍ以上、好ましくは４０ｎｍ以上である。
【００４４】
（ＩＩ）また、本実施形態の弾性変形体１３を基板１１の略全面に所定のパターンで形成した場合、弾性変形体１３が元の形状に戻ろうとする力が、反射型露光マスク１０の略全面に加わることとなる。このため、反射型マスク用静電チャック２０からの反射型露光マスク１０の引き離しがより促進される。
【００４５】
（ＩＩＩ）さらに、本実施形態の弾性変形体１３が上記（３）乃至（５）の要件を満たす場合には、反射型露光マスク１０の洗浄や繰り返し使用における耐性を十分なものとすることができる。このため、弾性変形体１３の劣化を抑制することができる。
【００４６】
（ＩＶ）なお、本実施形態の反射型露光マスク１０の構成で弾性変形体１３の配置にむらがある場合には、弾性変形体１３の圧縮変形に起因してマスクに不均一な力が働き、反射型露光マスク１０の表面の平坦度が損なわれる恐れがある。本実施形態の反射型露光マスク１０は、当該不都合を軽減する構成を備えることができる。
【００４７】
（ＩＶ−Ｉ）本実施形態の弾性変形体１３を基板１１の略全面に所定のパターンでむらが極力小さくなるように形成した場合、弾性変形体１３の圧縮変形に起因した力が、反射型露光マスク１０の略全面に細かい周期で均等に加わることとなる。このため、反射型露光マスク１０の表面の局所的な変形を抑制することが可能となる。すなわち、反射型露光マスク１０の表面の平坦度が損なわれる不都合を軽減することができる。
【００４８】
（ＩＶ−ＩＩ）また、弾性変形体１３の平面形状を図３に示すような格子状パターンにする場合は、縦ライン及び横ラインの幅を５ｍｍ以下、ピッチを１０ｍｍ以下とし、図４に示すようなドット状パターンにする場合は、１つのドットの大きさを５ｍｍ角以下、ピッチを１０ｍｍ以下とし、図５に示すようなストライプ状にする場合は、縦ラインの幅を５ｍｍ以下、ピッチを１０ｍｍ以下とすることで、弾性変形体１３の圧縮変形に起因して反射型露光マスク１０に加わる力を細かく分散させることが可能となる。結果、反射型露光マスク１０の表面の局所的な変形を抑制することが可能となる。すなわち、反射型露光マスク１０の表面の平坦度が損なわれる不都合を軽減することができる。
【００４９】
（ＩＶ−ＩＩＩ）さらに、基板１１の厚さを５ｍｍ以上とし、弾性変形体１３の厚さを１μｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下とすることで、弾性変形体１３の圧縮変形に起因した局所的な力は基板１１の中が十分に吸収することが可能となる。結果、反射型露光マスク１０の表面の変形を抑制することが可能となる。すなわち、反射型露光マスク１０の表面の平坦度が損なわれる不都合を軽減することができる。
【００５０】
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。
図１０は、本実施形態の半導体装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。図１０に示すように、本実施形態の半導体装置の製造方法は、保持工程Ｓ１０と、露光工程Ｓ２０と、取り外し工程Ｓ３０と、第２の保持工程Ｓ４０と、第２の露光工程Ｓ５０とを有する。
【００５１】
保持工程Ｓ１０では、本実施形態の反射型露光マスク１０を反射型マスク用静電チャック２０上に載置後、反射型マスク用静電チャック２０に電圧を印加することで、反射型マスク用静電チャック２０に反射型露光マスク１０を吸着させる。この時の電圧の値は設計的事項であるが、反射型マスク用静電チャック２０に反射型露光マスク１０を十分に吸着でき、かつ、反射型露光マスク１０の表面の十分な平坦度が確保できる程度の値とすることができる。
【００５２】
露光工程Ｓ２０では、露光を行う。具体的には、図１に示すように、ウエハ保持部（不図示）に露光対象のウエハ４０を保持させた状態で、光源（不図示）からＥＵＶ光を出射する。
【００５３】
ウエハ４０には、被処理膜が形成されており、その上に、所定パターンのレジストが形成されている。被処理膜としては、例えば、ポリシリコン等の導電膜の他、ＳｉＯＣ膜、ＳｉＣＯＨ膜、これらのポーラス膜等のＬｏｗ−ｋ膜（絶縁膜）等が考えられる。
【００５４】
光源から出射されたＥＵＶ光は、反射型ミラー３０を反射した後、反射型露光マスク１０を反射する。その後、反射型露光マスク１０を反射したＥＵＶ光は、複数の反射型ミラー３０を反射後、ウエハ４０に入射する。このようにして露光が行われる。その後、現像、エッチング、レジスト除去等の処理がこの順に行われる。
【００５５】
露光工程Ｓ２０は、反射型マスク用静電チャック２０に吸着させる反射型露光マスク１０はそのままで、ウエハ保持部（不図示）に保持させるウエハ４０を取り替えながら、所定回数繰返すことができる。
【００５６】
取り外し工程Ｓ３０では、露光工程Ｓ２０の後、反射型マスク用静電チャック２０への電圧の印加をストップし、反射型露光マスク１０を反射型マスク用静電チャック２０から取り外す。
【００５７】
反射型マスク用静電チャック２０への電圧の印加をストップすると、上記図６及び７を用いて説明したように、静電チャックとマスクの間には残留吸着力が残るが、圧縮していた弾性変形体１３が元の形状に戻ろうとする力が反射型マスク用静電チャック２０と反射型露光マスク１０とを引き離す方向に作用し、これらの引き離しが促進される。結果、短時間で、反射型露光マスク１０を反射型マスク用静電チャック２０から取り外すことができる。
【００５８】
第２の保持工程Ｓ４０では、取り外し工程Ｓ３０の後、すなわち、それまで吸着していた反射型露光マスク１０を反射型マスク用静電チャック２０から取り外した後、当該反射型マスク用静電チャック２０に、保持工程Ｓ１０で反射型マスク用静電チャック２０に吸着させたものとは異なる反射型露光マスク１０を吸着させる。吸着は、保持工程Ｓ１０と同様にして実現することができる。
【００５９】
