JP2012512537A - Ｅｕｖリソグラフィのためのウェハチャック - Google Patents
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Abstract
【課題】コーティングが施され、好ましくは真空への導入後においても低い変形性を示すウェハチャックを提供することである。
【解決手段】
本発明に係るウェハチャック（１ｂ）は、基板（２）および基板（２）に被覆形成され、静電吸引力によってウェハ（６）を固定するための導電性コーティング（８）、好ましくは基板（２）に被覆形成される反射性コーティング（１０）を有する。コーティング（８、１０）によるウェハチャック（１ｂ）の変形を最小限に保つため、コーティング（８、１０）は、圧縮応力の作用する少なくとも第１の層（３、１１）と、第１の層（３、１１）の圧縮応力を補償するための、引張応力の作用する少なくとも第２の層（７、１２）を有する。
【選択図】図４
【解決手段】
本発明に係るウェハチャック（１ｂ）は、基板（２）および基板（２）に被覆形成され、静電吸引力によってウェハ（６）を固定するための導電性コーティング（８）、好ましくは基板（２）に被覆形成される反射性コーティング（１０）を有する。コーティング（８、１０）によるウェハチャック（１ｂ）の変形を最小限に保つため、コーティング（８、１０）は、圧縮応力の作用する少なくとも第１の層（３、１１）と、第１の層（３、１１）の圧縮応力を補償するための、引張応力の作用する少なくとも第２の層（７、１２）を有する。
【選択図】図４
Description
本発明は、基板を有し、ウェハを固定するための導電性コーティングが静電吸引力によって基板に被覆形成されるウェハチャックに関し、好ましくは反射性コーティングが基板に被覆形成されるウェハチャックに関する。
プレート状の物体としてのウェハを保持するために、ウェハを適切に配置または固定するウェハチャックを用いる。ＥＵＶリソグラフィにおいて、ウェハおよびウェハチャックは通常、ＥＵＶリソグラフィ装置の真空環境下に置かれる。ウェハは一般的に、ウェハテーブルと呼ばれる同様にプレート状のホルダにセットされる。ウェハは、ウェハテーブルとともに静電吸引力によってウェハチャックの上面に固定される。そのため、ウェハチャックの上面には電極として機能し、例えばクロムの層で形成しうる導電性コーティングが設けられる。ここで、導電性コーティングとは、ウェハを静電吸引力によって固定するための電気的に接触可能な少なくとも１つの導電性の層をもつコーティングを意味するものと理解される。選択肢として、非導電性または弱い導電性の他の層を上記層の上または下に貼り付けてもよい。当然のことながら、コーティング全体を導電性の層材料で形成してもよい。
さらに、耐スクラッチ性に関するコーティングの特性を向上させるため、クロムよりも高い摩擦係数および材料硬度をもつコーティング材料の使用が提案された。これらの材料は、一般的に、概して数ＧＰａにも及ぶ非常に高い機械的圧縮応力をもつ層をもたらすスパッタコーティングまたはイオンアシスト法によって形成される。このような高い機械的層応力の影響により、ウェハチャックが変形してしまう可能性があり、極端な場合では、ウェハ基板の平坦性に関する必要条件が満たされなくなってしまう。
過度な変形が起こるのを防ぐため、可能な限り薄い層厚でコーティングを形成する試みがなされうるが、こうした用途に許容される一般的に１００Ｏｈｍ〜２００Ｏｈｍの最大表面抵抗を超えないよう、形成する層を最低でも厚さおよそ１００ｎｍ以上には厚くする必要があるという問題がある。
導電性コーティングに加えて、例えば基板の側面に、ウェハチャックの正確な位置決めに用いられる反射性コーティングを、例えばレーザービームの補助によって形成することができる。反射性コーティングを用いたとしても、過剰な層応力によって好ましくないウェハチャックの変形が起こる可能性がある。
