JP2007329506A - 支持構造体、リソグラフィ投影装置、およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リソグラフィ投影装置の中で基板を支持構造体によって移動する際、その基板と支持構造体との間の傾斜や垂直方向変位を含む位置ずれを効果的に補償する方法を提供すること。
【解決手段】基板（Ｗ）を保持し且つ動かすための支持構造体、例えば、ロボットアーム（１０）の支持フレーム（１８）に柔軟な部分（１４、２６）を設けることによって、このティルトおよび／または垂直方向変位に適合可能にする。それで、この支持フレーム（１８）が備えるクランプ（２０、２２、２４）が厳しい位置精度を要求するジョンソン・レイベック効果型クランプでもよく、この投影装置内の清掃をたった１枚の基板で行うこともできる。
【選択図】図３ｂ

Description

本発明は、リソグラフィ装置で物体を支持し且つ動かすための支持構造体に関する。

先ず第１に、本明細書で使う幾つかの定義を示す。
ここで使う“パターニング手段”という用語は、入射放射線ビームに、この基板の目標部分に創成すべきパターンに対応する、パターン化した断面を与えるために使うことができる手段を指すと広く解釈すべきであり；“光バルブ”という用語もこのような関係で使うことができる。一般的に、上記パターンは、集積回路またはその他のデバイス（以下参照）のような、この目標部分に創るデバイスの特定の機能層に対応するだろう。そのようなパターニング手段の例には次のようなものがある：
− マスク。マスクの概念は、リソグラフィでよく知られ、それには、二値、交互位相シフト、および減衰位相シフトのようなマスク型、並びに種々のハイブリッドマスク型がある。そのようなマスクを放射線ビーム中に置くと、このマスク上のパターンに従って、このマスクに入射する放射線の選択透過（透過性マスクの場合）または選択反射（反射性マスクの場合）を生ずる。マスクの場合、この支持構造体は、一般的にマスクテーブルであり、それがこのマスクを入射放射線ビームの中の所望の位置に保持できること、およびもし望むなら、それをこのビームに対して動かせることを保証する；

− プログラム可能ミラーアレイ。そのような装置の一例は、粘弾性制御層および反射面を有するマトリックスアドレス可能面である。そのような装置の背後の基本原理は、（例えば）この反射面のアドレス指定された領域が入射光を回折光として反射し、一方アドレス指定されない領域が入射光を未回折光として反射するということである。適当なフィルタを使って、上記未回折光を反射ビームから濾過して取除き、回折光だけを後に残すことができ；この様にして、このビームがマトリックスアドレス可能面のアドレス指定パターンに従ってパターン化されるようになる。プログラム可能ミラーアレイの代替実施例は、極小ミラーのマトリックス配置を使用し、適当な局部電界を印加することにより、または圧電作動手段を使うことにより、それらの各々を軸線周りに個々に傾斜することができる。やはり、これらのミラーは、マトリックスアドレス可能で、アドレス指定したミラーが入射放射線ビームをアドレス指定されないミラーと異なる方向に反射し；この様にして、反射ビームをこれらのマトリックスアドレス可能ミラーのアドレス指定パターンに従ってパターン化する。必要なアドレス指定は、適当な電子手段を使って行える。上に説明した両方の場合に、パターニング手段は、一つ以上のプログラム可能ミラーアレイを含むことができる。ここで言及したようなミラーアレイについての更なる情報は、例えば、米国特許第５，２９６，８９１号および同第５，５２３，１９３号、並びに国際公開第ＷＯ９８／３８５９７号および同第ＷＯ９８／３３０９６号から集めることができ、それらを参考までにここに援用する。プログラム可能ミラーアレイの場合、上記支持構造体は、例えば、必要に応じて固定または可動でもよい、フレームまたはテーブルとして具体化してもよい；並びに
− プログラム可能ＬＣＤアレイ。そのような構成の例は、米国特許第５，２２９，８７２号で与えられ、それを参考までにここに援用する。上記同様、この場合の支持構造体は、例えば、必要に応じて固定または可動でもよい、フレームまたはテーブルとして具体化してもよい。

簡単のために、この本文の残りは、或る場所で、マスクおよびマスクテーブルを伴う例を具体的に指向するかも知れないが；しかし、そのような場合に議論する一般原理は、上に示すようなパターニング手段の広い文脈で見るべきである。

リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使うことができる。そのような場合、パターニング手段がこのＩＣの個々の層に対応する回路パターンを創成してもよく、このパターンを、放射線感応性材料（レジスト）の層で塗被した基板（シリコンウエハ）の目標部分（例えば、一つ以上のダイを含む）上に結像することができる。一般的に、単一ウエハが隣接する目標部分の全ネットワークを含み、それらをこの投影システムを介して、一度に一つずつ、順次照射する。マスクテーブル上のマスクによるパターニングを使う現在の装置では、機械の二つの異なる種類を区別することができる。一つの種類のリソグラフィ投影装置では、全マスクパターンをこの目標部分上に一度に露出することによって各目標部分を照射し；そのような装置を普通ウエハステッパまたはステップアンドリピート装置と呼ぶ。代替装置 ― 普通ステップアンドスキャン装置と呼ぶ ― では、マスクパターンを投影ビームの下で与えられた基準方向（“走査”方向）に順次走査することによって各目標部分を照射し、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、この基板テーブルを走査する速度Ｖが、倍率Ｍ掛けるマスクテーブルを走査する速度であるので、この基板テーブルをこの方向に平行または逆平行に同期して走査する。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、例えば、米国特許第６，０４６，７９２号明細書から収集することができ、それを参考までにここに援用する。

