JP2013125792A - 保持装置、描画装置、および、物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板と保持部との間の熱伝達に有利な保持装置を提供すること。
【解決手段】 基板を保持する保持装置（１）であって、上記基板を支持する突起（１３）を備えた基台（１１）と、上記突起に支持された上記基板と上記基台との間隙に液体を供給する、その容積が可変の液溜め部（１４）と、
上記液溜め部の容積を調整する調整部（１５・１６）と、を有する保持装置とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板を保持する保持装置に関する。

次世代半導体露光装置として開発が進められている極端紫外線（ＥＵＶ）露光装置や電子線露光（描画）装置では、基板の露光が真空中で行われる。真空中では、対流による熱伝達が行われないため、熱が物体に蓄積されやすい。このため、上述のような露光装置では、熱対策（物体の冷却）が重要な開発要素の一つとなっている。

被露光物体としての基板を冷却する場合、基板と基板保持部（単に保持部ともいう）との間に気体を封入して基板から保持部への熱伝達を促進する方法がある。また、解像力やオーバーレイ精度の改善のために更なる熱伝達の促進が求められ、基板と保持部との間に液体を封入して基板を保持部に保持する基板保持装置（単に保持装置ともいう）が知られている（特許文献１）。この保持装置は、液体の毛細管圧力により真空雰囲気に対し当該液体の層が負圧になることを利用して基板を保持部に保持する。

特許文献１の保持装置は、真空中での液体の蒸発の速度が速いため、当該蒸発に伴って保持力が低下してしまう。当該課題に対し、保持部に高さの異なる溝を設けることにより、必要な保持力の持続時間を改善した保持装置が知られている（特許文献２）。

国際公開第２００９／０１１５７４号 国際公開第２０１０／０９４８００号

しかし、特許文献２の保持装置は、液体の蒸発により、基板と保持部との間に液体が存在しない領域が時間の経過とともに広がってしまう。このため、必要な熱伝達のできない領域ができ、基板の熱変形が生じ得る。

本発明は、基板と保持部との間の熱伝達に有利な保持装置を提供することを例示的目的とする。

本発明の一側面は、基板を保持する保持装置であって、
前記基板を支持する突起を備えた基台と、
前記突起に支持された前記基板と前記基台との間隙に液体を供給する、その容積が可変の液溜め部と、
前記液溜め部の容積を調整する調整部と、
を有することを特徴とする保持装置である。

本発明によれば、例えば、基板と保持部との間の熱伝達に有利な保持装置を提供することができる。

実施形態に係る基板保持装置の一例を示す図 実施形態に係る基板保持装置の他の例を示す図 実施形態に係る描画装置の構成例を示す図 実施形態に係る基板保持装置の変形例を示す図 実施形態に係る基板保持装置の他の変形例を示す図

以下に、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、原則として、全図を通じ同一の部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

［実施形態１］
本発明の基板保持装置は、荷電粒子線を用いて基板に描画を行う描画装置に適用した例を説明するが、それに限らず種々の装置に広く適用可能である。図３は、本実施形態に係る描画装置の構成図である。ここで、描画装置は、荷電粒子線として電子線を用いる描画装置を例に説明するが、イオン線等他の荷電粒子線を用いるものであってもよい。描画装置１０は、真空チャンバ５と、当該真空チャンバ５内に収容された電子光学系３およびステージ４を有し、真空中で電子線を用いて基板２に描画を行うものである。ステージ４は、電子光学系３に対して基板２を位置決めするために可動に構成され、基板２を保持するための基板保持装置１（単に保持装置ともいう）を含む。

図１は、実施形態１に係る基板保持装置１の構成を示す図である。基板保持装置１は、突起１３（支持部）を備えた基台１１と、突起１３により支持された基板２と基台１１との間隙に液体１２を供給する供給機構（後述）を有する。図示されたような液面には、毛細管現象（液体の毛細管圧力）により液体１２の外側に向かう力が作用するため、基板２は、真空チャンバ５内の気圧と液体１２の圧力との差に相当する圧力（差圧）で基台１１に押しつけられる。当該差圧によって基板２と突起１３との間に生じる摩擦力により、基板２が横ずれしないように、基板２は基台１１に保持される。

