JP2023077250A - 基板保持装置、リソグラフィ装置、基板保持方法、および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反りを有する基板を保持するために有利な技術を提供する。【解決手段】反りを有する基板を保持する基板保持装置は、前記基板を保持する保持面を有するステージと、前記基板に振動を与える加振部と、前記ステージに前記基板を保持させる処理を制御する制御部と、を備え、前記保持面は、前記基板の第１部分を保持する第１保持領域と、前記基板のうち前記第１部分とは異なる第２部分を保持する第２保持領域とを含み、前記制御部は、前記処理において、前記基板の前記第１部分を前記第１保持領域に保持させた状態で前記第２保持領域から離間する前記基板の前記第２部分に対し、前記加振部により振動を与えて共振させることにより、前記第２保持領域と前記第２部分とを接触させて前記第２保持領域に前記第２部分を保持させる。【選択図】図６

Description

本発明は、基板保持装置、リソグラフィ装置、基板保持方法、および物品の製造方法に関する。

近年における半導体デバイスや液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウェハやガラスプレートなどの基板上に複数の層を堆積させたり、基板に対してストレスの強い膜や比較的厚い膜を形成したりすることがある。このような場合、基板に反りが生じうるため、露光装置で基板上にパターンを形成する工程等において、基板保持装置（基板ステージ）に基板を正常に保持させることが困難になりうる。そのため、基板の保持に関して、基板の反りを矯正するための技術が従来から提案されている。例えば、特許文献１には、基板の反りを矯正する外周押さえ部材を有する移載装置が開示されている。また、特許文献２には、反り基板の裏面とチャック上面との間にできる隙間を封止するシール構造を設けたチャック装置が開示されている。

特開２００１－２８４４３４号公報 実開昭５４－１６４９８２号公報

特許文献１および特許文献２に記載された装置では、基板の反りを矯正するための部材を基板の表面（パターンを形成する面）もしくは基板の外周端部に接触させるため、基板へ異物が付着したり基板が汚染されたりするリスクが高くなりうる。したがって、基板の表面および外周端部に接触させる部材を用いなくとも、基板の反りが低減されるように当該基板を基板ステージに保持させることができる構成・方法が望まれる。

そこで、本発明は、反りを有する基板を保持するために有利な技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての基板保持装置は、反りを有する基板を保持する基板保持装置であって、前記基板を保持する保持面を有するステージと、前記基板に振動を与える加振部と、前記ステージに前記基板を保持させる処理を制御する制御部と、を備え、前記保持面は、前記基板の第１部分を保持する第１保持領域と、前記基板のうち前記第１部分とは異なる第２部分を保持する第２保持領域とを含み、前記制御部は、前記処理において、前記基板の前記第１部分を前記第１保持領域に保持させた状態で前記第２保持領域から離間する前記基板の前記第２部分に対し、前記加振部により振動を与えて共振させることにより、前記第２保持領域と前記第２部分とを接触させて前記第２保持領域に前記第２部分を保持させる、ことを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、反りを有する基板を保持するために有利な技術を提供することができる。

露光装置の構成例を示す概略図 露光装置における基板搬送系の構成例を示す概略図 基板ステージ上に基板を供給する処理を説明するための図 基板ステージ（保持面）の構成例を示す模式図 基板保持装置における保持処理を示すフローチャート 基板駆動機構を加振部として用いたときの保持処理の様子を時系列で示す模式図 加振部により基板の外周部に振動を与える時間を説明するための図 基板の外周部における共振モードを説明するための図 加振部によって基板の外周部に与える振動の周波数を変化させる例を示す図 リフトピンを駆動するアクチュエータを加振部として用いたときの保持処理の様子を時系列で示す模式図 基板ステージ（保持面）の変形例を示す模式図 基板送り込みハンドを加振部として用いたときの保持処理の様子を時系列で示す模式図 基板送り込みハンドを加振部として用いたときの保持処理の様子を時系列で示す模式図 第５実施形態基板ステージの保持面の構成例を示す模式図 噴射部からの気体の噴射タイミングを示す図 音波出力部を加振部として用いたときの保持処理の様子を時系列で示す模式図

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

以下の実施形態では、基板上にパターンを形成するリソグラフィ装置として、基板を露光して原版のパターンを基板上に転写する露光装置を例示し、本発明に係る基板保持装置を露光装置に適用する例を説明するが、それに限られるものではない。例えば、モールドを用いて基板上の組成物を成形する成形装置（インプリント装置、平坦化装置）や、荷電粒子線を用いて基板上にパターンを形成する描画装置などの他のリソグラフィ装置においても、本発明に係る基板保持装置を適用することができる。また、本発明に係る基板保持装置は、リソグラフィ装置に限られず、基板に対して計測を行う計測装置や、基板を加工する加工装置など、他の周知の処理を行う処理装置に適用可能である。

本明細書および添付図面では、後述の投影光学系５の光軸に沿った方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直な面をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向を示す。ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ平行な方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向とし、Ｘ軸周りの回転、Ｙ軸周りの回転、Ｚ軸周りの回転をそれぞれθＸ方向、θＹ方向、θＺ方向とする。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に関する制御または駆動を意味する。また、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸周りの回転方向、Ｙ軸周りの回転方向、Ｚ軸周りの回転方向に関する制御または駆動を意味する。また、位置は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標に基づいて特定されうる情報であり、傾き（姿勢）は、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の値で特定されうる情報である。位置決めは、位置および／または傾き（姿勢）を制御することを意味する。なお、以下の説明において、「Ｘ軸方向」と記載している場合、それは＋Ｘ軸方向および－Ｘ軸方向を含むものとして定義されうる。「Ｙ軸方向」および「Ｚ軸方向」についても同様である。

＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態の露光装置１００の構成例を示す概略図である。本実施形態の露光装置１００は、基板９を露光して原版２のパターンを基板上に転写する露光処理を行う装置である。露光処理は、基板９におけるショット領域の各々に対して行われうる。

