JP2016509258A - リソグラフィ装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】レチクルを固定し、パターニングデバイスの熱による変形を防ぐことができるデバイスを提供する。【解決手段】クランプ等の支持体は、レチクル等のパターニングデバイスを解放可能に保持してこれを固定すると共に熱によるその変形を防ぐように構成されている。例えば静電クランプは、対向する第１及び第２の表面を有する第１の基板と、第１の表面上に位置しレチクルに接触するように構成された複数の突起と、対向する第１及び第２の表面を有する第２の基板と、を含む。第２の基板の第１の表面は、第１の基板の第２の表面に結合されている。第２の基板の第１の表面と第１の基板の第２の表面との間に、複数の冷却要素が位置している。冷却要素は、第１の基板の第２の表面から第２の基板の第１の表面へと電子を移動させるように構成されている。各冷却要素は、各突起と実質的に位置合わせされている。【選択図】図１
Description
（関連出願の相互参照）
[0001] 本出願は、２０１３年２月７日出願の米国仮出願第６１／７６２，０４７号の利益を主張し、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
[0001] 本出願は、２０１３年２月７日出願の米国仮出願第６１／７６２，０４７号の利益を主張し、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
[0002] 本開示は、リソグラフィ装置及び方法に関し、更に具体的には、パターニングデバイスを支持するリソグラフィ装置の部分に関する。
[0003] 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に適用する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的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使用して、ＩＣの個々の層上に対応する回路パターンを生成することができる。このパターンを、放射感応性材料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に結像することができる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えら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。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）にビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナと、を含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。
[0004] リソグラフィは、ＩＣ及びその他のデバイス及び／又は構造を製造する際の主要なステップの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製造される特徴の寸法がより微細になると共に、リソグラフィは小型ＩＣ又はその他のデバイス、及び／又は構造の製造を可能にするためのより決定的なファクタになってきている。
[0005] パターン印刷の限界の理論的な推定値は式（１）に示すようなレイリーの解像基準によって得られる。
ただし、λは使用される放射の波長、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、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は印刷される特徴のフィーチャサイズ（すなわちクリティカルディメンション）である。式（１）から、特徴の印刷可能な最小サイズの縮小は３つの方法で達成できることが分かる。すなわち、露光波長λの短縮によるもの、開口数ＮＡの増加によるもの、又はｋ１の値の減少によるものである。
[0006] 露光波長を短縮し、印刷可能な最小サイズを縮小するため、極端紫外（ＥＵＶ）放射源を使用することが提案されてきた。ＥＵＶ放射は５〜２０ｎｍの範囲内、例えば１３〜１４ｎｍの範囲内、及び、例えば６．７ｎｍ又は６．８ｎｍなどの５〜１０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射である。可能な放射源には例えば、レーザ生成プラズマ放射源、放電プラズマ放射源、又は電子蓄積リングにより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。
[0007] ＥＵＶ放射はプラズマを使用して生成することができる。ＥＵＶ放射を生成するための放射システムは、燃料を励起してプラズマを提供するレーザ、及びプラズマを封じ込めるための放射源コレクタモジュールを含んでもよい。プラズマは例えば、適切な材料（例えばスズ）の液滴、又はＸｅガスもしくはＬｉ蒸気などの適切なガスもしくは蒸気の流れなどの燃料にレーザビームを向けることによって生成することができる。その結果生ずるプラズマは例えばＥＵＶ放射などの出力放射を放出し、これは放射コレクタを使用して収集される。放射コレクタは、放射を受け、放射をビームに合焦する鏡像化垂直入射コレクタであってもよい。放射源コレクタモジュールは、プラズマを支える真空環境を提供する閉鎖構造又はチャンバを含んでもよい。このような放射システムは通常レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）放射源と呼ばれる。
[0008] ＥＵＶ放射を生成する別の既知の方法は、デュアルレーザパルシング（ＤＬＰ）として知られている。ＤＬＰ方法では、Ｎｄ：ＹＡＧレーザによって液滴を予熱して、液滴（例えばスズ液滴）を蒸気及び微小粒子に分解させ、次いでこれらをＣＯ２レーザによって極めて高い温度に加熱する。
[0009] しかしながら、このような放射源によって発生された放射はＥＵＶ放射のみでなく、放射源は、赤外線（ＩＲ）放射及び深紫外線（ＤＵＶ）放射を含む他の波長の放出も生じる場合がある。ＤＵＶ放射は、コントラストの損失を招き得るので、リソグラフィシステムにとって有害となる恐れがある。更に、望ましくないＩＲ放射は、システム内のコンポーネントに熱的な損傷を引き起こすことがある。従って、スペクトル純度フィルタを用いることで、送信される放射内のＥＵＶの割合を高めると共に、ＤＵＶ及びＩＲ放射等の望ましくない非ＥＵＶ放射を低減又は排除することが知られている。
[0010] 放射がレチクル又はマスクに入射すると、放射から吸収される熱のためにレチクル又はマスクが変形することがある。この変形は、放射が比較的高いエネルギを有するＥＵＶ放射である場合には特に問題となり得る。変形を軽減するため、レチクル又はマスクをリソグラフィ装置の他の部分に固定するために用いるデバイス（例えばチャック及び／又はクランプ）を介して、冷却剤を循環させることができる。しかしながら、この冷却剤は、デバイスの亀裂を通って漏れる可能性がある。更に、そのような冷却剤に基づく冷却システムはデバイスの熱伝導特性に依存し得るが、この特性は良好でないことがある。
[0011] 従って、求められているのは、レチクルを固定し、パターニングデバイスの熱による変形を防ぐことができるデバイスである。本発明の第１の態様によれば、リソグラフィ装置が提供される。このリソグラフィ装置は、レチクルと、このレチクルを解放可能に保持するように構成された静電クランプと、を含む。静電クランプは、対向する第１及び第２の表面を有する第１の基板と、第１の表面上に位置しレチクルに接触するように構成された複数の突起と、対向する第１及び第２の表面を有する第２の基板と、を含む。第２の基板の第１の表面は第１の基板の第２の表面に結合されている。第２の基板の第１の表面と第１の基板の第２の表面との間に、複数の冷却要素が位置している。冷却要素は、第１の基板の第２の表面から第２の基板の第１の表面へと電子を移動させるように構成されている。各冷却要素は、各突起と実質的に位置合わせされている。
[0012] 第２の態様によれば、静電クランプが提供される。この静電クランプは、対向する第１及び第２の表面を有する第１の基板と、第１の表面上に位置しレチクルに接触するように構成された複数の突起と、対向する第１及び第２の表面を有する第２の基板であって、第２の基板の第１の表面が第１の基板の第２の表面に結合されている、第２の基板と、第２の基板の第１の表面と第１の基板の第２の表面との間に位置する複数の冷却要素と、を含む。冷却要素は、第１の基板の第２の表面から第２の基板の第１の表面へと電子を伝達するように構成されている。複数の冷却要素の各々は、各突起と実質的に位置合わせされている。
[0013] 第３の態様によれば、方法が提供される。この方法は、コーディエライトからクランプを形成することであって、クランプが対向する第１及び第２の表面を有し、第１の表面が物体に結合するように構成されていることと、クランプの第２の表面上に中間層を提供することと、クランプをチャックに結合することと、を含む。中間層は、クランプとチャックとの間の接着性を向上させる。
