JP2008103703A - Substrate retaining unit, exposure apparatus provided with substrate retaining unit, and device manufacturing method - Google Patents

Substrate retaining unit, exposure apparatus provided with substrate retaining unit, and device manufacturing method Download PDF

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JP2008103703A JP2007242389A JP2007242389A JP2008103703A JP 2008103703 A JP2008103703 A JP 2008103703A JP 2007242389 A JP2007242389 A JP 2007242389A JP 2007242389 A JP2007242389 A JP 2007242389A JP 2008103703 A JP2008103703 A JP 2008103703A
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Eriko Mori
恵理子 森
Takeshi Katsuta
健 勝田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate retaining unit which does not generate strain in a substrate after wafer suction or reduces the strain generated in the substrate, an exposure apparatus provided with the substrate retaining unit, and a device manufacturing method. <P>SOLUTION: A wafer chuck 15 includes a plurality of supporting pins 25 protruding upward at the central parts and a plurality of supporting pins 26 protruding at the peripheral part. The rigidity of the plurality of supporting pins 25 at the center part in the horizontal direction is lower than that in the vertical direction. Many supporting pins 25 deform in response to a force for returning a central warped portion of a wafer to an original state, thereby releasing part of or all the strain in the wafer. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体素子製造装置、液晶表示素子製造装置等に用いる基板保持装置と、該基板保持装置を備える露光装置に関する。   The present invention relates to a substrate holding apparatus used in a semiconductor element manufacturing apparatus, a liquid crystal display element manufacturing apparatus, and the like, and an exposure apparatus including the substrate holding apparatus.

一般に、半導体素子や液晶表示素子の製造に用いる投影露光装置は、被加工材である基板を真空吸着することによりその反りを矯正して基板表面の平面性を保った状態で基板を保持する基板保持装置を用いる。（特許文献１、２、３）
図８は従来の基板保持装置の一例を示す断面図である。 In general, a projection exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element or a liquid crystal display element is a substrate that holds a substrate in a state in which the substrate as a workpiece is vacuum-adsorbed to correct the warp and maintain the flatness of the substrate surface. Use a holding device. (Patent Documents 1, 2, and 3)
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a conventional substrate holding apparatus.

図８において、この基板保持装置はウエハＷを載置するための載置面１を有するウエハチャック２を備える。   In FIG. 8, the substrate holding apparatus includes a wafer chuck 2 having a mounting surface 1 on which a wafer W is mounted.

このウエハチャック２には、載置面１上にウエハＷを支持する多数個の凸部６が設けてあり、表側の載置面１から裏側へかけて貫通した３つの貫通孔３が穿設されている。   The wafer chuck 2 is provided with a plurality of convex portions 6 for supporting the wafer W on the mounting surface 1, and three through holes 3 penetrating from the front mounting surface 1 to the back side are formed. Has been.

各貫通孔３の周囲は載置面１上に小径の円筒壁４が設けられ、更に載置面１の周辺部に大径の円筒壁５が設けてある。   Around each through-hole 3, a small-diameter cylindrical wall 4 is provided on the placement surface 1, and a large-diameter cylindrical wall 5 is provided on the periphery of the placement surface 1.

この保持装置は、各貫通孔３内にウエハＷの受渡しを行うためのリフトピン７を有し、各リフトピン７を上下させるための上下機構部８そしてウエハチャック２を支持するウエハチャック支持部９が設けてある。   This holding device has a lift pin 7 for delivering the wafer W in each through-hole 3, and includes a vertical mechanism portion 8 for moving the lift pin 7 up and down and a wafer chuck support portion 9 for supporting the wafer chuck 2. It is provided.

また、ウエハＷと載置面１と円筒壁４、５とが形成する空間を大気に比して減圧すること（負圧にすること）によりウエハＷを載置面１上に吸着し、保持するための真空配管系１０が設けてある。   Further, the space formed by the wafer W, the mounting surface 1 and the cylindrical walls 4 and 5 is depressurized compared to the atmosphere (by making it negative pressure), so that the wafer W is adsorbed and held on the mounting surface 1. A vacuum piping system 10 is provided for this purpose.

この構成において、外部の搬送装置から搬送ハンドによって、ウエハＷを載置面１から突き出した状態で待機しているリフトピン７上に搭載し、搬送ハンドを退避させる。次に、上下機構部８はリフトピン７を速やかに下降させ、載置面１上にウエハＷを受け渡す。   In this configuration, the wafer W is mounted on the lift pins 7 waiting in a state of protruding from the mounting surface 1 by a transfer hand from an external transfer apparatus, and the transfer hand is retracted. Next, the vertical mechanism 8 quickly lowers the lift pins 7 and delivers the wafer W onto the placement surface 1.

