JP6151284B2 - 静電クランプ - Google Patents

Description

［関連出願の相互参照］
[001] 本出願は、２０１２年２月２９日出願の米国仮出願第６１／６０４，９４５号の利益を主張し、その全体を参照により本明細書に組み込むものとする。

[002] 本発明は、オブジェクトを保持するための静電クランプ及び静電クランプを含む半導体製造装置に関する。

[003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。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。この場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えられる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。

[004] 従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。

[005] 静電クランプはある種の波長、例えば、ＥＵＶで動作するリソグラフィ装置で使用できる。これは、この波長では、リソグラフィ装置のある領域が真空条件下で動作するからである。静電クランプを提供して、マスク又は基板（ウェーハ）などのオブジェクトをそれぞれマスクテーブル又はウェーハテーブルなどのオブジェクト支持体に静電気によってクランプすることができる。また、静電クランプ力を用いて静電クランプを両面モードで動作しているリソグラフィ装置のウェーハテーブルその他の部分にクランプすることができる。

[006] 従来の静電クランプは、１つの電極又は複数の電極が上の（第１の）電極と下の（第２の）電極又は隔離層との間に配置されたスタックを備える。例えば、下層が研磨されている場合、各電極は上側の研磨面に配置される。次に、電極上に上層が配置される。上層と下層は接着される。各電極は複数の部分を含んでいてもよい。それらの電極部分のすべて又は幾つかは下層の全表面を覆う必要はない。場所によっては電極は存在しない。電極又は電極の部分間の領域にはバリア（誘電体又は絶縁）層を充填してもよく、又は空けておいてもよい。

[007] 電極は異なる電圧、例えば、＋３ｋＶ及び０Ｖ、又は＋３ｋＶ及び−３ｋＶで駆動でき、その結果、異なる電極間に電場が形成される。電極間のバリアには３ｋＶ以上の電圧が掛かることがある。例えば、隣接する電極が＋３ｋＶ及び−３ｋＶで駆動されたとすると、電極間のバリアには６ｋＶの電位差が掛かる。

[008] バリアが耐えられる電圧レベルはそのクランプ性能で表されるファクタである。電極間のバリアが障害になり、電極間の放電とクランプ力の低下を引き起こす障害の仕組みが存在する。クランプ力がいくらかでも低減すれば、静電クランプの性能に大きな影響があり、その結果、リソグラフィシステムのスループットが低減し、集積回路の出力が低減する。

[009] 例えば、大幅な破壊障害率に達することなく高いクランプ力を与える改良型の静電クランプを提供することが望ましい。

[0010] 本発明の一態様によれば、使用時に、リソグラフィ装置内の物品を保持するように構成された静電クランプが提供される。クランプは、下部と、誘電体材料から形成された上部と、下部と上部との間に配置された複数の電極とを含む。電極は、使用時に第１の電圧に保持されるように構成された第１の電極と、使用時に第２の電圧に保持されるように構成された少なくとも１つの中間電極と、接地電極とを含む。上記少なくとも１つの中間電極は第１の電極と第２の電極との間に位置し、第２の電圧は第１の電圧とグランドとの間にある。

[0011] 望ましくは、上記少なくとも１つの中間電極は使用時に第１の電圧とグランドとの間の電圧に保持される。

[0012] 幾つかの実施形態では、第１の電極と接地電極との間に複数の中間電極を提供でき、使用時に、複数の電極の各々に印加される電圧は第１の電極から接地電極へ向けて低下する。望ましくは、第１の電極と第１の中間電極との間の電圧低下と隣接する中間電極間の電圧低下は同じである。

[0013] 望ましくは、第１の電極と上記少なくとも１つの中間電極は共通の電源を共用し、印加される電圧を第１の電極と上記少なくとも１つの中間電極とに振り分ける抵抗回路網が提供される。回路網内の少なくとも１つの抵抗器は可変抵抗器であってもよい。

