JP2001196290A - Electrostatic chuck, stage, board processor, and charged particle beam exposer, and device manufacturing method - Google Patents

Electrostatic chuck, stage, board processor, and charged particle beam exposer, and device manufacturing method

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JP2001196290A
JP2001196290A JP2000004211A JP2000004211A JP2001196290A JP 2001196290 A JP2001196290 A JP 2001196290A JP 2000004211 A JP2000004211 A JP 2000004211A JP 2000004211 A JP2000004211 A JP 2000004211A JP 2001196290 A JP2001196290 A JP 2001196290A
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JP
Japan
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gas
chuck
exhaust
valve
stage
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JP2000004211A
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Japanese (ja)
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Tomoharu Fujiwara
朋春 藤原
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Nikon Corp
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatic chuck which can exchange a wafer quickly and can enhance the throughput, a charged particle beam exposer, and others. SOLUTION: A gas introduction valve 19 in an air supply system and a gas exhaust valve 35 in an exhaust system are annexed to a stage 7. At exposure, the gas exhaust valve 35 is closed and the interior of the gas exhaust valve 37 is made vacuum in advance with a exhaust pump 41. Then, when the exposure is finished, the gas exhaust valve 35 is opened.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、Siウェハ等の被
処理基板(以下ウェハと略称することもある)を吸着固
定するとともに、伝熱ガスを介してウェハからチャック
に熱を逃す機能を有する静電チャック、あるいはそのよ
うな静電チャックを有する荷電粒子線露光装置等に関す
る。特には、伝熱ガスを急速に排気することにより、素
早くウェハの交換を行うことができ、スループットを上
げることができる静電チャック、荷電粒子線露光装置等
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention has a function of adsorbing and fixing a substrate to be processed (hereinafter sometimes abbreviated as a wafer) such as a Si wafer and releasing heat from the wafer to a chuck via a heat transfer gas. The present invention relates to an electrostatic chuck, a charged particle beam exposure apparatus having such an electrostatic chuck, and the like. In particular, the present invention relates to an electrostatic chuck, a charged particle beam exposure apparatus, and the like that can quickly exchange wafers by rapidly exhausting a heat transfer gas and increase throughput.

【0002】[0002]

【従来の技術】静電チャックは、減圧排気された真空室
内(荷電粒子線露光装置内等)でウェハを固定するのに
用いられる。ところで、ウェハ上にパターンを形成する
露光工程においては、エネルギービームがウェハの処理
面に照射されてウェハの温度が上昇し、ウェハが熱膨張
する。ウェハの熱膨張を抑えるために、チャックの吸着
面に複数の溝を掘り、同溝にHeガス等の伝熱ガスを充
填する対策が採られている。このガスを介してウェハか
らチャックへ熱を逃すことにより、ウェハの熱膨張を抑
制できる。
2. Description of the Related Art An electrostatic chuck is used for fixing a wafer in a vacuum chamber evacuated and evacuated (such as in a charged particle beam exposure apparatus). By the way, in an exposure step of forming a pattern on a wafer, an energy beam is irradiated on a processing surface of the wafer, the temperature of the wafer rises, and the wafer thermally expands. In order to suppress thermal expansion of the wafer, a plurality of grooves are dug in the suction surface of the chuck, and a measure is taken to fill the grooves with a heat transfer gas such as He gas. By releasing heat from the wafer to the chuck via the gas, thermal expansion of the wafer can be suppressed.

【0003】このガスによるチャックへの熱の伝達量を
決定するパラメータには、ガスの熱伝導度、ガス圧力、
隙間長さ等がある。例えば、気体分子の平均自由行程が
隙間長さより充分長くなるほどガス圧が低い場合は、気
体の熱伝導度はガス圧にほぼ比例して増加する。しか
し、平均自由行程が隙間長さより短くなると、熱伝導度
はガス圧にあまり依存しなくなる。一方、この処理装置
は減圧雰囲気中であるため、チャックとウェハの隙間の
ガス圧が高くなると、ウェハのチャックへの吸着力は弱
くなり、最悪の場合、ウェハが外れてしまう。このた
め、封入ガスの圧力は、ウェハの吸着力より十分小さく
なくてはならない。ここで見積もられたガス圧から、分
子の平均自由行程が得られる。したがって、Siウェハ
とチャックの隙間長さはここで得られた平均自由行程を
同程度に設計するのが好ましい。
The parameters for determining the amount of heat transferred to the chuck by the gas include the thermal conductivity of the gas, the gas pressure,
There is a gap length and the like. For example, when the gas pressure is so low that the mean free path of the gas molecule is sufficiently longer than the gap length, the thermal conductivity of the gas increases almost in proportion to the gas pressure. However, when the mean free path is shorter than the gap length, the thermal conductivity becomes less dependent on gas pressure. On the other hand, since this processing apparatus is in a reduced-pressure atmosphere, if the gas pressure in the gap between the chuck and the wafer increases, the attraction force of the wafer to the chuck decreases, and in the worst case, the wafer comes off. For this reason, the pressure of the sealing gas must be sufficiently smaller than the suction force of the wafer. From the gas pressure estimated here, the mean free path of the molecule is obtained. Therefore, it is preferable that the length of the gap between the Si wafer and the chuck is designed to be the same as the mean free path obtained here.

