CN1427309A - 基板保持装置、曝光装置以及器件制造方法 - Google Patents

基板保持装置、曝光装置以及器件制造方法 Download PDF

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Abstract

在构成夹具主体的主体部上表面，设置多个销钉部以及上端面设定为与销钉部的前端面大致为同一高度的环缘部。此外，主体部由蜂窝夹层构造体构成。此外，蜂窝芯的通孔与多个销钉部的配置对应的配置形成。通过真空吸附机构，晶片被真空吸附在多个销钉部的各个前端部分以及环缘部的前端部上。此外，在多个销钉部中，至少位于环缘部附近的销钉部与位于其他部分的销钉部相比，以较密的间隔配置。

Description

基板保持装置、曝光装置以及器件制造方法
技术领域
本发明涉及一种基板保持装置、曝光装置以及器件制造方法，更详细地讲，涉及一种对平板状的基板进行支撑的基板保持装置、具有将该基板保持装置作为被曝光基板的保持装置的曝光装置，以及使用该曝光装置的器件制造方法。
背景技术
迄今为止，在用于制造半导体元件、液晶显示元件等的光刻工序中使用曝光装置，该曝光装置通过投影光学系统将在掩模(mask)或掩模原版(reticule，以下统称为“掩模原版”)的图形复制到涂覆有光致抗蚀剂的晶片或玻璃板等的基板(以下统称为“晶片”)上。近年来，随着半导体元件的高集成化，分步重复(step and repeat)方式的缩小投影曝光装置(即步进器(stepper))或对该步进器加以改进的分步扫描(step and scan)方式的扫描型投影曝光装置(即扫描步进器(scanning stepper))等步进式的投影曝光装置成为主流。
在上述投影曝光装置中，设有在二维平面内可移动的晶片载物台，通过固定在该晶片载物台上的晶片夹具(holder)，可以利用真空吸附或静电吸附等保持晶片。
但是，由于晶片和掩模原版等由基板保持装置保持，该基板保持装置放置在载物台等可动体上，所以包含基板保持装置和可动体等的全体质量对可动体移动时的位置控制性(包含定位控制性)产生很大影响。因此，在例如日本专利第3000361号公报中，提出了一种在承载掩模原版的可动体的表面、背面或内部开孔(槽)，使其轻型化的技术。
但是，由于掩模原版仅其两端通过掩模原版夹具保持，所以对设有掩模原版夹具的可动体进行轻型化的上述专利公报所公开的技术，难以原封不动地适用于晶片夹具。在晶片夹具中，为了保持固定晶片，主要采用真空吸附的方式。因此，在现有的晶片夹具中，在开孔的情况下，该孔必须设在表面侧。如果在背面侧或内部开孔，则难以对晶片进行真空吸附，或者如果在内部设置不会对真空吸附产生影响的孔，则轻型化的效果甚微。即，在晶片夹具上开孔的情况下，为了使其轻型化，必然要求该孔兼作真空吸附用的孔。
此外，为了在保持晶片的平面度的状态下对其进行吸附保持，要求晶片夹具的表面的平面度极高。因此，在晶片夹具的制造工序中，作为最终阶段，应包含研磨其表面的工序。
但是，无论将其表面研磨加工到多么高的精度，该吸附孔的形状尺寸是没有考虑真空吸附的形状，当真空吸附晶片时，晶片会产生弯曲，或者晶片夹具表面的凹凸形状会原封不动地反映在晶片表面上，从而无法确保晶片的平面度，并且会产生刚性下降等缺陷。此外，为了轻型化而形成的孔造成的刚性不均匀是加工不均匀和产生台阶的主要原因，并且为了抑制刚性下降，截面为圆形的孔只形成得很少，所以轻型化的效果很小。
此外，最近，随着曝光波长的短波长化以及高N.A.化，导致投影光学系统的焦点深度变小，在产生异物夹杂的情况下，导致晶片表面上产生凹凸，这极可能成为焦点偏移、进而使复制精度恶化的主要原因。
为了最大限度地回避所述异物夹杂问题，最近，在例如特开平1-129438号公报等中公开的销钉卡盘(pin chuck)式的晶片夹具使用地较多，该晶片夹具通过多个销钉状的支持部件(以下称为“销钉部”)来支持晶片。采用所述销钉卡盘式的晶片夹具，能可靠地抑制上述异物夹杂的发生。
图18A示出了与上述公报所公开的相同的现有晶片夹具一个实例的平面图。该图18A的晶片夹具25′由以下部分构成：圆板状的基体部件26′；多个销钉部32′，以相等的间隔配置在该基体部件26′的上表面(纸面前侧的表面)上；环状凸起(以下统称为“环缘部”(rim))28′，围绕多个销钉部32′。通过多个销钉部32′和环缘部28′，从下方支持晶片，同时通过真空吸附，吸附保持晶片。
在上述现有的晶片夹具中，确定销钉部的配置、间隔，使得当通过例如真空吸附等在销钉部上支持晶片时，在销钉部以外的非支持位置的晶片的变形量在规定的容许范围内。
此外，为了确保晶片(基板)的平面度，优选晶片夹具与晶片的接触部分尽可能在同一平面上，因此在晶片夹具的制造阶段，使用研磨装置对销钉部和环缘部的上表面进行精密研磨加工。
在图18A所示的晶片夹具25′或者上述公报等所公开的晶片夹具中，为了尽可能避免在销钉部和晶片之间的异物夹杂，在上述变形量在容许范围内的情况下，设定销钉部的接触率，使得接触率最小。另一方面，由于加工技术的限制，环缘部在某一定宽度以上。因此，当根据上述容许变形量确定的销钉部的接触率较小时，环缘部的接触面积占整体接触率的比例将变大。
此外，在采用上述现有技术所涉及的销钉部接触率的确定方法时，在进行制造阶段的研磨加工时，销钉部对研磨装置的研磨部件(加工部件)的单位面积的接触压力比环缘部的大。此外，销钉部在研磨时所使用的磨料的分布是充分的，而环缘部的磨料的分布是不充分的。因此，销钉部的加工速度比环缘部的加工速度快。由于上述加工速度的差，在销钉部和环缘部之间，如在表示吸附保持晶片W的图18A的晶片夹具25′的纵剖面的端面图18B所示，在环缘部28′和销钉部32′之间产生加工台阶Δa。由于上述原因，在晶片W的外缘部附近的自由端产生如图18B所示的倾斜角度θ的变形，这将成为曝光时散焦(defocus)的主要原因。特别是最近，有在晶片的外缘部附近形成集成电路的趋势，因此上述晶片外缘部的变形将成为作为最终产品的器件成品率下降的主要原因。
另一方面，曝光装置用于半导体元件等微型器件的批量生产中，所以要求与曝光精度提高同等或更高的容许能力(处理能力)的提高，因此毫无疑问，关键一点在于晶片载物台的性能提高，特别是包含高速化、高加速度化、定位精度的位置控制性的提高。
发明内容
本发明涉及以下内容，其第一目的是提供一种能在保持其高平面度的状态下支持基板，同时能实现其轻型化的基板保持装置。
本发明的第二目的是提供一种能通过提高基板的位置控制性，来提高处理能力的曝光装置。
本发明的第三目的是提供一种能极大地减小研磨加工时在与基板的接触面上产生的加工台阶的基板保持装置。
本发明的第四目的是提供一种能提高曝光精度的曝光装置。
本发明的第五目的是提供一种能提高高集成度器件的生产性的器件制造方法。
根据本发明的第一技术方案，提供第一基板保持装置，保持平板状的基板，其特征在于，包括保持装置主体，该保持装置主体在其一个表面的规定面积的区域内，具有各个前端部分大致位于同一平面上而配置的、支持上述基板的多个突起状的第一支持部件；在除了上述保持装置主体的上述一个表面侧的表层部之外的部分中，至少在上述表层部和另一个表面侧的表层部之间的部分上，形成与上述多个第一支持部件的配置对应配置的多个空穴。
销钉卡盘(pin chuck)式的基板保持装置一般存在这样的缺点，即与销钉配置对应的凹凸容易形成晶片等基板表面的凹凸形状，因此考虑通过对销钉的配置进行改进，可以有效地抑制基板表面的凹凸。此外，与基板保持装置整体的高度尺寸相比，可以充分地减小销钉卡盘式的基板保持装置的销钉本身的高度尺寸。因此，配置销钉的基板保持装置的保持装置主体，只要能保持其刚性，可以充分地使其轻型化。本发明的第一基板保持装置正是发明人基于上述考虑，不断地进行研究的结果。
在本说明书中，所谓的“在除了上述保持装置主体的上述一个表面侧的表层部之外的部分中，至少在上述表层部和另一个表面侧的表层部之间的部分上”，包含一个表面侧的表层部和另一个表面侧的表层部之间的部分，以及除了一个表面侧的表层部之外的所有部分其中任何一个。此外，所谓的“空穴”的概念，包含中空部以及另一个表面侧开口的规定深度的孔(开口)其中任何一个。所谓的“与上述多个第一支持部件的配置对应配置”，是指在多个第一支持部件的配置和多个空穴的配置之间，只要有某种对应关系即可。在本发明中，该对应关系只要是采用能平面度良好地支持基板的第一支持部件的配置，并且以此为基础，确定多个空穴的配置即可。
采用本发明的第一基板保持装置，在保持装置主体的一个表面上突出设置多个突起状的第一支持部件，该第一支持部件的各个前端部分被设定得大致位于同一平面上，在除了上述一个表面侧的表层部之外的部分中，至少在上述表层部和另一个表面侧的表层部之间的部分上，形成与上述多个第一支持部件的配置对应配置的多个空穴。因此，通过多个突起状的第一支持部件的前端，能在大致平坦的状态下支持基板。此外，由于在一个表面侧的表层部和另一个表面侧的表层部之间的部分，以及除了一个表面侧的表层部之外的所有部分其中任何一个上形成多个空穴，所以由于上述空穴而能实现轻型化。此外，多个空穴以与上述多个第一支持部件的配置对应的配置在保持装置主体上形成，所以多个空穴的存在不会对第一支持部件的基板支持功能造成很大损害。因此，可以在保持高平面度的状态下支持基板，同时可以实现其轻型化。
在这种情况下，上述第一支持部件在上述保持装置主体的上述一个表面内，分别与上述各空穴至少一一对应地配置。
在这种情况下，上述多个空穴以一定间隔二维地配置在上述保持装置主体上，与上述各空穴至少一一对应地配置的上述第一支持部件可以在整体上等间隔的配置，或者上述多个第一支持部件可以在上述保持装置主体的上述一个表面上，部分地间隔不同地配置，同时上述多个空穴在上述保持装置主体的上述部分上(一个表面侧的表层部和另一个表面侧的表层部之间的部分，或者除了一个表面侧的表层部之外的所有部分)，间隔和尺寸其中至少一个不同而配置。在后者的情况下，可以采用各种配置，例如，随着多个第一支持部件从中心向周边靠近，其间隔变密，或者相反。
在本发明的第一基板保持装置中，可以由一个部件构成保持装置主体，但不限于此，例如，上述保持装置主体可以包括形成上述多个第一支持部件的第一部件和在上述另一个表面侧的第二部件而一体地构成，在上述第一部件和第二部件的至少其中一个上形成上述多个空穴。