加えて、真空に導入された後、層中の含水量が減少して層応力が変化する。数ＭＰａオーダーの層応力の変化は真空への導入後数日間にわたって観察される。こうした真空における層応力の長期変化によって、ウェハチャックの配置を頻繁に再調整する必要が生ずる。
ウェハの窒化チタン層またはチタン層に作用する応力を低減させるために、このような層を形成する、誘電体材料からなる基板を粗化させることが知られている（特許文献１）。
高い耐摩耗性をもつコーティングを製造するために、第１の薄層材料をイオンプレーティングによって基板に被覆形成されることが知られている（特許文献２）。第１の薄層と同じ材料の第２の層が蒸着によって第１の層に被覆形成され、第２の層は引張応力をもつ。反応性ガスプラズマ下でのイオンプレーティングによって第３の層が第２の層に被覆形成される。第３の層は窒化チタン、窒化ホウ素、炭化珪素等で構成することができ、圧縮応力をもつ。
特許文献３には、スパッタ法により基板上に反射性多層コーティングを成膜することが記載されている。スパッタ法により形成される多層コーティングは、基板を変形させる層応力をもつ。この変形を補償するために、多層コーティングは反対方向に変形された基板に被覆形成され、多層コーティングの形成後、コーティングを施された所望の平坦な形状の基板が得られる。基板を変形させるために、とりわけ、曲面を有するウェハチャック上に基板を担持させることが提案されている。
特許文献４は、ネジを用いて電極が固定され、かつ導電性材料からなる基板を有するウェハチャックを開示している。電極は上部で第１の層によって画定され、第１の層の熱膨張係数は、ウェハを担持する誘電体プレートの膨張係数と電極の膨張係数の間である。電極と基板の間には第２の層が配置され、その熱膨張係数も同様に誘電体層と基板の膨張係数の間の範囲内である。この熱膨張係数は、電極の層応力が電極を封止する２つの層の層応力と反対の作用を及ぼすように選択される。
特許文献５には、異なる熱膨張係数をもつ３つの層を、導電性基板と絶縁性被覆層の間に設け、基板の膨張係数とコーティング層の膨張係数を傾斜的に適合させる場合の静電ウェハチャックが記載される。
ウェハチャックにおける電極と誘電体プレートの熱膨張係数の適合については特許文献６にも開示されている。ここでは被覆層と緩和層の間に電極が配置され、それぞれの熱膨張係数は電極と誘電体プレートの膨張係数の間の範囲内である。
本発明の目的は、コーティングが施され、好ましくは真空への導入後においても低い変形性を示すウェハチャックを提供することである。
上記目的は、導入部で言及した種類のウェハチャックにより達成され、この場合、コーティングは、圧縮応力の作用する少なくとも第１の層および第１の層の圧縮応力を補償する、引張応力の作用する少なくとも第２の層を有する。
本発明によると、引張応力をもつさらに少なくとも１つの層を用いて、例えばスパッタ法によって形成される第１の層の圧縮応力を最大限に補償することが提案される。第２の層の材料、厚さ、および形成法は、第２の層の引張応力による基板変形効果が、第１の層の圧縮応力による反対の効果によって最大限に補償されるように選択される。したがって、全体としては変形のないコーティングが施されたウェハチャックを得ることができ、コーティングが形成されるウェハチャック基板の変形を防止することができる。この処理は、導電性コーティングおよび反射性コーティングのいずれにも適用可能であり、後者の場合、例えばコーティングの全体の厚さが非常に薄いときなど、場合によっては随意に補償をせずに済ませることも可能である。
一実施例において、第１の層の材料は窒化物、炭化物、および珪化物からなる群から選択される。上記物質群の材料は一般的に高い硬度、ひいては特に本発明での使用に好ましい高い耐スクラッチ性をもつ。
別の実施例において、導電性コーティングの第１の層の材料は窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）、炭化珪素（ＳｉＣ）、および窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）からなる群から選択される。とりわけ、窒化チタンおよび窒化クロムは、その強度特性により、コーティングの被覆層に特に適した層材料であることが分かっている。
