JP2005142570A - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のリソグラフィ装置で問題となる、物品の局所的な曲がり等の問題を克服する充填ガス供給を実現するリソグラフィ装置を提供すること。
【解決手段】投影放射ビームを供給する照明系と、投影放射ビームのビーム経路中に配置される平坦な物品を支持する物品支持体であって、平坦な支持平面を形成する支持領域を画成する複数の支持突起を含む物品支持体と、物品支持体に支持された物品の裏側に充填ガスを供給して物品と物品支持体との間の熱伝導を改善する、支持領域内に形成された充填ガス放出領域を含む充填ガス供給部とを含むリソグラフィ装置である。本発明によれば、充填ガス放出領域が支持領域を実質的に包囲している。
【選択図】図５

Description

本発明は、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、投影放射ビームを供給する照明系と、該投影放射ビームのビーム経路中に配置される平坦な物品を支持する物品支持体であり、平坦な支持平面を形成する支持領域を画成する複数の支持突起を含む物品支持体と、該物品支持体に支持された該物品の裏側に充填ガス（ｂａｃｋｆｉｌｌ）を供給して該物品と該物品支持体との間の熱伝導を改善する、該支持領域内に形成された充填ガス放出領域を含む充填ガス供給部とを含むリソグラフィ装置に関する。

リソグラフィ装置は、基板の目標部分に所望のパターンを形成する機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合には、マスクなどのパターン形成手段を使用してＩＣの個々の層に対応した回路パターンを生成し、放射線感応材料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコン・ウェハ）上の目標部分（例えばダイスの一部、１つのダイス、又は複数のダイスを含む部分）にこのパターンを結像すればよい。一般に、一枚の基板の中には、連続的に露光される隣接した目標部分が網目状に含まれる。既知のリソグラフィ装置には、目標部分をパターン全体で一度に露光することによって各目標部分の照射を行ういわゆるステッパと、投影ビームで所与の方向（「走査」方向）にパターンを走査しながら、同時にこの走査方向と平行又は逆平行に基板を走査することによって各目標部分の照射を行ういわゆるスキャナとがある。

従来のリソグラフィ投影装置では、フォトリソグラフィ・プロセス中には、ウェハやレチクルなどの物品を締め付け力によって物品支持体に固定する。この締め付け力は、真空圧力、静電気力、分子間結合力、又は単に重力でも良い。物品支持体は、ウェハ又はレチクルが保持される平坦な表面を画成する複数の突起の形で、平面を画成する。物品が理想的な平面の向きからわずかでもずれると、ウェハが回転し、この回転によりオーバレイ誤差が生じる可能性があるので、これらの突起の高さにわずかなばらつきがあると、解像度に悪影響をもたらす。さらに、このように物品支持体の高さにばらつきがあると、それが支持する物品の高さにもばらつきが生じることがある。リソグラフィ・プロセス中には、このような高さのばらつきがあると、投影系の焦点距離が制限されているために解像度に悪影響をもたらす可能性がある。したがって、理想的に平坦な物品支持体を用いることは極めて重要である。

ヨーロッパ特許出願ＥＰ０９４７８８４号には、基板の平坦度を改善するための突起が配列された基板ホルダを有するリソグラフィ装置が記載されている。これらの突起は、直径が約０．５ｍｍで、約３ｍｍの間隔で位置し、基板を支持する支持部材の土台を形成している。突起の高さは１μｍから１５μｍの範囲内である。突起間の間隔が比較的大きいので、存在し得る汚染物は突起と突起の間に収まり、基板の一部を持ち上げることがないので、通常は基板を平坦にする妨げにはならない。

本願の文脈では、上記の「物品」という用語は、上記のウェハ、レチクル、マスク、又は基板などの用語や、
リソグラフィ投影技術を用いる製造装置で処理される基板、或いは
リソグラフィ投影装置、マスク検査装置やマスク洗浄装置などのマスク処理装置、若しくはマスク製造装置におけるリソグラフィ投影マスク若しくはマスク・ブランク、又は放射系の光路中に固定されるその他任意の物品若しくは光学素子など、より具体的な用語のいずれかとすることができる。

