KR100528982B1

KR100528982B1 - 척, 리소그래피투영장치, 척의 제조방법 및디바이스제조방법

Info

Publication number: KR100528982B1
Application number: KR10-2003-0027346A
Authority: KR
Inventors: 엘프 얀 판; 페터 기센; 데르 펠데 야콥 얀 판
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2002-05-01
Filing date: 2003-04-29
Publication date: 2005-11-16
Also published as: JP2004047982A; TWI294637B; SG106683A1; CN100395661C; TW200410303A; JP3851891B2; CN1456933A; DE60336189D1; EP1359466A1; KR20030086912A; US20040012767A1; US6864957B2

Abstract

본 발명은, 정전기 척의 유전요소가 적어도 10¹⁶Ωcm의 고유저항을 갖는 척을 가지고 있어, 일단, 척이 전극들 사이의 전위차가 제거되면, 클램프될 대상물상의 힘이 사전설정된 최소레벨 이하로 급속하게 감소되는 리소그래피 투영장치에 관한 것이다. 상기 유전요소는 또한 0.02 x 10^-6K^-1미만의 열팽창계수를 가진다. 유리세라믹요소를 그들 사이에 끼워져서 전류를 제2유리요소로 통과시키는 전극을 구비하고 있는 유리요소와 결합시키는 단계를 포함하는 척의 제조방법이 또한 개시되어 있다.

Description

척, 리소그래피투영장치, 척의 제조방법 및 디바이스제조방법{Chuck, Lithographic Projection Apparatus, Method of Manufacturing a Chuck and Device Manufacturing Method}

본 발명은,

- 리소그래피투영기술을 채택하는 디바이스 제조시에 처리될 기판; 또는

- 리소그래피투영장치, 마스크검사나 세정장치와 같은 마스크취급장치 또는 마스크제조장치내의 리소그래피투영마스크 또는 마스크블랭크를 정전기력에 의하여 지지테이블상에 유지하는 데 사용되는 척에 관한 것으로서, 상기 척은 제1유전부재를 포함한다.

또한 본 발명은,

- 방사선의 투영빔을 공급하는 방사선시스템;

- 소정패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

- 기판을 잡아주는 기판테이블; 및

- 기판의 타겟부상에 패터닝된 빔을 투영하는 투영시스템을 포함하는 리소그래피투영장치에 관한 것이다.

또한 본 발명은 리소그래피투영장치에 사용되는 기판, 거울 또는 마스크테이블 또는 척 또는 프레임을 제조하는 방법에 관한 것이다.

여기서 사용되는 "패터닝수단(patterning means)" 이라는 용어는 기판의 타겟부에 형성되어야 할 패턴에 대응하는, 패터닝된 단면을 입사하는 방사선빔에 부여하도록 사용될 수 있는 수단을 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에서는 "광 밸브(light valve)"라는 용어로도 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적회로 또는 기타 디바이스와 같이 타겟부에 형성될 디바이스내의 특정기능층에 해당할 것이다(이하 참조). 그러한 패터닝수단의 예로는 다음과 같은 것들이 포함된다.

- 마스크. 마스크의 개념은 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상반전(alternating phase-shift)형 및 감쇠 위상반전형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크형식도 포함된다. 방사선빔내에 이러한 마스크가 놓이면, 마스크상의 패턴에 따라 마스크에 입사되는 방사선의 선택적인 투과(투과마스크의 경우) 또는 반사(반사마스크의 경우)가 이루어진다. 마스크의 경우, 상기 지지구조체는 일반적으로 마스크테이블이 될 것이며, 이것은 입사되는 투영빔 내의 소정위치에 마스크가 잡혀 있을 수 있게 하며, 필요한 경우에는 마스크가 상기 빔에 대하여 이동될 수 있다.

- 프로그램가능한 거울배열. 이러한 장치의 예로는, 점탄성제어 층(viscoelastic control layer)과 반사면을 구비한 매트릭스-어드레서블 표면이 있다. 이러한 장치의 기본원리는, (예를 들어) 반사면의 어드레스된 영역(addressed area)에서는 입사광을 회절광으로 반사하는 한편, 어드레스되지 않은 영역에서는 입사광을 비회절광으로 반사하는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 반사된 빔 중에서 상기 비회절광을 필터링하여 회절광만 남게 할 수 있다. 이러한 방식으로 빔은 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 프로그램가능한 거울배열의 대안적인 실시예는 적절히 국부화된 전계를 가하거나 압전작동수단(piezoelectric actuation mean)을 채용하여 축을 중심으로 각각의 거울이 개별적으로 기울어질 수 있는 작은 거울들의 매트릭스 배치를 채용하는 것이다. 마찬가지로, 상기 거울은 매트릭스-어드레서블이며, 어드레스된 거울은 입사되는 방사선빔을 어드레스되지 않은 거울과는 다른 방향으로 반사한다. 이러한 방식으로, 상기 반사된 빔은 상기 매트릭스-어드레서블 거울의 어드레싱 패턴에 따라 패터닝된다. 이때 요구되는 매트릭스 어스레싱은 적절한 전자수단을 사용하여 수행될 수 있다. 상기에 서술된 두 가지 상황 모두에서, 패터닝수단은 1 이상의 프로그래밍가능한 거울배열을 포함할 수 있다. 이러한 거울배열에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 본 명세서에서 참고 자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,296,891호, US 5,523,193호 및 PCT 특허출원 WO 98/38597호, WO 98/33096호로부터 얻을 수 있다. 프로그래밍가능한 거울배열의 경우, 상기 지지구조체는 예를 들어, 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.

- 프로그래밍 가능한 LCD 배열. 이러한 구조의 일례는 본 명세서에서 참고 자료로 채용되고 있는 미국특허 US 5,229,872호에 개시되어 있다. 상기와 마찬가지로, 이러한 경우 상기 지지구조체는 필요에 따라 고정되거나 움직일 수 있는 프레임 또는 테이블로써 구현될 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 본 명세서의 나머지 부분 중 어느 곳에서는 그 자체가 마스크 및 마스크테이블을 포함하는 예시적인 용어로서 지칭될 수도 있다. 하지만, 그러한 예시에서 논의된 일반적인 원리는 상술한 바와 같은 패터닝수단의 광의의 개념으로 이해되어야 한다.

예를 들어, 리소그래피 투영장치는 집적회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 상기 패터닝수단은 IC의 개별층에 해당하는 회로패턴을 생성할 수 있으며, 상기 패턴은 한 층의 방사선감응재(레지스트)로 코팅된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 타겟부(예를 들면, 1이상의 다이로 구성되는)에 묘화될 수 있다. 일반적으로 한장의 웨이퍼에는 인접하여 있는 여러 개의 타겟부로 구성된 전체적인 네트워크를 포함하며, 이들 타겟부는 투영시스템을 통하여 한번에 하나씩 연속적으로 조사된다. 현재 통용되는 장치에서, 마스크테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 채택하는 데에는, 두 가지 서로 다른 형식의 기계로 구분될 수 있다. 한 가지 형태의 리소그래피 투영장치에서는 타겟부상에 전체 마스크패턴을 한번에 노광함으로써 각 타겟부가 조사되는데, 이러한 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)라고 한다. 통상, 스텝-앤드-스캔 장치(step-and-scan apparatus)라고 불리워지는 대체장치에서는 투영빔하에서 소정의 기준방향("스캐닝" 방향)으로 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하는 한편, 이 방향과 같은 방향 또는 반대 방향으로 기판을 동기화시켜 스캐닝함으로써 각 타겟부가 조사된다. 일반적으로 투영시스템은 배율인자 Ｍ(일반적으로 <1)을 가지므로 기판테이블이 스캐닝되는 속도(V)는 마스크테이블이 스캐닝되는 속도의 인자 Ｍ배가 된다. 여기에 서술된 리소그래피장치와 관련된 보다 상세한 정보는 예를 들어, US 6,046,792호로부터 얻을 수 있으며 본 명세서에서도 참조자료로 채용된다.

