JP4298739B2 - 基板吸着装置 - Google Patents
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Description
機械的保持方法はウエハの外周部のみを物理的にクランプする最も単純な方法であり、使用環境による影響を受けにくいという特徴があるが、ウエハ外周部のみを保持するため、ウエハを変形させたり傷を付けるなどの問題がある。
真空吸着による方法は、ウエハの裏面を多数の突起で支持し、ウエハと基板吸着装置の間隙を負圧にすることにより吸着する方法である。この方法は機械的保持方法に比べウエハ全面を吸着するため、ウエハ変形の抑制には有利である。しかし、真空雰囲気中では使用できないため、真空を利用した装置には適用することができない。
Ultra Violet)光露光装置などでは電子ビームやEUVの減衰を防ぐために真空雰囲気中で露光する必要があり、近年では静電吸着によるものが必要不可欠な基板吸着装置と位置付けられている。
従来は真空吸着によりウエハ全面に吸着力を作用させることができ、ウエハの反りを矯正可能であった。しかし、前述したように真空雰囲気内で作動する装置には適用することができない。
しかし、このように静電吸着の電圧を低めに設定(300V以下)する場合では、十分な吸着力が得られず、反った基板を確実に平面矯正できない。
本発明は、上述の従来例における問題点を解消することを課題とする。
[実施例1]
図1および図2は本発明の実施例1に係る基板吸着装置の構成を示す。図1において真空吸着機構と静電吸着機構を有する基板吸着部(チャック)101は、主に静電吸着用である突起(第1の突起)102と、主に真空吸着用である突起(第2の突起)103と、基板と基板吸着部間を真空引きするためのリング状の縁堤104と、排気口105とを備える。真空吸着用の突起103群が成す基板載置面の総面積は静電吸着用の突起102群が成す基板載置面の総面積よりも大きくなっている。また、真空吸着用の突起103は静電吸着用の突起102よりも載置面面積が小さく、かつ間隔が小さい構成とする。また、突起102、103の高さは50[μm]以上とした。
特に反った基板に対しては、まず真空吸着機構を動作して反りを矯正し、続いて静電吸着機構を起動すれば、真空環境下に移動した場合でも矯正した基板の平面度を維持することができる。
図3および図4は本発明の実施例2に係る基板吸着装置の構成を示す。実施例2では、少なくとも静電吸着機構を有する基板吸着部(チャック)201に、基板吸着部搬送時用の給電端子202と基板吸着部固定時(静止時)用の給電端子203とを備える構成とした。
また、給電端子は、放電防止や安全面のため、剥き出しではなく、絶縁物で覆う等の処置を施してあることが望ましい。
図5および図6は本発明の実施例3に係る基板矯正装置の構成を示す。この実施例3では、少なくとも静電吸着機構を備える基板吸着部(チャック)301の電極302を図5のように縦縞状に配列し、各電極に独立に電圧を印加する手段を設ける。図5では、他の基板載置面の形状を突起303とリング状縁堤304とで構成しているが、どのような構成であっても構わない。但し、吸着力を確保するため、できるだけ載置面全体に渡って電極を備えた方が好ましい。
図7は本発明の実施例4に係る基板吸着装置の真空吸着配管(排気ラビリンス)構成を示す。図7の構成では、少なくとも真空吸着機構を備える基板吸着部(チャック)401において、基板吸着部内部の真空吸着用の排気口403に真空排気配管404を微小隙間を介して対向させ、基板吸着部と基板とで形成される閉空間の外部の気体が微小隙間から排気口403および該閉空間に流入するのを防止する隔壁405を設けている。
前記微小隙間の幅は、隙間のコンダクタンスを十分に小さくして気体の流入を防止できる程度(例えば5[μm]程度)に設定する。
図9は本発明の実施例5に係る基板矯正装置の全体構成を示す。同図の基板矯正装置は、静電吸着機構と真空吸着機構とをもつ基板吸着部(チャック)501と、静電吸着機構を動作させる給電系統507と、真空吸着機構を動作させるため基板吸着部501に設けられた排気口503と、基板502と基板吸着部501との間隙およびロードロック室511内を排気するための真空ポンプ516と、真空ポンプ516からロードロック室511に連通する配管のバルブ512と、排気口503に連通する配管のバルブ513と、基板と基板吸着部との間隙およびロードロック室511のそれぞれの圧力を計測する圧力計514および515と、バルブ512、513および真空ポンプ516を制御する制御器517によって主に構成される。
その後、基板502および基板吸着部501を基板処理室(不図示)へ搬送し、基板501の処理動作に移る。このとき、実施例2で説明した構成を適用し、図9の固定時用給電端子508と搬送時用給電端子509のように、2つ以上の給電系統を構成することで、基板処理室に基板502を平面矯正した状態で搬送できる。
