JP2006054364A - Substrate-chucking device and exposure device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体デバイスを製造するためのウエハや、液晶デバイスを製造するためのガラスプレート等の基板を平坦に吸着保持する装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for flatly sucking and holding a substrate such as a wafer for manufacturing a semiconductor device or a glass plate for manufacturing a liquid crystal device.
従来より、この種の基板を加工する装置、例えば露光装置、レーザリペア装置等においては、基板を高い精度で平坦化する必要がある。例えば露光装置の場合、高い解像力を得ることを目的として高N.A.化が進んでおり、それに伴って焦点深度が浅くなる傾向にある。基板に反り(そり)や凹凸が存在すると、基板上の露光領域に対する焦点合わせが困難となり、露光精度の低下を招くおそれがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an apparatus for processing this type of substrate, such as an exposure apparatus or a laser repair apparatus, it is necessary to flatten the substrate with high accuracy. For example, in the case of an exposure apparatus, the NA is increasing for the purpose of obtaining a high resolving power, and the depth of focus tends to be reduced accordingly. If the substrate is warped or uneven, it is difficult to focus on the exposure region on the substrate, and the exposure accuracy may be reduced.
基板吸着装置は、一般に、基板が載置されるホルダの載置面に形成された凹部を雰囲気圧よりも減圧することによって、基板の裏面を吸着・保持している。吸着・保持された基板の裏面が上記ホルダの載置面に接触することにより、その載置面にならって基板が平坦度矯正(平面度矯正)される。 In general, the substrate adsorption device adsorbs and holds the back surface of the substrate by reducing the concave portion formed on the placement surface of the holder on which the substrate is placed, to be lower than the atmospheric pressure. When the back surface of the adsorbed / held substrate contacts the mounting surface of the holder, the substrate is flattened (flatness corrected) following the mounting surface.
ところで、基板吸着装置では、基板の外周部より外側で吸着保持しないため、一つ内側の吸着部の部分でプレートが落ち込むことにより、基板の外周部において載置面から離れる方向に反りが生じやすい。同様に、外周部以外でも、搬送用の穴などがあれば、外周部の反りと同じように平坦度が変化する。 By the way, in the substrate suction device, since it is not sucked and held outside the outer peripheral portion of the substrate, the plate falls at the inner suction portion so that the substrate tends to warp in the direction away from the mounting surface at the outer peripheral portion of the substrate. . Similarly, if there is a transport hole or the like other than the outer peripheral portion, the flatness changes in the same manner as the warpage of the outer peripheral portion.
基板の外周部の反りを抑制する技術として、ホルダの載置面に同心状に形成される複数の凹部のうち、最外周部の凹部の配置間隔を他に比べて狭くしたり、最外周部の凹部の幅を他に比べて狭くしたり、あるいは載置面を形成するホルダの支持体(支持ピン)の配置ピッチを中央部に比べて外周部で狭くしたりする技術がある(例えば、特許文献1、2参照)。 As a technique for suppressing warpage of the outer peripheral portion of the substrate, among the plurality of concave portions formed concentrically on the mounting surface of the holder, the arrangement interval of the concave portions of the outermost peripheral portion is made narrower than others, or the outermost peripheral portion There is a technique for narrowing the width of the recesses compared to the other, or for narrowing the arrangement pitch of the support (support pins) of the holder forming the mounting surface at the outer periphery compared to the center (for example, (See Patent Documents 1 and 2).
この他、基板の外周部の反りを抑制する技術として、減圧シール部材となるホルダの外枠部(あるいは縁部の支持体)の高さを内側の載置面よりも低くする技術がある(例えば、特許文献2、3参照)。
ここで、ホルダがセラミック等の脆弱材料からなる場合はブラスト加工等によって上記したような複雑な形態の加工が比較的容易であるものの、ホルダが金属等の延性材料からなる場合はフライス加工等の機械加工が主となることから、複雑な加工が困難なものとなる。 Here, when the holder is made of a fragile material such as ceramic, it is relatively easy to process the complicated shape as described above by blasting or the like, but when the holder is made of a ductile material such as metal, milling or the like is used. Since machining is the main, complicated machining becomes difficult.
すなわち、機械加工では、ホルダの載置面の凹部の形状や凹部の配置間隔(あるいは支持ピンの配置ピッチ)が変化すると刃物の取り替え回数が増えたり、加工プログラミングが複雑になるなど、工程が複雑なものとなる。近年においては、基板サイズの拡大や加工パターンの複雑化に伴い、ホルダの加工作業がさらに複雑化する傾向にある。 In other words, in machining, if the shape of the recess on the mounting surface of the holder and the interval between the recesses (or the pitch of the support pins) change, the number of blade replacements increases and machining programming becomes complicated. It will be something. In recent years, as the substrate size is increased and the processing pattern is complicated, the holder processing operation tends to become more complicated.
