JP5521000B2 - 放射ディテクタ、放射ディテクタ製造方法、および放射ディテクタを備える装置 - Google Patents
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Description
[0001] 本発明は、放射感応性表面を有する放射ディテクタ、放射を検出するための放射ディテクタの製造方法、および放射ディテクタを備えるリソグラフィ装置に関する。
[0002] 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。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、および放射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、この方向に平行また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。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。
[0003] リソグラフィ装置を用いたデバイス製造方法において重要な要素は、歩留まり、すなわち正確に製造されたデバイスのパーセンテージ」であり、既に形成されている複数の層に対して複数の層がプリントされる精度である、。これはオーバーレイとして知られ、オーバーレイエラーバジェットは１０ｎｍ以下となることが多い。このような精度を達成するために、高精度で転写されるべきレチクルパターンに対して基板を位置合わせしなければならない。
[0004] いくつかのセンサが、結像性能を評価かつ最適化するために基板レベルで使用される。このようなセンサには、透過イメージセンサ（ＴＩＳ)が含まれ得る。ＴＩＳとは、マスク（レチクル）レベルでのマークパターンの投影空間像の位置を基板レベルで測定するために使用されるセンサである。基板レベルでの投影像は、露光放射の波長に相当するライン幅を有するラインパターンであり得る。ＴＩＳは、その下方にあるフォトセル、すなわち放射ディテクタを有する透過パターンを用いて、上記マークパターンを測定する。基板テーブルに対するレチクルの位置を６自由度、すなわち並進に関して３自由度、回転に関して３自由度、で測定するために、センサデータを使用することができる。さらに、投影マークパターンの拡大およびスケーリングも測定できる。
[0005] １０〜２００ｎｍの波長で、従来のＴＩＳの放射ディテクタの放射感応性表面 は、限られた時間枠内で劣化する。その結果、ＴＩＳの寿命は限られる。
[0006] より高い部品密度のデバイスを作り出すために、さらにより小さいパターンを結像したいという絶え間ない願望とともに、使用する波長を減らすというプレッシャーがある。オーバーレイエラーを維持または低減するためには、より頑丈なＴＩＳが求められる。
[0007] 従来技術の放射ディテクタに比べて寿命が改善された、１０〜２００ｎｍの間の波長を有する放射を検出するために使用できる高感度の放射ディテクタを基板レベルで提供することが望ましいであろうと、発明者たちは判断した。
[0008] 上記の目的のため、本発明は、放射感応性表面を有する放射ディテクタを提供する。放射ディテクタは、ドーピングプロファイルを有する第１表面側に表面領域を有するシリコン基板を備える。放射ディテクタは、シリコン基板の第１表面側に設けられるドーパント層をさらに備え、このドーパント層は、ドーパント材料の第１層と第２層とを含み、この第２層は、シリコン基板の第１表面側の表面領域に接する拡散層である。放射ディテクタは、ドーパント層に接続された第１電極、およびシリコン基板に接続された第２電極をさらに備える。シリコン基板の第１表面側の表面領域と第２層は、放射感応性表面を形成するように配置される。
[0009] さらに一実施形態において、本発明は、本発明にかかる放射センサを備えた、パターン付き放射ビームで基板を露光するためのリソグラフィ露光装置を提供する。
[0010] 最後に、本発明の一実施形態は、放射を検出するための放射ディテクタの製造方法を提供する。この放射ディテクタ製造方法は、以下の工程を含む。
[0011] 第１表面側と、これと反対側の第２表面側とを有するシリコン基板であり、ドーピングプロファイルを有する第１表面側に表面領域を有するシリコン基板を設けること。
[0012] シリコン基板の第１表面の上にドーパント材料の層を堆積させて、シリコン基板中に拡散層が形成されるように、そして第１表面の表面領域と第２層とが放射感応性表面を形成するように配置されるようにすること。
[0013] 第１領域および第２領域が形成されるように、導電性材料を含む第１接触部でドーパント材料の層を部分的に覆って、ドーパント材料の層が、第１領域においては第１接触部の材料で覆われ、第２領域においては放射に露光可能なままとなるようにすること。
[0014] シリコン基板の第２表面側に、導電性材料を含む第２接触部を堆積させること。
[0015] 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。
