JP2018529995A - 基板ホルダ、リソグラフィ装置、及びデバイスを製造する方法 - Google Patents

基板ホルダ、リソグラフィ装置、及びデバイスを製造する方法 Download PDF

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Abstract

リソグラフィ装置において用いるための、基板を支持するように構成された基板ホルダ（ＷＴ）。この基板ホルダは、本体表面を有する本体（２０）と、本体表面から突出した複数の突起（２１）であって、各突起は、基板と係合するように構成された遠位端を有し、突起の遠位端は支持面と実質的に一致し、これによって突起上で基板を実質的に平坦な状態に支持することができる、複数の突起と、基板が基板ホルダの方へ降下されている時に基板ホルダの外周に隣接したガスクッションを形成するように構成された流れ制御特徴部（２２、２２ｃ、２２ｄ）と、を備える。
【選択図】図２

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０１５年９月２８日に出願された欧州特許出願第１５１８７１８４．５号の優先権を主張する。この出願は参照によりその全体が本願に含まれる。
[0002] 本発明は、基板ホルダ、基板ホルダを用いたリソグラフィ装置、及び基板ホルダを用いてデバイスを作成する方法に関する。
[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は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の個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、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）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが付与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。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）に放射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] 投影システムの最終光学要素と基板との間の空間を充填するように、リソグラフィ投影装置内の基板を水等の比較的高い屈折率を有する液体に液浸することが提案されている。一実施形態では、液体は蒸留水であるが、別の液体を使用することもできる。そのポイントは、露光放射は液体中の方が波長が短いので、結像するフィーチャの小型化を可能にすることである。液体の効果は、システムの有効開口数（ＮＡ）を大きくすること、更に焦点深度を大きくすることであるとも考えられる。
[0005] 従来、露光中に基板は基板ホルダにクランプされている。２つのクランプ技法が一般的に用いられる。真空クランプでは、例えば基板間の空間を過小圧力（ｕｎｄｅｒ−ｐｒｅｓｓｕｒｅ）に接続することによって、基板において差圧が確立されるので、基板よりも上方の高い圧力が基板を基板ホルダに保持する力を与える。静電クランプでは、静電力を用いて基板と基板ホルダとの間に力を与える。これを達成するためのいくつかの異なる構成が既知である。１つの構成では、基板の下面に第１の電極が設けられ、基板ホルダの上面に第２の電極が設けられる。第１及び第２の電極間に電位差が確立される。別の構成では、基板ホルダ上に２つの半円形電極が設けられ、基板上に導電層が設けられる。２つの半円形電極間に電位（電圧）差が印加されて、２つの半円形電極と基板上の導電層が２つの直列のキャパシタのように作用するようになっている。
[0006] 従来、基板ホルダは基板を支持するための複数の突起（ｂｕｒｌ）を有する。基板に接触する突起の総面積は、基板の総面積に比べて小さい。従って、基板又は基板ホルダの表面上にランダムに位置する汚染物質粒子が、突起と基板との間にトラップされる可能性は小さい。また、基板ホルダの製造においては、大きい表面を高精度に平坦とするよりも、突起の最上部を高精度に同一平面とする方が容易である。
[0007] 露光の準備において基板を基板ホルダにロードするため、基板は、基板ハンドラロボットによって、基板ホルダを通って突出するいわゆるｅピン（ｅ−ｐｉｎ）上に置かれる。次いで、ｅピンは引っ込んで基板を基板ホルダまで降下させる。次いで、基板が露光中に極めて堅固に保持されるように、クランプ力を加える。クランプ力は、極めて大きい加速度が加わった場合にも基板を適切な位置に保持できると共に、例えば露光中の投影ビームからのエネルギの吸収による熱膨張に耐えられるほどの、充分な大きさである。基板が例えば凸状となるようにゆがんだ場合、クランプ力は、基板を基板ホルダに押し付けて平らにする傾向がある。
[0008] 例えば、ゆがんだ基板をいっそう良好に扱うことができる改良された基板ホルダを提供することが望ましい。
[0009] 本発明の一態様によれば、リソグラフィ装置において用いるための、基板を支持するように構成された基板ホルダが提供される。この基板ホルダは、
本体表面を有する本体と、
本体表面から突出した複数の突起であって、
各突起は、基板と係合するように構成された遠位端を有し、
突起の遠位端は支持面と実質的に一致し、これによって突起上で基板を実質的に平坦な状態に支持することができる、複数の突起と、
基板が基板ホルダの方へ降下されている時に基板ホルダの外周に隣接したガスクッションを形成するように構成された流れ制御特徴部と、
を備える。
[0010] 対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
