(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、
マスクを保持するための第１の物体テーブルと、
基板を保持するための第２の物体テーブルと、
マスクの照射部分を基板のターゲット部分に対して結像させる投影システムとを含む、放射線感受層を備えた基板上にマスクのマスク・パターンを結像させるリトグラフ投影装置であって、
前記マスクのテーブルが前記マスクを保持する少なくとも１つの柔軟部材を含み、前記少なくとも１つの柔軟部材がマスクの形状に実質的に一致するように従動し、前記少なくとも１つの柔軟部材が前記マスクを前記部材に対して保持するための真空空間を含んで成り、さらに前記少なくとも一つの柔軟部材は膜であることを特徴とするリトグラフ投影装置。
【請求項２】
前記部材を変形させるために前記少なくとも１つの部材を支持するテーブルに真空室をさらに含む請求項１に記載された装置。
【請求項３】
前記部材が初期応力を与えられている請求項１または請求項２に記載された装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの部材が、金属、シリカ、ＣａＦ2、ＭｇＦ2、ＢａＦ2、Ａｌ2Ｏ3、およびゼロダー（Ｚｅｒｏｄｕｒ）セラミックから選ばれた１以上の材料で形成された請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載された装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの部材が一対の平行なストリップを含んで成る請求項１から４に記載された装置。
【請求項６】
各ストリップが長さに沿って支持された請求項５に記載された装置。
【請求項７】
各ストリップが幅を横断して各端で実質的に支持された請求項５または請求項６に記載された装置。
【請求項８】
前記真空空間が前記部材における凹部を含んで成る請求項７に記載された装置。
【請求項９】
平面に対して直角な前記マスクの一を定めるための複数の主支持部材をさらに含む請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載された装置。
【請求項１０】
各支持部が支柱またはバールを含んで成る請求項９に記載された装置。
【請求項１１】
請求項１または請求項８に従属するとき、前記真空空間を排気するために前記少なくとも１つ支持部が前記真空空間に連通したダクトを含んで成る請求項９または請求項１０に記載された装置。
【請求項１２】
前記マスクの１つの側部の中央付近と、前記１つの側部の反対側の２つの隅部付近とにおいて前記マスクを支持するように配置された３つの支持部を含む請求項９、請求項１０または請求項１１に記載された装置。
【請求項１３】
前記マスクをそのそれぞれ１つの隅部付近で支持するように配置された３つの支持部を含む請求項９、請求項１０または請求項１１に記載された装置。
【請求項１４】
前記マスクをそのそれぞれ１つの隅部付近で支持するように配置された４つの支持部を含む請求項９、請求項１０または請求項１１に記載された装置。
【請求項１５】
前記支持部のうちの３つが固定され、４番目の支持部がマスクの平面に対して直角方向へ移動可能であって、所望される支持面を形成できるように配置されている請求項１４に記載された装置。
【請求項１６】
前記４番目の支持部がばねまたはガス軸受を含んで成る請求項１５に記載された装置。
【請求項１７】
前記４番目の支持部が緩衝される請求項１５または請求項１６に記載された装置。
【請求項１８】
前記マスクの重力による撓みを補償するために前記少なくとも１つの部材がマスクに捩り力を作用させる請求項１から請求項１７までのいずれか一項に記載された装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの部材を支持するためにガス軸受をさらに含む請求項１から請求項１８までのいずれか一項に記載された装置。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの部材を支持するためにガス・クッションをさらに含む請求項１から請求項１９までのいずれか一項に記載された装置。
【請求項２１】
前記ガス・クッションが５〜２０μｍの範囲の厚さを有する請求項２０に記載された装置。
【請求項２２】
放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、
マスクを保持するための第１の物体テーブルと、
基板を保持するための第２の物体テーブルと、
マスクの照射部分を基板のターゲット部分に対して結像させる投影システムとを含む、放射線感受層を備えた基板上にマスクのマスク・パターンを結像させるリトグラフ投影装置であって、
前記マスクのテーブルが前記マスクを保持する少なくとも１つの柔軟部材を含み、前記少なくとも１つの柔軟部材がマスクの形状に実質的に一致するように従動し、前記少なくとも１つの柔軟部材が前記マスクを前記部材に対して保持するための真空空間を含んで成り、さらに前記少なくとも１つの部材を支持するためにガス軸受を含むことを特徴とするリトグラフ投影装置。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの部材が一対の平行なストリップを含んで成る請求項２２に記載された装置。
【請求項２４】
各ストリップが長さに沿って支持された請求項２３に記載された装置。
【請求項２５】
各ストリップが幅を横断して各端で実質的に支持された請求項２３または請求項２４に記載された装置。
【請求項２６】
前記真空空間が前記部材における凹部を含んで成る請求項２５に記載された装置。
【請求項２７】