【0004】しかしながら、この対策を行うと、特にウ
ェハ裏面に汚れやゴミが付着した場合や、ウェハ自身の
平面度、平坦度がよくない場合に、伝熱ガスがウェハと
チャック間の隙間から真空室内にリークする。この結
果、減圧排気手段の能力が十分でない場合、真空室内の
必要な真空度を保つことができなくなる。
However, when this measure is taken, especially when dirt or dust adheres to the back surface of the wafer or when the flatness or flatness of the wafer itself is not good, the heat transfer gas is evacuated from the gap between the wafer and the chuck. Leaks indoors. As a result, if the capacity of the evacuation means is not sufficient, the required degree of vacuum in the vacuum chamber cannot be maintained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ウェハの露光が終了し
てウェハをチャックから取り外す際には、伝熱ガスが極
力真空室内に洩れないようにする必要がある。そこで、
ウェハの交換前に十分な時間をかけてチャックの溝内の
ガスを排気する。しかし、このガスは非常に狭い隙間に
入り込んでおり、排気には長い時間を要する。このこと
は、露光装置のスループットを考えた場合、非常に好ま
しくないものである。
When the wafer is exposed and the wafer is removed from the chuck, it is necessary to prevent the heat transfer gas from leaking into the vacuum chamber as much as possible. Therefore,
Before replacing the wafer, the gas in the groove of the chuck is exhausted for a sufficient time. However, this gas has penetrated into a very narrow gap and takes a long time to exhaust. This is very undesirable when considering the throughput of the exposure apparatus.

【0006】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、伝熱ガスの排気を素早く行え、ウェハ(被処理基
板)の交換時間を短縮して、スループットの向上を実現
できる静電チャックや荷電粒子線露光装置等を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has been made in consideration of the above circumstances, and has been made in consideration of the above circumstances. It is an object to provide a charged particle beam exposure apparatus and the like.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の静電チャックは、 被処理基板を静電力に
より吸着固定するチャックであって; 基板吸着面にガ
スを導入する導入孔と、 該ガスを排出する排気孔と、
さらに、上記導入孔及び/又は排気孔を開閉する、該チ
ャックに付設された弁を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, an electrostatic chuck according to the present invention is a chuck for adsorbing and fixing a substrate to be processed by electrostatic force; an introduction hole for introducing gas to a substrate adsorption surface. An exhaust hole for discharging the gas;
Further, a valve provided on the chuck for opening and closing the introduction hole and / or the exhaust hole is provided.

【0008】本発明のステージは、 被処理基板を静電
力により吸着固定するチャックを搭載して移動するステ
ージであって; チャックにガスを導入するガス導入孔
と、該ガスを排出する排気孔と、 さらに、上記導入孔
及び/又は排気孔を開閉する、該チャック又はステージ
に付設された弁を備えることを特徴とする。
[0008] The stage of the present invention is a stage for mounting and moving a chuck for adsorbing and fixing a substrate to be processed by electrostatic force; a gas introduction hole for introducing a gas into the chuck, and an exhaust hole for discharging the gas. Further, a valve attached to the chuck or the stage for opening and closing the introduction hole and / or the exhaust hole is provided.

【0009】本発明の基板処理装置は、 減圧排気され
る真空室と、 該室内に配置された移動可能なステージ
と、 該ステージ上に搭載された、被処理基板を静電力
により吸着固定するチャックと、 該チャックと被処理
基板との間隙に伝熱ガスを導入する給気系と、 該間隙
から伝熱ガスを排出する排気系と、 を具備する基板処
理装置であって; 上記給気系のガス導入弁及び/又は
上記排気系の排気弁が、上記チャック又はステージに付
設されていることを特徴とする。
A substrate processing apparatus according to the present invention comprises: a vacuum chamber evacuated and evacuated; a movable stage disposed in the chamber; and a chuck mounted on the stage for attracting and fixing a substrate to be processed by electrostatic force. A gas supply system that introduces a heat transfer gas into a gap between the chuck and the substrate to be processed; and an exhaust system that discharges a heat transfer gas from the gap. And / or an exhaust valve of the exhaust system is attached to the chuck or the stage.

【0010】本発明の荷電粒子線露光装置は、 荷電粒
子線を感応基板上に結像させる光学系と、 該感応基板
を真空雰囲気下に置く感応基板チャンバーと、 を備え
る荷電粒子線露光装置であって; 上記感応基板チャン
バー内に配置された移動可能なステージと、 該ステー
ジ上に搭載された、感応基板を静電力により吸着固定す
るチャックと、 該チャックと感応基板との間隙に伝熱
ガスを導入する給気系と、 該間隙から伝熱ガスを排出
する排気系と、 を具備し、 上記給気系のガス導入弁
及び/又は上記排気系の排気弁が、上記チャック又はス
テージに付設されていることを特徴とする。
A charged particle beam exposure apparatus according to the present invention is a charged particle beam exposure apparatus comprising: an optical system for forming an image of a charged particle beam on a sensitive substrate; and a sensitive substrate chamber for placing the sensitive substrate in a vacuum atmosphere. A movable stage disposed in the sensitive substrate chamber; a chuck mounted on the stage, for adsorbing and fixing the sensitive substrate by electrostatic force; and a heat transfer gas in a gap between the chuck and the sensitive substrate. And an exhaust system for discharging heat transfer gas from the gap, wherein the gas introduction valve of the air supply system and / or the exhaust valve of the exhaust system are attached to the chuck or the stage. It is characterized by having been done.