[0014] 本発明のある実施形態では、クランプは２つ目の第１の電極と、２つ目の第１の電極と接地電極との間に位置する少なくとも１つの第２の中間電極とをさらに含むバイポーラクランプであり、使用時に、２つ目の第１の電極と上記少なくとも１つの第２の中間電極は、それぞれ、第１の電極と第１の中間電極とに印加される電圧と符号が逆の第１の電圧と第２の電圧とに保持され、第２の中間電極に印加される第２の電圧は２つ目の第１の電極に印加される第１の電圧とグランドとの間にある。

[0015] 本発明のある実施形態では、第１の電極は一般に矩形であり、クランプはレチクルクランプとして使用されるように構成されている。ある実施形態では、第１の電極は一般に円の一部の形状をなし、クランプはウェーハクランプとして使用されるように構成されている。

[0016] 本発明の別の態様によれば、上記静電クランプを備える半導体製造装置が提供される。

[0017] 対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。

[0018]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を示す。 [0019]従来のエッジクランプの部分断面図であり、クランプ圧力の概略を示す。 [0020]本発明のある実施形態によるエッジクランプの部分断面図であり、クランプ圧力を概略的に示す。 [0021]従来のクランプの断面図であり、クランプ圧力を概略的に示す。 [0022]本発明のある実施形態によるクランプの断面図であり、クランプ圧力を概略的に示す。 [0023]図７の線Ｘ−Ｘ’に沿った本発明のある実施形態による静電クランプの部分断面図である。 [0024]本発明のある実施形態による静電クランプの最上層の上から見た平面図である。 [0025]図７の静電クランプによってクランプされる物品に作用するクランプ圧力を示す。

[0026] 図１は、本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置１００を概略的に示したものである。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射、又はＥＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構築され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続された支持構造又は支持体又はパターン支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴと、基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築され、特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ以上のダイを含む）に投影するように構成された投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳとを含む。

[0027] 照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はそれらの任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。

[0028] 支持構造はパターニングデバイスを保持する。支持構造は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。支持構造は機械式、真空式、静電式又はその他のクランプ技術を用いてパターニングデバイスを保持でき、以下に詳述するように、本発明は静電クランプに関する。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。

[0029] 本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。

[0030] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。パターニングデバイスの例には、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パネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型（alternating）位相シフトマスク、ハーフトーン型（attenuated）位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。

[0031] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折型光学システム、反射型光学システム、反射屈折型光学システム、磁気型光学システム、電磁気型光学システム及び静電気型光学システム、又はそれらの任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なすことができる。

[0032] 支持構造及び基板テーブルをこれ以後物品支持体と呼ぶ。物品は、これに限定されないが、レチクルなどのパターニングデバイスと、ウェーハなどの基板とを含む。

[0033] 本明細書に示すように、装置は反射型（例えば、反射マスクを使用する）である。あるいは、装置は透過型（例えば、透過マスクを使用する）であってもよい。

[0034] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ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）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に１つ以上のテーブルで予備工程を実行することができる。

[0035] また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するように、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆えるタイプでもよい。液浸液はまた、例えばマスクと投影システムの間などのリソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させる技術として当技術分野で周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在するというほどの意味である。

[0036] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを含むビームデリバリシステムを用いて、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の場合には、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムとともに放射システムと呼ぶことができる。

[0037] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するアジャスタを含んでいてもよい。通常、イルミネータの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調整することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータ及びコンデンサなどの他の種々のコンポーネントを含んでいてもよい。イルミネータを用いて放射ビームを調節し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。

[0038] 放射ビームＢは、支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持されたパターニングデバイス（例えば、マスク）に入射し、パターニングデバイスＭＡによってパターニングされる。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡに反射した後、放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２のポジショナＰＷと位置センサＩＦ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）を用いて、基板テーブルＷＴは、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めできるように正確に移動できる。同様に、第１のポジショナＰＭと別の位置センサＩＦ１を用いて、例えば、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを正確に位置決めできる。一般に、支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）を用いて実現できる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを用いて実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、又は固定してもよい。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アライメントマークは、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分の間の空間に位置してもよい（スクライブレーンアライメントマークとして知られている）。同様に、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアライメントマークをダイ間に配置してもよい。