第２の露光工程Ｓ５０では、第２の保持工程Ｓ４０の後、露光を行う。当該工程における処理は、露光工程Ｓ２０と同様である。
【００６０】
以上説明した本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、反射型マスク用静電チャック２０に吸着させた反射型露光マスク１０を短時間で取り外すことができるので、露光装置の処理スループットの低下を抑制することができる。結果、半導体装置の製造効率を向上させることが可能となる。
【００６１】
なお、本実施形態の半導体装置の製造方法においては、反射型マスク用静電チャック２０に反射型露光マスク１０を吸着させるための電圧の値を、反射型露光マスク１０の表面の十分な平坦度が確保できる程度の値とすることができる。このため、反射型露光マスク１０の表面の平坦度の悪さに起因した転写パターンの位置ずれを抑制できる。
【００６２】
＜第２の実施形態＞
本実施形態は、反射型露光マスク１０の構成が、第１の実施形態と異なる。その他は第１の実施形態と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００６３】
図８は、本実施形態の反射型露光マスク１０の一例の断面模式図である。図示するように、本実施形態の反射型露光マスク１０は、基板１１と、導電膜１２と、反射層１４と、マスクパターン１５とを有し、基板１１の一部が弾性変形体１６を構成している。
【００６４】
基板１１は、第１の実施形態と同様の材料で構成することができる。そして、基板１１は、第２の面（図中、上側の面）に、弾性変形体１６となる凸部が形成されている。
【００６５】
弾性変形体１６（凸部）の平面形状は、第１の実施形態と同様とすることができる。また、弾性変形体１６の導電膜１２の露出面からの高さは、第１の実施形態の弾性変形体１３の厚さと同様とすることができる。
【００６６】
図９は、図８に示す反射型露光マスク１０を、図中、上から下方向にみた平面模式図であり、あわせて一部を拡大表示している。図９に示す例においては、弾性変形体１６は、基板１１の略全面に所定のパターンで形成されている。所定のパターンは、複数の縦ライン及び横ラインを規則正しく配列した格子状パターンである。なお、本実施形態においても第１の実施形態における説明と同様の理由により、弾性変形体１６は、配置密度が均一になるように周期性をもたせて配置するのが望ましい。また、局所的な配置密度の均一性を高めるには、縦ライン及び横ラインの幅とピッチは細くするのが好ましく、例えば、それぞれ５ｍｍ以下と１０ｍｍ以下にするのが望ましい。
【００６７】
次に、本実施形態の反射型露光マスク１０の製造方法の一例について説明する。
【００６８】
まず、基板１１の第２の面（図中、上側の面）に、弾性変形体１６となる凸部を形成する一例について説明する。例えば、基板１１の第２の面（図中、上側の面）側に、所定パターンのマスクを形成後、基板１１の露出部分をドライエッチングすることで、弾性変形体１６となる凸部を形成することができる。
【００６９】
次に、導電膜１２は、基板１１の第２の面（図中、上側の面）側の凹部を埋めるように形成される。その実現手段は特段制限されないが、例えば以下のようにして実現してもよい。
【００７０】
基板１１の第２の面（図中、上側の面）側に形成された凸部のみを覆うマスクを形成後、マスク越しに、導電膜１２を形成する。その後、マスクを除去することで、基板１１の第２の面（図中、上側の面）側の凹部を埋める導電膜１２を形成してもよい。
【００７１】
本実施形態によれば、第１の実施形態で実現した作用効果に加えて、以下の作用効果を実現することができる。すなわち、本実施形態の反射型露光マスク１０によれば、基板１１と弾性変形体１６とが一体となっているため、これらの間に界面が存在しない。よって、第１の実施形態に比べて、弾性変形体１６が反射型露光マスク１０から剥がれ落ちるなどの不都合を軽減することができる。すなわち、繰り返し使用および洗浄に対する耐性がより強い反射型露光マスク１０が実現される。
【符号の説明】
【００７２】
１０ 反射型露光マスク
１１ 基板
１２ 導電膜
１３ 弾性変形体
１４ 反射層
１５ マスクパターン
１６ 弾性変形体
２０ 反射型マスク用静電チャック
３０ 反射型ミラー
４０ ウエハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、及び、反射型露光マスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、極端紫外線（ＥＵＶ：Extreme Ultra Violet）を用いた露光装置が開発されている。当該露光装置における投影光学系及びマスクは、ＥＵＶの透過率が高い適切な材料が無いため、反射型ミラーで構成される（以下、当該マスクを「反射型露光マスク」という）。また、露光環境は真空中となる。
【０００３】
このような露光装置では、光は反射型露光マスクに対して斜めに入射するため、反射型露光マスクに対してテレセントリックな光学系にならない。このため、反射型露光マスクの表面の平坦度が悪いと、転写パターンに位置ずれが生じる。そして、反射型露光マスクの自重たわみも平坦度劣化の原因になるため、一般的に、反射型露光マスクの保持には、平坦度の高い静電チャックが用いられている。
【０００４】
反射型露光マスクを静電チャックに吸着した際の表面平坦度の再現性を高めるためには、静電チャックの印加電圧を高くして吸着力を出来るだけ高めるのが望ましい。しかしながら、強い吸着力でマスクを静電チャックに吸着させると、チャック電圧をＯＦＦにしてもチャック表面に残留電荷が残るため吸着力がなかなか下がらず、マスクの取り外しに時間がかかるという問題がある。吸着条件によってはマスクの取り外しに数時間程度かかる場合があり、露光装置の処理スループットが大幅に低下してしまう。
【０００５】