在上述的本发明的第一基板保持装置中，为了一体地构成保持装置主体，可以考虑各种方法，例如，上述保持装置主体可以至少通过使用与上述第一部件相同的材料熔接而一体地构成，或者上述保持装置主体可以至少通过使用与上述第一部件不同地材料熔接而一体地构成。此外，上述保持装置主体可以通过粘结剂而一体地构成。在通过使用不同材料熔接而一体地构成的情况下，所谓的“不同材料”，作为一个例子，可以使用金属，特别是铝。
在本发明的第一基板保持装置中，上述保持装置主体可以为夹层构造体，该夹层构造体由上述一个表面侧的第一部件，上述另一个表而侧的第二部件以及夹持在上述两个部件之间、形成上述多个空穴的芯部件构成。
在这种情况下，上述芯部件可以为蜂窝芯。
在本发明的第一基板保持装置中，上述保持装置主体还可以具有第二支持部件，该第二支持部件配置在上述一个表面的上述规定面积的区域的外侧，围绕上述区域的外侧，与上述多个第一支持部件一起，在大致保持其平面度的状态下支持上述基板。
在这种情况下，还包括吸附机构，将上述基板吸附在上述多个第一支持部件各个前端部分和上述第二支持部件的前端部。
在本发明的第一基板保持装置中，在保持装置主体具有第二支持部件的情况下，在上述多个第一支持部件中，至少位于上述第二支持部件附近的第一支持部件与位于其他部分的第一支持部件相比，可以以较密的间隔配置。或者，上述第二支持部件与上述基板之间的接触面积可以设定在上述多个第一支持部件和第二支持部件与上述基板之间的总接触面积的20％以下。
根据本发明的第二技术方案，提供第一曝光装置，利用能量束对基板进行曝光，形成规定的图形，其特征在于包括：保持上述基板的本发明第一基板保持装置；以及基板载物台，放置上述基板保持装置，能在二维平面内向至少一个方向移动。
据此，通过本发明的第一基板保持装置，基板在保持高平面度的状态下被支持(或保持)。由于该基板保持装置被放置在基板载物台上，所以基板保持装置的轻型化，可以相应地使包含基板保持装置和基板载物台的基板侧可动部分的整体也轻型化。因此，可以提高基板侧可动部分的位置控制性(包含定位性能)，缩短例如曝光时的基板定位调整时间，从而可以提高曝光处理工序的处理能力。
在这种情况下，还可以包括：掩模载物台，保持形成上述图形的掩模；投影光学系统，将从上述掩模射出的上述能量束投射到上述基板上；焦点位置检测系统，检测由上述基板保持装置保持的上述基板表面的与上述投影光学系统的光轴方向相关的位置，以及相对于与上述光轴方向直交的平面的倾斜量；以及驱动装置，根据上述焦点位置检测系统的检测结果，在上述光轴方向以及相对于与上述光轴方向直交的平面的倾斜方向其中至少一个方向上驱动上述基板保持装置。
在这种情况下，还可以包括同步驱动装置，使上述掩模载物台和上述基板载物台同步，在上述一个方向上进行驱动。
根据本发明的第三技术方案，提供第二基板保持装置，保持平板状的基板，其特征在于，包括保持装置主体，该保持装置主体具有在规定面积的区域内，各个前端部分大致位于同一平面上而配置并且支持上述基板的多个突起状的第一支持部件，以及配置在上述区域的外侧，包围上述区域外侧的至少大部分的第二支持部件，通过上述多个第一支持部件和上述第二支持部件，在大致保持其平面度的状态下支持上述基板，在上述多个第一支持部件中，至少位于上述第二支持部件附近的第一支持部件与位于其他部分的第一支持部件相比，以较密的间隔配置。
据此，通过保持装置主体具有的多个突起状的第一支持部件、第二支持部件，平板状的基板在大致保持其平面度的状态下被支持。在这种情况下，在上述多个第一支持部件中，至少位于上述第二支持部件附近的第一支持部件与位于其他部分的第一支持部件相比，以较密的间隔配置。即，可以使至少第二支持部件附近的第一支持部件与基板之间的局部接触率(接触面的面积比例)接近于第二支持部件与基板之间的局部接触率(接触面的面积比例)。因此，例如在基板保持装置的制造阶段，在为了得到基板保持装置的基板接触面侧的平面度而使用研磨装置的情况下，可以减小研磨部件(加工部件)对第二支持部件以及第二支持部件附近的第一支持部件各部分的接触压力的差，由此可以极大地减小研磨加工时产生的两者之间的加工台阶。即，可以极大地减小在基板保持装置(保持装置主体)与基板之间的接触面上产生的加工台阶。其结果是，可以减小在基板外缘部附近的自由端产生的变形(倾斜角度)。
在这种情况下，多个第一支持部件可以进行如下配置，即例如使得相邻的第一支持部件间的间隔在第二支持部件附近和上述区域的中央附近以及其间的部分阶段性变化，但不限于此，上述多个第一支持部件可以进行如下配置，即越离开上述第二支持部件，相邻的第一支持部件间的间隔越宽。
在本发明的第二基板保持装置中，上述多个第一支持部件可以配置在以与上述基板的中心位置对应的上述保持装置主体的基准点为中心的多个同心圆上。
在本发明的第二基板保持装置中，还可以包括吸附机构，将上述基板吸附在上述多个第一支持部件各个前端部分和上述第二支持部件的上端部。
在这种情况下，作为吸附机构，可以采用静电吸附机构，但上述第二支持部件在具有完全包围上述多个第一支持部件配置的区域的环状内周面的情况下，上述吸附机构可以为真空吸附机构，在上述基板被支持在上述保持装置主体上的状态下，通过上述基板和上述保持装置主体，使在上述第二支持部件的内周面内侧形成的空间成为真空状态。
在这种情况下，上述第二支持部件可以具有配置成同心圆状的环状凸部和该环状凸部外周侧的环状凹部，上述真空吸附机构使上述环状凹部也成为真空状态。
在这种情况下，上述环状凸部可以设置成二重以上的同心圆状，上述真空吸附机构使相邻的环状凸部之间的空间也成为真空状态。
在本发明的第二基板保持装置中，上述第二支持部件与上述基板之间的接触面积设定为在上述多个第一支持部件和上述第二支持部件与上述基板之间的总接触面积的20％以下。
在这种情况下，上述多个第一支持部件和上述第二支持部件与上述基板之间的接触面积占上述基板由上述第一和上述第二支持部件所支持的一侧表面的全面积的比例，设定为3％以下。
根据本发明的第四技术方案，提供第二曝光装置，通过投影光学系统，将在掩模上形成的图形复制到基板上，其特征在于，包括：本发明第二基板保持装置；焦点位置检测系统，检测由上述基板保持装置保持的上述基板表面的与上述投影光学系统的光轴方向相关的位置，以及相对于与上述光轴方向直交的平面的倾斜量；以及驱动装置，根据上述焦点位置检测系统的检测结果，在上述光轴方向以及相对于与上述光轴方向直交的平面的倾斜方向其中至少一个方向上驱动上述基板保持装置。
据此，由于基板由本发明的第二基板保持装置保持，所以包括其外缘部附近的自由端，该基板可以保持一定程度的平面度，即在凹凸极小的状态下被保持。并且，通过焦点位置检测系统检测出由该基板保持装置所保持的基板的与光轴方向相关的位置以及相对于与光轴方向直交的平面的倾斜量，驱动装置根据该检测结果，在光轴方向以及相对于与光轴方向直交的平面的倾斜方向其中至少一个上驱动基板保持装置。由此，即使基板上存在平缓的倾斜，通过基板保持装置，对基板整体的倾斜和光轴方向的位置进行调整，由此可以在使基板上的曝光区域(被曝光区域)与投影光学系统的成像面重合的状态下，将在掩模上形成的图形复制到基板上。由此，不会发生由散焦引起的图形复制精度的下降，从而可以进行高精度的曝光。
根据本发明的第五技术方案，提供第三基板保持装置，保持平板状的基板，其特征在于，包括保持装置主体，该保持装置主体具有在规定面积的区域内，各个前端部分大致位于同一平面上而配置并且支持上述基板的多个突起状的第一支持部件，以及配置在上述区域的外侧，包围上述区域外侧的至少大部分的第二支持部件，通过上述多个第一支持部件和上述第二支持部件，在大致保持其平面度的状态下支持上述基板，上述第二支持部件与上述基板之间的接触面积设定在上述多个第一支持部件和第二支持部件与上述基板之间的总接触面积的20％以下。
据此，通过保持装置主体所具有的多个突起状的第一支持部件、第二支持部件，平板状的基板在大致保持其平面度的状态下被支持。在这种情况下，第二支持部件与基板之间的接触面积设定在多个第一支持部件和第二支持部件与上述基板之间的总接触面积的20％以下。对此，本发明人对多个第一支持部件与基板之间的接触面积、第二支持部件与基板之间的接触面积以及多个第一支持部件和第二支持部件与基板直交的(总接触面积)，以及上述面积与加工台阶之间的关系，进行了各种模拟和试验，反复进行了研究。其结果是，将第二支持部件与基板之间的接触面积设定在第二支持部件和多个第一支持部件与基板之间的接触面积(总接触面积)的20％以下是十分实用的。
即，通过将第二支持部件与基板之间的接触面积占总接触面积的比例设定在20％以下，可以极大地减小制造阶段的研磨加工中各支持部件之间的加工台阶，由此，可以减小在基板外缘部附近的自由端产生的变形(倾斜角度)。
根据本发明的第六技术方案，提供第三曝光装置，通过投影光学系统，将在掩模上形成的图形复制到基板上，其特征在于，包括：本发明的第三基板保持装置；焦点位置检测系统，检测由上述基板保持装置保持的上述基板表面的与上述投影光学系统的光轴方向相关的位置，以及相对于与上述光轴方向直交的平面的倾斜量；以及驱动装置，根据上述焦点位置检测系统的检测结果，在上述光轴方向以及相对于与上述光轴方向直交的平面的倾斜方向其中至少一个方向上驱动上述基板保持装置。
据此，由于基板由本发明的第三基板保持装置保持，所以包括其外缘部附近的自由端，该基板可以保持一定程度的平面度，即在凹凸极小的状态下被保持。并且，通过焦点位置检测系统检测出由该基板保持装置所保持的基板的与光轴方向相关的位置以及相对于与光轴方向直交的平面的倾斜量，驱动装置根据该检测结果，在光轴方向以及相对于与光轴方向直交的平面的倾斜方向其中至少一个上驱动基板保持装置。由此，即使基板上存在平缓的倾斜，通过基板保持装置，对基板整体的倾斜和光轴方向的位置进行调整，由此可以在使基板上的曝光区域(被曝光区域)与投影光学系统的成像面重合的状态下，将在掩模上形成的图形复制到基板上。由此，几乎不会发生由散焦引起的图形复制精度的下降，从而可以进行高精度的曝光。
此外，在光刻工序中，通过使用本发明第一～第三曝光装置其中任何一个，可以高精度地在基板上形成图形，由此可以制造成品率高的高集成度的微型器件。由此，根据本发明的另一个技术方案，提供使用本发明第一～第三技术方案的曝光装置其中任何一个的器件制造方法。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的曝光装置的构成简图。