[0022] 図１は、本発明の一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、放射ビームＢ（例えば紫外線または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）ＭＡを支持するように構成され、かつ特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置付け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成され、かつ特定のパラメータに従って基板を正確に位置付け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、屈折投影レンズシステム）ＰＳとを含む。
[0023] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、かつ／または制御するために、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コンポーネントを含むことができる。
[0024] サポート構造は、パターニングデバイスの重量を支えるなどしてパターニングデバイスを支持する。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、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。本明細書において使用される「レチクル」または「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。
[0025] 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、例えば、そのパターンが位相シフトフィーチャまた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。
[0026] 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、レゼンソン型（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。
[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また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、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学系、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型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] 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、または反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。
[0029] 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」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、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。
[0030] また、リソグラフィ装置は、投影システム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）によって基板の少なくとも一部を覆うことができ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。本明細書において使用される「液浸」という用語は、基板のような構造物を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、単に、露光中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。
[0031] 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。例えば、放射源がエキシマレーザである場合、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およびイルミネータ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。
[0032] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタＡＤ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、インテグレータＩＮおよびコンデンサ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。
[0033] 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。マスクＭＡを通り抜けた後、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ＩＦ（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ポジショナＰＭおよび別の位置センサ（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またはスキャン中に、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１ポジショナＰＭ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）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、第２ポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、マスクテーブル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、または固定されてもよい。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。例示では基板アライメントマークが専用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とターゲット部分との間の空間内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、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークは、ダイとダイの間に置かれてもよい。
[0034] 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。
[0035] １． ステップモードにおいては、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（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。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。
[0036] ２． スキャンモードにおいては、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）。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。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。
[0037] 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、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。
[0038] 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。
[0039] 図２は、図１のリソグラフィ装置で示される基板テーブルＷＴの配置の概略図である。基板テーブルＷＴ上には、２つの固定マークＴＩＳ１およびＴＩＳ２が設けられる。固定マーカＴＩＳ１およびＴＩＳ２には、空間像を通してイメージセンサをスキャンすることによってマスクＭＡ上のオブジェクトマークの空間像の位置を決定するために使用できる、イメージセンサが組み込まれている。イメージセンサは、基板面、すわなち基板Ｗが基板テーブルＷＴ上に位置付けられた場合に基板Ｗが配置される面上に実質的に位置付けられる。その結果、マスクＭＡ上のオブジェクトマークの像の相対位置および固定マークＴＩＳ１、ＴＩＳ２を決定することができる。基板テーブルＷＴに、基板マーク、例えば図２で示される基板マークＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を含む基板Ｗが提供される場合、アライメントセンサ（図示されていない）は、基板マークＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の相対位置を事前に取得してもよい。アライメントセンサによって得られた基板マークＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の相対位置についての知識と、ＴＩＳ１およびＴＩＳ２内のイメージセンサによって測定されたマスクＭＡ上のオブジェクトマークの像の相対位置と固定マークＴＩＳ１およびＴＩＳ２についての知識を組み合わせることによって、マスクＭＡの投影像に対する望ましい位置に、高精度で基板Ｗを位置付けることができる。
[0040] 図３は、本発明の一実施形態にかかる放射ディテクタ１、例えば図２のＴＩＳ１またはＴＩＳ２、または少なくともその一部の略断面図である。放射ディテクタ１は、シリコン（Ｓｉ）基板３、以下「Ｓｉ基板３」という、を備える。Ｓｉ基板３の少なくとも表面領域１０において、Ｓｉ基板３には、特定の導電タイプのドーピングプロファイルが与えられる。つまりドーピングプロファイルとは、電子によって導電が生じる導電タイプ、すなわちｎ形導電性、または正孔によって導電が生じる導電タイプ、すなわちｐ形導電性であり得る。
[0041] 放射ディテクタの放射感応性表面の上に、ドーパント層５が設けられる。Ｓｉ基板３の表面領域１０内のドーピングプロファイルがｎ形導電性に関する場合、ドーパント層５はアクセプタ層である。Ｓｉ基板３の表面領域１０内のドーピングプロファイルがｐ形導電性に関する場合、ドーパント層５はドナー層である。
[0042] 放射ディテクタは、２つの電極、すなわち第１電極７と第２電極９とを備える。ドーパント層５は、放射ディテクタを環境から保護するための保護層１１で覆ってもよい。放射が保護層１１を通過する必要があるため、保護層は、検出されるべき放射に対して高い透過性を有することが好ましい。
