(57)【要約】　　　（修正有）【課題】リソグラフィ工程中に高いエネルギーで照射を受けても、ウエハの位置ずれを抑制できるウエハの保持方法および保持装置を提供する。【解決手段】ウェハを保持するチャック領域を複数の区分化された領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割し、未露光部はこの区分化された領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに固定し、露光された部分は一旦固定を解除する。これによってウェハ内に発生した熱的ストレスは解放される。ストレスが解放された後で、その露光された領域を再固定する。【選択図】図５
2004006706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工処理中に半導体ウェハを区分化されたチャック上に保持する方法であって、
半導体ウェハをエネルギービームにより露光するために、チャック上の区分化された領域で該ウェハを固定する固定工程、
熱的ストレスを解放するために、半導体ウェハ上の露光された領域を、該領域を固定している区分化された領域で固定解除する固定解除工程、
熱的ストレスが解放された後、ウェハ上の露光された領域を前記区分化された領域で固定する再固定工程
を有することを特徴とする保持方法。
【請求項２】
請求項１記載の保持方法であって、
前記エネルギ−ビームが電子ビームであることを特徴とする保持方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された保持方法であって、
前記固定工程及び再固定工程において、静電チャックを使用することを特徴とする保持方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載された保持方法であって、区分化された領域のうち、前記固定解除がなされる区分化された領域と固定されている区分化された領域とは隣り合っていることを特徴とする保持方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載された保持方法であって、前記固定解除工程はウェハ搬送速度が定速度になった時に行われることを特徴とする保持方法。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載された保持方法であって、露光終了まではウェハを区分化されたチャック上で固定し、露光終了後は区分化されたチャック上で固定解除と再固定を繰り返すことを特徴とする保持方法。
【請求項７】
マスク上のパターンをウェハに転写露光する露光装置に使用される、ウェハの保持システムであって、
チャック領域が複数の区分化された領域を有するウェハ保持部材、
区分化された領域上でのウェハの固定及び固定解除を制御するコンピュータを有し、
該コンピュータは、露光終了まではウェハを当該区分化された領域上で固定し、露光後、露光された領域での熱ストレスを解放するために当該区分化された領域での固定を解除し、熱ストレスが解放された後に当該区分化された領域での固定を再度行うように制御することを特徴とする保持システム。
【請求項８】
請求項７に記載された保持システムであって、
前記ウェハ保持部材が静電チャックを有することを特徴とする保持システム。
【請求項９】
請求項７又は８に記載された保持システムであって、
区分化された領域のうち、前記固定解除がなされる区分化された領域と固定されている区分化された領域とは隣り合っているように制御することを特徴とする保持システム。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれかに記載された保持システムであって、
前記コンピュータはウェハ搬送速度が定速度になった時に固定解除するように制御することを特徴とする保持システム。
【請求項１１】
請求項７乃至１０に記載された保持システムであって、
コンピュータはウェハを露光終了までは区分化された領域上で固定し、露光終了後は区分化された領域上で固定解除と再固定を繰り返すように制御することを特徴とする保持方法。
【請求項１２】
マスク上のパターンをウェハ上に転写する露光装置で、
