JP2009021497A - 保持装置、露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板を搬出する動作を素早く実行でき、デバイスの生産性の向上に寄与できる保持装置を提供する。
【解決手段】保持装置は、基板を静電力で保持可能な保持部材と、基板と保持部材との間で、イオン及び電子の少なくとも一方を発生可能な発生装置とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板を保持する保持装置、露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法に関する。

半導体デバイスの製造装置は、デバイスが製造される基板を保持する保持装置を備えている。例えばＥＵＶ露光装置、ＣＶＤ装置等は、下記特許文献に開示されているような、基板を静電力で保持する保持装置を備えている。
米国特許第５７０８５５６号公報

製造装置においては、保持装置に基板を搬入する動作、搬入された基板を保持装置で保持する動作、及び保持装置から基板を搬出する動作が実行される。静電力を用いた保持装置において、静電力に起因して、例えば基板を搬出する動作に時間がかかると、デバイスの生産性が低下する可能性がある。

本発明は、基板を搬出する動作を素早く実行でき、デバイスの生産性の向上に寄与できる保持装置を提供することを目的とする。また本発明は、その保持装置を用いてデバイスの生産性の向上に寄与できる露光装置、露光方法を提供することを目的とする。また本発明は、その露光装置、露光方法を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明を例示する各態様としては実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。

本発明の第１の態様に従えば、基板（Ｐ）を保持する保持装置であって、基板（Ｐ）を静電力で保持可能な保持部材（１３）と、基板（Ｐ）と保持部材（１３）との間で、イオン及び電子の少なくとも一方を発生可能な発生装置（３０）と、を備えた保持装置（２）が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、露光光（ＥＬ）で基板（Ｐ）を露光する露光装置であって、露光光（ＥＬ）が照射される基板（Ｐ）を保持するために、上記態様の保持装置（２）を備える露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第３の態様に従えば、上記態様の露光装置（ＥＸ）を用いて基板（Ｐ）を露光することと、露光された基板（Ｐ）を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の第４の態様に従えば、露光光（ＥＬ）で基板（Ｐ）を露光する露光方法であって、基板（Ｐ）を静電力で保持部材（１３）に保持した状態で、基板（Ｐ）に露光光（ＥＬ）を照射することと、露光された基板（Ｐ）を保持部材（１３）から離すときに、基板（Ｐ）と保持部材（１３）との間で、イオン及び電子の少なくとも一方を発生させることと、を含む露光方法が提供される。

本発明の第５の態様に従えば、上記態様の露光方法を用いて基板（Ｐ）を露光することと、露光された基板（Ｐ）を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明によれば、保持装置から基板を搬出する動作を素早く実行でき、デバイスの生産性の向上に寄与できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら例示的に説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持しながら移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持しながら移動可能な基板ステージ２と、マスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、マスクＭを搬送可能な第１搬送システム３と、基板Ｐを搬送可能な第２搬送システム４と、少なくとも露光光ＥＬが通過する所定空間を真空状態に調整する真空システムを有するチャンバ装置５と、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置６とを備えている。基板Ｐは、半導体ウエハ等の基材の一方の面に感光材（レジスト）等の膜が形成されたものを含む。マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。

本実施形態の露光装置ＥＸは、極端紫外光で基板Ｐを露光するＥＵＶ露光装置である。極端紫外光は、例えば波長５〜５０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域の電磁波である。以下の説明において、極端紫外光を適宜、ＥＵＶ光、と称する。一例として、本実施形態では、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を露光光ＥＬとして用いる。

本実施形態において、マスクＭは、ＥＵＶ光を反射可能な多層膜を有する反射型マスクである。露光装置ＥＸは、多層膜でパターンが形成されたマスクＭの表面（反射面）を露光光（ＥＵＶ光）ＥＬで照明し、そのマスクＭで反射した露光光ＥＬで感光性を有する基板Ｐを露光する。マスクＭ、基板Ｐ、照明光学系ＩＬの各光学素子、及び投影光学系ＰＬの各光学素子には、真空状態（例えば、１×１０^−４Ｐａ程度の減圧雰囲気）で露光光（ＥＵＶ光）ＥＬが照射される。

本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置、所謂、スキャニングステッパである。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。露光装置ＥＸは、基板Ｐを投影光学系ＰＬの投影領域に対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明光学系ＩＬの照明領域に対してマスクＭをＹ軸方向に移動しつつ、マスクＭを露光光ＥＬで照明し、そのマスクＭからの露光光ＥＬを基板Ｐに照射して、その基板Ｐを露光する。