露光装置１００は、例えば、照明系１と、原版ステージ３と、投影光学系５（投影露光レンズ）と、基板ステージ８（基板チャック）と、基板駆動機構６とを備えうる。照明系１は、原版２を照明する。原版２は、マスクやレチクルであり、基板上に転写されるべき回路パターンを有する。原版ステージ３は、真空力や静電力などの吸引力を発生して原版２を保持するとともに、不図示の駆動機構によって複数の軸方向（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸方向）の各々に移動可能に構成されうる。投影光学系５は、照明系１により照明された原版２のパターンを基板上に投影する。基板ステージ８は、真空力や静電力などの吸引力を発生して基板９を保持（吸引保持）する保持面を有するとともに、基板駆動機構６によって複数の軸方向（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸方向）の各々に移動可能に構成されうる。基板９としては、例えば半導体ウェハやガラスプレートが用いられうる。基板駆動機構６は、基板ステージ８を複数の軸方向の各々に駆動することにより、基板ステージ８によって保持された基板９を複数の軸方向の各々に駆動する。

ここで、基板ステージ８および基板駆動機構６は、基板９を保持する基板保持装置の一部を構成するものとして理解されてもよい。基板保持装置の具体的な構成については後述する。また、照明系１、原版ステージ３および投影光学系５は、基板保持装置（基板ステージ８）により保持された基板上にパターンを形成する形成部を構成するものとして理解されてもよい。

また、露光装置１００は、原版位置計測部４と、基板位置計測部７と、オートフォーカスユニット１０とを備えうる。原版位置計測部４は、例えばレーザ干渉計を含み、原版ステージ３によって保持された原版２のＸＹ方向（ＸＹ平面に沿った方向）の位置を計測する。基板位置計測部７は、例えばレーザ干渉計を含み、基板ステージ８によって保持された基板９のＸＹ方向の位置を計測する。オートフォーカスユニット１０は、基板９の表面（被露光面）に光を斜入射させ、当該表面で反射された光を検出することにより、基板９の表面位置（ピント位置）を計測する。なお、本実施形態の場合、基板駆動機構６は、基板ステージ８を支持してＸＹ方向に移動することにより基板ステージ８および基板９をＸＹ方向に駆動するように構成されている。そのため、基板位置計測部７は、基板駆動機構６のＸＹ方向の位置を計測することで、その計測結果に基づいて基板９のＸＹ方向の位置を求めることができる。

次に、露光装置１００における基板９の搬送について図２を参照しながら説明する。図２は、露光装置１００を上方（＋Ｚ軸方向）から見た模式図であり、基板ステージ８の上に基板９を搬送（搬入、搬出）するための基板搬送系の構成例を示している。図２の例では、チャンバ３０と、基板ステージ８と、基板駆動機構６と、プリアライメント部１３と、基板搬送用ハンド１４と、基板送り込みハンド１２と、制御部１５と、基板搬入ステーション１６と、基板搬出ステーション１７とが示されている。

チャンバ３０は、露光環境を一定の温度および湿度に維持する。基板ステージ８は、基板９を保持するとともに、基板９の露光処理を行う際には投影光学系５の下方に配置される。また、基板ステージ８は、基板駆動機構６の駆動により、図２において三角で示されている基板回収位置１８および基板供給位置１９にも移動しうる。基板回収位置１８は、露光処理が行われた基板９を基板ステージ８上から回収する際に基板ステージ８が移動する（配置される）位置である。基板供給位置１９は、プリアライメントが行われた基板９を基板ステージ８上に搬送（供給）する際に基板ステージ８が移動する（配置される）位置である。

制御部１５は、例えばＣＰＵなどのプロセッサやメモリを有するコンピュータによって構成され、露光装置１００の各部を制御することにより露光装置１００で行われる各処理（例えば、基板ステージ８による基板９の保持処理、基板９の露光処理）を制御する。図２の例では、制御部１５は、ユーザインタフェース３１と電気的に接続されている。なお、制御部１５は、１台のコンピュータによって構成されていてもよいし、複数台のコンピュータにより構成されていてもよい。

基板搬入ステーション１６は、チャンバ３０の外部から搬入された基板９（即ち、露光装置１００において露光処理が未だ行われていない基板９）が配置される場所である。基板搬出ステーション１７は、露光装置１００において露光処理が既に行われた基板９（即ち、チャンバ３０の外部へ搬出される基板９）が配置される場所である。プリアライメント部１３は、露光処理に先立って基板９のプリアライメント（前処理）を行う。プリアライメントは、例えば、基板９を回転させながら基板９の中心位置や、基板９の向き、基板９の反り量を検出する処理でありうる。

基板搬送用ハンド１４は、基板搬入ステーション１６からプリアライメント部１３に基板９を搬送したり、基板回収位置１８に配置された基板ステージ８上から基板９を回収して基板搬出ステーション１７に搬送したりする基板搬送機構である。また、基板送り込みハンド１２は、プリアライメント部１３でプリアライメントが行われた基板を、基板供給位置１９に配置された基板ステージ８上に搬送する基板搬送機構（搬送部）である。

ここで、基板ステージ８には、基板ステージ８の保持面に対して基板９を昇降するために当該保持面から突出可能な複数のリフトピン１１（図２では３本）が設けられる。複数のリフトピン１１は、基板送り込みハンド１２によって基板ステージ８上に基板９を供給する際、および、基板搬送用ハンド１４によって基板ステージ８上から基板９を回収する際に、基板ステージ８の保持面から突出して基板９と当該保持面とを離間させる。このように基板ステージ８の保持面から複数のリフトピン１１を突出させることにより、基板送り込みハンド１２および／または基板搬送用ハンド１４を基板９と基板ステージ８の保持面との間に挿入させることができる。なお、基板ステージ８の保持面からのリフトピン１１の突出は、リフトピン１１を停止させた状態で基板ステージ８を上下移動させることで行われてもよいし、基板ステージ８を停止させた状態でリフトピン１１を上下移動させることで行われてもよい。複数のリフトピン１１は、基板ステージ８と一体でＸＹ方向に移動するように構成されうる。