マスク上のパターンを照明する照明系、
マスクを保持して移動させるマスクステ−ジ、
マスクのパタ−ンをウェハ上に形成する結像系、
ウェハを保持して移動させるウェハステ−ジ
を有する露光装置であって、
前記ウェハステージは請求項７乃至１１のいずれかに記載されたウェハ保持システムを有することを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体の製造に関わるものであり、特にはリソグラフィ工程中でウェハをチャックにしっかりと留める方法、システム及びそれを用いた露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体の加工工程で、リソグラフィシステムはパタ−ンをマスクからレジストが塗布されたウェハに転写する。この時、リソグラフィシステムはマスクをエネルギービームで照射し、レジストが塗布されたウェハ上にエネルギービームのパタ−ンを投影する。光を用いたシステムではエネルギービームは光束であり、電子ビームシステムではエネルギービームは電子ビームである。パタ−ンをウェハの所定の位置におくために、ウェハはマスクに対して適切な位置に配置されねばならない。従来より、このために可動ウェハステ−ジ上に取り付けられたチャックにウェハが固定され、マスク及びウェハのアライメントマークを測定するアライメントシステムを使ってマスクとウェハのアライメントが行われ、通常はウェハを移動させてマ−クが所定の位置にくるようになされる。リソグラフィシステムによっては、マスクを使用しないものもある。その時には、成型された小さなエネルギービームが順次ウェハ上に投影される。
【０００３】
通常のリソグラフィシステムではアライメントはリソグラフィ加工を始める前に一度行われる。このアライメント手順にはリソグラフィ加工中では収率に影響するようなアライメントズレは生じないという前提がある。これによって時間が節約でき、アライメントのやり直しに要する時間をウェハ露光時間に当てることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ウェハに投影されたエネルギービームは熱に変わる。リソグラフィ−システムが新しくなったり、ウェハのサイズが大きくなってくると発生する熱の問題も大きくなってくる。ウェハヒーティングの問題を引き起こす可能性のある新たなリソグラフィ−システムは電子ビーム投影リソグラフィシステムである。電子ビーム投影リソグラフィでは電子のエネルギーのわずかな部分しかレジストに吸収されず、その残りのエネルギーはウェハに吸収される。半導体ウェハは正の熱膨張係数を有しており、エネルギーが吸収されると膨張しようとする。ウェハは一般的にはウェハチャックに取り付けられているためにこの膨張に対して拘束された形になっている。従って、露光中にチャックの大きさが変化しないとウェハの大きさも位置もほとんど変化しないことになる。このような方法には、チャックの熱膨張係数が小さいか、熱伝導システムによってウェハから熱が効率よくチャックに流れるという前提がある。更に、チャック上でウェハ、ウェハの一部がスリップしないという前提もある。
【０００５】
しかしながら、チャック上にウェハを留める力よりも加熱されたウェハの熱的なストレスが大きくなるとウェハはスリップを起こす。チャック上でまだ露光されていない部分がスリップを起こすとこの部分をマスクに対してアライメントを取ることは不可能になり、収率の低下を余儀なくされる。
【０００６】
場合によっては、チャックにウェハを留めおく力をより強くすることによりウェハの熱ストレスによるスリップとアライメントミスの問題を回避出来ることもある。例えば光学式のリソグラフィ工程で使用されている真空チャックはウェハをしっかりと固定して熱ストレスによるスリップやアライメントミスを防止できる。残念ながら、この方式はウェハの大きさが増加したり、温度がさらに増加する場合には有効では無くなる。最終的に、リソグラフィ工程中で増加した熱ストレスがウェハを固定する真空チャックを上回ることになる。
【０００７】