[0014] [0015] 第４の態様によれば、装置が提供される。この装置は、チャックと、レチクルを解放可能に保持するように構成され、コーディエライトから形成されたクランプと、クランプの表面に結合されると共にチャックに結合される中間層と、を含む。
[0016] 本発明の更に別の特徴及び利点、並びに本発明の様々な実施形態の構造及び作用を、添付図面を参照して以下で詳細に説明する。本発明は、本明細書に記載する特定の実施形態に限定されないことに留意すべきである。そのような実施形態は、本明細書において例示のためにのみ提示するものである。本明細書に包含される教示に基づいて、当業者には追加の実施形態が明らかとなろう。
[0017] 本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付の図面は本発明を図示し、説明と共に、更に本発明の原理を説明し、当業者が本発明を作成して使用できるようにする働きをする。
[0032] 本発明の特徴及び利点は、同様の参照符号は全体を通して対応する要素を識別する図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことで更に明白になろう。図面では、一般に、同様の参照番号が同一の、機能が類似した、及び／又は構造が類似する要素を示す。ある要素が最初に出現する図面は、対応する参照番号の左端の１つ又は複数の数字によって示される。
[0033] 本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ１つ以上の実施形態を開示する。開示される１つ又は複数の実施形態は本発明を例示するにすぎない。本発明の範囲は開示される１つ又は複数の実施形態に限定されない。本発明は、本明細書に添付される特許請求の範囲によって定義される。
[0034] 記載された実施形態、及び本明細書で「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的実施形態」などに言及した場合、それは記載された実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含むことができるが、それぞれの実施形態が必ずしも特定の特徴、構造、又は特性を含まないことがあることを示す。更に、このようなフレーズは、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。更に、ある実施形態に関連して特定の特徴、構造、又は特性について記載している場合、明示的に記載されているか、記載されていないかにかかわらず、このような特徴、構造、又は特性を他の実施形態との関連で実行することが当業者の知識の範囲内にあることが理解される。
[0035] 本発明の実施形態はハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はその任意の組み合わせで実施することができる。本発明の実施形態は、１つ以上のプロセッサで読み取り、実行することができる機械読み取り式媒体に記憶した命令として実施することもできる。機械読み取り式媒体は、機械（例えば、計算デバイス）で読み取り可能な形態で情報を記憶するか、又は伝送する任意の機構を含むことができる。例えば、機械読み取り式媒体は読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音響又は他の形態の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）、及びその他を含むことができる。更に、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令を、本明細書では特定の行為を実行するものとして記述することができる。しかし、このような記述は便宜的なものにすぎず、このような行為は実際には計算デバイス、プロセッサ、コントローラ、又はファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行する他のデバイスの結果であることを認識されたい。
[0036] このような実施形態を詳述する前に、本発明の実施形態を実施することができる例示の環境を提示することが有用であろう。
[0037] 図１は、本発明の一実施形態による、放射源コレクタモジュールＳＯを含むリソグラフィ装置ＬＡＰを概略的に示す。この装置は、放射ビームＢ（例えばＥＵＶ放射）を調節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（例えばマスク又はレチクル）ＭＡを支持するように構築されると共に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のポジショナＰＭに接続された支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、基板（例えばレジストでコーティングしたウェーハ）Ｗを保持するように構築されると共に基板を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに接続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に付与さ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（例えば反射型投影システム）ＰＳと、を備えている。
[0038] 照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組み合わせなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
[0039] 支持構造ＭＴ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、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否か等の条件に応じた方法でパターニングデバイスＭＡを保持する。この支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械式、真空式、静電式等のクランプ技術を使用することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して確実に所望の位置に来るようにしてもよい。
[0040] 本明細書において使用する「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にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。
[0041] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。パターニングデバイスの例には、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パネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、更には様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。
[0042] 投影システムは、照明システムと同様に、用いる露光放射に合わせて、又は真空の使用等の他のファクタに合わせて適宜、屈折、反射、磁気、電磁気、及び静電気、もしくは他のタイプの光学コンポーネント等の様々なタイプの光学コンポーネント、又はその組み合わせを含むことができる。ＥＵＶ放射に真空を用いることが望ましい場合がある。これは、他のガスでは多量の放射を吸収し過ぎる恐れがあるからである。従って、真空壁及び真空ポンプを利用することで、ビーム経路全体に真空環境を与えることができる。
[0043] 本明細書で示すように、装置は反射型である（例えば反射型マスクを使用する）。
[0044] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ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）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に１つ以上のテーブルで予備工程を実行することができる。
[0045] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源コレクタ装置ＳＯから極端紫外線放射ビームを受け取る。ＥＵＶ放射を生成するための方法は、必ずしも限定されるわけではないが、例えばキセノン、リチウム、又はスズ等の、ＥＵＶ範囲内に１つ以上の輝線を有する少なくとも１つの元素を有する材料をプラズマ状態に変換することを含む。レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と称されることが多いそのような方法の１つにおいては、必要な輝線を発する元素を有する材料の液滴、流れ、又はクラスタ等の燃料にレーザビームを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。放射源コレクタ装置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には示していないレーザを含むＥＵＶ放射システムの一部とすることができる。その結果生じるプラズマは、例えばＥＵＶ放射等の出力放射を放出し、これは放射源コレクタ装置に配置された放射コレクタを用いて収集される。例えばＣＯ２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、レーザ及び放射源コレクタ装置は別個の構成要素であり得る。
