JP2001028333A - リソグラフィ投影装置 - Google Patents
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Abstract
影するために使用するリソグラフィ投影装置であって、
基板がそれを基板テーブル上に保持するための基板ホル
ダの支持面に付着して外し難くなる現象をなくした投影
装置を提供すること。 【解決手段】 基板ホルダ2が基板Wを支持するための
支持面Sに、少なくとも部分的に、導電性材料の層10
を被着して基板Wと支持面Sを同電位にし、摩擦帯電に
よるクーロン引力の発生を防ぐ。導電層10に少なくと
も部分的に非常に薄い誘電体膜を被せれば、この導電層
10の耐久性を向上し、基板Wの汚染を防ぐことができ
る。
Description
装置であって: ● 放射線の投影ビームを供給するための放射線システ
ム; ● マスクを保持するためのマスクホルダを備えるマス
クテーブル; ● 基板を保持するための基板ホルダを備えた基板テー
ブル;および ● 上記マスクの被照射部分を基板の目標部分上に結像
するための投影システムを含み、上記基板ホルダが上記
基板を支持するための支持面を有する投影装置に関す
る。
C)の製造に使うことができる。そのような場合、マス
ク(綱線(reticle))がICの個々の層に対応する回
路パターンを含んでもよく、そこでこのパターンを、放
射線感応材料(レジスト)の層で覆われた基板(シリコ
ンウエハ)の目標領域(ダイ)上に結像することができ
る。一般的に、1枚のウエハが隣接するダイの全ネット
ワークを含み、それらはレチクルを介して、一度に一つ
ずつ、順次照射する。リソグラフィ投影装置の一つの型
式では、全レチクルパターンをダイ上に一度に露出する
ことによって照射し;そのような装置を、普通、ウエハ
ステッパと呼ぶ。代替装置 ― それを、普通、ステップ
・アンド・スキャン装置と呼ぶ ― では、このレチクル
パターンを投影ビームで与えられた基準方向(“走査”
方向)に順次走査し、一方、一般的に、この投影システ
ムが倍率M(一般的に<1)であり、ウエハテーブルを
走査する速度νが、倍率M掛けるレチクルテーブルを走
査する速度であるので、ウエハテーブルをこの方向に平
行または逆平行(anti-parallel)に同期して走査する
ことによって各ダイを照射する。ここに説明したような
リソグラフィ装置に関する更なる情報は、国際特許出願
WO97/33205から収集することができる。
テーブルおよび単一基板テーブルを含んだ。しかし、今
や少なくとも二つの独立に可動の基板テーブルがある機
械が利用可能である;例えば、国際特許出願WO98/
28665およびWO98/40791に記載されてい
る多段装置参照。そのような多段装置の背後の基本動作
原理は、第1基板テーブルがその上にある第1基板を露
出するために投影システムの下にある間に、第2基板テ
ーブルが載荷位置へ移動でき、露出した基板を排出し、
新しい基板を取上げ、この新しい基板に幾つかの初期整
列測定を行い、および次に第1基板の露出が完了すると
すぐ、この新しい基板を投影システムの下の露出位置へ
移送するために待機し、そこでこのサイクルを繰返すこ
とであり;この様にして、機械の処理量(through pu
t)をかなり向上することが可能であり、それが次にこ
の機械の所有コストを改善する。
(UV)、超UV、X線、イオンビームまたは電子ビー
ムのような、種々の型式の投影放射線を使うことができ
る。使用する放射線の種類およびこの装置の特定の設計
要件に依って、投影システムは、例えば、屈折性、反射
性または反射屈接性でもよく、ガラス部品、斜入射ミラ
ー、選択性多層被膜、磁気および/または静電視野レン
ズ等を含んでもよいが;簡単のために、そのような部品
をこの本文では、単独にまたは集合的に、大雑把に“レ
ンズ”と称する。この装置は、真空中で作動する部品を
含んでもよく、従って真空適合性がある。先の段落で述
べたように、この装置は、二つ以上の基板テーブルおよ
び/またはマスクテーブルを有してもよい。
起のマトリックス状配置を備える基底面を含み、各突起
が基底面から離れた先端を有し、これらの先端が全て単
一の実質的に平坦な平面内にあるように具体化されてい
る。更に、基板ホルダは、一般的に基底面から突出する
真空壁を含み、該壁がマトリックス状配置を囲み、且つ