ウエハＷが載置面１に接触する前に真空配管系１０を介して真空吸引を開始し、この真空吸引によりウエハＷを、凸部６により保持した状態で載置面１上に吸着させて固定し、平面矯正を行う。   Before the wafer W comes into contact with the mounting surface 1, vacuum suction is started via the vacuum piping system 10, and the wafer W is attracted onto the mounting surface 1 while being held by the convex portion 6 by this vacuum suction. Fix and perform flattening.

このような基板保持装置よりウエハＷを保持した状態で、レチクルのパターン像のウエハＷに対する露光（転写）を行い、露光（転写）の終了後は、露光前の動作と反対の動作を行って、搬送ハンドが基板保持装置からウエハＷを回収する。
特開平０４−０１４２３９号公報 特開平１０−２３３４３３号公報 特開平１０−２４２２５５号公報 With the wafer W held by such a substrate holding apparatus, the reticle pattern image is exposed (transferred) to the wafer W, and after the exposure (transfer) is completed, an operation opposite to the operation before the exposure is performed. The transfer hand collects the wafer W from the substrate holding device.
Japanese Patent Laid-Open No. 04-014239 Japanese Patent Laid-Open No. 10-233433 Japanese Patent Laid-Open No. 10-242255

複数のリフトピン７により支持されたウエハＷが基板保持装置に真空吸着される過程においては、通常、真空配管系１０による吸引動作が先に開始され、ウエハＷの下降動作が後で開始される。このとき、ウエハＷが載置面１に接近することにより、空吸い状態であった空間の圧力が低下し始める。   In the process in which the wafer W supported by the plurality of lift pins 7 is vacuum-sucked by the substrate holding device, the suction operation by the vacuum piping system 10 is usually started first, and the lowering operation of the wafer W is started later. At this time, as the wafer W approaches the mounting surface 1, the pressure in the space in the idle suction state starts to decrease.

この圧力降下が急激であると、吸着直前に発生したウエハＷの変形に起因した歪が、ウエハＷ裏面と凸部６上面間で発生する摩擦力によって吸着後まで残留し、ウエハＷの表面を歪ませてしまうことになる。   If this pressure drop is abrupt, the distortion caused by the deformation of the wafer W that occurs immediately before the adsorption remains until after the adsorption by the frictional force generated between the back surface of the wafer W and the upper surface of the convex portion 6, and the surface of the wafer W is removed. It will be distorted.

本発明の目的は、ウエハ等の基板の表面の歪みを、小さくするか無くすことができる基板保持装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a substrate holding device capable of reducing or eliminating the distortion of the surface of a substrate such as a wafer.

本発明の一側面としての基板保持装置は、複数の凸部により基板を支持した状態で該基板を吸着する装置であって、前記複数の凸部のうちの少なくとも中央部にある複数の凸部は、水平方向の剛性が鉛直方向の剛性よりも低いことを特徴としている。   A substrate holding device according to one aspect of the present invention is an apparatus for adsorbing a substrate in a state in which the substrate is supported by a plurality of convex portions, and the plurality of convex portions at least in the central portion of the plurality of convex portions. Is characterized in that the rigidity in the horizontal direction is lower than the rigidity in the vertical direction.

例えば、前記中央部にある複数の凸部が、円柱であり且つＳｉＣより成り、該凸部の直径ｄは該凸部の高さｈの０．３５以下である基板保持装置や、前記中央部にある複数の凸部が積層繊維材料で構成してある基板保持装置が、提供される。   For example, the plurality of convex portions in the central portion are cylindrical and made of SiC, and the diameter d of the convex portion is 0.35 or less of the height h of the convex portion, or the central portion There is provided a substrate holding device in which a plurality of convex portions are formed of a laminated fiber material.

中央部にある複数の凸部の水平方向の剛性を鉛直方向の剛性よりも低くしているため、吸着したとき基板の中央部に発生する歪みを一部又は全部、支持ピンの水平方向への変形により解放でき、基板表面の歪みを少なくとも小さくできる。   Since the horizontal rigidity of the convex parts at the center is lower than the rigidity in the vertical direction, some or all of the distortion that occurs in the central part of the substrate when adsorbed is applied to the horizontal direction of the support pins. It can be released by deformation, and at least distortion of the substrate surface can be reduced.

ある形態板保持装置は、複数の凸部により基板を支持した状態で該基板を吸着する装置であって、前記複数の凸部のうちの少なくとも中央部にある複数の凸部は水平方向の剛性が鉛直方向の剛性よりも低くしてある。   A certain form plate holding device is a device for adsorbing the substrate in a state where the substrate is supported by a plurality of convex portions, and the plurality of convex portions at least in the central portion of the plurality of convex portions have a horizontal rigidity. Is lower than the rigidity in the vertical direction.

