JP2004134755A - 基板ホルダおよびデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】大きな基板を受けるようにされた基板テーブルを備えたリソグラフィ装置、もしくはそうした他の基板処理装置において小さい基板を保持可能にする、かつ、それをフラットに保つ手段を提供することを目的とする。
【解決手段】大きなウェハを受けるようにされたリソグラフィ装置のウェハテーブルに小さいウェハを適合させるための基板ホルダは、小さいウェハを配置するバールパターンを備えた大きなシリコンウェハと、小さいウェハを正確に配置するための位置決めピンと、クランプリングと大きなウェハに取り付けされた磁石により形成されたクランプとから構成される。
【選択図】図２
【解決手段】大きなウェハを受けるようにされたリソグラフィ装置のウェハテーブルに小さいウェハを適合させるための基板ホルダは、小さいウェハを配置するバールパターンを備えた大きなシリコンウェハと、小さいウェハを正確に配置するための位置決めピンと、クランプリングと大きなウェハに取り付けされた磁石により形成されたクランプとから構成される。
【選択図】図２
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、所望するパターンに従って投影ビームをパターン化するパターニング手段を支持する支持構造と、基板を保持する基板テーブルと、パターン化されたビームを基板の目標部分に投影する投影システムとにより構成されるリソグラフィ投影装置に於いて使用される基板ホルダと、デバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ここに使用する「パターニング手段」なる用語は、入射する放射線ビームに、基板の目標部分に作り出されるべきパターンと一致するパターン化断面を与えるために使用し得る手段に当たるものとして広義に解釈されるべきである。また、「ライトバルブ」なる用語もこうした状況において使用される。一般的に、上記のパターンは、集積回路や他のデバイス（以下を参照）であるような、デバイスにおいて目標部分に作り出される特別な機能層に相当する。そのようなパターニング手段には以下が含まれる。すなわち、
− マスク。マスクの概念はリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、レベンソンマスク、減衰位相シフトマスクといったようなマスクタイプも含まれる。放射線ビームにこのようなマスクを配置することにより、マスクに照射する放射線の、マスクパターンに従う選択的透過（透過性マスクの場合）や選択的反射（反射性マスクの場合）を可能にする。マスクの場合、その支持構造は一般的に、入射する放射線ビームの所望する位置にマスクを保持しておくことが可能であり、かつ、必要な場合、ビームに対して運動させることの可能なマスクテーブルである。
− プログラマブルミラーアレイ。このようなデバイスの一例として、粘弾性制御層および反射面を有するマトリクスアドレス可能面があげられる。こうした装置の基本的原理は、（例えば）反射面のアドレスされた領域は入射光を回折光として反射するが、アドレスされていない領域は入射光を非回折光として反射するといったことである。適切なフィルタを使用することにより、回折光のみを残して上記非回折光を反射ビームからフィルタすることが可能である。この方法において、ビームはマトリクスアドレス可能面のアドレスパターンに従ってパターン形成される。プログラマブルミラーアレイのまた別の実施形態では小さな複数のミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、適した局部電界を適用することによって、もしくは圧電作動手段を用いることによって、軸を中心に個々に傾けられている。もう一度言うと、ミラーはマトリクスアドレス可能であり、それによりアドレスされたミラーはアドレスされていないミラーとは異なる方向に入射の放射線ビームを反射する。このようにして、反射されたビームはマトリクスアドレス可能ミラーのアドレスパターンに従いパターン形成される。必要とされるマトリクスアドレッシングは適切な電子手段を用いて実行される。前述の両方の状況において、パターニング手段は１つ以上のプログラマブルミラーアレイから構成可能である。ここに参照を行ったミラーアレイに関するより多くの情報は、参考までに記載を行うと、例えば、米国特許第ＵＳ５，２９６，８９１号および同第ＵＳ５，５２３，１９３号、並びに、ＰＣＴ特許種出願第ＷＯ９８／３８５９７および同ＷＯ９８／３３０９６から得ることが出来る。プログラマブルミラーアレイの場合、上記支持構造は、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、これは必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。
− プログラマブルＬＣＤアレイ。このような構成の例が、参考までに記載を行うと、米国特許第ＵＳ５，２２９，８７２号に開示されている。上記同様、この場合における支持構造も、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、これも必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。簡潔化の目的で、本文の残りを、特定の箇所において、マスクおよびマスクテーブルを必要とする例に限定して導くものとする。しかし、こうした例において論じられる一般的な原理は、既に述べたようなパターニング手段のより広範な状況において理解されるべきである。
【０００３】
リソグラフィ投影装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。この場合、パターニング手段はＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成する。そして、放射線感光原料（レジスト）の層が塗布された基板（シリコンウェハ）上の目標部分（例えば１つあるいはそれ以上のダイから成る）にこのパターンを像形成することが出来る。一般的に、シングルウェハは、投影システムを介して１つずつ順次照射される近接目標部分の全体ネットワークを含んでいる。マスクテーブル上のマスクによるパターニングを用いる現在の装置は、異なる２つのタイプのマシンに区分される。リソグラフィ投影装置の一タイプでは、全体マスクパターンを目標部分に１回の作動にて露光することによって各目標部分が照射される。こうした装置は一般的にウェハステッパと称されている。ステップアンドスキャン装置と称される別の装置では、所定の基準方向（「スキャニング」方向）にマスクパターンを投影ビーム下で徐々にスキャニングし、これと同時に基板テーブルをこの方向と平行に、あるいは非並行にスキャニングすることにより、各目標部分が照射される。一般的に、投影装置は倍率係数Ｍ（一般的に、＜１）を有することから、基板テーブルが走査される速度Ｖは、マスクテーブルが走査される速度の係数Ｍ倍となる。ここに記載を行ったリソグラフィデバイスに関するさらなる情報は、参考までに記載を行うと、例えば、米国特許第ＵＳ６，０４６，７９２号から得ることが出来る。
【０００４】
リソグラフィ投影装置を使用する製造工程において、パターン（例えばマスクにおける）は少なくとも部分的に放射線感光材（レジスト）の層で覆われた基板上に像形成される。この像形成ステップに先立ち、基板は、プライミング、レジスト塗布、およびソフトベークといったような各種の工程を経る。露光後、基板は、ポストベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク、および像形成フューチャの測定／検査といったような他の工程を通る。この工程の配列は、例えばＩＣといったような素子の個々の層をパターン化するための基準として使用される。このようなパターン形成された層は、それから、全て個々の層を仕上げる目的である、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械的研磨等といった種々のプロセスを経る。数枚の層が必要とされる場合には、全体工程、もしくはその変形をそれぞれの新しい層に繰り返す必要がある。最終的に、素子のアレイが基板（ウェハ）上に形成される。次に、これらの素子はダイシングやソーイングといったような技法で相互より分離される。それから個々の素子は、キャリアに装着されたり、ピンに接続されたりし得る。こうした工程に関するさらなる情報は、参考までに例をあげると、１９９７年にマグローヒル出版会社より刊行された、Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ著、「マイクロチップ製造：半導体処理に対する実用ガイド」という名称の書籍（“Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ Ｐｒａｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”）の第３版、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４より入手可能である。
