JP2001297982A - リソグラフィ装置、デバイス製造方法、およびそれによって製造したデバイス - Google Patents
リソグラフィ装置、デバイス製造方法、およびそれによって製造したデバイスInfo
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- Power Engineering (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リソグラフィ装置、デバイス製造方法、およ
びそれによって製造したデバイスを提供すること。 【解決手段】 リソグラフィ投影装置内で、反射タイプ
・マスクがマスク・テーブル上の順応性膜に取り付けら
れている。膜の裏側は膜を変形させるために動作可能な
複数のアクチュエータに取り付けられている。マスク・
レベル・センサを用いてマスクのレベルを検出すること
ができ、アクチュエータはマスクを一定のレベルに保持
するように動作する。さらに、アクチュエータはマスク
を平坦で平面の向きが正しいように保持することができ
る。
びそれによって製造したデバイスを提供すること。 【解決手段】 リソグラフィ投影装置内で、反射タイプ
・マスクがマスク・テーブル上の順応性膜に取り付けら
れている。膜の裏側は膜を変形させるために動作可能な
複数のアクチュエータに取り付けられている。マスク・
レベル・センサを用いてマスクのレベルを検出すること
ができ、アクチュエータはマスクを一定のレベルに保持
するように動作する。さらに、アクチュエータはマスク
を平坦で平面の向きが正しいように保持することができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射投影ビームを
供給するための放射システムと、所望のパターンに従っ
て投影ビームをパターン形成する働きをするマスクをマ
スク担持面上に保持するためのマスク・テーブルと、基
板を保持するための基板テーブルと、パターン形成され
たビームを基板の目標部分に投影するための投影システ
ムとを含むリソグラフィ投影装置に関する。
供給するための放射システムと、所望のパターンに従っ
て投影ビームをパターン形成する働きをするマスクをマ
スク担持面上に保持するためのマスク・テーブルと、基
板を保持するための基板テーブルと、パターン形成され
たビームを基板の目標部分に投影するための投影システ
ムとを含むリソグラフィ投影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】リソグラフィ投影装置は、例えば、集積
回路（ＩＣ）の製造で使用できる。そのような場合、パ
ターン形成手段はＩＣの個々の層に対応する回路パター
ンを生成することができ、このパターンは放射感受性材
料（レジスト）の層でコーティングされた基板（シリコ
ン・ウエハ）上の目標部分（例えば、１つまたは複数の
チップ）上に結像することができる。一般に、単一のウ
エハは投影システムによって１度に１つずつ連続して照
射される隣接する目標部分のネットワーク全体を含む。
最新の装置では、マスク・テーブル上でのマスクによる
パターン形成を採用して、２つの異なるタイプのマシン
の区別が可能である。１つのタイプのリソグラフィ投影
装置では、各目標部分はマスク・パターン全体を目標部
分の上に一気にさらすことで各目標部分が照射される。
そのような装置は一般にウエハ・ステッパと呼ばれる。
ステップアンドスキャン装置と呼ばれる別の装置では、
各目標部分は、投影ビーム下でマスク・パターンを所与
の基準方向（「スキャン方向」）に漸次スキャンし、同
時にこの方向に平行な、または平行でない基板テーブル
を同期してスキャンすることで照射される。一般に、投
影システムは倍率Ｍ（一般に＜１）を有し、基板テーブ
ルがスキャンされる速度Ｖはマスク・テーブルがスキャ
ンされる速度に倍率Ｍを掛けた値である。本明細書に記
載するリソグラフィ装置の詳細情報は、例えば、本明細
書に参考として組み込まれた米国特許第６０４６７９２
号から収集することができる。
回路（ＩＣ）の製造で使用できる。そのような場合、パ
ターン形成手段はＩＣの個々の層に対応する回路パター
ンを生成することができ、このパターンは放射感受性材
料（レジスト）の層でコーティングされた基板（シリコ
ン・ウエハ）上の目標部分（例えば、１つまたは複数の
チップ）上に結像することができる。一般に、単一のウ
エハは投影システムによって１度に１つずつ連続して照
射される隣接する目標部分のネットワーク全体を含む。
最新の装置では、マスク・テーブル上でのマスクによる
パターン形成を採用して、２つの異なるタイプのマシン
の区別が可能である。１つのタイプのリソグラフィ投影
装置では、各目標部分はマスク・パターン全体を目標部
分の上に一気にさらすことで各目標部分が照射される。
そのような装置は一般にウエハ・ステッパと呼ばれる。
ステップアンドスキャン装置と呼ばれる別の装置では、
各目標部分は、投影ビーム下でマスク・パターンを所与
の基準方向（「スキャン方向」）に漸次スキャンし、同
時にこの方向に平行な、または平行でない基板テーブル
を同期してスキャンすることで照射される。一般に、投
影システムは倍率Ｍ（一般に＜１）を有し、基板テーブ
ルがスキャンされる速度Ｖはマスク・テーブルがスキャ
ンされる速度に倍率Ｍを掛けた値である。本明細書に記
載するリソグラフィ装置の詳細情報は、例えば、本明細
書に参考として組み込まれた米国特許第６０４６７９２
号から収集することができる。
【０００３】リソグラフィ投影装置を使用する製造工程
では、パターン（例えばマスク内の）が少なくとも部分
的に放射感受性材料（レジスト）の層で覆われた基板上
に結像される。この結像ステップに先立って、基板にプ
ライミング、レジスト・コーティング、およびソフト・
ベークなどの様々な処理を施すことができる。露光後、
基板についてポスト露光ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハー
ド・ベークおよび結像の測定／検査を行うことができ
る。この一連のプロセスは、デバイス、例えばＩＣの個
々の層をパターン形成する基礎として使用できる。その
ようなパターン形成された層は、次に、すべて個々の層
を完成するためのエッチング、イオン注入（ドーピン