別の形態の基板保持装置は、複数の凸部により基板を支持した状態で該基板を吸着する装置であって、前記複数の凸部のうちの少なくとも中央部にある複数の凸部は円柱であり且つＳｉＣより成り、その直径ｄがその高さｈの０．３５倍以下である。   Another embodiment of the substrate holding device is a device that adsorbs the substrate in a state where the substrate is supported by a plurality of convex portions, and the plurality of convex portions at least in the central portion of the plurality of convex portions are cylindrical. It is made of SiC and its diameter d is not more than 0.35 times its height h.

他の形態の基板保持装置は、複数の凸部により基板を支持した状態で該基板を吸着する装置であって、前記複数の凸部のうちの少なくとも中央部にある複数の凸部を積層繊維材料で構成してある。   Another embodiment of the substrate holding device is a device for adsorbing the substrate in a state where the substrate is supported by the plurality of protrusions, and the plurality of protrusions at least in the center of the plurality of protrusions are laminated fibers. It is composed of materials.

本発明の実施例１を図１〜図４に基づいて説明する。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１は本発明の実施例１のウエハチャック（基板保持装置）を適用した縮小投影露光装置の構成図である。   FIG. 1 is a block diagram of a reduction projection exposure apparatus to which a wafer chuck (substrate holding apparatus) according to a first embodiment of the present invention is applied.

図１において、不図示の光源側から順に、照明光学系１１、レチクルＲ、レチクルチャック１２、レチクルステージ１３、投影光学系１４、シリコンウエハＷ（以下、『ウエハＷ』と記す）、ウエハチャック１５、ＸＹθステージ１６が、配置してある。   In FIG. 1, an illumination optical system 11, a reticle R, a reticle chuck 12, a reticle stage 13, a projection optical system 14, a silicon wafer W (hereinafter referred to as “wafer W”), and a wafer chuck 15 in that order from the light source (not shown). , XYθ stage 16 is arranged.

特に、光学系１１および１４やレチクルＲ（原板）、ウエハＷ（基板）は、光源から出射した露光光の光路上に在る。   In particular, the optical systems 11 and 14, the reticle R (original plate), and the wafer W (substrate) are on the optical path of the exposure light emitted from the light source.

投影光学系１４の近傍には、オフアクシスアライメントスコープ１７、面位置計測手段１８が配置されている。   In the vicinity of the projection optical system 14, an off-axis alignment scope 17 and a surface position measuring means 18 are arranged.

露光時には、原板であるレチクルＲがレチクルチャック１２を介してレチクルステージ１３上に載置される。そして、照明光学系１１からの露光光がレチクルＲ上に照射される。レチクルＲを通った露光光は、投影光学系１４により、例えば１／５に縮小され、感光剤を塗布したウエハＷ上に照射される。このウエハＷを保持するウエハチャック１５は、水平面内で移動可能なＸＹθステージ１６上に載置されている。   At the time of exposure, reticle R, which is the original plate, is placed on reticle stage 13 via reticle chuck 12. Then, the exposure light from the illumination optical system 11 is irradiated onto the reticle R. The exposure light that has passed through the reticle R is reduced to, for example, 1/5 by the projection optical system 14 and irradiated onto the wafer W coated with a photosensitive agent. The wafer chuck 15 that holds the wafer W is placed on an XYθ stage 16 that can move in a horizontal plane.

露光装置の動作は、ウエハＷが自動或いは作業者の手によって露光装置にセッティングされた状態において、露光開始指令が出ることにより開始される。この露光開始指令により、先ず１枚目のウエハＷが、搬送システムによってウエハチャック１５（基板保持装置）上に送り込まれる。   The operation of the exposure apparatus is started when an exposure start command is issued in a state where the wafer W is set in the exposure apparatus automatically or by an operator's hand. In response to this exposure start command, the first wafer W is first fed onto the wafer chuck 15 (substrate holding device) by the transfer system.

次に、オフアクシスアライメントスコープ１７によりウエハＷ上に記された複数個のアライメントマークを検出してウエハＷの倍率、回転、ＸＹずれ量を確定し、ウエハＷの位置補正を行う。   Next, the off-axis alignment scope 17 detects a plurality of alignment marks written on the wafer W to determine the magnification, rotation, and XY deviation amount of the wafer W, and corrects the position of the wafer W.

ＸＹθステージ１６は搭載したウエハＷの第１ショット位置が、露光装置の露光位置に合うようにウエハＷを移動する。   The XYθ stage 16 moves the wafer W so that the first shot position of the mounted wafer W matches the exposure position of the exposure apparatus.

続いて、面位置計測手段１８の計測結果に基づいて第１ショットを投影光学系１４に対して合焦させた後に、約０．２秒程度の露光を行い、ウエハＷの第２ショット位置にウエハＷを１ステップ移動して露光を繰り返す。これと同様のシーケンスを最終ショットまで繰り返して、１枚のウエハＷの露光処理は完了する。   Subsequently, after the first shot is focused on the projection optical system 14 based on the measurement result of the surface position measuring means 18, exposure is performed for about 0.2 seconds, and the second shot position on the wafer W is reached. The wafer W is moved one step and the exposure is repeated. The same sequence is repeated until the final shot, and the exposure process for one wafer W is completed.