【０００５】
簡潔化の目的で、これより投影システムを「レンズ」と称するものとする。しかし、この用語は、例えば屈折光学システム、反射光学システム、および反射屈折光学システムを含むさまざまなタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。放射線システムはまた、放射線の投影ビームの誘導、成形、あるいは制御を行う、こうした設計タイプのいずれかに応じて稼動する構成要素も備えることが出来る。こうした構成要素もまた以降において集約的に、あるいは単独的に「レンズ」と称する。さらに、リソグラフィ装置は２つあるいはそれ以上の基板テーブル（および、あるいは２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものである。このような「多段」デバイスにおいては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。例えば、参考までに記載を行うと、デュアルステージリソグラフィ装置について、米国特許第ＵＳ５，９６９，４４１号および国際特許出願第ＷＯ９８／４０７９１号において記載がなされている。
【０００６】
半導体デバイスの製造に使用されるシリコンウェハには、標準サイズが１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ（そのおおよそのサイズによりしばしば６インチ、８インチ、１２インチとされる）のものがあり、ウェハを交換するステップ数を減じることでスループットを向上させ、より多くのデバイスを単一ウェハに製造可能であることから、より大きなウェハサイズがますます一般的になってきている。リソグラフィ装置、および半導体製造において使用される他の装置は、こうした標準ウェハサイズにおいて作動するように設計がなされている。一般的に、リソグラフィ装置は一種類のみの標準サイズウェハを受け入れるようにされている。一般に大きいウェハサイズが好まれる傾向があるにもかかわらず、ある専門分野においては、上記に述べたような標準サイズよりも小さい、薄いウェハ上に製造できることが望ましい。しかし、そうした小さく薄いウェハに対応出来るようにリソグラフィ装置を製造することや、リソグラフィ装置をそれに適応させることは不経済である。
【０００７】
上記で論じたようなタイプのシリコンウェハは通常非常に薄く（例えば１４０μｍといった、１００μｍから３５０μｍの間）、それによりウェハそれ自身の重さによりかなりカーブする傾向がある。ステッパツールにて露光を行う際に、ウェハは１マイクロメータ以内の平面度にされる必要がある。さらに、狭いスペースを通りウェハを接触なく動かせるように、ハンドリング中にウェハがフラットであることは有益である。またさらに、例えばウェハがもろいために、ロボットによりハンドリングされる際にまた他の問題を生じる。かつ、ウェハがカーブしていると、真空ホルダとの接続がうまくなされない場合がある。ゆえに、ウェハがリソグラフィ装置内にあるときは常にこれをフラットに保つことが望ましい。
【考案の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、比較的小さい基板の保持を可能にするアダプタを提供し、大きな基板を受けるようにされた基板テーブルを備えたリソグラフィ装置において小さいウェハが像形成されることを可能にし、かつ／または大きな基板用となっている他の基板処理装置において処理が可能となるようにすることを目的とする。
【０００９】
さらに、本発明はウェハをフラットに維持する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のホルダは、シリコンウェハといったような基板のみならず、他の非磁性材料の基板との使用が可能である。
【００１１】
本目的並びに他の目的は、リソグラフィ装置において受け入れ可能な第一公称サイズを有するプレート部材と、該第一公称サイズよりも小さい第二公称サイズの基板を保持するクランプとにより構成される基板ホルダによって本発明に従って達成される。
【００１２】
好ましくは、クランプは基板をそのほぼ全周縁で保持するようにされる。それによりウェハがほぼフラットに保たれ、真空をウェハに伝えるためにホールがプレート部材に設けられるときに、真空システムとの接続がうまく行われる。
【００１３】
標準的リソグラフィ装置による処理が可能であるよう公称サイズを有した大きなプレート部材に小さい基板をクランプすることにより、リソグラフィ装置、もしくは他の基板処理装置によって、こうした装置を修正する必要なく、小さい基板の処理が可能となる。
【００１４】
プレート部材は好ましくは平面上においてほぼ円形であり、１つ以上のフラット部あるいは切り欠き部を有する。プレート部材はクランプが取り付けされる標準寸法のシリコンウェハから成る。他にも、プレート部材は、Ｚｅｒｏｄｕｒ（商標）、もしくは低熱膨張性の他の非磁性材料により製造され得る。
【００１５】
第一公称サイズは、好ましくは、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍか、もしくはこれよりも大きい。第二公称サイズは１００ｍｍか、もしくはこれよりも小さい。それぞれの場合の公称サイズは、フラット部や切り欠き部を考慮に入れない、プレート部材もしくは基板の公称直径である。基板およびホルダは円形である必要はなく、例えば四角形といったような他の形状であってもよい。その場合の公称サイズは最大寸法である。
【００１６】
プレート部材には好ましくは１つ以上の位置決めピンが配備され、基板がこの位置決めピンに接しているとき、基板はプレート部材の所定の位置および／または方向に配置されるようにこの位置決めピンが配置されている。ここで、プレート部材には１つ以上のフラット部あるいは切り欠き部が設けられており、ホルダは１つ以上のフラット部あるいは切り欠き部を有する基板と使用されるなら、位置決めピンは、好ましくは、基板のフラット部あるいは切り欠き部がプレート部材のフラット部あるいは切り欠き部に望ましくは一致する、所定の方向に配置されている。
【００１７】
クランプは、好ましくは、上記基板の外側輪郭に相似の、しかしそれよりも小さい内側輪郭を有する磁性材料のリングと、上記プレート部材に固定された複数の磁石とから成る。この構成により均一の力が基板に加えられ、基板ホルダ全体の厚さを小さく保ちながら、基板をフラットに維持する効果を有する。
【００１８】
望ましい実施形態において、プレート部材には、上記基板が配置される部分に精緻なバールパターンが配備される。バールパターンはクランプされた基板における小範囲の高さ変化を防止する。
【００１９】
本発明のさらなる態様に基づいて、デバイスの製造方法が提供される。該デバイスの製造方法は、放射線感光材料の層により少なくとも部分的に覆われた基板を提供し、放射線システムを用いて放射線の投影ビームを供給し、パターニング手段を用いて投影ビームのその断面にパターンを与え、放射線感光材料の層の目標部分に放射線のパターン化されたビームを投影するステップとから成り、ここで、基板を提供する上記ステップは、上記基板よりも大きい公称サイズを有するプレート部材に該基板をクランプするサブステップと、このクランプされた該基板を有した該プレート部材を上記リソグラフィ装置に載置するサブステップとから成ることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明による装置の使用法に関して、本文ではＩＣの製造において詳細な参照説明を行うものであるが、こうした装置が他の多くの用途においても使用可能であることは明確に理解されるべきである。例えば、本発明による装置は、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的な用途においては、本文にて使用した「レチクル」、「ウェハ」、「ダイ」といった用語は、それぞれ「マスク」、「基板」、「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることは当該技術分野の専門家にとって明らかである。
【００２１】
本明細書において使用した「放射線」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍの波長を有する）、およびＥＵＶ（極紫外線、例えば５ｎｍ−２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含む、あらゆるタイプの電磁放射線を網羅するものである。
【００２２】
本発明の実施の形態についての詳細説明を、添付の図面を参照に、例示の方法においてのみ行うものとする。全図を通して相当する部品は、相当する参照番号を付している。
【実施例１】
【００２３】
リソグラフィ装置