图2是表示图1的夹具主体和给排气机构的平面图。
图3是表示图2的夹具主体的分解斜视图。
图4是表示图2的夹具主体的平面图。
图5是表示图4的圆A内部的放大图。
图6是表示夹具主体的主体部的剖视图。
图7是表示第一变形例的夹具主体一部分的图。
图8是表示第二变形例的夹具主体一部分的图。
图9是表示第三变形例的夹具主体一部分的图。
图10是表示本发明第二实施方式的夹具主体的平面图。
图11A是表示图10的夹具主体的环缘部附近(外缘部附近)的放大平面图。
图11B是简要表示图10的夹具主体的环缘部附近的剖视图。
图12A、图12B是用于说明夹具主体的销钉配置的效果图。
图13A是表示本发明第三实施方式的夹具主体的平面图。
图13B是表示图13A的夹具主体的外缘部附近的纵剖视图。
图14A、图14B分别是用于说明第四、第五变形例的夹具主体的图。
图15A是表示第六变形例的夹具主体的平面图。
图15B是用于详细说明在图15A所示的夹具主体的主体部上形成的给排气口的配置的图。
图16是用于说明本发明的器件制造方法的实施方式的流程图。
图17是表示图16的步骤204的详细流程图。
图18A是表示现有的晶片夹具的平面图。
图18B是表示晶片放置在图18A的晶片夹具上的状态的纵剖面的端面图。
具体实施方式(第一实施方式)
以下根据图1～图6，对本发明的第一实施方式进行说明。
图1示出了第一实施方式所涉及的曝光装置100的简要构成。该曝光装置100是分步扫描方式的投影曝光装置(即扫描步进器)。该曝光装置100由以下部分构成：照明系统10；掩模原版载物台RST，保持作为掩模的掩模原版R；投影光学系统PL；载物台装置50，放置作为基板的晶片W；以及上述部件的控制系统。
如特开平6-349701号公报以及与其对应的美国专利第5.534.970号公报等所公开的，上述照明系统10由光源、包含光学积分器(opticalintegrator)等的照度均匀化光学系统、中继透镜(relay lens)、可变ND滤光器、掩模原版挡板(reticule blind)等(均未图示)。在该照明系统10中，通过作为能量束的照明光IL以大致均匀的照度对狭缝状的照明区域进行照明，所述狭缝状的照明区域由描绘电路图形等的掩模原版R上的掩模原版挡板规定。本发明引用上述美国专利所公开的技术作为本说明书的一部分。
作为照明光IL，使用KrF受激准分子激光器的光(波长248nm)等远紫外光、ArF受激准分子激光器的光(波长193nm)或者F2激光器的光(波长157nm)等真空紫外光等。作为照明光IL，也可以使用超高压水银灯发出的紫外区的辉线(g线、i线等)。此外，作为光学积分器，可以使用复眼透镜(fly’s eye lens)、棒状积分器(内表面反射型积分器)或者衍射光学元件等。
掩模原版R通过例如真空吸附，被固定在上述掩模原版载物台RST上。掩模原版载物台RST通过包含例如线性电动机等未图示的掩模原版载物台驱动装置，能在垂直于照明系统10的光轴(与后述的投影光学系统PL的光轴AX一致)的XY平面内被微小地驱动，同时能以规定的扫描速度在规定的扫描方向(这里为Y轴方向)上被驱动。
通过移动镜15，掩模原版载物台RST在载物台移动面内的位置，能由掩模原版激光器干涉计(以下成为“掩模原版干涉计”)16以例如0.5～1nm左右的精度被常时地检测出来。实际上，在掩模原版载物台RST上设置了具有与Y轴方向直交的反射面的移动镜以及具有与X轴方向直交的反射面的移动镜，与上述移动镜相应地设置有掩模原版Y干涉计和掩模原版X干涉计，但在图1中仅代表性地示出了移动镜15和掩模原版干涉计16。例如，可以对掩模原版载物台RST的端面进行镜面加工，形成反射面(相当于移动镜15的反射面)。此外，作为在掩模原版载物台RST的扫描方向(在本实施方式中为Y轴方向)的位置检测中使用的、在X轴方向上延伸的反射面的替代，可以使用至少一个反向反射器(retroreflector)。其中，掩模原版Y干涉计和掩模原版X干涉计的其中一个，例如掩模原版Y干涉计是具有两个测长轴的2轴干涉计，根据该掩模原版Y干涉计的测量值，不但可以测量掩模原版载物台RST的Y位置，还可以测量绕Z轴的旋转方向(θz方向)的旋转。
来自掩模原版干涉计16的掩模原版载物台RST的位置信息被提供给载物台控制装置19，并且通过载物台控制装置19被提供给主控制装置20。载物台控制装置19响应来自主控制装置20的指令，根据掩模原版载物台RST的位置信息，通过未图示的掩模原版载物台驱动装置，驱动控制掩模原版载物台RST。
上述投影光学系统PL配置在图1的掩模原版载物台RST的下方，其光轴AX的方向为Z轴方向。作为投影光学系统PL，使用例如两侧远心的、具有缩小倍率(例如1/5或1/4)的折射光学系统。因此，当掩模原版R的照明区域被来自照明系统10的照明光IL照明时，利用穿过该掩模原版R的照明光IL，通过投影光学系统PL，在表面涂覆有光致抗蚀剂(感光剂)的晶片W上形成该照明区域内的掩模原版R的电路图形的缩小图像(部分倒立图像)。
上述载物台装置50包括：作为基板载物台的晶片载物台WST；设在该晶片载物台WST上的、作为保持装置主体的夹具主体70；驱动上述晶片载物台WST以及夹具主体70的晶片载物台驱动装置24等。上述晶片载物台WST配置在图1的投影光学系统PL的下方、未图示的基体上，包括以下部分：XY载物台31，通过构成晶片载物台驱动装置24的未图示的线性电动机，在XY方向上被驱动；Z掩模原版载物台30，承载在该XY载物台31上，通过构成晶片载物台驱动装置24的未图示的Z掩模原版驱动机构，在Z轴方向以及相对于XY平面的倾斜方向(绕X轴的旋转方向(θx方向)以及绕Y轴的旋转方向(θy方向))被微小地驱动。保持晶片W的上述夹具主体70被搭载在该Z掩模原版载物台30上。
上述夹具主体70由低热膨胀率的材料，例如陶瓷(作为一个例子，使用ショット公司的ゼロデュァ(商品名))等构成。该夹具主体70如图2的平面图所示，包括：规定厚度的圆板状主体部26；多个作为第一支持部件的突起状销钉部32、32……，在除了主体部26的上表面(图2的纸面前侧的表面)外周部附近的规定宽度的环状区域之外的中央的规定面积的区域内，以规定间隔设置；作为第二支持部的环状凸起(以下称为环缘部)28，设置在外周缘附近，围绕配置了上述多个销钉部32的上述区域。
夹具主体70的主体部26如作为夹具主体70的分解斜视图的图3所示，实际上使用三层构造的蜂窝夹层(honeycomb sandwich)构造体。即，主体部26在由厚度t1(t1为例如2～5mm左右)的陶瓷板构成的第一部件61和由厚度t1的陶瓷板构成的第二部件62之间，作为芯体，夹有由陶瓷制成的蜂窝构造体构成的芯部件(蜂窝芯)63，使上述三者彼此接合，例如通过焊接形成三层构造。在这种情况下，蜂窝芯63的厚度尺寸约为12～15mm左右。
蜂窝芯63由于作为空穴的中空部63a很多，所以整体上非常轻。正如我们所熟知的，蜂窝夹层构造体被用于飞机的尾翼等中，是压缩刚性非常高的构造体。
因此，可以充分地确保夹具主体70的刚性，并且能大幅地使其轻型化。
上述第一部件61通过对整体为圆盘状的陶瓷材料的表面进行蚀刻加工，一体地形成圆板状的基体部64，以及凸设在该基体部64上表面的环缘部28和多个销钉部32。
上述环缘部28的外径比晶片W的外径略小，例如设定得小于1～2mm左右，其上表面水平且被加工得平坦，使得当承载晶片W时，在与晶片W的背面之间没有间隙。从环缘部28的基体部64上表面开始的高度尺寸为0.01～0.3mm左右。
上述销钉部32具有突起的形状，使得其各个前端部分与环缘部28大致位于同一平面上。这些销钉部32如作为夹具主体70的平面图的图4所示，沿与Y轴方向成±30°的2轴方向、以一定间隔L(L为例如3mm)配置。即，相邻的3个销钉部32分别位于正三角形的顶点上。此时的销钉部的配置间隔L设定得使真空吸附时的晶片W的变形量在容许范围内。
这样构成的第一部件61在其制造阶段，如上所述，一体地形成基体部64、销钉部32和环缘部28之后，使用研磨装置、磨料等，对最终将成为与晶片W的接触面的多个销钉部32的上端面和环缘部28的上表面进行研磨加工。其结果是，多个销钉部32的上端面和环缘部28的上表面位于大致同一平面上。
在本实施方式中，上述蜂窝芯63如图4和作为圆A内放大图的图5所示，形成各个销钉部32分别位于中心的、作为平面视图(从上方看)为面积相等的正六角形空穴的中空部63a，即上下方向的通孔63a。相邻的通孔63a之间被厚度为d(d为例如1mm)、作为隔壁的环缘63b所隔开。因此，各通孔63a的对角线(通过中心)的长度为例如2.3mm。这样的蜂窝芯63利用挤压模挤压例如粘土(陶瓷材料)而成形，然后烧固。然后使用研磨装置，对烧固的蜂窝芯63的两端面进行研磨加工，使其平坦，由此进行制造。或者，对整体为规定厚度的圆盘状的陶瓷材料进行上述蚀刻加工，由此形成蜂窝芯状物体，再使用研磨装置等，对该蜂窝芯状物体的两端面进行研磨加工，使其平坦，由此进行制造。
现在返回到图2，大致位于正三角形各顶点的上、下方向(与纸面直交)的3个通孔(图2中未示出)，在与销钉部32不机械干涉的状态下，在主体部26的中央附近形成。上述通孔中分别插入具有圆柱形状的上下活动销钉(中心销钉(center up))34a、34b、34c，上述三个中心销钉34a～34c通过构成图1的晶片载物台驱动装置24的未图示的上下活动机构，可以在上下方向(Z轴方向)上同时自由升降同一高度。当进行后述的晶片装载、晶片卸载时，中心销钉34a～34c由上下活动机构驱动，可以由3根中心销钉34a～34c从下方支持晶片W，或者在支持状态下使晶片W上下活动。
在本实施方式中，当进行晶片装载和卸载时，使用三根上下活动销钉，但晶片的装载和卸载也可以不使用上下活动销钉。例如，在Z掩模原版载物台30的表面上形成例如在X轴方向上离开与环缘部28的直径大致相当的距离、并且在Y轴方向上延伸的一对槽部，同时在与形成夹具主体70的环缘部28的上述一对槽部相对的位置上形成共三处(与一个槽部相对的位置上一处，与另一个槽部相对的位置上两处)的爪部插入用的缺口。然后，通过在Y轴方向上相对移动夹具主体(晶片夹具)和装载或卸载用的搬送臂，进行使设置在上述搬送臂下端部的、在X轴方向上离开与上述环缘部28的直径大致相当的距离的3个爪部插入上述一对槽部，或者从槽部脱离的动作，通过在Z轴方向相对移动夹具主体和搬送臂，进行使三个爪部通过与其对应的缺口插入槽部内，或者使其脱离槽部和夹具主体的动作，由此进行晶片的装载和卸载。
