JP2000286330A

JP2000286330A - 基板保持チャックとその製造方法、露光方法、半導体装置の製造方法及び露光装置

Info

Publication number: JP2000286330A
Application number: JP11093354A
Authority: JP
Inventors: Kenji Matsumoto; 研二松本; Yoichi Takehana; 洋一竹花; Shiyougo Fukazaki; 正号深崎
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエハ等の基板を真空吸着する基板保持チャッ
クにおいて、片面加工が原因の基板保持チャックの反り
を防止する。【解決手段】ピンコンタクトタイプの基板保持チャック
１０において、基板を保持しない側に、基板の反りの原
因となる、応力を緩和する応力緩和体を形成する。応力
緩和体は補助支持体２ｂ、第一環状壁体３ｂ、第二環状
壁体４ｂである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板を真空吸引に
よって固定する基板保持チャックに関し、特に微細加工
の製造プロセスで、ウエハ、ガラス等の基板を固定する
ために使用される基板保持チャックに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の基板保持チャックの一例とし
て、半導体を製造するプロセスの露光工程で使用される
基板（ウエハ）保持チャックが挙げられる。この基板保
持チャックは、ミクロンオーダーの微細加工に使用され
るので、単に基板を真空吸着して固定するだけではな
く、適正な露光を実現するため、露光光の正確性が得ら
れるように基板の微小変形を防止することが要求されて
いる。

【０００３】微小変形の原因を究明した結果、その原因
は露光の作業環境で存在するパーティクルであることが
判明している。すなわち、ウエハと基板保持チャック表
面の間にパーティクルが介在した状態でウエハを真空吸
着すると、パーティクルによって薄い基板が微小変形を
起こして平坦性が阻害されることになる。

【０００４】このような課題を解決する基板保持チャッ
クとして、例えば、特開平10−229115号公報に記載され
た、いわゆるピンコンタクトタイプの基板保持チャック
が、既に提案されている。この公報に記載された基板保
持チャックは、窒化アルミニウムセラミックからなる基
板の表面に円環状の壁体と、その内部に柱状の微細な補
助支持体（ピン）を機械加工によって形成して構成され
ている。このような構成によれば、基板は基板保持チャ
ックと全面接触すること無く、接触面積が著しく減少す
ることができるので、パーティクルが基板と基板保持チ
ャックとの間に介在する確率を飛躍的に低減できる。
又、円環状の壁体上にウエハを載置して真空吸着する
際、負圧によるウエハの湾曲変形は、補助支持体によっ
て抑制される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、高度情報化
社会の到来によって、半導体の集積度は指数関数的に上
昇し、半導体の製造プロセスにおけるパターン精度も日
増しに微細化している。このため、半導体の製造プロセ
スに関係する各工程の製造技術も、このような技術的要
請に応えるべく日々改良が行なわれている。

【０００６】フォトリソグラフィーによってウエハに回
路パターンを形成するための露光工程もその例外ではな
い。露光工程においては微細化を推進するために、露光
光の短波長化とレンズのＮＡの増大が重要な課題の一つ
になっている。そして、これらを実現するためには露光
光源、光学系の改良だけではなく、ウエハを真空吸着に
よって保持する基板保持チャックにも新たな課題が発生
する。

【０００７】それは、短波長化と、光学系のＮＡの増大
によって従来に比べて更に焦点深度が浅くなるので、極
めて高い水準の平坦性を維持してウエハを保持すること
である。

【０００８】しかしながら、従来の基板保持チャック
は、セラミック材料を機械加工しているため、基板の平
坦性には限界があり、１μm 以下の平坦性を実現するが
困難であった。

【０００９】このような背景の下、本発明は案出された
ものであり、セラミック材料より高い平坦性を容易に実
現できるように、新規の材料と構造からなる基板保持チ
ャック、及びその製造方法を提供することを目的とす
る。特に、出発原料基板の表面を、選択的に除去して補
助支持体等を形成したときに発生する、基板保持チャッ
クの反りを抑制することを他の目的とする。

【００１０】又、基板との接触面積を低減し、パーティ
クルの悪影響を低減した基板保持チャック、及びその製
造方法を提供することを他の目的とする。

【００１１】更に、基板との接触面積を低減し、且つ、
強度を向上させた基板保持チャック、及びその製造方法
を提供することを他の目的とする。

【００１２】又、露光光の短波長化の伴って焦点深度が
浅くなる露光において、露光光の補助支持体とが正確に
合致するように、ウエハを保持して露光する露光方法を
提供することを他の目的とする。