荷電粒子線や電子線リソグラフィの場合（ＥＢＰＬ）や極端紫外リソグラフィ（ＥＵＶＬ）の場合には、ウェハをチャックに固定すること自体が難題となる。ＥＢＰＬやＥＵＶＬで真空中で露光がなされるために、ウェハをチャックに固定する方法は、例えば、静電チャックによることになる。このチャックは一般的には真空チャックよりも固定力が弱く、熱ストレスにより生じるアライメントミスの問題がより深刻になってくる。露光領域での温度が上がり熱的ストレスが増加する。もし、熱的ストレスがチャックの局所的な固定力を越えるとウェハは瞬時にチャックより離れ、チャック表面に沿ってスリップし、再びチャックに固定される。この結果ウェハの未露光部分がスリップするとそれ以降のリソグラフィパタ−ンにはアライメントミスが生じることになる。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、半導体ウェハが製造中に変位することを抑制する方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、
加工処理中に半導体ウェハを区分化されたチャック上に保持する方法であって、半導体ウェハをエネルギービームにより露光するために、チャック上の区分化された領域で該ウェハを固定する固定工程、
熱的ストレスを解放するために、半導体ウェハ上の露光された領域を、該領域を固定している区分化された領域で固定解除する固定解除工程、
熱的ストレスが解放された後、ウェハ上の露光された領域を前記区分化された領域で固定する再固定工程
を有する保持方法を用いている。この方法では、区分化されたチャックの複数の区分領域でチャックにウェハを固定、固定解除する操作を行う。熱的ストレスを生じさせるような露光はチャックに固定したウェハ領域に対して行い、露光が終わったらその領域の固定力を解除して熱的ストレスを解放する。熱的ストレスが解放されたらその領域を再び固定するというものである。これによって露光された領域の熱によるストレスが解放されるため、予期しない位置ズレがウェハに生じることが無くなる。
【００１０】
この方法は熱的な影響が大きい電子ビームを用いる露光に特に有効である。また、この時静電チャックを用いると固定・固定解除の操作が容易に行える。さらに固定解除を行う際には、その隣接する領域は固定して位置ズレの防止を行ったり、ウェハに力が加わらない定速度の時に固定解除を行って位置ズレを防止することは有効である。
【００１１】
更に、露光を終えた部分の位置ズレは問題にならないことを考えて、露光が終了した領域では固定解除と再固定を繰り返して熱的なストレスが蓄積されるのを防止することも有効である。
【００１２】
また他の手段としては、
マスク上のパターンをウェハに転写露光する露光装置に使用される、ウェハの保持システムであって、
チャック領域が複数の区分化された領域を有するウェハ保持部材、
区分化された領域上でのウェハの固定及び固定解除を制御するコンピュータを有し、
該コンピュータは、露光終了まではウェハを当該区分化された領域に固定し、露光後、露光された領域での熱ストレスを解放するために当該区分化された領域での固定を解除し、熱ストレスが解放された後に当該区分化された領域の固定を再度行うように制御する保持システムである。　　即ち、区分化されたチャック（クランプ）の複数のチャックの区分域にウェハを固定し、チャックの区分域上に固定されるウェハの領域には最低１つのチップがあるように制御する。そして、１つ又はそれ以上の各領域を選択的にウェハの各々の区分の固定・固定解除を選択的に行うように、区分されたチャックを操作する。操作としては、露光により熱的ストレスが生じ露光時にはウェハの露光領域を固定して、露光後は熱的ストレスを解放するために露光された領域の固定を解除するようにチャックを操作し、露光された領域の熱的ストレスが解放された後再びウェハを固定する様にする。　このような保持システムを用いることにより熱的なストレスが解放されていくのでウェハの予期せぬ位置ズレが生じることが無くなる。
【００１３】
更にこの保持システムをウェハステージに組み込むと熱ストレスによるウェハの位置ズレが防止される露光装置が得られ、半導体製造リソグラフィ工程が収率よく行える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の要点は以下の通りである。
