JP2001185607A - 基板吸着保持装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の外周部付近の平面矯正力を向上させ
る。基板を吸着保持する部分の加工精度を向上させる。
基板を吸着保持する部分の加工後の検査を容易にする。
素子製造上の歩留まりを悪化させる異物付着を軽減させ
る。また、そりのある基板についてより完全な平面矯正
を行う。そして、その矯正領域が基板外周直近まで及ぶ
ようにする。 【解決手段】 基板２の吸着時に負圧となる負圧領域に
ほぼ均等に配置され、基板の支持面を構成する複数のピ
ン状凸部５１ａと、前記負圧領域を外気からシールして
その内側に構成するためのシール用縁堤部５３とを設
け、このシール用縁堤部の上面を、前記支持面より僅か
に低くする。さらに、前記負圧領域において開口した１
または２以上の基板のリフトピン用の穴部と、この穴部
と前記負圧領域との間をシールするシール用縁堤部とを
設け、このシール用縁堤部の上面を、前記支持面より僅
かに低くし、かつ、基板の吸着時に基板と接触しないも
のとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物である基
板を吸着して保持する基板吸着保持装置およびこれを用
いたデバイス製造方法に関し、特に半導体製造装置、液
晶基板製造装置、磁気ヘッド製造装置、マイクロマシン
製造等に用いられる基板保持装置およびデバイス製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体素子製造に用いられる縮小
投影露光装置は、素子の微細化に対応するため、レンズ
の高ＮＡ化が進んでいる。しかし、高ＮＡ化によって解
像力は向上するものの、有効な焦点深度は逆に減少して
しまう。そこで、解像力は維持し、かつ十分な実用深度
を確保するために、投影光学系の像面湾曲の軽減や、基
板の厚みムラ改善や、チャックの平面精度の向上などの
種々の改善が図られつつある。

【０００３】また、焦点深度の減少によって異物の影響
が顕著になり、問題となる異物の大きさも小径化してき
た。特に、ウェハとチャックとの間隙に不本意に入り込
む異物のはさみ込みはデフォーカスの原因となり、今ま
で以上に素子不良の原因となって歩留まりを劣化させ
る。露光工程に達するウェハの裏面には、それまでのさ
まざまな処理工程を経る中で、レジストを始めとする各
種異物や、搬送ハンド接触部の摺動異物などが付着する
可能性がある。この異物は、付着場所も大きさも特定す
ることは困難である。ウェハとチャックとの間に異物を
挟み込んだ場合、その影響は大きく、たとえば１μｍの
粒径の異物を挟み込んだ場合には、そこを中心に直径１
０ｍｍを超える領域にウェハの盛り上がりが生じ、解像
不良の領域を広げてしまう。また、その異物がチャック
上に残る場合には、単にウェハ１枚のみの不良ではな
く、すべてのウェハの同じ位置において素子不良を発生
させてしまうことになる。

【０００４】異物による素子不良を抑制する有効な手段
として、従来、ウェハ裏面とチャック吸着面との接触率
をできる限り少なくしていく方法が採用されている。特
にウェハ裏面と点接触するピンコンタクトタイプのチャ
ックが主流になりつつある。従来のピンチャックは、環
状のシール部を外周に設け、その内側に点在するピン状
接触部が０．２ｍｍ程度の円または方形の形状を有し、
チャック全面に渡ってピンピッチ２ｍｍ程度で配列され
た構成をなす。しかし、真空域と大気圧域との隔壁とな
る外周シール部は、連続的な縁堤形状をなすため、ウェ
ハとの接触率が高く、ウェハとチャックの異物の挟み込
みが問題となる。

【０００５】これを解決するため、近年、接触部をすべ
て点接触によって構成するチャックも提案されている。
そのチャックの外周部断面を図１０に示す。図中のチャ
ック５では、真空を確保するためのシール用の縁堤部５
７をピン５１上面よりも一段低く形成し、その縁堤部の
上に複数の凸部５８を構成することによって、シール部
５７を吸着時にも非接触とし、ウェハ全面にわたり点接
触のみの吸着状態となるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】半導体製造工程の中で
も基板上に微細なパターンを露光転写するリソグラフィ
工程では素子の微細化に伴って焦点深度が減少してきて
おり、その実用深度は１μｍ以下の世代に突入しつつあ
る。素子製造のプロセスマージンを考慮すると、ウェハ
チャック上で平面矯正されるウェハは少なくとも焦点深
度の１／５〜１／１０程度の平面度に平坦化する必要が
ある。特に重要となるチャックの機能は、プロセスを経
てそりの発生したウェハであっても、ウェハ外周周辺ま
で全面にわたって平面矯正することである。現状は、ベ
アウェハで１００μｍ、薄膜を形成した処理ウェハにお
いては２００μｍを超えるそりをもつものも存在する。
真空チャックのそりウェハに対する平面矯正は、そり上
がったウェハの上面から押し付ける大気圧力の作用によ
って達成する。特に外周部に反りの発生しやすいプロセ
スウェハの場合、チャック外周部の真空度を確保するこ
とが重要となる。従来のチャックでは、この外周部にお
ける矯正能力が十分でない。

