JP2012009720A - Wafer holder and exposure equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体、ガラス、セラミックスなどの材料からなるウェハを吸着保持するためのウェハホルダに関するものである。 The present invention relates to a wafer holder for attracting and holding a wafer made of a material such as a semiconductor, glass, or ceramic.
この種のウェハホルダは、半導体回路などの製造に用いられる露光装置に装備されている(例えば、特許文献1参照)。このウェハホルダとしては、ホルダ基板に多数(例えば、3万〜5万本)の微小なピンが所定の間隔で立設され、各ピンの頂部にそれぞれウェハ支持面が形成されたものが用いられている。 This type of wafer holder is provided in an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor circuit or the like (see, for example, Patent Document 1). As this wafer holder, a holder substrate in which a large number (for example, 30,000 to 50,000) of minute pins are erected at a predetermined interval and a wafer support surface is formed on the top of each pin is used. Yes.
しかしながら、このようなウェハホルダでは、ピンの本数が多いことから、露光装置による露光に至るまでの過程において、ピンのウェハ支持面にパーティクル(ごみ等の微粒子)が付着する場合がある。こういう場合を想定して、ウェハホルダでウェハを吸着保持したときに、ウェハホルダとウェハとの間にパーティクルを挟み込んで露光エラーを引き起こす事態の発生をできるだけ回避すべく、露光エラーの原因になるウェハの吸着歪みを極力なくすことが望まれている。 However, in such a wafer holder, since the number of pins is large, particles (fine particles such as dust) may adhere to the wafer support surface of the pins in the process up to exposure by the exposure apparatus. Assuming such a case, when the wafer is sucked and held by the wafer holder, the wafer sucking that causes the exposure error is avoided as much as possible to prevent the occurrence of an exposure error by interposing particles between the wafer holder and the wafer. It is desired to eliminate distortion as much as possible.
本発明は、このような事情に鑑み、ピンのウェハ支持面にパーティクルが付着していた場合であっても、露光エラーの原因になるウェハの吸着歪みを低減することが可能なウェハホルダおよび露光装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of such circumstances, the present invention provides a wafer holder and an exposure apparatus capable of reducing wafer suction distortion that causes an exposure error even when particles are attached to the wafer support surface of the pins. The purpose is to provide.
本発明に係る第1のウェハホルダは、ホルダ基板(2)にウェハ支持部材(3、4、6)が設けられ、このウェハ支持部材のウェハ支持面(3a、4a、6a)にウェハ(W)を載置することにより、当該ウェハおよび前記ホルダ基板に包囲された密閉空間(S)を形成するとともに、この密閉空間を負圧にすることにより、前記ウェハ支持部材に前記ウェハを吸着保持しうるウェハホルダ(1)であって、前記ウェハ支持面に溝(6b)が設けられているウェハホルダとしたことを特徴とする。 In the first wafer holder according to the present invention, the wafer support member (3, 4, 6) is provided on the holder substrate (2), and the wafer (W) is provided on the wafer support surface (3a, 4a, 6a) of the wafer support member. Can be formed to form a sealed space (S) surrounded by the wafer and the holder substrate, and by making the sealed space negative pressure, the wafer can be sucked and held on the wafer support member. A wafer holder (1), wherein the wafer support surface is provided with a groove (6b).
本発明に係る露光装置は、請求項1乃至4のいずれかに記載のウェハホルダ(1)を有する露光装置(30)としたことを特徴とする。
An exposure apparatus according to the present invention is an exposure apparatus (30) having the wafer holder (1) according to any one of
なお、ここでは、本発明をわかりやすく説明するため、実施の形態を表す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施の形態に限定されるものでないことは言及するまでもない。 Here, in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, the description has been made in association with the reference numerals of the drawings representing the embodiments. However, it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments.