【００１３】又、上述の露光方法を実行できる露光装置
を提供することを他の目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の着想は、補助支
持体及び壁体を形成する際、エッチング可能な基板の表
裏面の応力状態を改善するため、吸着に使用しない裏面
にも応力改善の凹凸パターンを形成することに基づいて
いる。

【００１５】本発明の第一発明は、基板を真空吸引する
際の負圧を形成する壁体と、前記真空吸引の際の基板の
変形を抑制する複数の補助支持体とを基板の表面に形成
した基板保持チャックにおいて、前記補助支持体と前記
壁体は、出発基板材料の表面を選択的に除去して形成さ
れており、出発材料基板の裏面に、表面と裏面の応力差
を低減する応力緩和体を形成したことを特徴とする基板
保持チャック。出発材料基板の片面だけを選択的にエッ
チングすると、表面と裏面の応力状態が異なり、基板に
反りが発生するが、裏面に凹凸パターン等の応力緩和体
を形成することにより、表面に発生した応力を低減する
ことができる。表裏面は基本的に一致した凹凸パターン
になることが好ましい。この場合、表面と裏面の応力差
を効果的に低減できるとともに、どちらの面でも基板を
支持することができる。しかし、表面と裏面の応力差を
改善できる範囲であれば、凹凸パターンは異なっても良
い。応力緩和体の形成方法は、エッチング、機械加工等
が挙げられる。又、補助支持体等と応力緩和体の製作方
法は異なっても構わない。

【００１６】本発明の第二発明は、出発材料基板は、エ
ッチング可能な材料であることを特徴とする第一発明の
基板保持チャック。第三発明は、エッチング可能な材料
が、ガラス又はシリコンを主成分とすることを特徴とす
る第一又は第二発明の基板保持チャック。第四発明は、
真空吸引された基板の、表面のＰ−Ｖ値（ピークーバレ
ー値）が０．５μｍ以下になるように、突起体の頂部を
平坦に形成したことを特徴とする第一から第三発明の何
れかの基板保持チャックである。

【００１７】第五発明は、補助支持体の頂部は平坦面か
らなり、該頂部を含む仮想平面の平坦性が、１μｍ以下
であることを特徴とする第一発明〜第四発明の何れかに
記載の基板保持チャックである。

【００１８】第六発明は、各補助支持体の頂部の平坦面
の総和は、基板面積に対して０．５％以下であることを
特徴とする第一発明〜第五発明の何れかの基板保持チャ
ックである。

【００１９】第七発明は、補助支持体はエッチング可能
な材料表面から離れるに従って断面積が縮小する形状で
あることを特徴とする第一発明〜第六発明の何れかに記
載の基板保持チャックである。

【００２０】上述の基板保持チャックにおいて、エッチ
ング可能な材料としてはガラス基板がある。ガラス基板
の硝種としては、アモルファスガラス、結晶化ガラスが
挙げられる。硝種は石英ガラス、アルミノシリケートガ
ラス、アルミノボロシリケートガラス、感光性ガラスが
好ましい。ガラス基板は基板の微小変形を抑制できるよ
うに熱膨張率が１０ｐｐｍ以下が好ましい。又、半導体
プロセス等不純物の混入を防止するプロセスで使用する
基板保持チャックの場合、石英ガラスに代表される無ア
ルカリガラスが特に好ましい。

【００２１】この種のガラスとしては、石英ガラスの他
に、ＳｉＯ₂が５５〜６８％、Ａｌ₂Ｏ₃が７〜１４
％、Ｂ₂Ｏ₃が７〜１５％、ＭｇＯが１〜６％、ＳｒＯ
が１〜１０％、ＢａＯが１〜１０％のガラスが挙げられ
る。

【００２２】又、無アルカリガラスなくても、アルカリ
イオンを微量に抑えたガラスでも実用上使用することが
できる。例えば、重量％でＳｉＯ2 が５０〜７０％、Ａ
ｌ2 Ｏ3 が１４〜２８％、Ｎａ₂Ｏ₃が１〜５％、Ｍｇ
Ｏが１〜１３％、ＺｎＯが０〜１１％のガラスが挙げら
れる。ガラス以外のエッチング可能な材料としては、Ｓ
ｉ基板、ＳｉＣ基板，ＳｉＮ、ＷＣ等が挙げられる。
又、これらの材料に導電物質をドープしても良い。

【００２３】又、ガラス基板の表面は、平坦性が０．５
μｍ以下が好ましく、特に０．１μｍ以下が好ましい。
又、表面粗さは０．１μm 以下が好ましい。これはＳｉ
基板等でも同様である。