また、ホルダが金属等の延性材料からなる場合、載置面に凹部を形成した後、載置面の平面だし加工(研削、ラップ等)を行うものの、減圧シール部材となる外枠部(縁部)と内側の支持体(支持ピン)との間で面積差に基づく加工圧の差が生じやすく、その結果、内側の支持体のほうが多く削れる傾向にある。さらに、載置面に凹部を形成した後、凸状体の角(かど)に生じるかえりを取る、いわゆるかえり取り作業を行うが、この際にも、外枠部と内側の支持体との間で両者の面積差に基づく段差が形成されやすい。載置面の段差、特に、内側の支持体の上面に比べて外枠部の上面の高さが高くなると、上述した基板の外周部における反りを助長してしまう。 In addition, when the holder is made of a ductile material such as a metal, an outer frame portion (edge) that serves as a decompression seal member is formed after forming a concave portion on the mounting surface and then subjecting the mounting surface to flattening (grinding, lapping, etc.) Part) and the inner support (support pin) are likely to cause a difference in processing pressure based on the area difference, and as a result, the inner support tends to be scraped more. Furthermore, after forming a recess on the mounting surface, a so-called burr removal operation is performed to remove the burr that occurs at the corners of the convex body. In this case as well, there is a gap between the outer frame portion and the inner support. Therefore, a step based on the area difference between the two is easily formed. If the level difference of the mounting surface, particularly the height of the upper surface of the outer frame portion is higher than the upper surface of the inner support, the above-described warpage in the outer peripheral portion of the substrate is promoted.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、機械加工を用いて載置面を平坦に加工することが可能であり、また、機械加工の際の加工作業の簡素化が可能な基板吸着装置を提供することを目的とする。
また、本発明の別の目的は、露光精度の向上を図ることができる露光装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can be used to machine a mounting surface flatly using machining, and can simplify the machining work during machining. An object is to provide an adsorption device.
Another object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of improving the exposure accuracy.
上記の目的を達成するために、本発明は、実施の形態を示す図1から図8に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の基板吸着装置は、平坦化矯正すべき基板(P)が載置される載置面(11)を有し、該載置面に形成された凹部(12)を雰囲気圧よりも減圧することによって、前記基板の裏面を吸着する吸着装置において、前記載置面の外周部が、前記凹部の減圧シール部材となる外枠部(15)の上面と、該外枠部から内方に櫛状に延在する複数の延在部(17)の上面とから構成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 8 showing the embodiment.
The substrate suction apparatus of the present invention has a placement surface (11) on which a substrate (P) to be flattened is placed, and the concave portion (12) formed on the placement surface is reduced from the atmospheric pressure. Thus, in the adsorption device for adsorbing the back surface of the substrate, the outer peripheral portion of the mounting surface is formed on an upper surface of the outer frame portion (15) serving as a decompression seal member of the concave portion and inward from the outer frame portion. It is comprised from the upper surface of several extension part (17) extended in comb shape.
この基板吸着装置によれば、載置面の外周部が、凹部の減圧シール部材となる外枠部の上面と、この外枠部から内方に櫛状に延在する複数の延在部の上面とから構成されていることから、凹部が形成された載置面を平面だし加工する際にも、それら両上面の間で面積差に基づく加工圧の差が生じにくく、載置面が平坦に加工される。さらに、かえり取り作業を行う際にも、それらの両上面の間で面積差に基づく段差が形成されにくい。そして、吸着保持された基板が平坦な載置面にならって接触することにより、基板が確実に平坦化矯正(平面度矯正)される。
また、この基板吸着装置では、載置面の外周部に、外枠部から内方に櫛状に延在する複数の延在部が設けられていることにより、基板の外周部の反りが抑制されるという利点がある。
According to this substrate suction device, the outer peripheral portion of the mounting surface includes an upper surface of the outer frame portion serving as a decompression seal member for the concave portion, and a plurality of extending portions extending inward from the outer frame portion in a comb shape. Since the top surface is composed of a top surface, even when the mounting surface on which the concave portion is formed is flattened, a processing pressure difference based on the area difference between the two top surfaces hardly occurs, and the mounting surface is flat. To be processed. Furthermore, even when performing the burr removal operation, a step due to the area difference is not easily formed between the two upper surfaces. Then, the substrate held by suction is brought into contact with the flat mounting surface, so that the substrate is reliably flattened (flatness corrected).
Moreover, in this board | substrate adsorption | suction apparatus, the curvature of the outer peripheral part of a board | substrate is suppressed by providing the several extension part extended in a comb shape inward from an outer frame part in the outer peripheral part of a mounting surface. There is an advantage of being.