本発明によれば、ウェハホルダのウェハ支持面に溝が設けられているため、溝の投影面積の分だけ、ウェハ支持部材とウェハとの接触面積が減少する。その結果、ウェハ支持面にパーティクルが付着していた場合であっても、ウェハホルダでウェハを吸着保持する際に、両者間にパーティクルを挟み込む事態の発生頻度を減らすことができる。したがって、露光エラーの原因になるウェハの吸着歪みを低減することが可能となる。 According to the present invention, since the groove is provided on the wafer support surface of the wafer holder, the contact area between the wafer support member and the wafer is reduced by the projected area of the groove. As a result, even when particles adhere to the wafer support surface, it is possible to reduce the frequency of occurrence of a situation in which particles are sandwiched between the two when the wafer is attracted and held by the wafer holder. Therefore, it is possible to reduce the wafer suction distortion that causes an exposure error.
以下、本発明の実施の形態について説明する。
[発明の実施の形態1]
Embodiments of the present invention will be described below.
この実施の形態1では、ウェハ支持部材としてピン6および輪帯シール3、4を用い、突起としてピン6を用い、通気手段として真空引き孔7を用いている。
In the first embodiment,
図1乃至図3は、本発明の実施の形態1に係る図である。なお、図2および図3においては、わかりやすさを重視して図示しているため、各構成要素の寸法比率は必ずしも正確ではない。
1 to 3 are diagrams according to
この実施の形態1に係る露光装置30は、図1に示すように、照明光学系32を有しており、照明光学系32にはアライメント光学系36が含まれている。照明光学系32の近傍(図1左方)には光源33が、紫外線などの露光光を照明光学系32に供給しうるように配置されている。
As shown in FIG. 1, the
また、照明光学系32の下方には、図1に示すように、マスクRを載置するためのマスクステージ37が水平方向(図1上下方向に直角な方向)に移動自在に設置されている。マスクステージ37の近傍(図1左方)にはマスク交換系38が配置されており、このマスク交換系38により、マスクステージ37を水平方向に移動させることができる。
Further, as shown in FIG. 1, a
また、マスクステージ37の下方には、図1に示すように、ウェハステージ31が水平方向に移動自在に設置されており、ウェハステージ31上には、表面に感光剤を塗布したウェハWを載置することができる。ウェハステージ31の近傍(図1左方)にはステージ制御系35が配置されており、このステージ制御系35により、ウェハステージ31を水平方向に移動させることができる。
Further, as shown in FIG. 1, a
また、マスクステージ37とウェハステージ31との間には、図1に示すように、マスクステージ37上のマスクRのパターンをウェハステージ31上のウェハWに投影するための投影光学系34が設置されている。
A projection
さらに、露光装置30は、図1に示すように、主制御部39を有しており、主制御部39は、上述したアライメント光学系36、光源33、マスク交換系38およびステージ制御系35に接続されている。
Further, as shown in FIG. 1, the
そして、ウェハステージ31は、図2に示すように、ウェハベース21、Yステージ22、Xステージ23、Zチルト駆動部24、試料台25、ウェハホルダ1、伸縮機構27およびセンターアップ26から構成されており、センターアップ26は、3本の円柱状のスピンドル部26a、26b、26cを有している。ここで、ウェハベース21の上側にはYステージ22がY方向(図2紙面に直角な方向)に移動自在に搭載されており、Yステージ22の上側にはXステージ23がX方向(図2左右方向)に移動自在に搭載されている。Xステージ23の上側には、Zチルト駆動部24を介して試料台25が支持されており、試料台25の上側にはアルミナ製のウェハホルダ1が固着されている。また、Xステージ23の上側には、伸縮機構27を介してセンターアップ26が昇降自在に支持されており、センターアップ26の各スピンドル部26a、26b、26cは、試料台25およびウェハホルダ1に遊嵌された状態となっている。
