JP4348734B2 - Substrate holding apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents

Substrate holding apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method Download PDF

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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板保持装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、基板を支持するのに好適な基板保持装置及び該基板保持装置を備える露光装置、並びに該露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下「レチクル」と総称する）に形成されたパターンを投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下「ウエハ」と総称する）上に転写する投影露光装置、例えばステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型露光装置（いわゆるステッパ）や、このステッパに改良を加えたステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）等の逐次移動型の投影露光装置が比較的多く用いられている。
【０００３】
投影露光装置では、２次元面内を移動可能なウエハステージが設けられており、ウエハステージ上に固定されたウエハホルダにより、ウエハが真空吸着或いは静電吸着等により保持されている。ウエハホルダとしては、種々のタイプが存在するが、近年ではピンチャック式のウエハホルダが比較的多く用いられるようになってきた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、半導体素子の高集積化に伴い投影露光装置にもますますの解像力の向上が要請され、このために、露光波長の短波長化とともに投影光学系の開口数（Ｎ．Ａ．）の更なる増大（いわゆる大Ｎ．Ａ．化）の実現に向けて各所で鋭意努力がなされている。
【０００５】
最新鋭の投影露光装置としては、露光光源としてＡｒＦエキシマレーザを用いたスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる）が実用に供されており、かかる投影露光装置の露光波長は１９３ｎｍである。しかし、将来的に露光波長は更に短波長化することは確実であり、波長１５７ｎｍのＦ2レーザが次世代の投影露光装置の光源の有力な候補であると言われている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１−１２９４３８公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
露光波長の短波長化及び大Ｎ．Ａ．化は、投影光学系の焦点深度の狭小化を招く。このため、仮に露光波長の短波長化及び大Ｎ．Ａ．化を所望の程度にまで実現した場合、焦点深度が浅く成りすぎて、ウエハ表面の凹凸のためにデフォーカスに起因するパターンの転写精度の劣化を招く可能性が極めて高い。すなわち、Ｆ2レーザ或いはそれより短波長の光源を用いて高精度な露光を実現する次世代の露光装置の実現のためには、露光時におけるウエハ表面の凹凸を所望の範囲内に抑制できる新技術の出現が必要不可欠である。
【０００８】
しかしながら、現状のウエハホルダでは、バキューム等によりウエハをほぼ全面にて吸着する場合、一部に非吸着部分が存在すると、この影響によってウエハ表面の平坦度が悪化することが確認されている。また、ウエハホルダに、ウエハを搬入するアームとの機械的な干渉を避けるために、その上面に切り欠きが形成されている場合や、ウエハを下側から支持する上下動機構が配置されている場合には、ウエハをそのほぼ全面で吸着しようとしても吸着することができない非吸着部分が存在することとなり、プロセス等に起因して既に生じているウエハの反りなどによる影響が前記非吸着部分に集中することとなる。
【０００９】
具体的には、図１０（Ａ）に示されるように、反りが生じたウエハＷをウエハホルダ２５によって全面吸着する場合、ウエハＷが吸着される面積Ｓ1とウエハＷを吸着するウエハホルダ上面の面積Ｓ2とを比較すると、ウエハＷが反っている分だけ、面積Ｓ1の方が面積Ｓ2より大きいことがわかる。このため、ウエハＷがそのまま吸着されると、面積差（Ｓ1−Ｓ2）に応じた皺がウエハＷ表面に現れる。特に、図１０（Ｂ）に示されるように、ウエハホルダ２５に非吸着部分ＮＶＡが存在する場合には、その皺ｃｒは必然的に非吸着部分ＮＶＡに集中こととなり、当該皺の集中した部分が露光されても、デフォーカス等により高精度な露光を行うことができず、最終製品であるデバイスの生産性を低下させることとなる。
