(57)【要約】【課題】リソグラフィ装置における高電圧システムの絶縁破壊によって生じる恐れのある損傷を防止するための構成を提供すること。【解決手段】静電ペリクル又はイオン損傷防止システムでは、高電圧導体が、その表面上に電荷が蓄積するのを防止するのに十分に低い抵抗を有するが、絶縁破壊時にピーク電流を制限するのに十分に高い抵抗を有する分離層が被覆される。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射の投影ビームを供給するための照射システムと、
前記投影ビームの断面にパターンを付与する役割を果たすパターン形成手段を支持するための支持構造と、
基板を保持するための基板テーブルと、
前記パターン形成したビームを前記基板の標的部分上に投影するための投影システムと、
前記装置の通常使用時に、排気されるか又は低い圧力にある前記装置の一部の中の高電圧導体とを備え、
前記導体が、前記装置の使用時に、その導体の外側に電荷が蓄積するのを防止するのに十分に高く、かつ絶縁破壊時に、ピーク電流の流れを制限するのに十分に低い導電率を有する分離層によって被覆されることを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記分離層の合計抵抗が、１×１０８から１×１０１２Ωｍ−２までの範囲内に、好ましくは、１×１０９から１×１０１１Ωｍ−２までの範囲内にある、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記分離層が、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、及びラッカーを含む群から選択される材料から作製される、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記分離層の厚さが、１０〜５０μｍの範囲内にある、請求項１、２、又は３に記載の装置。
【請求項５】
前記分離層が、１×１０１３から１×１０１７Ωｍまでの範囲内に、好ましくは、１×１０１４から１×１０１６Ωｍまでの範囲内にある、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記導体が、静電ペリクル又はイオン損傷防止システムの一部である、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
基板を提供するステップと、
照射システムを使用して放射の投影ビームを供給するステップと、
前記投影ビームの断面にパターンを付与するパターン形成手段を使用するステップと、
前記放射のパターン形成したビームを前記基板の標的部分上に投影するステップとを含み、
前記装置の使用時に、その少なくとも一部が帯電微粒子による損傷から高電圧システムによって保護され、
前記高電圧システムの導体が、前記装置の使用時に、その導体の外側に電荷が蓄積するのを防止するのに十分に高く、かつ絶縁破壊時に、ピーク電流の流れを制限するのに十分に低い導電率を有する分離層によって被覆されることを特徴とする、リソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、基板の標的部分の上に望ましいパターンを施す機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。その場合に、マスクなどのパターン形成手段を使用してＩＣの個別層に対応する回路パターンを作成することが可能であり、さらに、放射感応材料（レジスト）の層を有する基板（例えば、シリコン・ウェハ）上の標的部分（例えば、１個又は数個のダイの一部を含む）の上に、このようなパターンを描画することができる。一般に、単一の基板は連続的に露光される隣接標的部分の回路網を含む。知られたリソグラフィ装置には、１回の試みでパターン全体を標的部分上に露光することによって標的部分をそれぞれに照射する、いわゆるステッパと、投影ビームによって所与の方向（「走査」方向）にパターンを走査し、他方では、同期してこの方向に平行に又は逆平行に基板を走査することによって標的部分をそれぞれに照射する、いわゆるスキャナが含まれる。
【０００３】
非常に短い波長の露光放射、例えば、５から２０ｎｍまでの範囲内にある極紫外線（ＥＵＶ）を用いるリソグラフィ装置では、このような波長で標準的な大気圧の空気を透過する率が非常に低いので、ビームの経路は、高い真空度又はアルゴンの低い圧力、例えば、１０−３ｍｂａｒに維持しなければならない。微粒子がマスク上に付着するのを防止するために、マスクに較べて高い電圧、例えば、１０００Ｖの電線のグリッドを備える、いわゆる静電ペリクルが提案されてきた。この静電ペリクルは、マスクに接近してくる微粒子、特に、イオンを引き付け、それらがマスク上に付着するのを防止する。同様の配置が、照射及び投影システム中のミラーを損傷から保護するために提案されおり、欧州特許出願公開第１  １８２  ５１０  Ａ号明細書ばかりでなく未公開の欧州特許出願第０２０７９３２９．５号明細書及び同第０２０７９８６４．１号明細書にも開示されている。なお、これらの文書はここで参照として組み込まれる。