[0046] そのような場合、レーザはリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、レーザビームは、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備えたビームデリバリシステムを利用することで、レーザから放射源コレクタ装置へと渡される。
[0047] 放電生成プラズマ（「ＤＰＰ」）と称されることが多い代替的な方法においては、放電によって燃料を蒸発させることでＥＵＶ放出プラズマを生成する。燃料は、ＥＵＶ範囲内に１つ以上の輝線を有するキセノン、リチウム、又はスズ等の元素とすればよい。放電は電力供給部によって発生可能である。電力供給部は、放射源コレクタ装置の一部を形成するものとするか、又は放射源コレクタ装置への電気的接続を介して接続された別個のコンポーネントとすることができる。
[0048] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するためのアジャスタを備えることができる。通常、少なくとも、イルミネータの瞳面における強度分布の外側又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、ファセットフィールドミラーデバイス及びファセット瞳ミラーデバイス等の他の種々のコンポーネントを備えることができる。イルミネータを用いて放射ビームを調節し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。
[0049] 放射ビームＢは、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ上に保持されたパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射し、パターニングデバイスによってパターニングされる。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、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２のポジショナＰＷ及び位置センサＰＳ２（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダ、又は容量センサ）を利用することで、基板テーブルＷＴは、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めするように正確に移動できる。同様に、第１のポジショナＰＭ及び別の位置センサＰＳ１を用いて、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを正確に位置決めすることができる。パターニングデバイス（例えばマスク）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。
[0050] 図示のリソグラフィ装置は、以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
[0051] ステップモードでは、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えられたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ及び／又はＹ方向に移動される。
[0052] スキャンモードでは、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大率（縮小率）及び像反転特性によって求めることができる。
[0053] 別のモードでは、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは一般にパルス状放射源を用い、基板テーブルＷＴを移動させるたびに又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイ等のプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに容易に利用できる。
[0054] 上述した使用モードの組み合わせ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。
[0055] 図２は、放射源コレクタ装置ＳＯ、照明システムＩＬ、及び投影システムＰＳを含むリソグラフィ装置１００を更に詳細に示す。放射源コレクタ装置ＳＯは、この放射源コレクタ装置ＳＯの閉鎖構造２２０に真空環境を維持することができるように構築及び構成されている。放電生成プラズマ源によって、ＥＵＶ放射を発するプラズマ２１０を形成することができる。ＥＵＶ放射は、例えばＸｅガス、Ｌｉ蒸気、又はＳｎ蒸気等の気体又は蒸気により生成することができ、この場合、極めて高温のプラズマ２１０が生成されて電磁スペクトルのＥＵＶ範囲内の放射を発する。極めて高温のプラズマ２１０は、例えば放電によって少なくとも部分的にイオン化したプラズマを生じることにより生成される。効率的な放射発生のために、例えば分圧が１０ＰａのＸｅ、Ｌｉ、Ｓｎの蒸気又は他のいずれかの適切な気体もしくは蒸気が必要となる場合がある。一実施形態では、ＥＵＶ放射を生成するため、励起したスズ（Ｓｎ）のプラズマを供給する。
[0056] 高温のプラズマ２１０が発した放射は、放射源チャンバ２１１からコレクタチャンバ２１２内へ、放射源チャンバ２１１の開口内又は開口の後ろに位置決めされた任意の気体バリア又は汚染トラップ２３０（場合によっては汚染バリア又はフォイルトラップとも称される）を介して送出される。汚染トラップ２３０は、チャネル構造を含むことができる。また、汚染トラップ２３０は、気体バリア又は気体バリアとチャネル構造との組み合わせを含むことができる。本明細書で示す汚染トラップ又は汚染バリア２３０は、少なくとも、当技術分野において既知のチャネル構造を含む。
[0057] コレクタチャンバ２１２は、いわゆるすれすれ入射（grazing incidence）コレクタとすることができる放射コレクタＣＯを含み得る。放射コレクタＣＯは、上流放射コレクタ側２５１及び下流放射コレクタ側２５２を有する。コレクタＣＯを横断した放射は、格子スペクトルフィルタ２４０で反射させて、仮想放射源点ＩＦに合焦させることができる。仮想放射源点ＩＦは一般に中間焦点と称され、放射源コレクタ装置は、中間焦点ＩＦが閉鎖構造２２０の開口２１９に又はその近傍に位置するように構成されている。仮想放射源点ＩＦは、放射を発するプラズマ２１０の像である。格子スペクトルフィルタ２４０は、特に赤外線（ＩＲ）放射を抑制するために用いられる。
[0058] この後、放射は照明システムＩＬを横断する。照明システムＩＬは、パターニングデバイスＭＡにおいて放射ビーム２２１の所望の角度分布を与えると共にパターニングデバイスＭＡにおいて所望の放射強度均一性を与えるように配置されたファセットフィールドミラーデバイス２２２及びファセット瞳ミラーデバイス２２４を含むことができる。支持構造ＭＴによって保持されたパターニングデバイスＭＡで放射ビーム２２１が反射されると、パターニングされたビーム２２６が形成され、このパターニングされたビーム２２６は、投影システムＰＳにより、反射要素２２８、２３０を介して、ウェーハステージ又は基板テーブルＷＴにより保持された基板Ｗ上に結像される。
[0059] 一般に、照明光学ユニットＩＬ及び投影システムＰＳには、図示するよりも多くの要素が存在し得る。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応じて任意に存在し得る。更に、図示するよりも多くのミラーが存在する場合があり、例えば投影システムＰＳには図２に示すものに対して１つから６つの追加の反射要素が存在することがある。
[0060] 図２に示すようなコレクタ光学部品ＣＯは、コレクタ（又はコレクタミラー）の単なる一例として、すれすれ入射リフレクタ２５３、２５４、及び２５５を有する入れ子状のコレクタとして示される。すれすれ入射リフレクタ２５３、２５４、及び２５５は、光軸Ｏを中心として軸方向に対称に配置され、このタイプのコレクタ光学部品ＣＯは、ＤＰＰ放射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用いることが好ましい。
レチクルを冷却するための方法及びシステム
[0061] 図３は、一実施形態によるリソグラフィ装置の一部の断面図を示す。具体的には、図３は、クランプ３１０に結合されたレチクル３００を示す。クランプ３１０は、チャック３２０に結合（例えば接合）されている。上述のように、レチクルは、入射する放射ビームにパターンを付与するデバイスである。例えば、レチクル３００はパターニングされた反射性表面を含むことができる（例えばアレイ状に配列された複数のミラーであり、それらの状態を制御することで入射ビームに付与するパターンを決定することができる）（図３において、入射する放射ビームは矢印３５０を用いて示している）。
