JP2010010695A - リソグラフィ装置及び物品サポート構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】 良好な充填ガス供給を行うリソグラフィ装置及びデバイス製造方法を提供すること。
【解決手段】 投影放射ビームを提供するための照明システムと、投影放射ビームの光路中に配置すべき平らな物品を支持するための物品サポートであって、平らな支持平面を提供するための支持領域を画定する複数の支持突起を備えた物品サポートと、支持領域に配置された、物品が物品サポートによって支持されると、その背面に物品と物品サポートの間の熱伝導を改善する充填ガスの流れを提供するための充填ガス・フィードとを備えたリソグラフィ装置である。本発明によれば、支持領域は、高さが支持平面の高さより低い境界領域によって囲まれているため、充填ガスの流れが支持領域に拘束されない。
【選択図】 図３

Description

本発明はリソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関し、より詳細には、投影放射ビームを提供するための照明システムと、投影放射ビームの光路中に配置すべき平らな物品を支持するための物品サポート（支持具）であって、平らな支持平面を提供するための支持領域を画定する複数の支持突起を備えた物品サポートと、支持領域に配置された、物品が物品サポートによって支持されると、その背面に物品と物品サポートの間の熱伝導を改善する充填ガスの流れを提供するための充填ガス・フィード（供給装置）とを備えたリソグラフィ装置に関する。

リソグラフィ装置は、基板の目標部分に所望のパターンを適用する機械である。リソグラフィ装置は、たとえば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。この場合、マスクなどのパターン化手段を使用して、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンが生成され、このパターンが、放射線感応材料（レジスト）の層を有する基板（たとえばシリコン・ウェハ）上の目標部分（たとえば１つ又は複数のダイ部分からなる）に画像化される。通常、１枚の基板には、順次露光される目標部分に隣接する回路網が含まれている。知られているリソグラフィ装置には、パターン全体を１回で目標部分に露光することによって目標部分の各々が照射される、いわゆるステッパと、パターンを投影ビームで所与の方向（「走査」方向）に走査し、且つ、基板をこの方向に平行に、或いは非平行に同期走査することによって目標部分の各々が照射される、いわゆるスキャナがある。

従来のリソグラフィ投影装置では、フォトリソグラフィ・プロセスの間、ウェハ若しくはレチクルなどの物品は、真空圧力、静電力、分子間結合力或いは単なる重力などの多岐に渡るクランプ力によって物品サポート上に止められている。物品サポートは、ウェハ若しくはレチクルを保持する平らな表面を画定する複数の突起の形で平面を画定している。物品が理想平面配向から少しでも偏向するとウェハが回転し、この回転によってオーバレイ・エラーがもたらされるため、これらの突起の高さが少しでも変化すると、画像解像度に有害な影響がもたらされることになる。また、物品サポートのこのような高さの変化は、物品サポートによって支持される物品の高さが変化することになる。投影システムの焦点距離には限界があるため、このような高さの変化がリソグラフィ・プロセスの間に生じると、画像解像度に影響することになる。したがってこの高さの変化は、平らな理想的な物品サポートを得るには極めて重要である。

欧州特許出願第ＥＰ０９４７８８４号に、基板の平面度を改善するべく突起が配列された基板ホルダを有するリソグラフィ装置が記述されている。これらの突起は、一般径が０．５ｍｍであり、互いに概ね３ｍｍの間隔を隔てて配置されており、それにより基板を支持する支持部材のベッドを形成している。静電クランプの場合、突起の高さは、通常、１ｍｕ ｍ〜１５ｍｕ ｍの範囲である。突起と突起の間の空間が比較的広いため、汚染が存在し得るとしても、これらの突起と突起の間に存在することになり、したがって基板を局部的に持ち上げることがないため、一般的には基板の平面度に影響する障害物が形成されることはない。

本出願の文脈における前記「物品」は、上で言及した用語ウェハ、レチクル、マスク或いは基板のいずれかであり、より詳細には、
リソグラフィ投影技法を使用した製造デバイスを使用して処理される基板、或いは、
リソグラフィ投影装置、マスク検査或いは浄化装置などのマスク処理装置、若しくはマスク製造装置内のリソグラフィ投影マスク若しくはマスク・ブランク、或いは放射システムの光路中に止められる他の任意の物品若しくは光要素
などである。