グ）、電極形成、酸化、化学機械研磨などの様々な工程
を経ることができる。複数の層が必要な場合、手順全
体、またはその変形手順を新しい層についていちいち繰
り返す必要がある。最終的に、デバイスのアレイが基板
（ウエハ）上に載る。これらのデバイスはダイシングま
たはソーイングなどの技術によって互いに分離され、そ
こから個々のデバイスは端子などに接続されたキャリア
上に担持できる。そのような工程に関する詳細情報は、
例えば、本明細書に参照として組み込まれたＰｅｔｅｒ
ｖａｎ Ｚａｎｔ著「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒ
ｉｃａｔｉｏｎ： Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄ
ｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓ
ｓｉｎｇ」第３版、ＭｃＧｒａｗ ＨｉｌｌＰｕｂｌｉ
ｓｈｉｎｇ Ｃｏ．，１９９７、ＩＳＢＮ０−０７−０
６７２５０−４から得ることができる。
では、パターン（例えばマスク内の）が少なくとも部分
的に放射感受性材料（レジスト）の層で覆われた基板上
に結像される。この結像ステップに先立って、基板にプ
ライミング、レジスト・コーティング、およびソフト・
ベークなどの様々な処理を施すことができる。露光後、
基板についてポスト露光ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハー
ド・ベークおよび結像の測定／検査を行うことができ
る。この一連のプロセスは、デバイス、例えばＩＣの個
々の層をパターン形成する基礎として使用できる。その
ようなパターン形成された層は、次に、すべて個々の層
を完成するためのエッチング、イオン注入（ドーピン
グ）、電極形成、酸化、化学機械研磨などの様々な工程
を経ることができる。複数の層が必要な場合、手順全
体、またはその変形手順を新しい層についていちいち繰
り返す必要がある。最終的に、デバイスのアレイが基板
（ウエハ）上に載る。これらのデバイスはダイシングま
たはソーイングなどの技術によって互いに分離され、そ
こから個々のデバイスは端子などに接続されたキャリア
上に担持できる。そのような工程に関する詳細情報は、
例えば、本明細書に参照として組み込まれたＰｅｔｅｒ
ｖａｎ Ｚａｎｔ著「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒ
ｉｃａｔｉｏｎ： Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄ
ｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓ
ｓｉｎｇ」第３版、ＭｃＧｒａｗ ＨｉｌｌＰｕｂｌｉ
ｓｈｉｎｇ Ｃｏ．，１９９７、ＩＳＢＮ０−０７−０
６７２５０−４から得ることができる。
【０００４】話を分かりやすくするために、投影システ
ムを以後「レンズ」と呼ぶ。ただし、この用語は例えば
屈折光学装置、反射光学装置およびカタディオプトリッ
ク・システム（ｃａｔａｄｉｏｐｔｒｉｃ ｓｙｓｔｅ
ｍ）を含む様々なタイプの投影システムを含むものと広
く解釈しなければならない。放射システムもまた、放射
投影ビームを指向し、整形し、または制御するためのこ
れらの設計タイプのいずれかに準拠して動作する構成要
素を含み、そのような構成要素は集合的にまたは個々に
「レンズ」と呼ぶことができる。さらに、リソグラフィ
装置は複数の基板テーブル（および／または複数のマス
ク・テーブル）を有するタイプである。そのような「多
段」装置では、追加のテーブルを並列に使用でき、また
は１つまたは複数の他のテーブルが露光に使用されてい
る間に１つまたは複数のテーブルで準備ステップを実行
してもよい。例えば、両方とも参照として組み込まれた
米国特許第５９６９４４１号とＷＯ９８／４０７９１に
は２段リソグラフィ装置が記載されている。
ムを以後「レンズ」と呼ぶ。ただし、この用語は例えば
屈折光学装置、反射光学装置およびカタディオプトリッ
ク・システム（ｃａｔａｄｉｏｐｔｒｉｃ ｓｙｓｔｅ
ｍ）を含む様々なタイプの投影システムを含むものと広
く解釈しなければならない。放射システムもまた、放射
投影ビームを指向し、整形し、または制御するためのこ
れらの設計タイプのいずれかに準拠して動作する構成要
素を含み、そのような構成要素は集合的にまたは個々に
「レンズ」と呼ぶことができる。さらに、リソグラフィ
装置は複数の基板テーブル（および／または複数のマス
ク・テーブル）を有するタイプである。そのような「多
段」装置では、追加のテーブルを並列に使用でき、また
は１つまたは複数の他のテーブルが露光に使用されてい
る間に１つまたは複数のテーブルで準備ステップを実行
してもよい。例えば、両方とも参照として組み込まれた
米国特許第５９６９４４１号とＷＯ９８／４０７９１に
は２段リソグラフィ装置が記載されている。
【０００５】マスクの概念はリソグラフィ分野ではよく
知られており、このマスクの概念は２進、交互位相シフ
ト、および減衰位相シフトと様々なハイブリッド・マス
ク・タイプを含む。そのようなマスクを放射ビームにさ
らすと、マスクのパターンに従って、マスクに当たる放
射の選択的透過（透過マスクの場合）または反射（反射
マスクの場合）が起こる。マスク・テーブルはマスクが
入放射ビーム内の所望の位置にマスクを確実に保持し、
また必要に応じてビームに対して移動することができ
る。
知られており、このマスクの概念は２進、交互位相シフ
ト、および減衰位相シフトと様々なハイブリッド・マス
ク・タイプを含む。そのようなマスクを放射ビームにさ
らすと、マスクのパターンに従って、マスクに当たる放
射の選択的透過（透過マスクの場合）または反射（反射
マスクの場合）が起こる。マスク・テーブルはマスクが
入放射ビーム内の所望の位置にマスクを確実に保持し、
また必要に応じてビームに対して移動することができ
る。
【０００６】従来、マスク・テーブルは放射が放射シス
テムからマスクと投影システムを通過し、基板に当たる
ように配置されている。そのようなマスクは透過マスク
として知られているが、それはこれらのマスクが選択的
に放射を放射システムから透過させ、それによって基板
上にパターンが形成されるためである。そのようなマス