リソグラフィ投影装置を使う製造プロセスでは、（例えば、マスクの中の）パターンを、少なくとも部分的に放射線感応材料（レジスト）の層で覆われた基板上に結像する。この結像工程の前に、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ことができる。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、他の処理を受けることができる。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ことができる。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ことになる。結局、デバイスのアレイが基板（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、ピンに接続し等できる。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、それを参考までにここに援用する。

簡単のために、この投影システムを、以後“レンズ”と呼ぶかも知れないが；この用語は、例えば、屈折性光学素子、反射性光学素子、および反射屈折性光学素子を含む、種々の型式の投影システムを包含するように広く解釈すべきである。この放射線システムも放射線の投影ビームを指向し、成形しまたは制御するためにこれらの設計形式の何れかに従って作用する部品を含んでもよく、そのような部品も以下で集合的または単独に“レンズ”と呼ぶことができる。更に、このリソグラフィ装置は、二つ以上の基板テーブル（および／または二つ以上のマスクテーブル）を有する型式でもよい。そのような“多段”装置では、追加のテーブルを並列に使ってもよく、または準備工程を一つ以上のテーブルで行い、一方他の一つ以上のテーブルを露出に使ってもよい。二段階リソグラフィ装置は、例えば、米国特許第５，９６９，４４１号明細書および国際公開第ＷＯ９８／４０７９１号に記載してあり、その両方を参考までにここに援用する。

本文書では、“放射線”および“ビーム”という用語を紫外（ＵＶ）放射線（例えば、波長３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの）およびＥＵＶ放射線（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の）、並びにイオンビームまたは電子ビームのような、粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射線を包含するために使用する。

リソグラフィ装置では、物体を保持し且つある位置から他の位置へ動かすために、ロボット、予備整列装置または基板テーブルピンのような、グリッパまたはクランプユニットを有する一つ以上のアクチュエータを使用する。これらの物体は、ウエハのような基板でもよいが、他の品目でもよい。

例えば、一般的には基板をリソグラフィ装置に持込み、最終的に基板テーブル上に置く。この移動中、基板をロボットから固定位置へ（または、随意に、他のロボットへ）引渡してもよい。引渡し中、それぞれ、ＲｘおよびＲｙと定義される、所定のｘ軸またはｙ軸に対するグローバル傾斜（例えば、３ｍｒａｄ）があり得る。引継ぎでかかわるこれら２つの品目間のこのグローバル傾斜は、このロボットが、例えば、基板をクランプするために使うクランプ装置が適正に作動することを保証するために最小にすべきである。このクランプ装置が正確に機能することは、確実な取扱いを保証するために必要であり、即ち、あらゆる時点で、リソグラフィ装置の中での基板の場所が明白でなければならない。これは、基板を常に能動的にクランプしなければならないことを意味する。

本発明の目的は、物体と、ロボットアームのような、支持構造体との間の傾斜および／または変位を効果的に補償することである。

そのため、リソグラフィ装置の中で物体を保持し且つ動かすための支持構造体を設け、この支持構造体は、この物体をクランプするためのクランプを含み、且つ柔軟な部分を備える。

上に言及した支持構造体によって、例えば、基板の回転または変位が必要でないのに、非常に正確な引継ぎが可能である。例えば、基板と受取り支持構造体との間の衝突によって発生する力は、この柔軟な部分が吸収する。リソグラフィ装置の中で基板が変位しおよび見失うリスクは少ないだろう。

この発明は、ロボットアームである支持構造体にも関する。更に、この発明は、そのようなロボットアームを含む、リソグラフィ投影装置で使うためのロボットに関する。

この本文では、ＩＣの製造に於けるこの発明による装置の使用を具体的に参照するかも知れないが、そのような装置は、他の多くの可能な用途があることを明確に理解すべきである。例えば、それを集積光学システム、磁区メモリ用誘導検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使ってもよい。当業者は、そのような代替用途の関係で、この本文で使う“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“目標部分”で置換えられると考えるべきであることが分るだろう。

次にこの発明の実施例を、例としてだけ、添付の概略図を参照して説明し、それらの図面で対応する参照記号は対応する部品を指す。

図１は、この発明の特定の実施例によるリソグラフィ投影装置１を概略的に描く。この装置は：
− 放射線（例えば、ＥＵＶ放射線）の投影ビームＰＢを供給するための、この特別な場合放射線源ＬＡも含む、放射線システムＥｘ、ＩＬ；
− 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、且つこのマスクを部材ＰＬに関して正確に位置決めするために第１位置決め手段ＰＭに結合された第１物体テーブル（マスクテーブル）ＭＴ；
− 基板Ｗ（例えば、レジストを塗被したシリコンウエハ）を保持するための基板ホルダを備え、且つこの基板を部材ＰＬに関して正確に位置決めするために第２位置決め手段ＰＷに結合された第２物体テーブル（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（例えば、一つ以上のダイを含む）上に結像するための投影システム（“レンズ”）ＰＬ（例えば、ＥＵＶ放射線用ミラー）を含む。

ここに描くように、この装置は、反射型である（即ち、反射性のマスクを有する）。しかし、一般的に、それは、例えば、透過型マスクを備える透過型でもよい。その代りに、この装置は、上に言及した種類のプログラム可能ミラーアレイのような、他の種類のパターニング手段を使ってもよい。

この線源ＬＡ（例えば、ＥＵＶ源）は、放射線のビームを作る。このビームを直接か、または、例えば、ビーム拡大器Ｅｘのような、状態調節手段を通してから、照明システム（照明器）ＩＬの中へ送る。この照明器ＩＬは、このビームの強度分布の外側および／または内側半径方向範囲（普通、それぞれ、σ外側および／またはσ内側と呼ぶ）を設定するための調整手段ＡＭを含む。その上、それは、一般的に、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯのような、種々の他の部品を含む。この様にして、マスクＭＡに入射するビームＰＢは、その断面に所望の均一性および強度分布を有する。