照明光学系ＩＬは、複数の光学素子ＩＲ_１〜ＩＲ_５を含み、マスクＭ上の所定の照明領域を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。光学素子ＩＲ_１〜ＩＲ_５は、ＥＵＶ光を反射可能な多層膜を備えた多層膜反射鏡を含む。光学素子ＩＲ_１〜ＩＲ_５の多層膜は、例えばＭｏ／Ｓｉ多層膜を含む。

照明光学系ＩＬは、光源７からの露光光ＥＬでマスクＭを照明する。本実施形態の光源７は、レーザ励起型プラズマ光源であって、ハウジング８と、レーザ光を射出するレーザ装置９と、キセノンガス等のターゲット材料をハウジング８の内側に供給する供給部材１０とを含む。レーザ装置９から射出され、集光光学系１１で集光されたレーザ光は、供給部材１０の先端から射出されるターゲット材料に照射される。レーザ光が照射されたターゲット材料は、プラズマ化してＥＵＶ光を含む光（露光光ＥＬ）を発生する。供給部材１０の先端で発生した光は、コンデンサ１２によって集光される。コンデンサ１２を介した光は、ハウジング８の外側に配置されているコリメータミラーとして機能する光学素子ＩＲ_１に入射する。なお、光源としては、放電型プラズマ光源等、他の方式の光源でもよい。

マスクステージ１は、マスクＭを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つ方向に移動可能である。本実施形態においては、マスクステージ１は、マスクＭの反射面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。また、本実施形態においては、マスクステージ１は、マスクＭの反射面が−Ｚ方向を向くように、マスクＭを保持する。本実施形態においては、マスクステージ１（マスクＭ）の位置情報を計測可能なレーザ干渉計（不図示）、及びマスクＭの反射面の面位置情報を検出可能なフォーカス・レベリング検出システム（不図示）が設けられており、制御装置６は、レーザ干渉計の計測結果及びフォーカス・レベリング検出システムの検出結果に基づいて、マスクステージ１に保持されているマスクＭの位置を制御する。

投影光学系ＰＬは、複数の光学素子ＰＲ_１〜ＰＲ_４を含み、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で基板Ｐに投影する。光学素子ＰＲ_１〜ＰＲ_４は、ＥＵＶ光を反射可能な多層膜を備えた多層膜反射鏡を含む。光学素子ＰＲ_１〜ＰＲ_４の多層膜は、例えばＭｏ／Ｓｉ多層膜を含む。

基板ステージ２は、基板Ｐを保持する保持部材１３と、保持部材１３を支持するステージ本体１４とを含む。ステージ本体１４は、保持部材１３を搭載した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。保持部材１３は、ステージ本体１４上で、少なくともＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に移動可能である。基板ステージ２は、基板Ｐを保持した保持部材１３を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。本実施形態においては、保持部材１３は、基板Ｐの表面（露光面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。また、本実施形態においては、保持部材１３は、基板Ｐの表面が＋Ｚ方向を向くように、基板Ｐを保持する。本実施形態においては、保持部材１３（基板Ｐ）の位置情報を計測可能なレーザ干渉計（不図示）、及び基板Ｐの表面の面位置情報を検出可能なフォーカス・レベリング検出システム（不図示）が設けられており、制御装置６は、レーザ干渉計の計測結果及びフォーカス・レベリング検出システムの検出結果に基づいて、保持部材１３に保持されている基板Ｐの位置を制御する。

本実施形態においては、チャンバ装置５によって形成される内部空間５Ｓに、照明光学系ＩＬ、マスクステージ１、投影光学系ＰＬ、基板ステージ２、第１搬送システム３、及び第２搬送システム４のそれぞれが配置される。チャンバ装置５は、内部空間５Ｓを真空状態にする。

図２は、基板ステージ２の一部を示す側断面図である。基板ステージ２の保持部材１３は、基板Ｐの裏面を保持する。基板Ｐの裏面は、露光光ＥＬが照射される表面とは反対側の面である。上述のように、基板Ｐは、半導体ウエハ等の基材の一方の面に感光材（レジスト）等の膜が形成されたものを含む。

図２において、基板ステージ２の保持部材１３は、基板Ｐの裏面と対向可能な対向面１５と、対向面１５上に設けられ、基板Ｐの裏面を支持する支持部材１６とを有する。本実施形態においては、対向面１５は、＋Ｚ方向を向くように配置され、ＸＹ平面とほぼ平行である。本実施形態においては、ＸＹ平面内における対向面の外形は、基板Ｐの裏面の外形とほぼ同じである。