上記の基板吸着装置において、前記載置面(11)の他の部分が、所定の配列パターンで配列された複数のピン状凸部(16)の上面から構成されているとよい。
複数のピン状凸部の上面から載置面が構成されることにより、基板と載置面との間にパーティクルが挟まれにくく、その結果、基板が高い平坦度(平面度)で吸着・保持される。しかも、基板と載置面との間の接触面積が少なく、基板の貼り付きや剥離帯電が生じにくい。
In the above-described substrate suction device, the other part of the placement surface (11) may be composed of the upper surfaces of a plurality of pin-like convex portions (16) arranged in a predetermined arrangement pattern.
Since the mounting surface is composed of the upper surfaces of multiple pin-shaped protrusions, particles are unlikely to be sandwiched between the substrate and the mounting surface. As a result, the substrate is attracted and held with high flatness (flatness). Is done. Moreover, the contact area between the substrate and the mounting surface is small, and sticking of the substrate and peeling charging are unlikely to occur.
この場合、前記複数の延在部(17)の各先端が、前記所定の配列パターンにおける前記複数のピン状凸部(16)の1ピッチ外方に位置するのが好ましい。
これにより、加工ピッチの統一化が図られ、刃物の取り替え回数が減ったり、加工プログラミングの簡素化が図られたりするなどにより、加工作業の簡素化が図られる。また、パターン設計も容易となる。
In this case, it is preferable that the tips of the plurality of extending portions (17) are located outside one pitch of the plurality of pin-like convex portions (16) in the predetermined arrangement pattern.
As a result, the machining pitch can be unified, the number of blade replacements can be reduced, and machining programming can be simplified, thereby simplifying machining operations. Also, pattern design is facilitated.
上記の基板吸着装置において、前記複数の延在部(17)の各先端は、平面形状がR形状に形成されているとよい。
これにより、複数の延在部の各先端にかえりが生じにくく、また、かえり取り作業におけるひっかかりが少なく凹部内の清掃がしやすい。その結果、かえり取り作業の簡素化が図られる。また、定期的に行われる基板吸着装置のメンテナンス時の清掃もしやすくなる。
In the above substrate suction apparatus, each of the ends of the plurality of extending portions (17) may have a planar shape in an R shape.
As a result, burr is hardly generated at the tips of the plurality of extending portions, and the clogging operation is less likely to be caught and the inside of the recess can be easily cleaned. As a result, the burr removal work can be simplified. In addition, it becomes easy to clean the substrate suction apparatus at regular maintenance.
また、上記の基板吸着装置において、前記複数の延在部(17)及び前記複数のピン状凸部(16)はそれぞれ、前記載置面との狭角が45°以下の斜面を有して形成されているとよい。
これにより、複数の延在部及び複数のピン状凸部にかえりが生じにくく、また、かえり取り作業におけるひっかかりが少なく凹部内の清掃がしやすくなるなど、かえり取り作業の簡素化が図られる。かえり取り作業の負担が減ることにより、かえり取り作業に起因する載置面の段差の発生が抑制される。また、定期的に行われる基板吸着装置のメンテナンス時の清掃もしやすくなる。
In the substrate suction apparatus, each of the plurality of extending portions (17) and the plurality of pin-shaped convex portions (16) has an inclined surface whose narrow angle with respect to the mounting surface is 45 ° or less. It is good to be formed.
As a result, burr is hardly generated on the plurality of extending portions and the plurality of pin-shaped convex portions, and the chamfering operation is simplified such that the clogging in the burr removing operation is less likely to be easily cleaned. By reducing the burden of the burr removal work, the occurrence of a step on the mounting surface due to the burr removal work is suppressed. In addition, it becomes easy to clean the substrate suction apparatus at regular maintenance.
なお、前記延在部の上面には、複数の凸部が設けられていてもよい。 A plurality of convex portions may be provided on the upper surface of the extending portion.
本発明の露光装置は、上記の基板吸着装置を備えることを特徴とする。
この露光装置によれば、基板が平坦に吸着保持されることから、デフォーカスが抑制され、良好な解像度のパターンが露光できる。
An exposure apparatus according to the present invention includes the above-described substrate suction apparatus.
According to this exposure apparatus, since the substrate is attracted and held flat, defocusing is suppressed and a pattern with good resolution can be exposed.
本発明の基板吸着装置によれば、機械加工を用いて載置面を平坦に加工することが可能であり、また、機械加工の際の加工作業の簡素化が可能である。 According to the substrate suction device of the present invention, it is possible to process the mounting surface flatly by using machining, and it is possible to simplify the machining operation at the time of machining.
また、本発明の露光装置によれば、高い平坦度で基板が保持されることから、露光精度の向上を図ることができる。 Further, according to the exposure apparatus of the present invention, since the substrate is held with high flatness, it is possible to improve the exposure accuracy.