【0011】本発明のデバイス製造方法は、 リソグラ
フィー工程において、チャックと感応基板の間隙に伝熱
ガスを供給しながら感応基板を静電力によってチャック
に吸着するにあたり、 上記伝熱ガスを供給する給気系
のガス導入弁及び/又は該ガスの排気系の排気弁を、上
記チャック又は該チャックの搭載されるステージに付設
しておき、 上記伝熱ガスを供給後、上記基板処理時に
は上記排気弁を閉じるとともに、排気系配管の排気弁よ
り下流側を真空に引くことを特徴とする。
According to the device manufacturing method of the present invention, in the lithography step, when the heat-sensitive gas is attracted to the chuck by electrostatic force while the heat-transfer gas is supplied to the gap between the chuck and the sensitive substrate, the supply of the heat-transfer gas is performed. A system gas introduction valve and / or an exhaust valve of the gas exhaust system are attached to the chuck or a stage on which the chuck is mounted, and after supplying the heat transfer gas, the exhaust valve is used at the time of the substrate processing. It is characterized in that, at the same time as closing, the downstream side of the exhaust valve of the exhaust system piping is evacuated to vacuum.

【0012】本発明においては、ガスバルブはチャック
又はステージに付設されている。ここで“付設されてい
る”とは、“直接あるいは間近に取り付けられている”
とのことである。このようにガスバルブをチャックの近
くに配置しているので、チャックと基板の隙間に伝熱ガ
スを供給した後、露光等の基板処理を行う時には、排気
系の排気弁を閉じて、排気管の下流側を真空に引いてお
くことができる。そして、基板処理工程終了後の伝熱ガ
スの排気時には、排気弁を開いた時に、基板とチャック
間に充填されている伝熱ガスは、すでに真空に引かれて
いる排気管の空間がバッファとなり、チャックとウェハ
の隙間のガスを急速に排気できる。さらに排気すべきガ
スの絶対量も弁からチャック側の部分に存在する量に限
定される。そのため、基板交換時に、伝熱ガスを急速に
排気することができ、基板交換を短時間に行えるのでス
ループットが上がる。
In the present invention, the gas valve is attached to a chuck or a stage. Here, “attached” means “directly or closely attached”
That is. Since the gas valve is arranged near the chuck in this way, when supplying heat transfer gas to the gap between the chuck and the substrate, when performing substrate processing such as exposure, close the exhaust valve of the exhaust system and close the exhaust pipe. The downstream side can be evacuated. When exhausting the heat transfer gas after completion of the substrate processing step, when the exhaust valve is opened, the heat transfer gas filled between the substrate and the chuck becomes a buffer in the space of the exhaust pipe already evacuated. The gas in the gap between the chuck and the wafer can be quickly exhausted. Further, the absolute amount of gas to be exhausted is also limited to the amount existing in a portion on the chuck side from the valve. Therefore, the heat transfer gas can be quickly exhausted at the time of substrate exchange, and the substrate exchange can be performed in a short time, thereby increasing the throughput.

【0013】本発明においては、ガス導入弁の上流側の
給気系にも排気用ポンプが接続されていることが好まし
い。伝熱ガス排気時にはこの排気ポンプも動かして、ガ
ス導入系からも排気できる。あるいは、排気系と同じよ
うに、伝熱ガスを供給後の基板処理時には、上記ガス導
入弁を閉じるとともにガス導入管のガス導入弁より上流
側を真空に引いておくこともできる。そうすることによ
り、ガス導入弁を開いた時に、チャックとウェハの隙間
に充填されている伝熱ガスを急速に排気することができ
る。
In the present invention, it is preferable that an exhaust pump is also connected to the air supply system on the upstream side of the gas introduction valve. When the heat transfer gas is exhausted, the exhaust pump can also be operated to exhaust the gas from the gas introduction system. Alternatively, as in the case of the exhaust system, at the time of substrate processing after the supply of the heat transfer gas, the gas introduction valve may be closed and the upstream side of the gas introduction valve of the gas introduction pipe may be evacuated. By doing so, when the gas introduction valve is opened, the heat transfer gas filled in the gap between the chuck and the wafer can be quickly exhausted.