[0043] 第１電極７はドーパント層５に接続される。第１電極７は、図３に示すようにドーパント層５を部分的に覆ってもよい。このような部分的重なりは、第１電極７とドーパント層５との間の正しい接続を確実なものとする。この重なりのせいで第１電極７とドーパント層５との接触のサイズがより大きくなるため、より短期間で電荷を除去することができ、これによって放射ディテクタ１が短い放射パルスに反応する速度を速めることができる。第１電極７は、１つ以上の金属材料を含むか、またはアルミニウム（Ａｌ)、窒化チタン（ＴｉＮ)、チタン（Ｔｉ)、金（Ａｕ)、ニッケル（Ｎｉ）およびクロム（Ｃｒ)のような金属材料を含む金属スタックから形成されてもよい。
[0044] 第２電極９はＳｉ基板３に接続される。この接続はＳｉ基板３の第２表面側で行うことができ、第２表面側とは、図３で示すように第１表面側の反対側である。図３に示されるＳｉ基板３の第２表面側と第２電極９との接続により、第２電極９の均一な影響を確実なものとする。また、第２電極９は、１つ以上の金属材料を含むか、またはＡｌ、ＴｉＮ、Ｔｉ、Ａｕ、ＮｉおよびＣｒのような金属材料を含む金属スタックから形成されてもよい。
[0045] ドーパント層５は、ドーパント材料の第１層５ａと、拡散層である第２層５ｂとの、２つの層を含む。一実施形態では、ドーパント材料は、ホウ素（Ｂ)、ガリウム（Ｇａ)、アルミニウム（Ａｌ）またはインジウム（Ｉｎ)のようなアクセプタ材料である。あるいは、ドーパント材料は、燐（Ｐ)、砒素（Ａｓ）またはアンチモン（Ｓｂ)のようなドナー材料とすることができる。
[0046] アクセプタ材料としてのホウ素に関してさらに本発明の実施形態を説明する。この場合、第２層５ｂは、その状況において適切であるシリコン構造に包含された、ＢｘＳｉ１−ｘ化合物（ｘはゼロと１の間の値である）の層、すなわち、ホウ素（Ｂ）の層である。
[0047] 一実施形態において、ホウ素の第１層５ａは１〜２０ｎｍの厚さを有する。１０〜２００ｎｍの間の波長の放射に対する第１層５ａの透過性は１００％ではないため、第１層５ａは、高い透過性を確保するために比較的薄くしておく。
[0048] １５０〜２００ｎｍの間の波長の放射に特に適した一実施形態では、ＢｘＳｉ１−ｘ化合物の第２層５ｂは１〜１０ｎｍの厚さを有する。この厚さは、電荷応答を提供するのに十分なものであり、第２層５ｂが上記厚さであるため、電荷応答は、第１電極を介して過度に遅延することなく伝達され得る。１０〜１５０ｎｍの間の波長の放射に特に適した一実施形態では、ＢｘＳｉ１−ｘ化合物の第２層５ｂは１０〜１０００ｎｍの厚さを有する。
[0049] 一実施形態では、Ｓｉ基板３は結晶性シリコンのエピタキシャル層を含む。この場合、アクセプタ層５が、上記エピタキシャル層の上に設けられている。
[0050] Ｓｉ基板３の少なくとも表面領域１０内のｎ形半導体ドーピングプロファイルにより、ホウ素の第１層５ａの堆積は、Ｓｉ基板３の表面領域とＢｘＳｉ１−ｘ化合物の発生中の拡散層５ｂとの間にｐｎ接合を生じさせる。少なくとも表面領域内のｎ形半導体ドーピングプロファイルと拡散層とは、放射ディテクタの放射感応性表面を形成するように配置される。放射感応性表面は、１０〜２００ｎｍの間の波長の放射に対して感応する。使用の際、放射感応性表面（すなわち、Ｓｉ基板３の表面領域と拡散層５ｂ）は、少なくとも部分的に減損され、これによって表面は上記放射に感応するようになる。
[0051] ホウ素層５ａとＢｘＳｉ１−ｘ化合物層５ｂは、放射ディテクタ１の硬度（すなわち、劣化に耐える能力）を向上させるものであり、また、これらの層の厚さが十分に選択された場合、これらは、対象となる放射（すなわち、１０〜２００ｎｍの間の波長の放射）に対して十分な透過性を有する。
[0052] 一実施形態では、第２層５ｂは２つのサブレイヤサブレイヤ（sub-layers）、すなわち、単結晶ＢｘＳｉ１−ｘの第１サブレイヤと、非単結晶ＢｘＳｉ１−ｘの第２サブレイヤとを含む。
[0053] 単結晶ＢｘＳｉ１−ｘの第１サブレイヤは、Ｓｉ基板３の放射感応性表面と第１電極７からの電荷移動に関して重要な層である。
[0054] 非単結晶ＢｘＳｉ１−ｘの第２サブレイヤは、第１サブレイヤとホウ素の第１層５ａとの間に位置する。第２サブレイヤは高いシート抵抗を有するが、導電性も有する。第１層と非単結晶ＢｘＳｉ１−ｘの第２サブレイヤの存在は、Ｓｉ基板３からの電子注入を抑制する。その結果、ＢｘＳｉ１−ｘの第２層５ｂとＳｉ基板３との間の遷移は、接合のようなものとなる（junction-like）。非単結晶ＢｘＳｉ１−ｘの第２サブレイヤは、０〜２ｎｍの厚さを有し得る。よって、上記の２つのサブレイヤが存在する場合の、ＢｘＳｉ１−ｘの第２層５ｂの厚さの上記バリエーションは、主に結晶ＢｘＳｉ１−ｘの第１サブレイヤの厚みのバリエーションによるものである。
[0055] 図４は、図３に示す放射ディテクタの実施形態の上方斜視図である。第１電極７を導電性グリッドとして構成してもよいことが、図４からわかる。図４に示される導電性グリッドは、電荷除去速度を速めることができる。ホウ素層はセミメタリック（semi-metallic）であって、かつＢｘＳｉ１−ｘは高いシート抵抗を有するため、ＢｘＳｉ１−ｘ層のシート抵抗が高まると、荷電除去速度に相関する読出速度が遅くなる。この抵抗は、電極と、電荷が誘導されるＢｘＳｉ１−ｘ層内の位置との距離に左右される。導電性グリッドは、上記距離の最大値を制限する。効率的な電荷除去が確実に行われるようにするために、放射ディテクタ１の放射感応性表面によって覆われる領域の外に配置できる輪状電極（図４には示されていない）を通電することによって、導電性グリッドを迂回してもよい。