リソグラフィ工程中でレジストが塗布されたウェハをエネルギーをもって露光すると熱的ストレスが発生する。この熱的ストレスはウェハが効果的に拘束されていると大きな熱的変形を引き起こす。その場合、例えウェハがチャックに拘束されていても、ストレスが大きくなると、ウェハ又はその一部はチャック上でスリップを起こし、リソグラフィ工程を不正確なものにしてしまう。本発明を実行するためのひとつの実施方法では、露光されたウェハの領域を周期的にチャックから固定解除してウェハの熱的ストレスを解放する。これによりそれぞれの領域が膨張したり、収縮したりすることが可能になり、その時に熱的ストレスが解放される。この手順を繰り返すことによって露光された部分の熱的ストレスが解放され、未露光領域へストレスが伝わることが低減される。熱的ストレスの低減により電子ビームリソグラフィ工程中でウェハを静電チャックにより効果的に固定できるようになる。また、真空チャックのような他の方のチャックで固定する場合も通常の光学的リソグラフィ工程で有効である。
【００１５】
以下に本発明の実施例を図を用いて説明する。
図１に示されているのは、ＥＢＰＬシステム１００である。電子銃１０２で発生した電子ビームは電磁レンズ１１７によりレチクル１１５（マスク）上に集められる。レチクルを経たパタ−ン化された電子ビームは別の電子レンズ１１７によりレジストが塗布されたウェハ１１３上に結像される。レチクル１１５は可動ステ−ジ１２１上に搭載され、ウェハは区分化された静電チャックにより可動ステ−ジ１２２に固定されている。初期状態で、レチクル１１５とウェハ１１３は（不図示の）アライメントシステムにより互いに位置あわせされ、また電子ビームとも位置あわせされている。電子ビームの位置とその特性は電磁偏向器１０６とダイナミック補正器１１９によって制御されている。このダイナミック補正器とは、焦点補正器、非点補正器であり、ビームのＯＮ−ＯＦＦは電磁ブランカー（ｂｌａｎｋｅｒ）１０４によって行われる。このような構成部材はシステムコンピュター１１８によって制御されている。システムコンピュター１１８はマスクのデータメモリ１２０からの情報を使って電磁偏向器１０６，ダイナミック補正器１１９及び電磁ブランカ−１０４を制御し、同様にウェハ上のダイ（ｄｉｅ）の位置情報も制御に使用される。区分化された静電チャックの制御は区分化されたチャック制御コンピュータ（前記システムコンピュータ１１８内に配置されているコンピュータ）によりなされる。電子光学系とステ−ジは真空環境に置かれている。
【００１６】
電子ビームリソグラフィシステムの他の型がある。例えば、単一の、小さな成形された、又は成形可変なビームを使ってウェハ上でパタ−ン形成し、順次全てのパタ−ンを形成する方法である。又は、独立した複数の電子ビームが同時に数このチップを描画する方式である。そのようなシステムは図１のいシステムに似ているが、レチクルもレチクルステ−ジもなく、電子ビームに対するウェハの相対的な位置決めだけが行われる。
【００１７】
図２が示しているのは、チャック上に固定されたウェハのスリップを低減するためのリソグラフィ工程の手順に関するフロ−チャートである。最初露光される前は、ウェハは区分化されたチャックの各区分領域に固定されている。この配置ではウェハのリソグラフィ装置へのアライメントが保持されている。ウェハ上でチップを露光する順序は特に定めた露光基準により決められる。例えば、ＥＢリソグラフィシステムによっては、単一の電子ビ−ムを使用して蛇行経路でチップを順に露光するものがあったり、複数の電子ビームを用いてチップを同時に複数個露光するものもある。
【００１８】
ウェハはリソグラフィ工程（２０４）中で露光される。ウェハに熱の形で伝わる量はウェハの大きさやリソグラフィ工程に依存している。ウェハが大きくなると蓄積されるエネルギーも大きくなり、これがより大きなストレスが発生させられてスリップやアライメントミスにつながっていく。例えば、図１の電子ビームシステムでの１００ＫＶの電子ビ−ム１００は普通ウェハの表面６０μｍ以内で吸収される。ウェハの全体的な厚さは７５０μｍ程度なので、表面６０μｍ内での熱的ストレスはウェハの裏面でのストレスより遙かに大きく、このことが垂直・水平力を発生させる。垂直力はウェハを保持しようとする力とは反対方向に作用し、その力が十分に強くなるとウェハはカップ型に変形し、加熱された領域の中央部でチャックから盛り上がってしまう。さらにこのような状態では例え小さいストレス水平成分であってもウェハを局所的に位置ズレさせる。
