(57)【要約】  ＥＵＶまたはＵＶリソグラフィ装置の部材（４００）の２つの部位（４０１、４０３）の接合を改善し、時間経過にともなって接合部位（４０１、４０３）における追加的な応力が生じる蓋然性を低減させる。ＥＵＶまたはＵＶリソグラフィ装置の部材（４００）が、接着材料（４０５）で互いに接合される２つの部位（４０１、４０３）を有し、前記接着材料（４０５）が、当該接着材料（４０５）を周囲のガス環境から絶縁する保護層（４０７）で覆われる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶまたはＵＶリソグラフィ装置（１、１００）の部材（４００、５００）であって、
接着材料（４０５、５０５）で互いに接合される２つの部位（４０１、４０３、５０１、５０３）を有し、
前記接着材料（４０５、５０５）が、当該接着材料（４０５、５０５）を周囲のガス環境から絶縁する保護層（４０７、５０７）で覆われる、
ことを特徴とする部材。
【請求項２】
前記保護層（４０７、５０７）が１０ＭＰａ未満の弾性率を有する、請求項１に記載の部材。
【請求項３】
前記保護層（４０７、５０７）が１０―７ｃｍ２／ｂａｒ・ｓ未満の透過係数を有する、請求項１または２に記載の部材。
【請求項４】
前記保護層（４０７、５０７）が金属層である、請求項１乃至３のいずれかに記載の部材。
【請求項５】
前記保護層（４０７、５０７）がポリマー層である、請求項１乃至３のいずれかに記載の部材。
【請求項６】
前記部材（５００）が、第１の部位としてのスケール（５０１）と、第２の部位としての支持部（５０３）とを有する、請求項１乃至５のいずれかに記載の部材（５００）。
【請求項７】
前記部材（４００、３００）が、第１の部位としての反射鏡（４０１、３０１）と、第２の部位としての反射鏡の据付台（４０３、３０５）とを有する、請求項１乃至５のいずれかに記載の部材。
【請求項８】
前記部材（４００、３００’）が、第１の部位としてのレンズ（４０１、３０３）と、第２の部位としてのレンズの据付台（４０３、３０７）とを有する、請求項１乃至５のいずれかに記載の部材。
【請求項９】
前記部材（４００、５００）が、第１の部位としてのマスク（４０１、５０９）と、第２の部位としてのマスクの据付台（４０３、５０３）とを有する、請求項１乃至５のいずれかに記載の部材。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれかに記載の部材（４０１、４０３、５０１、５０３）を有する、ＥＵＶまたはＵＶリソグラフィ装置（１、１００）用の投影システム（３、１４０）。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれかに記載の部材（４０１、４０３、５０１、５０３）を有する、ＥＵＶまたはＵＶリソグラフィ装置（１、１００）。
【請求項１２】
請求項１乃至９のいずれかに記載の部材を製造する方法であって、
接着材料で２つの部位を接合するステップと、
周囲のガス環境にさらされる接着材料上に保護層を堆積させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
金属保護層が真空環境中で堆積される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ポリマー素材が、窒素環境内で適用され、湿潤環境、反応性ガス環境、または真空環境内で硬化される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
ポリマー素材が、湿潤環境内で適用され、硬化される、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着材料で互いに接合される２つの部位を有する、極紫外線（ＥＵＶ）または紫外線（ＵＶ）リソグラフィ装置、ならびに、かかる部材を有するＥＵＶまたはＵＶリソグラフィ装置用の投影システムおよびＥＵＶまたはＵＶリソグラフィ装置に関する。本発明は、さらに、かかる部材を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＵＶリソグラフィ装置、すなわち、約１ｎｍ〜２０ｎｍの極紫外線波長範囲で動作するリソグラフィ装置や、ＵＶリソグラフィ装置、すなわち、約２０ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線波長範囲で動作するリソグラフィ装置は、主に半導体デバイスの製造に使用される。リソグラフィでは、マスクが照射され、フォトレジスタで覆われたウェハ上にマスクの構造が投影される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