露光処理が完了したウエハＷは、ウエハチャック１５上から、不図示の搬送ハンドに受け渡され、このハンドによって公知のウエハキャリアに戻される。   The wafer W for which the exposure processing has been completed is transferred from the wafer chuck 15 to a transfer hand (not shown) and returned to a known wafer carrier by this hand.

図２と図３は、図１のウエハチャック１５の平面図と断面図である。   2 and 3 are a plan view and a cross-sectional view of the wafer chuck 15 of FIG.

図２に示すとおり、円板状のウエハチャック１５の中心付近に、真空吸引によって基板であるウエハＷを吸着するための吸引孔２１が設けられている。真空吸引は、図８に示した真空配管系を介して行なわれる。   As shown in FIG. 2, a suction hole 21 is provided near the center of the disk-shaped wafer chuck 15 for sucking the wafer W as a substrate by vacuum suction. Vacuum suction is performed via the vacuum piping system shown in FIG.

ウエハチャック１５には、円周方向に沿って等角度で３個の貫通孔２２が設けてある。各貫通孔２２内には、排気孔２３ａを有するリフトピン２３が鉛直方向（上下に）移動可能に挿通されている。   The wafer chuck 15 is provided with three through holes 22 at equal angles along the circumferential direction. In each through-hole 22, a lift pin 23 having an exhaust hole 23a is inserted so as to be movable in the vertical direction (up and down).

ウエハチャック１５の周縁部には円筒壁２４が形成してある。この円筒壁２４の内側の円Ｃ内の領域（中央部）には、ウエハチャック１５本体と一体成型された多数の支持ピン２５（複数の凸部）が鉛直方向上方に向けて突出している。   A cylindrical wall 24 is formed on the peripheral edge of the wafer chuck 15. A large number of support pins 25 (a plurality of convex portions) integrally formed with the main body of the wafer chuck 15 project upward in the vertical direction in a region (center portion) inside the circle C inside the cylindrical wall 24.

また、ウエハチャック１５の円Ｃと壁２４の間の領域（周辺部）にもウエハチャック１５本体と一体成型された多数の支持ピン２６（複数の凸部）が同様に突出している。これらの支持ピン２５、２６は規則正しく、例えば格子状に２ｍｍ間隔で配列している。   In addition, a large number of support pins 26 (a plurality of convex portions) integrally formed with the main body of the wafer chuck 15 project similarly in a region (peripheral portion) between the circle C and the wall 24 of the wafer chuck 15. These support pins 25 and 26 are regularly arranged, for example, in a lattice shape at intervals of 2 mm.

中央部の多数の支持ピン２５はウエハＷの中央部を支持し、周辺部の支持ピン２６はウエハＷの周辺部を支持する。   A large number of support pins 25 in the center support the center of the wafer W, and support pins 26 in the periphery support the periphery of the wafer W.

本実施例１では、ウエハチャック１５および支持ピン２５、２６がＳｉＣで構成されている。   In the first embodiment, the wafer chuck 15 and the support pins 25 and 26 are made of SiC.

本実施例１においては、中央部（第１領域）に配列された複数の支持ピン２５（複数の凸部）は、水平方向への剛性が鉛直方向への剛性よりよりも低い。一方、周辺部（第２領域）に配列された複数の支持ピン２６（複数の凸部）の水平方向への剛性は、支持ピン２５の水平方向の剛性より高く構成されている。   In the first embodiment, the plurality of support pins 25 (the plurality of convex portions) arranged in the central portion (first region) have a lower horizontal rigidity than a vertical rigidity. On the other hand, the rigidity in the horizontal direction of the plurality of support pins 26 (plural protrusions) arranged in the peripheral portion (second region) is configured to be higher than the rigidity in the horizontal direction of the support pins 25.

本実施例１では、中央部（の円Ｃ）の半径がウエハチャック１５の半径の１／２程度となるように設定されている。しかし中央部の半径は、ウエハチャック１５の半径の１／３程度となるように設定してもいい。   In the first embodiment, the radius of the central portion (the circle C thereof) is set to be about ½ of the radius of the wafer chuck 15. However, the radius of the central portion may be set to be about 1/3 of the radius of the wafer chuck 15.

また、ウエハチェックを支持ピンの水平方向への剛性が互いに異なる中央部の円の領域と周辺部の輪帯の領域の二領域に分けずに、ウエハチャックの全領域に水平方向への剛性が鉛直方向への剛性よりも低い複数の支持ピン２５を配置する構成を採る事もできる。   In addition, the wafer check is not divided into two areas, a central circle area and a peripheral ring zone area where the support pins have different rigidity in the horizontal direction. A configuration in which a plurality of support pins 25 lower than the rigidity in the vertical direction can be arranged.