特許文献１（特開２００６−３２４２６８号公報）には、反射型露光マスクの裏面導電膜と表面側のパターン形成層の間に側面導電膜で導通をとり、裏面導電膜の残留電荷を逃がしやすくしてマスクの取り外しを容易にしようとする技術が記載されている。
【０００６】
特許文献２（特開２００２−２９９２２８号公報）には、反射型露光マスクを静電チャックで保持するために、裏面に導電膜を成膜したマスクを用いる技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３２４２６８号公報
【特許文献２】特開２００２−２９９２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術の場合、マスク表面の残留電荷が抜けても、静電チャック表面の残留電荷はすぐには抜けないので、吸着力は短時間では十分に下がらないと考えられる。その結果、マスク交換に時間がかかり、露光装置の稼働率が低下するという問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、基板と、前記基板の第１の面側に形成されたマスクパターンと、前記基板の第２の面側に形成された導電膜と、非導電性物質で構成され、前記導電膜上の一部の領域に形成された弾性変形体と、を有する反射型露光マスクを静電チャック上に載置後、前記静電チャックに電圧を印加することで、前記静電チャックに前記反射型露光マスクを吸着させる保持工程と、前記保持工程の後、露光を行う露光工程と、前記露光工程の後、前記静電チャックへの電圧の印加をストップし、前記反射型露光マスクを前記静電チャックから取り外す取り外し工程と、前記取り外し工程の後、前記静電チャックに、前記反射型露光マスクと異なる前記反射型露光マスクを吸着させる第２の保持工程と、前記第２保持工程の後、露光を行う第２の露光工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、基板と、前記基板の第１の面側に形成されたマスクパターンと、前記基板の第２の面側に形成された導電膜と、非導電性物質で構成され、前記導電膜上の一部の領域に形成された弾性変形体と、を有する反射型露光マスクが提供される。
【００１１】
本発明の反射型露光マスクによれば、反射型マスク用静電チャック上に、弾性変形体が反射型マスク用静電チャックと対峙するよう反射型露光マスクを載置し、反射型マスク用静電チャックに所定値の電圧を印加すると、反射型マスク用静電チャックと反射型露光マスクの間に発生した力により、反射型露光マスクは反射型マスク用静電チャックに吸着する。この時、弾性変形体は圧縮し、内部に圧縮応力が生じる。なお、弾性変形体は非導電性物質で構成されるので、当該力による弾性変形体と反射型マスク用静電チャックとの吸着は抑制される。
【００１２】
そして上記状態において、反射型マスク用静電チャックへの電圧の印加をストップすると、弾性変形体は元の形状に戻ろうとする。当該力は、反射型マスク用静電チャックと反射型露光マスクとを引き離す方向に作用する。結果、当該力により、反射型マスク用静電チャックからの反射型露光マスクの引き離しが促進される。
【００１３】
このような反射型露光マスクを利用する本発明の半導体装置の製造方法によれば、反射型マスク用静電チャックに吸着させた反射型露光マスクを短時間で取り外すことができるので、露光装置の処理スループットの低下を抑制することができる。結果、半導体装置の製造効率を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、静電チャックに吸着させた反射型露光マスクを取り外すのに必要な時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の露光装置の一例の模式図である。
【図２】本実施形態の反射型露光マスクの一例の断面模式図である。
【図３】本実施形態の反射型露光マスクの平面模式図の一例である。
【図４】本実施形態の反射型露光マスクの平面模式図の一例である。
【図５】本実施形態の反射型露光マスクの平面模式図の一例である。
【図６】本実施形態の反射型露光マスクの一例の断面模式図である。
【図７】本実施形態の反射型露光マスクの一例の断面模式図である。
【図８】本実施形態の反射型露光マスクの一例の断面模式図である。
【図９】本実施形態の反射型露光マスクの平面模式図の一例である。
【図１０】本実施形態の半導体装置の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
まず、本実施形態の半導体装置の製造方法で用いられる露光装置、及び、反射型露光マスクについて説明する。
【００１８】
本実施形態の露光装置は、ＥＵＶ光を露光光とする露光装置であり、反射型露光マスクを吸着するための反射型マスク用静電チャックを有する。このような露光装置は、従来技術を利用したあらゆる構成とすることができるが、以下、図面を用いて一例を説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態の露光装置の一例の模式図である。図示する本実施形態の露光装置は、ＥＵＶ光を発する光源（不図示）と、反射型マスク用静電チャック２０と、複数の反射型ミラー３０と、ウエハ保持部（不図示）と、を有する。
【００２０】
反射型マスク用静電チャック２０は、本実施形態の反射型露光マスク１０を保持可能に構成されている。具体的には、反射型露光マスク１０を反射型マスク用静電チャック２０上に載置後、反射型マスク用静電チャック２０に電圧を印加する。この電圧の印加により、反射型マスク用静電チャック２０と反射型露光マスク１０の間に静電吸着力を発生させ、当該力により、反射型露光マスク１０を吸着させる。
【００２１】
ウエハ保持部（不図示）は、露光処理対象のウエハ４０を保持可能に構成されている。
【００２２】