リソグラフィ処理では、照明系と照明対象物品との間に存在するガス組成物、特に不均質ガス組成物中を投影ビームが通過すると、回折や屈折、吸収などの望ましくない効果が生じることがある。これらの効果は、照明の質、とりわけ結像性能において高まっている要求に応えるために達成する必要のある解像度に悪影響を及ぼす可能性がある。新世代のリソグラフィであるＥＵＶリソグラフィは、極紫外線領域の投影ビームを使用するので、投影放射ビームを実質的に妨害せずにビーム内に置かれた物品まで送るために、真空状態（真空に近い状態）で行われる。この文脈では、真空圧という用語は、環境中に存在する特定のガスと関係がある。例えば、炭化水素及び水の場合には、許容可能な背圧は極めて低く、１ｅ−９〜１ｅ−１２ｍｂ程度である。不活性ガスの場合には、要件はこれより緩和される。例えば、Ａｒの場合には、許容可能な背圧は１ｅ−４ｍｂから１ｅ−２ｍｂの範囲、特に１ｅ−３ｍｂである。又、相対背圧は、装置の環境に応じて変化する可能性がある。例えば、物品支持体がウェハ支持体の環境において働く場合には、特定の構成要素の真空の要件は、物品支持体がレチクル支持体として働く環境より緩和されることがある。すなわち、汚染物（ＣｘＨｙ及びＨ２Ｏなど）の分圧は、光学機器区画（レチクル支持体も含む）とウェハ区画とでは１００倍も異なることがあり、全体の圧力（通常は１ｅ−９〜１ｅ−１２ｍｂ）よりはるかに低い。

この真空技術には、温度制御に関する難点がある。前文に述べた物品支持体の場合には、接触面積が極めて小さくなるように突起が成形され、さらに各突起は比較的広い幅で離間して配列されるので、物品が物品支持体に支持されているときに実際に物品支持体と物理的に接触するのは、物品の底面側の非常に小さな部分（面積全体の０．１〜３％）だけである。使用する真空圧範囲内では、熱伝導率はほぼ圧力に比例する。これは、投影ビーム中に置かれた物品に吸収される熱エネルギーを適切に発散させることができなくなっており、物品支持体が不必要に加熱され、熱膨張が生じてその結果投影が不正確になる、或いは物品の損失が起こる可能性もあることを意味する。この問題を克服するために、通常は、いわゆる充填ガスを使用する。充填ガスは、物品から物品支持体への熱伝導をもたらし、物品に吸収された熱エネルギーを発散させる。もちろん、必要なら、冷却媒体などを入れた冷却ダクトなどの冷却手段を、物品支持体にさらに設けることになる。ただし、物品の底面側に充填ガスを封入するために、従来の手法では、いわゆる「ハード・リム（ｈａｒｄ ｒｉｍ）」を設けている。これは、物品の底面側と物品支持体の上面側の間にガス・シールを形成することによって、真空から充填ガスを実質的に密封する境界壁面である。

しかし、照明性能の面で、このハード・リムには問題があることが分かっている。密封リムが存在することにより、物品を担持する支持体が追加されることになる。このような追加の支持体により、物品の圧力負荷が乱され、これにより物品の局所的な曲げを生じ得る。このような曲がりにより物品表面が回転し、これにより望ましくないオーバレイ効果が生じることがある。さらに、密封リムの存在により、物品と物品支持体の間の接触面積がほぼ２倍になる。接触領域の間に汚染物粒子が入り込んで、支持体を平坦でなくし、それに伴って物品の曲がりの問題を生じることを防止するために接触面積を最小限に抑えることを目的としているので、これは望ましくない。

さらに、このようなハード・リムの存在により、熱伝導をもたらす充填ガスが存在しない物品の明確な外側領域が画成される。これにより、局所的過熱又は物品内の望ましくない温度勾配といった問題がさらに生じる可能性がある。

