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技術 保持装置、保持方法、リソグラフィ装置、および物品の製造方法

出願人 キヤノン株式会社
発明者 鈴木健士
出願日 2016年3月25日 (5年5ヶ月経過) 出願番号 2016-061982
公開日 2017年9月28日 (3年11ヶ月経過) 公開番号 2017-175070
状態 特許登録済
技術分野 ウエハ等の容器、移送、固着、位置決め等 半導体の露光(電子、イオン線露光を除く) ホトレジスト感材への露光・位置合せ
主要キーワード 開放順序 吸着エア 元圧センサ 吸着順序 反り形状 上反り 下反り テスト用基板
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この項目の情報は公開日時点(2017年9月28日)のものです。
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課題

良好な平坦度基板を保持するために有利な保持装置を提供する。

解決手段

基板Wを真空吸着して保持する保持装置であって、複数の吸着領域を有する吸着部160と、吸着部160を制御する制御部170と、を有し、制御部170は、第1の基板を吸着部により吸着したときの圧力に基づいて、複数の吸着領域160による基板の吸着を始める順序を求め、求めた順序により、第2の基板を吸着するように吸着部160を制御する、ことを特徴とする。

概要

背景

半導体デバイス等を製造するリソグラフィ装置に用いられる基板の保持に際し、反りや変形が大きい基板を良好な平坦度で保持する技術が要求されている。基板を保持する方法として、基板の裏面を真空吸着する方法がある。この方法では、基板の反り等により吸着エア漏れ、十分に吸着できない場合がある。この問題に対し、吸着領域を分割して、分割した吸着領域による吸着タイミングを調整する技術がある(特許文献1および2)。

概要

良好な平坦度で基板を保持するために有利な保持装置を提供する。基板Wを真空吸着して保持する保持装置であって、複数の吸着領域を有する吸着部160と、吸着部160を制御する制御部170と、を有し、制御部170は、第1の基板を吸着部により吸着したときの圧力に基づいて、複数の吸着領域160による基板の吸着を始める順序を求め、求めた順序により、第2の基板を吸着するように吸着部160を制御する、ことを特徴とする。

目的

本発明は、例えば、良好な平坦度で基板を保持するために有利な保持装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

基板真空吸着して保持する保持装置であって、複数の吸着領域を有する吸着部と、吸着部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、第1の基板を吸着部により吸着したときの圧力に基づいて、前記複数の吸着領域による前記基板の吸着を始める順序を求め、求めた順序により、第2の基板を吸着するように前記吸着部を制御する、ことを特徴とする保持装置。

請求項2

前記圧力は、前記第1の基板を前記複数の吸着領域により吸着したときの圧力であることを特徴とする請求項1に記載の保持装置。

請求項3

前記順序は、前記圧力が小さい順に設定されることを特徴とする請求項1または2に記載の保持装置。

請求項4

前記順序は、前記複数の吸着領域のうち、前記圧力が所定の範囲内にある吸着領域による吸着を同じタイミングで開始するように設定されることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の保持装置。

請求項5

基板を真空吸着して保持する保持装置であって、複数の吸着領域を有する吸着部と、吸着部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、第1の基板の形状に関する情報に基づいて、前記複数の吸着領域による前記基板の吸着を始める順序を求め、求めた順序により、第2の基板を吸着するように前記吸着部を制御する、ことを特徴とする保持装置。

請求項6

前記情報は、前記第1の基板と前記吸着部との間の距離であることを特徴とする請求項5に記載の保持装置。

請求項7

前記順序は、前記距離が近い順に設定されることを特徴とする請求項6に記載の保持装置。

請求項8

前記順序は、前記複数の吸着領域のうち、前記距離が所定の範囲内にある吸着領域による吸着を同じタイミングで開始するように設定されることを特徴とする請求項6または7に記載の保持装置。

請求項9

前記第1の基板および前記第2の基板は、同一の形状となるように選択されることを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか1項に記載の保持装置。

請求項10

前記第1の基板および前記第2の基板は、同一のロットから選択されることを特徴とする請求項1乃至9のうちいずれか1項に記載の保持装置。

請求項11

複数の吸着領域により基板を真空吸着して保持する保持方法であって、第1の基板の形状に関する情報に基づいて、前記複数の吸着領域による前記基板の吸着を始める順序を求め、求めた順序により、第2の基板を吸着する、ことを特徴とする保持方法。

請求項12

パターンを基板に形成するリソグラフィ装置であって、前記基板を真空吸着して保持する請求項1乃至10のうちいずれか1項に記載の保持装置を備えることを特徴とするリソグラフィ装置。