리소그래피 투영장치를 사용하는 제조공정에서, (예를 들어, 마스크의) 패턴은 방사선감응재(레지스트)의 층이 최소한의 부분에라도 도포된 기판상에 묘화된다. 이 묘화단계에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트도포 및 소프트 베이크와 같은 여러가지 과정을 거칠 수 있다. 노광 후에는, 노광후 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 묘화된 피쳐의 측정/검사와 같은 또 다른 과정을 거치게 된다. 이러한 일련의 과정은, 예를 들어 IC 디바이스의 개별층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 그런 다음 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 폴리싱 등과 같은, 모두가 개별층을 마무르도록 하는 여러 공정을 거친다. 여러 개의 층이 요구된다면, 새로운 층마다 전체공정 또는 그것의 변형된 공정이 반복되어져야만 할 것이다. 그 결과로, 기판(웨이퍼)상에는 디바이스의 배열이 존재하게 될 것이다. 이들 디바이스는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의하여 서로 분리되고, 이들 각각의 디바이스는 캐리어에 장착되고 핀 등에 접속될 수 있다. 이와 같은 공정에 관한 추가 정보는, 예를 들어, 본 명세서에서 참고자료로 채용되고 있는 "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing (3판, Peter van Zant 저, McGraw Hill출판사, 1997년, ISBN 0-07-067250-4)"으로부터 얻을 수 있다.

설명을 간단히 하기 위하여, 상기 투영시스템은 이후에 "렌즈"라고 언급될 것이다. 하지만 이 용어는 예를 들어, 굴절광학, 반사광학 및 카타디옵트릭 (catadioptric) 시스템을 포함한 다양한 형태의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 또한 상기 방사선시스템은 방사선 투영빔의 지향, 성형 또는 제어하기 위한 임의의 설계방식에 따라 동작하는 구성요소를 포함할 수 있고, 이후의 설명에서는 이러한 구성요소들을 집합적으로 또는 개별적으로 "렌즈"라고 언급할 것이다. 더 나아가, 상기 리소그래피장치는 2이상의 기판테이블(및/또는 2 이상의 마스크테이블)을 구비하는 형태가 될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 장치에서는 추가 테이블이 병행으로 사용될 수 있으며, 1이상의 테이블이 노광에서 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어 US 5,969,441호 및 WO 98/40791호에는 듀얼스테이지 리소그래피장치가 개시되어 있으며, 본 명세서에서도 인용 참조되고 있다.

리소그래피장치에서는, 스캐닝동작시에 기판이 높은 가속을 겪을 때에도 그 위치가 정확히 알려질 수 있도록 기판이 기판테이블상에 단단히 고정된 채로 유지되어 있어야 한다. 현존하는 기계에는, 기판홀더, 즉 척은 벽에 의하여 둘러싸인 돌출된(pimpled) 표면을 포함한다. 기판이 벽 및 핌플(pimple)상에 놓이고, 그 뒤의 공간은 배기되어 상부의 공기압력이 기판을 제자리에 유지시키는 강력한 클램핑력을 제공한다. 이러한 기판홀더의 보다 상세한 설명은 EP-A-0 947 884호에 개시되어 있으며, 본 명세서에서 참고자료로 인용된다.

상기 종류의 기판홀더는 최신 리소그래피장치에 효과적임이 입증되었다. 하지만, 감소된 크기의 피처를 묘화하고자 하는 끊임없는 요구를 충족시키기 위해서는, 투영빔에 사용되는 방사선의 파장을 감소시킬 필요가 있다. 따라서, 현재 통용되는 장치는 248㎚, 193㎚ 또는 157㎚의 파장을 갖는 자외선 방사선을 사용하지만, 해상도를 개선시키려면 극자외선(EUV) 방사선(즉, 대략 50㎚ 이하의 파장을 갖는), x-레이, 전자 또는 이온을 사용하는 리소그래피장치를 개발할 필요가 있다. 이들 제안된 종류의 방사선은 빔경로, 또는 적어도 그것의 실질적인 부분이 진공상태로 유지되어야만 하는 요건을 모두 공유한다. 따라서, 기판 위에 임의의 공기압력이 없으면, 종래의 진공-기본의 기판홀더가 기능을 할 수 없다.

마스크기록, 마스크세정 및 마스크검사장치에서도 유사한 요건이 충족되어야 하며, 척도 리소그래피투영장치에서와 동일한 문제에 직면한다.

그러므로, 정전기 척을 사용하여 기판테이블상으로 기판을 잡아주는 정전기력을 이용하는 것이 제안되었다. 이를 실행하기 위해서는, 전극에 의해 유전재료에 걸쳐 전위차가 인가된다. 이러한 정전기 척(또는 클램프)의 일례에서, 기판상의 전극과 기판테이블 안 또는 위의 전극상에 전위차가 인가된다. 전위차가 가해질 때에, 기판의 전극 및 상기 테이블의 전극은 반대로 대전되며 기판을 그 자리에 클램핑하도록 충분한 힘을 가지고 서로 당긴다.

US 2002/0044267호에는 홀더가 위치설정된 ULE(TM)로 만들어진 플래튼(platen)을 포함하는 홀더가 개시되어 있다. 예를 들어, 홀더는 US 5,221,403호, US 5,835,333호 또는 US 5,835,334호에 시되어 있는 바와 같이 정전기 척일 수 있다.

여전히 인력이 작용하기 때문에 전극 사이에 인가된 전위차가 제거된 후에도 척으로부터 기판을 제거하는 것이 어려울 수 있다는 것이 발견되었다. 이는 그들 테이블로부터 기판을 로딩하고 언로딩하는데에 긴 시간이 소요되기 때문에 생산성에 유해한 영향을 줄 수 있다.

이들 문제는 리소그래피투영장치, 마스크검사 또는 세정장치와 같은 마스크취급장치 또는 마스크제조장치에서 리소그래피투영마스크 또는 마스크블랭크를 지지테이블상으로 유지하는 데 척이 사용되는 경우에 존재한다. 또한, 본 발명의 척은 어떠한 종류의 장치내에도 통합될 수 있다.

본 발명의 목적은 전극사이에 인가된 전위차가 제거된 후에 신속한 기판의 제거가 용이하고 열요동(thermal fluctuation)으로 인한 원치않는 진동을 그 위치에서 회피하도록 낮은 열팽창계수를 갖는 클램프를 제공하는 것이다.

상기 목적과 또 다른 목적은 서두에 서술된 본 발명에 따른 척에 의하여 달성되며, 상기 제1유전부재는 적어도 10¹⁶Ω㎝의 고유저항(specific resistivity)을 가지고 0.02 x 10^-6K^-1보다 낮은 열팽창계수를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 유전부재는 적어도 10¹⁶Ω㎝의 고유저항을 가지는 것을 확실히 보장함으로써, 전극사이의 전위차가 제거된 후, 척의 잔류 클램핑력은 수용가능한 시간주기내에 수용가능한 레벨로 떨어진다는 것을 발견하였다. 이는 척의 클램핑력이 대전된 전극 사이의 순수 용량성 인력의 조합때문이며, 상기 힘은 Johnson-Rahbet 효과로 인한 것이다.

Johnson-Rahbet 효과는 전극사이의 유전부재를 통한 전류 누설에 좌우된다. Johnson-Rahbet 효과에 의하여 발현된 힘은 전극사이의 전위차가 존재하는 시간에 따라 증가한다. 일단, 전극 사이의 전위차가 제거되면, Johnson-Rahbet 효과로 인한 힘은 유전부재의 전도성 및 웨이퍼/마스크 계면에 대한 유전재료의 저항에 의하여 결정된 속도로 시간에 따라 감소된다.

적어도 10¹⁶Ω㎝의 고유저항을 갖는 유전체를 이용함으로써, Johnson-Rahbet 효과로 인한 클램핑력은 리소그래피투영장치에서 전위차가 전극사이에 인가된 통상적인 시간주기동안에 수용가능한 한계로 지속된다는 것이 발견되었다.