さらに別の実施例において、導電性コーティングの第２の層は１００ＭＰａ〜１６００ＭＰａ、好ましくは８００ＭＰａ〜１３００ＭＰａの引張応力をもつ。上述のように、通常第１の層をスパッタする際に生じるような高い圧縮応力を補償するために、第２の層の助けを借りて相当の引張応力を発生させる必要がある。第２の層は金属、特にクロムで形成することができ、熱蒸着法によって基板に被覆形成され、引張応力は概して８００ＭＰａ〜１３００ＭＰａに達する。クロムを層材料として使用すると、例えば４０ｎｍ〜８０ｎｍと薄い層厚であっても１ＧＰａの圧縮応力をもつ厚さ５０ｎｍ〜１００ｎｍの被覆層の基板変形を補償するのに十分であるという利点がある。当然のことながら、十分な引張応力を生ずるのに適した他の層材料を第２の層に用いることも可能である。こうした材料の例として、金属チタン、ジルコニウム、およびハフニウムが挙げられる。
本発明者は、導電性コーティングの第２の層を第１の層の材料より高い導電率をもつ材料で形成すると有利であることを発見した。この場合、第１の層を過度に厚く形成する必要なしに、電極として用いられる導電性コーティングに許容される最大表面抵抗を固守することができる。これは、第１の層にひび割れが生ずる場合、または厚く形成することによる過剰な線応力によって第１の層が基板または第２の層から剥離してしまう場合に特に有効である。仮に導電性の積層全体の厚みが増加すると、第２の層の導電性が第１の層よりも低い場合、表面抵抗を単独の第１の層と比べて低くすることも可能である。
別の実施例において、導電性コーティングの第１の層の厚みは２００ｎｍ未満、好ましくは１００ｎｍ未満、特に好ましくは５０ｎｍ未満である。上述のように、第１の層よりも高い導電率をもつ第２の層を使用する場合には特に、第１の層の厚さが、単一の導電性層を用いる場合に想定される厚みよりも小さくなるよう選択することができる。
一般的に、基板は非導電性の材料、特にはＺｅｒｏｄｕｒ（Ｓｃｈｏｔｔ社の登録商標）からなる。第２の層の層材料は非導電性の材料に対し、またはＺｅｒｏｄｕｒに対し最良の接着性をもつよう選択される。通常、これは第２の層が基板材料に対し高い化学的結合親和性をもつ場合に該当する。第２の層の材料は、第２の層が第１の層の接着促進層として機能するように選択してもよいことを理解されたい。これは、例えばクロムを第２の層の材料として選択し、第１の層の材料として窒化クロムを選択するなど、第１の層が、第２の層にも含まれる材料の窒化物、炭化物、または珪化物からなる場合に特に必要となる。
一実施例において、第１の層は第２の層に被覆形成され、すなわち、圧縮応力をもつ第１の層が引張応力をもつ第２の層上に配置される。第１の層は、ここでは典型的にコーティングの被覆層であり、ウェハまたはウェハテーブルと接する。第２の層は第１の層の層応力を補償するために用いられる。
別の実施例において、導電性コーティングの第１の層は、スパッタ法、特にはイオンアシストによるスパッタ法によって形成され、第２の層は熱蒸着法によって形成される。一般的に、材料をスパッタすると、生成される材料層に圧縮応力が発生するが、熱蒸着法では引張応力が生ずる。圧縮応力または引張応力の程度は、使用する材料の種類および工程要件（蒸着工程および選択されたスパッタ工程中の蒸着速度、ガス圧力、およびガス組成など）にも依存する。成長層に施されるイオンアシストは層硬度を高め、層粗さ、ひいては層表面の摩擦係数に対象を絞って効果を及ぼすよう選択される。
ウェハチャックが真空状態で操作される際、ウェハチャックが空気中で保管されている間に事前に層構造に入り込んだ水分の喪失によって、導電性コーティングおよび反射性コーティングの双方の層応力が変化しうることが分かっている。真空状態におけるコーティングからの水分の喪失は比較的ゆっくりとのみ起こるため、ウェハチャックの層応力、ひいては表面平坦性も、同様に比較的ゆっくりとのみ変化する。層応力が十分安定するまでにかかる時間の範囲は数日間になる。例えばＥＵＶリソグラフィ装置内の真空環境の通気の後にウェハチャックを再び操作したい場合、層応力が安定するまで待つか、または連続した暴露工程による被覆の劣化を容認する必要がある。