リソグラフィ装置の幾つかの部材、たとえば、反射鏡、レンズ、マスクその他の部材は、支持部や据付台に据えられ、しばしば接着材料を用いて結合される。接着接合された２つの部位を有する部材が用いられる環境もよるが、接合は時間に応じて変形することが知られている。接合部位の変形を制御する際に、特に接合の近くでは、長時間経過すると、しばしばドリフトが観察される。特に、接合部位の一方が光学素子である場合、その光学的特性は応力により損なわれるおそれがある。
【０００４】
本発明の目的は、ＥＵＶまたはＵＶリソグラフィ装置において部材の２つの部位の接合を向上させ、時間経過により接合部位に追加的な応力がかかる蓋然性を低下させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の側面によれば、上記課題は、接着材料で相互に接合される２つの部位を有するＥＵＶまたはＵＶリソグラフィ装置の部材において、前記接着材料が当該接着材料を周囲のガス環境から絶縁する保護層により覆われることで、達成される。
【０００６】
周囲のガス環境にさらされる結合部位間の接着材料の表面を少なくとも部分的に絶縁することで、周囲のガス環境の影響を低減することができる。周囲の環境のガスは接着材料に吸収される傾向があり、それゆえ接着材料の膨張や劣化を引き起こすが、周囲の環境のガスが接着材料に到達する蓋然性がより低くなる。接着材料内のガスが放出されると、接着材料の収縮を引き起こしかねないが、保護層により、接着材料内のガスが放出される蓋然性がより低くなる。さもなければ、接着材料の膨張、収縮、または劣化は、周囲のガス環境のその時点での組成に応じて接合部位に追加的な応力をもたらしかねない。なお、接着接合のほか、他の接合手段を用いることも可能である。
【０００７】
本発明の第２の側面によれば、上述した部材を有するＥＵＶまたはＵＶリソグラフィ装置用の投影システムにより、上記課題が達成される。
【０００８】
より詳細には、投影システムでは、照射されるマスクの構成をウェハ上に正確に投影するために光学特性の許容範囲はきわめて厳密であるが、投影システムの部材の部位を接合するために用いられる接着材料の膨張、収縮、または劣化に起因する追加的な応力を防止することで、かかる許容範囲を容易に制御することができる。
【０００９】
本発明の第３の側面によれば、上述した部材を有することでより高精度のリソグラフィ処理が可能なＥＵＶまたはＵＶリソグラフィ装置により、上記課題が達成される。
【００１０】
本発明の第４の側面によれば、
接着材料で２つの部位を接合する工程；及び
外部のガス環境に依然としてさらされている前記接着材料上に保護層を堆積する工程；
を有する、上述した部材の製造方法により、上記課題は達成される。
【００１１】
接合後の接着材料上に保護層で堆積することで、接合後に周囲のガス環境に依然としてさらされている接着材料の表面の少なくとも一部が保護層で絶縁される。これにより、さもなければ、追加的で時間経過に応じて変化する応力を接合部位に及ぼしかねない、接着材料に対する周囲のガス環境の影響を低減する。上記の方法により製造されるＥＵＶまたはＵＶリソグラフィ装置用の部材によれば、高精度なＥＵＶまたはＵＶリソグラフィ用のリソグラフィ装置と投影システムが提供される。
【００１２】
好適な実施形態は、従属請求項において示される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＵＶリソグラフィ装置の実施形態を模式的に示す図である。
【図２】ＥＵＶリソグラフィ装置の実施形態を模式的に示す図である。
【図３ａ】反射鏡またはレンズの据付台での接合部を模式的に示す図である。
【図３ｂ】反射鏡またはレンズの据付台での接合部を模式的に示す図である。
【図４】接着接合された部位と保護層の複合体の実施形態を模式的に示す図である。
【図５】据付台に接着接合されたスケールを、保護層を有する状態で模式的に示す図である。
【図６】据付台に接着接合されたスケールを、保護層を有さない状態で模式的に示す図である。
【図７】接着接合されたＥＵＶ反射鏡に与える保護層の影響を示す図である。
【図８】接着接合されたＵＶ反射鏡に与える保護層の影響を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、本発明が詳細に説明される。かかる説明は、添付の図面を参照しながら例を用いてなされるが、それらの例により技術的範囲は限定されない。
【００１５】
