JP6698706B2 - 基板ホルダ、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

基板ホルダ、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 Download PDF

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Description

［関連出願の相互参照］
[0001] 本出願は、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１５年７月２日出願の欧州特許出願第１５１７５０８２．５号の利益を主張する。
[0002] 本発明は、基板ホルダ、この基板ホルダを使用したリソグラフィ装置、およびこの基板ホルダを使用してデバイスを作製する方法に関する。
[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。
[0004] 露光の準備において、基板が最初に基板ホルダにロードされた際、あらゆる応力が解放され得るように、基板は自由に保持されることが望ましい。ロード処理中、基板は、この基板を３つの位置で保持するいわゆるｅピン（e-pins）によって支持される。したがって、基板の重量によって基板が歪み、この歪みは露光前に解放されることが望ましい。一方、露光中、基板は堅固に保持されることが望ましい。これには、２つの理由がある。第一に、基板は、高スループットを達成するために、露光シーケンス中、非常に大きな加速にさらされ、かつ、基板ホルダ上で動いてはならない。第二に、基板は、露光中に投影ビームからエネルギを吸収するため、局所的に加熱される。このような局所的な加熱は、基板の熱膨張および歪みを引き起こし得る。基板ホルダに対して基板を堅固に保持することによって、このような歪みに耐えることができる。
[0005] 従来の基板ホルダは、基板を支持するための複数のバールを有する。基板に接触するバールの全面積は、基板の全面積と比較して小さい。したがって、基板または基板ホルダの表面上にランダムに存在する汚染粒子がバールと基板との間に捕捉される可能性は小さい。また、基板ホルダの製造では、大きい表面を平坦化し得る際の精度よりもさらに高い精度で、バールの頂部を同一平面上にあるようにすることができる。
[0006] 従来、露光の間、基板は基板ホルダにクランプされる。通常、２つのクランプ技術が使用される。真空クランプでは、例えば、基板ホルダと基板との間の空間を基板上方の高圧力よりも低い負圧に接続させることにより、基板内に圧力差が構築される。この圧力差は、基板を基板ホルダに保持する力を発生させる。静電クランプでは、静電力を使用して、基板と基板ホルダとの間に力を作用させる。これを達成するために、様々な構成が知られている。ある構成では、基板の下面に第１電極が設けられ、基板ホルダの上面に第２電極が設けられる。第１電極と第２電極との間には、電位差が構築される。別の構成では、基板ホルダ上に２つの半円電極が設けられ、基板上には導電層が設けられる。２つの半円電極と基板上の導電層とが直列接続された２つのコンデンサとして作用するように、これら２つの半円電極間に電位差が印加される。
[0007] 例えば、ロード中は応力を解放し、露光中は基板を堅固に保持するといった相反する要件をより十分に満たすことができる改善された基板ホルダを提供することが望ましい。
[0008] 本発明の一態様では、リソグラフィ装置において使用され、かつ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、この基板ホルダは、本体表面を有する本体と、本体表面から突出する複数のバールと、を備え、各バールは基板と係合するように構成された遠位端を有し、バールの遠位端は実質的に支持平面に一致することにより、基板をバール上に実質的に平坦な状態で支持することができ、各バールの遠位端とこの遠位端に係合される基板との間の摩擦力は、例えば、基板および基板ホルダが支持平面に平行な方向に相対移動した場合に、その方向に発生し、バールの遠位端面には解放構造が設けられ、この解放構造は、摩擦力が解放構造の無い場合に生じる摩擦力よりも小さくなるように構成される。
[0009] 本発明の一態様では、基板上に像を投影するためのリソグラフィ装置が提供され、このリソグラフィ装置は、上述した基板ホルダと、基板を基板ホルダにクランプするためのクランプシステムと、を備える。
[0010] 本発明の一態様では、上述した基板ホルダと、基板を基板ホルダにクランプするためのクランプシステムと、を有するリソグラフィ装置を使用してデバイスを製造する方法が提供され、この方法は、
基板を基板ホルダ上にロードすることと、
基板の変形を緩和させることと、
クランプシステムを作動させることと、
基板上にパターンを露光することと、を含む。
[0011] 本発明の一態様では、基板ホルダを製造する方法が提供され、この方法は、
基板ホルダブランクを提供することと、
基板ホルダブランクから材料を除去して、本体表面から突出する複数のバールを画定することと、
バールを処理して、基板と係合するように構成され、かつ実質的に支持平面に一致するバール遠位端を形成することにより、基板を実質的に平坦な状態でバール上に支持することができることと、
各バールの遠位端上に解放構造を設けることであって、この解放構造は、例えば、基板および基板ホルダが支持平面に平行な方向に相対移動した場合に、各バールの遠位端とこの遠位端に係合される基板との間において当該方向に発生する摩擦力を、解放構造の無い場合と比較して小さくするように構成されることと、を含む。
[0012] 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。