【００２４】補助支持体は、基板を微小突起で点接触で
支持する支持体であり、その形状は、円柱、角柱、角
錐、円錐、円錐台、角錐台が好ましい。これらの形状の
なかでも、特に、ガラス基板表面から遠ざかるに従っ
て、断面積が縮小し、頂部も平坦な円錐台と角錐台が好
ましい。

【００２５】これは、基板との接触面積を減少させ、且
つ、強度も向上することができるためである。特に、円
錐台等は、側面が連続面なので後述する帯電防止膜の被
着性が良好になり、帯電防止効果が高い基板保持チャッ
クを得ることができる。補助支持体の高さは０．０５μ
ｍ〜０．５μｍが好ましい。そして、この補助支持体
は、壁体と同等又は僅かに壁体より低い高さが好まし
い。頂部は、基板と接触する領域及びその近傍を指し、
曲面、平坦面、斜面が好ましい。

【００２６】ガラス基板の補助支持体等の表面加工は、
研削等の機械加工、イオンミリング、サンドブラスト、
超音波加工、ドライエッチング、ウエットエッチングが
適している。

【００２７】壁体は、吸着する基板の真空吸着時の負圧
空間を、エッチング可能な材料からなる基板の表面及び
基板と協働して形成する部材であると共に、基板を補助
支持体と協働して支持する。この壁体は、単数又は複数
個、設けることができる。そして、壁体は、補助支持体
と同じ製造方法で製作しても良いが、補助支持体ほどの
微細加工を必要としないので、壁体は補助支持体と別の
製造方法で製作し、双方を組み合わせて基板保持チャッ
クとしても良い。

【００２８】上述の基板保持チャックは、微細加工のプ
ロセス（例えば、露光工程、検査工程、処理液塗布等の
処理工程）において、基板を固定する手段として好適に
使用できる。

【００２９】基板保持チャックは、部分的又は全域に帯
電防止膜を被着することが、パーティクルの吸着防止の
観点から好ましい。成膜方法は、スパッタ，ＣＶＤ、蒸
着が適しており、その膜材料としては窒化アルミ、窒化
チタン、金、ＩＴＯ、珪素、炭化珪素等が使用できる。

【００３０】第八発明は、第一発明〜第七発明の基板保
持チャックを製造する基板保持チャックの製造方法にお
いて、補助支持体及び壁体の少なくとも補助支持体と、
応力緩和体のそれぞれは、その頂部に相当する部分が残
存するように、出発材料基板の表面及び裏面をフォトリ
ソグラフィ法によって、選択的にエッチングして形成す
ることを特徴とする基板保持チャックの製造方法であ
る。

【００３１】上述の発明において、フォトリソグラフィ
法でエッチングするときのガラス基板に被着マスク薄膜
としては、例えば、金や白金等の貴金属、炭化シリコ
ン、窒化シリコン、多結晶シリコン等の薄膜が挙げられ
る。このマスク薄膜はスパッタリングやＣＶＤ法で形成
することができる。エッチング可能な材料がＳｉ等の材
料の場合は，ＳｉＯ₂等が挙げられる。

【００３２】又、これらのマスク薄膜をパターン化した
パターンに従って行なうエッチングは、ウエットとドラ
イにどちらのエッチングでも良いが、ウエットエッチン
グは、等方性エッチングができ、テーパ状の補助支持体
が容易に製作できるので好ましい。

【００３３】又、上述のガラス基板又はシリコン基板の
エッチャントとしては、ドライエッチングの場合、ＣＦ
₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、ＳＦ₆，ＮＦ₃，Ｃｌ₂、Ｈ
ＣＬ、ＨＢｒ等の成分を含むガスが適している。又、ウ
エットの場合は、弗酸弗化アンモン混合液等の弗酸系の
水溶液が適している。

【００３４】第九発明は、第一発明〜第七発明の基板保
持チャックを製造する基板保持チャックの製造方法にお
いて、出発材料基板の表面及び裏面のそれぞれにおけ
る、補助支持体又は応力緩和体の頂部に相当する部分に
マスク部を形成し、マスク部に被覆されていない部分を
エッチングして除去して補助支持部と、応力緩和体を形
成することを特徴とする基板保持チャックの製造方法で
ある。

【００３５】第十発明は、エッチングがウエットエッチ
ングであることを特徴とする第七発明又は第八発明の基
板保持チャックの製造方法である。

【００３６】第十一発明は、第八発明〜第十発明の何れ
かにおいて、出発材料基板の表面及び裏面の内少なくと
も表面を、平坦性が０．１μｍ以下になるように鏡面研
磨し、この鏡面研磨した面を実質的に維持して、補助支
持体及び壁体の少なくとも補助支持体の頂部となるよう
に、補助支持体及び壁体の少なくとも補助支持体を形成
することを特徴とする基板保持チャックの製造方法であ
る。

