JP2014507810A

JP2014507810A - 静電クランプ装置およびリソグラフィ装置

Info

Publication number: JP2014507810A
Application number: JP2013557017A
Authority: JP
Inventors: バニエ，バディム，エヴィジェンエビッチ; ループストラ，エリック，ルーロフ; カデー，セオドルス，ペトルス，マリア; アッケルマンス，ヨハネス，アントニウス，ゲラルドス; スキャカバラロッツィ，ルイージ; ヴァレンティン，クリスティアーン，ルイス
Original assignee: エーエスエムエルネザーランズビー．ブイ．
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2014-03-27
Also published as: KR20140023927A; CN103415811B; CN103415811A; TW201237567A; WO2012123144A1; US20140002805A1

Abstract

リソグラフィ装置のパターニングデバイス（５０５）を支持するように構築された静電クランプ装置（５００）であって、パターニングデバイスが支持されるサポート構造と、サポート構造とパターニングデバイスとの間のクランプ力を提供するためのクランプ電極（５２５）と、パターニングデバイスの形状を測定するように動作可能な静電容量センサアレイ（６６０）と、を備える、静電クランプ装置が開示される。
【選択図】図５

Description

[関連出願の相互参照]
本出願は、２０１１年３月１１日に出願された米国仮出願第６１／４５１，８０３号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、リソグラフィ装置、より詳細には、リソグラフィ装置において用いられる静電クランプ装置に関する。

[0001] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、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の個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまた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る。このパターンは、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、または１つ以上のダイを含む）に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニング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。

[0002] リソグラフィは、ＩＣならびに他のデバイスおよび／または構造の製造における重要なステップの１つとして広く認識されている。しかし、リソグラフィを使用して作られるフィーチャの寸法が小さくなるにつれ、リソグラフィは、小型ＩＣあるいは他のデバイスおよび／または構造を製造できるようにするための、より重要な要因になりつつある。
パターンプリンティングの限界の理論的な推定値は、式（１）に示す解像度のレイリー規準によって与えることができる：

ここで、λは、使用される放射の波長であり、ＮＡは、パターンを印刷するために使用される投影システムの開口数である。ｋ１は、レイリー定数とも呼ばれるプロセス依存調整係数であり、ＣＤは、印刷されたフィーチャのフィーチャサイズ（またはクリティカルディメンジョン）である。式（１）から、フィーチャの最小印刷可能サイズの縮小は、３つの方法、すなわち露光波長λを短くすること、開口数ＮＡを大きくすること、またはｋ１の値を小さくすること、によって達成可能であるということになる。

[0003] 露光波長を短くし、ひいては最小印刷可能サイズを縮小するために、極端紫外線（ＥＵＶ）放射源を使用することが提案されている。ＥＵＶ放射は、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内、例えば、１３ｎｍ〜１４ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射である。さらに、１０ｎｍ未満、例えば、６．７ｎｍや６．８ｎｍなどの５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲の波長を有するＥＵＶ放射を使用できることが提案されている。そのような放射は、極端紫外線または軟Ｘ線と呼ばれる。可能な放射源としては、例えば、レーザ生成プラズマ源、放電プラズマ源、または電子蓄積リングによって与えられるシンクロトロン放射に基づく放射源が含まれる。

[0004] ＥＵＶ放射は、プラズマを使用して生成することができる。ＥＵＶ放射を生成する放射システムは、燃料を励起してプラズマを供給するレーザと、プラズマを収容するソースコレクタモジュールとを含むことができる。プラズマは、例えば、レーザビームを適切な材料（例えば、スズ）の粒子、適切なガス流または蒸気流（Ｘｅガス、Ｌｉ蒸気など）などの燃料に誘導することによって生成することができる。結果として得られるプラズマは、放射コレクタを使用して集光される出力放射、例えば、ＥＵＶ放射を放出する。放射コレクタは、ミラー垂直入射放射コレクタとすることができ、ミラー垂直入射放射コレクタは、放射を受け、その放射をビームに集束させる。ソースコレクタモジュールは、真空環境を提供してプラズマを支持するように配置された囲い構造またはチャンバを含むことができる。そのような放射システムは、通常、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源と呼ばれる。