[0056] 導電性グリッドはグリッドセルを形成する。グリッドセルの一般的な面積は、 ５×５、１０×１０、および２０×２０μｍ２である。導電性トラックの一般的な幅は１.０〜１.５μｍである。一実施形態では、導電性グリッドの構造はアルミニウムを含む。アルミニウムは、限定的使用に関して追加条件なしにクリーンルーム環境において使用することのできる導電性材料である。
[0057] 放射ディテクタ１の放射感応性表面は、第１領域１２および第２領域１３を備える。第１領域１２では、第１層５ａ、すなわちホウ素層が第１電極７に接続される。第２領域１３では、第１層５ａ、すなわちホウ素層が保護層１１で覆われる。
[0058] 一実施形態では、第２領域１３は１０〜２５ｍｍ２の累積表面積を有する。
[0059] 保護層１１は、検出されるべき放射（ここでは１０〜２００ｎｍの間の波長を有する電磁放射）に対して高い透過性を有するように最適化される。保護層１１は、例えば、ＥＵＶ放射を用いるリソグラフィ露光装置の中でディテクタを使用する場合に効果的である。このようなリソグラフィ露光装置において、使用中の放射ディテクタは汚染されてしまう。この汚染は、パターン付きＥＵＶ放射ビームで基板上のフォトレジスト層を露光する間に放出される炭素を含む粒子によって引き起こされる。水素が、このような汚染のための効果的な洗浄材料である。しかし、水素がディテクタ内の材料と相互作用して、ダメージをもたらしてしまう。保護層１１は、水素からディテクタを遮蔽するように配置され、表面領域１０、従ってＳｉ基板３とは反対側のドーパント層５の表面上に位置付けられる。言い換えると、保護層１１は、放射に面するディテクタの側に位置付けられる。同時に、放射に面する側に位置付けられることで、保護層１１上に汚染が生じることになる。よって、水素で保護層１１を洗浄することは、ディテクタにダメージを与えずに、ディテクタを洗浄することになる。
[0060] 保護層１１は、当業者には明らかなように、例えばプラズマ強化ＣＶＤまたは低圧ＣＶＤのようなある種の化学蒸着法（ＣＶＤ）によって設けられる絶縁層を形成するために、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含んでもよい。保護層１１はオプション層であることを理解しなければならない。絶縁層（例えば酸化物層）を使用せずに金属グリッドを設けるためのプロセスフローがある。
[0061] 図５は、本発明のいくつかの実施形態、例えば図３および図４で示される放射ディテクタ１の実施形態にかかる放射ディテクタのアセンブリの概略図である。図５に示すアセンブリでは、図４を参照して説明したように、導電性グリッド７が外輪状電極１５に接続されている、放射ディテクタ１の一実施形態が使用されている。各放射ディテクタ１ａ〜ｄの第１電極を、対応するボンドパッド（例えば、ボンドパッド１９のうちの１つ）に接続することによって、各放射ディテクタ１ａ〜ｄの第１電極７を制御してもよい。一実施形態では、第１電極から対応するボンドパッドへの金属トラックが、この目的で使用される。各ディテクタ１ａ〜ｄの第２電極は共通であり、第２電極９に直接接触することによって接続することができる。
[0062] 放射ディテクタのアセンブリ（図５では４つの放射ディテクタ１ａ〜ｄが対称に配置されている）は、例えば、環状照明、ダイポール照明および四極照明などの様々な照明設定で提供される放射の測定に適している。
[0063] 図６は、本発明の一実施形態にかかる放射ディテクタの製造方法の概略流れ図である。
[0064] まずアクション６１では、シリコン（Ｓｉ）基板が設けられる。Ｓｉ基板は、第１表面と、これの反対側の第２表面とを有する。
[0065] 次にアクション６３で、第１表面の上にホウ素（Ｂ）の層が堆積される。Ｓｉ基板の中にＢｘＳｉ１−ｘの層が形成されるように、上記堆積が行われる。酸化物がまったく存在していない場所で、最適な形成がなされる。酸化物のない表面を確保するために、上記堆積の前に、Ｓｉ基板表面に酸化物層をエッチングしてもよい。
[0066] 次にアクション６５では、Ｂの層は、金属を含む第１接触層、例えば図３および図４で概略的に示されている電極７または導電性グリッド、で部分的に覆われる。部分的に覆われた結果、第１領域と第２領域とが形成される。Ｂの層は、第１領域、例えば図４および図５に示すような導電性グリッドが配される領域、において第１接触層で覆われている。第２領域内の、例えば図４を参照して説明したグリッドセル内の、Ｂの層は、露出されたままとなる。
[0067] 次にアクション６７では、上記第２領域におけるＢの層は、検出されるべき放射に対して高い透過性を有するように配置された保護層に覆われる。保護層は、絶縁層を形成するための酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含んでもよい。当業者には明らかなように、プラズマ強化ＣＶＤまたは低圧ＣＶＤのようなある種の化学蒸着法（ＣＶＤ）によって、上記層を設けることができる。
[0068] 最後にアクション６９で、金属を含む第２接触層が、Ｓｉ基板の第２表面の上に堆積される。