【０００７】図１１は図１０の従来のチャックによるウ
ェハ吸着状態での圧力分布を示す。同図において、縦軸
は真空圧力、横軸はチャック半径方向位置を表わしてい
る。点接触部が配置されている中央付近は、真空元圧Ｖ
０に近い圧力状態であるものの、外周付近においては、
シール用縁堤５７の内半径Ｒｉからシール用縁堤５７外
周のＲｏに向かってほぼ直線的な圧力勾配となってい
る。一方、そりウェハを矯正するのに必要な圧力をＶＬ
とし、それを示す２点鎖線２１が圧力勾配の直線２２と
交差する半径ＲＬから外側においては、平坦化のための
十分な圧力状態を確保できていない領域（ハッチング部
２３）が発生してしまう。この領域においては、ウェハ
を吸着支持面に密着することができず、図１０の破線２
４で示すような跳ね上がりの状態となる。この状態で露
光処理を行うと、ウェハ周辺部にはデフォーカスによる
解像不良が発生し、周辺部の素子の歩留りを著しく落と
す。最近は外周１ｍｍ程度の領域までを実素子領域とし
て使い、１枚のウェハからのチップ収率を上げようとし
ている中で、このような従来のチャックでは外周部にお
いては十分な平坦化を果たすことはできない。

【０００８】さらに従来のチャックは、製造が困難であ
るという問題もある。シール用の縁堤はその上に形成し
たピン部より１μｍ程度低くするのが好ましいが、チャ
ック全周にわたって均一に加工および検査を行うことは
難しい。また、シール用縁堤上に形成されたピンは、ピ
ン高さが１μｍ程度であるため、ピン剛性が高い。チャ
ック中央に形成されたピンは高さが０．３ｍｍ程度であ
るため、両者には約３００倍の剛性差がある。高精度な
平面加工方法であるラップ加工を施す場合、剛性差は研
磨量の差となって表われ、結果的に微小な高さの差が生
じてしまう。

【０００９】本発明の目的は、かかる課題に鑑み、基板
吸着保持装置およびデバイス製造方法において、基板の
外周部付近の平面矯正力を向上させることにある。ま
た、基板を吸着保持する部分の加工精度を向上させるこ
とにある。また、基板を吸着保持する部分の加工後の検
査を容易にすることにある。また、素子製造上の歩留ま
りを悪化させる異物付着を軽減させることにある。ま
た、プロセス処理等によってそりのあるウェハについて
完全な平面矯正を行うことにある。そして、その矯正領
域がウェハ外周直近まで及ぶようにすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明の第１の基板吸着保持装置は、基板の吸着時
に負圧となる負圧領域にほぼ均等に配置され、前記基板
の支持面を構成する複数のピン状凸部と、前記負圧領域
を外気からシールしてその内側に構成するためのシール
用縁堤部とを備え、このシール用縁堤部の上面は前記支
持面より低いことを特徴とする。

【００１１】第２の基板吸着保持装置は、第１の基板吸
着保持装置において、各隣接ピン状凸部間の平均間隔を
Ｎとすれば、前記シール用縁堤部と、それに直近の前記
ピン状凸部との間の距離は、０．３〜０．４×Ｎである
ことを特徴とする。

【００１２】第３の基板吸着保持装置は、基板の吸着時
に負圧となる負圧領域にほぼ均等に配置され、前記基板
の支持面を構成する複数のピン状凸部と、前記負圧領域
を外気からシールしてその内側に構成するためのシール
用縁堤部とを備え、このシール用縁堤部の外側に、その
内側の前記ピン状凸部と同一高さのピン状凸部を有する
ことを特徴とする。

【００１３】第４の基板吸着保持装置は、第３の基板吸
着保持装置において、前記シール用縁堤部の上面は前記
支持面より低いことを特徴とする。

【００１４】第５の基板吸着保持装置は、第３または第
４の基板吸着保持装置において、前記シール用縁堤部内
側の各隣接ピン状凸部間の平均間隔をＮとすれば、前記
シール用縁堤部と、その内側でかつ直近の前記ピン状凸
部との間の距離は、０．５〜０．７×Ｎであることを特
徴とする。

【００１５】第６の基板吸着保持装置は、第３〜第５の
いずれかの基板吸着保持装置において、前記シール用縁
堤部内側の各隣接ピン状凸部間の平均間隔をＮとすれ
ば、前記外側のピン状凸部と、前記シール用縁堤部の内
側でかつそれに直近の前記ピン状凸部との間の距離は２
×Ｎ以下であることを特徴とする。

【００１６】第７の基板吸着保持装置は、第３〜第６の
いずれかの基板吸着保持装置において、前記外側と内側
のピン状凸部は、上面の面積が等しいことを特徴とす
る。

【００１７】第８の基板吸着保持装置は、第１または第
２または第４〜第７のいずれかの基板吸着保持装置にお
いて、前記基板の吸着時には、前記基板と前記シール用
縁堤部の上面は接触しないものであることを特徴とす
る。

【００１８】第９の基板吸着保持装置は、第１または第
２または第４〜第７のいずれかの基板吸着保持装置にお
いて、前記基板の吸着時には、前記基板と前記シール用
縁堤部の上面は接触するものであることを特徴とする。