リソグラフィ処理においては、投影ビームに照明システムと照明すべき物品との間に存在するガス組成物、詳細には非均質ガス組成物を通過させることは、投影ビームに望ましくない効果、たとえば回折、屈折及び吸収などをもたらす原因になっている。これらの効果は、照明品質、詳細には、ますます高まる画像化性能の要求に合致するために必要な解像度に悪影響をもたらしている。したがって新世代のリソグラフィである、極紫外領域の投影ビームを使用したＥＵＶリソグラフィは、投影放射ビームを実質的に妨害されることなくビーム中に置かれる物品に引き渡すことができるよう、（近）真空状態で動作している。この文脈においては、真空圧力という用語は、周囲に存在している特定のガスとの関係で使用されており、たとえば炭水素及び水の場合、許容される背景圧力は極めて小さく、１ｅ^−９〜１ｅ^−１２ミリバール程度である。不活性ガスの場合、要求事項はそれほど厳格ではなく、たとえばＡｒの場合、許容される背景圧力は、１ｅ^−４ｍｂａｒ〜１ｅ^−２ｍｂａｒの範囲であり、詳細には１ｅ^−３の圧力である。また、相対背景圧力は、装置の環境によって変化し、たとえば物品サポートがウェハ・サポートの環境で機能する場合、特定の成分に対する真空要求事項は、物品サポートがレチクル・サポートとして機能する環境と比較すると、それほど厳格ではない。つまり、汚染物質（ＣｘＨｙ及びＨ２０など）の分圧は、光学系コンパートメント（レチクル・サポートを含む）とウェハ・コンパートメントの間で１００倍の差があり、全圧（典型的な値は、１ｅ^−９〜１ｅ^−１２ｍｂａｒ）よりはるかに小さい。

この真空技術は、温度制御の点で課題を提供している。前述の物品サポートの場合、接触面積が極めて狭くなるように突起が形状化され、且つ、比較的広い間隔を隔てて配列されているため、物品サポートによって物品が支持される際に、実際に物品サポートと物理的に接触するのは、物品の底面のごく僅かな部分でしかない（総面積の０．１％から３％までの範囲）。使用する真空圧力の範囲では、熱伝導率は実質的に圧力に比例している。これは、投影ビーム中に置かれた物品が吸収する熱エネルギーを適切に除去することが不可能であり、したがって物品が不要に熱加熱され、それにより物品が熱膨張し、延いては投影精度が悪化し、さらには潜在的な物品の損失を招くことになることを意味している。この問題を解決するために、通常、物品から物品サポートヘの熱伝導を提供し、それにより物品が吸収する熱エネルギーを除去する、いわゆる充填ガスが利用されている。当然、必要に応じて物品サポートに冷却手段、たとえば冷媒などを含有した冷却ダクトをさらに設けることも可能であるが、充填ガスを物品の底面に拘束するために、従来の手法は、いわゆる「ハード・リム」を提供している。これは、物品の底面と物品サポートの上面の間にガス・シールを形成することによって充填ガスを真空から実質的に密閉する境界壁である。ハード・リム・タイプの物品サポートは、たとえばＥＰ１２４１７０６号によって知られている。

しかしながら、このようなハード・リムは、照明性能の点で問題を抱えていることが分かっている。物品がウェハ・レベルの基板或いはレチクル・ステージに置かれたレチクルなどの場合、ハード・リムによって、画像解像度に有害な影響を及ぼす７５ｎｍの偏向がもたらされることが予測されている。シーリング・リムの存在は、物品を支えるための追加サポートを提供しているが、このような追加サポートによって物品の圧力負荷が妨害され、物品が局部湾曲する原因になっている。また、このような局部湾曲によって物品の表面が回転し、望ましくないオーバレイ効果をもたらしている。さらに、シーリング・リムは、物品と物品サポートの間の接触面積をほぼ２倍にしているが、これは、このような接触面積を最小化する目的が、サポートを不均一にし、物品を湾曲させる問題をもたらす汚染粒子が接触領域の間に入り込むことを防止することにあるため、望ましいことではない。

また、このようなハード・リムの存在は、物品の充填ガスが存在しない確定外部領域を画定し、熱伝導率を提供しているが、これは、局部過熱すなわち物品の望ましくない温度勾配の点で別の問題の原因になっている。

本発明の目的は、前段で言及した問題が解決され、且つ、前段で言及した欠陥のない充填ガス・サプライを備えたリソグラフィ装置を提供することである。

この目的は、特許請求の範囲の請求項１に記載の特徴を備えたリソグラフィ装置によって達成される。本発明によれば、境界領域が物品と接触しないため、改良された水平状態で物品を維持することができ、したがって平面度の変化が、上で示した７５ｎｍよりはるかに小さくなっている。