[0039] 図示の装置は、以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
１．ステップモードでは、パターニングデバイス（例えば、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る一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
２．スキャンモードでは、支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。支持構造（例えば、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ＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
３．別のモードでは、支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに容易に適用できる。

[0040] 上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。

[0041] 図２は、レチクル又はウェーハなどの物品の縁部に印加できる従来技術の静電クランプ１の部分断面図である。また図２は図の矢印によってクランプが生成できるクランプ圧力を示す。クランプ１は絶縁材料から形成された下部３と、誘電体材料から形成された上部４とを備える。上部４は複数のバール５から形成され、それによって、バールの最上部が物品（図示せず）が保持される平面２を決定する。第１の電極６が下部３と上部４との間に提供され、第１の電極６は静電クランプ力を生成する電圧（通常は３ｋＶ）に保持されるように構成されている。接地電極７はグランドに保持され、第１の電極と接地電極との間のバリアの役割を果たす空隙８の分だけ第１の電極６から離間している。空隙８には絶縁材料、誘電体材料を充填してもよく、又は空けておいてもよい。

[0042] 図２の下向きの矢印は図２の従来のクランプが生成できるクランプ圧力を概略的に示す。矢印の長さはクランプ力を示し、その大きさが、以下に説明するように、印加される電圧、上部４の誘電率、及びクランプ１の様々な部分の寸法を含む幾つかのパラメータに依存する均一なクランプ圧力が第１の電極の幅一杯に生成されることが分かる。

[0043] 電極６に電圧が印加されると、物品が静電クランプ力によって平面２内に保持される。以下の式に従って静電又は静電容量クランプ力を印加電圧に関連付けることができる。

上式で、
Ｐ_{ｃｌａｍｐ}は、クランプするオブジェクト上に作用するクランプ圧力、
ε_０は、真空の誘電率（８．８５４×１０^−１２）、
ε_Ｒは、クランプ１の上部４の誘電体の比誘電率、
Ｖは、電極６に印加される電圧、
ｄは、クランプ１の上部４の厚さ、
ｇは、クランプ１の上部４の上面とオブジェクトがクランプされる平面２との間のギャップ（バール５の高さ）。

[0044] 真空と比較してバールの誘電率は大きく、この領域での静電容量も増加するため、クランプ圧力はバールの領域で増加することを理解されたい。バールの領域では、式（１）が成り立つが、厚さｄはバールの高さだけ増加し、ギャップｇは同じ量だけゼロまで低減する。

[0045] 上記の従来技術の潜在的な問題とは、バリア８の両端に高電圧（例えば、３ｋＶ）が存在し、このためにバリアが破壊され、第１の電極と接地電極との間に短絡が発生する可能性があるということである。

[0046] 図３は、図２と同様の図であるが、本発明のある実施形態によるクランプΓを示す。同様のコンポーネントは説明を省略する。図３の実施形態では、第２の電極６ｂが第１の電極６ａと接地電極７との中間に提供されている。中間電極と呼んでもよい第２の電極６ｂは、第１の電極６ａに印加される電圧とグランドとの間の電圧に保持され、特に第１の電極６ａの電圧のほぼ半分の値に保持されるのが望ましい。図３の構造の場合、２つのバリア８ａ、８ｂが存在する。すなわち、第１及び第２の電極６ａ、６ｂの間に位置する第１のバリア８ａと、第２の電極６ｂと接地電極７との間に位置する第１のバリア８ｂである。図２と同様、下向きの矢印はクランプ圧力を示し、また図２と同様、第１の電極６ａが加える均一なクランプ圧力が存在し、さらに第２の電極６ｂが加えるこれよりも小さいクランプ圧力が存在する。第２の電極６ｂが第１の電極６ａの電圧の半分の電圧に保持される場合、クランプ圧力は電圧の二乗によって決まるため、第２の電極６ｂによるクランプ圧力は第１の電極によるクランプ圧力の４分の１になる。