[0011] リソグラフィ装置を概略的に示す。 [0012] 一実施形態に従った基板ホルダを平面視で示す。 [0013] 一実施形態に従った基板ホルダの表面の高さをその半径に沿って表すグラフである。 [0014] 図３のグラフの一部の拡大図である。 [0015] 従来の基板ホルダ上に保持された場合に２つの異なるタイプの基板で発生するゆがみを示すグラフである。 [0016] 従来の基板ホルダ上に保持された場合に２つの異なるタイプの基板で発生する基板間ゆがみを示すグラフである。 [0017] 一実施形態に従った基板ホルダ上に保持された場合に２つの異なるタイプの基板で発生するゆがみを示すグラフである。 [0018] 一実施形態に従った基板ホルダ上に保持された場合に２つの異なるタイプの基板で発生する基板間ゆがみを示すグラフである。
[0019] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、
− 放射ビームＢ（例えばＵＶ放射又はＤＵＶ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）ＭＡを支持するように構成され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスＭＡ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、
−例えば１つ以上のセンサを支持するセンサテーブル又は基板（例えばレジストコート製品基板（ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ））Ｗを保持するように構成された基板支持装置６０のような、特定のパラメータに従って例えば基板Ｗ等のテーブルの表面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に接続された支持テーブルと、
− 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）に投影するように構成された投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳと、を備える。
[0020] 照明システムＩＬは、放射を誘導し、整形し、又は制御するための、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、又はその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらの任意の組み合わせなどの様々なタイプの光学コンポーネントを含むことができる。
[0021] 支持構造ＭＴはパターニングデバイスＭＡを保持する。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスＭＡが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスＭＡを保持する。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。支持構造ＭＴ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ＭＴは、パターニングデバイスＭＡが例えば投影システムＰＳなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。
[0022] 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付与す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。ここで、放射ビームに付与されるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに付与されるパターンは、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。
[0023] パターニングデバイスＭＡ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、小型ミラーのマトリクス配列を使用し、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付与する。
[0024] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システム及び静電気光学システム、又はその任意の組み合わせを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これは更に一般的な「投影システム」という用語と同義と見なすことができる。
[0025] 本明細書で示すように、本装置は、（例えば透過マスクを使用する）透過タイプである。あるいは、装置は、（例えば上記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を使用する、又は反射マスクを使用する）反射タイプでもよい。
[0026] リソグラフィ装置は、２つ以上のテーブル（又はステージ又は支持体）を有するタイプとすることができ、これは例えば２つ以上の基板テーブル、又は１つ以上の基板テーブルと１つ以上のセンサテーブルもしくは測定テーブルとの組み合わせであり得る。そのような「マルチステージ」マシンにおいて、複数のテーブルは並行して用いることができ、又は、１つ以上のテーブルを露光に用いている間に１つ以上の他のテーブルで準備ステップを実行することができる。リソグラフィ装置は、基板テーブル、センサテーブル、及び測定テーブルと同様に並行して使用できる２つ以上のパターニングデバイステーブル（又はステージ又は支持体）を有し得る。リソグラフィ装置は、露光に先立って製品基板を特徴付けるための様々なセンサが存在する測定ステーションと、露光が実行される露光ステーションと、を有するタイプであり得る。