유전부재는, 극히 평탄한 표면에 대하여 폴리싱될 수 있고 낮은 열팽창계수를 갖는다는 점에서, 양호한 광학 특성 및 기계적인 특성을 가져야 한다. 이는 기판(W)이 제1유전부재와 직접 접촉하고 있기 때문이다. ULE(TM), 유리(One Riverfront Plaza, Corning, NY 14831소재의 Corning사에 의하여 제조됨)가 필요한 기준을 모두 만족하고 있다는 것을 발견하였다.

정전기 척의 다양한 여러가지의 구성(arrangement)이 가능하다. 이들은 정전기 척이 평탄한 유전부재인 것을 기본으로 하고 유전부재와 접촉해 있는 기판의 표면상에 제1전극이 제공되며 기판테이블상에 제2전극이 제공되는 구성을 포함한다. 하지만, 보다 복잡한 정전기 척은 제1표면에 대향하는 유전부재의 제2표면상에 제1 및 제2전극이 제공되고, 제1 및 제2전극이 이격되어 있는 관계에 있는 구성을 포함할 수도 있다. 이 방식에서는 기판을 접지시킬 필요가 없다. 이 실시예에서, 기판테이블로부터 분리되는 정전기 척을 만들 수 있으므로, 상기 척은 용이하게 세정될 수 있다.

또 다른 정전기 척은 제1유전부재의 제2측에 부착된 코어를 더욱 포함하는 정전기 척에 의하여 달성되며, 제2유전부재가 상기 제1유전부재에 대향해 있고 코어와 제2유전부재 사이에 개재된 제3전극을 가진 채로 측상의 코어에 부착된다. 이 경우, 정전기 척을 기판테이블에 유지시키는 제3전극과 상호작용하는 기판테이블 내에 또는 그 위에 또 다른 전극이 제공된다.

이러한 척을 제공하기 위해서, 유전부재 및 코어를 부착시킬 필요가 있다. 통상적으로 정전기 척의 이들 부분 모두에 최적인 재료는 요구되는 광학 특성 및 기계적인 특성(평탄성 및 낮은 열팽창)을 갖는 유리세라믹이나 유리이다. 상술된 바와 같이, ULE(TM)는 유전요소에 바람직한 재료중의 하나이다. 코어는 열팽창재료가 낮은 여하한의 물질, 예를 들어, Zerodur(TM)(Schott Glas, Hattenbergstrasβe 10 55120, Mainz, Germany)로 만들어질 수 있다. 이들 재료는 서로 결합하기가 극히 힘들다. 접착제의 영률이 유리 또는 유리세라믹의 그것과 다르기 때문에 2개의 요소를 서로 접착하려면 유전요소의 제1표면의 평탄도를 악화시키는 접착제를 선택하여 사용하지 않아야 하며, 유리(또는 유리세라믹)가 얇고 접착제의 두께가 균일하지 않은 경우, 표면 전역에 걸쳐 강건성(stiffness)의 변화가 생겨 폴리싱중에 달성할 수 있는 평탄도가 감소되게 한다. 더욱이, 접착제의 열팽창계수가 매우 높기 때문에 접착제를 사용하면 열팽창현상을 유도할 수도 있다. 또한, 접착제는 진공에서 강력하게 가스를 제거(defas)한다. 제1유리(또는 유리세라믹)부재의 두께가 수십 ㎛인 경우, 그 부재가 그 강건성을 상실하였을 것이기 때문에, 접착되거나 물리적으로 결합되어 만들어진 결합은 매우 강하지 않으며, 박막이 벗겨질 수 있다. 또한, 물리적인 결합이 시도되었으나 이러한 방법에 의하여 생성된 결합은 충분히 강하지 않다. 유리나 유리세라믹으로 제조된 리소그래피투영장치의 다른 부분들은 유사한 문제를 가지고 있음이 분명하다.

그러므로, 본 발명의 또 다른 목적은 유리나 유리세라믹 및 유리나 유리세라믹, 특히 유리요소 및 유리세라믹요소를 함께 결합시키는 방법을 제공하는 것으로, 상기 요소들 사이에는 전극을 가지며, 이는 유리부재들을 왜곡시키지 않으나 그들 사이의 강한 결합을 제공하는 결합을 제공한다.

본 발명에 따른 상기 목적 및 또 다른 목적은 양극결합(anodic bonding)을 사용하여 복수의 유리나 유리세라믹부재를 함께 결합시키는 단계를 포함하는, 리소그래피투영장치에서 사용되는 기판, 거울 또는 마스크테이블 또는 척 또는 프레임을 포함하는 광학 어플리케이션용 부재들을 제조하는 방법으로 달성되며, 상기 부재들 중 적어도 하나는 0.1 x 10^-6K^-1, 바람직하게는 0.02 x 10^-6K^-1보다 낮은 열팽창계수를 갖는다.

특히, 상기 방법은 척을 제조하는 데 사용될 수 있고, 상기 방법은 그 사이에 개재된 전극을 구비한 유리세라믹부재에 대하여 적어도 10¹⁶Ωcm의 고유저항을 갖는 유리부재를 결합시키는 단계를 포함하며, 상기 결합시키는 단계는,

금속으로 상기 유리부재를 코팅하는 단계;

상기 금속과 접촉하는 상기 유리세라믹부재를 놓는 단계;

상기 금속과 접촉하는 표면에 대향하는 표면상의 상기 유리세라믹부재상에 전극을 제공하는 단계; 및

상기 금속과 상기 전극 사이에 전위차를 인가하여 상기 금속과 상기 전극사이에 이온전류를 구동시키는 하위 단계를 포함한다.

이 방식으로, 리소그래피투영장치에서 사용되는 정전기 척의 바람직한 구성인 그 사이에 전극이 있는 소정의 전도도(Zerodur(TM) 또는 Clearceram(TM))를 갖는 여하한의 절연체(isolator) 재료(유리세라믹)에 ULE(TM)를 부착할 수 있다. 또한, 접착이나 땜납에 비하여 도전성 금속층은 단지 수 백 ㎚의 두께일 수 있으므로, 전체적으로 척의 낮은 열팽창 특성에 적은 영향을 미친다. 더욱이, 제1과 제2 유리요소 사이를 결합시키는 데에 강력히 가스를 제거하는 (접착제와 같은) 재료가 필요하지 않다.

상기 방법은 척을 만드는 것에 관련하여 설명하였지만, 상기 방법은 리소그래피투영장치에서 사용되는 기판 또는 마스크테이블 또는 거울의 제조와 같이 다른 목적을 위한 유리세라믹의 여러 조각들을 부착시키는 데 이용할 수 있다. 상기 방법을 이용함으로써, 진공하에서 가스를 제거하지 않고 또한 매우 낮은 열팽창 특성을 가지는 구조가 되게 하는 여러 유리 부분으로부터 복잡한 유리구조가 용이하게 만들어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 형태에 따르면,

- 적어도 부분적으로는 방사선감응재층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;

- 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

- 패터닝수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

- 방사선감응재층의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계;

- 상기 기판테이블로 상기 기판을 잡아주는, 제1유전부재를 포함하는 정전기 척을 제공하는 단계;

- 상기 제1유전부재의 제1표면상에 상기 기판을 위치설정하는 단계; 및

- 제1전극과 제2전극 사이에 전위차를 인가하여 상기 기판상에 클램핑력을 발생시키도록 상기 유전부재에 전위차를 인가하는 단계를 포함하는 디바이스제조방법으로서,

상기 제1유전부재는 적어도 10¹⁶Ω㎝의 고유저항을 가지고 0.02 x 10^-6K^-1보다 낮은 열팽창계수를 갖는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법이 제공된다.

본 명세서에서는 IC의 제조에 있어서의 본 발명에 따른 장치의 사용례에 대하여 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 여러 가능한 응용례를 가지고 있음이 명백히 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학시스템, 자기영역메모리용 유도 및 검출패턴, 액정표시패널, 박막자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용례와 관련하여, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는, "다이"와 같은 용어가 각각 "마스크", "기판" 및 "타겟부" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 대체되고 있음을 이해할 수 있다.

