JP2001068536A - 露光装置およびそれに用いられる支持部材 - Google Patents
露光装置およびそれに用いられる支持部材Info
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- JP2001068536A JP2001068536A JP23656899A JP23656899A JP2001068536A JP 2001068536 A JP2001068536 A JP 2001068536A JP 23656899 A JP23656899 A JP 23656899A JP 23656899 A JP23656899 A JP 23656899A JP 2001068536 A JP2001068536 A JP 2001068536A
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高精度で露光処理を行うことができる露光装
置およびそれに用いられる支持部材を提供すること。ま
た、上記に加えて半導体ウェハを傷つけたり、パーティ
クルを発生させることがない露光装置およびそれに用い
られる支持部材を提供すること。 【解決手段】 半導体ウェハ4を支持する支持部2と、支
持部2に支持された半導体ウェハ4に対して微細パターン
を形成するための露光処理を施す露光部3とを有する露
光装置1は、支持部2を構成する支持部材である静電チャ
ック5、ＸＹステージ６、ステージ駆動系7の少なくとも
１つが、２０〜３０℃における熱膨張係数が−１×１０
-6〜１×１０-6／℃、ヤング率が１５０ＧＰａ以上、比
剛性が５０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ3以上のセラミックスから
なる。
置およびそれに用いられる支持部材を提供すること。ま
た、上記に加えて半導体ウェハを傷つけたり、パーティ
クルを発生させることがない露光装置およびそれに用い
られる支持部材を提供すること。 【解決手段】 半導体ウェハ4を支持する支持部2と、支
持部2に支持された半導体ウェハ4に対して微細パターン
を形成するための露光処理を施す露光部3とを有する露
光装置1は、支持部2を構成する支持部材である静電チャ
ック5、ＸＹステージ６、ステージ駆動系7の少なくとも
１つが、２０〜３０℃における熱膨張係数が−１×１０
-6〜１×１０-6／℃、ヤング率が１５０ＧＰａ以上、比
剛性が５０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ3以上のセラミックスから
なる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスを
製造する際に、表面にフォトレジスト膜が形成された半
導体ウェハに露光処理を施す露光装置、およびそれに用
いられるステージ等の支持部材に関する。
製造する際に、表面にフォトレジスト膜が形成された半
導体ウェハに露光処理を施す露光装置、およびそれに用
いられるステージ等の支持部材に関する。
【０００２】
【従来技術】半導体デバイスの製造プロセスにおいて、
シリコンウェハに配線を形成する際に用いられる、ウエ
ハを支持または保持するサセプタ、静電チャック、絶縁
リングなどや露光装置のＸＹステージ等として、アルミ
ナや窒化ケイ素が広く用いられている。
シリコンウェハに配線を形成する際に用いられる、ウエ
ハを支持または保持するサセプタ、静電チャック、絶縁
リングなどや露光装置のＸＹステージ等として、アルミ
ナや窒化ケイ素が広く用いられている。
【０００３】近年、半導体集積回路（ＬＳＩ）などにお
ける高集積化に伴い、回路の微細化が急速に進められ、
その線幅もサブミクロンオーダーのレベルまで高精密化
しつつある。そしてシリコンウェハに高精密回路を形成
するための露光装置に対して高い精度が要求され、たと
えば露光装置のステージ用部材においては１００ｎｍ
（０．１μｍ）以下の位置決め精度が要求され、露光の
位置合わせ誤差が製品の品質向上や歩留まり向上に大き
な影響を及ぼしているのが現状である。
ける高集積化に伴い、回路の微細化が急速に進められ、
その線幅もサブミクロンオーダーのレベルまで高精密化
しつつある。そしてシリコンウェハに高精密回路を形成
するための露光装置に対して高い精度が要求され、たと
えば露光装置のステージ用部材においては１００ｎｍ
（０．１μｍ）以下の位置決め精度が要求され、露光の
位置合わせ誤差が製品の品質向上や歩留まり向上に大き
な影響を及ぼしているのが現状である。
【０００４】半導体製造装置用部材として一般に用いら
れてきたアルミナ、窒化ケイ素などのセラミックスは、
金属に比べて熱膨張係数が小さいものの、それぞれ５×
１０ -6／℃、１．５×１０-6／℃程度であり、僅かな雰
囲気温度の変化で数１００ｎｍ（０．１μｍ）の変形が
発生することになる。露光等の精密な工程ではこの変化
が大きな問題となってきており、従来のセラミックスで
は精度が十分とはいえず、生産性の低下をもたらしてい
る。
れてきたアルミナ、窒化ケイ素などのセラミックスは、
金属に比べて熱膨張係数が小さいものの、それぞれ５×
１０ -6／℃、１．５×１０-6／℃程度であり、僅かな雰
囲気温度の変化で数１００ｎｍ（０．１μｍ）の変形が
発生することになる。露光等の精密な工程ではこの変化
が大きな問題となってきており、従来のセラミックスで
は精度が十分とはいえず、生産性の低下をもたらしてい
る。
【０００５】これに対して、リチウムアルミノシリケー
ト系の焼結体やマグネシウムアルミノシリケート系など
の低熱膨焼結体は、熱膨張係数が小さく、特にリチウム
アルミノシリケート系の焼結体はゼロ膨張に近い低熱膨
張性を示すため、アルミナや窒化ケイ素に比較して、上
記のような露光精度に対する問題はある程度解決され
る。
ト系の焼結体やマグネシウムアルミノシリケート系など
の低熱膨焼結体は、熱膨張係数が小さく、特にリチウム
アルミノシリケート系の焼結体はゼロ膨張に近い低熱膨
張性を示すため、アルミナや窒化ケイ素に比較して、上
記のような露光精度に対する問題はある程度解決され
る。
【０００６】しかし露光装置のステージのように、シリ
コンウェハを載置した支持体が露光処理を施す位置まで
高速移動を伴うような場合には、移動後の支持体自体が
所定位置に停止後も振動しており、そのために、その振
動した状態で露光処理を施すと露光精度が低下するとい
う問題があった。これは、露光によって形成する配線幅
が細くなるほど顕著であり、高微細な配線回路を形成す
る上では致命的な問題となっていた。このような振動
は、部材自体の剛性が低いことによって引き起こされる
ものであることから、これらの部材に対しては高い剛性
が要求されている。
コンウェハを載置した支持体が露光処理を施す位置まで
高速移動を伴うような場合には、移動後の支持体自体が
所定位置に停止後も振動しており、そのために、その振
動した状態で露光処理を施すと露光精度が低下するとい
う問題があった。これは、露光によって形成する配線幅
が細くなるほど顕著であり、高微細な配線回路を形成す
る上では致命的な問題となっていた。このような振動
は、部材自体の剛性が低いことによって引き起こされる
ものであることから、これらの部材に対しては高い剛性
が要求されている。
【０００７】また、比重に対する部材の剛性の割合、比
剛性（剛性／比重）が小さいものは、仮に剛性が高くて
も振動の原因となったり、撓みの原因となるため好まし
くない。例えば金属材料が用いられないのは熱膨張係数
が大きいことも原因しているが、その外に比重が８前後
と大きいため剛性が大きい割には比剛性が小さいため、
自重で撓んだり、高速移動の反転時などに慣性力が大き
く振動が生じるため好ましくないためである。
剛性（剛性／比重）が小さいものは、仮に剛性が高くて
も振動の原因となったり、撓みの原因となるため好まし
くない。例えば金属材料が用いられないのは熱膨張係数
が大きいことも原因しているが、その外に比重が８前後
と大きいため剛性が大きい割には比剛性が小さいため、
自重で撓んだり、高速移動の反転時などに慣性力が大き
く振動が生じるため好ましくないためである。
【０００８】リチウムアルミノシリケート系やマグネシ
ウムアルミノシリケート系の低熱膨張焼結体は、熱膨張
係数は小さいものの、アルミナや窒化ケイ素に比すと何
れもヤング率が極端に小さく剛性が低く、また比剛性も
低いため露光装置の支持部材として用いることはできな
かった。
ウムアルミノシリケート系の低熱膨張焼結体は、熱膨張
係数は小さいものの、アルミナや窒化ケイ素に比すと何
れもヤング率が極端に小さく剛性が低く、また比剛性も
低いため露光装置の支持部材として用いることはできな
かった。
【０００９】また、半導体製造工程における不良原因と
して、上述の熱膨張係数、ヤング率、比剛性の他にチャ
ックによるシリコンウェハ吸着時の摩擦によるウェハの
傷つき、パーティクル発生の問題がある。
して、上述の熱膨張係数、ヤング率、比剛性の他にチャ
ックによるシリコンウェハ吸着時の摩擦によるウェハの
傷つき、パーティクル発生の問題がある。
【００１０】低熱膨張焼結体は硬度が低いためにこのよ