平面に対して直角な前記マスクの一を定めるための複数の主支持部材をさらに含む請求項２２から請求項２６までのいずれか一項に記載された装置。
【請求項２８】
各支持部が支柱またはバールを含んで成る請求項２７に記載された装置。
【請求項２９】
請求項２２または請求項２６に従属するとき、前記真空空間を排気するために前記少なくとも１つ支持部が前記真空空間に連通したダクトを含んで成る請求項２７または請求項２８に記載された装置。
【請求項３０】
前記マスクの１つの側部の中央付近と、前記１つの側部の反対側の２つの隅部付近とにおいて前記マスクを支持するように配置された３つの支持部を含む請求項２７、請求項２８または請求項２９に記載された装置。
【請求項３１】
前記マスクをそのそれぞれ１つの隅部付近で支持するように配置された３つの支持部を含む請求項２７、請求項２８または請求項２９に記載された装置。
【請求項３２】
前記マスクをそのそれぞれ１つの隅部付近で支持するように配置された４つの支持部を含む請求項２７、請求項２８または請求項２９に記載された装置。
【請求項３３】
前記支持部のうちの３つが固定され、４番目の支持部がマスクの平面に対して直角方向へ移動可能であって、所望される支持面を形成できるように配置されている請求項３２に記載された装置。
【請求項３４】
前記４番目の支持部がばねまたはガス軸受を含んで成る請求項３３に記載された装置。
【請求項３５】
前記４番目の支持部が緩衝される請求項３３または請求項３４に記載された装置。
【請求項３６】
前記マスクの重力による撓みを補償するために前記少なくとも１つの部材がマスクに捩り力を作用させる請求項２２から請求項３５までのいずれか一項に記載された装置。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの部材を支持するためにガス・クッションをさらに含む請求項２２から請求項３６までのいずれか一項に記載された装置。
【請求項３８】
前記ガス・クッションが５〜２０μｍの範囲の厚さを有する請求項３７に記載された装置。
【請求項３９】
放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、
マスクを保持するための第１の物体テーブルと、
基板を保持するための第２の物体テーブルと、
マスクの照射部分を基板のターゲット部分に対して結像させる投影システムとを含む、放射線感受層を備えた基板上にマスクのマスク・パターンを結像させるリトグラフ投影装置であって、
前記マスクのテーブルが前記マスクを保持する少なくとも１つの柔軟部材を含み、前記少なくとも１つの柔軟部材がマスクの形状に実質的に一致するように従動し、前記少なくとも１つの柔軟部材が前記マスクを前記部材に対して保持するための真空空間を含んで成り、さらに前記少なくとも１つの部材を支持するためにガス・クッションを含むことを特徴とするリトグラフ投影装置。
【請求項４０】
前記ガス・クッションが５〜２０μｍの範囲の厚さを有する請求項３９に記載された装置。
【請求項４１】
前記少なくとも１つの部材が一対の平行なストリップを含んで成る請求項３９および４０に記載された装置。
【請求項４２】
各ストリップが長さに沿って支持された請求項４１に記載された装置。
【請求項４３】
各ストリップが幅を横断して各端で実質的に支持された請求項４１または請求項４２に記載された装置。
【請求項４４】
前記真空空間が前記部材における凹部を含んで成る請求項４３に記載された装置。
【請求項４５】
平面に対して直角な前記マスクの一を定めるための複数の主支持部材をさらに含む請求項３９から請求項４４までのいずれか一項に記載された装置。
【請求項４６】
各支持部が支柱またはバールを含んで成る請求項４５に記載された装置。
【請求項４７】
請求項３９または請求項４４に従属するとき、前記真空空間を排気するために前記少なくとも１つ支持部が前記真空空間に連通したダクトを含んで成る請求項４５または請求項４６に記載された装置。
【請求項４８】
前記マスクの１つの側部の中央付近と、前記１つの側部の反対側の２つの隅部付近とにおいて前記マスクを支持するように配置された３つの支持部を含む請求項４５、請求項４６または請求項４７に記載された装置。
【請求項４９】
前記マスクをそのそれぞれ１つの隅部付近で支持するように配置された３つの支持部を含む請求項４５、請求項４６または請求項４７に記載された装置。
【請求項５０】
前記マスクをそのそれぞれ１つの隅部付近で支持するように配置された４つの支持部を含む請求項４５、請求項４６または請求項４７に記載された装置。
【請求項５１】
前記支持部のうちの３つが固定され、４番目の支持部がマスクの平面に対して直角方向へ移動可能であって、所望される支持面を形成できるように配置されている請求項５０に記載された装置。
【請求項５２】
前記４番目の支持部がばねまたはガス軸受を含んで成る請求項５１に記載された装置。
【請求項５３】
前記４番目の支持部が緩衝される請求項５１または請求項５２に記載された装置。
【請求項５４】
前記マスクの重力による撓みを補償するために前記少なくとも１つの部材がマスクに捩り力を作用させる請求項３９から請求項５３までのいずれか一項に記載された装置。
【請求項５５】
放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、
マスクを保持するための第１の物体テーブルと、
基板を保持するための可動の物体テーブルと、
マスクの照射部分を基板のターゲット部分に対して結像させる投影システムとを含むリトグラフ投影装置を使用した装置を製造する方法にして、
パターンを支持するマスクを前記第１の物体テーブルに与える段階と、
放射線感受層を備えた基板を前記第２の物体テーブルに与える段階と、