当該露光装置による露光処理は以下のようなものである。反射型マスク用静電チャック２０に反射型露光マスク１０を吸着させ、かつ、ウエハ保持部（不図示）にウエハ４０を保持させた状態で、光源（不図示）からＥＵＶ光を出射する。当該ＥＵＶ光は、反射型ミラー３０を反射した後、反射型露光マスク１０に入射する。その後、反射型露光マスク１０を反射したＥＵＶ光は、複数の反射型ミラー３０を反射後、ウエハ４０に入射する。
【００２３】
次に、本実施形態の反射型露光マスク１０について説明する。
図２は、本実施形態の反射型露光マスク１０の一例の断面模式図である。図示するように、本実施形態の反射型露光マスク１０は、基板１１と、導電膜１２と、弾性変形体１３と、反射層１４と、マスクパターン１５とを有する。
【００２４】
基板１１は、例えば、低熱膨張材料で構成することができる。本実施形態では、「低熱膨張材料」を、室温（２５℃）における熱膨張係数が１×１０-6／Ｋ以下の材料と定義する（以下同様）。このような低熱膨張材料としては、例えば石英ガラス、Ｔｉドープ石英ガラス等が考えられる。基板１１の厚さは、例えば５ｍｍ以上とすることができる。
【００２５】
反射層１４は、ＥＵＶ光を反射する機能を有する。このような反射層１４は従来技術に準じた構成とすることができるが、例えば、モリブデン層とシリコン層を有する積層構造とすることができる。反射層１４の厚さは、例えば２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下、好ましくは２８０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下とすることができる。反射層１４は、基板１１の第１の面（図中、下側の面）側に形成される。
【００２６】
マスクパターン１５は、平面形状が所定形状にパターニングされており、ＥＵＶ光を吸収する機能を有する。このようなマスクパターン１５は従来技術に準じた構成とすることができるが、例えば、ＴａＮ、ＴａＢＮ、ＴａＳｉなどのＴａ系材料で構成することがきる。また、Ｔａ系材料の層の下側にＣｒＮの層を伴った積層構造（例：ＴａＮとＣｒＮの積層構造）にすることもできる。マスクパターン１５の厚さは、例えば４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすることができる。マスクパターン１５は、基板１１の第１の面（図中、下側の面）側に、基板１１／反射層１４／マスクパターン１５の積層順になるよう形成される。
【００２７】
導電膜１２は、導電性を有する材料で構成される。このような導電膜１２は従来技術に準じて実現できるが、例えば、クロム、窒化クロム等の導電材料を含む膜とすることができる。導電膜１２の厚さは、例えば２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすることができる。導電膜１２は、基板１１の第２の面（図中、上側の面）側に形成される。
【００２８】
弾性変形体１３は、以下の（１）及び（２）の要件を満たす材料で構成される。なお、（３）乃至（５）の要件をさらに満たすのが望ましい。
【００２９】
（１）非導電性物質である。
（２）反射型マスク用静電チャック２０に反射型露光マスク１０を載置し、吸着のための所定値の電圧を反射型マスク用静電チャック２０に印加すると、反射型マスク用静電チャック２０と反射型露光マスク１０の間に発生した力により圧縮し、上記電圧の印加をストップすると、元の形状に戻ろうとする性質を有する。
なお、上記電圧の所定値は設計的事項であるが、反射型マスク用静電チャック２０に反射型露光マスク１０を十分に吸着でき、かつ、反射型露光マスク１０の表面の十分な平坦度が確保できる程度の値とすることができる。
【００３０】
（３）低熱膨張材料である。
（４）２００℃以上の耐熱性を有する。
（５）酸性液、オゾン水等のマスク洗浄薬品に対する耐性を有する。
【００３１】
弾性変形体１３は、少なくとも上記（１）及び（２）の要件を満たすあらゆる材料で構成することができるが、例えば、石英ガラスで構成することができる。
【００３２】
弾性変形体１３の厚さは、２０ｎｍ以上１μｍ以下、好ましくは４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、さらに好ましくは４０ｎｍ以上６０ｎｍ以下とすることができる。このような弾性変形体１３は、基板１１の第２の面（図中、上側の面）側に、基板１１／導電膜１２／弾性変形体１３の積層順になるよう形成される。そして、弾性変形体１３は、導電膜１２上の一部の領域に形成される。なお、弾性変形体１３の面積をどの程度にするかは設計的事項であるが、弾性変形体１３の面積を大きくし過ぎると、導電膜１２の露出面積が小さくなり過ぎ、反射型露光マスク１０と反射型マスク用静電チャック２０の吸着力が弱くなるので好ましくない。
【００３３】
ここで、弾性変形体１３の平面形状の一例について説明する。
【００３４】
図３は、図２に示す反射型露光マスク１０を、図中、上から下方向にみた平面模式図であり、あわせて一部を拡大表示している。図３に示す例においては、弾性変形体１３は、導電膜１２上略全面（基板１１の略全面）に所定のパターンで形成されている。所定のパターンは、複数の縦ライン及び横ラインを規則正しく配列した格子状パターンである。導電膜１２上の弾性変形体１３の配置にむらがあると、吸着時の反射型露光マスク１０の表面平坦度に悪影響を与える。そのため弾性変形体１３は、配置密度が均一になるように周期性をもたせて配置するのが望ましい。また、局所的な配置密度の均一性を高めるには縦ライン及び横ラインの幅とピッチは細くするのが好ましく、例えば、幅を５ｍｍ以下に、ピッチを１０ｍｍ以下にするのが望ましい。
【００３５】
図４は、図２に示す反射型露光マスク１０を、図中、上から下方向にみた平面模式図の一部を拡大表示した他の一例である。図４に示す例においても、弾性変形体１３は、導電膜１２上略全面（基板１１の略全面）に所定のパターンで形成されている。所定のパターンは、同一形状（正方形）の複数のドットを規則正しく配列したドット状パターンである。なお、ドットの形状は正方形に限定されず、その他のあらゆる形状を採用することができる。当該例においても同様に、弾性変形体１３は、配置密度が均一になるように周期性をもたせて配置するのが望ましい。また、局所的な配置密度の均一性を高めるには１つのドットの大きさとピッチは小さくするのが好ましく、例えば、大きさを５ｍｍ角以下（表面積２５ｍｍ２以下）に、ピッチを１０ｍｍ以下にするのが望ましい。
