JP2016100414A - Retainer, vacuum device, lithographic apparatus, and manufacturing method of article - Google Patents

Retainer, vacuum device, lithographic apparatus, and manufacturing method of article Download PDF

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直哉 飯塚
Naoya Iizuka
直哉 飯塚
慧佑 中村
Keisuke Nakamura
慧佑 中村
田中 一郎
Ichiro Tanaka
一郎 田中
三宅 明
Akira Miyake
明 三宅
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a retainer advantageous in exhaustion of a groove of a chuck for fixing a substrate in a vacuum space.SOLUTION: A chuck surface of a static chuck 104, which is a retainer, is so constructed that a wafer 103 is supported with a plurality of pins 201 for reducing pinching of particles 200. A groove that is encapsulated by holding a wafer is formed. The chuck surface of the static chuck includes: a supply passage 203 for providing the groove with a gas; an exhaust passage 206, connected to the supply passage, for exhausting the gas into the vacuum space without going through the groove; and a valve 207 for opening or closing the exhaust passage.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、保持装置、真空装置、リソグラフィ装置、及び物品の製造方法に関する。   The present invention relates to a holding device, a vacuum device, a lithographic apparatus, and an article manufacturing method.

ウエハ(基板)を保持するための保持装置において、ウエハの熱膨張を抑制するためにウエハとそれを固定する静電チャックとの間隙に伝熱ガスを供給する技術が特許文献1に開示されている。特許文献1では、伝熱ガスがチャック空間から極力漏れないようにするため、真空チャンバの外側からチャック空間を排気する構成が記載されている。この構成では、真空チャンバ内にガス供給用配管の他にガス排気用配管が必要となる。静電チャックはステージ上に搭載され、高速に駆動されるため、静電チャックに接続されるガス配管もまたステージとともに引きまわされる。ステージの駆動精度や配管からの発塵の観点から、ガス配管は少ない方が望ましい。   In a holding device for holding a wafer (substrate), Patent Document 1 discloses a technique for supplying a heat transfer gas to a gap between a wafer and an electrostatic chuck for fixing the wafer in order to suppress thermal expansion of the wafer. Yes. Patent Document 1 describes a configuration in which the chuck space is exhausted from the outside of the vacuum chamber in order to prevent heat transfer gas from leaking from the chuck space as much as possible. In this configuration, a gas exhaust pipe is required in addition to the gas supply pipe in the vacuum chamber. Since the electrostatic chuck is mounted on the stage and driven at high speed, the gas piping connected to the electrostatic chuck is also drawn together with the stage. From the viewpoint of stage drive accuracy and dust generation from the piping, fewer gas piping is desirable.

特許文献2では、チャック空間から伝熱ガスを排気する構成を簡略化すること、またウエハ面内の温度分布を均一にすることを目的に、伝熱ガスをウエハとチャックの隙間から放出する構成が開示されている。ウエハ裏面でパーティクルが発生しチャック面にパーティクルが堆積する問題が知られているところ、この構成では上記隙間からガスが放出されるため、パーティクルを飛散させる可能性がある。   In Patent Document 2, a configuration in which heat transfer gas is discharged from a gap between a wafer and a chuck for the purpose of simplifying the configuration for exhausting the heat transfer gas from the chuck space and making the temperature distribution in the wafer surface uniform. Is disclosed. There is a known problem that particles are generated on the back surface of the wafer and particles are accumulated on the chuck surface. However, in this configuration, gas is released from the gap, and thus the particles may be scattered.

特開2001−196290号公報JP 2001-196290 A 特開2012−195211号公報JP 2012-195211 A

チャック空間の伝熱ガスを真空チャンバの外にあるポンプから排気する場合、真空チャンバ内の配管を通して排気されるため、排気コンダクタンスが制限される。特に、配管径が細く経路が長い場合には、排気に長い時間を要するため、チャック(の溝)及び配管の内にガスを残した状態でウエハが取り外されうる。この場合、チャック及び配管の内の残留ガスがチャック内に堆積(存在)しているパーティクルとともに放出され、そのパーティクルがチャックのシール面やウエハ等に付着しうるという課題がある。   When the heat transfer gas in the chuck space is exhausted from a pump outside the vacuum chamber, the exhaust conductance is limited because it is exhausted through piping in the vacuum chamber. In particular, when the pipe diameter is small and the path is long, it takes a long time to exhaust, so the wafer can be removed with the gas remaining in the chuck (groove) and the pipe. In this case, there is a problem that residual gas in the chuck and the piping is released together with particles accumulated (existing) in the chuck, and the particles can adhere to the seal surface of the chuck, the wafer, and the like.

本発明は、基板が固定されたチャックの溝の排気に有利な保持装置を提供することを例示的目的とする。   An object of the present invention is to provide a holding device advantageous for exhausting a groove of a chuck to which a substrate is fixed.