うな問題は無いが、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素
などはシリコンのビッカース硬度９ＧＰａに対し１５〜
２５ＧＰａと非常に高いため、シリコンウェハを傷つけ
る、パーティクルを発生させるという問題があった。
うな問題は無いが、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素
などはシリコンのビッカース硬度９ＧＰａに対し１５〜
２５ＧＰａと非常に高いため、シリコンウェハを傷つけ
る、パーティクルを発生させるという問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、高精度で露光処理を行う
ことができる露光装置およびそれに用いられる支持部材
を提供することを目的とする。また、上記に加えて半導
体ウェハを傷つけたり、パーティクルを発生させること
がない露光装置およびそれに用いられる支持部材を提供
することを目的とする。
鑑みてなされたものであって、高精度で露光処理を行う
ことができる露光装置およびそれに用いられる支持部材
を提供することを目的とする。また、上記に加えて半導
体ウェハを傷つけたり、パーティクルを発生させること
がない露光装置およびそれに用いられる支持部材を提供
することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
課題を解決すべく検討を重ねた結果、移動−停止を伴う
支持部材を、熱膨張係数、剛性、および比剛性が特定の
範囲のセラミックスで構成することにより、従来にない
極めて高精度の露光装置が得られることを見出した。ま
た、さらに支持部材を構成するセラミックスの硬度を適
切に調整することにより、半導体ウェハを傷つけたり、
パーティクルの発生を防止することができることを見出
した。そして、このような特性を実現するためには、特
定のセラミックスの組み合わせが有効であることを見出
した。本発明はこのような知見に基づいて完成されたも
のであり、以下の（１）〜（８）を提供するものであ
る。
課題を解決すべく検討を重ねた結果、移動−停止を伴う
支持部材を、熱膨張係数、剛性、および比剛性が特定の
範囲のセラミックスで構成することにより、従来にない
極めて高精度の露光装置が得られることを見出した。ま
た、さらに支持部材を構成するセラミックスの硬度を適
切に調整することにより、半導体ウェハを傷つけたり、
パーティクルの発生を防止することができることを見出
した。そして、このような特性を実現するためには、特
定のセラミックスの組み合わせが有効であることを見出
した。本発明はこのような知見に基づいて完成されたも
のであり、以下の（１）〜（８）を提供するものであ
る。
【００１３】（１） 半導体ウェハを支持する支持部
と、支持部に支持された半導体ウェハに対して微細パタ
ーンを形成するための露光処理を施す露光部とを有する
露光装置であって、前記支持部を構成する支持部材の少
なくとも１つが、２０〜３０℃における熱膨張係数が−
１×１０-6〜１×１０-6／℃、ヤング率が１５０ＧＰａ
以上、比剛性が５０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ3以上のセラミッ
クスからなることを特徴とする露光装置。
と、支持部に支持された半導体ウェハに対して微細パタ
ーンを形成するための露光処理を施す露光部とを有する
露光装置であって、前記支持部を構成する支持部材の少
なくとも１つが、２０〜３０℃における熱膨張係数が−
１×１０-6〜１×１０-6／℃、ヤング率が１５０ＧＰａ
以上、比剛性が５０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ3以上のセラミッ
クスからなることを特徴とする露光装置。
【００１４】（２） 上記（１）において、前記セラミ
ックスは、ビッカース硬度が９ＧＰａ以下であること特
徴とする露光装置。
ックスは、ビッカース硬度が９ＧＰａ以下であること特
徴とする露光装置。
【００１５】（３） 上記（１）または（２）におい
て、前記セラミックスが、リチウムアルミノシリケー
ト、コーディエライト、アルミナスキータイト、チタン
酸アルミニウム、りん酸ジルコニルから選ばれる少なく
とも１種と、炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイアロン、ア
ルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウムから選ばれる少
なくとも１種とからなることを特徴とする露光装置。
て、前記セラミックスが、リチウムアルミノシリケー
ト、コーディエライト、アルミナスキータイト、チタン
酸アルミニウム、りん酸ジルコニルから選ばれる少なく
とも１種と、炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイアロン、ア
ルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウムから選ばれる少
なくとも１種とからなることを特徴とする露光装置。
【００１６】（４） 上記（３）において、前記リチウ
ムアルミノシリケートがユークリプタイトまたはスポジ
ューメンであることを特徴とする露光装置。
ムアルミノシリケートがユークリプタイトまたはスポジ
ューメンであることを特徴とする露光装置。
【００１７】（５） 半導体ウェハに対して微細パター
ンを形成するための露光装置において半導体ウェハの支
持に用いられる支持部材であって、２０〜３０℃におけ
る熱膨張係数が−１×１０-6〜１×１０-6／℃、ヤング
率が１５０ＧＰａ以上、比剛性が５０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ
3以上のセラミックスからなることを特徴とする支持部
材。
ンを形成するための露光装置において半導体ウェハの支
持に用いられる支持部材であって、２０〜３０℃におけ
る熱膨張係数が−１×１０-6〜１×１０-6／℃、ヤング
率が１５０ＧＰａ以上、比剛性が５０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ
3以上のセラミックスからなることを特徴とする支持部
材。
【００１８】（６） 上記（５）において、前記セラミ
ックスは、ビッカース硬度が９ＧＰａ以下であること特
徴とする支持部材。
ックスは、ビッカース硬度が９ＧＰａ以下であること特
徴とする支持部材。
【００１９】（７） 上記（５）または（６）におい
て、前記セラミックスが、リチウムアルミノシリケー
ト、コーディエライト、アルミナスキータイト、チタン
酸アルミニウム、りん酸ジルコニルから選ばれる少なく
とも１種と、炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイアロン、ア
ルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウムから選ばれる少
なくとも１種とからなることを特徴とする支持部材。
て、前記セラミックスが、リチウムアルミノシリケー
ト、コーディエライト、アルミナスキータイト、チタン
酸アルミニウム、りん酸ジルコニルから選ばれる少なく
とも１種と、炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイアロン、ア
ルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウムから選ばれる少
なくとも１種とからなることを特徴とする支持部材。
【００２０】（８） 上記（７）において、前記リチウ
ムアルミノシリケートがユークリプタイトまたはスポジ
ューメンであることを特徴とする支持部材。
ムアルミノシリケートがユークリプタイトまたはスポジ
ューメンであることを特徴とする支持部材。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。本発明に係る露光装置は、表面にフォトレジス
ト膜が形成された半導体ウェハに露光処理を施すもので
ある。図１に示すように、露光装置１は、半導体ウェハ
４を支持する支持部２と、支持部２に支持された半導体
ウェハ４に対して微細パターンを形成するための露光処
理を施す露光部３とを有する。
明する。本発明に係る露光装置は、表面にフォトレジス
ト膜が形成された半導体ウェハに露光処理を施すもので
ある。図１に示すように、露光装置１は、半導体ウェハ
４を支持する支持部２と、支持部２に支持された半導体
ウェハ４に対して微細パターンを形成するための露光処
理を施す露光部３とを有する。
【００２２】支持部２は、半導体ウェハ４を吸着する静
電チャック５、静電チャックが載置されたＸＹステージ
６、およびステージ６を駆動するステージ駆動系７を有
している。
電チャック５、静電チャックが載置されたＸＹステージ
６、およびステージ６を駆動するステージ駆動系７を有
している。
【００２３】本発明では、支持部２を構成する静電チャ
ック５、ＸＹステージ６、おおびステージ駆動系７が支
持部材として機能し、このような支持部材の少なくとも
１つが、２０〜３０℃における熱膨張係数が−１×１０