一実施例において、導電性および／または反射性のコーティングはイオンアシスト法によって堆積される金属の層材料および／または誘電体層材料から形成される。本発明者は、これらの材料がその層構造内にわずかな水分しか含まないか、全く水分を含まない場合には、真空における層材料の機械的層応力の変化を低減させることが可能であることを発見した。導電性コーティングの適切な金属層材料は上述のクロムである。反射性コーティングの場合、アルミニウムおよび銀が特に適切な層材料であることが分かっており、例えば反射性コーティングの最下鏡面層に用いることができる。
金属の層材料に加えて、例えば気孔率の低い誘電体層材料を用いることができるが、これは、気孔率が低い層には少量の水分しか入り込めないからである。例えば改良されたプラズマ源（ＡＰＳ：ａｄｖａｎｃｅｄ ｐｌａｓｍａ ｓｏｕｒｃｅ）をイオンビーム源として用いたイオンアシスト蒸着法によって形成される誘電体層が、特に適切であることが分かっている。真空において機械的応力が安定している層材料の例として、導電性コーティングの場合、特に窒素イオン衝撃のもとで蒸着すると好ましい窒化チタン（ＴｉＮ）および窒化クロム（ＣｒＮ）が挙げられる。真空環境で応力が安定している、反射性コーティングの適切な材料として、特に、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、および二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる群から選択される材料が挙げられる。これらの酸化物材料は好ましくはイオン衝撃によって形成され、とりわけアルゴンまたは酸素イオンを使用すると有効であることが分かっている。
ウェハチャックの一実施例において、導電性および／または反射性のコーティングは不透水性封止層を終端層として有する。こうした封止層の使用は、水分含有量の変化、ひいては特に真空における誘電体層の機械的層応力の変化を低減するさらなる可能性を示している。
封止層の厚さは、コーティングの反射性を直接的に高めるように選択することができる。この場合、光学層の厚さは典型的に、反射性コーティングに想定される動作波長の４分の１である。この動作波長は一般的に、位置決めに使用されるレーザービームの波長に相当し、例えば６３３ｎｍであってもよい。封止層は一方、光学的に不活性でもよく、すなわち、コーティングの反射性は少なくとも封止層によって損なわれることはない。これはわずか数ナノメートルとごく小さい層厚、あるいは動作波長の半分の整数倍の光学層厚により達成することができる。こうした封止層の例として、薄い有機層（例えばＯｐｔｒｏｎ、Ｔｅｆｌｏｎ ＡＦの）および例えばＣＶＤ法によって形成される撥水性層が挙げられる。イオンビームアシスト法またはスパッタ工程（例えばマグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法）によって形成される、例えば二酸化珪素の終端層も同様に封止効果をもつ。
別の実施例において、導電性コーティングは全体の厚さが３００ｎｍ未満であり、反射性コーティングの全体の厚さは４００ｎｍ未満である。基板の変形の変化は線応力、すなわち層応力と層厚との積に依存するため、コーティング全体の厚さは小さいことが望ましい。導電性コーティングおよび／または反射性コーティングの層厚を最小限に保つことによって、真空へ導入した後のＥＵＶ用のウェハチャックの変形の変化を低減させることも可能である。つまり、導電性コーティングにはできるだけ高い導電率をもつ層材料を選択する必要がある（例えば、窒化クロムの代わりに窒化チタン）。反射性コーティングの場合、高レベルの反射性とともにできるだけ小さい全体の厚さを達成するために、用いられる層材料は、動作波長において可能な限り大きい屈折率差をもつ必要がある。例えば６３３ｎｍの動作波長において、二酸化ハフニウムの代わりに、例えば、二酸化チタンを高屈折層材料として用いることができるが、二酸化ハフニウムよりも高い屈折率をもつからである。