此外，如图2所示，在主体部26的上表面，从主体部26上表面的中心附近沿放射方向(具有大致为120°中心角间隔的三个半径方向)，以规定间隔形成多个给排气口36。上述给排气口36也形成于与销钉部32不会发生机械干涉的位置上。给排气口36通过在主体部26内部形成的给排气通路38A、38B、38C，处于与给排气枝管40a、40b、40c连通的状态，上述排气枝管40a、40b、40c与主体部26的外周面连接，构成后述的给排气机构80。
以下以作为图2的A-A线剖视图的图6所示的给排气通路38A为代表，对上述给排气通路38A～38C进行简单说明。该给排气通路38A由以下部分构成：主干通路88A，从主体部26(更准确地说是蜂窝芯63)的外周面开始到主体部26的中心附近，沿半径方向(X轴方向)形成；多个(这里为6个)分支通路86A1～86A6，从主干通路88A开始，以规定间隔在半径方向上隔开，分别在+Z方向上分支。在这种情况下，分支通路86A1～86A6的上端的开口端分别形成上述给排气口36。其余的两个给排气通路38B、38C也与给排气通路38A同样地构成。
在如上构成的夹具主体70上，如图2所示，连接有包含作为吸附机构的真空吸附机构的给排气机构80，上述真空吸附机构相对于多个销钉部32和环缘部28的各个上端面(上端部)，吸附保持放置在夹具主体70上、由多个销钉部32和环缘部28从下方支持的晶片W。
上述给排气机构80包括：第一真空泵46A、真空室46Ba和第二真空泵46Bb以及给气装置46C；将上述第一真空泵46A、真空室46Ba和第二真空泵46Bb以及给气装置46C分别与上述给排气通路38A～38C连接的给排气管40。
上述给排气管40由以下部分构成：给排气主管40d；从上述给排气主管40d的一端分为三枝的上述给排气枝管40a、40b、40c；从给排气主管40d的另一端分为三枝的第一排气枝管40e、第二排气枝管40f、给气枝管40g。
第一真空泵46A通过电磁阀V1，与上述第一排气枝管40e的给排气主管40d相反侧的端部连接，真空室46Ba的一侧通过电磁阀V2，与上述第二排气枝管40f的给排气主管40d相反侧的端部连接。第二真空泵46Bb与真空室46Ba的另一侧连接。此外，给气装置46C通过电磁阀V3，与上述给气枝管40g的给排气主管40d的相反侧的端部连接。
此外，用于测量给排气管40内部气压的气压计与给排气主管40d的一部分连接，其图示被省略。该气压计的测量值提供给图1的主控制装置20，主控制装置20根据气压计的测量值和晶片的装载、卸载的控制信息，控制各电磁阀V1～V3的开闭，以及真空泵46A、46Bb和给气装置46C的动作。在后面对这些动作进行详细说明。
现在返回到图1，XY载物台31的构成为，不仅能在扫描方向(Y轴方向)上移动，而且能在与扫描方向直交的非扫描方向(X轴方向)上移动，使得晶片W上的多个拍摄(shot)区与投影光学系统PL相关联，位于与上述照明区域共轭的曝光区域。XY载物台31进行分步扫描动作，该分步扫描动作是反复进行扫描(scan)曝光晶片W上的各拍摄区的动作，和为了对下一个拍摄区进行曝光而移动到加速开始位置的动作的动作。
晶片载物台WST在XY平面内的位置(包括绕Z轴的旋转(θz旋转))，通过设置在Z掩模原版载物台30上表面的移动镜17，由晶片激光器干涉计系统18以例如0.5～1nm左右的精度常时地检测出来。实际上，在Z掩模原版载物台30上，如图2所示，设置有具有与非扫描方向(X轴方向)直交的反射面的X移动镜17X，以及具有与扫描方向(Y轴方向)直交的反射面的Y移动镜17Y，与此相对应，晶片激光器干涉计系统18也设置有垂直于X移动镜17X照射干涉计光束的X干涉计，以及垂直于Y移动镜17Y照射干涉计光束的Y干涉计，但在图1中，仅代表性地示出了移动镜17、晶片激光器干涉计系统18。晶片激光器干涉计系统18的X干涉计和Y干涉计是有多个测长轴的多轴干涉计，通过上述干涉计，除了可以测量晶片载物台WST(更准确地说是Z掩模原版载物台30)的X、Y位置，还可以测量旋转(偏转(yawing，作为绕Z轴的旋转的θz旋转)、倾斜(pitching，作为绕X轴的旋转的θx旋转)、摇摆(rolling，作为绕Y轴的旋转的θy旋转))。例如，可以对Z掩模原版载物台30的端面进行镜面加工，形成反射面(相当于移动镜17X、17Y的反射面)。此外，可以使多轴干涉计倾斜45°，通过设在Z掩模原版载物台30上的反射面，向设置在承载投影光学系统PL的架台(未图示)上的反射面照射激光束，检测出在投影光学系统PL的光轴方向(Z轴方向)上的相对位置信息。
晶片载物台WST的位置信息(或者速度信息)提供给载物台控制装置19，然后通过载物台控制装置19提供给主控制装置20。载物台控制装置19响应主控制装置20的指令，根据晶片载物台WST的上述位置信息(或者速度信息)，通过晶片载物台驱动装置24控制晶片载物台WST。
在本实施方式的曝光装置100中，如图1所示，具有由主控制装置20控制开关的光源，还设置有焦点位置检测系统，该焦点位置检测系统由以下部分构成：照射系统60a，朝向投影光学系统PL的成像面，沿相对于光轴AX的倾斜方向，照射用于形成多个销钉孔或狭缝的像的成像光束；受光系统60b，接收上述成像光束在晶片W表面的反射光束。与本实施方式的焦点位置检测系统(60a、60b)相同的多点焦点位置检测系统的详细构成，在例如特开平6-283403号公报以及与此对应的美国专利第5,448,332号中有公开。本发明引用该美国专利所公开的技术作为说明书的一部分。
根据主控制装置20的指令，载物台控制装置19在后述的扫描曝光时，根据来自受光系统60b的焦点偏移信号(散焦信号)，例如S曲线(curve)信号，通过晶片载物台驱动装置24，控制Z掩模原版载物台30和夹具主体70的向Z轴方向的移动，以及二维的倾斜(即θx、θy方向的旋转)，使得焦点偏移为0，即利用焦点位置检测系统(60a、60b)，控制Z掩模原版载物台30和夹具主体70的移动，由此进行在照明光IL的照射区域(照明区域和与成像关联的上述曝光区域)内，进行使投影光学系统PL的成像面和晶片W的表面重合的自动聚焦以及自动调整(auto leveling)。即，在本实施方式中，驱动装置通过主控制装置20、载物台控制装置19和晶片载物台驱动装置24，根据焦点位置检测系统(60a、60b)的检测结果，在相对于光轴AX方向和与直交的平面的倾斜方向上驱动夹具主体70。
以下，对晶片W相对于本实施方式的曝光装置的夹具主体70装载和卸载时的动作进行说明。
当晶片W进行装载时，关闭所有图2的电磁阀V1～V3，给排气机构80的给气动作和排气动作停止。
通过未图示的晶片装载机构，当晶片W被搬送到夹具主体70上方时，根据主控制装置20的指令，载物台控制装置19通过未图示的上下活动机构使中心销钉34a～34c上升。当中心销钉34a～34c的上升量达到规定量时，晶片装载机构(装载用的搬送臂)上的晶片W被交接给中心销钉34a～34c，然后晶片装载机构从夹具主体70上方回避。然后，载物台控制装置19使中心销钉34a～34c下降，由此晶片W被放置在夹具主体70上。
如上所述，当晶片W被放置在夹具主体70上时，主控制装置20开启与图2的高速排气用的真空室46Ba连通的电磁阀V2，高速地吸引(排气)由基体部64、环缘部28和晶片W包围的空间内的气体。此时，在本实施方式中，为了提高处理能力，通过使用真空室46Ba，将吸引压力设定为例如-800hPa左右高压(高度真空状态)。
如上所述，通过高速地吸附保持晶片W，结束晶片装载。然后，主控制装置20关闭图2的电磁阀V2，开启与正常工作时使用的第一真空泵46A连通的电磁阀V1。这以后，通过第一真空泵46A的吸力来吸附保持晶片W。
其中，在从将晶片W吸附保持在夹具主体70上开始，到取下晶片W之间，通过晶片载物台WST的移动，晶片W横向位移，吸引压力(吸附力)只要是对对齐精度没有负面影响程度即可，在本实施方式中，设定正常工作时使用的第一真空泵46A的吸引压力为例如-266.5hPa～-333.2hPa左右低压(低度真空状态)，以抑制被真空吸附的晶片W的变形为最小。此外，在将晶片W放置在夹具主体70上的情况，以及进行除此以外的动作的情况下，设定不同的吸引压力，由此可以缩短晶片装载所需要的时间。
另一方面，当卸载晶片W时，主控制装置20首先关闭图2的电磁阀V1，停止吸附动作。然后，主控制装置20使中心销钉34a～34c上升规定量，同时开启给气阀V3，向晶片W的底面吹气体。由此，上述真空状态被立即解除。
当中心销钉34a～34c上升规定量时，由销钉部32、环缘部28支持的晶片W被交接给中心销钉34a～34c，未图示的晶片装载机构(卸载用的搬送臂)伸入到晶片W的下侧，同时中心销钉34a～34c下降，由此晶片W就从中心销钉34a～34c交接到晶片装载机构。然后，晶片装载机构从夹具主体70上退避，结束晶片卸载。
这样，当从夹具主体70上卸载晶片W时，向晶片的底面吹气体，由此可以缩短晶片的卸载时间。
在使用真空紫外光作为照明光IL的情况下，将照明光的光路上的气体置换为氦等对照明光透过性高的气体，在这种情况下，吹向晶片底面的气体也优选对照明光透过性高的气体(例如与供给照明光路的气体相同的气体)。此外，吹向晶片底面的气体量优选不会使晶片浮起的微小量。
如上所述可知，基板保持装置由夹具主体70和给排气机构80构成。此外，作为吸附机构的真空吸附机构由第一真空泵46A、电磁阀V1、给排气管40和给排气通路38A～38C构成。
采用本实施方式的曝光装置100，与通常的扫描步进器相同，在掩模原版对齐、未图示的对齐系统的基线(base line)测量以及EGA(enhanced global alignment)等的晶片对齐等规定准备操作之后，进行以下的分步扫描方式的曝光动作。关于上述的掩模原版对齐、基线测量等准备操作，在例如特开平7-176468号公报以及与其对应的美国专利第5,646,413号中被详细地公开，此外，关于EGA，在特开昭61-44429号公报以及与其对应的美国专利第4,780,617号等中被详细地公开。本发明将上述各美国专利中公开的技术作为本说明书的一部分。