【００３７】上述の発明において、最終的に得られる補
助支持体の頂部は、前工程の研磨工程で形成した平坦性
を損なわないことが好ましいが、発明が達成しようとす
る平坦性を実現できる範囲であれば、補助支持体の頂部
は研磨面に完全一致してなくても良い。「実質的に維持
する」とは、例えば、研磨工程の後工程の洗浄等による
表面改質を排除するものではない。

【００３８】第十二発明は、第一発明から第七発明の何
れかの基板保持チャックによって、レジスト付きウエハ
を吸引保持し、前記ウエハ上のレジストに選択的に露光
を施すことにより、潜像を形成する露光方法である。

【００３９】第十三発明は、第十二発明の露光方法を含
むフォトリソグラフィ法によって、ウエハに回路パター
ンを形成する半導体装置の製造方法である。

【００４０】第十四発明は、露光光源と、露光の対象と
なる基板を保持する基板保持チャックと、該基板保持チ
ャックを載置する載置台と、露光光源から発する露光光
を前記基板に投影する投影光学手段とを備え、前記基板
保持チャックは、第一発明から第七発明の何れかの基板
保持チャックであることを特徴とする露光装置である。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る、基板保持
チャックとその製造方法を、図面を参照して説明する。（第１実施例）図１は、基板（シリコンウエハ）を保持
した本実施例に係る基板保持チャックの断面図、図２は
その基板保持チャックの表面側平面図、図３は補助支持
体の拡大斜視図である。

【００４２】図１に示すように、本実施例の基板保持チ
ャック１０は、石英ガラス基板１の表面に、シリコンウ
エハ２０を主に載置する第一環状壁体３ａ及び第二環状
壁体４ａと、複数の補助支持体２ａとを突出形成してい
る。又、石英ガラス基板１の裏面には、第一環状壁体３
ａ、第二環状壁体４ａ、補助支持体２ａのそれぞれと、
上下対称になる位置に、第一環状壁体３ｂ、第二環状壁
体４ｂ、補助支持体２ｂがそれぞれ形成されている。こ
こで、補助支持体２ｂ、第一環状壁体３ｂ、第二環状壁
体４ｂのそれぞれは、応力緩和体である。このように、
石英ガラス基板１の表面と裏面が同じ凹凸形態になって
いるので、表面と裏面間における応力状態がほぼ同一に
なる。これにより、石英ガラス基板の反りを防止するこ
とができる。本例の場合、石英基板の表面と裏面に同じ
補助支持体を形成しているので、どちらの面でシリコン
ウエハ基板２０を支持しても良い。

【００４３】前記第一環状壁体３ａと、第二環状壁体４
ａは、シリコンウエハ２０と協働して真空吸着時の真空
閉空間を形成している。石英ガラス基板１は、外径１０
０ｍｍの大略円盤形状からなり、厚さは２．５ｍｍであ
る。

【００４４】図２に示す通り、第一環状壁体３ａは石英
ガラス基板１の外周縁部を取り巻くように形成され、第
二環状壁体４ａはガラス基板１の円周方向をほぼ３分割
した位置に各一個づつ形成されている。第一環状壁体３
ａは、幅０．１５ｍｍ、高さ０．５ｍｍ、外径１００ｍ
ｍの円筒形状からなる。又、第二環状壁体４ａは、幅
０．１５ｍｍ、高さ０．５ｍｍ、外径１５．０ｍｍの円
筒形状からなる。

【００４５】補助支持体２ａは、図３に示すように底部
７から頂部８に向かって断面積が縮小する円錐台形状
（上底０．１ｍｍ、下底１．１ｍｍ、高さ０．５ｍｍ）
になっている。そして、この補助支持体２ａは、第一環
状壁体３ａの内周面と、第二環状壁体４ａの外周面で挟
まれた領域に、ピッチ２ｍｍの格子状に配列されてい
る。頂部８は平坦面で各補助支持体の頂部は平坦性が
０．８６μm の仮想平面に含まれる。

【００４６】そして、第一環状壁体３ａと第二環状壁体
４ａとシリコンウエハ１０によって形成される閉空間に
空気を排出、挿入する流路５（径２ｍｍ）がガラス基板
の表面と裏面の間に形成されている。この流路５はそれ
ぞれ図示しない真空ポンプに接続されている。

【００４７】尚、上述した第２環状壁体４ａの内側に
は、内径１０mmの貫通孔６が形成されており、この貫通
孔を、露光装置の基板載置台に配設された棒状の基板搬
送手段が移動できるようになっている。又、図２に基づ
いた説明は、基板保持チャック１０の表面における各部
材について行なったが、基板保持チャック１０の裏面に
も、同一の各部材が表面と上下対称の位置に形成されて
いる。