ウエハＷの吸着前は、受け渡しのために上昇した複数のリフトピン２３がウエハＷをウエハチャック１５の多数の支持ピン２５、２６の上方で支持し、リフトピン２３はその排気孔２３ａによりウエハＷを吸着している。この際、図３に示すように、ウエハＷは自重により中央部が凹型に撓んだ形状となる。   Before the wafer W is sucked, a plurality of lift pins 23 lifted for delivery support the wafer W above the numerous support pins 25 and 26 of the wafer chuck 15, and the lift pins 23 suck the wafer W through its exhaust holes 23a. is doing. At this time, as shown in FIG. 3, the wafer W has a shape in which the central portion is bent into a concave shape by its own weight.

図３の状態からリフトピン２３を下降させ、ウエハＷをウエハチャック１５に近付ける。この下降動作と同時に吸引孔２１から真空排気が行われ、ウエハＷの裏面とチャック表面（載置面）と円筒壁２４とで囲まれた空間内を負圧にしてゆく。これにより、ウエハＷの中央部から外側に向けて順次ウエハチャック１５に吸着することができる。   The lift pins 23 are lowered from the state of FIG. 3 to bring the wafer W closer to the wafer chuck 15. Simultaneously with this lowering operation, vacuum suction is performed from the suction hole 21, and the space surrounded by the back surface of the wafer W, the chuck surface (mounting surface), and the cylindrical wall 24 is made negative. As a result, the wafer W can be sequentially attracted to the wafer chuck 15 from the center to the outside.

ウエハＷは円筒壁２４で保持され、中央部が凹型に撓んだ状態で、負圧による吸着力によりウエハチャック１５に押し付けられるので、ウエハＷの中央部に歪みが発生する。   The wafer W is held by the cylindrical wall 24 and is pressed against the wafer chuck 15 by the suction force due to the negative pressure in a state where the central portion is bent in a concave shape, so that distortion occurs in the central portion of the wafer W.

中央部に発生した歪みを支持ピンの水平方向への変形により一部又は全部解放するべく、本実施例１では、ウエハチャック１５の中央部に配置されている支持ピン２５の高さｈと幅ｄの比率ｄ／ｈを、周辺部に配置されている支持ピン２６より小さくしている。   In the first embodiment, the height h and the width of the support pins 25 arranged at the center of the wafer chuck 15 are used to release some or all of the distortion generated in the center by deformation of the support pins in the horizontal direction. The ratio d / h of d is made smaller than that of the support pin 26 arranged in the peripheral portion.

支持ピン２５の水平方向への剛性を鉛直方向への剛性より低くして支持ピン２５が水平方向に変形し易くなると、歪んだ状態で吸着されたウエハＷが歪みを元に戻そうとする力に倣らって支持ピン２５が水平方向に変形しウエハＷの歪みを低減できる。   If the support pin 25 is less rigid than the vertical direction in the horizontal direction and the support pins 25 are easily deformed in the horizontal direction, the force of the wafer W attracted in the distorted state to restore the strain to its original value. Following this, the support pins 25 are deformed in the horizontal direction and the distortion of the wafer W can be reduced.

本実施例１では、ウエハＷに残留する歪みが２ｎｍ以下に収まるようにすることを目的とし、支持ピン２５の形状を決定している。具体的には、本実施例１では、図４に示すように支持ピン２５の形状を円柱状とし、高さｈと直径ｄの比率ｄ／ｈを、次の（１）、（２）式に基づいて、０．３５以下に設定している。
（１）ｘ≦２ｎｍ
（２）ｘ＝Ｆｈ３／３Ｅｈ＝３２Ｆｈ３／３Ｅπｄ３ In the first embodiment, the shape of the support pins 25 is determined for the purpose of keeping the strain remaining on the wafer W within 2 nm or less. Specifically, in the first embodiment, as shown in FIG. 4, the shape of the support pin 25 is a columnar shape, and the ratio d / h between the height h and the diameter d is expressed by the following equations (1) and (2). Is set to 0.35 or less.
(1) x ≦ 2 nm
(2) x = Fh3 / 3Eh = 32Fh3 / 3Eπd3

ここで、ｘは支持ピン２５の水平方向への変形量の許容値、Ｅは支持ピン２５を形成する材料のヤング率、Ｆは支持ピン２５に働く水平方向の力である。支持ピン２５の材料をＳｉＣとした場合に、ヤング率Ｅ＝４２０Ｇｐａ、支持ピン２５に働く力を１０Ｎと仮定すると、支持ピン２５の形状はピンの直径ｄが、高さｈの０．３５倍以下となる。   Here, x is an allowable value of the deformation amount of the support pin 25 in the horizontal direction, E is a Young's modulus of the material forming the support pin 25, and F is a horizontal force acting on the support pin 25. Assuming that the material of the support pin 25 is SiC, assuming that the Young's modulus E = 420 Gpa and the force acting on the support pin 25 is 10 N, the shape of the support pin 25 is such that the pin diameter d is 0.35 times the height h. It becomes as follows.