クはマスクを光が透過できるように支持されなければな
らない。これは、従来、大気圧でマスクをテーブルに圧
着できるようにマスクの周辺部の下のテーブル内で真空
を用いて達成できた。
テムからマスクと投影システムを通過し、基板に当たる
ように配置されている。そのようなマスクは透過マスク
として知られているが、それはこれらのマスクが選択的
に放射を放射システムから透過させ、それによって基板
上にパターンが形成されるためである。そのようなマス
クはマスクを光が透過できるように支持されなければな
らない。これは、従来、大気圧でマスクをテーブルに圧
着できるようにマスクの周辺部の下のテーブル内で真空
を用いて達成できた。
【０００７】リソグラフィ装置では、ウエハ上に結像で
きる形の大きさは投影放射の波長によって制限されてい
る。より高密度のデバイス、したがってより速い動作速
度をもつ集積回路を製造するには、より小さい形を結像
できることが望ましい。最新のリソグラフィ投影装置は
水銀灯またはエキシマ・レーザによって生成される紫外
線光を採用しているが、約１３ｎｍというより短い波長
放射を使用することが提案されている。そのような放射
は極紫外線（ＥＵＶ）またはソフトＸ線と呼ばれ、可能
な光源はレーザ生成プラズマ源、放電源またはシンクロ
トロン放射源を含む。
きる形の大きさは投影放射の波長によって制限されてい
る。より高密度のデバイス、したがってより速い動作速
度をもつ集積回路を製造するには、より小さい形を結像
できることが望ましい。最新のリソグラフィ投影装置は
水銀灯またはエキシマ・レーザによって生成される紫外
線光を採用しているが、約１３ｎｍというより短い波長
放射を使用することが提案されている。そのような放射
は極紫外線（ＥＵＶ）またはソフトＸ線と呼ばれ、可能
な光源はレーザ生成プラズマ源、放電源またはシンクロ
トロン放射源を含む。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ＥＵＶ放射を使用する
場合、投影システムは物体側で中心からずれる。したが
って、マスクの高さが変化すると基板上の像の水平およ
び垂直位置が変化する。また、光の吸収を防止するた
め、光伝搬経路に真空を用いる必要がある。したがっ
て、従来の真空圧着方式は有効でない。
場合、投影システムは物体側で中心からずれる。したが
って、マスクの高さが変化すると基板上の像の水平およ
び垂直位置が変化する。また、光の吸収を防止するた
め、光伝搬経路に真空を用いる必要がある。したがっ
て、従来の真空圧着方式は有効でない。
【０００９】本発明の一目的は、正確な位置決めおよび
改善された平坦さを達成するために、マスクを正確に保
持するために使用することができるマスク・テーブルを
含むリソグラフィ装置を提供することである。
改善された平坦さを達成するために、マスクを正確に保
持するために使用することができるマスク・テーブルを
含むリソグラフィ装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記その他の目的は、本
発明によれば、放射投影ビームを供給するための放射シ
ステムと、所望のパターンに従って投影ビームをパター
ン形成する働きをするマスクをマスク担持面上に保持す
るためのマスク・テーブルと、基板を保持するための基
板テーブルと、パターン形成されたビームを基板の目標
部分に投影するための投影システムとを含むリソグラフ
ィ投影装置であって、前記マスク・テーブルが、マスク
担持面を含む順応性膜と、マスク担持面にほぼ直角な方
向に膜を変形させるために膜に力を加えるように動作可
能な少なくとも１つのアクチュエータとを含むリソグラ
フィ投影装置において達成される。
発明によれば、放射投影ビームを供給するための放射シ
ステムと、所望のパターンに従って投影ビームをパター
ン形成する働きをするマスクをマスク担持面上に保持す
るためのマスク・テーブルと、基板を保持するための基
板テーブルと、パターン形成されたビームを基板の目標
部分に投影するための投影システムとを含むリソグラフ
ィ投影装置であって、前記マスク・テーブルが、マスク
担持面を含む順応性膜と、マスク担持面にほぼ直角な方
向に膜を変形させるために膜に力を加えるように動作可
能な少なくとも１つのアクチュエータとを含むリソグラ
フィ投影装置において達成される。
【００１１】したがって、反射マスクの表面の変化は容
易かつ正確に補正できる。
易かつ正確に補正できる。
【００１２】好ましくは、アクチュエータは、膜の、マ
スク担持面に対向する、膜の裏面上で動作可能であり、
いくつかのそのようなアクチュエータを使用して、膜を
変形させることができる精度を高めることができる。さ
らに、アクチュエータと膜との間にばねを使用して、加
えられる力を緊密に制御することができる。
スク担持面に対向する、膜の裏面上で動作可能であり、
いくつかのそのようなアクチュエータを使用して、膜を
変形させることができる精度を高めることができる。さ
らに、アクチュエータと膜との間にばねを使用して、加
えられる力を緊密に制御することができる。
【００１３】マスク・レベル・センサが好ましくはマス
ク表面の３次元マップを構成するために複数のポイント
でマスクの表面をスキャンするために使用される。次い
でコントローラを使用してアクチュエータにマスク表面
のいかなる非平坦さも低減されるように膜に力を加える
ように指示することができる。
ク表面の３次元マップを構成するために複数のポイント
でマスクの表面をスキャンするために使用される。次い
でコントローラを使用してアクチュエータにマスク表面
のいかなる非平坦さも低減されるように膜に力を加える
ように指示することができる。
【００１４】また本発明は、静電気力を用いて前記順応
性膜にマスクを取り付けるための手段をさらに含む上記
のリソグラフィ投影装置を提供する。
性膜にマスクを取り付けるための手段をさらに含む上記
のリソグラフィ投影装置を提供する。
【００１５】本発明の別の態様によれば、放射感受性材
料の層で少なくとも部分的に覆われた基板を準備するス
テップと、放射システムを用いて放射投影ビームを供給
するステップと、マスクを用いて投影ビームの断面にパ
ターンを与えるステップと、パターン形成された放射ビ
ームを放射感受性材料の層の目標部分に投影するステッ
プとを含むデバイス製造方法であって、マスクの形状を