[0013] 図１は、リソグラフィ装置を概略的に示す。 [0014] 図２は、一実施形態に係る基板ホルダを平面図で示す。 [0015] 図３は、一実施形態に係る基板ホルダのバールを断面図で示す。 [0016] 図４は、一実施形態に係る基板ホルダの製造方法を示す。 [0017] 図５は、一実施形態に係る基板ホルダのバールを断面図で示す。 [0018] 図６は、一実施形態に係る図５のバールを平面図で示す。 [0019] 図７は、一実施形態に係る別の基板ホルダのバールを平面図で示す。 [0020] 図８は、一実施形態に係る別の基板ホルダのバールを平面図で示す。 [0021] 図９は、一実施形態に係る基板ホルダ上にロードされた基板を断面図で示す。 [0022] 図１０は、一実施形態に係る基板ホルダの製造方法を示す。
[0023] 図１は、本発明の一実施形態に係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ＤＵＶ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築され、かつ特定のパラメータに従ってパターニングデバイスＭＡ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、レジストコート製造基板）Ｗを保持するように構築され、かつ特定のパラメータに従って、例えば基板Ｗ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ポジショナＰＷに連結されたサポートテーブル（例えば、１つ以上のセンサを支持するセンサテーブルまたは基板サポート装置６０）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、ダイの一部または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、を備える。
[0024] 照明システムＩＬとしては、放射を誘導し、整形し、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。
[0025] サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを保持する。サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡ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ＭＡ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ＭＴ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ＭＡを保持することができる。サポート構造ＭＴ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ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを、例えば、投影システムＰＳ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。
[0026] 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の機能層に対応することになる。
[0027] パターニングデバイスＭＡ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、レべンソン型(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。
[0028] 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。
[0029] 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。
[0030] リソグラフィ装置は、２つ以上のテーブル（またはステージまたはサポート）、例えば、２つ以上の基板テーブル、または、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、を有するタイプ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、複数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。リソグラフィ装置は、基板、センサテーブルおよび測定テーブルと同様に、並行して使用することができる２つ以上のパターニングデバイステーブル（またはステージもしくはサポート）を有してもよい。リソグラフィ装置は、露光前に製造基板を特徴付けるための多様なセンサが配置された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、を有するタイプのものであってもよい。
[0031] 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を満たすように、比較的高屈折率を有する液浸液１０（例えば、超純水（ＵＰＷ）などの水）によって基板Ｗ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、パターニングデバイスＭＡと投影システムＰＳとの間）に液浸液１０を加えてもよい。液浸技術を使用して、投影システムの開口数を増加させることができる。本明細書において使用される「液浸」という用語は、基板Ｗのような構造物を液浸液１０内に沈めなければならないという意味ではなく、「液浸」は、単に、露光中、投影システムＰＳと基板Ｗとの間に液浸液１０があるということを意味するものである。投影システムＰＳから基板Ｗまでの放射ビームＢの経路は、完全に液浸液１０内を通る。