【００４８】以上の構成を有する基板保持チャック１０
による、ウエハ２０の固定方法について説明する。支持
棒に支持されたシリコンウエハ２０は、支持棒の降下に
よって第一環状壁体３と第二環状支持体４の頂部に載置
される（図１参照）。次に、図示しない真空ポンプを稼
動させて流路５から閉空間を排出し、閉空間を負圧にし
て、シリコンウエハ２０を基板保持チャック１０に固定
する。

【００４９】このように、ウエハ２０を固着しているの
で、ウエハの平坦度は、０．３４μm であり、良好な平
坦性が確認された。又、基板保持チャックに反りは認め
られなかった。本実施例のウエハ保持チャックの評価結
果を、他の実施例と併せて図８の表１に記載した。

【００５０】次に、図４〜図７を参照して上述の基板保
持チャック１０の製造方法を説明する。先ず、石英から
なるガラス基板を大略ウエハと同等の形状（１００ｍｍ
の外径、厚さ２．５ｍｍ）に加工し、この基板の表裏面
をラッピング、ポリッシングして鏡面に加工する。ラッ
ピングでは酸化セリウムを、ポリッシングではコロイダ
ルシリカを夫々砥粒に使用した。この研磨により、ガラ
ス基板の表面は０．６７μm の平坦度となった。

【００５１】次に、前工程で得られたガラス基板１８の
研磨面にマスク薄膜１１ａを表面に、マスク薄膜１１ｂ
を裏面に形成する。このマスク薄膜は、応力緩和体であ
る、裏面の補助支持体、第一、第二環状壁体を製作する
ためのマスクである。これらのマスク膜１１ａ、１１ｂ
は、ガラス基板側からＣｒ膜１２ａ、１２ｂ（膜厚５０
０オングストローム）、Ａｕ膜１３ａ、１３ｂ（膜厚１
０００オングストローム）の二層構造からなり、スパッ
タで順次成膜した（図４参照）。そして、このマスク薄
膜１１ａ、１１ｂ上にレジストを塗布し、通常のフォト
リソグラフィー法によって第一環状壁体、第二環状壁体
と、補助支持体の各頂部に相当する部分をレジストパタ
ーン１５ａ，１５ｂとして残存させた（図５参照）。

【００５２】次に前工程で形成したマスクパターン１５
ａ、１５ｂに従って、よう素水溶液とよう化カリウム水
溶液の混合溶液でウエットエッチングを行ない、最初に
Ａｕ膜をパターン化し、その後硝酸セリウムアンモン水
溶液でＣｒ膜をパターン化した。このようにして、Ｃｒ
膜とＡｕ膜からなる２層構造のマスク薄膜パターン１６
ａ，１６ｂをガラス基板の両側に形成した（図６参
照）。

【００５３】次に、マスク薄膜パターンを形成した石英
ガラス基板を、弗酸と弗化アンモン混合水溶液に侵漬
し、ガラス表面及び裏面を化学エッチングして補助支持
体等を表面、裏面に形成した（図７参照）。尚、裏面の
補助支持体等は応力緩和体である。この化学エッチング
は等方性のエッチングなので、エッチングにより残存し
た補助支持体は、全て、基板から離れるに従って断面が
連続的に縮小した円錐台形状（上底０．１ｍｍ、下底
１．１ｍｍ、高さ０．５ｍｍ）となった。又、第一環状
体、第二環状体の断面は、上面０．１ｍｍ、下面１．１
ｍｍ、高さ０．５ｍｍの台形になった。

【００５４】次に、ガラス基板上のマスクパターン膜
を、よう素水溶液とよう化カリウム水溶液の混合溶液、
硝酸セリウムアンモン水溶液に順次浸漬してマスクを除
去し、最後に１０ｍｍドリルを用いたドリル加工により
貫通孔を形成した。

【００５５】（第２実施例〜弟4 実施例）第２〜第４実
施例は、出発材料基板であるガラス基板の形状と、壁体
及び補助支持部のレイアウト・形状を上述の実施例１か
ら変更したものである。実施例２〜4 の相違点は補助支
持体の頂部の平坦性にある。

【００５６】何れの実施例も出発材料基板の石英ガラス
基板の形状は、２３０ｍｍ角の正方形、厚さは１０ｍｍ
である。壁体は、石英ガラス基板の外周に幅が４ｍｍ
で、外径が２００ｍｍのリング形状となるように突出形
成した。補助支持体はこの壁体の内側にピッチが１．３
ｍｍとなる格子状に配列した。補助支持体は上面0.1 ｍ
ｍ、下面0.2 ｍｍ、高さ０．０５ｍｍの円錐台形状にし
た。