上述の方法に加えて、または代替的に、引張応力の作用する第２の層は、真空環境における水分の喪失に起因する圧縮応力の作用する第１の層の応力変化をほぼ補償するような形状としてもよい。この場合、水分が失われる際に個々の層が異なる応力変化を生じるようなコーティングが用いられる。例えば、水分の喪失によって層応力が高まる層と、水分の喪失によって層応力が低減する層の両方が存在する場合、水分が失われる際、コーティング内の全体的な応力の変化が小さくなる。水分の喪失によって引張応力が増減する層があり、残りの層の圧縮応力が同程度増減する場合、同様にコーティングの全体的な応力の変化を小さくすることができる。通常、ここで説明したような材料の水分の喪失は、圧縮応力の低下または引張応力の増大につながるが、層形態学および層化学を適切に選択すれば、例えば層構造に入り込んだ水分によっても、水分の喪失とともに低下する引張応力をもたらしうる。
本発明のさらなる特徴および効果は、本発明に必要な詳細を示す図面、および特許請求の範囲を参照した、以下の本発明の実施例の記載により明らかになるだろう。個々の特徴は、本発明の変形において、それぞれ単独で、または組合せて実現してもよい。
実施例は概略図で示され、以下の記述により説明される。
図１は、導電性の耐スクラッチ材料からなる単独の第１の層３をもつコーティングが被覆形成されるＺｅｒｏｄｕｒの基板２を含む、ＥＵＶリソグラフィのためのウェハチャック１を模式的に示す。第１の層３の適切な層材料として、窒化物、具体的には窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）または窒化クロム（ＣｒＮ）、とともに炭化物、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）、また選択的に珪化物、例えば珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）が挙げられる。
導電性の層３は電極として機能し、層３を正電位に保つために電源４に接続される。そのため、誘電体材料、Ｚｅｒｏｄｕｒなどのガラスセラミック、または菫青石からなるウェハテーブル５に担持されるウェハ６は、静電吸引力によってウェハチャック１に固定することができる。ＥＵＶリソグラフィに用いられるＥＵＶリソグラフィ装置は真空条件下で稼働されるため、真空吸引によってウェハ６を固定することは通常不可能である。そのため、ＥＵＶリソグラフィでウェハチャック１を用いる場合、一般的に、静電吸引力によってウェハ６を固定する。
層３はスパッタ工程により形成され、これにより１ＧＰａ以上になりうる高い機械的圧縮応力をもつ層３がもたらされる。このような圧縮応力により、層３および基板２が大きくの変形してしまい、図１に極端に誇張して表されるように、基板２の平坦性に関する必要条件が満たされなくなってしまう場合がある。
別のウェハチャック１ａを用いた図２に示すように、基板２と機械的圧縮応力をもつ第１の層３との間に機械的引張応力をもつ第２の層７を挿設することによって、このような変形を効果的に防ぐことができる。第２の層７の層厚および材料は、理想的には、その引張応力がちょうど第１の層３の圧縮応力を相殺するよう選択される。これにより、全体としてはコーティング３、７が応力から解放された状態となり、基板２がコーティング３、７によって変形されない。
第２の層の適切な層材料として、金属材料、特にクロムが挙げられるが、これは高い導電率をもち、また適切に成膜された場合に高い引張応力をもつためである。例えば熱蒸着法によって基板２にクロムで成膜する場合、クロム層の厚さは、層厚と層応力の積（クロムの場合、酸化の程度によるが８００ＭＰａ〜１３００ＭＰａ）が、第１の層の層応力と層厚との積とできるだけ平衡になるよう選択する必要がある。
