JP2022134074A - Chuck, substrate-holding device, substrate-processing device, and production method of article - Google Patents

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Abstract

To provide a chuck capable of reducing warp of a substrate by having arrangement positions of a partition wall and protrusions a predetermined relation.SOLUTION: A chuck for holding a substrate by suction includes: a plurality of protrusions contacting to a back surface of the substrate held by suction; an annular partition wall; and a bottom part arranged with the plurality of protrusions and the partition wall, where the plurality of protrusions are constituted by a plurality of groups of a group composed of a first protrusion arranged outside of the partition wall and a second protrusion arranged inside of the partition wall at a position abutting the first protrusion interposing the partition wall, and satisfy s/L<0.5 when L is a distance between the first protrusion and the second protrusion contained in the plurality of respective groups, and s is a distance between the second protrusion and the partition wall.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、チャック、基板保持装置、基板処理装置、及び物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a chuck, a substrate holding device, a substrate processing device, and an article manufacturing method.

近年、半導体素子製造等に用いられる露光装置(縮小投影露光装置)は、素子の微細化に対応するための高NA化が進んでいる。高NA化によって解像力は向上するが、有効な焦点深度は減少してしまう。そこで、解像力は維持しかつ十分な実用深度を確保するために、投影光学系の像面湾曲の軽減や、ウエハ(基板)の厚みムラやウエハを吸着保持するためのチャックの平面精度の向上などウエハフラットネス(基板表面の平面度)の改善が図られてきた。 2. Description of the Related Art In recent years, an exposure apparatus (reduction projection exposure apparatus) used for manufacturing semiconductor devices and the like has been increasing in NA to cope with miniaturization of devices. Increasing the NA improves the resolving power, but reduces the effective depth of focus. Therefore, in order to maintain the resolving power and secure a sufficient practical depth of field, it is necessary to reduce the field curvature of the projection optical system, improve the thickness unevenness of the wafer (substrate), and improve the flatness accuracy of the chuck that holds the wafer. Attempts have been made to improve wafer flatness (the flatness of the substrate surface).

基板表面の平面度を低下させる原因として、チャックと基板との間の異物挟み込みがある。異物を挟み込むと挟み込んだ部分の基板は盛り上がるように変形して、基板に形成するパターンの形成不良を生じて歩留まりが低下する場合がある。このような異物による歩留まりの低下を確率的に回避するため、チャックと基板との接触率を大幅に減少させた、いわゆるピン(凸部)を使用したピンコンタクトチャック(ピンチャック)が用いられている。 One of the causes of lowering the flatness of the substrate surface is foreign matter sandwiched between the chuck and the substrate. If a foreign object is sandwiched, the portion of the substrate where the foreign matter is sandwiched is deformed so as to swell, which may cause defective pattern formation on the substrate and reduce the yield. In order to stochastically avoid the decrease in yield due to such foreign matter, a pin contact chuck (pin chuck) using a so-called pin (convex portion), which greatly reduces the contact rate between the chuck and the substrate, is used. there is

このピンチャックを使用した場合、基板が凸部間で真空吸引力により変形してたわむ(歪む)ことで基板が変形して、基板表面の平面度が低下する場合もあり、これを改善するための種々の提案がなされている。例えば、特許文献1においては、複数の凸部を囲うような環状の隔壁(土手)をピンチャックに設けるようにしており、この隔壁を外周側の凸部と外周側の凸部と隣り合う凸部である内周側の凸部の間に配置している。そして、この隔壁の配置位置として可能な限り外周部側の凸部に近づけるように配置している。 When this pin chuck is used, the substrate may be deformed by the vacuum suction force between the protrusions and bent (distorted), which may reduce the flatness of the substrate surface. Various proposals have been made. For example, in Patent Document 1, the pin chuck is provided with an annular partition wall (bank) surrounding a plurality of convex portions, and the partition wall is arranged to form a convex portion on the outer peripheral side and a convex portion adjacent to the convex portion on the outer peripheral side. It is arranged between the convex portions on the inner peripheral side which are the portions. The partition walls are arranged so as to be as close to the protrusions on the outer peripheral side as possible.

また、特許文献2では、隔壁を最も外周側に配置された凸部より外側の位置、または最も外周側の凸部と最も外周側の凸部と隣り合う内周側の凸部との間に配置している。この隔壁の配置位置として、隔壁を最も外周側の凸部と、最も外周側の凸部と隣り合う内周側の凸部における距離の中心から外周方向の所定の範囲内の位置に配置している。 In addition, in Patent Document 2, the partition wall is positioned outside the outermost protrusion, or between the outermost protrusion, the outermost protrusion, and the inner protrusion adjacent to the outermost protrusion. are placed. As for the arrangement position of this partition, the partition is arranged at a position within a predetermined range in the outer peripheral direction from the center of the distance between the outermost protrusion and the inner protrusion adjacent to the outermost protrusion. there is

特許4298078号公報Japanese Patent No. 4298078 特開2001-185607号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-185607

基板を真空吸着すると隔壁の内側はほぼ真空圧に保たれ吸着力が発生するが、隔壁の外側が大気圧になり吸着力がほぼ発生しない。特許文献1及び2では、吸着力をできるだけ基板の外側まで作用させるために隔壁を外周側凸部に近い位置に配置している。しかし、基板の外側まで吸着力が作用するため、基板表面の平面度が低下してしまい、基板の歪み(ディストーション)は大きくなってしまう問題がある。 When the substrate is vacuum-sucked, the inner side of the partition wall is maintained at a substantially vacuum pressure and a suction force is generated, but the outer side of the partition wall is at atmospheric pressure and almost no suction force is generated. In Patent Literatures 1 and 2, the partition wall is arranged at a position close to the outer peripheral convex portion in order to apply the adsorption force to the outside of the substrate as much as possible. However, since the adsorption force acts on the outside of the substrate, the flatness of the substrate surface is reduced, and the distortion of the substrate is increased.

そこで本発明は、例えば、隔壁と凸部の配置位置を所定の関係とすることで、基板の歪みを減少させることが可能なチャックを提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a chuck capable of reducing the distortion of a substrate, for example, by setting the arrangement positions of partition walls and projections in a predetermined relationship.

上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのチャックは、吸着保持された基板の裏面に当接する複数の凸部と、環状の隔壁と、複数の凸部と隔壁が配置された底部と、を含み、複数の凸部は、隔壁の外側に配置された第1凸部、及び隔壁の内側であって隔壁を挟んで第1凸部と隣り合う位置に配置された第2凸部を1つのグループとする複数のグループから構成され、複数のグループのそれぞれに含まれる第1凸部と第2凸部の間の距離をL、当該第2凸部と隔壁の間の距離をsとするとき、s/L<0.5を満たすことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a chuck as one aspect of the present invention includes a plurality of projections abutting against the back surface of a substrate held by suction, an annular partition, and a bottom portion on which the plurality of projections and the partition and, the plurality of protrusions include a first protrusion arranged outside the partition wall, and a second protrusion arranged inside the partition wall and adjacent to the first protrusion with the partition wall interposed therebetween. L is the distance between the first convex portion and the second convex portion included in each of the plurality of groups, and s is the distance between the second convex portion and the partition wall. is characterized by satisfying s/L<0.5.

本発明によれば、例えば、隔壁と凸部の配置位置を所定の関係とすることで、基板の歪みを減少させることが可能なチャックを提供する。 According to the present invention, there is provided a chuck capable of reducing the distortion of the substrate, for example, by setting the arrangement positions of the partition walls and the projections in a predetermined relationship.

実施例1の露光装置の構成を例示した概略図である。1 is a schematic diagram illustrating the configuration of an exposure apparatus of Example 1; FIG. 等分布荷重を受ける片側固定で片側自由の梁の材料力学モデルを例示した図である。FIG. 4 illustrates a material mechanics model of a one-sided fixed and one-sided free beam subjected to an evenly distributed load; 実施例1の基板保持装置を例示した図である。1 is a diagram illustrating a substrate holding device of Example 1; FIG. 実施例1の材料力学モデルを例示した図である。1 is a diagram illustrating a material mechanics model of Example 1. FIG. 実施例1の隔壁位置とディストーションの関係を例示した図である。5 is a diagram illustrating the relationship between the partition wall position and distortion in Example 1. FIG. 実施例2の基板保持装置を例示した図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a substrate holding device of Example 2; 実施例3の基板保持装置を例示した図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a substrate holding device of Example 3; 片持ち梁における材料力学モデルを例示している図である。FIG. 4 illustrates a material mechanics model for a cantilever; 実施例3のチャックの断面図を例示している図である。FIG. 11 illustrates a cross-sectional view of the chuck of Example 3; 実施例5の基板保持装置を例示した図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a substrate holding device of Example 5; デバイスの製造プロセスを例示するフローチャートである。4 is a flow chart illustrating the manufacturing process of the device; ウエハプロセスを例示するフローチャートである。4 is a flow chart illustrating a wafer process; 一般的な基板保持装置で使用するピンチャックを例示した図である。It is the figure which illustrated the pin chuck used with a common board|substrate holding apparatus.

以下に、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について実施例や図を用いて説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略ないし簡略化する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below using examples and drawings with reference to the accompanying drawings. In each figure, the same members or elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted or simplified.

<実施例1>
図1は、本実施例の露光装置100の構成を概略的に例示する構成図である。露光装置100は、光源から照射された光(露光光)をレジストに対し照射して硬化させ、レチクル104に形成されたパターンが転写された硬化物のパターンを形成することができる装置である。
<Example 1>
FIG. 1 is a configuration diagram schematically illustrating the configuration of an exposure apparatus 100 of this embodiment. The exposure apparatus 100 is an apparatus capable of irradiating and curing a resist with light (exposure light) emitted from a light source, and forming a pattern of a cured product in which the pattern formed on the reticle 104 is transferred.

また、以下では、基板110上のレジストに対して照射する光の光軸に平行な方向をZ軸方向とし、Z軸方向に垂直な平面内で互いに直交する2方向をX軸方向及びY軸方向とする。本実施例の露光装置100は、複数のパターン形成領域(露光領域)に順次フォーカス駆動を行う装置及び順次露光を行う装置(投影露光装置、基板処理装置)等に適用可能である。以下、本実施例の露光装置100を、図1を参照して説明する。なお、本実施例の露光装置100は、ステップアンドリピート方式の露光装置として説明する。 In the following description, the direction parallel to the optical axis of the light irradiated onto the resist on the substrate 110 is defined as the Z-axis direction, and the two directions orthogonal to each other in a plane perpendicular to the Z-axis direction are defined as the X-axis direction and the Y-axis direction. direction. The exposure apparatus 100 of the present embodiment can be applied to an apparatus that performs sequential focus driving on a plurality of pattern formation areas (exposure areas), an apparatus that performs sequential exposure (projection exposure apparatus, substrate processing apparatus), and the like. An exposure apparatus 100 of this embodiment will be described below with reference to FIG. Note that the exposure apparatus 100 of this embodiment will be described as a step-and-repeat type exposure apparatus.

基板(ウエハ)110は、表面に露光光によって化学反応を効果的に起こす感光剤(レジスト)が塗布されている被処理基板である。基板110は、ガラス、セラミックス、金属、シリコン、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板110とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。また基板110は、ガリ砒素ウエハ、複合接着ウエハ、石英を材料に含むガラスウエハ、液晶パネル基板、レクチルなど各種基板でもよい。また、外形形状も円形だけでなく方形などでもよく、その場合、後述するチャック1の外形も基板外形に合わせた形状にすればよい。 A substrate (wafer) 110 is a substrate to be processed whose surface is coated with a photosensitive agent (resist) that effectively causes a chemical reaction with exposure light. Glass, ceramics, metal, silicon, resin, or the like is used for the substrate 110, and if necessary, a member made of a material different from that of the substrate 110 may be formed on the surface thereof. Further, the substrate 110 may be various substrates such as a gallium arsenide wafer, a composite bonded wafer, a glass wafer containing quartz as a material, a liquid crystal panel substrate, and a reticle. The outer shape may be not only circular but also rectangular. In this case, the outer shape of the chuck 1, which will be described later, may be made to match the outer shape of the substrate.

レチクル(原版)104は、投影光学系106の光軸に直交する平面内及びこの光軸方向に移動可能な構成となっているレチクルステージ103上に載置されている。レチクル104は、矩形の外周形状を有し、基板110に対向する面(パターン面)に3次元状に形成されたパターン(回路パターンなどの基板に転写すべき凹凸パターン)を備えたパターン部を有する。レチクル104は、光を透過させることが可能な材料、例えば、石英で構成される。 A reticle (original) 104 is mounted on a reticle stage 103 which is movable in a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system 106 and in the direction of the optical axis. The reticle 104 has a rectangular outer peripheral shape, and has a pattern portion provided with a three-dimensional pattern (an uneven pattern to be transferred to the substrate, such as a circuit pattern) on a surface (pattern surface) facing the substrate 110 . have. The reticle 104 is made of a material capable of transmitting light, such as quartz.

本実施例の露光装置100は基板処理装置としても機能し、基板保持装置101と、基板ステージ102と、レチクルステージ103と、照明光学系105と、投影光学系106と、オフアクシススコープ107と、計測部108と、制御部109とを含みうる。 The exposure apparatus 100 of this embodiment also functions as a substrate processing apparatus, and includes a substrate holding apparatus 101, a substrate stage 102, a reticle stage 103, an illumination optical system 105, a projection optical system 106, an off-axis scope 107, A measurement unit 108 and a control unit 109 may be included.

基板保持装置101は、基板110を吸着保持するためのチャック1と、基板110の裏面とチャック1との間の空間を吸引(排気)する真空源である不図示の吸引部と、吸引部を制御する不図示の制御部とを含みうる。本実施例における基板保持装置101の詳細は後述する。 The substrate holding device 101 includes a chuck 1 for sucking and holding a substrate 110, a suction unit (not shown) as a vacuum source for sucking (exhausting) the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1, and a suction unit. and a control unit (not shown) for controlling. The details of the substrate holding device 101 in this embodiment will be described later.