【００１９】
露光された後に冷えて再びチャックをストレス無く固定するとウェハのズレは部分的になり局所的なアライメントミスになる。このアライメントミスは付加的な横方向の力をウェハの未露光領域に及ぼし、もし、横方向の力がウェハを保持しているウェハとチャックの摩擦力を越えると、結果的に未露光部のスリップを引き起こす。気をつけないといけないことは、ウェハの露光された領域のスリップはそれ自体は問題にならないことである。
【００２０】
熱的ストレスによるスリップを防止するためには、熱的ストレスがたまった時（２０６）に区分化されたチャックから露光された領域の固定を解除することである。露光された領域を区分化されたチャックから固定解除すると、熱的なストレスは大幅に解放され、動きが固定されていない部分のみに限定される。固定されていない露光領域は加熱・冷却時に自由に変形出来、近くの領域に問題を起こすような熱的ストレスを伝えない。露光された領域が固定されていないので、垂直な力、水平の力とも未露光領域にてこの作用を及ぼさない。これによりウェハの未露光領域では垂直・水平力ともなくなっている。
【００２１】
１つの実施方法としては、ウェハのひとつの領域だけを所定の時間間隔でチャックから解放することである。これが露光された領域での熱的ストレスを低減し、一方他の多くのウェハ上の領域は区分されたチャックに固定する。この代わりに、複数領域で同時にあるいは時間間隔をおいてチャックの固定を解除しても良い。しかしあまり多くの領域の固定を所定の時間間隔で解除すると熱的ストレスはより急速に解放され、未露光領域のアライメント誤差が増加する。
【００２２】
１つの領域を適切なタイミングでチャックから固定解除するとウェハがスリップする可能性は低くなる。例えば、ウェハステ−ジが定速度で動いている時や、ウェハが動いていない時にウェハの固定解除を行う。ウェハが固定解除された時にも横方向の力を受けなけいようなタイミングで固定を解除すると、ウェハのスリップが抑えられる。例えば、区分化されたチャックをプログラムにより制御し、ステ−ジの方向転換時やステ−ジが別のチップを位置あわせするために定速度で動いている時に固定解除を行う。
【００２３】
迅速に固定と固定解除を行うために、現在入手可能な静電チャックを使って本発明を実施できる。例えば、Ｅｌｅｃｔｒｏｇｒｉｐ　ｏｆ　Ｐｉｔｔｓｂｕｇｈは静電チャックを製造しており、そのチャックは１秒以内に固定・固定解除を行える。静電チャックの高速動作に関する定量的記載は、Ｍ．Ｎａｋａｓｕｊｉ等によるＪｏｕｎａｌ　ｏｆ　Ｖａｃｕｕｍ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏｌ．　Ａ１２，　ｐｇ．２８３４　（１９９４）に見られる。幸い熱的ストレスはかなり強いと考えられるので、ストレスの大部分を開放するために区分化されたチャック領域の静電力を遅延させる必要はないかも知れない。このように、上述の固定用チャックを本発明にあうように構成すれば、他の方法により考えられるウェハ固定解除時間よりも早い動作時間でウェハの固定・固定解除が可能になる。
【００２４】
図２を参照すると、区分化されたチャックとＥＢＰＬシステム１００の関連する部材はウェハステ−ジにより再位置あわせがなされ、リソグラフィ工程がウェハの他の領域に適用される。
【００２５】
一方、露光された領域のストレスが解放されると露光された領域はチャック（２１０）に再固定される。リソグラフィ工程中に、露光された各領域は固定解除、再固定が数回行われ、加熱・冷却により生じた機械的なストレスが緩和される。固定・固定解除の実際のタイミングは以下の２つ点を考慮して設定される。２つの点とは、ウェハステ−ジの動きと固定・固定解除がなされる区分上のチップの露光完了時である。
【００２６】
図３が記しているのは、多くのチップを有するウェハ１１３とリソグラフィ工程で各チップを露光する順序を示す蛇行路である。また、レチクルステ−ジ１２１が使用するレチクルステ−ジの走査路３０８と３１０も記されている。ＥＢＰＬシステムはレチクル１１５の異なる部分から像をウェハ上に投影する。最終的に、レチクルステージ１２１とウェハステージ１２２を適切に移動させ、システムコンピュ−ターにより電磁偏向器１０６，ダイナミック補正器１１９，電磁ブランカ１０４を制御して電子ビームを変更することにより全体のチップパターンが転写される。