図1〜図3は、本発明に係る基板吸着装置としての基板ホルダの一例を示す図であって、図1は平面図、図2は図1に示すA部拡大図である。図3は図2に示すB−B矢視断面図である。 1 to 3 are views showing an example of a substrate holder as a substrate suction device according to the present invention. FIG. 1 is a plan view, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion A shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG.
図1〜図3において、基板ホルダ10は、載置面11に形成された凹部12を雰囲気圧よりも減圧することによって、基板P(本例ではガラスプレート)の裏面を吸着し、基板Pを保持するものである。また、基板ホルダ10は、保持対象の基板Pに比べて十分に厚い金属製(例えば、アルミニウムなど)の板状部材からなり、基板Pを支持するための載置面11の全体形状は、矩形の基板Pよりもわずかに小さい略矩形状(例えば、長方形で一辺が1000〜1800mm程度)となっている。なお、基板ホルダ10には凹部12の空間に開放される吸引穴13が設けられており、この吸引穴13に不図示の真空装置が接続されている。
1 to 3, the
また、基板ホルダ10には、矩形の外縁部に沿って減圧シール部材となる外枠部15がリム状に設けられており、その外枠部15で囲まれた内側の略矩形状の領域に、所定の等ピッチPa(例えば、5mmピッチ)でマトリクス状に配列された複数のピン状凸部16が設けられている。また、本例では、外枠部15から内方に等間隔でほぼ平行となるよう櫛状に延在する複数の延在部17が設けられている。ピン状凸部の配列パターンは、マトリクス状に限らず、例えば千鳥状でもよい。
Further, the
複数の延在部17はそれぞれ、基点となる外枠部15に対して垂直に所定長さを延在して設けられている。また、複数の延在部17は、自身の延在方向と直交する方向に互いに離間して配置され、その配列ピッチは上述した複数のピン状凸部16の配列ピッチPaと同じである。また、複数の延在部17の各先端は、上述したマトリクス状に配列された複数のピン状凸部16のうちの最外周のピン状凸部16から1ピッチ外方に位置している。すなわち、上記最外周のピン状凸部16と延在部17の先端との距離が、複数のピン状凸部16の配列ピッチPaと同じになっている。
Each of the plurality of extending
また、図2に示すように、ピン状凸部16の平面形状は円形であり、また、複数の延在部17の各先端は、平面形状がR形状に形成されている。すなわち、複数の延在部17の各先端には、延在部17の幅と同じ長さの直径の円弧からなる縁が形成されている。さらに、図3に示すように、複数の延在部17及び複数のピン状凸部16はそれぞれ、載置面11との狭角θが45°以下(本例では45°)の斜面17b、16bを有して形成されている。
As shown in FIG. 2, the planar shape of the pin-like
そして、上述した外枠部15の上面15a、複数のピン状凸部16の上面16a、及び複数の延在部17の上面17aとから上記載置面11が構成されている。また、外枠部15、複数のピン状凸部16、及び複数の延在部17の間隙により上記載置面11の凹部12が形成されている。
The
図4(a),(b)は、上記構成の基板ホルダ10の製作過程の様子を模式的に示す図である。
上記構成の基板ホルダ10は、例えばフライス加工などの機械加工により好ましく製作することができる。例えば、図4(a)に示すように、基板ホルダ10の基材となる板状部材30をベース31に固定し、回転する刃物32(ドリル、エンドミルなど)の先端をその板状部材30に突き当てるとともに、板状部材31に対して刃物32を相対的に移動させることにより、板状部材30に所望パターンの凹部12を形成する。
FIGS. 4A and 4B are diagrams schematically showing a manufacturing process of the
The
このとき、先の図2に示したように、複数の延在部17の各先端が、所定の配列パターンにおける複数のピン状凸部16の1ピッチ外方に位置していることから、加工すべき凹部12の幅や配列パターンが面内全体で略一様とすることができ、加工ピッチの統一化や加工パターンの一様化が図られる。その結果、同じ種類の刃物ですべての凹部12を形成することができ、刃物の取り替え回数が減ったり、あるいは加工プログラミングの簡素化が図られたりするなどにより、加工作業の簡素化が図られる。なお、凹部12のパターン設計においては、例えば、複数のピン状凸部16の配列パターンについては所定のピッチ(基本ピッチ)にのっとり、外枠部15の近傍でピッチから外れる場合に、最外周のピン状凸部16を外枠部15と連結してそれを延在部17とするとよい。これにより、パターン設計の簡素化が図られる。
At this time, as shown in FIG. 2 above, the tips of the plurality of extending
また、凹部12の形成後においては、外枠部15の上面15a、複数のピン状凸部16の上面16a、及び複数の延在部17の上面17aからなる載置面11の平面だし加工を行う。平面だし加工は、例えば、研削加工やラップ加工により行うことができる。このとき、研削用の部材を上記各面15a,16a,17aに押し当てるため、特に基板ホルダ10の外周部において、研削用部材の押圧力に差が生じると載置面11に段差が生じるおそれがある。本例の基板ホルダ10では、外周部において外枠部15から内包に櫛状に複数の延在部17が延在して形成されていることから、外枠部15の上面15aと複数の延在部17の上面17aとの間で面積差に基づく加工圧の差が生じにくく、載置面11が平坦に加工される。さらに、その後にかえり取り作業を行う際にも、上記各面15a,16a,17aの間で面積差に基づく段差が形成されにくい。
In addition, after the formation of the