即，载物台控制装置19响应主控制装置20的指令，根据晶片对齐的结果，通过晶片载物台驱动装置24移动晶片载物台WST，使得晶片W位于保持在夹具主体70上的晶片W上的、用于使作为被曝光区域的第一拍摄区(first shot)曝光的加速开始位置。然后，载物台控制装置19通过未图示的掩模原版载物台驱动装置和晶片载物台驱动装置24，开始基线掩模原版载物台RST和晶片载物台WST在Y轴方向的相对扫描(同步移动)，进行晶片W上的第一拍摄区的扫描曝光，通过投影光学系统PL，将掩模原版R的电路图形缩小复制在第一拍摄区上。
在上述扫描曝光中，在被照射照明光IL的上述曝光区域内，需要在晶片W(各拍摄区)的表面与投影光学系统PL的成像面实质一致的状态下进行曝光，因此通过主控制装置20来进行根据上述焦点位置检测系统(60a、60b)的输出的自动聚焦、自动调整。
这样，当第一拍摄区的扫描曝光结束时，响应主控制装置20的指令，载物台控制装置19通过晶片载物台驱动装置24，使晶片载物台WST在X轴方向上进行步进移动，从而使晶片移动到用于对第二拍摄区(second shot)进行曝光的加速开始位置。然后，在主控制装置20的控制下，对第二拍摄区进行与上述相同的扫描曝光。
这样，反复进行晶片W上的拍摄区的扫描曝光以及拍摄区间的步进动作，从而将掩模原版R的电路图形顺次复制到晶片W上的所有曝光对象拍摄区上。
如上所述可知，在本实施方式中，使掩模原版载物台RST和晶片载物台WST同步并且在扫描方向上驱动的同步驱动装置由未图示的掩模原版载物台驱动装置、晶片载物台驱动装置24以及控制它们的载物台控制装置19构成。
如上所述，采用本实施方式，在构成夹具主体70的主体部26上表面，突出设置各个前端部分大致位于同一平面上的多个销钉部32，在配置上述销钉部32的区域的外侧，设置环缘部28，该环缘部28包围该区域外侧，使得销钉部32的前端面与环缘部28的上端面大致为同一高度。因此，通过多个销钉部32和环缘部28，可以在保持其平面度的状态下支持晶片W。并且，通过上述的真空吸附机构，被支持在多个销钉部32各个前端部分和环缘部28的前端的晶片W被真空吸附。
此外，主体部26由蜂窝夹层构造体构成，该蜂窝夹层构造体由构成其上表面(一个表面)侧的表层部的第一部件61和构成其下表面(另一个表面)侧的表层部的第二部件62夹持蜂窝芯63。在这种情况下，由于在蜂窝芯63上形成多个通孔63a，由此可以使其轻型化。
此外，多个通孔63a与多个销钉部32一一对应配置，形成于蜂窝芯63上，所以不会由于多个通孔63a的存在而过大损害多个销钉部32支持晶片W的功能。因此，在包含夹具主体70和真空吸附机构的基板保持装置(70、80)上，可以在保持高平面度的状态下吸附保持晶片W，从而可以实现其轻型化。
此外，采用本实施方式的曝光装置100，由于上述基板保持装置被放置在晶片载物台WST上，所以使基板保持装置轻型化，就能相应地使包含基板保持装置和晶片载物台的晶片侧可动部分的整体轻型化。因此，可以提高晶片载物台WST(包含晶片W、基板保持装置)的位置控制性。进而，例如，在上述拍摄区间步进时，可以缩短晶片对齐时的晶片载物台WST(晶片W)的定位调整时间。此外，可以缩短扫描曝光时掩模原版载物台RST和晶片载物台WST在加速结束时的同步调整时间。因此，可以提高曝光处理工序的处理能力。
进而，采用本实施方式的曝光装置100，晶片W可以保持一定程度的平面度，即可以在凹凸极小的状态下被保持在夹具主体70上。然后，通过焦点位置检测系统(60a、60b)检测出与被保持的该晶片W的Z轴方向相关的位置以及相对于XY平面的倾斜量，根据该检测结果，主控制装置20通过载物台控制装置19和晶片载物台驱动装置24，在Z轴方向和相对于XY平面的倾斜方向上驱动夹具主体70。即，进行晶片W的聚焦调整控制。由此，即使在晶片上存在平缓的倾斜，通过夹具主体70，对晶片整体的倾斜和Z轴方向的位置进行调整，由此在使晶片(拍摄区)的表面大致与投影光学系统PL的成像面重合的状态下，可以将掩模原版图形复制到晶片上。因此，不会因为散焦使图形的复制精度下降，从而可以实现高精度地曝光。
在上述实施方式中说明的销钉部32的配置、芯部的构成等，仅是一个实施例，本发明不限定于此。图7示出了第一变形例所涉及的夹具主体的一部分。该图7示出了与上述图5对应的部分。该图7所示的变形例的夹具主体70A的各销钉部32与蜂窝芯63的环缘部63b相对应，并且整体上等间隔配置。其他部分的构成与上述第一实施方式相同，因此采用该第一变形例，可以得到与上述第一实施方式相同的效果。
此外，图8示出了第二变形例所涉及的夹具主体的一部分。该图8示出了与上述图5对应的部分。该图8所示的变形例的夹具主体70B是使用圆形开口63a′与销钉部32的配置1∶1对应并且等间隔形成的芯部件的夹层结构的夹具主体，以代替构成上述夹具主体70的主体部26的蜂窝芯63。其他部分的构成与上述第一实施方式相同，因此采用该第二变形例，可以得到与上述第一实施方式相同的效果。
此外，图9示出了第三变形例所涉及的夹具主体的一部分。该图9示出了与上述图5对应的部分。该图9所示的变形例的夹具主体70C的各销钉部32与芯部件的环缘部63b′相对应，并且在整体上等间隔配置。其他部分的构成与上述第一实施方式相同，因此采用该第三变形例，可以得到与上述第一实施方式相同的效果。
用上述第一变形例～第三变形例的夹具主体代替上述夹具主体70，放置在上述晶片载物台WST上，由此可以得到与上述实施方式相同的效果。
在上述实施方式和各变形例中，在芯部件上以一定间隔形成面积相等的六角形或圆形的通孔，但本发明不限于此。例如，在芯部件上，不必开通孔，可以仅在一个表面上开孔，作为中空部(空穴)。此外，各空穴的面积(尺寸)也不必全部相等。例如，本发明人通过试验认识到，在销钉部32环缘部28的接触率最优化的情况下，可以使销钉部32的配置间隔在主体部的中心附近稀疏，在环缘部附近细密(关于这一点将在后面说明)。因此，与该销钉部32的配置最优化相对应，可以使设置在芯部的空穴在主体部的中心附近大(面积大)，在环缘部附近小(面积小)。此外，可以根据在设置空穴的主体部上的位置来改变空穴的尺寸(面积)，或者在上述基础上，根据其位置，改变空穴和空穴之间的间隔。总之，只要形成的芯部的空穴与销钉部的配置有某种对应关系即可。芯部通过挤压成形和烧固而制造，所以能容易地实现上述结构。(第二实施方式)
以下根据图10～图12B，对本发明的第二实施方式进行说明。其中，对与上述第一实施方式相同或等同的构成部分，使用相同的标号，同时简化或省略其说明。
第二实施方式所涉及的曝光装置与上述第一实施方式所涉及的曝光装置相比，仅夹具主体的结构不同，其他部分的结构与上述第一实施方式的相同。因此，以下以这些不同点为中心进行说明。
图10是第二实施方式的夹具主体170的平面图。该夹具主体170基本与上述夹具主体70同样地制造，并且结构基本相同，不同点如下所述。
在主体部26上与环缘部28一起设置的多个销钉部32，沿以主体部26上的基准点，这里为中心点，为中心的多重同心圆配置，但相邻的同心圆之间的间隔设定得越靠近环缘部28越狭窄，越离开环缘部28而接近中心点就越宽。即，多个销钉部32的配置为，相邻的销钉部32之间的间隔越离开环缘部28就越宽。
因此，位于环缘部28的销钉部32的配置为，其局部接触率(具体地讲，销钉部32与晶片W背面的接触面的面积占规定面积的单位区域的比例)尽量接近环缘部28的局部接触率(具体地讲，环缘部28与晶片W背面的接触面的面积占上述单位区域的比例)。此外，设定销钉部32的根数、前端面(上端面)的面积以及环缘部28的上端面的形状等，使得在夹具主体170整体上，环缘部28的上表面与晶片W的背面的接触面的总面积为晶片W背面与环缘部28和销钉部32的接触面整体的面积的20％以下。
此外，在第二实施方式中，设在芯部的空穴形成得在主体部26的中心附近大，在环缘部28附近小，其图示被省略。
以下根据图11A～图12A，对在第二实施方式的夹具主体170上进行上述销钉部32的配置的原因进行说明。
首先，根据图11A、图11B，对使位于环缘部28附近的销钉部32的间隔狭窄，使位于环缘部附近的销钉部的局部接触率接近于环缘部的局部接触率的原因进行说明。图11A是表示夹具主体170的外缘附近的放大平面图，图11B是简要地表示吸附保持晶片W的图11A的夹具主体170的纵剖视图。
如上所述，在夹具主体170的制造阶段，为了确保由销钉部32上端部和环缘部28上表面确定的平面的平面度，在构成主体部26的第一部件61的基体部64上形成销钉部32和环缘部28之后，对上述上端部和上表面进行研磨加工。此时，在本实施方式中，由于环缘部28的局部接触率和销钉部的局部接触率接近，所以在研磨加工时，可以减小研磨部件(加工部件)对环缘部28的接触压力与研磨部件(加工部件)对位于环缘部附近的销钉部的接触压力的差。因此，可以使如图11B所示的销钉部32与环缘部28的加工台阶Δb比如图18所示的现有技术的晶片夹具25′的销钉部32′与环缘部28′的加工台阶Δa小。
其中，环缘部28起到密封件的作用，用于保持晶片W和主体部26(基体部64)之间的真空，所以比环缘部28外侧的晶片部分处于大气压下。因此，晶片W的外缘部(c部分)为自由端。在这种情况下，晶片W的外缘部(c部分)的高度依赖于角度θ1，上述角度θ1由加工台阶Δb和真空吸附产生的晶片W的变形量两个物理量决定。即，如图11B所示，在将销钉部32和环缘部28的加工台阶Δb设定得较小的第二实施方式的夹具主体170中，可以降低保持在该夹具主体170上的晶片W的外缘部(c部分)的高度。因此，通过使位于环缘部28附近的销钉部32的间隔狭窄，并且使位于环缘部28附近的销钉部的局部接触率接近环缘部的局部接触率，可以在对晶片W的外缘部附近的拍摄区进行曝光时，排除或减小散焦的影响。
以下根据图12A，对在本实施方式中将相邻的销钉部32之间的间隔在主体部26的中心点附近设定得较宽，在环缘部28附近设定得较窄的原因进行说明。
