JP2010034243A - 基板保持装置、露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
保持された基板の平坦度を改善する有用な技術を提供する。
【解決手段】
基板であるガラスプレート（３６）を保持する基板保持装置であって、ガラスプレート（３６）を引きつけて保持し、ガラスプレート（３６）に接する複数の領域を囲んで形成された保持台であるチャック（３５）と、前記複数の領域それぞれに対応して配置され、ガラスプレート（３６）に力を加えてガラスプレート（３６）を変形させるアクチュエータである吸気口（４）、排気口（５）と、を有することを特徴とする基板保持装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、基板を露光する露光装置等で用いられる基板保持装置に関するものである。

従来の液晶露光装置は、基板であるガラスプレートの平坦度を保証するために、以下の工程を実施していた。
まず、予め厚みを計測された基準ガラスプレートを用意し、チャック上に基準ガラスプレートを搭載する。次に、基準ガラスプレートの高さを、フォーカスセンサを用いて全面計測し、計測した高さの結果より、上記工程で予め計測した基準ガラスプレートの厚みを差し引く。この結果の平均値が、チャック全体の高さの平均値となり、平均値と計測値の差分がチャックの各計測位置における補正量となり、この補正量がトレランス外である場合には、チャックの下に求めた補正量に相当する箔を挿入し、各点の計測位置の高さを調整する。
上記工程を繰り返し実施して、チャック全面、および一括露光領域での平坦度がトレランスに入るように調整する。露光プロセスで流れるガラスプレートに対しては、フォーカスセンサでガラスプレートの高さ、傾きを計測後、チャックの高さ、傾きを補正し、ガラスプレートの平坦度を保証していた。

また、特許文献１では、絶縁性の基板を保持するチャックからハンドなどに受け渡したときに生じる剥離帯電を防止または低減するチャックおよび露光装置が提案されている。
特開２０００−２９４４８６号公報

しかし、従来例の液晶露光装置は、ガラスプレートのサイズの大型化に伴い、ガラスプレートを保持するチャックも大型化し、その平坦度を保つことが困難になってきている。また、大型で且つ高平坦度であるチャックは、生産コストが高く、平坦度を保証するエリアが大きくなるため、箔調整に時間がかかった。さらに、ガラスプレートとチャックが接触する面積が増加することにより静電気が発生し易くなり、ガラスプレートの剥離時に露光パターンの損傷が発生し易くなってきている。
そこで、本発明は、例えば、保持された基板の平坦度を改善する有用な技術を提供することを目的とする。

上記課題を達成するための本発明の基板保持装置は、基板を保持する基板保持装置であって、前記基板を引きつけて保持し、前記基板に接する複数の領域を囲んで形成された保持台と、前記複数の領域それぞれに対応して配置され、前記基板に力を加えて前記基板を変形させるアクチュエータと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、保持された基板の平坦度を改善する有用な技術を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例の露光装置を説明する。
図１は走査型投影露光装置の全体構成を示す概念図で、液晶用のガラスプレートのような大型の基板にマスクのパタ−ンを露光する露光装置について説明する。
投影光学系１０を挟んで垂直方向の上側にマスクステージ２０が配置され、下側にプレートステージ（被露光基板ステージ）３０が配置されている。これらマスクステージ２０とプレートステージ３０はそれぞれ個別に移動可能であり、これらの移動位置はともにレーザ干渉測長器５０により計測制御可能である。
プレートステージ３０は本体ベース３１上に配置したＹステージ３２およびＸステージ３３を有する。なお、Ｘ方向およびＹ方向は互いに直交する方向とする。このＸＹステージ上にθＺステージ３４が搭載され、この上にチャック３５を配置し、それにより露光されるべき基板であるガラスプレート３６を支持する。従って、ガラスプレート３６は、プレートステージ３０によりＸ、ＹおよびＺ方向に移動可能であると共にＸＹ面内でも回転可能に支持されることになる。θＺステージ３４は、露光時、ガラスプレート３６の表面を投影光学系１０のプレート側焦点面に一致させるためのものである。投影光学系１０の下部にはフォーカスセンサ４２が複数個配置され、フォーカスセンサ４２はガラスプレート３６の高さを検出する計測手段である。
マスクステージ２０は、マスクステージ基板２１と、その上に配置されたＸＹθステージ２２とを備え、この上に投影されるべきパタ−ンを有するマスク２３を配置される。従って、マスク２３はＸおよびＹ方向に移動可能であると共にＸＹ面内で回転可能に支持されることになる。マスクステージ２０の上方には、マスク２３とガラスプレート３６の像を投影光学系１０を介して観察できる観察光学系４０が配置され、さらにその上方に照明光学系４１が配置されている。
マスクステージ２０およびプレートステージ３０は共にレーザ干渉測長器５０により位置計測制御される。レーザ干渉測長器５０はレ−ザヘッド５１、干渉ミラ−５２，５３、およびθＺステージ３４に取り付けられた第１の反射ミラ−５４とマスクステージ基板２１に取り付けられた第２の反射ミラ−５５を有する。ここで、レーザ干渉測長器５０のレーザビーム位置は、マスクステージ２０については上下方向（投影光学系１０の光軸方向）ではほぼ投影光学系１０のマスク側焦点面に、水平面内ではほぼ投影光学系１０の光軸位置に設定され、プレートステージ３０については水平面内ではほぼ投影光学系１０の光軸位置に設定されているが、上下方向では投影光学系１０のプレート側焦点面から下側に距離Ｌだけ変位した位置を通るように設定されている。