【００５７】パターンの形成方法は上述の実施例と同様
のフォトリソグラフィ法で行なった。そして、ガラス基
板の平坦性は、実施例２では０．１μｍ、実施例３では
０．５μｍ、実施例４では１．０μｍにした。

【００５８】（第５実施例）この実施例は、ガラス基板
を外径２００ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円盤形状とした。外
周外壁は石英ガラス基板の外周に突設し、その内側にピ
ッチが１３ｍｍの格子状に補助支持体を配列した。又、
補助支持体の形状は、下底径２ｍｍ、上底径１．９ｍ
ｍ、高さ０．０５ｍｍの円錐台形状とした。

【００５９】（第６実施例）第１〜５実施例の製造方法
において、エッチングの際のマスク薄膜は、ＣｒとＡｕ
の二層構造としたが、この実施例ではスパッタによって
形成した一層のＳｉＣ膜（膜厚８００オングストロー
ム）に代えた。又、基板の出発材料は、２３０ｍｍ角の
正方形、厚さが１０ｍｍの石英ガラス基板を使用した。

【００６０】最初に、この石英ガラス基板の表裏面を第
１実施例同様に鏡面研磨し、その研磨面にスパッタリン
グで膜厚８００オングストロームのＳｉＣ膜を形成し
た。そして、通常のフォトリソグラフィ法によって、石
英ガラス基板の全周縁部に幅４ｍｍの外壁用ＳｉＣマス
クパターンと、この外壁用パターンの内側に、一辺の長
さが０．４ｍｍの正方形からなる補助支持体用ＳｉＣマ
スクパターンを２ｍｍピッチで形成した。

【００６１】次に、ＳｉＣマスクパターン付き石英ガラ
スを弗酸弗化アンモン混合水溶液に侵漬し、ガラス基板
表面に等方性の化学エッチングを施した。これにより、
下底０．３５ｍｍ、上底０．０８ｍｍ、高さ０．１６ｍ
ｍの正四角錘台と、高さ０．１６ｍｍ、幅４ｍｍの外壁
をガラス基板上に形成した。

【００６２】（第７実施例）この実施例では、ガラス基
板のエッチングマスクを、上述の実施例のスパッタ膜の
代わりに、スクリーン印刷で形成した。そして、出発材
料は、２５０ｍｍ角、厚さが４ｍｍのアルミノ珪酸ガラ
ス基板（ＮＡ４０：ＨＯＹＡ株式会社製）を使用した。

【００６３】最初に、アルミノ珪酸ガラス基板を実施例
１と同様に鏡面研磨し、その研磨面にスクリーン印刷法
によって、ガラス基板の表裏面にマスクパターンを形成
した。このマスクパターンは、エポキシ樹脂からなり、
直径２００ｍｍの円の外周に沿って形成した幅２ｍｍの
外壁用マスクと、直径０．２ｍｍの円形からなり１０ｍ
ｍピッチで格子状に配列された補助支持体用マスクとか
ら構成されている。

【００６４】次に、マスクパターン付きガラス基板表
面、裏面を順次ドライエッチングした。ドライエッチン
グは、ＥＣＲプラズマエッチング装置を使用し、ＣＦ₄
とＣＨ₄の混合ガスをガラス基板上に供給し反応性プラ
ズマによって化学エッチングを行なうものである。

【００６５】このドライエッチングによって、外壁と補
助支持体を表裏面に突出形成したアルミノ珪酸ガラス基
板を得た。外壁は基板の全外周縁に沿って形成され、高
さ０．０５ｍｍ、幅２ｍｍの形状であり、補助支持体
は、下底０．２５ｍｍ、上底０．２ｍｍ、高さ０．０５
ｍｍの円錐台形状になっている。

【００６６】（第８実施例）この実施例は、出発材料基
板として直径７０ｍｍの円形の感光性ガラス（ＰＥＧ
３：ＨＯＹＡ株式会社製）を使用した。この実施例では
感光性ガラスの表面加工に先立ち、予め外壁、補助支持
体パターンを形成するためのフォトマスクを製作する。

【００６７】このフォトマスクは外壁と補助支持体の角
頂部に相当する部分が紫外光の透過部となっている。外
壁パターンは７０ｍｍの直径、幅２ｍｍの環状、補助支
持体用パターンは対角線の長さが０．６ｍｍの正八角形
の形状になっている。そして、補助支持体用パターンは
外壁パターンの内側に位置し、１０ｍｍピッチの格子状
に配列されている。