本発明の一側面によれば、真空空間内で基板を保持する保持装置であって、前記基板の保持により封止される溝が形成されたチャックと、前記溝に気体を供給するための供給流路と、前記供給流路に接続され、前記溝を介さずに気体を前記真空空間内に排出するための排出流路と、前記排出流路を開閉する弁とを含むことを特徴とする保持装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, there is provided a holding device for holding a substrate in a vacuum space, a chuck formed with a groove sealed by holding the substrate, and a supply for supplying gas to the groove It includes a flow path, a discharge flow path connected to the supply flow path for discharging gas into the vacuum space without passing through the groove, and a valve for opening and closing the discharge flow path. A holding device is provided.

本発明によれば、例えば、基板が固定されたチャックの溝の排気に有利な保持装置が提供される。   According to the present invention, for example, a holding device that is advantageous for exhausting a groove of a chuck to which a substrate is fixed is provided.

第1実施形態に係る荷電粒子線描画装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the charged particle beam drawing apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態における静電チャック及びガス排気系の構成を示す図。The figure which shows the structure of the electrostatic chuck and gas exhaust system in 1st Embodiment. 第3実施形態における静電チャック及びリフトピンの構成を示す図。The figure which shows the structure of the electrostatic chuck and lift pin in 3rd Embodiment.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施に有利な具体例を示すにすぎない。また、以下の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決のために必須のものであるとは限らない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It shows only the specific example advantageous for implementation of this invention. Moreover, not all combinations of features described in the following embodiments are indispensable for solving the problems of the present invention.

<第1実施形態>
以下の実施形態では、パターン形成を荷電粒子線で基板(ウエハ)に行うリソグラフィ装置の一例である荷電粒子線描画装置について説明する。ただし本発明は、エッチング装置などのプロセス装置等にも適用可能であり、真空容器に収容されたチャックとそのチャックにガスを供給する機構とを備えた真空装置あるいはそれを含む装置に広く適用できるものである。
<First Embodiment>
In the following embodiments, a charged particle beam drawing apparatus that is an example of a lithography apparatus that performs pattern formation on a substrate (wafer) with a charged particle beam will be described. However, the present invention can also be applied to a process apparatus such as an etching apparatus, and can be widely applied to a vacuum apparatus including a chuck accommodated in a vacuum vessel and a mechanism for supplying a gas to the chuck, or an apparatus including the same. Is.

図1は、真空空間内で基板を保持する保持装置を有する荷電粒子線描画装置の構成を示す図である。図1において、荷電粒子線描画装置1は、真空チャンバ100を有する。真空チャンバ100の内部は、真空ポンプ101によって排気され、平常時には1e-4Pa程度の真空度に保たれる。カラム102は、不図示の電子源及び電子光学系を含む。カラム102から電子ビームが出射され、ウエハ103上にパターンが描画される。ウエハ103は、静電チャック104のチャック面(上面)に、静電チャック内部に埋設された電極によって生じる静電力によって吸着され、保持される。なお、本発明の保持装置は静電チャックに限定されない。保持装置は例えば、ツメやリング等を用いてウエハの外周部を機械的に保持するものであってもよい。すなわち、本発明の保持装置は、電磁気的力及び機械的力のうち少なくとも一方により基板を保持するものであればよい。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a charged particle beam drawing apparatus having a holding device for holding a substrate in a vacuum space. In FIG. 1, the charged particle beam drawing apparatus 1 has a vacuum chamber 100. The inside of the vacuum chamber 100 is evacuated by the vacuum pump 101, and is maintained at a vacuum degree of about 1e- 4 Pa in normal times. The column 102 includes an electron source (not shown) and an electron optical system. An electron beam is emitted from the column 102 and a pattern is drawn on the wafer 103. The wafer 103 is attracted and held on the chuck surface (upper surface) of the electrostatic chuck 104 by an electrostatic force generated by an electrode embedded in the electrostatic chuck. The holding device of the present invention is not limited to an electrostatic chuck. The holding device may be, for example, a device that mechanically holds the outer peripheral portion of the wafer using a claw or a ring. That is, the holding device of the present invention only needs to hold the substrate by at least one of electromagnetic force and mechanical force.