[0047] 図２の従来の構造と比較した場合の図３の実施形態の潜在的な利点は、第２の電極６ｂが第１の電極の電圧とグランドとの間の電圧に保持されるため、各バリア８ａ、８ｂの両端の電圧が低下するという点である。特に、例えば、第２の電極が第１の電極の電圧とグランドとの間の中間の電圧に保持される場合、各バリアの両端の電圧は図２の半分になる。

[0048] 図４は、従来技術で公知のクランプの別の形態を示す。図４のクランプはバイポーラクランプとして知られており、等しいが符号が逆の電圧に保持される２つの第１の電極１６ａ、１６ｂを備える（例えば、電極１６ａは＋３ｋＶ、電極１６ｂは−３ｋＶに保持される）。この点を除けば、２つの第１の電極１６ａ、１６ｂは同一であり、図２の従来技術のクランプと同様、各電極はその幅全体にわたって均一なクランプ圧力を生成する。しかしながら、図４のクランプでは、バリアの破壊の可能性という潜在的な問題はさらに深刻であり得る。図４のクランプでは、２つの第１の電極１６ａ、１６ｂは単一のバリア１８によって隔てられ、２つの第１の電極は等しいが符号が逆の電圧に保持されるため、バリアの両端の電位は各電極に個別に印加される電圧の２倍になる（例えば、各電極が＋３ｋＶと−３ｋＶに保持される場合、６ｋＶである）。

[0049] 図５は、本発明によるバイポーラクランプ１’’のある実施形態を示す図である。この実施形態では、２つの第１の電極１６ａ、１６ｂに加えて、２つの第１の電極１６ａ、１６ｂと、それぞれ２つの第１の電極１６ａ及び接地電極１７の間と２つ目の第１の電極１６ｂ及び接地電極１７ｂの間に配置された２つの第２の電極又は中間電極１６ｃ、１６ｄとから等距離に位置する接地電極１７が提供されている。この構造は４つのバリア１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを画定する。バリア１８ａは電極１６ａと１６ｃとの間に位置し、バリア１８ｂは電極１６ｂと接地電極１７との間に位置し、バリア１８ｃは接地電極１７と電極１６ｄとの間に位置し、最後に、バリア１８ｄは電極１６ｄと１６ｂとの間に位置する。

[0050] 電極１６ｃ及び１６ｄはそれぞれ電極１６ａ及び１６ｂの電圧と符号が同じであるがそれらの電圧力とグランドとの間の大きさの電圧に保持されている。例えば、電極１６ａが＋３ｋＶに保持されている場合、１６ｃは＋１．５ｋＶに保持されていてもよい。電極１６ｂが−３ｋＶに保持されている場合、１６ｄは−１．５ｋＶに保持されていてもよい。したがって、４つのバリア１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの各々の両端の電位は図４の従来の構造内のバリア１８の両端の６ｋＶと比較してわずかに＋１．５ｋＶであることが理解される。

[0051] 図５の実施形態では、第２の電極１６ｃ、１６ｄは図のより小さい矢印で示すように小さいクランプ圧力を加えることに留意されたい。

[0052] 図６は、本発明のある実施形態による静電クランプの部分断面図（図７のＸ−Ｘ’に沿った）である。図６の実施形態では、静電クランプ２１は、使用時に、ほぼ固定された平面２２内に物品を保持するように構成され、複数のバールから形成され、それによって、バールの最上部が物品が保持される平面２２を決定するバール２５を有する下部２３と上部２４とを含む。第１の電極２６ａはクランプの下部２３と上部２４との間に配置されている。第２の電極２６ｂ及び接地電極２７はクランプ２１の下部２３と上部２４との間に配置されているが、それらが互いに又は第１の電極２６ａに接触しないように下部２３と上部２４との界面に沿って変位している。第１及び第２の電極２６ａ、２６ｂの間と第２の電極２６ｂと接地電極２７との間のバリアを画定する空隙２８ａ、２８ｂ、２８ｃには絶縁又は誘電体材料を充填してもよく、又は空けておいてもよい。