なお、支持ピン２６の形状も円柱であるが、支持ピン２６の直径ｄは高さｈの０．３５倍より大きく、例えば１．００に成っている。   The shape of the support pin 26 is also a cylinder, but the diameter d of the support pin 26 is larger than 0.35 times the height h, for example, 1.00.

図５は本発明の実施例２のウエハチャック１５の平面図である。
図５において、ウエハチャック１５の中央部の円Ｃ内の中央部（第１領域）に配置されている多数の支持ピン２５ａ（凸部）は積層繊維材料で構成されている。また、円Ｃの周囲にある周辺部（第２領域）の多数の支持ピン２６は、円柱であり、ＳｉＣで構成されている。 FIG. 5 is a plan view of the wafer chuck 15 according to the second embodiment of the present invention.
In FIG. 5, a large number of support pins 25 a (convex portions) arranged in a central portion (first region) in a circle C at the central portion of the wafer chuck 15 are made of a laminated fiber material. In addition, a large number of support pins 26 in the peripheral portion (second region) around the circle C are cylindrical and are made of SiC.

この円柱は、本実施例２では、積層繊維材料を母材とした例えばカーボンファイバなど繊維強化材が支持ピン２５ａとして使用されている。なお、繊維方向が鉛直方向、積層方向が水平方向である。   In this second embodiment, for example, a fiber reinforcing material such as carbon fiber, which uses a laminated fiber material as a base material, is used as the support pin 25a. The fiber direction is the vertical direction and the lamination direction is the horizontal direction.

中央部の（円Ｃの）半径はウエハチャック１５の半径の１／２程度である。しかし中央部の半径は、ウエハチャック１５の半径の１／３程度となるように設定してもいい。   The radius (in the circle C) at the center is about ½ of the radius of the wafer chuck 15. However, the radius of the central portion may be set to be about 1/3 of the radius of the wafer chuck 15.

中央部の多数の支持ピン２５ａはウエハＷの中央部を支持し、周辺部の支持ピン２６はウエハＷの周辺部を支持する。   A large number of support pins 25 a at the center support the center of the wafer W, and the support pins 26 at the periphery support the periphery of the wafer W.

繊維強化材の材料である積層繊維材料は水平方向への剛性が低く、鉛直方向への剛性が高い。従って、この繊維強化材で支持ピン２５ａを構成することにより、ウエハＷの歪んだ領域が元の状態に戻ろうとする力に倣らって支持ピン２５ａが変形し、ウエハＷの歪みを一部又は全部解放することができる。   Laminated fiber material, which is a material for fiber reinforcement, has low horizontal rigidity and high vertical rigidity. Therefore, by configuring the support pins 25a with this fiber reinforcing material, the support pins 25a are deformed in accordance with the force for returning the distorted region of the wafer W to the original state, and part of the distortion of the wafer W is caused. Or you can release it all.

本実施例２は、繊維強化材で構成され水平方向の剛性が低い支持ピン２５ａが配置されている中央部と、ＳｉＣで構成され水平方向への剛性が高い支持ピン２６が配置されている周囲部とで構成されている。   In the second embodiment, a central portion where a support pin 25a made of a fiber reinforcing material and having low horizontal rigidity is arranged, and a periphery where a support pin 26 made of SiC and having high rigidity in the horizontal direction is arranged. It consists of parts.

また、中央部に配置した支持ピン２５ａと周辺部に配置した支持ピン２６のそれぞれの形状は互いに同じ円柱である。支持ピン２５ａと支持ピン２６は、前述のｄ／ｈの値も、互いに同じで、この値は０．３５倍より大きく、例えば１．００に成っている。   Further, the support pins 25a arranged in the central part and the support pins 26 arranged in the peripheral part are the same cylinder. The support pin 25a and the support pin 26 have the same d / h value, which is larger than 0.35 times, for example, 1.00.

しかしながら、支持ピン２５ａ，２６の形状およびｄ／ｈの値は、互い異ならしめることも可能である。また、ウエハチェック１５の全領域に対して繊維強化材で構成された支持ピン２５ａを配置してもよい。   However, the shape of the support pins 25a and 26 and the value of d / h can be made different from each other. Further, support pins 25a made of a fiber reinforcing material may be disposed over the entire area of the wafer check 15.

上記の実施例１，２の基板保持装置は、真空吸引によりウエハＷを吸着するタイプの装置であったが、本発明は、公知の、静電力によりウエハＷ等の基板を吸着するタイプの装置にも適用可能である。   Although the substrate holding apparatus of the first and second embodiments is of a type that sucks the wafer W by vacuum suction, the present invention is a known type of apparatus that sucks a substrate such as the wafer W by electrostatic force. It is also applicable to.