【００６８】次に、第一実施例同様に鏡面研磨した感光
性ガラス基板に、上述のフォトマスクを通して、紫外光
を照射し、除去する部分を感光させる。そして感光性ガ
ラスを５００℃で加熱処理した後、濃度５％の弗酸水溶
液に侵漬し、感光した部分を除去する。裏面にも同様の
処理を行なう。

【００６９】これにより、表裏面に外壁と補助支持体を
突出形成したガラス基板を得ることができた。外壁は、
ガラス基板の外周縁部に高さ０．５ｍｍ、幅２ｍｍの形
状であり、補助支持体は高さ０．５ｍｍ、対角線の長さ
が０．６ｍｍの正八角形を底面にする正八角柱となっ
た。

【００７０】（第９実施例）この実施例は、第一実施例
の基板材料をガラスからシリコン基板に変えたものであ
る。他の変更点は、基板の概略外径を２３０ｍｍに変
え、出発材料の表裏面の表面粗さを、０．３５μｍとし
て、最終的に得られる補助支持体の頂部の平坦性を０．
４３μｍに偏向している。他の構造、製造方法は第一実
施例と同一である。

【００７１】（参考例）本参考例は、出発材料をガラス
にし、補助支持体等の凹凸をエッチングではなく、機械
加工によって行ない、表裏面のパターンを異ならした例
である。出発材料は、２５０ｍｍ角、厚さが４ｍｍのア
ルミノ珪酸ガラス基板（ＮＡ４０：ＨＯＹＡ株式会社
製）を使用した。最初に、アルミノ珪酸ガラス基板の表
裏面をラッピング、ポリッシングして鏡面に加工する。
ラッピングでは酸化セリウムを、ポリッシングではコロ
イダルシリカを夫々砥粒に使用した。この研磨により、
ガラス基板の表面は０．６７μm の平坦度となった。こ
の基板の表裏面を切削加工により外壁と補助支持体を形
成した。基板表面の外壁は基板の全外周縁に沿って形成
され、高さ１．０ｍｍ、幅５ｍｍの形状であり、補助支
持体は１ｍｍ角の四角柱が５ｍｍピッチの間隔で形成さ
れている。基板裏面には、基板表面の補助支持体を形成
した部位に相当する基板裏面に深さ０．５ｍｍ，幅３ｍ
ｍΦのザグリ形状を形成した。

【００７２】（各実施例の評価結果）以上、第１実施例
から第９実施例、並びに参考例の各基板保持チャックの
各項目について評価した結果を図８の表１に示す。この
評価結果から判るように、本実施例の基板保持チャック
は、複数の各補助支持体頂部の高さが均一であることが
判る。又、本実施例の基板保チャックによって、ウエハ
を真空吸着した時、ウエハと基板保持チャックとの接触
比率も低減できたことが判る。更に吸着時の基板の平坦
性が損なわれていないことが判る。又、「不良パターン
の不良率」の評価項目から、短波長での適正露光が実現
できたことが確認できた。又、基板保持チャックの反り
は認められなかった。

【００７３】（露光方法、半導体装置の製造方法と露光
装置）第１実施例の基板保持チャックを露光装置に搭載
して、半導体の回路パターンを形成した。露光装置は、
ｉ線の露光光源と、この光源から発した露光光によって
レチクルのパターンをウエハ上に結像させる光学手段
と、レジスト付きウエハを保持した基板保持チャック
と、この基板保持チャックを移動自在に保持する載置台
とからなる。前記基板保持チャックは、上述の第１実施
例の基板保持チャックを採用している。又、基板保持チ
ャックの真空吸引のための流路は外部の真空ポンプに接
続している。

【００７４】この露光装置によって、ウエハに回路パタ
ーンを形成して半導体装置を製造した。この露光方法に
よって得られたウエハに、露光光のピントずれに起因す
る不良回路パターンは認められ無かった。

【００７５】

【発明の効果】本発明の基板保持チャックによれば、高
い表面平坦性を実質的に維持した頂部であることから、
吸着する基板の変形を抑制して真空吸着することができ
る。又、基板保持チャックの反りを防止して、吸着する
基板の変形を抑制して真空吸着することができる。又、
吸着する基板と基板保持チャックとの接触面積を低減す
ることができるので、パーティクルを原因とした基板の
平坦性の悪化を、防止することができる。

【００７６】又、本発明の基板保持チャックの製造方法
によれば、上述の基板保持チャックを容易に製作するこ
とができる。

【００７７】又、本発明の露光方法、半導体の製造方
法、露光装置によれば、短波長帯の露光光において、焦
点の位置ズレによる不良品の発生を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の断面図である。