支持部材１６は、例えばピン状の部材であり、対向面１５上に複数配置されている。支持部材１６は、所定の間隔をあけて、対向面１５の複数の位置のそれぞれに配置されている。支持部材１６は、基板Ｐの裏面を支持する上面（支持面）１７を有する。上面１７のそれぞれは、Ｚ軸方向に関してほぼ同じ位置（高さ）に配置されている。

本実施形態において、支持部材１６の上面１７に支持された基板Ｐの裏面と、その基板Ｐの裏面と対向する対向面１５との間には、所定の間隙（空間）２３が形成される。

本実施形態の保持部材１３は、静電チャック機構を含み、基板Ｐの裏面を静電力で保持する。保持部材１３は、静電力を発生させるための保持用電極１８を有する。保持用電極１８は、保持部材１３の複数の所定位置のそれぞれに設けられている。保持用電極１８のそれぞれは、電源２０と電気的に接続可能である。電源２０は、保持用電極１８のそれぞれに、所定の電圧を印加可能である。電源２０は、例えばチャンバ装置５の外側に配置されている。なお、電源２０が、チャンバ装置５の内側の基板ステージ２とは異なる位置に配置されていてもよい。また、基板ステージ２が電源２０を備えていてもよい。

保持用電極１８のそれぞれには、電気配線１９が接続され、電源２０には、電気配線２１が接続されている。基板ステージ２は、保持用電極１８に接続された電気配線１９と電源２０に接続された電気配線２１との間に配置されたスイッチ２２を有する。スイッチ２２は、保持用電極１８に対する電圧の印加と印加の停止とを切り替えることができる。

なお、本実施形態の静電チャック機構は、所謂、双極方式であって、保持用電極１８は、正の電位が与えられる保持用電極と、負の電位が与えられる保持用電極とを含む。なお、図２においては、正の電位が与えられる保持用電極１８のみが示されており、負の電位が与えられる保持用電極の図示が省略されている。

本実施形態の保持部材１３は、低膨張セラミックスを含む絶縁材料で形成されている。保持部材１３の少なくとも一部は、静電チャック機構の誘電体として機能する。保持用電極１８は、保持部材１３の内部に配置されている。対向面１５は、上述の低膨張セラミックスを含む絶縁材料で形成されている。

複数の保持用電極１８のそれぞれは、印加される電圧に応じて、基板Ｐを支持部材１６に吸着するための静電力を発生させる。制御装置６は、電源２０を用いて、保持用電極１８に所定の電圧を印加することによって、基板Ｐと保持部材１３との間にクーロン力（ジャンセン・ラーベック力）を発生させる。これにより、基板Ｐは静電力によって支持部材１６に吸着され、保持部材１３は、静電力で基板Ｐを保持する。

本実施形態において、基板ステージ２は、基板Ｐと保持部材１３との間に、イオン及び電子の少なくとも一方を発生可能な発生装置３０を備えている。発生装置３０は、基板Ｐ及び保持部材１３の少なくとも一方に帯電している電荷を中和するために、イオン及び電子の少なくとも一方を発生させる。以下の説明において、発生装置３０が発生するイオン（正イオン）及び電子を適宜、浮遊荷電体、と称する。

本実施形態の発生装置３０は、基板Ｐと保持部材１３との間で放電を発生させる放電用電極３１を有する。放電用電極３１は、針状の部材であり、対向面１５上に複数配置されている。放電用電極３１は、例えば、タングステン、チタン等で形成されている。

放電用電極３１は、支持部材１６同士の間における対向面１５上に配置されている。放電用電極３１は、所定の間隔をあけて、対向面１５の複数の位置のそれぞれに配置されている。放電用電極３１の少なくとも一部は、基板Ｐの裏面と対向面１５との間の空間２３に配置される。放電用電極３１は、基板Ｐの裏面と保持部材１３の対向面１５との間の空間２３において、放電（コロナ放電）を発生可能である。

本実施形態において、放電用電極３１の上端（上面）３２は、支持部材１６の上面１７よりも−Ｚ側に配置されている。換言すれば、放電用電極３１の上端３２は、対向面１５に対して、支持部材１６の上面１７よりも近い位置に配置されている。そのため、支持部材１６の上面１７に支持されている基板Ｐの裏面と放電用電極３１の上端３２とは、接触せずに、離れている。このように、本実施形態においては、放電用電極３１は、対向面１５上において、基板Ｐの裏面と接触しないように配置されている。本実施形態においては、上端３２のそれぞれは、Ｚ軸方向に関してほぼ同じ位置（高さ）に配置されている。

放電用電極３１のそれぞれには、電気配線２４が接続されている。放電用電極３１のそれぞれは、電源２０と電気的に接続可能である。電源２０は、放電用電極３１のそれぞれに、所定の電圧を印加可能である。