[0027] リソグラフィ装置は、投影システムＰＳと基板Ｗとの間の液浸空間１１を充填するように、基板Ｗの少なくとも一部を例えば超純水（ＵＰＷ）等の水のような比較的高い屈折率を有する液浸液１０で覆えるタイプである。液浸液１０は、例えばパターニングデバイスＭＡと投影システムＰＳとの間等、リソグラフィ装置内の他の空間に適用することも可能である。液浸技法を用いて、投影システムの開口数を大きくすることができる。本明細書において用いる場合、「液浸」という言葉は、基板Ｗ等の構造を液浸液１０に浸水させなければならないという意味ではなく、「液浸」とは、露光中に投影システムＰＳと基板Ｗとの間に液浸液１０が配置されていることを意味するに過ぎない。投影システムＰＳから基板Ｗへのパターン付放射ビームＢの経路は、完全に液浸液１０を通過する。
[0028] 図１を参照すると、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ＳＯとリソグラフィ装置とは、例えば放射源ＳＯがエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源ＳＯはリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源ＳＯが水銀ランプの場合は、放射源ＳＯがリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤと共に放射システムと呼ぶことができる。
[0029] 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ように設定されたアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータＩＬの瞳面における強度分布の外側及び／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、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。イルミネータＩＬ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。放射源ＳＯと同様、イルミネータＩＬは、リソグラフィ装置の一部を形成すると考えてもよいし、又は考えなくてもよい。例えば、イルミネータＩＬは、リソグラフィ装置の一体化部分であってもよく、又はリソグラフィ装置とは別の構成要素であってもよい。後者の場合、リソグラフィ装置は、イルミネータＩＬをその上に搭載できるように構成することもできる。任意選択として、イルミネータＩＬは着脱式であり、（例えば、リソグラフィ装置の製造業者又は別の供給業者によって）別に提供されてもよい。
[0030] 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ＭＡによってパターン形成される。パターニングデバイスＭＡを横断した放射ビーム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ＩＦ（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）の助けにより、基板支持装置６０を、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。
[0031] 同様に、第１のポジショナＰＭと別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めできる。一般に、支持構造ＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの部分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）の助けにより実現できる。同様に、基板支持装置６０の移動は、第２のポジショナＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを用いて実現できる。
[0032] ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、支持構造ＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、又は固定してもよい。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２と、基板アライメントマークＰ１、Ｐ２とを用いて位置合わせすることができる。図示の基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は専用のターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分Ｃの間の空間に置くこともできる（これらはスクライブラインアライメントマークとして公知である）。同様に、複数のダイがパターニングデバイスＭＡ上に提供されている場合、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２は、ダイとダイの間に置かれてもよい。
[0033] 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。
[0034] １．ステップモードでは、支持構造ＭＴ及び基板支持装置６０は、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームＢに付与さ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、基板支持装置６０がＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