【図２】実施例の基板保持チャックの表面側の平面図で
ある。

【図３】補助支持体の拡大斜視図である。

【図４】本実施例の製造方法の工程図である。

【図５】本実施例の製造方法の工程図である。

【図６】本実施例の製造方法の工程図である。

【図７】本実施例の製造方法の工程図である。

【図８】本実施例の評価結果を示す表である。

【符号の説明】

１…石英ガラス基板２ａ、２ｂ…補助支持体３ａ，３ｂ…第一環状壁体４ａ、４ｂ…第二環状壁体１０…基板保持チャック２０…ウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者深崎正号東京都新宿区中落合２丁目７番５号ホーヤ株式会社内Ｆターム(参考） 3C016 DA03 5F031 CA02 CA05 HA10 HA13 MA27 PA13 5F043 AA25 AA26 AA37 BB17 BB18 BB25 DD30 EE35 GG10 5F046 CC08 CC10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を真空吸引する際の負圧を形成する
壁体と、前記真空吸引の際の基板の変形を抑制する複数
の補助支持体とを基板の表面に形成した基板保持チャッ
クにおいて、前記補助支持体と前記壁体は、出発基板材料の表面を選
択的に除去して形成されており、出発材料基板の裏面
に、表面と裏面の応力差を低減する応力緩和体を形成し
たことを特徴とする基板保持チャック。
【請求項２】出発材料基板は、エッチング可能な材料か
らなることを特徴とする請求項１記載の基板保持チャッ
ク。
【請求項３】エッチング可能な材料が、ガラス又はシリ
コンを主成分としたことを特徴とする請求項１又は２に
記載の基板保持チャック。
【請求項４】真空吸着された基板の、表面におけるＰ
−Ｖ値が０．５μｍ以下になるように、補助支持体の頂
部を平坦に形成したことを特徴とする請求項１〜３の何
れかに記載の基板保持チャック。
【請求項５】補助支持体の頂部は平坦面からなり、該
頂部を含む仮想平面の平坦性が、１μｍ以下であること
を特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の基板保持チ
ャック。
【請求項６】各補助支持体の頂部の平坦面の総和は、
基板面積に対して０．５％以下であることを特徴とする
請求項１〜５の何れかに記載の基板保持チャック。
【請求項７】補助支持体は基板表面から離れるに従っ
て断面積が縮小する形状であることを特徴とする請求項
１〜６の何れかに記載の基板保持チャック。
【請求項８】請求項１記載の基板保持チャックを製造
する基板保持チャックの製造方法において、補助支持体
及び壁体の少なくとも補助支持体と、応力緩和体のそれ
ぞれは、その頂部に相当する部分が残存するように、出
発材料基板の表面及び裏面をフォトリソグラフィ法によ
って、選択的にエッチングして形成することを特徴とす
る基板保持チャックの製造方法。
【請求項９】請求項１記載の基板保持チャックを製造
する製造方法において、出発基板材料の表面及び裏面の
それぞれに、補助支持体及び壁体の少なくとも補助支持
体と、応力緩和体のそれぞれの頂部に相当する部分にマ
スク部を形成し、マスク部に被覆されていない部分をエ
ッチングして除去して、補助支持体及び壁体の少なくと
も補助支持体と応力緩和体を形成することを特徴とする
基板保持チャックの製造方法。
【請求項１０】エッチングがウエットエッチングであ
ることを特徴とする請求項８又は９記載の基板保持チャ
ックの製造方法。
【請求項１１】出発材料基板の表面と裏面の内少なく
とも表面を平坦性が１μm 以下になるように鏡面研磨
し、この鏡面研磨した面を実質的に維持して、補助支持
部及び壁体の少なくとも補助支持体の頂部となるよう
に、補助支持体及び壁体の少なくとも補助支持体を形成
することを特徴とする請求項８〜１０の何れかに記載の
基板保持チャックの製造方法。
【請求項１２】請求項１〜７の何れかの請求項に記載
の基板保持チャックによって、レジスト付きウエハを吸
引保持し、前記ウエハ上のレジストに選択的に露光を施
すことにより、潜像を形成することを特徴とする露光方
法。
【請求項１３】請求項１２記載の露光方法を含むフォ
トリソグラフィ法によって、ウエハに回路パターンを形
成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】露光光源と、露光の対象となる基板を
保持する基板保持チャックと、該基板保持チャックを載
置する載置台と、露光光源から発する露光光を前記基板
に投影する投影光学手段とを備え、前記基板保持チャッ
クは請求項１〜請求項７の何れかに記載の基板保持チャ
ックであることを特徴とする露光装置。