【００１９】第１０の基板吸着保持装置は、基板の吸着
時に負圧となる負圧領域にほぼ均等に配置され、前記基
板の支持面を構成する複数のピン状凸部と、前記負圧領
域において開口した１または２以上の前記基板のリフト
ピン用の穴部と、前記穴部と前記負圧領域との間をシー
ルするシール用縁堤部とを備え、このシール用縁堤部の
上面は前記支持面より低く、かつ前記基板の吸着時に前
記基板と接触しないものであることを特徴とする。

【００２０】第１１の基板吸着保持装置は、基板の吸着
時に負圧となる負圧領域にほぼ均等に配置され、前記基
板の支持面を構成する複数のピン状凸部と、前記負圧領
域において開口した１または２以上の前記基板のリフト
ピン用の穴部と、前記穴部と前記負圧領域との間をシー
ルするシール用縁堤部とを備え、このシール用縁堤部よ
りも前記穴部側に、前記ピン状凸部と同一高さのピン状
凸部を有することを特徴とする。

【００２１】第１２の基板吸着保持装置は、第１１の基
板吸着保持装置において、前記シール用縁堤部の上面は
前記支持面より低いことを特徴とする。

【００２２】第１３の基板吸着保持装置は、第１２の基
板吸着保持装置において、前記基板の吸着時には、前記
基板と前記シール用縁堤部の上面は接触しないものであ
ることを特徴とする。

【００２３】第１４の基板吸着保持装置は、第１２の基
板吸着保持装置において、前記基板の吸着時には、前記
基板と前記シール用縁堤部の上面は接触するものである
ことを特徴とする。

【００２４】第１５の基板吸着保持装置は、第１〜第１
４のいずれかの基板吸着保持装置において、前記基板の
吸着時において前記基板の裏面と、前記ピン状凸部また
は前記ピン状凸部および前記シール用縁堤部とが接触す
る部分の面積の、前記基板の裏面の面積に対する割合は
１％以下であることを特徴とする。

【００２５】第１６の基板吸着保持装置は、第１〜第１
４のいずれかの基板吸着保持装置において、前記基板の
吸着時において前記基板の裏面と前記負圧領域に配置さ
れたピン状凸部とが接触する部分の面積をＭとし、前記
負圧領域に配置された各隣接ピン状凸部間の平均間隔を
Ｎとすれば、Ｍ／Ｎ＾２＜０．０１となる関係を有する
ことを特徴とする。

【００２６】そして、第１７の基板吸着保持装置は、第
１〜第１６の基板吸着保持装置において、前記負圧領域
に配置された各隣接ピン状凸部間の平均間隔をＮとすれ
ば、前記シール用縁堤の幅は０．２×Ｎ以下であること
を特徴とする。

【００２７】また、本発明のデバイス製造方法は、本発
明の第１〜１７のいずれかの基板吸着保持装置により基
板を吸着保持する工程と、この吸着保持された基板に対
して露光を行う工程とを具備することを特徴とする。

【００２８】これら本発明の構成において、基板を吸着
保持する際には、基板を支持面上に載せた後、負圧領域
を負圧とすることによって基板が吸着保持される。この
とき負圧領域を外気からシールしているシール用縁堤部
の上面が支持面より低いが、シール用縁堤の上面におい
て大気圧から真空圧までの圧力勾配が発生して、基板の
平面矯正に十分な真空度が得られる。したがってシール
用縁堤と基板の外周位置がほぼ一致していれば、基板の
外周部付近の平面矯正力が向上することになる。また、
リフトピン用の穴部と負圧領域との間をシールするシー
ル用縁堤部の上面についても同様に大気圧から真空圧ま
での圧力勾配が発生し、良好な平面矯正力が作用する。
また、シール用縁堤は、図１０の凸部５８を有する縁堤
５７のような従来のものに比べ、加工精度が高く、加工
後の検査も容易である。また、ピン状凸部は、その高さ
や形状を全て同じにできるので、ピン剛性等の加工条件
を同じにでき、チャック全面に渡りピン状凸部上面の平
面加工精度を高くできる。また、基板との接触面積を小
さくすることにより、素子製造上の歩留まりを悪化させ
る異物付着が軽減される。したがって、プロセス処理等
によってそりのあるウェハについてもより完全な平面矯
正が行われ、その矯正領域がウェハ外周直近まで及ぶよ
うになる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。 ［露光装置の実施形態］図１２は本発明の一実施形態に
係る縮小投影露光装置を示す。同図において、１はウェ
ハに転写するパターンが形成されたレチクルである。レ
チクル１は、レチクルステージ６上に載置され、照明光
学系４を通して導かれる露光光によって照射される。レ
チクル１を透過した露光光は、投影光学系３によって１
／５に縮小され、被加工物であるシリコンウェハ２上に
照射される。ウェハ２を保持する基板保持装置としての
ウェハチャック５（詳細は後述する）は、水平面で移動
可能なＸＹステージ７上に載置されている。被露光ウェ
ハ２上には、あらかじめ露光光によって化学反応を効果
的に起こす感光材であるレジスト材料が薄く塗布されて
おり、次工程のエッチングマスクとして機能する。８は
ウェハ２上のアライメントマークを検出するためのオフ
アクシススコープ、９はウェハ２の面位置を計測するた
めの面位置計測手段である。