ここで、液体１２は、基板を保持する力の発生に寄与するだけでなく、その熱伝導率により、描画によって基板に加わる熱を基台１１に伝導して基板２の熱変形を低減するのに寄与する。しかし、液体１２が時間とともに蒸発して基板２と液体１２との接触面積が減少すると、基板の熱変形が増加してしまう。そこで、当該接触面積が減少しないように、供給機構を構成する。当該供給機構は、基台１１の中央部に形成された孔１４を介して上記間隙に液体を供給するための機構である。そして、当該供給機構は、上記間隙に液体を供給する、その容積が可変の液溜め部１７と、該容積を変更するための駆動部１５と、駆動部１５を制御する制御部１６とを有して構成されている。駆動部１５と制御部１６とを合わせて調整部ともいう。液溜め部１７は、例えば、蛇腹部１７ａと底板１７ｂとで構成され得る。駆動部１５は、例えば、底板１７ｂを上下動させるアクチュエータを含み得る。なお、液溜め部１７は、上述のものには限定されず、シリンダとピストンとを含むもの等、その容積を可変できるものであればよい。同様に、駆動部１５は、後述のものに限定されず、液溜め部１７と協働して、液溜め部１７の容積を変化させるように、液溜め部１７の要素（例えば、ピストン）を駆動するものであればよい。

以上の構成において、制御部１６は、液体１２が蒸発して基板２と液体１２との接触面積が減少しないように液溜め部１７の容積を調整して液溜め部１７内の液体を孔１４に供給するべく、駆動部１５を制御する。そのために、制御部１６は、経過時間に基づいて駆動部１５の動作を制御する。制御部１６は、例えば、経過時間と液体の蒸発量（または当該蒸発量に対応した駆動部に対する指令値）との関係をあらかじめ記憶しておき、経過時間と当該関係とに基づいて駆動部１５の動作を制御するように構成されている。

本実施形態の構成によれば、例えば、基板と保持部との間の熱伝達に有利な保持装置を提供することができる。もって、液体１２が蒸発しても、基板２を基台１１に保持する力ならびに基板２の形状および大きさの維持に有利な保持装置、および、当該保持装置を有する描画装置を提供することができる。

［実施形態２］
図２は、実施形態２に係る基板保持装置１の構成を示す図である。実施形態１とは、制御部１６の構成が異なっている。また、図２において、基板２と基台１１との間隙における液体１２の量を検出するための検出器１８を有している点で実施形態１とは異なっている。検出器１８は、例えば、当該間隙における液体１２の側面（真空チャンバ５内の真空雰囲気に接する液体１２の表面）の位置を検出する検出器としうる。制御部１６は、検出器１８の出力（検出結果）に基づいて、基板２と液体１２との接触面積が一定になるように、駆動部１５の動作を制御するように構成されている。そのために、制御部１６は、例えば、検出器１８の検出結果と上記間隙における液体１２の量（または当該液体１２の量に対応した駆動部に対する指令値）との関係をあらかじめ記憶しておき、当該関係に基づいて駆動部１５の動作を制御すればよい。

なお、検出器１８としては、それには限定されないが、液体１２の側面の位置を計測するための公知の測長器（測距器）、例えば、レーザ干渉測長器等の光学的な測長器を利用することができる。

本実施形態の構成によれば、例えば、基板と保持部との間の熱伝達に有利な保持装置を提供することができる。もって、液体１２が蒸発しても、基板２を基台１１に保持する力ならびに基板２の形状および大きさの維持に有利な保持装置、および、当該保持装置を有する描画装置を提供することができる。

［実施形態３］
本発明の実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。該製造方法は、感光剤が塗布された基板の該感光剤に上記の描画装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板に描画を行う工程）と、当該工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、該製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、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）を含みうる。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形または変更が可能である。例えば、以下のような変形または変更が可能である。