図１に関して、線源ＬＡは、（この線源ＬＡが、例えば、水銀灯である場合によくあることだが）このリソグラフィ投影装置のハウジング内にあってもよいが、このリソグラフィ投影装置から遠く離れていて、それが作った放射線ビームをこの装置に（例えば、適当な指向ミラーを使って）導いてもよいことに注目すべきで；この後者のシナリオは、線源ＬＡがレーザである場合によくあることである。本発明および請求項は、これらのシナリオの両方を包含する。

ビームＰＢは、次に、マスクテーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡで反射される。マスクＭＡで反射されてから、ビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、それがこのビームＰＢを基板Ｗの目標部分Ｃ上に集束する。第２位置決め手段ＰＷ（および干渉計測定手段ＩＦ）を使って、基板テーブルＷＴを、例えば、異なる目標部分ＣをビームＰＢの経路に配置するように、正確に動かすことができる。同様に、例えば、マスクＭＡをマスクライブラリから機械的に検索してから、または走査中に、第１位置決め手段ＰＭを使ってマスクＭＡをビームＰＢの経路に関して正確に配置することができる。一般的に、物体テーブルＭＴ、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（精密位置決め）を使って実現する。

しかし、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を短ストロークアクチュエータに結合するだけでもよく、または固定してもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスク整列マークＭ１、Ｍ２および基板整列マークＰ１、Ｐ２を使って整列してもよい。

図示する装置は、二つの異なるモードで使うことができる：
１．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴを本質的に固定して保持し、全マスク像を目標部分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ＷＴをｘおよび／またはｙ方向に移動して異なる目標部分ＣをビームＰＢで照射できるようにする；および
２．走査モードでは、与えられた目標部分Ｃを単一“フラッシュ”では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、ｙ方向）に速度ｖで動き得て、それで投影ビームＰＢがマスク像の上を走査させられ；同時に、基板テーブルＷＴがそれと共に同じまたは反対方向に速度Ｖ＝Ｍｖで動かされ、このＭはレンズ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、比較的大きい目標部分Ｃを、解像度について妥協する必要なく、露出することができる。

図２は、作動する際、基板（および事によると他の物体）が通る、このリソグラフィ装置の幾つかの部分を概略的に描く。図２は、ロードロックＬＬ、ハンドリング室ＨＣおよび投影室ＰＣを示す。ロードロックＬＬには二つのドア２、４がある。第１ドア２は、中が、ある実施例では、圧力Ｐ_ｖａｃの真空状態に維持されているハンドリング室ＨＣおよび投影室ＰＣを含む、このリソグラフィ投影装置１の内部に面している。第２ドア４は、例えば、大気圧Ｐ_ａｔｍに等しい圧力の大気圧状態に面している。しかし、この発明は、他の圧力値にも都合よく適用可能である。

ロードロックＬＬは、内部スペースを形成する壁を含む。このロードロックＬＬは、更に、当業者は知っているように、基板（ウエハ）Ｗのような、一つ以上の物体を支持するための支持手段（図示せず）を備える。

図２で分るように、ロードロックＬＬは、ガス入口３およびガス出口５も備える。ガス出口５は、ロードロックＬＬを、例えば、実質的にＰ_ｖａｃ以下の圧力に等しい１０^−３〜１０^−５Ｐａの真空状態にポンプダウンするためのポンプ６を備えることができる。例えば、基板Ｗの大気圧環境からこのロードロックＬＬを経て真空への移動は、通常以下の工程を含む：
− 大気圧状態Ｐ_ａｔｍに面する第２ドア４を開く工程、
− 基板ｗを大気圧状態Ｐ_ａｔｍからロードロックＬＬの中へ移送する工程、
− 第２ドア４を閉じる工程、
− 例えば、ポンプ６を使ってガス出口５からロードロックＬＬを実質的に真空状態Ｐ_ｖａｃ以下に等しい圧力に減圧する工程、
− 真空状態Ｐ_ｖａｃに面する第１ドア２を開く工程、および
− 基板ＷをロードロックＬＬから真空状態Ｐ_ｖａｃへ移送する工程。

ガス入口３は、このロードロックの中の圧力をＰ_ｖａｃからＰ_ａｔｍに上げるためにこのロードロックを通気するために使うことができる。基板Ｗの真空からロードロックＬＬを経て大気圧環境への移動は、通常以下の工程を含む：
− ロードロックＬＬを実質的に真空状態Ｐ_ｖａｃ以下に等しい圧力に減圧する工程、
− 真空状態Ｐ_ｖａｃに面する第１ドア２を開く工程、
− 基板ｗを真空状態Ｐ_ｖａｃからロードロックＬＬの中へ移送する工程、
− 第１ドア２を閉じる工程、
− ガス入口３を介してロードロックＬＬを実質的に大気圧状態Ｐ_ａｔｍ以上に等しい圧力に通気する工程、
− 大気圧状態Ｐ_ａｔｍに面する第２ドア４を開く工程、および
− 基板ｗを大気圧状態Ｐ_ａｔｍに送出する工程。