[0053] 少なくとも第１の電極２６ａに電圧を供給するように構成された電圧源３０を提供してもよい。第１及び第２の電極２６ａ、２６ｂを互いに接続するように抵抗器３１を構成してもよい。第２の電極２６ｂを接地電極２７に接続するように別の抵抗器３２を構成してもよい。アース接続３３を提供することで接地電極２７を接地することができる。

[0054] 第１の電極２６ａの電圧は電圧源３０によって供給される電圧とほぼ同様であることを理解されたい。第２の電極２６ｂの電圧は以下の式に記述するように第１の抵抗器３１と第２の抵抗器３２の抵抗値の比によって定義される。

上式で、
Ｖ_２は、第２の電極２６ｂの電圧、
Ｒ_２は、第２の抵抗器３２の抵抗値、
Ｒｉは、第１の抵抗器３１の抵抗値、
Ｖ_Ｓは、電圧源３０によって供給される電圧。

[0055] 本発明のある実施形態では、第１の抵抗器３１と第２の抵抗器３２の抵抗値はほぼ同じである。抵抗値Ｒ_１とＲ_２が同様であれば、電圧Ｖ_２は供給電圧Ｖ_Ｓのほぼ半分となる。抵抗値が上記の通りであれば、第１の電極２６ａと第２の電極２６ｂとの間の電圧（Ｖ_Ｓ−Ｖ_２）は電圧源３０によって供給される電圧のほぼ半分になる。第２の電極２６ｂと第３の電極２７との間の電圧も電圧源３０によって供給される電圧のほぼ半分になる。

[0056] 中間電極（ここでは第２の電極２６ｂ）を導入することで、任意の２つの電極間のバリア２８には第１の電極２６ａに印加される電圧の半分の電圧が掛かることを理解されたい。任意のバリアがその２倍分耐える必要がある最大電圧を低減することで、バリアすなわちクランプの破壊障害の危険が大幅に低下する。

[0057] 図７は、本発明のある実施形態によるクランプ２１の平面図を示し、その一部が図６の断面図に示されている。図７のクランプ２１は２極型で、図６に示すその部分断面図はクランプの片側の半分、特に図７に示すクランプの左側のみを示している。図７の右側の図は以下に説明するように各電極に印加される電圧の符号だけが異なる同一の鏡像である。図７の左側の電極には正電圧が、図の右側の電極には負電圧が供給される。

[0058] まず図７の左側を見ると、第１の電極２６ａが電圧源３０に接続され、図では、アース接続３３に対して正の電圧が供給されるように示されている。第２の電極２６ｂは第１の電極２６ａを取り囲み、式（２）によって記述される第１及び第２の抵抗器（３１，３２）の電圧比に従ってより小さい正の電圧を供給され、第１の電極２６ａと第２の電極２６ｂとの間のバリア２８ａには第１及び第２の電極（２６ａ，２６ｂ）の電圧差が掛かる。接地電極２７は第２の電極２６ｂを取り囲み、アース接続３３に接続される。第２の電極２６ｂと接地電極２７との間のバリア２８ｂには第２の電極と接地電極（２６ｂ，２７）との電圧差が掛かる。