マスクの部分を照射し、マスクの前記照射部分を前記基板の前記ターゲット部分に対して結像させる段階とを含む製造方法であって、
作動の間、少なくとも１つの柔軟部材によって前記マスクを前記マスク・テーブル上に保持し、前記少なくとも１つの柔軟部材が従動してマスクの形状に実質的に一致するように成され、前記少なくとも１つの柔軟部材が前記マスクを前記部材に対して保持するための真空空間を含んで成り、さらに前記少なくとも一つの柔軟部材は膜である、段階を特徴とする製造方法。
【請求項５６】
放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、
マスクを保持するための第１の物体テーブルと、
基板を保持するための可動の物体テーブルと、
マスクの照射部分を基板のターゲット部分に対して結像させる投影システムとを含むリトグラフ投影装置を使用した装置を製造する方法にして、
パターンを支持するマスクを前記第１の物体テーブルに与える段階と、
放射線感受層を備えた基板を前記第２の物体テーブルに与える段階と、
マスクの部分を照射し、マスクの前記照射部分を前記基板の前記ターゲット部分に対して結像させる段階とを含む製造方法であって、
作動の間、少なくとも１つの柔軟部材によって前記マスクを前記マスク・テーブル上に保持し、前記少なくとも１つの柔軟部材が従動してマスクの形状に実質的に一致するように成され、前記少なくとも１つの柔軟部材が前記マスクを前記部材に対して保持するための真空空間を含んで成り、さらに前記少なくとも１つの部材を支持するためにガス軸受を含む、段階を特徴とする製造方法。
【請求項５７】
放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、
マスクを保持するための第１の物体テーブルと、
基板を保持するための可動の物体テーブルと、
マスクの照射部分を基板のターゲット部分に対して結像させる投影システムとを含むリトグラフ投影装置を使用した装置を製造する方法にして、
パターンを支持するマスクを前記第１の物体テーブルに与える段階と、
放射線感受層を備えた基板を前記第２の物体テーブルに与える段階と、
マスクの部分を照射し、マスクの前記照射部分を前記基板の前記ターゲット部分に対して結像させる段階とを含む製造方法であって、
作動の間、少なくとも１つの柔軟部材によって前記マスクを前記マスク・テーブル上に保持し、前記少なくとも１つの柔軟部材が従動してマスクの形状に実質的に一致するように成され、前記少なくとも１つの柔軟部材が前記マスクを前記部材に対して保持するための真空空間を含んで成り、さらに前記少なくとも１つの部材を支持するためにガス・クッションを含む、段階を特徴とする製造方法。
【請求項５８】
マスクに接触して保持する少なくとも１つの柔軟部材を含んで成る請求項１、請求項２２、および請求項３９に記載された装置に適用されるマスクテーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、
放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、
マスクを保持するための第１の物体テーブルと、
基板を保持するための第２の物体テーブルと、
マスクの照射部分を基板のターゲット部分に対して結像させる投影システムとを含むリトグラフ投影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
さらに詳しく説明すれば、本発明はこのような装置に使用するマスク・テーブルに関する。
【０００３】
簡単化のために、この投影システムは以下に「レンズ」と称するが、その用語は、例えば屈折光学装置、反射光学装置、反射屈折光学系、および荷電粒子光学装置を含む各種形式の投影システムを包含するものと広く解釈しなければならない。放射線システムはまた、放射線の投影ビームを方向決め、形状決めまたは制御するためにそれらの原理のいずれかにしたがって作動する部材も含み、それらの部材もまた以下に集合体または単体を「レンズ」と称される。さらに、第１および第２の物体テーブルはそれぞれ「マスク・テーブル」および「基板テーブル」と称され得る。さらに、このリトグラフ装置は２以上のマスク・テーブルおよび（または）２以上の基板テーブルを有する形式とされ得る。このような「複数テーブル」装置では、付加されるテーブルは平行状態で使用されるか、または１以上の段階で準備段階が遂行される一方、１以上の他の段階が露出に使用される。二段階リトグラフ装置は、例えば国際特許出願ＷＯ９８／２８６６５およびＷＯ９８／４０７９１に記載されている。
【０００４】
リトグラフ投影装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用できる。その場合、マスク（焦点板）はＩＣの個々の層に一致した回路パターンを含み、このパターンは感光材料（レジスト）の層を被覆された基板（シリコン・ウェーハ）のターゲット部分（１以上のダイを含む）に対して結像されることができる。一般に、１つのウェーハはマスクを経て１度に１つずつ連続照射された隣接のターゲット部分の全体的なネットワークを含む。或る１つの形式のリトグラフ投影装置では、１回の進行において全体的なマスク・パターンをターゲット部分に対して露出することで各ターゲット部分の照射が行われる。このような装置は、一般にウェーハ・ステッパと称される。これに代わる装置、すなわち一般にステップ・アンド・スキャン装置と称される装置では、所定の基準方向（「走査」方向）に投影ビームの下でマスク・パターンを順次に走査する一方、同時に基板テーブルをこの方向と平行または反平行の状態で同期して走査することによって各ターゲット部分が照射される。一般に投影システムは倍率係数Ｍ（一般１未満）を有するので、基板テーブルが走査される速度Ｖはマスク・テーブルの走査される速度のＭ倍となる。本明細書で説明するリトグラフ装置に関して、一層詳しい情報は国際特許出願ＷＯ９７／３３２０５から得られる。