図１は、本発明の実施例が使用され得る典型的なリソグラフィ投影装置を示したものである。この装置は、特別な本実施形態において放射線源ＬＡも備えた、放射線の投影ビームＰＢ（例えばＤＵＶ放射線）を供給する放射線システムＥｘ、ＩＬと、マスクＭＡ（例えばレクチル）を保持するマスクホルダーｗ備え、かつ、品目ＰＬに対して正確にマスクの位置決めを行う第一位置決め手段に連結を行った第一オブジェクト・テーブル（マスクテーブル）ＭＴと、基板Ｗ（例えば、レジスト塗布シリコンウェハ）を保持する基板ホルダーを備え、かつ、品目ＰＬに対して正確に基板の位置決めを行う第二位置決め手段に連結を行った第二オブジェクト・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（例えば、１つあるいはそれ以上のダイから成る）に像形成する投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば屈折レンズシステム）とにより構成されている。ここで示しているように、この装置は透過タイプ（すなわち透過マスクを有する）である。しかし、一般的には、例えば反射マスクを有する反射タイプのものも可能である。あるいは、本装置は、上記に関連するタイプであるプログラマブルミラーアレイといったような、他の種類のパターニング手段も使用可能である。
【００２４】
ソースＬＡ（例えばエキシマレーザー）は放射線のビームを作り出す。このビームは、直接的に、あるいは、例えばビームエキスパンダーＥｘといったようなコンディショニング手段を横断した後に、照明システム（照明装置）ＩＬに供給される。照明装置ＩＬは、ビームにおける強度分布の外部かつ／あるいは内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒに相当する）を設定する調整手段ＡＭから成る。さらに、照明装置ＩＬは一般的に積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯといったような、他のさまざまな構成要素を備える。このようにして、マスクＭＡに照射するビームＰＢは、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有する。
【００２５】
図１に関して、ソースＬＡはリソグラフィ装置のハウジング内にある（これは例えばソースが水銀ランプである場合に多い）が、しかし、リソグラフィ投影装置から離して配置することも可能であることを注記する。この場合、ソースＬＡが作り出す放射線ビームは（適した誘導ミラーにより）装置内に導かれる。この後者のシナリオでは、ソースＬＡがエキシマレーザーである場合が多い。
【００２６】
続いてビームＰＢはマスクテーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡと衝突する。ビームＰＢはマスクＭＡを横断して基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームＰＢの焦点を合わせるレンズＰＬを通過する。第二位置決め手段（および干渉計測手段ＩＦ）により、基板テーブルＷＴは、例えばビームＰＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に運動可能である。同様に、第一位置決め手段は、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に、あるいは走査運動の間に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めするように使用可能である。一般的に、オブジェクト・テーブルＭＴおよびオブジェクト・テーブルＷＴの運動はロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）にて行われる。これについては図１に明示を行っていない。しかし、ウェハステッパの場合（ステップアンドスキャン装置とは対照的に）、マスクテーブルＭＴはショートストロークアクチュエータに連結されるだけであるか、あるいは固定される。
【００２７】
ここに表した装置は２つの異なるモードにて使用可能である。
１． ステップモードにおいて、マスクテーブルＭＴは基本的に静止状態に保たれている。そして、マスクの像全体が１回の作動（すなわち１回の「フラッシュ」）で目標部分Ｃに投影される。次に基板テーブルＷＴがｘ方向および／あるいはｙ方向にシフトされ、異なる目標部分ＣがビームＰＢにより照射され得る。
２． スキャンモードにおいて、基本的に同一シナリオが適用されるが、但し、ここでは、所定の目標部分Ｃは１回の「フラッシュ」では露光されない。代わって、マスクテーブルＭＴが、速度ｖにて所定方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に運動可能であり、それによってビームＰＢがマスクの像を走査する。これと同時に、基板テーブルＷＴが速度Ｖ＝Ｍｖで、同一方向あるいは反対方向に運動する。ここで、ＭはレンズＰＬの倍率（一般的にＭ＝１／４あるいは１／５）である。このように、解像度を妥協することなく、比較的大きな目標部分Ｃを露光することが可能となる。
【００２８】
こうしたリソグラフィ装置は、例えば公称直径１５０ｍｍ、２００ｍｍ、もしくは３００ｍｍの特定のサイズの、そして、例えば１つあるいは２つのフラット部または切り欠き部を有する形状の基板（ウェハ）と使用するようにされている。特に、基板テーブルはこうしたウェハを受けるようなっており、適切なサイズと形状のバールパターンと、意図した基板の切り欠き部もしくはフラット部を固定するための位置決めピンを配備する。ここで、通常通り、基板は真空で基板テーブルに保持されており、真空ノズルは基板の全体領域を覆い、均一なクランプ力を可能にし、基板の歪みを回避する。また、投影システム、および、アライメントセンサーやレベルセンサーといったような様々なセンサーの焦点面は特定のレベルに設定されており、一般に基板の面に垂直な制限された範囲のみの動作を行う基板テーブルは、所定の厚さの基板の上面をその特定のレベルに位置させるようになっている。薄すぎる基板もしくは厚すぎる基板が使用されると、基板テーブルは投影システムおよび様々なセンサーの焦点に基板上面を置くための位置調整が十分に機能出来ない。
【００２９】
基板ホルダ
図２は、本発明の実施形態に基づく基板ホルダと基板との分解図である。基板ホルダ１０はプレート部材１１を備え、位置決めピン１２、１３、および永久磁石１４がこれに固定されている。位置決めピン１２、１３、および永久磁石１４はクランプリング１５と共にクランプを形成し、基板Ｗを所定の位置にしっかりと保持する。
【００３０】
一例として、基板ホルダ１０は、リソグラフィ投影装置において、もしくは、公称直径１５０ｎｍ（６”）および厚さ５００μｍの基板をハンドリングするように設計がなされた他の基板ハンドリング装置において、公称直径１００ｎｍ（４”）および厚さ１４０μｍの基板を処理可能にするためのものである。リソグラフィ投影装置の基板テーブルＷＴを固定するために寸法取りがなされ、基板Ｗを適切な高さに配置するのに加えて、基板ホルダ１０は、その厚さにより比較的柔軟性があってかなりカーブしてしまう基板Ｗを、露光が可能なようにフラットに保つことを可能にする。これは、基板Ｗがその全周縁、あるいはほぼ全周縁でクランプリング１５によりクランプされ、かつ、小さい範囲での高さ変化を防止するのに十分に有益なバールパターンでクランプされることによって達成される。クランプリングは、基板ホルダのハンドリング中にウェハステッパにて基板Ｗが動くのを防止する。また、露光チャックにより真空システムが用いられ、基板ホルダ１０と基板Ｗの両方をクランプする。これは、基板ホルダ１０から基板Ｗの下側に真空を伝えるプレート部材の底部を貫通するホールを使用して達成される。
【００３１】
図４においてより明確に理解されるように、基板Ｗには第一フラット部Ｆ１が設けられており、さらに第二フラット部Ｆ２を設けることも可能である。位置決めピン１２（効果上２個のピン）が配備され、それによりフラット部Ｆ１はこのピンに接し、基板Ｗを基板ホルダ１０上に正確に配置させる。基板ホルダ１０は、基板テーブルＷＴ上における基板ホルダ１０の位置を決定するためのフラット部１７を同様に有している。位置決めピン１３は、他のフラット部Ｆ２のウェハエッジ上のポイントに接し、正確な位置合わせを達成する。位置決めピン１２、１３および／または磁石１４を受け入れ目的で、クランプリング１５の下側に凹みを設けることも出来る。
【００３２】
位置決めピン１２、１３およびフラット部Ｆ１、Ｆ２、１７によって、実行されるべきリソグラフィ工程のオーバレイ要求内に基板位置を確実に合わせる必要はないが、基板Ｗを、その上に設けられたアライメントマーカがリソグラフィ装置のアライメントシステムのキャプチャ範囲内となるように配置することのみが必要であることが理解されよう。また他の実施形態において、基板Ｗは異なる数および／または組合せのフラット部および／あるいは切り欠き部を有し、リソグラフィ装置は異なる数および／あるいは組合せのフラット部および／あるいは切り欠き部を有した基板を受けるようにされる。その場合、基板ホルダ上の位置決めピン１２、１３は、基板を正確に配置するためにこの基板に設けられるいかなるフラット部および切り欠き部とも係合するように配置される必要がある。一方、プレート部材１１は、リソグラフィ装置の基板テーブルに設けられるいかなる位置決め手段とも係合するようにフラット部および切り欠き部を有する必要がある。位置決めピン１２、１３はプレート部材１１の面でウェハＷを位置合わせするが、バールパターンはこれを面方向外で位置合わせする。
【００３３】