【００３６】
図５は、図２に示す反射型露光マスク１０を、図中、上から下方向にみた平面模式図の一部を拡大表示した他の一例である。図５に示す例においても、弾性変形体１３は、導電膜１２上略全面（基板１１の略全面）に所定のパターンで形成されている。所定のパターンは、縦ラインを規則正しく配列したストライプ状パターンである。当該例においても同様に、弾性変形体１３は、配置密度が均一になるように周期性をもたせて配置するのが望ましい。また、局所的な配置密度の均一性を高めるには、縦ラインの幅とピッチは細くするのが好ましく、例えば、幅を５ｍｍ以下に、ピッチを１０ｍｍ以下にするのが望ましい。
【００３７】
次に、本実施形態の反射型露光マスク１０の製造方法の一例について説明する。なお、基板１１上に導電膜１２、反射層１４、及び、マスクパターン１５を形成する手段については、従来技術を適用することができるので、ここでの説明は省略する。以下、弾性変形体１３の形成方法の一例について説明する。
【００３８】
例えば、基板１１上に、従来技術に準じて導電膜１２を形成後、その上に、所定パターンの入った穴開きマスクを近接して配置する。当該マスクには、例えばアルミニウムの板を加工して表面に絶縁膜をコーティングしたものを使うことができる。そして、当該マスク越しに、スパッタリング法を用いて、弾性変形体１３となる層を成膜することで、所定パターンの弾性変形体１３を形成することができる。この方法を用いる場合には、1枚の穴開きマスクで所望のパターンを形成できるように、例えば図３の格子状パターンの場合は各辺の中央付近に切れ込みを入れるなど、レイアウトを工夫する必要がある。なお、上記アルミニウムの板の代わりに、レジストをマスクとして利用することもできる。
【００３９】
その他の例としては、導電膜１２上全面に弾性変形体１３となる膜を形成後、フォトリソグラフィとエッチングにより当該膜をパターニングすることで、所定パターンの弾性変形体１３を形成することもできる。
【００４０】
次に、本実施形態の反射型露光マスク１０の作用効果について、図６及び７を用いて説明する。
【００４１】
（Ｉ）図６に示すように、反射型マスク用静電チャック２０上に、弾性変形体１３が反射型マスク用静電チャック２０と対峙するよう反射型露光マスク１０を載置し、反射型マスク用静電チャック２０に所定値の電圧を印加すると、反射型マスク用静電チャック２０と反射型露光マスク１０の間に発生した静電吸着力により、反射型露光マスク１０は反射型マスク用静電チャック２０に吸着する。この時、上記（２）の要件を満たす弾性変形体１３は、図示するように圧縮し、内部に圧縮応力が生じる。そのため、静電チャックの印加電圧はこの力に打ち勝つように、弾性変形体１３が無い場合よりも高く設定する必要がある。一般的には印加電圧を高くするほど、マスク表面の平坦度の再現性は向上する。なお、弾性変形体１３は、上記（１）の要件を満たすので、反射型マスク用静電チャック２０との間に吸着力は生じない。
【００４２】
そして図６に示す状態において、マスクを交換するために反射型マスク用静電チャック２０への電圧の印加をストップすると、静電チャックとマスクの間には残留吸着力が残るが、上記（２）の要件を満たす弾性変形体１３には元の形状に戻ろうとする力、すなわち、反射型マスク用静電チャック２０と反射型露光マスク１０とを引き離す方向に作用する力が働く。結果、当該力により、反射型マスク用静電チャック２０からの反射型露光マスク１０の引き離しが促進される。
【００４３】
当該作用効果は、上記（１）及び（２）の要件を満たす弾性変形体１３を、導電膜１２上の一部の領域に形成することで達成される。なお、弾性変形体１３の面積及び厚さを適切に調整することで、弾性変形体１３により実現される「反射型マスク用静電チャック２０と反射型露光マスク１０とを引き離す力」を適切に調整することができる。当該作用効果を十分なものとするための弾性変形体１３の厚さは、２０ｎｍ以上、好ましくは４０ｎｍ以上である。
【００４４】
（ＩＩ）また、本実施形態の弾性変形体１３を基板１１の略全面に所定のパターンで形成した場合、弾性変形体１３が元の形状に戻ろうとする力が、反射型露光マスク１０の略全面に加わることとなる。このため、反射型マスク用静電チャック２０からの反射型露光マスク１０の引き離しがより促進される。
【００４５】
（ＩＩＩ）さらに、本実施形態の弾性変形体１３が上記（３）乃至（５）の要件を満たす場合には、反射型露光マスク１０の洗浄や繰り返し使用における耐性を十分なものとすることができる。このため、弾性変形体１３の劣化を抑制することができる。
【００４６】
（ＩＶ）なお、本実施形態の反射型露光マスク１０の構成で弾性変形体１３の配置にむらがある場合には、弾性変形体１３の圧縮変形に起因してマスクに不均一な力が働き、反射型露光マスク１０の表面の平坦度が損なわれる恐れがある。本実施形態の反射型露光マスク１０は、当該不都合を軽減する構成を備えることができる。
【００４７】
（ＩＶ−Ｉ）本実施形態の弾性変形体１３を基板１１の略全面に所定のパターンでむらが極力小さくなるように形成した場合、弾性変形体１３の圧縮変形に起因した力が、反射型露光マスク１０の略全面に細かい周期で均等に加わることとなる。このため、反射型露光マスク１０の表面の局所的な変形を抑制することが可能となる。すなわち、反射型露光マスク１０の表面の平坦度が損なわれる不都合を軽減することができる。
【００４８】