制御するためにマスク担持面にほぼ直角な方向にマスク
が支持されるマスク担持面を含む順応性膜を変形させる
ステップを特徴とするデバイス製造方法が提供される。
料の層で少なくとも部分的に覆われた基板を準備するス
テップと、放射システムを用いて放射投影ビームを供給
するステップと、マスクを用いて投影ビームの断面にパ
ターンを与えるステップと、パターン形成された放射ビ
ームを放射感受性材料の層の目標部分に投影するステッ
プとを含むデバイス製造方法であって、マスクの形状を
制御するためにマスク担持面にほぼ直角な方向にマスク
が支持されるマスク担持面を含む順応性膜を変形させる
ステップを特徴とするデバイス製造方法が提供される。
【００１６】本明細書ではＩＣ製造での本発明による装
置の使用に特に言及してはいるが、そのような装置は他
の可能な応用分野を数多く有することを明確に理解され
たい。例えば、そのような装置は統合光システム、磁気
ドメイン・メモリの誘導および検出パターン、液晶ディ
スプレイ・パネル、薄膜磁気ヘッドなどに使用できる。
そのような代替応用分野に関して、本明細書での「レチ
クル」、「ウエハ」または「ダイ」という用語のいかな
る使用も、それぞれ「マスク」、「基板」および「目標
部分」というより一般的な用語に置き換えるべきである
ということを当業者は理解するであろう。
置の使用に特に言及してはいるが、そのような装置は他
の可能な応用分野を数多く有することを明確に理解され
たい。例えば、そのような装置は統合光システム、磁気
ドメイン・メモリの誘導および検出パターン、液晶ディ
スプレイ・パネル、薄膜磁気ヘッドなどに使用できる。
そのような代替応用分野に関して、本明細書での「レチ
クル」、「ウエハ」または「ダイ」という用語のいかな
る使用も、それぞれ「マスク」、「基板」および「目標
部分」というより一般的な用語に置き換えるべきである
ということを当業者は理解するであろう。
【００１７】本明細書では、「放射」と「ビーム」とい
う用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、波長が３６
５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍのもの）
と極紫外線（ＥＵＶまたはＸＵＶ）放射（例えば、５ｎ
ｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有するもの）と、イオン・
ビームまたは電子ビームなどの分子ビームを含むすべて
のタイプの電磁放射を含むように使用される。
う用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、波長が３６
５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍのもの）
と極紫外線（ＥＵＶまたはＸＵＶ）放射（例えば、５ｎ
ｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有するもの）と、イオン・
ビームまたは電子ビームなどの分子ビームを含むすべて
のタイプの電磁放射を含むように使用される。
【００１８】以下、同様の参照番号が同様の部分を示す
添付図面を参照する本発明の例示的な実施形態について
説明する。
添付図面を参照する本発明の例示的な実施形態について
説明する。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１に本発明によるリソグラフィ
投影装置１を示す。この装置は、マスクＭＡ（例えばレ
チクル）を保持し、第１の位置決め手段ＰＭに接続され
て品目ＰＬに関してマスクを正確に位置決めする第１の
オブジェクト・テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと、
基板Ｗ（例えばレジストコーティングされたシリコン・
ウエハ）を保持し、第２の位置決め手段ＰＷに接続され
て品目ＰＬに関して基板を正確に位置決めする第２のオ
ブジェクト・テーブル（基板テーブル）ＷＴと、マスク
ＭＡの照射部分を基板Ｗの目標部分Ｃ（チップ）上に結
像するための投影システム（「レンズ」）ＰＬとを含
む。本明細書に示すように、投射システムは反射タイプ
である。
投影装置１を示す。この装置は、マスクＭＡ（例えばレ
チクル）を保持し、第１の位置決め手段ＰＭに接続され
て品目ＰＬに関してマスクを正確に位置決めする第１の
オブジェクト・テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと、
基板Ｗ（例えばレジストコーティングされたシリコン・
ウエハ）を保持し、第２の位置決め手段ＰＷに接続され
て品目ＰＬに関して基板を正確に位置決めする第２のオ
ブジェクト・テーブル（基板テーブル）ＷＴと、マスク
ＭＡの照射部分を基板Ｗの目標部分Ｃ（チップ）上に結
像するための投影システム（「レンズ」）ＰＬとを含
む。本明細書に示すように、投射システムは反射タイプ
である。
【００２０】光源ＬＡ（例えば、レーザ生成プラズマ
源、放電源またはストレージ・リングまたはシンクロト
ロン内の電子ビームの経路周辺に設けられたアンジュレ
ータまたはウィグラ）は放射ビームを生成する。このビ
ームは、直接またはビーム・エキスパンダなどの調節手
段を横切った後で照明システム（照明装置）ＩＬに供給
される。照明装置ＩＬはビーム強度分散の外部および／
または内部半径の大きさ（それぞれ一般にσ−ｏｕｔｅ
ｒまたはσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を設定する調整手
段を含むことができる。さらに、インテグレータおよび
コンデンサなどの様々なその他の構成要素を一般に含
む。このようにして、マスクＭＡに当たるビームＰＢは
断面での所望の一様性と強度分散を有する。
源、放電源またはストレージ・リングまたはシンクロト
ロン内の電子ビームの経路周辺に設けられたアンジュレ
ータまたはウィグラ）は放射ビームを生成する。このビ
ームは、直接またはビーム・エキスパンダなどの調節手
段を横切った後で照明システム（照明装置）ＩＬに供給
される。照明装置ＩＬはビーム強度分散の外部および／
または内部半径の大きさ（それぞれ一般にσ−ｏｕｔｅ
ｒまたはσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を設定する調整手
段を含むことができる。さらに、インテグレータおよび
コンデンサなどの様々なその他の構成要素を一般に含
む。このようにして、マスクＭＡに当たるビームＰＢは
断面での所望の一様性と強度分散を有する。
【００２１】図１に関して、光源ＬＡはリソグラフィ投
影装置のハウジング内に収容できるが、リソグラフィ投
影装置のハウジングから離れていてもよく、光源ＬＡが
生成する放射ビームは装置内に導かれる（例えば、適切
な指向ミラーによって）。本発明および特許請求の範囲
はこれらのシナリオの両方を含む。
影装置のハウジング内に収容できるが、リソグラフィ投
影装置のハウジングから離れていてもよく、光源ＬＡが
生成する放射ビームは装置内に導かれる（例えば、適切
な指向ミラーによって）。本発明および特許請求の範囲
はこれらのシナリオの両方を含む。
【００２２】その後、ビームＰＢはマスク・テーブルＭ
Ｔ上に保持されているマスクＭＡを遮断する。マスクＭ
Ａによって選択的に反射したビームＰＢはレンズＰＬを
通過し、レンズＰＬはビームＰＢを基板Ｗの目標部分Ｃ
上に合焦する。第２の位置決め手段（および干渉法測定
手段ＩＦ）の助けを借りて、基板テーブルＷＴを正確
に、例えば、ビームＰＢの経路内に異なる目標部分Ｃを
配置するように移動することができる。同様に、第１の
位置決め手段を用いて、例えば、マスク・ライブラリか
らマスクＭＡを機械的に取り出した後で、またはスキャ
ン中に、ビームＰＢの経路内に関してマスクＭＡを正確
に配置することができる。一般に、オブジェクト・テー
ブルＭＴ、ＷＴの移動は、図１には明示していない長ス
トローク・モジュール（粗位置決め）と短ストローク・
モジュール（精密位置決め）の助けを借りて実現でき
る。
Ｔ上に保持されているマスクＭＡを遮断する。マスクＭ
Ａによって選択的に反射したビームＰＢはレンズＰＬを
通過し、レンズＰＬはビームＰＢを基板Ｗの目標部分Ｃ
上に合焦する。第２の位置決め手段（および干渉法測定
手段ＩＦ）の助けを借りて、基板テーブルＷＴを正確
に、例えば、ビームＰＢの経路内に異なる目標部分Ｃを
配置するように移動することができる。同様に、第１の
位置決め手段を用いて、例えば、マスク・ライブラリか
らマスクＭＡを機械的に取り出した後で、またはスキャ
ン中に、ビームＰＢの経路内に関してマスクＭＡを正確
に配置することができる。一般に、オブジェクト・テー
ブルＭＴ、ＷＴの移動は、図１には明示していない長ス
トローク・モジュール（粗位置決め）と短ストローク・
モジュール（精密位置決め）の助けを借りて実現でき
る。
【００２３】図示の装置は次の２つの異なるモードで使
用できる。 １．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴは基
本的に固定され、マスク像全体が目標部分Ｃ上に一気に
（すなわち、単一の「フラッシュ」で）投影される。基
板テーブルＷＴは次いでｘおよび／またはｙ方向にシフ
トされて異なる目標部分ＣがビームＰＢによって照射さ
れる。 ２．スキャン・モードでも、所与の目標部分Ｃが単一
「フラッシュ」にさらされないことを除いて、基本的に
同じシナリオが適用される。その代わりに、マスク・テ
ーブルＭＴは所与の方向（いわゆる「スキャン方向」、
例えば、ｙ方向）に速度ｖで移動でき、したがって、放
射ビームＰＢはマスク像をスキャンさせる。同時に、基
板テーブルＷＴは速度Ｖ＝Ｍｖ−ただしＭはレンズＰＬ
の倍率（通常、Ｍ＝１／４または１／５）−で同じまた
は逆の方向に同時に移動する。このようにして、解像度
を犠牲にすることなく比較的大きい目標部分Ｃを露光す
ることができる。
用できる。 １．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴは基
本的に固定され、マスク像全体が目標部分Ｃ上に一気に
（すなわち、単一の「フラッシュ」で）投影される。基
板テーブルＷＴは次いでｘおよび／またはｙ方向にシフ
トされて異なる目標部分ＣがビームＰＢによって照射さ
れる。 ２．スキャン・モードでも、所与の目標部分Ｃが単一
「フラッシュ」にさらされないことを除いて、基本的に
同じシナリオが適用される。その代わりに、マスク・テ
ーブルＭＴは所与の方向（いわゆる「スキャン方向」、
例えば、ｙ方向）に速度ｖで移動でき、したがって、放
射ビームＰＢはマスク像をスキャンさせる。同時に、基
板テーブルＷＴは速度Ｖ＝Ｍｖ−ただしＭはレンズＰＬ
の倍率（通常、Ｍ＝１／４または１／５）−で同じまた
は逆の方向に同時に移動する。このようにして、解像度
を犠牲にすることなく比較的大きい目標部分Ｃを露光す
ることができる。
【００２４】本発明は、とりわけ、マスクの高さの変化
が基板上の最終的な像の水平位置の変化を引き起こす
（このために、製造するデバイスの先行および／または
後続の層に関してオーバレイ誤差が引き起こされる）と
いう問題を緩和する。
が基板上の最終的な像の水平位置の変化を引き起こす
（このために、製造するデバイスの先行および／または
後続の層に関してオーバレイ誤差が引き起こされる）と
いう問題を緩和する。
【００２５】添付の図面の図２はこの現象を示す。照明
ビームＰＢ１およびＰＢ２は固定角度（図示の実施形態
では表面の垂線に対して６度）でマスクに当たる。ただ
し、マスクの高さの変化は、反射ビームが投影システム
の入射ひとみの異なる位置に入射することを意味する。
図２に示す反射ビーム１はビームＰＢ１が第１の垂直位
置にあるマスクから反射した時に生成される。マスクの
高さ位置が変化した（例えば、図２に示すようにΔ１＝
５００ｎｍ）とすると、マスクの同じポイントにはビー
ムＢ２が当たり、反射ビームＢ２が生成されるであろ
う。マスクの高さ位置の変化は、照明ビームＰＢ１およ
びＰＢ２が反射するマスクのポイントの像が投影システ
ムの入射ひとみ上で水平に移動する（図２ではΔ＝５０
０×ｔａｎ（６°）＝５０ｎｍ）ことを意味する。この
水平移動は、投影システムの倍率に対応する量によって
投影システム内で縮尺変更する。したがって、図２の例
では、倍率は０．２５であるので、ウエハ上の水平移動
はΔ３＝５０×０．２５＝１３ｎｍとなる。例えば、わ
ずか３ｎｍのオーバレイ誤差でウエハ上に多数の層を設