【００３０】露光シーケンスを以下に述べる。被露光ウ
ェハ２が露光装置に自動あるいは作業者の手によってセ
ッティングされた状態から、露光開始指令により露光装
置の動作が開始される。まず、１枚目のウェハ２を搬送
システムによってステージ７上に載置されたウェハチャ
ック５上に送り込む。続いて、装置に搭載されたオフア
クシススコープ８によってウェハ２上に記されたアライ
メントマークを複数個検出してウェハ２の倍率、回転、
ＸＹずれ量を確定し、位置補正を行う。次に、ステージ
７により、搭載したウェハ２の第１ショット位置が露光
装置の露光位置に合うようにウェハ２を移動する。次
に、面計測手段９による合焦の後、約０．２秒程度の露
光を行い、ウェハ２上の第２ショット位置にウェハ２を
ステップ移動させる。そして、このようにして順次露光
を繰り返す。最終ショットまで同様のシーケンスを繰り
返して１枚のウェハ２の露光処理が完了すると、ウェハ
２をウェハチャック５上から回収搬送ハンドに受け渡
し、ウェハキャリアに戻す。

【００３１】［ウェハチャックの実施形態］図３は、チ
ャック５の第１の実施形態を示す平面図である。図１
は、このチャック５の外周部付近の断面図である。ウェ
ハ２を載置する支持面は、複数のピン状凸部５１ａで構
成され、ピン状凸部５１ａの先端面は、高精度のラップ
加工によって超平面を形成している。ピン状凸部５１ａ
は、ピン径がφ０．２ｍｍであり、配列ピッチ２ｍｍで
格子状に並んでいる。また、この格子状に並んだピン状
凸部の他にも、後述するシール用土手部５３の内側に沿
って環状にピン状凸部が配列されている。チャックの上
面側には、真空源に連通する真空吸着用の穴５２が少な
くとも１個設けられている。ピン状凸部５１ａの配列と
してはこの例に限らず、図４のように円周状に配置した
り、６０度千鳥格子配置や、平均ピンピッチが一定のラ
ンダムなピン配置であってもよい。ただしいずれの場合
にも、平均ピンピッチが２ｍｍ程度となるものが、吸着
時のウェハたわみ（負圧力によるウェハ変形）が少な
く、良好な結果を示している。

【００３２】チャック外周部には、ウェハ外径に合わせ
た径のあるいはウェハ外径よりもわずかに小さい径のシ
ール用土手部５３が環状に設けられている。チャック外
周部がウェハ外周と重複する部分があれば、ウェハ外周
部よりシール用土手部の外径が大きくてもよい。ただ
し、シール用土手部の内径は、ウェハ外周部より小さい
径となる。またウェハ外形がオリエンテーションフラッ
トのような直線部や、ノッチのような切り込みを有する
場合には、必ずしも環状である必要はなく、その外形に
適合する形状であればよい。ウェハが円形でなく、液晶
基板のように方形の場合も同様である。

【００３３】環状シール用土手部５３の幅は０．２ｍｍ
としている。ウェハを吸着保持する状態では、この０．
２ｍｍの部分に大気圧から真空圧までの圧力勾配が発生
し、ウェハの平面矯正に十分な真空度を得ることができ
る。環状シール用土手部５３の上部は、ピン状凸部５１
ａの先端部で形成されたウェハ支持面とほぼ平行であ
り、ピン状凸部５１ａの先端部よりも１μｍ低い面にな
っている。これにより、ウェハを吸着保持した状態にお
いても、ウェハは環状シール用土手部５３に接触するこ
とがない。ここでは、シール用土手部５３の高さを１μ
ｍ低くしたが、平面矯正のために必要な真空度が得られ
れば、この例によることなく、１μｍ以上低くしても、
あるいは１μｍよりも小さな段差にしてもよい。ただ
し、シール用土手部５３に段差より小さな異物が付着し
た場合に、それがウェハに対して接触することはなく、
悪影響がないので、必要な真空度が得られることを条件
として、段差はできるだけ低くするのが望ましい。具体
的には、ウェハ自体のそり量によって必要な真空度は変
わり環状シール用土手部５３の幅にもよるが、概ね１〜
２０μｍ程度の段差である。なお、１μｍよりも小さな
段差にした場合には、ウェハ自体のローカルなそりと吸
着による変形によりウェハ外周の一部がシール部に接触
することも考えられるが、接触しない部分では異物によ
る悪影響がないという効果が同様に存在する。

【００３４】シール用土手部５３は図６に示すように、
ピン状凸部５１ａのうちの最外周部に位置するピン状凸
部５１ｂの外側に接するように配置させてもよい。この
ようにすると、最外周に位置するピン状凸部５１ｂから
内側の領域においては必要な真空度が確保されるととも
にシール部５３の跳ね上がる領域を最小にすることがで
きる。また、シール用土手部５３をピン状凸部５１ａの
上面より低く加工し、検査することは、図１０のような
シール部５７にピン５８を設ける従来の場合に比べ、容
易に行うことができる。