【００１０】
本発明はかかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、基板をその平坦度をほぼ全面に渡ってほぼ同程度に良好に維持した状態で保持することが可能な基板保持装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の第２の目的は、被露光物体の全面に渡る露光精度の向上を図ることが可能な露光装置を提供することにある。
【００１２】
さらに、本発明の第３の目的は、最終製品であるデバイスの歩留まりを向上させることができるデバイス製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、基板（Ｗ）を吸着保持する基板保持装置であって、基板が載置される保持装置本体（７０）と；前記保持装置本体に対して前記基板を吸着する吸着機構（３８Ａ〜３８Ｄ、４０、４６Ａ、Ｖ１）と；を備え、前記保持装置本体の上面には、前記基板の外形に沿って形成され、前記基板の外縁部を支持する環状の第１支持部（２８）と、該環状の第１支持部により囲まれた領域内に配置され、前記第１支持部の先端部と同一面上にその先端部が位置する複数の突起状の第２支持部（３２）と、前記環状の第１支持部により囲まれた領域内に配置され、前記第１支持部の先端部と同一面上にその上面が位置するとともに前記基板を吸着しない領域を形成する筒状部と、前記第１支持部により囲まれた領域内に配置され、前記基板が前記保持装置本体に支持された状態で前記基板と前記保持装置本体とによって形成される前記第１支持部の内側の空間内の空気を吸引する複数の吸引口と、が設けられ、前記吸着機構は、前記第１支持部よりも前記筒状部に近い前記吸引口から吸引を開始する真空吸着機構である基板保持装置である。
【００１４】
これによれば、基板は、保持装置本体に載置され、吸着機構により、保持装置本体に対して吸着される。この吸着の際に、吸着機構は、第１支持部よりも筒状部に近い吸引口から吸引を開始する。これにより、基板の反り等が存在しても、基板の被吸着領域の全体を同時に吸着する場合と異なり、基板の被吸着領域の面積と保持装置本体の吸着領域の面積との差によって生じる基板の皺が非吸着部分へ集中するという現象の発生を回避することが可能となる。この結果、面積差に応じた基板の余分な面積部分は被吸着領域の全域に分散された状態となる。従って、基板をその平坦度をほぼ全面に渡ってほぼ同程度に良好に維持した状態で保持することが可能となる。
【００１５】
この場合において、請求項２に記載の基板保持装置の如く、前記基板をその上端部にて下方から支持可能な支持部材（３４ａ〜３４ｃ）を有し、前記保持装置本体と前記支持部材とを相対的に駆動して前記支持部材の上端部を前記筒状部を通して前記保持装置本体の上面の外部に出没させる駆動機構（２４）を更に備えることとすることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、基板を吸着保持する基板保持装置であって、基板が載置される保持装置本体と；前記保持装置本体に対して前記基板を吸着する吸着機構と；を備え、前記保持装置本体の上面には、前記基板の外形に沿って前記基板の外縁部を支持し、少なくとも一部に前記基板の中央部に向かう方向に凹状変形した変形部分（７３ａ〜７３ｃ）を有する環状の第１支持部と、該環状の第１支持部により囲まれた領域内に配置され、前記第１支持部の先端部と同一面上にその先端部が位置する複数の突起状の第２支持部と、前記領域内に配置され、前記基板が前記保持装置本体に支持された状態で前記基板と前記保持装置本体とによって形成される前記第１支持部の内側の空間内の空気を吸引する複数の吸引口と、が設けられ、前記吸着機構は、前記基板の前記中央部よりも前記変形部に近い前記吸引口から吸引を開始する真空吸着機構である基板保持装置である。
【００１８】
この場合において、請求項４に記載の基板保持装置の如く、前記変形部分は、前記基板の下面を複数の支持点にて支持するとともに、前記基板を前記第１支持部及び第２支持部上に受け渡す基板搬送機構の前記支持点に対応して形成されていることとすることができる。
【００２０】
この場合において、請求項５に記載の基板保持装置の如く、前記吸着機構は、複数の前記吸引口の吸引動作開始時に所定の時間差を設ける絞り機構を有することとすることができる。
【００２１】
また、請求項６に記載の基板保持装置の如く、前記吸着機構は、複数の前記吸引口の吸引動作開始時に所定の時間差を生じるように流動抵抗が設定されていることとすることができる。
【００２２】