次に、図２を参照して、本発明の実施例１の基板保持装置を説明する。
上記露光装置は、本実施例１の基板保持装置を有し、この基板保持装置は、基板であるガラスプレート３６を保持する装置である。
保持台であるチャック３５は、ガラスプレート３６を引きつける複数の引きつけ部であるバキューム口３を有し、ガラスプレート３６に対するショットレイアウトに応じてバキューム口３の一部を選択して、ガラスプレート３６を引きつける。
さらに、選択されたバキューム口３の内、ショットの周囲に位置するバキューム口３の引きつけ力を、その他のバキューム口３の引きつけ力より大きくする場合もある。
チャックフレーム１は、ガラスプレート３６に接する複数の領域であるブロックエリア２を囲むように形成される。アクチュエータである吸気口４、排気口５は、ブロックエリア２それぞれに対応して配置され、ガラスプレート３６に力を加えてガラスプレート３６を変形させる。アクチュエータである吸気口４、排気口５は、流体によりガラスプレート３６に力を加え、複数の領域内であるブロックエリア２内の気体の圧力を調節する手段である。

チャック３５は、従来の高剛性の平面状ではなく、スノコ状のチャックフレーム１から成り、チャックフレーム１により、例えば、１６の複数の領域のブロックエリア２に分割される。チャックフレーム１は、ガラスプレート３６を吸着するバキューム口３を複数個有し、バキューム口３は、各々独立してＯＮ／ＯＦＦ制御される。静電チャックの場合には、バキューム口３の代わりに電極を有する。
チャック３５の各ブロックエリア２は、ブロックエリア２内の圧力、流量を制御する吸気口４、排気口５、および、その流量を計測する流量センサ８ａ，８ｂを有する。吸気口４、排気口５は、露光装置の図示されない排気系、吸気系に接続される。投影光学系１０の下にチャックフレーム１に搭載されたガラスプレート３６の高さを計測するフォーカスセンサ４２を有する。
制御手段である演算処理装置１１は、フォーカスセンサ４２により計測されたガラスプレート３６面の高さに基づいて、アクチュエータである吸気口４、排気口５の気体流量を制御する装置である。各ブロックエリア２は、各々独立して気体流量を制御される。
各ブロックエリア２に対応するガラスプレート３６の高さは、アクチュエータである吸気口４、排気口５８の流量によって調整する。各ブロックエリア２の高さ情報とフォーカスセンサ４２による計測結果を元に、演算制御装置１１は各アクチュエータである吸気口４、排気口５の気体流量を制御する。