【０００４】
高電圧システムにはいずれも絶縁破壊の危険性が存在するが、特にシステム中の圧力が上昇又は降下する期間中にその恐れがある。絶縁破壊電位差対圧力と距離の積（Ｐ．ｄ）を表す添付図面の図２に示すように、絶縁破壊電圧は、低いＰ．ｄ値及び高いＰ．ｄ値では高いが、約１ｍｂ．ｃｍで最小値を有する。この最小の値は、どれほどの電流の流れを絶縁破壊であると見なすかに依存するが、本目的では、約３００Ｖであると見なし得るものに依存する。したがって、静電ペリクルのような高電圧システムが依然として動作していれば、排気時又はシステムが大気圧に戻るときに絶縁破壊の危険性が存在する。これらのシステムは、計画された圧力変化時に通常は電源が遮断されるが、その一方で、リソグラフィ装置中のマスク及びミラーの費用を考慮すれば、計画外の圧力変化によって、例えば、弁又はソフトウェアの不具合によって生じる恐れがある損傷を防止するために防護策を講じることが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の１つの目的は、リソグラフィ装置における高電圧システムの絶縁破壊によって生じる恐れのある損傷を防止するための構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、
放射の投影ビームを供給するための照射システムと、
投影ビームの断面にパターンを付与する役割を果たすパターン形成手段を支持するための支持構造と、
基板を保持するための基板テーブルと、
パターン形成したビームを基板の標的部分上に投影するための投影システムと、
装置の通常使用時に、排気されるか又は低い圧力にある装置の一部の中の高電圧導体とを備え、
前記導体が、装置の使用時に、その導体の外側に電荷が蓄積するのを防止するのに十分に高く、かつ絶縁破壊時に、ピーク電流の流れを制限するのに十分に低い導電率を有する分離層によって被覆されることを特徴とするリソグラフィ装置が提供される。
【０００７】
従来の絶縁層が、例えば、静電ペリクル又はイオン損傷防止システムの導体上に施されている場合には、導体に引き付けられる帯電微粒子は、外部電界が補正されるまで絶縁層の表面上に蓄積し、導体はもはやその機能を果たさない。したがって、本発明によれば、導体に引き付けられる帯電微粒子を中和するのに十分な電流の流れを許容するようにゼロ以外の導電率を有するが、絶縁破壊時にピーク電流の流れを安全水準に制限するのに十分に低い導電率を有する分離層が提供される。このようにして、高電圧システムがそれらの機能を果たすのを妨げることなく、本装置を絶縁破壊から保護することができる。
【０００８】
適切である厳密な導電率の幅は、応用例、特に高電圧システム中の電圧、どれほどの絶縁破壊電流が許容可能であるか、及びどれほどの電流が電荷の蓄積を防止するのに必要であるかに依存する。しかし、１×１０８から１×１０１２Ωｍ−２までの範囲内、好ましくは、１×１０９から１×１０１１Ωｍ−２までの範囲内にある被膜の合計抵抗が、多くの応用例に適切である。被膜に適切な材料には、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、又はラッカーが含まれる。被膜の厚さは１０〜５０μｍの範囲内であり、抵抗率は１×１０１３から１×１０１７Ωｍまでの範囲内、好ましくは、１×１０１４から１×１０１６Ωｍまでの範囲内であり得る。
【０００９】
本発明の他の一態様によれば、
基板を提供するステップと、
照射システムを使用して放射の投影ビームを供給するステップと、
投影ビームの断面にパターンを付与するパターン形成手段を使用するステップと、
放射のパターン形成したビームを基板の標的部分上に投影するステップとを含み、
装置の使用時に、その少なくとも一部が帯電微粒子による損傷から高電圧システムによって保護され、
前記高電圧システムの導体が、装置の使用時に、その導体の外側に電荷が蓄積するのを防止するのに十分に高く、かつ絶縁破壊時に、ピーク電流の流れを制限するのに十分に低い導電率を有する分離層によって被覆されることを特徴とする、リソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法が提供される。
【００１０】