ここで、「流動抵抗」とは、気体の流動を妨げる流路中のあらゆる要因、例えば、流路の表面のあらさ、急激な曲がり、縮小、拡大等を含む。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、エネルギビーム（ＩＬ）により感光物体（Ｗ）を露光して前記感光物体上に所定のパターンを形成する露光装置であって、前記基板として前記感光物体を保持する請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板保持装置と；該基板保持装置が搭載された可動体（ＷＳＴ）と；を備える露光装置である。
【００２７】
これによれば、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板保持装置により、感光物体は、局所的な平坦度（フラットネス）の悪化が抑制され、平坦度が全体的に同程度に良好に維持された状態で保持されていることから、被露光物体としての感光物体の局所的なフラットネスの悪化に起因する感光物体上での部分的なパターンの形成精度の劣化を抑制することができ、被露光物体の全面に渡る露光精度の向上を図ることが可能となる。
【００２８】
この場合において、請求項８に記載の露光装置の如く、前記パターンの原版パターンがマスクに形成されている場合、前記エネルギビームにより照射された前記マスク上のパターンを、前記感光物体上に投影する投影光学系と；前記パターンが投影される前記エネルギビームの照射領域内における少なくとも１点で前記感光物体表面の前記投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する検出系と；前記検出系の検出結果に基づいて前記照射領域内の前記感光物体表面を前記投影光学系の像面に合致させる面位置調整装置と；を更に備えることとすることができる。かかる場合には、検出系によりパターンが投影される前記エネルギビームの照射領域内における少なくとも１点で感光物体表面の投影光学系の光軸方向に関する位置情報が検出され、その検出系の検出結果に基づいて面位置調整装置により前記照射領域内の感光物体表面が投影光学系の像面に合致させられる。これにより、デフォーカスに起因するパターン像の転写精度劣化が抑制された、高精度な露光が可能となる。
【００２９】
請求項９に記載の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、前記リソグラフィ工程では、請求項７又は８に記載の露光装置を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法である。
【００３０】
これによれば、リソグラフィ工程では、請求項７又は８に記載の露光装置を用いて露光が行われるので、良品率（歩留まり）が向上し、高精度なデバイスの生産性を向上することが可能となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００３２】
図１には、第１の実施形態に係る露光装置１００の概略構成が示されている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）である。この露光装置１００は、照明系１０、マスクとしてのレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、基板（及び感光物体）としてのウエハＷが搭載されるステージ装置５０、及びこれらの制御系等を備えている。
【００３３】
前記照明系１０は、光源、及び照明光学系を含み、その内部に配置された視野絞り（マスキングブレード又はレチクルブラインドとも呼ばれる）で規定される矩形又は円弧状の照明領域にエネルギビームとしての照明光ＩＬを照射し、回路パターンが形成されたレチクルＲを均一な照度で照明する。照明系１０と同様の照明系は、例えば特開平６−３４９７０１号公報などに開示されている。ここで、照明光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、あるいはＦ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光などが用いられる。照明光ＩＬとして、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）を用いることも可能である。
【００３４】
前記レチクルステージＲＳＴ上には、レチクルＲが、例えば真空吸着又は静電吸着などにより固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ及びボイスコイルモータ等を含む不図示のレチクルステージ駆動部によって、照明系１０の光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面内で微少駆動可能（Ｚ軸回りの回転（θｚ回転）を含む）であるとともに、所定の走査方向（ここではＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。
【００３５】