本実施形態において、スイッチ２２は、電源２０に対する放電用電極３１の電気的な接続と、保持用電極１８の電気的な接続とを切り替えることができる。スイッチ２２の動作は、制御装置６に制御される。スイッチ２２は、保持用電極１８に接続された電気配線１９と、電源２０に接続された電気配線２１とを電気的に接続することによって、保持用電極１８と電源２０とを電気的に接続可能である。また、スイッチ２２は、放電用電極３１に接続された電気配線２４と、電源２０に接続された電気配線２１とを電気的に接続することによって、放電用電極３１と電源２０とを電気的に接続可能である。

スイッチ２２は、保持用電極１８と電源２０とを電気的に接続しているとき、放電用電極３１と電源２０との電気的な接続を解除し、放電用電極３１と電源２０とを電気的に接続しているとき、保持用電極１８と電源２０との電気的な接続を解除する。

基板ステージ２は、基板Ｐと保持部材１３との間に所定のガスを供給する供給口４０を備えている。供給口４０は、保持部材１３の対向面１５の所定位置に配置されている。供給口４０は、流路４１を介して、ガス供給装置４２と接続されている。本実施形態において、流路４１の一部は、保持部材１３の内部に形成されている。

供給口４０は、支持部材１６に支持された基板Ｐの裏面と保持部材１３の対向面１５との間の空間２３に所定のガスを供給する。本実施形態において、供給口４０から供給されるガスは、不活性ガス（非反応性のガス）を含む。不活性ガスは、例えば窒素ガス、アルゴンガス、及びキセノンガスの少なくとも１つを含む。本実施形態においては、供給口４０から供給される不活性ガスとして、窒素ガスを用いる。

なお、供給口４０から供給されるガスとしては、アルゴンガス、窒素ガスとアルゴンガスとの混合ガス、窒素ガス中にキセノンガスを添加した混合ガス、アルゴンガス中にキセノンガスを添加した混合ガス、窒素ガスとアルゴンガスとの混合ガスにキセノンガスを添加した混合ガスであってもよい。

流路４１には、バルブ機構４３が設けられている。バルブ機構４３は、流路４１を開閉可能である。バルブ機構４３は、制御装置６に制御される。バルブ機構４３によって流路４１を開けることにより、制御装置６は、ガス供給装置４２から供給口４０に対するガスの供給を実行可能である。また、バルブ機構４３によって流路４１を閉じることにより、制御装置６は、ガス供給装置４２から供給口４０に対するガスの供給を停止可能である。また、バルブ機構４３は、ガス供給装置４２から供給口４０に対する単位時間当たりのガス供給量を調整可能である。

次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸの動作の一例について説明する。

第１搬送システム３によってマスクＭがマスクステージ１に搬入（ロード）され、マスクＭがマスクステージ１に保持される。また、第２搬送システム４によって、露光前の基板Ｐが、基板ステージ２の保持部材１３に搬入（ロード）される。

支持部材１６の上面１７に基板Ｐを載せた後、基板Ｐを静電力で保持部材１３に保持するために、制御装置６は、スイッチ２２を用いて、保持用電極１８と電源２０とを電気的に接続し、保持用電極１８に所定の電圧を印加する。これにより、基板Ｐの裏面が、静電力によって保持部材１３に保持される。

本実施形態においては、静電力によって基板Ｐが保持部材１３に保持された後、供給口４０を用いるガス供給動作が開始される。基板Ｐの裏面と保持部材１３の対向面１５との間の空間２３に、供給口４０からガスが供給される。

本実施形態においては、制御装置６は、基板Ｐの裏面と保持部材１３の対向面１５との間の圧力が、チャンバ装置５の内部空間５Ｓの圧力よりも所定値だけ高くなるように、空間２３に対して供給口４０よりガスを供給する。上述のように、チャンバ装置５の内部空間５Ｓは、真空状態（例えば、１×１０^−４Ｐａ程度）である。例えば、制御装置６は、基板Ｐの裏面と保持部材１３の対向面１５との間の圧力が、１×１０^−４Ｐａよりも高く、１×１０^３Ｐａよりも低くなるように、空間２３の圧力を調整する。本実施形態においては、空間２３の圧力が１×１０^３Ｐａよりも僅かに低くなる程度に調整される。