-6〜１×１０-6／℃、ヤング率が１５０ＧＰａ以上、比
剛性が５０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ3以上のセラミックスから
なる。
ック５、ＸＹステージ６、おおびステージ駆動系７が支
持部材として機能し、このような支持部材の少なくとも
１つが、２０〜３０℃における熱膨張係数が−１×１０
-6〜１×１０-6／℃、ヤング率が１５０ＧＰａ以上、比
剛性が５０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ3以上のセラミックスから
なる。
【００２４】半導体露光装置において半導体ウェハを支
持するために用いる支持部材、特に静電チャック、ステ
ージ、あるいはステージを高速移動するための駆動系に
おける各種構造部品等は、露光を高精度に行う観点か
ら、露光時における雰囲気の温度に対する変形や歪みが
極力小さいことが必要である。そのために、２０〜３０
℃における熱膨張係数が−１×１０-6〜１×１０-6／
℃、特に好ましくは−０．５×１０-6〜０．５×１０-6
／℃のセラミックスで構成する。
持するために用いる支持部材、特に静電チャック、ステ
ージ、あるいはステージを高速移動するための駆動系に
おける各種構造部品等は、露光を高精度に行う観点か
ら、露光時における雰囲気の温度に対する変形や歪みが
極力小さいことが必要である。そのために、２０〜３０
℃における熱膨張係数が−１×１０-6〜１×１０-6／
℃、特に好ましくは−０．５×１０-6〜０．５×１０-6
／℃のセラミックスで構成する。
【００２５】熱膨張係数が１×１０-6／℃よりも大き
い、あるいは−１×１０-6／℃よりも小さいと、僅かな
雰囲気温度の変化で１００ｎｍ以上の変形が生じる結
果、半導体ウェハの位置ずれにより高精密な露光処理に
ずれが生じ、露光精度を低下させてしまう。なお、熱膨
張係数の温度範囲は、室温で露光処理される場合には、
２０〜２５℃の温度範囲で上記の熱膨張係数を有すれば
よい。
い、あるいは−１×１０-6／℃よりも小さいと、僅かな
雰囲気温度の変化で１００ｎｍ以上の変形が生じる結
果、半導体ウェハの位置ずれにより高精密な露光処理に
ずれが生じ、露光精度を低下させてしまう。なお、熱膨
張係数の温度範囲は、室温で露光処理される場合には、
２０〜２５℃の温度範囲で上記の熱膨張係数を有すれば
よい。
【００２６】また、本発明においては、上記の熱膨張係
数に加え、ヤング率が１５０ＧＰａ以上で比剛性５０Ｇ
Ｐａ／ｇ／ｃｍ3以上であることが必要である。ヤング
率が１５０ＧＰａよりも低いと、半導体ウェハを載置し
て露光位置まで高速移動し、停止した時に、移動に伴う
振動が大きく、その結果、露光処理時の露光位置にずれ
が生じ、露光精度を低下させてしまう。露光精度を考慮
すれば２００ＧＰａ以上が望ましく、さらに望ましくは
２３０ＧＰａ以上である。また、比剛性が５０ＧＰａ／
ｇ／ｃｍ3未満であると、やはり振動を有効に防止する
ことが困難となり、露光精度が低下する。より好ましく
は７０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ3以上、特に好ましくは９０Ｇ
Ｐａ／ｇ／ｃｍ3である。
数に加え、ヤング率が１５０ＧＰａ以上で比剛性５０Ｇ
Ｐａ／ｇ／ｃｍ3以上であることが必要である。ヤング
率が１５０ＧＰａよりも低いと、半導体ウェハを載置し
て露光位置まで高速移動し、停止した時に、移動に伴う
振動が大きく、その結果、露光処理時の露光位置にずれ
が生じ、露光精度を低下させてしまう。露光精度を考慮
すれば２００ＧＰａ以上が望ましく、さらに望ましくは
２３０ＧＰａ以上である。また、比剛性が５０ＧＰａ／
ｇ／ｃｍ3未満であると、やはり振動を有効に防止する
ことが困難となり、露光精度が低下する。より好ましく
は７０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ3以上、特に好ましくは９０Ｇ
Ｐａ／ｇ／ｃｍ3である。
【００２７】ヤング率および比剛性のいずれが上記値よ
りも低くても露光精度が低くなる。これらを同時に満た
すことにより初めて露光装置の支持部材として好適な高
い精度を得ることができる。
りも低くても露光精度が低くなる。これらを同時に満た
すことにより初めて露光装置の支持部材として好適な高
い精度を得ることができる。
【００２８】また、本発明に係る露光装置の支持部材
は、代表的な半導体ウェハであるシリコンウェハの傷つ
き、パーティクル発生を避ける観点から、シリコンのビ
ッカース硬度９ＧＰａ以下であることが好ましい。すな
わち、９ＧＰａを大きく超えると、シリコンウェハを傷
つけ、パーティクルを発生させるため好ましくない。た
だし、極端に部材の硬度が低いものは、部材からパーテ
ィクルが発生する要因となるためやはり好ましくない。
硬度のより望ましい範囲は５〜９ＧＰａであり、特に望
ましくは７〜９ＧＰａである。
は、代表的な半導体ウェハであるシリコンウェハの傷つ
き、パーティクル発生を避ける観点から、シリコンのビ
ッカース硬度９ＧＰａ以下であることが好ましい。すな
わち、９ＧＰａを大きく超えると、シリコンウェハを傷
つけ、パーティクルを発生させるため好ましくない。た
だし、極端に部材の硬度が低いものは、部材からパーテ
ィクルが発生する要因となるためやはり好ましくない。
硬度のより望ましい範囲は５〜９ＧＰａであり、特に望
ましくは７〜９ＧＰａである。
【００２９】上述のような低熱膨張、高剛性（高ヤング
率）、高比剛性セラミックス、またはこれに加えて上述
のような好ましい硬度を有するセラミックスとしては、
ユークリプタイト、スポジューメン、ペタライト、β石
英固溶体等のリチウムアルミノシリケート、コーディエ
ライト、アルミナスキータイト、チタン酸アルミニウ
ム、りん酸ジルコニルなどから選ばれる少なくとも１種
の低熱膨張セラミックスと、炭化ケイ素、窒化ケイ素、
サイアロン、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウム
から選ばれる少なくとも１種の高ヤング率セラミックス
とからなるものが好ましい。
率）、高比剛性セラミックス、またはこれに加えて上述
のような好ましい硬度を有するセラミックスとしては、
ユークリプタイト、スポジューメン、ペタライト、β石
英固溶体等のリチウムアルミノシリケート、コーディエ
ライト、アルミナスキータイト、チタン酸アルミニウ
ム、りん酸ジルコニルなどから選ばれる少なくとも１種
の低熱膨張セラミックスと、炭化ケイ素、窒化ケイ素、
サイアロン、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウム
から選ばれる少なくとも１種の高ヤング率セラミックス
とからなるものが好ましい。
【００３０】低熱膨張の観点からはリチウムアルミノシ
リケートのうちユークリプタイトやスポジューメンが好
ましい。また、低熱膨張係数の材料でより好ましいのは
マイナスの熱膨張を示すものであり、このような材料と
して例えばユークリプタイトなどを挙げることができ
る。上記低熱膨張セラミックスを用いることで僅かな量
で複合セラミックス全体の熱膨張係数を低下させること
が可能となり、したがって、ヤング率の低下を招かずに
熱膨張係数の低下を図ることができる。
リケートのうちユークリプタイトやスポジューメンが好
ましい。また、低熱膨張係数の材料でより好ましいのは
マイナスの熱膨張を示すものであり、このような材料と
して例えばユークリプタイトなどを挙げることができ
る。上記低熱膨張セラミックスを用いることで僅かな量
で複合セラミックス全体の熱膨張係数を低下させること
が可能となり、したがって、ヤング率の低下を招かずに
熱膨張係数の低下を図ることができる。
【００３１】また、複数の材料を組合せて用いることも
可能であり、例えば、ユークリプタイトとコーディエラ
イトを組合せて使用することができる。コーディエライ
トはユークリプタイトに比し熱膨張係数は大きいものの
ヤング率がユークリプタイトよりは大きいため、ヤング
率が優先される場合に好ましく使用することができる。
可能であり、例えば、ユークリプタイトとコーディエラ
イトを組合せて使用することができる。コーディエライ
トはユークリプタイトに比し熱膨張係数は大きいものの
ヤング率がユークリプタイトよりは大きいため、ヤング
率が優先される場合に好ましく使用することができる。
【００３２】一方、炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイアロ
ン、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウムなどから
選ばれる高ヤング率セラミッククスの中では、特に高ヤ
ング率および高比剛性の両面から炭化ケイ素が、高ヤン
グ率の点からアルミナが、ヤング率が比較的大きくこれ
らの中では熱膨張係数が小さいという観点で窒化ケイ素
およびサイアロンが好ましい。
ン、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウムなどから
選ばれる高ヤング率セラミッククスの中では、特に高ヤ