本発明の目的は、上述の問題を克服し、上述の欠点のない充填ガス供給を実現するリソグラフィ装置を提供することである。

この目的は、請求項１に記載の特徴によるリソグラフィ装置によって達成される。さらに詳細には、物品支持体を含むフォトリソグラフィ物品において、充填ガス放出領域は支持領域を実質的に包囲しており、充填ガスの放出が行われると、好ましくは、支持領域の外周の全てに沿う選択した位置が所定の充填ガス圧になる。その結果生じる充填ガスの流れは、定常状態では、包囲された領域を満たし、それにより実質的に一定の充填ガス圧を該領域中に形成し、該領域内に均一な熱伝導特性をもたらす。好ましい実施例では、放出領域は、物品と物品支持体の間のガス流動抵抗より低いガス流動抵抗を有する。例えば、放出領域に向かうガス供給経路だけでなく、ガス放出領域を形成するガス供給経路の放出開口の周囲のガス供給領域も、低い流れインピーダンスを有して、物品の裏側を充填ガスが満たしている場合には待機時間が短くなるように設計することができる。さらに、放出領域は、同心状のガス供給溝で形成することが好ましい。特に、円形の支持領域の場合には、放出領域は、支持領域の外周に近い環状凹部で形成することができる。この環状凹部は溝を形成し、物品が物品支持体に支持されているときには、この溝は該物品によって境界を形成される。

代替実施例又はそれとの組合せでは、放出領域は、離間した複数のガス供給部を含むことができる。具体的には、離間したガス供給部は、支持領域の境界付近に配置された規則的な同心状パターンを形成するガス経路開口で構成することができる。

充填時間を短縮するためには、支持領域の中心にさらに別の充填ガス放出領域を設けることが好ましい。支持領域を包囲する充填ガス放出領域と、支持領域の中心にある別の充填ガス放出領域とは、ガス流経路又はガス流溝を介して接続することができる。

さらに、一般に、ハード・リム構成では、物品はハード・リムの範囲からはみ出す。したがって、このような構成では、物品の境界領域において、充填ガスが存在しないために熱伝導が得られない。本発明による構成では、包囲された領域の外側の、充填ガス圧が低下した領域でも熱伝導が得られ、これにより物品の境界領域における熱伝導が改善される。

本発明によれば、支持領域はハード・リム・シールで境界を形成しなくても良い、或いは境界壁面を全く設けなくても良い。放出領域が支持領域を実質的に包囲するので、リソグラフィ装置で存在する（真空）圧力状態にまで最終的に充填ガス圧が降下するのは、支持領域の小さな部分のみである。したがって、シール構成を省略することができ、その結果として物品支持体の優れた水平特性が得られるようになる。設計によっては、何らかのシール、特に「非接触」シール又は「漏れ」シールを設けて、流れ抵抗を増大させ、ガス流を制限し、物品の境界付近のガス圧を増大させると有利であることもある。したがって、支持領域の境界は、支持平面より低い境界壁高さを画成する境界壁面で形成することが好ましい。この実施例は、充填ガスがアルゴンなどの不活性ガスである場合に特に有効である。この種のガスの場合、許容可能な周囲の真空の背圧は比較的高く、充填ガスがアルゴンである場合には、物品支持体の相対位置により、１ｍｂ^＊リットル／秒未満、特に０．１５ｍｂ^＊リットル／秒の漏れ速度が許容可能である。密封境界がない状態では、漏れ速度の算出値は０．１２ｍｂ^＊リットル／秒となり、この値は、上記に示した上限内に収まることが分かる。好ましい実施例では、算出した漏れ速度は３ｅ−３ｍｂ^＊リットル／秒であり、これは上記の指定最大値の範囲内に十分に収まる。これらの値は、１ｅ−３ｍｂの背圧を加えた場合の値である。真空環境の背圧がより低い場合には、それに応じて漏れ速度も低くなる。境界壁面のすぐ隣に溝を設けることもできる。このように密封境界付近で充填ガスの増加された体積は、分子フローレジムの流れ抵抗を増大させることができる。

本発明の充填ガス構成はその他の圧力環境でも機能することができるが、本発明は、リソグラフィ装置を真空圧状態で動作させるために真空圧を提供する真空ポンプ・システムを含み、この真空ポンプが物品の裏側から流れる充填ガスを除去するように動作するリソグラフィ装置で使用されることが好ましい。

このような構成では、真空ポンプ、特に真空ターボ・ポンプは、単純に漏出する充填ガスを除去するように動作させる。真空ポンプ・システムが支持領域を包囲する吸引領域を含むと、この除去は効率的に行われる。流出する充填ガスの粒子は照明プロセスに悪影響を及ぼし得る前に、それらの粒子を直接捕捉することができる。