基板Ｐが保持部材１３に静電力で保持され、空間２３にガスが供給された後、制御装置６は、基板Ｐに対する露光処理を開始する。マスクＭのパターンからの露光光ＥＬで基板Ｐを露光するために、制御装置６は、光源７より露光光ＥＬを射出させる。マスクステージ１に保持されたマスクＭは、光源７より射出され、照明光学系ＩＬを介した露光光（ＥＵＶ光）ＥＬで照明される。照明光学系ＩＬより射出された露光光ＥＬは、マスクＭの反射面に入射する。マスクＭの反射面に照射され、その反射面で反射した露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬの物体面側から投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬの物体面側から投影光学系ＰＬに入射した露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬの像面側に射出され、保持部材１３に保持されている基板Ｐの表面（露光面）に照射される。これにより、基板Ｐは露光光ＥＬで露光され、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影される。

本実施形態においては、制御装置６は、空間２３にガスを供給した状態で、基板Ｐを露光する。空間２３のガスによって、真空状態に比べて、基板Ｐと保持部材１３との間の熱伝達率を向上することができる。これにより、例えば露光光ＥＬの照射による基板Ｐの温度変化を抑制することができる。

基板Ｐの露光が終了した後、制御装置６は、露光された基板Ｐを保持部材１３から離す動作、すなわち基板Ｐを保持部材１３から搬出（アンロード）する動作を開始する。制御装置６は、露光された基板Ｐを保持部材１３から離すときに、発生装置３０を用いて、基板Ｐ及び保持部材１３の少なくとも一方に帯電している電荷を中和するための処理（除電処理）を実行する。

制御装置６は、基板Ｐ及び保持部材１３の少なくとも一方に帯電している電荷を中和するために、発生装置３０を用いて、基板Ｐと保持部材１３との間で、イオン及び電子の少なくとも一方を発生させる動作を開始する。

図３に示すように、制御装置６は、スイッチ２２を用いて、保持用電極１８と電源２０との電気的な接続を解除した後、スイッチ２２を用いて、放電用電極３１と電源２０とを電気的に接続する。そして、制御装置６は、放電用電極３１に所定の電圧を印加する。放電用電極３１に電圧を印加するときにおいても、供給口４０から空間２３にガスが供給されている。

放電用電極３１に電圧が印加されることによって、放電用電極３１は、放電（コロナ放電）を発生させる。発生したコロナ放電によって、空間２３のガスの少なくとも一部が励起され、正負の浮遊荷電体（正イオン及び電子を含む）が生成される。すなわち、コロナ放電により、空間２３のガスが励起され、イオン化されたり、電子が生成されたりする。発生した浮遊荷電体によって、基板Ｐ及び保持部材１３の少なくとも一方に帯電していた電荷が中和される。

例えば、基板Ｐが正に帯電しているときには、その正の電荷は、浮遊荷電体のうち、電子によって中和される。また、基板Ｐが負に帯電しているときには、その負の電荷は、浮遊荷電体のうち、正イオンによって中和される。同様に、保持部材１３に帯電している電荷も、浮遊荷電体によって中和される。

これにより、保持用電極１８に対する電圧の印加を停止した後、基板Ｐと保持部材１３との間に静電力（吸着力）が残留していても、発生装置３０によって、基板Ｐ及び保持部材１３に帯電している電荷を中和することで、その残留している静電力（吸着力）を低減、又は除去することができる。

発生装置３０を用いた処理が終了した後、制御装置６は、第２搬送システム４を用いて、露光後の基板Ｐを保持部材１３から搬出（アンロード）する動作を開始する。発生装置３０を用いた処理によって、基板Ｐと保持部材１３との間に残留している静電力が低減、又は除去されているので、基板Ｐと保持部材１３とを素早く離すことができ、第２搬送システム４は、露光後の基板Ｐを保持部材１３から円滑に搬出することができる。

なお、基板Ｐと保持部材１３との間のガスは、チャンバ装置５の真空システムによって回収される。

以上説明したように、本実施形態によれば、基板Ｐと保持部材１３との間で、イオン（正イオン）及び電子の少なくとも一方を発生することで、基板Ｐ及び保持部材１３の少なくとも一方に帯電している電荷を中和することができる。

静電チャック機構において、保持用電極１８に対する電圧の印加を停止した場合でも、例えば残留する静電力（吸着力）によって、保持部材１３から基板Ｐを円滑に離すことが困難となる可能性がある。本実施形態においては、基板Ｐ及び保持部材１３との間で、イオン及び電子の少なくとも一方を発生させ、基板Ｐ及び保持部材１３の少なくとも一方に帯電している電荷を中和することで、残留する静電力（吸着力）を低減、又は除去することができる。したがって、基板Ｐを保持部材１３から搬出（アンロード）する動作を素早く実行できる。したがって、スループットの低下を抑制し、デバイスの生産性の向上に寄与できる。