クロム以外の他の材料を第２の層７に用いることも可能であることが理解されるだろう。特に、典型的には１００ＭＰａ〜１６００ＭＰａの高い引張応力をもち、かつ基板２の材料、例えばＺｅｒｏｄｕｒ、および第１の層３の材料の両方に対して高い接着性をもつ材料を用いることができ、その場合第２の層７を、第１の層３と基板２の間の接着促進層として用いることができる。
例えば窒化クロムからなる第１の層３の材料より高い導電率をもつクロムなどの材料からなる第２の層７を用いると有利である。この場合、第１の層３の厚さを小さくすることができるうえに、コーティング３、７に求められる最大でおよそ１００〜２００Ｏｈｍという低い表面抵抗を超えることがない。これは特に第１の層３の材料、例えば窒化チタンまたは窒化クロムが過度の厚さ（典型的にはおよそ２００ｎｍ超）による過度の線応力によって、ひび割れを生ずるかまたは基板２から剥離してしまう場合に有利である。
上記の記載と対照的に、導電性コーティングは２つを超える層を含んでもよいことを理解されたい。この場合、各層の層応力はコーティング全体の引張応力および圧縮応力がちょうど互いに平衡になるよう選択される。
図３に示すウェハチャック１’の基板２の側面に形成されるような反射性コーティング１０に、２つを超える層を用いることは特に一般的である。反射性コーティング１０はここでは、コーティング１０に照射され、そこで反射されるレーザービーム（図示せず）を用いたウェハチャック１’の精密な位置決めに用いられる。図３は、一例として単一の第１の層１１および単一の第２の層１２を含む反射性コーティング１０を示す。言及するまでもないが、反射性コーティング１０は、交互に屈折率の高い層と低い層の複数の層を含んでもよい。層１１、１２の層材料および層厚は、第１の層１１の圧縮応力も、第２の層１２の引張応力によってほぼ相殺されるよう選択されるが、これは例えば二酸化珪素および二酸化チタンを層材料として用いる場合には簡単になしうることである。層１１、１２の層材料および層厚は、後者が特には反射率に関する必要な光学性能を満たすよう選択する必要があり、加えて、層１１、１２の応力補償が達成される必要があることを理解されたい。反射性コーティング１０の場合、特にコーティングの層厚が薄いときには、選択的に応力補償を省くことも可能であることが理解されるだろう。この場合においても、以下にさらに詳しく説明するとおり、ウェハチャック１’を真空に導入する際の反射性コーティング１０の層応力の変化は回避しなければならない。
図３に示すウェハチャック１’の場合であっても、導電性コーティング８および反射性コーティング１０の双方に作用する引張応力および圧縮応力は互いに相殺される。しかしながら図３に示すように、この場合、ＥＵＶリソグラフィ装置の例えば真空引きされたハウジング部分によって生じる真空チャンバ／環境９においてウェハチャック１’の変形が起こってしまう。
このような変形は、ウェハチャックが真空状態で操作される際に、事前にコーティング８、１０の層３、７および１１、１２のそれぞれに入り込んでいた水分が漏れ出た（図３に円で示したように）結果、導電性コーティングおよび反射性コーティングの双方の層応力が変化することにより起こる。水分は、真空状態下で比較的ゆっくりとのみコーティング８、１０から漏れ出るため（破線矢印参照）、ウェハチャック１’の変形は、定常状態になるまで時間依存的に変化するが、これは数日後まで達成されない可能性がある。
真空状態でウェハチャックを可能な限り素早く使用できるようにするためには、真空チャンバ９内におけるコーティング８、１０からの水分の喪失を効果的に防止または少なくとも低減させる手段をウェハチャック上に設けることが必要である。この点に関する可能性について、一例として図４に示すウェハチャック１ｂに関して説明する。
導電性コーティング８の場合、例えば、少量の水分のみを含む層材料を用いることによって変形を防ぐことができる。第１の層３の適切な層材料として、この場合特に、例えば窒素イオン衝撃により蒸着されることにより気孔率が低く抑えられた窒化チタン（ＴｉＮ）または窒化クロム（ＣｒＮ）が挙げられる。金属は一般的に少量の水分しか含まないため、金属層、例えばクロム層を第２の層７として用いることもできる。