[0005] ＥＵＶマスクまたはレチクルは、静電チャック上にチャックされる必要がある。バールとレチクルの裏面との間に閉じ込められたμｍサイズのオーダの粒子の存在は、オーバーレイを損なうおそれがあるレチクルの（面内および面外）変形を引き起こす場合がある。計算は、裏面のμｍサイズの粒子が、表面のｎｍのオーダの高さを有する変形を招くことがあり、ひいては、該ツールを規格外とするのに十分なオーバーレイエラーを招くことがある、ということを示している。

[0006] 実際に、裏面には多くの粒子が存在する可能性があるが、それらのうちの小数しか（または全く）表面で問題になるのに十分なほど大きい変形につながらない場合がある（実際に、粒子は、変形を引き起こすのではなく、押しつぶされたり、つぶれたりする場合がある）。さらに、他の原因、例えば、温度に起因する表面の変形（非平坦性）を測定可能であることは有益であろう。

[0007] レチクル表面が任意のパターンでパターニングされる一方で従来のレベルセンサは平坦な面で作動する、という事実に主として起因して、これまで、これらの課題に対する適切な解決策は考案されていない。

[0008] レチクルまたはマスクのそのような変形を特定する、および／または測定するために使用することができる装置を提供することが望ましい。

[0009] 本発明の一態様によれば、リソグラフィ装置のパターニングデバイスを支持するように構築された静電クランプ装置であって、パターニングデバイスが支持されるサポート構造と、サポート構造とパターニングデバイスとの間のクランプ力を提供するためのクランプ電極と、パターニングデバイスの形状を測定するように動作可能な静電容量センサアレイと、を備える、静電クランプ装置が提供される。

[00010] 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。

[00010] 図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示す。 [00010] 図２は、装置１００のより詳細な図である。 [00010] 図３は、図１および図２の装置のソースコレクタモジュールＳＯのより詳細な図である。 [00010] 図４は、本発明の別の実施形態に係るリソグラフィ装置を示す。 [00010] 図５は、本発明の一実施形態に係る静電クランプ構成の破断側面図である。 [00010] 図６は、図５の構成の静電容量センサアレイの上面図である。 [00010] 図７は、本発明の更なる実施形態に係る静電クランプ構成の破断側面図である。 [00010] 図８は、図７の構成の静電容量センサアレイの上面図である。 [00010] 図９は、本発明の更なる実施形態に係る静電クランプ構成の破断側面図である。 [00010] 図１０ａは、クランプが作動していないときの図９の配置を示している。 [00010] 図１０ｂは、クランプが作動しているときの図９の配置を示している。 [00010] 図１１ａは、本発明の第三の主要実施形態の上面図である。 [00010] 図１１ｂは、本発明の第三の主要実施形態の側面図である。 [00010] 図１２は、ｙ_ｎ０とｙ_ｎ１との間のレチクルプロファイルを測定する、図１１ａおよび図１１ｂの実施形態を示している。 [00010] 図１３は、図１１ａおよび図１１ｂの実施形態を用いる第一の簡易化測定シナリオを示す。

[00011] 図１は、本発明の一実施形態に係るソースコレクタモジュールＳＯを含むリソグラフィ装置１００を概略的に示している。このリソグラフィ装置は、
−放射ビームＢ（例えば、ＥＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
−パターニングデバイス（例えば、マスクまたはレチクル）ＭＡを支持するように構築され、かつパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１ポジショナＰＭに連結されたサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、
−基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築され、かつ基板を正確に位置決めするように構成された第２ポジショナＰＷに連結された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、
−パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢ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）上に投影するように構成された投影システム（例えば、反射投影システム）ＰＳと、を備える。

[00012] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、または制御するための、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光学コンポーネントを含むことができる。

[00013] サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、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ＭＡを保持する。サポート構造は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。サポート構造は、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポート構造は、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。

[00014] 「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。放射ビームに付与されたパターンは、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し得る。

[00015] 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、およびプログラマブル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、およびハーフトーン型(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。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。

[00016] 照明システムなどの投影システムは、使われている露光放射にとって、あるいは真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光学コンポーネントを含むことができる。ＥＵＶ放射に対して真空を用いることが望ましいことがある。というのは、他のガスは放射を吸収し過ぎる場合があるからである。従って、真空壁および真空ポンプを用いて、真空環境をビーム経路全体に提供することができる。