次に、基板送り込みハンド１２により基板９を基板ステージ８上に供給する（受け渡す）処理について、図３を参照しながら説明する。図３は、基板送り込みハンド１２が基板ステージ８上に基板９を供給する処理を説明するための図であり、図３（ａ）～（ｅ）は、基板送り込みハンド１２および基板ステージ８のリフトピン１１の動作を時系列で示している。

まず、プリアライメント部１３でプリアライメントが行われた基板９を基板送り込みハンド１２に回収させる。そして、基板送り込みハンド１２を＋Ｙ軸方向に駆動し（図３（ａ））、基板供給位置１９に配置された基板ステージ８の保持面８ａの上方に基板９を配置する（図３（ｂ））。このとき、基板ステージ８の保持面８ａからリフトピン１１が突出した状態であるため、基板送り込みハンド１２は、当該リフトピン１１に基板９が接触しないように、基板ステージ８の保持面の上方に基板９を移動させる。次いで、基板送り込みハンド１２を－Ｚ軸方向に駆動することにより基板９を下降させて基板９をリフトピン１１上に配置し（図３（ｃ））、基板送り込みハンド１２を－Ｙ軸方向に駆動して退避させる（図３（ｄ））。これにより、基板送り込みハンド１２によってリフトピン１１上に基板９を供給する処理が終了し、基板９がリフトピン１１上に配置される。そして、基板ステージ８の保持面８ａからのリフトピン１１の突出量を減少させることにより、基板ステージ８の保持面８ａ上に基板９を配置（載置）することができる（図３（ｅ））。

［基板保持装置について］
露光装置１００により露光処理が行われる基板９は、複数の層が堆積されたり、基板９に対してストレスの強い膜や比較的厚い膜が形成されたりすることによって、反りが生じていることがある。このように基板９に反りが生じていると、露光処理によって基板９上にパターンを精度よく形成することが困難になるため、基板９の反りが低減（矯正）されるように基板ステージ８に基板９を保持させることが望まれる。そこで、本実施形態の露光装置１００には、反りを有する基板９を保持することができる基板保持装置が設けられる。基板保持装置は、基板９を保持する保持面８ａを有する基板ステージ８と、基板９に振動を与える加振部と、基板ステージ８に基板９を保持させる処理（保持処理）を制御する制御部１５とを含む。

まず、本実施形態の基板ステージ８の構成について説明する。図４は、本実施形態の基板ステージ８の保持面８ａを上方（＋Ｚ軸方向）から見た模式図であり、基板ステージ８（保持面８ａ）の構成例を示している。基板ステージ８の保持面８ａは、基板９の第１部分を保持（吸引保持）する第１保持領域８１と、基板９のうち第１部分とは異なる第２部分を保持（吸引保持）する第２保持領域８２とを有する。そして、第１保持領域８１と第２保持領域８２とで、基板９を吸引するための吸引力を個別に制御することができるように構成されうる。ここで、基板９の第１部分は、基板９が保持面８ａの上に載置されたときに当該保持面８ａに接触する部分であり、本実施形態では基板９の中央部として説明する。基板９の第２部分は、基板９が保持面８ａの上に載置されたときに基板９の反りに起因して当該保持面８ａから離間する部分であり、本実施形態では基板９の外周部として説明する。

第１保持領域８１は、基板ステージ８の本体部分から＋Ｚ軸方向に突出した第１隔壁部材８３ａによって囲まれた領域であり、基板９の中央部を正常に保持したときに密閉空間となる。第１保持領域８１には、配管を介して真空源８８ａに接続された孔８４ａが設けられており、圧力計８９ａによって第１保持領域８１の真空圧（吸引力）が検出される。第１隔壁部材８３ａは、例えば、基板９が保持面８ａ上に載置されたときに当該保持面８ａに接触する基板９の中央部が第１保持領域８１によって確実に保持されるように、基板９の径の半分以下の径で構成されるとよい。

第２保持領域８２は、基板ステージ８の本体部分から＋Ｚ軸方向に突出した第２隔壁部材８３ｂによって囲まれ、且つ、第１隔壁部材８３ａによって第１保持領域８１と仕切られた領域であり、基板９の外周部を正常に保持したときに密閉空間となる。第２保持領域８２には、配管を介して真空源８８ｂに接続された孔８４ｂが設けられており、圧力計８９ｂによって第２保持領域８２の真空圧（吸引力）が検出される。第２隔壁部材８３ｂは、第２保持領域８２によって基板９の外周部が正常に保持されたときに基板９の外周端部に接触するように基板９の外形より僅かに小さい径で構成されるとよい。また、第２保持領域８２には、複数のリフトピン１１を保持面８ａから突出させるために複数のリフトピン１１がそれぞれ貫通する複数の貫通孔８５（図４では３個）が設けられている。複数の貫通孔８５は、それぞれ隔壁部材８６によって囲まれている。

第１保持領域８１および第２保持領域８２の各々には、ピン形状やリブ形状に形成された複数の凸部８７が設けられている。図４では、各保持領域８１～８２に形成された複数の凸部８７の一部のみが示されているが、当該複数の凸部８７は、保持面８（各保持領域８１～８２）の全体に対して設けられうる。

このように基板ステージ８の保持面８ａを構成することにより、第１保持領域８１および第２保持領域８２の各々に発生させる吸引力（真空力、保持力）を個別に制御することができる。なお、図４では、保持面８ａを２つの保持領域８１～８２で構成した例を示したが、３つ以上の保持領域で構成してもよい。また、図４では、各保持領域８１～８２を同心円状の領域として構成したが、同心円状や円形状でなく多角形状であってもよい。さらに、図４の例では、第１保持領域８１と第２保持領域８２とで別々の真空源８８ａ、８８ｂを用いたが、共通の真空源を用いてもよい。