【0014】本発明においては、給気系のガス導入弁よ
り上流側の圧力をモニターするセンサを有することが好
ましい。このセンサで圧力を計測しつつ伝熱ガスを供給
し、所望の圧力に達したことを確認したら、導入・排気
弁を閉じウェハの露光等の処理を行う。排気時には、給
気系のガス導入弁より上流側を真空に引き、その圧力が
所定値以下となったらガス導入弁を開けて給気系からも
排気を行うことができる。
In the present invention, it is preferable to have a sensor for monitoring the pressure on the upstream side of the gas introduction valve of the air supply system. The heat transfer gas is supplied while measuring the pressure with this sensor, and when it is confirmed that the desired pressure has been reached, the introduction / exhaust valve is closed and processing such as wafer exposure is performed. At the time of exhaust, the upstream side of the gas introduction valve of the air supply system is evacuated, and when the pressure becomes equal to or lower than a predetermined value, the gas introduction valve is opened and air can be exhausted from the air supply system.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。図1は、本発明の第1の実施例
に係る露光装置の概要を示す図である。なお、図におい
ては、チャンバー1やチャック9、ウェハ11等は模式
的な断面図として示してあり、図の下部における伝熱ガ
スの給気系及び排気系については配管系統図として示し
てある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the drawings, the chamber 1, the chuck 9, the wafer 11, and the like are shown as schematic cross-sectional views, and the supply system and exhaust system for the heat transfer gas in the lower part of the figure are shown as piping diagrams.

【0016】この荷電粒子線露光装置は、ウェハチャン
バー(真空室)1や光学鏡筒15を備える。ウェハチャ
ンバー1内には、ステージ7やチャック9等が納められ
ている。光学鏡筒15内には、荷電粒子線源(電子銃1
4等)を含む荷電粒子線光学系13が配置されている。
荷電粒子線源14から放出された荷電粒子線束CPBは
光学系13を通って収束・偏向され、ウェハ(感応基
板)11の被処理面(上面)に結像する。
The charged particle beam exposure apparatus includes a wafer chamber (vacuum chamber) 1 and an optical lens barrel 15. The stage 7 and the chuck 9 are housed in the wafer chamber 1. The charged particle beam source (electron gun 1
4) is disposed.
The charged particle beam bundle CPB emitted from the charged particle beam source 14 is converged and deflected through the optical system 13 and forms an image on the surface (upper surface) of the wafer (sensitive substrate) 11 to be processed.

【0017】チャンバー1の図の右下方には、真空ポン
プを含むチャンバー排気装置5が連結されている。同装
置5で、チャンバー1の内部を減圧排気する。図の右上
方には、チャンバー真空ゲージ3が取り付けられてい
る。チャンバー1の内部は所定の真空度(例えば1.3
×10-3Pa(10-5Torr))に保たれる。
A chamber exhaust device 5 including a vacuum pump is connected to the lower right of the chamber 1 in the drawing. In the same device 5, the inside of the chamber 1 is evacuated and evacuated. A chamber vacuum gauge 3 is attached to the upper right of the figure. The inside of the chamber 1 has a predetermined degree of vacuum (for example, 1.3
× 10 −3 Pa (10 −5 Torr)).

【0018】チャンバー1内に配置されているステージ
7は、チャック9を搭載しており、チャンバー1内を移
動する。ステージ7の上面に載置されているチャック9
の吸着面(上面)には、紙面下側に向けて掘り込まれた
溝(隙間)27が形成されている。このウェハ11とチ
ャック9の隙間27には、伝熱ガスとしてのHeガスが
充填される。このガスを介してウェハ11からチャック
9に熱を逃すことにより、ウェハ11の熱膨張を抑制で
きる。チャック9内には、電極(図示せず)が埋設されて
おり、この電極に電圧を印加することにより、チャック
9とウェハ11間に静電力が生じて、ウェハ11の被吸
着面(下面)がチャック9の上面に吸着する。
A stage 7 arranged in the chamber 1 has a chuck 9 mounted thereon and moves in the chamber 1. Chuck 9 placed on the upper surface of stage 7
A groove (gap) 27 dug down toward the lower side of the paper is formed on the suction surface (upper surface) of. The gap 27 between the wafer 11 and the chuck 9 is filled with He gas as a heat transfer gas. By releasing heat from the wafer 11 to the chuck 9 via this gas, thermal expansion of the wafer 11 can be suppressed. An electrode (not shown) is embedded in the chuck 9, and when a voltage is applied to this electrode, an electrostatic force is generated between the chuck 9 and the wafer 11, and the attracted surface (lower surface) of the wafer 11 Is attracted to the upper surface of the chuck 9.

【0019】続いて、伝熱ガスの給気系について説明す
る。チャック9の中央には、ガス導入孔17が設けられ
ている。ガス導入孔17はチャック9及びステージ7を
貫通して、ステージ7の下面にまで到達している。この
ガス導入孔17のステージ7の出側にはガス導入弁19
が取り付けられている。このガス導入弁19はステージ
7の構造物に直接取り付けられている。ガス導入弁19
の先(図の下)には、ガス導入管21が接続されてい
る。同ガス導入管21にはガス導入管ゲージ(センサ)
23が取り付けられている。
Next, the heat transfer gas supply system will be described. A gas introduction hole 17 is provided at the center of the chuck 9. The gas introduction hole 17 penetrates through the chuck 9 and the stage 7 and reaches the lower surface of the stage 7. A gas introduction valve 19 is provided on the exit side of the stage 7 of the gas introduction hole 17.
Is attached. This gas introduction valve 19 is directly attached to the structure of the stage 7. Gas introduction valve 19
The gas introduction pipe 21 is connected to the end (below the figure). The gas inlet pipe 21 has a gas inlet pipe gauge (sensor).
23 are attached.