レチクルステージＲＳＴのＸＹ面内の位置（θｚ回転を含む）は、その一部に形成され、あるいは設けられた反射面にレーザビームを照射するレチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。
【００３６】
レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報は主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいて不図示のレチクルステージ駆動部を介してレチクルステージＲＳＴを駆動制御する。
【００３７】
前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸの方向がＺ軸方向とされている。投影光学系ＰＬとしては、例えば両側テレセントリックで所定の縮小倍率（例えば１／５又は１／４）を有する屈折光学系が使用されている。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲが照明されると、このレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（部分倒立像）が表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域に共役な照明光ＩＬの照射領域（露光領域）に形成される。
【００３８】
前記ステージ装置５０は、可動体としてのウエハステージＷＳＴ、該ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハ駆動部２４等を備えている。前記ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの図１における下方で不図示のベースの上方に配置され、リニアモータ等を含むウエハ駆動部２４によって、ＸＹ面内（θｚ回転を含む）で自在に駆動される。また、ウエハステージＷＳＴは、ウエハ駆動部２４を構成するアクチュエータによって、Ｚ軸方向、及びＸＹ面に対する傾斜方向（Ｘ軸回りの回転方向（θｘ方向）及びＹ軸回りの回転方向（θｙ方向））へ微小駆動される。なお、ウエハ駆動部２４はＺ軸方向及びＸＹ平面に対する傾斜方向に加えて、ウエハステージＷＳＴをＸＹ面内で微小駆動するアクチュエータを備えていても良い。
【００３９】
ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置、及び回転（ヨーイング（Ｚ軸回りの回転であるθｚ回転）、ピッチング（Ｘ軸回りの回転であるθｘ回転）、ローリング（Ｙ軸回りの回転であるθｙ回転））は、その一部に形成された、あるいは設けられた反射面を介して、ウエハレーザ干渉計システム１８によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。このウエハレーザ干渉計システムは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の測長軸をそれぞれ複数有する複数の多軸干渉計を含んで構成することができ、そのうちの１つは４５°傾いてウエハステージＷＳＴに設置される反射面を介して、投影光学系ＰＬが載置される架台（不図示）に設置される反射面にレーザビームを照射し、投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ軸方向）に関する相対位置情報を検出するようにしても良い。
【００４０】
ウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）は主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの上記位置情報（又は速度情報）に基づき、ウエハ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴを制御する。
【００４１】
前記ウエハステージＷＳＴ上に保持装置本体としてのホルダ本体７０が設けられ、該ホルダ本体７０上にウエハＷが吸着保持されている。
【００４２】
前記ホルダ本体７０は、低熱膨張率の材料、例えばセラミックス（一例としてはショット社のゼロデュア（商品名）、Ａｌ2Ｏ3又はＴｉＣ）等によって構成されている。このホルダ本体７０は、図２の平面図に示されるように、その外観が所定肉厚の円形板状の本体部２６、該本体部２６の上面（図２における紙面手前側の面）の外周部近傍の所定幅の環状領域を除く中央部の所定面積の領域に所定の間隔で設けられた複数の突起状の第２支持部としてのピン部３２，３２，……、これら複数のピン部３２が配置された前記領域を取り囲む状態で外周縁近傍に設けられた第１支持部としての環状の凸部（以下、「リム部」と称する）２８等を備えている。
【００４３】
前記リム部２８は、例えばその外径がウエハＷの外径よりも僅かに小さく、例えば１〜２ｍｍ程度小さく設定され、その上面は、ウエハＷが載置された際に、ウエハＷの裏面との間に隙間が生じないよう、水平且つ平坦に加工されている。リム部２８の本体部２６上面からの高さ寸法は、０．０１〜０．３ｍｍ程度とされている。