次に、本実施形態の基板保持装置における、反りを有する基板９を基板ステージ８に保持させる保持処理について、図５～図６を参照しながら説明する。図５は、本実施形態の基板保持装置における保持処理を示すフローチャートである。図５のフローチャートにおける各工程は制御部１５によって実行されうる。また、図６は、本実施形態の基板保持装置における保持処理の様子を時系列で示す模式図である。図６には、基板９、基板ステージ８および基板駆動機構６が図示されている。本実施形態では、基板９が下凸形状の反りを有し、基板９に振動を与える加振部として基板駆動機構６を用いる例を説明する。

ステップＳ１１では、制御部１５は、図３を用いて前述したように、基板送り込みハンド１２により基板ステージ８の保持面８ａ上に基板９を載置（配置）する。次いで、ステップＳ１２では、制御部１５は、真空源８８ａ～８８ｂを制御することにより、基板ステージ８の保持面８ａにおける第１保持領域８１および第２保持領域８２の各々に吸引力を発生させる。このとき、図６（ａ）に示されるように、基板９の中央部（第１部分）は、ステップＳ１１で基板９が保持面８ａ上に載置されたときに第１隔壁部材８３ａに接触するため、第１保持領域８１によって保持される。一方、基板９の外周部（第２部分）は、基板９の反りに起因して保持面８ａ（第２保持領域８２）から離間しているため、基板９の外周端部が第２隔壁部材８３ｂに接触せず、第２保持領域８２によって保持されない。

ステップＳ１３では、制御部１５は、図６（ｂ）に示されるように、第１保持領域８１および第２保持領域８２の各々に吸引力を発生させながら、加振部によって基板９の外周部（第２部分）に振動を与えて当該外周部を共振させる。つまり、第１保持領域８１で基板９の中央部を保持して基板ステージ８と基板９との位置関係を固定した状態において、第２保持領域８２に吸着力を発生させながら、加振部によって基板９の外周部に振動を与えて当該外周部を共振させる。

本実施形態の場合、加振部として基板駆動機構６が用いられ、基板駆動機構６によって基板ステージ８を振動させることにより基板９の外周部に振動を与える。このとき、制御部１５は、基板９の中央部が第１保持領域８１に保持された状態で基板９の外周部が共振する共振周波数の情報を取得し、当該共振周波数で加振部（基板駆動機構６）により基板９の外周部に振動を与えうる。制御部１５は、図７に示されるように、共振周波数の逆数によって得られる共振周期の１／２以上の時間で加振部（基板駆動機構６）により基板９の外周部に振動を与えるとよい。また、制御部１５は、基板９の反り量を示す情報を取得し、当該反り量以上の振幅で基板９の外周部が共振するように、加振部（基板駆動機構６）により基板９の外周部に振動を与えうる。これにより、基板９の外周部がＺ軸方向に揺動するため、基板９の外周部を第２保持領域８２に接触させ（即ち、基板９の外周端部を基板ステージ８の第２隔壁部材８３ｂに接触させ）、第２保持領域８２に基板９の外周部を保持させることができる。なお、共振周波数は、基板９の固有振動数として理解されてもよい。

ステップＳ１４では、制御部１５は、圧力計８９ｂによって検出された第２保持領域８２の真空圧（吸引力）が許容範囲内であるか否かを判断する。許容範囲は、第２保持領域８２によって基板９の外周部が正常に保持されたときの真空圧（吸引力）に設定されうる。圧力計８９ｂによって検出された真空圧が許容範囲内である場合には、第２保持領域８２によって基板９の外周部が正常に保持されたと判断して終了する。一方、圧力計８９ｂによって検出された真空圧が許容範囲内にない場合にはステップＳ１３を繰り返す。なお、制御部１５は、ステップＳ１３に戻る度に、加振部により基板９の外周部に与える振動の周波数および振幅を変更してもよい。

次に、前述したステップＳ１３において基板９の外周部が共振するように基板９に与える振動の周波数および振幅について説明する。制御部１５には、共振周波数リスト、共振振幅リスト、および基板反り量リストが記憶されている。共振周波数リストとは、基板９の厚み、寸法（大きさ）、材質等の様々な組み合わせに対する基板９の共振周波数を示すリストであり、実験やシミュレーションなどにより事前に取得される。共振振幅リストとは、基板９に与える振動の各周波数における入力振幅に対する共振振幅を示すリストであり、実験やシミュレーションなどにより事前に取得される。また、基板反り量リストとは、基板９の厚み、寸法、材質等の様々な組み合わせに対して基板９に生じると想定（推定）される反り量のリストであり、実験やシミュレーションなどにより事前に取得される。

制御部１５は、基板９の厚み、寸法、材質等の情報（以下、基板情報と呼ぶことがある）を取得する。基板情報は、ユーザインタフェース３１を介してユーザにより入力された情報であってもよいし、外部の測定装置での測定により得られた情報であってもよい。そして、制御部１５は、基板反り量リストを参照することにより、基板情報に対応する基板９の反り量の情報を取得する。なお、本実施形態では、基板情報に基づいて基板反り量リストから基板９の反り量の情報を取得したが、プリアライメント部１３または外部の測定装置で計測された基板９の反り量の情報を当該プリアライメント部１３または外部の測定装置から取得してもよい。

また、制御部１５は、共振周波数リストを参照することにより、基板情報に対応する共振周波数の情報を取得する。さらに、制御部１５は、基板情報に対応する共振周波数について共振振幅リストを参照することにより、取得した基板９の反り量以上の振幅が得られる入力振幅の情報を取得する。制御部１５は、このように取得された共振周波数の情報および入力振幅の情報に基づいて加振部（基板駆動機構６）により基板９に振動を与える。これにより、基板９の外周部を、第２保持領域８２に接触するように共振させることができる。