本実施形態においては、コロナ放電を発生させる放電用電極３１は、基板Ｐと接触しないように配置されている。これにより、基板Ｐと放電用電極３１との接触によって基板Ｐが損傷したり、異物（パーティクル）が発生したりすることを抑制することができる。また、放電用電極３１の放電よる基板Ｐに対する影響を抑制することができる。

本実施形態においては、スイッチ２２により、電源２０に対する保持用電極１８の接続と放電用電極３１の接続とを切り替えている。これにより、保持用電極１８に対する電圧の印加を停止した後、放電用電極３１を用いた放電を実行することができる。すなわち、保持用電極１８に対する電圧の印加により静電力を発生させた状態で、放電用電極３１を用いた放電が実行されてしまう不具合を抑制できる。また、本実施形態によれば、保持用電極１８と放電用電極３１とで電源２０を兼用しているので、電源２０の数を低減できる。

また、本実施形態においては、供給口４０からのガスによって空間２３が所定の圧力に調整されている。空間２３の圧力を所定値に調整し、空間２３のガスの量（分子数）を多くすることで、浮遊荷電体を多く生成することができる。したがって、基板Ｐ及び保持部材１３に帯電されている電荷を良好に中和することができる。また、本実施形態においては、真空状態の内部空間５Ｓで基板Ｐが保持部材１３に保持されており、空間２３の圧力が高いと、基板Ｐの表面側の圧力と裏面側の圧力との差が大きくなる可能性がある。基板Ｐの表面側の圧力と裏面側の圧力との差が大きいと、その圧力の差によって、例えば基板Ｐが変形する等、基板Ｐに影響を与える可能性がある。本実施形態のように、基板Ｐの表面側の圧力（内部空間５Ｓの圧力）、基板Ｐの強度等に応じて、基板Ｐの裏面側の圧力（空間２３の圧力）を調整することによって、基板Ｐの変形等を抑制しつつ、電荷を良好に中和することができる。

なお、本実施形態においては、基板Ｐの露光中に、空間２３にガスが供給されているが、基板Ｐの露光中には、供給口４０からのガス供給動作を停止し、放電用電極３１に電圧を印加するときに、ガスを供給するようにしてもよい。

なお、供給口４０から空間２３に供給するガスとしては、上述の不活性ガスに限られず、例えば、酸素ガス、水素ガス等を用いることもできる。また、ガスとして、空気を用いることもできる。これらガスを用いた場合でも、基板Ｐ、保持部材１３に帯電された電荷を中和することができる。

なお、本実施形態において、空間２３に対するガスの供給を停止した状態で、基板Ｐ、保持部材１３に帯電された電荷を中和できる程度に放電を発生させることができるのであれば、供給口４０からのガス供給動作を停止した状態で、放電用電極３１に電圧を印加してもよい。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態の特徴的な部分は、基板Ｐと保持部材との間で、イオン及び電子の少なくとも一方を発生させるための発生装置が、基板Ｐと保持部材との間に紫外光を射出する射出部を有する点にある。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図４は、第２実施形態に係る基板ステージ２Ｂを示す図である。上述の第１実施形態と同様、本実施形態の保持部材１３Ｂは、静電チャック機構を含み、基板Ｐの裏面を静電力で保持する。保持部材１３Ｂは、静電力を発生させるための保持用電極１８を複数有する。保持用電極１８のそれぞれは、電源２０と電気的に接続される。

また、上述の第１実施形態と同様、保持部材１３Ｂの対向面１５には、複数の支持部材１６が配置されている。支持部材１６の上面１７に支持された基板Ｐの裏面と、その基板Ｐの裏面と対向する対向面１５との間には、空間２３が形成される。

また、保持部材１３Ｂの対向面１５の所定位置には、基板Ｐと保持部材１３Ｂとの間に所定のガスを供給する供給口４０が形成されている。

本実施形態において、基板Ｐと保持部材１３Ｂとの間でイオン及び電子の少なくとも一方を発生させるための発生装置３０Ｂは、基板Ｐと保持部材１３Ｂとの間に紫外光を射出する射出部５０を有する。射出部５０は、例えば紫外光ＬＥＤ等、紫外光を発生する紫外光発生器、及び紫外光発生器から発生した紫外光を集光する光学系（レンズ）を含む。射出部５０（紫外光発生器）のそれぞれには、電気配線５１を介して、電源５２が接続されている。

射出部５０は、支持部材１６同士の間における対向面１５に配置されている。射出部５０は、所定の間隔をあけて、対向面１５の複数の位置のそれぞれに配置されている。本実施形態において、射出部５０の上面（射出面）５３は、対向面１５とほぼ同一平面内に配置されている。射出部５０は、基板Ｐの裏面に紫外光を照射可能である。本実施形態においては、射出部５０は、例えば波長が４００ｎｍ以下の光を射出する。