[0069] 放射ディテクタの様々な実施形態は、多くの用途で用いることができる。可能な用途例には、大容量ＥＵＶリソグラフィ装置のエネルギーセンサ、スポットセンサ、およびスリットセンサが含まれる。
[0070] 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。
[0071] 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。本発明は、レジストの硬化に適用される電磁放射のドーズを検出するための放射ディテクタを提供するために用いられてもよい。
[0072] 本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、もしくは１２６ｎｍの波長、またはこれら近辺の波長を有する）、および極端紫外線（ＥＵＶ）（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。例えば、上記に詳細を記した本発明の実施形態にかかる放射ディテクタは、電子などの低エネルギー荷電粒子またはイオンなどのプラズマ粒子を検出するために使用されてもよい。電子は約２００ｅＶ〜約４０ｋｅＶのエネルギーを有し得る。
[0073] 「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、および静電型光コンポーネントを含む様々な種類の光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。
[0074] 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。
[0075] 上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、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 (28)
- 少なくとも１つのディテクタを備えるアセンブリであって、
前記少なくとも１つのディテクタの各々が、
第１導電型のドープ領域を有する基板、
前記基板上に位置する第２導電型のドーパント材料の層、
前記基板内に形成され、かつ前記ドーパント材料の層および前記基板の前記ドープ領域に接する拡散層であって、前記拡散層のドーピング材料濃度を表すドーピングプロファイルが、前記基板の前記ドープ領域から前記ドーパント材料の層に向かって増加する拡散層、
前記ドーパント材料の層に接続された第１電極、および
前記基板に接続された第２電極
を備え、
前記拡散層は、放射感応性表面を形成するように配置され、
前記拡散層は、単結晶サブレイヤと、前記ドーパント材料の層に接する非単結晶サブレイヤとを含む、アセンブリ。 - 少なくとも１つのディテクタを備えるアセンブリであって、
前記少なくとも１つのディテクタの各々が、
第１導電型のドープ領域を有する基板、
前記基板上に位置する第２導電型のドーパント材料の層、
前記基板内に形成され、かつ前記ドーパント材料の層および前記基板の前記ドープ領域に接する拡散層であって、前記拡散層のドーピング材料濃度を表すドーピングプロファイルが、前記基板の前記ドープ領域から前記ドーパント材料の層に向かって増加する拡散層、
前記ドーパント材料の層に接続された第１電極、および
前記基板に接続された第２電極
を備え、
前記拡散層は、放射感応性表面を形成するように配置され、
前記ドーパント材料の層は非晶質層であり、前記拡散層は結晶層である、アセンブリ。 - 前記少なくとも１つのディテクタの各々は、５〜２００ｎｍの間の波長を有する放射に感応する、請求項１又は２に記載のアセンブリ。
- 前記第１導電型はｎ形導電性であり、前記ドーパント材料はアクセプタ材料である、請求項１又は２に記載のアセンブリ。
- 前記アクセプタ材料は、ホウ素、ガリウム、アルミニウム、またはインジウムを含む、請求項４に記載のアセンブリ。
- 前記第１導電型はｐ形導電性であり、前記ドーパント材料はドナー材料である、請求項１又は２に記載のアセンブリ。
- 前記ドナー材料は、燐、砒素、またはアンチモンを含む、請請求項６に記載のアセンブリ。
- 前記基板は結晶性シリコンのエピタキシャル層を含み、前記拡散層は前記エピタキシャル層の表面上に位置する、請求項１又は２に記載のアセンブリ。
- 前記第１電極は、前記ドーパント層を部分的に覆う、請求項１又は２に記載のアセンブリ。
- 前記ドーパント材料の層は前記基板の第１表面上に位置し、前記基板は前記第１表面の反対側に第２表面をさらに含み、前記第２電極は前記第２表面に接続される、請求項１又は２に記載のアセンブリ。
- 前記少なくとも１つのディテクタの各ディテクタの表面は、第１領域および第２領域を含み、前記第１領域は、前記ドーパント層が前記第１電極に接続されている領域であり、前記第２領域は、前記ドーパント層が保護層に覆われている領域であって、前記保護層は、前記少なくとも１つのディテクタの各々によって測定されるべき放射を通過させるように構成される、請求項１又は２に記載のアセンブリ。
- 前記放射感応性表面は、荷電粒子の放射に感応する、請求項１又は２に記載のアセンブリ。
- 前記荷電粒子は、約２００ｅＶ〜約４０ｋｅＶの間のエネルギーを有する電子である、請求項１２に記載のアセンブリ。
- 少なくとも１つのディテクタを備えるツールであって、
前記少なくとも１つのディテクタの各々が、