本明細書では、ＩＣの製造においてリソグラフィ装置を使用することに特定的に言及する場合があるが、本明細書に説明するリソグラフィ装置には、集積光学系、磁気ドメイン記憶装置用の誘導及び検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドの製造などのような他の応用例もあり得ることを理解されたい。このような別法による応用例の文脈では、本明細書の「ウェハ」又は「ダイ」という用語の使用はいずれも、より一般的な「基板」又は「標的部分」という用語とそれぞれに同義であると見なし得ることは当業者には理解されよう。本明細書で言及する基板は、露光の前に又は後で、例えば、トラック（典型的には、レジストの層を基板に塗布しかつ露光済みのレジストを現像する手段）又は計測若しくは検査手段において処理可能である。応用可能であれば、本明細書の開示をこのような手段及び他の基板処理手段に応用することができる。さらには、本明細書に使用する基板という用語は、複数回処理した層を既に含んでいる基板も指す場合があるように、例えば、多層ＩＣを作成するために基板を２回以上処理することが可能である。
【００１１】
本明細書に使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）及び極紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する）ばかりでなく、イオン・ビーム又は電子ビームのような微粒子ビームも含めて、電磁放射のすべての種類を包含する。
【００１２】
本明細書で使用する「パターン形成手段」という用語は、基板の標的部分中にパターンを作成するためのように、投影ビームの断面にパターンを付与するために使用可能な手段を指すものと広義に理解するべきである。投影ビームに付与されたパターンは、基板の標的部分中の望ましいパターンに厳密に対応しない場合もあることに留意されたい。一般には、投影ビームに付与されたパターンは、集積回路のような、標的部分中に作成されているデバイス中の特定の機能層に対応することになる。
【００１３】
パターン形成手段は透過型又は反射型であり得る。パターン形成手段の実施例には、マスク、プログラマブル・ミラー・アレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィではよく知られており、バイナリ型、交番移相型、及び減衰移相型などのマスク種類ばかりでなく、様々な複合型のマスク種類も含まれる。プログラマブル・ミラー・アレイの一実施例では、小型ミラーのマトリックス配置を使用し、これらのミラーのそれぞれは、入射する放射ビームを異なる方向に反射するために個別に傾斜可能であり、このような方式で、反射されたビームをパターン形成する。パターン形成手段のそれぞれの実施例では、支持構造が架台又はテーブルであり得るが、例えば、それは必要に応じて固定式又は可動式が可能であり、パターン形成手段を、例えば、投影システムに対して確実に望ましい位置におくことができる。本明細書の「レチクル」又は「マスク」という用語の使用はいずれも、より一般的な「パターン形成手段」という用語と同義であると見なし得る。
【００１４】
本明細書で使用する「投影システム」という用語は、屈折光学系、反射光学系、及び反射屈折光学系を含めて、例えば、使用されている露光放射に適切な、又は浸漬液の使用若しくは真空の使用など、他の要素に適切な様々な種類の投影システムを包含するものと広義に解釈されたい。本明細書の「レンズ」という用語の使用はいずれも、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると見なし得る。
【００１５】
照射システムも、屈折光学要素、反射光学要素、及び反射屈折要素を含めて、放射の投影ビームを誘導、成形、又は制御するための様々な種類の光学要素を包含するものと広義に解釈されるべきであり、このような光学要素を以下では集合的に又は単独に「レンズ」と呼ぶこともできる。
【００１６】
リソグラフィ装置は、２つ（２連ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有する種類であり得る。このような「多連ステージ」機械では、追加的なテーブルを並行して、即ち、１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用している間に、１つ又は複数のテーブル上で予備工程を実行することができる。
【００１７】
リソグラフィ装置はまた、投影システムの最終要素と基板の間の空間を満たすために、基板が相対的に高い屈折率を有する液体、例えば、水の中に浸漬される種類であり得る。浸漬液は、リソグラフィ装置中の他の空間、例えば、マスクと最初の要素の間に用いることも可能である。投影システムの開口数を増やすための浸漬技法は当業でよく知られている。
【００１８】
ここで、対応する参照符号は対応する部分を示す添付の模式図を参照して、例示としてのみ本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１９】
図１は、本発明の特定の一実施例にしたがうリソグラフィ装置を模式的に示す。この装置は、
放射（例えば、ＵＶ又はＥＵＶ放射）の投影ビームＰＢを供給するための照射システム（照射器）ＩＬと、