上に列挙した行動は、第１ドア２の外部の大気圧状態に関係する。しかし、当業者は知っているように、ロードロックの外部が他の圧力状態であってもよい。上に挙げる例は、決してロードロックＬＬの使用を制限することを意図しない。リソグラフィ投影装置の中のプロセスと干渉するかも知れない、酸素、炭化水素および／またはＨ２Ｏのような、危険粒子および汚染分子は、ロードロックＬＬをこれらの粒子または分子を含まない特別に選択したガスで満たすことによって、このロードロックＬＬに入るのを制限する。Ｎ２ガス、Ａｒガスまたは合成空気のようなガスの他に、他の適当なガスも勿論、当業者が理解するように、使うことができる。
ガス入口３からロードロックＬＬにガスを供給することによって、このロードロックＬＬをＰ_ｖａｃからＰ_ａｔｍに戻すときは、一般的に通常の環境空気ではなく特別なガスを使う。図２は、Ｎ２ガスが入ったガス供給源７を示す。ガス供給源７は高圧タンクでもよい。

当業者は、基板Ｗ、および事によると他の物体を支持しリソグラフィ装置（例えば、トラック、ロードロック、予備整列装置および投影室同様）に出し入れするために、基板Ｗを１次元か、２次元か、３次元で動かすためにアクチュエータによって駆動する、適当なグリッパまたはクランプを備えるアームを有するロボット８のような、支持構造体を使用することが分るだろう。支持構造体のもう一つの例は、基板をある方向に変位しまたは上げ下げするための、随意に、この基板を保持するためのクランプを備える、ピンである。以下に説明する実施例では、基板を参照するだろうが、この発明は他の物体にも同等に適用可能である。

図３ａは、ロボット８のロボットアーム１０を更に詳しく示す。このロボットアーム１０は、柔軟な部分１４および中間部分１６によって支持フレーム１８に結合したロッド１２を含む。
図示するように、支持フレーム１８は、三つのクランプ２０、２２、および２４を備える。この支持フレーム１８は、基板Ｗを支持する。基板ｗは、これらのクランプ２０、２２、および２４によって支持フレーム１８上に保持できる。

支持フレーム１８は、基板Ｗをクランプ２０、２２、および２４によってクランプするときそれが位置する平面を形成する。その平面をｘ軸およびｙ軸によって定義する。このｘ軸はロッド１２の縦方向にあり、一方ｙ軸はこのｘ軸に垂直である。ｚ軸は、ｘ軸とｙ軸の両方に垂直に定義する。このｚ軸は、図３ａには示さないが図３ｂに示す。このｘ、ｙおよびｚ軸は、基板Ｗが図２に示す装置を通る移動中にこの基板Ｗの中心が実質的に位置すべき場所であると定義する原点１９を有する。

図３ｂは、図３ａに示す装置の側面図を示す。図３ｂは、その上、基板テーブルＷＴ（図３ａには示してない）を示す。更に、図３ｂは、支持フレーム１８が柔軟な部分（または可撓性部分）２６を備えてもよいことを示す。この柔軟な部分２６は、支持フレーム１８の“フィンガ”の後ろにあってもよいが、“フィンガ”の一つまたは両方の中にあってもよい。

図３ｂに示すように、柔軟な部分１４は、末端で回転可能な二つ以上の柔軟なロッド１４を含んでもよい。それで、中間部１６は、ｘ軸とｙ軸の両方の周りに僅かに回転可能である。更に、それをｚ方向に僅かに持上げることができる。勿論、この柔軟部分１４は、可撓性のまたは柔軟な特徴を有する、何か他の構成または任意の材料で作ってもよい。

図３ｂに示すように、支持フレーム１８の柔軟な部分２６は、支持フレーム１８に切欠きを設けることによって作り、基板Ｗを保持するように設計した支持フレームの前側が、ロッド１２を動かすことなく、ｘ軸とｙ軸の両方の周りに回転し、且つｚ方向に僅かに持上がるようにする。

この柔軟部分な１４は、それがｘ、ｙおよびｚ軸によって定義する座標系の中心と一致する所定の中心に回転中心を持つように設計するのが好ましい。この原点は、基板Ｗの中心がロボットアームによるグリッピング／クランピング中に位置すべき場所でもある。それで、基板Ｗのｘおよび／またはｙ軸周りの正および負の方向の回転誤差（一般的に傾斜）を最善に適合させることができる。

ロボットアーム１０に少なくとも一つの柔軟な部分１４、２６を設けることによって、リソグラフィ装置で基板Ｗともう一つの部品の間の傾斜および／またはｚ変位を補償することができる。これは、例えば、基板ハンドラロボットから基板テーブルＷＴへおよび予備整列装置から基板ハンドラロボットへの基板の引渡し中に重要である。しかし、これは、この装置での他の引渡しにも当てはまる。それは、例えば、基板Ｗを保持するためのクランプを備える装置への引渡しに特に重要である。もし、基板Ｗとこの基板Ｗを受けるための部品との間の傾斜および／またはｚ変位が大き過ぎると、クランプが機能しないかも知れないので引渡しを行うことができない。柔軟な部分１４または２６を設けることによって、小さな許容差を持込み、この場合、基板Ｗを小さい力の下で他の受取り部品へのその傾斜および／またはｚ変位へ適合可能にする。

優先権を主張し且つその全体をここに援用する、本出願人のヨーロッパ特許出願０３０７５９２９．４は、グリッパのアームの組に関する運動を切離すために、柔軟な機構をこのグリッパとアームの組の間にも設けること（ＥＰ０３０７５９２９．４に記載するように）を開示する。この機械的リンクの結果として、受け器に関するグリッパ、従って基板の位置の精度が増す。また、振動、および特にグリッパと受け器の相対振動が減少し、この基板と受け器の相互精度を増すことができる。勿論、逆手順、即ち、物体、例えば、基板の受け器からの拾い上げにこの機械的ドッキング解決策を使うこともできる。