[0059] 第１の電極２６ａは１４５ｍｍと３５ｍｍの寸法を有していてもよい。第２の電極２６ｂの幅は０．１ｍｍと１ｍｍとの間、例えば、０．３ｍｍ（第１の電極の幅の約１％）であってもよく、図７に示すように、第１の電極２６ａを取り囲んでいてもよい。考えられることとして、第２の電極の幅はレチクルクランプ内の５ｍｍ又は１０ｍｍのバール又はバールのピッチの幅と同じであってもよい。第１の電極２６ａと第２の電極２６ｂとの間のバリア２８ａは幅が０．７ｍｍであってもよく、第２の電極２６ｂと接地電極２７との間のバリア２８ｂも同様の寸法を有していてもよい。しかしながら、これらの寸法は例示的なものに過ぎず、具体的な用途に応じて変化してもよい。抵抗器の通常の値は３００メガオーム前後である。約３ｋＶの電圧が３３０メガオームの３つの抵抗器によって分割された場合、得られる電流は１μＡ、抵抗器の散逸は１ｍＷである。

[0060] 抵抗器の選択は高速での切替の効果を考慮して行なうことができる。できるだけ大型の抵抗器を使用して電流を低下させて電力の散逸を低減することが有益であるが、大型の抵抗器の場合、応答時間が長くなる。例えば、上記の寸法の第２の電極２６ｂは約（１４５＋１４５＋３５＋３５）×０．３ｍｍ^２、又は１０８ｍｍ^２の領域を占める。幾何形状静電容量、すなわち、単位面積あたりの静電容量は次の式で得られる。

上式で、
Ｃ_Ａは単位面積あたりの静電容量。
その他のすべての記号は式（１）に関連する上記の通常の意味を有する。

[0061] 誘電体の厚さ（ｄ）を５０μｍ、相対絶縁耐力（ε_Ｒ）を５、バールの高さ（ｇ）を２０μｍとすると、単位面積あたりの静電容量（Ｃ_Ａ）は３０ｐＦ／ｃｍ^２である。この領域の電極は約３２ｐＦの静電容量を有する。

[0062] 電圧に応じて電極を切り替える際に、抵抗器３２の抵抗値が電極の静電容量と結合してＲＣ時定数を生成することを理解されたい。ＲＣ時定数は電極電圧を変更する際の速度を制限する定数である。この立ち上がり時間は０．１ｓ未満、望ましくは０．０１ｓ未満である必要がある。上記のように３２ｐＦの電極静電容量を使用した場合、３３０メガオームの抵抗値であるとＲＣ時定数は約０．０１ｓになる。

[0063] 図７の右側は左側の鏡像であり、２つ目の第２の電極２６ｄによって取り囲まれた２つ目の第１の電極２６ｃを示し、第２の電極２６ｄは接地電極２７によって取り囲まれている。電極２６ｃ及び２６ｄの間にバリア２８ｃが画定され、電極２６ｄと接地電極２７との間にバリア２８ｄが画定されている。電極２６ｃには第２の電圧源３６によって電圧が供給され、電極２６ｄには抵抗器３７と３８との組み合わせによって電圧が供給される。抵抗器３７と３８の抵抗値の比が式（２）に記述するように電極２６ｄに供給される電圧を定義する。電源３０が電極２６ａ、２６ｂに正の電圧を供給する場合、電源３６は電極２６ｃ、２６ｄに負の電圧を提供する。

[0064] 図８は、平面２２内でクランプされる物品に作用するクランプ圧力を示す図である。第１の電極２６ａによって第１のクランプ圧力Ｐｉが掛けられる。第２の電極２６ｂによって第２のクランプ圧力Ｐ_２が掛けられる。クランプ圧力の大きさは式（１）から得られる。したがって、第１及び第２の抵抗器（３１、３２）の抵抗値がほぼ等しい場合、第１の電極２６ａの電圧は第２の電極２６ｂの電圧の２倍になる。第１の電極２６ａによって掛けられる結果としてのクランプ圧力Ｐｉは第２の電極２６ｂによって掛けられる結果としてのクランプ圧力Ｐ_２の４倍になる。右側が鏡像であるため、同一のクランプ圧力が形成される。例えば、電極２６ｃはクランプ圧力Ｐ_３を生成し、電極２６ｄはクランプ圧力Ｐ_４を生成する。クランプの正の側と負の側が印加電圧の符号以外同一であるとすると、ＰｉはＰ_３に等しく、Ｐ_２はＰ_４に等しい。