基板ステージ102は、基板保持装置101を介して基板110を保持するθZチルトステージと、θZチルトステージを支持する不図示のXYステージと、XYステージを支持する不図示のベースとを備えている。基板ステージ102はリニアモータ等の駆動装置(不図示)により駆動される。駆動装置はX、Y、Z、θX、θY、θZの6軸方向に駆動可能であり、後述する制御部109により制御される。なお、駆動装置は、6軸方向に駆動可能としたが、1軸方向から6軸方向のいずれかで駆動可能としてもよい。 The substrate stage 102 includes a θZ tilt stage that holds the substrate 110 via the substrate holding device 101, an XY stage (not shown) that supports the θZ tilt stage, and a base (not shown) that supports the XY stage. The substrate stage 102 is driven by a driving device (not shown) such as a linear motor. The driving device can be driven in six axial directions of X, Y, Z, θX, θY, and θZ, and is controlled by a control section 109 which will be described later. Although the driving device is drivable in six axial directions, it may be drivable in any one of one to six axial directions.

レチクルステージ103は、例えば、後述する投影光学系106の光軸に垂直な平面内、すなわちXY平面内で移動可能及びθZ方向に回転可能に構成される。レチクルステージ103はリニアモータ等の駆動装置(不図示)により駆動され、駆動装置はX、Y、θZの3軸方向に駆動可能であり、後述の制御部109により制御される。なお、駆動装置は、3軸方向に駆動可能としたが、1軸方向から6軸方向のいずれかで駆動可能としてもよい。 The reticle stage 103 is, for example, configured to be movable within a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system 106, which will be described later, that is, within the XY plane, and to be rotatable in the θZ direction. The reticle stage 103 is driven by a driving device (not shown) such as a linear motor. The driving device can be driven in three axial directions of X, Y and θZ, and is controlled by a control unit 109 which will be described later. Although the driving device is drivable in three axial directions, it may be drivable in any of one to six axial directions.

照明光学系105は、不図示の光源を備え、転写用の回路パターン(レチクルパターン)が形成されたレチクル104を照明する。光源に含まれる光源としては、例えば、レーザを使用する。使用可能なレーザは、波長約193nmのArFエキシマレーザ、波長約248nmのKrFエキシマレーザ、波長約157nmのF2エキシマレーザ等である。なお、レーザの種類は、エキシマレーザに限定されず、例えば、YAGレーザを使用してもよいし、レーザの個数も限定されない。また、光源部にレーザが使用される場合、レーザ光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザをインコヒーレント化するインコヒーレント光学系を使用することが好ましい。更に、使用可能な光源は、レーザに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプ等のランプも使用可能である。 The illumination optical system 105 has a light source (not shown) and illuminates the reticle 104 on which a circuit pattern for transfer (reticle pattern) is formed. For example, a laser is used as the light source included in the light source. Usable lasers include an ArF excimer laser with a wavelength of about 193 nm, a KrF excimer laser with a wavelength of about 248 nm, and an F2 excimer laser with a wavelength of about 157 nm. The type of laser is not limited to an excimer laser, and for example, a YAG laser may be used, and the number of lasers is not limited. When a laser is used in the light source, it is preferable to use a beam shaping optical system for shaping a parallel beam from the laser light source into a desired beam shape, and an incoherent optical system for making a coherent laser incoherent. Furthermore, the light sources that can be used are not limited to lasers, but can also be one or more lamps such as mercury lamps or xenon lamps.

また、照明光学系105は、不図示であるが、レンズ、ミラー、ライトインテグレーター、及び絞り等を含む。一般に、内部の光学系は、コンデンサーレンズ、ハエの目、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する。この場合、ライトインテグレーターは、ハエの目レンズや2組のシリンドリカルレンズアレイ板を重ねることによって構成されるインテグレーター等を含む。 Also, the illumination optical system 105 includes a lens, a mirror, a light integrator, an aperture, and the like (not shown). Generally, the internal optical system is arranged in the order of condenser lens, fly's eye, aperture stop, condenser lens, slit, and imaging optical system. In this case, the light integrator includes a fly-eye lens, an integrator configured by stacking two sets of cylindrical lens array plates, and the like.

投影光学系106は、照明光学系105からの露光光で照明されたレチクル104上のパターンの回折光を所定倍率(例えば、1/2、1/4、若しくは1/5)で基板110上に結像、干渉させる。基板110上に形成された干渉像は、レチクルパターンとほぼ同じ像を形成する。この干渉像は一般的に光学像と呼び、光学像の形状が基板110上に形成される線幅を決める。投影光学系106は、複数の光学要素のみから構成される光学系や、複数の光学要素と少なくとも一枚の凹面鏡とから構成される光学系(カタディオプトリック光学系)が採用可能である。若しくは、投影光学系106として、複数の光学要素と少なくとも一枚のキノフォーム等の回折光学要素とから構成される光学系や、全ミラー型の光学系等も採用可能である。 The projection optical system 106 projects the diffracted light of the pattern on the reticle 104 illuminated by the exposure light from the illumination optical system 105 onto the substrate 110 at a predetermined magnification (for example, 1/2, 1/4, or 1/5). Imaging, interfering. The interference image formed on substrate 110 forms an image substantially identical to the reticle pattern. This interference image is generally called an optical image, and the shape of the optical image determines the line width formed on the substrate 110 . The projection optical system 106 can employ an optical system consisting only of a plurality of optical elements, or an optical system (catadioptric optical system) consisting of a plurality of optical elements and at least one concave mirror. Alternatively, as the projection optical system 106, an optical system composed of a plurality of optical elements and at least one diffractive optical element such as kinoform, an all-mirror optical system, or the like can be employed.

オフアクシススコープ107は、基板110の位置決め、及び基板110の複数のパターン形成領域の位置を検出するために使用される。基板ステージ102に配置された基準マークと、基板ステージ102に搭載されている基板110に形成されたマークとの相対位置を検出し計測することができる。計測部(面位置計測手段)108は、投影光学系106の焦点を基板110の露光対象領域に合わせることのできる計測装置であって、投影光学系106の焦点を基板表面に合わせる合焦装置を構成している。 The off-axis scope 107 is used to position the substrate 110 and detect the positions of the patterned regions of the substrate 110 . A relative position between a reference mark arranged on the substrate stage 102 and a mark formed on the substrate 110 mounted on the substrate stage 102 can be detected and measured. The measuring unit (surface position measuring means) 108 is a measuring device capable of focusing the projection optical system 106 on the exposure target area of the substrate 110, and is a focusing device for focusing the projection optical system 106 on the substrate surface. Configure.

制御部109は、CPUやメモリ(記憶部)などを含み、少なくとも1つのコンピュータで構成され、露光装置100の各構成要素に回線を介して接続される。また、制御部109は、メモリに格納されたプログラムに従って、露光装置100全体の各構成要素の動作及び調整などを統括的に制御する。また、制御部109は、露光装置100の他の部分と一体で(共通の筐体内に)構成してもよいし、露光装置100の他の部分とは別体で(別の筐体内に)構成してもよいし、露光装置100とは別の場所に設置し遠隔で制御してもよい。 The control unit 109 includes a CPU, a memory (storage unit), and the like, is composed of at least one computer, and is connected to each component of the exposure apparatus 100 via a line. Further, the control unit 109 comprehensively controls the operation and adjustment of each component of the entire exposure apparatus 100 according to the programs stored in the memory. Further, the control unit 109 may be configured integrally with other parts of the exposure apparatus 100 (within a common housing), or may be configured separately from the other parts of the exposure apparatus 100 (within another housing). Alternatively, it may be installed at a location different from the exposure apparatus 100 and controlled remotely.

ここで、露光装置100の露光シーケンスを以下に説明する。なお、当該露光シーケンスで示す各動作(処理)は、制御部109がコンピュータプログラムを実行することによって制御される。露光シーケンスを開始するに際し、基板110が露光装置100に自動的にあるいは作業者の手によってセッティングされた状態から、露光開始指令により露光装置100の動作が開始される。 Here, the exposure sequence of exposure apparatus 100 will be described below. Note that each operation (process) shown in the exposure sequence is controlled by the control unit 109 executing a computer program. When starting the exposure sequence, the substrate 110 is set in the exposure apparatus 100 automatically or manually by an operator, and the operation of the exposure apparatus 100 is started by an exposure start command.

まず、最初に露光する1枚目の基板110が不図示の搬送機構によって露光装置100内の基板キャリアに搬入される(搬入工程)。次に、基板110は、搬送機構によって基板ステージ102上に搭載されたチャック1上に送り込まれ、基板保持装置101によって吸着保持される(基板保持工程)。 First, the first substrate 110 to be exposed first is loaded into the substrate carrier in the exposure apparatus 100 by a transport mechanism (not shown) (loading step). Next, the substrate 110 is sent onto the chuck 1 mounted on the substrate stage 102 by the transport mechanism, and held by suction by the substrate holding device 101 (substrate holding step).

次に、露光装置100に搭載されたオフアクシススコープ107によって基板110上に形成されたマークを複数個検出して基板110の倍率、回転、X軸及びY軸方向のずれ量を確定し、位置補正を行なう(位置合わせ工程)。 Next, a plurality of marks formed on the substrate 110 are detected by the off-axis scope 107 mounted on the exposure apparatus 100 to determine the magnification, rotation, and displacement amount of the substrate 110 in the X-axis and Y-axis directions. Correction is performed (alignment step).

次に、基板ステージ102は、搭載した基板110の最初に露光を行う所定のパターン形成領域が露光装置100の露光位置に合うように基板110を移動する。次に、計測部108により合焦後、光源から光を照射し、所定のパターン形成領域内に塗布されているレジストに対し所定の時間露光を行なう(露光工程)。なお、露光時間は例えば、約0.2秒程度である。 Next, the substrate stage 102 moves the substrate 110 so that the predetermined pattern formation area of the mounted substrate 110 to be exposed first matches the exposure position of the exposure apparatus 100 . Next, after focusing by the measurement unit 108, light is emitted from the light source to expose the resist coated in the predetermined pattern formation region for a predetermined time (exposure step). Note that the exposure time is, for example, approximately 0.2 seconds.

次に、基板ステージ102は、基板110上で次のパターン形成領域に基板110を移動(ステップ移動)して上記と同様に露光する。露光をする全てのパターン形成領域で露光が完了するまで、同様のパターン形成処理を順次繰り返す。これにより1枚の基板110上にレチクル104に形成されたパターンを形成することができる。そして、チャック1上から不図示の回収搬送ハンドに受け渡された基板110は露光装置100内の基板キャリアに戻される(搬出工程)。なお、基板110の搬出処理後は、当該基板110に対し、例えばエッチング等の処理を行い、基板110を加工し(加工工程)、当該加工された基板110から不要な硬化物等を除去することにより物品を製造することができる。 Next, the substrate stage 102 moves (steps) the substrate 110 to the next pattern formation region on the substrate 110 and performs exposure in the same manner as described above. The same pattern forming process is sequentially repeated until exposure is completed in all pattern forming regions to be exposed. Thereby, the pattern formed on the reticle 104 can be formed on one substrate 110 . Then, the substrate 110 transferred from the chuck 1 to a collection transfer hand (not shown) is returned to the substrate carrier in the exposure apparatus 100 (unloading step). After carrying out the substrate 110, for example, the substrate 110 is subjected to processing such as etching to process the substrate 110 (processing step), and unnecessary hardened materials and the like are removed from the processed substrate 110. An article can be manufactured by

本実施例では上記したようにステップアンドリピート方式の露光装置を想定しているが、これに限らず、走査型露光装置に適用することも可能である。走査型露光装置に適用する場合はレチクルと基板110は露光倍率に基づいて同期してスキャンされ、スキャン中に露光が行われる。 In this embodiment, a step-and-repeat type exposure apparatus is assumed as described above, but the present invention is not limited to this, and can also be applied to a scanning type exposure apparatus. When applied to a scanning exposure apparatus, the reticle and substrate 110 are scanned synchronously based on the exposure magnification, and exposure is performed during scanning.

なお、本実施例の基板保持装置101は、露光装置100における使用に限定されるものではない。例えば、インプリント装置(リソグラフィ装置)等を含む基板処理装置、液晶基板製造装置、磁気ヘッド製造装置、半導体検査装置、液晶基板検査装置、磁気ヘッド検査装置、及びマイクロマシンの製造等においても用いることができる。 It should be noted that the substrate holding device 101 of this embodiment is not limited to use in the exposure apparatus 100 . For example, it can be used in substrate processing equipment including imprint equipment (lithography equipment), liquid crystal substrate manufacturing equipment, magnetic head manufacturing equipment, semiconductor inspection equipment, liquid crystal substrate inspection equipment, magnetic head inspection equipment, manufacturing of micromachines, etc. can.

ここで、チャック1に基板110を吸着保持させる際に、基板110とチャック1との間に異物を挟み込むことがある。例えば、数μm程の異物であっても、当該異物を挟み込むと、挟み込んだ部分の基板110は変形し、一部が盛り上がって、パターン成形不良を生じる場合もある。一例としては、有効な焦点深度が1μm以下である場合等に起こり得る。 Here, when the chuck 1 is caused to hold the substrate 110 by suction, foreign matter may be sandwiched between the substrate 110 and the chuck 1 . For example, even if the foreign matter is several μm in size, if the foreign matter is sandwiched between the substrates 110 , the sandwiched portion of the substrate 110 may be deformed and partly swelled, resulting in defective pattern formation. For example, this may occur when the effective depth of focus is 1 μm or less.