본 명세서에서, "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 365, 248, 193, 157 또는 126㎚ 인)자외선 및 (예를 들어 파장이 5 내지 20㎚ 범위인) 극자외선(EUV) 방사선을 포함한 모든 형태의 전자기방사선 및 이온빔이나 전자빔과 같은 입자빔을 포괄하여 사용된다.

이하, 첨부한 개략적인 도면을 참조로 단지 예시의 방식으로 본 발명의 실시예를 설명한다.

제1실시예

도 1은 본 발명의 특정한 실시예에 따른 리소그래피 투영장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는,

ㆍ방사선(예를 들어, EUV 방사선)의 투영빔(PB)을 공급하는 방사선시스템(Ex, IL)(특별히 이 경우에 방사선시스템이 방사원(LA)도 포함한다);

ㆍ마스크(MA)(예를 들어, 레티클)를 잡아주는 마스크 홀더가 마련된, 아이템(PL)에 대하여 마스크를 정확히 위치시키는 제1위치설정수단에 연결된 제1대물테이블(마스크테이블)(MT);

ㆍ기판(W)(예를 들어, 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼)을 잡아주는 기판 홀더가 마련된, 아이템(PL)에 대하여 기판을 정확히 위치시키는 제2위치설정수단에 연결된 제2대물테이블(기판테이블)(WT); 및

ㆍ기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)에 마스크(MA)의 조사된 부분을 묘화하는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 거울시스템)을 포함하여 이루어진다.

도시된 바와 같이, 상기 장치는 (반사마스크를 구비한) 반사형(reflctive mask type)이다. 하지만, 일반적으로는, 예를 들어 (투과마스크를 구비한) 투과형일 수도 있다. 대안적으로, 상기 장치는 위에서 언급한 바와 같은 형태의 프로그램 가능한 거울 배열과 같은 그 밖의 다른 종류의 패터닝수단을 채용할 수도 있다.

방사원(LA)(예를 들어, 레이저생성 또는 방전플라즈마원)은 방사선의 빔을 생성한다. 상기 빔은 곧바로 조명시스템(일루미네이터)(IL)에 들어 가거나, 예를 들어 빔 익스펜더(Ex)와 같은 컨디셔닝 수단을 거친 다음에 조명시스템으로 들어간다. 상기 일루미네이터(IL)는 빔내의 세기 분포의 외반경 및/또는 내반경 크기(통상 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)를 설정하는 조정수단(AM)을 포함하여 이루어진다. 또한 그것은 일반적으로 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같은 그 밖의 다른 다양한 구성요소들을 포함한다. 이러한 방식으로, 마스크(MA)에 입사하는 빔(PB)은 그 단면에 소정의 균일성과 세기 분포를 갖게 된다.

도 1과 관련하여, 상기 방사원(LA)은 리소그패피 투영장치의 하우징내에 놓이지만(예를 들어, 방사원(LA)이 흔히 수은 램프인 경우에서처럼), 그것이 리소그래피 투영장치로부터 멀리 떨어져 있어서 그것이 만들어 낸 방사선빔이 (가령, 적절한 지향거울에 의해) 장치 내부로 들어오게 할 수도 있다. 후자의 시나리오는 방사원(LA)이 엑시머레이저인 때에 흔한 경우이다. 본 발명과 청구범위는 이들 시나리오를 모두 포괄하고 있다.

이후, 상기 빔(PB)은 마스크테이블(MT)상에 잡혀있는 마스크(MA)를 통과한다. 마스크(MA)를 지난 빔(PB)은 렌즈(PL)를 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)위에 빔(PB)의 초점을 맞춘다. 제2위치설정수단(및 간섭계측정수단(IF))에 의하여, 기판테이블(WT)은, 예를 들어 빔(PB)의 경로내에 상이한 타겟부(C)를 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제1위치설정수단은 예를 들어, 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후에, 또는 스캔하는 동안, 빔(PB)의 경로에 대하여 마스크(MA)를 정확히 위치시키도록 사용될 수 있다. 일반적으로 대물테이블(MT, WT)의 이동은, 도 1에 명확히 도시되지는 않았지만, 긴 행정 모듈(long stroke module)(개략 위치설정) 및 짧은 행정 모듈(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이다. 하지만, (스텝-앤드-스캔장치와는 대조적으로) 웨이퍼스테퍼의 경우에는 마스크테이블(MT)이 단지 짧은행정액추에어터에만 연결될 수 있고 고정될 수도 있다.

상술한 장치는 다음의 두가지 상이한 모드로 사용될 수 있다.

1. 스텝 모드에서는, 마스크테이블(MT)은 기본적으로 정지상태로 유지되며, 전체 마스크 이미지는 한번에(즉, 단일 "섬광"으로) 타겟부(C)에 투영된다. 이후 기판테이블(WT)이 x 및/또는 y 방향으로 쉬프트되어 다른 타겟부(C)가 빔(PB)에 의하여 조사될 수 있다.

2. 스캔 모드에서는, 소정 타겟부(C)가 단일 "섬광"으로 노광되지 않는 것을 제외하고는 기본적으로 동일한 시나리오가 적용된다. 그 대신에, 마스크테이블(MT)이 v의 속도로 소정 방향(소위 "스캔방향", 예를 들어 y 방향)으로 이동가능해서, 투영빔(PB)이 마스크 이미지의 모든 부분을 스캐닝하도록 되고, 이와 함께 기판테이블(WT)은 속도 V=Mv로, 동일방향 또는 그 반대방향으로 동시에 이동하는 데, 이 때 M은 렌즈(PL)의 배율(통상 M=1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 해상도를 떨어뜨리지 않고도 비교적 넓은 타겟부(C)가 노광될 수 있다.

투영빔의 방사선이 주위 공기에 의하여 강하게 흡수되거나 산란될 경우, EUV, X-레이, 전자 및 이온을 갖는 경우와 마찬가지로, 빔경로, 즉 빔경로의 적어도 중요한 부분은 진공으로 유지되어야 한다. 이는 완전한 장치를 에워싸는 단일한 진공챔버를 제공하거나 필요한 구성요소, 예를 들어 방사선시스템, 패터닝수단, 투영시스테 및 기판테이블을 위한 별도의, 상호연결된 진공챔버를 제공함으로써 달성될 수 있다.

응용례인 도 2는 기판테이블(WT)상으로 기판(W)을 잡아주기 위해서 본 발명의 제1실시예에 사용되는 척(10)을 도시한다. 척(10)은 유전재료로 만들어진 부재(11)를 포함한다. 유전부재(11)는 평면형이며, 특정한 용도에 따라, 요구되는 평탄도, 예를 들어 완전한 평면으로부터의 편차, 예를 들어 200㎚ 보다 크지 않거나 심지어 보다 높은 시방을 요구하는 평탄도로 어느 쪽이든 폴리싱된다. 유전부재는, 척에 의하여 잡혀 있을 때에 장치내의 기판의 위치가 장치의 온도변화에 민감하지 않도록 열팽창계수가 거의 0(즉, 0.02 x 10^-6K^-1미만(단위 온도당 상대 팽창/수축))이어야 한다.

제1실시예는 본 발명을 이해를 돕는 척의 가장 기본적인 형식을 도시한다. 상기 실시예에서, 전극(13)은 기판테이블(WT)상에 또는 그 안에 위치설정되며, 또 다른 전극(12)은 유전재료(11)의 제1측에 접하도록 되어 있는 기판(W)의 저부면상에 위치된다. 기판(W)이 도전재료 또는 반도체재료로 만들어진 경우, 전극(12)이 필요하지 않다. 사용시에, 척(10)은 기판테이블(WT)의 적절하게 준비된 표면상에 놓인다. 기판테이블(WT)이 비도전재료로 만들어진 경우, 이 표면은 적절한 전극(13)에 인가될 수 있다. 그 후, 기판(W)은 척(10)의 최상부상에 놓인다. 기판(W)을 그 자리에 유지시키기 위해서, 전원장치는 기판(W)의 전극(12)과 기판테이블(WT)의 전극(13) 사이에 전위차(V)를 인가하는 데 사용된다. 기판(W)의 전극(12) 및 전극(13)은 캐패시터로서 작용할 것이며, 따라서 전위차가 그들 사이에 인가될 때에 인력이 작용할 것이다. 이 힘(F)는 다음과 같이 주어진다.