また、ハード・リム構成では、通常、物品がハード・リムを超えて展開しており、したがってこのような構成の場合、充填ガスが存在していないため、物品の境界領域には熱伝導率が提供されないが、本発明による構成の場合、充填ガスの圧力が減少した領域においても、密閉領域の外側に熱伝導率が提供され、それにより、改良された熱伝導率が物品の境界領域に提供される。

本発明によれば、境界領域は、高さが支持平面の高さより低い境界壁高さを画定する境界壁を備えている。好ましい実施例では境界壁は、５０ｎｍを超えるギャップ、詳細には１００ｎｍを超えるギャップを画定している。とりわけ好ましい実施例では、境界領域は境界壁を備えていない。反直観的ではあるが、本発明者らは、最適化された構成における高さ５ｍｕ ｍの従来の突起に対して、漏れシールを完全に省略し、ウェハ・ステージに許容可能な１ｍｂａｒ^＊ｌ／ｓの漏れ速度が得られることを見出した。

したがってこの結果から、ハード・リム・シール構成を省略しても、物品サポートのより良好な水平化特性を得ることができる、と言える。設計の中には、流動抵抗を大きくし、それにより物品の境界付近におけるガスの流れを制限し、且つ、ガス圧を大きくするある種のシール、詳細には「非接触」シール若しくは「漏れ」シールを持たせることが有利な場合もある。したがって境界領域は、高さが支持平面の高さより低い境界壁高さを画定する境界壁を備えていることが好ましい。この実施例は、充填ガスがアルゴンなどの不活性ガスの場合にとりわけ良好に動作する。

静電クランプを使用した実施例では、これらの種類のガスの場合、真空環境の許容可能背景圧力は比較的高く、且つ、充填ガスがアルゴンの場合、物品サポートの相対位置に応じて１ｍｂａｒ^＊ｌ／ｓ未満の漏れ速度、詳細には０．１５ｍｂａｒ^＊ｌ／ｓの漏れ速度を許容することができる。密閉境界が存在しない場合の漏れ速度の計算値は０．１２ｍｂａｒ^＊ｌ／ｓであったが、これは、上で示した上限の範囲内であることが分かっている。好ましい実施例では、漏れ速度の計算値は３ｅ^−３ｍｂａｒ^＊ｌ／ｓであったが、これは完全に上記の最大仕様範囲内である。これらの値は、印加された背景圧力が１ｅ^−３ｍｂａｒの場合の値である。真空環境の背景圧力がもっと小さい場合、それに応じて漏れ速度も遅くなる。

本発明による充填ガス構成は、他の圧力環境でも動作させることができるが、本発明は、上記態様のうちのいずれかによるリソグラフィ装置であって、前記リソグラフィ装置を真空圧力状態で動作させるための真空圧力を提供する、物品の背面から流れる充填ガスを除去するべく動作する真空ポンプ・システムをさらに備えたリソグラフィ装置に使用されることが好ましい。

このような構成の場合、真空ポンプ、詳細には真空ターボ・ポンプは、単純に漏れ充填ガスを除去するべく動作している。真空ポンプ・システムが支持領域を密閉する吸込み領域を備えている場合、漏れ充填ガスのこのような除去は効果的に実践される。このような場合、漏れ充填ガス粒子による十分に考え得る悪影響が照明プロセスに及ぶ前に、直接漏れ充填ガス粒子が捕捉される。本発明は、物品が物品サポート上に静電クランプによって止められる環境で使用されることが好ましい。他の一態様では、好ましい実施例は、物品を物品サポートに止めるための調整可能クランプ、及び充填ガス圧力の流出量を測定するための流量計を備えている。調整可能クランプは流量計に結合されており、測定した流出量に応じてクランプ圧を調整している。この構成を使用することにより、物品と物品サポート、詳細には物品と物品サポートの境界壁との望ましくない接触を有効に防止し、且つ、支持領域からの充填ガスの流出量を最少化することができる。本発明は、さらに、特許請求の範囲の請求項１１に記載の特徴を備えた物品サポートに関している。また、本発明は、特許請求の範囲の請求項１２に記載の方法に関している。詳細には、本発明によれば、物品をリソグラフィ装置の物品サポートに止めるための、
物品を複数の支持突起を備えた物品サポート上で支持する段階であって、複数の突起が平らな支持平面を提供するための支持領域を画定し、支持領域が、高さが前記支持平面の高さより低い境界領域で囲まれた段階と、
充填ガスの流れを物品の背面に提供する段階と、
充填ガスの流れを測定する段階に応答して物品を物品サポートに止める段階であって、充填ガスの流れが支持領域に拘束されないよう、物品の物品サポートへの止めが調整される段階とを含む方法が提供される。