ウエハ103の裏面と静電チャック104との間の空間には、真空チャンバ100の外側に配置され、伝熱ガスの吸排気を制御するガス制御部105から、ガス配管106を介して伝熱ガスが供給される。伝熱ガスは、ウエハ103の裏面と静電チャック104との間の熱抵抗を低減することで、電子ビーム照射によるウエハ103への入熱を静電チャック104に伝達し、ウエハ103の温度上昇を小さくする。伝熱ガスとしては、熱伝達率の大きい気体、例えば、水素やヘリウムなどを用いることができる。水素は熱伝達率が高いことで優れる。ヘリウムは不活性ガスであることから装置内のコンタミネーションへの影響が少ないことで優れる。   A space between the back surface of the wafer 103 and the electrostatic chuck 104 is disposed outside the vacuum chamber 100, and from the gas control unit 105 that controls intake and exhaust of the heat transfer gas, the heat transfer gas via the gas pipe 106. Is supplied. The heat transfer gas reduces the thermal resistance between the back surface of the wafer 103 and the electrostatic chuck 104, thereby transferring the heat input to the wafer 103 due to the electron beam irradiation to the electrostatic chuck 104 and increasing the temperature of the wafer 103. Make it smaller. As the heat transfer gas, a gas having a high heat transfer coefficient, such as hydrogen or helium, can be used. Hydrogen is excellent because of its high heat transfer coefficient. Since helium is an inert gas, it is excellent because it has little influence on contamination in the apparatus.

ガス制御部105は、伝熱ガスの供給、制御、排気を行う。ウエハ103の裏面と静電チャック104との間の空間は、ウエハの熱応力変形を抑制するために必要な熱伝達率から、例えば2e3Paを保つようにガス制御部105で制御される。 The gas control unit 105 supplies, controls, and exhausts heat transfer gas. The space between the back surface of the wafer 103 and the electrostatic chuck 104 is controlled by the gas control unit 105 so as to maintain, for example, 2e 3 Pa from the heat transfer coefficient necessary for suppressing the thermal stress deformation of the wafer.

ウエハ103を保持する静電チャック104は、ステージ108の天板107上に保持される。静電チャック104はステージ108によって真空チャンバ100内を高速で移動するため、ガス配管106は静電チャック104とともに移動し、引き廻される。ステージ108の駆動精度を低下させないため、ケーブルからステージにかかる力は小さいほうが望ましく、ガス配管の本数は少ない方が望ましい。本実施形態において、ガス配管106は、例えば内径5mm、全長10mの1本のフッ素系樹脂チューブで構成されうる。   The electrostatic chuck 104 that holds the wafer 103 is held on the top plate 107 of the stage 108. Since the electrostatic chuck 104 is moved in the vacuum chamber 100 at a high speed by the stage 108, the gas pipe 106 is moved together with the electrostatic chuck 104 and drawn. In order not to reduce the driving accuracy of the stage 108, it is desirable that the force applied from the cable to the stage is small, and it is desirable that the number of gas pipes is small. In the present embodiment, the gas pipe 106 may be constituted by one fluorine-based resin tube having an inner diameter of 5 mm and a total length of 10 m, for example.

ガス排気系109は、静電チャック104内の残留ガスを排気する。ガス排気系109は、排出ガス量を少なくするために、排出ガス経路を短くすることで排気コンダクタンスを大きくできるよう、可能な限り静電チャック104に近い位置に配置される。本実施形態では、ガス排気系109は静電チャック104とともに天板107上に配置される。   The gas exhaust system 109 exhausts residual gas in the electrostatic chuck 104. The gas exhaust system 109 is disposed as close to the electrostatic chuck 104 as possible so that the exhaust conductance can be increased by shortening the exhaust gas path in order to reduce the amount of exhaust gas. In the present embodiment, the gas exhaust system 109 is disposed on the top plate 107 together with the electrostatic chuck 104.

ウエハ103は、搬送ロボット110によってロードロック室111から真空チャンバ100内に移送され、静電チャック104上に載置される。チャック面に吸着保持された後、不図示の導通ピンによって帯電を防ぐことを目的に裏面の絶縁膜が破壊されて接地される。その後、ウエハ103の裏面と静電チャック104との間隙に、ガス制御部105からガス配管106を介して伝熱ガスが供給される。供給されたガスがチャック内で所定の圧力に達した後、電子ビーム照射によりウエハ103上にパターンが描画される。電子ビームによる描画が終了した後、ウエハ103と静電チャック104との間隙に封入された伝熱ガスはガス排気系109を通して排気される。伝熱ガスの排気後、ウエハ103は不図示のリフトピンによってチャック面から取り外され、搬送ロボット110によって真空チャンバ100からロードロック室111に移送される。   The wafer 103 is transferred from the load lock chamber 111 into the vacuum chamber 100 by the transfer robot 110 and placed on the electrostatic chuck 104. After being attracted and held on the chuck surface, the insulating film on the back surface is broken and grounded for the purpose of preventing charging by a conduction pin (not shown). Thereafter, heat transfer gas is supplied from the gas control unit 105 to the gap between the back surface of the wafer 103 and the electrostatic chuck 104 via the gas pipe 106. After the supplied gas reaches a predetermined pressure in the chuck, a pattern is drawn on the wafer 103 by electron beam irradiation. After the drawing by the electron beam is completed, the heat transfer gas sealed in the gap between the wafer 103 and the electrostatic chuck 104 is exhausted through the gas exhaust system 109. After exhausting the heat transfer gas, the wafer 103 is removed from the chuck surface by a lift pin (not shown) and transferred from the vacuum chamber 100 to the load lock chamber 111 by the transfer robot 110.