図４の左側に示した反射性コーティング１０の場合、不透水性封止層１３が終端層として層１１、１２に被覆形成され、水分が通り抜けるのを防いでいる。例えば、例えばＣＶＤ法によって形成される薄い有機層（ＯｐｔｒｏｎやＴｅｆｌｏｎ ＡＦ）および撥水性層を封止層１３として用いることができる。イオンビームアシスト法またはスパッタ工程（マグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法）で形成された、例えば二酸化珪素の終端層によっても同様の封止効果を得ることができる。ここで、封止層１３の厚さは、この層がコーティング１０の反射（例えば、動作波長の４分の１の層厚が選択されたとき）に貢献するかまたは光学的に不活性になる（例えば、著しく小さい層厚が選択された場合、または層厚が動作波長の半分の整数倍である場合）よう選択される。
図４の左側に示す反射性コーティング１０の場合、水分の喪失に起因する第１の層１１の応力変化を補償するような形状である第２の層１２によって基板２の変形が防止される。これは、層１１、１２の応力挙動がそれぞれ異なる場合、すなわち、例えば水分喪失の際、第１の層の圧縮応力１１が低下するが、第２の層の引張応力１２も同程度まで低下する場合に達成される。
もちろん、反射性コーティング１０の場合でも、少量の水分しか含有し得ない層材料を選択することによって、層応力の変化を補償することができる。これは例えば、反射性コーティング１０の最下層（鏡面）として用いることができるアルミニウム（Ａｌ）または銀（Ａｇ）などの金属の層材料の場合に当てはまる。
典型的には、例えば二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、または二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）などの酸化物の層材料の１つ以上の層を、反射性を高めるために金属被覆した面に被覆形成すると好ましい。とりわけ酸素イオンまたはアルゴンイオンを用いたイオンアシスト法によってこうした誘電体材料の堆積が起こる場合、上記層の気孔率を少量の水分のみがその層構造に入り込める程度まで低減させることができる。
付加的または代替的に、真空チャンバ９内における基板２の変形の変化は、線応力、すなわち層応力と層厚との積に依存するため、コーティング８、１０の全体の厚さが可能な限り薄くなるよう選択することによっても低減させることができる。これは、例えば導電性コーティング８の場合、クロムを第２の層７の層材料に使用することに加え、第１の層３に高い導電率をもつ層材料、例えば窒化チタンを選択することによっても達成され、全体の厚さが３００ｎｍ未満の導電性コーティング８を形成することができる。
例えば位置決めに使用するレーザービームの動作波長が６３３ｎｍで、二酸化ハフニウム（屈折率ｎがおよそ１．９〜２．０）の代わりに、二酸化チタン（屈折率ｎがおよそ２．２〜２．３）を用いる場合には、可能な限り屈折率の差が大きい層材料を用いることによって反射性コーティング１０の全体の厚さを低減することも可能である。こうして、全体の厚さが４００ｎｍ未満である反射性コーティング１０を得ることができる。
いずれにせよ、上記の方法で、高い耐スクラッチ性、好ましい導電率、およびごく僅かな応力をもつ導電性コーティングを含むウェハチャックを得ることができる。同様に、上記の方法で、ほとんど応力の作用しない反射性コーティングを得ることができる。具体的には、上記で提案した方法により、真空環境において水分が漏れ出ることに起因する２つのコーティングの層応力の変化を補償または回避することができる。
Claims (16)
- 基板（２）および前記基板（２）に被覆形成され、静電吸引力によってウェハ（６）を固定するための導電性コーティング（８）、好ましくは前記基板（２）に被覆形成される反射性コーティング（１０）を有するウェハチャック（１ａ、１ｂ）であって、