[0032] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射を受ける。例えば、放射源ＳＯがエキシマレーザである場合、放射源ＳＯ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ＳＯ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ＳＯが水銀ランプである場合、放射源ＳＯ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。
[0033] イルミネータＩＬは、放射ビームＢの角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ＩＬ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ＩＬを使って放射ビームＢを調整すれば、放射ビームＢ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。放射源ＳＯと同様に、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みなすことも、みなさないこともできる。例えば、イルミネータＩＬは、リソグラフィ装置の一体部分であってもよく、または、リソグラフィ装置とは別個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を搭載可能に構成され得る。任意選択として、イルミネータＩＬは取り外し可能であり、（例えば、リソグラフィ装置の製造者または別の供給者によって）別途提供されてもよい。
[0034] 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の経路内に位置決めするように、基板サポート装置６０を正確に動かすことができる。
[0035] 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機械的に取り出した後またはスキャン中に、パターニングデバイス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。通常、サポート構造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、基板サポート装置６０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。
[0036] ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、サポート構造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。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイス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Ｐ１、Ｐ２は専用ターゲット部分を占めているが、ターゲット部分Ｃとターゲット部分Ｃ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、複数のダイがパターニングデバイスＭＡ上に設けられている場合、パターニングデバイス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。
[0037] 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。
[0038] １．ステップモードにおいては、サポート構造ＭＴおよび基板サポート装置６０を基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームＢ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、基板サポート装置６０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、単一静的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。
[0039] ２．スキャンモードにおいては、サポート構造ＭＴおよび基板サポート装置６０を同期的にスキャンする一方で、放射ビームＢ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ＭＴに対する基板サポート装置６０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によって、単一動的露光時のターゲット部分Ｃ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（および露光フィールドのサイズ）によって、ターゲット部分Ｃの高さ（スキャン方向）が決まる。
[0040] 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ＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板サポート装置６０を動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームＢ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、基板サポート装置６０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。
