JP2008171818A - アークランプの部分遮蔽用カバー - Google Patents

アークランプの部分遮蔽用カバー Download PDF

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Abstract

【課題】ランプが安全に動作可能な温度でランプの動作が停止されることを防止し、その結果、装置の不必要な動作停止期間を抑止でき、ランプが不必要に放置されて冷えてしまうことを防止する。
【解決手段】本発明によるカバーは、アークランプの一部を遮蔽するものであって、アークランプの一部が電磁放射に晒されることを防ぐか、又は、実質的に緩和するための反射面を備えるものである。つまり、本発明によるカバーは、電磁放射を反射するのに適した反射材料から形成された反射面を有する。
【選択図】図3

Description

[0001] 本発明は、例えばリソグラフィ装置の一部を構成し得るアークランプの一部を遮蔽するカバーに関する。
[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板のターゲット部分上に付与する機械である。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、ICの個々の層に対応する回路パターンを生成するために、マスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができ、このパターンは、放射感応性材料(レジスト)層を有する基板(例えば、シリコンウェーハ)上のターゲット部分(例えば、ダイの一部、又は1つ以上のダイを含む)に結像することができる。一般には、単一の基板が、連続的に露光される隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパ、及びビームによってある特定の方向(「スキャン」方向)にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行又は逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。
[0003] パターンの露光は、例えば、水銀プラズマアークランプなどの放射源を用いて行われる。このようなランプは、2つの電極、すなわちアノードとカソードとの間にプラズマを放電することによって、放射を発生する。アノードとカソードとの間の領域は、比較的小さいサイズ(すなわち、約2〜7mm)とすることができる。
[0004] 一般的に、アノードとカソードはエンベロープ(envelope)の中に密閉される。エンベロープとは、通常、水晶などの材料から作られる。一般的に、より高い品質の水晶が、より短い波長の放射を放出するランプに使われる。効率的な電子放出のために比較的高い温度が確実に達成されるように、カソードは小さい点に形成される。反対に、アノードは、電子衝撃によって発生される熱を可能な限り放散するように、より大きいサイズとする。安全性の理由により、このようなランプによって比較的高い温度が発生されるため、アノードに位置付けられる熱電対が過熱を防ぐ。
[0005] リソグラフィ装置での使用のための適用などのいくつかの適用では、望ましい経路に放出された放射を集め、かつ向きを変える(redirect)ために適切に配置される光フィルタ及び/又はリフレクタと組み合わせて、アークランプが使用される。このような適用では、放射の一部が熱電対に向って向きを変えられ、熱電対と、この熱電対の直近の周囲の環境を加熱させる。その結果、熱電対は、ランプの正しい電流使用温度(correct current working temperature)ではなく、向きを変えられた放射と相対的な温度で作動する。従って、熱電対は、ランプが安全に動作可能な温度でランプの動作を停止する傾向がある。その結果、装置は、不必要な動作停止期間の害を被り、その間ランプは放置されて冷えてしまう。
[0006] 一態様によれば、アークランプの一部を遮蔽するカバーであって、前記アークランプの一部が電磁放射に晒されることを防ぐか、又はこれを実質的に緩和する反射面を備えたカバーが提供される。
[0007] 一態様によれば、前段落で説明したとおりのカバーを有するランプが提供される。このカバーは、ランプと一体形成してもよい。
[0008] 一態様によれば、アークランプを含むリソグラフィ装置であって、前記アークランプが、前記アークランプの一部が電磁放射に晒されることを防ぐか、又はこれを実質的に緩和するために、前記アークランプの一部を遮蔽するように配置された反射面を備えたカバーを有する、リソグラフィ装置が提供される。
[0009] 本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。これらの図面において同じ参照符号は対応する部分を示す。
[0014] 図1は、本発明の特定の実施形態にかかるリソグラフィ装置を概略的に示している。このリソグラフィ装置は以下の構成要素を含む。
[0015] − 放射ビームPBを調整する照明システム(イルミネータ)IL。
[0016] − パターニングデバイス(例えば、マスク)MAを支持し、かつ物体(item)PLに対してパターニングデバイスPMを正確に位置付ける第1位置決めデバイスPMに連結されている、サポート構造(例えば、サポート構造)MT。
[0017] − 基板(例えば、レジストコートウェーハ)Wを保持し、かつ物体(item)PLに対して基板を正確に位置付ける第2位置決めデバイスPWに連結されている、基板テーブル(例えば、ウェーハテーブル)WT。