このような異物による挟み込みを回避するため、基板110の裏面に当接させる箇所をピン状の凸部として形成したいわゆるピンコンタクトチャック(以下、チャック)を使用して、基板110との接触面積を大幅に減少させている。以下に、従来用いられている一般的な基板保持装置で使用するチャックについて図13を参照して説明する。 In order to avoid such foreign matter from being pinched, a so-called pin contact chuck (hereinafter referred to as a chuck) having pin-shaped protrusions formed at portions to be brought into contact with the back surface of the substrate 110 is used to reduce the contact area with the substrate 110 . has decreased significantly. A chuck used in a conventional general substrate holding device will be described below with reference to FIG.

図13は、一般的な基板保持装置で使用するチャック200を例示した図である。図13(A)はチャック200を+Z方向から見た場合の平面図である。図13(B)は、図13(A)で示したチャック200の部分断面図である。図13に例示している基板保持装置は、チャック200、凸部201、隔壁(第1の隔壁)204、吸引口205により構成されうる。 FIG. 13 is a diagram illustrating a chuck 200 used in a general substrate holding device. FIG. 13A is a plan view of the chuck 200 viewed from the +Z direction. FIG. 13B is a partial cross-sectional view of the chuck 200 shown in FIG. 13A. The substrate holding device illustrated in FIG. 13 can be composed of a chuck 200 , a convex portion 201 , a partition (first partition) 204 and a suction port 205 .

凸部201は、基板110の裏面に当接させる当接面(基板を載置した後、支持する支持面)として機能する。複数のピン状の凸部201は、複数のピン状の凸部(外周側凸部)202、複数のピン状の凸部(内周側凸部)203、及び外周側凸部202と内周側凸部203とは異なる複数のピン状の凸部とを含みうる。 The convex portion 201 functions as a contact surface (a support surface that supports the substrate after it is placed) that is brought into contact with the back surface of the substrate 110 . The plurality of pin-shaped protrusions 201 includes a plurality of pin-shaped protrusions (outer periphery-side protrusions) 202, a plurality of pin-shaped protrusions (inner periphery-side protrusions) 203, and the outer periphery-side protrusions 202 and the inner periphery. A plurality of pin-shaped protrusions different from the side protrusions 203 may be included.

隔壁204は、外周側凸部202より内側となるようにチャック200の底部に環状に設けられている。隔壁204の高さは、外周側凸部202の上面に対して1~2μm程度低く形成されている。吸引口205は、チャック200の底部に形成される貫通穴であり、不図示の真空源(吸引部)から連通する配管等で形成される流路と接続される。 The partition wall 204 is provided in an annular shape at the bottom of the chuck 200 so as to be inside the outer peripheral convex portion 202 . The height of the partition wall 204 is lower than the upper surface of the outer peripheral protrusion 202 by about 1 to 2 μm. The suction port 205 is a through hole formed in the bottom of the chuck 200, and is connected to a channel formed by a pipe or the like that communicates with a vacuum source (suction portion) (not shown).

外周側凸部202は、基板110の外周方向の裏面に当接させるべく、隔壁204より外側に配置される。外周側凸部202は、基板110と同じ半径の外周上に複数配置されている。図13に例示している外周側凸部202は、チャック200の最も外周側(最外周)に配置されている凸部である。内周側凸部203は、基板110の内周方向の裏面に当接させるべく、隔壁204より内側に配置される。内周側凸部203は、基板110と同じ半径の内周上に複数配置されている。図13に例示している内周側凸部203は、最も外周側の底部に配置される外周側凸部202から隔壁204を挟んで隣に配置されている。また、チャック200における複数のピン状の凸部201は、所定の距離(間隔、周期、幅)で格子状に配置されうる。また、隔壁204の外側に配置された外周側凸部202、及び隔壁204の内側であって隔壁204を挟んで外周側凸部202と隣り合う位置に配置された内周側凸部203を1つのグループとしてそれぞれ構成する。そして、外周側凸部202と内周側凸部203で構成される複数の凸部を、それぞれのグループを含む複数のグループから構成されるようにする。 The outer protrusion 202 is arranged outside the partition wall 204 so as to abut on the back surface of the substrate 110 in the outer peripheral direction. A plurality of outer peripheral side protrusions 202 are arranged on the outer periphery having the same radius as the substrate 110 . The outer-periphery-side protrusion 202 illustrated in FIG. 13 is a protrusion arranged on the outermost side (outermost periphery) of the chuck 200 . The inner peripheral convex portion 203 is arranged inside the partition wall 204 so as to abut on the back surface of the substrate 110 in the inner peripheral direction. A plurality of inner circumference-side protrusions 203 are arranged on the inner circumference having the same radius as the substrate 110 . The inner peripheral convex portion 203 illustrated in FIG. 13 is arranged next to the outer peripheral convex portion 202 arranged on the outermost bottom portion with a partition wall 204 interposed therebetween. Also, the plurality of pin-shaped protrusions 201 on the chuck 200 can be arranged in a grid pattern at predetermined distances (intervals, cycles, widths). In addition, the outer peripheral side convex portion 202 arranged outside the partition wall 204 and the inner peripheral side convex portion 203 arranged inside the partition wall 204 and adjacent to the outer peripheral side convex portion 202 with the partition wall 204 interposed therebetween are 1 configure each as one group. Then, the plurality of protrusions composed of the outer periphery-side protrusion 202 and the inner periphery-side protrusion 203 are configured from a plurality of groups including each group.

上記のように構成されたチャック200で基板110を吸着する方法を以下に説明する。まず、基板110をチャック200の凸部201上に載置する。これにより複数の凸部201上に基板110の裏面が当接する。次に、不図示の真空源の作動により吸引口205を介して基板110が真空吸引されることにより、基板110は、チャック200の凸部201に支持されて吸着保持される。このとき、基板110は凸部201間で真空吸着力により変形し、たわんでしまう。基板110がたわむことにより、基板110の平面度が低下し、いわゆるウエハディストーション(以下、ディストーション)が発生する。 A method of sucking the substrate 110 with the chuck 200 configured as described above will be described below. First, the substrate 110 is placed on the convex portion 201 of the chuck 200 . As a result, the rear surface of the substrate 110 abuts on the plurality of protrusions 201 . Next, the substrate 110 is vacuum-sucked through the suction port 205 by operation of a vacuum source (not shown), so that the substrate 110 is supported by the projections 201 of the chuck 200 and held by suction. At this time, the substrate 110 is deformed and bent between the protrusions 201 by the vacuum adsorption force. The bending of the substrate 110 lowers the flatness of the substrate 110 and causes so-called wafer distortion (hereinafter referred to as distortion).

図13(B)に例示している、隔壁204の配置位置を一例として、外周側凸部202における基板110の平面度及びディストーションの発生量を材料力学上のモデルから図2を参照して以下に説明する。図2は、等分布荷重を受ける片側固定であって片側自由の梁の材料力学モデルを例示した図である。そして、チャック200の外周領域(外周部)における基板110のたわみの状態の材料力学上のモデルは、図2に例示するモデルに当てはまる。なお、図13(B)で例示しているように隔壁204は、内周側凸部203より外周側凸部202に近い位置に配置されている。 Using the arrangement position of the partition wall 204 illustrated in FIG. 13B as an example, the flatness of the substrate 110 and the amount of distortion generated in the outer peripheral convex portion 202 are calculated from a material mechanics model with reference to FIG. to explain. FIG. 2 is a diagram exemplifying a material mechanics model of a one-sided fixed and one-sided free beam subjected to an evenly distributed load. A material mechanics model of the bending state of the substrate 110 in the outer peripheral region (outer peripheral portion) of the chuck 200 applies to the model illustrated in FIG. In addition, as illustrated in FIG. 13B, the partition wall 204 is arranged at a position closer to the outer peripheral protrusion 202 than to the inner peripheral protrusion 203 .

基板110のヤング率をE、基板110の厚さをh、とする。次に、前述した複数のグループ(以下、複数のグループ)のそれぞれに含まれる外周側凸部202と内周側凸部203の間の距離をLとする。さらに、単位長さあたり作用力をw、たわみをy、内周側凸部203基準の径方向位置をxとする。このとき、傾斜(θ)dy/dxは以下の式(1)で表される。なお、距離Lは、複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部202と内周側凸部203の間の距離を平均値としたものを用いてもよい。 Let E be the Young's modulus of the substrate 110 and h be the thickness of the substrate 110 . Next, let L be the distance between the outer peripheral side convex portion 202 and the inner peripheral side convex portion 203 included in each of the plurality of groups (hereinafter referred to as a plurality of groups). Further, let w be the acting force per unit length, y be the deflection, and x be the radial position based on the inner circumference side protrusion 203 . At this time, the inclination (θ) dy/dx is represented by the following formula (1). Note that the distance L may be an average value of the distances between the outer circumference-side protrusions 202 and the inner circumference-side protrusions 203 included in each of a plurality of groups.

Figure 2022134074000002
上記式(1)における傾斜dy/dxは、x=Lで最大となり以下の式(2)で表される。
Figure 2022134074000002
The slope dy/dx in the above formula (1) becomes maximum at x=L and is represented by the following formula (2).

Figure 2022134074000003
ここで、上記式(2)における、マイナス表記は傾斜dy/dxが反時計回り(CCW)の回転方向であることを示している。また、真空源による吸引圧を吸引圧力Pvとして、奥行寸法をbとすると、単位長さあたりの作用力wは、以下の式(3)で表される。
Figure 2022134074000003
Here, the minus notation in the above equation (2) indicates that the tilt dy/dx is in the counterclockwise (CCW) rotation direction. Further, when the suction pressure by the vacuum source is Pv and the depth dimension is b, the acting force w per unit length is expressed by the following equation (3).

Figure 2022134074000004
ここで、片側自由の梁における断面二次モーメントE=1/12bhとして、上記式(3)を上記式(2)に代入すると、以下の式(4)が得られる。
Figure 2022134074000004
Here, when the geometrical moment of inertia E=1/12bh 3 in the beam with one side free and substituting the above formula (3) into the above formula (2), the following formula (4) is obtained.

Figure 2022134074000005
そして、ディストーションdxは以下の式(5)で表される。
Figure 2022134074000005
Then, the distortion dx is represented by the following equation (5).

Figure 2022134074000006
なお、厳密には、外周側凸部202は、吸引等により基板110に荷重が掛かった際に基板110の変形により、当該外周側凸部202の中心部(外周側凸部の中心軸上における支持面)ではなく、中心部からずれた角部で基板110を支持することになる。そのため、この場合の上記距離L(mm)は、厳密には当該外周側凸部202の基板110の中心方向に対して外周側凸部202の角部から隔壁204を挟んで当該外周側凸部の隣に配置される内周側凸部203の中心軸までの距離となる。上記ディストーションを算出する上では、距離Lにおける距離が長い方がディストーションは大きくなるため、安全側で計算すべくディストーションの算出には上記の距離Lを採用している。
Figure 2022134074000006
Strictly speaking, when a load is applied to the substrate 110 by suction or the like, the deformation of the substrate 110 causes the center portion of the outer periphery side protrusion 202 (on the central axis of the outer periphery side protrusion to The substrate 110 is supported not by the support surface), but by the corners that are displaced from the center. Therefore, strictly speaking, the distance L (mm) in this case is the distance from the corner of the outer protrusion 202 to the center of the substrate 110 of the outer protrusion 202 with the partition wall 204 interposed therebetween. is the distance to the central axis of the inner peripheral side convex portion 203 arranged next to the . In calculating the distortion, the longer the distance L, the larger the distortion. Therefore, the distance L is used for the calculation of the distortion in order to calculate the distortion on the safe side.

ここで、一例として一般的なチャックの設計値で、E=160GPa、Pv=0.1MPa、L=2mm、h=0.7mmを上記式(5)に代入すると、dx=1.29nmが得られる。例えば、理想的な水平の基準に対するオーバーレイの誤差の許容量が1.5nmを例にすると、当該許容量が0.29nmしか残らないことになる。さらに、例えば、理想的な水平の基準に対するオーバーレイの誤差の許容量が例えば3nmや5nm等であっても、1.29nmのディストーションは基板110にパターンを形成する処理を実施する上では影響が大きい。そのため基板110を吸着保持後、パターン形成等の処理を実施していくには、ディストーションを減少させた状態で基板110を吸着保持する必要がある。 Here, as an example, by substituting E = 160 GPa, Pv = 0.1 MPa, L = 2 mm, and h = 0.7 mm into the above equation (5), dx = 1.29 nm is obtained. be done. For example, an overlay error tolerance of 1.5 nm relative to the ideal horizontal reference leaves only 0.29 nm of that tolerance. Further, for example, even if the tolerance for overlay error relative to an ideal horizontal reference is, for example, 3 nm or 5 nm, a distortion of 1.29 nm is significant in performing the process of patterning the substrate 110. . Therefore, in order to perform processing such as pattern formation after the substrate 110 is sucked and held, it is necessary to suck and hold the substrate 110 in a state in which distortion is reduced.

そこで、本実施例では、後述する凸部2に対して隔壁5の配置位置を所定の関係とすることで、ディストーションを減少させることが可能なチャックを提供することができる。以下に、本実施例の基板保持装置101について図3~図5を参照して詳細に説明する。 Therefore, in the present embodiment, a chuck capable of reducing distortion can be provided by setting the arrangement position of the partition wall 5 in a predetermined relationship with respect to the convex portion 2, which will be described later. The substrate holding device 101 of this embodiment will be described in detail below with reference to FIGS. 3 to 5. FIG.

図3は、本実施例の基板保持装置101を例示する図である。図3(A)は基板保持装置101を+Z方向からみた平面図である。図3(B)は図3(A)の基板保持装置101の部分断面図である。以下、図3を参照して本実施例の基板保持装置101を詳細に説明する。本実施例の基板保持装置101はチャック1と不図示の吸引部、及び制御部を含みうる。 FIG. 3 is a diagram illustrating the substrate holding device 101 of this embodiment. FIG. 3A is a plan view of the substrate holding device 101 viewed from the +Z direction. FIG. 3B is a partial cross-sectional view of the substrate holding device 101 of FIG. 3A. Hereinafter, the substrate holding device 101 of this embodiment will be described in detail with reference to FIG. The substrate holding device 101 of this embodiment can include the chuck 1, a suction unit (not shown), and a control unit.