[0065] クランプ２４の上部とバール２５の最上部との距離は５０μｍと１０００μｍとの間であってもよいが、この寸法はいかなる具体的な用途に応じて選択できることが理解される。

[0066] 図６には２つのバール２５しか示していないが、一般に複数のバールを使用できることを理解されたい。

[0067] この実施形態に示すクランプは一般に矩形であり、したがって、レチクル用のクランプとして特に好適であることが特に図７から分かる。本発明の各実施形態はウェーハ用の静電クランプに等しく適用できる。ウェーハ用のクランプは通常円形であり、したがって、第１の電極２６ａ及び２６ｃは一般に半円形であり、第２の電極２６ｂ、２６ｄはＤ字形であり、接地電極２７は円形である。あるいは、その各々が円の一部である複数の第１の電極が提供される別の構造を想像してもよい。

[0068] 第２の電極２６ｂ、２６ｄは、それらが第１の電極２６ａ、２６ｃの電圧とグランドとの間の中間の電圧に保持されるという点で中間電極と考えることができる。単一の中間電極が提供される場合、この中間電極は第１の電極と接地電極の中間の電圧に保持され、各バリアの両端の電位が等しくなることが望ましい。しかしながら、第１の電極と接地電極の間にそのような中間電極を２つ以上提供することも可能である。例えば、第１の電極と接地電極との間に３つのバリアがあるように２つの中間電極を設けてもよい。その場合、すべてのバリアにわたって電位を等しく分割するために、第１の電極の近位側の中間電極を第１の電極の電圧の３／４に保持し、第２の中間電極（接地電極の近位側の）を第１の電極の電圧の１／２に保持してもよい。一般に、異なる電圧を間に段階的に印加して複数の中間電極を使用して、形成されるバリアすべてにわたって等しい電位を生成することができることを理解されたい。

[0069] 複数のバリアの存在によって電極が利用可能な領域が低減し、総クランプ力が低減することが理解される。しかしながら、これは、クランプ圧力が電圧の二乗の関数であると想定すれば大幅に増加させる必要がない供給電圧をわずかに増加させることで補償できる。

[0070] 原則として、各電極には必要な電圧を証明するために専用の電源を設けてもよいが、そのような構造は複雑で追加の高電圧増幅器を要し、不必要に高価である。したがって、望ましくは、そのすべてに同じ符号の電圧を供給する複数の電極を単一の電源に接続し、各電極に電源を振り分ける抵抗回路網を設けてもよい。そのような構造は正確な電圧制御という利点がある。例えば、ソフトウェアエラーの可能性がなく、簡単で低コストである。抵抗器の１つはリアルタイムの制御及び調整を可能にする可変抵抗器であってもよい。

[0071] 本発明の幾つかの実施形態では、すべてに同じ符号の電圧が供給される複数の電極グループがあってもよい。そのような構造では、電極の各グループに専用の電源とグループ内の電極に電圧を振り分ける専用の抵抗回路網とを提供することが望ましい。

[0072] また、電極間にクランプ電圧を等分する形態のみ図示しているが、不均一な分割も使用できる。これによって、クランプ圧力を制御して均一なクランプ圧力ではなく整形されたクランプ圧力を提供することができる。例えば、クランプ縁部での圧力勾配を整形して特に、例えば、支持される物品に突起部があって縁部での圧力勾配を制御して物品への損傷の危険を最小限に抑え、及び／又は縁部の平坦度を最適化することが望ましい場合に有益な効果を与えることができる。