[0041] 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。
[0042] コントローラ５００は、リソグラフィ装置の動作全体を制御し、特に、以下に詳細に説明する動作プロセスを実行する。コントローラ５００は、中央処理装置、揮発性および不揮発性記憶手段、キーボードおよびスクリーンなどの１つ以上の入力デバイスおよび出力デバイス、１つ以上のネットワーク接続、ならびに、リソグラフィ装置の多様な部品に対する１つ以上のインタフェースを備える好適にプログラムされた汎用コンピュータとして具体化され得る。当然ながら、制御側のコンピュータとリソグラフィとの関係は、必ずしも一対一でなくてもよい。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使用して、１つのリソグラフィ装置を制御してもよい。コントローラ５００は、リソグラフィ装置がその一部を形成するリソセルまたはクラスタ内にある１つ以上の関連付けられた処理デバイスおよび基板ハンドリングデバイスを制御するようにも構成され得る。コントローラ５００は、リソセルもしくはクラスタの上位の制御システムおよび／または製造工場の統括制御システムに従属するように構成されることもできる。
[0043] 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、大きく３つのカテゴリに分類され得る。これらのカテゴリは、浴式構成、いわゆる局所化液浸システム、およびオールウェット液浸システムである。本発明の一実施形態は、特に、局所化液浸システムに関する。
[0044] 局所化液浸システムに対して提案された構成において、液体閉じ込め構造１２は、投影システムＰＳの最終光学要素１００と、投影システムＰＳに対向するステージまたはテーブルの対向面と、の間の液浸空間１１の境界の少なくとも一部に沿って延在する。テーブルの対向面は、テーブルが使用中移動し、ほとんど静止することがないため、そのように呼ばれる。一般的に、テーブルの対向面は、基板Ｗの表面、この基板Ｗを囲む基板テーブルＷＴの表面、またはそれら表面の両方である。
[0045] 液体閉じ込め構造１２は、投影システムＰＳの最終光学要素と基板Ｗおよび／または基板サポート装置６０との間の液浸空間１１内の液浸１０を少なくとも部分的に含む。液浸空間１１は、投影システムＰＳの最終光学要素の下方にあって、この最終光学要素を囲む液体閉じ込め構造１２によって少なくとも部分的に形成される。
[0046] 露光のために基板を基板サポート装置６０にロードするために、基板は、基板ハンドラロボットによって摘み上げられ、基板ホルダを貫通して突出するｅピン上へと降ろされる。ｅピンは、伸張および後退可能に作動され、その先端には基板を把持するための吸引開口部が設けられ得る。ｅピンは、基板ホルダの中心の周りに間隔を空けて配置される３つのｅピンであり得る。基板がｅピン上に置かれると、基板が基板ホルダのバールによって支持されるように、ｅピンは後退する。基板がｅピンによって保持されている間、基板は自重によって変形する（例えば、上方から見たときに凸状になる）。基板が基板のバール上に降ろされる際、基板は、その一部（例えば、縁部付近）がその他の部分（例えば、中央付近）よりも早くバールに接触することになり、バールと基板の下面との間の摩擦によって、基板が応力を受けない平坦な状態へと完全に緩和するのが妨げられ得る。
[0047] ｅピンに支持されている時の基板の曲率は、基板の剛性によって小さく、基板ホルダのバール上に基板がある時もある程度の緩和は起こるが、それにもかかわらず、望ましくないオーバレイエラーを引き起こすのに十分な残留曲率が存在する場合がある。バールと基板との間の摩擦は、第一に、露光の際に高スループットを達成するのに必要な高加速中でも確実に基板が適所に保持されるようにするため、第二に、放射ビームＢからのエネルギの吸収に起因するウェーハの熱膨張に耐えるために、必要である。したがって、基板と基板ホルダとの間のインタフェースには、相反する要件が存在する。すなわち、基板ホルダに基板が最初に配置された時には、基板を完全に緩和させ得るように摩擦が低くなくてはならないが、露光中基板を確実に保持するためには摩擦が高くなくてはならない。
[0048] 本発明によると、リソグラフィ装置において使用するための、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、この基板ホルダは、本体表面を有する本体と、本体表面から突出する複数のバールと、を備え、各バールは、基板と係合するように構成された遠位端を有し、バールの遠位端は、実質的に支持平面に一致することにより、基板は実質的に平坦な状態でバール上に支持されることができ、各バールの遠位端とこの遠位端に係合する基板との間の摩擦力は、支持平面に平行な方向に発生し、バールの遠位端には解放構造が設けられ、解放構造は、この解放構造が存在しない場合に発生し得る摩擦力よりも小さい摩擦力となるように構成される。
[0050] 解放構造は、支持平面、つまり基板の表面に平行な方向の摩擦を小さくして、基板が、基板ホルダ上に配置された時に完全に緩和することができるようにする。これは、露光中に実行するには好ましくないこともあるが、もし実行する場合は、クランプにより作用させられるクランプ力を大きくして補償することができる。
[0051] 一実施形態において、解放構造は、バールの遠位端面に付与されるダイヤモンドライクカーボン層を備える。ダイヤモンドライクカーボン層は、バールと基板との間の摩擦係数を、ＳｉＳｉＣ製のバールと比較して、約２分の１に減少させることができる。一実施形態では、解放構造は、窒化ホウ素（ＢＮ）またはβ‐Ｃ３Ｎ４の層を備える。