この実施形態において、プレート部材１１は標準的１５０ｍｍ（６”）シリコンウェハから成り、位置決めピン１２、１３はフェライトステンレススチール製であって、エポキシ樹脂によりプレート部材１１に取り付けされている。磁石１４はＮｉｐでめっきされたＮｄＦｅＢ永久磁石であり、クランプリングは２層のフェライトステンレススチールから成る。２つの層を使用することで、磁石および／あるいは位置決めピンを受けるための凹みを容易に設けることが出来る。スルーホールあるいはカットアウトがリングに作り出されて低層を形成する。これは、薄いリングにブラインドショットを形成するよりもはるかに容易である。また、１つの層は、その磁性により選択されたスチールから成り、もう一方のスチールは強度により選択される。当然ながら、クランプに単一層を用いてクランプ高を最小限にすることも可能である。
【００３４】
図３より理解可能であるように、像がクランプリングの内周距離ｄ１内に投影されるように試みると、クランプリング１５の高さＴが投影ビームＰＢを遮る。距離Ｓ１の正確な値は、厚さＴと投影レンズＰＬの開口数（ＮＡ）に基づく。これは投影ビームの最外の光線角度を決定する。像形成されない環の幅は、Ｓ１と、クランプリング１５とウェハＷとの間のオーバラップの最大幅Ｏｍａｘを加えたものに等しくなる。ＴおよびＯｍａｘの適切な選択により、クランプリングの影と見なされる基板の像形成されない部分の幅が３ｍｍのノーマルエッジビードと同程度になりうる。光軸一致レベルのリソグラフィ装置において、レベリングセンサービームＬＳ−Ｂは投影ビームよりも浅い傾斜角を有する。これは、レベリングセンサービームＬＳ−Ｂ、ＳＬＢに対するクランプリングの影がより広く、ウェハ面のより大きな部分の垂直部分が計測不可能であることを意味する。この問題は、基板Ｗの内部においてなされるレベリング計測から推測することによって回避することが出来る。図４において、像形成可能領域をクロスハッチにより示しており、レベルセンサービームの影の境界を点線により示している。
【００３５】
ウェハＷを基板ホルダ１０に載置するローディングツール２０を図５に示している。ローディングツールは、例えばウェハハンドリングロボット（図５には示しておらない）により、または手作業によりプレート部材１１が配置されるプラットフォーム２１を備えている。プラットフォーム２１はプレート部材１１のフラット部１７を係合させる位置決めバー２２を配備しており、プレート部材の正解な位置決めを可能にする。一旦プレート部材１１が正確に配置されると、ウェハＷはバールパターン上に、位置決めピンに対して配置される。もう一度述べると、これはウェハハンドリングロボット、もしくは手作業により実行される。その後にウェハＷは真空でクランプされ、正確な位置に保たれる。その間、クランプリング１５は真空で環状真空チャック２３上に保持される。環状チャック２３は、環状チャック２３がプラットフォーム２１上で反転されて下ろされるとき、プラットフォーム２１に設けられたロケータピン２５と係合するロケータホールを突起に有する。それによってクランプリングは基板Ｗ上に正確に配置される。次に真空が解除され、磁石１４によって保持されたクランプリングをプレート部材に残し、環状チャックが取り除かれる。次に基板ホルダ１１および保持された基板Ｗは、例えばウェハハンドリングロボットによりリソグラフィ装置に受け渡される。
【００３６】
ウェハハンドリングロボット
プレート部材１１をプラットフォーム２１上に正確に配置するために、上記に述べた（ウェハハンドリングツールとして知られる）ウェハハンドリングロボットを使用することが可能であり、基板Ｗをプレート部材１１上に正確に配置するためにもこのウェハハンドリングロボットを使用することが可能である。手作業によるハンドリングはウェハＷの汚染を生じることがあり、かつ、ロボット使用による位置合わせの精度よりもその精度が劣ることから、手作業のハンドリングよりもウェハハンドリングロボットを使用するほうが望ましい。
【００３７】
図６はウェハハンドリングツール３０の具体例の底部斜視図である。このツールは中央平面凹部領域３１と、この中央凹部領域３１の面より伸長した周縁部分３２から成る。周縁部分３２は本実施形態においてＡ、Ｂ、Ｃの３つのセクションに分割され、真空をウェハのエッジに発生させることが出来る。本実施形態において、真空は、周縁部分３２に形成された円周スロット３３を用いて発生される。周縁部分３２のセクションＡおよびＢはセクションＣよりも小さい。本実施形態において、セクションＡおよびＢのそれぞれは周辺範囲約３０°に亘り、部分Ｃは周辺範囲約１６０°に亘っている。
【００３８】
図６に示した３つの周縁部分Ａ、Ｂ、およびＣの各々はツール内のホールにより、真空ポンプシステムもしくは同様のものに連結がなされる真空コネクタ３４に連結可能である。
【００３９】
周縁部分３２の真空スロット（もしくはより一般的にチャンバ）は好ましくは、使用時にウェハの外側エッジのみがツールと接触するように配置される。中央凹部領域３１はウェハがツールの他の部分と接触するのを防止する。図６にて分かるように、ツール周囲の特定の位置にギャップ３５、３６が設けられている。これはウェハホルダ表面の固定されたポイントに対してウェハが押し付けられるようにするためのものである。例えば、フラット部Ｆ１およびＦ２を有するウェハにおいて、ツール３０ではフラット部Ｆ１がギャップ３６でさらされ、かつ、フラット部Ｆ２がギャップ３５の１つでさらされてウェハをピックアップすることが可能である。またこれはウェハを再度プレート部材１１に配置するのに有用である。また、ギャップ３５および３６は、ウェハが基準ピン１２、１３に対して正確に位置合わせされていることを視覚的に確かめるのに有用である。
【００４０】
ツールはプラスチック材料により製造されることが望ましい。なぜならばこうした材料は製造が容易であり、ウェハ表面に損傷を与えないからである。例えばポリオキシメチレン（ＰＯＭ）のようなポリアセタールが特に適している。
【００４１】
このツールの長所は、底部ではなく上部からウェハのハンドリングを可能にすることである。これは、ウェハの使用可能な中央部分と相互作用しない周縁真空チャンバ３３を使用することで可能となる。本ツールは、例えば、
− 背面ツールに余裕のない表面にウェハが配置される必要がある、
− 貼り合わせた表面からウェハを取り除く必要がある、もしくは標準的ツールに余裕がない、
− ウェハの裏面にデバイスまたは他のデリケートな構成部品がある、といったような理由によりウェハをハンドリングすることが不可能な、もしくは望ましくないさまざまな状況において使用が可能である。ツールの周縁真空チャンバの設計によって、非常にもろい、薄いウェハを信頼性のある方法によりハンドリング可能にする。さらに、ツールそれ自身が、カーブしたウェハを平らにするのに有用であることが理解出来る。それによりウェハの後の位置決めを非常に容易にするとともに、より信頼性の高いものにする。
【００４２】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく他の方法でも具体化できることは当業者にとって明らかである。本詳細説明は本発明を制限する意図ではない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例が用いられるリソグラフィ投影装置を示したものである。
【図２】本発明の実施形態に基づく基板ホルダを基板とともに示した分解図である。
【図３】基板がクランプされた図２の基板ホルダの部分の断面図である。
【図４】基板が図２の基板ホルダに保持されているときに像形成可能な、かつ計測可能な領域を示した、基板の平面図である。
【図５】図２の基板ホルダに基板を取り付けるツールの斜視図である。
【図６】ウェハハンドリングツールを下側から見た斜視図である。
【０００１】
本発明は、放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、所望するパターンに従って投影ビームをパターン化するパターニング手段を支持する支持構造と、基板を保持する基板テーブルと、パターン化されたビームを基板の目標部分に投影する投影システムとにより構成されるリソグラフィ投影装置に於いて使用される基板ホルダと、デバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ここに使用する「パターニング手段」なる用語は、入射する放射線ビームに、基板の目標部分に作り出されるべきパターンと一致するパターン化断面を与えるために使用し得る手段に当たるものとして広義に解釈されるべきである。また、「ライトバルブ」なる用語もこうした状況において使用される。一般的に、上記のパターンは、集積回路や他のデバイス（以下を参照）であるような、デバイスにおいて目標部分に作り出される特別な機能層に相当する。そのようなパターニング手段には以下が含まれる。すなわち、
− マスク。マスクの概念はリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、レベンソンマスク、減衰位相シフトマスクといったようなマスクタイプも含まれる。放射線ビームにこのようなマスクを配置することにより、マスクに照射する放射線の、マスクパターンに従う選択的透過（透過性マスクの場合）や選択的反射（反射性マスクの場合）を可能にする。マスクの場合、その支持構造は一般的に、入射する放射線ビームの所望する位置にマスクを保持しておくことが可能であり、かつ、必要な場合、ビームに対して運動させることの可能なマスクテーブルである。