[0018] − パターニングデバイスMAによって放射ビームPBに付けられたパターンを基板Wのターゲット部分C(例えば、1つ以上のダイを含む)上に結像するように構成されている、投影システム(例えば、屈折投影レンズ)PL。
[0019] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの(例えば、透過型マスクを採用しているもの)である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの(例えば、上述のプログラマブルミラーアレイを採用しているもの)であってもよい。
[0020] 本明細書において使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用できるあらゆるデバイスを指していると、広く解釈されるべきである。なお、留意すべき点として、放射ビームに付与されたパターンは、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などのターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。
[0021] パターニングデバイスは、透過型であっても、反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルLCDパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、レベンソン型(alternating)位相シフト、及びハーフトーン型(attenuated)位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように、個別に傾斜させることができる。このようにして、反射されたビームにパターンが付与される。
[0022] サポート構造は、パターニングデバイスを保持する。サポート構造は、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計、及び、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどの他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスを保持する。サポートは、機械クランプ技術、真空、又はその他のクランプ技術(例えば、真空下での静電クランプ技術)を用いることができる。サポート構造は、例えば、必要に応じて固定又は可動式にすることができ、かつパターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる、フレーム又はテーブルであってもよい。本明細書において使用される「レチクル」又は「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。
[0023] イルミネータILは、放射源SOから放射ビームを受ける。放射源とリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また放射ビームは、放射源SOからイルミネータILへ、例えば、適切な誘導ミラー及び/又はビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムBDを使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源が水銀ランプである場合、放射源は、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源SO及びイルミネータILは、必要ならばビームデリバリシステムBDとともに、放射システムと呼んでもよい。
[0024] イルミネータILは、ビームの角度強度分布を調節する調節手段AMを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側及び/又は内側半径範囲(通常、それぞれσ-outer及びσ-innerと呼ばれる)を調節することができる。さらに、イルミネータILは、インテグレータIN及びコンデンサCOといったさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームPBを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性及び強度分布をもたせることができる。
[0025] 照明システムとしては、放射ビームを誘導し、整形し、かつ/又は制御するために、屈折型、反射型、及び反射屈折型光コンポーネントなどのさまざまなタイプの光コンポーネントを含むことができ、このようなコンポーネントは以下に総称して又は単独で「レンズ」という場合もある。
[0026] 放射ビームPBは、サポート構造MT上に保持されているパターニングデバイス(例えば、マスク)MA上に入射する。マスクMAを通り抜けた後、ビームPBは投影システムPLを通過し、投影システムPLは、基板Wのターゲット部分C上にビームの焦点をあわせる。第2位置決めデバイスPW及び位置センサIF(例えば、干渉計デバイス)を使って、例えば、さまざまなターゲット部分Cを放射ビームPBの経路内に位置付けるように、基板テーブルWTを正確に動かすことができる。同様に、第1位置決めデバイスPM及び別の位置センサ(図1には明示的に示されていない)を使い、例えば、マスクライブラリからマスクを機械的に取り出した後又はスキャン中に、マスクMAを放射ビームPBの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、対象テーブルMT及びWTの移動は、位置決めデバイスPM及びPWの一部を形成するロングストロークモジュール(粗動位置決め)及びショートストロークモジュール(微動位置決め)を使って達成される。しかしながら、ステッパの場合は(スキャナとは対照的に)、サポート構造MTは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、又は固定されてもよい。パターニングデバイスMA及び基板Wは、パターニングデバイスアライメントマークM1及びM2と、基板アライメントマークP1及びP2とを使って、位置合わせされてもよい。