けなければならないことが認識される時には、マスクの
高さを制御することが重要であることが分かる。
ビームＰＢ１およびＰＢ２は固定角度（図示の実施形態
では表面の垂線に対して６度）でマスクに当たる。ただ
し、マスクの高さの変化は、反射ビームが投影システム
の入射ひとみの異なる位置に入射することを意味する。
図２に示す反射ビーム１はビームＰＢ１が第１の垂直位
置にあるマスクから反射した時に生成される。マスクの
高さ位置が変化した（例えば、図２に示すようにΔ１＝
５００ｎｍ）とすると、マスクの同じポイントにはビー
ムＢ２が当たり、反射ビームＢ２が生成されるであろ
う。マスクの高さ位置の変化は、照明ビームＰＢ１およ
びＰＢ２が反射するマスクのポイントの像が投影システ
ムの入射ひとみ上で水平に移動する（図２ではΔ＝５０
０×ｔａｎ（６°）＝５０ｎｍ）ことを意味する。この
水平移動は、投影システムの倍率に対応する量によって
投影システム内で縮尺変更する。したがって、図２の例
では、倍率は０．２５であるので、ウエハ上の水平移動
はΔ３＝５０×０．２５＝１３ｎｍとなる。例えば、わ
ずか３ｎｍのオーバレイ誤差でウエハ上に多数の層を設
けなければならないことが認識される時には、マスクの
高さを制御することが重要であることが分かる。
【００２６】マスク・テーブルの詳細を図３に示す。図
から分かるように、テーブル自体が断面Ｕ字形の構成を
有するボックス状の筺体１００を含む。柔軟な膜１１０
がマスク・テーブルの開口部の上に配置され、マスクＭ
Ａが膜の外部表面（マスク担持面）に取り付けられてい
る。真空力は使用できないので、マスクは静電気力を用
いて膜に取り付けられている。言い換えれば、マスクと
膜とは相互に引き合うように逆の電荷をかけられてい
る。膜の裏側はばね１３０とアクチュエータ１４０のシ
ステムに取り付けられ、このシステムはボックス状の筺
体１００の底面に取り付けられている。膜はアクチュエ
ータ１４０によって加えることができる力によって変形
できる。アクチュエータはピストンまたはリニア・モー
タなどのリニア・アクチュエータでよい。さらに、圧電
アクチュエータも適している。調整式ばね、調整式空気
シリンダまたは調整式バランス・マスなどの受動力アク
チュエータを用いて熱放散なしに膜の一部に力を加える
ことができる。したがって、本発明のマスク・ホルダに
おいてそのような受動力アクチュエータが使用できるこ
とが有利である。膜に正確な力がかかってマスクが正し
い垂直位置にあって平坦であることが保証されるよう
に、アクチュエータはコントローラ（図示せず）によっ
て制御される。
から分かるように、テーブル自体が断面Ｕ字形の構成を
有するボックス状の筺体１００を含む。柔軟な膜１１０
がマスク・テーブルの開口部の上に配置され、マスクＭ
Ａが膜の外部表面（マスク担持面）に取り付けられてい
る。真空力は使用できないので、マスクは静電気力を用
いて膜に取り付けられている。言い換えれば、マスクと
膜とは相互に引き合うように逆の電荷をかけられてい
る。膜の裏側はばね１３０とアクチュエータ１４０のシ
ステムに取り付けられ、このシステムはボックス状の筺
体１００の底面に取り付けられている。膜はアクチュエ
ータ１４０によって加えることができる力によって変形
できる。アクチュエータはピストンまたはリニア・モー
タなどのリニア・アクチュエータでよい。さらに、圧電
アクチュエータも適している。調整式ばね、調整式空気
シリンダまたは調整式バランス・マスなどの受動力アク
チュエータを用いて熱放散なしに膜の一部に力を加える
ことができる。したがって、本発明のマスク・ホルダに
おいてそのような受動力アクチュエータが使用できるこ
とが有利である。膜に正確な力がかかってマスクが正し
い垂直位置にあって平坦であることが保証されるよう
に、アクチュエータはコントローラ（図示せず）によっ
て制御される。
【００２７】膜とばねの構成は、マスクの裏のいかなる
微量の汚染も膜の柔軟性によって補償され、またこの構
造に修正的な変形を加えることが比較的容易であるとい
う点で有利である。図３で、４つの膜とアクチュエータ
のセットが使用されているが、これは限定的なものでは
ない。これより数が多くても少なくてもよいが、一般に
アクチュエータの数が増えると膜の変形がより正確にで
きるため、有利である。
微量の汚染も膜の柔軟性によって補償され、またこの構
造に修正的な変形を加えることが比較的容易であるとい
う点で有利である。図３で、４つの膜とアクチュエータ
のセットが使用されているが、これは限定的なものでは
ない。これより数が多くても少なくてもよいが、一般に
アクチュエータの数が増えると膜の変形がより正確にで
きるため、有利である。
【００２８】マスクは高度の平坦さで製造されるが、そ
れでも、著しく位置決めの精度に影響するほど十分な大
きさの完全な平坦さからのマスク表面のかなりの偏り
（「非平坦さ」と呼ばれる）が発生する可能性がある。
非平坦さは、例えば、マスクの厚みの変動、マスクの形
状の歪みまたはマスク・ホルダ上の汚れによって発生す
る。特に断りのない限り、以下の「マスク表面」は放射
が当たるマスクの上表面を指す。
れでも、著しく位置決めの精度に影響するほど十分な大
きさの完全な平坦さからのマスク表面のかなりの偏り
（「非平坦さ」と呼ばれる）が発生する可能性がある。
非平坦さは、例えば、マスクの厚みの変動、マスクの形
状の歪みまたはマスク・ホルダ上の汚れによって発生す
る。特に断りのない限り、以下の「マスク表面」は放射
が当たるマスクの上表面を指す。
【００２９】マスク・レベルの詳細を測定するためのマ
スク・レベル・センサは図３には示されていない。レベ
ル・センサは、例えば、本明細書に参照として組み込ま
れた米国特許第５１９１２００号、または本明細書に参
照として組み込まれた欧州特許出願ＥＰ １ ０３７
１１７（Ｐ−１０２８）に記載の該特許では焦点誤差検
出システムと呼ばれる光センサである。レベル・センサ
は、複数の横方向の位置で垂直位置を同時に測定でき、
各々について小さい領域の平均高さを測定し、そうする
ことで空間的に頻発する非平坦さを平均化できる。
スク・レベル・センサは図３には示されていない。レベ
ル・センサは、例えば、本明細書に参照として組み込ま
れた米国特許第５１９１２００号、または本明細書に参
照として組み込まれた欧州特許出願ＥＰ １ ０３７
１１７（Ｐ−１０２８）に記載の該特許では焦点誤差検