[0061] 図３は、一実施形態によるリソグラフィ装置の一部の断面図を示す。具体的には、図３は、クランプ３１０に結合されたレチクル３００を示す。クランプ３１０は、チャック３２０に結合（例えば接合）されている。上述のように、レチクルは、入射する放射ビームにパターンを付与するデバイスである。例えば、レチクル３００はパターニングされた反射性表面を含むことができる（例えばアレイ状に配列された複数のミラーであり、それらの状態を制御することで入射ビームに付与するパターンを決定することができる）（図３において、入射する放射ビームは矢印３５０を用いて示している）。
[0062] 一実施形態において、クランプ３１０は静電クランプとすることができる。例えば、クランプ３１０は、レチクル３００を所定位置に保持するために静電界を発生することができる。以下で詳述するように、静電クランプ３１０は、この静電界を発生する電極を含むことができる。
[0063] 一例において、クランプ３１０は第１の基板３１２及び第２の基板３１４を含む。第１の基板３１２は対向する表面３１３及び３１５を有し、第２の基板３１４は対向する表面３１７及び３１９を有する。第１の基板３１２の表面３１３の上に突起３１６が配置されている。図３に示すように、突起３１６はレチクル３００に接触している。
[0064] レチクル３００は、入射する放射ビームを受けると、入射ビームからの電力を吸収して加熱される。例えば、入射ビームは２８ワットの電力を与え得る。加熱されると、レチクル３００の一部が変形することがある。例えばレチクル３００が反射性表面を含む実施形態では、その表面の一部が変形する場合がある。一実施形態では、この変形を防ぐため、レチクル３００を実質的に室温（約２２℃）に保つことが望ましい。
[0065] レチクル３００のこの温度制御を達成するため、クランプ３１０は室温より低い温度に維持することができる（例えば１４℃）。クランプ３１０とレチクル３００との（例えば突起３１６を介した）接触によって、レチクル３００からクランプ３１０に熱を伝達することができる。冷却剤充填チャネルを用いる従来のクランプとは異なり、クランプ３１０は、冷却のために用いられる冷却要素３１８を含む。本明細書の記載に基づいて当業者には認められるであろうが、クランプにおける冷却剤充填チャネルは多くの問題を生じる恐れがある（例えばチャネルに亀裂が入り、冷却剤の漏れを招くことがある）。
[0066] 図示する例では、冷却要素３１８は第１及び第２の基板３１２及び３１４間に位置している。例えば図３に示すように、冷却要素３１８は第１の基板３１２の表面３１５と第２の基板３１４の表面３１７との間に位置している。冷却要素３１８は、第１の表面３１２の表面３１５から第２の基板３１４の表面３１７へと電子の移動を引き起こすように構成することができる。電子が第１の基板３１２から第２の基板３１４へ移動すると熱が放散又は移動し、これによって第１の基板３１２が冷却される。以下で詳述するように、冷却要素３１８は多種多様な技術を用いて実施可能である（例えば熱電冷却又は熱トンネリング冷却）。
[0067] 一例において、図３の実施形態に示すように、冷却要素３１８の各々は突起３１６のそれぞれに対して実質的に位置合わせされている。一実施形態では、この位置合わせはクランプ３１０及びレチクル３００の構造的な安定性を維持し、これによってレチクル３００の変形を更に軽減する。
[0068] 一例において、クランプ３１０はチャック３２０に接合されている。一実施形態では、クランプ３１０はチャック３２０に光学的に接合されている。当業者には認められるであろうが、他のタイプの接合又は結合も使用可能である。
[0069] 一実施形態では、チャック３２０はクランプ３１０のためのヒートシンクとして機能することができる。上記のように、冷却要素３１８を用いて第１の基板３１２から熱を伝達することができる。熱がクランプ３１０に蓄積するのを防ぐために、チャック３２０がヒートシンクとして機能してこの熱をシステムから除去することができる。例えば図３に示すように、チャック３２０はチャネル３２２を含む。チャネル３２２は、冷却剤（例えば水）の流れを収容するように構成することができる。冷却剤を用いてチャック３２０の温度を一定に維持し、これによってシステムから熱を除去することができる。例えば、冷却剤は２２℃に維持された水とすればよい。
[0070] 第１及び第２の基板３１２及び３１４並びにチャック３２０は、リソグラフィ装置においてクランプを形成するために用いられる多種多様な材料から生成することができる。図３に示すように、第１の基板３１２はレチクル３００に接触し、第２の基板３１４は第１の基板３１２に接触し、チャック３２０は第２の基板３１４に接触している。このため、第１の基板３１２、第２の基板３１４、又はチャック３２０のいずれかが変形するとレチクル３００を変形させる可能性がある。従って一実施形態では、第１の基板３１２、第２の基板３１４、及び／又はチャック３２０を、ゼロ（又は実質的にゼロ）熱膨張材料から形成することができる。例えば、シリコンベースのガラスセラミック材料及び多層ガラス材料は、ゼロ（又は実質的にゼロ）熱膨張材料の特性を有することが多い。例えば、使用可能な１つの材料はZerodur（商標）である（ＳＣＨＯＴＴ社により製造される）。第１の基板３１２、第２の基板３１４、及びチャック３２０は、同一の材料又は異なる材料から形成することができる。
[0071] 従って、冷却要素３１８を用いることで、クランプ３１０の第１の基板３１２を約１４℃の温度に維持することができ、熱により誘発されるレチクル３００の変形を軽減又は解消することができる。
[0072] 図１７は、一実施形態によるリソグラフィ装置の一部の断面図を示す。具体的には、図１７は、クランプ１７１０に結合されたレチクル３００を示す。クランプ１７１０はクランプ３１０と実質的に同様であるが、クランプ１７１０が更に第３の基板１７０２も含む点が異なっている。図１７に示すように、第３の基板１７０２は第１の基板３１２の第１の表面３１３に結合され、突起３１６は第３の基板１７０２の上面に形成されている。一実施形態では、第３の基板１７０２は、第１及び第２の基板３１２及び３１４の形成に用いる材料と同様の材料から形成することができる（例えば多層材料又はガラスセラミック材料等、ゼロ又は実質的にゼロの熱膨張係数材料）。
[0073] 図４は、一実施形態によるリソグラフィ装置の一部の機能断面図を示す。具体的には、図４はクランプ４１０及びチャック３２０の一実施形態を示す。図４に示す実施形態において、冷却要素は、熱電冷却（ＴＥＣ）バンプ４０６として実施されている。例えば図４に示すように、ＴＥＣバンプ４０６は、第１の基板３１２の表面３１５と第２の基板３１４の表面３１７との間に位置している。ＴＥＣバンプ４０６の各々は、突起３１６のそれぞれに対して位置合わせされている。
[0074] 一例において、ＴＥＣ要素はペルチェ効果を利用することにより動作する。２つの異種の材料間に電子が流れると、一方の材料は冷たくなり、他方は温かくなる。特に、電子が第１の材料から第２の材料に移動すると、電子はそれらと共に熱を持っていく。例えば図４の実施形態では、ＴＥＣバンプ４０６の各々の対向端部間に電圧差が生じて、これを流れる電流を発生させ得る。この電流を用いて、第１の基板３１２から第２の基板３１４へと熱を伝達することができる。
[0075] 図４に示すように、チャック３２０にはコントローラ４５０が結合されている。一実施形態では、コントローラ４５０を用いて可変冷却を行うことができる。例えばコントローラ４５０は、ＴＥＣバンプ４０６の各々を流れる電流量を制御するように構成することができる。これによってコントローラ４５０は、レチクル３００の異なる部分で変動する冷却の要求に応えることができる。例えば、第１の基板３１２全体が約１４℃を保つように、コントローラ４５０を用いて電流を調節することができる。
[0076] 更に、第１の基板３１２から伝達される熱量を制御する機能を用いて、第１の基板３１２の熱伝達特性が良好でない場合でも、これを埋め合わせることができる。特に、コントローラ４５０を用いて第１の基板３１２から第２の基板３１４へと流れる電流量を増大させることで、第１の基板３１２の熱伝達特性が良好でない場合でも、これに対応することができる。これに対して、冷却剤に基づく静電クランプでは、クランプの熱伝達特性が良好でない場合、レチクルのできるだけ近くに冷却剤チャネルを配置しなければならない。
[0077] 一実施形態において、コントローラ４５０は、ＴＥＣバンプ４０６の各々との電気的接続を介して可変冷却を行うように構成することができる。例えばコントローラ４５０は、第１及び第２の基板３１２及び３１４並びにチャック３２０に形成された配線層を介して、ＴＥＣバンプ４０６に電気的に接続することができる。この電気的接続により、コントローラ４５０はＴＥＣバンプ４０６の各々の電圧差を制御して、ＴＥＣバンプ４０６の各々を流れる電流を制御することができる。
[0078] 本明細書の記載に基づいて当業者には認められるであろうが、コントローラ４５０とＴＥＣバンプ４０６との間の電気的接続を確立するために他の構成も使用可能である。例えば、コントローラ４５０を第１の基板３１２に直接結合することで、第２の基板３１４及びチャック３２０に配線層を設ける必要をなくすことができる。