ング率および高比剛性の両面から炭化ケイ素が、高ヤン
グ率の点からアルミナが、ヤング率が比較的大きくこれ
らの中では熱膨張係数が小さいという観点で窒化ケイ素
およびサイアロンが好ましい。
【００３３】以上の組合せにより、熱膨張係数を小さく
保持したまま、ヤング率を１５０ＧＰａ以上、比剛性を
５０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ3以上とすることができ、さらに
はこれに加えてビッカース硬度を９ＧＰａ以下とするこ
とができる。
保持したまま、ヤング率を１５０ＧＰａ以上、比剛性を
５０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ3以上とすることができ、さらに
はこれに加えてビッカース硬度を９ＧＰａ以下とするこ
とができる。
【００３４】
【実施例】市販のユークリプタイト粉末（丸ス釉薬）を
成形し、１３８０℃で焼成することで直径５０ｍｍ、板
厚４ｍｍのセラミックス焼結体を得た。このセラミック
ス焼結体から３×４×１５ｍｍの試料を取り出し、０〜
１００℃の範囲で熱膨張係数を測定した（リガク社ＴＡ
Ｓ１００：示差型熱膨脹計）。測定精度上、測定治具は
全て石英を使用した。表１に示すように、この試料の２
２〜２３℃における熱膨張係数は−２．５×１０−６／
℃であった。
成形し、１３８０℃で焼成することで直径５０ｍｍ、板
厚４ｍｍのセラミックス焼結体を得た。このセラミック
ス焼結体から３×４×１５ｍｍの試料を取り出し、０〜
１００℃の範囲で熱膨張係数を測定した（リガク社ＴＡ
Ｓ１００：示差型熱膨脹計）。測定精度上、測定治具は
全て石英を使用した。表１に示すように、この試料の２
２〜２３℃における熱膨張係数は−２．５×１０−６／
℃であった。
【００３５】また、超音波パルス法により室温でのヤン
グ率を測定し、比剛性を計算したところ、ヤング率１０
０ＧＰａ、比剛性３６と何れも低い値を示した。さら
に、ビッカース硬度を測定したところ、３．５ＧＰａで
あった（試料Ｎｏ．１）。
グ率を測定し、比剛性を計算したところ、ヤング率１０
０ＧＰａ、比剛性３６と何れも低い値を示した。さら
に、ビッカース硬度を測定したところ、３．５ＧＰａで
あった（試料Ｎｏ．１）。
【００３６】このセラミックス焼結体を用いてセラミッ
ク板を作製し、これを露光装置のＸＹステージ基板とし
て用いてＸ線露光によるマーキング位置の精度を測定し
た。この測定の際の雰囲気は２２〜２３℃の恒温雰囲気
とした。
ク板を作製し、これを露光装置のＸＹステージ基板とし
て用いてＸ線露光によるマーキング位置の精度を測定し
た。この測定の際の雰囲気は２２〜２３℃の恒温雰囲気
とした。
【００３７】また、振動特性については、内部摩擦測定
装置を用い、棒状試料の一端を固定し他端にねじり振動
を与え、その振動が停止するまでの所要時間を測定して
把握した。
装置を用い、棒状試料の一端を固定し他端にねじり振動
を与え、その振動が停止するまでの所要時間を測定して
把握した。
【００３８】さらに摩耗特性をピンオンディスク試験に
より評価した。すなわち、上記セラミックスをφ２×２
０ｍｍのピン形状に加工し、荷重５ｋｇｆでシリコンウ
ェハ上に押し付け、回転させることでピンとウェハを摺
動させ、摺動距離が１ｋｍに達した段階で停止し、摺動
前後のウェハの重量測定から摩耗量を評価した。
より評価した。すなわち、上記セラミックスをφ２×２
０ｍｍのピン形状に加工し、荷重５ｋｇｆでシリコンウ
ェハ上に押し付け、回転させることでピンとウェハを摺
動させ、摺動距離が１ｋｍに達した段階で停止し、摺動
前後のウェハの重量測定から摩耗量を評価した。
【００３９】これらの評価の結果、本試料は、露光精度
および振動停止時間が不十分であることが確認された。
および振動停止時間が不十分であることが確認された。
【００４０】次に、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ
のそれぞれの粉末を用い、成形体を表１の条件で焼成し
セラミックス焼結体を得た。そして、同様に熱膨張係数
およびヤング率を測定した結果、表１に示すように、何
れの試料もヤング率は大きいものの、熱膨張係数もまた
大きいものであった（試料Ｎｏ.２〜４）。またビッカ
ース硬度が大きいためにウェハの摩耗量も大きかった。
のそれぞれの粉末を用い、成形体を表１の条件で焼成し
セラミックス焼結体を得た。そして、同様に熱膨張係数
およびヤング率を測定した結果、表１に示すように、何
れの試料もヤング率は大きいものの、熱膨張係数もまた
大きいものであった（試料Ｎｏ.２〜４）。またビッカ
ース硬度が大きいためにウェハの摩耗量も大きかった。
【００４１】次に、試料１のユークリプタイト粉末に試
料２〜４の炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナの粉末を
表１に示す割合で添加し、ボールミルで２４時間混合し
た後、１ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で金型成形した。そし
て、その成形体を表１の条件で焼成し試料とした（試料
Ｎｏ．５〜７）。
料２〜４の炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナの粉末を
表１に示す割合で添加し、ボールミルで２４時間混合し
た後、１ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で金型成形した。そし
て、その成形体を表１の条件で焼成し試料とした（試料
Ｎｏ．５〜７）。
【００４２】これらの試料について、同様に熱膨張係
数、ヤング率、ビッカース硬度を測定し、かつ比剛性を
算出した結果、表１に示すように、ユークリプタイト焼
結体である試料Ｎo.１に比し、ヤング率、比剛性は何れ
も大幅に増大し、かつ熱膨張係数も試料Ｎｏ．２〜４に
比し十分に小さかった。これらについて露光装置のＸＹ
ステージを作製し、上述のような試験を行った結果、表
１に示すように、Ｘ線露光によるマーキング位置の精
度、振動特性が良好であり、さらにはほとんどウェハの
摩耗が認められなかった。したがって、露光装置のＸＹ
ステージとして優れた特性を有することが確認された。
数、ヤング率、ビッカース硬度を測定し、かつ比剛性を
算出した結果、表１に示すように、ユークリプタイト焼
結体である試料Ｎo.１に比し、ヤング率、比剛性は何れ
も大幅に増大し、かつ熱膨張係数も試料Ｎｏ．２〜４に
比し十分に小さかった。これらについて露光装置のＸＹ
ステージを作製し、上述のような試験を行った結果、表
１に示すように、Ｘ線露光によるマーキング位置の精
度、振動特性が良好であり、さらにはほとんどウェハの
摩耗が認められなかった。したがって、露光装置のＸＹ
ステージとして優れた特性を有することが確認された。
【００４３】次に、低熱膨張材料として、天然のαスポ
ジューメンを焼成して得たβスポジューメンを用いた
（試料Ｎｏ．８）。この試料は、熱膨張係数は０．０５
×１０ −６／℃と小さいものの、ヤング率、比剛性がと
もに小さかった（試料Ｎｏ．８）。したがって、これに
よって作製したＸＹステージは振動特性が悪かった。
ジューメンを焼成して得たβスポジューメンを用いた
（試料Ｎｏ．８）。この試料は、熱膨張係数は０．０５
×１０ −６／℃と小さいものの、ヤング率、比剛性がと
もに小さかった（試料Ｎｏ．８）。したがって、これに
よって作製したＸＹステージは振動特性が悪かった。
【００４４】試料Ｎｏ．９はこのスポジューメンと炭化
ケイ素とを混合して焼成したものである。また、試料Ｎ
ｏ．１０はスポジューメンと試料Ｎｏ．１のユークリプ
タイトをそれぞれ５０重量％ずつ混合した粉と炭化ケイ
素とを混合し、焼成したものである。
ケイ素とを混合して焼成したものである。また、試料Ｎ
ｏ．１０はスポジューメンと試料Ｎｏ．１のユークリプ
タイトをそれぞれ５０重量％ずつ混合した粉と炭化ケイ
素とを混合し、焼成したものである。
【００４５】試料Ｎｏ．９、１０について、２２〜２３
℃での熱膨張係数、室温でのヤング率を測定した結果、
表１に示すように、スポジューメン焼結体である試料Ｎ
ｏ．８に比し、ヤング率は何れも大幅に増大し、かつ熱
膨張係数も低い値を維持していた。またこれらの材料に
より露光装置のＸＹステージを作製して上述の試験を行
った結果、表１に示すように、マーキング位置の精度、
振動特性、および摩耗特性のいずれもが良好であり、露
光装置のＸＹステージとして優れた特性を有することが
確認された。
℃での熱膨張係数、室温でのヤング率を測定した結果、
表１に示すように、スポジューメン焼結体である試料Ｎ
ｏ．８に比し、ヤング率は何れも大幅に増大し、かつ熱
膨張係数も低い値を維持していた。またこれらの材料に
より露光装置のＸＹステージを作製して上述の試験を行
った結果、表１に示すように、マーキング位置の精度、
振動特性、および摩耗特性のいずれもが良好であり、露
光装置のＸＹステージとして優れた特性を有することが
確認された。
【００４６】試料Ｎｏ．１１はコーディエライト粉末を
成形し、焼成した場合である。この試料は熱膨張係数は
０．１×１０−６／℃と小さいもののヤング率も１２０