さらに、本発明は、請求項１５に記載の特徴による物品支持体に関する。

本明細書では、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について特に説明するが、本明細書に記載のリソグラフィ装置には、集積光学系や磁気ドメイン・メモリの誘導及び検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなど、その他にも様々な適用があることを理解されたい。当業者なら、これら代替の適用の状況では、本明細書において任意に使用される「ウェハ」又は「ダイ」といった用語の使用が、それぞれ「基板」又は「目標部分」といったより一般的な用語と同義とみなすことができることを理解するであろう。本明細書で言及する基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常はレジスト層を基板に塗布し、露光済のレジストを現像するツール）或いは計測又は検査ツール中で処理することができる。適用可能なら、本明細書の開示は、上記及びその他の基板処理ツールに適用されることもある。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを作成するために複数回処理されることもあるので、本明細書で使用する基板という用語は、既に処理済の層を複数層含む基板を指すこともある。

本明細書で使用する「放射（線）」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば波長３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ，１５７ｎｍ又は１２６ｎｍ）や極紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば５〜２０ｎｍの範囲内の波長）など全てのタイプの電磁放射線、並びにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを含む。

本明細書で使用する「パターン形成手段」という用語は、基板の目標部分にパターンを形成するように投影ビームの断面にパターンを付与するために使用することができる手段を指すものとして広範に解釈されるものとする。投影ビームに付与されたパターンは、基板の目標部分の所望パターンに完全には対応しないこともあることに留意されたい。一般に、投影ビームに付与されたパターンは、集積回路など目標部分に作成中のデバイスの特定の機能層に対応することになる。

パターン形成手段は透過型でも反射型でもよい。パターン形成手段の例としては、マスク、プログラム可能なミラー・アレイ、プログラム可能なＬＣＤパネルなどがある。マスクはリソグラフィでは周知であり、バイナリ・マスク、レベンソン型位相シフト・マスク、ハーフトーン型位相シフト・マスクなどのマスク・タイプ、並びに様々なハイブリッド・マスク・タイプを含む。プログラム可能なミラー・アレイの一例では、マトリクス状に配列した小さなミラーを利用し、これらの小さなミラーをそれぞれ個別に傾けて、入射放射ビームを異なる方向に反射することができる。このようにして、反射ビームはパターン形成される。パターン形成手段の各例では、支持構造は、例えばフレーム又はテーブルにすることができ、これらは必要に応じて固定式であっても可動式であってもよく、又パターン形成手段を、例えば投影系に対する、所望の位置に確実に配置できるようにすることができる。本明細書で任意に使用される「レチクル」又は「マスク」といった用語は、「パターン形成手段」というより一般的な用語と同義とみなすことができる。

本明細書で使用する「投影系」という用語は、例えば使用する露光用放射線に応じて、或いは浸漬流体を利用する、又は真空を利用するなどといったその他の要素に応じて、屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系など様々なタイプの投影系を含むものとして広範に解釈されるものとする。本明細書で任意に使用する「レンズ」という用語は、「投影系」というより一般的な用語と同義とみなすことができる。

照明系も、屈折型光学構成部品、反射型光学構成部品、反射屈折型光学構成部品など、投影放射ビームの方向付け、成形又は制御を行うための様々なタイプの光学部品を含むことができる。以下では、これらの構成部品を総称して又は単数で「レンズ」と呼ぶこともある。

リソグラフィ装置は、２つ（デュアル・ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプにすることもできる。このような「複数ステージ」装置では、追加されたテーブルを並列に使用する、或いは他の１つ又は複数のテーブルを露光に使用しながら１つ又は複数のテーブル上で予備ステップを行うこともできる。

リソグラフィ装置は、比較的高い屈折率を有する液体、例えば水の中に基板を浸漬し、投影系の最後の要素と基板との間の空間を満たすタイプにすることもできる。リソグラフィ装置のその他の空間、例えばマスクと投影系の最初の要素との間を浸漬液で満たすこともできる。投影系の開口数を大きくするための浸漬技術は、当技術分野では周知である。