本明細書においては、リソグラフィ装置のとりわけＩＣの製造における使用を参照しているが、本明細書において説明するリソグラフィ装置は、集積光学系、磁気領域メモリのための誘導及び検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造などの他の用途があることを理解されたい。このような代替適用の文脈においては、本明細書における「ウェハ」或いは「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」或いは「目標部分」という用語の同義語と見なすことができることは、当分野の技術者には理解されよう。本明細書において参照している基板は、たとえばトラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、且つ、露光済みレジストを現像するツール）、度量衡学ツール若しくは検査ツール中で、露光前若しくは露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、このような基板処理ツール及び他の基板処理ツールに適用することができる。また、基板は、たとえば多層ＩＣを生成するべく複数回に渡って処理することができるため、本明細書に使用している基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。

本明細書に使用している「放射」及び「ビーム」という用語には、紫外（ＵＶ）放射（たとえば、波長が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍの放射）、極紫外（ＥＵＶ）放射（たとえば、波長の範囲が５〜２０ｎｍの放射）、及びイオン・ビーム或いは電子ビームなどの粒子線を含むあらゆるタイプの電磁放射が包含されている。

本明細書に使用している「パターン化手段」という用語は、投影ビームの断面にパターンを付与し、それにより基板の目標部分にパターンを生成するべく使用することができる手段を意味するものとして広義に解釈されたい。また、投影ビームに付与されるパターンは、基板の目標部分における所望のパターンに必ずしも厳密に対応している必要はないことに留意されたい。通常、投影ビームに付与されるパターンは、目標部分に生成されるデバイス、たとえば集積回路中の特定の機能層に対応している。

パターン化手段は、透過型であっても或いは反射型であっても良い。パターン化手段の実施例には、マスク、プログラム可能ミラー・アレイ及びプログラム可能ＬＣＤパネルがある。マスクについてはリソグラフィにおいては良く知られており、バイナリ、交番移相及び減衰移相などのマスク・タイプ、及び様々なハイブリッド・マスク・タイプが知られている。プログラム可能ミラー・アレイの実施例には、マトリックスに配列された微小ミラーが使用されている。微小ミラーの各々は、入射する放射ビームが異なる方向に反射するよう、個々に傾斜させることができるため、この方法よって反射ビームがパターン化される。パターン化手段のいずれの実施例においても、支持構造は、たとえば、必要に応じて固定若しくは移動可能にすることができ、且つ、たとえば投影システムに対してパターン化手段を確実に所望の位置に配置することができるフレーム若しくはテーブルである。本明細書における「レチクル」或いは「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターン化手段」という用語の同義語と見なすことができる。

本明細書に使用している「投影システム」という用語には、たとえば使用する露光放射に適した、或いは液浸液の使用若しくは真空の使用などの他の要因に適した、屈折光学系、反射光学系及びカタディオプトリック光学系を始めとする様々なタイプの投影システムが包含されているものとして広義に解釈されたい。本明細書における「レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。

また、照明システムには、投影放射ビームを導き、整形し、或いは制御するための屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント及びカタディオプトリック光学コンポーネントを始めとする様々なタイプの光学コンポーネントが包含されており、このようなコンポーネントについても、以下、集合的若しくは個々に「レンズ」と呼ぶ。

リソグラフィ装置は、場合によっては２つ（二重ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は複数のマスク・テーブル）を有するタイプの装置であり、このような「多重ステージ」機械の場合、追加テーブルを並列に使用することができ、或いは１つ又は複数の他のテーブルを露光のために使用している間、１つ又は複数のテーブルに対して予備工程を実行することができる。

また、リソグラフィ装置は、基板が比較的屈折率の大きい液体中、たとえば水中に浸され、それにより投影システムの最終エレメントと基板の間の空間が充填されるタイプの装置であっても良い。また、リソグラフィ装置内の他の空間、たとえばマスクと投影システムの最初のエレメントの間に液浸液を充填することも可能である。液浸技法は、当分野においては、投影システムの開口数を大きくすることで良く知られている。

以下、本発明の実施例について、単なる実施例に過ぎないが、添付の略図を参照して説明する。図において、対応する参照記号は、対応する部品を表している。

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。 本発明による物品サポートの実施例を示す図である。 図２に示す物品サポートの線Ｘ−Ｘに沿った側面図である。 境界壁の幾何学に基づいて計算された漏れ速度を示すグラフである。 Ａ，Ｂ，Ｃは本発明による装置及び方法の好ましい実施例を示す図である。