[0027] 本明細書において使用される「投影システム」という用語は、使われている露光放射にとって、あるいは液浸液の使用又は真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折型光学系、反射型光学系、及び反射屈折型光学系を含むあらゆるタイプの投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。
[0028] 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つ以上のサポート構造)を有するタイプ型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルは並行して使うことができ、又は予備工程を1つ以上のテーブル及び/又はサポート構造上で実行しつつ、別の1つ以上のテーブル及び/又はサポート構造を露光用に使うこともできる。
[0029] また、リソグラフィ装置は、投影システムの最終エレメントと基板との間の空間を満たすように、比較的高屈折率を有する液体、例えば水、に基板を液浸させるタイプのものであってもよい。また、リソグラフィ装置内の別の空間、例えば、マスクと投影システムの最終エレメントとの間、に液浸液を加えてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるための技術においてよく知られている。
[0030] 例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも1つのモードで使用できる。
[0031] 1. ステップモードにおいては、サポート構造MT及び基板テーブルWTを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームPBに付けられたパターン全体を一度に(すなわち、単一静止露光)ターゲット部分C上に投影する。その後、基板テーブルWTは、X及び/又はY方向に移動され、それによって別のターゲット部分Cを露光することができる。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一静止露光時に結像されるターゲット部分Cのサイズが限定される。
[0032] 2. スキャンモードにおいては、サポート構造MT及び基板テーブルWTを同期的にスキャンする一方で、放射ビームPBに付けられたパターンをターゲット部分C上に投影する(すなわち、単一動的露光)。サポート構造MTに対する基板テーブルWTの速度及び方向は、投影システムPLの(縮小)拡大率及び像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズよって、単一動的露光時のターゲット部分の幅(非スキャン方向)が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ(スキャン方向)が決まる。
[0033] 3. 別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で、サポート構造MTを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルWTを動かす、又はスキャンする一方で、放射ビームPBに付けられているパターンをターゲット部分C上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルWTの移動後ごとに、又はスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述のタイプのプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
[0034] 上述の使用モードの組合せ及び/又はバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
[0035] 図2を参照すると、リソグラフィ装置のイルミネータシステム形成部分の公知の放射源10(図1のSO)は、水銀プラズマアークランプなどのプラズマアークランプ12を含む。 ランプ12は、クォーツエンベロープ18内に配されたアノード14及びカソード16と、ランプ12のアノード端部20とカソード端部22とにそれぞれ配された電気端子とを有する。
[0036] 放射源はさらに、カソード端部22の周りに配された楕円形ミラー23と、アノード端部20の上方に配されたシャッター24とを含む。UVフィルタ26は、ランプのアノード端部20とシャッター24との間に位置付けられる。
[0037] 熱電対28は、アノード端部20の中に位置付けられ、アノード14とカソード16との間の領域が過熱していることを示す温度で、ランプ12を停止させるように動作可能である。