次に、本実施形態に係る露光装置ＥＸの動作の一例について説明する。

上述の第１実施形態と同様、制御装置６は、基板Ｐを静電力で保持部材１３Ｂに保持した状態で、基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。制御装置６は、供給口４０より空間２３にガスを供給しながら、基板Ｐを露光する。

基板Ｐの露光が終了した後、制御装置６は、露光された基板Ｐを保持部材１３Ｂから離す動作、すなわち基板Ｐを保持部材１３Ｂから搬出（アンロード）する動作を開始する。制御装置６は、露光された基板Ｐを保持部材１３Ｂから離すときに、基板Ｐ及び保持部材１３Ｂの少なくとも一方に帯電している電荷を中和するために、発生装置３０Ｂを用いて、基板Ｐと保持部材１３Ｂとの間で、イオン及び電子の少なくとも一方を発生させる動作を開始する。

本実施形態においては、制御装置６は、射出部５０の紫外光発生器を作動し、射出部５０の射出面５３より、基板Ｐと保持部材１３Ｂとの間の空間２３に紫外光を射出する。

空間２３に紫外光が照射されることによって、空間２３のガスの少なくとも一部が励起され、正負の浮遊荷電体（正イオン及び電子を含む）が生成される。これにより、基板Ｐ及び保持部材１３Ｂの少なくとも一方に帯電していた電荷が中和される。上述の第１実施形態と同様、空間２３の圧力は、供給口４０から供給されるガスによって、例えば１０００Ｐａ程度に調整されている。これにより、基板Ｐ及び保持部材１３Ｂに帯電している電荷を良好に中和することができる。

本実施形態においても、基板Ｐ及び保持部材１３Ｂに帯電している電荷を中和することで、その残留している静電力（吸着力）を低減、又は除去することができる。したがって、基板Ｐと保持部材１３Ｂとを素早く離すことができ、露光後の基板Ｐを保持部材１３Ｂから円滑に搬出することができる。

なお、本実施形態においては、紫外光ＬＥＤ等の紫外光発生器を含む射出部５０を保持部材１３Ｂに配置しているが、紫外光を発生する光源を、例えばチャンバ装置５の外側等、所定の位置に設置し、光源から発生した紫外光を、光ファイバ等の導光部材を用いて、基板Ｐと保持部材１３Ｂとの間に導くようにしてもよい。

なお、本実施形態においては、基板Ｐの露光中に、空間２３にガスが供給されているが、基板Ｐの露光中には、供給口４０からのガス供給動作を停止し、基板Ｐと保持部材１３Ｂとの間に紫外光を射出するときに、ガスを供給するようにしてもよい。

なお、供給口４０から空間２３に供給するガスとしては、上述の不活性ガスに限られず、例えば、酸素ガス、水素ガス等を用いることもできる。また、ガスとして、空気を用いることもできる。これらガスを用いた場合でも、基板Ｐ、保持部材１３Ｂに帯電された電荷を中和することができる。

なお、本実施形態において、空間２３に対するガスの供給を停止した状態で、基板Ｐ、保持部材１３Ｂに帯電された電荷を中和できることができるのであれば、供給口４０からのガス供給動作を停止した状態で、基板Ｐと保持部材１３Ｂとの間に紫外光を照射してもよい。

なお、上述の第１、第２実施形態においては、基板Ｐと保持部材１３（１３Ｂ）との間で、イオン及び電子の少なくとも一方を発生させる場合を例にして説明したが、マスクＭを保持するマスクステージ１の保持部材が静電チャック機構を含む場合には、マスクステージ１の保持部材からマスクＭを離すときに、マスクＭと保持部材との間で、イオン及び電子の少なくとも一方を発生させることができる。

なお、上述の各実施形態においては、静電チャック機構が、所謂、双極方式である場合を例にして説明したが、単極方式であってもよい。

なお、上述の実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスク又はレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。

露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。

さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、例えば米国特許第６，６１１，３１６号に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。

また、本発明は、米国特許６，３４１，００７号、米国特許６，４００，４４１号、米国特許６，５４９，２６９号、米国特許６，５９０,６３４号、米国特許６，２０８，４０７号、米国特許６，２６２，７９６号などに開示されているような複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。

更に、例えば特開平１１−１３５４００号公報（対応国際公開第１９９９／２３６９２号パンフレット）、米国特許第６，８９７，９６３号等に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。

露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。

以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸは、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図５に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態に従って、マスクのパターンの像で基板に露光すること、及び露光した基板を現像することを含む基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