여기서, A는 유효 캐패시터의 영역이고, d는 전극 사이의 유전층의 두께이며 ε_r은 유전체의 상대 유전율이고 g는 기판(W)과 기판테이블(W) 및 클램프(10)의 도전면들 사이에 불가피하게 존재하는 임의의 에어갭의 두께이다. 상기 수학식은 에어갭 및 캐패시터로서의 유전재료에 관하여 차례로 유도될 수 있다. 이들 유전부재는 5와 500㎛ 사이, 바람직하게는 100㎛의 영역내에 있는 두께를 갖는 것는 것이 바람직하다.

유전부재(11)의 제1표면이 소정의 표면거침성을 가지기 때문에, 웨이퍼는 전체 표면의 전역에 접촉하지 않으나 그 표면에서 원자의 작은 부분만이 접촉한다. 소량의 표면만이 접촉하기 때문에 계면을 따른 표면 저항이 있다. 이로인해, 계면을 따라 전위강하(potential drop)가 생긴다. 작은 전류(I)가 유전재료내에 흐르도록 되는 경우, 이 작은 전위차가 접촉하지 않은 계면의 영역내에 반대 전하의 증강을 초래한다. 이들 반대 전하는 Johnson-rahbek 효과로 인한 또 다른 클램핑력을 제공하여 서로를 당길 것이며, 이는 에어갭의 짧은 거리, 즉 10㎚ 정도의 거리로 인하여 매우 클 수 있다.

Johnson-rahbek 효과와 관련된 힘은 전위차가 가해지는 시간에 따라 증가한다. 전위차가 전극으로부터 제거될 때에, 잔류하는 힘은 시간에 따라 점차 감소할 것이다. 이는 Johnson-rahbek 효과의 힘이 너무 큰 경우, 기판(W)을 유지하거나 그것이 제거되게 하기 위해서 정전기 클램프가 즉각적으로 턴온되고 턴오프될 수 없기 때문에, 리소그래피투영장치에서 다루기 힘들 수 있다. Johnson-rahbek 힘이 유전부재(11)를 통한 매우 높은 전류뉴설을 허용하거나 오랜시간동안 전극 사이에 전위차를 인가하여 너무 커지게 된 경우, 이는 리소그래피투영장치의 생산성에 역효과를 줄 수 있다. 기판테이블(WT)로부터 기판(W)을 제거할 때에, Johnson-rahbek 힘이 기판이 정전기 척으로부터 제거될 수 있는 레벨까지 감소하도록 기다릴 필요가 있다.

유전재료의 고유저항이 적어도 10¹⁶Ω㎝임을 확실히 보장하면, Johnson-rahbek 힘은 클램핑력이 사전설정된 레벨로 신속하게 떨어지기 때문에 기판(W)을 잡아주는 통상적인 시간의 길이동안 리소그래피장치의 생산성에 치명적인 영향을 주는 충분히 높은 레벨에 도달할 수 없다. 유감스럽게도, 열팽창계수가 거의 0인(즉, 0.02 x 10^-6K^-1보다 낮은) 재료들은 이러한 높은 고유저항을 가지고 있지 않다.

특정 RC시간 JR클램핑은 추정된 인터페이스 정전용량 및 저항을 기초로 산출될 수 있다. 이 RC시간은 유전재료의 특정 부피저항에 따라 변화한다. JR힘의 생성 및 제거는 JR클램핑에 대한 RC시간에 의하여 조절된다. 따라서, 매우 짧은 RC시간이 생성되거나(0.1초) 또는 매우 긴 RC시간이 생성되도록(며칠) 유전재료의 저항을 선택하는 것이 중요하다.

첫번째 경우에, JR클램프는 강한 힘을 갖도록 생성되고, 두번째 경우에, 가능한 많은 JR힘이 없는 용량성/쿨롬의 클램프가 생성된다. 10¹⁶Ωcm미만의 고유저항값은 10㎛의 두꺼운 재료에 대하여 수시간의 RC시간을 생성하는 한편, 실온에서의 ULE(TM)의 저항은 수일의 RC시간을 생성한다.

유전부재의 고유저항은 10¹⁷Ωcm인 것이 바람직하다. 유전부재의 재료는 또한 그것이 고도로 평평하게 폴리싱될 수 있도록 우수한 광학/기계적 특성을 갖는 재료이며, 심지어는 0.015 x 10^-6K^-1 또는 0.01 x 10^-6K^-1정도의 매우 낮은 열팽창계수를 갖는 것이 바람직하다. One River Front Plaza, Corning, NY 14831소재의 코닝사에서 제조된 유리인 ULE(TM)는 모든 기준을 충족시키는 것으로 알려져 있다. 이것은 대략 7wt%의 양의 TiO₂를 포함하고 있는 SiO₂계의 재료이다. (유리 및 유리와 세라믹재료의 조합인 유리세라믹(유리 또는 세라믹재료가 아닌)을 포함하는) 열팽창계수가 낮은 여타의 재료들이 또한 적절할 수도 있다. 적절한 유리세라믹은 SiO₂계이며 Na₂O, Li₂O 또는 K₂O와 같은 적어도 하나의 알칼리금속산화물 일 수 있다.

ULE(TM)는 Johnson-Rahbek 영향으로 인한 힘을 제한하는 기간에서 충분한 결과를 생성하지만, 3.10¹³Ωcm의 고유저항을 가지는 Zerodur(2.5%의 Li 및 0.5%의 Na를 가지고 있는 SiO₂)는 충분한 결과를 생성하지 못하고, 15-30 Oyama 1-chome, Sagamihara-Shi, Kanagawa, 229-1186, Japan의 OHARA 사의 Clearceram-Z로부터 입수가능한 5.10¹²Ωcm의 고유저항을 갖는 Clearceram(Li만 도핑됨)도 충분한 결과를 생성하지 못한다는 것이 알려져 있다.

ULE(TM)은 대략 10¹⁸Ωcm의 고유저항 및 0.01 x 10^-6K^-1의 열팽창계수를 가진다. 하지만, 고유저항이 10¹⁶Ωcm이하라면, 여타의 재료도 또한 정전기 척(10)의 유전부재(11)로 사용될 수 있다. 유리세라믹은 상기의 관점에서 유망한 종류의 재료이다.

대전 입자가 투영빔 방사선으로 사용되는 것이 특히 바람직한, 장치내의 표유계(stray field)를 최소화하기 위하여, 기판(W) 및 기판(W)의 뒷면상의 전극(12)이 접지될 수 있고, 기판테이블(WT)상의 전극(13)이 상이한 전위로 대전될 수 있다.

본 발명의 척(10)은 또한 마스크(MA)를 마스크테이블(MT)에 클램핑하는데 사용될 수도 있다. 반사형 마스크에 있어서는, 클램프는 예를 들어, 정사각형, 직사각형 또는 원형과 같이 마스크와 동일한 형상을 가질 수 있는 한편, 투과형 마스크에 있어서는, 본 발명의 척은 패턴 면적에 대응하는 중심 개구부를 가지고 있는 프레임의 형태를 가질 수 있다.

제1실시예의 척(10)은 기판테이블(WT)에 영구적으로 부착될 수 있다. 실제로, 제1실시예의 척(10)은 척(10)이 기판테이블(WT)로부터 분리되어 있는 경우에 특히 유용하지 않을 것이다. 이것은, 전극(12, 13)들 사이의 전위차가 없어지는 경우에는, 척(10)으로부터 제거가능한 기판(W)뿐만 아니라 척(10)이 기판테이블(WT)로부터 제거될 수 있기 때문이다. 즉, 후자를 제외하고 전자를 해제하기 위한 개별적인 제어는 필요없다.