[0038] 使用時には、アノード14とカソード16との間の領域で生成されるプラズマによって、放射が発生される。この放射は、エンベロープ18から全方向に放出される。カソード端部22を通過して放射する放出された放射30は、ミラー23によって集光かつ反射される。ミラーの楕円形状は、UVフィルタ26を介して、シャッター24を通して反射放射(reflected radiation)32をフォーカスする(focus)。しかしながら、シャッター24を通して反射放射32をフォーカスする際に、反射放射32のUV成分の一部は、UVフィルタ26で反射される。反射されたUV放射34はアノード端部20に入射し、アノード端部と、アノード端部の直近の周囲の環境(environment immediately surrounding)を加熱させる。さらに、アノード端部20の直近の周囲の環境を通してフォーカスされるため、反射放射32の一部もアノード端部20に入射し、アノード端部20とその周囲環境の温度上昇の一因となる。
[0039] アノード端部20の温度が上昇するため、アノード端部20の中に配された熱電対28は、必要よりも低い作動温度でランプ12を停止させる傾向がある。
[0040] 図3を参照すると、本発明の一実施形態にかかるカバー100は、キャップ150の形態をしている。外観的には、キャップ150はドーム(又はその他の)形状をしており、開口端152と閉端(closed end)154とを有する。キャップ150は中空部156を有し、この中空部156は、アノード端子(anode end terminal)158を収容し(receive)、かつアノード端子158と摩擦適合(frictional fit)するために適切な寸法となっており、このアノード端子は、プラズマアークランプのアノード端120から延在する。アノード端子158は一般的に、ねじ山上の六角ナット(hexagonal nut on a screw thread)であるが、必ずしもそうである必要はない。中空部156の断面は、端子158に合致するように六角形であってよい。しかしながら、中空部156の断面は、例えば正方形などの、異なる形状であることが望ましい。これによって、キャップ150の内表面の部分と、端子158の外表面の隣接する部分との間に空間が生じ、これによって両者の間に換気経路(ventilation paths)が提供される。
[0041] 閉鎖端154に隣接するキャップ150の周縁部の周りに配されているのは、少なくとも2つの直径方向に対向する(diametrically opposed)通気孔160であり、この通気孔160は、使用時には、キャップ150の中空部156からキャップ150の外部の環境に向けた換気を提供する。但し、当然のことながら、上記に代わって、キャップ150は、キャップ150が使用される特定の適用に応じて、異なる数量又は配置の通気孔160を含んでもよく、又は換気穴が一切なくてもよい。
[0042] キャップ150は、反射外表面161を有するアルミニウムから形成される。あるいは、キャップは、異なる材料が反射外表面を有しているという条件で、当該異なる材料から形成されてもよい。例えば、反射外表面161は、代替材料(alternative material)から形成された本体上に配されたアルミニウムコーティングから形成されてもよい。陽極酸化コーティング162が反射外表面161上に配され、これが、アルミニウム反射面161の酸化を防ぐ。陽極酸化コーティング162の厚さは12μm未満でよい。あるいは、陽極酸化コーティング162は3μm以下でもよい。陽極酸化コーティング は、二酸化ケイ素(SiO)から形成してよい。しかし、当然のことながら、別の厚さの陽極酸化コーティングを利用してもよく、陽極酸化コーティングは、同じ効果を有する別の材料から形成してもよい。
[0043] 公知のプラズマアークランプのアノード端部の中に配されるのは、図1に関連して上述したプラズマアークの領域内でアノードが過熱することを防ぐ熱電対128である。
[0044] 使用時は、図1に関連して上述したように、反射放射132及び反射放射134(例えば、反射されたUV放射)は、熱電対128が配されているアノード端部120の端子(end terminal)158に向けて望ましくない反射がなされる(undesirably reflected)。
[0045] 反射面161は、反射放射132及び反射放射134をキャップ150で反射する役目を果たし、従って、これらの反射放射132及び134から(therefrom)アノード端部120と熱電対128を遮蔽する。広範囲の放射波長が反射され、特に、放射132及び反射放射134は、400nm未満の波長又は200nm〜400nmの範囲内の波長を有する。従って、キャップ150は、熱電対128が反射放射132及び反射放射134によって加熱すること、かつランプの作動温度が正常である場合にランプを不要に停止することを防ぎ、又は上記加熱や不要な停止を緩和する助けとなる。
[0046] キャップ150は、反射放射132及び反射放射134のキャップ150表面への入射を最小限に抑えるために、ドーム形状をしている。従って、このドーム形状は、使用時には、反射面が反射する必要のある放射を減じる役目を果たす。さらに、ドーム形状のキャップ150は、キャップ150を通過する放射の望ましくない阻止を避ける助けとなり、従って、シャッターに向けての放射の最大透過(maximum transmission)を維持する助けとなる。
[0047] あるいは、又は追加として、キャップ150はリム(縁)を有して形成してもよく、このリムは、使用時には、アノード端子158から放射状に外方向に延びる。このリムは、UVフィルタで反射放射134を反射するのに特に効率的である。
[0048] 図4を参照すると、本発明の一実施形態にかかるアークランプ212は、クォーツエンベロープ218内に配されたアノード214及びカソード216と、ランプ212のアノード端部220とカソード端部222とにそれぞれ配された電気端子とを有する。