[0079] 図４に示す実施形態では、表面３１５及び３１７は、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）コーティング４０２及び４０４によってそれぞれ覆われている。一実施形態では、ＤＬＣコーティング４０２及び４０４は、第１の基板３１２と第２の基板３１４との間の熱伝達を増大させることができる。ＤＬＣコーティング４０２及び４０４の存在は任意選択である。すなわち、一方又は双方を省略してもよい。他の実施形態では、ＤＬＣコーティング４０２及び４０４の代わりに又はこれらに加えて、熱伝達を促進する他のコーティングを用いることも可能である。
[0080] 図４に示すように、第２の基板３１４はシリコン層４０８を含む。一実施形態では、シリコン層４０８を用いてＴＥＣバンプ４０６の形成を容易にすることができる。例えば一実施形態において、ＴＥＣバンプ４０６は、第２の基板３１４の表面３１７上に直接堆積プロセスを行うことで生成可能である。この堆積プロセスは、シリコン層４０８を含むことによって支援することができる。具体的には、標準的な堆積プロセスは、シリコン上への材料の堆積向けに設計されることが多い。このため、シリコン層４０８を含むことで、これらの標準的なプロセスを用いてＴＥＣバンプ４０６を生成することができる。しかしながら、シリコン層４０８が存在することは必須ではない。例えばＴＥＣバンプ４０６は、第２の基板３１４上への直接堆積によって生成することができる。あるいは、ＴＥＣバンプ４０６の生成を容易にするために、シリコン層４０８の代わりに又はこれに加えて他の層を用いることも可能である。
[0081] 図５は、一実施形態によるＴＥＣバンプ５００の一実施形態を示す断面図を示す。図５に示すように、バンプ５００は、金属パッド５０２、はんだバンプ５２４、支柱５０６、金属パッド５０８、熱電層５１０、金属トレース５１２、及び金属トレース５１４を含む。
[0082] 図５に示すように、第１の基板３１２から第２の基板３１４に熱を伝達するため、電子は金属トレース５１２から、熱電層５１０、金属パッド５０８、支柱５０６、バンプ５２４、パッド５０２、及び金属トレース５１４を通って流れる。一実施形態では、金属トレース５１２及び５１４並びにパッド５０２及び５０８は、例えば銅又はアルミニウム等の導電性材料から形成することができる。更に、一実施形態では、支柱５０６は、はんだリフロープロセス中にはんだバンプ５２４とつながって、第１及び第２の基板３１２及び３１４間の電気的相互接続を確立するように構成することができる。支柱５０６は、例えば銅又はアルミニウム等の導電性材料から形成することができる。
[0083] 一実施形態では、熱電層５１０をｎドープ又はｐドープのいずれかとして、第１の基板３１２から第２の基板３１４への電子のアクティブな移動を可能とすることができる。更に別の実施形態では、異なるバンプ５００は異なるドーピングの熱電層５１０を含むことができる。例えば、隣接するバンプ５００でドーピングを交互にすることにより、第１及び第２の基板３１２及び３１４間に完全な回路ループを形成可能としてもよい（電流はｎドープ熱電層を有するバンプを通って一方向に流れ、ｐドープ熱電層を有するバンプを通って反対方向に流れる）。
[0084] パッド５０２及び５０８並びに金属トレース５１２及び５１４は、例えばコントローラ４５０のようなコントローラによって制御されるループ内に含むことができる。コントローラは、第１及び第２の基板３１２及び３１４間に流れる電流を調節して、第１の基板３１２から第２の基板３１４に伝達される熱量を制御することができる。
[0085] 上述のように、クランプ４１０及びレチクル３００の構造的な完全性を高めるため、ＴＥＣバンプ５００等の冷却要素を突起３１６の各々と実質的に位置合わせすることができる。一実施形態では、ＴＥＣバンプとして実施されるＴＥＣ要素を用いることで、突起３１６と各冷却要素との位置合わせが向上する。具体的には、ＴＥＣバンプ５００の比較的小さいサイズ（例えば長さ、幅、及び厚さが１００μｍのオーダ）により、ＴＥＣバンプ５００の分解能が上がるので、突起３１６との位置合わせを向上させることができる。
[0086] 上述のように、ＴＥＣバンプ５００を用いて第１の基板３１２から第２の基板３１４へと熱を伝達する。いったん熱が第２の基板３１４に伝達されると、熱はチャック３２０へと伝達され、これがヒートシンクとして機能することができる。第２の基板３１４からチャック３２０への熱伝達を容易にするため、第２の基板３１４は熱バイア５２０を含むことができる。熱バイア５２０には、例えば銅又はアルミニウム等の導電性材料を充填して、第２の基板３１４からチャック３２０への熱伝達を促進することができる。
[0087] 図６は、一実施形態によるリソグラフィ装置の一部の断面図を示す。更に具体的には、図６は、チャック３２０及びクランプ６１０を含む断面図を示す。クランプ６１０は図４のクランプ４１０と実質的に同様であるが、ＴＥＣバンプ４０６の代わりにＴＥＣ膜６０２が設けられている点が異なる。一実施形態では、ＴＥＣ膜６０２は比較的薄くすることができる。例えば一実施形態において、ＴＥＣ膜６０２は１００μｍ厚さのオーダとすることができる。
[0088] 図７は、一実施形態によるＴＥＣ膜６０２の断面図を示す。図７に示すように、ＴＥＣ膜６０２は、金属面７０２、伝導要素７０４、及び金属プレート７０６を含む。図７に示すように、金属プレート７０６は隣接する伝導要素７０４を電気的に結合する。伝導要素７０４はｎドープ又はｐドープとすることができ、第１の基板３１２から第２の基板３１４への電子の流れを容易にすることによって第１の基板３１２を冷却するために使用可能である。例えば図７の実施形態に示すように、伝導要素７０４はｎドープ及びｐドープを交互に配置して、第１及び第２の基板３１２及び３１４間を流れる電流のループを生成することができる。
[0089] 図８は、チャック３２０及び静電クランプ８１０を含むリソグラフィ装置の一部の断面図を示す。クランプ８１０は図４に示すクランプ４１０と実質的に同様であるが、ＴＥＣバンプ４０６の代わりにＴＥＣモジュール８０２が設けられている点が異なる。一実施形態では、ＴＥＣモジュール８０２の各々を表面３１５及び３１７に接合して、第１の基板３１２から第２の基板３１４までの電子の流れを容易にすることができる。一実施形態では、ＴＥＣモジュール８０２は、厚さを約０．６ｍｍ、長さ及び幅を約１ｍｍとすることができる。一実施形態では、糊を用いてＴＥＣモジュール８０２を表面３１５及び３１７に接合することができる。代替的な実施形態では、例えばはんだ又はナノフォイルはんだ等の他の接着方法も使用可能である。
[0090] 図９は、一実施形態による、チャック３２０及びクランプ９１０を含むリソグラフィ装置の断面図を示す。クランプ９１０は図４に示すようなクランプ４１０と実質的に同様であるが、ＴＥＣバンプ４０６の代わりに熱トンネル冷却（ＴＴＣ）アレイ９０２が設けられている点が異なる。
[0091] ＴＴＣ要素は、ＴＥＣ要素と同様の方法で動作する。具体的には、電子を用いて一方の材料から他方へと熱を伝達する（例えば図９では第１の基板３１２から第２の基板３１４へ）。しかしながら、ＴＥＣ要素とは異なり、ＴＴＣ要素は２つの材料間に伝導体を含まない。ＴＴＣ要素は、２つの材料間で電子を渡すために量子トンネリングのみを利用する。例えば図９では、ＴＴＣアレイ９０２はＴＴＣ要素のアレイを含み、この要素の各々は５ｎｍのオーダの距離だけ分離した２枚の金属プレートを含むことができる。コントローラ４５０は、２枚の異なるプレートの電圧を制御することで、２枚のプレート間を通り抜ける（tunnel）電子の流れの大きさ及び方向を制御し、これによって第１の基板３１２から第２の基板３１４へと伝達される熱量を制御することができる。更に、ＴＥＣバンプ４０６と同様に、ＴＴＣアレイ９０２の要素は各突起３１６と実質的に位置合わせすることができる。冷却要素を各突起３１６と位置合わせすることでクランプ９１０の構造的な安定性が向上するので、取り付けたレチクルの変形を軽減することができる。
[0092] 図１０は、一実施形態によるＴＴＣ要素１０００の機能図を示す。ＴＴＣ要素１０００は金属プレート１００２及び１００４を含む。図１０に示すように、金属プレート１００２はコレクタプレートであり、金属プレート１００４はエミッタプレートである。プレート１００２及び１００４は距離ｄだけ分離している。一実施形態では、距離ｄは５ｎｍのオーダとすればよい。一実施形態において、ＴＴＣ要素１０００は、プレート１００２及び１００４間の距離ｄを維持することができるスペーサ１００６を含む場合がある。スペーサ１００６は適切な誘電材料から形成可能である。この実施形態では、ＴＴＣ要素１０００は、半導体材料及びエミッタ−コレクタ金属の特別なサンドイッチ構造によって製造される。スペーサ１００６を化学的に除去して真空封止し、プレート１００２と１００４との間の距離ｄを維持する比較的小さい圧電アクチュエータが残される。真空ギャップにより伝動熱損失が生じることがなく（insulate）、このため高いカルノー効率が得られる。
[0093] 電子は、プレート１００４と１００２との間の電圧差Ｖに基づいて、プレート１００４からプレート１００２へと通り抜けることができる。一実施形態では、例えばコントローラ４５０のようなコントローラが、アレイ内の各ＴＴＣ要素について電圧Ｖを制御して、目的に適合した冷却を実行するように構成することができる。低エネルギレベル（例えばフェルミ準位付近）の電子及び高エネルギレベルの電子の双方が、プレート１００４及び１００２間のポテンシャル障壁の通り抜けに関与し、これによってエミッタからコレクタへと熱を伝達する。この際、広範囲のエミッタ電界において高い効率が維持される。