대안적인 실시예에서(예시되지 않음), 상기 내장된 전극과 기판테이블(WT)내의 전극(13)간의 전압차가 기판테이블(WT)로의 정전기 척의 부착을 제어하는데 사용되고, 유전부재(11)에 내장된 전극과 기판(W)의 바닥부에 부착된 전극(12) 사이의 전위차가 정전기 척(10)과 기판(W) 사이의 클램핑힘을 제어하는데 사용될 수 있도록 또 다른 전극이 유전부재(11)에 내장될 수 있다.

관련 설명으로부터 명백해지는 제1실시예의 척을 능가하는 다양한 이점을 가지는 3가지 이상의 척의 실시예가 이하에 설명된다.

도 3에 도시되는, 본 발명의 제2실시예의 척(100)(2극 또는 다극성 척)은 기판테이블(WT)에 부착되는 유전부재(111)를 포함한다. 유전부재(111)와 기판테이블(WT) 사이에 끼워진 것은 동일 평면내에 있지만 서로 분리되어 있는(즉, 이격된 관계인) 2개의 전극(112, 113)이다. 이러한 방식으로, 접지 또는 높은 전압공급장치에 접속될 필요가 없으므로, 기판(W)이 전극 또는 그 바닥면에 인가되는 전기적 접촉을 필요로 하지 않는다. 대신에, 제1전극(112)과 제2전극(113) 사이에 전위차를 인가하여, 기판(W)이 유전부재(111)에 유지될 수 있다. 유전요소(111)의 요건은 제2실시예에 대하여도 제1실시예에서 필요했던것과 동일하다.

제3실시예의 척(200)은 도 4에 예시된다. 제3실시예의 정전요소는 기판테이블(WT)로부터 분리된다. 척(200)은 코어(230)를 포함하며, 그것의 어느 한 쪽 면에는 코어(230)와 각 유전부재(211, 221) 사이에 끼워지는 제1 또는 제2전극(215, 216)을 구비하는 (제1 또는 제2)유전부재(211, 221)가 부착된다. 이러한 방식으로, 코어(230)와 유전부재(221) 사이에 끼워진 제2전극(216)과 기판테이블(WT)내의 또는 그 위의 전극(213) 사이의 전위차가 인가되어, 기판테이블(WT)에 척(200)을 유지시킨다. 척(200)의 제1전극(215)과 웨이퍼(W)의 바닥부에 사용된 전극(212) 사이에 인가된 전위차는 웨이퍼를 척(200)에 유지시키는데 사용될 수 있다. 제3실시예에서, 유전부재(211, 221)는 제1 및 제2실시예의 유전부재와 동일한 물리적 특성을 필요로 한다. 코어(230)는 약간의 전도성을 가지고 있는 여하한의 유리세라믹(예를 들어, Clearceram(TM))이 사용될 수도 있지만, Zerodur(TM)(Schott Glas, Hattenbergstraβe, 10 55120 Mainz, Germany에서 제조됨)와 같이 열팽창계수가 거의 0에 가까운 재료로 만들어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 제4실시예는 도 5에 도시되며, 이는 제2 및 제3실시예의 조합이다. 제4실시예의 척(300)은 본 발명의 제3실시예에서와 같이, 제1 및 제2유전부재(311, 321) 및 코어(330)로 이루어진다. 기판테이블(WT)내의 전극(313)과 척(300)의 바닥부에 있는 전극(316)은 제3실시예에서와 동일하다. 하지만, 제1 및 제2전극(314, 315)은 코어(330)와 척(300)의 제1유전부재(311)(예시된 바와 같이 최상부) 사이에 끼워진다. 제1 및 제2전극(314, 315)은 동일 평면내에 있지만, 서로 분리되어 있고, 제2실시예의 제1 및 제2전극(112, 113)과 동일한 힘을 기판(W)상에 제공하는 기능을 수행한다. 제4실시예는 (예를 들어, 세정을 위한)별도의 척의 이점을 가지고 또한 기판(W)의 바닥면에 접지연결을 필요로 하지 않는다.

그 위에 기판(W)이 놓여지는 척의 제1유전부재(11, 111, 211, 311)의 제1면(예시된 바와 같이 상면)에는 버얼(burl)(또는 핌플)이 제공된다. 버얼은 기판(W)의 전체 표면적의 작은 비율인 전체 표면적을 가지므로, 기판(W) 또는 정전기 척에 부착되는 어떠한 오염입자가 버얼들 사이에 놓여질 수 있는 높은 개연성을 가진다. 이 경우에, 정전기 척 위에 있는 기판(W)을 버얼이 상승시켜 오염입자가 갭의 너비보다 커지는 것을 제외하고는 오염입자가 기판(W)의 변형을 일으키지 않을 것이다. 오염입자가 갭보다 크더라도, 그 영향이 감소된다.

상술된 바와 같이, 정전기 척의 일부 실시예들은 유전부재(111, 211, 311, 221, 321)와 기판테이블(WT) 또는 코어(230, 330) 사이의 결합을 필요로 한다. 각각의 이들 구성요소는 열팽창계수가 낮은 재료로 만들어지는 것이 바람직하다. 이러한 재료는 종종 유리형상이며 변형되지 않고 정확하게 함께 결합하는 것이 어려울 수 있다.

본 발명의 척에는, 유전요소(111, 211, 221, 311, 321)와 기판테이블(WT) 또는 코어(230, 330) 사이에 전극을 제공할 필요가 있다. 접착제나 땜납과 같은 기타 재료를 사용하지 않고도 고도로 정확하게 요구되는 접합을 수행할 수 있고, 또한 이하에 설명되는 바와 같이 매우 강한 분자/화학 결합을 할 수 있다.

유리세라믹요소와 유리요소를 결합시키는 방법은 도 6을 참조하여 이하에 설명된다. 상기 방법은 2개의 요소 사이에 대략 300nm 두께의 알루미늄 층을 가지고 있는 ULE(TM)과 Zerodur(TM)의 결합에 관하여 설명된다. 상기 공정은 상이한 두께 및 금속층 재료를 가지고 있는 여타의 유리 및/또는 유리세라막을 겹합시키는데 사용될 수 있다.

상기 방법은 도 4에 예시된 본 발명의 제3실시예에 따른 척의 생성에 관하여 설명된다. 상기 방법은 리소그래피 투영장치용 기판, 거울 또는 마스크테이블을 제조하는데 동일하게 이용가능함을 유의하여야 한다. 제3실시예의 척에 있어서, 각 층의 최종 두께는 유전부재(211, 221)에 대하여 100㎛이고, 알루미늄으로 만들어진 전극(215, 216)에 대하여 300nm이며, 코어(230)로서의 Zerodur(TM)의 대략 2mm이다. 상기 치수를 가지고 있는, 알루미늄 전극(215, 216)은 너무 얇기 때문에 전체 척(200)의 거의 0에 가까운 열팽창특성에 대하여 영향을 주지 못한다.

제1단계는 요구되는 표면 마무리의 정도로 ULE(TM)(211)의 블록을 폴리싱하는 것이다. 후술되는 바와 같이, 유전부재(211)의 블록은 최종단계에서 정확한 두께로 접지되기 때문에, 블록의 실제 두께는 중요하지 않다. 일단, 유전부재(211)가 만족할 만한 마무리로 폴리싱되면, 대략 300nm의 두께를 갖는 알루미늄 코팅(410)으로 코팅된다. 상기 코팅은 유전부재(212)의 전체 표면을 덮는 것으로 예시되어 있다. 물론, 이것은 불필요하며, 단지 계면 표면만 코팅될 필요가 있다. 분무(spraying) 또는 담금(immersing)도 가능하지만, ULE상에 알루미늄을 코팅하는 한 방법으로 증착에 의한 것이 있다. 물론, 알루미늄이외의 여타의 금속이 사용될 수도 있다. 또한, 예를 들어, 강한 금속 코팅을 위하여 1이상의 층이 사용될 수도 있다.