[00017] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、反射型マスクを採用しているもの）である。

[00018] 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（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」マシンにおいては、追加のテーブルは並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。

[00019] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、ソースコレクタモジュールＳＯから極端紫外線放射ビームを受ける。ＥＵＶ光を生成する方法としては、ＥＵＶ範囲の１つ以上の発光線を用いて材料を少なくとも１つの元素、例えば、キセノン、リチウム、またはスズを有するプラズマ状態に変換することが含まれるが、必ずしもこれに限定されない。レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と呼ばれることが多いそのような方法において、必要な線発光素子を有する材料の液滴、流れ、またはクラスタなどの燃料をレーザビームで照射することによって、必要なプラズマを生成することができる。ソースコレクタモジュールＳＯは、燃料を励起するレーザビームを供給するための図１に示されないレーザを含むＥＵＶ放射システムの一部であってよい。結果として得られるプラズマは、出力放射、例えばＥＵＶ放射を放出し、この出力放射は、ソースコレクタモジュール内に配置される放射コレクタを使用して集光される。例えば、ＣＯ_２レーザを用いて燃料励起のためのレーザビームを供給する場合、レーザおよびソースコレクタモジュールは、別個の構成要素であってもよい。

[00020] そのような場合には、レーザは、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、レーザからソースコレクタモジュールへ、例えば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムを使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源が、ＤＰＰ源と呼ばれることが多い放電生成プラズマＥＵＶジェネレータである場合、放射源は、ソースコレクタモジュールの一体部分とすることもできる。

[00021] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するアジャスタ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および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよび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、ファセット視野ミラーデバイスおよびファセット瞳ミラーデバイス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を調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。

[00022] 放射ビームＢは、サポート構造（例えば、マスクテーブル）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上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡから反射された後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳ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ポジショナＰＷおよび位置センサＰＳ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）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Ｂの経路内に位置決めするように、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ポジショナＰＭおよび別の位置センサＰＳ１を使い、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることもできる。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２とを使って、位置合わせされてもよい。

[00023] 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。
１．ステップモードにおいては、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／または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。
２．スキャンモードにおいては、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴおよび基板テーブル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（例えば、マスクテーブル）ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。
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（例えば、マスクテーブル）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、またはスキャンする一方で、放射ビーム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、また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、前述の型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。

[00024] 上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、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。

[00025] 図２は、ソースコレクタモジュールＳＯと、照明システムＩＬと、投影システムＰＳとを含むリソグラフィ装置１００をより詳細に示している。ソースコレクタモジュールＳＯは、真空環境をソースコレクタモジュールＳＯの囲い構造２２０内に維持することができるように構築および配置される。ＥＵＶ放射放出プラズマ２１０は、放電生成プラズマ源によって形成することができる。ＥＵＶ放射は、ガスまたは蒸気、例えば、Ｘｅガス、Ｌｉ蒸気またはＳｎ蒸気によって生成することができ、非常に高温のプラズマ２１０が生成されて電磁スペクトルのＥＵＶ範囲の放射を放出する。非常に高温のプラズマ２１０は、例えば、少なくとも部分的にイオン化されたプラズマをもたらす放電によって生成される。Ｘｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気または他の適切なガスまたは蒸気の、例えば１０Ｐａの分圧が、放射を効率よく発生させるために必要となり得る。一実施形態において、励起されたスズ（Ｓｎ）のプラズマを設けてＥＵＶ放射を生成する。

[00026] 高温のプラズマ２１０が放出する放射は、放射源チャンバ２１１の開口内または開口の後ろに位置決めされる任意のガスバリアまたは汚染物質トラップ２３０（場合によっては汚染物質バリアまたはフォイルトラップとも呼ばれる）を介して、放射源チャンバ２１１からコレクタチャンバ２１２内に送られる。汚染物質トラップ２３０は、チャネル構造を含むことができる。また、汚染物質トラップ２３０は、ガスバリア、またはガスバリアとチャネル構造の組合せを含むことができる。本明細書でさらに示される汚染物質トラップまたは汚染物質バリア２３０は、当該技術分野で公知のように、チャネル構造を少なくとも含む。