ここで、基板の反りの状態（形状）によっては、１次の共振周波数で基板９の外周部を振動させるだけでは、当該外周部を効率よく共振（揺動）させることが困難になることがある。そのため、１次の共振周波数だけでなく、２次以上の共振周波数も用いて基板９の外周部を振動させてもよい。これにより、図８に示されるように、様々な共振モードで基板９の外周部を共振させることができるため、より効率的に基板９の外周部を第２保持領域８２に保持させることができる。図８（ａ）は１次共振モード（１次共振周波数）での基板９の振動、図８（ｂ）は２次共振モード（２次共振周波数）での基板９の振動、図８（ｃ）は３次共振モード（３次共振周波数）での基板９の振動をそれぞれ示している。

例えば、制御部１５は、共振周波数リストとして、１次共振周波数を示すリスト、２次共振周波数を示すリスト、および３次共振周波数を示すリストを事前に取得しておき、基板情報に対応する１次～３次共振周波数の情報を取得するとよい。そして、制御部１５は、１次～３次共振周波数を、低次の周波数から順番に加振部により基板９に振動を与えるとよい。なお、基板９に与える振動の周波数は、１次～３次共振周波数に限られず、１次～２次共振周波数のみであってもよいし、４次以上の共振周波数を更に加えてもよい。また、基板９に与える振動の方向としては、水平方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）や鉛直方向（Ｚ軸方向）など任意の方向でよいが、基板ステージ８の保持面８ａに直交する方向（Ｚ軸方向）にすることで、基板９の外周部を効率的に共振させることができる。

上述したように、本実施形態の基板保持装置は、基板９の中央部を第１保持領域８１に保持させた状態で第２保持領域８２から離間する基板９の外周部に対し、加振部（基板駆動機構６）により振動を与えて共振させる。これにより、第２保持領域８２と基板９の外周部とを接触させて第２保持領域８２に当該外周部を保持させることができる。即ち、基板９の表面および外周端部に接触させる部材を用いなくとも、基板９の反りが低減されるように当該基板９を基板ステージ８に保持させることができる。

＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態について説明する。第１実施形態では、所定の共振周波数で基板９の外周部に振動を与える例について説明した。本実施形態では、基板９の外周部に与える振動の周波数を変化させる例について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態を基本的に引き継ぐものであり、以下で説明する事項以外については第１実施形態で説明したとおりである。

本実施形態では、前述した図５のフローチャートのステップＳ１３において、制御部１５は、第１保持領域８１および第２保持領域８２の各々に吸引力を発生させながら、加振部によって基板９の外周部（第２部分）に与える振動の周波数を変化させる。例えば、制御部１５は、基板９の外周部が共振する共振周波数を含む周波数範囲において、加振部によって基板９の外周部に与える振動の周波数を時間の経過とともに変化（スイープ）させる。当該周波数範囲は、１次～３次共振周波数が含まれるように設定されるとよいが、１次共振周波数のみ、１次～２次共振周波数のみ、あるいは、４次以上の共振周波数も含まれるように設定されてもよい。当該周波数範囲は、基板９の厚み、寸法、材質等によって変わるが、例えば１０～３００Ｈｚであることが好ましい。

図９は、加振部によって基板９の外周部に与える振動の周波数を変化させる例を示している。図９（ａ）は、加振部によって基板９の外周部に与える振動（入力振動）の周波数の時間変化を示しており、図９（ｂ）は、加振部によって基板９の外周部に与える振動（入力振動）の波形を示している。図９（ｂ）では、加振力（振幅）の最大値を１として規定し、変化の開始周波数を１０Ｈｚ、終了周波数を３００Ｈｚとしている。また、図９（ｃ）は、図９（ｂ）に示される入力波形で基板９の外周部に振動を与えたときに基板９の外周部で生じる振動（応答振動、出力振動）の波形を示している。また、図９（ａ）の例では、時間の経過とともに周波数を増加させているが、時間の経過とともに周波数を減少させてもよい。また、図９（ａ）の例では、時間の経過とともに一定の傾きで周波数を変化させているが、時間の経過とともに傾きを変化させながら周波数を変化させてもよい。また、図９（ａ）の例では、時間の経過とともに連続的に周波数を変化させているが、時間の経過とともに段階的に周波数を変化させてもよい。

図９（ｃ）に示されるように、加振を開始してからしばらくの間は、入力振動の波形の振幅と同じ振幅で基板９の外周部が振動するが、１次共振周波数（０．２４ｓｅｃ付近）に近づくと基板９の外周部が共振し、基板９の外周部の振幅が増大する。また、１次共振周波数を過ぎると、入力振幅の波形の振幅と同じ振幅で基板９の外周部が振動するが、２次共振周波数（０．３２ｓｅｃ付近）に近づくと基板９の外周部が再び共振し、基板９の外周部の振幅が増大する。さらに、２次共振周波数を過ぎると、入力振幅の波形の振幅と同じ振幅で基板９の外周部が振動するが、３次共振周波数（０．６ｓｅｃ付近）に近づくと基板９の外周部が再び共振し、基板９の外周部の振幅が増大する。このように加振部によって基板９の外周部に与える振動の周波数を変化させることにより、第１実施形態のように１次～３次共振周波数を取得（算出）しなくとも、１次～３次共振周波数で基板９の外周部を共振させることができる。また、基板９の外周部に与える振動の周波数を変化させることによって基板９の共振周波数を決定することができる。そのため、当該基板９と厚みや寸法、材質等が同様である次の基板では、周波数を変化させずに、決定した共振周波数で基板９の外周部に振動を与えてもよい。

ここで、基板９の反り形状は、図８（ａ）に示されるように、基板９の中心部から外周部に向かって同心円状に反りの角度が大きくなる形状だけでない。例えば、基板９の反り形状は、図８（ｂ）に示されるように、互いに直交する２つの軸方向で上方向反りと下方向反りが異なる成分を含む形状（ねじれ形状と呼ばれることがある）を含む場合もある。さらに、図８（ｃ）に示されるように、より高次の成分を含む形状（うねり形状と呼ばれることもある）を含む場合もある。このような複数の成分を含む反り形状を有する基板９に対しては、本実施形態のように、基板９の外周部に与える振動の周波数を変化させることが効果的である。