（ＩＶ−ＩＩ）また、弾性変形体１３の平面形状を図３に示すような格子状パターンにする場合は、縦ライン及び横ラインの幅を５ｍｍ以下、ピッチを１０ｍｍ以下とし、図４に示すようなドット状パターンにする場合は、１つのドットの大きさを５ｍｍ角以下、ピッチを１０ｍｍ以下とし、図５に示すようなストライプ状にする場合は、縦ラインの幅を５ｍｍ以下、ピッチを１０ｍｍ以下とすることで、弾性変形体１３の圧縮変形に起因して反射型露光マスク１０に加わる力を細かく分散させることが可能となる。結果、反射型露光マスク１０の表面の局所的な変形を抑制することが可能となる。すなわち、反射型露光マスク１０の表面の平坦度が損なわれる不都合を軽減することができる。
【００４９】
（ＩＶ−ＩＩＩ）さらに、基板１１の厚さを５ｍｍ以上とし、弾性変形体１３の厚さを１μｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下とすることで、弾性変形体１３の圧縮変形に起因した局所的な力は基板１１の中が十分に吸収することが可能となる。結果、反射型露光マスク１０の表面の変形を抑制することが可能となる。すなわち、反射型露光マスク１０の表面の平坦度が損なわれる不都合を軽減することができる。
【００５０】
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。
図１０は、本実施形態の半導体装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。図１０に示すように、本実施形態の半導体装置の製造方法は、保持工程Ｓ１０と、露光工程Ｓ２０と、取り外し工程Ｓ３０と、第２の保持工程Ｓ４０と、第２の露光工程Ｓ５０とを有する。
【００５１】
保持工程Ｓ１０では、本実施形態の反射型露光マスク１０を反射型マスク用静電チャック２０上に載置後、反射型マスク用静電チャック２０に電圧を印加することで、反射型マスク用静電チャック２０に反射型露光マスク１０を吸着させる。この時の電圧の値は設計的事項であるが、反射型マスク用静電チャック２０に反射型露光マスク１０を十分に吸着でき、かつ、反射型露光マスク１０の表面の十分な平坦度が確保できる程度の値とすることができる。
【００５２】
露光工程Ｓ２０では、露光を行う。具体的には、図１に示すように、ウエハ保持部（不図示）に露光対象のウエハ４０を保持させた状態で、光源（不図示）からＥＵＶ光を出射する。
【００５３】
ウエハ４０には、被処理膜が形成されており、その上に、所定パターンのレジストが形成されている。被処理膜としては、例えば、ポリシリコン等の導電膜の他、ＳｉＯＣ膜、ＳｉＣＯＨ膜、これらのポーラス膜等のＬｏｗ−ｋ膜（絶縁膜）等が考えられる。
【００５４】
光源から出射されたＥＵＶ光は、反射型ミラー３０を反射した後、反射型露光マスク１０を反射する。その後、反射型露光マスク１０を反射したＥＵＶ光は、複数の反射型ミラー３０を反射後、ウエハ４０に入射する。このようにして露光が行われる。その後、現像、エッチング、レジスト除去等の処理がこの順に行われる。
【００５５】
露光工程Ｓ２０は、反射型マスク用静電チャック２０に吸着させる反射型露光マスク１０はそのままで、ウエハ保持部（不図示）に保持させるウエハ４０を取り替えながら、所定回数繰返すことができる。
【００５６】
取り外し工程Ｓ３０では、露光工程Ｓ２０の後、反射型マスク用静電チャック２０への電圧の印加をストップし、反射型露光マスク１０を反射型マスク用静電チャック２０から取り外す。
【００５７】
反射型マスク用静電チャック２０への電圧の印加をストップすると、上記図６及び７を用いて説明したように、静電チャックとマスクの間には残留吸着力が残るが、圧縮していた弾性変形体１３が元の形状に戻ろうとする力が反射型マスク用静電チャック２０と反射型露光マスク１０とを引き離す方向に作用し、これらの引き離しが促進される。結果、短時間で、反射型露光マスク１０を反射型マスク用静電チャック２０から取り外すことができる。
【００５８】
第２の保持工程Ｓ４０では、取り外し工程Ｓ３０の後、すなわち、それまで吸着していた反射型露光マスク１０を反射型マスク用静電チャック２０から取り外した後、当該反射型マスク用静電チャック２０に、保持工程Ｓ１０で反射型マスク用静電チャック２０に吸着させたものとは異なる反射型露光マスク１０を吸着させる。吸着は、保持工程Ｓ１０と同様にして実現することができる。
【００５９】
第２の露光工程Ｓ５０では、第２の保持工程Ｓ４０の後、露光を行う。当該工程における処理は、露光工程Ｓ２０と同様である。
【００６０】
以上説明した本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、反射型マスク用静電チャック２０に吸着させた反射型露光マスク１０を短時間で取り外すことができるので、露光装置の処理スループットの低下を抑制することができる。結果、半導体装置の製造効率を向上させることが可能となる。
【００６１】
なお、本実施形態の半導体装置の製造方法においては、反射型マスク用静電チャック２０に反射型露光マスク１０を吸着させるための電圧の値を、反射型露光マスク１０の表面の十分な平坦度が確保できる程度の値とすることができる。このため、反射型露光マスク１０の表面の平坦度の悪さに起因した転写パターンの位置ずれを抑制できる。
【００６２】
＜第２の実施形態＞
本実施形態は、反射型露光マスク１０の構成が、第１の実施形態と異なる。その他は第１の実施形態と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００６３】
図８は、本実施形態の反射型露光マスク１０の一例の断面模式図である。図示するように、本実施形態の反射型露光マスク１０は、基板１１と、導電膜１２と、反射層１４と、マスクパターン１５とを有し、基板１１の一部が弾性変形体１６を構成している。
【００６４】
基板１１は、第１の実施形態と同様の材料で構成することができる。そして、基板１１は、第２の面（図中、上側の面）に、弾性変形体１６となる凸部が形成されている。
【００６５】