【０００５】
上述の装置では、マスクは確実に保持（「クランプ」）され、実際的にｘ軸、ｙ軸およびＺ軸（Ｒｘ、ＲｙおよびＲｚと称する）のまわりに回転配向されて正確に位置決めできる。ｚ方向は投影システムの光学軸線に実質的に平行な軸線に沿う方向として定められ、またｘおよびｙ方向はＺ軸線および互いに対して実質的に直角な軸線に沿う方向である。マスクはその平面（ｘｙ面）内で、特にステップ・アンド・スキャン装置において、大きな加速度を与えられることができ、この加速度は大体５ｇ（ｇは重力加速度である）とされる。ｚ方向においてマスクは１００Ｈｚ帯域のアクチュエータで位置決めでき、これはｚ方向における比較的大きな堅さを要求する。マスククランプ構造は十分に確実にそのような加速度に耐え、またｘｙ平面における必要堅さをマスクに与えなければならない。
【０００６】
しかしながら、マスク・テーブル上の剛的真空クランプのようなこれまでのマスククランプ構造は、マスクの変形が生じてしまう問題を有している。これは、マスクおよび真空クランプの一方または両方が完全に平坦でない結果として、またはマスクとクランプとの間に異物粒子が入り込んでしまったために生じ得る。例えば、マスクは数μｍ内での平坦とされるだけである。マスクの変形は投影像の歪みをもたらし、またさまざまなマスクにおける歪みの相違は更なる誤差をもたらす。或る種の変形は装置の１以上のレンズ部材を調整することで修正できるが、この方法で全ての歪みを修正することはできず、変形は一般にさまざまなマスクにおいて再現性がない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、解消した改良されたマスク保持装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、
放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、
マスクを保持するための第１の物体テーブルと、
基板を保持するための第２の物体テーブルと、
マスクの照射部分を基板のターゲット部分に対して結像させる投影システムとを含む、放射線感受層を備えた基板上にマスクのマスク・パターンを結像させるリトグラフ投影装置であって、
前記マスクのテーブルが前記マスクを保持する少なくとも１つの柔軟部材を含み、前記少なくとも１つの柔軟部材がマスクの形状に実質的に一致するように従動することを特徴とするリトグラフ投影装置が提供される。
【０００９】
少なくとも１つのコンプライアンスすなわち柔軟性を有する部材が、特定形状となすように力を作用させることで望まれない変形を生じることのないマスク保持を可能にする。この部材は、マスクの平坦度の相違を許容するために従動されることができる。好ましくは膜であるこの部材は、マスクの熱膨張をその部材の可撓性によって許容するが、その部材に対するマスクの滑りは生じないような、ｘｙ平面における堅さを有する。滑りは、非対称な状態が生じるために、熱膨張よりも全体的な精度を悪化させる。
【００１０】
この部材の材料および厚さを適当に選ぶことで、マスクと部材との間に侵入したいかなる異物粒子もマスクではなくその部材を優先的に変形させるように、部材の堅さを定めることができる。これは、従来のクランプ構造に比較して、異物粒子により生じるマスクの撓みを１００００分の１ほどに減少させることができる。
【００１１】
前記少なくとも１つの部材は一対の平行なストリップを含んで成り、各々のストリップはその長さに沿って支持されることが好ましい。これは、撓みに対する部材の堅さを改善し、また材料のクリープ性を減少させる。
【００１２】
この装置は、マスクおよび部材を互いに保持する（例えば図４を参照のこと）真空空間として作用することのできる部材に形成された凹部を含むことが好ましい。この構造は確実且つ小型の両方を果たす。
【００１３】
この装置はその平面に超音波溶接かな方向、すなわちｚ、ＲｘおよびＲｙ方向のマスクの位置を定めるために複数の支持点を含むことが好ましい。その部材または個々の部材はマスクのｘ、ｙおよびＲｚ位置を定め、また支持点は特別な形状にマスクを変形させることなくマスクの残る部分の位置を定める。これらの支持点は平面を定め、それらはマスクの位置を過度に拘束することのない必要最小限の個数とされる。さらなる安定性および堅さを与えるために４番目の支持点を備えることもできるが、その４番目の支持点はマスクの振動を排除するために、例えば減衰されるガス軸受とされることが好ましい。
【００１４】
この装置はさらに、部材を変形させるために、前記少なくとも１つの部材を支持するテーブルに真空室を含むことが好ましい。真空室の中へと部材を下方へ曲げることで、部材の反対両縁に支持されたマスクに偶力が発生され、これがマスクの撓みを補償する。
【００１５】
前記少なくとも１つの部材を支持するためにガス・クッションが備えられることが好ましい。このガス・クッションは、例えば１０μｍ程度の厚さとされ得る。このクッションのガス（例えば空気）は部材、好ましくは膜を支持し、平坦度の相違を許容する。またこれは部材およびその部材に保持されたマスクの振動を減衰し、さらにｚ方向の適当な堅さを与える。ガス・クッションはまた支持されたマスクとテーブルとの間の熱伝導率を改善する。これは、マスクに対する照射入力によって高まる熱をマスクから伝導により排除できるので、重要である。
【００１６】