以下、図2を用いて本実施形態における静電チャック104とガス排気系109の構成を詳細に説明する。静電チャック104にはウエハ103との摩擦や、ウエハ裏面接地のための絶縁膜の破壊などにより発生したパーティクル200が堆積しうる。チャック面はパーティクル200の挟み込みを少なくするために複数のピン201でウエハ103を支持する構造となっている。また、チャック面には、伝熱ガスが通るウエハ103と静電チャック104との間隙にガス流路220が形成される。このガス流路220は、基板の保持により封止される溝として形成されている。伝熱ガスをウエハ103と静電チャック104との間に封入するため、チャック外周部はピン201と同じ高さのシール面202となっている。   Hereinafter, the configuration of the electrostatic chuck 104 and the gas exhaust system 109 in this embodiment will be described in detail with reference to FIG. Particles 200 generated due to friction with the wafer 103, destruction of the insulating film for grounding the back surface of the wafer, or the like can accumulate on the electrostatic chuck 104. The chuck surface has a structure in which the wafer 103 is supported by a plurality of pins 201 in order to reduce the pinching of the particles 200. A gas flow path 220 is formed on the chuck surface in the gap between the wafer 103 through which the heat transfer gas passes and the electrostatic chuck 104. The gas flow path 220 is formed as a groove sealed by holding the substrate. In order to enclose the heat transfer gas between the wafer 103 and the electrostatic chuck 104, the outer periphery of the chuck is a seal surface 202 having the same height as the pins 201.

静電チャック104の内部には、ガス流路220にガスを供給するための供給流路203が形成されている。供給流路203は、ガス配管106とフィードスルー204を通して真空チャンバ100の外部と繋がっている。   A supply channel 203 for supplying gas to the gas channel 220 is formed inside the electrostatic chuck 104. The supply channel 203 is connected to the outside of the vacuum chamber 100 through the gas pipe 106 and the feedthrough 204.

静電チャック104とフィードスルー204との間の経路にはメイン弁205が設けられる。また、メイン弁205と静電チャック104との間には供給流路203に接続され、ガス流路220を介さずに伝熱ガスを真空チャンバ内に排出するための排出流路206が設けられる。排出流路206には、その流路における伝熱ガスの流通を遮断可能なリーク弁207が設けられる。図1で示したガス排気系109は、メイン弁205、排出流路206、リーク弁207によって構成される。   A main valve 205 is provided in the path between the electrostatic chuck 104 and the feedthrough 204. Further, a discharge flow path 206 is provided between the main valve 205 and the electrostatic chuck 104 and connected to the supply flow path 203 to discharge the heat transfer gas into the vacuum chamber without passing through the gas flow path 220. . The discharge flow path 206 is provided with a leak valve 207 that can block the flow of heat transfer gas in the flow path. The gas exhaust system 109 shown in FIG. 1 includes a main valve 205, a discharge passage 206, and a leak valve 207.

真空チャンバ100の外部では、フィードスルー204を介して三方弁208、流量制御部209、排気用ポンプ210、ガスボンベ211が接続されている。これらによって、伝熱ガスの供給、制御、排気を行うガス制御部105が構成される。チャック面に伝熱ガスを供給するガス供給系は、伝熱ガス流路203、ガス配管106、フィードスルー204、三方弁208、流量制御部209、ガスボンベ211によって構成される。   Outside the vacuum chamber 100, a three-way valve 208, a flow rate control unit 209, an exhaust pump 210, and a gas cylinder 211 are connected via a feedthrough 204. These components constitute a gas control unit 105 that supplies, controls, and exhausts heat transfer gas. A gas supply system that supplies heat transfer gas to the chuck surface includes a heat transfer gas passage 203, a gas pipe 106, a feedthrough 204, a three-way valve 208, a flow rate control unit 209, and a gas cylinder 211.

制御部250は、荷電粒子線描画装置1の各部の動作を統括的に制御する。ウエハ103が静電チャック104に吸着され、ウエハ裏面とチャック面との間に伝熱ガスが供給されているとき、メイン弁205は開放され、リーク弁207は閉鎖される。三方弁208は流量制御部209側が開けられ、排気用ポンプ210側は閉じられている。伝熱ガスはガスボンベ211から供給され、流量制御部209によってチャック内空間の圧力を例えば2e3Paに保つように制御される。 The control unit 250 comprehensively controls the operation of each unit of the charged particle beam drawing apparatus 1. When the wafer 103 is attracted to the electrostatic chuck 104 and heat transfer gas is supplied between the wafer back surface and the chuck surface, the main valve 205 is opened and the leak valve 207 is closed. The three-way valve 208 is opened on the flow control unit 209 side and closed on the exhaust pump 210 side. The heat transfer gas is supplied from the gas cylinder 211 and is controlled by the flow rate control unit 209 so as to keep the pressure in the chuck inner space at, for example, 2e 3 Pa.