図１は、ＵＶリソグラフィ装置１を模式的に示す。ＵＶリソグラフィ装置１は、集光レンズ２３を備えた光源２１を有する。好適な光源は、たとえば、３６５ｎｍ、２６８ｎｍまたは１９３ｎｍで光を放射するレーザである。この例では、レンズ２３、２４及び２５と反射鏡２６を備えた照射システム１９により、所定の構成を有するフォトマスク７が照射される。そして、フォトマスク７の構成が、投影システム３により、フォトレジスト１１で覆われたウェハ１３上に投影される。投影システム３は、レンズ２９、３０、及び３１を筐体３３内に有する。
【００１６】
図２は、ＥＵＶリソグラフィ装置１００を模式的に示す。その主要な部材は、ビーム形成システム１１０、照射システム１２０、レチクル１３０及び投影システム１４０である。ＥＵＶ源１１１は、プラズマ源またはシンクロトロンとすることができる。ＥＵＶ源１１１の照射は、約１ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する。ビーム形成システム１１０では、照射がコリメータ１１２に収束される。そして、単色分光器（モノクロメータ）１１３が、レチクル１３０を照射させ、その構成を、収束された照射の入射角を変化させることによりウェハ１５０上に投影するのに必要な所望の波長を通過させる。本例における波長の範囲では、一般的に、多層反射鏡などの反射光学素子を、コリメータ１１２及び単色分光器１１３として用いて、波長と角度分布に関してビームを形成する。特には、集光反射鏡をコリメータ１１２として用いることができる。
【００１７】
本例では、照射システム１２０は、２つの光学素子、本例では２つの多層反射鏡１２１、１２２の補助により、形成されたビームを反射させることで、このビームでレチクル１３０、すなわちマスクを照射する。このマクスの構成は、同一のウェハ１５０上に何度も互いに隣接して投影される。特定の用途に応じ、必要であれば、１つだけ、３つ、４つ、５つ、またはさらにそれ以上の反射系光学素子を設けてもよい。
【００１８】
ＥＵＶ照射で使用できるように、レチクル１３０も、反射光学素子で構成される。レチクル１３０で反射されたビームは、レチクル１３０の構成ごとに、投影システム１４０によって二つの多層反射鏡１４１、１４２に補助されてウェハ１５０に投影される。照射システム１２０と同様に、投影システム１４０に、１つ、３つ、４つ、または５つ以上の反射光学素子を、必要に応じて設けることができる。
【００１９】
ＵＶリソグラフィ装置１では、ＥＵＶリソグラフィ装置１００と同様、接着材料で互いに接合された２つの部位を有する部材が配置され、接着材料は、接着材料を覆う保護層により外部のガス環境から絶縁される。これらの部材は、リソグラフィ装置内の任意の位置に配置することができ、特には、ビーム形成システムや照射システム内、ウェハその他の近傍といった投影システム内、またはマスクの隣に配置される。
【００２０】
上記部材は、その好ましい実施形態では、たとえば、支持部に接合されるスケールや、据付台に接合される反射鏡、レンズ、マスクまたはウェハであって、たとえば、筐体３３の据付台に接合される、とりわけ、レンズ２９、３０もしくは３１、マスク保持部５に接合されるマスク７、またはウェハ保持部１５に接合されるウェハ１３である。同様に、反射鏡、マスク、ウェハ、またはＥＵＶリソグラフィ装置の他の部位は、支持部や据付台に接合される。
【００２１】
図３ａ、３ｂは、たとえば、部材３００、３００’の反射鏡３０１またはレンズ３０３が据付台のブッシング３０５、３０７にどのように接合されるかを模式的に示す。ブッシングは、反射鏡３０１に接合されるブッシング３０５の例に示されるように、カラーを備えてもよい。そして、接着材料３０９をブッシング３０５のカラーに塗布して、反射鏡３０１の表面に接合させる。ブッシングがカラーを有さない場合、レンズ３０３に接合されたブッシング３０７の例に示されるように、接着材料３０９をレンズ３０３の孔内に塗布する。
【００２２】
反射鏡３０１またはレンズ３０３及びマスクは、たとえば、シリカ、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウムまたはガラスセラミックで形成され、たとえばアルミニウムまたは鉄などの金属製の据付台に接着接合される。反射鏡３０１またはレンズ３０３の材質は金属より大幅に脆いので、付加的な応力がかかった場合には、据付台におけるよりも部位３０１、３０３における危険性が顕著に高い。
【００２３】