As shown in FIG. 2, the
したがって、このウェハステージ31においては、伸縮機構27を伸張させてセンターアップ26を上昇させることにより、図2(a)に示すように、ウェハWをセンターアップ26上に保持することができるとともに、伸縮機構27を収縮させてセンターアップ26を下降させることにより、図2(b)に示すように、ウェハWをウェハホルダ1上に保持することができる。
Therefore, in this
また、ウェハホルダ1は、図3に示すように、円盤状のホルダ基板2を有している。ホルダ基板2の表面2aには、その周縁部に台形断面状の輪帯シール3が、円環状に配置された形でホルダ基板2と一体に形成されている。また、ホルダ基板2には、その中心部の近傍に3つの円形のセンターアップピン孔5が、円周上に等角度間隔(つまり、120°間隔)で配置された形で、ホルダ基板2の表面2aから裏面2bまでホルダ基板2の厚さ方向に貫通して形成されている。これらのセンターアップピン孔5には、上述したセンターアップ26のスピンドル部26a、26b、26cが遊嵌されている。これらのセンターアップピン孔5の周囲には、それぞれ円筒状の輪帯シール4が形成されている。また、ホルダ基板2の表面2aには、3万〜5万本の円錐台状の微小なピン6がほぼ均等に配置された形でホルダ基板2と一体に形成されている。さらに、ホルダ基板2には、6つの円形の真空引き孔7がホルダ基板2の放射方向に沿って一直線上に等角度間隔で配置された形で、それぞれホルダ基板2の表面2aから裏面2bまでホルダ基板2の厚さ方向に貫通して形成されている。
The
また、輪帯シール3、4の頂部にはそれぞれ、図3(b)に示すように、ウェハ支持面3a、4aが平坦に形成されている。一方、各ピン6にはそれぞれ、図3に示すように、その頂部にウェハ支持面6aが平坦に形成されている。ウェハ支持面6aには溝6bが一直線状に形成されており、溝6bの両端部は、後述する密閉空間Sに開口している。このピン6の溝6bの形成方法としては、エキシマレーザやCO2 レーザなどのレーザ光を使用して微細加工を行うレーザ加工が、加工歪みが残らない点で好ましい。そして、ウェハホルダ1には、これらのウェハ支持面3a、4a、6aを結ぶ形でウェハ吸着面Pが仮想的に形成されている。
Further, as shown in FIG. 3B,
なお、ウェハホルダ1のウェハ吸着面PにウェハWが載置されると、このウェハWが輪帯シール3、4のウェハ支持面3a、4aおよび各ピン6のウェハ支持面6aに同時に接触した状態となり、図3(b)に示すように、ウェハWおよびホルダ基板2に包囲された形で密閉空間Sが形成される。この状態で、密閉空間S内の気体を真空引き孔7から外部へ排気して密閉空間Sを負圧にする動作、つまり真空引き動作を行うことにより、ウェハWが輪帯シール3、4のウェハ支持面3a、4aおよび各ピン6のウェハ支持面6aに接触した状態のまま、このウェハWをウェハホルダ1で吸着保持することができる。
When the wafer W is placed on the wafer suction surface P of the
また、ホルダ基板2のサイズは、直径150〜450mm、厚さ8〜19mmである。輪帯シール3のサイズは、幅150〜300μm、高さ30〜500μmである。各輪帯シール4のサイズは、幅150〜300μm、高さ30〜500μmである。センターアップピン孔5のサイズは、直径8mmである。各ピン6のサイズは、先端直径150〜300μm、高さ30〜500μmである。ピン6同士の間隔は、1.6〜2.2mmである。各ピン6の溝6bのサイズは、幅50〜70μm、深さ5〜30μmである。各真空引き孔7のサイズは、直径0.5〜3mm程度である。
The size of the
そして、この露光装置30を用いて、半導体デバイス等のデバイスを製造する際には、次の手順による。
And when manufacturing devices, such as a semiconductor device, using this
まず、マスクステージ37上にマスクRを載置する。また、ウェハステージ31のウェハホルダ1上にウェハWを載置した後、上述した真空引き動作を行うことにより、ウェハホルダ1でウェハWを吸着保持する。
First, the mask R is placed on the
この状態で、主制御部39からの指令に基づき、光源33から露光光が照明光学系32に照射され、マスクRのパターンがウェハWに投影されて転写される。
In this state, based on a command from the
その後、真空引き動作を解除することにより、ウェハWをウェハホルダ1から分離する。
Thereafter, the wafer W is separated from the
最後に、このウェハWに各種の後処理を施せば、デバイスが完成する。 Finally, if various post-treatments are performed on the wafer W, the device is completed.