図４ａおよび図４ｂは、クランプ内に柔軟な部分を設けることが、基板Ｗ（または任意のその他の物体）をロボットアームの支持フレーム１８上のクランプにクランプするとき、傾斜および変位を補正するのにも役立つかも知れないことを示す。
図４ａは、クランプすべき基板Ｗに接近する、クランプ２０を備える支持フレーム１８を示す。クランプ２０の上面と基板Ｗの間に傾斜角αがある。基板Ｗの直径ｄ１は、２００ｍｍでもよい。クランプ２０の直径ｄ２は、４０ｍｍでもよい。ある例で、クランプが適正に機能するために、傾斜角αの要件は、図４ａにｄ３で示す距離が８μｍ以下であることが必要である程低いことがある。このクランピング装置は、真空パッドまたはジョンソン・レイベック効果クランプのような、静電クランプでもよい。当業者は知っているように、傾斜要件は、静電クランプにより厳しい。

図４ｂは、基板Ｗが平面で完全には平坦でないかも知れず、例えば、断面で見たときに波打っているかも知れないことを示す。このうねり振幅ｄ４は、５００μｍ程の大きさかも知れない。このうねりは、当業者は知っているように、リソグラフィ処理中のあらゆる種類の処理工程の結果かも知れない。基板Ｗの断面が波打つために、この基板Ｗの全ての場所でこれらの厳しい傾斜要件を満たさないかも知れない。

そこで基板とクランプの間の傾斜および／または変位を補償するために、クランプ２０は、図４ｂに示すように柔軟な部分２８を備えてもよい。この柔軟な部分２８は、金属ひだまたは何か他の可撓性材料またはリソグラフィ投影装置に適した構造で作ってもよい。この柔軟な部分２８は、このクランプにＲｘ、Ｒｙ、およびｚコンプライアンスを与える。基板Ｗの重量またはこの基板Ｗの引渡し中に使うｚ方向の小さい正の力は、そこで、このクランプの表面が基板Ｗの裏面と整列することを保証するだろう。整列したとき、クランプ２０は、基板Ｗの裏面を保持する。そこでこのクランプ力は、この装置を通る移動中基板Ｗをクランプしておくに十分だろう。このクランプのコンプライアンスは、基板のｘ、ｙおよびＲｚ位置が変らないようにすることができる。これは、このリソグラフィ投影装置の他のプロセスに要求されるように、基板の位置精度を維持する。

このクランプは、例えば、この装置の非常停止後の電力の遮断等によるクランプ力喪失後にも作動しなければならないので、基板Ｗの重量はクランプを整列するに十分であるのが好ましい。
当業者には明白かも知れないが、柔軟な部分２８は、支持フレーム１８の湾曲の補正もできる。

図４ｃおよび図４ｄは、支持構造体に対する、一方向にだけ動ける柔軟な部分の設置を示す。図示する支持構造体は、端にクランプ２０を取付けた基板テーブルピン３８のようなロッドを含む。ピン３８は、柔軟な部分２８を含む。この柔軟な部分２８は、ピン３８にその移動方向と垂直な第１方向に柔軟性を与える二つの切欠き２９を設けることによって作ってある。このピン３８にこの第１方向と垂直な第２方向に柔軟性を与えるために、ピン３８に、破線で示すように、切欠き２９と垂直に二つの他の切欠き３１を設けてもよい。

図４ｄは、切欠き２９および任意の切欠き３１をより良く示すために、図４ｃに示すように、ＩＶｄ−ＩＶｄ方向の図４ｃのピンの断面を示す
勿論、図４ｃおよび図４ｄに示すもの以外の柔軟な部分を使うことができる。ロッド３８は、図示する円形のものと異なる断面でもよい。

例えば、ウエハまたはレチクルをクランプするための、例えば、静電クランプに使うための可撓性支持構造体の更なる実施例を図４ｅおよび図４ｆに示す。
図示する支持構造体は、外リング４６、連絡リング４８および中心部５０を含む。外リング４６は、グリッパ（図示せず）またはステージ（図示せず）に固定してある。中心部５０の上に、静電クランプ（図示せず）が、例えば、接着によって取付けてある。外リング４６に、連絡リング４８が二つの板ばね５２ａおよび５２ｂでｙ、ＲｘおよびＲｚのＤＯＦ（＝自由度）を解放して固定してある。次にこの中央部５０は、二つの板ばね５４ａ、５４ｂおよび二つのロッド５６ａ、５６ｂによって連絡リング４８に固定してある。板ばね５４ａ、５４ｂは、ＲｘのＤＯＦを阻止するように向いている。それで、ロッド５６ａ、５６ｂと共に、この構成は、この連絡リングが中央部５０に関して一つの回転、即ち、Ｒｙだけを解放するようになっている。二つの残りの並進、即ち、ｘおよびｚＤＯＦは、図４ｅおよび図４ｆの可撓性支持構造体で固定してある。

図５は、支持フレーム１８上のクランプ２０がジョンソン・レイベック効果型クランプである、この発明の更なる実施例を示す。当業者は知っているように、ジョンソン・レイベック効果型クランプは、非常に低導電性材料で作った誘電体材料を備える。この誘電体材料の（電気抵抗の）非常な低導電性のために、電気クランプ電荷がこの誘電体材料を通ってクランプ面の方へ移行する。使用する際、基板Ｗとの接触は、幾つかの小さいスポットでしか行わない。これらの小さいスポットの間に、クランプ面と基板Ｗの後側の間に距離を形成する“空き”スペースがある。このクランプ面と基板Ｗの両方でこれらの“空き”スペースと向合う電荷が電荷間の距離の非常に小さい、残りの隙間だけのクランプを創り出し、従って非常に大きいクランプ力を創り出す。