图12A是表示假设将与如图10所示的拍摄区SA相同的晶片W背面的区域沿+X方向移动到拍摄区SA′的位置时，该晶片W背面的区域与夹具主体170(销钉部32和环缘部28)之间的接触率的变化的简图。在该图12A中，由点划线表示的曲线C1表示象现有技术(参照图18A)那样，等间隔地配置销钉部32的情况下(以下称为“一定销钉配置”)的夹具主体的接触率的变化，由实线表示的曲线C2表示象第二实施方式那样，从主体部26上表面中心开始到环缘部28的附近，逐渐加密地配置销钉部32的情况下(以下称为“连续销钉配置”)的接触率的变化。此时，由曲线C1所表示的一定销钉配置的夹具主体和晶片整体之间的总接触率，以及由曲线C2所表示的连续销钉配置的夹具主体和晶片整体之间的接触率大致相等。作为晶片W，使用SEMI规格的8英寸晶片(直径约等于200mm)，图12A的横轴表示拍摄区SA(参照图10)的中心SC的位置。
在该图12A中，在拍摄区位于环缘部28上的状态(参照图10的拍摄区SA′)下，即拍摄区的中心位于离开夹具中心约85mm的位置的情况下(参照图10的拍摄区SA′的中心SC′)，由曲线C1所表示的一定销钉配置的接触率急剧地上升。但是，如果采用第二实施方式的连续销钉配置，则如曲线C2所示，随着拍摄区的中心离开晶片W的中心，接触率逐渐上升。因此，可以将在离开晶片中心约85mm的位置(参照图10的拍摄区SA′)的接触率的上升控制得很小。离开该晶片中心约85mm的位置的接触率的上升量远小于一定销钉配置(曲线C1)的上升量。
即，由于夹具的表面形状与研磨加工的性质、接触率的变化大致对应地变化，所以通过采用第二实施方式那样的连续销钉配置，可以使环缘部28和销钉部32之间的加工台阶非常小。
因此，在连续销钉配置的夹具主体170(曲线C2)上，通过将晶片W整体与夹具主体170的接触率设定得与一定销钉配置的夹具主体(曲线C1)的接触率大致相等，可以降低环缘部28和销钉部32之间的加工台阶。因此，放置在连续销钉配置的夹具主体170上的晶片，不会增加在晶片和夹具主体170之间夹杂异物的可能性，可以抑制加工台阶引起的晶片周缘部的变形。
在这种情况下，通过采用上述连续销钉配置，夹具主体170(以及保持在其上的晶片W)的表面形状与现有技术相比，具有平缓的变化，但拍摄区SA与晶片W相比是很小的，并且在曝光时，根据上述焦点位置检测系统(60a、60b)的测量值，在Z轴方向以及相对于XY平面的倾斜方向上驱动Z掩模原版载物台30，由此可以对晶片表面的高度和倾斜进行校正，因此夹具主体和晶片表面不会因为曝光时的散焦而变化。
这种情况下的夹具主体中心附近的销钉部的配置间隔(接触率)设定得使真空吸附时的晶片变形量在容许范围内。
图12A的双点划线所示的曲线C3表示去除环缘部28，直到环缘部28的位置进行连续销钉配置的假想夹具主体的接触率。通过使位于环缘部28附近的销钉部32的接触率与环缘部28的接触率完全相等，如曲线C3所示，在理论上可以完全消除加工台阶。
以下，对夹具主体170的环缘部28的宽度(以下称为“环缘宽度”)的具体设计方法进行说明。
设整体接触率(销钉部32和环缘部28与晶片W之间的接触面的总面积相对于晶片W背面整体的面积所占的比例)为ρ，销钉部接触率(销钉部32与晶片W之间的接触面的总面积相对于晶片W背面整体面积所占的比例)为ρp，晶片的半径为R〔mm〕，环缘部的宽度为b〔mm〕，将销钉部接触率与整体接触率的误差设定在20％以内，即将环缘部与晶片W之间的接触面积设定在环缘部和销钉部与晶片之间的接触面积的20％以内，则可以以下式(1)表示。
(ρ-ρp)/ρ≤0.2    ……(1)
其中，所谓的20％，是本发明人对多个销钉部与晶片之间的接触面积、环缘部与晶片之间的接触面积以及多个销钉部和环缘部与晶片之间的接触面积(总接触面积)，以及上述面积和加工台阶之间的关系，进行了各种模拟和试验的结果，是能得到十分实用的结果的范围。
另一方面，起到晶片W和构成夹具主体170的主体部26之间的密封件作用的环缘部28不能设定得与晶片W外周相同的直径。因此，假设环缘部28保持在晶片外周内侧1mm，销钉部接触面积为A，由于通常b＜＜R，所以整体接触率ρ可以表示为下式(2)。
ρ＝〔A+π(R-1)2-π(R-1-b)2〕/πR2
     〔A+2π(R-1)·b〕/πR2             ……(2)
此外，销钉部接触面积ρp可以表示为下式(3)。
ρp＝A/πR2                               ……(3)
根据上式(2)、(3)，上式(1)可以表示为下式(4)。
(ρ-ρp)/ρ
〔{A+2π(R-1)·b}/πR2-(A/π R2)〕/ρ≤0.2…(4)
对该式(4)进行整理变形，得到下式(4)′。
{2π(R-1)·b}/πR2≤0.2ρ    ……(4)′
由式(4)′可知，环缘部的宽度b优选在由下式(5)所表示的范围内。
b≤(0.1ρR2/(R-1)            ……(5)
在使用例如SEMI规格的8英寸晶片(直径约等于200mm)的情况下，如果希望将整体接触率设定在3％以下，则可以通过上式(5)，将环缘部28的宽度b设定为下式(6)的范围。
b≤(0.1×0.03×1002)/(100-1)0.30(mm)……(6)
此外，在同样的条件下，在使用例如SEMI规格的12英寸晶片(直径约等于300mm)的情况下，环缘部的宽度b可以为下式(7)的范围。
b≤(0.1×0.03×1502)/(150-1)0.45(mm)……(7)
采用上述的环缘部的设计方法，将夹具主体与晶片的整体接触率限制在3％以下，并且使环缘部的接触面积在整体接触面积的20％以内，由此可以抑制加工台阶和在晶片之间的异物夹层，得到良好的夹具主体。
采用上述的第二实施方式的曝光装置，除了可以得到与上述第一实施方式的曝光装置100相同的效果，还可以得到以下效果。
即，通过夹具主体170具有的多个销钉部32、环缘部28，可以在大致保持其平面度的状态下支持晶片W。在这种情况下，多个销钉部32配置为，越离开环缘部28，相邻的销钉部32之间的间隔越宽，所以如利用图12A的前述说明，可以使环缘部附近的销钉部与晶片之间的局部接触率接近于环缘部与晶片之间的局部接触率。因此，采用第二实施方式，在夹具主体170的制造阶段，在为了获得夹具主体170的晶片接触面侧的平面度而使用研磨装置进行研磨加工的情况下，可以减小研磨部件(加工部件)对环缘部和环缘部附近的销钉部的接触压力差，由此可以极大地减小研磨加工时产生的两者间的加工台阶。即，可以极大地减小在夹具主体与晶片的接触面上产生的加工台阶，其结果是可以减小在晶片外缘部附近的自由端产生的变形(倾斜角度)。
此外，采用第二实施方式，将环缘部与晶片之间的接触面积设定在多个销钉部32和环缘部28与晶片之间的总接触面积的20％以下。在这一点上，如上所述，也可以极大地减小制造阶段中研磨加工的各销钉部32和环缘部28之间的加工台阶。
在上述第二实施方式中，对销钉部32配置得随着离开环缘部28，其间隔逐渐变大的情况进行了说明，但本发明不限于此。即，多个销钉部32可以配置为，例如相邻的销钉部32之间的间隔在环缘部28附近、夹具主体170的中央附近以及两者之间的部分内阶段性地变化。在上述情况下，位于环缘部28附近的销钉部32与位于其他部分的销钉部32相比，以较密的间隔配置。因此，可以使环缘部附近的销钉部与晶片之间的局部接触率接近于环缘部28与晶片之间的局部接触率。因此，与上述第二实施方式相同，可以极大地减小研磨加工时产生的两者间的加工台阶，其结果是可以减小晶片外缘部附近的自由端产生的变形(倾斜角度)。
只要销钉部和环缘部满足上述设计条件(环缘部与基板之间的接触面积在整体接触面积的20％以内)，异物夹杂在容许范围内(例如晶片与夹具主体整体之间的接触率为3％以下)，就可以使销钉部32与上述第一实施方式同样地为一定销钉配置。即，在上述第一实施方式的曝光装置100中，优选夹具主体70满足上述设计条件，晶片与夹具主体整体之间的接触率在例如3％以下。
这样，如图12B的曲线C4所示，通过设定销钉部和环缘部，与现有的一定销钉配置(曲线C1)相比，减小了环缘部的加工台阶，所以也可以抑制由上述夹具主体保持的晶片在外缘部的变形。因此，可以消除或减轻在晶片W的外周部附近的散焦的形成原因。
此外，在上述第二实施方式中，对沿以与晶片W的中心位置对应的夹具主体170上的基准点(中心点)为中心的多重同心圆配置多个销钉部32的情况进行了说明，但本发明不限于此，该配置是相对自由的。即，位于环缘部28附近的销钉部32，与位于其他部分的销钉部32相比，以较密的间隔配置，其他部分只要以将晶片变形抑制到能容许范围内的间隔配置就可以了。(第三实施方式)
以下根据图13A、图13B，对本发明的第三实施方式进行说明。其中，对与上述第一、第二实施方式相同或等同的构成部分，使用相同的标号，并且简化或省略其说明。
第三实施方式所涉及的曝光装置与上述第一实施方式的曝光装置相比，仅夹具主体的结构不同，其他部分的结构与上述第一实施方式相同。因此，以下仅以这样不同点为中心进行说明。
图13A是表示第三实施方式的夹具主体170A的平面图。
由图13A可见，在第三实施方式中，在构成夹具主体170A的主体部26上的外缘部，形成二重的环缘部28a、28b。上述环缘部28a、28b配置为宽度相同、半径差为1～3mm左右的同心圆状。此外，环缘部28a、28b之间的空间51(参照图13B)内的气体，通过在主体部26上表面的环缘部28a、28b之间形成的未图示的给排气口，被与上述第一实施方式的给排气机构80相同的给排气机构抽出。夹具主体170A的其他结构与第二实施方式的夹具主体170相同。
以下根据作为图13A的纵剖视图的图13B，对在夹具主体170A上设置两个环缘部28a、28b的原因进行说明。
如在第二实施方式中所说明的，晶片W的外缘部(c部分)的高度依赖于由加工台阶以及由于真空吸附而产生的晶片W的变形量等两个物理量决定的角度。
其中，如上所述，使环缘部28a、28b之间的距离为1～3mm左右，由此可以认为其面积大致相等，所以各环缘部28a、28b的加工速度大致相等，在环缘部28a、28b上几乎不会产生加工台阶。因此，仅由真空吸附产生的晶片W的变形量引起如图13B所示的自由端(c部分)的倾斜角度θ2。
因此，可以使角度θ2比采用一重环缘部的情况下(图13B中虚线表示的晶片W′)的自由端的角度θ1小。
即，通过使用上述夹具主体170A保持晶片W，可以极大地抑制晶片W外缘部的变形(跷曲)。此时，由于设置二重环缘部，所以环缘部的接触面积比销钉部大。因此，优选销钉部和二重环缘部的接触率设计得满足与上述第二实施方式相同的条件。