請求項13

請求項12に記載のリソグラフィ装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、前記工程でパターンを形成された前記基板を加工する工程と、を有することを特徴とする物品の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、保持装置保持方法リソグラフィ装置、および物品の製造方法に関する。

背景技術

0002

半導体デバイス等を製造するリソグラフィ装置に用いられる基板の保持に際し、反りや変形が大きい基板を良好な平坦度で保持する技術が要求されている。基板を保持する方法として、基板の裏面を真空吸着する方法がある。この方法では、基板の反り等により吸着エア漏れ、十分に吸着できない場合がある。この問題に対し、吸着領域を分割して、分割した吸着領域による吸着タイミングを調整する技術がある(特許文献1および2)。

先行技術

0003

特開2015−38982号公報
特開平11−067882号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、特許文献1の技術では、基板の平坦度を計測しながら吸着タイミングを調整しており、特許文献2の技術では、基板中央から外へ放射状に吸着している。前者は、平坦度を計測する追加的な構成が必要となり、後者は、複雑な反りを有する基板への対応が困難となりうる。

0005

本発明は、例えば、良好な平坦度で基板を保持するために有利な保持装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

上記課題を解決するために、本発明は、基板を真空吸着して保持する保持装置であって、複数の吸着領域を有する吸着部と、吸着部を制御する制御部と、を有し、制御部は、第1の基板を吸着部により吸着したときの圧力に基づいて、複数の吸着領域による基板の吸着を始める順序を求め、求めた順序により、第2の基板を吸着するように吸着部を制御する、ことを特徴とする。

発明の効果

0007

本発明によれば、例えば、良好な平坦度で基板を保持するために有利な保持装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0008

第1実施形態に係る保持装置を備えた露光装置の概略図である。
吸着部を上方から見た図である。
図2(A)の吸着部を含む保持装置の全体を示す図である。
下反りの基板が吸着部に搬入された状態を示す図である。
上反りの基板が吸着部に搬入された状態を示す図である。
第1実施形態に係る真空吸着方法フローチャートである。

実施例

0009

以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。

0010

(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係る保持装置を備えた露光装置の概略図である。当該保持装置は、他のリソグラフィ装置(例えばインプリント装置)へ適用することもできるが本実施形態では露光装置への適用を例に説明する。本実施形態に係る保持装置を備えた露光装置は、光源110と、照明光学系120と、投影光学系130と、ステージ140と、制御部150と、を含む。また、本実施形態に係る保持装置は、吸着部160と、吸着制御部170と、を含む。なお、投影光学系130の光軸をZ軸とし、それに垂直な平面をXY平面とする。

0011

光源110は、複数の波長帯域の光を露光光として出力する。照明光学系120は、遮光板121と、ハーフミラー122と、フォトセンサ123と、ミラー124と、不図示の整形光学系と、不図示のオプティカルインテグレータと、を含む。光源110より射出した光は、照明光学系120の整形光学系を介して所定のビーム形状に整形され、整形されたビームはオプティカルインテグレータに入射する。オプティカルインテグレータは、レチクル原版)Rを均一な照度分布照明する多数の2次光源を形成する。レチクルRは、マスクとも呼ばれ、その表面には焼き付けを行う半導体デバイスの回路パターンが形成されている。遮光板121は、照明光学系120の光路上に配置され、レチクルR上に任意の照明域を形成する。ハーフミラー122は、照明光学系120の光路上に配置され、レチクルRを照明する露光光の一部を反射して取り出す。フォトセンサ123は、ハーフミラー122の反射光の光路上に配置され、露光光の強度(露光エネルギー)に対応した信号を照明光学系制御部151に出力する。照明光学系制御部151は、当該出力に基づいて遮光板121等を制御する。

0012

投影光学系130は、屈折式またはカタディオプトリック式などであり、レチクルRの回路パターンを倍率β(例えばβ=1/2)で縮小し、フォトレジストが塗布された基板(ウエハ)W上のショット領域に結像投影する。投影光学系130は、光学素子131と、開口絞り132と、を含む。光学素子131は、駆動部101により投影光学系130の光軸上を移動する。これにより、投影光学系130の諸収差の増大を抑制しつつ、投影倍率を良好にさせ歪曲誤差を減らすことができる。開口絞り132は、投影光学系130の瞳面(レチクルRに対するフーリエ変換面)上に配置される。その形状は、開口部がほぼ円形であり、駆動部102により直径が制御される。駆動部101および102は、投影光学系制御部153により制御される。