その部材または各部材は、金属、シリカ、ＣａＦ2、ＭｇＦ2、ＢａＦ2、Ａｌ2Ｏ3、およびゼロダー（Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標））セラミックから選ばれた１以上の材料で形成されることが好ましい。これらの材料のほとんど全ては、部材をマスクと同じ材料で形成できるようにする。これは、マスクおよび部材が同じ機械的特性、例えば熱膨張係数を有することができるという、またそれ故に歪みおよびクリープをさらに減少させるという利点を有する。
【００１７】
本発明の他の見地によれば、
放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、
マスクを保持するための第１の物体テーブルと、
基板を保持するための可動の物体テーブルと、
マスクの照射部分を基板のターゲット部分に対して結像させる投影システムとを含むリトグラフ投影装置を使用した装置を製造する方法で、
パターンを支持するマスクを前記第１の物体テーブルに与える段階と、
放射線感受層を備えた基板を前記第２の物体テーブルに与える段階と、
マスクの部分を照射し、マスクの前記照射部分を前記基板の前記ターゲット部分に対して結像させる段階とを含む製造方法であって、
作動の間、少なくとも１つのコンプライアンスすなわち柔軟性を有する部材によって前記マスクを前記マスク・テーブル上に保持し、前記少なくとも１つの柔軟性を有する部材が従動してマスクの形状に実質的に一致するように成される段階を特徴とする製造方法が提供される。
【００１８】
本発明によるリトグラフ投影装置を使用した製造方法において、エネルギー感応材料（レジスト）の層で少なくとも部分的に被覆された基板上にマスク・パターンが結像される。この結像段階の前に、基板は下塗り、レジスト被覆およびソフトな焼成のような各種の処理を施される。露光の後、基板は露光後焼成（ＰＥＢ）、現像、ハードな焼成、および像特性の測定／検査のような他の処理を施される。この一連の方法はデバイス、例えばＩＣの個々の層をパターン化するための基本として使用される。このようなパターン化された層はその後エッチング、イオン移入（ドーピング）、金属化、酸化、化学−機械研磨などの各種の処理を施され、これらの処理はすべて個々の層の仕上げを目的とする。幾つかの層が要求されるならば、この方法の全体、またはその変化された方法が各々の新しい層に対して繰り返される。最終的に、デバイスの配列が基材（ウェーハ）上に形成される。これらのデバイスはその後ダイシングまたはソウイングのような技術で互いに切離されて、個々のデバイスがキャリヤに取付けられ、ピンに連結されることなどが可能になる。さらに、そのような処理に関するさらに詳しい情報は、例えば「マイクロチップ・ファブリケーション：半導体処理への実際的な案内」第３版、ピーター・ファン・ツァント氏著、マクグロー・ヒル・パブリッシング・カンパニー、１９９７年、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４の本から得られる。
【００１９】
ＩＣの製造における本発明の装置の使用に対してその書物は特に参照することができるが、この装置は多くの他の可能と考えられる応用例を有することをはっきりと理解しなければならない。例えば、総合光学システムの製造、磁気領域記憶装置、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッドなどのガイドおよび検出パターンの製造に使用できる。当業者はそれらの他の応用例に関して、そこで使用する用語「焦点板」、「ウェーハ」、または「ダイ」をより一般的な「マスク」、「基板」、および「ターゲット部分」にそれぞれ置き換えて考えねばならないことを認識するであろう。
【００２０】
本明細書では、照射放射線および照射ビームという用語は全ての種類の電磁放射線または粒子フラックスを包含するために使用され、紫外線（例えば波長が３６５，２４８，１９３，１５７または１２６ｎｍ）、ＥＶＵ、Ｘ線、エレクトロンおよびイオンに限られない。
【００２１】
本発明の実施例が添付図面を参照して単なる例をあげて以下に説明される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明によるリトグラフ投影装置を概略的に示している。この装置は、・放射線の投影ビームＰＢを供給する放射線システムＬＡ，Ｅｘ，ＩＮ，ＣＯ、
・マスクＭＡ（例えば、マスク）を保持するための、また部品ＰＬに対してマスクを正確に位置させるために第１の位置決め手段に連結された第１の物体テーブル（マスク・テーブル）ＭＴ、
・基板Ｗ（例えば、レジストを被覆したシリコン・ウェーハ）を保持するための、また部品ＰＬに対して基板を制御回路に位置決めするために第２の位置決め手段に連結された第２の物体テーブル（基板テーブル）ＷＴ、
・マスクＭＡの照射部分を基板Ｗのターゲット部分Ｃ（１以上のダイを含んで成る）に対して結像させる投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば、屈折または屈折反射システム、ミラー群、またはフィールド・デフレクタ）、
を含んで成る。本明細書で説明するように、この装置は透過形式（すなわち、透過性のマスクを有する）のものである。しかしながら、一般に例えば反射形式のものとされることもできる。
【００２３】
放射線システムは、放射ビームを発生する放射源ＬＡ（例えば、Ｈｇランプ、エクサイマー・レーザー、ストレージ・リングまたはシンクロトロンの電子ビーム経路のまわりに備えられた波動装置（アンジュレータ））を含む。このビームは、照射システム、例えばビーム成形光学装置Ｅｘ、積分装置ＩＮ、およびコンデンサＣＯ、に含まれる各種光学部材を横断し、作られたビームＰＢは横断面において所望の形状および強度分布を有するようになされる。