[0052] 一実施形態において、ダイヤモンドライクカーボン層は、約１μｍを超える厚さを有する。このような厚さにより、ダイヤモンドライクカーボン層は、堆積後に、バール表面の平坦性を増加させ、バールの遠位端が正確に支持平面に一致することを確実にするための処理を施されることが可能となる。しかし、この厚さは、特に、バールの高さが十分に正確で後処理が必要ないような場合には、５０ｎｍ程度に小さくてもよい。
[0053] 一実施形態において、ダイヤモンドライクカーボン層は、約２μｍ未満の厚さを有する。このような厚さは、ダイヤモンドライクカーボン層が、確実に、製造プロセスに起因する追加の応力を基板ホルダ内に生成しないようにするものである。
[0054] 一実施形態において、ダイヤモンドライクカーボン層はＳｉ、Ｎ、ＭｏおよびＦｌから成る群から選択される少なくとも１つの添加物を備える。ダイヤモンドライクカーボン層への添加物は、この層の特性を最適化するために使用することができる。例えば、Ｓｉは、基板ホルダのＳｉＳｉＣ材料に対する接着力を改善することができる。Ｆｌは、基板と基板ホルダとの間の摩擦をさらに小さくすることができる。
[0055] 一実施形態において、解放構造は、各バールの遠位端面内に窪みを備える。この窪みは、バールの遠位端において、基板と接触する表面積を小さくするため、基板が最初に基板ホルダ上に配置された時の摩擦を小さくする。しかし、クランプ力が印加されている時には、基板およびバールは局所的に変形して接触面積が大きくなり、摩擦も大きくなる。
[0056] 一実施形態において、解放構造は、ダイヤモンドライクカーボン層と窪みとの両方を備える。このような解放構造は、両タイプの構造の利点を併せ持ち、製造において更なる利点を有する。
[0057] 一実施形態において、窪みは、遠位端面の全面積の４分の１から４分の３の範囲の面積を有する。バールの遠位端の全面積の４分の１を超える面積を有する窪みは、摩擦を有益に小さくすることができる。バールの遠位端面の全面積の４分の３未満の面積を有する窪みは、バールの遠位端に十分なロバスト性を持たせることができる。
[0058] 一実施形態において、窪みは、１０ｎｍ〜４０ｎｍの範囲の深さを有する。窪みがこの範囲の深さを有する場合、適度なクランプ力が印加される時に、確実に、接触面積を十分に大きくすることができる。
[0059] 一実施形態において、窪みは、平面視で、円形、正方形、楕円形、星形、十字形から成る群から選択される形状を有する。このような形状の窪みは、利便的に製造することができ、所望の効果をもたらすことができる。
[0060] 一実施形態において、遠位端面は、窪みを囲む連続的なリングを備える。このような構造は、バールの遠位端に十分なロバスト性を確実に与えることができる。
[0061] 一実施形態において、窪みの一部は、遠位端面の周縁部まで延在する。このような構造は、クランプ力が作用され、基板およびバールが変形した時に窪み内のガスを放出させるための通路を提供することができる。
[0062] 本発明は、基板上に像を投影するためのリソグラフィ装置も提供することができ、このリソグラフィ装置は、上述したような基板ホルダと、基板を基板ホルダに対してクランプするためのクランプシステムと、を備える。
[0063] 一実施形態では、クランプシステムは、基板を基板ホルダに向けて付勢するためのクランプ力を作用させるように構成され、このクランプ力は、作用している時に、窪みの面積内のバールに基板を接触させるのに十分な強さである。
[0064] 本発明は、上述したような基板ホルダと、基板を基板ホルダに対してクランプするためのクランプシステムと、を有するリソグラフィ装置を使用してデバイスを製造する方法も提供する。この方法は、基板を基板ホルダ上にロードすることと、基板の変形を緩和させることと、クランプシステムを作動させることと、基板上にパターンを露光させることと、を含む。
[0065] クランプを作動させる前に基板の変形を緩和させることによって、オーバレイエラーを最小限に抑えることができる。解放構造は、この緩和を遅延なく発生させることができる。
[0066] 本発明は、基板ホルダを製造する方法を提供し、この方法は、基板ホルダブランクを提供することと、基板ホルダブランクから材料を除去して、本体表面から突出する複数のバールを画定することと、バールを処理して、実質的に支持平面に一致するバール遠位端面を形成することにより、基板を実質的に平坦な状態でバール上に支持することができることと、基板とバールとの間の支持平面に平行な力を小さくするように構成された解放構造を提供することと、を含む。
[0067] 一実施形態において、解放構造を提供することは、遠位端面上にダイヤモンドライクカーボン層を提供することを含む。
[0068] 一実施形態において、解放構造を提供することは、ダイヤモンドライクカーボン層内に窪みを形成することをさらに含む。ダイヤモンドライクカーボン層は均一である一方、バール材料（例えば、ＳｉＳｉＣ）は均一でなくてもよく、信頼性高く窪みを形成することができる。
[0069] 一実施形態において、解放構造を提供することは、遠位端面内に窪みを形成することを含む。
[0070] 図２は、基板サポート装置６０の一部を形成する基板ホルダＷＴを示している。基板ホルダＷＴは、本体上面２２を有する本体２１と、本体上面２２から突出する複数のバール２０と、を備える。基板は、バールの遠位端面によって支持することができ、この遠位端面は、基板を平坦な状態で支持するための実質的に平坦な支持平面に一致している。本体２１およびバール２０は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）粒子をケイ素マトリックス内に有するセラミック材料であるＳｉＳｉＣから形成され得る。