幾つかの部材を取り囲み、接着材料３０９に接するガス環境にもよるが、ガス環境と接着材料が相互作用することで、とりわけ、接着材料の収縮、膨張または劣化が引き起こされ、接合部内部、特に、反射鏡、レンズまたはマスクといった脆弱な部位の内部に応力が作用するおそれがある。たとえば、湿潤環境では、接着材料は湿気を吸収して膨張することがある。乾燥した環境では、接着材料に含まれて残存した湿気が放出され、接着材料が収縮することがある。同様の過程が真空環境における接着材料で観察され、接着材料が残留ガスを吸収したり、接着材料がガスを放出したりすることがある。
【００２４】
かかる過程を防止するために、部材４００の部位４０１、４０３を接着材料４０５で接合した後、依然として周囲のガスにさらされる接着材料４０５の表面４０９を、図４に模式的に示されるように、保護層４０７により覆って、これらの表面４０９を絶縁する。かかる保護層は、たとえば、図３ａ、３ｂで示される部材３００、３００’上に適用可能であり、接着接合を保護し、特に、反射鏡３０１やレンズ３０３内の応力を防止する。
【００２５】
保護層自体に起因して追加的な応力が作用するのを防止するために、保護層の材質として、保護層が１０ＭＰａ未満の弾性率を有するような材質を選択することが有利である。好適には、弾性率が５ＭＰａ未満、特に、２ＭＰａ未満である。特に、ＥＵＶリソグラフィに要求される精度を得るために極めて厳密な許容範囲を有するようなＥＵＶリソグラフィ装置用の部材としては、低い弾性率を有する保護層が有利である。
【００２６】
さらに、接着材料が、ＥＵＶまたはＵＶリソグラフィ装置内に残存し得るガスの大部分を吸収及び放出するのを効果的に防止するために、保護層の材質として、保護層が１０−７ｃｍ２／ｂａｒ・ｓ未満の透過係数、特に、１０―８ｃｍ２／ｂａｒ・ｓ未満の透過係数となるような材質を選択することが有利である。
【００２７】
好ましい実施形態では、保護層４０７は金属層である。金属層が１０ｎｍ以下の厚さであることが、接続部分に過大な応力を加えないようにするうえで有利である。好適には、金属保護層は、真空環境で、例えばスパッタ蒸着、電子線エピタキシまたは分子線エピタキシにより堆積させられる。また、大気圧下での化学蒸着も可能である。さらに好適な実施形態では、金属保護層は、アルミニウムを含み、あるいはその全体がアルミニウムで構成される。アルミニウムは、容易に入手できて堆積が容易なだけでなく、ＥＵＶリソグラフィ装置内部のような高度な真空環境でかつＥＵＶ放射が存在するような状況で、汚染を引き起こさずに使用できるという利点を有する。
【００２８】
他の好適な実施形態では、保護層４０７はポリマー層である。さらに好適な実施形態では、ポリマー保護層は、１つ以上のシリル変性ポリマー（ＳＭＰ）を有する。シリル変性ポリマーは、保護層に低弾性率と低透過率を付与することに加え、ＥＵＶリソグラフィ装置内で、汚染の大きなおそれがなく使用することができる。ポリマー保護層を有する部材が窒素環境や真空環境で使用されるべき場合、ポリマーを窒素環境内で適用してから、湿潤環境、すなわち、好ましくは相対湿度が３０％以上の環境で硬化させることが、有利である。部材が雰囲気ガス環境で使用されるべき場合も、湿潤環境内でポリマー素材の適用と硬化を行うことが、接着材料の経時的な膨張又は収縮による過大なドリフトを回避するうえで、有利である。ＥＵＶリソグラフィ装置の一部または内部に用いられるべき部材に特に有利な他の実施形態でも、ポリマー保護層が窒素環境内で適用される。その後、ポリマーは、反応性ガス環境または真空環境内で硬化される。反応性ガスは、たとえば、水素、または塩素もしくはフッ素等のハロゲン、これらのラジカルもしくはイオン、またはこれらの組み合わせとすることができる。反応性ガス環境または真空環境が、接着材料を覆う保護層を備えた部材が用いられるべきＥＵＶリソグラフィ装置の内部環境と類似することが、有利である。真空環境は、好ましくは、通常に操作されるときのＥＵＶリソグラフィ装置内の真空状態に対応する。反応性ガス環境は、好ましくは、たとえば、水素、ハロゲン、または汚染を除去するのに適したその他のガスを用いて浄化されるときのＥＵＶリソグラフィ装置内の環境に対応する。
【００２９】
図５は、部材５００を模式的に示す。部材５００は、マスク５０９を保持するマスク据付台５０３に接着材料５０５で接着接合されるスケール５０１を有する。接着材料５０５と周囲のガス環境との相互作用を防ぐために、接着材料５０５は保護層５０７で絶縁される。スケールは、プローブ５０８の補助により、光学的にマスク据付台５０３の位置を計測したり変位を検出したりすることに使用される。なお、マスク５０９は、保護層でマスク据付台５０３に接着接合されてもよい。
【００３０】