実質的に均一な高さを有する。壁の内側の基底面は、典
型的には基板ホルダを貫通する少なくとも一つの開口を
備え、それを通してこの壁によって囲まれた領域にアク
セスでき、それを少なくとも部分的に真空にできるよう
にする。そのような減圧排気は、支持面上に置いた基板
をこれらの突起に対して吸引するようにし、それによっ
て基板は所定位置にしっかりと保持できる。
性に関して課される非常に厳しい要求のために、テーブ
ルは、一般的にセラミックまたはガラス材料で作る。こ
の様な状況で適切な材料の例は、ZERODURで、そ
れは、SCHTTが市販し、主としてSiO2およびA
l2O3から成り、種々のその他の金属酸化物が付加的に
存在する。
した基板ホルダを有するリソグラフィ投影装置を提供す
ることである。
は、冒頭の段落で指定した装置で、上記支持面を少なく
とも部分的に導電性材料の層で被覆したことを特徴とす
る装置で達成される。本発明に通じる実験において、発
明者は、ガラス基板ホルダおよび基板として選択した半
導体ウエハを使って試験した。多くの場合、ウエハが基
板ホルダにくっつくという厄介な癖を有し、それでウエ
ハ保持真空の弛緩後もそれらを容易に取り外せないこと
が分った。そのようなウエハを基板テーブルから無理矢
理取外すと、屡々このウエハおよび/または基板ホルダ
の微細に機械加工した支持面を損傷する結果となり、そ
れは大抵の用途で受け入れられない。
研磨ウエハ、即ち、両主面を光学面の品質に研磨したウ
エハにしか起らないことを示した。最初、この付着は、
“アンシュプレンゲン”の現象(ファン・デル・ワール
ス結合、または原子結合とも呼ぶ)によるか、または静
的真空の創成によるかも知れないと考えられた。しか
し、多くの追加の調査の後、実際に観察したのは静電気
効果で、それによってウエハと支持面が反対の電荷を発
生し、互いにクーロン力によって引付け合うことを推測
した。従来の(即ち、“片側”)ウエハの場合、ウエハ
背面の自然の表面粗さがウエハと支持面の比較的著しい
分離を強制するので、そのようなクーロン力(それは距
離の関数として急激に減少する)は比較的弱いだろう。
しかし、背面を研磨したウエハの場合、ウエハ背面の光
学研磨がウエハと支持面の間に遙かに密接な接触を可能
とし、このかなり減少した分離が非常に大きなクーロン
引力に通じる。
は、試験基板ホルダの支持面上にクロームの薄い層を蒸
着した。このCrで被覆した基板ホルダによる次の実験
で、上に説明したようなウエハ付着現象が完全にないこ
とを観測した。それでこの発明者は、上記現象が、実
際、例えばウエハをホルダ上に置く間の僅かなウエハ/
ホルダの相対運動による、摩擦電気効果に基づくと結論
付けた。本発明によれば、そのような摩擦電気効果の結
果としてのウエハと支持面の間のインタフェースでの電
荷分離は、導電層が(導電性の)ウエハ背面と支持面を
同じ電位に保つので、効果的に阻止される。
持面上に被着する導電性材料の層が非常に厚い必要はな
く;例えば、約100〜300nmのオーダの厚さの層
が良い結果をもたらすことが観察される。更に、導電層
がCrから成ることは必要なく;原理上は、例えば、A
l、PtおよびAuのような、多くの異なる金属を使う
ことができ、元素金属と合金の両方を使ってもよい。金
属の代りに導電性ポリマーを使うことも、例えば、Cr
NまたはTiNのような導電性無機化合物の使用と同
様、可能である。何れにしても、導電性材料の選択は、
とりわけ特定の製造用途での耐久性と基板純度の要求に
よって決るだろう。当業者は、そのような層を、金属お
よび無機化合物の場合は、スパッタ被着、分子線エピタ
キシアル法(MBE)および化学的気相成長(CV
D)、並びに導電性ポリマーの場合は、スピンコーティ
ング、吹付けおよび化学的気相成長のような手法を含
む、多くの異なる方法によって提供できることが分るだ
ろう。最善の結果は、導電層が支持面のかなりの面積を
覆い、理想的にはこの面積の大部分または全面積をこの
様に覆うときに得られる。
くとも部分的に誘電体膜を被せる。この誘電体膜は、膜
の垂直方向にかなりの電導を可能にするほど薄くあるべ
きであり;例えば、約20〜70nm程度の厚さが一般
的に満足であろう。そのような誘電体コーティングは、
下の導電層の耐久性を改善するのを助けることができ、
導電層の材料による基板の汚染に抵抗もする。この目的