【００２７】
レチクルステージ走査路３０８は、図３においてウェハ上で３０８Ｗと印されたチップをパターン化する時に用いられるものであり、レチクルステ−ジ走査路３１０はウェハ上で３１０Ｗと印されたチップをパターン化する時に用いられるものである。矢印はステ−ジの走査方向を示している。レチクル１１５を通して電子ビームによりチップが露光されると、ウェハステ−ジ１２２は次のチップの位置にステップ移動し、走査露光工程が繰り返される。この例では、ウェハステージ１２２はステ−ジ行路３０２、３０４、３０６とをとる。リソグラフィ装置内でウェハ上の異なるチップにステップ移動する経路が破線でしめされている。
【００２８】
図４は区分化されたチャック１１６の上面４００と、区分化された領域４０２．４０４．４０６．４０８を示している。先に記したように、図１の区分化されたチャック１１６はウェハ１１３を固定したり、固定解除したりする。この固定・固定解除時には適切に調節された電圧がチャックの区分化された領域に与えられる。ウェハ上の露光された領域で固定解除を周期的に行うことにより熱的なストレスが解放され、ウェハ上の未露光領域がスリップする確率が低下する。この方法は区分化された真空チャックにも適用が可能である。所定の領域でウェハを解放するには急速に真空状態を解除する。熱的ストレスはかなり強いと考えられるので、ストレスの大部分を開放するために区分化されたチャック領域の真空を完全に解除させる必要がないかも知れない。
【００２９】
図５はＥＢＰＬにより加工されている幾つかのウェハ５１３の上面図とウェハを固定する区分化された静電チャックを示している。ウェハのスナップショット５０２はチャックの区分化された領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ上に位置あわせされたウェハ領域を示している。ウェハのスナップ５０２はウェハの下にある静電チャックのの区分化された領域が初期状態では全て電圧が加えられて励起された状態であり（電圧ＯＮ）、ウェハ上の該当領域を吸着している。矢印は、ＥＢＰＬにてウェハ上のチップが露光される時にウェハステ−ジが走査される経路を示している。
【００３０】
ウェハステ−ジが領域ＡからＢを通るとき、ウェハに吸収された大部分のエネルギーは領域Ａの近くに残り、熱的ストレスも領域Ａの近くに残る。この時に、領域Ａの下にある区分化されたチャックの該当部の励起を解除する。これにより、ウェハスナップショット５０４に示されているように、他の未露光領域へのストレスの影響が低減される。区分化されたチャックの励起が解除されると、ウェハのその部分のスリップとそれに基づくアライメントズレが生じる可能性がある。しかし幸いなことに、固定が解除された領域の露光は既に完了しているのでその領域のアライメントはそれほど問題にはならない。
【００３１】
図５はウェハ上の各チップが区分化された１つのチャック領域の境界部に存在して場合を示しているが、代替的な配置も可能である。例えば、いくつかのチップを隣接する２つ又はそれ以上の区分化されたチャック領域に配置してもよい。このような配置を取るためには、本発明の変形実施法としては、２つ又はそれ以上の区分化された領域の固定を、その上のチップの露光が完了したら、解除することである。
【００３２】
領域Ａでの熱的ストレスが緩和されると領域Ａの下にある区分化されたチャック領域は再び励起され、ウェハが再固定される。何度もチャックに印可する電圧をＯＮ−ＯＦＦすることによりリソグラフィ工程で区分化されたチャックの熱的ストレスを解放できる。これは露光により加熱された部分が膨張し、冷えたときに収縮出来るからである。
【００３３】
ウェハステ−ジの走査が進んでウェハの差し絵図５０６のように領域Ｃにきたとき、領域Ｂが静電チャックから固定解除され、上記領域Ａと同じように、ストレスが解放される。同様に、周期的に静電チャックへの印可電圧をＯＮ−ＯＦＦすることにより領域Ａ、Ｂの固定・固定解除し、加熱・冷却による熱的ストレスをさらに解放する。
【００３４】