[0094] 本明細書の記載に基づいて当業者には認められるであろうが、ＴＴＣ要素は、最低冷却温度が約６００℃である状況で使用され得ることが多い。この温度は、リソグラフィ装置の通常動作温度から大きく外れている。しかしながら、プレート１００２及び１００４をナノメートル範囲の距離に置くことで、電子はこの短い距離を通り抜けて熱を運ぶことができ、これによって約２２℃の温度に冷却を行うことができる。エミッタプレート１００４は特別な金属を用いている。一実施形態では、特別な金属はその表面に超格子又は共鳴トンネル構造を有し、それらはいずれも効率的にエミッタプレート１００４に凹凸を形成する。これらのナノ構造が、エミッタ固体（solid）における電子の波特性と相互作用して、それらの挙動を変化させると共に材料の仕事関数を低下させ得る。仕事関数は、電子がエミッタの表面から出るために必要なエネルギ量と定義される。幅広いスペクトルの電子エネルギが、真空熱イオン放出熱パンピングに関与する。
[0095] 一実施形態において、ＴＴＣ要素はＴＥＣ要素よりも比較的高効率とすることができる。例えば、ＴＴＣ要素のカルノー効率は４０％から５５％であり得るが、ＴＥＣ要素のカルノー効率は５％から７％の間であり得る。
コーディエライトからクランプを形成するための方法及びシステム
[0096] コーディエライトは、マグネシウム及び鉄ベースの結晶である。これは、クランプの作成に用いられる多くの材料よりも熱伝導率が高く、剛性も比較的高い。更に、コーディエライトは、室温において又は室温付近で実質的にゼロ熱膨張を示す。
[0096] コーディエライトは、マグネシウム及び鉄ベースの結晶である。これは、クランプの作成に用いられる多くの材料よりも熱伝導率が高く、剛性も比較的高い。更に、コーディエライトは、室温において又は室温付近で実質的にゼロ熱膨張を示す。
[0097] 図１１は、一実施形態による、コーディエライトからクランプを形成する方法１１００を示す。方法１１００の全てのステップが必須であるわけではなく、図１１に示す全てのステップを必ずしも図示する順序で実行しなければならないわけでもない。
[0098] ステップ１１０２では、第１のコーディエライト層を形成する。例えば、図１２に示すコーディエライト層１２０２を形成することができる。層１２０２はチャネル１２０４を含む。一実施形態では、チャネル１２０４は、クランプを通る冷却剤（例えば水）の流れを収容するように構成することができる。一実施形態では、層１２０２が「未加工の（green）」状態である間にチャネル１２０４を形成することができる。「未加工の」状態では、層１２０２は多孔性であり、操作することができる。例えばチャネル１２０４は、機械加工又は穿孔によって形成可能である。
[0099] ステップ１１０４では、第１のコーディエライト層を第２のコーディエライト層に焼結する。例えば図１２に示すように、層１２０２をコーディエライト層１２０６に焼結することができる。図１２に示すように、層１２０６は実質的に平坦とすることができる。代替的な実施形態では、層１２０６は他の形状を有することも可能である。
[00100] 一実施形態では、層１２０２及び１２０６の焼結により溶融接合が生成される。いったん層１２０２及び１２０６を接合したら、得られた組み合わせコーディエライト層にアニーリングを行って高密度状態とする。この高密度状態では、コーディエライトを操作することは難しくなり得る。一実施形態では、層１２０２及び１２０６は同時焼成接合を用いて結合することができる。同時焼成接合を生成するため、各々が「未加工の」状態である層１２０２及び１２０６を共にプレスし、約１，３００℃に加熱されたオーブンに入れることができる。
[0100] あるいは、層１２０２及び１２０６は直接接合を用いて結合することも可能である。直接接合を生成するため、各々がすでに個別に焼結されて高密度状態となっている層１２０２及び１２０６を、約１，２００℃に加熱されたオーブン内で共にプレスすることができる。
[0101] しかしながら、組み合わせ層の表面を平坦化するため、コーディエライト層を研磨及び／又は研削することも可能である。
[0102] ステップ１１０６では、例えば薄膜堆積（ＴＦＤ）を用いて、第３のコーディエライト層に複数の電極を形成する。例えば、図１３Ａはコーディエライト層１３０２の上面図を示す。図１３Ａに示すように、層１３０２にはトレンチ１３０４が形成されている。更に、層１３０２は、トレンチ内に形成されたバンプ１３０６も含むことができる。一実施形態では、トレンチ１３０４はＩＢＦ（ion beam figuring）を用いて形成することができる。バンプ１３０６を所定位置に残すことで、生成されるクランプに構造的な支持を与えることができる。図１３Ｂに示すように、トレンチ１３０４に導電性材料１３０８を充填することができる。一実施形態では、導電性材料１３０８はアルミニウム（Ａｌ）である。導電性材料は、いったん硬化すると電極として機能することができる。
[0103] 一実施形態では、トレンチ１３０４に導電性材料１３０８を充填する前に、平坦化のためトレンチ１３０４に誘電材料を適用することができる。例えばベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）の層を適用して、導電性材料１３０８が適用される表面を平坦化することができる。ＢＣＢ層は、導電性材料１３０８のための接着剤として機能することも可能である。
[0104] また、導電性材料１３０８に、誘電分離層（例えば二酸化シリコン（ＳｉＯ２））を適用することができる。更に別の実施形態では、誘電層は比較的薄く、例えば１０μｍ未満である。薄い誘電層はクランプとレチクルとの間のギャップを縮小するので、薄い誘電層を用いると所与の電圧に対するクランプ力を増大させることができる。
[0105] 別の実施形態では、薄膜転写（ＴＦＤ）プロセスを用いて電極を形成することができる。ＴＦＤプロセスでは、シリコン（Ｓｉ）ウェーハに窒素（Ｎ）を適用する。次いでウェーハに導電性材料（例えばＡｌ）を適用し、導電性材料に誘電分離層（例えばＳｉＯ２層）を適用することができる。次いでウェーハのシリコン部分を除去し（例えばエッチング又は研削によって）、電極を残せばよい。これらの電極はトレンチ１３０４に挿入することができる。
[0106] ステップ１１０８では、第３のコーディエライト層を組み合わせた第１及び第２のコーディエライト層に接合する。例えば図１４に示すように、層１３０２をコーディエライト層１４０２に接合する。一実施形態では、層１４０２は図１２に示した層１２０２及び１２０６の組み合わせである。一実施形態では、層１３０２及び１４０２は、双方が高密度状態である時に組み合わせる。例えば、２つの層の寸法はこの接合プロセスを通して一定のままでなければならないので、接合を高密度状態で実行することができる。一実施形態では、層１３０２及び１４０２の接合は高圧でかつ高温を用いて実行することができる。
[0107] 任意選択のステップ１１１０では、組み合わせたコーディエライト層上に突起を形成する。例えば図１５に示すように、組み合わせたコーディエライト層１５０２上に突起１５０４を形成することができる。一実施形態では、組み合わせたコーディエライト層１５０２は層１３０２及び１４０２の組み合わせである。一実施形態では、突起の形成は、フォトレジストを塗布し、フォトレジストをパターニングし、例えば塩酸を用いて保護されていないコーディエライトの領域を溶解することによって実行可能である。更に別の実施形態では、突起にコーティングを塗布することができる。例えば図１５に示すように、突起１５０４及びコーディエライト層１５０２の上面にコーティング１５０６を塗布する。コーティング１５０６は、例えば窒化チタン（ＴｉＮ）コーティング等の導電性コーティングとすればよい。コーティング１５０６は、突起１５０４の表面上に残留電荷が蓄積するのを防ぐことによって付着作用を低減すると共に、突起１５０４に対する摩耗の影響を軽減することができる。また、コーティング１５０６を用いて（例えばコーティング１５０６の厚さを制御することによって）突起１５０４の表面特性を制御することも可能である。
[0108] 一実施形態では、ステップ１１１０を省略してもよい。例えば以下に記載するように、コーディエライトクランプ自体の表面を用いて、レチクル等の物体に接触することも可能である。更に別の実施形態では、コーディエライトクランプの表面自体を用いる場合、例えばＢＣＢ材料等のコーディエライトクランプの表面を平坦化するために用いる誘電材料を、突起から（例えば研削によって）除去することができる。別の実施形態では、突起の表面粗さ（又はコーディエライトクランプの表面）を、例えばＩＢＦを用いて制御することができる。
[0109] 任意のステップ１１１１では、コーディエライトクランプの表面を、物体（例えばレチクル）に接触する（例えば触れる）ように構成する。例えば図１４を参照すると、層１３０２の上面を研磨してレチクルに接触する又は触れることを可能とすることができる。一実施形態では、研磨はダイヤモンド研磨とすればよい。例えばダイヤモンド研磨を用いて、バンプの約２０〜３０ｎｍの高さが残るまで層１３０２の上面を研磨することができる。例えばコーディエライトは、研磨の後でも表面上にバンプのネットワークを与える混合型（mixed）化合物又は硬さの構造を含むことができる。これらのバンプは、クランプレチクル負荷寿命要求を満足させるのに充分な硬さを有することができる。このため、コーディエライトの表面上に残っているバンプを突起として効果的に用いることができる。