第１導電型のドープ領域を有する基板、
前記基板上に位置する第２導電型のドーパント材料の層、
前記基板内に形成され、かつ前記ドーパント材料の層および前記基板の前記ドープ領域に接する拡散層であって、前記拡散層のドーピング材料濃度を表すドーピングプロファイルが、前記基板の前記ドープ領域から前記ドーパント材料の層に向かって増加する拡散層、
前記ドーパント材料の層に接続された第１電極、および
前記基板に接続された第２電極
を備え、
前記拡散層は、放射感応性表面を形成するように配置され、
前記拡散層は、単結晶サブレイヤと、前記ドーパント材料の層に接する非単結晶サブレイヤとを含む、ツール。 - 少なくとも１つのディテクタを備えるツールであって、
前記少なくとも１つのディテクタの各々が、
第１導電型のドープ領域を有する基板、
前記基板上に位置する第２導電型のドーパント材料の層、
前記基板内に形成され、かつ前記ドーパント材料の層および前記基板の前記ドープ領域に接する拡散層であって、前記拡散層のドーピング材料濃度を表すドーピングプロファイルが、前記基板の前記ドープ領域から前記ドーパント材料の層に向かって増加する拡散層、
前記ドーパント材料の層に接続された第１電極、および
前記基板に接続された第２電極
を備え、
前記拡散層は、放射感応性表面を形成するように配置され、
前記ドーパント材料の層は非晶質層であり、前記拡散層は結晶層である、ツール。 - 前記少なくとも１つのディテクタの各々は、５〜２００ｎｍの間の波長を有する放射に感応する、請求項１４又は１５に記載のツール。
- 前記ツールは、基板プロセシングツール、メトロロジーツール、およびインスペクションツールのうちの少なくとも１つを備える、請求項１４又は１５に記載のツール。
- 前記少なくとも１つのディテクタの各ディテクタの表面は、第１領域および第２領域を含み、前記第１領域は、前記ドーパント層が前記第１電極に接続されている領域であり、前記第２領域は、前記ドーパント層が保護層に覆われている領域であって、前記保護層は、前記少なくとも１つのディテクタの各々によって測定されるべき放射を通過させるように構成される、請求項１４又は１５に記載のツール。
- 前記放射感応性表面は、荷電粒子の放射に感応する、請求項１４又は１５に記載のツール。
- リソグラフィ装置であって、
放射ビームを生成するように構成された照明システム、
前記放射ビームにパターンを付けるように構成されたパターニングデバイスを支持するように構成されたサポートデバイス、
前記パターン付きビームを基板上に投影するように構成された投影システム、および
ディテクタであって、
第１導電型のドープ領域を有する基板、
前記基板上に位置する第２導電型のドーパント材料の層、
前記基板内に形成され、かつ前記ドーパント材料の層および前記基板の前記ドープ領域に接する拡散層であって、前記拡散層のドーピング材料濃度を表すドーピングプロファイルが、前記基板の前記ドープ領域から前記ドーパント材料の層に向かって増加する拡散層、
前記ドーパント材料の層に接続された第１電極、および
前記基板に接続された第２電極
を備え、
前記拡散層は、放射感応性表面を形成するように配置されるディテクタを備え、
前記拡散層は、単結晶サブレイヤと、前記ドーパント材料の層に接する非単結晶サブレイヤとを含む、リソグラフィ装置。 - リソグラフィ装置であって、
放射ビームを生成するように構成された照明システム、
前記放射ビームにパターンを付けるように構成されたパターニングデバイスを支持するように構成されたサポートデバイス、
前記パターン付きビームを基板上に投影するように構成された投影システム、および
ディテクタであって、
第１導電型のドープ領域を有する基板、
前記基板上に位置する第２導電型のドーパント材料の層、
前記基板内に形成され、かつ前記ドーパント材料の層および前記基板の前記ドープ領域に接する拡散層であって、前記拡散層のドーピング材料濃度を表すドーピングプロファイルが、前記基板の前記ドープ領域から前記ドーパント材料の層に向かって増加する拡散層、
前記ドーパント材料の層に接続された第１電極、および
前記基板に接続された第２電極
を備え、
前記拡散層は、放射感応性表面を形成するように配置されるディテクタを備え、
前記ドーパント材料の層は非晶質層であり、前記拡散層は結晶層である、リソグラフィ装置。 - 複数のディテクタを含むアセンブリをさらに備え、前記複数のディテクタは前記ディテクタを含む、請求項２０又は２１に記載のリソグラフィ装置。
- 基板中に拡散層が形成され、ドーパント層が放射感応性表面を形成するように配置されるように、および前記拡散層のドーピング濃度を表すドーピングプロファイルが前記基板の表面から前記ドーパント層に向かって増加するように、前記基板の前記表面の上に第１導電型のドーパント材料の層を堆積させることであって、
前記基板は、第２導電型のドープ領域を有し、前記拡散層は、前記ドーパント材料の層および前記基板の前記ドープ領域に接すること、
第１領域および第２領域が形成されて前記ドーパント層が前記第２領域において放射に露光可能なままとなるように、導電性材料を含む第１接触部で前記ドーパント層を部分的に覆うこと、
前記ドーパント層を前記第１領域において前記第１接触部の材料で覆うこと、および
前記基板の第２表面側に、導電性材料を含む第２接触部を堆積させることを含み、