【００２４】
ビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴに保持されたマスクＭＡによってその後遮断される。マスクＭＡを通過すると、ビームＰＢはレンズＰＬを通過し、このレンズはビームＰＢを基板Ｗのターゲット部分Ｃに対して結像させる。干渉による変位および測定手段ＩＦにより、例えばビームＰＢの経路内にさまざまなターゲット部分Ｃを位置決めするために、基板テーブルＷＴは正確に移動できる。同様に、例えばマスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に回収した後、またはスキャン時に、第１の位置決め手段はビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めさせるために使用できる。一般に物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、図１に明示されていない長いストロークのモジュール（粗い位置決め）と、短いストロークのモジュール（微細な位置決め）とによって実現される。ウェーハ・ステッパ（ステップ・アンド・スキャン装置の逆である）の場合には、マスク・テーブルは短いストロークの位置決めモジュールだけに連結されるか、固定される。
【００２５】
図示した装置は２つの異なるモードで使用できる。すなわち、
１．  ステップ・モードにおいては、マスク・テーブルＭＴは基本的に静止状態に保持され、マスク像の全体は１回の進行（すなわち１回の「フラッシュ」）でターゲット部分Ｃに投影される。基板テーブルＷＴはその後ｘおよび（または）ｙ方向へ変位され、別のターゲット部分ＣがビームＰＢで照射される。
２．  スキャンモードにおいては、基本的に同じシナリオが適用されるが、与えられたターゲット部分Ｃが１回の「フラッシュ」で露光されないことが相違する。実際に、マスク・テーブルＭＴは与えられた基準方向（いわゆる「スキャン方向」、例えばｙ方向）へ速度ｖで移動可能であり、したがって投影ビームＰＢはマスク像の上をスキャンするようになされる。同時に、基板テーブルＷＴ速度Ｖ＝Ｍｖで同一または反対方向へ移動される。ここでＭはレンズＰＬの倍率（典型的にＭ＝１／４または１／５）である。このようにして、解像度を落とすことなく比較的大きいターゲット部分Ｃが露出できる。
【００２６】
図２および図３は一対の部材１４でマスク・テーブルの部分１２にマスク（焦点板）１０を支持する２つの構造を示している。図２では、焦点板１０の２つの反対両縁は、マスク・テーブルの反対両部分１２に片持ちされた部材１４の部分上に支持されている。本明細書におけるように透過性マスクの場合には、部分１２の間に空間が形成され、投影ビームがマスク・テーブルを横断できるようにする。これに代えて、図３に示されるように焦点板は、各端部が部分１２にそれぞれ支持された一対の平行な部材１４上に支持されることができる。図２の構造が一般に好ましい。何故なら、ストリップ形状の部材１４は部分１２上にその長さに沿ってｙ方向に支持され、それ故に焦点板の撓みを減少させる大きな堅さを有するからである。反射マスクの場合は、前記反射マスクを（ほぼ）完全に支持する膜を使用することが好ましい。いずれの場合においても、部材は、特定の形状となるように与えられる力による変形を生じることなく、焦点板１０の形状に従動するようなコンプライアンスすなわち柔軟性を有する。
【００２７】
図示実施例では、部材１４は焦点板と同じ材料、例えばシリカ、ＣａＦ2、ＭｇＦ2、ＢａＦ2、Ａｌ2Ｏ3、およびゼロダー（Ｚｅｒｏｄｕｒ）セラミックで形成することができる。しかしながら、他の可能性、例えばゲル浴上に焦点板を支持するか、または金属で部材（部分的）を形成することも考えられる。
【００２８】
石英（シリカの結晶形態）で形成された部材の場合、部材の厚さは典型的に約２５０μｍとされる。各部材１４の長さは焦点板１０の長さ、例えば長さ１００〜２００ｍｍに実質的に等しいことが好ましい。図２を参照すれば、部材１４の長縁が部分１２のそれぞれの縁を超えて片持ちされる距離は、典型的に全体で２５ｍｍである。これにより焦点板１０の縁に対する部分１２の縁からの距離は、例えば約１０ｍｍとされ、また焦点板１０および部材１４の重なり合った幅は、例えば約１５ｍｍとされる。
【００２９】
部材１４は主として焦点板をｘ、ｙおよびＲｚ方向において水平に支持する。図４は図２の装置の一部のｘｚ平面における概略的な横断面図であり、真空空間１６を使用して焦点板１０を部材１４にクランプする好ましい方法を示している。この実施例では、真空空間１６は部材１４に凹部として形成されている。この凹部は部材１４の全長（紙面に対して直角方向）に実質的に沿っう矩形の陥没を含み、その縁部のまわりにリップが形成されている。１以上の列の小さな支柱（図示せず）のようなスペーサが真空空間１６内に備えられて、真空空間１６が潰れるのを防止することができる。
【００３０】
「真空圧」は勿論のこと、例えば５．５ｘ１０4Ｐａのような減圧されたガス圧力を意味し、したがって過剰の外部圧力が焦点板１０と部材１４とを互いに対して保持する直角方向力を作用させる。ｘｙ平面内での焦点板１０と部材１４との相対的な動きは、直角方向力によって増大されるそれらの２部材間の摩擦によって防止される。部材と焦点板との間の摩擦係数は、勿論のことながら接触面の材料および（または）粗さを選ぶことで選定される。
【００３１】
焦点板１０と部材１４との間の垂直方向力は真空空間１６以外、例えば一対の顎部間での機械的なクランプ作用、磁気的クランプ作用、および電気的クランプ作用によっても与えることができる。
【００３２】