【００３５】ところで、最外周のピン５１ｂの位置でウ
ェハの吸着変形による傾きが大きいため、それより外周
にオーバーハングしたウェハ部分は、跳ね上がるおそれ
がある。図１に示すように、ピン状凸部５１ａの配列ピ
ッチをＮ、最外周のピン状凸部５１ｂからシール用土手
部５３までの距離をＱとすると、距離Ｑの領域の負圧が
跳ね上りを抑制する下方向に作用し、それより外周にオ
ーバーハングしたウェハ部分の傾きを小さくし、跳ね上
りを少なくすることができる。特に距離Ｑが０．３〜
０．４×Ｎの位置にシール部５３を配置すると、跳ね上
りは最小になる。また、このようにシール部５３がピン
状凸部５１ｂから離れていると、シール用土手部５３の
高さをピン状凸部５１ａ上面より低く加工する際に、ピ
ン状凸部５１ｂを不用意に削ってしまうことが無く、容
易に加工することができる。本例では配列ピッチＮ＝２
ｍｍに対し、距離Ｑ＝０．８ｍｍの位置にシール用土手
部５３を配置している。

【００３６】図２はチャック５の第２の実施形態を示す
断面図であり、図５はその平面図である。環状シール用
土手部５３の外側にピン形状の凸部５４を設け、その上
面により、シール用土手部５３内側のピン状凸部５１ａ
の上面と同じ高さの面を構成している。この構成におい
ても、環状シール用土手部５３の高さをピン状凸部５１
ａより１μｍ低くすることにより、ウェハ吸着時におい
てもウェハは環状シール用土手部５３に接触しないの
で、図１の構成の場合と同様に、シール用土手部５３上
の異物による悪影響がない。

【００３７】さらに本実施形態に特有の効果について説
明する。そりのないウェハを吸着した場合には、シール
用土手部５３直近のピン状凸部５１ｂからシール用土手
部５３までの距離Ｑの領域に作用する負圧力によってウ
ェハ外周部は、破線６１で示すように下方向に曲げられ
ようとする。しかしさらに外周部にピン状凸部５４が存
在するため、下方向に一旦は曲げられようとするウェハ
も、最終的にはピン状凸部５４によって再び平面に戻さ
れる。したがって、ウェハは、非吸着部に存在するピン
状凸部５４によって平面を保つことができる。この非吸
着部にあるピン状凸部５４は、シール用土手部５３の内
側にある必要がないため、ウェハの最外周部ぎりぎりの
ところに配置することができる。つまり、平面矯正が、
ウェハの外周部においても可能なことを示している。

【００３８】距離Ｑは、ウェハ外周部がピン状凸部５４
に接するかあるいは接することが無くても必要な平面矯
正力が得られる範囲であれば、ピン状凸部５４およびピ
ン状凸部５１ｂ間の距離Ｐ内のどこでもよい。本例で
は、想定されるそりウェハに対しても距離Ｐの領域の平
面矯正能力が高くなるように、外周に配したピン状凸部
５４と内側のピン状凸部５１ｂとの距離Ｐは、ピン状凸
部５１ａの配列ピッチＮとほぼ同じ２ｍｍとしている。
また、シール用土手部５３は、図１の構成とは異なり、
内側直近のピン状凸部５１ｂからピン配列ピッチＮの
０．６倍の距離に配置している。

【００３９】ウェハのそりが上に凸の形状をもつ場合、
ウェハ外周部は、下側に一旦は曲がるものの最外周部に
位置するピン状凸部５４に突き当たると、その平面より
下に変位することができず、結局、距離Ｐの領域におい
ても平面矯正が可能となる。一方、ウェハが下に凸にそ
っている場合、ウェハ外周部では、上側にそり上がって
いるものの、０．６Ｎに設定したシール用土手部５３の
配置により、約１００μｍのそりを有するウェハであっ
ても負圧力によって下方向に曲げ降ろすことが可能にな
る。結果として、前述の最外周部のピン状凸部５４に突
き当たって、距離Ｐの領域における平坦度が維持でき
る。

【００４０】なお、本実形態においても、図１の場合と
同様に、環状シール用土手部５３をピン状凸部５１ａよ
り１μｍ以上低くしても、あるいは１μｍより小さな段
差にしてもよいが、その際、ウェハ吸着時にウェハ外周
の一部あるいは全部が環状シール用土手部５３に接触し
たとしても、上述の本実施形態に特有の効果は得られ
る。

【００４１】また、シール用土手部５３に異物が付着し
ても悪影響を及ぼさない場合、例えば異物の大きさが十
分小さいとか、シール用土手部５３の表面が粗面あるい
は弾性により吸収されてしまう場合においては、シール
用土手部５３がウェハ吸着時にウェハの一部あるいは全
部と接触しても、あるいは、シール用土手部５３の高さ
をピン状凸部５１ａの上面より低くせず、同一高さにし
てウェハと接触するようにしても、上述の本実施形態に
特有の効果は得られる。