[00027] コレクタチャンバ２１１は、いわゆるかすめ入射コレクタとすることができる放射コレクタＣＯを含むことができる。放射コレクタＣＯは、上流放射コレクタ側２５１と下流放射コレクタ側２５２とを有する。コレクタＣＯを横切る放射は、格子スペクトルフィルタ２４０で反射されて仮想光源点ＩＦに集束することが可能である。仮想光源点ＩＦは、一般に中間焦点と呼ばれ、ソースコレクタモジュールは、中間焦点ＩＦが囲い構造２２０の開口２２１に、または開口２２１の付近に位置するように配置される。仮想光源点ＩＦは、放射放出プラズマ２１０の像である。

[00028] その後、放射は照明システムＩＬを横切る。照明システムＩＬは、パターニングデバイスＭＡにおける放射ビーム２１の所望の角度分布およびパターニングデバイスＭＡにおける放射強度の所望の均一性を与えるように配置されたファセット視野ミラーデバイス２２およびファセット瞳ミラーデバイス２４を含むことができる。サポート構造ＭＴによって保持されるパターニングデバイスＭＡで放射ビーム２１が反射されると、パターン付きビーム２６が形成され、このパターン付きビーム２６は、投影システムＰＳによって、反射要素２８、３０を介して、ウェーハステージまたは基板テーブルＷＴによって保持された基板Ｗ上に結像される。

[00029] 一般に、図示された要素より数の多い要素が照明光学ユニットＩＬおよび投影システムＰＳに存在してよい。格子スペクトルフィルタ２４０は、リソグラフィ装置のタイプによって任意で存在してよい。さらに、図示されたミラーより数の多いミラーが存在してよい。例えば、図２に示すものと比較して、投影システムＰＳ内に追加の１つ〜６つの反射要素が存在してよい。

[00030] 図２に示すコレクタ光学系ＣＯは、コレクタ（またはコレクタミラー）の単なる一例として、かすめ入射リフレクタ２５３、２５４および２５５を有する入れ子式コレクタとして描かれている。かすめ入射リフレクタ２５３、２５４および２５５は、光軸Ｏの周りで軸方向に対称的に配置され、このタイプのコレクタ光学系ＣＯは、ＤＰＰ源と呼ばれることが多い放電生成プラズマ源と組み合わせて使用されることが好ましい。

[00031] あるいは、ソースコレクタモジュールＳＯは、図３に示すように、ＬＰＰ放射システムの一部とすることができる。レーザＬＡは、キセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）、またはリチウム（Ｌｉ）などの燃料内にレーザエネルギーを堆積させるように配置され、それによって電子温度が数１０ｅＶの高電離プラズマ２１０が生成される。イオンの脱励起および再結合中に生成されたエネルギー放射は、プラズマから放出され、囲い構造２２０において、近垂直入射コレクタ光学系ＣＯによって集光され、開口２２１上に集束される。

[00032] 図４は、スペクトル純度フィルタＳＰＦが反射格子ではなく透過型であるＥＵＶリソグラフィ装置の別の構成を示している。この場合のソースコレクタモジュールＳＯからの放射は、コレクタから中間焦点ＩＦ（仮想光源点）まで直線の経路をたどる。図示しない別の実施形態においては、スペクトル純度フィルタ１１は、仮想光源点１２に、またはコレクタ１０と仮想光源点１２との間の任意の点に位置決めされ得る。フィルタは、仮想光源点１２の下流などの、放射経路の他の位置に配置することができる。複数のフィルタを配置することができる。前述の例のとおり、コレクタＣＯはかすめ入射型(grazing incidence type)（図２）であってよく、鏡面反射型(direct reflector type)（図３）であってもよい。

[00033] 真空環境でＥＵＶリソグラフィを行うという要件に起因して、マスク／レチクルをサポート／チャックにクランプするために真空クランプを用いることはできない。従って、代わりに静電クランプを用いる。静電クランプは、チャックに電極を用いて、レチクルチャックとレチクル（または、基板チャックに対する基板）との間に電界、そしてその結果、クーロン力を生成する。そのような静電クランプは公知である。

[00034] クランプされたレチクルの裏面とチャックとの間の粒子状の汚染は、オーバーレイエラー（基板上の連続する層と層との間の横方向オフセット）の原因となるのに十分なほど重大な表面の変形を招く場合があり、これは基板を使用不能にするおそれがある。