チャック1は、基板110より小さい径で円形状に構成され、複数のピン状の凸部2と、隔壁(第1の隔壁)5と、吸引口(第1の吸引口)6とを含みうる。また、チャック1は基板ステージ102上に配置される。 The chuck 1 is configured in a circular shape with a diameter smaller than that of the substrate 110, and can include a plurality of pin-shaped protrusions 2, partition walls (first partition walls) 5, and suction ports (first suction ports) 6. . Also, the chuck 1 is arranged on the substrate stage 102 .

凸部2は、チャック1の底部に複数配置されるピン状の凸部(ピン)であって、基板110をチャック1上に載置した際には、凸部2の上面に基板110の裏面が当接される。凸部2は、チャック1の底部に所定の距離L(mm)で格子状に底部に配置される。凸部2の径はチャック1の仕様に応じ様々であるが、一般的な径はφ0.2mm程度である。また、凸部2の配列としては格子状の配列以外にも、同心円状に配列することもでき、角度をつけた配列、例えば60度の千鳥で格子状配列するようにしてもよい。また、ランダム配列とすることもでき、あるいはそれらを組み合わせた配列であってもよい。 The protrusions 2 are a plurality of pin-shaped protrusions (pins) arranged on the bottom of the chuck 1 . is abutted. The protrusions 2 are arranged on the bottom of the chuck 1 in a grid pattern at a predetermined distance L (mm). The diameter of the projection 2 varies depending on the specifications of the chuck 1, but the general diameter is about φ0.2 mm. In addition, the projections 2 may be arranged concentrically in addition to the lattice arrangement, or may be arranged in an angular arrangement, for example, in a 60-degree staggered lattice arrangement. Moreover, it can be a random sequence, or a combination of these sequences.

凸部2は、複数のピン状の凸部(外周側凸部、第1凸部)3及び複数のピン状の凸部(内周側凸部、第2凸部)4、及び外周側凸部3と内周側凸部4とは異なる複数のピン状の凸部(第3凸部)を含みうる。外周側凸部3は、基板110の外周方向の裏面に当接させるべく、隔壁5より外側に配置される。外周側凸部3は、基板110と同じ半径の外周上に複数配置されている凸部である。図3に例示している外周側凸部3は、チャック1の最も外周側(最外周)に配置されている。内周側凸部4は、基板110の内周方向の裏面に当接させるべく、隔壁5より内側に配置される。内周側凸部4は、基板110と同じ半径の内周上に複数配置されている。図3に例示している内周側凸部4は、最も外周側の底部に配置される外周側凸部3から隔壁5を挟んで隣に配置されている。本実施例では、第3凸部を除いた複数の凸部2を、隔壁5の外側に配置された外周側凸部3、及び隔壁5の内側であって隔壁5を挟んで外周側凸部3と隣り合う位置に配置された内周側凸部4を1つのグループとする複数のグループから構成されるようにする。 The convex portion 2 includes a plurality of pin-shaped convex portions (outer circumferential side convex portion, first convex portion) 3, a plurality of pin-shaped convex portions (inner circumferential side convex portion, second convex portion) 4, and an outer circumferential side convex portion. A plurality of pin-shaped protrusions (third protrusions) different from the portion 3 and the inner circumference side protrusion 4 may be included. The outer convex portion 3 is arranged outside the partition wall 5 so as to abut on the rear surface of the substrate 110 in the outer peripheral direction. The outer peripheral side protrusions 3 are protrusions arranged in plurality on the outer periphery having the same radius as the substrate 110 . The outer peripheral side protrusion 3 illustrated in FIG. 3 is arranged on the outermost side (outermost periphery) of the chuck 1 . The inner peripheral convex portion 4 is arranged inside the partition wall 5 so as to abut against the back surface of the substrate 110 in the inner peripheral direction. A plurality of inner peripheral side protrusions 4 are arranged on the inner periphery having the same radius as the substrate 110 . The inner peripheral convex portion 4 illustrated in FIG. 3 is arranged next to the outer peripheral convex portion 3 arranged at the bottom on the outermost side with the partition wall 5 interposed therebetween. In this embodiment, the plurality of protrusions 2 except for the third protrusion are divided into an outer periphery side protrusion 3 arranged outside the partition wall 5 and an outer periphery side protrusion inside the partition wall 5 with the partition wall 5 interposed therebetween. 3 and the inner peripheral side protrusions 4 arranged at positions adjacent to each other are formed into one group.

隔壁5は、複数の凸部2の一部を囲うように円環状にチャック1の底部に少なくとも1つ配置される。本実施例の隔壁5は、隔壁5を挟んで外周側凸部3と隣り合う内周側凸部4に近い位置に配置される。隔壁5は、複数の内周側凸部4よりも低く形成される。複数の内周側凸部4の高さとは、例えば平均の高さである。また、隔壁5の高さを特定の内周側凸部4の高さ、例えば、複数の内周側凸部4のうち最も高さが低い内周側凸部4より低くしてもよい。また、隔壁5の高さを、複数の凸部2の上面から1~2μm程度低く形成してもよい。1~2μm程度低く形成したとしても、1~2μm程度の隙間では、後述する吸引部による基板110の裏面とチャック1との空間(領域)を吸引して基板110を吸着保持する際の真空圧の低下は僅かであって問題とならない。また、1~2μm程度の差よりも小さい径のゴミやパーティクル等の異物が隔壁5に付着しても、付着した異物が基板110の裏面に接触する確率は非常に低いため、隔壁5の高さを複数の複数の凸部2の上面から1~2μm程度低く形成としても問題とならない。 At least one partition wall 5 is arranged in an annular shape at the bottom of the chuck 1 so as to surround a part of the plurality of protrusions 2 . The partition wall 5 of this embodiment is arranged at a position close to the inner peripheral convex portion 4 adjacent to the outer peripheral convex portion 3 with the partition wall 5 interposed therebetween. The partition wall 5 is formed lower than the plurality of inner peripheral convex portions 4 . The height of the plurality of inner peripheral side protrusions 4 is, for example, an average height. Moreover, the height of the partition wall 5 may be lower than the height of a specific inner peripheral side protrusion 4 , for example, the inner peripheral side protrusion 4 having the lowest height among the plurality of inner peripheral side protrusions 4 . Moreover, the height of the partition wall 5 may be formed lower than the upper surfaces of the plurality of protrusions 2 by about 1 to 2 μm. Even if the gap is about 1 to 2 μm low, the space (region) between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1 is sucked by a suction unit described later, and the vacuum pressure when the substrate 110 is sucked and held by a gap of about 1 to 2 μm. is slight and does not pose a problem. In addition, even if foreign matter such as dust or particles having a diameter smaller than the difference of about 1 to 2 μm adheres to the partition wall 5, the probability that the adhered foreign matter contacts the back surface of the substrate 110 is very low. Even if the height is formed to be about 1 to 2 μm lower than the upper surfaces of the plurality of projections 2, no problem arises.

吸引口6は、チャック1に形成された貫通穴であって、本実施例では、後述する吸引部が基板110の裏面とチャック1との間の空間を吸引(排気)する際の吸引口として機能する。なお、吸引口6は、図3では1つしか設けられていないが、これに限らず1つ以上の吸引口6をチャック1に形成するようにしてもよい。 The suction port 6 is a through hole formed in the chuck 1, and in this embodiment, it serves as a suction port when a suction portion (to be described later) sucks (exhausts) the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1. Function. Although only one suction port 6 is provided in FIG. 3 , the chuck 1 may be provided with one or more suction ports 6 .

吸引部は、基板110の裏面とチャック1との間の空間を真空吸引等で吸引可能に構成される不図示の真空源である。吸引部は制御部109からの信号によって動作を開始し、吸引部に接続されている配管等の流路と吸引口6を介して、基板110の裏面とチャック1との間の空間を吸引し、基板110をチャック1に対し吸着させることができる。なお、吸引部は基板保持装置101に配置されることに限らず、基板保持装置101の外部または露光装置100の外部に配置されていてもよい。 The suction unit is a vacuum source (not shown) capable of sucking the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1 by vacuum suction or the like. The suction unit starts operating in response to a signal from the control unit 109, and sucks the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1 through the suction port 6 and the flow path such as a pipe connected to the suction unit. , the substrate 110 can be attracted to the chuck 1 . Note that the suction unit is not limited to being arranged in the substrate holding device 101 , and may be arranged outside the substrate holding device 101 or outside the exposure apparatus 100 .

図4は、本実施例の隔壁5の配置位置における材料力学モデルを例示した図である。図4(A)は、本実施例の基板保持装置101の部分断面図である。図4(B)は、図4(A)の部分断面図における材料力学モデルを例示した図である。 FIG. 4 is a diagram exemplifying a material mechanics model at the arrangement position of the partition wall 5 of the present embodiment. FIG. 4A is a partial cross-sectional view of the substrate holding device 101 of this embodiment. FIG. 4(B) is a diagram illustrating the material mechanics model in the partial cross-sectional view of FIG. 4(A).

図4(B)では、内周側凸部4で傾斜dy/dxが0(零)なのでここを固定端で近似したものである。また、図4(B)では、内周側凸部4から隔壁5の位置までの間に真空圧Pによる力が等分布荷重として作用し、隔壁5を挟んで内周側凸部4と隣り合う外周側凸部3までは力が作用しない。そのため、外周側凸部3では傾斜dy/dxが自由となるので、ここを自由端で近似したものである。これは、図2と同様にいわゆる不静定はりであり、力のつりあい、モーメントのつり合いに加えて外周側凸部3における変位=0の条件を与えることにより固定端反力Rfと自由端反力Rpと、固定端におけるモーメントMfを計算することができる。以下に図4(B)における材料力学モデルを使用した、本実施例の基板保持装置101におけるディストーションの算出について説明する。 In FIG. 4(B), since the slope dy/dx is 0 (zero) at the inner circumferential convex portion 4, this is approximated by a fixed end. Further, in FIG. 4B, the force due to the vacuum pressure P acts as a uniformly distributed load from the inner peripheral side protrusion 4 to the position of the partition wall 5, and the partition wall 5 is sandwiched between the inner peripheral side protrusion 4 and the adjacent inner peripheral side protrusion 4. In FIG. The force does not act up to the outer peripheral side convex portion 3 which is fitted. Therefore, since the inclination dy/dx is free at the outer peripheral convex portion 3, this is approximated by a free end. This is a so-called statically indeterminate beam as in FIG. The force Rp and the moment Mf at the fixed end can be calculated. Calculation of the distortion in the substrate holding device 101 of this embodiment using the material mechanics model in FIG. 4B will be described below.

たわみをyとし、隔壁5を挟んで複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3と隣り合う内周側凸部4のうち当該外周側凸部3と最も直線距離で近い位置に配置されている内周側凸部4から隔壁5までの距離を、距離sとする。次に、複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3と内周側凸部4の間の距離を、距離Lとする。なお、距離Lは、複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3と内周側凸部4の間の距離を平均値としたものを用いてもよい。このとき、たわみの方程式は上記したRf、Rp、Mfを用いて、0<x≦sとした場合において、以下の式(6)で表すことができる。 Deflection is defined as y, and among the outer peripheral side protrusions 3 and the inner peripheral side protrusions 4 adjacent to the outer peripheral side protrusions 3 included in each of the plurality of groups with the partition wall 5 interposed therebetween, the outer peripheral side protrusions 3 are arranged at the closest position in a straight line distance. Let distance s be the distance from the inner peripheral convex portion 4 to the partition wall 5 . Next, a distance L is defined as the distance between the outer peripheral side convex portion 3 and the inner peripheral side convex portion 4 included in each of the plurality of groups. Note that the distance L may be an average value of the distances between the outer circumference-side protrusions 3 and the inner circumference-side protrusions 4 included in each of a plurality of groups. At this time, the equation of deflection can be represented by the following equation (6) using Rf, Rp, and Mf described above, where 0<x≦s.

Figure 2022134074000007
そして、s<x≦Lとした場合では、以下の式(7)で表すことができる。
Figure 2022134074000008
Figure 2022134074000007
Then, when s<x≦L, it can be represented by the following equation (7).
Figure 2022134074000008

次に、上記式(7)を積分して、固定端でdy/dx=0の条件を入れることで、以下の式(8)が得られる。 Next, the following equation (8) is obtained by integrating the above equation (7) and inserting the condition of dy/dx=0 at the fixed end.

Figure 2022134074000009
次に、上記式(7)を積分して、隔壁5の配置位置での傾斜dy/dxが連続という条件を入れることで、以下の式(9)が得られる。
Figure 2022134074000009
Next, the following equation (9) is obtained by integrating the above equation (7) and adding the condition that the inclination dy/dx at the position where the partition wall 5 is arranged is continuous.

Figure 2022134074000010
Figure 2022134074000010

また、Rf、Mfを前述の変位つりあい、力つり合い、及びモーメントつりあいから計算するとu=s/Lをパラメータとして、以下の式(10)と式(11)が得られる。 Further, when Rf and Mf are calculated from the aforementioned displacement balance, force balance and moment balance, the following equations (10) and (11) are obtained using u=s/L as a parameter.

Figure 2022134074000011
Figure 2022134074000011

そして、x=Lとして、上記式(3)と断面二次モーメントE=1/12bhを上記式(9)に代入すると、以下の式(12)が得られる。 When x=L and substituting the above equation (3) and the geometrical moment of inertia E=1/ 12bh3 into the above equation (9), the following equation (12) is obtained.

Figure 2022134074000012
ここで、上記式(12)における傾斜dy/dxは時計回り(CW)を+(プラス)表記としている。なお、予め反時計回り(CCW)を+と定義しているなら-1を掛ければ同様となる。また、傾斜dy/dxに厚さh/2を掛けるとディストーションdxが以下の式(13)によって得られる。
Figure 2022134074000012
Here, the slope dy/dx in the above equation (12) is indicated by + (plus) for clockwise (CW). Note that if counterclockwise (CCW) is defined as + in advance, multiplying by -1 will result in the same result. Further, by multiplying the slope dy/dx by the thickness h/2, the distortion dx is obtained by the following equation (13).