[0035] ２．スキャンモードでは、支持構造ＭＴ及び基板支持装置６０は同期的にスキャンされる一方、放射ビームに付与さ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ＭＴに対する基板支持装置６０の速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分Ｃの（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さ（及び露光フィールドのサイズ）によってターゲット部分Ｃの（スキャン方向における）高さが決まる。
[0036] ３．別のモードでは、支持構造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、基板支持装置６０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使用して、基板支持装置６０を移動させる毎に、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など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。
[0037] 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。
[0038] コントローラ５００は、リソグラフィ装置の全体的な動作を制御し、特に、以下で更に説明する動作プロセスを実行する。コントローラ５００は、中央処理ユニット、揮発性及び不揮発性の記憶手段、キーボード及びスクリーン等の１つ以上の入出力デバイス、１つ以上のネットワーク接続、及びリソグラフィ装置の様々な部分に対する１つ以上のインタフェースを備えた、適切にプログラミングされた汎用コンピュータとして具現化できる。制御コンピュータとリソグラフィ装置との間に１対１の関係は必要ないことは認められよう。１つのコンピュータが複数のリソグラフィ装置を制御することができる。複数のネットワーク接続されたコンピュータを用いて１つのリソグラフィ装置を制御することができる。また、コントローラ５００は、リソグラフィ装置が一部を形成するリソセル又はクラスタにおける１つ以上の関連付けられたプロセスデバイス及び基板ハンドリングデバイスも制御するように構成され得る。コントローラ５００は、リソセル又はクラスタの監督制御システム及び／又は製造工場（ｆａｂ）の全体的な制御システムの下位に置かれるように構成することも可能である。
[0039] 投影システムＰＳの最終光学要素と基板Ｗとの間に液浸液を提供するための構成は、３つの大まかなカテゴリに分類することができる。これらは、槽型（ｂａｔｈ ｔｙｐｅ）構成、いわゆる局所液浸システム、及びオールウェット液浸システムである。本発明の実施形態は、特に局所液浸システムに関する。
[0040] 露光のために基板を基板支持装置６０にロードするため、基板は、基板ハンドラロボットによってピックアップされ、基板ホルダを通って突出する１組のｅピンまで降下される。ｅピンは、伸びたり引っ込んだりできるように作動される。ｅピンは、基板を把持するための吸引開口を先端に設けることができる。基板ホルダの中央の周りに３つの離間したｅピンが存在し得る。一度基板をｅピン上に載せたら、ｅピンを引っ込めて、基板を基板ホルダの突起まで降下させて突起によって支持させる。クランプシステムを活性化して、基板を基板ホルダにクランプする。クランプシステムは、基板が基板ホルダに接触する前に活性化され得る。従来、これらのステップはロード／アンロードステーションにおいて実行される。
[0041] 基板は完璧に平坦であるのが理想的であるが、ある程度のゆがみが発生し得ることは避けられず、リソグラフィ装置は、ゆがんだ基板を用いて許容できる性能を達成することが望ましい。一部の例では、ゆがんだ基板が露光された場合にあまり厳しくない性能尺度が適用される。例えば、基板の曲率が指定量よりも大きい場合、より大きいオーバーレイエラーが許容され得る。それでもなお、ゆがんだ基板に対してもリソグラフィ装置の性能を向上させることが望まれている。
[0042] ゆがんだ基板には一般に２つのタイプがある。これらは、「ボウル型基板（ｂｏｗｌ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」及び「アンブレラ型基板（ｕｍｂｒｅｌｌａ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」と呼ばれることがある。ボウル型基板は、エッジが上向きに湾曲している。すなわち、露光が実行される表面がボウルのような凹状である。アンブレラ型基板は、エッジが下向きに湾曲している。すなわち、露光が実行される表面が傘のような凸状である。基板の両面が露光される場合は、リソグラフィ装置にロードされる際の向きが、ボウル型基板であるか又はアンブレラ型基板であるかを決定する。平坦な基板は、最初はｅピンで保持されている間に自重でゆがんで、例えばアンブレラ型基板になり得るが、降下させると異なるゆがみを生じ得る。
[0043] 本発明者等によって行われた調査及びシミュレーションにより、異なるゆがみの基板と平坦な基板は基板ホルダにロードされてクランプされた場合に異なる挙動を示し、露光された場合に望ましくない差異が発生することが確かめられた。例えば、オーバーレイエラーは基板間で著しく変動し得る。そのような基板間の変動は、予測及び補償することが難しいので特に望ましくない。基板間で一貫しているオーバーレイエラーは、多くの場合、例えば露光中に基板の位置を調整することによって補償できる。