なお、上述の各実施形態においては、本発明の保持装置がＥＵＶ露光装置に設けられている場合を例にして説明したが、例えば電子線で基板にパターンを描画するＥＢ露光装置に、本発明の保持装置を設けてもよい。また、露光光として、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等を用いる露光装置に本発明を適用してもよい。

なお、上述の各実施形態においては、基板Ｐにパターンを形成するための装置が、感光性を有する基板Ｐに露光光ＥＬを照射することによってその基板Ｐにパターンを形成する露光装置である場合を例にして説明したが、本発明の保持装置は、基板Ｐ上にパターンを形成する種々のパターン形成装置に適用可能である。そのようなパターン形成装置としては、例えばインクの滴を基板上に吐出することによってその基板上にパターンを形成するインクジェット装置、凹凸パターンが形成された原版と有機材料が塗布された基板とを基板のガラス転移温度以上に加熱しながら押し当て、その後、原版と基板とを離すとともに基板を冷却して基板上に原版のパターンを転写するナノインプリント装置などが挙げられる。これらの装置に基板を保持する保持装置が設けられている場合には、本発明の保持装置を用いて基板を保持することができる。

また、ＣＶＤ装置等、半導体デバイスを製造する製造装置に基板Ｐを保持する保持装置が設けられている場合には、本発明の保持装置を用いて基板を保持することができる。

なお、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置等に関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

なお、上述のように本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述した全ての構成要素を適宜組み合わせて用いる事が可能であり、また、一部の構成要素を用いない場合もある。

第１実施形態に係る露光装置の一例を示す概略構成図である。 第１実施形態に係る基板ステージを示す側断面図である。 第１実施形態に係る基板ステージの動作の一例を示す図である。 第２実施形態に係る基板ステージの動作の一例を示す図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

２…基板ステージ、１３…保持部材、１５…対向面、１６…支持部材、１８…保持用電極、２２…スイッチ、３０…発生装置、３１…放電用電極、４０…供給口、５０…射出部、ＥＬ…露光光、Ｐ…基板

Claims (15)

1. 基板を保持する保持装置であって、
   前記基板を静電力で保持可能な保持部材と、
   前記基板と前記保持部材との間で、イオン及び電子の少なくとも一方を発生可能な発生装置と、を備えた保持装置。
2. 前記発生装置は、前記保持部材から前記基板を離すときに、前記イオン及び前記電子の少なくとも一方を発生させる請求項１記載の保持装置。
3. 前記発生装置は、前記基板と前記保持部材との間で放電を発生させる放電用電極を含む請求項１又は２記載の保持装置。
4. 前記保持部材は、前記基板の一方の面と対向可能な対向面と、前記対向面上に設けられ、前記基板の一方の面を支持する支持部材とを有し、
   前記放電用電極は、前記対向面上において、前記基板の一方の面と接触しないように配置されている請求項３記載の保持装置。
5. 前記静電力を発生させるための保持用電極と、
   電源に対する前記放電用電極の接続と前記保持用電極の接続とを切り替えるスイッチとを備える請求項３又は４記載の保持装置。
6. 前記発生装置は、前記基板と前記保持部材との間に紫外光を射出する射出部を含む請求項１又は２記載の保持装置。
7. 前記保持部材は、前記基板の一方の面と対向可能な対向面と、前記対向面上に設けられ、前記基板の一方の面を支持する支持部材とを有し、
   前記射出部は、前記対向面上に配置され、前記基板の一方の面に前記紫外光を照射する請求項６記載の保持装置。
8. 前記基板と前記保持部材との間に所定のガスを供給する供給口を備える請求項１〜７のいずれか一項記載の保持装置。
9. 前記所定のガスは、不活性ガスを含む請求項８記載の保持装置。
10. 真空状態の空間内で前記基板を保持し、
    前記供給口は、前記基板と前記保持部材との間の圧力が、前記空間の圧力よりも所定値だけ高くなるように、前記ガスを供給する請求項８又は９記載の保持装置。
11. 露光光で基板を露光する露光装置であって、
    前記露光光が照射される基板を保持するために、請求項１〜１０のいずれか一項記載の保持装置を備える露光装置。
12. 真空状態で前記露光光が照射される請求項１１記載の露光装置。
13. 請求項１１又は１２記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
    露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
14. 露光光で基板を露光する露光方法であって、
    前記基板を静電力で保持部材に保持した状態で、前記基板に露光光を照射することと、
    前記露光された前記基板を前記保持部材から離すときに、前記基板と前記保持部材との間で、イオン及び電子の少なくとも一方を発生させることと、を含む露光方法。
15. 請求項１４記載の露光方法を用いて基板を露光することと、
    露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。

Images