ジョンソン・レイベックのクランプでは、小さい電流がこの誘電体層を流れ（更に、この例では小さい電流がウエハとこの誘電体材料の間を流れる）、それがこの複合クランプ基板システムの相対的に小さい熱負荷に繋がる。大抵の用途に対して、オーバレイおよび限界寸法のようなリソグラフィ要件がないために、これは問題でない。リソグラフィツールで使うべきクランプに対して、これは問題になり得る。

この発明に実施例によるその問題の解決策は、クランプ２０の上面に、図５に示すように、酸化層３０（例えば、ＳｉＯ_２）のような高電気抵抗被膜（例えば、数（１〜２０）μｍの薄い誘電体層）を設けることである。この酸化層３０は、当業者が知っているどんな方法でクランプ２０に設けてもよい。酸化層３０のあるクランプ２０を設けることによって、非常に小さい電流しかクランプと基板の間の接触領域におよび基板Ｗそれ自体に流れず、それで基板Ｗの温度に無視できる程の影響しか与えない。

図６ａは、ジョンソン・レイベック効果クランプであるクランプ２０を備える支持フレーム１８を示す。このクランプ２０は、基板Ｗを保持する。このクランプ効果は、ＤＣ電圧源とＡＣ電圧源の直列接続として示す、制御装置によって発生する。当業者は分るように、この制御装置は、何か適当な電気回路に基づいてもよく、またはコンピュータによって実行してもよい。

図６ｂは、図６ａの一部を拡大して示す。図６ｂは、ジョンソン・レイベック効果型クランプ２０が導電部３４および電気的に漏れやすい絶縁体３２を備えることを示す。この漏れやすい絶縁体３２のために、電流が導電部３４と基板Ｗの間を流れ、漏れやすい絶縁体３２に電荷が閉込められる結果となる。

基板Ｗをクランプ２０にクランプするためには、ＤＣ源だけのスイッチを入れ、ＡＣ源のスイッチを切る。クランプ２０から基板Ｗのクランプを解放するためには、ＤＣ源のスイッチを切るだけでよい。しかし、漏れやすい絶縁体３２に閉込められた電荷のために、クランプ２０と基板Ｗの間の吸引力が基板Ｗを取外すに十分小さくなるまではしばらく時間が掛るだろう。これは、漏れやすい絶縁体３２に閉込められた電荷がこの漏れやすい絶縁体３２から非常にゆっくりしか漏れ出さないためである。

このＤＣ源がもたらすクランプ電位と反対の、一つ以上の逆極性電圧工程を加えることによってこの問題を解決することが知られている。
しかし、代替解決策は、このＡＣ源をクランプ解放が始るときから減衰するＡＣ電圧を供給するように構成する。これを図７で更に詳しく説明する。図７は、クランプするときにクランプ電圧が所定の値Ｖ_０を有することを示す。時間ｔ１で、基板Ｗをクランプ２０から解放することになっている。そこで、時間ｔ１でＤＣ源のスイッチを切り、ＡＣ源のスイッチを入れて、時間ｔ２でＡＣ電圧の振幅が実質的にゼロになるまで減衰する振幅のＡＣ電圧をクランプ２０に与える。このＡＣ源の周波数は高周波であるのが好ましい。時間ｔ２で、クランプ２０のクランプ力は、基板Ｗをクランプ２０から安全に取出せる程小さい。

図８は、基板Ｗを載せた基板テーブルＷＴを示す。
このリソグラフィ装置は、ピン３８を有するアクチュエータ４２を備える。使用する際、このアクチュエータ４２は、基板Ｗを基板テーブルＷＴに出し入れするように配置してある。基板テーブルＷＴは、基板Ｗを支持するために基板支持体３６（突起のような）を備える。基板テーブルＷＴに基板支持体３６を設けることによって、まだ適正な支持をしながら、基板テーブルＷＴと基板Ｗの間の実際の接触面が減る。
基板テーブルＷＴは、クランプ４０、例えば、静電クランプまたは真空クランプを備える。しかし、当業者は知っているように、他の種類のクランプも同様に使ってよい。

クランプ４０とアクチュエータ４２の両方に接続し、それらに適当な制御信号を与えるためのプロセッサ４４を備える。
ロボットアーム１０を有するロボット８を、このロボット８の動作も制御できるように接続したプロセッサ４４と共に再び示す。

時には、基板循環が基板テーブル洗浄処理の一部である。この処理の化学的および／または機械的洗浄部の後に、典型的には約８枚の基板を次々に基板テーブル上に巡回して基板支持体３６から残る汚染物質を除去し、再び基板後側汚染仕様に達するようにする。
しかし、この現在の洗浄処理に関して少なくとも二つの問題がある：
１．基板巡回のための顧客所在地での必要数（８）の清浄基板の入手可能性とコスト；
２．洗浄基板巡回によるこの装置の休止時間。

本発明の実施例によれば、基板巡回用に必要な基板の数がたった１枚に猛烈に減少する。そのため、プロセッサ４４が以下の方法でクランプ４０、アクチュエータ４２およびロボット８を制御するように構成してある：
・ 基板Ｗをロボット８によってリソグラフィ投影装置に持込む；
・ この基板Ｗをクランプ４０によって基板テーブルＷＴにクランプして、基板Ｗが第１位値で基板テーブルＷＴに接触するようにする；
・ このクランプ４０にクランプ解放電圧を与えることによって基板Ｗを基板テーブルＷＴのクランプから解放する；
・ 所定数回クランプおよびクランプ解放を繰返して、この基板が第１位置か、この第１位置と異なる他の位置で繰返し基板テーブルＷＴと接触するようにする。