パターン形成手段（例えば、マスク）ＭＡを支持し、かつ要素ＰＬに対してパターン形成手段を正確に位置決めするための第１位置決め手段ＰＭに連結されている第１支持構造（例えば、マスク・テーブル）ＭＴと、
基板（例えば、レジスト塗布ウェハ）Ｗを保持し、かつ要素ＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２位置決め手段ＰＷに連結されている基板テーブル（例えば、ウェハ・テーブル）ＷＴと、
パターン形成手段ＭＡによって投影ビームＰＢに付与されたパターンを基板Ｗの標的部分Ｃ（例えば、１個又は複数のダイを含む）の上に描画するための投影システム（例えば、反射型投影レンズ）ＰＬとを備える。
【００２０】
ここで図示されているように、この装置は反射型である（例えば、反射型マスク又は上で説明した種類のプログラマブル・ミラー・アレイを使用する。）。別法として、この装置は透過型であってもよい（例えば、透過型マスクを使用する。）。
【００２１】
照射器ＩＬは放射源ＳＯから放射のビームを受け取る。放射源とリソグラフィ装置は、例えば、この放射源がプラズマ放電源であるとき、別体の独立要素であり得る。このような場合には、放射源はリソグラフィ装置の一部を構成するものとは見なされず、放射ビームは、例えば、適切な集光ミラー及び／又はスペクトル純度フィルタを備える放射コレクタの補助によって照射源ＳＯから照射器ＩＬに送られるのが一般である。他の場合では、例えば、放射源が水銀ランプであるとき、放射源はこの装置の一体部分であり得る。放射源ＳＯ及び照射器ＩＬを放射システムと呼ぶことができる。
【００２２】
照射器ＩＬは、ビームの角強度分布を調整するための調整手段を備えることができる。一般に、照射器のひとみ平面内における強度分布の少なくとも外半径及び／又は内半径範囲（通常はそれぞれσ外半径及びσ内半径と呼ぶ）を調整することができる。照射器は、投影ビームＰＢと呼ばれ、その断面に望ましい均一性及び強度分布を有する放射の条件ビームを供給する。
【００２３】
投影ビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴの上に保持されているマスクＭＡ上に入射する。投影ビームＰＢは、マスクＭＡによって反射された後に、レンズＰＬを通過し、それはこのビームを基板Ｗの標的部分Ｃの上に合焦する。第２位置決め手段ＰＷと位置センサＩＦ２（例えば、干渉型素子）の補助によって、例えば、異なる標的部分ＣをビームＰＢの経路中に位置決めするために、基板テーブルＷＴを正確に移動することができる。同様に、第１位置決め手段ＰＭ及び位置センサＩＦ１を使用して、例えば、マスク・ライブラリから機械的に取り出した後に又は走査時に、マスクＭＡをビームＰＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般には、物体テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決め手段ＰＭ及びＰＷの一部を構成する長行程モジュール（大まかな位置決め）と短行程モジュール（微細な位置決め）の補助によって実行されることになる。しかし、ステッパの場合は（スキャナとは異なり）、マスク・テーブルＭＴを短行程アクチュエータのみに連結するだけでもよいし、又は固定してもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置合わせ標識Ｍ１、Ｍ２及び基板位置合わせ標識Ｐ１、Ｐ２を使用して位置合わせ可能である。
【００２４】
図示の装置を次の好ましい方式で使用することができる。即ち、
１．ステップ方式では、投影ビームに付与されたパターン全体を１回の試みで標的部分Ｃの上に投影する間、マスク・テーブルＭＴと基板テーブルＷＴを本質的に静止状態に保持する（即ち、単一静的露光）。次いで、異なる標的部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴをＸ方向及び／又はＹ方向に移動する。ステップ方式では、露光領域の最大の大きさが、単一静的露光で描画される標的部分Ｃの大きさを限定する。
２．走査方式では、投影ビームに付与されたパターンを標的部分Ｃ上に投影する間、マスク・テーブルＭＴと基板テーブルＷＴを同期して走査する（即ち、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の速度と方向は、投影システムＰＬの（縮小）拡大率と画像反転特徴によって決まる。走査方式では、露光領域の最大の大きさが、単一動的露光における標的部分の幅（非走査方向における）を限定するのに対して、走査の移動長さが標的部分の高さ（走査方向における）を決定する。