[0071] 複数の貫通孔８９が本体内に形成されている。貫通孔８９により、ｅピンは基板ホルダＷＴを貫通して突出し、基板Ｗを受けることができ、かつ、基板Ｗと基板ホルダＷＴとの間の空間を真空にすることができる。基板と基板ホルダとの間の空間の真空引きは、ＥＵＶ放射を使用するリソグラフィ装置の場合のように、基板上方の空間が真空引きされない場合に、基板を適所に保持するためのクランプ力を提供することができる。ＥＵＶ放射を使用するリソグラフィ装置では、電極は、基板ホルダＷＴ上に設けられて静電クランプを形成し得る。
[0072] 例えば、基板ホルダＷＴと基板Ｗとの間のガス流および／または熱伝導度を制御するための他の構造が設けられてもよい。基板ホルダＷＴの周辺部付近にはエッジシール８５が設けられる。エッジシール８５は、基板ホルダＷＴの外側を囲む突出した稜部である。エッジシール８５は、基板Ｗとは接触しない一方で、基板Ｗと基板ホルダＷＴとの間の空間に入るガス流を減少させて真空クランプを強化するように、バール２０よりわずかに低い高さを有する。基板ホルダは、例えばヒータおよびセンサなどの電子コンポーネントも備えて、基板ホルダＷＴおよび基板Ｗの温度を制御することができる。
[0073] バール２０は、図３に拡大して示されている。一実施形態において、バール２０は、１００μｍ〜５００μｍの範囲であって、例えば、約１５０μｍの高さｈ１を有する。バール２０の遠位端面２０ａの直径ｄ１は、１００μｍ〜３００μｍの範囲であって、例えば、約２００μｍであり得る。バール間の間隔、つまり隣接した２つのバールの中心間の距離は、約０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲であって、例えば、約１．５ｍｍであり得る。一実施形態において、全てのバール２０の遠位端面２０ａの総面積は、基板Ｗまたは基板ホルダＷＴの総面積の１％〜３％の範囲である。図３に示すように、バール２０は、側壁２０ｂがわずかに傾斜した円錐台形であり得る。一実施形態において、この側壁２０ｂは、製造上より都合がよい場合は、垂直であっても、張り出していてもよい。一実施形態において、バール２０は、平面視で円形である。バール２０は、必要に応じて、他の形状に形成されてもよい。
[0074] 一実施形態において、バール２０の遠位端面２０ａ上にはダイヤモンドライクカーボン層２３が設けられて、解放構造を形成している。ダイヤモンドライクカーボン層２３は、５０ｎｍ〜２μｍの範囲、望ましくは１μｍ〜２μｍの範囲の厚さｔ１を有する。厚さが１μｍよりも厚い場合、ダイヤモンドライクカーボン層２３は、その上面が支持平面ＳＰに正確に一致することを確実にするために、堆積後に厚さを調節することが可能になる。厚さが２μｍよりも薄い場合、ダイヤモンドライクカーボン層２３の堆積によって基板ホルダＷＴに追加的な応力が生じることが確実になくなる。基板ホルダＷＴに追加的な応力がかかると、この基板ホルダＷＴが変形することがある。
[0075] ダイヤモンドライクカーボン層２３の正確な配合は、例えば、本体２１の材料への粘着性、機械的強度、ロバスト性、および基板Ｗへの摩擦係数等の所望の特性を達成するように選択することができる。ダイヤモンドライクカーボン層２３に含まれ得る好適な添加物には、ケイ素、窒素、モリブデンおよびフッ素が含まれ得る。基板ホルダＷＴの本体２１およびバール２０がＳｉＳｉＣから形成されている場合、ダイヤモンドライクカーボン層２３にケイ素を含めることで、バールの遠位端面２０ａへの粘着性を向上させることができる。一実施形態では、遠位端面２０ａとダイヤモンドライクカーボン層２３のとの間に、粘着促進層を設けてもよい。ダイヤモンドライクカーボン層２３へフッ素を添加することで、摩擦をさらに小さくすることができる。
[0076] 本発明の一実施形態では、ダイヤモンドライクカーボン層２３は、ダイヤモンドライクカーボン層２３を使用しないＳｉＳｉＣの基板ホルダＷＴと比較して、基板ホルダＷＴと基板との間の摩擦を約２分の１に小さくするが、それ以外は、あらゆる点において同等である。本発明の一実施形態において、引っ張り力に対する垂直抗力の比率として定義される摩擦係数は、約０．１であり得る。摩擦係数は、基板テーブル上に１つの基板を配置し、基板テーブルを横断するように基板を引きずるのに要する力を測定することによって、測定することができる。垂直抗力は、望ましくは、ミリニュートンのオーダーであり、基板の重量、基板上に印加される追加の重力、または基板全体にわたる圧力差を通して与えられ得る。周囲湿度は、摩擦係数の測定に影響し得るため、測定は、３０°〜７０°の範囲の相対湿度ＲＨで行われることが望ましい。
[0077] 本発明のダイヤモンドライクカーボン層２３のさらなる利点として、ＳｉＳｉＣよりも剛性があることが挙げられる。本発明の一実施形態において、ダイヤモンドライクカーボン層２３は、純ＳｉＳｉＣよりも約６０％大きい剛性を有する。このように剛性が大きいことは、基板Ｗの熱変形を抑制するのに役立つ。
[0078] 図４は、本発明の一実施形態に係る基板ホルダＷＴを製造する方法を示す。適度な直径および厚さを有する、例えばＳｉＳｉＣ製のブランクを放電加工により機械加工して（Ｓ１）基板ホルダＷＴの表面上にバール２０および他の構造物を形成する。その後、ラップ研磨加工を実行し（Ｓ２）、バール２０の高さを、放電加工を使用して可能な高さよりも高い精度レベルで補正する。バール２０の遠位端面２０ａの表面粗さもこのラップ研磨加工によって改善される。次に、バール２０の遠位端面２０ａ上にダイヤモンドライクカーボン層２３をコーティングする。一実施形態において、ダイヤモンドライクカーボン層２３は、そのコーティングがバール２０の遠位端面２０ａのみに付与され、側面２０ｂには付与されないように、マスクを介してコーティングされる。一実施形態において、ダイヤモンドライクカーボン層２３は、最初に基板テーブルＷＴの全体に提供され、その後バール２０の側面２０ｂおよび本体上面２２から除去される。