[00035] 現在、そのような汚染を測定する適当なセンサは存在しない。提案する解決策は、静電容量センサアレイを用いてレチクルの平坦性（および／または裏面の汚染）を測定することである。このアレイは、レチクルの形状を測定可能である。１つのバールにつき１つの静電容量センサを設けることが好ましい。２つの主要実施形態を提案する。

[00036] 第一の実施形態において、レチクルステージに一体化されたセンサでレチクルがチャックされる際に裏面の変形を測定することを提案する。これにはいくつかの利点がある。
・必要な解像度が表面の測定と比較して低い。
・（表面センサと比較して）アライメントが必要とされない。センサは元来位置合わせされている。
・パターンの問題が存在しない。すなわち、平坦な裏面を測定する。

[00037] しかし、この解決策は、レチクルステージ製造が複雑化することを意味する。依然として、提示した解決策のうちの１つでは、製造プロセスは事実上影響を受けない。また、他の表面変形（温度による非平坦性、材料非平坦性など）は、そのような実施形態では容易に検出されないであろう。

[00038] 第二の実施形態において、実際の表面を測定するために外側の静電容量センサアレイを用いることを提案する。このセンサアレイは、ＥＵＶ内部パッドに収まるのに十分なほど小型でなければならず、それによりロボットアームによってレチクルの下で移動することができる。アクチュエータのセットが、レチクルの近傍にセンサを位置決めする。静電容量センサアレイ自体によってフィードバックを行うことができる。

[00039] この実施形態の利点には以下が含まれる。
・ｎｍ未満の突起を検出する可能性がある。
・センサがＥＵＶ内部ポッドに収まることができるため小型である。
・レチクルステージの変更を必要としない。
・以前の機械との上位互換性がある。

[00040] 図５および図６は、静電容量センサアレイをチャックと一体化する第一の実施形態を示している。チャック５００およびレチクル５０５が示されている。チャック５００は、第１絶縁層５１０および第２絶縁層５１５（ともにガラス層とすることができる）と、チャック５００とレチクル５０５との間の汚染の影響を低減させるのに役立つバール５２０と、クランプ電極５２５のアレイ６６０とを備える。レチクル５０５は、導電層５３０を備える。静電クランプの基本的な動作は公知であり、さらには述べない。

[00041] １つ以上の粒子５４０の形状をとる汚染が、バール５２０とレチクル５０５の裏面との間に閉じ込められることがある。これは、図示のようにレチクルの変形を引き起こす場合がある。この第一の実施形態において、チャック５００と一体化された静電容量センサアレイ６６０を用いてチャック５００とレチクル５０５との間の距離を測定することによって、裏面の汚染５４０に起因するレチクル５０５の形状変形を測定することを提案する。このように、センサは、約１０〜１００μｍの隔離距離(stand-off distance)で面外裏面変形を測定可能であることが必要である。

[00042] この具体的な実施形態において、静電容量センサアレイ６６０のキャパシタプレート５２５は、静電クランプ５２５と一体化される。静電容量センサアレイ６６０が静電クランプ５２５と一体化されると、クランプ５２５は、直流電圧信号および交流電圧信号の両方が供給される、より小さいプレート（例えば、１つのバール５２０につき１つのプレート）に細分することができる。直流電圧はクランプするために用いられる一方で、交流電圧は、レチクル５０５に対するプレート５２５の静電容量を測定するために用いられる。このようにアレイ６６０を用いて、アレイプレート５２５の通常の静電容量と比較した１つ（以上）のプレート５２５の静電容量の有意な差に注目することによって局所変形を特定することと、差のサイズによる変形のサイズを特定することが可能である。

[00043] 図７および図８は、第一の主要実施形態の変形を示している。図５および図６の要素と同様の要素に対して同じ符号を用いる。本実施形態において、アレイ８６０のセンサキャパシタプレート７５５をチャック５００の上に堆積／めっきする。最近、この解決策の必要とされる製造ステップが、ウェーハテーブルの上のスズ膜ヒータの開発のために調査するのに成功した。コーティング層７５０が、各バールの周辺のセンサキャパシタプレート７５５と、各センサキャパシタプレート７５５を隔離する絶縁体７４５とともに、各バール５２０の周辺に示されている。より多い従来の（別個の）クランプ電極７２５がチャック５００上で用いられる。