図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ装置を略図で示したものである。この装置は、
投影放射ビームＰＢ（たとえばＵＶ放射若しくはＥＵＶ放射）を提供するための照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
パターン化手段（たとえばマスク）ＭＡを支持するための、アイテムＰＬに対してパターン化手段を正確に位置決めするための第１の位置決め手段ＰＭに接続された第１の支持構造（たとえばマスク・テーブル）ＭＴと、
基板（たとえばレジスト被覆ウェハ）Ｗを保持するための、アイテムＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２の位置決め手段ＰＷに接続された第２の支持構造（たとえば基板テーブルすなわちウェハ・テーブル）ＷＴと、
パターン化手段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の目標部分Ｃ（たとえば１つ又は複数のダイからなる）に画像化するための投影システム（たとえば反射型投影レンズ）ＰＬとを備えている。

図に示すように、このリソグラフィ装置は、反射型（たとえば反射型マスク若しくは上で参照したタイプのプログラム可能ミラー・アレイを使用した）タイプの装置である。これに代えて、このリソグラフィ装置は、透過型（たとえば透過型マスクを使用した）タイプの装置であっても良い。

イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取っている。放射源がたとえばプラズマ放電源である場合、放射源及びリソグラフィ装置は、個別の構成要素にすることができる。その場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとは見なされず、放射ビームは、通常、たと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た放射コレクタを使用して放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ引き渡される。それ以外のたとえば放射源が水銀灯などの場合、放射源はリソグラフィ装置の一構成要素である。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、放射システムと呼ぶことができる。

イルミネータＩＬは、放射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。通常、イルミネータのひとみ平面内における強度分布の少なくとも外部及び／又は内部ラジアル・エクステント（一般に、それぞれσ−外部及びσ−内部と呼ばれている）は調整が可能である。イルミネータは、投影ビームＰＢと呼んでいる、所望する一様な強度分布をその断面に有する調節済み放射ビームを提供している。

投影ビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに入射する。マスクＭＡで反射した投影ビームＰＢは、ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに集束させるレンズＰＬを通過する。基板テーブルＷＴは、第２の位置決め手段ＰＷ及び位置センサＩＦ２（たとえば干渉装置）を使用して正確に移動させることができ、それによりたとえば異なる目標部分Ｃを投影ビームＰＢの光路内に位置決めすることができる。同様に、第１の位置決め手段ＰＭ及び位置センサＩＦ１を使用して、たとえばマスク・ライブラリから機械的に検索した後、若しくは走査中に、マスクＭＡを投影ビームＰＢの光路に対して正確に位置決めすることができる。通常、対物テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決め手段ＰＭ及びＰＷの一部を形成している長ストローク・モジュール（粗位置決め）及び短ストローク・モジュール（精密位置決め）を使用して実現されているが、ステッパ（スキャナではなく）の場合、マスク・テーブルＭＴは、短ストローク・アクチュエータのみに接続することができ、或いは固定することも可能である。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置合せマークＭ１、Ｍ２及び基板位置合せマークＰ１、Ｐ２を使用して整列させることができる。

図に示す装置は、以下に示す好ましいモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持され、投影ビームに付与されたパターン全体が目標部分Ｃに１回の照射で投影される（すなわち単一静止露光）。次に、基板テーブルＷＴがＸ及び／又はＹ方向に移動され、異なる目標部分Ｃが露光される。ステップ・モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一静止露光で画像化される目標部分Ｃのサイズが制限される。
２．走査モードでは、投影ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影されている間、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが同期走査される（すなわち単一動的露光）。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＬの倍率（縮小率）及び画像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一動的露光における目標部分の幅（非走査方向の）が制限され、また、走査運動の長さによって目標部分の高さ（走査方向の）が左右される。
３．他のモードでは、プログラム可能パターン化手段を保持するべくマスク・テーブルＭＴが基本的に静止状態に維持され、投影ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影されている間、基板テーブルＷＴが移動若しくは走査される。このモードでは、通常、パルス放射源が使用され、走査中、基板テーブルＷＴが移動する毎に、或いは連続する放射パルスと放射パルスの間に、必要に応じてプログラム可能パターン化手段が更新される。この動作モードは、上で参照したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどのプログラム可能パターン化手段を利用しているマスクレス・リソグラフィに容易に適用することができる。