弾性変形体１６（凸部）の平面形状は、第１の実施形態と同様とすることができる。また、弾性変形体１６の導電膜１２の露出面からの高さは、第１の実施形態の弾性変形体１３の厚さと同様とすることができる。
【００６６】
図９は、図８に示す反射型露光マスク１０を、図中、上から下方向にみた平面模式図であり、あわせて一部を拡大表示している。図９に示す例においては、弾性変形体１６は、基板１１の略全面に所定のパターンで形成されている。所定のパターンは、複数の縦ライン及び横ラインを規則正しく配列した格子状パターンである。なお、本実施形態においても第１の実施形態における説明と同様の理由により、弾性変形体１６は、配置密度が均一になるように周期性をもたせて配置するのが望ましい。また、局所的な配置密度の均一性を高めるには、縦ライン及び横ラインの幅とピッチは細くするのが好ましく、例えば、それぞれ５ｍｍ以下と１０ｍｍ以下にするのが望ましい。
【００６７】
次に、本実施形態の反射型露光マスク１０の製造方法の一例について説明する。
【００６８】
まず、基板１１の第２の面（図中、上側の面）に、弾性変形体１６となる凸部を形成する一例について説明する。例えば、基板１１の第２の面（図中、上側の面）側に、所定パターンのマスクを形成後、基板１１の露出部分をドライエッチングすることで、弾性変形体１６となる凸部を形成することができる。
【００６９】
次に、導電膜１２は、基板１１の第２の面（図中、上側の面）側の凹部を埋めるように形成される。その実現手段は特段制限されないが、例えば以下のようにして実現してもよい。
【００７０】
基板１１の第２の面（図中、上側の面）側に形成された凸部のみを覆うマスクを形成後、マスク越しに、導電膜１２を形成する。その後、マスクを除去することで、基板１１の第２の面（図中、上側の面）側の凹部を埋める導電膜１２を形成してもよい。
【００７１】
本実施形態によれば、第１の実施形態で実現した作用効果に加えて、以下の作用効果を実現することができる。すなわち、本実施形態の反射型露光マスク１０によれば、基板１１と弾性変形体１６とが一体となっているため、これらの間に界面が存在しない。よって、第１の実施形態に比べて、弾性変形体１６が反射型露光マスク１０から剥がれ落ちるなどの不都合を軽減することができる。すなわち、繰り返し使用および洗浄に対する耐性がより強い反射型露光マスク１０が実現される。
【符号の説明】
【００７２】
１０ 反射型露光マスク
１１ 基板
１２ 導電膜
１３ 弾性変形体
１４ 反射層
１５ マスクパターン
１６ 弾性変形体
２０ 反射型マスク用静電チャック
３０ 反射型ミラー
４０ ウエハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の第１の面側に形成されたマスクパターンと、
前記基板の第２の面側に形成された導電膜と、
非導電性物質で構成され、前記導電膜上の一部の領域に形成された弾性変形体と、
を有する反射型露光マスクを静電チャック上に載置後、前記静電チャックに電圧を印加することで、前記静電チャックに前記反射型露光マスクを吸着させる保持工程と、
前記保持工程の後、露光を行う露光工程と、
前記露光工程の後、前記静電チャックへの電圧の印加をストップし、前記反射型露光マスクを前記静電チャックから取り外す取り外し工程と、
前記取り外し工程の後、前記静電チャックに、前記反射型露光マスクと異なる前記反射型露光マスクを吸着させる第２の保持工程と、
前記第２保持工程の後、露光を行う第２の露光工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記弾性変形体は、熱膨張係数が１×１０-6／Ｋ以下である低熱膨張材料で構成されている半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記弾性変形体は、石英ガラスで構成されている半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記弾性変形体の厚さは、２０ｎｍ以上１μｍ以下である半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記弾性変形体は、前記導電膜上略全面に形成されている半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置の製造方法において、
前記弾性変形体は、格子状、ストライプ状またはドット状に周期性をもって配置されており、そのピッチは１０ｍｍ以下になるように形成されている半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記基板の厚さは、５ｍｍ以上である半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１から７に記載の半導体装置の製造方法において、
前記基板は、熱膨張係数が１×１０-6／Ｋ以下である低熱膨張材料で構成されている半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体装置の製造方法において、
前記基板は、石英ガラスで構成されている半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
基板と、
前記基板の第１の面側に形成されたマスクパターンと、
前記基板の第２の面側に形成された導電膜と、
非導電性物質で構成され、前記導電膜上の一部の領域に形成された弾性変形体と、
を有する反射型露光マスク。
【請求項１１】
請求項１０に記載の反射型露光マスクにおいて、
前記弾性変形体は、熱膨張係数が１×１０-6／Ｋ以下である低熱膨張材料で構成されている反射型露光マスク。
【請求項１２】
請求項１１に記載の反射型露光マスクにおいて、
前記弾性変形体は、石英ガラスで構成されている反射型露光マスク。
【請求項１３】
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の反射型露光マスクにおいて、