[0044] 本発明者等の調査によって、アンブレラ型基板を基板の突起上に降下させる際、基板は、中央の近くの突起に接触する前にエッジの近くの突起に接触することが明らかとなった。この後、突起と基板の下面との摩擦が、基板を平坦で応力のない状態へと完全に緩和することを妨げる可能性がある。もしも、基板クランプシステムを活性化する前に基板を完全に緩和させるため遅延を導入したら、これによってスループットが低下する。従って、アンブレラ型基板は面内で圧縮される。面内圧縮の量は、絶対的には小さい可能性があるが、高解像度リソグラフィの極端に厳しいオーバーレイエラー割当量（ｂｕｄｇｅｔ）を考慮すると大きい。
[0045] また、本発明者等は、平坦な基板又はボウル型基板を基板の突起上に降下させる際、基板はエッジの近くの突起と接触する前に中央の近くの突起と接触することを明らかにした。クランプ力を加えると、基板は面内で膨張する傾向がある。膨張の量は、絶対的には小さい可能性があるが、高解像度リソグラフィの極端に厳しいオーバーレイエラー割当量を考慮すると大きい。また、最初は平坦な基板も、面内膨張を生じる傾向がある。従って、圧縮したアンブレラ型基板と膨張した平坦な基板に発生するゆがみが加わって、基板間の変動はいっそう大きくなる。
[0046] 本発明によれば、リソグラフィ装置において用いるための、基板を支持するように構成された基板ホルダが提案される。この基板ホルダは、
本体表面を有する本体と、
本体表面から突出した複数の突起であって、
各突起は、基板と係合するように構成された遠位端を有し、
突起の遠位端は支持面と実質的に一致し、これによって突起上で基板を実質的に平坦な状態に支持することができる、複数の突起と、
基板が基板ホルダの方へ降下されている時に基板ホルダの外周に隣接したガスクッションを形成するように構成された流れ制御特徴部と、
を備える。
[0047] 流れ制御特徴部は、基板を基板ホルダ上に降下させている時に基板の外周に隣接したガスの蓄積を発生させる。換言すると、基板の外周の下方の圧力が増大する。この圧力増大は、特に基板がアンブレラ型基板である場合、基板の外周の下降を遅延させるので、基板は全域がほぼ同時に突起に接触する。これは、アンブレラ型基板が基板ホルダにクランプされる場合に発生する圧縮効果を軽減するか又は排除する。本発明に従った基板ホルダを用いると、アンブレラ型基板はむしろ平坦な基板のような挙動となり、少なくとも基板間のオーバーレイの差が軽減する。
[0048] 本発明の追加の利点は、流れ制御特徴部が、外周領域における基板と基板ホルダとの熱的結合を向上させることである。これは基板の温度制御を改善する。
[0049] 一実施形態において、流れ制御特徴部は、基板ホルダの外周に隣接した隆起エリアを含む。
[0050] 隆起エリアは、基板ホルダの製造において容易に提供することができ、所望の効果を有するような形状とすることができる。
[0051] 一実施形態において、隆起エリアは、実質的に基板ホルダの外周全体を取り囲むリングの形状である。
[0052] 隆起エリアをリングの形状に設けることによって、実質的に均一かつ回転対称の効果を達成することができる。
[0053] 一実施形態において、隆起エリアは、基板ホルダの半径方向の幅が２ｍｍ〜８０ｍｍの範囲内であり、望ましくは１０ｍｍ〜５０ｍｍである。
[0054] この範囲の幅を用いると、一般的に発生するゆがみ度のアンブレラ型基板に対して適切なガスクッション効果を達成できる。隆起エリアが明確に画定された境界を持たない場合、隆起エリアの幅は、支持面よりも５０μｍ以下だけ下方にある隆起エリアの半径方向の最も内側の部分と、支持面よりも５０μｍ以下だけ下方にある隆起エリアの半径方向の最も外側の部分との間の、半径方向の距離と見なすべきである。
[0055] 一実施形態において、隆起エリアは遠位表面を有し、遠位表面と支持面との間の距離は少なくとも３μｍである。
[0056] 隆起エリアの最上部と支持面との３μｍ以上の間隔は、隆起エリア上に汚染粒子がある場合にこの汚染粒子が基板のゆがみを引き起こさないことを保証する。
[0057] 一実施形態において、隆起エリアは遠位表面を有し、遠位表面と支持面との間の距離は５０μｍ以下である。
[0058] 隆起エリアの最上部と支持面との５０μｍ以下の間隔は、ガスクッション効果が有効であることを保証するのに役立つ。
[0059] 一実施形態において、隆起エリアは遠位表面を有し、遠位表面は支持面に対して実質的に平行である。
[0060] 遠位表面が支持面に平行である場合、ガスクッションは有効である。
[0061] 一実施形態において、隆起エリアは遠位表面を有し、遠位表面は支持面に対して傾斜して、半径方向内側の部分における遠位表面と支持面との間の距離が半径方向外側の部分における遠位表面と支持面との間の距離よりも小さくなっている。
[0062] 遠位表面が外側に傾斜している場合、真空クランプシステムを介したガスの吸引によって生じる内向きのガス流が、容易にガスクッションを発生させる。また、遠位表面を内側に傾斜させることも可能である。
[0063] 一実施形態において、隆起エリアは遠位表面を有し、遠位表面は凹状である。
[0064] 遠位表面の凹形状は、ガスクッションを形成するためガスを保持するのに役立つ。
[0065] 一実施形態では、流れ制御構造の半径方向外側に封止構造も存在する。
[0066] 流れ制御構造の外側の封止構造は、クランプのための基板の下方の過小圧力を維持するために必要なガス流を低減させるように、ロードされた基板に対して狭いギャップを形成する。
[0067] 一実施形態において、封止構造の遠位封止表面と支持面との間の距離は、流れ制御構造の遠位表面と支持面との間の距離よりも小さい。
[0068] 封止構造は流れ制御構造よりも幅を著しく狭くして、汚染物質粒子がトラップされる許容できないリスクを招くことなく、遠位封止表面と支持面との間のギャップを小さくすることができる。
[0069] 本発明の一実施形態によれば、基板上に像を投影するためのリソグラフィ装置も提供される。このリソグラフィ装置は、
上述したような基板ホルダと、
基板ホルダに基板をクランプするためのクランプシステムと、
を備える。