【0020】ガス導入管21の上流側には、三方弁25
を介してガス流量コントローラ31が接続されている。
このガス流量コントローラ31の上流には、ガス供給源
(ガスボンベ)32が接続されている。同ボンベ32に
は、Heガスが貯蔵されている。伝熱ガスをチャック9
に供給する際には、ガス導入管ゲージ23の圧力が所望
の値となるようにガス流量コントローラ31を制御す
る。チャック9とウェハ11の隙間27内の圧力の目標
値は、例えば1.3kPa(10Torr)である。な
お、この目標値は、チャック9とウェハ11の間の静電
力とのバランスを考慮して決定される。
A three-way valve 25 is provided upstream of the gas introduction pipe 21.
The gas flow controller 31 is connected via the.
A gas supply source (gas cylinder) 32 is connected upstream of the gas flow controller 31. He gas is stored in the cylinder 32. Heat transfer gas chuck 9
When supplying the gas, the gas flow controller 31 is controlled so that the pressure of the gas introduction pipe gauge 23 becomes a desired value. The target value of the pressure in the gap 27 between the chuck 9 and the wafer 11 is, for example, 1.3 kPa (10 Torr). This target value is determined in consideration of the balance between the electrostatic force between the chuck 9 and the wafer 11.

【0021】三方弁25の別の口には、排気用ポンプ2
9が接続されている。ガス排気時には、三方弁25を排
気ポンプ29側に切り替えて(ガス流量コントローラ3
1側は閉)、ガス導入管21からも排気することができ
る。
Another port of the three-way valve 25 has an exhaust pump 2
9 is connected. At the time of gas exhaust, the three-way valve 25 is switched to the exhaust pump 29 side (the gas flow controller 3).
The first side is closed), and the gas can be exhausted also from the gas introduction pipe 21.

【0022】次に、伝熱ガスの排気系について説明す
る。チャック9の左右の隅には、ガス排気孔33が設け
られている。ガス排気孔33はチャック9内で一本に合
流した後、ステージ7を貫通して、ステージ7の下面に
まで到達している。このガス排気孔33の下流側にガス
排気弁35が取り付けられている。このガス排気弁35
はステージ7の構造物に直接取り付けられている。ガス
排気弁35の先(図の下)には、ガス排気管37が接続
されている。同ガス排気管37にはガス排気管ゲージ3
9が取り付けられている。さらに、排気管37の下流側
の端には、排気用ポンプ41が接続されている。
Next, the heat transfer gas exhaust system will be described. Gas exhaust holes 33 are provided at the left and right corners of the chuck 9. After the gas exhaust holes 33 merge into one in the chuck 9, they penetrate the stage 7 and reach the lower surface of the stage 7. A gas exhaust valve 35 is attached downstream of the gas exhaust hole 33. This gas exhaust valve 35
Are directly attached to the structure of the stage 7. A gas exhaust pipe 37 is connected to the end of the gas exhaust valve 35 (below the figure). The gas exhaust pipe 37 has a gas exhaust pipe gauge 3
9 is attached. Further, an exhaust pump 41 is connected to a downstream end of the exhaust pipe 37.

【0023】次に、本実施例の静電チャック9における
ガス給気系・排気系の作用を説明する。まず、チャック
9上にウェハ11がないときは、ガス導入弁19及びガ
ス排気弁35のいずれも閉じておく。処理するウェハ1
1がチャック9上に置かれると図示せぬ電極に通電し
て、ウェハ11を吸着する。ついで、ガスボンベ32か
らガス流量コントローラ31、三方弁25、ガス導入管
21、ガス導入弁19、ガス導入孔17を通して、隙間
27にガスを充填する。このとき、ガス導入管ゲージ2
3で、隙間27内のガス圧をモニターしながら、ガス流
量コントローラ31のガス流量を制御する。なお、排気
用ポンプ29側は、三方弁25で遮断しておく。露光開
始後は、ガスの漏れ分をガス導入管21から継続的に隙
間27に供給する。排気弁35は、露光中常に閉じてお
く。排気ポンプ41は常に運転しておく。このとき、ガ
ス排気管37内は1.3×10-1Pa(10-3Tor
r)程度以上の真空に引いておく。
Next, the operation of the gas supply system and the exhaust system in the electrostatic chuck 9 of the present embodiment will be described. First, when there is no wafer 11 on the chuck 9, both the gas introduction valve 19 and the gas exhaust valve 35 are closed. Wafer 1 to be processed
When 1 is placed on the chuck 9, an electric current is supplied to an electrode (not shown), and the wafer 11 is sucked. Next, the gas is filled into the gap 27 from the gas cylinder 32 through the gas flow controller 31, the three-way valve 25, the gas introduction pipe 21, the gas introduction valve 19, and the gas introduction hole 17. At this time, gas introduction pipe gauge 2
In step 3, the gas flow rate of the gas flow rate controller 31 is controlled while monitoring the gas pressure in the gap 27. The exhaust pump 29 is shut off by the three-way valve 25. After the start of the exposure, the gas leakage is continuously supplied from the gas introduction pipe 21 to the gap 27. The exhaust valve 35 is always closed during exposure. The exhaust pump 41 is always operated. At this time, the inside of the gas exhaust pipe 37 is 1.3 × 10 −1 Pa (10 −3 Torr).
r) Apply a vacuum of at least about