このようなデバイスの製造過程においては、ウェハホルダ1の各ピン6のウェハ支持面6aにそれぞれ溝6bが設けられているため、これらの溝6bの投影面積の分だけ、ピン6とウェハWとの接触面積が減少する。その結果、たとえピン6のウェハ支持面6aにパーティクルが付着していた場合であっても、ウェハホルダ1でウェハWを吸着保持する際に、両者間にパーティクルを挟み込む事態の発生頻度を減らすことができる。したがって、露光エラーの原因になるウェハWの吸着歪みを低減することが可能となる。
In the manufacturing process of such a device, since the
しかも、これらの溝6bは密閉空間Sに開口しているので、ウェハWの吸着保持時に溝6b内が負圧となる。そのため、ピン6のウェハ支持面6aにパーティクルが付着していた場合であっても、このパーティクルを溝6b経由で排出することができる。したがって、露光エラーの原因になるウェハWの吸着歪みをますます低減することが可能となる。
Moreover, since these
また、ウェハホルダ1の各ピン6のウェハ支持面6aにそれぞれ溝6bが設けられており、しかも、これらの溝6bが密閉空間Sに開口しているので、真空引き動作を解除すると、すべての溝6bに空気が急速に流れ込む。したがって、真空引き動作の解除と同時にウェハWをウェハホルダ1から分離することができ、リンキング(つまり、真空引き動作を解除してもウェハWがウェハホルダ1に吸い付いたまま離れない現象)の発生を回避することができる。その結果、ウェハWの処理枚数(スループット)を増やすことが可能となる。
[発明の実施の形態2]
Further, since the
[
図4は、本発明の実施の形態2に係る図である。
FIG. 4 is a diagram according to
この実施の形態2に係るウェハホルダ1では、図4に示すように、ピン6のウェハ支持面6aに形成された溝6bが一直線状ではなく十文字状である点を除き、上述した実施の形態1と同じ構成を有している。なお、この十文字状の溝6bは、その4箇所の端部が密閉空間Sに開口している。
In the
したがって、この実施の形態2では、上述した実施の形態1と同じ作用効果を奏する。
[発明の実施の形態3]
Therefore, the second embodiment has the same effects as the first embodiment described above.
図5は、本発明の実施の形態3に係る図である。
FIG. 5 is a diagram according to
この実施の形態3に係るウェハホルダ1では、図5に示すように、溝6bが密閉空間Sに開口していない点を除き、上述した実施の形態1と同じ構成を有している。
The
したがって、この実施の形態2では、ウェハホルダ1の各ピン6のウェハ支持面6aにそれぞれ溝6bが設けられているため、これらの溝6bの投影面積の分だけ、ピン6とウェハWとの接触面積が減少する。その結果、露光装置30を用いたデバイスの製造過程においては、たとえピン6のウェハ支持面6aにパーティクルが付着していた場合であっても、ウェハホルダ1でウェハWを吸着保持する際に、両者間にパーティクルを挟み込む事態の発生頻度を減らすことができる。したがって、露光エラーの原因になるウェハWの吸着歪みを低減することが可能となる。
[発明のその他の実施の形態]
Therefore, in the second embodiment, since the
[Other Embodiments of the Invention]
なお、上述した実施の形態1、3では、ピン6のウェハ支持面6aに形成された溝6bが一直線状である場合について説明し、上述した実施の形態2では、ピン6のウェハ支持面6aに形成された溝6bが十文字状である場合について説明した。しかし、この溝6bの形状は、これらに限るわけではなく、例えば、「二」の字形、「三」の字形、井桁状、*形、星形、同心円状、渦巻き形であっても構わない。
In the first and third embodiments described above, the case where the
また、上述した実施の形態1では、ピン6に形成された一直線状の溝6bの両端部が密閉空間Sに開口している場合について説明し、上述した実施の形態2では、ピン6に形成された十文字状の溝6bの4箇所の端部が密閉空間Sに開口している場合について説明した。しかし、実施の形態1、2で述べた効果を奏するためには、溝6bの少なくとも1箇所が開口していれば十分である。
In the first embodiment described above, the case where both ends of the