[0110] 層１３０２の表面上の突起を省略すると、著しい利点が得られる。例えば突起を省略してその代わりにコーディエライトの表面上のバンプを用いると、クランプの製造のスループットを増大させることができる。更に、コーディエライトの表面粗さによって、クランプとクランプが保持する物体（例えばレチクル）との間の付着作用を低減させることができる。
[0111] ステップ１１１２では、中間層を設ける。例えば図１６に示すように、クランプ１５０２上に中間層１６０２を提供する。一実施形態では、中間層１６０２は、クランプ１５０２に陽極接合されるシリコンベースのガラスである（例えばZerodur（商標））。別の実施形態では、層１６０２は二酸化シリコン層である。そのような実施形態では、クランプ１５０２上で二酸化シリコン層を成長させることができる。別の実施形態では、中間層１６０２は金属層とすることができる。そのような実施形態では、クランプ１５０２上で金属層を成長させることにより、又はクランプ１５０２に予め形成した金属層を接合することにより、中間層１６０２を設けることができる。
[0112] 中間層１６０２は、クランプ１５０２とチャック１６０４との間の接着性を向上させることができる。当業者には認められるであろうが、多くの場合、コーディエライトを他の構造と接触させることは困難である。例えば、コーディエライトが他の材料に接触することができる充分な円滑さに研磨することは困難である場合がある。このため、中間層１６０２を設けてこの中間層を研磨することで、クランプ１５０２とチャック１６０４との間の接合を強化することができる。
[0113] ステップ１１１４では、クランプをチャックに結合する。例えば一実施形態では、クランプをチャックに光学的に接合する。例えば図１６に示すように、中間層１６０２を用いることで、クランプ１５０２をチャック１６０４に光学的に接合することができる。例えばクランプ１５０２を、３００℃に加熱したオーブン内でチャック１６０４に対してプレスする。一実施形態では、ステップ１１１２は省略することも可能である。そのような実施形態では、クランプ１５０２をチャック１６０４に直接接合することができる。例えばクランプ１５０２を、３００℃に加熱したオーブン内でチャック１６０４にプレスすることができる。
[0114] 図１８は、コーディエライト、ＢＦガラス、及びClearceram（商標）（クリアセラム）ガラスの電気コンダクタンスを示すグラフ１８００である。具体的には、グラフ１８００は、所与の時間における材料上の表面電荷の保持を示す。図１８に示すように、コーディエライトは、ＢＦガラス及びClearceram（商標）ガラスに比べ、比較的よく表面電荷を保持する。従ってコーディエライトは、ＢＦガラス又はClearceram（商標）ガラスよりも優れた絶縁体である。
[0115] 図１９は、コーディエライト層の異なる表面に印加された電圧差に対するコーディエライト層の応答を示すグラフである。図１９に示すように、コーディエライト層は、経時的に異なる表面が電圧差を維持するのでヒステリシスを示し、これによってコーディエライトが高い電気的分離特性を有することが示される。
[0116] 本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが、当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその他の基板処理ツールに適用することができる。更に基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、従って本明細書で使用する基板という用語は、すでに複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
[0117] 光リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用に特に言及してきたが、本発明は文脈によってはその他の分野、例えばインプリントリソグラフィでも使用することができ、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に作成されたパターンを画定する。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内に刻印され、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組み合わせを印加することでレジストは硬化する。パターニングデバイスはレジストから取り除かれ、レジストが硬化すると、内部にパターンが残される。
[0118] この文書において、リソグラフィ装置における静電クランプの使用について特に述べたが、本明細書に記載した静電クランプは他の用途を有し得ることは理解されよう。それらの他の用途としては、例えばマスク検査装置、ウェーハ検査装置、空間メトロロジ装置における使用や、更に一般的には、例えばプラズマエッチング装置又は堆積装置において、真空又は雰囲気（非真空）条件のいずれかでウェーハ（もしくは基板）又はマスク（もしくは他のパターニングデバイス）等の物体を測定又は処理するいずれかの装置における使用が挙げられる。
[0119] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍもしくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）及び極端紫外線光（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。
[0120] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ、又はその組み合わせを指すことができる。
[0121] 本発明の具体的な実施形態について記載したが、本発明は記載したもの以外の方法でも実施可能であることは認められよう。この記載は本発明を限定することは意図していない。
[0122] 特許請求の範囲を解釈するには、「発明の概要」及び「要約書」の項ではなく、「発明を実施するための形態」の項を使用するよう意図されていることを理解されたい。「発明の概要」及び「要約書」の項は、本発明者が想定するような本発明の１つ以上の例示的実施形態について述べることができるが、全部の例示的実施形態を述べることはできず、従って本発明及び添付の特許請求の範囲をいかなる意味でも限定しないものとする。以上では、特定の機能の実施態様を例示する機能的構成要素及びその関係を用いて本発明について説明してきた。これらの機能的構成要素の境界は、本明細書では説明の便宜を図って任意に画定されている。特定の機能及びその関係が適切に実行される限り、代替的境界を画定することができる。
[0123] 特定の実施形態に関する以上の説明は、本発明の全体的性質を十分に明らかにしているので、当技術分野の知識を適用することにより、過度の実験をせず、本発明の全体的概念から逸脱することなく、このような特定の実施形態を容易に修正する、及び／又はこれらを様々な用途に適応させることができる。従って、このような適応及び修正は、本明細書に提示された教示及び案内に基づき、開示された実施形態の同等物の意味及び範囲内に入るものとする。本明細書の言葉遣い又は用語は説明のためのもので、限定するものではなく、従って本明細書の用語又は言葉遣いは、当業者には教示及び案内の観点から解釈されるべきことを理解されたい。
[0124] 本発明の幅及び範囲は、上述した例示的実施形態のいずれによっても限定されず、特許請求の範囲及びその同等物によってのみ規定されるものである。
Claims (48)
- レチクルを解放可能に保持する静電クランプを備えるリソグラフィ装置であって、
前記静電クランプは、
対向する第１及び第２の表面を有する第１の基板と、
前記第１の表面上に位置し前記レチクルに接触する複数の突起と、
対向する第１及び第２の表面を有する第２の基板であって、前記第２の基板の前記第１の表面が前記第１の基板の前記第２の表面に結合されている、第２の基板と、
前記第２の基板の前記第１の表面と前記第１の基板の前記第２の表面との間に位置し、前記第１の基板の前記第２の表面から前記第２の基板の前記第１の表面へと電子を移動させる複数の冷却要素であって、前記複数の冷却要素の１つ以上が各突起と実質的に位置合わせされている、複数の冷却要素と、
を備える、リソグラフィ装置。 - 前記第２の基板の前記第２の表面に結合され、前記複数の冷却要素のためのヒートシンクとして作用するチャックを更に備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
- 前記チャックは、冷却剤の循環を行う複数の冷却チャネルを備える、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
- 前記複数の冷却要素は、複数の熱トンネリング冷却（ＴＴＣ）要素又は複数の熱電冷却要素（ＴＥＣ）のいずれかを備え、それらの各々が前記基板の前記第２の表面から離れる方向に電流を流す、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