【0024】露光が終了して、ウェハ11を交換する際
は、次のようにする。まず、ガス導入弁19を閉じると
ともに、三方弁25のガス流量コントローラ31側を閉
じ、排気用ポンプ29側を開とする。そして、排気用ポ
ンプ29を運転する。排気側については、ガス排気弁3
5を開けると、ガス排気管37内の真空バッファの作用
によって、ウェハ11とチャック9の隙間27に充填さ
れたHeガスが急速に排気される。さらに、ガス導入管
21の圧力が十分に下がったことをガス導入管ゲージ2
3によって確認できたら、ガス導入弁19も開ける。
When exchanging the wafer 11 after the exposure is completed, the following is performed. First, the gas introduction valve 19 is closed, the gas flow controller 31 side of the three-way valve 25 is closed, and the exhaust pump 29 side is opened. Then, the exhaust pump 29 is operated. On the exhaust side, gas exhaust valve 3
When the opening 5 is opened, the He gas filled in the gap 27 between the wafer 11 and the chuck 9 is quickly exhausted by the action of the vacuum buffer in the gas exhaust pipe 37. Further, the fact that the pressure of the gas introduction pipe 21 has sufficiently decreased is indicated by the gas introduction pipe gauge 2.
When the confirmation is made in step 3, the gas introduction valve 19 is also opened.

【0025】次に本発明の第2の実施例について説明す
る。本発明の第1の実施例では、露光中はガス導入弁1
9は開けておき、ガス洩れ分は常にガス導入管21から
補充する。しかし、ウェハ露光中に隙間27からのガス
洩れが問題にならない場合には、ガス導入弁19を開い
ておく必要はない。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment of the present invention, during the exposure, the gas introduction valve 1 is used.
9 is left open, and the gas leakage is always replenished from the gas introduction pipe 21. However, if gas leakage from the gap 27 does not pose a problem during wafer exposure, it is not necessary to open the gas introduction valve 19.

【0026】そこで、本実施例の場合には、隙間27内
の圧力が所望の圧力に達したら、ガス導入弁19を閉じ
る。次いで、三方弁25を排気用ポンプ29側に切り替
え、ガス導入管21内もガス排気管37と同じく1.3
×10-1Pa(10-3Torr)程度以上の真空に引い
ておく。そして、露光が終了すると同時に、ガス排気弁
35とガス導入弁19の両方を開く。すると、ガス排気
管37内とガス導入管21内の両方の真空バッファの作
用によって、隙間27に充填されたHeガスが急速に排
気される。
Therefore, in the case of the present embodiment, when the pressure in the gap 27 reaches a desired pressure, the gas introduction valve 19 is closed. Next, the three-way valve 25 is switched to the exhaust pump 29 side, and the inside of the gas introduction pipe 21 is 1.3 as in the gas exhaust pipe 37.
A vacuum of about × 10 −1 Pa (10 −3 Torr) or more is drawn. Then, simultaneously with the completion of the exposure, both the gas exhaust valve 35 and the gas introduction valve 19 are opened. Then, the He gas filled in the gap 27 is rapidly exhausted by the action of the vacuum buffers in both the gas exhaust pipe 37 and the gas introduction pipe 21.

【0027】次に、上記の荷電粒子線露光装置を利用し
たデバイス製造方法の実施例を説明する。図2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。
Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above charged particle beam exposure apparatus will be described. FIG. 2 shows a flow of manufacturing micro devices (semiconductor chips such as ICs and LSIs, liquid crystal panels, CCDs, thin-film magnetic heads, micro machines, etc.).

【0028】ステップ1(回路設計)では、半導体デバ
イスの回路設計を行う。ステップ2(マスク製作)で
は、設計した回路パターンを形成したマスクを製作す
る。この時、パターンについて局部的にリサイズを施す
ことにより近接効果や空間電荷効果によるビームボケの
補正を行ってもよい。一方、ステップ3(ウェハ製造)
では、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
In step 1 (circuit design), a circuit of a semiconductor device is designed. Step 2 (mask fabrication) forms a mask on which the designed circuit pattern is formed. At this time, beam blur due to the proximity effect or the space charge effect may be corrected by locally resizing the pattern. Step 3 (wafer manufacturing)
Then, a wafer is manufactured using a material such as silicon.