【００４４】
前記ピン部３２は、それぞれの先端部分がリム部２８とほぼ同一面上に位置するようにされた突起状の形状を有している。これらピン部３２は、Ｙ軸方向に対して±３０°を成す２軸方向に沿って一定間隔Ｌ（Ｌは例えば３ｍｍ）で配置されている。すなわち、ピン部３２は、近接する３本が、正三角形の頂点にそれぞれ位置する配置となっている。この場合のピン部の配置間隔Ｌは真空吸着した際のウエハＷの変形量が許容範囲に収まるように設定されている。
【００４５】
前記本体部２６の中央部近傍には、ほぼ正三角形の各頂点の位置に上下方向（紙面直交方向）の３つの貫通孔が形成され、これらの貫通孔に対応して、本体部２６上面には、ピン部３２及びリム部２８とほぼ同一の高さを有する筒状部分８２ａ〜８２ｃが形成されている。これら筒状部分８２ａ〜８２ｃ（及び貫通孔）には、円柱形状を有する支持部材としての上下動ピン（センタアップ）３４ａ，３４ｂ，３４ｃがそれぞれ挿入され、これら３つのセンタアップ３４ａ〜３４ｃは、ウエハ駆動部２４を構成する上下動機構（駆動機構）を介して、上下方向（Ｚ軸方向）に同時に同一量だけ、昇降自在となっている。このように、ウエハ駆動部２４は、前述の如く、ウエハステージＷＳＴを駆動するリニアモータその他のアクチュエータの他、センタアップ３４ａ〜３４ｃの上下動機構なども含まれるが、図１では、作図の便宜上から単一のブロックとして示されているものである。従って、以下では、ウエハ駆動部２４によって、ウエハステージＷＳＴのみならず、センタアップ３４ａ〜３４ｃも駆動されるものとする。
【００４６】
例えば、後述するウエハロード、ウエハアンロード時には、センタアップ３４ａ〜３４ｃがウエハ駆動部（上下動機構）２４により駆動されることで、３本のセンタアップ３４ａ〜３４ｃによってウエハＷを下方から支持したり、ウエハＷを支持した状態で上下動させたりすることができるようになっている。
【００４７】
このようにして構成される本体部２６では、その製造段階において、ピン部３２、筒状部分８２ａ〜８２ｃ、及びリム部２８を一体成形した後に、最終的にウエハＷとの接触面となる、複数のピン部２８の上端面、筒状部分８２ａ〜８２ｃの上面、及びリム部２８の上面とに、研磨装置、砥粒等を用いて、研磨加工が施されている。この結果、それらの複数のピン部２８の上端面、筒状部分８２ａ〜８２ｃの上面、及びリム部２８の上面とは、ほぼ同一平面上に位置している。
【００４８】
また、本体部２６の上面には、図２に示されるように、複数の給排気口３６が形成されている。具体的には、ピン部３２及びリム部２８を省略して本体部２６を斜視図にて示す図３（Ａ）から分かるように、給排気口３６は、本体部２６上面の中心部近傍から放射方向（ほぼ１２０°の中心角の間隔を有する３本の半径の方向）に沿って形成されているとともに、本体部２６中央部近傍の所定半径の円周上に所定間隔で形成されている。これらの給排気口３６は、ピン部３２と機械的に干渉しない位置に形成されている。
【００４９】
これらの給排気口３６は、図２に示されるように、本体部２６内部に形成された直線状の給排気路３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ及び環状の給排気路３８Ｄ等を介して給排気本管４０ｄに連通状態とされている。
【００５０】
前記直線状の給排気路３８Ａ〜３８Ｃは、図３（Ｂ）に示されるように、本体部２６の外周側面から本体部２６の中心部近傍にかけて形成された給排気管路７１に、本体部２６の中心部近傍において連通状態となるように形成されている。また、前記環状の給排気路３８Ｄは、前記直線状の給排気路３８Ａ〜３８Ｃそれぞれを、本体部２６の中心から所定距離隔てた位置で連結する状態で形成されている。これら給排気路３８Ａ〜３８Ｄそれぞれには、＋Ｚ方向に分岐した状態で分岐路７２が複数形成されている。この場合、各分岐路７２の上端の開口端が、上述した給排気口３６となっている。
【００５１】
給排気口３６が上記のような配置となっていることから、本実施形態においては、図２に示されるように、センタアップ３４ａ〜３４ｃ及び筒状部分８２ａ〜８２ｃの周囲に給排気口３６が比較的多く配置されるようになっている。
【００５２】
図２に戻り、ホルダ本体７０には、ホルダ本体７０上に載置され、複数のピン部３２、筒状部分８２ａ〜８２ｃ、及びリム部２８によって下方から支持されたウエハＷを、複数のピン部３２それぞれの上端面及びリム部２８の上面に対して吸着保持する吸着機構としての真空吸着機構を含む給排気機構８０が接続されている。
【００５３】
前記給排気機構８０は、第１真空ポンプ４６Ａ、真空室４６Ｂａ及び第２真空ポンプ４６Ｂｂ、並びに給気装置４６Ｃと、これらの第１真空ポンプ４６Ａ、真空室４６Ｂａ及び第２真空ポンプ４６Ｂｂ、並びに給気装置４６Ｃを前記給排気管路７１に接続する給排気管４０とを備えている。