また、複数の延在部17の各先端がR形状に形成されていることから、複数の延在部17の各先端にかえりが生じにくく、また、かえり取り作業におけるひっかかりが少なく凹部12内の清掃がしやすい。その結果、かえり取り作業の簡素化が図られる。また、複数の延在部17、及び複数のピン状凸部16がそれぞれ、載置面11との狭角が45°以下の斜面17b,16bを有して形成されている点からも、かえり取り作業におけるひっかかりが少なくなり、凹部12内の清掃(例えば、底面18の清掃など)がしやすくなるなど、かえり取り作業の簡素化が図られる。かえり取り作業の負担が減ることにより、かえり取り作業に起因する載置面の段差の発生が抑制される。
In addition, since the tips of the plurality of extending
また、図4(b)に示すように、刃物321のようにエッジ部にRを持たせる構造により、かえり取り作業及び清掃作業をしやすくなる。
Moreover, as shown in FIG.4 (b), it becomes easy to carry out a burr removal operation | work and a cleaning operation | work by the structure which gives R to an edge part like the
このように、本例の基板ホルダ10では、機械加工を用いて載置面11が平坦に加工される。そのため、吸着保持された基板Pが平坦な載置面にならって接触することにより、基板Pが確実に平坦化矯正(平面度矯正)される。
Thus, in the
また、本例の基板ホルダ10では、複数のピン状凸部16の上面16aから載置面11が構成されることにより、基板Pと載置面11との間にパーティクルが挟まれにくく、その結果、基板Pが高い平坦度(平面度)で吸着・保持される。しかも、基板Pと載置面11との間の接触面積が少なく、基板Pの貼り付きや剥離帯電が生じにくいという利点を有する。
Further, in the
また、本例の基板ホルダ10では、載置面11の外周部に、外枠部15から内方に櫛状に延在する複数の延在部17が設けられていることにより、吸着保持された基板Pの外周部の反りが抑制されるという利点がある。
Further, in the
ここで、図5は、図3のC矢視図であり、基板ホルダ10に吸着保持された基板Pの断面の様子を模式的に示している。
図5において、基板Pは外周部において複数の延在部17同士の各間隙部分で吸引されることから、各吸引箇所に部分的に力Fvが作用する。仮に、この吸引により基板Pにわずかに撓みが生じると、図5に示すように基板Pが波状に湾曲する。この変形は、基板Pの外周部の一つ内側の吸引箇所で力Fvが作用することにより、反りが発生することから、力Fvが強いとたわみ量も大きくなる。なお、上記波状の変形は、目標とする平坦度の範囲内であるのが好ましい。
Here, FIG. 5 is a view taken in the direction of arrow C in FIG. 3 and schematically shows a cross-sectional state of the substrate P sucked and held by the
In FIG. 5, since the substrate P is sucked at each gap portion between the plurality of extending
図6及び図7は、上述した複数の延在部17の形態例を説明するための図である。
図6の例では、複数の延在部17の上面17aは全体が連続的に平面状に形成されている。複数の延在部17の上面17aを連続的な平面形状とすることにより、機械加工時の圧力差に伴う段差の発生を確実に抑制することができるという利点がある。
6 and 7 are diagrams for explaining an example of the above-described plurality of extending
In the example of FIG. 6, the entire
一方、図7の例では、複数の延在部17の上面17aに複数の凸部17xが設けられている。複数の凸部17xは、ピン状凸部16と同様に、基板Pと延在部17との間へのパーティクルの挟み込みを抑制する効果がある。なお、この場合、機械加工時の圧力差に伴う段差の発生が生じないように、複数の凸部17xの形状や配置ピッチを定めるのが好ましい。
On the other hand, in the example of FIG. 7, a plurality of
なお、本例の基板ホルダ10は、大型基板用として好ましく用いられる金属等の延性材料からなり、機械加工により好ましく加工されるが本発明はこれに限定されない。基板ホルダの形成材料として、セラミックなどの脆弱材料など、他の材料を用いる場合にも本発明を適用可能である。
The
図8は、本発明の基板吸着装置を備えた露光装置の実施の形態例を示す概略斜視図である。
図8において、露光装置EXは、パターンを有するマスクMを支持するマスクステージMSTと、感光基板(感光性の基板)Pを基板ホルダ(基板吸着装置)PHを介して支持する基板ステージPSTと、マスクステージMSTに支持されているマスクMを露光光ELで照明する照明光学系ILと、露光光ELで照明されたマスクMのパターンを基板ホルダPHに保持された感光基板Pに投影する投影光学系PLと、露光処理に関する動作を制御する制御装置CONTとを備えている。本実施形態において、投影光学系PLは複数(5つ)の投影光学系PLa〜PLeを有しており、これら投影光学系PLa〜PLeが並んで露光するように設けられている。また、照明光学系ILも投影光学系PLa〜PLeの数に対応して複数(5つ)の照明系モジュールにより構成されている。そして、本実施形態に係る露光装置EXは、この投影光学系PLに対してマスクMと感光基板Pとを所定方向に同期移動しつつマスクMを露光光ELで照明し、マスクMのパターンを感光基板Pに露光する、いわゆるマルチレンズスキャン型露光装置である。マスクMはガラス板(原板)上にクロムなどの遮蔽材料により所定のパターンを形成したものである。感光基板Pはガラスプレート(ガラス基板)に感光剤(フォトレジスト)を塗布したものである。
FIG. 8 is a schematic perspective view showing an embodiment of an exposure apparatus provided with the substrate suction apparatus of the present invention.