以下、同じ参照符号が同じ部分を指す添付の概略的な図面を参照して、例示のみを目的として本発明の実施例について説明する。

図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ装置を示す概略図である。この装置は、
放射線（例えばＵＶやＥＵＶ）の投影ビームＰＢを提供する照明系（照明器）ＩＬと、
パターン形成手段を部品ＰＬに対して正確に位置決めするための第１の位置決め手段ＰＭに接続された、パターン形成手段（例えばマスク）ＭＡを支持する第１の支持構造（例えばマスク・テーブル）ＭＴと、
基板を部品ＰＬに対して正確に位置決めするための第２の位置決め手段ＰＷに接続された、基板（例えばレジスト被覆ウェハ）Ｗを保持する基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴと、
パターン形成手段ＭＡによって投影ビームＰＢに付与されたパターンを基板Ｗの目標部分（例えば１つ又は複数のダイスを含む部分）Ｃに結像する投影系（例えば反射投影レンズ）ＰＬとを含む。

本明細書で述べる装置は、反射型である（例えば、反射マスク又は上述のタイプのプログラム可能なミラー・アレイを用いる）。別法として、この装置は、透過型（例えば透過性マスクを用いる）であってもよい。

照明器ＩＬは、放射線源ＳＯから放射ビームを受光する。この放射線源とリソグラフィ装置とは、例えば放射線源がプラズマ放電源であるときなど、別々に存在することもある。このような場合には、放射線源は、リソグラフィ装置の一部であるとは考えられず、放射ビームは一般に、例えば適当な集光ミラー及び／又はスペクトラル・プュリティー・フィルタ（ｓｐｅｃｔｒａｌ ｐｕｒｉｔｙ ｆｉｌｔｅｒ）を含む放射線収集器を援用して放射線源ＳＯから照明器ＩＬに送られる。その他の場合、例えば放射線源が水銀ランプであるときなどには、放射線源はリソグラフィ装置の一体部分とすることができる。放射線源ＳＯ及び照明器ＩＬは、放射系と呼ぶことができる。

照明器ＩＬは、ビームの角強度分布を調節する調節手段を含むことができる。一般には、照明器の瞳面内の強度分布の少なくとも外側径方向範囲及び／又は内側径方向範囲（一般にそれぞれσ外側及びσ内側と呼ばれる）を調節することができる。照明器は、投影ビームＰＢと呼ばれる、断面において所望の均一性及び強度の分布を有する調整済の放射ビームを提供する。

投影ビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡに入射する。マスクＭＡで反射した投影ビームＰＢはレンズＰＬを通過し、レンズＰＬは、ビームを基板Ｗの目標部分Ｃ上に収束させる。第２の位置決め手段ＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば干渉装置）を援用すると、例えばビームＰＢの経路内に異なる目標部分Ｃを位置決めするよう、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、例えばマスク・ライブラリから機械的に取り出した後で、又は走査中に、第１の位置決め手段ＰＭ及び位置センサＩＦ１を使用して、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ことができる。一般に、オブジェクト・テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決め手段ＰＭ及びＰＷの一部を構成する長行程モジュール（粗い位置決め）及び短行程モジュール（細かい位置決め）を援用して行われる。ただし、ステッパ（スキャナに対立するものとして）の場合には、マスク・テーブルＭＴは、短行程アクチュエータに接続するだけでよく、或いは固定してもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク・アラインメント・マークＭ１、Ｍ２及び基板アラインメント・マークＰ１、Ｐ２を用いて位置合わせすることができる。

上述の装置は、以下の好ましいモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは基本的に静止状態に保たれ、投影ビームに付与されたパターン全体を１回で目標部分Ｃに投影する（すなわち１回の静止露光）。次いで、別の目標部分Ｃの露光を行うことができるように、基板テーブルＷＴをＸ方向及び／又はＹ方向に変移させる。ステップ・モードでは露光フィールドの最大サイズが１回の静止露光に結像された目標部分Ｃのサイズを制限する。
２．走査モードでは、投影ビームに付与されたパターンを目標部分Ｃに投影（すなわち１回の動的露光）しながら、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴを同時に走査する。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影系ＰＬの倍率（縮小率）及び像反転特性によって決まる。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズによって１回の動的露光の目標部分の幅（非走査方向）が制限され、走査運動の距離によって目標部分の高さ（走査方向）が決まる。
３．別のモードでは、マスク・テーブルＭＴはプログラム可能なパターン形成手段を保持して基本的に静止状態に保たれ、投影ビームに付与されたパターンを目標部分Ｃに投影しながら、基板テーブルＷＴを移動させる、又は走査する。このモードでは、一般に、パルス式放射線源を利用し、基板テーブルＷＴを移動させるたびに、又は走査中の連続した放射線パルスの合間に、必要に応じてプログラム可能なパターン形成手段を更新する。この動作モードは、上述のタイプのプログラム可能なミラー・アレイなどのプログラム可能なパターン形成手段を利用するマスクレス・リソグラフィにも容易に適用することができる。