の誘電材料の適切な例は、SiOx(石英を含むシリ
カ)であるが、例えば、Al2O3またはSiNのよう
な、他の材料も特定の用途に使ってよい。
を形成する段階; − パターンを含むマスクを形成する段階;および − マスクパターンの少なくとも一部の像を放射線感応
材料の層の目標領域上に投影するために、放射線の投影
ビームを使う段階を含む方法にも関する。本発明によれ
ば、そのような方法がこの投影段階中に基板を基板ホル
ダの支持面上で支持し、上記支持面を少なくとも部分的
に導電性材料の層で被覆したことを特徴とする。
製造プロセスでは、マスクのパターンを、少なくとも部
分的に放射線感応性材料(レジスト)で覆われた基板上
に結像する。この結像段階の前に、基板は、例えば、下
塗り、レジスト塗布およびソフトベークのような、種々
の処理を受けるかも知れない。露出後、基板は、例え
ば、露出後ベーク(PEB)、現像、ハードベークおよ
び結像形態の測定/検査のような、他の処理を受けるか
もしれない。この一連の処理は、デバイス、例えばIC
の個々の層をパターン化するための基礎として使用す
る。そのようにパターン化した層は、次に、エッチン
グ、イオン注入(ドーピング)、金属化処理、酸化処
理、化学・機械的研磨等のような、全て個々の層の仕上
げを意図した種々の処理を受けるかもしれない。もし、
幾つかの層が必要ならば、全処理またはその変形を各新
しい層に反復しなければならないだろう。結局、デバイ
スの配列が基板(ウエハ)上にできる。次に、これらの
デバイスをダイシングまたは鋸引のような手法によって
互いから分離し、そこから個々のデバイスをキャリヤに
取付け、ピンに接続する等をすることができる。そのよ
うなプロセスに関する更なる情報は、例えば、ピータ・
バン・ザントの“マイクロチップの製作:半導体加工の
実用ガイド”、第3版、マグロウヒル出版社、1997年、
ISBN0-07-067250-4という本から得ることができる。
に使うことに特別の参照をしたが、そのような装置に多
くの他の用途の可能性があることを明確に理解すべきで
ある。例えば、それを集積光学系、磁区メモリ用誘導検
出パターン、液晶ディスプレーパネル、薄膜磁気ヘッド
等の製造に使ってもよい。当業者は、そのような代替用
途の関係では、この明細書本文で使う“レチクル”、
“ウエハ”または“ダイ”という用語のどれも、それぞ
れ、より一般的な用語“マスク”、“基板”および“目
標領域”で置換えられると考えるべきであることが分る
だろう。本発明およびそれに付随する利点を実施例およ
び添付の概略図の助けをかりて更に説明する。
投影装置を概略的に示す。この装置は: ● 放射線の投影ビームPBを供給するための放射線シ
ステムLA、Ex、IN、CO; ● マスクMA(例えば、レチクル)を保持するための
マスクホルダを備えたマスクテーブルMT; ● 基板W(例えば、レジストを塗ったシリコンウエ
ハ)を保持するための基板ホルダを備える基板テーブル
WT;および ● マスクMAの被照射部分を基板Wの目標部分C(ダ
イ)上に結像するための投影システムPLを含む。この
場合、図示する装置は、屈折性部品を含む。しかし、そ
の代りに一つ以上の反射性部品を含んでもよい。この放
射線システムは、放射線のビームを作る線源LA(例え
ば、水銀灯若しくはエキシマレーザ、熱イオンガン若し
くはイオン源、または貯蔵リング若しくはシンクロトロ
ンの電子ビームの経路の周りに設けたウィグラ/アンジ
ュレータからの二次源)を含む。このビームは、出来た
ビームPBが所望の形状およびその断面での強度分布を
有するように、種々の光学部品 ― 例えば、ビーム成形
光学素子Ex、インテグレータINおよびコンデンサC
O ― に通される。
上のマスクホルダに保持されているマスクMAを横切る
(intercepts)。マスクMAを通過してから、ビームP
Bは、投影システムPLを通過し、その投影システムが
ビームPBを基板Wの目標領域C上に集束する。干渉形
変位および測定手段IFを使って、基板テーブルWTを
正確に動かすことができ、例えば、異なる目標領域Cを
ビームPBの経路内に配置する。同様に、マスクテーブ
ルMTをビームPBに関して非常に正確に位置づけ得
る。一般的に、マスクテーブルMTおよび基板テーブル
WTの移動は、図1にはっきりは示さないが、長ストロ
ークモジュール(粗位置決め)および短ストロークモジ