ＧＰａと小さかった。したがって、これによって作製し
たＸＹステージは振動特性が悪かった。
成形し、焼成した場合である。この試料は熱膨張係数は
０．１×１０−６／℃と小さいもののヤング率も１２０
ＧＰａと小さかった。したがって、これによって作製し
たＸＹステージは振動特性が悪かった。
【００４７】試料Ｎｏ．１２はこのコーディエライトと
炭化ケイ素とを混合し、成形し、焼成したものである。
また、試料Ｎｏ．１３はコーディエライトと試料Ｎｏ．
８のスポジューメンとをそれぞれ５０重量％ずつ混合し
たものと窒化ケイ素とを混合し、成形し、焼成したもの
である。
炭化ケイ素とを混合し、成形し、焼成したものである。
また、試料Ｎｏ．１３はコーディエライトと試料Ｎｏ．
８のスポジューメンとをそれぞれ５０重量％ずつ混合し
たものと窒化ケイ素とを混合し、成形し、焼成したもの
である。
【００４８】試料Ｎｏ．１２、１３について、２２〜２
３℃での熱膨張係数、室温でのヤング率を測定した結
果、表１に示すように、コーディエライト焼結体である
試料Ｎｏ．１１に比し、ヤング率は何れも大幅に増大
し、かつ熱膨張係数も低い値を維持していた。またこれ
らの材料により露光装置のＸＹステージを作製して上述
の試験を行った結果、マーキング位置の精度、振動特
性、および摩耗特性のいずれもが良好であり、露光装置
のＸＹステージとして優れた特性を有することが確認さ
れた。
３℃での熱膨張係数、室温でのヤング率を測定した結
果、表１に示すように、コーディエライト焼結体である
試料Ｎｏ．１１に比し、ヤング率は何れも大幅に増大
し、かつ熱膨張係数も低い値を維持していた。またこれ
らの材料により露光装置のＸＹステージを作製して上述
の試験を行った結果、マーキング位置の精度、振動特
性、および摩耗特性のいずれもが良好であり、露光装置
のＸＹステージとして優れた特性を有することが確認さ
れた。
【００４９】試料Ｎｏ１４、１５は、試料Ｎｏ．１のユ
ークリプタイトに対してそれぞれ表１の割合で炭化ケイ
素および窒化ケイ素を添加したものであるが、前者では
熱膨張係数が本発明の範囲から外れ、後者ではヤング率
が本発明の範囲から外れた場合である。これらについて
ＸＹステージを作製して試験を行った結果、不十分な特
性であった。
ークリプタイトに対してそれぞれ表１の割合で炭化ケイ
素および窒化ケイ素を添加したものであるが、前者では
熱膨張係数が本発明の範囲から外れ、後者ではヤング率
が本発明の範囲から外れた場合である。これらについて
ＸＹステージを作製して試験を行った結果、不十分な特
性であった。
【００５０】次に、以下の手順により低熱膨張係数のユ
ークリプタイトを以下の手順で合成した。まず、酸化物
に換算してＬｉ２Ｏ：１１．３６重量％、ＳｉＯ２：４
５．４５重量％、Ａｌ２Ｏ３：３８．６４重量％、Ｔｉ
Ｏ２：４．５５重量％になるように、炭酸リチウム（試
薬１級）、無水珪酸（同前）、酸化チタン（同前）、ア
ルミナ（住友アルミニウム精錬Ａ−ＨＰＳ３０）を用い
調合原料を作製し、これを白金坩堝に入れて１６００℃
で１００分溶融した。次いで、溶融液を水中に入れて急
冷し、乾燥後、ポットミルで粉砕し、この粉末に結合剤
として５重量％のパラフィンを加え、型に入れ１トン／
ｃｍ２で成形した。得られた成形体を室温から７５０℃
まで１２．５℃／ｍｉｎで加熱し、２時間保持後、８５
０℃まで１０℃／ｍｉｎで加熱し２時間保持し、その後
室温まで炉冷し直径５０ｍｍ、板厚４ｍｍのセラミック
ス焼結体を得た。このセラミックス焼結体の結晶相はβ
ユークリプタイトであった。
ークリプタイトを以下の手順で合成した。まず、酸化物
に換算してＬｉ２Ｏ：１１．３６重量％、ＳｉＯ２：４
５．４５重量％、Ａｌ２Ｏ３：３８．６４重量％、Ｔｉ
Ｏ２：４．５５重量％になるように、炭酸リチウム（試
薬１級）、無水珪酸（同前）、酸化チタン（同前）、ア
ルミナ（住友アルミニウム精錬Ａ−ＨＰＳ３０）を用い
調合原料を作製し、これを白金坩堝に入れて１６００℃
で１００分溶融した。次いで、溶融液を水中に入れて急
冷し、乾燥後、ポットミルで粉砕し、この粉末に結合剤
として５重量％のパラフィンを加え、型に入れ１トン／
ｃｍ２で成形した。得られた成形体を室温から７５０℃
まで１２．５℃／ｍｉｎで加熱し、２時間保持後、８５
０℃まで１０℃／ｍｉｎで加熱し２時間保持し、その後
室温まで炉冷し直径５０ｍｍ、板厚４ｍｍのセラミック
ス焼結体を得た。このセラミックス焼結体の結晶相はβ
ユークリプタイトであった。
【００５１】表１に示すように、このセラミックス焼結
体の２２〜２３℃での熱膨張係数は−１０×１０−６／
℃であり、ヤング率１００ＧＰａ、比剛性３６と低い値
を示した（試料１６）。したがって、これによって作製
したＸＹステージは、精度および振動特性が悪かった。
体の２２〜２３℃での熱膨張係数は−１０×１０−６／
℃であり、ヤング率１００ＧＰａ、比剛性３６と低い値
を示した（試料１６）。したがって、これによって作製
したＸＹステージは、精度および振動特性が悪かった。
【００５２】次に、試料Ｎｏ．１６のユークリプタイト
粉末に炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナの粉末を表１
に示す割合で添加し、表１の条件で焼成し試料とした
（試料Ｎｏ．１７〜１９）。
粉末に炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナの粉末を表１
に示す割合で添加し、表１の条件で焼成し試料とした
（試料Ｎｏ．１７〜１９）。
【００５３】これらは、表１に示すように、ユークリプ
タイト焼結体である試料Ｎｏ．１６に比し、ヤング率、
比剛性は何れの試料も大幅に増大し、かつ熱膨張係数も
十分に小さい値となった。特に、試料Ｎｏ．１８，１９
は、熱膨張係数αが０に近くなり特に好ましい特性を有
していた。またこれらの材料により露光装置のＸＹステ
ージを作製して上述の試験を行った結果、表１に示すよ
うに、マーキング位置の精度、振動特性、および摩耗特
性のいずれもが良好であり、露光装置のＸＹステージと
して優れた特性を有することが確認された。
タイト焼結体である試料Ｎｏ．１６に比し、ヤング率、
比剛性は何れの試料も大幅に増大し、かつ熱膨張係数も
十分に小さい値となった。特に、試料Ｎｏ．１８，１９
は、熱膨張係数αが０に近くなり特に好ましい特性を有
していた。またこれらの材料により露光装置のＸＹステ
ージを作製して上述の試験を行った結果、表１に示すよ
うに、マーキング位置の精度、振動特性、および摩耗特
性のいずれもが良好であり、露光装置のＸＹステージと
して優れた特性を有することが確認された。
【００５４】以上、表１の結果から明らかなように、熱
膨張係数が−１×１０-6〜１×１０ -6／℃、ヤング率が
１５０ＧＰａ以上、比剛性が５０ＧＰａ／g／cm3以上の
セラミックスで露光装置の支持部材の一つであるＸＹス
テージを構成することにより、露光精度が１００ｎｍ以
下で振動停止も早いことが確認された。これに対し、熱
膨張係数が１×１０-6／℃を越える、あるいは−１×１
０−６／℃より小さい試料や、アルミナセラミックス、
窒化ケイ素セラミックス、炭化ケイ素セラミックスは、
露光精度が１００ｎｍを越え、精度の低いものであっ
た。
膨張係数が−１×１０-6〜１×１０ -6／℃、ヤング率が
１５０ＧＰａ以上、比剛性が５０ＧＰａ／g／cm3以上の
セラミックスで露光装置の支持部材の一つであるＸＹス
テージを構成することにより、露光精度が１００ｎｍ以
下で振動停止も早いことが確認された。これに対し、熱
膨張係数が１×１０-6／℃を越える、あるいは−１×１
０−６／℃より小さい試料や、アルミナセラミックス、
窒化ケイ素セラミックス、炭化ケイ素セラミックスは、
露光精度が１００ｎｍを越え、精度の低いものであっ
た。
【００５５】また、基板の振動の停止時間は、ヤング率
が１５０ＧＰａよりも小さく、比剛性が５０ＧＰａ／ｇ
／ｃｍ3よりも小さい試料では、２０秒よりも長い時間
を要するのに対して、ヤング率が１５０ＧＰａ以上、比
剛性が５０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ 3と高くなるに従い、振動
停止までの時間が短縮されることが確認された。また、
ヤング率が１５０ＧＰａを超えても比剛性が小さければ
停止時間は大きくなり、振動特性を良好とするために
は、高ヤング率と高比剛性の両方を満たす必要があるこ
とが確認された。
が１５０ＧＰａよりも小さく、比剛性が５０ＧＰａ／ｇ
／ｃｍ3よりも小さい試料では、２０秒よりも長い時間
を要するのに対して、ヤング率が１５０ＧＰａ以上、比
剛性が５０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ 3と高くなるに従い、振動
停止までの時間が短縮されることが確認された。また、
ヤング率が１５０ＧＰａを超えても比剛性が小さければ
停止時間は大きくなり、振動特性を良好とするために
は、高ヤング率と高比剛性の両方を満たす必要があるこ
とが確認された。
【００５６】また、ビッカース硬度の大きい炭化ケイ
素、アルミナ、窒化ケイ素においては、シリコンウェー
ハーの摩耗が極端に多いのに対し、ビッカース硬度９Ｇ