電子線による描画が終了し、ウエハ103を静電チャック104から取り外す際、三方弁208によって流量制御部209側を閉じ、排気用ポンプ210側を開け、ガス配管106及び静電チャック内の伝熱ガスを排気する。この際、ガス配管106は排気コンダクタンスが小さく、また、装置スループットの制限から排気にかけられる時間が限られる。そのため、ウエハ103と静電チャック104との間の空間を排気用ポンプ210で真空チャンバ内空間と同程度の圧力まで排気することは困難である。ガス配管106、伝熱ガス流路203、及びウエハ103−静電チャック104間における空間に伝熱ガスが残留した状態でウエハ103を取り外すと、パーティクルの問題が生じうる。具体的にはこのとき、ウエハ裏面と静電チャックとの間の空間に堆積したパーティクル200がチャック面の隙間から残留ガスとともに放出され、シール面202及びウエハ103の表面に付着する可能性がある。   When drawing by the electron beam is completed and the wafer 103 is removed from the electrostatic chuck 104, the flow control unit 209 side is closed by the three-way valve 208, the exhaust pump 210 side is opened, and heat transfer in the gas pipe 106 and the electrostatic chuck is performed. Exhaust the gas. At this time, the gas pipe 106 has a small exhaust conductance, and the time required for exhaust is limited due to the limitation of the apparatus throughput. Therefore, it is difficult to evacuate the space between the wafer 103 and the electrostatic chuck 104 to the same pressure as the space in the vacuum chamber by the evacuation pump 210. If the wafer 103 is removed in a state where the heat transfer gas remains in the space between the gas pipe 106, the heat transfer gas flow path 203, and the wafer 103 and the electrostatic chuck 104, a problem of particles may occur. Specifically, at this time, the particles 200 accumulated in the space between the wafer back surface and the electrostatic chuck may be released together with the residual gas from the gap between the chuck surfaces, and may adhere to the seal surface 202 and the surface of the wafer 103. .

そこで、本実施形態では、チャック面からの残留ガスの放出を避けるため、チャック内を10Pa程度まで粗引きした後にメイン弁205を閉じ、リーク弁207を開く。残留ガスは排出流路206を通って大きな真空バッファである真空チャンバ100内に排気される。真空チャンバ100の外から排気用ポンプ210で排気するよりもコンダクタンスが大きく、排出される残留ガスの量はメイン弁205より静電チャック104側の空間に限られるため、比較的短時間で真空チャンバ内と同圧になるまで排気することができる。   Therefore, in this embodiment, in order to avoid the release of residual gas from the chuck surface, the main valve 205 is closed and the leak valve 207 is opened after roughing the inside of the chuck to about 10 Pa. Residual gas is exhausted through the exhaust passage 206 into the vacuum chamber 100, which is a large vacuum buffer. The conductance is larger than that of the exhaust pump 210 from the outside of the vacuum chamber 100, and the amount of residual gas to be discharged is limited to the space on the electrostatic chuck 104 side from the main valve 205. It can be exhausted until the same pressure as inside.

ここで、本実施形態の条件を、例えば、配管容積2E-43、残留ガス圧力10Pa、真空チャンバ容積5m3、真空チャンバ平常時圧力1E-4Pa)と仮定する。この条件において、残留ガスを一気に真空チャンバ100に放出すると、真空チャンバの圧力が一時的に5倍程度まで上昇する。残留ガスを徐々に放出(スローリーク)することで、真空チャンバの到達圧力を抑制することができる。真空チャンバの実効排気速度を2m3/sとし、チャンバからのアウトガスを無視した条件では、2秒間かけて残留ガスを放出した場合に、真空チャンバの圧力上昇を平常時の2倍程度までに抑制できる。スローリークはリーク弁207によって放出ガス流量を調整してもよいし、排出流路206に別途フィルタを設けてもよい。 Here, the conditions of the present embodiment are assumed to be, for example, a piping volume 2E −4 m 3 , a residual gas pressure 10 Pa, a vacuum chamber volume 5 m 3 , and a vacuum chamber normal pressure 1E −4 Pa). Under this condition, when the residual gas is discharged into the vacuum chamber 100 at once, the pressure in the vacuum chamber temporarily rises to about 5 times. By gradually releasing the residual gas (slow leak), the ultimate pressure of the vacuum chamber can be suppressed. When the effective exhaust speed of the vacuum chamber is 2 m 3 / s and the outgas from the chamber is ignored, when the residual gas is released over 2 seconds, the pressure increase in the vacuum chamber is suppressed to about twice the normal pressure. it can. For the slow leak, the discharge gas flow rate may be adjusted by the leak valve 207, or a separate filter may be provided in the discharge flow path 206.