【００５４】
前記給排気管４０は、給排気本管４０ｄと、給排気本管４０ｄの一端から３つに分枝した第１排気枝管４０ｅ、第２排気枝管４０ｆ、給気枝管４０ｇとから構成されている。
【００５５】
前記第１排気枝管４０ｅの給排気本管４０ｄとは反対側の端部には、電磁弁（電磁バルブ）Ｖ１を介して第１真空ポンプ４６Ａが接続されており、前記第２排気枝管４０ｆの給排気本管４０ｄとは反対側の端部には電磁弁Ｖ２を介して真空室４６Ｂａの一側が接続されている。この真空室４６Ｂａの他側には、第２真空ポンプ４６Ｂｂが接続されている。また、前記給気枝管４０ｇの給排気本管４０ｄとは反対側の端部には、電磁弁Ｖ３を介して給気装置４６Ｃが接続されている。
【００５６】
また、図示は省略されているが、給排気本管４０ｄの一部には、給排気管４０内部の気圧を計測するための気圧計が接続されている。この気圧計による計測値は図１の主制御装置２０に供給され、主制御装置２０は、気圧計による計測値とウエハのロード、アンロードの制御情報とに基づいて、各電磁弁Ｖ１〜Ｖ３の開閉と、真空ポンプ４６Ａ，４６Ｂｂ及び給気装置４６Ｃの動作とを制御するようになっている。なお、これらの動作については、後に更に詳述する。
【００５７】
本実施形態の露光装置１００では、図１に示されるように、主制御装置２０によってオンオフが制御される光源を有し、投影光学系ＰＬの結像面に向けて多数のピンホール又はスリットの像を形成するための結像光束を、光軸ＡＸに対して斜め方向より照射する照射系６０ａと、それらの結像光束のウエハＷ表面での反射光束を受光する受光系６０ｂとから成る検出系としての斜入射方式の多点焦点位置検出系から成る焦点位置検出系が設けられている。なお、本実施形態の焦点位置検出系（６０ａ、６０ｂ）と同様の多点焦点位置検出系の詳細な構成は、例えば特開平６−２８３４０３号公報等に開示されている。なお、焦点位置検出系の検出点（結像光束の照射点）は、前述した露光領域の内部のみであっても良いし、露光領域の内部及びその走査方向の両側にあっても良い。また、結像光束は、ピンホール像、スリット像に限らず、ある程度面積を持った所定形状（例えば平行四辺形など）の像を形成しても良い。
【００５８】
主制御装置２０は、走査露光時等に、受光系６０ｂからの焦点ずれ信号（デフォーカス信号）、例えばＳカーブ信号に基づいて焦点ずれが零となるように、ウエハ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴ（ホルダ本体７０）のＺ軸方向への移動、及び２次元方向の傾斜（すなわち、θｘ，θｙ方向の回転）を制御することにより、各ショット領域の走査露光中に、照明光ＩＬの照射領域（照明領域と結像関係になる露光領域）内で投影光学系ＰＬの結像面とウエハＷ（ショット領域）の表面とを極力合致させる（換言すれば、露光領域内でショット領域の表面を投影光学系ＰＬの焦点深度内に設定する）オートフォーカス（自動焦点合わせ）及びオートレベリングを実行する。このように本実施形態では、ウエハ駆動部２４及びこれを制御する主制御装置２０によって、面位置調整装置が構成されている。
【００５９】
次に、本実施形態の露光装置におけるホルダ本体７０に対するウエハＷのロード時及びアンロード時における動作について説明する。
【００６０】
ウエハＷのロードに際しては、図２の電磁弁Ｖ１〜Ｖ３は全て閉じられており、給排気機構８０による給気動作及び排気動作はオフされている。
【００６１】
不図示のウエハローダにより、ウエハＷがホルダ本体７０上方に搬送されると、主制御装置２０がウエハ駆動部２４（上下動機構）を介してセンタアップ３４ａ〜３４ｃを上昇する。ここでセンタアップ３４ａ〜３４ｃの上昇量が筒状部分８２ａ〜８２ｃの上面を超えて所定量に達すると、ウエハローダ上のウエハＷがセンタアップ３４ａ〜３４ｃに受け渡され、ウエハローダがホルダ本体７０上方から待避する。その後、主制御装置２０がセンタアップ３４ａ〜３４ｃを下降することにより、ホルダ本体７０上にウエハＷが載置される。
【００６２】
上記のようにしてホルダ本体７０上にウエハＷが載置されると、主制御装置２０は、図２の高速排気用の真空室４６Ｂａに通じる電磁弁Ｖ２を開いて、本体部２６、リム部２８、筒状部分８２ａ〜８２ｃ、及びウエハＷで囲まれた空間内の気体を高速に吸引（排気）する。この際、本実施形態では、スループットの向上を図るため、真空室４６Ｂａを使用することによって吸引圧力を、例えば−８００ｈＰａ程度と高く（高度の真空状態に）設定している。
【００６３】
この吸引動作の際に、給排気管路７１が本体部２６の中心部まで連通状態とされているので、給排気路３８Ａ〜３８Ｄを介して、中心部近傍から外縁部近傍に向かって吸引が行われる。また、センタアップ３４ａ〜３４ｃの周辺に給排気口３６が他の部分よりも多く配置されていることから、図４に示されるように、センタアップ近傍の特定部分領域ＡＲ１の吸引がその他の領域ＡＲ２に先立って行われるようになっている。その後は、ウエハＷの全面が高速で吸引されることとなる。