采用上述第三实施方式，除了可以得到与上述第二实施方式相同的效果，还可以更进一步抑制晶片自由端的变形。
在上述第三实施方式中，对设置二重环缘部的情况进行了说明，但也可以设置三重、四重等多重环缘部。在这种情况下，为了降低环缘部的接触率，可以从外侧的环缘部开始到内侧的环缘部，逐渐减小宽度。
在上述各实施方式中，对环缘部28、销钉部32和基体部64一体地成形的情况进行了说明，但本发明不限于此。即，所有基体部、销钉部(第一支持部件)、环缘部(第二支持部件)，或者其中任意一个都可以分别构成。在这种情况下，可以使用粘结剂，将与基体部分离构成的销钉部和环缘部中至少一个固定在基体部64上表面。
此外，在上述各实施方式中，对使用晶片(圆形基板)作为基板的情况进行了说明，但基板也可以是四角形或其他多角形。在上述情况下，通过与该基板的形状对应地设定环缘部的形状，可以得到与上述实施方式相同的效果。此外，对基体部的形状(在上述各实施方式中为圆板状)不特别限定。
此外，环缘部一般需要保持真空状态，所以为了连续地与晶片接触，需要其局部接触率比销钉部的高(即加工速度慢)，但在将环缘部的接触面积设定得较小的情况下，相反地会在环缘部上产生凹台阶。因此，在上述各实施方式中，与将环缘部的接触率设定在整体接触率的20％以内的上限相同，优选对环缘部的接触率设定下限。
在上述各实施方式中，对环缘部几乎整个上表面都与晶片W的背面直接接触的情况进行了说明，但本发明不限于此，可以采用在环缘部的上端面进一步设置多个高度较低的突起部的第二支持部件。在上述情况下，由于与晶片的接触面是突起部，所以在环缘部上表面和晶片之间产生高度为突起部高度的间隙，真空吸力稍有下降，但由于接触面为突起部，可以实现与图12A所示的曲线C3相同的接触率，如上所述，这一效果非常大。当在环缘部的上端面设置多个突起部时，可以使由该多个突起部限定的平面与由多个销钉部32限定的平面的高度大致相等，或者使由设在环缘部上端面的多个突起部限定的平面比由多个销钉部32限定的平面稍低。
此外，在上述各实施方式中，环缘部的上端面与由多个销钉部32限定的平面大致为同一高度，但环缘部的上端面也可以比由多个销钉部32限定的平面稍低。
在上述各实施方式中，第二支持部件指上端部比其周边高而形成的环缘部(凸部)，但第二支持部件的概念不限于此，例如象图14A所示的第四变形例的夹具主体270那样，可以使主体部126上表面的中央部比外缘部低，以该挖低的凹部的内部底面127为基准面，将位于比该基准面高的部分128的内周面附近的环状部分作为第二支持部件。在这种情况下，优选设定内周面的直径，使得部分128和晶片W之间的接触面的宽度(即从晶片W外缘部到内周面的距离)满足上述(6)、(7)。
此外，象图14B所示的第五变形例的夹具主体370那样，在凹部的内部底面127上进一步设置环状凸部228的同时，在保持晶片W时，通过与上述第二实施方式相同的给排气机构，将在部分128和环状凸部228之间形成的环状凹部134内的气体抽出。
此外，在上述各实施方式中，如图2所示，从主体部26的中心附近开始沿放射方向排列的多个给排气口36以大致120°的间隔配置，但本发明不限于此。图15A示出了适用于上述各实施方式的第六变形例的夹具主体。图15A所示的夹具主体的在主体部26上形成的多个给排气口36排列为井字形，并且采用一根上下活动销钉(中心销钉)34d。其他部分的结构与上述各实施方式相同。因此，采用该第四变形例，可以得到与上述各实施方式等同的效果，同时可以大幅地降低真空吸附时产生的晶片的部分变形，即复制掩模原版图形的晶片上的拍摄区的排列误差，进而可以提高曝光精度(复制精度)。
以下参照图15B，对在图15A所示的主体部26上形成的给排气口36的配置进行说明。在图15A中，多个给排气口36配置为井字形，但实际上有以下两组给排气口列：第一组，由沿在纸面内大致上下方向延伸的一对直线、以规定间隔排列的多个给排气口36构成；第二组，由沿在纸面内大致左右方向延伸的一对直线，以规定间隔排列的多个给排气口36构成。与第一组和第二组任何一个对应的一对直线都是非平行的。具体地讲，如图15B所示，与第一组对应的在纸面内上下方向延伸的一对直线LY1、LY2是非平行的，设定以主体部26的中心为原点的直交坐标系XY，将与直线LY1、LY2的斜率对应的参数称为梯形度Δ，规定Δ＝(a/ΔY)/ΔX〔ppm/m〕，则设定直线LY1、LY2，使得例如梯形度Δ小于1。例如，在SEMI规格的12英寸晶片(直径＝300mm)中，ΔX＝ΔY＝100mm，设定梯形度Δ等于1，则a＝10nm。由此，可以大幅地减小真空吸附时晶片的变形，提高曝光精度。
在如图2所示的多个给排气口36放射状地排列的夹具主体70中，通过仅使用在主体部26中心附近形成的一部分给排气口36，可以得到与如图15A所示的多个给排气口36井字形地排列的夹具主体相同的效果。
此外，在上述各实施方式中，对将晶片吸附在夹具主体上的吸附机构为真空吸附机构的情况进行了说明，但本发明不限于此。即，可以使用静电卡盘(chuck)等作为吸附机构。在上述情况下，第二支持部件由于不需要作为密封件的功能，所以没有必要采用环状或无接头形状，可以采用一部分切除的、整体形状为环状的凸部等构成。或者，如果使钉部前端具有静电卡盘的功能，则可以不设置第二支持部件。
在上述各实施方式中，对夹具主体的表面进行加工，形成销钉部和环缘部之后，可以用例如与夹具主体相同或不同的材料被覆在其表面，从而最终完工。
此外，在上述的说明中，对用夹层构造体来构成夹具主体的主体部的情况进行了说明，但本发明不限于此。即，可以通过一体成形来形成夹具主体(或者基板保持装置的主体)。在这种情况下，形成销钉部等的一侧的外观形状与上述实施方式的相同，另一侧可以根据与销钉部的配置的某种对应关系，以规定间隔形成规定深度的孔(空穴)。在这种情况下，通过与上述第一部件相同的方法，制造主体部。这样，在保持晶片的平面度的情况下，可以实现夹具主体的轻型化，进而可以提高晶片载物台的位置控制性。
在上述各实施方式中，对夹具主体为3层结构的情况下进行了说明，但本发明不限于此，夹具主体可以是由形成多个销钉部的第一部件和与第一部件形成销钉部的相反侧的第二部件构成的2层构造。在这种情况下，可以在第一部件和第二部件的至少一个(即一个或两个)上形成空穴。此外，空穴不限于上述正六角形、圆形的开口，可以形成各种形状的开口。
此外，在上述各实施方式中，对本发明的基板保持装置采用晶片夹具的情况进行了说明，但本发明的基板保持装置不限于此，例如在反射型掩模原版中，由于将其背面侧保持在掩模原版夹具上，所以可以将本发明用于这样的掩模原版夹具。
此外，在上述说明中，采用3层构造或2层构造等多怪构造作为夹具主体，但构成各层的材料可以不相同，而使用彼此不同的材料。例如，在3层构造中，可以使构成第一部件的材料与构成蜂窝芯和第二部件的材料互不相同。此外，可以用与第一部件相同的材料将夹具主体熔接而一体地构成，或者用与第一部件不同的材料(例如铝等金属)将夹具主体熔接而一体地构成。此外，也可以使用粘结剂来使其一体地构成。
在上述第二和第三实施方式中，与上述第一实施方式相同，使用在主体部26上设置多个空穴、以实现轻型化的晶片夹具，但也可以使用不设置上述空穴的现有的晶片夹具。此外，在上述各实施方式中使用三根上下活动销钉(中心销钉)，但也可以采用例如特开2000-100895号公报和与其对应的美国专利第6,184,972号所公开的一根上下活动销钉。
在上述各实施方式中，作为光源，使用KrF受激准分子激光器光源(输出波长248nm)等紫外光源、F2激光器、ArF受激准分子激光器等真空紫外区的脉冲激光器光源等，但本发明不限于此，也可以使用Ar2激光器光源(输出波长126nm)等其他真空紫外光源，或者水银灯等紫外光源等。此外，作为真空紫外光，不限于上述各光源输出的激光，例如也可以使用将DFB半导体激光器或光纤激光器振荡产生的红外区、或可视区的单一波长激光通过例如掺杂有铒(Er)(或铒和镱(Yb)两者)的光纤放大器(fiber amplifier)进行放大，然后利用非线性光学结晶，将其波长变换为紫外光之后的高频波。也可以使用EUV光、X射线或者电子射线以及离子束等带电粒子射线作为曝光光束。
在上述各实施方式中，对本发明用于分步扫描方式等的扫描型曝光装置的情况进行了说明，但本发明的适用范围不限于此。即，本发明也可以很好地用于分步重复方式的缩小投影曝光装置、镜面投影式对准器(mirror projection aligner)或者接近式(proximity)的曝光装置等中。
将由多个透镜构成的照明光学系统、投影光学系统组装到曝光装置主体中，进行光学调整，同时将由多个机械部件构成的掩模原版载物台和晶片载物台安装在曝光装置主体上，连接配线或配管，然后进行综合调整(电气调整、动作检测等)，由此可以制造上述各实施方式的曝光装置。曝光装置的制造优选在温度和洁净度被控制的无尘室(clean room)内进行。
此外，在上述各实施方式中，对本发明用于半导体制造用的曝光装置中的情况进行了说明，但本发明不限于此，可以广泛地应用于例如用于制造将液晶显示元件图形复制到角型玻璃板的液晶用曝光装置、薄膜磁头、摄像元件、有机EL、微电机、DNA芯片等的曝光装置等中。
此外，本发明不仅可以应用于半导体元件等微型器件中，还可以应用于为了制造在光曝光装置、EUV曝光装置、X射线曝光装置以及电子射线曝光装置等中使用的掩模原版或掩模而在玻璃基板或硅晶片上复制电路图形的曝光装置。其中，在使用DUV(远紫外)光或VUV(真空紫外)光等的曝光装置中，一般使用透过型掩模原版R，并且使用石英玻璃、掺杂氟元素的石英玻璃、萤石、氟化镁或水晶等作为掩模原版基板。(器件制造方法)
以下，对在光刻工序中使用曝光装置的器件的制造方法的实施方式进行说明。
图16表示器件(IC或LSI等半导体芯片、液晶板、CCD、薄膜磁头、微电机等)的制造例的流程图。如图16所示，首先在步骤201中(设计步骤)，进行器件的功能·性能设计(例如半导体器件的电路设计等)，然后进行用于实现该功能的图形设计。然后在步骤202(掩模制作步骤)中，制作形成所设计的电路图形的掩模。另一方面，在步骤203(晶片制造步骤)中，使用硅等材料来制造晶片。