前記拡散層は、単結晶サブレイヤと、前記ドーパント材料の層に接する非単結晶サブレイヤとを含む、方法。 - 基板中に拡散層が形成され、ドーパント層が放射感応性表面を形成するように配置されるように、および前記拡散層のドーピング濃度を表すドーピングプロファイルが前記基板の表面から前記ドーパント層に向かって増加するように、前記基板の前記表面の上に第１導電型のドーパント材料の層を堆積させることであって、
前記基板は、第２導電型のドープ領域を有し、前記拡散層は、前記ドーパント材料の層および前記基板の前記ドープ領域に接すること、
第１領域および第２領域が形成されて前記ドーパント層が前記第２領域において放射に露光可能なままとなるように、導電性材料を含む第１接触部で前記ドーパント層を部分的に覆うこと、
前記ドーパント層を前記第１領域において前記第１接触部の材料で覆うこと、および
前記基板の第２表面側に、導電性材料を含む第２接触部を堆積させることを含み、
前記ドーパント材料の層は非晶質層であり、前記拡散層は結晶層である、方法。 - パターニングデバイス用サポート構造および基板を支持する基板テーブルを有するリソグラフィ装置における方法であって、
少なくとも１つのディテクタを備えるアセンブリからの信号を受信することであって、
前記ディテクタは、
第１導電型のドープ領域を有する基板、
前記基板上に位置する第２導電型のドーパント材料の層、
前記基板内に形成され、かつ前記ドーパント材料の層および前記基板の前記ドープ領域に接する拡散層であって、前記拡散層のドーピング材料濃度を表すドーピングプロファイルが、前記基板の前記ドープ領域から前記ドーパント材料の層に向かって増加する拡散層、
前記ドーパント材料の層に接続された第１電極、および
前記基板に接続された第２電極
を備え、前記拡散層は、放射感応性表面を形成するように配置されること、
前記信号に基づいて前記基板テーブルに対する前記パターニングデバイスの位置を決定すること、および
前記基板テーブルに対する前記パターニングデバイスの前記位置に基づいて前記パターニングデバイスに対して前記基板を位置合わせすることを含み、
前記拡散層は、単結晶サブレイヤと、前記ドーパント材料の層に接する非単結晶サブレイヤとを含む、方法。 - パターニングデバイス用サポート構造および基板を支持する基板テーブルを有するリソグラフィ装置における方法であって、
少なくとも１つのディテクタを備えるアセンブリからの信号を受信することであって、
前記ディテクタは、
第１導電型のドープ領域を有する基板、
前記基板上に位置する第２導電型のドーパント材料の層、
前記基板内に形成され、かつ前記ドーパント材料の層および前記基板の前記ドープ領域に接する拡散層であって、前記拡散層のドーピング材料濃度を表すドーピングプロファイルが、前記基板の前記ドープ領域から前記ドーパント材料の層に向かって増加する拡散層、
前記ドーパント材料の層に接続された第１電極、および
前記基板に接続された第２電極
を備え、前記拡散層は、放射感応性表面を形成するように配置されること、
前記信号に基づいて前記基板テーブルに対する前記パターニングデバイスの位置を決定すること、および
前記基板テーブルに対する前記パターニングデバイスの前記位置に基づいて前記パターニングデバイスに対して前記基板を位置合わせすることを含み、
前記ドーパント材料の層は非晶質層であり、前記拡散層は結晶層である、方法。 - パターニングデバイスを有するリソグラフィ装置における方法であって、
前記パターニングデバイスを用いて基板の表面に電磁放射を印加すること、
前記印加された電磁放射に基づいて少なくとも１つのディテクタを備えるアセンブリからの信号を受信することであって、
前記ディテクタは、
第１導電型のドープ領域を有する基板、
前記基板上に位置する第２導電型のドーパント材料の層、
前記基板内に形成され、かつ前記ドーパント材料の層および前記基板の前記ドープ領域に接する拡散層であって、前記拡散層のドーピング材料濃度を表すドーピングプロファイルが、前記基板の前記ドープ領域から前記ドーパント材料の層に向かって増加する拡散層、
前記ドーパント材料の層に接続された第１電極、および
前記基板に接続された第２電極
を備え、前記拡散層は、放射感応性表面を形成するように配置されること、
前記受信された信号に基づいて前記電磁放射のドーズを決定することを含み、
前記拡散層は、単結晶サブレイヤと、前記ドーパント材料の層に接する非単結晶サブレイヤとを含む、方法。 - パターニングデバイスを有するリソグラフィ装置における方法であって、
前記パターニングデバイスを用いて基板の表面に電磁放射を印加すること、
前記印加された電磁放射に基づいて少なくとも１つのディテクタを備えるアセンブリからの信号を受信することであって、
前記ディテクタは、
第１導電型のドープ領域を有する基板、
前記基板上に位置する第２導電型のドーパント材料の層、
前記基板内に形成され、かつ前記ドーパント材料の層および前記基板の前記ドープ領域に接する拡散層であって、前記拡散層のドーピング材料濃度を表すドーピングプロファイルが、前記基板の前記ドープ領域から前記ドーパント材料の層に向かって増加する拡散層、
前記ドーパント材料の層に接続された第１電極、および
前記基板に接続された第２電極
を備え、前記拡散層は、放射感応性表面を形成するように配置されること、
前記受信された信号に基づいて前記電磁放射のドーズを決定することを含み、
前記ドーパント材料の層は非晶質層であり、前記拡散層は結晶層である、方法。
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