以上説明した実施例１、２の構成およびそれらの変形例によれば、ウエハＷの吸着時の歪みを支持ピン２５、２５ａの変形により一部又は全部解放することができ、従来よりも確実にウエハＷの平面矯正が行える。
次に本発明の応用例（デバイス製造方法）を説明する。 According to the configurations of the first and second embodiments and the modifications thereof described above, the distortion at the time of attracting the wafer W can be partially or entirely released by the deformation of the support pins 25 and 25a, and more reliably than in the past. Planar correction of the wafer W can be performed.
Next, an application example (device manufacturing method) of the present invention will be described.

図６はＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等の微小デバイスを製造するフローチャート図を示している。ステップＳ１（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行う。ステップＳ２（マスク製作）では、設計したパターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップＳ３（ウエハ製造）では、シリコンやガラス等の材料を用いてウエハＷを製造する。ステップＳ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、用意したレチクルＲとウエハＷを用いて、リソグラフィ技術によってウエハＷ上に実際の回路を形成する。   FIG. 6 is a flow chart for manufacturing a semiconductor device such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micro device such as a micromachine. In step S1 (circuit design), a device pattern is designed. In step S2 (mask production), a mask on which the designed pattern is formed is produced. On the other hand, in step S3 (wafer manufacture), a wafer W is manufactured using a material such as silicon or glass. Step S4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer W by lithography using the prepared reticle R and wafer W.

次のステップＳ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップＳ４によって作成されたウエハＷを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含んでいる。ステップＳ６（検査）では、ステップＳ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久テスト等の検査を行う。このような工程を経て半導体デバイスが完成し、出荷（ステップＳ７）される。   The next step S5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer W created in step S4. The assembly process (dicing, bonding), packaging process (chip encapsulation), etc. It includes a process. In step S6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and durability test of the semiconductor device created in step S5 are performed. The semiconductor device is completed through these steps and shipped (step S7).

図７はウエハプロセスの詳細なフローチャート図を示す。
ステップＳ１１（酸化）ではウエハＷ（基板）の表面を酸化させる。ステップＳ１２（ＣＶＤ）ではウエハＷの表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１３（電極形成）ではウエハＷ上に電極を蒸着によって形成する。 FIG. 7 shows a detailed flowchart of the wafer process.
In step S11 (oxidation), the surface of the wafer W (substrate) is oxidized. In step S12 (CVD), an insulating film is formed on the surface of the wafer W. In step S13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer W by vapor deposition.

ステップＳ１４（イオン打ち込み）ではウエハＷにイオンを打ち込む。ステップＳ１５（レジスト処理）ではウエハＷに感光剤を塗布する。   In step S14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer W. In step S15 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer W.

ステップＳ１６（露光）では、図１〜図５を用いて説明した本発明の投影露光装置によってレチクルＲ（原板）の回路パターンをウエハＷに焼き付け露光する。   In step S16 (exposure), the circuit pattern of the reticle R (original plate) is printed onto the wafer W by the projection exposure apparatus of the present invention described with reference to FIGS.

ステップＳ１７（現像）では露光したウエハＷを現像する。   In step S17 (development), the exposed wafer W is developed.

ステップＳ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップＳ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハＷ上に多重に回路パターンが形成される。   In step S18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step S19 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. Multiple circuit patterns are formed on the wafer W by repeating these steps.

このような製造方法を用いることにより、高集積度のデバイスを安定的に生産することができる。   By using such a manufacturing method, a highly integrated device can be stably produced.

本発明の実施例１のウエハチャックを適用した縮小投影露光装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a reduction projection exposure apparatus to which a wafer chuck according to a first embodiment of the present invention is applied. 図１のウエハチャックの平面図である。It is a top view of the wafer chuck | zipper of FIG. 図１のウエハチャックの断面図である。It is sectional drawing of the wafer chuck | zipper of FIG. 図３の支持ピンの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the support pin of FIG. 本発明の実施例２のウエハチャックの平面図である。It is a top view of the wafer chuck of Example 2 of the present invention. 微小デバイスの製造フローチャート図である。It is a manufacturing flowchart figure of a microdevice. ウエハプロセスのフローチャート図である。It is a flowchart figure of a wafer process. 従来の基板保持装置の断面図である。It is sectional drawing of the conventional board | substrate holding apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１１ 照明光学系
１２ レチクルチャック
１３ レチクルステージ
１４ 投影光学系
１５ ウエハチャック
１６ ＸＹステージ
１７ オフアクシスアライメントスコープ
１８ 面位置計測手段
２１ 吸引孔
２２ 貫通孔
２３ リフトピン
２３ａ 排気孔
２４ 円筒壁
２５、２５ａ、２６ 支持ピン DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Illumination optical system 12 Reticle chuck 13 Reticle stage 14 Projection optical system 15 Wafer chuck 16 XY stage 17 Off-axis alignment scope 18 Surface position measurement means 21 Suction hole 22 Through-hole 23 Lift pin 23a Exhaust hole 24 Cylindrical walls 25, 25a, 26 Support pin