[0079] ダイヤモンドライクカーボン層２３をバール２０に付与した後、後処理工程Ｓ４を適用して、ダイヤモンドライクカーボン層２３の上面が確実に所望の平坦性を有し、支持面ＳＰに正確に一致するようにする。後処理工程Ｓ３は、例えばレーザアブレーションによる材料の選択的な除去を伴う。後処理の後、基板ホルダＷＴを検査し（Ｓ５）、必要に応じて再加工してもよい。
[0080] 図５は、本発明の一実施形態に係るバール３０を断面図で示す。図６は、バール３０を上方から見た平面図を示す。バール３０の全体的な寸法、例えば、高さｈ２および遠位端面３０ａの直径ｄ３は、バール２０の対応する寸法と同様である。バール２０と同様に、バール３０の側面３０ｂは、バール３０が全体的に円錐台形になるように、傾斜している。
[0081] バール３０は、その遠位端面３０ａに窪み３１を有し、解放構造を形成している点で、バール２０とは異なる。窪み３１は、１０ｎｍ〜４０ｎｍの範囲であって、例えば約２０ｎｍの深さｅ１を有する。窪み３１は、バール３０の遠位端面３０ａの全体的な直径ｄ３の約５０％〜約９０％の範囲の直径ｄ２を有する。一実施形態では、窪み３１の面積は、遠位端面３０ａの全面積の約４分の１〜約４分の３の範囲である。
[0082] 図５は、窪み３１を円筒形として示しているが、窪み３１は正確に円筒形でなくてもよい。窪みの側壁３１ｂは、内側または外側に向けて傾斜していてもよく、窪みの底面３１ａは平坦である必要はない。例えば、窪みの底面は、上方から見て凹面であってもよい。窪み３１が円筒形でない場合、その直径は、平面ＳＰにおいて最大直径として測られ、その面積もまた同様に平面ＳＰにおいて測定されるべきである。深さｅ１は、平面ＳＰから最も遠い点で測定されるべきである。
[0083] バール３０の遠位端面３０ａ内の窪み３１は、平面視で円形である必要はなく、例えば、図７に示されるような正方形や、楕円形、または星形といった任意の利便的な形態であってよい。非円形の窪み３１’の場合、窪みの面積は、遠位端面３０ａの総面積の４分の１から４分の３の範囲であることが望ましく、直径ｄ４は、上記規定した範囲内に収まる必要はない。一実施形態では、窪みの形状は、選択された製造方法にとって最も利便性が高くなるように決定される。
[0084] 一実施形態において、図８に示されるように、窪み３１’’は、主要窪み部３１１と、主要窪み部３１１から遠位端面３０ａの縁部まで続く複数のチャネル３１２と、を備える。チャネル３１２は、窪み３１’’内に存在し得るガスを放出させる。
[0085] 図９は、基板Ｗがクランプ力ＣＦで基板テーブルＷＴ上に保持されている時の窪み３１の作用を示している。クランプ力ＣＦは、上述したように真空クランプまたは静電クランプによって印加され得る。図９に示すように、クランプ力は、基板Ｗと基板テーブルＷＴとの間の接触総面積が大きくなるように、基板Ｗおよびバール３０の遠位端の局所的な変形を生じさせる。したがって、基板Ｗと基板ホルダＷＴとの間の摩擦も同様に大きくなる。クランプ力が印加されている時の基板Ｗと基板ホルダＷＴとの間の接触量は、窪み３１の形状および深さを含む基板Ｗおよび基板ホルダＷＴの多様な特性、ならびにクランプ力の大きさに応じて変化する。
[0086] 一実施形態において、クランプ力が印加されている時の基板Ｗと基板ホルダＷＴとの間のバールごとの接触面積が遠位端面３０ａの総面積に実質的に等しければ、クランプ力は十分である。このように、露光中に基板を適所に保持し、かつ基板の熱変形に耐えるのに十分な実質的な摩擦力を達成することができる。クランプ力の印加前は、基板Ｗと基板ホルダＷＴとの間のバールごとの接触面積は、窪み３１を除いた遠位端面３０ａの面積に限定される。したがって、クランプ力の印加前には、実質的に小さい摩擦力が存在しており、基板Ｗは取扱いから生じるあらゆる変形から完全に緩和されることができる。
[0087] 図１０は、本発明の一実施形態に係る方法を示している。放電加工Ｓ１およびラップ研磨Ｓ２の初期工程は、図４の方法と同様である。その後、例えばレーザアブレーションにより、バールの遠位端面に窪みが形成される。窪みは、放電加工またはマスクを介したエッチングによっても形成することができる。マスクは、リソグラフィにより画定され得る。その後、図４と同一の後処理工程Ｓ４および検査工程Ｓ５が実行される。
[0088] 当然ながら、本発明の上述した複数の実施形態は、組み合わせることができる。換言すれば、解放構造は、ダイヤモンドライクカーボン層と窪みとの組み合わせとして形成されてもよい。このような組み合わせによる解放構造は、最初に窪みを形成し、その後ダイヤモンドライクカーボン層を付与するか、その逆により、形成することができる。ダイヤモンドライクカーボン層が最初に付与される場合、窪みの形成をより簡単にすることができる。ダイヤモンドライクカーボン層は、均一であるため、より簡単に処理することができる。基板ホルダＷＴ、特にそのバール３０が、マトリックス内に粒子を持つＳｉＳｉＣのような材料から製造される場合、一定のサイズおよび形状を有する窪みを製造することはより難しくなり得る。
[0089] 本発明の一実施形態では、基板ホルダＷＴの全てのバールに同一の解放構造が設けられていることが望ましい。しかし、特定のバール、例えば基板ホルダの中央領域内のバールのみに解放構造が設けられることも可能である。また、一部のバールに異なる解放構造を付与することも可能である。全てのバールに同一の解放構造を持たせることにより、バールの均一な剛性が保障され、剛性のばらつきに起因する非平坦性が生じる可能性が低くなる。最も外側にあるバールは最も摩耗を受けやすく、解放構造のないバールは摩耗に耐える可能性がより高いため、基板ホルダＷＴの周辺部付近のバール上に解放構造を設けなければ、基板ホルダＷＴの耐用期間を長くすることができる。