[0070] 本発明の一実施形態によれば、上述したような基板ホルダと、基板ホルダに基板をクランプするためのクランプシステムと、を備えるリソグラフィ装置を用いてデバイスを製造する方法も提供される。この方法は、
基板ホルダ上に基板をロードすることと、
クランプシステムを係合することと、
基板上にパターンを露光することと、
を含む。
[0071] 図２は、本発明の一実施形態に従った基板ホルダＷＴを示す。基板ホルダＷＴは、平面視で概ね円形である本体２０を含む。本体２０は望ましくは、支持される基板の直径に等しい直径を有する。本体２０の直径は、例えば３００ｍｍ又は４５０ｍｍであり得る。本体２０は、以下に記載する点を除いて概ね平坦である本体上面２０ａを有する。本体上面２０ａには、この上面から突出した複数の突起２１が設けられている。突起２１の遠位端面は、基板を支持するように支持面ＳＰと正確に一致している。換言すると、突起２１の遠位端面は同一平面上にある。
[0072] 基板ホルダＷＴの外周を囲むように、以下で更に説明する流れ制御構造２２がある。流れ制御構造２２の外側に封止構造２３がある。流れ制御構造と封止構造は、離間させるか又は当接させることができる。これは、基板ホルダの表面の高さをその半径に沿って表す図３に示されている。封止構造２３は、基板ホルダＷＴの上面２０ａから上方に突出する１対の同心壁２３ａ、２３ｂを含む（図３のグラフの一部の拡大図である図４を参照のこと）。壁２３ａ、２３ｂの上部封止表面の間には、例えば３〜１０μｍの小さいギャップがある。封止構造２３の目的は２つある。第１に、真空クランプを用いて基板ホルダＷＴに基板Ｗを保持する場合、封止構造は、基板Ｗの下方の空間内へのガス流を低減させ、従って過小圧力を維持するためのエネルギ要求を軽減させる。第２に、液浸リソグラフィ装置において封止構造２３は、基板Ｗの下方の空間内への液浸液の侵入を低減させるようにも機能し得る。封止構造は２つの壁を有する必要はなく、場合によっては単一の壁で充分である。本発明の一実施形態では、封止構造は省略される。
[0073] 基板ホルダＷＴの中央領域に複数の貫通孔２４が設けられている。貫通孔２４は２つの機能を達成することができる。第１に、これらは、ｅピン（図示せず）が基板ホルダＷＴを通って突出して基板Ｗを受容することを可能とする。第２に、これらは、基板Ｗと基板ホルダＷＴとの間の空間を過小圧力に接続して上述のような真空クランプを実施することを可能とする。貫通孔２４の数及び配置は、上記の機能を達成するための必要に応じて、特に、ｅピン及び過小圧力への接続に別個の孔を使用するか否かに応じて、様々に変動させ得る。
[0074] 一実施形態において、突起２１の高さは１００μｍ〜５００μｍの範囲内であり、例えば１５０μｍである。突起２１の遠位端面の直径は１００μ〜３００μｍの範囲内とすることができ、例えば２００μｍである。突起のピッチ、すなわち２つの隣接する突起の中心間の距離は、約０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲内とすることができ、例えば約１．５ｍｍである。一実施形態において、全ての突起２１の遠位端面の総面積は、基板Ｗ又は基板ホルダＷＴの総面積の１％〜３％の範囲内である。突起２１は、側壁がわずかに傾斜した円錐台形状（ｆｒｕｓｔｏ−ｃｏｎｉｃａｌ）とすることができる。一実施形態では、側壁が直立するか、更には覆いかぶさるように張り出す（ｏｖｅｒｈａｎｇｉｎｇ）方が製造するのに好都合である場合は、そのようにしてもよい。一実施形態において、突起２１は平面視で円形である。突起２１は、所望の場合は他の形状に形成してもよい。突起２１は、例えばコーティング又は構造を設ける等の処理を行って、摩擦を低減する及び／又は摩耗耐性を増大することができる。
[0075] 突起２１は、実質的に本体上面２０ａの全域において封止構造２３に至るまで設けられている。突起２１は、流れ制御構造上面２０ａの上に設けられている。一実施形態において、突起２１のパターンは上面２０ａの全域にわたって実質的に均一である。すなわち、突起は均一なピッチを有する。一実施形態において、突起２１のパターンは上面２０ａの少なくともいくつかの部分で、例えば、貫通孔２４又はウェーハのエッジの近傍において変動する。例えば、基板に作用する基板ホルダの局所的剛性及び／又は基板と基板ホルダとの間の摩擦のような基板の支持のパラメータを制御するため、突起のパターンを変動させることができる。
[0076] 流れ制御構造２２は、基板ホルダＷＴの本体上面２０ａ上の外周領域に隆起エリアを含む。半径方向位置の関数として支持面ＳＰに対する高さを表すグラフである図３に、流れ制御構造２２の外形が示されている。図４は、図３のグラフの一部の拡大図であり、流れ制御構造及び封止構造の形状をより明らかに示している。図４において、横軸は縦軸よりも拡大されている。図３及び図４に関して２つの点に注意することが重要である。第１に、横軸（ｒ）及び縦軸（ｚ）は任意の単位で示されているが、縮尺は極めて異なっている。ｚの任意の単位は、ｒの任意の単位の約１０００分の１である。第２に、全ての遠位端が支持面ＳＰと一致している突起は、流れ制御構造の形状を分かりにくくするのを回避するため、この図から省略されている。
[0077] 機能的な観点から、流れ制御構造２２の最も重要な部分は上部流れ制御面２２ａである。上部流れ制御面２２ａは実質的に平面状であり、支持面ＳＰに対して平行に配置されている。上部流れ制御面２２ａと支持面ＳＰとの間の距離は、約３μｍ又は１０μｍ〜約５０μｍの範囲内であり、例えば２０μｍである。一実施形態において、上部流れ制御面は封止構造２３の最上部よりも低い。一実施形態において、上部流れ制御面２２ａは凹状であり、例えばトーラス（ｔｏｒｕｓ）の表面の一部と一致している。一実施形態では、上部流れ制御面２２ａは支持面ＳＰに平行ではない。一実施形態において、上部流れ制御面２２ａは、上部流れ制御面２２ａと支持面ＳＰとの間のギャップが半径増大と共に大きくなるように傾斜している。一実施形態において、上部流れ制御面２２ａは、上部流れ制御面２２ａと支持面ＳＰとの間のギャップが半径増大と共に小さくなるように傾斜している。上部流れ制御面２２ａの機能は、基板ホルダＷＴの方へ降下している基板が支持面に近付く際に、ガスクッションすなわち圧力蓄積を生成することである。