【００６４】
このようにして、ウエハＷを高速に吸着保持することでウエハロードが終了する。その後、主制御装置２０は、図２の電磁弁Ｖ２を閉じ、通常時に使用する第１真空ポンプ４６Ａに通じる電磁弁Ｖ１を開く。これ以降は第１真空ポンプ４６Ａの吸引力によりウエハＷが吸着保持されることとなる。
【００６５】
ここで、ウエハＷをホルダ本体７０上で吸着保持してから、ウエハＷを取り出すまでの間は、ウエハステージＷＳＴの移動等によりウエハＷが横ずれしてアライメント精度等に悪影響を与えない程度の吸引圧力（吸着力）があれば良く、本実施形態では、真空吸着によるウエハＷの変形を最小限に抑えるように、通常使用する第１真空ポンプ４６Ａによる吸引圧力を、例えば−２６６．５ｈＰａ〜−３３３．２ｈＰａ程度と低く（低度の真空状態に）設定している。また、ウエハＷをホルダ本体７０上に載置する場合とそれ以外の動作を行う場合とで吸引圧力を異ならせることで、ウエハロードに要する時間を短縮できる。
【００６６】
一方、ウエハＷをアンロードするに際しては、主制御装置２０は、まず、図２の電磁弁Ｖ１を閉じ、吸着動作をオフする。次いで、主制御装置２０は、センタアップ３４ａ〜３４ｃを所定量上昇するとともに、給気弁Ｖ３を開き、ウエハＷの底面に向けて気体を吹き付ける。これにより、上述の真空状態が直ちに解除される。
【００６７】
センタアップ３４ａ〜３４ｃが所定量上昇すると、ピン部３２、筒状部分８２ａ〜８２ｃ、及びリム部２８にて支持されているウエハＷがセンタアップ３４ａ〜３４ｃに受け渡されるので、不図示のウエハアンローダがウエハＷの下側に入り込むとともに、センタアップ３４ａ〜３４ｃが下降することで、センタアップ３４ａ〜３４ｃからウエハアンローダにウエハＷが受け渡される。そして、ウエハアンローダがホルダ本体７０上から退避することにより、ウエハアンロードが終了する。
【００６８】
このように、ウエハＷをホルダ本体７０からアンロードする際にウエハの底面に気体を吹き付けることにより、ウエハのアンロード時間が短縮されることになる。
【００６９】
なお、照明光ＩＬとして真空紫外光等を使用する場合には、照明光の光路上の気体をヘリウム等の照明光に対して透過性の高い気体で置換するが、このような場合には、ウエハの底面に吹き付ける気体も、照明光に対して透過性の高い気体（例えば同一の気体）とすることが望ましい。また、ウエハの底面に吹き付ける気体の量は、ウエハが浮き上がらないように微小量とすることが望ましい。
【００７０】
なお、これまでの説明から明らかなように、ホルダ本体７０と給排気機構８０とにより基板保持装置が構成されている。また、第１真空ポンプ４６Ａ、電磁弁Ｖ１、給排気管４０、給排気路３８Ａ〜３８Ｄ、吸着機構としての真空吸着機構が構成されている。
【００７１】
本実施形態の露光装置１００によると、通常のスキャニング・ステッパと同様に、レチクルアライメント、不図示のアライメント系のベースライン計測、並びにＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）等のウエハアライメント等の所定の準備作業の後、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれ、ウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルＲの回路パターンが転写される。
【００７２】
ここで、ウエハＷ上の各ショット領域に対する走査露光中には、ウエハＷ上の照明領域（露光領域）が投影光学系ＰＬの結像面に実質的に一致した状態で露光が行われる必要があるため、前述した焦点位置検出系（６０ａ、６０ｂ）の出力に基づくオートフォーカス、オートレベリングが主制御装置２０により実行されている。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態に係る基板保持装置（７０、８０）によると、ウエハＷは、ホルダ本体７０に載置され、前述した吸着機構により、ホルダ本体７０に対して吸着される。この吸着の際に、吸着機構により、ホルダ本体７０にウエハＷが吸着されない非吸着部分近傍の特定部分領域（具体的にはセンタアップ３４ａ〜３４ｃ近傍の領域に対応するウエハＷの裏面の領域）ＡＲ１の吸着が、その他の部分ＡＲ２の吸着に先立って行われる。このため、ウエハＷに反り等が存在しても、ウエハＷの被吸着領域の全体を同時に吸着する場合と異なり、ウエハＷの被吸着領域の面積とホルダ本体７０の吸着領域の面積との差によって生じるウエハＷの皺が非吸着部分へ集中するという現象の発生を回避することが可能となる。この結果、面積差に応じたウエハＷの余分な面積部分は被吸着領域の全域に分散された状態となる。従って、ウエハＷをその平坦度（フラットネス）をほぼ全面に渡ってほぼ同程度に良好に維持した状態で保持することが可能となる。
【００７４】