基板支持体３６から汚染物質を除去する、基板との他の接触位置を次々に配置することを確実にするために、アクチュエータ４２は、基板Ｗをクランプ解放後に基板支持体３６から離し、ロボット８に基板Ｗを回転または移動させて、基板Ｗを基板支持体３６の方へ動かし、基板Ｗをクランプ４０によって再びクランプする等に構成してあるのが好ましい。これを、例えば、８回繰返してもよい。

プロセッサ４４をこの提案の方法にプログラムすることによって、洗浄処理が過去より遙かに速いかも知れない。更に、そのような洗浄処理にたった１枚の基板しか必要ない。この様に、基板Ｗの裏面の数カ所を使って基板支持体３６上の汚染物質を除去し；それでこの洗浄処理を行うために必要な基板の数を節約する。

この発明の特定の実施例を上に説明したが、この発明を説明したのと別の方法で実施してもよいことが分るだろう。こ説明は、この発明を制限することを意図しない。例えば、ロボットの数は、図面に示す単一ロボット８より多くてもよいことが分るだろう。更に、図示する単一ロードロックより多いロードロックがあってもよい。

更に、単一プロセッサ４４を示す（図８）が、装置の異なる構成部分を制御するために二つ以上のプロセッサがあってもよい。これらのプロセッサは、互いに接続して、例えば、主従関係で協同するように構成してもよい。

本発明の実施例によるリソグラフィ投影装置を示す。 本発明の実施例に従って本発明を使えるリソグラフィ装置の一部を概略的に示す。 基板を支持するロボットアームを示す概略図。 図３ａによる装置を示す側面図。 本発明の実施例に従って基板を支持するためのクランプを有するロボットアームの支持フレームを示す側面図。 本発明の実施例に従って、曲っている基板を支持するためのクランプを有するロボットアームの支持フレームを示す側面図。 本発明の実施例に従って柔軟な部分を有する可動ロッドの形の支持構造体を示す断面図。 図４ｃのロッドを示す断面図。 可撓性支持構造体の更なる実施例を示す。 可撓性支持構造体の更なる実施例を示す。 基板を支持するためのクランプを有するロボットアームの支持フレームを示す側面図であり、クランプは、本発明の実施例に従って酸化処理した上面を備える。 基板を支持するためのクランプを有する支持フレームを示す側面図であり、このクランプは、本発明の実施例に従ってジョンソン・レイベック型のクランプである。 図６ａのクランプの拡大部分を示す図。 本発明の実施例に従ってジョンソン・レイベック型クランプに与えるクランプ解放電圧を示す。 本発明の実施例に従って基板テーブルから基板を上げ下げするためのアクチュエータを有する基板テーブルを示す。

符号の説明

１ リソグラフィ投影装置
１４ 柔軟な部分
１８ 支持フレーム
１９ 回転中心
２０ クランプ
２２ クランプ
２４ クランプ
２６ 柔軟な部分
２８ 柔軟な部分
３０ 酸化層
３８ ロッド
４０ クランプ
Ｃ 目標部分
ＭＡ パターニング手段
ＭＴ 支持構造体
ＰＢ 投影ビーム
ＰＬ 投影システム
Ｒｘ 第１回転
Ｒｙ 第２回転
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル

Claims (21)