上述の使用モード又は全く異なる使用モードを、様々に組み合わせて、且つ／或いは様々に変形させて用いることもできる。

図２は、物品支持体１の従来技術の実施例を示す図である。この実施例では、物品支持体１は、ウェハを支持するためのものであって、簡単にウェハ支持テーブルと呼ばれ、ウェハ支持テーブルとして一般的である、全体として円形をしている。ただし、この物品支持体は、別の形状、特に正方形であっても良い。ウェハ支持テーブル１は、ウェハ（図示せず）を支持する平坦な支持体を提供するように寸法を取った複数の突起２を含む。分かりやすくするために一部の突起２にしか参照番号をつけていないが、全体として、図中に白丸で示すものが突起である。突起２は、支持領域３を画成する。支持領域３の境界は、充填ガス（図示せず）を閉じ込めるシールとなる周囲壁面４によって形成される。周囲壁面４は、支持突起２と同じ高さであるため、ウェハを支持する支持要素にもなる。このタイプの支持構造は「ハード・リム」シールと呼ばれる。これは、密閉中に境界壁面４がウェハと物理的に接触し、ウェハの底面を押圧するからである。これにより、ウェハは変形し、ウェハの支持状態が不均一になり、照射を受けるウェハ表面が完全には平坦でなくなる。

図２のウェハ支持テーブル１では、充填ガスは、選択した位置、通常はウェハ支持テーブル１の中心付近、又は図２に示すように中心からわずかに外れた位置にあるガス供給部５を介して導入される。分かりやすくするために一部の供給部５にしか参照番号をつけていないが、全体として、図中に黒丸又は太線で示すものが供給部である。充填中に、充填ガスの圧力は供給部５の位置から広がっていく。これを、充填ガスの圧力Ｐをウェハ支持テーブルの中心からの径方向位置Ｓの関数として概略的に示す関連する圧力図に概略的に示す（単位は任意）。ベル形の圧力曲線Ｉが広がっていき、密閉リム４に囲まれた支持領域３内で完全に広がるとほぼ均一なガス圧ＩＩになることが分かる。密閉リム４の外側には、充填ガスは存在しないので、充填ガスの圧力もない。したがって、ウェハ支持テーブル１の外側領域では熱伝導がないので、解像度に有害で、かつウェハ及び／又はウェハ支持テーブル１の劣化させるような好ましくない局所的な熱膨張などの悪影響にもつながる。

図３は、本発明による物品支持体１の第１の実施例を示す図である。この場合も、図示の実施例は、ほぼ円形のウェハ支持テーブル１の形態である。この例では、支持領域３は、ハード・リム・シールによって境界を形成されるのではなく、漏れシール６によって境界が形成されている。本発明では、供給部の位置に関係する充填ガスの圧力の流れ特性が、しばしば真空圧となる周囲圧力の下でも十分な圧力を生じることができるようなものであれば、この漏れシール６は存在しなくてもよい。本発明によれば、境界ガス供給部７は、支持領域３の境界付近に位置するので、支持領域３を実質的に包囲するガス放出領域を形成する。実際的な値の例を挙げると、支持領域３を実質的に包囲するためには、ガス供給部７は、境界６の近傍に、ウェハ支持テーブル１の半径距離の１〜４０％、好ましくは１〜１５％、さらに好ましくは１〜５％だけ境界６から離れて位置する。原則として、ガス供給部７の位置は、ウェハ支持テーブル１の中心に向かうガスの流入を過度に損なわないように、又はウェハ下部からのガスの流出を過度に損なわないように、できる限り境界６から遠ざけるものとする。充填中には、充填ガスの圧力は、供給部７から広がっていく。これを、ウェハ支持テーブルの中心からの径方向位置Ｓの関数として充填ガスの圧力Ｐを概略的に示す関連する圧力図に概略的に示す（単位は任意）。ガス供給部７付近の圧力は所定レベルに制御されるので、定常状態では、支持領域３内の充填ガスの圧力も、同じ所定レベルＩＩ’に維持される。この実施例では、圧力曲線は支持領域の境界から広がり、圧力レベルＩ’で示すように支持領域３全体を覆うように完全に広がる。漏れシール領域６を通ってガスが流出するので、図１に示すハード・シール構成の場合と同様に、中心から大きく離れると圧力はゼロ・レベルまで降下し、ウェハの境界領域における熱伝導が改善される。したがって、図１に関連して述べたような悪影響は解消され、ウェハの境界付近でより良好な解像度が得られる。