− プログラマブルミラーアレイ。このようなデバイスの一例として、粘弾性制御層および反射面を有するマトリクスアドレス可能面があげられる。こうした装置の基本的原理は、（例えば）反射面のアドレスされた領域は入射光を回折光として反射するが、アドレスされていない領域は入射光を非回折光として反射するといったことである。適切なフィルタを使用することにより、回折光のみを残して上記非回折光を反射ビームからフィルタすることが可能である。この方法において、ビームはマトリクスアドレス可能面のアドレスパターンに従ってパターン形成される。プログラマブルミラーアレイのまた別の実施形態では小さな複数のミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、適した局部電界を適用することによって、もしくは圧電作動手段を用いることによって、軸を中心に個々に傾けられている。もう一度言うと、ミラーはマトリクスアドレス可能であり、それによりアドレスされたミラーはアドレスされていないミラーとは異なる方向に入射の放射線ビームを反射する。このようにして、反射されたビームはマトリクスアドレス可能ミラーのアドレスパターンに従いパターン形成される。必要とされるマトリクスアドレッシングは適切な電子手段を用いて実行される。前述の両方の状況において、パターニング手段は１つ以上のプログラマブルミラーアレイから構成可能である。ここに参照を行ったミラーアレイに関するより多くの情報は、参考までに記載を行うと、例えば、米国特許第ＵＳ５，２９６，８９１号および同第ＵＳ５，５２３，１９３号、並びに、ＰＣＴ特許種出願第ＷＯ９８／３８５９７および同ＷＯ９８／３３０９６から得ることが出来る。プログラマブルミラーアレイの場合、上記支持構造は、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、これは必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。
− プログラマブルＬＣＤアレイ。このような構成の例が、参考までに記載を行うと、米国特許第ＵＳ５，２２９，８７２号に開示されている。上記同様、この場合における支持構造も、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、これも必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。簡潔化の目的で、本文の残りを、特定の箇所において、マスクおよびマスクテーブルを必要とする例に限定して導くものとする。しかし、こうした例において論じられる一般的な原理は、既に述べたようなパターニング手段のより広範な状況において理解されるべきである。
【０００３】
リソグラフィ投影装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。この場合、パターニング手段はＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成する。そして、放射線感光原料（レジスト）の層が塗布された基板（シリコンウェハ）上の目標部分（例えば１つあるいはそれ以上のダイから成る）にこのパターンを像形成することが出来る。一般的に、シングルウェハは、投影システムを介して１つずつ順次照射される近接目標部分の全体ネットワークを含んでいる。マスクテーブル上のマスクによるパターニングを用いる現在の装置は、異なる２つのタイプのマシンに区分される。リソグラフィ投影装置の一タイプでは、全体マスクパターンを目標部分に１回の作動にて露光することによって各目標部分が照射される。こうした装置は一般的にウェハステッパと称されている。ステップアンドスキャン装置と称される別の装置では、所定の基準方向（「スキャニング」方向）にマスクパターンを投影ビーム下で徐々にスキャニングし、これと同時に基板テーブルをこの方向と平行に、あるいは非並行にスキャニングすることにより、各目標部分が照射される。一般的に、投影装置は倍率係数Ｍ（一般的に、＜１）を有することから、基板テーブルが走査される速度Ｖは、マスクテーブルが走査される速度の係数Ｍ倍となる。ここに記載を行ったリソグラフィデバイスに関するさらなる情報は、参考までに記載を行うと、例えば、米国特許第ＵＳ６，０４６，７９２号から得ることが出来る。
【０００４】
リソグラフィ投影装置を使用する製造工程において、パターン（例えばマスクにおける）は少なくとも部分的に放射線感光材（レジスト）の層で覆われた基板上に像形成される。この像形成ステップに先立ち、基板は、プライミング、レジスト塗布、およびソフトベークといったような各種の工程を経る。露光後、基板は、ポストベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク、および像形成フューチャの測定／検査といったような他の工程を通る。この工程の配列は、例えばＩＣといったような素子の個々の層をパターン化するための基準として使用される。このようなパターン形成された層は、それから、全て個々の層を仕上げる目的である、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械的研磨等といった種々のプロセスを経る。数枚の層が必要とされる場合には、全体工程、もしくはその変形をそれぞれの新しい層に繰り返す必要がある。最終的に、素子のアレイが基板（ウェハ）上に形成される。次に、これらの素子はダイシングやソーイングといったような技法で相互より分離される。それから個々の素子は、キャリアに装着されたり、ピンに接続されたりし得る。こうした工程に関するさらなる情報は、参考までに例をあげると、１９９７年にマグローヒル出版会社より刊行された、Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ著、「マイクロチップ製造：半導体処理に対する実用ガイド」という名称の書籍（“Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ Ｐｒａｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”）の第３版、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４より入手可能である。
【０００５】
簡潔化の目的で、これより投影システムを「レンズ」と称するものとする。しかし、この用語は、例えば屈折光学システム、反射光学システム、および反射屈折光学システムを含むさまざまなタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。放射線システムはまた、放射線の投影ビームの誘導、成形、あるいは制御を行う、こうした設計タイプのいずれかに応じて稼動する構成要素も備えることが出来る。こうした構成要素もまた以降において集約的に、あるいは単独的に「レンズ」と称する。さらに、リソグラフィ装置は２つあるいはそれ以上の基板テーブル（および、あるいは２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものである。このような「多段」デバイスにおいては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。例えば、参考までに記載を行うと、デュアルステージリソグラフィ装置について、米国特許第ＵＳ５，９６９，４４１号および国際特許出願第ＷＯ９８／４０７９１号において記載がなされている。
【０００６】
半導体デバイスの製造に使用されるシリコンウェハには、標準サイズが１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ（そのおおよそのサイズによりしばしば６インチ、８インチ、１２インチとされる）のものがあり、ウェハを交換するステップ数を減じることでスループットを向上させ、より多くのデバイスを単一ウェハに製造可能であることから、より大きなウェハサイズがますます一般的になってきている。リソグラフィ装置、および半導体製造において使用される他の装置は、こうした標準ウェハサイズにおいて作動するように設計がなされている。一般的に、リソグラフィ装置は一種類のみの標準サイズウェハを受け入れるようにされている。一般に大きいウェハサイズが好まれる傾向があるにもかかわらず、ある専門分野においては、上記に述べたような標準サイズよりも小さい、薄いウェハ上に製造できることが望ましい。しかし、そうした小さく薄いウェハに対応出来るようにリソグラフィ装置を製造することや、リソグラフィ装置をそれに適応させることは不経済である。
【０００７】