[00044] この構成において、センサキャパシタプレート７５５はレチクル５０５に近接しており、測定の解像度を向上させる。前述のとおり、この構成において、キャパシタプレート７５５と組み合わせて従来のクランプ電極７２５を用いる。ただし、別の構成において、バール５２０間のキャパシタプレート７５５は、図５および図６の構成と同様の態様でクランプ電極として機能することができ、この場合にクランプ電極７２５は必要でない。

[00045] 図９は、第二の主要実施形態であり、ここで、別個の静電容量センサアレイを用いてレチクルの表面上のレチクル５０５平坦性を測定する。静電容量センサアレイ９６０とレチクル５０５の相対移動を可能にする一体化ショートストロークアクチュエータ９８０を介してレチクルハンドラ９７０の上に載置された個々のセンサキャパシタプレート９８５を備える静電容量センサアレイ９６０が示されている。

[00046] このセンサアレイ９６０は、レチクル５０５の下に位置決めされ、レチクルハンドラ９７０のアクチュエータ９８０は（本例の）センサアレイ９６０を約１０μｍの隔離距離で位置決めする（図３を参照）。隔離距離は、静電容量センサアレイ９６０に対するレチクル５０５の相対位置を測定する、ショートストロークアクチュエータ９８０および静電容量センサアレイ９６０の閉ループ制御システムを介して制御される。一実施形態において、静電容量センサアレイ９６０自体をこの目的のために用いることができる。

[00047] 静電容量センサアレイ９６０を再び用いてレチクル５０５の形状を測定する。１つの動作実施形態において、静電容量センサアレイ９６０を用いて、「ホーリー（holy）」基準に対して静電容量センサアレイ９６０を較正する完全測定を行い、この基準に対するレチクル５０５の形状を測定する。本実施形態において、静電容量センサアレイ９６０は、約１ｎｍの完全解像度を有し得る。

[00048] 別の動作実施形態において、静電容量センサアレイ９６０は、高クランプ電圧および低クランプ電圧、すなわち、５００〜１０００Ｖおよび２５００〜３５００Ｖを用いてレチクル５０５の形状を測定する。これらの測定値の差は、レチクル５０５がすべての位置においてバール５２０に当接するかどうかを示すことができる。レチクル５０５とバール５２０との間に汚染５４０がある場合、クランプが作動状態になる際にレチクル５０５はわずかに湾曲する。この「動的測定」の動作実施形態において、静電容量センサアレイ９６０のセンサは、約０．１ｎｍの動的解像度を有し得る。

[00049] 図１０ａおよび図１０ｂは、この動的測定の動作実施形態を示している。図１０ａは、クランプが低クランプ力で動作するときの図９の構成を示している。図１０ｂは、クランプが高クランプ力で動作するときの同一の構成を示している。ここで、レチクル５０５の形状は、粒子５４０の付近の領域で変化していることが分かる（この形状変化は、強調のために図において誇張されている）。この形状変化は、静電容量センサアレイ９６０によって検出される。

[00050] レチクル５０５は接地されないことが好ましい（または、少なくともこれは現在の構成であり、これを変更しないことが好ましい）。一般に、正確な静電容量センサは、測定対象が接地されることを必要とする。レチクル５０５の接地を避けるために、差動静電容量測定を用いることができる。この差動測定は、２つのキャパシタプレートを用いて、接地されていないレチクル５０５を検知する。この目的のために近接するキャパシタプレート９８５を用いることができる。

[00051] 上記例において、静電容量センサアレイは、レチクルステージに一体化され、または外側でＥＵＶ内部ポッドに収まる。これらの解決策はともに、製造が複雑であるという欠点を有する。第一の解決策は、レチクルクランプの変更形態を必要とし、これは作成することが既に非常に困難である。後者の解決策は、非常に密な容積の静電容量センサアレイを必要とする。

[00052] 従って、更なる実施形態において、静電容量センサをＲＥＤ（レチクル交換デバイス）上に配置することを提案する。レチクル交換デバイスは（例えば）ＷＯ２００９／１２７３９１号に記載されており、これは参照により本明細書に組み込まれる。ＲＥＤは、レチクルステージがセンサ上をスキャンすることができるようにレチクルの下にセンサアレイを位置決め可能である。