Ｐａ以下のものではウェハの摩耗が殆ど認められないこ
とが確認された。
素、アルミナ、窒化ケイ素においては、シリコンウェー
ハーの摩耗が極端に多いのに対し、ビッカース硬度９Ｇ
Ｐａ以下のものではウェハの摩耗が殆ど認められないこ
とが確認された。
【００５７】
【表１】
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体露光装置におけるステージなどの支持部材とし
て、所定の低熱膨張特性を有し、かつ高ヤング率、高比
剛性のセラミックスを用いるので、静的な露光精度を高
めることができるとともに、ＸＹステージなどのよう
に、露光位置まで高速移動するような部材において、そ
の移動後の振動を抑制することができ、振動による露光
のずれを抑制することができる。したがって、極めて高
精度の露光処理を行うことができる。また、さらに硬度
を所定の値以下にすることにより、シリコンウェハに傷
がつくことや、パーティクルの発生を抑制することがで
き、ＬＳＩなどの半導体素子の高い信頼性を維持しつつ
量産性を高めることができる。
半導体露光装置におけるステージなどの支持部材とし
て、所定の低熱膨張特性を有し、かつ高ヤング率、高比
剛性のセラミックスを用いるので、静的な露光精度を高
めることができるとともに、ＸＹステージなどのよう
に、露光位置まで高速移動するような部材において、そ
の移動後の振動を抑制することができ、振動による露光
のずれを抑制することができる。したがって、極めて高
精度の露光処理を行うことができる。また、さらに硬度
を所定の値以下にすることにより、シリコンウェハに傷
がつくことや、パーティクルの発生を抑制することがで
き、ＬＳＩなどの半導体素子の高い信頼性を維持しつつ
量産性を高めることができる。
【図１】本発明の一実施形態に係る露光装置を示す模式
図。
図。
１；露光装置 ２；支持部 ３；露光部 ４；半導体ウェハ ５；静電チャック ６；ＸＹステージ ７；ステージ駆動系
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年５月１６日（２０００．５．１
６）
６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項３】 前記リチウムアルミノシリケートがユー
クリプタイトまたはスポジューメンであることを特徴と
する請求項１または請求項２に記載の露光装置。
クリプタイトまたはスポジューメンであることを特徴と
する請求項１または請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】 半導体ウェハに対して微細パターンを形
成するための露光装置において半導体ウェハの支持に用
いる支持部材であって、 ２０〜３０℃における熱膨張係数が−１×１０-6〜１×
１０-6／℃、ヤング率が１５０ＧＰａ以上、比剛性が５
０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ3以上であり、かつリチウムアルミ
ノシリケート、コーディエライト、アルミナスキータイ
ト、チタン酸アルミニウム、りん酸ジルコニルから選ば
れる少なくとも１種と、炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイ
アロン、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウムから
選ばれる少なくとも１種とからなるセラミックス（コー
ディエライトと窒化ケイ素および炭化ケイ素の少なくと
も１種との組み合わせを除く）で構成されていることを
特徴とする支持部材。
成するための露光装置において半導体ウェハの支持に用
いる支持部材であって、 ２０〜３０℃における熱膨張係数が−１×１０-6〜１×
１０-6／℃、ヤング率が１５０ＧＰａ以上、比剛性が５
０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ3以上であり、かつリチウムアルミ
ノシリケート、コーディエライト、アルミナスキータイ
ト、チタン酸アルミニウム、りん酸ジルコニルから選ば
れる少なくとも１種と、炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイ
アロン、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウムから
選ばれる少なくとも１種とからなるセラミックス（コー
ディエライトと窒化ケイ素および炭化ケイ素の少なくと
も１種との組み合わせを除く）で構成されていることを
特徴とする支持部材。
【請求項５】 前記セラミックスは、ビッカース硬度が
９ＧＰａ以下であること特徴とする請求項４に記載の支
持部材。
９ＧＰａ以下であること特徴とする請求項４に記載の支
持部材。
【請求項６】 前記リチウムアルミノシリケートがユー
クリプタイトまたはスポジューメンであることを特徴と
する請求項４または請求項５に記載の支持部材。
クリプタイトまたはスポジューメンであることを特徴と
する請求項４または請求項５に記載の支持部材。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決すべく検討を重ねた結果、移動−停止を伴う支持
部材を、熱膨張係数、剛性、および比剛性が特定の範囲
のセラミックスで構成することにより、従来にない極め
て高精度の露光装置が得られることを見出した。また、
さらに支持部材を構成するセラミックスの硬度を適切に
調整することにより、半導体ウェハを傷つけたり、パー
ティクルの発生を防止することができることを見出し
た。そして、このような特性を実現するためには、特定
のセラミックスの組み合わせが有効であることを見出し
た。本発明はこのような知見に基づいて完成されたもの
であり、以下の（１）〜（６）を提供するものである。
を解決すべく検討を重ねた結果、移動−停止を伴う支持
部材を、熱膨張係数、剛性、および比剛性が特定の範囲
のセラミックスで構成することにより、従来にない極め
て高精度の露光装置が得られることを見出した。また、
さらに支持部材を構成するセラミックスの硬度を適切に
調整することにより、半導体ウェハを傷つけたり、パー
ティクルの発生を防止することができることを見出し
た。そして、このような特性を実現するためには、特定
のセラミックスの組み合わせが有効であることを見出し
た。本発明はこのような知見に基づいて完成されたもの
であり、以下の（１）〜（６）を提供するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】（１） 半導体ウェハを支持する支持部
と、支持部に支持された半導体ウェハに対して微細パタ
ーンを形成するための露光処理を施す露光部とを有する
露光装置であって、前記支持部を構成する支持部材の少
なくとも１つが、２０〜３０℃における熱膨張係数が−
１×１０-6 〜１×１０-6／℃、ヤング率が１５０ＧＰ
ａ以上、比剛性が５０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ3以上であり、
かつリチウムアルミノシリケート、コーディエライト、
アルミナスキータイト、チタン酸アルミニウム、りん酸
ジルコニルから選ばれる少なくとも１種と、炭化ケイ
素、窒化ケイ素、サイアロン、アルミナ、ジルコニア、
窒化アルミニウムから選ばれる少なくとも１種とからな
るセラミックス（コーディエライトと窒化ケイ素および
炭化ケイ素の少なくとも１種との組み合わせを除く）で
構成されていることを特徴とする露光装置。
と、支持部に支持された半導体ウェハに対して微細パタ
ーンを形成するための露光処理を施す露光部とを有する
露光装置であって、前記支持部を構成する支持部材の少
なくとも１つが、２０〜３０℃における熱膨張係数が−
１×１０-6 〜１×１０-6／℃、ヤング率が１５０ＧＰ
ａ以上、比剛性が５０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ3以上であり、
かつリチウムアルミノシリケート、コーディエライト、
アルミナスキータイト、チタン酸アルミニウム、りん酸
ジルコニルから選ばれる少なくとも１種と、炭化ケイ
素、窒化ケイ素、サイアロン、アルミナ、ジルコニア、
窒化アルミニウムから選ばれる少なくとも１種とからな
るセラミックス（コーディエライトと窒化ケイ素および
炭化ケイ素の少なくとも１種との組み合わせを除く）で
構成されていることを特徴とする露光装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】（３） 上記（１）または（２）におい
て、前記リチウムアルミノシリケートがユークリプタイ
トまたはスポジューメンであることを特徴とする露光装
置。
て、前記リチウムアルミノシリケートがユークリプタイ
トまたはスポジューメンであることを特徴とする露光装
置。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】（４） 半導体ウェハに対して微細パター
ンを形成するための露光装置において半導体ウェハの支
持に用いる支持部材であって、２０〜３０℃における熱