また、制御部１５は、基板情報（基板９の厚み、寸法、材質の情報）から得られる反り量以上の振幅で基板９の外周部が共振するように、基板９の外周部に与える振動の振幅を設定するとよい。但し、基板９の厚み、寸法、反り量のばらつきによって適切な振幅が一意に定まらない場合がある。このような場合、基板９の外周部に与える振動の周波数を変化させることに加え、当該振動の振幅が徐々に大きくなるように当該振動の振幅も変化させるとよい。

上述したように、本実施形態では、保持処理において、基板９の外周部が共振する共振周波数を含む周波数範囲において、加振部によって基板９の外周部に与える振動の周波数を変化させる。これにより、基板９の外周部の共振周波数を算出しなくとも、基板９の外周部を効率よく共振させることができる。

＜第３実施形態＞
本発明に係る第３実施形態について説明する。第１～第２実施形態では、基板９に振動を与える加振部として基板駆動機構６を用いる例を説明した。本実施形態では、リフトピン１１を駆動するアクチュエータ２０（駆動部）を加振部として用い、アクチュエータ２０によりリフトピン１１を振動させることにより基板９の外周部を振動させる例について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態を基本的に引き継ぐものであり、以下で説明する事項以外については第１実施形態で説明したとおりである。また、本実施形態では、第２実施形態が更に適用されてもよい。

図１０は、リフトピン１１を駆動するアクチュエータ２０を加振部として用いたときの保持処理の様子を時系列で示す模式図である。図１０（ａ）に示されるように、基板送り込みハンド１２からリフトピン１１上に基板９が供給されると、制御部１５は、第１保持領域８１および第２保持領域８２の各々に吸引力を発生させる。そして、制御部１５は、図１０（ｂ）に示されるように、アクチュエータ２０によりリフトピン１１を下降させることにより、保持面８ａからのリフトピン１１の突出量を減少させる。これにより、基板ステージ８の保持面８ａの上に基板９が載置されるとともに、第１保持領域８１によって基板９の中央部が保持される。次いで、制御部１５は、図１０（ｃ）に示されるように、アクチュエータ２０によりリフトピン１１を基板９の外周部に当接させ、アクチュエータ２０によりリフトピン１１を振動させることにより、基板９の外周部が共振するように当該外周部に振動を与える。基板９の外周部を共振させる方法については、第１実施形態または第２実施形態で説明した方法が適用されうる。これにより、基板９の外周部が揺動するため、図１０（ｄ）に示されるように、基板９の外周部を第２保持領域８２に接触させ、第２保持領域８２に基板９の外周部を保持させることができる。

ここで、リフトピン１１は、図４に示されるように、第２隔壁部材８３ｂの内側（即ち、第２保持領域８２）に設けられてもよいが、図１１（ａ）～図１１（ｂ）に示されるように、第２隔壁部材８３ｂの外側に設けられてもよい。図１１は、基板ステージ８の保持面８ａを上方（＋Ｚ軸方向）から見た模式図であり、本実施形態の基板ステージ８（保持面８ａ）の構成例を示している。図１１（ａ）は、円形形状を有する第２隔壁部材８３ｂの外側にリフトピン１１が配置されている構成例を示している。また、図１１（ｂ）は、第２隔壁部材８３ｂの一部が内側（第１保持領域８１側）に向かって窪んでおり、その窪みＤにリフトピン１１が配置されている構成例を示している。

上述したように、本実施形態では、リフトピン１１を駆動するアクチュエータ２０（駆動部）を加振部として用い、アクチュエータ２０によりリフトピン１１を振動させることにより基板９の外周部を振動させる。本実施形態によっても、第１～第２実施形態と同様に、基板９の反りが低減されるように当該基板９を基板ステージ８に保持させることができる。

＜第４実施形態＞
本発明に係る第４実施形態について説明する。本実施形態では、基板送り込みハンド１２を加振部として用い、基板送り込みハンド１２により基板９の外周部を振動させる例について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態を基本的に引き継ぐものであり、以下で説明する事項以外については第１実施形態で説明したとおりである。また、本実施形態では、第２～第３実施形態が更に適用されてもよい。

図１２～図１３は、基板送り込みハンド１２を加振部として用いたときの保持処理の様子を時系列で示す模式図である。図１２は側面図を示しており、図１３は上面図を示している。本実施形態の基板ステージ８は、基板送り込みハンド１２によって基板ステージ８上に基板９を搬送した場合において基板送り込みハンド１２と基板ステージ８とが干渉（接触）しないように構成されている。例えば、本実施形態の基板ステージ８は、図１３に示されるように基板９の外径よりも小さい構造、もしくは、基板送り込みハンド１２が干渉しないように一部が切り欠かれている構造を有する。つまり、上方（＋Ｚ軸方向）から見て基板送り込みハンド１２と基板ステージ８とがＺ軸方向に重なる位置関係においても、基板送り込みハンド１２と基板ステージ８とが干渉（接触）しない寸法関係となっている。

制御部１５は、図１２（ａ）および図１３（ａ）に示されるように、基板送り込みハンド１２を＋Ｙ軸方向に駆動し、基板供給位置１９に配置された基板ステージ８の保持面８ａの上方に基板９を配置する。そして、制御部１５は、第１保持領域８１および第２保持領域８２の各々に吸引力を発生させた後、図１２（ｂ）および図１３（ｂ）に示されるように、基板送り込みハンド１２を－Ｚ軸方向に駆動する。これにより、基板ステージ８の保持面８ａの上に基板９が載置されるとともに、第１保持領域８１によって基板９の中央部が保持される。次いで、制御部１５は、図１２（ｃ）に示されるように、基板送り込みハンド１２を基板９の外周部に当接させ、基板送り込みハンド１２を振動させることにより、基板９の外周部が共振するように当該外周部に振動を与える。基板９の外周部を共振させる方法については、第１実施形態または第２実施形態で説明した方法が適用されうる。これにより、基板９の外周部が揺動するため、図１２（ｄ）および図１３（ｃ）に示されるように、基板９の外周部を第２保持領域８２に接触させ、第２保持領域８２に基板９の外周部を保持させることができる。また、制御部１５は、第２保持領域８２によって基板９の外周部が保持されたら、基板送り込みハンド１２を－Ｙ軸方向に駆動して退避させる。