前記弾性変形体の厚さは、２０ｎｍ以上１μｍ以下である反射型露光マスク。
【請求項１４】
請求項１０から１３のいずれか１項に記載の反射型露光マスクにおいて、
前記弾性変形体は、前記導電膜上略全面に形成されている反射型露光マスク。
【請求項１５】
請求項１４に記載の反射型露光マスクにおいて、
前記弾性変形体は、格子状、ストライプ状またはドット状に周期性をもって配置されており、そのピッチは１０ｍｍ以下になるように形成されている反射型露光マスク。
【請求項１６】
請求項１０から１５のいずれか１項に記載の反射型露光マスクにおいて、
前記基板の厚さは、５ｍｍ以上である反射型露光マスク。
【請求項１７】
請求項１０から１６に記載の反射型露光マスクにおいて、
前記基板は、熱膨張係数が１×１０-6／Ｋ以下である低熱膨張材料で構成されている反射型露光マスク。
【請求項１８】
請求項１７に記載の反射型露光マスクにおいて、
前記基板は、石英ガラスで構成されている反射型露光マスク。
【請求項１】
基板と、
前記基板の第１の面側に形成されたマスクパターンと、
前記基板の第２の面側に形成された導電膜と、
非導電性物質で構成され、前記導電膜上の一部の領域に形成された弾性変形体と、
を有する反射型露光マスクを静電チャック上に載置後、前記静電チャックに電圧を印加することで、前記静電チャックに前記反射型露光マスクを吸着させる保持工程と、
前記保持工程の後、露光を行う露光工程と、
前記露光工程の後、前記静電チャックへの電圧の印加をストップし、前記反射型露光マスクを前記静電チャックから取り外す取り外し工程と、
前記取り外し工程の後、前記静電チャックに、前記反射型露光マスクと異なる前記反射型露光マスクを吸着させる第２の保持工程と、
前記第２保持工程の後、露光を行う第２の露光工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記弾性変形体は、熱膨張係数が１×１０-6／Ｋ以下である低熱膨張材料で構成されている半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記弾性変形体は、石英ガラスで構成されている半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記弾性変形体の厚さは、２０ｎｍ以上１μｍ以下である半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記弾性変形体は、前記導電膜上略全面に形成されている半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置の製造方法において、
前記弾性変形体は、格子状、ストライプ状またはドット状に周期性をもって配置されており、そのピッチは１０ｍｍ以下になるように形成されている半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記基板の厚さは、５ｍｍ以上である半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１から７に記載の半導体装置の製造方法において、
前記基板は、熱膨張係数が１×１０-6／Ｋ以下である低熱膨張材料で構成されている半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体装置の製造方法において、
前記基板は、石英ガラスで構成されている半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
基板と、
前記基板の第１の面側に形成されたマスクパターンと、
前記基板の第２の面側に形成された導電膜と、
非導電性物質で構成され、前記導電膜上の一部の領域に形成された弾性変形体と、
を有する反射型露光マスク。
【請求項１１】
請求項１０に記載の反射型露光マスクにおいて、
前記弾性変形体は、熱膨張係数が１×１０-6／Ｋ以下である低熱膨張材料で構成されている反射型露光マスク。
【請求項１２】
請求項１１に記載の反射型露光マスクにおいて、
前記弾性変形体は、石英ガラスで構成されている反射型露光マスク。
【請求項１３】
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の反射型露光マスクにおいて、
前記弾性変形体の厚さは、２０ｎｍ以上１μｍ以下である反射型露光マスク。
【請求項１４】
請求項１０から１３のいずれか１項に記載の反射型露光マスクにおいて、
前記弾性変形体は、前記導電膜上略全面に形成されている反射型露光マスク。
【請求項１５】
請求項１４に記載の反射型露光マスクにおいて、
前記弾性変形体は、格子状、ストライプ状またはドット状に周期性をもって配置されており、そのピッチは１０ｍｍ以下になるように形成されている反射型露光マスク。
【請求項１６】
請求項１０から１５のいずれか１項に記載の反射型露光マスクにおいて、
前記基板の厚さは、５ｍｍ以上である反射型露光マスク。
【請求項１７】
請求項１０から１６に記載の反射型露光マスクにおいて、
前記基板は、熱膨張係数が１×１０-6／Ｋ以下である低熱膨張材料で構成されている反射型露光マスク。
【請求項１８】
請求項１７に記載の反射型露光マスクにおいて、
前記基板は、石英ガラスで構成されている反射型露光マスク。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２３８６４５（Ｐ２０１２−２３８６４５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０５２１４（Ｐ２０１１−１０５２１４）
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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