ウェハ図５０８は、電子ビームがウェハ上の領域Ｄを加工し始めた時の領域Ｃに対する同様な操作を示している。この時は、領域Ｄが露光され、領域Ａ、Ｂ、Ｃに対応する区分化されたチャック領域の固定・固定解除が行なわれて熱的ストレスが解放される。
【００３５】
一般的に、ひとつの領域の固定を始めるのは、リソグラフィ工程中でその領域のチップが全て露光され終わった後であり、ウェハステージが停止するか定速運動に入った時に合わせて始める。例えば、ウェハ図５０４での領域Ａの露光が終了するとこの領域に対応する静電チャックの電圧を周期的にＯＮ−ＯＦＦする。領域Ａ、Ｂの露光が終了するとこの領域Ａ、Ｂに対応する区分化された静電チャックへの電圧印可がＯＮ−ＯＦＦされる。同様に、領域Ａ、Ｂ、Ｃの露光が終了するとこの領域Ａ、Ｂ、Ｃに対応する区分化された静電チャックへの電圧印可がＯＮ−ＯＦＦされる。
【００３６】
この固定方法の作用は、部分的作用だが、ウェハの未露光領域にストレスが伝わる前にウェハのその領域を固定化解除することに基づいている。重要なことは、露光された領域の熱は露光が終了しないと未露光領域に伝わらない、とうことである。もちろん、この条件が満足されないと露光領域の熱的ストレスが解法される前に未露光領域に伝わってしまう。
【００３７】
幸いなことに、本発明による周期的固定方法は多くの半導体製造プロセスにおいて熱的ストレスを解放する。例えば、図６は直径が２００ｍｍの一般的なウェハを示しているが、ここには２０×２５ｍｍ２の大きさのチップが４８個含まれている。距離Ｘと通して熱が拡散しての温度は、ｅｘｐ（−Ｘ２／κｔ）により表現され、ここにｔは露光後の時間であり、κはウェハの熱拡散係数である。シリコンに対してκの値を９０ｍｍ２／ｓｅｃとすると、距離２００ｍｍ（直径）を経た点での温度上昇がその最終的な値のｅ−１になる間での時間はおよそ４５０ｓｅｃである。また、電子ビーム投影システムのスル−プットが３０／ｈｏｕｒを越えるとすると考えられている。従って、ウェハのオ−バーヘッド時間（ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｔｉｍｅ）をおよそ２０ｓｅｃとすると、４８チップ全てを露光するに要する時間は１００ｓｅｃということになり、上で記した熱拡散時間４５０ｓｅｃより短い。本発明に従ってウェハの周期的な固定を行うことにより、相当量の熱が露光領域に局在化されたままになり、拡散するには時間が無いことになる。
【００３８】
スル−プットがより高い他のリソグラフィシステムにおいては、熱が未露光領域に拡散するための時間はより短いことになる。以上の計算では、通常熱交換がなされているチャックへの熱の伝達は無視した。従って、他の実行方法は熱交換システムだけを用いる方法や本発明との組み合わせということになる。ここで本発明の特徴となるのは熱的ストレスが未露光領域に伝わらないことである。
【００３９】
熱拡散の時間経過と測定値がより定量的に、伝熱方程式の解析的な解として図７に与えられている。この解においては、ウェハは薄い板として取り扱われ、露光はウェハ上の各チップのほぼ中央に与えられるとしている。さらに、ウェハは熱的に絶縁され、熱はウェハチャックには伝わらないと仮定している。露光順序は、直径２００ｍｍのウェハにチップが４８個あるとして図６に示す順序で行われるとしている。更にスループットは３０枚／ｈｏｕｒとし、各チップの露光時間は約２秒である。温度の計算は各領域の露光終了直後の時点に対して行われ、温度の表示はウェハの厚さの半分のところでの値である。この例では、領域Ａは２１秒後が露光終了時刻、領域Ｂは５１秒後が露光終了時刻、領域Ｃは７９秒後が露光終了時刻である。
【００４０】
温度は１に規格化されて図７中、３次元的に７０２，７０４，７０６に、２次元のグラフとして７０８，７１０，７１２に示されている。２次元グラフの輪郭線は１０分の１の温度変化を示す。これらのグラフが示しているように、熱は大部分が露光された領域に残り、未露光領域に伝わる時間が無い。このことは露光終了後しばらく時間が経ってもほぼ同じである。しかし、この時ウェハステージは他の領域に移動している。この間には熱的ストレスは局所化されたままであるので、露光された領域を区分化されたチャックから固定解除するとウェハ上の未露光領域への熱ストレスの影響は低減される。
【００４１】