上で説明した使用モードの組合せ及び／又はその変形形態若しくは全く異なる使用モードを使用することも可能である。

図２は、物品サポート１を示したものである。この実施例では、物品サポート１はウェハを支持するためのものであり、簡潔にウェハ支持テーブルと呼ぶ。このウェハ支持テーブルの形態は概ね円形であり、ウェハ支持テーブルに広く使用されている形態であるが、この物品サポートは、他の形状、詳細には正方形の形状にすることも可能である。ウェハ支持テーブル１は、ウェハ（図示せず）を支持するための平らなサポートを提供するべく寸法化された複数の突起２を備えている。分かり易くするために、いくつかの突起２のみが参照されており、図面では概ね開円で示されている。したがって突起２は支持領域３を画定している。前記支持領域３の境界は、周囲の壁４によって形成されている。この周囲の壁４は、充填ガス（図示せず）を拘束するためのシールを形成することができる。図２に示すウェハ支持テーブル１の場合、充填ガスは、選択された位置に配置されたガス・フィード５を介して導入される。図に示す実施例では、フィードの形態はチャネル形であるが、他の形態も広く使用されている。従来の実施例では、周囲の壁４の高さと支持突起２の高さが同じ高さであり、それにより同じくウェハを支持するための、いわゆる「ハード・リム」支持エレメントを形成している。このタイプのサポートは、境界壁４が、シール中、ウェハと物理的に接触し、ウェハの底面を押し付けているため、「ハード・リム」シールと呼ばれている。これは、ウェハの変形及びウェハ支持の不均一性をもたらし、ウェハの照射表面の完全な平面性が失われる原因になっている。

本発明によれば、図３に示すように、支持領域３は、ハード・リム・シールによってではなく、高さが支持平面の高さより低い境界領域４によって拘束さるため、したがって充填ガスの流れは、支持領域３に拘束されない。この方法によれば、図３に示す境界領域４によって「漏れシール」４が形成される。本発明の目的に対しては、この漏れシールは、充填ガス圧力の流れ特性が、フィード位置との関係で、周囲圧力（しばしば真空圧力である）が存在している状態で十分な圧力を蓄積することができる特性であることを条件として省略することさえ可能である。

図３は、図２に示す物品サポート１の線Ｘ−Ｚに沿った高さマップを略図で示したものである。ウェハ６は、突起２の頂部に配置され（分かり易くするために、ウェハと突起の間に若干の隙間を持たせてある）、静電クランプ７によって止められている。突起２の高さは、従来の高さである約５ｍｕ ｍであり、漏れシール４の高さは、突起２の高さより０．１^−５ｍｕ ｍだけ低くなっている。最適化構成においては、漏れシール４を完全に省略することができることに留意されたい。

ウェハ・サポートの直ぐ外側に吸込みポンプ８を配置し、流出ガスを捕捉することができる。

図４は、特定の境界壁幾何学に基づいて計算された、円周が９４２ｍｍの標準ウェハに対する漏れ速度を示したものである。この幾何学は、それぞれ高さが低い２００ｎｍ、５００ｎｍ、１０００ｎｍ、２０００ｎｍ及び５０００ｎｍのシール（「ギャップ」で示す）を有する境界壁からなっている。予想した通り、漏れ速度はギャップ幅と共に増加し、したがって線図の下側のラインは、ギャップの最低値に対応し、線図の上側のラインはギャップの最高値に対応している。また、境界壁４からガス・サプライ・フィード５までの距離に対応するギャップ幅は、０．１ｍｍから１０ｍｍまでの範囲に渡っている。線図に示されている範囲では、ｍｂａｒ^＊リットル／秒の単位で示されている漏れ速度は、０．５ｅ^−４から１の近くまで変化していることが分かる。現実に即した実施例の場合、ステージ・コンパートメントへの充填ガスの漏れ速度は、好ましくは１ｍｂａｒ^＊リットル／ｓ未満でなければならず、０．１ｍｂａｒ^＊リットル／ｓ未満であることがより好ましく、１ｅ^−５ｍｂａｒ^＊リットル／ｓ未満であることが最も好ましい。ギャップが５ｕｍ、幅が１ｍｍの場合、漏れ速度は約０．１２ｍｂａｒ^＊ｌ／ｓであり、十分に規定最大漏れ速度の範囲内である。これらの値は、印加される（全）背景圧力が約１ｅ^−３ｍｂａｒの場合の値である。また、ステージ・コンパートメントへの充填ガスの漏れ速度は、０．０１ｍｂａｒ^＊リットル／ｓ未満でなければならず、１ｅ^−３ｍｂａｒ^＊リットル／ｓ未満であることがより好ましく、１ｅ^−７ｍｂａｒ^＊リットル／ｓ未満であることが最も好ましい。