比較例としての部材６００が、模式的に図６に示される。ここで、スケール６０１は、ウェハ６０９を保持するウェハ据付台６０３に接着材料６０５で接着接合されているが、保護層を有していない。図５に示された部材５００と比較して、接着材料６０５は、周囲のガス環境の変化、たとえば、放出または吸収による空気環境から窒素環境への変化に対し反応する。これにより、ウェハ据付台６０３とスケール６０１の間の接着接合の収縮または膨張が引き起こされる。接着材料の変形は、双方向矢印６０２が示す方向へのスケールの屈曲につながる。この屈曲はウェハ据付台６０３の位置または変位の計測における誤差を引き起こす。なぜなら、スケール上の基準マークまたは基準線の位置が予測できない態様で変動するからである。このことは、図５に示す、保護層５０７で絶縁された接着材料５０５を有する部材５００において効果的に防止される。こうした保護層は、たとえば図６における部材６００に適用され、接着接合を保護し、特にスケール６０１における応力を防止する。なお、ウェハ６０９は、ウェハ据付台６０３に保護層で接着接合することもできる。
【００３１】
保護層の効果は、図７、８よりさらに明らかになる。４つの反射鏡の変形が、数日間にわたって監視された。図７は、反射鏡をテンパリングした後の、保護層無しで据付台に接着接合された反射鏡の変形（四角印）と、保護層有りで据付台に接着接合された反射鏡の変形（三角印）を示す。具体的には、反射鏡は、相対湿度約４０％の空気環境に最初の１０日間格納された。その後、反射鏡は、ＥＵＶリソグラフィ装置内に動作のために配置された。ＥＵＶリソグラフィ装置内は真空環境であった。反射鏡の変形は任意の基準に対して計測された。保護層無しでの反射鏡は、湿潤環境では、変形が大きくドリフトしており、これは、接着材料が水分を吸収して膨張したためと推測される。真空環境では、接着材料が水分を放出して収縮したためと推測される。その一方、保護層有りでの反射鏡は、変形のドリフトをほとんど示さなかった。
【００３２】
図８は、反射鏡をテンパリングした後の、保護層無しで据付台に接着接合された反射鏡の変形（四角印）と、保護層有りで据付台に接着接合された反射鏡の変形（三角印）を示す。具体的には、反射鏡は、相対湿度約４０％の空気環境に最初の４日間格納された後、５日目に、真空環境にさらされた。その後、反射鏡はＵＶリソグラフィ装置内に動作のために配置された。ＵＶリソグラフィ装置内は、窒素環境であった。反射鏡の変形は、再度、任意の基準に対して計測された。保護層無しでの反射鏡は、湿潤環境では、大きな変形のドリフトを示し、これは、接着材料が湿度を吸収して膨張したものと推測される。真空環境では、接着材料が水分を放出して収縮するものと推測される。そして、窒素環境では、接着材料はある程度のガスを吸収して再度膨張したものと推測される。これとは反対に、保護層有りでの反射鏡は、変形のドリフトをほとんど示さなかった。
【符号の説明】
【００３３】
１：ＵＶリソグラフィ装置、３：投影システム、５：マスク保持部、７：フォトマスク、  １１：フォトレジスト、１３：ウェハ、１５：ウェハ保持部、１９：照射システム、  ２１：光源、２３、２４、２５：レンズ、２６：反射鏡、２９、３０、１：レンズ、  ３３：筐体、１００：ＥＵＶリソグラフィ装置、１０：ビーム形成システム、１１１：ＥＵＶ源、１１２：コリメータ、１１３：単色分光器、１２０：照射システム、１２１、１２２：反射鏡、３０：レチクル、  １４０：投影システム、１４１、１４２：反射鏡、１５０：ウェハ、３００、３００’：部材、  ３０１：反射鏡、３０３：レンズ、３０５、３０７：ブッシング、３０９：接着材料、  ４００：部材、４０１、４０３：部位、４０５：接着材料、４０７：保護層、４０９：表面、５００：部材、５０１：スケール、５０３：マスク据付台、５０５：接着材料、５０７：保護層、５０８：プローブ、５０９：マスク、６００：部材、６０１：スケール、６０３：ウェハ据付台、６０５：接着材料、６０９：ウェハ
【図１】
2013500593.tif 000003
【図２】
2013500593.tif 000004
【図３ａ】
2013500593.tif 000005
【図３ｂ】
2013500593.tif 000006
【図４】
2013500593.tif 000007
【図５】
2013500593.tif 000008
【図６】
2013500593.tif 000009
【図７】
2013500593.tif 000010
【図８】
2013500593.tif 000011
【国際調査報告】
2013500593.tif 000012
2013500593.tif 000013
2013500593.tif 000014