Figure 2022134074000013
Figure 2022134074000013

次に、上記式(13)で得られるディストーションdxに基づいて、以下に示す式(14)を満たすように、uを決定する。 Next, based on the distortion dx obtained by the above equation (13), u is determined so as to satisfy the following equation (14).

Figure 2022134074000014
上記式(14)における補正係数とは実質的な距離Lを考慮した係数であって、凸部2の配置位置により異なるが、1に近い数字である。
Figure 2022134074000014
The correction coefficient in the above formula (14) is a coefficient considering the substantial distance L, and is a number close to 1, although it varies depending on the arrangement position of the convex portion 2 .

また平坦度仕様をdzとして、基板110の最も外周側に配置されている外周側凸部3よりも外周方向(外側方向)に突出している部分の長さ、いわゆるオーバーハングする長さをohとするとき、以下の式(15)を満たすように、uを決定してもよい。

Figure 2022134074000015
Further, dz is the flatness specification, and oh is the length of the portion protruding in the outer peripheral direction (outward direction) from the outermost peripheral side protrusion 3 of the substrate 110, that is, the so-called overhang length. Then u may be determined so as to satisfy the following equation (15).
Figure 2022134074000015

図5は、本実施例の隔壁5の配置位置に対するディストーションの関係を例示した図である。図5におけるグラフは、補正係数×(h/2)×PvL/4Eh(3u-4u)に、例えば一般的なチャック1の設計値である、E=160GPa、Pv=0.1MPa、L=2mm、h=0.7mmを代入して算出した値を縦軸としている。また、uを変数として横軸としている。 FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship of distortion with respect to the arrangement position of the partition wall 5 of this embodiment. The graph in FIG. 5 shows the correction coefficient×(h/2)×PvL 3 /4Eh 3 (3u 4 −4u 3 ), which is the design value of a general chuck 1, for example, E=160 GPa, Pv=0.1 MPa. , L=2 mm, and h=0.7 mm. The horizontal axis is u with u as a variable.

図5によれば、u<0.5とすれば最大でもディストーションdxは0.4nmとすることができ、基板110を吸着保持して基板110にパターンを形成する処理等を実施する上での影響を大幅に少なくすることができる。 According to FIG. 5, if u<0.5, the maximum distortion dx can be 0.4 nm. impact can be greatly reduced.

また、実際には複数の凸部2は2次元配置されており実際の凸部2間の距離Lは前述の凸部の角部当たりによる減少も含めると、上記で定義した距離Lより実質的に小さく(距離が短い)なる。そのため、上記ディストーションの算出で使用した距離Lであれば、実際の配置よりも大きい(距離が長い)ため、ディストーションは大きくなる。本実施例では、安全側で計算すべくディストーションの算出には上記の距離Lを採用している。 In addition, in reality, the plurality of protrusions 2 are arranged two-dimensionally, and the actual distance L between the protrusions 2 is substantially larger than the distance L defined above, including the decrease due to the corner contact of the protrusions described above. becomes smaller (shorter distance). Therefore, the distance L used in the calculation of the distortion is larger (longer) than the actual arrangement, so the distortion becomes large. In this embodiment, the above distance L is used for calculating the distortion in order to calculate on the safe side.

以上、本実施例では、u<0.5を満たすように、隔壁5の配置位置を調整する(凸部2に対して隔壁5の配置位置を所定の関係とする)ことで、ディストーションを減少させることができる。これにより、パターン形成等の処理を実施して行く上で、最適な状態で基板110を吸着保持することが可能なチャックを提供することができる。 As described above, in the present embodiment, distortion is reduced by adjusting the arrangement position of the partition wall 5 so as to satisfy u<0.5 (the arrangement position of the partition wall 5 is set in a predetermined relationship with respect to the convex portion 2). can be made As a result, it is possible to provide a chuck capable of holding the substrate 110 by suction in an optimum state when carrying out processing such as pattern formation.

<実施例2>
本実施例の基板保持装置101は、実施例1のチャック1における隔壁(第1の隔壁)5とは異なる隔壁として補助隔壁(第2の隔壁)7と、吸引口6とは異なる吸引口である吸引口(第2の吸引口)8をさらに設けた基板保持装置である。即ち、実施例2の基板保持装置101では第1の隔壁は隣り合う2重の隔壁から構成されるように構成している。なお、本実施例においてはこの2重の隔壁の内の外側の隔壁を補助隔壁(第2の隔壁)と呼ぶ。以下に、図6を参照して本実施例の基板保持装置101を説明する。図6は、本実施例の基板保持装置101を例示する図である。図6(A)は基板保持装置101を+Z方向から見た平面図である。図6(B)は図6(A)の基板保持装置101の部分断面図である。なお、本実施例の基板保持装置101の構成は、実施例1の基板保持装置101と同様の構成であるため重複する箇所については説明を省略する。
<Example 2>
The substrate holding apparatus 101 of this embodiment has an auxiliary partition (second partition) 7 as a partition different from the partition (first partition) 5 in the chuck 1 of Example 1, and a suction port different from the suction port 6. It is a substrate holding device further provided with a certain suction port (second suction port) 8 . That is, in the substrate holding device 101 of Example 2, the first partition is configured to be composed of adjacent double partitions. In this embodiment, the outer partition wall of the double partition walls is called an auxiliary partition wall (second partition wall). The substrate holding device 101 of this embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating the substrate holding device 101 of this embodiment. FIG. 6A is a plan view of the substrate holding device 101 viewed from the +Z direction. FIG. 6B is a partial cross-sectional view of the substrate holding device 101 of FIG. 6A. Note that the structure of the substrate holding device 101 of the present embodiment is similar to that of the substrate holding device 101 of the first embodiment, and thus overlapping descriptions will be omitted.

本実施例のチャック1は、実施例1と同様に複数のピン状の凸部2、隔壁5、吸引口6を含み、さらに補助隔壁7及び吸引口8を含みうる。 The chuck 1 of this embodiment includes a plurality of pin-shaped projections 2, partition walls 5, and suction ports 6, and may further include auxiliary partition walls 7 and suction ports 8, as in the first embodiment.

補助隔壁7は、隔壁5と、隔壁5の外周側の隣に配置された外周側凸部3の間に配置される。即ち、内周側凸部4よりも外周側凸部3に近い位置に配置される。なお、この際の補助隔壁7の配置位置は実施例1で示した複数のグループ(以下、複数のグループ)に含まれる凸部2の位置の平均値同士を比較した上で配置される。また、補助隔壁7は、距離Lの中心位置より隔壁5の外周側の隣に配置された外周側凸部3に可能な限り近い位置に配置することが好ましい。本実施例においては、u≒1となるように補助隔壁7を配置する。なお、隔壁5の配置位置としては、u<0.5を満たすように配置することは実施例1と同様である。また、補助隔壁7の高さは、複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3の高さよりも低く形成される。複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3の高さとは、例えば平均の高さである。また、補助隔壁7の高さを特定の外周側凸部3の高さ、例えば、複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3のうち最も高さが低い外周側凸部3より低くしてもよい。 The auxiliary partition wall 7 is arranged between the partition wall 5 and the outer peripheral protrusion 3 arranged next to the partition wall 5 on the outer peripheral side. That is, it is arranged at a position closer to the outer peripheral protrusion 3 than to the inner peripheral protrusion 4 . At this time, the arrangement position of the auxiliary partition wall 7 is arranged after comparing the average values of the positions of the convex portions 2 included in the plurality of groups (hereinafter referred to as the plurality of groups) shown in the first embodiment. Further, it is preferable that the auxiliary partition wall 7 is arranged at a position as close as possible to the outer peripheral side convex portion 3 arranged next to the outer peripheral side of the partition wall 5 from the center position of the distance L. In this embodiment, the auxiliary partition walls 7 are arranged so that u≈1. As for the arrangement position of the partition wall 5, it is the same as the first embodiment in that it is arranged so as to satisfy u<0.5. Further, the height of the auxiliary partition wall 7 is formed to be lower than the height of the outer peripheral side protrusions 3 included in each of the plurality of groups. The height of the outer peripheral side protrusions 3 included in each of the plurality of groups is, for example, the average height. In addition, the height of the auxiliary partition wall 7 is set lower than the height of a specific outer peripheral protrusion 3, for example, the lowest outer peripheral protrusion 3 among the outer protrusions 3 included in each of the plurality of groups. may

吸引口8は、実施例1の吸引口6と同様の機能を有し、隔壁5と補助隔壁7の間に形成される。吸引口8は、実施例1の吸引口6と同様に配管等の流路によって吸引部と接続されている。さらに本実施例の基板保持装置101における吸引部は、吸引のための流路の開閉をする不図示のバルブ(切替弁)を、吸引口6及び吸引口8と吸引部とを接続する流路にそれぞれ備えうる。本実施例では、吸引口6と吸引部との間に配置されるバルブを第1のバルブ、吸引口8と吸引部との間に配置されるバルブを第2のバルブとする。 The suction port 8 has the same function as the suction port 6 of the first embodiment and is formed between the partition wall 5 and the auxiliary partition wall 7 . The suction port 8 is connected to the suction part by a channel such as a pipe, like the suction port 6 of the first embodiment. Further, the suction part in the substrate holding apparatus 101 of this embodiment includes a valve (switching valve) (not shown) for opening and closing the flow path for suction, and a flow path connecting the suction port 6 and the suction port 8 to the suction part. can be prepared for each. In this embodiment, the valve arranged between the suction port 6 and the suction portion is called a first valve, and the valve arranged between the suction port 8 and the suction portion is called a second valve.

本実施例では、基板110をチャック1に吸着保持させる際に、吸引口6及び吸引口8を介して吸引する。以下に、本実施例における基板110の吸引処理について説明する。なお、吸引処理は基板保持装置101の不図示の制御部がコンピュータプログラムを実行することによって制御される。 In this embodiment, the substrate 110 is sucked through the suction port 6 and the suction port 8 when the chuck 1 sucks and holds the substrate 110 . The suction process for the substrate 110 in this embodiment will be described below. Note that the suction process is controlled by a control unit (not shown) of the substrate holding device 101 executing a computer program.

まず、不図示の制御部は、吸引部に対し動作指令を送信して吸引(排気)を開始させる。吸引部が吸引を開始することで、吸引口6及び吸引口8を介して、基板110の裏面とチャック1との空間を吸引する。これにより、補助隔壁7より基板110の内側の面積が吸引面積となり、より大きな吸引力を発生させ、反りの大きな基板であっても反りの矯正することが可能になる。なお、基板110の反りが矯正されて吸引が完了した時点でディストーションが発生している。 First, a control unit (not shown) transmits an operation command to the suction unit to start suction (exhaust). When the suction unit starts suction, the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1 is sucked through the suction port 6 and the suction port 8 . As a result, the area inside the substrate 110 from the auxiliary partition wall 7 becomes a suction area, generating a greater suction force, and it becomes possible to correct the warpage of even a substrate with a large warpage. Distortion occurs when the warpage of the substrate 110 is corrected and the suction is completed.

次に、不図示の制御部は、第2のバルブを制御し、吸引口8を介した領域の吸引を停止する。これにより吸引口8から隔壁5と補助隔壁7との間の空間が大気開放され、吸引されている領域が、吸引口6を介した領域である隔壁5より基板110の内側の領域に遷移し、ディストーションが低減する。なお、これらの吸引処理における各種制御は制御部109によって行われてもよい。 Next, a control unit (not shown) controls the second valve to stop the suction of the area through the suction port 8 . As a result, the space between the partition wall 5 and the auxiliary partition wall 7 is opened to the atmosphere from the suction port 8 , and the suctioned region shifts to the region inside the substrate 110 from the partition wall 5 through the suction port 6 . , distortion is reduced. Various controls in these suction processes may be performed by the control unit 109 .

一度矯正された基板110は、基板110の外周側(外周部)の吸引を停止または吸引力を減じたとても、元に戻ってしまう確率は低い。よって、ディストーションは小さいままに保たれる。 The substrate 110 once corrected has a low probability of returning to its original state even if the suction force on the outer peripheral side (outer peripheral portion) of the substrate 110 is stopped or the suction force is reduced. The distortion is thus kept small.

以上、本実施例では、実施例1と同様にディストーションの減少に加え、基板110の反りを減少させることができる。これにより、パターン形成等の処理を実施して行く上で、最適な状態で基板110を吸着保持することが可能なチャックを提供することができる。 As described above, in this embodiment, in addition to the reduction in distortion, the warpage of the substrate 110 can be reduced as in the first embodiment. As a result, it is possible to provide a chuck capable of holding the substrate 110 by suction in an optimum state when carrying out processing such as pattern formation.

また、一部の反りの大きな基板110では吸引口8を大気解放したときに反りが戻る場合も少なからずある。この場合は、基板110の反りの状況により吸引口8を介してα×マイナス1気圧(αは1より小さい整数)程度の負圧を吸引部によって付加するようにすればよい。あるいは、吸引部により基板110の裏面とチャック1との空間を吸引する前に吸引口8からの圧力をマイナス1気圧程度の負圧とし、吸引口8からの圧力をα×マイナス1気圧(αは1より小さい整数)の負圧とする。これにより、基板110の矯正前後の切り替えをする必要はなくなり、反りが戻ることはなくなる。 In addition, there are many cases where the warp returns when the suction port 8 is exposed to the atmosphere in the substrate 110 having a large warp. In this case, a negative pressure of about α×−1 atmospheric pressure (α is an integer smaller than 1) may be applied by the suction portion through the suction port 8 depending on the warpage of the substrate 110 . Alternatively, before the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1 is sucked by the suction unit, the pressure from the suction port 8 is set to a negative pressure of about minus 1 atmosphere, and the pressure from the suction port 8 is set to α×minus 1 atmosphere (α is an integer smaller than 1). As a result, there is no need to switch between before and after correcting the substrate 110, and the warp is not restored.