In FIG. 8, an exposure apparatus EX includes a mask stage MST that supports a mask M having a pattern, a substrate stage PST that supports a photosensitive substrate (photosensitive substrate) P via a substrate holder (substrate adsorption device) PH, Illumination optical system IL for illuminating mask M supported by mask stage MST with exposure light EL, and projection optics for projecting the pattern of mask M illuminated with exposure light EL onto photosensitive substrate P held by substrate holder PH A system PL and a control device CONT for controlling operations related to exposure processing are provided. In the present embodiment, the projection optical system PL has a plurality (five) of projection optical systems PLa to PLe, and these projection optical systems PLa to PLe are provided so as to be exposed side by side. The illumination optical system IL is also composed of a plurality (five) of illumination system modules corresponding to the number of projection optical systems PLa to PLe. Then, the exposure apparatus EX according to the present embodiment illuminates the mask M with the exposure light EL while synchronously moving the mask M and the photosensitive substrate P in the predetermined direction with respect to the projection optical system PL, and changes the pattern of the mask M. This is a so-called multi-lens scan type exposure apparatus that exposes the photosensitive substrate P. The mask M is obtained by forming a predetermined pattern on a glass plate (original plate) with a shielding material such as chromium. The photosensitive substrate P is obtained by applying a photosensitive agent (photoresist) to a glass plate (glass substrate).
ここで、以下の説明において、水平面内においてマスクMと感光基板Pとが同期移動する方向(走査方向)をY軸方向、水平面内において前記走査方向と直交する方向(非走査方向)をX軸方向、X軸方向及びY軸方向に直交する方向をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸の軸線まわり方向を、それぞれθX、θY、及びθZ方向とする。 Here, in the following description, the direction (scanning direction) in which the mask M and the photosensitive substrate P move synchronously in the horizontal plane is the Y-axis direction, and the direction orthogonal to the scanning direction (non-scanning direction) in the horizontal plane is the X-axis. A direction perpendicular to the direction, the X-axis direction, and the Y-axis direction is taken as a Z-axis direction. The directions around the X-axis, Y-axis, and Z-axis are the θX, θY, and θZ directions, respectively.
照明光学系ILは露光光ELでマスクMを照明する。照明光学系ILより射出される露光光ELとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線(g線、h線、i線)及びKrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光)や、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)及びF2 レーザ光(波長157nm)等の真空紫外光(VUV光)などが用いられる。マスクMは照明光学系ILの複数の照明系モジュールにより異なる複数の照明領域をそれぞれ照明される。 The illumination optical system IL illuminates the mask M with the exposure light EL. As the exposure light EL emitted from the illumination optical system IL, for example, far ultraviolet light (g-line, h-line, i-line) emitted from a mercury lamp and far ultraviolet light (wavelength 248 nm) such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm). DUV light), vacuum ultraviolet light (VUV light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and F 2 laser light (wavelength 157 nm), or the like is used. The mask M is illuminated with a plurality of different illumination areas by a plurality of illumination system modules of the illumination optical system IL.