図４は真空室１８を示しており、真空室は本発明のさらに他の任意の特徴とされる。真空室１８を排気することで発生する力は部材１４に与えられ、これは部材１４を真空室１８内へと押し下げる。これは焦点板１０を支持している部材１４の反対縁に対応する上方への力を発生させ、それ故に焦点板の撓みを減少させる。
【００３３】
部分１２に対して部材１４を保持するために、他の適当な手段、例えばねじまたは接着剤を使用できる。
【００３４】
焦点板１０の撓みを補償するために部材１４を経て焦点板１０に作用される捩り力を生じるように、真空室１８とは異なる他の構造が使用できる。例えば、部材は自由縁が僅かに立ち上がるように初期応力を与えられることができる。この結果、焦点板が部材上に配置されると、その部材は僅かに曲がり、焦点板に捩り力を作用させることになる。
【００３５】
上述した部材１４および焦点板１０の構造は、焦点板のｘ、ｙおよびＲｚ位置を十分に決めることができる。ｚ方向における焦点板１０の位置を決定する構造は、図５に示されている。支持部２０は（マスク・テーブルの）部分１２上に位置され、部分１２と一体的に形成され得る小さな支柱を含んで成る。この例では、部材１４の界面は垂直支持部２０と静止され、焦点板１０は部材１４に形成されているスペーサ２２と静止される。このようにして、焦点板１０の仮面の垂直方向位置はこの位置で定められる。支持部２０は、真空圧供給ダクト２４が真空空間１６に通じることを可能にするために管状にできる。これは真空空間１６を排気するのに都合よい方法である。また部材１４および焦点板１０を支持部２０に対してクランプする真空力を与えるのに都合よい。スペーサ２２は真空圧供給ダクト２４が真空空間１６を完全に排気できるように形成される。これに代わる例では、支持部２０は部材１４の開口を通って焦点板１０に直接に静止する。
【００３６】
焦点板１０の平面を定めるために、最小限３つの支持部２０が備えられなければならない。これにより少なくとも３つの位置で焦点板１０のｚ位置が定められる。焦点板１０の重量はほぼ全て（例えば、約９０％）を部材１４によって担持される。しかしながら部材１４が初期応力を与えられていない場合、または部材１４と部分１２との間の空間に圧力が加えられない場合には、前記支持部が優先的にマスクの重量を担持する。支持部２０の機能は一般にｚ、ＲｘおよびＲｙ位置を定めることである。焦点板１０および部材１４は、勿論のこと、支持部２０の間で自由に撓むことができる。しかしながら撓みは再現される。何故なら、焦点板に作用する重力によって純粋に決定できるものであり、例えば適当なレンズ部材の調整により実質的に補正できる捩り形状を生じるからである。
【００３７】
３つの支持位置で焦点板のｚ方向位置を定めることは、焦点板の歪みを生じることなく最大の捩り自由度を可能にする。図２を参照すれば、１つの好ましい実施例で、２つの支持位置は部材１４の下側で、焦点板１０の各端、隅部またはその付近に１つずつ与えられる。第３の支持位置は部材１４の下側で、焦点板１０の第３の隅部の中央、または一端またはその付近に与えられる。
【００３８】
他の実施例によれば、第４の支持位置は焦点板をより安定させ、また堅い状態にさせるために与えられ、この場合は１つの支持位置が焦点板１０の各隅部にそれぞれ与えられる。４つの固定的な支持位置は焦点板を余計に定めることになり、焦点板を特別な形状にさせる。それ故に、４番目の支持位置は、ｚ方向に自由に移動できるが、全４つの支持部によって担持される全重量のほぼ１／４を支持するような力で押圧された第４の支持部によって与えられることが好ましい、すなわち焦点板１０の重量は４つの支持位置の間で実質的に等しく担持される。第４の支持部の例が図６に示されており、これはピン２６およびガス空間２８を含んで成る。ガスは垂直方向力を圧延、また動きを減衰する。これは部材および焦点板の振動を排除するために顎部である。このために、ガスは液体またはゲルと置き換えることができる。勿論のことながら、他の構造、例えばばねおよびダンパーも使用できる。
【００３９】
本発明の他の好ましい特徴が図７に示されている。小さな空間３０が部材１４および部分１２の間に備えられている。ガス供給部３２は空間３０に連結され、ガス・クッションとして作用する。これは焦点板の撓みを補償し、また焦点板１０と部分１２との間の熱伝達を改善する。クッションを形成する空間３０の厚さｔは約焦点板１０μｍであり、それ故にガスは部材１４の下側を非常な高速で移動することはできず、その結果として部材１４の垂直方向の動きは減衰され、またガス・クッションはｚ方向において実質的に補強を成す。ガス供給ライン３２は真空圧供給ダクト２４と同軸的に備えられ、ガス・クッション３０の広い部分に沿って備えられるのが好ましい。ダクト３４は部材１４の下側に備えられ、クッションからガスを流出させる。ガスはまた焦点板１０の下側からも流出する。
【００４０】
上述した部材または各部材は、勿論のことながらストリップの形状とされなければならないわけでない。他の考えられる実施例では、４つの環状部材が美られ、これらはそれぞれ支持ピンまたは支柱を取り囲む。焦点板は４つの支持部によって垂直方向に位置決めされ、１つの支持部は図６に示されたようなガスプランジャーである。焦点板は各支持部のまわりの環状部材に対して真空圧でクランプされることによりｘｙ平面凪いで支持される。
【００４１】