図４は、境界供給部７に加えて中央供給部５も設けた代替実施例を示す図である。このような中央供給部５があると、図３で述べた定常状態構成により早く到達するので有利である。定常状態に達した後は、中央供給部５のガスの流出を止めることができる。

図５は、支持領域３内の所定の位置に位置する溝でガス供給部を形成した、物品支持体１のさらに別の代替実施例を示す図である。これらの溝のうち少なくとも１つは、外側溝８で示すように、支持領域を実質的に包囲する。連結経路９で示すように、溝はガス供給のために互いに接続することができる。この経路は、開放型にして、連結溝９として形成することができる。又、経路９は、物品支持体の中に埋設して、その端部のみに、充填ガス供給領域８とそれより内側にあるその他の１つ又は複数の領域１０とに開いた連結部を形成しても良い。漏れ境界シール６に隣接して、さらに別の溝１１を設けることもできる。この溝１１は、分子フローレジムで境界シール６を通過するガスの流出の遮断を改善することができる。

図６は、図５の線Ｘ−Ｘに沿ってとった、物品支持体１の概略的な高さマップである。ウェハ１２は、突起２の上に位置する（分かりやすいように、両者の間をわずかに離して示してある）。突起２の高さは、従来の高さである約５μｍであり、漏れシール６は、０．１〜５μｍ低くした高さである。最適な構成では、漏れシール６は全く存在しなくても良い。

最後の突起列１３と最後から２番目の突起２の列１４の間には、ガス供給溝８がある。漏れシールと外側列１３の間には、別の溝１１がある。ウェハ支持体のすぐ外側には、流出ガスを取り込むための吸引ポンプ１５を設けることができる。分子フローレジム内のガス粒子の流路を概略的に示してある。溝１１が存在することにより、ガス流出のインピーダンスを増加させることができる。

図７は、外周が９４２ｍｍの標準的なウェハの境界壁面の特定の幾何形状に応じて計算した漏れ速度を示す図である。この幾何形状は、２００、５００、１０００、２０００及び５０００ｎｍの低くしたシール（「ギャップ」と記す）を持つ境界壁面を含む。予想通り、漏れ速度はギャップ幅と共に増大するので、図中の下の方にある線が最も小さなギャップ値に対応し、図中の上の方にある線が最も大きなギャップ値に対応する。さらに、ギャップ幅は、境界壁面６からガス供給部７までの距離に対応し、０．１ｍｍから１０ｍｍの範囲である。図示の範囲内では、漏れ速度（ｍｂ^＊リットル／秒で表される）は、０．５ｅ−４から１に近い値まで変化する。実際の実施例では、ステージ区画に流れる充填ガスの漏れ速度は、１ｍｂ^＊リットル／秒未満、好ましくは０．１ｍｂ^＊リットル／秒未満、最も好ましくは１ｅ−５ｍｂ^＊リットル／秒未満にするものとする。ギャップが５μｍ、幅が１ｍｍである場合には、漏れ速度は約０．１２ｍｂ^＊リットル／秒未満であり、これは前述の指定の最大漏れ速度内である。これらの値は、加える（全）背圧が約１ｅ−３ｍｂである場合の値である。真空環境の背圧が低くなれば、それに応じて漏れ速度も低くなる。さらに、ステージ区画に流れる充填ガスの漏れ速度は、０．０１ｍｂ^＊リットル／秒未満、好ましくは１ｅ−３ｍｂ^＊リットル／秒未満、最も好ましくは１ｅ−７ｍｂ^＊リットル／秒未満にするものとする。