チャック面から残留ガスを放出しないため、チャック内パーティクルの大半の放出を抑制することができるが、排出流路206からも少量のパーティクルが放出される可能性がある。そこで、排出流路206にチャック内部に堆積したパーティクルを真空チャンバ100内に放出しないために除塵フィルタ212を排出流路206に取り付けてもよい。除塵フィルタ212は、一般的に半導体製造装置で使用される微粒子除去フィルタであってよく、繊維状の金属やポリマー、多孔質セラミックによってガスを透過させながらパーティクルを補足する。   Since the residual gas is not released from the chuck surface, the release of most of the particles in the chuck can be suppressed, but a small amount of particles may also be released from the discharge channel 206. Therefore, a dust removal filter 212 may be attached to the discharge flow path 206 so that particles accumulated in the chuck in the discharge flow path 206 are not released into the vacuum chamber 100. The dust removal filter 212 may be a particulate removal filter that is generally used in a semiconductor manufacturing apparatus, and captures particles while allowing gas to pass through a fibrous metal, polymer, or porous ceramic.

本実施形態では、ガス排気系109としてメイン弁205とリーク弁207の2つの弁を用いたが、これらの代わりに、ガス配管106と排出流路206の交点に三方弁を用いてもよい。   In the present embodiment, the main valve 205 and the leak valve 207 are used as the gas exhaust system 109, but a three-way valve may be used at the intersection of the gas pipe 106 and the discharge flow path 206 instead.

<第2実施形態>
次に、第2実施形態を説明する。ここでは、第1実施形態との差異について述べる。リーク弁207は、例えば、非通電時は開放し通電時に閉鎖するノーマリーオープン型(常開型)の弁である。ウエハ103と静電チャック104との間隙に伝熱ガスが封入されているとき、間隙での圧力と真空チャンバ内の圧力はそれぞれ、2e3Paと1e-4Paであり、ウエハの表側と裏側に圧力差が生じている。この状態で装置が停電した場合、静電チャックは吸着力を失い、リーク弁207が閉じていると、ウエハの表側と裏側の圧力差が解消されないため、ウエハの落下や破損などが生じる可能性がある。またこのときリーク弁207が閉じていることによって、封入されていた伝熱ガスはチャック面から放出される。伝熱ガスの放出とともにチャック内パーティクルは外部へ拡散されてしまう。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described. Here, differences from the first embodiment will be described. The leak valve 207 is, for example, a normally open type (normally open type) valve that opens when not energized and closes when energized. When the heat transfer gas is sealed in the gap between the wafer 103 and the electrostatic chuck 104, the pressure in the gap and the pressure in the vacuum chamber are 2e 3 Pa and 1e -4 Pa, respectively. There is a pressure difference. If the device loses power in this state, the electrostatic chuck loses its attractive force, and if the leak valve 207 is closed, the pressure difference between the front side and the back side of the wafer cannot be resolved, and the wafer may drop or break. There is. At this time, since the leak valve 207 is closed, the enclosed heat transfer gas is released from the chuck surface. As the heat transfer gas is released, the particles in the chuck are diffused to the outside.

そこで、リーク弁207を常開型の弁とすることにより、停電時に静電チャック104が吸着力を失っても、チャック内の伝熱ガスはリーク弁207から放出されるため、パーティクルの拡散やウエハの落下を防ぐことができる。   Therefore, by making the leak valve 207 a normally open type valve, even if the electrostatic chuck 104 loses its adsorption power at the time of a power failure, the heat transfer gas in the chuck is released from the leak valve 207. It is possible to prevent the wafer from falling.

<第3実施形態>
次に、第3実施形態を、図3を用いて説明する。ここでは第1実施形態との差異について述べる。本実施形態の静電チャックの内部には、以下のガスの流通経路が形成される。供給流路301は、ウエハ裏面と静電チャックとの間隙に伝熱ガスを供給するための流路である。排出流路302は、その間隙から伝熱ガスを放出するための流路である。ガス流路303は、供給流路301及び排出流路302をウエハ裏面と静電チャックとの間隙に繋ぐ流路である。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. Here, differences from the first embodiment will be described. The following gas flow paths are formed inside the electrostatic chuck of the present embodiment. The supply channel 301 is a channel for supplying heat transfer gas to the gap between the wafer back surface and the electrostatic chuck. The discharge channel 302 is a channel for discharging heat transfer gas from the gap. The gas flow path 303 is a flow path that connects the supply flow path 301 and the discharge flow path 302 to the gap between the wafer back surface and the electrostatic chuck.