上述した全てのマスククランプ構造は、マスクを実質的に変形させてしまうほど十分大きな力がマスクに作用することが防止されるようにしてマスクを保持することに適当である。しかしながら一般に、マスクは本質的に変形を生じ、その結果として平坦面から実質的に形状が変形してしまう。そのような変形の例は、楔形、パラボラ形、サドル形、およびコルク抜き螺旋体のような変形などである。マスク位置におけるそのような変形は、ウェーハ位置における一般に望ましくない焦点面の逸脱をもたらす。ステップ・アンド・スキャン装置では、前記焦点面の逸脱を最小限に抑えるかまたは完全になくすために、スキャン時に前記マスク位置は一般に調整可能である（３つの自由度：ｚ、Ｒｘ、Ｒｙにおいて）。このために、ｚ、ＲｘまたはＲｙ方向のマスク・テーブル、したがってマスクの動きを可能にする１以上のアクチュエータが選択的に、また独立して移動される。必要とされる位置修正を確立するために、マスク・パターンの「高さマップ」が決定され得る。前記高さマップは、ウェーハ位置における焦点面の形状／位置を決定することで定めることができる。前記焦点面の形状／位置は「ＦＯＣＡＬ」のような技術を使用するか、またはその代わりに例えば透過像センサー（ＴＩＳ）を使用して空間像を直接に測定することで決定できる。両方法とも以下に説明する。
【００４２】
ＦＯＣＡＬとは、整合（ＡＬｉｇｎｍｅｎｔ）を用いた焦点（ＦＯｃｕｓ）の較正（Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）の頭字語である。これは、リトグラフ装置の整合システムを使用して焦点面に関する情報を完全に決定するための最良の焦点測定技術である。特別な非対称のセグメント化された整合マークが焦点によってレジストの被覆されたウェーハ上に結像される。この像マーク位置（潜像または現像された像）は、前記整合システムで測定できる。非対称のセグメント化により、整合システムで測定された位置は露光時に使用した焦点によって決まり、これにより最良焦点位置の決定が可能になる。これらのマークを像フィールド全面に分散し、セグメント化の異なる配向を使用すれば、幾つかの構造配向に関する完全な焦点面が測定できる。この技術は本明細書で援用する米国特許第５６７４６５０号（Ｐ−００５２）に詳細に記載されている。
【００４３】
１以上の透過像センサー（ＴＩＳ）が、投影レンズ下のマスクからの投影像の横方向位置および最良焦点位置（すなわち垂直方向および水平方向の位置）の決定に使用できる。透過像センサー（ＴＩＳ）は基板テーブル（ＷＴ）と組合わされた分離的な基準面に挿入される。特別な実施例では、ウェーハＷで覆われた面部分の外側の対角位置にて基板テーブル（ＷＴ）の上面に取付けられた基準面上に２つのセンサーが取付けられる。この基準面は、熱膨張係数の非情に小さい高度に安定した材料、例えばアンバーで形成されており、また平坦な反射上面を有し、この上面は整合処理において他の基準と共に使用されたマークを担持している。ＴＩＳは投影レンズの空間像の垂直（および水平）位置を調整決定するのに使用される。これはそれぞれの面に開口を含み、そのすぐ後方には露光処理に使用された放射線に感応する光検出器が配置される。焦点面の位置を決定するために、投影レンズは、マスクＭＡ上に与えられた明領域および暗領域のコントラストを有するパターンの像を空間に投影する。その後基板が水平方向（一方向、好ましくは二方向）および垂直方向にスキャンされ、空間像の予測される空間をＴＩＳ開口が通過する。ＴＩＳ開口がＴＩＳパターンの像の明部分および暗部分を通過するとき、光検出器の出力は変動（モアレ効果）する。光検出器の出力振幅の変化率が最大な垂直位置が、ＴＩＳパターンの像が最大コントラストを有する位置を示し、したがって最適焦点面を示す。この変化率の齋田異な水平位置は、空間像の横方向位置を示す。この形式のＴＩＳの例は、米国特許第４５４０２７７号に非常に詳細に記載されている。ＴＩＳの利点は、レジストを露光させないで行われる直接的な測定技術であることから、頑丈さと速度とを含む。
【００４４】
上述した、および図示した本発明の実施例の特徴は、別々に、または組み合わせて使用できる。図面は単に概略的でスケールに忠実でなく、また図中の部材の相対寸法は互いにスケール化する必要はなく、例えば横断面図における垂直方向のスケールは明瞭化のために誇張されている。
【００４５】
本発明の特定の実施例が上述で説明されたが、本発明は記載した以外の方法で実現できることが認識されるであろう。この記載は本発明を限定することを意図していない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例によるリトグラフ投影装置を示す。
【図２】本発明による部材を使用したマスク・テーブルにマスクを支持するための構造の概略図である。
【図３】図２と同様な異なる他の構造の概略図である。
【図４】本発明によるマスク、部材、およびマスク・テーブルの一部分の横断面図である。
【図５】部材およびマスクのための支持部および真空圧供給部を示す本発明による装置の一部分の横断面図である。
【図６】本発明と使用される緩衝された支持位置を横断面図で示す。
【図７】部材の下側にガス・クッションを組み入れた本発明の実施例を横断面で示す。
【符号の説明】
ＭＡ  マスク
ＬＡ  放射源
Ｅｘ  ビーム成形光学装置
ＩＮ  積分装置
ＣＯ  コンデンサ
ＰＢ  ビーム
ＭＴ  マスク・テーブル
Ｗ  基板
ＷＴ  基板テーブル
１０  焦点板
１２  部分
１４  部材
１６  真空空間
１８  真空室
２０  支持部
２２  スペーサ
２４  真空圧供給ダクト
２６  ピン
２８  ガス空間
３０  空間
３２  ガス供給部
３４  ダクト
【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】
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【図６】
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【図７】
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