上述したように、本実施形態では、基板送り込みハンド１２を加振部として用い、基板送り込みハンド１２を振動させることにより基板９の外周部を振動させる。本実施形態によっても、第１～第３実施形態と同様に、基板９の反りが低減されるように当該基板９を基板ステージ８に保持させることができる。

＜第５実施形態＞
本発明に係る第５実施形態について説明する。本実施形態では、第１保持領域８１によって基板９の中央部が保持された状態で基板９の外周部に向けて気体を噴射する噴射部２１を加振部として用い、当該噴射部２１から気体を周期的に噴射することにより基板９の外周部を振動させる例について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態を基本的に引き継ぐものであり、以下で説明する事項以外については第１実施形態で説明したとおりである。また、本実施形態では、第２～第４実施形態が更に適用されてもよい。

図１４は、基板ステージ８の保持面８ａを上方（＋Ｚ軸方向）から見た模式図であり、本実施形態の基板ステージ８（保持面８ａ）の構成例を示している。図１４に示されるように、本実施形態の基板ステージ８（保持面８ａ）には、第１保持領域８１によって基板９の中央部が保持された状態で基板９の外周部に向けて気体（例えば空気）を噴射する噴射部２１（噴射孔）が設けられている。噴射部２１は、圧縮気体を供給する気体供給源２２に配管を介して接続されており、当該配管には電磁弁２３が設けられている。

制御部１５は、第１保持領域８１によって基板９の中央部が保持された状態において、電磁弁２３を制御することにより、基板９の外周部に向けて噴射部２１から周期的に気体を噴射し、基板９の外周部を振動（共振）させる。噴射部２１は、基板９の振動が最も大きくなる部分（例えば外周端部）に気体が当たるように配置されるとよい。これにより、基板９の外周部を効率よく揺動させることができるため、基板９の外周部を第２保持領域８２に接触させ、第２保持領域８２に基板９の外周部を保持させることができる。

図１５は、噴射部２１からの気体の噴射タイミングを示している。図１５（ａ）は、電複数の噴射部２１に対して単一の電磁弁２３を設けて、当該電磁弁２３の開閉によって複数の噴射部２１から同じタイミングで気体を噴射する例を示している。この場合においても基板９の外周部を振動させることができるが、電磁弁２３の応答時間、圧縮気体の応答を考慮すると、基板９の外周部に与える振動の周波数を高周波数化することが困難である。そのため、図１５（ｂ）～（ｃ）に示されるように、複数の噴射部２１（噴射孔）のそれぞれに電磁弁２３を備え、各噴射部２１から気体を噴射するタイミングの位相をずらし、気体を噴射する噴射部２１を順次変えていくとよい。これにより、基板９の外周部に与える振動の周波数の高周波数化を実現することができる。

対応可能な最大周波数［Ｈｚ］は、「１０００［ｍｓｅｃ］／（電磁弁応答時間［ｍｓｅｃ］×２）×電磁弁２３（噴射部２１）の個数」によって表すことができる。例えば、電磁弁の開閉応答時間１０ｍｓｅｃの場合、配管内を伝わる圧縮気体の応答を除いた最大想定周波数は、ＯＮに１０ｍｓｅｃ、ＯＦＦに１０ｍｓｅｃ、１周期２０ｍｓｅｃを要するため５０Ｈｚである。そのため、２００Ｈｚの周期で基板９の外周部に振動を与えるには、単一の電磁弁２３で制御する場合、応答時間を２．５ｍｓｅｃ以下にする必要があり、実現が困難である。一方、４つの噴射部２１の各々に電磁弁２３を備え、当該４つの噴射部２１における気体の噴射タイミングの位相を５ｍｓｅｃずらすことにより、２００Ｈｚで基板９の外周部に振動を与えることが可能となる。

上述したように、本実施形態では、基板９の外周部に向けて気体を噴射する噴射部２１を加振部として用い、当該噴射部２１から気体を周期的に噴射することにより基板９の外周部を振動させる。本実施形態によっても、第１～第４実施形態と同様に、基板９の反りが低減されるように当該基板９を基板ステージ８に保持させることができる。

＜第６実施形態＞
本発明に係る第６実施形態について説明する。本実施形態では、第１保持領域８１によって基板９の中央部が保持された状態で基板９の外周部に向けて音波を出力する音波出力部２５を加振部として用い、当該音波出力部２５から音波を出力することにより基板９の外周部を振動させる例について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態を基本的に引き継ぐものであり、以下で説明する事項以外については第１実施形態で説明したとおりである。また、本実施形態では、第２～第５実施形態が更に適用されてもよい。

図１６は、音波出力部２５を加振部として用いたときの保持処理の様子を時系列で示す模式図である。図１６の例では、音波出力部２５が基板ステージ８の上方に設けられているが、基板ステージ８の保持面８ａ（例えば第２保持領域８２）に設けられてもよい。図１６（ａ）は、基板ステージ８の保持面８ａの上に基板９が載置されるとともに、第１保持領域８１によって基板９の中央部が保持される。制御部１５は、第２保持領域８２に吸引力を発生させながら、図１６（ｂ）に示すように、基板９の外周部に向けて音波出力部２５から音波を出力する。このとき、音波出力部２５から出力される音波は、基板９の外周部が共振する共振周波数を有する音波であり、基板９の外周部を共振させる方法については、第１実施形態または第２実施形態で説明した方法が適用されうる。これにより、基板９の外周部が揺動するため、図１６（ｃ）に示されるように、基板９の外周部を第２保持領域８２に接触させ、第２保持領域８２に基板９の外周部を保持させることができる。