- 前記複数のＴＥＣの各々は、前記第２の基板の前記第１の表面に結合されたはんだバンプを備える、請求項４に記載のリソグラフィ装置。
- 前記複数のＴＥＣの各々は、前記第１の基板の前記第２の表面に結合されると共に各はんだバンプにつながる支柱を更に備える、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
- 前記第２の基板の前記第１の表面上に配置されたシリコン層を更に備える、請求項４に記載のリソグラフィ装置。
- 前記複数のＴＥＣは、熱電膜に含まれている、請求項４に記載のリソグラフィ装置。
- 前記第１及び第２の基板の少なくとも一方は、熱伝導性材料で覆われた実質的にゼロ熱膨張材料を含む、請求項４に記載のリソグラフィ装置。
- 前記静電クランプは、コーディエライトを含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
- 前記複数のＴＴＣ要素の各々は、第１及び第２の金属プレートを備え、
前記第１の金属プレートが前記第１の基板の前記第２の表面に結合され、前記第２の金属プレートが前記第２の基板の前記第１の表面に結合されている、請求項４に記載のリソグラフィ装置。 - 前記複数のＴＴＣ要素の各々は、前記第１及び第２のプレート間に位置すると共に前記第１及び第２のプレート間の距離を維持するスペーサを更に備える、請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
- 前記複数のＴＥＣ要素の各々を流れる電流を制御するコントローラを更に備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
- 前記コントローラは、前記複数のＴＥＣの各々を個別に制御する、請求項１３に記載のリソグラフィ装置。
- 対向する第１及び第２の表面を有する第１の基板と、
前記第１の表面上に位置し前記レチクルに接触する複数の突起と、
対向する第１及び第２の表面を有する第２の基板であって、前記第２の基板の前記第１の表面が前記第１の基板の前記第２の表面に結合されている、第２の基板と、
前記第２の基板の前記第１の表面と前記第１の基板の前記第２の表面との間に位置し、前記第１の基板の前記第２の表面から前記第２の基板の前記第１の表面へと電子を伝達する複数の冷却要素であって、前記複数の冷却要素の１つ以上が各突起と実質的に位置合わせされている、複数の冷却要素と、
を備える、静電クランプ。 - コーディエライトからクランプを形成することであって、前記クランプが対向する第１及び第２の表面を有し、前記第１の表面が物体に結合することと、
前記クランプの前記第２の表面上に中間層を提供することと、
前記クランプをチャックに結合することであって、前記中間層が前記クランプと前記チャックとの間の接着性を向上させることと、
を備える、方法。 - 前記形成することが、
チャネルが形成された第１のコーディエライト層を形成することと、
前記第１のコーディエライト層を、実質的に平坦である第２のコーディエライト層に焼結することと、を備え、
前記チャネルが冷却剤の流れを収容する、請求項１６に記載の方法。 - 前記形成することが、
第３のコーディエライト層に複数の電極を形成することを更に備える、請求項１７に記載の方法。 - 前記提供することが、
前記クランプの前記第２の表面上に二酸化シリコン層を形成することを備える、請求項１６に記載の方法。 - 前記提供することが、
前記クランプの前記第２の表面にシリコンベースのガラス層を接合することを備える、請求項１６に記載の方法。 - 前記接触させることが、
前記クランプを、シリコンベースのガラスから作成されたチャックに接触させることを備える、請求項２０に記載の方法。 - チャックと、
レチクルを解放可能に保持しコーディエライトから形成されたクランプと、
前記クランプの表面に結合されると共に前記チャックに結合される中間層と、
を備える、装置。 - 前記チャックは、冷却剤の流れを収容する複数のチャネルを備える、請求項２２に記載の装置。
- 前記クランプは、冷却剤の流れを収容する複数のチャネルを備える、請求項２２に記載の装置。
- 前記クランプは、前記レチクルに接触する複数の突起を備える、請求項２２に記載の装置。
- 前記クランプは、複数の電極を備える、請求項２２に記載の装置。
- リソグラフィ装置においてレチクルを解放可能に保持する静電クランプであって、
対向する第１及び第２の表面を有する第１の基板であって、前記第１の基板の前記第２の表面が熱拡散材料の第１のコーティングを有する、第１の基板と、
対向する第１及び第２の表面を有する第２の基板であって、前記第２の基板の前記第１の表面が熱拡散材料の第２のコーティングを有すると共に前記第１の基板の前記第２の表面に結合されている、第２の基板と、
前記第２の基板の前記第１の表面と前記第１の基板の前記第２の表面との間に位置し、前記第１の基板の前記第２の表面から前記第２の基板の前記第１の表面へと電子を伝達する熱トンネリング冷却（ＴＴＣ）要素のアレイと、
複数の突起を有し、前記第１の基板の前記第１の表面上に位置する第３の基板であって、前記複数の突起が前記レチクルに接触する、第３の基板と、
を備える、静電クランプ。 - 前記第２の基板の前記第２の表面は、チャックに光学的に接触され、
前記チャックは、冷却剤を循環させる複数のチャネルを有する、請求項２７に記載の静電クランプ。 - 前記チャック並びに前記第１及び第２の基板の各々がガラスセラミック材料を含み、
前記第３の基板は、多層材料で作成されたガラスを含み、
前記ガラスセラミック材料及び前記多層材料は、ゼロ熱膨張率（ＣＴＥ）材料である、請求項２８に記載の静電クランプ。 - 前記第１、第２又は第３の基板の少なくとも１つは、コーディエライトを含む、請求項２７に記載の静電クランプ。
- 前記熱拡散材料の第１及び第２のコーティングは、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）コーティングを備える、請求項２７に記載の静電クランプ。
- 前記ＴＴＣ要素アレイの各ＴＴＣ要素が第１及び第２の金属プレートを備え、
前記第１の金属プレートが前記第１の基板の前記第２の表面に結合され、前記第２の金属プレートが前記第２の基板の前記第１の表面に結合されている、請求項２７に記載の静電クランプ。 - 前記ＴＴＣ要素アレイの各ＴＴＣ要素は、前記第１及び第２のプレート間に位置すると共に前記第１及び第２のプレート間の距離を維持するスペーサを更に備える、請求項３２に記載の静電クランプ。
- コーディエライトからクランプを形成することであって、前記クランプが対向する第１及び第２の表面を有することと、
前記クランプの前記第１の表面を物体に接触するように構成することと、
を備える、方法。 - 前記クランプの前記第２の表面上に中間層を提供することと、
前記クランプをチャックに結合することであって、前記中間層が前記クランプと前記チャックとの間の接着性を向上させることと、
を更に備える、請求項３４に記載の方法。 - 前記提供することが、
前記クランプの前記第２の表面上に二酸化シリコン層を形成することを備える、請求項３５に記載の方法。 - 前記提供することが、
前記クランプの前記第２の表面にシリコンベースのガラス層を接合することを備える、請求項３５に記載の方法。 - 前記提供することが、
前記クランプの前記第２の表面に金属層を接合することを備える、請求項３５に記載の方法。 - 前記結合することが、
前記クランプを、シリコンベースのガラスから作成されたチャックに接触させることを備える、請求項３５に記載の方法。 - 前記形成することが、
チャネルが形成された第１のコーディエライト層を形成することと、
前記第１のコーディエライト層を、実質的に平坦である第２のコーディエライト層に焼結することと、を備え、
前記チャネルが冷却剤の流れを収容する、請求項３４に記載の方法。 - 前記形成することが、
第３のコーディエライト層に複数の電極を形成することを更に備える、請求項４０に記載の方法。 - 前記構成することが、
前記クランプの前記第１の表面を研磨することを備える、請求項３４に記載の方法。 - 前記研磨することが、
前記クランプの前記第１の表面をダイヤモンド研磨することを備える、請求項４２に記載の方法。 - 前記研磨することが、
前記クランプの前記第１の表面が有するバンプの高さが実質的に２０〜３０ｎｍの範囲内になるまで前記クランプの前記第１の表面を研磨することを備える、請求項４２に記載の方法。 - 前記形成することが、
チャネルが形成された第１のコーディエライト層を形成することと、
前記第１のコーディエライト層を焼結することと、
実質的に平坦である第２のコーディエライト層を焼結することと、
前記第１のコーディエライト層及び前記第２のコーディエライト層を直接接合することと、を備え、
前記チャネルが冷却剤の流れを収容する、請求項３４に記載の方法。 - 前記クランプの前記第２の表面上に複数の突起を形成することを更に備える、請求項３４に記載の方法。
- 前記複数の突起及び前記クランプの前記第２の表面にコーティングを塗布することを更に備える、請求項４６に記載の方法。
- 前記コーティングは、窒化チタンを含む、請求項４７に記載の方法。
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