上記で論じたようなタイプのシリコンウェハは通常非常に薄く（例えば１４０μｍといった、１００μｍから３５０μｍの間）、それによりウェハそれ自身の重さによりかなりカーブする傾向がある。ステッパツールにて露光を行う際に、ウェハは１マイクロメータ以内の平面度にされる必要がある。さらに、狭いスペースを通りウェハを接触なく動かせるように、ハンドリング中にウェハがフラットであることは有益である。またさらに、例えばウェハがもろいために、ロボットによりハンドリングされる際にまた他の問題を生じる。かつ、ウェハがカーブしていると、真空ホルダとの接続がうまくなされない場合がある。ゆえに、ウェハがリソグラフィ装置内にあるときは常にこれをフラットに保つことが望ましい。
【考案の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、比較的小さい基板の保持を可能にするアダプタを提供し、大きな基板を受けるようにされた基板テーブルを備えたリソグラフィ装置において小さいウェハが像形成されることを可能にし、かつ／または大きな基板用となっている他の基板処理装置において処理が可能となるようにすることを目的とする。
【０００９】
さらに、本発明はウェハをフラットに維持する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のホルダは、シリコンウェハといったような基板のみならず、他の非磁性材料の基板との使用が可能である。
【００１１】
本目的並びに他の目的は、リソグラフィ装置において受け入れ可能な第一公称サイズを有するプレート部材と、該第一公称サイズよりも小さい第二公称サイズの基板を保持するクランプとにより構成される基板ホルダによって本発明に従って達成される。
【００１２】
好ましくは、クランプは基板をそのほぼ全周縁で保持するようにされる。それによりウェハがほぼフラットに保たれ、真空をウェハに伝えるためにホールがプレート部材に設けられるときに、真空システムとの接続がうまく行われる。
【００１３】
標準的リソグラフィ装置による処理が可能であるよう公称サイズを有した大きなプレート部材に小さい基板をクランプすることにより、リソグラフィ装置、もしくは他の基板処理装置によって、こうした装置を修正する必要なく、小さい基板の処理が可能となる。
【００１４】
プレート部材は好ましくは平面上においてほぼ円形であり、１つ以上のフラット部あるいは切り欠き部を有する。プレート部材はクランプが取り付けされる標準寸法のシリコンウェハから成る。他にも、プレート部材は、Ｚｅｒｏｄｕｒ（商標）、もしくは低熱膨張性の他の非磁性材料により製造され得る。
【００１５】
第一公称サイズは、好ましくは、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍか、もしくはこれよりも大きい。第二公称サイズは１００ｍｍか、もしくはこれよりも小さい。それぞれの場合の公称サイズは、フラット部や切り欠き部を考慮に入れない、プレート部材もしくは基板の公称直径である。基板およびホルダは円形である必要はなく、例えば四角形といったような他の形状であってもよい。その場合の公称サイズは最大寸法である。
【００１６】
プレート部材には好ましくは１つ以上の位置決めピンが配備され、基板がこの位置決めピンに接しているとき、基板はプレート部材の所定の位置および／または方向に配置されるようにこの位置決めピンが配置されている。ここで、プレート部材には１つ以上のフラット部あるいは切り欠き部が設けられており、ホルダは１つ以上のフラット部あるいは切り欠き部を有する基板と使用されるなら、位置決めピンは、好ましくは、基板のフラット部あるいは切り欠き部がプレート部材のフラット部あるいは切り欠き部に望ましくは一致する、所定の方向に配置されている。
【００１７】
クランプは、好ましくは、上記基板の外側輪郭に相似の、しかしそれよりも小さい内側輪郭を有する磁性材料のリングと、上記プレート部材に固定された複数の磁石とから成る。この構成により均一の力が基板に加えられ、基板ホルダ全体の厚さを小さく保ちながら、基板をフラットに維持する効果を有する。
【００１８】
望ましい実施形態において、プレート部材には、上記基板が配置される部分に精緻なバールパターンが配備される。バールパターンはクランプされた基板における小範囲の高さ変化を防止する。
【００１９】
本発明のさらなる態様に基づいて、デバイスの製造方法が提供される。該デバイスの製造方法は、放射線感光材料の層により少なくとも部分的に覆われた基板を提供し、放射線システムを用いて放射線の投影ビームを供給し、パターニング手段を用いて投影ビームのその断面にパターンを与え、放射線感光材料の層の目標部分に放射線のパターン化されたビームを投影するステップとから成り、ここで、基板を提供する上記ステップは、上記基板よりも大きい公称サイズを有するプレート部材に該基板をクランプするサブステップと、このクランプされた該基板を有した該プレート部材を上記リソグラフィ装置に載置するサブステップとから成ることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明による装置の使用法に関して、本文ではＩＣの製造において詳細な参照説明を行うものであるが、こうした装置が他の多くの用途においても使用可能であることは明確に理解されるべきである。例えば、本発明による装置は、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的な用途においては、本文にて使用した「レチクル」、「ウェハ」、「ダイ」といった用語は、それぞれ「マスク」、「基板」、「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることは当該技術分野の専門家にとって明らかである。
【００２１】
本明細書において使用した「放射線」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍの波長を有する）、およびＥＵＶ（極紫外線、例えば５ｎｍ−２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含む、あらゆるタイプの電磁放射線を網羅するものである。
【００２２】
本発明の実施の形態についての詳細説明を、添付の図面を参照に、例示の方法においてのみ行うものとする。全図を通して相当する部品は、相当する参照番号を付している。
【実施例１】
【００２３】
リソグラフィ装置
図１は、本発明の実施例が使用され得る典型的なリソグラフィ投影装置を示したものである。この装置は、特別な本実施形態において放射線源ＬＡも備えた、放射線の投影ビームＰＢ（例えばＤＵＶ放射線）を供給する放射線システムＥｘ、ＩＬと、マスクＭＡ（例えばレクチル）を保持するマスクホルダーｗ備え、かつ、品目ＰＬに対して正確にマスクの位置決めを行う第一位置決め手段に連結を行った第一オブジェクト・テーブル（マスクテーブル）ＭＴと、基板Ｗ（例えば、レジスト塗布シリコンウェハ）を保持する基板ホルダーを備え、かつ、品目ＰＬに対して正確に基板の位置決めを行う第二位置決め手段に連結を行った第二オブジェクト・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（例えば、１つあるいはそれ以上のダイから成る）に像形成する投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば屈折レンズシステム）とにより構成されている。ここで示しているように、この装置は透過タイプ（すなわち透過マスクを有する）である。しかし、一般的には、例えば反射マスクを有する反射タイプのものも可能である。あるいは、本装置は、上記に関連するタイプであるプログラマブルミラーアレイといったような、他の種類のパターニング手段も使用可能である。
【００２４】
ソースＬＡ（例えばエキシマレーザー）は放射線のビームを作り出す。このビームは、直接的に、あるいは、例えばビームエキスパンダーＥｘといったようなコンディショニング手段を横断した後に、照明システム（照明装置）ＩＬに供給される。照明装置ＩＬは、ビームにおける強度分布の外部かつ／あるいは内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒに相当する）を設定する調整手段ＡＭから成る。さらに、照明装置ＩＬは一般的に積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯといったような、他のさまざまな構成要素を備える。このようにして、マスクＭＡに照射するビームＰＢは、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有する。
【００２５】
図１に関して、ソースＬＡはリソグラフィ装置のハウジング内にある（これは例えばソースが水銀ランプである場合に多い）が、しかし、リソグラフィ投影装置から離して配置することも可能であることを注記する。この場合、ソースＬＡが作り出す放射線ビームは（適した誘導ミラーにより）装置内に導かれる。この後者のシナリオでは、ソースＬＡがエキシマレーザーである場合が多い。
【００２６】
続いてビームＰＢはマスクテーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡと衝突する。ビームＰＢはマスクＭＡを横断して基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームＰＢの焦点を合わせるレンズＰＬを通過する。第二位置決め手段（および干渉計測手段ＩＦ）により、基板テーブルＷＴは、例えばビームＰＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に運動可能である。同様に、第一位置決め手段は、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に、あるいは走査運動の間に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めするように使用可能である。一般的に、オブジェクト・テーブルＭＴおよびオブジェクト・テーブルＷＴの運動はロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）にて行われる。これについては図１に明示を行っていない。しかし、ウェハステッパの場合（ステップアンドスキャン装置とは対照的に）、マスクテーブルＭＴはショートストロークアクチュエータに連結されるだけであるか、あるいは固定される。
【００２７】
ここに表した装置は２つの異なるモードにて使用可能である。
１． ステップモードにおいて、マスクテーブルＭＴは基本的に静止状態に保たれている。そして、マスクの像全体が１回の作動（すなわち１回の「フラッシュ」）で目標部分Ｃに投影される。次に基板テーブルＷＴがｘ方向および／あるいはｙ方向にシフトされ、異なる目標部分ＣがビームＰＢにより照射され得る。
２． スキャンモードにおいて、基本的に同一シナリオが適用されるが、但し、ここでは、所定の目標部分Ｃは１回の「フラッシュ」では露光されない。代わって、マスクテーブルＭＴが、速度ｖにて所定方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に運動可能であり、それによってビームＰＢがマスクの像を走査する。これと同時に、基板テーブルＷＴが速度Ｖ＝Ｍｖで、同一方向あるいは反対方向に運動する。ここで、ＭはレンズＰＬの倍率（一般的にＭ＝１／４あるいは１／５）である。このように、解像度を妥協することなく、比較的大きな目標部分Ｃを露光することが可能となる。
【００２８】
こうしたリソグラフィ装置は、例えば公称直径１５０ｍｍ、２００ｍｍ、もしくは３００ｍｍの特定のサイズの、そして、例えば１つあるいは２つのフラット部または切り欠き部を有する形状の基板（ウェハ）と使用するようにされている。特に、基板テーブルはこうしたウェハを受けるようなっており、適切なサイズと形状のバールパターンと、意図した基板の切り欠き部もしくはフラット部を固定するための位置決めピンを配備する。ここで、通常通り、基板は真空で基板テーブルに保持されており、真空ノズルは基板の全体領域を覆い、均一なクランプ力を可能にし、基板の歪みを回避する。また、投影システム、および、アライメントセンサーやレベルセンサーといったような様々なセンサーの焦点面は特定のレベルに設定されており、一般に基板の面に垂直な制限された範囲のみの動作を行う基板テーブルは、所定の厚さの基板の上面をその特定のレベルに位置させるようになっている。薄すぎる基板もしくは厚すぎる基板が使用されると、基板テーブルは投影システムおよび様々なセンサーの焦点に基板上面を置くための位置調整が十分に機能出来ない。
【００２９】
基板ホルダ
図２は、本発明の実施形態に基づく基板ホルダと基板との分解図である。基板ホルダ１０はプレート部材１１を備え、位置決めピン１２、１３、および永久磁石１４がこれに固定されている。位置決めピン１２、１３、および永久磁石１４はクランプリング１５と共にクランプを形成し、基板Ｗを所定の位置にしっかりと保持する。
【００３０】
一例として、基板ホルダ１０は、リソグラフィ投影装置において、もしくは、公称直径１５０ｎｍ（６”）および厚さ５００μｍの基板をハンドリングするように設計がなされた他の基板ハンドリング装置において、公称直径１００ｎｍ（４”）および厚さ１４０μｍの基板を処理可能にするためのものである。リソグラフィ投影装置の基板テーブルＷＴを固定するために寸法取りがなされ、基板Ｗを適切な高さに配置するのに加えて、基板ホルダ１０は、その厚さにより比較的柔軟性があってかなりカーブしてしまう基板Ｗを、露光が可能なようにフラットに保つことを可能にする。これは、基板Ｗがその全周縁、あるいはほぼ全周縁でクランプリング１５によりクランプされ、かつ、小さい範囲での高さ変化を防止するのに十分に有益なバールパターンでクランプされることによって達成される。クランプリングは、基板ホルダのハンドリング中にウェハステッパにて基板Ｗが動くのを防止する。また、露光チャックにより真空システムが用いられ、基板ホルダ１０と基板Ｗの両方をクランプする。これは、基板ホルダ１０から基板Ｗの下側に真空を伝えるプレート部材の底部を貫通するホールを使用して達成される。
【００３１】
図４においてより明確に理解されるように、基板Ｗには第一フラット部Ｆ１が設けられており、さらに第二フラット部Ｆ２を設けることも可能である。位置決めピン１２（効果上２個のピン）が配備され、それによりフラット部Ｆ１はこのピンに接し、基板Ｗを基板ホルダ１０上に正確に配置させる。基板ホルダ１０は、基板テーブルＷＴ上における基板ホルダ１０の位置を決定するためのフラット部１７を同様に有している。位置決めピン１３は、他のフラット部Ｆ２のウェハエッジ上のポイントに接し、正確な位置合わせを達成する。位置決めピン１２、１３および／または磁石１４を受け入れ目的で、クランプリング１５の下側に凹みを設けることも出来る。
【００３２】
位置決めピン１２、１３およびフラット部Ｆ１、Ｆ２、１７によって、実行されるべきリソグラフィ工程のオーバレイ要求内に基板位置を確実に合わせる必要はないが、基板Ｗを、その上に設けられたアライメントマーカがリソグラフィ装置のアライメントシステムのキャプチャ範囲内となるように配置することのみが必要であることが理解されよう。また他の実施形態において、基板Ｗは異なる数および／または組合せのフラット部および／あるいは切り欠き部を有し、リソグラフィ装置は異なる数および／あるいは組合せのフラット部および／あるいは切り欠き部を有した基板を受けるようにされる。その場合、基板ホルダ上の位置決めピン１２、１３は、基板を正確に配置するためにこの基板に設けられるいかなるフラット部および切り欠き部とも係合するように配置される必要がある。一方、プレート部材１１は、リソグラフィ装置の基板テーブルに設けられるいかなる位置決め手段とも係合するようにフラット部および切り欠き部を有する必要がある。位置決めピン１２、１３はプレート部材１１の面でウェハＷを位置合わせするが、バールパターンはこれを面方向外で位置合わせする。
【００３３】
この実施形態において、プレート部材１１は標準的１５０ｍｍ（６”）シリコンウェハから成り、位置決めピン１２、１３はフェライトステンレススチール製であって、エポキシ樹脂によりプレート部材１１に取り付けされている。磁石１４はＮｉｐでめっきされたＮｄＦｅＢ永久磁石であり、クランプリングは２層のフェライトステンレススチールから成る。２つの層を使用することで、磁石および／あるいは位置決めピンを受けるための凹みを容易に設けることが出来る。スルーホールあるいはカットアウトがリングに作り出されて低層を形成する。これは、薄いリングにブラインドショットを形成するよりもはるかに容易である。また、１つの層は、その磁性により選択されたスチールから成り、もう一方のスチールは強度により選択される。当然ながら、クランプに単一層を用いてクランプ高を最小限にすることも可能である。
【００３４】
図３より理解可能であるように、像がクランプリングの内周距離ｄ１内に投影されるように試みると、クランプリング１５の高さＴが投影ビームＰＢを遮る。距離Ｓ１の正確な値は、厚さＴと投影レンズＰＬの開口数（ＮＡ）に基づく。これは投影ビームの最外の光線角度を決定する。像形成されない環の幅は、Ｓ１と、クランプリング１５とウェハＷとの間のオーバラップの最大幅Ｏｍａｘを加えたものに等しくなる。ＴおよびＯｍａｘの適切な選択により、クランプリングの影と見なされる基板の像形成されない部分の幅が３ｍｍのノーマルエッジビードと同程度になりうる。光軸一致レベルのリソグラフィ装置において、レベリングセンサービームＬＳ−Ｂは投影ビームよりも浅い傾斜角を有する。これは、レベリングセンサービームＬＳ−Ｂ、ＳＬＢに対するクランプリングの影がより広く、ウェハ面のより大きな部分の垂直部分が計測不可能であることを意味する。この問題は、基板Ｗの内部においてなされるレベリング計測から推測することによって回避することが出来る。図４において、像形成可能領域をクロスハッチにより示しており、レベルセンサービームの影の境界を点線により示している。
【００３５】
ウェハＷを基板ホルダ１０に載置するローディングツール２０を図５に示している。ローディングツールは、例えばウェハハンドリングロボット（図５には示しておらない）により、または手作業によりプレート部材１１が配置されるプラットフォーム２１を備えている。プラットフォーム２１はプレート部材１１のフラット部１７を係合させる位置決めバー２２を配備しており、プレート部材の正解な位置決めを可能にする。一旦プレート部材１１が正確に配置されると、ウェハＷはバールパターン上に、位置決めピンに対して配置される。もう一度述べると、これはウェハハンドリングロボット、もしくは手作業により実行される。その後にウェハＷは真空でクランプされ、正確な位置に保たれる。その間、クランプリング１５は真空で環状真空チャック２３上に保持される。環状チャック２３は、環状チャック２３がプラットフォーム２１上で反転されて下ろされるとき、プラットフォーム２１に設けられたロケータピン２５と係合するロケータホールを突起に有する。それによってクランプリングは基板Ｗ上に正確に配置される。次に真空が解除され、磁石１４によって保持されたクランプリングをプレート部材に残し、環状チャックが取り除かれる。次に基板ホルダ１１および保持された基板Ｗは、例えばウェハハンドリングロボットによりリソグラフィ装置に受け渡される。