<実施例3>
本実施例では、後述する内周側凸部4と外周側凸部3の高さを所定の関係とすることで、ディストーションを減少させることが可能なチャックを提供することができる。以下に、本実施例の基板保持装置101について図7~図9を参照して詳細に説明する。
<Example 3>
In this embodiment, a chuck capable of reducing distortion can be provided by establishing a predetermined relationship between the heights of the inner peripheral side protrusion 4 and the outer peripheral side protrusion 3, which will be described later. The substrate holding device 101 of this embodiment will be described in detail below with reference to FIGS. 7 to 9. FIG.

図7は、本実施例の基板保持装置101を例示する図である。図7(A)は基板保持装置101を+Z方向からみた平面図である。図7(B)は図7(A)の基板保持装置101の部分断面図である。以下、図7を参照して本実施例の基板保持装置101を詳細に説明する。本実施例の基板保持装置101はチャック1と不図示の吸引部、及び制御部を含みうる。 FIG. 7 is a diagram illustrating the substrate holding device 101 of this embodiment. FIG. 7A is a plan view of the substrate holding device 101 viewed from the +Z direction. FIG. 7B is a partial cross-sectional view of the substrate holding device 101 of FIG. 7A. Hereinafter, the substrate holding device 101 of this embodiment will be described in detail with reference to FIG. The substrate holding device 101 of this embodiment can include the chuck 1, a suction unit (not shown), and a control unit.

チャック1は、基板110より小さい径で円形状に構成され、複数のピン状の凸部2と、隔壁(第1の隔壁)5と、吸引口(第1の吸引口)6とを含みうる。また、チャック1は基板ステージ102上に配置される。 The chuck 1 is configured in a circular shape with a diameter smaller than that of the substrate 110, and can include a plurality of pin-shaped protrusions 2, partition walls (first partition walls) 5, and suction ports (first suction ports) 6. . Also, the chuck 1 is arranged on the substrate stage 102 .

凸部2は、チャック1の底部に複数配置されるピン状の凸部であって、基板110をチャック1上に載置した際には、凸部2の上面に基板110の裏面が当接される。凸部2は、チャック1の底部に所定の距離L(mm)で格子状に底部に配置される。凸部2の径はチャック1の仕様に応じ様々であるが、一般的な径はφ0.2mm程度である。また、凸部2の配列としては格子状の配列以外にも、同心円状に配列することもでき、角度をつけた配列、例えば60度の千鳥で格子状配列するようにしてもよい。また、ランダム配列とすることもでき、あるいはそれらを組み合わせた配列であってもよい。 The protrusions 2 are a plurality of pin-shaped protrusions arranged on the bottom of the chuck 1 , and when the substrate 110 is placed on the chuck 1 , the rear surface of the substrate 110 abuts on the upper surface of the protrusions 2 . be done. The protrusions 2 are arranged on the bottom of the chuck 1 in a grid pattern at a predetermined distance L (mm). The diameter of the projection 2 varies depending on the specifications of the chuck 1, but the general diameter is about φ0.2 mm. In addition, the projections 2 may be arranged concentrically in addition to the lattice arrangement, or may be arranged in an angular arrangement, for example, in a 60-degree staggered lattice arrangement. Moreover, it can be a random sequence, or a combination of these sequences.

凸部2は、複数のピン状の凸部(外周側凸部、第1凸部)3及び複数のピン状の凸部(内周側凸部、第2凸部)4、及び外周側凸部3と内周側凸部4とは異なる複数のピン状の凸部(第3凸部)を含みうる。外周側凸部3は、基板110の外周方向の裏面に当接させるべく、隔壁5より外側に配置される。外周側凸部3は、基板110と同じ半径の外周上に複数配置されている凸部である。図7に例示している外周側凸部3は、チャック1の最も外周側(最外周)に配置されている。内周側凸部4は、基板110の内周方向の裏面に当接させるべく、隔壁5より内側に配置される。内周側凸部4は、基板110と同じ半径の内周上に複数配置されている。図7に例示している内周側凸部4は、最も外周側の底部に配置される外周側凸部3から隔壁5を挟んで隣に配置されている。本実施例では、第3凸部を除いた複数の凸部2を、隔壁5の外側に配置された外周側凸部3、及び隔壁5の内側であって隔壁5を挟んで外周側凸部3と隣り合う位置に配置された内周側凸部4を1つのグループとする複数のグループから構成されるようにする。後述するが、当該複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3は内周側凸部4より低い高さとする。 The convex portion 2 includes a plurality of pin-shaped convex portions (outer circumferential side convex portion, first convex portion) 3, a plurality of pin-shaped convex portions (inner circumferential side convex portion, second convex portion) 4, and an outer circumferential side convex portion. A plurality of pin-shaped protrusions (third protrusions) different from the portion 3 and the inner circumference side protrusion 4 may be included. The outer convex portion 3 is arranged outside the partition wall 5 so as to abut on the rear surface of the substrate 110 in the outer peripheral direction. The outer peripheral side protrusions 3 are protrusions arranged in plurality on the outer periphery having the same radius as the substrate 110 . The outer peripheral side protrusion 3 illustrated in FIG. 7 is arranged on the outermost side (outermost periphery) of the chuck 1 . The inner peripheral convex portion 4 is arranged inside the partition wall 5 so as to abut against the back surface of the substrate 110 in the inner peripheral direction. A plurality of inner peripheral side protrusions 4 are arranged on the inner periphery having the same radius as the substrate 110 . The inner peripheral convex portion 4 illustrated in FIG. 7 is arranged next to the outer peripheral convex portion 3 arranged at the bottom on the outermost peripheral side with the partition wall 5 interposed therebetween. In this embodiment, the plurality of protrusions 2 except for the third protrusion are divided into an outer periphery side protrusion 3 arranged outside the partition wall 5 and an outer periphery side protrusion inside the partition wall 5 with the partition wall 5 interposed therebetween. 3 and the inner peripheral side protrusions 4 arranged at positions adjacent to each other are formed into one group. As will be described later, the outer peripheral protrusions 3 included in each of the plurality of groups are lower in height than the inner peripheral protrusions 4 .

隔壁5は、複数の凸部2の一部を囲うように円環状にチャック1の底部に少なくとも1つ配置される。吸引口6は、チャック1に形成された貫通穴であって、本実施例では、後述する吸引部が基板110の裏面とチャック1との間の空間を吸引(排気)する際の吸引口として機能する。なお、吸引口6は、図7では1つしか設けられていないが、これに限らず1つ以上の吸引口6をチャック1に形成するようにしてもよい。 At least one partition wall 5 is arranged in an annular shape at the bottom of the chuck 1 so as to surround a part of the plurality of protrusions 2 . The suction port 6 is a through hole formed in the chuck 1, and in this embodiment, it serves as a suction port when a suction portion (to be described later) sucks (exhausts) the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1. Function. Although only one suction port 6 is provided in FIG. 7, the chuck 1 may be provided with one or more suction ports 6 without being limited thereto.

吸引部は、基板110の裏面とチャック1との間の空間を真空吸引等で吸引可能に構成される不図示の真空源である。吸引部は制御部109からの信号によって動作を開始し、吸引部に接続されている配管等の流路と吸引口6を介して、基板110の裏面とチャック1との間の空間を吸引し、基板110をチャック1に対し吸着させることができる。なお、吸引部は基板保持装置101に配置されることに限らず、基板保持装置101の外部または露光装置100の外部に配置されていてもよい。 The suction unit is a vacuum source (not shown) capable of sucking the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1 by vacuum suction or the like. The suction unit starts operating in response to a signal from the control unit 109, and sucks the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1 through the suction port 6 and the flow path such as a pipe connected to the suction unit. , the substrate 110 can be attracted to the chuck 1 . Note that the suction unit is not limited to being arranged in the substrate holding device 101 , and may be arranged outside the substrate holding device 101 or outside the exposure apparatus 100 .

次に、前述した複数のグループ(以下、複数のグループ)のそれぞれに含まれる外周側凸部3の高さをhoとする。そして、複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4の高さをhiとして、望ましいhoの値について図8及び図9を参照して以下に説明する。なお、本実施例では、hoは複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3の平均の高さとし、hiは複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4の平均の高さとする。図8は、本実施例の外周側凸部3を無くした場合の片持ち梁における材料力学モデルを例示している図である。図8に示すモデルは片持ち梁となっている。図9は、本実施例のチャック1の断面図を例示している図である。 Next, let ho be the height of the outer peripheral side protrusions 3 included in each of the plurality of groups described above (hereinafter referred to as a plurality of groups). Assuming that the height of the inner peripheral side protrusions 4 included in each of the plurality of groups is hi, a desirable value of ho will be described below with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. In this embodiment, ho is the average height of the outer peripheral side protrusions 3 included in each of the plurality of groups, and hi is the average height of the inner peripheral side protrusions 4 included in each of the plurality of groups. . FIG. 8 is a diagram exemplifying a material mechanics model of the cantilever when the outer peripheral side convex portion 3 of the present embodiment is eliminated. The model shown in FIG. 8 is a cantilever beam. FIG. 9 is a diagram illustrating a cross-sectional view of the chuck 1 of this embodiment.

図9では、図8に示しているような外周側凸部3を無くした場合の基板110のたわみのモデル2minと、ho=hiの際の基板110のたわみモデル2jを示している。 FIG. 9 shows a model 2 min of the deflection of the substrate 110 without the outer protrusion 3 as shown in FIG. 8 and a model 2 j of the deflection of the substrate 110 when ho=hi.

ここで、図9に例示しているたわみモデルの傾斜をdy/dx、たわみをy、内周側凸部4基準の径方向位置をx、複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3と内周側凸部4の間の距離をLとする。これにより、u=x/Lに対しての傾斜dy/dxを以下の式(16)、たわみyを以下の式(17)で表すことができる。

Figure 2022134074000016
Here, dy/dx is the inclination of the deflection model illustrated in FIG. and the distance between the convex portion 4 on the inner circumference side is L. Accordingly, the inclination dy/dx with respect to u=x/L can be expressed by the following equation (16), and the deflection y can be expressed by the following equation (17).
Figure 2022134074000016

そして、u=1のとしたとき、ymaxは、以下の式(18)で表すことができる。

Figure 2022134074000017
上記式(18)は、hoをhi-(PvL)/(Eh)よりも小さくすると、基板110の裏面が外周側凸部3の支持面に触れなくなることを示している。そのため、以下の式(19)を満たすことで、hi=hoとしたときよりも傾斜dy/dxを低減することができ、ディストーションを低減することができる。
Figure 2022134074000018
Then, when u=1, y max can be expressed by the following equation (18).
Figure 2022134074000017
The above formula (18) shows that the back surface of the substrate 110 does not come into contact with the supporting surface of the outer convex portion 3 when ho is made smaller than hi−(PvL 4 )/(Eh 3 ). Therefore, by satisfying the following equation (19), the slope dy/dx can be reduced more than when hi=ho, and the distortion can be reduced.
Figure 2022134074000018

また、隔壁5の高さは、複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4よりは低くして、且つ複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3以下の高さとする。隔壁5を複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3より高くしてしまうと、隔壁5が複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3と同様の機能を果たしてしまうためである。なお、隔壁5は、複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4よりも複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3に近い位置に配置される。この際の隔壁5の配置位置は複数のグループのそれぞれに含まれる凸部の位置の平均値同士を比較した上で配置される。また、隔壁5は複数のグループに含まれる外周側凸部3に可能な限り近い位置に配置することが好ましく、本実施例においては、u≒1となるように隔壁5を配置する。 Moreover, the height of the partition wall 5 is set to be lower than the inner peripheral side protrusions 4 included in each of the plurality of groups and equal to or lower than the outer peripheral side protrusions 3 included in each of the plurality of groups. This is because if the partition walls 5 are made higher than the outer peripheral protrusions 3 included in each of the plurality of groups, the partition walls 5 perform the same function as the outer peripheral protrusions 3 included in each of the plurality of groups. In addition, the partition wall 5 is arranged at a position closer to the outer peripheral side protrusions 3 included in each of the plurality of groups than to the inner peripheral side protrusions 4 included in each of the plurality of groups. At this time, the arrangement position of the partition wall 5 is arranged after comparing the average values of the positions of the convex portions included in each of the plurality of groups. Moreover, the partition walls 5 are preferably arranged as close as possible to the outer peripheral side projections 3 included in the plurality of groups. In this embodiment, the partition walls 5 are arranged so that u≈1.

以上、本実施例では、hi-ho<(PvL)/(Eh)を満たすように、hoに対してhiの高さを設定することで、ディストーションを減少させることができる。これにより、パターン形成等の処理を実施して行く上で、最適な状態で基板110を吸着保持することが可能なチャックを提供することができる。 As described above, in this embodiment, the distortion can be reduced by setting the height of hi with respect to ho so as to satisfy hi−ho<(PvL 4 )/(Eh 3 ). As a result, it is possible to provide a chuck capable of holding the substrate 110 by suction in an optimum state when carrying out processing such as pattern formation.

なお、例えば、上記式(18)に、Pv=0.1013MPa、L=2mm、E=160GPaを代入すると、h=0.7mmの時、ymax=44.3nmとなる。この場合は、hi-hoは例えば、45nm程度より小さく設計することでディストーションを減少させることができる。 For example, if Pv=0.1013 MPa, L=2 mm, and E=160 GPa are substituted into the above equation (18), ymax=44.3 nm when h=0.7 mm. In this case, distortion can be reduced by designing hi-ho to be smaller than about 45 nm, for example.