次に、図２、図３および図４を参照して、本実施例１の制御の方法について説明する。
まず、1つのブロックエリア２における初期調整について説明をする。
初期調整時には、流量設定値に対するガラスプレート面の高さ計測値の関係、すなわちゲイン値Ｇを算出することが必要である。また、デフォルト流量設定時のガラスプレート面の高さ算出する必要がある。
そこで、厚みである平坦度を全面に亘って計測済みの基準ガラスプレート１２を用意する。（ステップ１０１）
次に、基準ガラスプレート１２をチャックフレーム１に搭載し、バキューム口３で吸着して固定する。（ステップ１０２）
各ブロックエリア２の流量設定値をデフォルト値になるように演算処理装置１１で設定する。（ステップ１０３）
この状態で、各ブロックエリア２の基準ガラスプレート１２の高さを、フォーカスセンサ４２で計測する。（ステップ１０４）
基準ガラスプレート１２のフルストロークの駆動完了しない場合（ステップ１０５）、演算処理装置１１により流量設定値を予め決めた一定量だけ増加させ（ステップ１０６）、各ブロックエリア２の基準ガラスプレート１２の高さをフォーカスセンサ４２を用いて計測する。（ステップ１０４）これを流量設定値の上限まで繰り返す。
基準ガラスプレート１２のフルストロークの駆動完了した場合（ステップ１０５）、各ブロックエリア２の流量設定値をデフォルト値になるように演算処理装置１１で設定する。（ステップ１０７）
次に、各ブロックエリア２の基準ガラスプレート１２の高さをフォーカスセンサ４２を用いて計測する。（ステップ１０８）
基準ガラスプレート１２のフルストロークの駆動完了しない場合（ステップ１０９）、演算処理装置１１により流量設定値を予め決めた一定量だけ減少させ（ステップ１１０）、各ブロックエリア２の基準ガラスプレート１２の高さをフォーカスセンサ４２を用いて計測する。（ステップ１０８） 同様に演算処理装置１１より流量設定値を減少させて（ステップ１１０）、流量設定値の下限まで繰り返す。
基準ガラスプレート１２のフルストロークの駆動完了した場合（ステップ１０９）、
各流量設定値と基準ガラスプレート１２高さ計測値を図４に示されるようにプロットし、その傾きより、以下の式に表されるゲイン値Ｇ、オフセット値が求められる。（ステップ１１１）
Ｚｍｅａｓ＝Ｇ＊(Ｆｓｅｔ−Ｆｄｆｌｔ)＋Ｚｏｆｓ
ここで、Ｚｍｅａｓは、プレート高さ計測値、Ｇは、ゲイン値、Ｆｓｅｔは、流量設定値、Ｆｄｌｆｔは、流量デフォルト設定値、Ｚｏｆｓは、流量デフォルト設定値時のプレート高さ計測値である。
予め計測してあった基準ガラスプレート１２の各ブロックエリアの平均値をＺａｖｅとする。この値が、基準ガラスプレート１２の基準値となる。各ブロックエリア２の平均値Ｚａｖｅより、計測したガラスプレート３６の高さＺｂａｓｅを差し引くと、この基準ガラスプレート１２を用いた時の補正値となる。
従って、基準ガラスプレート１２の影響を考慮した、チャック３５の面補正後の流量設定値Ｆｔａｒｇｅｔは以下のように表せる。
Ｆｔａｒｇｅｔ＝(Ｚａｖｅ−Ｚｂａｓｅ−Ｚｏｆｓ)／Ｇ＋Ｆｄｆｌｔ
このチャック３５の面補正後の流量設定値Ｆｔａｒｇｅｔを、全てのブロックエリア２に対して予め算出、設定し記憶しておく。（ステップ１１２）
全てのブロックエリア２を設定しておくことにより、通常のガラスプレート３６が搭載されたときには、チャック３５の平面度が補正された状態となる。
最後にブロックエリア２の計測したガラスプレート３６の高さをフォーカスセンサ４２で確認のために計測する。（ステップ１１３）