マスクステージMSTは露光光ELの光路上に設けられており、一次元の走査露光を行うべくY軸方向に長いストロークと、走査方向と直交するX軸方向に所定距離のストロークとを有している。マスクステージMSTはマスクステージ駆動部MSTDにより駆動され、マスクステージ駆動部MSTDは制御装置CONTにより制御される。マスクステージMST上のX軸方向及びY軸方向のそれぞれの端縁には、互いに直交するように移動鏡40a、40bが設けられている。移動鏡40aにはレーザー干渉計41aが対向して配置され、移動鏡40bにはレーザー干渉計41bが対向して配置されている。レーザー干渉計41a、41bのそれぞれは、移動鏡40a、40bのそれぞれにレーザー光を照射して移動鏡40a、40bとの間の距離を計測することにより、マスクステージMSTのX軸方向及びY軸方向の位置、ひいてはマスクMの位置を検出する。レーザー干渉計41a、41bの検出結果は制御装置CONTに出力され、制御装置CONTはレーザー干渉計41a、41bの検出結果に基づいてマスクステージ駆動部MSTDを介してマスクステージMSTの位置を制御する。
The mask stage MST is provided on the optical path of the exposure light EL, and has a long stroke in the Y-axis direction and a stroke of a predetermined distance in the X-axis direction orthogonal to the scanning direction in order to perform one-dimensional scanning exposure. Yes. The mask stage MST is driven by the mask stage drive unit MSTD, and the mask stage drive unit MSTD is controlled by the control device CONT. Moving
複数の投影光学系PLa〜PLeにおいて、投影光学系PLa、PLc、PLeと投影光学系PLb、PLdとは2列に千鳥状に配列されている。すなわち、千鳥状に配置されている各投影光学系PLa〜PLeは、隣合う投影光学系どうし(例えば投影光学系PLaとPLb、PLbとPLc)をY軸方向に所定量変位させて配置されている。これら投影光学系PLa〜PLeのそれぞれは照明系モジュールから射出されマスクMを透過した複数の露光光ELを透過させ、基板ホルダPHに保持されている感光基板PにマスクMのパターン像を投影する。また、投影光学系PLa〜PLeのそれぞれは不図示の視野絞りを備えている。視野絞りは感光基板P上における投影領域を設定するものである。本実施形態において、視野絞りは台形状の開口を有し、この視野絞りにより感光基板P上の投影領域50a〜50eが台形状に規定される。 In the plurality of projection optical systems PLa to PLe, the projection optical systems PLa, PLc and PLe and the projection optical systems PLb and PLd are arranged in a staggered pattern in two rows. In other words, the projection optical systems PLa to PLe arranged in a staggered manner are arranged by shifting adjacent projection optical systems (for example, projection optical systems PLa and PLb, PLb and PLc) by a predetermined amount in the Y-axis direction. Yes. Each of these projection optical systems PLa to PLe transmits a plurality of exposure lights EL emitted from the illumination system module and transmitted through the mask M, and projects a pattern image of the mask M onto the photosensitive substrate P held by the substrate holder PH. . Each of the projection optical systems PLa to PLe includes a field stop (not shown). The field stop sets a projection area on the photosensitive substrate P. In the present embodiment, the field stop has a trapezoidal opening, and the projection areas 50a to 50e on the photosensitive substrate P are defined in a trapezoidal shape by the field stop.
基板ステージPSTは露光光ELの光路上に設けられており、一次元の走査露光を行うべくY軸方向に長いストロークと、走査方向と直交するX軸方向にステップ移動するための長いストロークとを有している。更に、基板ステージPSTはZ軸方向にも移動可能であるとともに、θX、θY、及びθZ方向にも移動可能である。基板ステージPSTは基板ステージ駆動部PSTDにより駆動され、基板ステージ駆動部PSTDは制御装置CONTにより制御される。基板ステージPST上のX軸方向及びY軸方向のそれぞれの端縁には、互いに直交するように移動鏡42a、42bが設けられている。移動鏡42aにはレーザー干渉計43aが対向して配置され、移動鏡42bにはレーザー干渉計43bが対向して配置されている。レーザー干渉計43a、43bのそれぞれは、移動鏡42a、42bのそれぞれにレーザー光を照射して移動鏡42a、42bとの間の距離を計測することにより、基板ステージPSTのX軸方向及びY軸方向の位置、ひいては感光基板Pの位置を検出する。レーザー干渉計43a、43bの検出結果は制御装置CONTに出力され、制御装置CONTはレーザー干渉計43a、43bの検出結果に基づいて基板ステージ駆動部PSTDを介して基板ステージPSTの位置を制御する。更に、露光装置EXはマスクMのパターン面及び感光基板Pの露光処理面のZ軸方向における位置を検出するフォーカス検出系(不図示)を備えており、制御装置CONTはフォーカス検出系の検出結果に基づいて基板ステージ駆動部PSTDを介して感光基板PのZ軸方向における位置を制御する。
The substrate stage PST is provided on the optical path of the exposure light EL, and has a long stroke in the Y-axis direction and a long stroke for stepping in the X-axis direction orthogonal to the scanning direction in order to perform one-dimensional scanning exposure. Have. Furthermore, the substrate stage PST can move in the Z-axis direction and can also move in the θX, θY, and θZ directions. The substrate stage PST is driven by the substrate stage drive unit PSTD, and the substrate stage drive unit PSTD is controlled by the control device CONT. Moving
本例の露光装置EXは、基板ホルダPHとして、先の図1から図3を用いて説明した基板ホルダ10を備えている。そのため、高い平坦度で感光基板Pが吸着保持されることから、デフォーカスが抑制され、良好な解像度のパターンが露光できる。
The exposure apparatus EX of the present example includes the
なお、上記実施形態における露光装置EXは、互いに隣接する複数の投影光学系を有する、いわゆるマルチレンズスキャン型露光装置であるが、投影光学系が1つである走査型露光装置ついても、本発明を適用することができる。更に、露光装置EXとしては、マスクMと感光基板Pとを同期移動してマスクMのパターンを走査露光する走査型露光装置の他に、マスクMと感光基板Pとを静止した状態でマスクMのパターンを露光し、感光基板Pを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の露光装置にも適用することもできる。 The exposure apparatus EX in the above embodiment is a so-called multi-lens scan type exposure apparatus having a plurality of adjacent projection optical systems. However, the present invention also applies to a scanning type exposure apparatus having one projection optical system. Can be applied. Further, as the exposure apparatus EX, in addition to the scanning exposure apparatus that scans and exposes the pattern of the mask M by synchronously moving the mask M and the photosensitive substrate P, the mask M and the photosensitive substrate P are held stationary. It is also possible to apply to a step-and-repeat type exposure apparatus that exposes the above pattern and sequentially moves the photosensitive substrate P stepwise.