３．別の方式では、投影ビームに付与されたパターンを標的部分Ｃ上に投影する間、マスク・テーブルＭＴを本質的に静止状態に保ってプログラム可能なパターン形成手段を保持し、かつ基板テーブルＷＴを移動又は走査する。この方式では、一般にパルス放射源を使用し、かつプログラム可能なパターン形成手段を、基板テーブルＷＴのそれぞれの移動後に又は走査時の連続的な放射パルスの合間に、必要に応じて更新する。このような動作方式は、上で言及した種類のプログラマブル・ミラー・アレイなどの、プログラム可能なパターン形成手段を利用するマスクレス・リソグラフィに容易に応用可能である。
【００２５】
上で説明した使用方式又は全く異なる使用方式に基づく組合せ及び／又は変形を用いることもできる。
【００２６】
図３は、本発明の一実施例における高電圧システム中の導体１０を示す断面図である。この導体は、欧州特許出願公開第Ａ−１  １８２  ５１０号明細書（参照としてここで組み込まれる）に説明されているような静電ペリクル、又は欧州特許出願公開第１  １８２  ５１０−Ａ号明細書並びに未公開の欧州特許出願第０２０７９３２９．５号明細書及び同第０２０７９８６４．１号明細書（これらの文書は参照としてここに組み込まれる）に説明されているイオン防止システムの一部であり得る。
【００２７】
導体１０は、低いが無視できない導電率を有する分離層１２によって包囲された金属導電コア１１、例えば、錫がメッキされている銅のコアを備える。この分離層は、導体に引き付けられる帯電微粒子、例えば、アルゴン・イオンを中和するために小さな電流の流れを許容するが、絶縁破壊の場合には、隣接構成要素に対する損傷を防止するために電流の流れを制限する。当然であるが、本発明は、他の形態、例えば、プレート又はグリッドばかりでなく単純な電線の形態にある高電圧導体にも応用可能であることを理解されたい。
【００２８】
本発明の分離層の機能は、従来の高抵抗絶縁体の効果と比較することによって説明可能である。図４及び５に示すように、高い、例えば、正電圧の導体１０は、イオンのような負に帯電した微粒子を引き付ける外部電界を生成する。導体が高抵抗絶縁体１３によって被覆されていると、負に帯電した微粒子は、外部電界が補正されるまで絶縁体１３の外側に蓄積する（図５）。その場合に、高電圧導体はもはやその機能を果たさない。本発明による分離層を用いると、負の微粒子は再び導体１０に引き付けられるが、この場合には、分離層１２が、導体上に生じる帯電微粒子を中和するのに十分な電流がわずかに流れるのを許容する。電荷は蓄積せず、外部電界は減衰されることがない。当然のことであるが、導体がその周囲に対して負の電位にあれば、同じことが正に帯電した微粒子に関しても生じる。
【００２９】
被覆材料及び厚さは、予測される漏れ電流密度及び通常使用時に許容可能な電圧降下に基づいて決定される。したがって、１ｎＡｍ−２の予測電流密度及び１０００Ｖの動作電圧の１％である１０Ｖの最大電圧降下では、分離層のための抵抗には１×１０１０Ωｍ−２が必要である。分離層の厚さｔが約１０μｍであれば、１×１０１５Ωｍの抵抗率ρが必要である。Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、又はラッカーの被膜が使用可能である。他の材料も適切であり得る。
【００３０】
以上に本発明の特定の実施例を説明してきたが、本発明は説明とは別様に実施可能であることが理解されよう。本明細書は本発明を限定しようとするものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】絶縁破壊電圧対Ｐ．ｄを示すグラフであり、パッシェン効果を例示する。
【図３】本発明による分離層を被覆した導体を示す断面図である。
【図４】絶縁層を備える導体に対する自由電荷微粒子の効果を示す図である。
【図５】絶縁層を備える導体に対する自由電荷微粒子の効果を示す図である。
【図６】本発明による分離層を備える導体に対する自由電荷微粒子の効果を示す図である。
【図７】本発明による分離層を備える導体に対する自由電荷微粒子の効果を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
ＩＦ１、ＩＦ２  位置センサ
ＩＬ  照射システム（照射器）
Ｍ１、Ｍ２  マスク位置合わせ標識
ＭＡ  パターン形成手段（マスク）
ＭＴ  マスク・テーブル
Ｐ１、Ｐ２  基板位置合わせ標識
ＰＢ  投影ビーム
ＰＬ  投影システム（レンズ）
ＰＭ  第１位置決め手段
ＰＷ  第２位置決め手段
ＳＯ  放射源
ｔ  分離層の厚さ
Ｗ  基板
ＷＴ  基板テーブル
１０  導体
１１  金属導電コア
１２  分離層
１３  高抵抗絶縁体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005148742.tif 000007
【図６】
2005148742.tif 000008
【図７】
2005148742.tif 000009
【外国語明細書】
2005148742000001.pdf