ここでは全てのブロックエリア２を個別に制御する実施例を説明したが、複数のブロックエリア２をまとめて制御することも可能である。例えば、製造する液晶パネルの大きさに合わせて、制御するブロックエリア２を区分けして制御することも可能である。例えば、１枚のガラスプレート３６から液晶パネルを４枚製造するパネルレイアウトの場合、ガラスプレート３６を４分割するブロックエリア２で制御する。この場合、ガラスプレート３６を吸着するバキューム口３も制御するブロックエリア２に応じてＯＮ／ＯＦＦは選択可能とする。ここでは気体の制御に流量センサ８ａ，８ｂを用いたが、圧力センサを用いて圧力制御を行っても同様の結果が得られる。
本実施例１によれば、大型で且つ高平坦度なチャックを製作することが不要で、製造コストが安くなる。ガラスプレート平坦度を調整するために、箔調整ではなくアクチュエータによる制御のため、調整時間が短縮される。チャックとガラスプレートが接触する部分が減少することにより、静電気が発生しにくくなり、ガラスプレートの剥離時に露光パターンの損傷が発生しにくい。

次に、図５を参照して、本発明の実施例２を説明する。
本実施例２においては、アクチュエータである吸気口４、排気口５は、複数の領域であるブロックエリア２それぞれに対応して配置され、ガラスプレート３６に力を加えてガラスプレート３６を変形させる。また、複数の領域であるブロックエリア２それぞれに対応して配置され、流体を収容する袋である制御バック１２を有する。制御バック１２は、ブロックエリア２とガラスプレート３６の裏面に囲まれた空間１ａに位置し、複数の領域内であるブロックエリア２内の流体の量を調節する。この場合、制御バック１２の内部の制御物質は気体ではなく、流体、例えば、温調されたＣ−Ｏｉｌや水でもよい。

（デバイス製造方法の実施例）
デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）は、前述のいずれかの実施例の露光装置を使用して、感光剤を塗布した基板（ウェハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、その露光された基板を現像する工程と、現像された基板を加工する工程と、を経ることにより形成、製造される。現像された基板を加工する工程には、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等を含む。

本発明の実施例の液晶用基板に原版のパタ−ンを転写する露光装置の全体構成図である。 本発明の実施例１の基板保持装置の構成図である． 本発明の実施例１の基板保持装置におけるチャック平坦度調整のフロー図である。 本発明の実施例１の基板保持装置における流量設定値とプレート高さ計測値との関係を説明する図である。 本発明の実施例２の基板保持装置の構成図である．

符号の説明

１ チャックフレーム
２ ブロックエリア
３ バキューム口
８ アクチュエータ
１２ 基準ガラスプレート
３５ チャック
３６ ガラスプレート

Claims (10)

1. 基板を保持する基板保持装置であって、
   前記基板を引きつけて保持し、前記基板に接する複数の領域を囲んで形成された保持台と、
   前記複数の領域それぞれに対応して配置され、前記基板に力を加えて前記基板を変形させるアクチュエータと、を有することを特徴とする基板保持装置。
2. 前記アクチュエータは、流体により前記基板に力を加えることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
3. 前記アクチュエータは、前記領域内の気体の圧力を調節することを特徴とする請求項２に記載の基板保持装置。
4. 前記アクチュエータは、前記領域内の流体の量を調節することを特徴とする請求項２に記載の基板保持装置。
5. 前記複数の領域それぞれに配置された、前記流体を収容する袋を有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の露光装置。
6. 基板を露光する露光装置であって、
   前記基板を保持する請求項１乃至５のいずれかに記載された基板保持装置を有することを特徴とする露光装置。
7. 前記基板の高さを検出する計測手段と、前記計測手段により計測された前記高さに基づいて前記アクチュエータを制御する制御手段と、を有することを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
8. 前記保持台は、前記基板を引きつける複数の引きつけ部を有し、前記基板に対するショットレイアウトに応じて前記複数の引きつけ部の一部を選択して前記基板を引きつけることを特徴とする請求項６または７に記載の露光装置。
9. 選択された前記引きつけ部の内、ショットの周囲に位置する引きつけ部の引きつけ力を、その他の引きつけ部の引きつけ力より大きくすることを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
10. 請求項６乃至９のいずれかに記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
    露光された前記基板を現像する工程と、
    現像された前記基板を加工する工程と、
    を有することを特徴とするデバイス製造方法。

Images