膨張係数が−１×１０-6〜１×１０-6／℃、ヤング率が
１５０ＧＰａ以上、比剛性が５０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ3以
上であり、かつリチウムアルミノシリケート、コーディ
エライト、アルミナスキータイト、チタン酸アルミニウ
ム、りん酸ジルコニルから選ばれる少なくとも１種と、
炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイアロン、アルミナ、ジル
コニア、窒化アルミニウムから選ばれる少なくとも１種
とからなるセラミックス（コーディエライトと窒化ケイ
素および炭化ケイ素の少なくとも１種との組み合わせを
除く）で構成されていることを特徴とする支持部材。
ンを形成するための露光装置において半導体ウェハの支
持に用いる支持部材であって、２０〜３０℃における熱
膨張係数が−１×１０-6〜１×１０-6／℃、ヤング率が
１５０ＧＰａ以上、比剛性が５０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ3以
上であり、かつリチウムアルミノシリケート、コーディ
エライト、アルミナスキータイト、チタン酸アルミニウ
ム、りん酸ジルコニルから選ばれる少なくとも１種と、
炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイアロン、アルミナ、ジル
コニア、窒化アルミニウムから選ばれる少なくとも１種
とからなるセラミックス（コーディエライトと窒化ケイ
素および炭化ケイ素の少なくとも１種との組み合わせを
除く）で構成されていることを特徴とする支持部材。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】（５） 上記（４）において、前記セラミ
ックスは、ビッカース硬度が９ＧＰａ以下であること特
徴とする支持部材。
ックスは、ビッカース硬度が９ＧＰａ以下であること特
徴とする支持部材。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】（６） 上記（４）または（５）におい
て、前記リチウムアルミノシリケートがユークリプタイ
トまたはスポジューメンであることを特徴とする支持部
材。
て、前記リチウムアルミノシリケートがユークリプタイ
トまたはスポジューメンであることを特徴とする支持部
材。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】上述のような低熱膨張、高剛性（高ヤング
率）、高比剛性セラミックス、またはこれに加えて上述
のような好ましい硬度を有するセラミックスとしては、
ユークリプタイト、スポジューメン、ペタライト、β石
英固溶体等のリチウムアルミノシリケート、コーディエ
ライト、アルミナスキータイト、チタン酸アルミニウ
ム、りん酸ジルコニルなどから選ばれる少なくとも１種
の低熱膨張セラミックスと、炭化ケイ素、窒化ケイ素、
サイアロン、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウム
から選ばれる少なくとも１種の高ヤング率セラミックス
とからなるもの（コーディエライトと窒化ケイ素および
炭化ケイ素の少なくとも１種との組み合わせを除く）が
好ましい。
率）、高比剛性セラミックス、またはこれに加えて上述
のような好ましい硬度を有するセラミックスとしては、
ユークリプタイト、スポジューメン、ペタライト、β石
英固溶体等のリチウムアルミノシリケート、コーディエ
ライト、アルミナスキータイト、チタン酸アルミニウ
ム、りん酸ジルコニルなどから選ばれる少なくとも１種
の低熱膨張セラミックスと、炭化ケイ素、窒化ケイ素、
サイアロン、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウム
から選ばれる少なくとも１種の高ヤング率セラミックス
とからなるもの（コーディエライトと窒化ケイ素および
炭化ケイ素の少なくとも１種との組み合わせを除く）が
好ましい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４７】試料Ｎｏ．１２はコーディエライトと試料
Ｎｏ．８のスポジューメンとをそれぞれ５０重量％ずつ
混合したものと窒化ケイ素とを混合し、成形し、焼成し
たものである。
Ｎｏ．８のスポジューメンとをそれぞれ５０重量％ずつ
混合したものと窒化ケイ素とを混合し、成形し、焼成し
たものである。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４８】試料Ｎｏ．１２について、２２〜２３℃で
の熱膨張係数、室温でのヤング率を測定した結果、表１
に示すように、コーディエライト焼結体である試料Ｎ
ｏ．１１に比し、ヤング率は大幅に増大し、かつ熱膨張
係数も低い値を維持していた。またこの材料により露光
装置のＸＹステージを作製して上述の試験を行った結
果、マーキング位置の精度、振動特性、および摩耗特性
のいずれもが良好であり、露光装置のＸＹステージとし
て優れた特性を有することが確認された。
の熱膨張係数、室温でのヤング率を測定した結果、表１
に示すように、コーディエライト焼結体である試料Ｎ
ｏ．１１に比し、ヤング率は大幅に増大し、かつ熱膨張
係数も低い値を維持していた。またこの材料により露光
装置のＸＹステージを作製して上述の試験を行った結
果、マーキング位置の精度、振動特性、および摩耗特性
のいずれもが良好であり、露光装置のＸＹステージとし
て優れた特性を有することが確認された。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４９】試料Ｎｏ．１３、１４は、試料Ｎｏ．１の
ユークリプタイトに対してそれぞれ表１の割合で炭化ケ
イ素および窒化ケイ素を添加したものであるが、前者で
は熱膨張係数が本発明の範囲から外れ、後者ではヤング
率が本発明の範囲から外れた場合である。これらについ
てＸＹステージを作製して試験を行った結果、不十分な
特性であった。
ユークリプタイトに対してそれぞれ表１の割合で炭化ケ
イ素および窒化ケイ素を添加したものであるが、前者で
は熱膨張係数が本発明の範囲から外れ、後者ではヤング
率が本発明の範囲から外れた場合である。これらについ
てＸＹステージを作製して試験を行った結果、不十分な
特性であった。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５１】表１に示すように、このセラミックス焼結
体の２２〜２３℃での熱膨張係数は−１０×１０-6／℃
であり、ヤング率１００ＧＰａ、比剛性３６ＧＰａ／ｇ
／ｃｍ3 と低い値を示した（試料Ｎｏ．１５）。したが
って、これによって作製したＸＹステージは、精度およ
び振動特性が悪かった。
体の２２〜２３℃での熱膨張係数は−１０×１０-6／℃
であり、ヤング率１００ＧＰａ、比剛性３６ＧＰａ／ｇ
／ｃｍ3 と低い値を示した（試料Ｎｏ．１５）。したが
って、これによって作製したＸＹステージは、精度およ
び振動特性が悪かった。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５２】次に、試料Ｎｏ．１５のユークリプタイト
粉末に炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナの粉末を表１
に示す割合で添加し、表１の条件で焼成し試料とした
（試料Ｎｏ．１６〜１８）。
粉末に炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナの粉末を表１
に示す割合で添加し、表１の条件で焼成し試料とした
（試料Ｎｏ．１６〜１８）。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５３】これらは、表１に示すように、ユークリプ
タイト焼結体である試料Ｎｏ．１５に比し、ヤング率、
比剛性は何れの試料も大幅に増大し、かつ熱膨張係数も
十分に小さい値となった。特に、試料Ｎｏ．１７，１８
は、熱膨張係数αが０に近くなり特に好ましい特性を有
していた。またこれらの材料により露光装置のＸＹステ
ージを作製して上述の試験を行った結果、表１に示すよ
うに、マーキング位置の精度、振動特性、および摩耗特
性のいずれもが良好であり、露光装置のＸＹステージと
して優れた特性を有することが確認された。
タイト焼結体である試料Ｎｏ．１５に比し、ヤング率、
比剛性は何れの試料も大幅に増大し、かつ熱膨張係数も
十分に小さい値となった。特に、試料Ｎｏ．１７，１８
は、熱膨張係数αが０に近くなり特に好ましい特性を有
していた。またこれらの材料により露光装置のＸＹステ
ージを作製して上述の試験を行った結果、表１に示すよ
うに、マーキング位置の精度、振動特性、および摩耗特
性のいずれもが良好であり、露光装置のＸＹステージと
して優れた特性を有することが確認された。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５７】