<実施例4>
本実施例の基板保持装置101は、実施例3で示した複数のグループ(以下、複数のグループ)のそれぞれに含まれる外周側凸部3の断面積を、複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4の断面積より小さくした基板保持装置である。なお、基板保持装置101の構成は、実施例3の基板保持装置101と同様の構成であるため重複する箇所については説明を省略する。
<Example 4>
In the substrate holding device 101 of this embodiment, the cross-sectional areas of the outer peripheral side projections 3 included in each of the plurality of groups shown in Embodiment 3 (hereinafter referred to as a plurality of groups) are This substrate holding device has a cross-sectional area smaller than that of the circumferential convex portion 4 . Note that the structure of the substrate holding device 101 is the same as that of the substrate holding device 101 of the third embodiment, and thus redundant description will be omitted.

本実施例では、複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3の断面積をSo、複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4の断面積をSiとした場合、Si>Soとなるように外周側凸部3と内周側凸部4を設計し、加工を行う。これにより、加工時に外周側凸部3の加工抵抗が減少し、凸部の加工が容易になる。なお、本実施例では、Soは複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3の断面積の平均値とし、Siは複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4の断面積の平均値とする。 In this embodiment, when the cross-sectional area of the outer peripheral side protrusions 3 included in each of the plurality of groups is So, and the cross-sectional area of the inner peripheral side protrusions 4 included in each of the plurality of groups is Si, Si>So The outer peripheral side convex portion 3 and the inner peripheral side convex portion 4 are designed and processed so that As a result, the machining resistance of the outer peripheral side convex portion 3 is reduced during machining, and the machining of the convex portion is facilitated. In this embodiment, So is the average value of the cross-sectional areas of the outer peripheral side protrusions 3 included in each of the plurality of groups, and Si is the average value of the cross-sectional areas of the inner peripheral side protrusions 4 included in each of the plurality of groups. Average value.

さらに、加工抵抗が減少することで、複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3の除去量が多くなり、結果として、hi>hoに寄与する。さらに複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3の鉛直方向の剛性が複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4のそれよりも小さくなる。これにより、吸引部で吸引した際に基板110の鉛直方向の圧縮量が増えて、結果としてhi>hoに寄与する。なお、凸部2の加工としては例えばラップ加工による加工が考えられるが、これに限らず、Si>Soとなるような加工を行える方法であれば他の方法を用いて加工してもよい。 Furthermore, the reduction in the machining resistance increases the amount of removal of the outer peripheral side protrusions 3 included in each of the plurality of groups, and as a result contributes to hi>ho. Furthermore, the rigidity in the vertical direction of the outer peripheral side protrusions 3 included in each of the plurality of groups is smaller than that of the inner peripheral side protrusions 4 included in each of the plurality of groups. As a result, the amount of compression in the vertical direction of the substrate 110 increases when the substrate 110 is sucked by the suction unit, which contributes to hi>ho. As processing of the convex portion 2, for example, processing by lapping can be considered.

以上、本実施例では、Si>Soとなるように複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3と複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4の加工を行う。これにより、加工精度の向上や加工時間の短縮が図れる。さらに、実施例3と同様にディストーションを減少させることができ、パターン形成等の処理を実施して行く上で、最適な状態で基板110を吸着保持することが可能なチャックを提供することができる。 As described above, in the present embodiment, the outer peripheral side protrusions 3 included in each of the plurality of groups and the inner peripheral side protrusions 4 included in each of the plurality of groups are processed so that Si>So. As a result, the machining accuracy can be improved and the machining time can be shortened. Furthermore, distortion can be reduced in the same manner as in the third embodiment, and a chuck capable of holding the substrate 110 in an optimal state by suction can be provided in carrying out processing such as pattern formation. .

<実施例5>
本実施例の基板保持装置101は、実施例3のチャック1における隔壁(第1の隔壁)5とは異なる隔壁として補助隔壁(第2の隔壁)7と、吸引口6とは異なる吸引口である吸引口(第2の吸引口)8をさらに設けた基板保持装置である。即ち、実施例5の基板保持装置101では第1の隔壁は隣り合う2重の隔壁から構成されるように構成している。なお、本実施例においてはこの2重の隔壁の内の外側の隔壁を補助隔壁(第2の隔壁)と呼ぶ。以下に、図10を参照して本実施例の基板保持装置101を説明する。図10は、本実施例の基板保持装置101を例示する図である。図10(A)は基板保持装置101を+Z方向から見た平面図である。図10(B)は図10(A)の基板保持装置101の部分断面図である。なお、本実施例の基板保持装置101の構成は、実施例3の基板保持装置101と同様の構成であるため重複する箇所については説明を省略する。
<Example 5>
The substrate holding apparatus 101 of this embodiment has an auxiliary partition (second partition) 7 as a partition different from the partition (first partition) 5 in the chuck 1 of Example 3, and a suction port different from the suction port 6. It is a substrate holding device further provided with a certain suction port (second suction port) 8 . In other words, in the substrate holding device 101 of the fifth embodiment, the first partition is composed of adjacent double partitions. In this embodiment, the outer partition wall of the double partition walls is called an auxiliary partition wall (second partition wall). The substrate holding device 101 of this embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating the substrate holding device 101 of this embodiment. FIG. 10A is a plan view of the substrate holding device 101 viewed from the +Z direction. FIG. 10B is a partial cross-sectional view of the substrate holding device 101 of FIG. 10A. The configuration of the substrate holding device 101 of this embodiment is the same as that of the substrate holding device 101 of the third embodiment, and thus redundant description will be omitted.

本実施例のチャック1は、実施例3と同様に複数のピン状の凸部2、隔壁5、吸引口6を含み、さらに補助隔壁7及び吸引口8を含みうる。 The chuck 1 of this embodiment includes a plurality of pin-shaped projections 2, partition walls 5, and suction ports 6, and may further include auxiliary partition walls 7 and suction ports 8, as in the third embodiment.

補助隔壁7は、隔壁5と、隔壁5の内周側の隣に配置された内周側凸部4の間に配置される。補助隔壁7は、距離Lの中心位置より隔壁5の内周側の隣に配置された内周側凸部4に近い位置に配置することが好ましい。例えば、u<0.5を満たすように配置する。なお、隔壁5の配置位置としては、u≒1となるように配置することは実施例3と同様である。 The auxiliary partition wall 7 is arranged between the partition wall 5 and the inner peripheral convex portion 4 arranged next to the inner peripheral side of the partition wall 5 . It is preferable that the auxiliary partition wall 7 be arranged at a position closer to the inner peripheral side convex portion 4 arranged adjacent to the inner peripheral side of the partition wall 5 than the center position of the distance L. For example, they are arranged so as to satisfy u<0.5. As for the arrangement position of the partition wall 5, it is the same as the third embodiment in that it is arranged so that u≈1.

補助隔壁7の高さは、複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4の高さよりも低く形成される。複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4の高さとは、例えば平均の高さである。また、補助隔壁7の高さを特定の内周側凸部4の高さ、例えば、複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4のうち最も高さが低い内周側凸部4より低くしてもよい。また、補助隔壁7の高さを、複数の凸部2の上面から1~2μm程度低く形成してもよい。1~2μm程度低く形成したとしても、1~2μm程度の隙間では、吸引部による基板110の裏面とチャック1との空間(領域)を吸引して基板110を吸着保持する際の真空圧の低下は僅かであって問題とならない。また、1~2μm程度の差よりも小さい径のゴミやパーティクル等の異物が補助隔壁7に付着しても、付着した異物が基板110の裏面に接触する確率は非常に低い。そのため、補助隔壁7の高さを複数の複数の凸部2の上面から1~2μm程度低く形成としても問題とならない。 The height of the auxiliary partition wall 7 is formed to be lower than the height of the inner peripheral side protrusions 4 included in each of the plurality of groups. The height of the inner circumference side protrusions 4 included in each of the plurality of groups is, for example, the average height. Further, the height of the auxiliary partition wall 7 is set to the height of a specific inner peripheral side convex portion 4, for example, the inner peripheral side convex portion 4 having the lowest height among the inner peripheral side convex portions 4 included in each of the plurality of groups. It can be lower. Further, the height of the auxiliary partition wall 7 may be formed lower than the upper surfaces of the plurality of protrusions 2 by about 1 to 2 μm. Even if the gap is about 1 to 2 μm low, the space (area) between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1 is sucked by the suction unit, and the vacuum pressure drops when the substrate 110 is sucked and held. is small and does not pose a problem. Further, even if foreign matter such as dust or particles having a diameter smaller than the difference of about 1 to 2 μm adheres to the auxiliary barrier ribs 7, the probability that the adhered foreign matter contacts the rear surface of the substrate 110 is extremely low. Therefore, even if the height of the auxiliary barrier ribs 7 is formed lower than the upper surfaces of the plurality of projections 2 by about 1 to 2 μm, no problem arises.

吸引口8は、実施例3の吸引口6と同様の機能を有し、隔壁5と補助隔壁7の間に形成される。吸引口8は、実施例3の吸引口6と同様に配管等の流路によって吸引部と接続されている。さらに本実施例の基板保持装置101における吸引部は、吸引のための流路の開閉をする不図示のバルブ(切替弁)を、吸引口6及び吸引口8と吸引部とを接続する流路にそれぞれ備えうる。本実施例では、吸引口6と吸引部との間に配置されるバルブを第1のバルブ、吸引口8と吸引部との間に配置されるバルブを第2のバルブとする。 The suction port 8 has the same function as the suction port 6 of the third embodiment, and is formed between the partition wall 5 and the auxiliary partition wall 7 . The suction port 8 is connected to the suction part by a channel such as a pipe, like the suction port 6 of the third embodiment. Further, the suction part in the substrate holding apparatus 101 of this embodiment includes a valve (switching valve) (not shown) for opening and closing the flow path for suction, and a flow path connecting the suction port 6 and the suction port 8 to the suction part. can be prepared for each. In this embodiment, the valve arranged between the suction port 6 and the suction portion is called a first valve, and the valve arranged between the suction port 8 and the suction portion is called a second valve.

本実施例では、基板110をチャック1に吸着保持させる際に、吸引口6及び吸引口8を介して吸引する。以下に、本実施例における基板110の吸引処理について説明する。なお、吸引処理は基板保持装置101の不図示の制御部がコンピュータプログラムを実行することによって制御される。 In this embodiment, the substrate 110 is sucked through the suction port 6 and the suction port 8 when the chuck 1 sucks and holds the substrate 110 . The suction process for the substrate 110 in this embodiment will be described below. Note that the suction process is controlled by a control unit (not shown) of the substrate holding device 101 executing a computer program.

まず、不図示の制御部は、吸引部に対し動作指令を送信して吸引(排気)を開始させる。吸引部が吸引を開始することで、吸引口6及び吸引口8を介して、基板110の裏面とチャック1との空間を吸引する。これにより、隔壁5より基板110の内側の面積が吸引面積となり、より大きな吸引力を発生させ、反りの大きな基板であっても反りの矯正することが可能になる。なお、基板110の反りが矯正されて吸引が完了した時点でディストーションが発生している。 First, a control unit (not shown) transmits an operation command to the suction unit to start suction (exhaust). When the suction unit starts suction, the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1 is sucked through the suction port 6 and the suction port 8 . As a result, the area inside the substrate 110 from the partition wall 5 becomes a suction area, generating a larger suction force, and it is possible to correct the warp even if the substrate has a large warp. Distortion occurs when the warpage of the substrate 110 is corrected and the suction is completed.

次に、不図示の制御部は、第2のバルブを制御し、吸引口8を介した領域の吸引を停止する。これにより吸引口8から隔壁5と補助隔壁7との間の空間が大気開放され、吸引されている領域が、吸引口6を介した領域である補助隔壁7より基板110の内側の領域に遷移し、ディストーションが低減する。なお、これらの吸引処理における各種制御は制御部109によって行われてもよい。 Next, a control unit (not shown) controls the second valve to stop the suction of the area through the suction port 8 . As a result, the space between the partition wall 5 and the auxiliary partition wall 7 from the suction port 8 is opened to the atmosphere, and the suctioned region shifts to the region inside the substrate 110 from the auxiliary partition wall 7 through the suction port 6. and distortion is reduced. Various controls in these suction processes may be performed by the control unit 109 .

一度矯正された基板110は、基板110の外周側(外周部)の吸引を停止または吸引力を減じたとても、元に戻ってしまう確率は低い。よって、ディストーションは小さいままに保たれる。 The substrate 110 once corrected has a low probability of returning to its original state even if the suction force on the outer peripheral side (outer peripheral portion) of the substrate 110 is stopped or the suction force is reduced. The distortion is thus kept small.

以上、本実施例では、実施例3と同様に、ディストーションの減少に加え、基板110の反りを現減少させることができる。これにより、パターン形成等の処理を実施して行く上で、最適な状態で基板110を吸着保持することが可能なチャックを提供することができる。 As described above, in this embodiment, in addition to the reduction in distortion, the warpage of the substrate 110 can be reduced as in the third embodiment. As a result, it is possible to provide a chuck capable of holding the substrate 110 by suction in an optimum state when carrying out processing such as pattern formation.

また、一部の反りの大きな基板110では吸引口8を大気解放したときに反りが戻る場合も少なからずある。この場合は、基板110の反りの状況により吸引口8を介してα×マイナス1気圧(αは1より小さい整数)程度の負圧を吸引部によって付加するようにすればよい。あるいは、吸引部により基板110の裏面とチャック1との空間を吸引する前に吸引口8からの圧力をマイナス1気圧程度の負圧とし、吸引口8からの圧力をα×マイナス1気圧(αは1より小さい整数)の負圧とする。これにより、基板110の矯正前後の切り替えをする必要はなくなり、反りが戻ることはなくなる。 In addition, there are many cases where the warp returns when the suction port 8 is exposed to the atmosphere in the substrate 110 having a large warp. In this case, a negative pressure of about α×−1 atmospheric pressure (α is an integer smaller than 1) may be applied by the suction portion through the suction port 8 depending on the warpage of the substrate 110 . Alternatively, before the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1 is sucked by the suction unit, the pressure from the suction port 8 is set to a negative pressure of about minus 1 atmosphere, and the pressure from the suction port 8 is set to α×minus 1 atmosphere (α is an integer smaller than 1). As a result, there is no need to switch between before and after correcting the substrate 110, and the warp is not restored.