上述したように、本実施形態では、基板９の外周部に向けて音波を出力する音波出力部２５を加振部として用い、当該音波出力部２５から音波を出力することにより基板９の外周部を振動させる。本実施形態によっても、第１～第５実施形態と同様に、基板９の反りが低減されるように当該基板９を基板ステージ８に保持させることができる。

＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、上記のリソグラフィ装置（露光装置）を用いて基板上にパターンを形成する形成工程と、形成工程でパターンが形成された基板を加工する加工工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

６：基板駆動機構、８：基板ステージ、８ａ：保持面、８１：第１保持領域、８２：第２保持領域、９：基板、１１：リフトピン、１２：基板送り込みハンド、１５：制御部、２０：アクチュエータ（駆動部）、２１：噴射部、２５：音波出力部、１００：露光装置

Claims (16)

1. 反りを有する基板を保持する基板保持装置であって、
   前記基板を保持する保持面を有するステージと、
   前記基板に振動を与える加振部と、
   前記ステージに前記基板を保持させる処理を制御する制御部と、
   を備え、
   前記保持面は、前記基板の第１部分を保持する第１保持領域と、前記基板のうち前記第１部分とは異なる第２部分を保持する第２保持領域とを含み、
   前記制御部は、前記処理において、前記基板の前記第１部分を前記第１保持領域に保持させた状態で前記第２保持領域から離間する前記基板の前記第２部分に対し、前記加振部により振動を与えて共振させることにより、前記第２保持領域と前記第２部分とを接触させて前記第２保持領域に前記第２部分を保持させる、ことを特徴とする基板保持装置。
2. 前記制御部は、前記基板の反り量を示す情報を取得し、前記処理において、前記反り量以上の振幅で前記基板の前記第２部分が共振するように前記加振部により前記第２部分に振動を与える、ことを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
3. 前記制御部は、前記基板の前記第１部分が前記第１保持領域に保持された状態で前記基板の前記第２部分が共振する共振周波数を示す情報を取得し、前記処理において、前記共振周波数で前記加振部により前記基板に振動を与える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板保持装置。
4. 前記制御部は、前記共振周波数の逆数によって得られる共振周期の１／２以上の時間で前記加振部により前記基板に振動を与える、ことを特徴とする請求項３に記載の基板保持装置。
5. 前記制御部は、前記処理において、前記加振部により前記基板に与える振動の周波数を、前記基板の前記第２部分が共振する共振周波数を含む周波数範囲で変化させる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板保持装置。
6. 前記周波数範囲は、前記基板の前記第２部分が共振する１次共振周波数および２次共振周波数を含む、ことを特徴とする請求項５に記載の基板保持装置。
7. 前記周波数範囲は、前記基板の前記第２部分が共振する３次共振周波数を更に含む、ことを特徴とする請求項６に記載の基板保持装置。
8. 前記第１部分は前記基板の中央部であり、前記第２部分は前記基板の外周部である、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の基板保持装置。
9. 前記加振部は、前記第１保持領域によって前記基板の前記第１部分が保持された状態で前記ステージを振動させることにより前記基板の前記第２部分を振動させる、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の基板保持装置。
10. 前記ステージは、前記保持面に対して前記基板を昇降するために前記第２保持領域に設けられたリフトピンを有し、
    前記加振部は、前記第１保持領域によって前記基板の前記第１部分が保持された状態で前記基板の前記第２部分に前記リフトピンを当接させ、前記リフトピンを振動させることによって前記第２部分を振動させる、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の基板保持装置。
11. 前記基板保持装置は、前記保持面の上に前記基板を搬送する搬送部を更に備え、
    前記加振部は、前記第１保持領域によって前記基板の前記第１部分が保持された状態で前記搬送部を前記基板の前記第２部分に当接させ、前記搬送部を駆動することによって前記第２部分を振動させる、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の基板保持装置。
12. 前記加振部は、前記第１保持領域によって前記基板の前記第１部分が保持された状態で前記基板の前記第２部分に向けて気体を噴射する噴射部を含み、前記噴射部から気体を周期的に噴射することにより前記第２部分を振動させる、ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の基板保持装置。
13. 前記加振部は、前記第１保持領域によって前記基板の前記第１部分が保持された状態で前記基板の前記第２部分に向けて音波を出力する音波出力部を含み、前記音波出力部から音波を出力することにより前記第２部分を振動させる、ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の基板保持装置。
14. 基板上にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、
    請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の基板保持装置と、
    前記基板保持装置によって保持された基板上にパターンを形成する形成部と、
    を備えることを特徴とするリソグラフィ装置。
15. 反りを有する基板をステージに保持させる基板保持方法であって、
    前記ステージは、前記基板の第１部分を保持する第１保持領域と、前記基板のうち前記第１部分とは異なる第２部分を保持する第２保持領域とを含む保持面を有し、
    前記基板保持方法は、
    前記保持面の上に配置された前記基板の前記第１部分を前記第１保持領域に保持させる第１工程と、
    前記第１工程により前記第１部分を前記第１保持領域に保持させた状態で前記第２保持領域から離間する前記基板の前記第２部分に対し、振動を与えて共振させることにより、前記第２保持領域と前記第２部分とを接触させて前記第２保持領域に前記第２部分を保持させる第２工程と、
    を含むことを特徴とする基板保持方法。
16. 請求項１５に記載の基板保持方法を用いてステージに基板を保持させる保持工程と、
    前記保持工程を経て前記ステージにより保持された前記基板上にパターンを形成する形成工程と、
    前記形成工程で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製造工程と、
    を含むことを特徴とする物品の製造方法。

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