【００４２】図７はチャック５の第３の実施形態を示
す。この形態では、上記のピン状凸部５４を、チャック
の外周部に限らず、ウェハ受け渡しの際にチャックから
ウェハを持ち上げる機能をもつリフトピン用の貫通穴の
周辺に対しても適用したものである。同図に示すよう
に、チャック５の中央部に３本のリフトピン７１が、チ
ャック５を貫通する穴部に設けられている。チャック５
上にウェハ２を載せる場合あるいは降ろす場合に、リフ
トピン７１およびチャック５間の相対的上下動作によっ
て一旦ウェハ２はチャック５上からリフトピン７１上に
受け渡される。その後、不図示のハンドリングハンドに
よって、ウェハ２は運ばれていく。通常、リフトピン７
１の穴は、負圧力に設定はされず、大気開放の状態にあ
る。本実施形態では外周部と同様に、ピン状凸部５１ａ
より１μｍ程度低いシール用縁堤５５と、リフトピン７
１のまわりの非吸着領域に、上記のピン状凸部５４に対
応するピン状凸部５６を複数設けている。

【００４３】これにより、リフトピン７１のまわりの非
吸着領域のウェハは、たとえそりがあったとしても、シ
ール用縁堤５５の外側の負圧力により下方向に曲げ降ろ
され、ピン状凸部５６に突き当たって平面矯正される。
また、ピン状凸部５６はリフトピン用の貫通穴の直近に
設けることができるので、ピン状凸部５６のピッチサー
クルを小さくでき、そこでのウェハの変形を最小限にで
き、たとえウェハにそりがあっても、良好な平面矯正が
できる。

【００４４】本実施形態では、シール用縁堤５５の高さ
をピン状凸部５１ａより１μｍ低くしたが、平面矯正の
ために必要な真空度が得られれば、この例によることな
く、１μｍ以上低くしても、あるいは１μｍよりも小さ
な段差にしてもよい。ただし、シール用縁堤５５部分に
異物が付着した場合に、それがウェハに接触することが
なく、悪影響がないので、必要な真空度が得られること
を条件に、シール用縁堤５５の高さはできるだけ低くす
るのが望ましい。

【００４５】このように、負圧吸引部と大気開放部に接
する部分においては一段低いシール用縁堤５５とその大
気開放側にさらにピン状凸部５６を設けることによっ
て、非吸着領域においても良好な平面矯正を達成するこ
とができるし、シール用縁堤５５上の異物による悪影響
がない。なお、リフトピン７１の穴は３個に限らず、１
つあるいは複数でもよい。また、リフトピン７１の穴の
形状は輪体形状や、十字形状であってもよい。

【００４６】なお、ウェハ吸着時にウェハの一部がシー
ル用縁堤５５に接触したとしても、非吸着領域における
良好な平面矯正はなされる。また、シール用縁堤５５に
異物が付着しても悪影響を及ぼさない場合、例えば異物
の大きさが十分小さいとか、シール用縁堤５５の表面が
粗面あるいは弾性により吸収されてしまう場合において
は、シール用縁堤５５がウェハ吸着時にウェハの一部あ
るいは全部と接触しても、あるいは、シール用縁堤５５
の高さをピン状凸部５１ａの上面より低くせず、同一高
さにしてウェハと接触するようにしても、非吸着領域に
おける良好な平面矯正はなされる。

【００４７】図８はチャック５の第４の実施形態を示
す。この形態は、図７の形態と同様にリフトピンの穴の
周辺部に特徴を有する。すなわち、チャック５上に点在
するピン状凸部５１ａの上面から１μｍ程度低いシール
用縁堤５５をリフトピン７１の穴のすぐまわりに設けて
おり、図７のピン状凸部５６は設けていない。なお、本
形態においても、シール用縁堤５５の高さをピン状凸部
５１ａより１μｍ以上低くしても、あるいはその段差を
１μｍより小さなものにしてもよいが、ウェハ２を吸着
保持した状態では、シール用縁堤５５はウェハ２に接触
することはないので、図７の構成の場合と同様に、シー
ル用縁堤５５上の異物による悪影響がない。

【００４８】以上の４つの実施形態では、ピン状凸部５
１ａ，５１ｂ，５４，５６は高精度のラップ加工によっ
て、超平面を形成している。しかしさらに、ウェハの外
周部やリフトピンまわりの特有の変形を補正する目的
で、あるいは、ウェハのそりや厚みムラによる影響を補
正する目的で、一部のピン状凸部の上面高さを部分研磨
等の加工によってわずかに変えても良く、ピン状凸部５
１ａ，５１ｂ，５４，５６の上面高さは同一平面に限定
されるものではない。なお、その場合、シール用土手部
５３やシール用縁堤５５の段差は、直近のピン状凸部に
対して設ける。