【００３６】
ウェハハンドリングロボット
プレート部材１１をプラットフォーム２１上に正確に配置するために、上記に述べた（ウェハハンドリングツールとして知られる）ウェハハンドリングロボットを使用することが可能であり、基板Ｗをプレート部材１１上に正確に配置するためにもこのウェハハンドリングロボットを使用することが可能である。手作業によるハンドリングはウェハＷの汚染を生じることがあり、かつ、ロボット使用による位置合わせの精度よりもその精度が劣ることから、手作業のハンドリングよりもウェハハンドリングロボットを使用するほうが望ましい。
【００３７】
図６はウェハハンドリングツール３０の具体例の底部斜視図である。このツールは中央平面凹部領域３１と、この中央凹部領域３１の面より伸長した周縁部分３２から成る。周縁部分３２は本実施形態においてＡ、Ｂ、Ｃの３つのセクションに分割され、真空をウェハのエッジに発生させることが出来る。本実施形態において、真空は、周縁部分３２に形成された円周スロット３３を用いて発生される。周縁部分３２のセクションＡおよびＢはセクションＣよりも小さい。本実施形態において、セクションＡおよびＢのそれぞれは周辺範囲約３０°に亘り、部分Ｃは周辺範囲約１６０°に亘っている。
【００３８】
図６に示した３つの周縁部分Ａ、Ｂ、およびＣの各々はツール内のホールにより、真空ポンプシステムもしくは同様のものに連結がなされる真空コネクタ３４に連結可能である。
【００３９】
周縁部分３２の真空スロット（もしくはより一般的にチャンバ）は好ましくは、使用時にウェハの外側エッジのみがツールと接触するように配置される。中央凹部領域３１はウェハがツールの他の部分と接触するのを防止する。図６にて分かるように、ツール周囲の特定の位置にギャップ３５、３６が設けられている。これはウェハホルダ表面の固定されたポイントに対してウェハが押し付けられるようにするためのものである。例えば、フラット部Ｆ１およびＦ２を有するウェハにおいて、ツール３０ではフラット部Ｆ１がギャップ３６でさらされ、かつ、フラット部Ｆ２がギャップ３５の１つでさらされてウェハをピックアップすることが可能である。またこれはウェハを再度プレート部材１１に配置するのに有用である。また、ギャップ３５および３６は、ウェハが基準ピン１２、１３に対して正確に位置合わせされていることを視覚的に確かめるのに有用である。
【００４０】
ツールはプラスチック材料により製造されることが望ましい。なぜならばこうした材料は製造が容易であり、ウェハ表面に損傷を与えないからである。例えばポリオキシメチレン（ＰＯＭ）のようなポリアセタールが特に適している。
【００４１】
このツールの長所は、底部ではなく上部からウェハのハンドリングを可能にすることである。これは、ウェハの使用可能な中央部分と相互作用しない周縁真空チャンバ３３を使用することで可能となる。本ツールは、例えば、
− 背面ツールに余裕のない表面にウェハが配置される必要がある、
− 貼り合わせた表面からウェハを取り除く必要がある、もしくは標準的ツールに余裕がない、
− ウェハの裏面にデバイスまたは他のデリケートな構成部品がある、といったような理由によりウェハをハンドリングすることが不可能な、もしくは望ましくないさまざまな状況において使用が可能である。ツールの周縁真空チャンバの設計によって、非常にもろい、薄いウェハを信頼性のある方法によりハンドリング可能にする。さらに、ツールそれ自身が、カーブしたウェハを平らにするのに有用であることが理解出来る。それによりウェハの後の位置決めを非常に容易にするとともに、より信頼性の高いものにする。
【００４２】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく他の方法でも具体化できることは当業者にとって明らかである。本詳細説明は本発明を制限する意図ではない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例が用いられるリソグラフィ投影装置を示したものである。
【図２】本発明の実施形態に基づく基板ホルダを基板とともに示した分解図である。
【図３】基板がクランプされた図２の基板ホルダの部分の断面図である。
【図４】基板が図２の基板ホルダに保持されているときに像形成可能な、かつ計測可能な領域を示した、基板の平面図である。
【図５】図２の基板ホルダに基板を取り付けるツールの斜視図である。
【図６】ウェハハンドリングツールを下側から見た斜視図である。
Claims (14)
- リソグラフィ装置において受け入れ可能な第一公称サイズを有するプレート部材と、該第一公称サイズよりも小さい第二公称サイズの基板を保持するクランプとにより構成される基板ホルダ。
- 前記のクランプは第二公称サイズの上記基板をそのほぼ全周縁にて保持するようにされていることを特徴とする請求項１に記載の基板ホルダ。
- 使用において、第二基板の像形成されない部分は約３ｍｍ幅の周縁部分であることを特徴とする請求項１または２に記載の基板ホルダ。
- 前記のプレート部材は、クランプが取り付けられる標準公称寸法のシリコンウェハから成ることを特徴とする請求項１、２、または３に記載の基板ホルダ。
- 前記のプレート部材は平面上においてほぼ円形であり、任意に１つ以上のフラット部あるいは切り欠き部を有することを特徴とする請求項１、２、３、または４に記載の基板ホルダ。
- 前記の第一公称サイズは１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍかもしくはこれ以上であり、前記の第二公称サイズは１００ｍｍかもしくはこれ以下であることを特徴とする請求項５に記載の基板ホルダ。
- 前記のプレート部材には１つ以上の位置決めピンが備わり、基板が該位置決めピンに接しているとき、基板はプレート部材の所定の位置および／または方向に配置されるようにこの位置決めピンが配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の基板ホルダ。
- 前記プレート部材には１つ以上のフラット部あるいは切り欠き部が設けられており、前記位置決めピンは、基板のフラット部あるいは切り欠き部がプレート部材のフラット部あるいは切り欠き部に望ましくは一致する、所定の方向に配置されていることを特徴とする、１つ以上のフラット部あるいは切り欠き部を有する基板と使用される請求項７に記載の基板ホルダ。
- 前記クランプは、前記基板の外側輪郭に相似の、しかしそれよりも小さい内側輪郭を有する磁性材料のリングと、上記プレート部材に固定された複数の磁石とから成ることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の基板ホルダ。
- 前記プレート部材には、前記基板が配置される部分に精緻なバールパターンが配置されることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の基板ホルダ。
- 前記プレート部材をプラットフォームに配置し、基板を前記プレート部材上に正確な方向に置き、前記クランプをチャック上に配置し、前記クランプを前記基板上に正確に配置するために前記プラットフォーム上に前記チャックを下げていき、それにより前記基板を前記プレート部材にクランプすることから成る請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の基板ホルダを操作する方法。
- 上記のチャックを下げていくステップは、前記クランプ、前記基板、および前記プレート部材を正確に整列させるために、前記プラットフォームのピンと前記チャックのホールを位置合わせすることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
- 放射線感光材料の層により少なくとも部分的に覆われた基板を提供し、放射線システムを用いて放射線の投影ビームを供給し、パターニング手段を用いて投影ビームのその断面にパターンを与え、放射線感光材料の層の目標部分に放射線のパターン化されたビームを投影するステップとから成り、ここで、基板を提供する前記ステップは、前記基板よりも大きい公称サイズを有するプレート部材に該基板をクランプするサブステップと、このクランプされた該基板を有した該プレート部材を前記リソグラフィ装置に載置するサブステップとから成ることを特徴とするデバイスの製造方法。
- 前記のクランプするステップは、前記基板をそのほぼ全周縁にてクランプすることから成ることを特徴とする請求項１３に記載のデバイス製造方法。
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