出システムと呼ばれる光センサである。レベル・センサ
は、複数の横方向の位置で垂直位置を同時に測定でき、
各々について小さい領域の平均高さを測定し、そうする
ことで空間的に頻発する非平坦さを平均化できる。
【００３０】光レベル・センサは光ビームまたはそのよ
うな光ビームのグループを２次元領域上で動かすことに
よってその領域の高さをスキャンすることができる。光
ビームは反射し、反射したビームが測定されて反射した
表面の高さが決定される。１度に表面の小さい領域だけ
がマッピングされるが、反射のポイントは入射光ビーム
が動くにつれて動くので、スキャン・プロセスで表面全
体がマッピングできる。
うな光ビームのグループを２次元領域上で動かすことに
よってその領域の高さをスキャンすることができる。光
ビームは反射し、反射したビームが測定されて反射した
表面の高さが決定される。１度に表面の小さい領域だけ
がマッピングされるが、反射のポイントは入射光ビーム
が動くにつれて動くので、スキャン・プロセスで表面全
体がマッピングできる。
【００３１】コントローラはマスク・レベル・センサか
らの情報を用いてアクチュエータへの指示の方法を決定
する。例えば、マスク・レベル・センサがマスクの一部
が高すぎることを示す時には、コントローラはアクチュ
エータにそのマスク部分が低くなるように動くように指
示し、それによって平坦さを増してマスクの平均高さを
改善するであろう。マスク・レベル・センサはマスク上
の複数のポイントで測定値を収集できるセンサであっ
て、コントローラはマスクが正しい垂直位置にあるだけ
でなく平坦さが増すように力を加えるようにアクチュエ
ータに指示することができる。さらに、アクチュエータ
はマスクの傾きを補正でき、これは応用分野によっては
重要である。
らの情報を用いてアクチュエータへの指示の方法を決定
する。例えば、マスク・レベル・センサがマスクの一部
が高すぎることを示す時には、コントローラはアクチュ
エータにそのマスク部分が低くなるように動くように指
示し、それによって平坦さを増してマスクの平均高さを
改善するであろう。マスク・レベル・センサはマスク上
の複数のポイントで測定値を収集できるセンサであっ
て、コントローラはマスクが正しい垂直位置にあるだけ
でなく平坦さが増すように力を加えるようにアクチュエ
ータに指示することができる。さらに、アクチュエータ
はマスクの傾きを補正でき、これは応用分野によっては
重要である。
【００３２】本発明による１つの方法について説明す
る。まず、マスク・レベル・センサを用いてマスクの外
部表面をマッピングして高さのばらつきまたは誤差を確
認する。次いでコントローラはアクチュエータの各々に
よってどんな力を加える必要があるかを計算し、それに
従ってアクチュエータを制御する。アクチュエータ自体
にも指示の通りに動作したことを検出するセンサを設け
ることができる。この場合、コントローラはアクチュエ
ータのセンサに問い合わせてアクチュエータが正確な量
だけ移動したか否かを判定することができる。あるい
は、マスク表面の第２のスキャンを実行して調整によっ
て平坦さ、傾きおよび高さのばらつきと誤差が十分に解
消されたことを検出できる。コントローラがマスク・セ
ンサでマスク表面を絶えず検査し、いかなる外部変化
（例えば、温度変化によって引き起こされた）が絶えず
モニタされて補正されるように絶えずアクチュエータを
更新するという点で、このプロセスは連続的にできる。
あるいは、このプロセスはウエハの露光の前に１回だけ
実行できる。
る。まず、マスク・レベル・センサを用いてマスクの外
部表面をマッピングして高さのばらつきまたは誤差を確
認する。次いでコントローラはアクチュエータの各々に
よってどんな力を加える必要があるかを計算し、それに
従ってアクチュエータを制御する。アクチュエータ自体
にも指示の通りに動作したことを検出するセンサを設け
ることができる。この場合、コントローラはアクチュエ
ータのセンサに問い合わせてアクチュエータが正確な量
だけ移動したか否かを判定することができる。あるい
は、マスク表面の第２のスキャンを実行して調整によっ
て平坦さ、傾きおよび高さのばらつきと誤差が十分に解
消されたことを検出できる。コントローラがマスク・セ
ンサでマスク表面を絶えず検査し、いかなる外部変化
（例えば、温度変化によって引き起こされた）が絶えず
モニタされて補正されるように絶えずアクチュエータを
更新するという点で、このプロセスは連続的にできる。
あるいは、このプロセスはウエハの露光の前に１回だけ
実行できる。
【００３３】上記の発明はリソグラフィ露光動作の前後
およびその間にリソグラフィ投影装置内にマスクを保持
する場合について説明している。ただし、より一般的に
は、本発明はマスクを保持することが必要な任意の状況
に適用可能である。例えば、本発明のマスク・テーブル
（またはホルダ）はマスクを作成する装置（ｅビーム・
ライタ）に都合良く使用できる。これはマスクの製造中
にマスクが完全に平坦になっているためである。また、
有利に、本発明のマスク・テーブルをマスクに埃の付
着、損傷または誤差がないかを検査するためのマスク
（レチクル）検査装置内で使用することもできる。
およびその間にリソグラフィ投影装置内にマスクを保持
する場合について説明している。ただし、より一般的に
は、本発明はマスクを保持することが必要な任意の状況
に適用可能である。例えば、本発明のマスク・テーブル
（またはホルダ）はマスクを作成する装置（ｅビーム・
ライタ）に都合良く使用できる。これはマスクの製造中
にマスクが完全に平坦になっているためである。また、
有利に、本発明のマスク・テーブルをマスクに埃の付
着、損傷または誤差がないかを検査するためのマスク
（レチクル）検査装置内で使用することもできる。
【００３４】以上、本発明の特定の実施形態について説
明してきたが、本発明はこれ以外の実施形態も可能であ
ることを理解されたい。上記の説明は本発明を限定する
ものではない。
明してきたが、本発明はこれ以外の実施形態も可能であ
ることを理解されたい。上記の説明は本発明を限定する
ものではない。
【図１】本発明の一実施形態によるリソグラフィ投影装
置を示す図である。
置を示す図である。
【図２】マスクの高さを変更する効果を示す２つの可能
な放射ビーム経路を表す図である。
な放射ビーム経路を表す図である。