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G030 AA02 AA16 AA17 AA36 AA37 AA41 AA47 AA51 AA52 BA14 BA18 BA24 HA16 HA18 HA25 5F031 CA02 HA02 HA16 MA27 PA26 5F046 CC01 CC08
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体ウェハを支持する支持部と、支持
部に支持された半導体ウェハに対して微細パターンを形
成するための露光処理を施す露光部とを有する露光装置
であって、 前記支持部を構成する支持部材の少なくとも１つが、２
０〜３０℃における熱膨張係数が−１×１０-6〜１×１
０-6／℃、ヤング率が１５０ＧＰａ以上、比剛性が５０
ＧＰａ／ｇ／ｃｍ3以上のセラミックスからなることを
特徴とする露光装置。 - 【請求項２】 前記セラミックスは、ビッカース硬度が
９ＧＰａ以下であること特徴とする請求項１に記載の露
光装置。 - 【請求項３】 前記セラミックスが、リチウムアルミノ
シリケート、コーディエライト、アルミナスキータイ
ト、チタン酸アルミニウム、りん酸ジルコニルから選ば
れる少なくとも１種と、炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイ
アロン、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウムから
選ばれる少なくとも１種とからなることを特徴とする請
求項１または請求項２に記載の露光装置。 - 【請求項４】 前記リチウムアルミノシリケートがユー
クリプタイトまたはスポジューメンであることを特徴と
する請求項３に記載の露光装置。 - 【請求項５】 半導体ウェハに対して微細パターンを形
成するための露光装置において半導体ウェハの支持に用
いる支持部材であって、２０〜３０℃における熱膨張係
数が−１×１０-6〜１×１０-6／℃、ヤング率が１５０
ＧＰａ以上、比剛性が５０ＧＰａ／ｇ／ｃｍ3以上のセ
ラミックスからなることを特徴とする支持部材。 - 【請求項６】 前記セラミックスは、ビッカース硬度が
９ＧＰａ以下であること特徴とする請求項５に記載の支
持部材。 - 【請求項７】 前記セラミックスが、リチウムアルミノ
シリケート、コーディエライト、アルミナスキータイ
ト、チタン酸アルミニウム、りん酸ジルコニルから選ば
れる少なくとも１種と、炭化ケイ素、窒化ケイ素、サイ
アロン、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウムから
選ばれる少なくとも１種とからなることを特徴とする請
求項５または請求項６に記載の支持部材。 - 【請求項８】 前記リチウムアルミノシリケートがユー
クリプタイトまたはスポジューメンであることを特徴と
する請求項７に記載の支持部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23656899A JP3469513B2 (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 露光装置およびそれに用いられる支持部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23656899A JP3469513B2 (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 露光装置およびそれに用いられる支持部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001068536A true JP2001068536A (ja) | 2001-03-16 |
| JP3469513B2 JP3469513B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=17002572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23656899A Expired - Fee Related JP3469513B2 (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 露光装置およびそれに用いられる支持部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3469513B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002160972A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-06-04 | Hitachi Chem Co Ltd | 高剛性低熱膨張セラミックス及びその製造方法 |
| JP2002173363A (ja) * | 2000-12-06 | 2002-06-21 | Kyocera Corp | リチウムアルミノシリケート系セラミックス |
| JP2002321967A (ja) * | 2001-04-24 | 2002-11-08 | Toray Ind Inc | 低熱膨張セラミックス |
| JP2002356367A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-12-13 | Taiheiyo Cement Corp | 低熱膨張セラミックス及びその製造方法 |
| JP2003048771A (ja) * | 2001-08-02 | 2003-02-21 | Taiheiyo Cement Corp | 低熱膨張セラミックスおよびその製造方法 |
| JP2003273203A (ja) * | 2002-03-20 | 2003-09-26 | Taiheiyo Cement Corp | 静電チャック |
| WO2005055313A1 (ja) * | 2003-12-01 | 2005-06-16 | Nikon Corporation | 静電チャックおよび露光装置ならびに被吸着物の吸着方法 |
| WO2005124466A1 (ja) * | 2004-06-17 | 2005-12-29 | Tohoku University | 露光装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10303112A (ja) * | 1997-04-22 | 1998-11-13 | Canon Inc | 投影露光装置 |
| JPH1179830A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-03-23 | Kyocera Corp | 低熱膨張セラミックスおよびその製造方法、並びに半導体製造用部品 |
-
1999
- 1999-08-24 JP JP23656899A patent/JP3469513B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH1179830A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-03-23 | Kyocera Corp | 低熱膨張セラミックスおよびその製造方法、並びに半導体製造用部品 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4658311B2 (ja) * | 2000-12-06 | 2011-03-23 | 京セラ株式会社 | リチウムアルミノシリケート系セラミックス |
| JP2002356367A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-12-13 | Taiheiyo Cement Corp | 低熱膨張セラミックス及びその製造方法 |
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| JP2003273203A (ja) * | 2002-03-20 | 2003-09-26 | Taiheiyo Cement Corp | 静電チャック |
| WO2005055313A1 (ja) * | 2003-12-01 | 2005-06-16 | Nikon Corporation | 静電チャックおよび露光装置ならびに被吸着物の吸着方法 |
| JP2005191515A (ja) * | 2003-12-01 | 2005-07-14 | Nikon Corp | 静電チャックおよび露光装置ならびに被吸着物の吸着方法 |
| WO2005124466A1 (ja) * | 2004-06-17 | 2005-12-29 | Tohoku University | 露光装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3469513B2 (ja) | 2003-11-25 |
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