[0049] アノード端部220上に配されているのはキャップ250(図3に関連して説明したとおり)である。キャップ250は、アノード端部220の一部として一体形成されてもよく、あるいは、ランプ212のコンポーネント部分としてもよい。キャップ250は、ランプ212と共に取替え可能であってもよく、又は個別に取替え可能でもよく、かつ既存の公知のランプに取り付けてもよい。
[0050] ランプ212はさらに電力ケーブル264を含み、この電力ケーブル264は、アノード端子(図3に関連して上述した)に電力を供給するために、アノード端子に接続されている。
[0051] また、図3に関連して上述したように、キャップ250は、その反射面261で反射放射を反射するように動作可能であり、従って、アノード端部220と、この中に配された熱電対とを加熱から防ぐための助けとなるシールド(shield)の役目を果たす。
[0052] 本明細書において、IC製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターン及び検出パターン、液晶ディスプレイ(LCD)、薄膜磁気ヘッド等の製造といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」又は「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」又は「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック(通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール)又はメトロロジーツール又はインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツール及びその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ICを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
[0053] 本明細書で使用される「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外線(UV)(例えば、436nm、405nm、365nm、又は248nmの波長を有する)を含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。
[0054] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、当然のことながら、本発明は、上述以外の態様で実施できる。上記説明は、本発明を制限することを意図したものではない。
[0010] 本発明の一実施形態にかかるリソグラフィ装置を示す。 [0011] 公知の光学光源構成を示す。 [0012] 本発明の一実施形態にかかるカバーを示す。 [0013] 本発明の一実施形態にかかるランプを示す。

Claims (21)

  1. アークランプの一部を遮蔽するカバーであって、
    前記アークランプの一部が電磁放射に晒されることを防ぐか、又は、実質的に緩和するための反射面を備える、
    カバー。
  2. 前記反射面が、420mm未満の波長を有する放射を反射するように配置された、
    請求項1に記載のカバー。
  3. 前記カバーがキャップの形態である、
    請求項1に記載のカバー。
  4. 前記反射面がアルミニウムを含む、
    請求項1に記載のカバー。
  5. 陽極酸化コーティング(anodization coating)をさらに含む、
    請求項1に記載のカバー。
  6. 前記陽極酸化コーティングの厚さが12μm未満である、
    請求項1に記載のカバー。
  7. 前記陽極酸化コーティングの厚さが3μm以下である、
    請求項1に記載のカバー。
  8. 略ドーム形状である、
    請求項1に記載のカバー。
  9. 通気孔を含む、
    請求項1に記載のカバー。
  10. アークランプの一部を遮蔽するためのカバーを含むアークランプであって、
    前記カバーが、前記アークランプの一部が電磁放射に晒されることを防ぐか、又は、実質的に緩和する反射面を備える、
    アークランプ。
  11. 前記カバーが一体形成されている、
    請求項10に記載のアークランプ。
  12. 前記反射面が、420nm未満の波長を有する放射線を反射するように配置された、
    請求項10に記載のアークランプ。
  13. 前記カバーがキャップの形態である、
    請求項10に記載のアークランプ。
  14. 前記反射面がアルミニウムを含む、
    請求項10に記載のアークランプ。
  15. 前記カバーが陽極酸化コーティングを含む、
    請求項10に記載のアークランプ。
  16. 前記陽極酸化コーティングの厚さが12μm未満である、
    請求項15に記載のアークランプ。
  17. 前記陽極酸化コーティングの厚さが3μm以下である、
    請求項16に記載のアークランプ。
  18. 前記カバーが、中に熱電対が位置している前記ランプの部分を遮蔽するようになされている、
    請求項10に記載のアークランプ。
  19. 前記カバーがドーム形状である、
    請求項10に記載のアークランプ。
  20. 前記カバーが通気孔を含む、
    請求項10に記載のアークランプ。
  21. アークランプを含むリソグラフィ装置であって、
    前記アークランプが、前記アークランプの一部が電磁放射に晒されることを防ぐか、又は、実質的に緩和するために、前記アークランプの一部を遮蔽するように配置された反射面を備えるカバーを有する、
    リソグラフィ装置。
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