また、実施例4で示した構成を適用し、ロードロック室内に隔壁505を備え、真空排気配管504を非接触に排気口504と接続することで、搬送されてくる基板吸着部にその都度真空配管を接続する機構や工程を省略できる。基板吸着部への熱外乱の遮断効果や、配管による拘束がないため、ロードロック室と基板処理室での基板吸着部に対する拘束条件を等しくすることができ、再現性の高い平面矯正状態を得ることが可能である。この構成は、基板吸着部501が、チャック支持台510に対して、3点で支持される場合には特に有効な構成である。これによって、基板吸着部は常に同じ3点支持状態を維持することができるため、基板吸着状態の再現性が良好となり、オーバーレイ精度等を向上することができる。
次に上記説明した基板吸着装置を適用した露光装置を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。
図12は微小デバイス(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)の製造のフローを示す。ステップ1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ2(EBデータ変換)では設計した回路パターンに基づいて露光装置の露光制御データを作成する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意した露光制御データが入力された露光装置とウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハ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)等の工程を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷(ステップ7)される。
本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに製造することができる。
図14は、上述の基板吸着装置を備えたデバイス製造用の露光装置を示す。
この露光装置は、半導体集積回路等の半導体デバイスや、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド等の微細なパターンが形成されたデバイスの製造に利用され、原版であるレチクルRを介して基板としての半導体ウエハW上に光源61からの露光エネルギーとしての露光光(この用語は、可視光、紫外光、EUV光、X線、電子線、荷電粒子線等の総称である)を投影系としての投影レンズ(この用語は、屈折レンズ、反射レンズ、反射屈折レンズシステム、荷電粒子レンズ等の総称である)62を介して照射することによって、基板上に所望のパターンを形成している。
可動ガイド54を跨ぐようにして配置したステージである移動ステージ57は静圧軸受58によって支持されている。この移動ステージ57は、上記と同様のリニアモータM2によって駆動され、可動ガイド54を基準に移動ステージ57が紙面左右方向に移動する。移動ステージ57の動きは、移動ステージ57に固設したミラー59および干渉計60を用いて計測する。
なお、上述の基板吸着装置は、マスクを使用せずに半導体ウエハ上に回路パターンを直接描画してレジストを露光するタイプの露光装置にも、同様に適用できる。
102 主に静電吸着用である突起(第1の突起)
103 主に真空吸着用である突起(第2の突起)
104 リング状縁堤
105 排気口
106 基板
201 チャック(基板吸着部)
202 搬送用給電端子
203 固定用給電端子
204 基板
205 搬送ハンド
206 搬送ハンドからの給電系統
207 チャック支持台
208 チャック支持台からの給電系統
301 チャック(基板吸着部)
302 縞状電極
303 突起
304 縁堤
311 チャック支持台
315 ロードロックチャンバ
316 回転機構
401 チャック(基板吸着部)
402 基板
403 排気口
404 真空排気配管
405 隔壁
406 チャック支持台
407 ロードロックチャンバ
413 排気口
415 配管接続機構
416 Oリング
501 チャック(基板吸着部)
502 基板
503 排気口
504 真空排気配管
505 隔壁
506 電極
507 固定用給電系統
508 固定用給電端子
509 搬送用給電端子
510 チャック支持台
511 ロードロックチャンバ
512 ロードロック室バルブ
513 真空吸着バルブ
514 ロードロック室圧力計
515 真空吸着圧力計
516 真空ポンプ
517 制御盤
Claims (3)
- 静電吸着機構を有する基板吸着部を備える基板吸着装置であって、前記基板吸着部は、前記基板吸着部の側部に設けられ前記基板吸着部の搬送時に用いられる第1給電端子と、前記基板吸着部の底部に設けられ前記基板吸着部の固定時に用いられる第2給電端子と、を有し、
前記第1給電端子は、前記基板吸着部が搬送される際に、前記搬送系によって前記基板吸着部が挟まれる位置に配置されることを特徴とする基板吸着装置。 - 前記第1給電端子は前記基板吸着部を搬送する搬送系から電力供給され、前記第2給電端子はチャンバまたはステージから電力供給されることを特徴とする請求項1に記載の基板吸着装置。
- 前記基板吸着部上に基板が載置されている時は前記第1および第2給電端子を介して前記静電吸着機構に常時通電することを特徴とする請求項1または2に記載の基板吸着装置。
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