[00053] ＲＥＤ上にセンサ用の十分な利用可能領域が存在する。例えば、静電容量センサアレイは、ＲＥＤの較正基準アームに一体化することができる。ＲＥＤ上の利用可能領域は、上述した解決策と比較してより広い領域がセンサのために利用可能である。さらに、レチクルに相当するｘｙ次元を有するフル２次元アレイの代わりに、少数（例えば、３）のライン（１次元）アレイしか用いられる必要がない。これにより、センサ読出しに求められる電子装置の量がかなり低減する。

[00054] 図１１ａおよび図１１ｂは、それぞれ、この第三の主要実施形態の上面図および側面図である。ＲＥＤ１１００が示され、この上に多数の静電容量センサ１１２０が取り付けられている。これらのセンサ１１２０は列（１次元アレイ）に配置され、ここでは３つのそのような列が示されている。ＲＥＤおよびレチクルステージはともに、レチクル１１１０の面（表面）をスキャンするようにコントローラ（図示せず）によって制御され、それによってその平坦性を測定する。レチクル１１１０は、静電クランプ１１３０を介してチャック１１４０にクランプされる。

[00055] 前述のセンサの解決策において、レチクルの平坦性を測定するために２つの測定が必要とされる。すなわち、低クランプ力を伴う測定および高クランプ力を伴う測定である。このセンサトポロジにおいては、クランプ力を変化させる必要なく単一の測定を行うことを提案する。

[00056] ＲＥＤ上のセンサを配置することの欠点は、ＲＥＤがベースフレームに接続されることである。従って、センサはレチクルステージに対して震動している。この震動は、数μｍのオーダであり、約２０Ｈｚまでの周波数帯域幅を有する。この震動を補正するために、プロファイル再構築アルゴリズムを提案する。このアルゴリズムは、既知のピッチで複数のラインアレイを用いることを利用している。このアルゴリズムはＲＥＤの震動とレチクルプロファイルとを区別可能であることが確認されている。

[00057] 図１２は、１次元の問題としてのアルゴリズムを示している。センサ１１２０が取り付けられたＲＥＤ１１００の一部が示されている。また、測定されるレチクル１１１０のプロファイルの一部が示されている。ＲＥＤは、ｙ、ｚ、αが経時的に変化するように震動していることになる（すなわち、ｙ_ｎ（ｔ）Ｚ_ｎ（ｔ）α（ｔ））。ｙ_ｎ０とｙ_ｎ１との間のレチクルプロファイルを検討すると、（時間サンプルｋにおけるセンサｎの出力である）ｓ_ｎ、ｋは、

であることが分かる。

[00058] 図１３は、サンプル時間Ｔ→０、理想的なセンサ電子装置、および剛性平面センサを前提とする簡略化したシナリオを示している。該問題は、（レチクルでなく）センサがｙ方向に移動している場合に同等であるとみなすことができる。従って、点ｚ（ｋ）およびｚ（ｋ＋１）を検討すると、

であり、従って、

である。
これより、プロファイルを以下のとおり再構築することができる。
αの再構築は、

である。ｚの再構築は、

であり、従って、（これらを前提としてスキャン速度に左右されない）プロファイルの再構築は、

である。

[00059] 従って、μｍの大きさのＲＥＤの震動によって、ナノメートル精度に合わせたプロファイルの再構築を達成することができることが分かる。このような状況であるために、センサピッチおよびセンサ寸法を正確に分かっている必要がある（例えば、マイクロメートルの大きさのオーダ以内）。

[00060] 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および検出パターン、フラットパネルディスプレイ、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」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「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）、メトロロジーツール、および／また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およ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。

[00061] 光リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されるパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストは硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。

[00062] 「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光学コンポーネントを含む様々な種類の光学コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指すことができる。

[00063] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。例えば、本発明のいくつかの動作ステップまたは態様は、上記に開示した方法を表す１つ以上の機械読取可能命令のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはこのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態であってもよい。上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。従って、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。