[0090] 本発明の一実施形態は、パターニングデバイスＭＡ（例えば、マスク）用のサポート構造ＭＴに適用することができる。パターニングデバイスＭＡをサポート構造上にロードする際、変形が発生することがあるため、上述したのと同様にあらゆる変形を解放するという要求が当てはまる。また、パターニングデバイスＭＡは、基板と同様に、露光中は堅固に保持されなくてはならない。しかし、透過性のマスクは、その周辺部の周りのみが保持され、サポート構造は放射を通過させるためのアパーチャを有する。
[0091] 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１つまたは複数の処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
[0092] 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、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長、またはおよそこれらの値の波長を有する）を含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折および反射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。
[0093] 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。
[0094] 本明細書に記載した全てのコントローラは、１つ以上のコンピュータプログラムが、リソグラフィ装置の少なくとも１つのコンポーネント内に配置された１つ以上のコンピュータプロセッサによって読まれた時に、それぞれ動作可能であってもよく、または組み合わされて動作可能であってもよい。これらのコントローラは、それぞれが、または組み合わされて、信号を受信、処理および送信するための好適な構成を有し得る。１つ以上のプロセッサは、コントローラの少なくとも１つと通信するように構成される。例えば、各コントローラは、上述した方法のための機械可読命令を含むコンピュータプログラムを実行するための１つ以上のプロセッサを備え得る。コントローラは、そのようなコンピュータプログラムを記憶するための記憶媒体および／またはそのような媒体を受けるためのハードウェアを備え得る。したがって、コントローラは、１つ以上のコンピュータプログラムの機械可読命令にしたがって動作することができる。
[0095] 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 (11)

  1. リソグラフィ装置において使用され、かつ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する複数のバールと、を備え、
    各バールは前記基板と係合するように構成された遠位端を有し、
    前記バールの前記遠位端は、実質的に支持平面に一致し、基板を支持するように構成され、
    各バールの遠位端とこの遠位端に係合される基板との間の摩擦力は、前記支持平面に平行な方向に発生し、
    前記バールの遠位端面には、解放構造が設けられ、
    前記解放構造は、前記摩擦力が前記解放構造の無い場合に生じる摩擦力よりも小さくなるように構成され、
    前記解放構造は、前記バールの前記遠位端面に付与されたダイヤモンドライクカーボン層と、前記ダイヤモンドライクカーボン層に設けられた１０ｎｍ〜４０ｎｍの範囲の深さを有する窪みを備える、基板ホルダ。
  2. 前記解放構造は、各バールの前記遠位端面内に単一の窪みを備える、請求項１に記載の基板ホルダ。
  3. 前記窪みは、平面視で、円形、正方形、楕円形、星形、十字形から成る群から選択される形状を有する、請求項２に記載の基板ホルダ。
  4. 前記窪みは、前記遠位端面の総面積の４分の１〜４分の３の範囲の面積を有する、請求項２または３に記載の基板ホルダ。
  5. 前記遠位端面は、前記窪みを囲む連続的なリングを備える、請求項１または２に記載の基板ホルダ。
  6. 前記窪みの一部は、前記遠位端面の周縁部まで延在する、請求項１または２に記載の基板ホルダ。
  7. 前記窪みは、主要窪み部と、前記主要窪み部から前記遠位端面の前記周縁部まで続く複数のチャネルと、を備える、請求項６に記載の基板ホルダ。
  8. 前記ダイヤモンドライクカーボン層は、Ｓｉ、Ｎ、ＭｏおよびＦから成る群から選択される少なくとも１つの添加物を含む、請求項１に記載の基板ホルダ。
  9. 基板上に像を投影するためのリソグラフィ装置であって、
    請求項１または２に記載の基板ホルダと、
    基板を前記基板ホルダに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。
  10. 前記クランプシステムは、使用中、前記基板を前記基板ホルダに向けて付勢するクランプ力を作用させるように構成され、
    前記クランプ力は、前記クランプ力が作用している時、前記基板が前記窪みの面積内の前記バールに接触するのに十分な強さである、請求項９に記載のリソグラフィ装置。
  11. 請求項９または１０に記載のリソグラフィ装置を使用してデバイスを製造する方法であって、
    基板を前記基板ホルダ上にロードすることと、
    前記基板の変形を緩和させることと、
    前記クランプシステムを作動させることと、
    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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