0013

ステージ140は、駆動部103により、6自由度に関して制御され、基板Wの位置決めを行いうる。ここで、6自由度は、XYZ座標系の各軸に沿った並進自由度と、各軸の周りの回転自由度とを含む。ステージ140のXY平面内での位置は、ステージ140に固定された移動鏡141までの距離をレーザ干渉計142で計測することで計測される。ステージ140と基板Wとの位置関係は、アライメント計測系104により計測される。基板Wのフォーカスずれは、投光光学系105および検出光学系106を含むフォーカス面検出部により計測される。投光光学系105は、基板W上のフォトレジストを感光させない非露光光から成る複数個の光束を投光し、その光束は基板W上に各々集光されて反射される。基板W上で反射された光束は、検出光学系106に入射する。検出光学系106内には各反射光束に対応させて複数個の位置検出用受光素子が配置されている。各受光素子の受光面と基板W上での各光束の反射点結像光学系によりほぼ共役となるように構成されている。フォーカスずれは、検出光学系106内の受光素子上の入射光束位置ずれとして計測される。駆動部103は、各計測結果をもとにステージ制御部154により制御される。駆動部101〜103は、モーター等の駆動手段である。

0014

吸着部160は、吸着制御部170による制御のもと、基板Wをステージ140に真空吸着保持する。制御部150は、照明光学系制御部151、投影光学系制御部153、ステージ制御部154および吸着制御部170を統括的に制御する。

0015

図2(A)および(B)は、2種類の吸着部160をそれぞれ上方から見た図である。図2(A)は、上反りまたは下反りの基板を吸着するのに適する。ここで、上反りの基板とは、基板表面において、XY平面内のどの方向からみても光軸方向(Z方向)の座標が最大となる点がある基板である。また、下反りの基板とは、前記座標が最小となる点がある基板である。図2(B)は、鞍反りの基板を吸着するのに適する。ここで、鞍反りの基板とは、基板表面において、XY平面内のある方向からみると光軸方向(Z方向)の座標が最大となり、他の方向からみると光軸方向(Z方向)の座標が最小となる、所謂鞍点がある基板である。図2(A)に示す吸着部160は、境界21〜23で区分された真空吸着領域11〜13と、真空吸着領域11〜13で吸入したエアを排出する排出口31〜33と、ウエハ受け渡しピン昇降口41〜43を備える。真空吸着領域は、同心円状に分割されている。図2(B)に示す吸着部160は、境界24で区分された真空吸着領域11〜16と、真空吸着領域11〜16で吸入したエアを排出する排出口31〜36と、ウエハ受け渡しピン昇降口41〜43を備える。真空吸着領域は放射状に分割されている。ウエハ受け渡しピン昇降口41〜43は、不図示の基板搬送ハンドと基板Wの受け渡しをするときに図3で示すウエハ受け渡しピン107を昇降するための開口部である。基板搬送ハンドは、ウエハ受け渡しピン昇降口41〜43から上昇したウエハ受け渡しピン107の上に基板Wを置く。基板搬送ハンドが退避した後、ウエハ受け渡しピン107が下降することで基板Wが吸着部160上に載置される。

0016

図3図2(A)の吸着部160を含む保持装置の全体を示す図である。真空吸着領域11〜13は、真空吸着時に基板Wを支える多数の小突起で埋められている。排出口31〜33は配管経由で電磁弁SV1〜SV3に接続されている。電磁弁SV1〜SV3は配管分岐用マニホールド171を経由して真空ポンプ173に接続される。排出口31〜33のそれぞれに接続する配管には、圧力センサP1〜P3が設けられている。圧力センサP1〜P3は、真空吸着領域11〜13の圧力を計測する。真空ポンプ173の元圧は、元圧センサ172により計測される。吸着制御部170は、圧力センサP1〜P3の値に基づいて電磁弁SV1〜SV3を制御して、吸着部160に基板Wを真空吸着させる。なお、各真空吸着領域の圧力を計測するための圧力センサは、排出口全系統でなく必要最小限の系統に配置しても良い。

0017

図4は、下反りの基板Wが吸着部160に搬入された状態を示す図である。図4の状態で、吸着制御部170は、電磁弁SV1〜SV3を全て開放し、真空吸着領域11〜13を真空吸引して基板Wを吸着する。この時、基板Wとの距離が離れている真空吸着領域は、基板Wをうまく吸着することができず、図中の矢印で示すように周囲のエアを吸引してしまう(空吸い)。空吸いをしている真空吸着領域の圧力は、基板Wをうまく吸着している真空吸着領域の圧力よりも高くなる。また、基板‐吸着部間の距離が離れるほど空吸いの量は増加する(=計測される圧力が高くなる)。