露光装置EXの用途としては角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば、半導体製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。 The use of the exposure apparatus EX is not limited to a liquid crystal exposure apparatus that exposes a liquid crystal display element pattern on a square glass plate. For example, an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor or a thin film magnetic head Widely applicable to exposure apparatus.
投影光学系PLの倍率は等倍系のみならず、縮小系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系PLとしては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、F2レーザを用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にする。 The magnification of the projection optical system PL is not limited to an equal magnification system, and may be either a reduction system or an enlargement system. Further, as the projection optical system PL, when using far ultraviolet rays such as an excimer laser, a material that transmits far ultraviolet rays such as quartz or fluorite is used as a glass material, and when using an F 2 laser, a catadioptric system or a refractive system is used. Use an optical system.
基板ステージPSTやマスクステージMSTにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。 When a linear motor is used for the substrate stage PST and the mask stage MST, either an air levitation type using an air bearing or a magnetic levitation type using a Lorentz force or a reactance force may be used. The stage may be a type that moves along a guide, or may be a guideless type that does not have a guide.
ステージの駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニットと電機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側(ベース)に設ければよい。 When a planar motor is used as the stage drive device, either the magnet unit or the armature unit is connected to the stage, and the other of the magnet unit and the armature unit is provided on the moving surface side (base) of the stage. Good.
基板ステージPSTの移動により発生する反力は、特開平8−166475号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。 The reaction force generated by the movement of the substrate stage PST may be released mechanically to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-166475. The present invention can also be applied to an exposure apparatus having such a structure.
マスクステージMSTの移動により発生する反力は、特開平8−330224号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。 The reaction force generated by the movement of the mask stage MST may be released mechanically to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-330224. The present invention can also be applied to an exposure apparatus having such a structure.
以上のように、本願実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。 As described above, the exposure apparatus of the embodiment of the present application maintains various mechanical subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Manufactured by assembling. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
半導体デバイスは、図9に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ201、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作するステップ202、デバイスの基材である基板(ウエハ、ガラスプレート)を製造するステップ203、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンを基板に露光し、この露光した基板を現像する基板処理ステップ204、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。
As shown in FIG. 9, the semiconductor device includes a
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.
10…基板ホルダ(基板吸着装置)、11…載置面、12…凹部、P…基板、15…外枠部、16…ピン状凸部、17…延在部、15a,16a,17a…上面、EX…露光装置。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記載置面の外周部が、前記凹部の減圧シール部材となる外枠部の上面と、該外枠部から内方に櫛状に延在する複数の延在部の上面とから構成されていることを特徴とする基板吸着装置。 In an adsorption apparatus that has a placement surface on which a substrate to be flattened is placed, and sucks the back surface of the substrate by reducing the recess formed in the placement surface from the atmospheric pressure,
The outer peripheral portion of the mounting surface is composed of an upper surface of an outer frame portion serving as a pressure-reducing seal member of the concave portion and upper surfaces of a plurality of extending portions extending inward from the outer frame portion in a comb shape. A substrate suction apparatus characterized by comprising:
An exposure apparatus comprising the substrate suction device according to claim 1.
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