다음 단계는 코어(230)를 폴리싱하는 것이다. 상기 실시예에서, 코어는 Zerodur(TM) 또는 Clearceram(TM) 즉, 양극으로 결합될 수 있고 소정의 낮은 열팽창특성을 갖는 금속으로 만들어진다.

그런 다음 유전금속(211)으로 코팅된 블럭은 유전금속이 부착될 코어(230)의 표면과 접촉하게 된다. 유전부재(211)에 대향하는 코어(230)의 한쪽에는, 전극이 부착되어야만 한다. 이것은 Zerodur유리세라믹의 표면상에 은페인트(416)를 사용하여 더욱 용이하게 달성된다. 그런 다음, 온도는 결합시간을 더 길게 하여 150℃만큼 낮게 또는 350℃로 높게 적용될 수도 있지만, 조립체는 대략 300℃로 가열된다. 정확한 온도는 금속 및 그 두께에 따라 선택된다 - 이하 참조.

일단, 조립체가 300℃에 도달하면, 유전요소(211)상의 코팅(410)과 코일(230)의 다른 면위에 있는 은페인트(416) 사이에 전위치가 인가된다. 코팅(410)은 양극으로 사용되고, 은페인트(416)는 음극으로 사용된다. 온도는 적어도 0.01 mA/cm²의 전류가 금속내에 흐르도록 선택된다. Zerodur(TM)에 대하여는, 온도가 두께에 따라 275℃ 내지 300℃ 사이이다.

Zerodur(TM)은 대략 2.5 중량 퍼센트의 Li⁺이온과 0.5 중량 퍼센트의 Na⁺이온을 포함하며, 양자 모두는 알칼리금속이고, 양자 모두는 상기 방식으로 Zerodur(TM)내에서 이온전류의 역할을 한다. 여타의 낮은 열팽창계수를 갖는 재료(ULE(TM))는 알칼리성 이온을 갖지 않지만, 대략 7중량 퍼센트의 TiO₂가 도핑된 SiO₂로 이루어진다. 따라서, ULE(TM)의 고유저항은 (실온에서)10¹⁸Ω㎝인 Zerodur(TM)의 고유저항보다 대략 5차수가 낮은 10¹³Ω㎝이다.

따라서, Zerodur(TM)에 걸친 전위인가에 있어서, 양전하로 대전된 Li 및 Na이온은 음극(416)에 가장 가까운 코어(230)쪽을 향하여 끌어당겨진다. 이것은 코어(230) 및 유전부재(212)의 코팅(410)의 계면으로부터 양의 알칼리성 원자를 감소시키는 효과를 갖는다. O^2-이온의 형태인 음전하 밀도는 코어(230)와 코팅(410) 사이의 계면에 형성된다. 이것은 Al에 전하를 유도하고, Al은 코팅(410)에서 Al³⁺(Al→Al³⁺+3e^-)로 산화되며, 매우 강한 정전기적 인력이 코어(230)와 코팅(410) 사이에 형성된다. 150V로 얻어지는 정전기 힘/압력은 1㎛ 갭에서 10bar 이상이다. 실제로는, 갭이 1㎛보다 작기 쉬워 전압이 또한 커지므로, 10bar 보다 더 큰 압력이 기대된다. 상기 큰 힘은 계면에서 함께 2개의 재료를 가압하고, 코어(230)의 재료와 코팅(410)의 재료 사이에서 분자접촉이 생성된다.

음전하로 대전된 Zerodur(TM)의 층과 알루미늄을 접촉시키면, 추진력이 발생하여, Zerodur(TM)을 향하여 Al³⁺를 이동시키고 Al코팅을 향하여 O^2-를 이동시키며, 코팅(410)의 금속과 Zerodur(TM) 사이의 결합층이 생성된다. 코어(230)의 Zerodur(TM)의 결정구조에서, 알루미늄은 페인팅된 은 전극(416)을 향하여 이동되는 알칼리성 이온을 대체하는 것으로 생각할 수 있다.

전극들 간의 전위차가 제거된 후에, 조립체는 낮은 열팽창계수를 유지하도록 Zerodur(TM)에 대하여 대략 0.1 K/min의 속도로 냉각되어야 한다.

일단, 냉각이 되면, 실제로 ULE(TM)유전부재(211) 및 Zerodur(TM)코어(230)는 낮은 열팽창계수를 유지한다.

상술된 결합방법은 코어내의 전류가 적어도 0.01 mA/cm²인 경우에 가장 성공적이다. 1000초 또는 5000초에 대한 0.01mA/cm²는 각각 (최소결합에 대하여)10mC/cm² 내지 (표준결합에 대하여)50mC/cm²의 축적된 전하를 갖게 한다. 10mC/cm²의 전하는 Al³⁺로 산화된 Al층의 대략 14의 원자층을 만든다.

표1은 알루미늄 층과 Zerodur(TM)의 블럭 사이에 성공적인 결합을 생성하는 3가지 실험의 조건을 예시한다. 중요한 요인은 온도(온도가 높을수록 결합공정이 신속하게 일어남), 인가전압(인가전압이 높을수록 전류가 커지고, 이에 따라 결합시간이 단축됨) 및 알칼리 감소량 및 알루미늄 산화량 및 이에 따른 결합형성을 결정하는 전위차의 인가시간이다. 또한 중요한 요인은 코어(230) 및 코팅(410)의 표면 특성 및 선형 팽창계수이고, 알루미늄의 층 및 금속의 종류 또한 중요하다.

3가지 모든 실험에서, 알루미늄과 Zerodur 사이에 충분히 강한 결합이 생성된다. 3번째 실험에서, 알루미늄은 상술된 바와 같이 ULE(TM)의 블록상에 코팅된다. 3번째 샘플은 그 두께를 감소시키기 위하여 ULE(TM)접지 ULE(TM)은 두께가 200㎛까지 성공적으로 얇아진다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 코어(230)상에 은전극(416)을 페인팅하는 대신에, 역시 알루미늄에 코팅된 제2유전부재(221)가 제1유전부재(212)에 대향하는 코어(230)의 한쪽에 놓여질 수 있다. 따라서, 제2유전요소(221)상의 코팅(420)은 AC가 사용되는 공정에서 제2전극으로 사용된다.

상기 결합방 법(양극결합)이 유리 또는 유리세라믹부재를 함께 결합시키는데 사용될 수 있고, 리소그래피 투영장치의 기판, 거울이나 테이블 또는 프레임 및 유리세라믹(특히, Zerodur(TM)과 같은 재료)과 같이 열팽창특성의 계수가 낮은 재료가 특히 유리한 우주산업(space application)과 같은 여타의 광학기기의 제조에 특히 적합하다. 특히, 복잡한 형상이 Al층을 구비한 복수의 Zerodur(TM)으로부터 생성될 수 있다. 이것은 단일 블록으로 기계가공될 수 있는 것보다 더 가볍고 더 단단한 복합 프레임을 만들 수 있게 하며, 이는 우주산업 및 일반적인 광학기기에서 특히 유리하다.

여타의 방법도 척을 제조하는데 적합하며, 특히 코어에 유전층을 결합시키는데 적합하다. 간단히 접착시키는 것도 한 방법이다.

결합의 또 다른 방법에서는, (예를 들어, 플라즈마 세정에 의한)폴리싱 후에, Zerodur(TM)이 두께 20nm 내지 50nm의 얇은 Cr층으로 코팅된다. ULE(TM)이 물리적으로 외부 층(Cr 또는 SiO₂)에 결합되기 전에, 선택적으로, 링잉(wringing)(네덜란드어로는 aanspringen)을 이용하여, SiO₂층이 Cr층 위에 코팅된다.

본 발명의 특정 실시예가 상술되었지만, 본 발명은 상술된 것과 다르게 실시될 수도 있음을 유의하여야 한다. 상기 설명은 본 발명을 제한하지 않는다.