[0073] 以上の説明で、グランドと接地電極とに言及した。しかしながら、１つの接地電極が特に望ましいが、１つの電極を固定電圧に保持し、第１の電極に電圧を印加し、その固定電圧に対して中間電極を決定してもよいことに留意されたい。

[0074] 本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造である。このような代替的用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。

[0075] 光リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用に特に言及してきたが、本発明は文脈によってはその他の分野、例えばインプリントリソグラフィでも使用することができ、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に作成されたパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは基板に供給されたレジスト層内に刻印され、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組合せを印加することでレジストは硬化する。パターニングデバイスはレジストから取り除かれ、レジストが硬化すると、内部にパターンが残される。

[0076] 本明細書では静電クランプに特に言及しているが、本明細書に記載する静電クランプは、レチクル検査装置、ウェーハ検査装置、空間像メトロロジーシステム、及びより一般的にはウェーハ又はレチクルなどの物品をプラズマエッチャー又は析出装置内などの真空又は周囲（非真空）条件下で測定又は処理する半導体製造システム又は装置内での使用などの別の用途を有していてもよいことを理解されたい。

[0077] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）及び極紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を包含する。

[0078] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気型光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ、又はそれらの組合せを指すことができる。

[0079] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。

Claims (11)

1. 使用時に物品を保持し、下部と、誘電体材料から形成された上部と、前記下部と前記上部との間に配置された複数の電極と、を備える静電クランプであって、
   前記電極が、使用時に第１の電圧に保持される第１の電極と、使用時に第２の電圧に保持される少なくとも１つの中間電極と、接地電極と、を備え、
   前記少なくとも１つの中間電極が、前記第１の電極と前記接地電極との間に位置し、
   前記第２の電圧が、前記第１の電圧とグランドとの間にある、静電クランプ。
2. 前記少なくとも１つの中間電極が、使用時に前記第１の電圧とグランドとの間の電圧に保持される、請求項１に記載の静電クランプ。
3. 前記第１の電極と前記接地電極との間に複数の中間電極を提供でき、使用時に、前記複数の中間電極の各々に印加される電圧が、前記第１の電極から前記接地電極へ向けて低下する、請求項１に記載の静電クランプ。
4. 前記第１の電極と第１の中間電極との間の電圧低下と、隣接する中間電極間の電圧低下と、が同じである、請求項３に記載の静電クランプ。
5. 前記第１の電極と前記少なくとも１つの中間電極が共通の電源を共用し、前記印加される電圧を前記第１の電極と前記少なくとも１つの中間電極とに振り分ける抵抗回路網が提供される、請求項１から４のいずれか一項に記載の静電クランプ。
6. 前記抵抗回路網が、可変抵抗器を含む、請求項５に記載の静電クランプ。
7. 前記クランプが、２つ目の第１の電極と、前記２つ目の第１の電極と前記接地電極との間に位置する少なくとも１つの第２の中間電極と、をさらに備えるバイポーラクランプであり、
   使用時に、前記２つ目の第１の電極と前記少なくとも１つの第２の中間電極が、それぞれ、前記第１の電極と第１の中間電極とに印加される電圧と符号が逆の第１の電圧と第２の電圧とに保持され、
   前記第２の中間電極に印加される第２の電圧が、前記２つ目の第１の電極に印加される前記第１の電圧とグランドとの間にある、請求項１から６のいずれか一項に記載の静電クランプ。
8. 前記第１の電極が、矩形であり、前記クランプが、レチクルクランプとして使用される、請求項１から７のいずれか一項に記載の静電クランプ。
9. 前記第１の電極が、円の一部の形状をなし、前記クランプが、ウェーハクランプとして使用される、請求項１から７のいずれか一項に記載の静電クランプ。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の静電クランプを備える半導体製造装置。
11. 前記半導体製造装置が、リソグラフィ装置、レチクル検査装置、ウェーハ検査装置、及び空間像メトロロジー装置のいずれかである、請求項１０に記載の半導体製造装置。

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