基台１１の上面（突起１３の部分を除く基台１１の上面）は、図４のように、周辺部から中央部に向かって、基板２と基台１１との間の距離（間隙の厚さ）が減少するように形成されていてもよい。または（あるいは、それに加えて）、周辺部から中央部に向かって、液体１２との接触角が小さくなる（親液性（液体１２が水の場合は親水性）が高くなる）ような表面処理または加工を施されていてもよい。これらの少なくとも一方の構成を採った場合、基板２と基台１１との間隙内の液体の減少に伴って液体１２の毛細管圧力が増加する。よって、駆動部１５の発生する力が一定になるように制御部１６が駆動部１５を制御すれば、液溜め部１７から該間隙に液体１２が移動して基板２と液体１２との接触面積が一定に保たれるようになる。

この場合、当該一定の力を発生させる調整部の構成は、駆動部１５および制御部１６を含む構成に替えて、図４のような構成であってもよい。すなわち、底板１７ｂまたは上述のピストン（すなわち液溜め部１７の容積を規定する可動部材）に一定の重力を作用させる錘１９を含む構成であってもよい。または、図５のように、液溜め部１７（液溜めを構成する容器）を貫通孔が形成されたもの（または貫通孔そのもの）とする構成であってもよい。ここで、液溜め部１７の貫通孔は、その中の液体の容積が変化しても該液体の毛細管圧力が一定であるように形成されていてもよい。

以上の構成では、基台１１の上面は、基板２と基台１１との間隙内の液体の減少に伴って該間隙内の液体の毛細管圧力が増加するように、かつ、調整部は、該間隙内の液体の表面に該毛細管圧力とは逆向きの一定の力を作用させるように、それぞれ構成されている。なお、以上の記載では、基台１１の上面は、周辺部から中央部に向かって、間隙の厚さが減少する、または、接触角が小さくなるようなものとした。しかしながら、基板２と基台１１との間隙において液体１２が離散的な複数の領域に満たされるような構成の場合は、間隙内の液体と接触する領域における周辺部から中央部に向かって基台１１の上面を上述のように構成してもよい。

１ 保持装置
１１ 基台
１３ 突起
１５ 駆動部（調整部を構成）
１６ 制御部（調整部を構成）
１７ 液溜め部

Claims (12)

1. 基板を保持する保持装置であって、
   前記基板を支持する突起を備えた基台と、
   前記突起に支持された前記基板と前記基台との間隙に液体を供給する、その容積が可変の液溜め部と、
   前記液溜め部の容積を調整する調整部と、
   を有することを特徴とする保持装置。
2. 前記調整部は、前記基板と前記液体の接触面積が一定となるように、前記容積を調整する、ことを特徴とする請求項１に記載の保持装置。
3. 前記調整部は、前記液溜め部の容積を変更するための駆動部と、経過時間に基づいて前記駆動部の動作を制御する制御部とを含む、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の保持装置。
4. 前記調整部は、前記間隙における液体の量を検出する検出器と、前記液溜め部の容積を変更するための駆動部と、前記検出器の出力に基づいて前記駆動部の動作を制御する制御部とを含む、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の保持装置。
5. 前記基台の上面は、前記間隙内の液体の減少に伴って前記間隙内の液体の毛細管圧力が増加するように構成され、前記調整部は、前記間隙内の液体の表面に前記毛細管圧力とは逆向きの一定の力を作用させるように構成されている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の保持装置。
6. 前記基台の上面は、前記間隙内の液体と接触する領域における周辺部から中央部に向かって、前記間隙の厚さが減少するように形成されている、ことを特徴とする請求項５に記載の保持装置。
7. 前記基台の上面は、前記間隙内の液体と接触する領域における周辺部から中央部に向かって、前記液体との接触角が減少するように構成されている、ことを特徴とする請求項５に記載の保持装置。
8. 前記液溜め部は、前記容積を規定する可動部材を含み、前記調整部は、前記可動部材に一定の力を作用させるように構成されている、ことを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載の保持装置。
9. 前記調整部は、前記可動部材に一定の重力を作用させる錘を含む、ことを特徴とする請求項８に記載の保持装置。
10. 前記液溜め部は、貫通孔が形成され、該貫通孔は、その中の液体の容積が変化しても該液体の毛細管圧力が一定であるように形成されている、ことを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載の保持装置。
11. 荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、
    前記基板を保持する請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の保持装置を有する、ことを特徴とする描画装置。
12. 請求項１１に記載の描画装置を用いて基板に描画を行う工程と、
    前記工程で描画を行われた基板を現像する工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。

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