0018

基板Wは、下反り形状をしており、基板Wと吸着部160との距離は、基板中心から外周へ向かうほど大きくなる。すなわち、圧力センサP1〜P3が示す値は、順に高くなる。この場合、吸着制御部170は、電磁弁SV1〜SV3を順に開放するように制御を行う。これにより、吸着部160は、良好な平坦度で基板Wを吸着保持することができる。図5は、上反りの基板Wが吸着部160に搬入された状態を示す図である。この場合は、図4で示した下反りの基板Wの場合と、逆の吸着順序となる。開放順序(吸着順序)は、吸着制御部170から制御部150へ送られた圧力センサP1〜P3の圧力値をもとに、圧力値が小さい順になるように制御部150が決定し、記憶部152に記憶させる。記憶された吸着順序は、吸着保持を行う時に制御部150が、記憶部152から読み出し、吸着制御部170に出力する。吸着制御部170は、制御部150から送られた吸着順序に基づいて真空吸着を実行する。なお、吸着順序は、ひとつずつ順番でなくとも、圧力値が所定の範囲内で近い複数の電磁弁を同時に開放する(吸着を開始する)ように設定してもよい。

0019

図6は、本実施形態に係る保持装置による真空吸着方法のフローチャートである。工程S101では、まず、制御部150が不図示の基板搬送ハンドを制御し、吸着順序決定に用いるテスト用基板(第1の基板)を吸着部160上に載置する。制御部150は、吸着制御部170を制御して、電磁弁SV1〜SV3を全て開放し、真空吸着領域11〜13を真空吸引してテスト用基板を吸着する。工程S102では、吸着制御部170が制御部150へ圧力センサP1〜P3が計測した圧力データを送る。工程S103では、制御部150が、圧力データをもとに(例えば、小さい順に)吸着順序(開放順序)を設定する。工程S104では、制御部150が、設定した吸着順序を記憶部152に記憶させる。工程S105では、制御部150が、記憶部152から吸着順序を読み出し、吸着制御部170を制御し、読み出した吸着順序によりデバイス製造用の基板の吸着を行う。

0020

テスト用基板とデバイス製造用基板とは反りを含む形状が同一となるように準備する。テスト用基板は、デバイス製造用基板とは別に準備してもよく、また、2つの基板を同一のロットから選択してもよい。すなわち、同一ロット内の先頭の基板をテスト用基板として、2枚目の基板をデバイス製造用基板として使用してもよい。工程S104では、基板の形状を紐付けて吸着順序が記憶される。同一ロット内の基板の形状を同一とみなせる場合は、ロットと紐付けて吸着順序が記憶される。

0021

以上のように、本実施形態の保持装置は、吸着圧の計測に基づいて空吸いを抑える最適な吸着順序を設定するため、基板の平坦度計測のための追加構成や、空吸いによる吸着量減少を補うための追加構成は不要である。また、多様な形状の基板の吸着にも対応できる。本実施形態によれば、良好な平坦度で基板を保持するために有利な保持装置を提供することができる。

0022

(第2実施形態)
本実施形態は、基板Wの反り形状の情報が実測などにより分かっている場合の真空吸着方法である。基板Wの反り形状が予め分かっている場合は、工程S103では、制御部150が基板Wと吸着部160との間の距離に基づいて(例えば、距離が近い順に)吸着順序を設定する。したがって、工程S101および工程S102は不要となる。本実施形態によっても第1実施形態と同様の効果が得られる。

0023

(第3実施形態)
本実施形態は、第1実施形態の工程S101および工程S102を省略する真空吸着方法である。本実施形態では、吸着部160に基板Wを載置する前の工程にて、吸着部160による吸着保持と同様の保持をする部材により、工程S101および工程S102に相当する工程を行う。工程S103では、制御部150が圧力データに基づいて吸着順序を設定する。本実施形態によっても第1実施形態と同様の効果が得られる。当該部材としては、温調プレート等がある。

0024

(物品製造方法に係る実施形態)
本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイス微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、上記保持装置により保持された基板に対し、上記露光装置を用いてパターンを基板に形成する(露光する)工程と、かかる工程でパターンを形成された基板を加工(現像)する工程とを含む。リソグラフィ装置がインプリント装置である場合は、現像する工程の代わりに、例えば残膜を除去する工程を含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化成膜蒸着ドーピング平坦化、エッチングレジスト剥離ダイシングボンディングパッケージング等)を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質生産性生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。

0025

以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内において様々な変更が可能である。

0026

160吸着部
170吸着制御部
W 基板

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