【0029】ステップ4(酸化)では、ウェハの表面を
酸化させる。ステップ5(CVD)では、ウェハ表面に
絶縁膜を形成する。ステップ6(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7(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8(レジスト処理)では、ウェハに感光剤を塗布す
る。ステップ9(電子ビーム露光)では、ステップ2で
作ったマスクを用いて電子ビーム転写装置によって、マ
スクの回路パターンをウェハに焼付露光する。その際、
ウェハとチャックの隙間に充填された伝熱ガスを排気す
るのに上述の装置−方法を用いる。ステップ10(光露
光)では、同じくステップ2で作った光露光用マスクを
用いて、光ステッパーによってマスクの回路パターンを
ウェハに焼付露光する。この前又は後に、電子ビームの
後方散乱電子を均一化する近接効果補正露光を行っても
よい。
In step 4 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. Step 5 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface. Step 6 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. Step 7 (ion implantation) implants ions into the wafer. In step 8 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 9 (electron beam exposure), the circuit pattern of the mask is printed and exposed on the wafer by the electron beam transfer device using the mask created in step 2. that time,
The above-described apparatus-method is used to exhaust the heat transfer gas filled in the gap between the wafer and the chuck. In step 10 (light exposure), the circuit pattern of the mask is printed and exposed on the wafer by an optical stepper using the light exposure mask similarly formed in step 2. Before or after this, proximity effect correction exposure for equalizing the backscattered electrons of the electron beam may be performed.

【0030】ステップ11(現像)では、露光したウェ
ハを現像する。ステップ12(エッチング)では、レジ
スト像以外の部分を選択的に削り取る。ステップ13
(レジスト剥離)では、エッチングがすんで不要となっ
たレジストを取り除く。ステップ4からステップ13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。
In step 11 (development), the exposed wafer is developed. In step 12 (etching), portions other than the resist image are selectively removed. Step 13
In (resist removal), the unnecessary resist after etching is removed. By repeating steps 4 to 13, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【0031】ステップ14(組立)は、後工程と呼ば
れ、上の工程によって作製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15(検査)では、ステ
ップ14で作製された半導体デバイスの動作確認テス
ト、耐久性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16)さ
れる。
Step 14 (assembly) is referred to as a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced by the above process, and includes an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). And the like. In step 15 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 14 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 16).

【0032】[0032]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、チャックと基板(ウェハ)との間隙に充填さ
れた伝熱ガスを急速に排気することができ、素早くウェ
ハの交換を行うことができるので、スループットを向上
できる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the heat transfer gas filled in the gap between the chuck and the substrate (wafer) can be quickly exhausted, and the wafer can be quickly replaced. As a result, the throughput can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係る露光装置の概要を
示す図である。
FIG. 1 is a view showing an outline of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】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。
FIG. 2 shows a flow of manufacturing a micro device (a semiconductor chip such as an IC or an LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, or the like).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チャンバー 3 チャンバ
ー真空ゲージ 5 チャンバー排気装置 7 ステージ 9 チャック 11 ウェハ 14 荷電粒子線源 13 荷電粒子
線光学系 15 光学鏡筒 17 ガス導入
孔 19 ガス導入弁 21 ガス導入
管 23 ガス導入管ゲージ 25 三方弁 27 ウェハとチャックの隙間(溝) 29 排気用ポ
ンプ 31 ガス流量コントローラ 32 ガスボン
ベ 33 ガス排気孔 35 ガス排気
弁 37 ガス排気管 39 ガス排気
管ゲージ 41 排気用ポンプ
Reference Signs List 1 chamber 3 chamber vacuum gauge 5 chamber exhaust device 7 stage 9 chuck 11 wafer 14 charged particle beam source 13 charged particle beam optical system 15 optical column 17 gas inlet hole 19 gas inlet valve 21 gas inlet tube 23 gas inlet tube gauge 25 three-way Valve 27 Gap (groove) between wafer and chuck 29 Exhaust pump 31 Gas flow controller 32 Gas cylinder 33 Gas exhaust hole 35 Gas exhaust valve 37 Gas exhaust pipe 39 Gas exhaust pipe gauge 41 Exhaust pump