본 발명에 따르면, 전극사이에 인가된 전위차가 제거된 후에 신속한 기판의 제거가 용이하고 열요동(thermal fluctuation)으로 인한 원치않는 진동을 그 위치에서 회피하도록 낮은 열팽창계수를 갖는 클램프를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리소그래피투영장치를 도시한 도면;

도 2는 본 발명의 제1실시예의 정전기 척(electrostatic chuck)을 도시한 도면;

도 3은 본 발명의 제2실시예의 정전기 척을 예시한 도면;

도 4는 본 발명에 따른 정전기 척의 제3실시예를 예시한 도면;

도 5는 본 발명에 따른 정전기 척의 제4실시예를 예시한 도면; 및

도 6은 본 발명에 따라 그 사이에 전극을 개재하여 유리세라믹부재에 유리부재를 결합시키는 방법을 예시한 도면.

Claims

리소그래피 투영기술을 채택하는 디바이스 제조시에 처리될 기판; 또는

리소그래피 투영장치, 마스크검사나 세정장치와 같은 마스크취급장치 또는 마스크제조장치내의 리소그래피 투영마스크 또는 마스크블랭크를 정전기력에 의하여 지지테이블상에 유지시키는데 사용되는 척으로서,

상기 척은,

적어도 10¹⁶Ω㎝의 고유저항을 갖고 0.02 x 10^-6K^-1미만의 열팽창계수를 가지는 제1유전부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 척.
제1항에 있어서,

상기 제1유전부재의 상기 고유저항은 적어도 10¹⁷Ω㎝인 것을 특징으로 하는 척.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1유전부재는 5㎛ 내지 500㎛ 사이의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 척.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1유전부재는 10wt% 이하의 양의 TiO₂를 함유하고 있는 SiO₂를 포함하는 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 척.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1유전부재는 ULE(TM)로 만들어지는 것을 특징으로 하는 척.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1유전부재의 제1면상에 제1전극이 제공되는 것을 특징으로 하는 척..
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1유전부재의 제1면상에 서로 이격된 관계로 제1전극 및 제2전극이 제공되는 것을 특징으로 하는 척.
제6항에 있어서,

상기 제1유전부재의 상기 제1면에 부착된 코어; 상기 제1유전부재와 대향하는 쪽의 상기 코어에 부착되고, 상기 코어와의 사이에 제3전극이 끼워지는 제2유전부재를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 척.
제8항에 있어서,

상기 코어는 Zerodur(TM) 또는 Clearceram(TM)으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 척.
제8항에 있어서,

상기 제1 및/또는 제2 유전부재는 상기 제1전극과 제3전극 사이에 전위차를 인가하여 얻어지는 상기 코어 및 상기 제1 또는 제3전극 사이의 이온교환에 의하여 상기 코어에 결합되는 것을 특징으로 하는 척.
제10항에 있어서,

상기 제1 및/또는 제2유전부재는 상기 코어와 결합되기 전에 금속으로 코팅되고, 상기 금속은 상기 제1 또는 제3전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 척.
제10항 또는 제11항에 있어서,

상기 제1 및/또는 제2유전부재는 150℃와 350℃ 사이에서 상기 코어에 결합되는 것을 특징으로 하는 척.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 척은 상기 제1유전부재에 걸쳐 전위차를 인가하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 척.
- 방사선투영빔을 공급하는 방사선시스템;

- 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝시키는 역할을 하는 패터닝수단을 지지하는 지지구조체;

- 기판을 잡아주는 기판테이블;

- 기판의 타겟부상으로 패터닝된 빔을 투영시키는 투영시스템;

- 상기 지지구조체 또는 상기 기판테이블상에 있는 제1항 또는 제2항에 따른 척; 및

- 상기 척의 상기 제1유전부재에 걸쳐 전위차를 인가하여 클램핑력을 생성하는 적어도 하나의 제1전극을 포함하는 리소그래피 투영장치.
제14항에 있어서,

상기 척은 상기 기판테이블 또는 상기 지지구조체로부터 분리되어 있고 또 하나의 전극이 상기 기판테이블 또는 상기 지지구조체 위 또는 안에 제공되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
제14항에 있어서,

상기 척은 상기 기판테이블 또는 상기 지지구조체의 부분인 것을 특징으로 하는 리소그래피 투영장치.
리소그래피 투영장치의 기판, 거울이나 마스크테이블 또는 척이나 프레임을 포함하는 광학기기용 부재를 제조하는 방법으로서, 양극결합을 이용하여 복수의 유리 또는 유리세라믹부재를 함께 결합하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 상기 부재는 0.1 x 10^-6K^-1미만의 열팽창계수를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
제17항에 있어서,

상기 방법은 그 사이에 전극이 끼워지는 상기 제1부재와 상기 제2부재를 결합시키는 단계를 포함하고, 상기 결합시키는 단계는,

상기 제1부재를 금속으로 코팅하는 하위 단계;

상기 제2금속을 상기 금속과 접촉하여 위치시키는 하위 단계;

상기 금속과 접촉되는 표면과 대향하는 표면상에 있는 상기 제2부재상에 전극을 제공하는 하위 단계; 및

상기 금속과 상기 전극 사이에 전위차를 인가하여 상기 금속과 상기 전극 사이에 이온전류를 생성하는 하위 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서,

상기 방법은 척을 제조하는 방법이고, 상기 제1부재는 적어도 10¹⁶Ω㎝의 고유저항을 가지고 있는 유리부재이고 상기 제2부재는 유리세라믹부재인 것을 특징으로 하는 방법.
제18항 또는 제19항에 있어서,

상기 코팅하는 단계 이전에 상기 제1부재를 폴리싱하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제18항 또는 제19항에 있어서,

상기 코팅하는 단계는 증착을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제18항 또는 제19항에 있어서,

상기 위치시키는 단계 이전에 상기 제2부재를 폴리싱하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제18항 또는 제19항에 있어서,

상기 제공하는 단계는 상기 제2부재상에 금속으로 코팅된 제3유리부재를 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제18항 또는 제19항에 있어서,

상기 제공하는 단계 후에 상기 제1 및 제2부재의 온도를 상승시키는 단계를 더욱 포함하고, 상기 인가하는 단계는 상기 상승된 온도에서 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제23항에 있어서,

상기 제공하는 단계 후에, 상기 제1, 제2 및 제3부재의 온도를 상승시키는 단계를 더욱 포함하고, 상기 인가하는 단계는 상기 상승된 온도에서 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제24항에 있어서,

상기 온도는 150℃ 내지 350℃ 사이로 상승되는 것을 특징으로 하는 방법.
제18항 또는 제19항에 있어서,

상기 부재를 -0.01 K/min 내지 -1.0 K/min 사이의 속도로 냉각시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제17항 내지 제19항 중 어느 한 항의 방법을 포함하여 정전기 척을 제조하는 방법으로서, 상기 제2부재에 의하여 덮여지지 않는 상기 제1부재의 금속의 코팅을 기계가공하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 적어도 부분적으로는 방사선감응재의 층으로 덮인 기판을 제공하는 단계;

- 방사선시스템을 사용하여 방사선의 투영빔을 제공하는 단계;

- 패터닝 수단을 사용하여 투영빔의 단면에 패턴을 부여하는 단계;

- 방사선감응재층의 타겟부상에 방사선의 패터닝된 빔을 투영하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법에 있어서,

- 상기 기판을 상기 기판테이블에 유지시키는, 제1유전부재를 포함하는 정전기 척을 제공하는 단계;

- 상기 제1유전부재의 제1면상에 상기 기판을 위치시키는 단계; 및

상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 전위차를 인가함에 따라, 상기 유전부재에 걸쳐 전위차를 인가하여 상기 기판상에 클램핑력을 발생시키는 단계를 더욱 포함하고,

상기 제1유전부재는 적어도 10¹⁶Ω㎝의 고유저항 및 0.02 x 10^-6K^-1미만의 열팽창계수를 가지는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.