然后，在步骤204(晶片处理步骤)中，使用在步骤201～步骤203中准备的掩模和晶片，如后所述，利用光刻技术等，在晶片上形成实际的电路等。然后，在步骤205中(器件组装步骤)中，使用在步骤204中处理的晶片，进行器件组装。在该步骤205中，根据需要，包含切割(dicing)工序、接合(bonding)工序以及封装(packaging)工序等工序。
最后，在步骤206(检查步骤)中，对在步骤205中制造的器件进行动作确认测试、耐用测试等检查。经过上述工序之后，完成器件的制造，然后出厂。
图17表示半导体器件的上述步骤204的详细流程实例。在图17的步骤211(氧化步骤)中，使晶片的表面氧化。在步骤212(CVD步骤)中，在晶片表面形成绝缘膜。在步骤213(电极形成步骤)中，通过蒸镀，在晶片表面形成电极。在步骤214(离子注入步骤)中，向晶片注入离子。以上步骤211～214分别构成晶片处理的各阶段的前处理工序，在各阶段中，根据所需要的处理进行选择、执行。
在晶片处理的各阶段，当上述前处理工序结束时，进行以下的后处理工序。在后处理工序中，首先在步骤215(抗蚀剂形成步骤)中，在晶片上涂覆感光剂。然后在步骤216(曝光步骤)中，利用以上说明的光刻系统(曝光装置)以及曝光方法，将掩模的电路图形复制到晶片上。然后在步骤218(蚀刻步骤)中，通过蚀刻，除去抗蚀剂残留部分以外的部分的露出材料。在步骤219(抗蚀剂除去步骤)中，将蚀刻已完成、不需要的抗蚀剂除去。
反复进行上述前处理工序和后处理工序，在晶片上形成多层电路图形。
采用以上说明的本实施方式的器件制造方法，由于在曝光工序(步骤216)中使用上述实施方式的曝光装置，所以能以高处理能力且高精度地将掩模原版的图形复制到晶片上。其结果是可以提高高集成度的器件的生产性(包括成品率)。
上述本发明的各实施方式和各变形例是现阶段优选的实施方式和变形例，但光刻系统的本领域技术人员在不脱离本发明实质和范围的情况下，可以容易地想到对上述各实施方式和各变形例进行很多添加、变形、置换。根据所述的权利要求的范围，所有上述添加、变形、置换都包含在本发明的范围内。

Claims (32)

1.一种基板保持装置，保持平板状的基板，其特征在于，
包括保持装置主体，该保持装置主体在其一个表面的规定面积的区域内，具有各个前端部分大致位于同一平面上而配置的、支持上述基板的多个突起状的第一支持部件，
在除了上述保持装置主体的上述一个表面侧的表层部之外的部分中，至少在上述表层部和另一个表面侧的表层部之间的部分上，形成与上述多个第一支持部件的配置对应配置的多个空穴。
2.根据权利要求1所述的基板保持装置，其特征在于，
上述第一支持部件在上述保持装置主体的上述一个表面内分别与上述各空穴至少一一对应地配置。
3.根据权利要求2所述的基板保持装置，其特征在于，
上述多个空穴以一定间隔二维地配置在上述保持装置主体上，与上述各空穴至少一一对应地配置的上述第一支持部件在整体上等间隔的配置。
4.根据权利要求2所述的基板保持装置，其特征在于，
上述多个第一支持部件在上述保持装置主体的上述一个表面上，部分地间隔不同地配置，同时上述多个空穴在上述保持装置主体的上述部分上，间隔和尺寸其中至少一个不同而配置。
5.根据权利要求1所述的基板保持装置，其特征在于，
上述保持装置主体包括形成上述多个第一支持部件的第一部件和在上述另一个表面侧的第二部件而一体地构成，在上述第一部件和第二部件的至少其中一个上形成上述多个空穴。
6.根据权利要求5所述的基板保持装置，其特征在于，
上述保持装置主体至少通过使用与上述第一部件相同的材料熔接而一体地构成。
7.根据权利要求5所述的基板保持装置，其特征在于，
上述保持装置主体至少通过使用与上述第一部件不同地材料熔接而一体地构成。
8.根据权利要求5所述的基板保持装置，其特征在于，
上述保持装置主体通过粘结剂而一体地构成。
9.根据权利要求1所述的基板保持装置，其特征在于，
上述保持装置主体为夹层构造体，该夹层构造体由上述一个表面侧的第一部件、上述另一个表面侧的第二部件以及夹持在上述两个部件之间、形成上述多个空穴的芯部件构成。
10.根据权利要求9所述的基板保持装置，其特征在于，
上述芯部件为蜂窝芯。
11.根据权利要求1所述的基板保持装置，其特征在于，
上述保持装置主体还具有第二支持部件，该第二支持部件配置在上述一个表面的上述规定面积的区域的外侧，围绕上述区域的外侧，与上述多个第一支持部件一起，在大致保持其平面度的状态下支持上述基板。
12.根据权利要求11所述的基板保持装置，其特征在于，
还包括吸附机构，将上述基板吸附在上述多个第一支持部件各个前端部分和上述第二支持部件的前端部。
13.根据权利要求11所述的基板保持装置，其特征在于，
在上述多个第一支持部件中，至少位于上述第二支持部件附近的第一支持部件与位于其他部分的第一支持部件相比，以较密的间隔配置。
14.根据权利要求11所述的基板保持装置，其特征在于，
上述第二支持部件与上述基板之间的接触面积设定在上述多个第一支持部件和第二支持部件与上述基板之间的总接触面积的20％以下。
15.一种曝光装置，利用能量束对基板进行曝光，形成规定的图形，其特征在于，包括：
权利要求1所述的基板保持装置，保持上述基板；以及
基板载物台，放置上述基板保持装置，能在二维平面内向至少一个方向移动。
16.根据权利要求15所述的曝光装置，其特征在于，还包括：
掩模载物台，保持形成上述图形的掩模；
投影光学系统，将从上述掩模射出的上述能量束投射到上述基板上；
焦点位置检测系统，检测由上述基板保持装置保持的上述基板表面的与上述投影光学系统的光轴方向相关的位置，以及相对于与上述光轴方向直交的平面的倾斜量；以及
驱动装置，根据上述焦点位置检测系统的检测结果，在上述光轴方向以及相对于与上述光轴方向直交的平面的倾斜方向其中至少一个方向上驱动上述基板保持装置。
17.根据权利要求16所述的曝光装置，其特征在于，
还包括同步驱动装置，使上述掩模载物台和上述基板载物台同步，在上述一个方向上进行驱动。
18.一种器件制造方法，包含光刻工序，其特征在于，
在上述光刻工序中，使用权利要求15所述的曝光装置进行曝光。
19.一种基板保持装置，保持平板状的基板，其特征在于，
包括保持装置主体，该保持装置主体具有在规定面积的区域内，各个前端部分大致位于同一平面上而配置并且支持上述基板的多个突起状的第一支持部件，以及配置在上述区域的外侧，包围上述区域外侧的至少大部分的第二支持部件，通过上述多个第一支持部件和上述第二支持部件，在大致保持其平面度的状态下支持上述基板，
在上述多个第一支持部件中，至少位于上述第二支持部件附近的第一支持部件与位于其他部分的第一支持部件相比，以较密的间隔配置。
20.根据权利要求19所述的基板保持装置，其特征在于，
上述多个第一支持部件进行如下配置，即越离开上述第二支持部件，相邻的第一支持部件间的间隔越宽。
21.根据权利要求19所述的基板保持装置，其特征在于，
上述多个第一支持部件配置在以与上述基板的中心位置对应的上述保持装置主体的基准点为中心的多个同心圆上。
22.根据权利要求19所述的基板保持装置，其特征在于，
还包括吸附机构，将上述基板吸附在上述多个第一支持部件各个前端部分和上述第二支持部件的上端部。
23.根据权利要求22所述的基板保持装置，其特征在于，
上述第二支持部件具有完全包围配置上述多个第一支持部件的区域的环状内周面，
上述吸附机构为真空吸附机构，在上述基板被支持在上述保持装置主体上的状态下，通过上述基板和上述保持装置主体，使在上述第二支持部件的内周面内侧形成的空间成为真空状态。
24.根据权利要求23所述的基板保持装置，其特征在于，
上述第二支持部件具有配置成同心圆状的环状凸部和该环状凸部外周侧的环状凹部，
上述真空吸附机构使上述环状凹部也成为真空状态。
25.根据权利要求24所述的基板保持装置，其特征在于，
上述环状凸部设置成二重以上的同心圆状，上述真空吸附机构使相邻的环状凸部之间的空间也成为真空状态。
26.根据权利要求19所述的基板保持装置，其特征在于，
上述第二支持部件与上述基板之间的接触面积设定为在上述多个第一支持部件和上述第二支持部件与上述基板之间的总接触面积的20％以下。
27.根据权利要求26所述的基板保持装置，其特征在于，
上述多个第一支持部件和上述第二支持部件与上述基板之间的接触面积占上述基板的由上述第一和第二支持部件所支持的一侧表面的全面积的比例，设定为3％以下。
28.一种曝光装置，通过投影光学系统，将在掩模上形成的图形复制到基板上，其特征在于，包括：
权利要求19所述的基板保持装置；
焦点位置检测系统，检测由上述基板保持装置保持的上述基板表面的与上述投影光学系统的光轴方向相关的位置，以及相对于与上述光轴方向直交的平面的倾斜量；以及
驱动装置，根据上述焦点位置检测系统的检测结果，在上述光轴方向以及相对于与上述光轴方向直交的平面的倾斜方向其中至少一个方向上驱动上述基板保持装置。
29.一种器件制造方法，包含光刻工序，其特征在于，
在上述光刻工序中，使用权利要求28所述的曝光装置进行曝光。
30.一种基板保持装置，保持平板状的基板，其特征在于，
包括保持装置主体，该保持装置主体具有在规定面积的区域内，各个前端部分大致位于同一平面上而配置并且支持上述基板的多个突起状的第一支持部件，以及配置在上述区域的外侧，包围上述区域外侧的至少大部分的第二支持部件，通过上述多个第一支持部件和上述第二支持部件，在大致保持其平面度的状态下支持上述基板，
上述第二支持部件与上述基板之间的接触面积设定在上述多个第一支持部件和上述第二支持部件与上述基板之间的总接触面积的20％以下。
31.一种曝光装置，通过投影光学系统，将在掩模上形成的图形复制到基板上，其特征在于，包括：
权利要求30所述的基板保持装置；
焦点位置检测系统，检测由上述基板保持装置保持的上述基板表面的与上述投影光学系统的光轴方向相关的位置，以及相对于与上述光轴方向直交的平面的倾斜量；以及
驱动装置，根据上述焦点位置检测系统的检测结果，在上述光轴方向以及相对于与上述光轴方向直交的平面的倾斜方向其中至少一个方向上驱动上述基板保持装置。
32.一种器件制造方法，包含光刻工序，其特征在于，
在上述光刻工序中，使用权利要求31所述的曝光装置进行曝光。
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