【図３】本発明によるマスク・テーブルの断面図であ
る。
る。
１ リソグラフィ投影装置 １１０ 膜 １３０ ばね １４０ アクチュエータ Ｃ 目標部分 ＩＦ 干渉法測定手段 ＩＬ 照明システム ＬＡ 光源 ＭＡ マスク ＭＴ マスク・テーブル ＰＢ ビーム ＰＢ１ 照明ビーム ＰＢ２ 照明ビーム ＰＬ レンズ ＰＷ 第２の位置決め手段 Ｗ 基板 ＷＴ オブジェクト・テーブル
Claims (16)
- 【請求項１】 放射投影ビームを供給するための放射シ
ステムと、 所望のパターンに従って投影ビームをパターン形成する
働きをするマスクをマスク担持面上に保持するためのマ
スク・テーブルと、 基板を保持するための基板テーブルと、 パターン形成されたビームを基板の目標部分に投影する
ための投影システムとを含むリソグラフィ投影装置であ
って、 前記マスク・テーブルが、 マスク担持面を含む順応性膜と、 マスク担持面にほぼ直角な方向に膜を変形させるために
膜に力を加えるように動作可能な少なくとも１つのアク
チュエータとを含むリソグラフィ投影装置。 - 【請求項２】 アクチュエータが、マスク担持面に対向
する、膜の裏面上で動作可能である請求項１に記載の装
置。 - 【請求項３】 マスク・テーブルが、それぞれ膜の異な
る部分に接続された複数のアクチュエータを含む請求項
１または請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】 マスク・テーブルがさらに、膜上のアク
チュエータと直列に動作可能なようにアクチュエータに
接続されたばねを含む請求項１、請求項２または請求項
３に記載の装置。 - 【請求項５】 ばねが、アクチュエータと膜の間に配置
されている請求項４に記載の装置。 - 【請求項６】 マスク担持面にほぼ直角な方向にマスク
・テーブル上で保持されるマスクの表面の位置を測定す
るためのマスク・レベル・センサをさらに含む前記請求
項のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項７】 マスク・レベル・センサが、マスクの表
面上の複数の異なるポイントで位置を測定するように構
成され配置されている請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】 少なくとも１つのアクチュエータとマス
ク・レベル・センサとに動作可能に接続され、マスクを
所定のレベルに保持するように少なくとも１つのアクチ
ュエータを制御するコントローラをさらに含む請求項６
または請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】 前記少なくとも１つのアクチュエータと
マスク・レベル・センサとに動作可能に接続され、マス
クの平坦さを増大させるかまたは維持するように前記少
なくとも１つのアクチュエータを制御するコントローラ
をさらに含む請求項６または請求項７に記載の装置。 - 【請求項１０】 静電気力を用いてマスクを順応性膜に
取り付けるための手段をさらに含む前記請求項のいずれ
か一項に記載の装置。 - 【請求項１１】 マスクが反射マスクである前記請求項
のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１２】 放射システムが５０ｎｍより短い波
長、特に５ｎｍ〜２０ｎｍの波長の投影放射ビームを供
給するように構成され配置されている前記請求項のいず
れか一項に記載の装置。 - 【請求項１３】 放射システムが放射源を含む前記請求
項のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１４】 マスク・テーブルが、 マスク担持面を含む順応性膜と、 マスク担持面にほぼ直角な方向に膜を変形させるために
膜に力を加えるように動作可能な少なくとも１つのアク
チュエータとを含むことを特徴とするマスク担持面上に
マスクを保持するためのマスク・テーブル。 - 【請求項１５】 放射感受性材料の層で少なくとも部分
的に覆われた基板を準備するステップと、 放射システムを用いて放射投影ビームを供給するステッ
プと、 マスクを用いて投影ビームの断面にパターンを与えるス
テップと、 パターン形成された放射ビームを放射感受性材料の層の
目標部分に投影するステップとを含むデバイス製造方法
であって、 マスクの形状を制御するためにマスク担持面にほぼ直角
な方向にマスクが支持されるマスク担持面を含む順応性
膜を変形させるステップを特徴とするデバイス製造方
法。 - 【請求項１６】 請求項１５に記載の方法によって製造
したデバイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP00302420.5 | 2000-03-24 | ||
| EP00302420 | 2000-03-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=8172819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001079637A Expired - Fee Related JP3984428B2 (ja) | 2000-03-24 | 2001-03-21 | リソグラフィ投影装置、マスクテーブル及びデバイス製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6597434B2 (ja) |
| JP (1) | JP3984428B2 (ja) |
| KR (1) | KR100546862B1 (ja) |
| DE (1) | DE60119421T2 (ja) |
| TW (1) | TW508653B (ja) |
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| JP2012033920A (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Nikon Corp | 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 |
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