[0078] 基板を基板ホルダＷＴの方へ降下させると、基板Ｗと基板ホルダＷＴとの間に存在するガスは圧縮される。このガスが充分に素早く脱出できない場合、圧力蓄積が発生する。ガスは、降下している基板Ｗと基板ホルダＷＴとの間の空間から２つのルートを通じて脱出できる。すなわち、基板ホルダＷＴの貫通孔２４を通るルート、又は、基板ホルダの外周周辺の封止構造２３と基板Ｗとの間のギャップを通るルートである。基板Ｗが降下していくと、このギャップは小さくなるので、このルートによるガス流出率は低減する。真空ポンプ又は他の過小圧力源を活性化し、これを貫通孔２４に接続することによって、基板が基板ホルダ上へ降下し得る速度を制限する圧力蓄積を防止することができ、従ってスループットに対する悪影響を防止することができる充分な速さで、降下している基板Ｗと基板ホルダＷＴとの間の空間からガスを吸引できる。
[0079] 本発明の一実施形態において、流れ制御構造の存在は、基板Ｗが基板ホルダの方へ降下していく時に基板ホルダの外周領域において局所的な圧力蓄積を発生させる。この圧力蓄積は基板Ｗの外周領域に対する上向きの力を発生させ、これによって基板Ｗのエッジを上向きに反らせる傾向がある。流れ制御構造２２のパラメータ、特にその半径方向の幅、支持面ＳＰとの間隔、及び形状は、降下している基板の外周に所望の効果を与えるように選択できる。流れ制御構造のパラメータは、基板エッジの反りと基板をロードする際の遅延との間で望ましい妥協点を得るように選択できる。
[0080] 流れ制御構造２２は、上部流れ制御面２２ａを基板ホルダＷＴの本体上面２１ａに連結する傾斜セクション２２ｂも含む。傾斜セクション２２ｂ、並びに、傾斜セクション２２ｂを上部流れ制御面２２ａに連結するコーナ２２ｃ及び２２ｄの形状は、流れ制御構造の機能にとってあまり重要でないので、製造を容易にするため望ましいように選択できる。傾斜セクションは凹状又は凸状とすることができる。また、隆起エリアの高さを階段状に低減させることも可能である。同様に、上部流れ制御面２２ａを壁２３ａに連結するコーナ２２ｅの正確な形状は、製造上の理由で望ましいように選択できる。
[0081] 基板ホルダＷＴは、ＳｉＳｉＣ又はその他のセラミック材料で作製できる。突起、流れ制御構造、及び封止構造は、従来の技法によって本体２０上に形成することができる。例えば基板ホルダは、例えば放電加工を用いてブランクから材料を除去することによって作製される。最終ラッピングプロセスを用いて、突起が正しい高さであることを保証できる。従来の放電加工プロセスを変更して、流れ制御構造を形成するため必要な場所に追加材料を残すことができる。しかしながら、流れ制御構造は特定の構造特性を有する必要はなく、その寸法許容差は特に厳しくない。従って流れ制御構造は、例えば３Ｄプリントのような追加的な製造技法によって既存の基板ホルダに材料を追加することで形成することも可能である。流れ制御構造は、既存の基板ホルダに対する改造とすることができる。
[0082] 本発明者等の調査によって、本発明の一実施形態に従った基板ホルダが、ロードされた基板の挙動を改善すること、具体的には、異なるタイプのゆがんだ基板間でよりいっそう一貫した挙動を提供することが示されている。これは図５〜図８に示されている。
[0083] 図５は、最初は平坦である基板（実線）と最初はアンブレラ型にゆがんだ基板について、任意の単位の面内変形（縦軸）を、任意の単位の半径（横軸）の関数として表している。平坦な基板は正の面内変形すなわち膨張を生じ、アンブレラ型基板は負の面内変形すなわち圧縮を生じることがわかる。図６は、基板間の変動、すなわち平坦な基板の変形とアンブレラ型基板の変形との差を示す。平坦な基板及びアンブレラ型基板は異なるように変形するので、基板間変動は、任意の単一の基板に生じる変形よりも大きい。
[0084] 図７及び図８は、図５及び図６に対応するグラフであるが、本発明の一実施形態に従った基板ホルダを用いている。面内変形について同じ任意の単位が用いられている。図７から、平坦な基板（実線）及びアンブレラ型基板（破線）の双方が正の面内変形すなわち膨張を生じることがわかる。平坦な基板に生じる面内変形は、従来の基板ホルダを用いる場合よりも本発明の一実施形態に従った基板ホルダを用いる場合の方が大きいが、図８から、基板間変動は著しく低減することがわかる。このため、本発明の一実施形態に従った基板ホルダが、異なるタイプのゆがんだ基板間ではるかに一貫した挙動を引き起こすことが理解されよう。一貫した変形は、例えば露光中に基板の位置決め設定点を調整することによって、露光プロセス中の他の部分で補償できる。異なるタイプのゆがんだ基板に異なる基板ホルダを用いて変形を最小限に抑えることも可能であるが、基板ホルダはあまり容易に交換することができないと考えられる。
[0085] 本発明について、真空クランプシステムを利用する例示的な実施形態に関連付けて説明したが、静電クランプも使用できる。本発明は、ガスクッションを形成できる充分なガス圧力を有する環境において基板が基板ホルダにロードされる場合、例えばＥＵＶリソグラフィ装置等、ビーム経路が高真空条件下にあるリソグラフィ装置において利用され得る。
[0086] 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ガイダンス及び検出パターン、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プロセス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、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