【００４９】なお、本発明の吸着保持装置は、ステップ
・アンド・リピート方式の露光装置のチャックに限ら
ず、例えばスキャン方式の露光装置など他の方式の露光
装置のチャックにも適用可能である。また、レジストを
塗布・現像する塗布現像装置にも適用することが可能で
あり、特にスピンチャックと称するウェハ回転部のチャ
ックに対しても上記と同じ形態で適用すれば、良好な平
坦度を得ることができる。また、チャック以外にも、た
とえば、図９に示すように、ウェハハンドリング用のハ
ンド１１に適用することも有効である。ハンド１１には
３箇所のウェハ吸着部１２ａ〜１２ｃが設けられてお
り、これらは穴１３および配管経路１４を通して真空源
（不図示）に連通されている。各吸着部１２ａ〜１２ｃ
はウェハの吸着保持面を構成しているピン１５と、ピン
１５より１μｍ低いシール用土手部１６と、その外側に
設けられたピン１７とを備える。シール用土手部１６
は、ウェハと接することはないため、ハンドリング時に
ウェハ裏面と接触する面積を大幅に減らし、接触による
異物付着を抑制することができる。本実施例では、シー
ル用土手部１６の高さをピン１５より１μｍ低くした
が、平面矯正のために必要な真空度が得られれば、この
例によることなく１μｍ以上低くしても、あるいは１μ
ｍよりも小さな段差にしてもよい。ただし、段差より小
さな異物がシール用土手部１６に付着した場合に、それ
がウェハに対して接触することがなく、悪影響がないの
で、必要な真空度が得られることを条件に、シール用土
手部１６の高さはできるだけ低くするのが望ましい。

【００５０】［デバイス製造方法の実施形態］次に、上
述した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を
説明する。図１３は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半
導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マ
イクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ１
（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行う。ステ
ップ２（マスク製作）では設計したパターンを形成した
マスクを製作する。一方、ステップ３（ウェハ製造）で
はシリコンやガラス等の材料を用いてウェハを製造す
る。ステップ４（ウェハプロセス）は前工程と呼ばれ、
ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チ
ップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシン
グ、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ
５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久
テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバ
イスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。

【００５１】図１４は、上記ウェハプロセスの詳細なフ
ローを示す。ステップ１１（酸化）ではウェハの表面を
酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウェハ表面に
絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウェ
ハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イ
オン打ち込み）ではウェハにイオンを打ち込む。ステッ
プ１５（レジスト処理）ではウェハに感光剤を塗布す
る。ステップ１６（露光）では上記説明した投影露光装
置によってマスクの回路パターンをウェハに焼き付け露
光する。ステップ１７（現像）では露光したウェハを現
像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジ
スト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト
剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを
取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによっ
て、ウェハ上に多重に回路パターンが形成される。

【００５２】本実施形態の製造方法を用いれば、従来は
困難であった高集積度のデバイスを歩留り良く安定的に
生産することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板の外周部付近の平面矯正力を向上させることができ
る。また、リフトピン用の穴部についても良好な平面矯
正力を得ることができる。また、シール用縁堤部分の加
工精度を高め、加工後の検査も容易にすることができ
る。また、ピン状凸部上面の平面加工精度を高くでき
る。また、基板との接触率を大幅に減ずることができ、
素子製造上の歩留まりを悪化させる異物付着を軽減する
ことができる。したがって、プロセス処理等によってそ
りのあるウェハについても全面にわたってより完全な平
面矯正を行い、かつ矯正領域をウェハ外周直近まで及ぼ
して、異物やそりに起因したデフォーカスによる素子欠
陥をなくし、素子製造の歩留りを向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態に係るウェハチャッ
クの断面図である。

【図２】 本発明の第２の実施形態に係るウェハチャッ
クの断面図である。

【図３】 図１のウェハチャックの平面図である。

【図４】 図２の実施形態に係るウェハチャックの他の
例を示す図である。

【図５】 第２のウェハチャックの平面図である。

【図６】 図１の実施形態に係るウェハチャックの他の
例を示す図である。

【図７】 本発明の第３の実施形態に係るウェハチャッ
クの断面図である。

【図８】 本発明の第４の実施形態に係るウェハチャッ
クの断面図である。

【図９】 本発明の第５の実施形態に係るハンドリング
ハンドを示す図である。

【図１０】 従来のチャックの断面図である。

【図１１】 図１０のチャックにおける圧力分布を示す
グラフである。

【図１２】 本発明の一実施形態に係る露光装置を示す
図である。

【図１３】 本発明の一実施形態に係るデバイス製造を
示すフローチャートである。

【図１４】 図１３中のウェハプロセスの詳細を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１：レチクル、２：ウェハ、３：投影光学系、４：照明
光学系、５：ウェハチャック、６：レチクルステージ、
７：ＸＹステージ、８：オフアクシススコープ、９：面
位置計測手段、１１：ウェハハンドリングハンド、１２
ａ〜１２ｃ：ウェハ吸着部、１４：配管経路、１５：ピ
ン、１６：シール用土手部、１７：ピン、５１ａ，５１
ｂ：ピン状凸部、５３：シール用土手部、５４：ピン状
凸部、５５：シール用縁堤、５６：ピン、７１：リフト
ピン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F031 CA02 CA05 GA06 GA24 GA26 HA13 MA27 5F046 BA03 CC01 CC08 CC10 CC11 CD01 CD04 CD06