また、例えば、上記各実施例の基板保持装置101のうち少なくとも2つを組わせるようにしてもよい。つまり、図3、図6、図7、及び図10に図示されたチャック1のうち少なくとも2つを組み合わせたチャックを用いた基板保持装置101としてもよい。 Further, for example, at least two of the substrate holding devices 101 of the above embodiments may be combined. That is, the substrate holding device 101 may use a chuck that is a combination of at least two of the chucks 1 shown in FIGS.

なお、上記各実施例においては、凸部2は、チャック1の底部に所定の距離で格子状に底部に配置されているが、これに限らない。例えば、基板110の内周側と外周側それぞれにおいて凸部2間の距離を任意に設定してもよい。さらに、均一の距離ではなく、不均一な距離としてしてもよい。 In each of the embodiments described above, the protrusions 2 are arranged on the bottom of the chuck 1 at a predetermined distance in a grid pattern, but the present invention is not limited to this. For example, the distance between the protrusions 2 may be arbitrarily set on each of the inner peripheral side and the outer peripheral side of the substrate 110 . Furthermore, the distance may be non-uniform instead of uniform.

また、上記各実施例におけるチャック1は、真空吸着方式のものとしているが、これに限らず、例えば、静電チャック方式のものでもよいし、真空吸着方式と静電チャック方式など他の方式を併用するものでもよい。それらの場合、本実施例の真空圧Pは、他の方式の吸着力、あるいはそれに真空圧を足したものに置き換えればよい。 Further, although the chuck 1 in each of the above embodiments is of the vacuum chucking type, it is not limited to this, and may be of the electrostatic chucking type, or may be of the vacuum chucking type and the electrostatic chucking type. It may be used in combination. In those cases, the vacuum pressure P in this embodiment may be replaced with another type of adsorption force or with a vacuum pressure added thereto.

また、上記各実施例におけるチャック1は、ピンチャックを用いているが、これに限らず、その他の形状でもよい。例えば、吸着溝である同心円状の環状凹部と基板支持面となる同心円状の環状凸部が交互に構成された、いわゆるリング状チャックであってもよい。また、隔壁は、隔壁5と補助隔壁7のみに限らず、隔壁5と補助隔壁7以外の隔壁をチャック1に配置するようにしてよい。 Moreover, although the chuck 1 in each of the above embodiments uses a pin chuck, it is not limited to this, and other shapes may be used. For example, it may be a so-called ring-shaped chuck in which concentric annular concave portions that are suction grooves and concentric annular convex portions that are substrate support surfaces are alternately formed. Moreover, the partition walls are not limited to the partition walls 5 and the auxiliary partition walls 7 , and partition walls other than the partition walls 5 and the auxiliary partition walls 7 may be arranged in the chuck 1 .

<物品製造方法に係る実施例>
次に、上述した各実施例の露光装置100を利用したデバイスの製造方法の実施形態を説明する。図11は、微小デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造のフローを示す。ステップ1(回路設計)ではデバイスのパターン設計を行なう。
<Example related to article manufacturing method>
Next, an embodiment of a device manufacturing method using the exposure apparatus 100 of each embodiment described above will be described. FIG. 11 shows a manufacturing flow of microdevices (semiconductor chips such as ICs and LSIs, liquid crystal panels, CCDs, thin film magnetic heads, micromachines, etc.). In step 1 (circuit design), device pattern design is performed.

ステップ2(マスク製作)では設計したパターンを形成したマスク(モールド、型)を製作する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハ(基板)を製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。 In step 2 (mask production), a mask (mold) having the designed pattern is produced. On the other hand, in step 3 (wafer production), a wafer (substrate) is produced using a material such as silicon or glass. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and the mask and wafer prepared above are used to form actual circuits on the wafer by lithography.

次のステップ5(組立)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷(ステップ7)される。 The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of converting the wafer produced in step 4 into semiconductor chips. including. In step 6 (inspection), the semiconductor device manufactured in step 5 is inspected such as an operation confirmation test and a durability test. A semiconductor device is completed through these steps and shipped (step 7).

図12は、上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)ではウエハにレジストを塗布する。ステップ16(露光)では上述した投影露光装置によってマスクの回路パターンをウエハの複数のパターン形成領域に並べて焼き付け露光する。ステップ17(現像)では露光したウエハを現像する。ステップ18(エッチング)では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。 FIG. 12 shows a detailed flow of the above wafer process. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 13 (electrode formation), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step 15 (resist processing), a resist is applied to the wafer. In step 16 (exposure), the circuit pattern of the mask is laid out on a plurality of pattern forming regions of the wafer and printed and exposed by the above-described projection exposure apparatus. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are scraped off. In step 19 (resist stripping), the unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

このように、本実施例のチャック1を用いたデバイスの製造方法によれば、基板の歪みや反りが抑制されるので、デバイスの精度や歩留まり等が向上する。これにより、従来は製造が困難であった高集積度のデバイスを安定的に低コストで製造することができる。 As described above, according to the device manufacturing method using the chuck 1 of the present embodiment, the distortion and warp of the substrate are suppressed, so that the precision and yield of the device are improved. As a result, a highly integrated device, which has been difficult to manufacture in the past, can be stably manufactured at low cost.

<その他の実施例>
以上、本発明をその好適な実施例に基づいて詳述してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
<Other Examples>
The present invention has been described in detail above based on its preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible based on the gist of the present invention. They are not excluded from the scope of the invention.

また、上記実施例における制御の一部または全部を上述した実施例の機能を実現するコンピュータプログラムをネットワーク又は各種記憶媒体を介して基板保持装置101や基板処理装置等に供給するようにしてもよい。そしてその基板保持装置101や基板処理装置等におけるコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。その場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。 Further, a computer program that implements the functions of the above embodiments may be supplied to the substrate holding apparatus 101, the substrate processing apparatus, etc. via a network or various storage media for part or all of the control in the above embodiments. . Then, the computer (or CPU, MPU, etc.) in the substrate holding device 101, the substrate processing device, or the like may read and execute the program. In that case, the program and the storage medium storing the program constitute the present invention.

101 基板保持装置
1 チャック
2 凸部
3 凸部(外周側凸部)
4 凸部(内周側凸部)
5 隔壁
6 吸引口

101 Substrate holding device 1 Chuck 2 Projection 3 Projection (peripheral projection)
4 Convex part (inner peripheral side convex part)
5 partition wall 6 suction port

Claims (20)

基板を吸着保持するためのチャックであって、
吸着保持された前記基板の裏面に当接する複数の凸部と、
環状の隔壁と、
前記複数の凸部と前記隔壁が配置された底部と、を含み、
前記複数の凸部は、前記隔壁の外側に配置された第1凸部、及び前記隔壁の内側であって前記隔壁を挟んで前記第1凸部と隣り合う位置に配置された第2凸部を1つのグループとする複数のグループから構成され、
前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第1凸部と前記第2凸部の間の距離をL、当該第2凸部と前記隔壁の間の距離をsとするとき、
s/L<0.5
を満たすことを特徴とするチャック。
A chuck for holding a substrate by suction,
a plurality of protrusions abutting on the rear surface of the substrate held by suction;
an annular partition;
including a bottom portion on which the plurality of convex portions and the partition walls are arranged;
The plurality of protrusions include a first protrusion arranged outside the partition wall, and a second protrusion arranged inside the partition wall and adjacent to the first protrusion portion with the partition wall interposed therebetween. is composed of multiple groups with
When the distance between the first convex portion and the second convex portion included in each of the plurality of groups is L, and the distance between the second convex portion and the partition wall is s,
s/L<0.5
A chuck characterized by satisfying
前記隔壁は、前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第2凸部よりも低い高さであることを特徴とする請求項1に記載のチャック。 2. The chuck according to claim 1, wherein the partition wall has a height lower than that of the second projections included in each of the plurality of groups. 前記隔壁は隣り合う2重の隔壁から構成されることを特徴とする請求項1または2に記載のチャック。 3. The chuck according to claim 1, wherein said partition is composed of two adjacent partitions. 前記2重の隔壁の内の外側の隔壁は、前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第1凸部よりも低い高さであることを特徴とする請求項3に記載のチャック。 4. The chuck according to claim 3, wherein outer partition walls of said double partition walls are lower in height than said first projections included in each of said plurality of groups. 前記隔壁の内周側を吸引するための第1の吸引口を前記底部に備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のチャック。 5. The chuck according to any one of claims 1 to 4, wherein the bottom portion is provided with a first suction port for sucking the inner peripheral side of the partition wall. 前記2重の隔壁の間を吸引するための第2の吸引口を前記底部に備えることを特徴とする請求項3または4に記載のチャック。 5. The chuck according to claim 3, wherein the bottom portion is provided with a second suction port for sucking between the double partition walls. 前記隔壁は前記基板の径より小さい径であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のチャック。 7. The chuck according to claim 1, wherein said partition has a diameter smaller than that of said substrate. 前記複数の凸部とは異なる凸部である第3凸部を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のチャック。 8. The chuck according to any one of claims 1 to 7, further comprising a third protrusion that is different from the plurality of protrusions. 前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第1凸部の高さをho、前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第2凸部の高さをhi、とするとき、
hi>ho
を満たすことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のチャック。
When the height of the first convex portion included in each of the plurality of groups is ho, and the height of the second convex portion included in each of the plurality of groups is hi,
hi>ho
9. The chuck according to any one of claims 1 to 8, wherein:
前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第1凸部は、前記底部に配置された前記複数の凸部の内の最も外周側に配置される凸部であることを特徴とする請求項9に記載のチャック。 10. The method according to claim 9, wherein the first convex portion included in each of the plurality of groups is a convex portion arranged on the outermost side of the plurality of convex portions arranged on the bottom portion. Chuck as described. 前記隔壁の高さは、前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第2凸部の高さ以下であることを特徴とする請求項9または10に記載のチャック。 11. The chuck according to claim 9, wherein the height of the partition wall is equal to or less than the height of the second protrusions included in each of the plurality of groups. 前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第1凸部の断面積をSo、前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第2凸部の断面積をSi、とするとき、
Si>So
を満たすことを特徴とする請求項9乃至11のいずれか1項に記載のチャック。
When the cross-sectional area of the first convex portion included in each of the plurality of groups is So, and the cross-sectional area of the second convex portion included in each of the plurality of groups is Si,
Si>So
12. The chuck according to any one of claims 9 to 11, wherein:
前記隔壁は、前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第2凸部よりも前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第1凸部に近い位置に配置されることを特徴とする請求項9乃至12のいずれか1項に記載のチャック。 9. The partition wall is arranged at a position closer to the first protrusions included in each of the plurality of groups than to the second protrusions included in each of the plurality of groups. 13. The chuck of claim 12. 前記隔壁は隣り合う2重の隔壁から構成されることを特徴とする請求項9乃至13のいずれか1項に記載のチャック。 14. The chuck according to any one of claims 9 to 13, wherein said partition consists of two adjacent partitions. 前記2重の隔壁の内の外側の隔壁は、前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第2凸部よりも低い高さであることを特徴とする請求項14に記載のチャック。 15. The chuck according to claim 14, wherein outer partition walls of said double partition walls are lower in height than said second protrusions included in each of said plurality of groups. 請求項1に記載の前記チャックを有する前記基板を吸着保持するための基板保持装置であって、
前記基板の歪みを示すディストーションをdx、前記基板のヤング率をE、前記基板の厚さをh、前記基板に対する吸引圧力をPvとするとき、
前記隔壁の配置位置が、
dx<補正係数×(h/2)×PvL/4Eh(3u-4u
を満たすことを特徴とする基板保持装置。
A substrate holding device for sucking and holding the substrate having the chuck according to claim 1,
When the distortion indicating the distortion of the substrate is dx, the Young's modulus of the substrate is E, the thickness of the substrate is h, and the suction pressure to the substrate is Pv,
The arrangement position of the partition is
dx<correction coefficient×(h/2)×PvL 3 /4Eh 3 (3u 4 −4u 3 )
A substrate holding device characterized by satisfying:
前記基板の平面度をdz、最外周に配置された前記第1凸部より外側方向に突出した前記基板の寸法をoh、とするとき、
前記隔壁の配置位置が、
dz<補正係数×oh×PvL/4Eh(3u-4u
を満たすことを特徴とする請求項16に記載の基板保持装置。
When the flatness of the substrate is dz, and the dimension of the substrate projecting outward from the first convex portion arranged on the outermost periphery is oh,
The arrangement position of the partition is
dz<correction coefficient×oh×PvL 3 /4Eh 3 (3u 4 −4u 3 )
17. The substrate holding device according to claim 16, wherein:
前記隔壁の内周側を吸引するための流路の開閉をするバルブと、前記バルブを制御する制御部を備えることを特徴とする請求項16または17に記載の基板保持装置。 18. The substrate holding apparatus according to claim 16, further comprising a valve for opening and closing a channel for sucking the inner peripheral side of said partition wall, and a controller for controlling said valve. 請求項16乃至18のいずれか1項に記載の前記基板保持装置によって吸着保持された前記基板をパターン形成処理することを特徴とする基板処理装置。 19. A substrate processing apparatus, wherein a pattern forming process is performed on the substrate held by suction by the substrate holding device according to claim 16. 請求項19に記載の前記基板処理装置を用いて基板にパターンを形成するパターン形成工程と、
前記パターン形成工程で前記パターンが形成された前記基板を加工する加工工程と、
前記加工工程で加工された前記基板から物品を製造する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。

a pattern forming step of forming a pattern on a substrate using the substrate processing apparatus according to claim 19;
a processing step of processing the substrate on which the pattern is formed in the pattern forming step;
a step of manufacturing an article from the substrate processed in the processing step;
A method for manufacturing an article, comprising:

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