前記コーティング（８、１０）が圧縮応力の作用する少なくとも第１の層（３、１１）および前記第１の層（３、１１）の圧縮応力を補償するための引張応力の作用する少なくとも第２の層（７、１２）を有することを特徴とするウェハチャック。 - 請求項１に記載のウェハチャックであって、前記導電性コーティング（８）の前記第１の層（３）の材料が、窒化物、炭化物、および珪化物からなる群から選択されるウェハチャック。
- 請求項１または２に記載のウェハチャックであって、前記導電性コーティング（８）の前記第１の層（３）の材料が、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）、炭化珪素（ＳｉＣ）、および窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）からなる群から選択されるウェハチャック。
- 請求項１乃至３のいずれかに記載のウェハチャックであって、前記導電性コーティング（８）の第２の層（７）が、１００ＭＰａ〜１６００ＭＰａ、好ましくは８００ＭＰａ〜１３００ＭＰａの引張応力をもつウェハチャック。
- 請求項１乃至４のいずれかに記載のウェハチャックであって、前記導電性コーティング（８）の前記第２の層（７）は金属、好ましくはクロムからなるウェハチャック。
- 請求項１乃至５のいずれかに記載のウェハチャックであって、前記導電性コーティング（８）の前記第２の層（７）は前記第１の層（３）の材料よりも高い導電率をもつ材料から形成されるウェハチャック。
- 請求項１乃至６のいずれかに記載のウェハチャックであって、前記導電性コーティング（８）の前記第１の層（３）は、厚さが２００ｎｍ未満、好ましくは１００ｎｍ未満、特には５０ｎｍ未満のであるウェハチャック。
- 請求項１乃至７のいずれかに記載のウェハチャックであって、前記基板（２）は非導電性材料、特にはＺｅｒｏｄｕｒ（登録商標）からなるウェハチャック。
- 請求項１乃至８のいずれかに記載のウェハチャックであって、前記第１の層（３、１１）は前記第２の層（７、１２）に被覆形成されるウェハチャック。
- 請求項１乃至９のいずれかに記載のウェハチャックであって、前記導電性コーティング（８）の前記第１の層（３）がスパッタ法、特にはイオンアシストによるスパッタ法で形成され、前記第２の層（７）が熱蒸着法で形成されるウェハチャック。
- 請求項１乃至１０のいずれかに記載のウェハチャックであって、前記コーティング（８、１０）が、イオンアシスト法で堆積される金属の層材料および／または誘電体層材料から形成されるウェハチャック。
- 請求項１乃至１１のいずれかに記載のウェハチャックであって、前記反射性コーティング（１０）が少なくとも１つの金属層材料、特にはアルミニウム（Ａｌ）または銀（Ａｇ）を含むウェハチャック。
- 請求項１乃至１２のいずれかに記載のウェハチャックであって、前記反射性コーティング（１０）が、好ましくはイオンアシスト法によって成膜される、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、および二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる群から選択される少なくとも１つの層材料を含むウェハチャック。
- 請求項１乃至１３のいずれかに記載のウェハチャックであって、前記コーティング（８、１０）が不透水性封止層（１３）を有するウェハチャック。
- 請求項１乃至１４のいずれかに記載のウェハチャックであって、前記導電性コーティング（８）の全体の厚さが３００ｎｍ未満であり、前記反射性コーティング（１０）の全体の厚さが４００ｎｍ未満であるウェハチャック。
- 請求項１乃至１５のいずれかに記載のウェハチャックであって、前記第２の層（７、１２）が真空環境（９）における水分の喪失によって生ずる前記第１の層（３、１１）内の応力変化を補償するような形状であるウェハチャック。
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