ここでは例示のために特定の実施例を記してきたが、本発明の本質から離れないで色々な変更や修正が行える。例えば、発明の工程を異なった順序で実施しても好ましい効果が得られる。さらに、４つに分けられた区分化チャックを例にしたが、更に多くの区分化や逆に少ない区分化でも良く、区分自体も１次元的な区分より２次元的な区分にしても良い。より多く区分化されたチャックを用いると熱的ストレスをより迅速に、完全に解放できる。逆により少なく区分化されたチャックを用いると、熱的ストレスは増加するかもしれないが、設計が簡単になり、費用も安くなる。さらに、電子ビーム投影リソグラフィで、静電チャックを使用する系に対して今まで説明を加えてきたが、他のリソグラフィシステムにも同様に適用出来る。例えば、真空チャックを区分化して本発明を適用出来る。また、使用するエネルギービームにしても、可視光、紫外線（ＵＶ）、遠紫外線（ｄｅｅｐ　ＵＶ）、極端紫外線（ＥＵＶ）の使用が可能である。半導体製造法にしても、リソグラフィ、金属のデポジッション（ｍｅｔａｌ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、誘電体のデポジッション（ｉｎｓｕｌａｔｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、イオン打ち込み（ｉｏｎ　ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）、プラズマエッチング（ｐｌａｓｍａ　ｅｔｃｈｉｎｇ）、熱的アニール（ｔｈｅｒｍａｌ　ａｎｎｅａｌ）、化学・機械的研磨（ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）、ウェハ検査（ｗａｆｅｒ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）、ウェハ試験（ｗａｆｅｒ　ｔｅｓｔｉｎｇ）、測量（ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ）等に対して適用可能である。従って、本発明は上記の実施例に限定されるわけではない。
【００４２】
【発明の効果】
上記のように本発明では、露光を終えたウェハ領域を一旦チャックへの固定を解除し、熱ストレスが解放させることによってウェハの予期せぬ位置ズレを防止できる。また、このために特にコストのかかる装置を要せず、簡単な装置で有効な効果を発揮させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】ウェハを所定の位置に静電チャックにより保持する電子ビーム投影リソグラフィシステムを示す。
【図２】チャック上に固定されたウェハがスリップしないようにするための操作手順を示すフロ−チャートを示す。
【図３】多くのチップが露光されるべきウェハとリソグラフィ工程中で露光される順を示す蛇行した走査パタ−ンを示す。
【図４】ウェハを固定するために使用される区分化されたチャックの表面を示す。
【図５】ＥＢＰＬと区分化されたチャックを使用して加工された状態を時間変化として示す。
【図６】一般的なチップとウェハの直径を示す。
【図７】ウェハの温度分布を２次元、３次元的に示す。
【符号の説明】
１００　・・・　ＥＢＰＬシステム　　　　　１０２　・・・　電子銃１０２
１１７　・・・　電磁レンズ１１７　　　１１５　・・・　レチクル１１５（マスク）
１１３　・・・　ウェハ　　　　　　　　１２１　・・・　可動ステ−ジ
１０６　・・・　電磁偏向器　　　　　　１１９　・・・　ダイナミック補正器
１０４　・・・　電磁ブランカー（ｂｌａｎｋｅｒ）
１１８　・・・　システムコンピュター　１２０　・・・　データメモリ
３０８，３１０　・・・　レチクルステ−ジの走査路
３０２，３０４，３０６　・・・　ウェハステ−ジ行路
１１６　・・・　区分化されたチャック
【図１】
2004006706.tif 000003
【図２】
2004006706.tif 000004
【図３】
2004006706.tif 000005
【図４】
2004006706.tif 000006
【図５】
2004006706.tif 000007
【図６】
2004006706.tif 000008
【図７】
2004006706.tif 000009