Claims

リソグラフィ装置のパターニングデバイスを支持する静電クランプ装置であって、
前記パターニングデバイスが支持されるサポート構造と、
前記サポート構造と前記パターニングデバイスとの間のクランプ力を提供するためのクランプ電極と、
前記パターニングデバイスの形状を測定するように動作可能な静電容量センサアレイと、を備える、
静電クランプ装置。
前記アレイは、前記パターニングデバイスの表面積と同等の面積を有する２次元アレイである、請求項１に記載の装置。
前記静電容量センサアレイは、前記サポート構造内に含まれる、請求項１または２に記載の装置。
前記サポート構造は、前記パターニングデバイスがクランプされる複数の突起を有する支持面上に設けられ、前記アレイの別のセンサが各突起の付近に設けられる、請求項３に記載の装置。
前記センサは、各センサが実質的に突起の周辺に設けられるように、前記支持面に対して設けられる、請求項４に記載の装置。
前記静電容量センサアレイは前記クランプ電極と一体化されている、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の装置。
前記一体化しているクランプ電極／静電容量センサの各々は、前記クランプ力を供給するための直流電源と、前記静電容量センサアレイとしての動作のための交流電源とを備える、請求項６に記載の装置。
前記パターニングデバイスは、前記サポート構造にクランプされるように動作可能な第１側面と第２側面とを有し、前記静電容量センサアレイは該第２側面に隣接して位置し、かつ該第２側面上の変形を測定するように動作可能である、請求項１または２に記載の装置。
前記静電容量センサアレイは、レチクルハンドラ内に含まれる、請求項８に記載の装置。
前記装置は、前記パターニングデバイスのパターニング面の平面に対して垂直な方向に前記パターニングデバイスに対して前記静電容量センサアレイを移動させるためのアクチュエータを備える、請求項８または９に記載の装置。
前記装置は、前記静電容量センサアレイに対する前記パターニングデバイスの相対位置を測定するように動作可能な閉ループ制御システムを備える、請求項８、９、または１０に記載の装置。
前記装置は、前記静電容量センサアレイに対する前記パターニングデバイスの相対位置の前記測定のために前記静電容量センサアレイを使用するように動作可能である、請求項１１に記載の装置。
前記装置は、前記静電容量センサアレイが所定の基準に対して前記レチクルの形状を測定する完全測定を、前記静電容量センサアレイが行うように動作可能である、請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の装置。
前記装置は、前記静電容量センサアレイが相対測定を行うように動作可能であり、各相対測定は、前記クランプ電極が動作して第１クランプ力を作用させる際に行われる第１測定と、前記クランプ電極が動作して前記第１クランプ力と異なる第２クランプ力を作用させる際に行われる第２測定とから得られる、請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の装置。
前記第２クランプ力は、前記第１クランプ力より大きい、請求項１４に記載の装置。
前記装置は、前記静電容量センサアレイが差動測定を行うように動作可能であり、各差動測定は、前記静電容量センサアレイの２つのセンサを用いて行われる、請求項１５に記載の装置。
前記サポート構造は、前記パターニングデバイスがクランプされる複数の突起を有する支持面上に設けられ、別のセンサが各突起の付近に設けられる、請求項８乃至１６のいずれか１項に記載の装置。
前記静電容量センサアレイは、該リソグラフィ装置の一部を形成するパターニングデバイス交換装置内に含まれ、該パターニングデバイス交換装置はパターニングデバイスの移動および交換のためのものである、請求項１または２に記載の装置。
前記静電容量センサアレイは、複数の平行な１次元静電容量センサを備える、請求項１８に記載の装置。
２つ〜６つの前記１次元静電容量センサアレイがある、請求項１９に記載の装置。
前記パターニングデバイス交換装置は、測定されている前記パターニングデバイスの表面に対して前記静電容量センサアレイがスキャンするように動作可能である、請求項１８乃至２０のいずれか１項に記載の装置。
前記パターニングデバイス交換装置は、レチクルプロファイルと、前記レチクルに対する前記パターニングデバイス交換装置の意図的でない移動とを区別するように動作可能である、請求項１８乃至２１のいずれか１項に記載の装置。
前記区別は、アルゴリズムを用いて行われる、請求項２２に記載の装置。
リソグラフィ装置であって、
放射ビームを調整する照明システムと、
請求項１乃至２３のいずれか１項に記載の静電クランプ装置であって、前記パターニングデバイスが前記放射ビームの断面にパターンを与えてパターン付き放射ビームを形成可能である静電クランプ装置と、
基板を保持する基板テーブルと、
前記パターン付き放射ビームを前記基板のターゲット部分上に投影するよ投影システムと、を備える、
リソグラフィ装置。