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被処理基板を静電力により吸着固定する
チャックであって;基板吸着面にガスを導入する導入孔
と、 該ガスを排出する排気孔と、 さらに、上記導入孔及び/又は排気孔を開閉する、該チ
ャックに付設された弁を備えることを特徴とする静電チ
ャック。
1. A chuck for adsorbing and fixing a substrate to be processed by electrostatic force; an introduction hole for introducing a gas to a substrate adsorption surface, an exhaust hole for exhausting the gas, and the introduction hole and / or exhaust gas. An electrostatic chuck comprising a valve attached to said chuck for opening and closing a hole.
【請求項2】 被処理基板を静電力により吸着固定する
チャックを搭載して移動するステージであって;チャッ
クにガスを導入するガス導入孔と、 該ガスを排出する排気孔と、 さらに、上記導入孔及び/又は排気孔を開閉する、該チ
ャック又はステージに付設された弁を備えることを特徴
とするステージ。
2. A stage for mounting and moving a chuck for attracting and fixing a substrate to be processed by electrostatic force; a gas introduction hole for introducing a gas into the chuck; an exhaust hole for discharging the gas; A stage provided with a valve attached to said chuck or stage for opening and closing an introduction hole and / or an exhaust hole.
【請求項3】 減圧排気される真空室と、 該室内に配置された移動可能なステージと、 該ステージ上に搭載された、被処理基板を静電力により
吸着固定するチャックと、 該チャックと被処理基板との間隙に伝熱ガスを導入する
給気系と、 該間隙から伝熱ガスを排出する排気系と、 を具備する基板処理装置であって;上記給気系のガス導
入弁及び/又は上記排気系の排気弁が、上記チャック又
はステージに付設されていることを特徴とする基板処理
装置。
3. A vacuum chamber evacuated and evacuated, a movable stage disposed in the chamber, a chuck mounted on the stage, for attracting and fixing a substrate to be processed by electrostatic force, A substrate processing apparatus comprising: an air supply system for introducing a heat transfer gas into a gap with a processing substrate; and an exhaust system for discharging the heat transfer gas from the gap; Alternatively, an exhaust valve of the exhaust system is attached to the chuck or the stage.
【請求項4】 荷電粒子線を感応基板上に結像させる光
学系と、 該感応基板を真空雰囲気下に置く感応基板チャンバー
と、 を備える荷電粒子線露光装置であって;上記感応基板チ
ャンバー内に配置された移動可能なステージと、 該ステージ上に搭載された、感応基板を静電力により吸
着固定するチャックと、 該チャックと感応基板との間隙に伝熱ガスを導入する給
気系と、 該間隙から伝熱ガスを排出する排気系と、 を具備し、 上記給気系のガス導入弁及び/又は上記排気系の排気弁
が、上記チャック又はステージに付設されていることを
特徴とする荷電粒子線露光装置。
4. A charged particle beam exposure apparatus comprising: an optical system for forming an image of a charged particle beam on a sensitive substrate; and a sensitive substrate chamber for placing the sensitive substrate in a vacuum atmosphere; A movable stage arranged on the stage, a chuck mounted on the stage, for adsorbing and fixing the sensitive substrate by electrostatic force, and an air supply system for introducing a heat transfer gas into a gap between the chuck and the sensitive substrate. An exhaust system for discharging heat transfer gas from the gap, wherein the gas introduction valve of the air supply system and / or the exhaust valve of the exhaust system are attached to the chuck or the stage. Charged particle beam exposure equipment.
【請求項5】 上記伝熱ガスを供給後、上記基板処理時
には上記排気弁を閉じるとともに、排気系配管の排気弁
より下流側を真空に引くことを特徴とする請求項3記載
の基板処理装置又は請求項4記載の荷電粒子線露光装
置。
5. The substrate processing apparatus according to claim 3, wherein, after supplying the heat transfer gas, the exhaust valve is closed during the substrate processing, and the downstream side of the exhaust valve of the exhaust system piping is evacuated to a vacuum. Or a charged particle beam exposure apparatus according to claim 4.
【請求項6】 上記給気系のガス導入弁より上流側の圧
力をモニターするセンサを有することを特徴とする請求
項5記載の基板処理装置又は荷電粒子線露光装置。
6. The substrate processing apparatus or the charged particle beam exposure apparatus according to claim 5, further comprising a sensor for monitoring a pressure upstream of the gas supply valve of the air supply system.
【請求項7】 上記ガス導入弁の上流側の給気系にも排
気用ポンプが接続されており、 上記伝熱ガスを供給後、上記基板処理時には上記ガス導
入弁を閉じるとともに、ガス導入管のガス導入弁より上
流側を真空に引くことを特徴とする請求項3記載の基板
処理装置又は請求項4記載の荷電粒子線露光装置。
7. An exhaust pump is also connected to an air supply system on the upstream side of the gas introduction valve. After supplying the heat transfer gas, the gas introduction valve is closed during the substrate processing and the gas introduction pipe is closed. 5. The substrate processing apparatus according to claim 3, wherein the upstream side of the gas introduction valve is evacuated to vacuum.
【請求項8】 上記給気系のガス導入弁より上流側の圧
力をモニターするセンサを有することを特徴とする請求
項5又は7記載の基板処理装置又は荷電粒子線露光装
置。
8. The substrate processing apparatus or charged particle beam exposure apparatus according to claim 5, further comprising a sensor for monitoring a pressure upstream of the gas supply valve of the air supply system.
【請求項9】 リソグラフィー工程において、チャック
と感応基板の間隙に伝熱ガスを供給しながら感応基板を
静電力によってチャックに吸着するにあたり、 上記伝熱ガスを供給する給気系のガス導入弁及び/又は
該ガスの排気系の排気弁を、上記チャック又は該チャッ
クの搭載されるステージに付設しておき、 上記伝熱ガスを供給後、上記基板処理時には上記排気弁
を閉じるとともに、排気系配管の排気弁より下流側を真
空に引くことを特徴とするデバイス製造方法。
9. A gas supply valve for supplying a heat transfer gas for supplying a heat transfer gas to the chuck by electrostatic force while supplying a heat transfer gas to a gap between the chuck and the sensitive substrate in a lithography process. And / or an exhaust valve of an exhaust system for the gas is attached to the chuck or a stage on which the chuck is mounted, and after supplying the heat transfer gas, the exhaust valve is closed during the substrate processing and the exhaust system piping is provided. A method for manufacturing a device, comprising: drawing a vacuum downstream of an exhaust valve of the device.
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