ュール(微細位置決め)を使って実現する。ウエハステ
ッパの場合は、ステップ・アンド・スキャン装置と違っ
て、マスクテーブルMTを短ストロークモジュールだけ
で動かすか固定するだけでもよい。
用出来る: ● ステップモードでは、マスクテーブルMTを固定
し、全マスク画像を目標領域C上に一度に(即ち、単一
“フラッシュ”で)投影する。次に、基板テーブルMT
をxおよび/またはy方向に移動して異なる目標領域C
を(固定)ビームPBによって照射できるようにし; ● 走査モードでは、与えられた目標領域Cを単一“フ
ラッシュ”で露出しないことを除いて、本質的に同じシ
ナリオを適用する。その代りに、マスクテーブルMTが
与えられた方向(所謂“走査”方向、例えば、x方向)
に速度νで動き得て、それで投影ビームPBにマスク画
像上を走査させ;それと共に、基板テーブルWTを同じ
または反対方向にV=Mνの速度で同時に動かし、但
し、Mは投影システムPLの倍率(典型的には、M=1
/4または1/5)である。この様にして、比較的大き
な目標領域Cを、解像度で妥協することなく、露出する
ことが出来る。
さないが、図2に部分断面で示す基板ホルダを有する。
基板ホルダ2は、突起6のマトリックス状配置を備える
基底面4を含み、各突起が基底面4から離れた先端6’
を有し、これらの先端が全て単一の実質的に平坦な平面
6”内にあるように具体化され;これは、ホルダ2上に
置いたウエハの平面であろう。更に、基板ホルダ2は、
一般的に、基底面4から突出し、このマトリックス状配
置を囲み、および実質的に均一な高さを有する真空壁8
を含む。この構造4、6、6’、8が請求項1で言及す
る支持面Sを構成する。
が(非導電性の)ガラス材料から成る。本発明によれ
ば、支持面Sが、Crのような、導電性材料の薄い層1
0で被覆されている。所望なら、この導電層10に、例
えば、SiOxから成る、非常に薄い誘電体膜(図示せ
ず)を被せてもよい。層10は、約200nmの厚さを
有する。導電層10の存在が摩擦電気効果による基板ホ
ルダ2の帯電を防ぎ;次に、これが上に説明したような
ウエハの付着現象を阻止する。
概略的に示す。
部の断面図を示す。
Claims (7)
- 【請求項1】 リソグラフィ投影装置であって: ● 放射線の投影ビーム(PB)を供給するための放射
線システム(LA、Ex、IN、CO); ● マスク(MA)を保持するためのマスクホルダを備
えるマスクテーブル(MT); ● 基板(W)を保持するための基板ホルダ(2)を備
える基板テーブル(WT);および ● 前記マスク(MA)の被照射部分を前記基板(W)
の目標部分(C)上に結像するための投影システム(P
L)を含み、前記基板ホルダ(2)が前記基板(W)を
支持するための支持面(S)を有する投影装置におい
て、 前記支持面(S)を少なくとも部分的に導電性材料の層
(10)で被覆したことを特徴とする装置。 - 【請求項2】 請求項1による装置において、前記導電
性材料が金属を含むことを特徴とする装置。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2による装置にお
いて、前記導電性材料の層(10)に少なくとも部分的
に誘電体膜を被覆することを特徴とする装置。 - 【請求項4】 請求項3による装置において、前記誘電
体膜がシリカ、SiOxを含むことを特徴とする装置。 - 【請求項5】 請求項1から請求項4までの何れか1項
による装置において、前記基板ホルダ(2)が、ガラス
材料および導電性の悪いセラミック材料によって作った
群から選択した材料を含むことを特徴とする装置。 - 【請求項6】 デバイス製造方法であって: − 少なくとも部分的に放射線感応材料で塗被した基板
(W)を形成する段階; − パターンを含むマスク(MA)を形成する段階;お
よび − 前記マスクのパターンの少なくとも一部の像を放射
線感応材料の層の目標領域(C)上に投影するために、
放射線の投影ビーム(PB)を使う段階を含む方法にお
いて、 前記投影段階中に前記基板(W)を基板ホルダ(2)の
支持面(S)上で支持し、該支持面(S)を少なくとも
部分的に導電性材料の層(10)で被覆したことを特徴
とする方法。 - 【請求項7】 請求項6で請求する方法を使って製造し
たデバイス。
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