したがって、外側のガス・サプライ５が１ｍｍを超えてエッジの外側にある場合、５ｕｍ程度のギャップにすることができる。５００ｎｍのギャップ及び０．５ｍｍの幅を備えたウェハ用の好ましい実施例の場合、漏れ速度は３ｅ^−３ｍｂａｒ^＊ｌ／ｓである。レチクル・ステージ用の場合、このような実施例は、総円周１１３６ｍｍに対して２ｍｍのギャップ幅及び２００ｎｍのギャップを備えている。

図５Ａ〜５Ｃは、図３と同様の、ウェハ６に可変クランプ圧が印加される物品サポート構造１を示したもので、クランプ状態にあるウェハ６の様々な変形挙動が示されている。図に示す挙動は、単に大まかに示したものに過ぎず、必ずしもスケール通りではないことに留意されたい。

これらの実施例では、ウェハ６は、調整可能静電クランプ７を使用してサポート１に止められている。調整可能静電クランプ７を使用して止めるために、充填ガス圧力サプライ１０に結合された調整器９が提供されている。調整器９は、測定した充填ガス圧力サプライ１０の流量に応じて、静電クランプ７のクランプ圧をプリセットしている。図５Ａは、非クランプ状態を示したもので、物品６は、クランプ７のクランプ圧を追加することなく突起２上で支持されている。この非クランプ状態では、物品、詳細には物品の頂部表面１１は実質的に平らである。

図５Ｂは、理想的なクランプ状態を示したもので、ウェハが突起２上で実質的に一様に「シンク」（突起２も、特定の範囲内で塑性変形する）し、且つ、頂部表面が所定の許容誤差の範囲内で実質的に平らな状態を維持するようにクランプ圧が調整されている。したがって最小のオーバレイ欠陥でリソグラフィ・プロセスを実行することができる。この状態では、境界壁４は、ウェハ６と接触していない、つまりウェハ６を支持していないため、充填ガスの流れは、支持領域３に拘束されることなく周囲の圧力環境１３に流れ込むことができる。

図５Ｃは、クランプ構成を略図で示したもので、境界壁４との接触のため、ウェハの表面１１が許容誤差の範囲を超えて、とりわけ領域１２で示すウェハの境界付近で変形している。図５Ｃでは、境界壁がウェハ６を支持しており、突起２による支持と相俟って、オーバレイ問題の原因となる、所定の平面度許容誤差の範囲、たとえば２５ｎｍを超える不均一な支持状態を作り出している。

本発明による方法には、臨界クランプ圧を決定するべくガス流検出の原理が利用されており、ウェハ６は境界壁４と接触している。ウェハ６と境界壁４が接触すると、支持領域３から周囲の圧力環境１３へ向かうガスの流出が実質的に停止する。これは、支持領域３の流速及び／又は圧力レベルを測定することによって検出することができる。

ウェハ６と境界壁４が接触しない限り、頂部表面１１は、所定の許容誤差の範囲内で実質的に平らな状態を維持する。したがって充填ガスの流れをウェハの表面平面度のインジケータとして使用することができる。好ましい実施例では真空圧力環境である周囲の圧力環境へのガスの流出を最小化するために、クランプ圧は、充填ガスの流れが所定の非ゼロ流量に到達するように調整される。この実施例では、ウェハ６と境界壁４が接触しないため、ウェハ６は、突起２によってのみ支持された状態を維持する。

本発明について、実質的に円形であり、且つ、投影ビームで照射すべきウェハを支持するために使用される物品サポートを参照して図解したが、本発明を他の任意の物品、詳細にはレチクルの形態の物品にも適用することができることは、当分野の技術者には明らかであろう。また、開示した物品サポートは静電止めされているが、本発明の範囲を逸脱することなく、物理的な止め、分子間結合力或いは単なる重力の使用など、他のタイプの止めを使用することも可能である。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、説明した以外の方法で本発明を実践することができることは理解されよう。実施例についての以上の説明は、本発明を制限することを意図したものではない。