また、静電チャックの内部には、ガス流路303の接続先を供給流路301及び排出流路302との間で選択的に切り替える切替弁320が設けられる。切替弁320は、円筒状弁箱304の内壁に取り付けられたシール部材305を有し、串型の弁体306を軸方向に駆動することで流路を切り替えるスプール式弁である。本実施形態における荷電粒子線描画装置1は、静電チャック104からウエハ103を搬出させるための昇降部としてのリフトピン307を有する。リフトピン307は支持部材308によって支持され、アクチュエータ309が駆動することでリフトピン307の昇降動作が行われる。本実施形態では、切替弁320の弁体306も、リフトピン307と共通の支持部材308によって支持される。したがって、切替弁320は、リフトピン307の昇降動作と連動して供給流路301及び排出流路302におけるガスの流通を制御する。チャック面ではリフトピン307の周りにリング状のリフトピンシール面310が備えられ、リフトピン空間とチャック−ウエハ間の間隙の空間とを分離している。   In addition, a switching valve 320 that selectively switches the connection destination of the gas flow path 303 between the supply flow path 301 and the discharge flow path 302 is provided inside the electrostatic chuck. The switching valve 320 is a spool valve that has a seal member 305 attached to the inner wall of the cylindrical valve box 304 and switches the flow path by driving a skewer-shaped valve body 306 in the axial direction. The charged particle beam drawing apparatus 1 according to the present embodiment includes lift pins 307 as lifting parts for unloading the wafer 103 from the electrostatic chuck 104. The lift pin 307 is supported by the support member 308, and the lift pin 307 is moved up and down by driving the actuator 309. In the present embodiment, the valve body 306 of the switching valve 320 is also supported by the support member 308 common to the lift pin 307. Therefore, the switching valve 320 controls the gas flow in the supply flow path 301 and the discharge flow path 302 in conjunction with the lifting and lowering operation of the lift pins 307. On the chuck surface, a ring-shaped lift pin seal surface 310 is provided around the lift pins 307 to separate the lift pin space and the space between the chuck and the wafer.

ウエハの裏面と静電チャックとの間隙に伝熱ガスが供給されているとき、図3(A)に示すように、リフトピン307は支持部材308とともにチャック内部に沈降している。弁体306は供給流路301をウエハの裏面と静電チャックとの間隙に繋ぎ、排出流路302を閉じる位置に保持されている。   When the heat transfer gas is supplied to the gap between the back surface of the wafer and the electrostatic chuck, the lift pins 307 are settled inside the chuck together with the support member 308 as shown in FIG. The valve body 306 connects the supply channel 301 to the gap between the back surface of the wafer and the electrostatic chuck, and is held at a position where the discharge channel 302 is closed.

リフトピン307によってチャックからウエハが持ち上げられるとき、図3(B)に示すように、弁体306はリフトピン307とともに上昇し、供給流路301を閉じると同時に、排出流路302をチャック間隙に繋ぐ。この際、リフトピン307によるウエハ脱離よりも先に弁によって伝熱ガスの流通経路が切り替えられ、間隙に封入された伝熱ガスは排出流路302から真空チャンバ内に排出される。   When the wafer is lifted from the chuck by the lift pins 307, as shown in FIG. 3B, the valve body 306 rises together with the lift pins 307, closes the supply flow path 301 and simultaneously connects the discharge flow path 302 to the chuck gap. At this time, the flow path of the heat transfer gas is switched by the valve prior to the wafer detachment by the lift pins 307, and the heat transfer gas sealed in the gap is discharged from the discharge flow path 302 into the vacuum chamber.

このように、ウエハの保持によりチャックの溝が封止されている状態で供給流路301から気体が溝に供給されるように弁が閉じる。また、チャックからウエハが解放される前に、排出流路302を介して真空チャンバ内に溝から気体が排出されるように弁が開く。以上のような構成とすることで、個別にアクチュエータを有する真空弁を使用することなく、リフトピン307を駆動するための1個のアクチュエータ309を用いて、伝熱ガス流路の切り替えを行うことが可能となる。また、上記構成によれば、リフトピン307と弁体306とが一体となって駆動される。これにより、弁開閉動作とリフトピン駆動の同期エラー、すなわち、ウエハが持ち上げられた状態で伝熱ガスが供給されたり伝熱ガス放出前にウエハ持ち上げ動作が行われるような誤動作、を防ぐことができる。   Thus, the valve is closed so that the gas is supplied from the supply flow path 301 to the groove while the chuck groove is sealed by holding the wafer. Further, before the wafer is released from the chuck, the valve is opened so that the gas is discharged from the groove into the vacuum chamber via the discharge flow path 302. With the above configuration, the heat transfer gas flow path can be switched by using one actuator 309 for driving the lift pin 307 without using a vacuum valve having an actuator individually. It becomes possible. Moreover, according to the said structure, the lift pin 307 and the valve body 306 are driven integrally. This prevents a synchronization error between the valve opening / closing operation and the lift pin drive, that is, a malfunction in which the heat transfer gas is supplied while the wafer is lifted or the wafer lift operation is performed before the heat transfer gas is released. .