[0087] 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、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍもしくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折及び反射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。
[0088] 以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。
[0089] 本発明の１つ以上の実施形態は任意の液浸リソグラフィ装置に適用可能であり、特に、排他的ではないが、液浸液が槽の形態で提供されるか、基板の局所的な表面領域のみに提供されるか、又は閉じ込められていないかにかかわらず、上述したタイプに適用され得る。閉じ込められない構成では、液浸液は基板及び／又は基板テーブルの表面上に流れることができるので、基板テーブル及び／又は基板の覆われていない表面の実質的に全部が濡れる。このように閉じ込められていない液浸システムでは、液体供給システムは、液浸液を閉じ込めないか、又は部分的な液浸液閉じ込めを提供し得るが、実質的に液浸液の閉じ込めを完成しない。
[0090] 本明細書において想定される液体供給システムは、広義に解釈されるべきである。いくつかの実施形態において、これは、投影システムと基板及び／又は基板テーブルとの間の空間に液浸液を提供する機構又は構造の組み合わせであり得る。これは、１つ以上の構造、１つ以上の液体開口を含む１つ以上の流体開口、１つ以上のガス開口、又は２相流のための１つ以上の開口の組み合わせを含み得る。開口は各々、液浸空間への入口（もしくは流体ハンドリング構造からの出口）、又は液浸空間からの出口（もしくは流体ハンドリング構造への入口）であり得る。一実施形態において、空間の表面が基板及び／又は基板テーブルの一部であるか、又は空間の表面が基板及び／又は基板テーブルの表面を完全に覆うか、又は空間が基板及び／又は基板テーブルを囲む場合がある。液体供給システムは、任意選択的に、液浸液の位置、量、品質、形状、流量、又は他の任意の特徴を制御するための１つ以上の要素を更に含み得る。
[0091] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。従って、請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。

Claims (14)

  1. リソグラフィ装置において用いるための、基板を支持するように構成された基板ホルダであって、
    本体表面を有する本体と、
    前記本体表面から突出した複数の突起であって、
    各突起は、前記基板と係合するように構成された遠位端を有し、
    前記突起の前記遠位端は支持面と実質的に一致し、これによって前記突起上で基板を実質的に平坦な状態に支持することができる、複数の突起と、
    基板が前記基板ホルダの方へ降下されている時に前記基板ホルダの外周に隣接したガスクッションを形成するように構成された流れ制御特徴部と、
    を備える、基板ホルダ。
  2. 前記流れ制御特徴部は、前記基板ホルダの外周に隣接した隆起エリアを含む、請求項１に記載の基板ホルダ。
  3. 前記隆起エリアは、実質的に前記基板ホルダの前記外周全体を取り囲むリングの形状である、請求項２に記載の基板ホルダ。
  4. 前記隆起エリアは、前記基板ホルダの半径方向の幅が３ｍｍ〜８０ｍｍの範囲内であり、好ましくは１０ｍｍ〜５０ｍｍである、請求項２又は３に記載の基板ホルダ。
  5. 前記隆起エリアは、遠位表面を有し、
    前記遠位表面は、前記支持面に対して実質的に平行である、請求項２から４の何れか一項に記載の基板ホルダ。
  6. 前記隆起エリアは、遠位表面を有し、
    前記遠位表面は、前記支持面に対して傾斜して、前記遠位表面の内側部分と前記支持面との間の距離が前記遠位表面の外側部分と前記支持面との間の距離よりも小さくなっている、請求項２から４の何れか一項に記載の基板ホルダ。
  7. 前記隆起エリアは、遠位表面を有し、
    前記遠位表面は、凹状である、請求項２から４の何れか一項に記載の基板ホルダ。
  8. 前記遠位表面と前記支持面との間の距離は、少なくとも３μｍであり、好ましくは１０μｍである、請求項５、６又は７に記載の基板ホルダ。
  9. 前記遠位表面との間の距離は、５０μｍ以下である、請求項５から８の何れか一項に記載の基板ホルダ。
  10. 前記基板ホルダの中央領域に複数の貫通孔を更に備える、請求項１から９の何れか一項に記載の基板ホルダ。
  11. 前記流れ制御構造の半径方向外側に提供された封止構造を更に備える、請求項１から１０の何れか一項に記載の基板ホルダ。
  12. 前記封止構造の遠位封止表面と前記支持面との間の距離は、前記流れ制御構造の前記遠位表面と前記支持面との間の距離よりも小さい、請求項１１に記載の基板ホルダ。
  13. 請求項１から１２の何れか一項に記載の基板ホルダと、
    前記基板ホルダに基板をクランプするためのクランプシステムと、を備える、
    基板上に像を投影するためのリソグラフィ装置。
  14. 請求項１３に記載のリソグラフィ装置を用いてデバイスを製造する方法であって、
    前記基板ホルダ上に基板をロードすることと、
    前記クランプシステムを係合することと、
    前記基板上にパターンを露光することと、
    を含む、方法。
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