したがって、外側ガス供給部７が縁部より１ｍｍ超外側にあるときには、ギャップは５μｍ程度とすることができる。好ましいウェハの実施例では、幅０．５ｍｍの５００ｎｍギャップを含み、３ｅ−３ｍｂ^＊リットル／秒の漏れ速度を生じる。レチクル・ステージの場合には、この実施例は、１１３６ｍｍの全周に対して、ギャップ幅は２ｍｍ、ギャップは２００ｎｍとなる。

ほぼ円形で、かつ投影ビームで照明されるウェハを支持するために使用される物品支持体に関連して本発明について説明した。ただし、その他の任意の物品、特にレチクルの形態をした物品にも本発明を適用することができることは、当業者には明らかであろう。

本発明の具体的な実施例について上述したが、上記以外の方法で本発明を実施することもできることを理解されたい。本明細書の記述は、本発明を制限するものではない。

本発明の１実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。 従来の静電気式物品支持体を示す図である。 本発明による物品支持体を示す図である。 本発明による物品支持体の代替実施例を示す図である。 本発明による物品支持体のさらに別の実施例を示す図である。 線Ｘ−Ｘに沿ってとった図５の物品支持体の断面図である。 境界壁面の幾何形状に応じた、算出した漏れ速度を示す図である。

符号の説明

１ 物品支持体
２ 突起
３ 支持領域
５ ガス供給部
６ 漏れシール
７ ガス供給部
８ 外側溝
９ 連結経路（溝）
１１ 溝
１２ ウェハ
１５ 吸引ポンプ

Claims (15)

1. 投影放射ビームを供給する照明系と、
   平坦な物品を支持する物品支持体であって、前記物品支持体の上に前記投影放射ビームのビーム経路中で前記平坦な物品が配置されて、かつ平坦な支持平面を形成する支持領域を画成する複数の支持突起を含む物品支持体と、
   前記物品支持体に支持された前記物品の裏側に充填ガスを供給して前記物品と前記物品支持体との間の熱伝導を改善する、前記支持領域内に形成された充填ガス放出領域を含む充填ガス供給部とを含むリソグラフィ装置であって、
   前記充填ガス放出領域が前記支持領域を実質的に包囲していることを特徴とするリソグラフィ装置。
2. 前期放出領域が、前記物品と前記物品支持体の間のガス流動抵抗より低いガス流動抵抗を有する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記放出領域が、同心状のガス供給溝によって形成される、請求項１又は２に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記放出領域が、複数の離間したガス供給部を含む、請求項１から３までのいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記支持領域の中心に別の充填ガス放出領域が設けられた、請求項１から４までのいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記支持領域を包囲する前記充填ガス放出領域と、前記支持領域の中心にある前記別の充填ガス放出領域とが、ガス流経路又はガス流溝を介して接続される、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記支持領域がハード・リム・シールで境界を形成されない、請求項１から６までのいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記支持領域の境界が境界壁面で形成されない、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記支持領域が、前記支持平面より低い境界壁面高さを画成する境界壁面で境界を形成される、請求項１から８までのいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記境界壁面のすぐ隣に溝が設けられた、請求項９に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記リソグラフィ装置を真空圧状態で動作させるための真空圧を提供する真空ポンプ・システムをさらに含み、前記真空ポンプが、前記物品の裏側から流れる充填ガスを除去するように動作する、請求項１から１０までのいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
12. 前記真空ポンプ・システムが、前記支持領域を包囲する吸引領域を含む、請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
13. 前記物品支持体が、パターン形成手段を支持するための支持体であり、前記パターン形成手段が、投影ビームの断面にパターンを付与する働きをする、請求項１から１２までのいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
14. 前記物品支持体が、パターン形成されたビームによって基板の目標部分にパターン形成される前記基板を保持するための基板テーブルである、請求項１から１２までのいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
15. 平坦な支持平面を提供する支持領域を画成する複数の支持突起と、
    前記物品支持体に支持された前記物品の裏側に充填ガスを供給して前記物品と前記物品支持体との間の熱伝導を改善する、前記支持領域内に形成された充填ガス放出領域とを含む、請求項１から１４までのいずれか１項に記載のリソグラフィ装置の物品支持体であって、
    前記充填ガス放出領域が前記支持領域を実質的に包囲している物品支持体。

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