また、上述した実施の形態1〜3では、ピン6にウェハ支持面6aに溝6bが形成されているウェハホルダ1について説明した。しかし、上述した真空引き動作に支障を来さなければ、ピン6の溝6bに代えて、或いはピン6の溝6bに加えて、輪帯シール3、4のウェハ支持面3a、4aに同様の溝を形成することも可能である。
In the first to third embodiments, the
また、上述した実施の形態1〜3では、突起がピン6である場合について説明したが、ピン6以外の突起(例えば、三角柱や四角柱などの多角柱形状、三角錐や四角錐などの多角錐形状その他)を有するウェハホルダ1に本発明を同様に適用することもできる。
In the above-described first to third embodiments, the case where the protrusion is the
また、上述した実施の形態1〜3では、アルミナ製のウェハホルダ1について説明した。しかし、アルミナ以外の材質(例えば、アルティック(アルミナ+TiC系セラミックス)、SiC、SiC−CVDSiC(SiC基材の表面に、CVD(化学蒸着法)によりSiCをコーティングしたもの)、AlN、低熱膨張セラミックスなど)からなるウェハホルダ1に本発明を同様に適用することも可能である。
In the first to third embodiments, the
また、上述した実施の形態1〜3では、直径0.5〜3mm程度の円形の真空引き孔7が6つ、ホルダ基板2に一直線上に等角度間隔で配置されたウェハホルダ1について説明した。しかし、ウェハホルダ1のウェハ吸着面PにウェハWを吸着保持する際に真空引き機能を果たす限り、真空引き孔7のサイズ、形状、個数、配置方法を任意に設定することができる。
In the first to third embodiments described above, the
また、上述した実施の形態1〜3では、通気手段が真空引き孔7である場合について説明したが、真空引き孔7以外の通気手段(例えば、通気溝など)を代用または併用することもできる。
In the first to third embodiments described above, the case where the ventilation means is the
さらに、上述した実施の形態1〜3では、レーザ加工によってピン6の溝6bを形成する場合について説明したが、このピン6の溝6bの形成方法はレーザ加工に限らない。例えば、サンドブラスト、ドライエッチング、湿式エッチングなどにより、ピン6の溝6bを形成することも可能である。
Further, in the first to third embodiments, the case where the
本発明は、特に、平坦度の精度が要求されている露光装置に有益となる。 The present invention is particularly useful for an exposure apparatus that requires accuracy of flatness.
1……ウェハホルダ
2……ホルダ基板
2a……表面
2b……裏面
3、4……輪帯シール(ウェハ支持部材)
3a、4a……ウェハ支持面
5……センターアップピン孔
6……ピン(突起、ウェハ支持部材)
6a……ウェハ支持面
6b……溝
7……真空引き孔(通気手段)
21……ウェハベース
22……Yステージ
23……Xステージ
24……Zチルト駆動部
25……試料台
26……センターアップ
26a、26b、26c……スピンドル部
27……伸縮機構
30……露光装置
31……ウェハステージ
32……照明光学系
33……光源
34……投影光学系
35……ステージ制御系
36……アライメント光学系
37……マスクステージ
38……マスク交換系
39……主制御部
P……ウェハ吸着面
R……マスク
S……密閉空間
W……ウェハ
DESCRIPTION OF
3a, 4a ...
6a ……
21 ……
Claims (5)
前記ウェハ支持面に溝が設けられていることを特徴とするウェハホルダ。 A wafer support member is provided on the holder substrate, and a wafer is placed on the wafer support surface of the wafer support member to form a sealed space surrounded by the wafer and the holder substrate. A wafer holder capable of attracting and holding the wafer on the wafer support member,
A wafer holder, wherein a groove is provided on the wafer support surface.
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