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の吸着時に負圧となる負圧領域にほ
   ぼ均等に配置され、前記基板の支持面を構成する複数の
   ピン状凸部と、前記負圧領域を外気からシールしてその
   内側に構成するためのシール用縁堤部とを備え、このシ
   ール用縁堤部の上面は前記支持面より低いことを特徴と
   する基板吸着保持装置。
2. 【請求項２】 各隣接ピン状凸部間の平均間隔をＮとす
   れば、前記シール用縁堤部と、それに直近の前記ピン状
   凸部との間の距離は、０．３〜０．４×Ｎであることを
   特徴とする請求項１に記載の基板吸着保持装置。
3. 【請求項３】 基板の吸着時に負圧となる負圧領域にほ
   ぼ均等に配置され、前記基板の支持面を構成する複数の
   ピン状凸部と、前記負圧領域を外気からシールしてその
   内側に構成するためのシール用縁堤部とを備え、このシ
   ール用縁堤部の外側に、前記基板の支持面を構成する１
   または２以上のピン状凸部を有することを特徴とする基
   板吸着保持装置。
4. 【請求項４】 前記シール用縁堤部の上面は前記支持面
   より低いことを特徴とする請求項３に記載の基板吸着保
   持装置。
5. 【請求項５】 前記シール用縁堤部内側の各隣接ピン
   状凸部間の平均間隔をＮとすれば、前記シール用縁堤部
   と、その内側でかつ直近の前記ピン状凸部との間の距離
   は、０．５〜０．７×Ｎであることを特徴とする請求項
   ３または４に記載の基板吸着保持装置。
6. 【請求項６】 前記シール用縁堤部内側の各隣接ピン状
   凸部間の平均間隔をＮとすれば、前記外側のピン状凸部
   と、前記シール用縁堤部の内側でかつそれに直近の前記
   ピン状凸部との間の距離は２×Ｎ以下であることを特徴
   とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の基板吸着保
   持装置。
7. 【請求項７】 前記外側と内側のピン状凸部は、上面の
   面積が等しいことを特徴とする請求項３〜６のいずれか
   １項に記載の基板吸着保持装置。
8. 【請求項８】 前記基板の吸着時には、前記基板と前記
   シール用縁堤部の上面は接触しないものであることを特
   徴とする請求項１または２または４〜７のいずれか１項
   に記載の基板吸着保持装置。
9. 【請求項９】 前記基板の吸着時には、前記基板と前記
   シール用縁堤部の上面は接触するものであることを特徴
   とする請求項１または２または４〜７のいずれか１項に
   記載の基板吸着保持装置。
10. 【請求項１０】 基板の吸着時に負圧となる負圧領域に
    ほぼ均等に配置され、前記基板の支持面を構成する複数
    のピン状凸部と、前記負圧領域において開口した１また
    は２以上の前記基板のリフトピン用の穴部と、前記穴部
    と前記負圧領域との間をシールするシール用縁堤部とを
    備え、このシール用縁堤部の上面は前記支持面より低
    く、かつ前記基板の吸着時に前記基板と接触しないもの
    であることを特徴とする基板吸着保持装置。
11. 【請求項１１】 基板の吸着時に負圧となる負圧領域に
    ほぼ均等に配置され、前記基板の支持面を構成する複数
    のピン状凸部と、前記負圧領域において開口した１また
    は２以上の前記基板のリフトピン用の穴部と、前記穴部
    と前記負圧領域との間をシールするシール用縁堤部とを
    備え、このシール用縁堤部よりも前記穴部側に、前記基
    板の支持面を構成する１または２以上のピン状凸部を有
    することを特徴とする基板吸着保持装置。
12. 【請求項１２】 前記シール用縁堤部の上面は前記支持
    面より低いことを特徴とする請求項１１に記載の基板吸
    着保持装置。
13. 【請求項１３】 前記基板の吸着時には、前記基板と前
    記シール用縁堤部の上面は接触しないものであることを
    特徴とする請求項１２に記載の基板吸着保持装置。
14. 【請求項１４】 前記基板の吸着時には、前記基板と前
    記シール用縁堤部の上面は接触するものであることを特
    徴とする請求項１２に記載の基板吸着保持装置。
15. 【請求項１５】 前記基板の吸着時において前記基板の
    裏面と、前記ピン状凸部または前記ピン状凸部および前
    記シール用縁堤部とが接触する部分の面積の、前記基板
    の裏面の面積に対する割合は１％以下であることを特徴
    とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の基板吸着
    保持装置。
16. 【請求項１６】 前記基板の吸着時において前記基板の
    裏面と前記負圧領域に配置されたピン状凸部とが接触す
    る部分の面積をＭとし、前記負圧領域に配置された各隣
    接ピン状凸部間の平均間隔をＮとすれば、Ｍ／Ｎ＾２＜
    ０．０１となる関係を有することを特徴とする請求項１
    〜１４のいずれか１項に記載の基板吸着保持装置。
17. 【請求項１７】 前記負圧領域に配置された各隣接ピン
    状凸部間の平均間隔をＮとすれば、前記シール用縁堤の
    幅は０．２×Ｎ以下であることを特徴とする請求項１〜
    １６のいずれか１項に記載の基板吸着保持装置。
18. 【請求項１８】 請求項１〜１７のいずれか１項の基板
    吸着保持装置により基板を吸着保持する工程と、この吸
    着保持された基板に対して露光を行う工程とを具備する
    ことを特徴とするデバイス製造方法。