1. リソグラフィ装置で物体を保持し且つ動かすための支持構造体であって、前記物体をクランプするためのクランプを含み、且つ柔軟な部分を備える構造体。
2. 前記支持構造体がロボットに使うロボットアームであり、前記ロボットアームが前記物体を保持するための支持フレーム（１８）を含む請求項１に記載された支持構造体。
3. 前記ロボットアームが前記支持フレーム（１８）に結合し且つ前記柔軟な部分（１４）を含むロッドを含む請求項２に記載された支持構造体。
4. 前記支持フレーム（１８）が前記柔軟な部分（２６）を含む請求項２に記載された支持構造体。
5. 前記クランプ（２０；２２；２４）が上記柔軟な部分（２８）を含む請求項１または請求項２に記載された支持構造体。
6. 前記支持フレームは、ｘ軸、ｙ軸によって定義される平面内にあり、並びにｚ軸が前記ｘ軸および前記ｙ軸に垂直であり、上記柔軟な部分が前記ｘ軸周りの第１回転（Ｒｘ）、前記ｙ軸周りの第２回転（Ｒｙ）、および前記ｚ軸に平行なｚ方向の少なくとも一つにコンプライアンスを与える請求項２から請求項５までの何れか一項に記載された支持構造体。
7. 前記柔軟な部分は、前記支持フレームが所定の回転中心（１９）周りに回転できるように構成してある請求項３に記載された支持構造体。
8. ジョンソン・レイベック効果型クランプであって、リソグラフィ投影装置で物体をクランプするための上面を有し、該上面が酸化層（３０）を備えるクランプ。
9. リソグラフィ投影装置で物体を保持し且つ動かすための支持構造体であって、少なくとも一つのジョンソン・レイベック効果型クランプ（２０）と、前記ジョンソン・レイベック効果型クランプ（２０）に接続され且つ前記ジョンソン・レイベック効果型クランプ（２０）にクランプおよびクランプ解放電圧を与えるように構成した制御装置（ＤＣ、ＡＣ）とを含み、前記制御装置が前記クランプ解放電圧を減衰するＡＣ特性で発生するように構成してある構造体。
10. リソグラフィ投影装置で基板テーブルを洗浄する方法であって、該基板テーブル（ＷＴ）が基板（Ｗ）をクランプするためのクランプを含み、前記方法が、
    前記リソグラフィ投影装置に基板Ｗを持込む工程、
    前記基板（Ｗ）が第１位値で前記基板テーブル（ＷＴ）に接触するように前記基板（Ｗ）を前記基板テーブル（ＷＴ）にクランプする工程、
    前記基板（Ｗ）を前記基板テーブル（ＷＴ）からクランプ解放する工程、
    前記基板が前記第１位置でおよび／または前記第１位置以外の位置で繰返し前記基板テーブル（ＷＴ）と接触するように前記クランプ工程およびクランプ解放工程を何度も繰返す工程、を含む方法。
11. 基板（Ｗ）を保持するように構成した請求項１から請求項７までおよび請求項９の何れか一項に記載された支持構造体。
12. 前記柔軟な部分を備えるロッド（３８）を含む請求項１から請求項７まで、請求項９および請求項１１の何れか一項に記載された支持構造体。
13. 前記柔軟な部分が金属ひだを含む請求項１から請求項７まで、請求項９、請求項１１および請求項１２の何れか一項に記載された支持構造体。
14. 前記所定の減衰するＡＣ特性が高周波ＡＣ特性である請求項９に記載された支持構造体。
15. リソグラフィ投影装置で使うためのロボットであって、請求項１から請求項７まで、請求項９、および請求項１１から請求項１４までの何れか一項に記載された支持構造体を備えるロボット。
16. 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、
    所望のパターンに従ってこの投影ビーム（ＰＢ）をパターン化するのに役立つパターニング手段（ＭＡ）を支持するための支持構造体（ＭＴ）、
    基板（Ｗ）を保持するための基板テーブル（ＷＴ）、および
    このパターン化したビームを基板（Ｗ）の目標部分（Ｃ）上に投影するための投影システム（ＰＬ）、を含むリソグラフィ投影装置に於いて、
    該リソグラフィ投影装置（１）が請求項１から請求項７まで、請求項９、および請求項１１から請求項１４までの何れか一項に記載された支持構造体を含むことを特徴とするリソグラフィ投影装置。
17. 少なくとも部分的に放射線感応性材料の層で覆われた基板（Ｗ）を用意する工程、
    放射線の投影ビーム（ＰＢ）を用意する工程、
    投影ビーム（ＰＢ）の断面にパターンを付けるためにパターニング手段（ＭＡ）を使う工程、および
    この放射線のパターン化したビームをこの放射線感応性材料の層の目標部分（Ｃ）上に投影する工程、を含むデバイス製造方法であって、
    請求項１から請求項７まで、請求項９、および請求項１１から請求項１４までの何れか一項に記載された支持構造体を使うことによって前記基板（Ｗ）を用意することを特徴とするデバイス製造方法。
18. 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、
    所望のパターンに従ってこの投影ビーム（ＰＢ）をパターン化するのに役立つパターニング手段（ＭＡ）を支持するための支持構造体（ＭＴ）、
    基板（Ｗ）を保持するための基板テーブル（ＷＴ）、
    パターン化したビームをこの基板（Ｗ）の目標部分（Ｃ）上に投影するための投影システム（ＰＬ）、および
    前記基板（Ｗ）および／または前記パターニング手段（ＭＡ）をクランプするためのクランプを含むリソグラフィ投影装置に於いて、
    前記クランプが請求項８に記載されたジョンソン・レイベック効果型クランプであることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
19. 少なくとも部分的に放射線感応性材料の層で覆われた基板（Ｗ）を用意する工程、
    放射線の投影ビーム（ＰＢ）を用意する工程、
    投影ビーム（ＰＢ）の断面にパターンを付けるためにパターニング手段（ＭＡ）を使う工程、および
    放射線のパターン化したビームをこの放射線感応性材料の層の目標部分（Ｃ）上に投影する工程、を含むデバイス製造方法であって、
    請求項８に記載されたジョンソン・レイベック効果型クランプを使うことに特徴とするデバイス製造方法。
20. 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、
    所望のパターンに従って投影ビーム（ＰＢ）をパターン化するのに役立つパターニング手段（ＭＡ）を支持するための支持構造体（ＭＴ）、
    基板（Ｗ）を保持するための基板テーブル（ＷＴ）、および
    パターン化したビームを基板（Ｗ）の目標部分（Ｃ）上に投影するための投影システム（ＰＬ）、を含むリソグラフィ投影装置に於いて、
    前記リソグラフィ投影装置は、該リソグラフィ投影装置で基板（Ｗ）を保持し且つ動かすためのロボットを含み、
    前記リソグラフィ投影装置は、前記基板（Ｗ）が第１位値で前記基板テーブル（ＷＴ）に接触するように前記基板（Ｗ）を前記基板テーブル（ＷＴ）にクランプするためのクランプ（４０）、そして前記基板テーブル（ＷＴ）を洗浄するために、前記基板が前記第１位置および／または前記第１位置以外の位置で繰返し前記基板テーブルと接触するように、前記クランプによる前記基板のクランプ工程およびクランプ解放工程の繰返しを命令するためのプロセッサを含むことを特徴とするリソグラフィ投影装置。
21. 少なくとも部分的に放射線感応性材料の層で覆われた基板（Ｗ）を用意する工程、
    放射線の投影ビーム（ＰＢ）を用意する工程、
    投影ビーム（ＰＢ）の断面にパターンを付けるためにパターニング手段（ＭＡ）を使う工程、および
    放射線のパターン化したビームをこの放射線感応性材料の層の目標部分（Ｃ）上に投影する工程、を含むデバイス製造方法であって、
    基板テーブル（ＷＴ）を洗浄するために請求項１０に記載された方法を使うことに特徴とするデバイス製造方法。

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