１ 物品サポート（ウェハ支持テーブル、物品サポート構造）
２ 突起
３ 支持領域
４ 周囲の壁（境界壁、境界領域、漏れシール）
５ ガス・フィード（ガス・サプライ・フィード、ガス・サプライ）
６ ウェハ（物品）
７ 静電クランプ（調整可能静電クランプ）
８ 吸込みポンプ
９ 調整器
１０ 充填ガス圧力サプライ
１１ 物品の頂部表面（ウェハの表面）
１２ ウェハの境界付近の領域
１３ 周囲の圧力環境
Ｃ 目標部分
ＩＦ１、ＩＦ２ 位置センサ
ＩＬ 照明システム（イルミネータ）
Ｍ１、Ｍ２ マスク位置合せマーク
ＭＡ パターン化手段（マスク）
ＭＴ 第１の支持構造（対物テーブル、マスク・テーブル）
Ｐ１、Ｐ２ 基板位置合せマーク
ＰＢ 投影放射ビーム
ＰＬ 投影システム（レンズ）
ＰＭ 第１の位置決め手段
ＰＷ 第２の位置決め手段
ＳＯ 放射源
Ｗ 基板
ＷＴ 第２の支持構造（基板テーブル、対物テーブル）

Claims (14)

1. 投影放射ビームを提供するための照明システムと、
   前記投影放射ビームの光路中に配置すべき平らな物品を支持するための物品サポートであって、平らな支持平面を提供するための支持領域を画定する複数の支持突起を備えた物品サポートと、
   前記物品が前記物品サポートによって支持されると、その背面に前記物品と前記物品サポートの間の熱伝導を改善する充填ガスの流れを提供するための、前記支持領域に配置された充填ガス・フィードとを備えたリソグラフィ装置であって、前記支持領域が、高さが前記支持平面の高さより低い境界領域によって囲まれているため、前記充填ガスの流れが前記支持領域に拘束されないことを特徴とするリソグラフィ装置。
2. 前記境界領域が、前記支持平面の高さより低い境界壁高さを画定する境界壁を備えた、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記境界壁が、５０ｎｍを超えるギャップ、詳細には１００ｎｍを超えるギャップを画定する、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記境界領域が境界壁を備えていない、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
5. リソグラフィ装置を真空圧力状態で動作させるための真空圧力を提供する、前記物品の前記背面から流れる充填ガスを除去するべく動作する真空ポンプ・システムをさらに備えた、請求項１から４までのいずれかに記載のリソグラフィ装置。
6. 前記真空ポンプ・システムが、前記支持領域を密閉する吸込み領域を備えた、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記物品が静電クランプによって前記物品サポート上に止められる、請求項１から６までのいずれかに記載のリソグラフィ装置。
8. 前記物品を前記物品サポートに止めるための調整可能クランプと、前記充填ガス圧力の流出量を測定するための流量計とをさらに備え、前記調整可能クランプが、測定した流出量に応じて前記クランプ圧を調整するべく前記流量計に結合された、請求項１から７までのいずれかに記載のリソグラフィ装置。
9. 前記物品サポートが、前記投影ビームの断面にパターンを付与するべく機能するパターン化手段を支持するためのサポートである、請求項１から８までのいずれかに記載のリソグラフィ装置。
10. 前記物品サポートが、パターン化されたビームで目標部分をパターン化すべき基板を保持するための基板サポートである、請求項１から８までのいずれかに記載のリソグラフィ装置。
11. 請求項１から１０までのいずれかに記載のリソグラフィ装置のための物品サポートであって、
    平らな支持平面を提供するための支持領域を画定する複数の支持突起と、
    前記物品が前記物品サポートによって支持されると、その背面に前記物品と前記物品サポートの間の熱伝導を改善する充填ガスの流れを提供するための、前記支持領域に配置された充填ガス・フィードとを備え、前記支持領域が、高さが前記支持平面の高さより低い境界領域によって囲まれているため、前記充填ガスの流れが前記支持領域に拘束されない物品サポート。
12. 物品をリソグラフィ装置の物品サポートに止めるための方法であって、
    前記物品を複数の支持突起を備えた物品サポート上で支持する段階であって、前記複数の突起が平らな支持平面を提供するための支持領域を画定し、前記支持領域が、高さが前記支持平面の高さより低い境界領域で囲まれた段階と、
    充填ガスの流れを前記物品の背面に提供する段階と、
    前記充填ガスの流れを測定する段階に応答して前記物品を前記物品サポートに止める段階であって、前記充填ガスの流れが前記支持領域に拘束されないよう、前記物品の前記物品サポートへの止めが調整される段階とを含む方法。
13. 前記物品の前記物品サポートへの止めが、前記充填ガスの流れが前記支持領域によって拘束されないように調整される、請求項１２に記載の方法。
14. 前記物品の前記物品サポートへの止めが、前記充填ガスの流れが所定の非ゼロ流量に到達するように調整される、請求項１２又は請求項１３に記載の方法。

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