Claims (12)

複数の凸部により基板を支持した状態で該基板を吸着する基板保持装置であって、前記複数の凸部のうち少なくとも中央部にある複数の凸部は、水平方向の剛性が鉛直方向の剛性よりも低いことを特徴とする基板保持装置。   A substrate holding device for adsorbing a substrate while the substrate is supported by a plurality of convex portions, wherein the plurality of convex portions at least in the central portion have a horizontal rigidity in a vertical direction. A substrate holding device characterized by being lower than the above. 前記中央部の回りの周辺部にある複数の凸部は、前記水平方向の剛性が前記中央部の前記凸部より高いことを特徴とする請求項１の基板保持装置。   2. The substrate holding apparatus according to claim 1, wherein a plurality of convex portions in a peripheral portion around the central portion has higher rigidity in the horizontal direction than the convex portions in the central portion. 前記基板を前記複数の凸部の上方で支持するために前記鉛直方向に移動可能な複数のリフトピンを備えることを特徴とする請求項１の基板保持装置。   2. The substrate holding apparatus according to claim 1, further comprising a plurality of lift pins movable in the vertical direction to support the substrate above the plurality of convex portions. 複数の凸部により基板を支持した状態で該基板を吸着する基板保持装置であって、前記複数の凸部のうちの少なくとも中央部にある複数の凸部は、円柱であり且つＳｉＣより成り、その直径ｄがその高さｈの０．３５倍以下であることを特徴とする基板保持装置。   A substrate holding device that adsorbs the substrate in a state where the substrate is supported by a plurality of protrusions, wherein the plurality of protrusions at least in the center of the plurality of protrusions are cylindrical and made of SiC, The substrate holding apparatus, wherein the diameter d is not more than 0.35 times the height h. 前記中央部の回りの周辺部の複数の凸部は、円柱であり且つＳｉＣより成り、その直径ｄがその高さｈの０．３５倍より大きいことを特徴とする請求項４の基板保持装置。   5. The substrate holding apparatus according to claim 4, wherein the plurality of convex portions around the central portion are cylindrical and made of SiC, and the diameter d thereof is larger than 0.35 times the height h. . 前記基板を前記複数の凸部の上方で支持するために鉛直方向に移動可能な複数のリフトピンを備えることを特徴とする請求項４の基板保持装置。   5. The substrate holding apparatus according to claim 4, further comprising a plurality of lift pins movable in a vertical direction to support the substrate above the plurality of convex portions. 複数の凸部により基板を支持した状態で該基板を吸着する基板保持装置であって、前記複数の凸部のうちの少なくとも中央部にある複数の凸部を積層繊維材料で構成したことを特徴とする基板保持装置。   A substrate holding device for adsorbing a substrate in a state where the substrate is supported by a plurality of convex portions, wherein the plurality of convex portions at least in the central portion of the plurality of convex portions are made of a laminated fiber material. A substrate holding device. 前記中央部の回りの周辺部の複数の凸部は、水平方向の剛性が前記中央部の前記凸部より高いことを特徴とする請求項７の基板保持装置。   The substrate holding apparatus according to claim 7, wherein the plurality of convex portions around the central portion have a higher horizontal rigidity than the convex portions in the central portion. 前記周辺部の複数の凸部は、円柱であり且つＳｉＣより成り、その直径ｄがその高さｈの０．３５倍より大きことを特徴とする請求項８の基板保持装置。   9. The substrate holding apparatus according to claim 8, wherein the plurality of convex portions in the peripheral portion are cylindrical and made of SiC, and a diameter d thereof is larger than 0.35 times its height h. 前記基板を前記複数の凸部の上方で支持するために鉛直方向に移動可能な複数のリフトピンを備えることを特徴とする請求項７の基板保持装置。   8. The substrate holding apparatus according to claim 7, further comprising a plurality of lift pins movable in a vertical direction to support the substrate above the plurality of convex portions. 原板を照明する照明光学系と、感光剤を塗布した基板を保持する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の基板保持装置と、前記原板のパターンを前記基板に投影する投影光学系とを有することを特徴とする露光装置。   An illumination optical system that illuminates the original plate, a substrate holding device according to any one of claims 1 to 10 that holds a substrate coated with a photosensitive agent, and a projection optical system that projects a pattern of the original plate onto the substrate. An exposure apparatus comprising: ウエハに感光剤を塗布する工程と、前記ウエハを請求項１１に記載の露光装置を用いて露光する工程と、該露光したウエハを現像する工程とを有することを特徴とするデバイス製造方法。   12. A device manufacturing method comprising: a step of applying a photosensitive agent to a wafer; a step of exposing the wafer using the exposure apparatus according to claim 11; and a step of developing the exposed wafer.
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