<物品の製造方法の実施形態>
本発明の実施形態におけ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。本実施形態の物品の製造方法は、上記のリソグラフィ装置(露光装置やインプリント装置、描画装置など)を用いて基板に原版のパターンを転写する工程と、かかる工程でパターンが転写された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、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)を含む。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。
<Embodiment of Method for Manufacturing Article>
The method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention is suitable for manufacturing an article such as a microdevice such as a semiconductor device or an element having a fine structure. The article manufacturing method of the present embodiment includes a step of transferring an original pattern onto a substrate using the above-described lithography apparatus (exposure apparatus, imprint apparatus, drawing apparatus, etc.), and a substrate on which the pattern is transferred in such a process. Process. Further, the manufacturing method includes other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like). The method for manufacturing an article according to the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.

100:真空チャンバ、103:ウエハ、104:静電チャック、105:ガス制御部、106:ガス配管、205:メイン弁、206:排出流路、207:リーク弁 100: vacuum chamber, 103: wafer, 104: electrostatic chuck, 105: gas control unit, 106: gas piping, 205: main valve, 206: discharge flow path, 207: leak valve

Claims (12)

真空空間内で基板を保持する保持装置であって、
前記基板の保持により封止される溝が形成されたチャックと、
前記溝に気体を供給するための供給流路と、
前記供給流路に接続され、前記溝を介さずに気体を前記真空空間内に排出するための排出流路と、
前記排出流路を開閉する弁と、
を含むことを特徴とする保持装置。
A holding device for holding a substrate in a vacuum space,
A chuck formed with a groove to be sealed by holding the substrate;
A supply flow path for supplying gas to the groove;
A discharge flow path connected to the supply flow path for discharging gas into the vacuum space without passing through the groove;
A valve for opening and closing the discharge channel;
A holding device comprising:
前記基板の保持により前記溝が封止されている状態で前記供給流路から前記気体が前記溝に供給されるように前記弁が閉じ、かつ、前記チャックから前記基板が解放される前に、前記排出流路を介して前記真空空間内に前記溝から気体が排出されるように前記弁が開くことを特徴とする請求項1に記載の保持装置。   Before the substrate is released from the chuck, the valve is closed so that the gas is supplied to the groove from the supply flow channel in a state where the groove is sealed by holding the substrate, The holding device according to claim 1, wherein the valve is opened so that gas is discharged from the groove into the vacuum space through the discharge channel. 前記排出流路は、除塵フィルタを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の保持装置。   The holding device according to claim 1, wherein the discharge channel includes a dust filter. 前記弁は、常開型の弁であることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の保持装置。   The holding device according to any one of claims 1 to 3, wherein the valve is a normally open valve. 前記チャックから前記基板を搬出させるための昇降部を更に含み、
前記弁の開閉は、前記昇降部の昇降動作と連動するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のうちのいずれか1項に記載の保持装置。
And further includes an elevating part for unloading the substrate from the chuck,
The holding device according to any one of claims 1 to 3, wherein opening and closing of the valve is configured to be interlocked with a lifting operation of the lifting unit.
前記弁は、前記昇降部とは共通の支持部材によって支持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。   The holding device according to claim 5, wherein the valve is supported by a support member common to the elevating unit. 前記弁は、前記昇降部によって前記チャックから前記基板が解放される前に開くように構成されていることを特徴とする請求項5又は6に記載の保持装置。   The holding device according to claim 5 or 6, wherein the valve is configured to be opened before the substrate is released from the chuck by the elevating unit. 水素及びヘリウムのうち少なくとも一方が前記供給流路を介して前記溝に供給されていることを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか1項に記載の保持装置。   The holding device according to any one of claims 1 to 7, wherein at least one of hydrogen and helium is supplied to the groove through the supply flow path. 電磁気的力及び機械的力のうち少なくとも一方により前記基板を保持することを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか1項に記載の保持装置。   The holding device according to claim 1, wherein the substrate is held by at least one of an electromagnetic force and a mechanical force. 請求項1乃至9のうちいずれか1項に記載の保持装置と、
前記保持装置を収容する真空容器と、
を含むことを特徴とする真空装置。
A holding device according to any one of claims 1 to 9,
A vacuum vessel containing the holding device;
A vacuum apparatus comprising:
請求項10に記載の真空装置を含み、パターン形成を真空空間内で基板に行うことを特徴とするリソグラフィ装置。   A lithographic apparatus comprising the vacuum apparatus according to claim 10, wherein pattern formation is performed on a substrate in a vacuum space. 請求項11に記載のリソグラフィ装置を用いてパターン形成を基板に行う工程と、
前記工程で前記パタ−ン形成を行われた前記基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
Forming a pattern on a substrate using the lithography apparatus according to claim 11;
Processing the substrate on which the pattern has been formed in the step;
A method for producing an article comprising:
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