また、本実施形態の露光装置１００によると、基板保持装置（７０，８０）によって、ウエハＷは、局所的な平坦度（フラットネス）の悪化が抑制され、平坦度が全体的に同程度に良好に維持された状態で保持されていることから、被露光物体としてのウエハＷの局所的なフラットネスの悪化に起因するウエハＷ上での部分的なパターンの形成精度の劣化を抑制することができ、ウエハＷの全面に渡る露光精度の向上を図ることが可能となる。
【００７５】
また、本実施形態の露光装置に１００によると、各ショット領域の走査露光中に、焦点位置検出系（６０ａ、６０ｂ）によりパターンが投影される照明光ＩＬの照射領域（露光領域）内における複数点でウエハＷ表面の投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ軸方向）に関する位置情報が検出され、その検出結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴ（及びホルダ本体７０）に保持されたウエハＷの露光領域内で、投影光学系ＰＬの結像面とウエハＷ（ショット領域）の表面とを極力合致させるオートフォーカス及びオートレベリングが、主制御装置２０によりウエハ駆動部２４を介して実行される。これにより、デフォーカスに起因するパターン像の転写精度劣化が抑制された、高精度な露光が可能となる。
【００７６】
なお、前記非吸着領域近傍の特定部分領域は、上述のセンタアップ近傍の領域に限られるものではなく、例えば図５に示されるように、ホルダ本体７０の外縁部に形成される干渉回避部としての切り欠き７３ａ〜７３ｃ近傍の領域ＡＲ３、ＡＲ３’を特定部分領域とすることとしても良い。
【００７７】
前記切り欠き７３ａ〜７３ｃは、図６に示されるように、ウエハステージＷＳＴに対するウエハのロード位置に設けられるプリアライメント機構９０を構成する基板搬送機構としてのウエハ搬出入アーム１３６を構成する支持部としての爪部１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃに対応して形成されている。なお、図６においては、作図の便宜上から、ホルダ本体７０のリム部、ピン部及び給排気口等の図示が省略されている。
【００７８】
すなわち、プリアライメント機構９０においては、不図示のロボットアーム（ウエハ搬送アーム）によりウエハＷがウエハ搬出入アーム１３６に受け渡された後、ウエハ搬出入アーム１３６近傍に配置された３つのＣＣＤカメラ１４０ａ〜１４０ｃによりウエハＷのノッチＮを含む外縁が撮像され、該撮像結果に基づいて、主制御装置２０は、不図示の駆動機構を介してウエハ搬出入アーム１３６を回転駆動し、ウエハの回転方向の位置補正を行う。
【００７９】
そして、上記補正終了後は、ウエハ搬出入アーム１３６は、ウエハＷを保持した状態で、ウエハ搬出入アーム１３６の下方に待機しているウエハステージＷＳＴに接近するように、不図示の駆動機構を介して下降駆動される。この下降駆動の途中、ウエハ搬出入アーム１３６ａ〜１３６ｃはホルダ本体７０に形成された切り欠き７３ａ〜７３ｃを介してホルダ本体７０の上面側から下面側に移動する。すなわち、この移動の間にホルダ本体７０にウエハ搬送アームからウエハＷが受け渡される（載置される）こととなる。
【００８０】
その後、上記実施形態と同様にウエハが吸着されることになるが、この場合、給排気口の配置等を変更することにより、切り欠き７３ａ〜７３ｃ近傍の領域ＡＲ３，ＡＲ３’の吸着をその他の部分の吸着に先立って開始することとすることで、上記実施形態と同様に、ウエハを吸着しない非吸着部分となっている切り欠き７３ａ〜７３ｃに対応するウエハ部分に、ウエハの反りに起因する皺が集中することがなくなる。
【００８１】
なお、ウエハの吸着終了後は、ウエハステージＷＳＴが−Ｙ方向に駆動され、ウエハ搬出入アーム１３６がウエハステージＷＳＴ上に形成された一組の溝１３１ａ，１３１ｂに沿ってウエハステージＷＳＴ上から退避し、以降、前述と同様の露光動作が行われる。
【００８２】
なお、上記実施形態では、ウエハの一部とその他の部分の吸着開始のタイミングを、給排気口３６の配置を工夫することによりずらす場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、主に特定部分領域の吸着をするための給排気口と、主にその他の部分を吸着するための給排気口とを別々の給排気路に連通するよう設定し、各給排気路を介した吸引の開始タイミングを弁等の開閉のタイミングを異ならせることで実現することとしても良い。また、吸引開始タイミングをずらすべき給排気路の途中の部分に固定絞りを設けることとしても良い。また、固定絞りに限らず、特定部分領域の吸着に主に用いられる給排気路とその他の部分の吸着に主に用いられる給排気路の流動抵抗（例えば、流路の表面のあらさ、急激な曲がり、縮小、拡大等）に差異を設けることにより、吸引開始タイミングをずらすこととしても良い。要は、ウエハ裏面の特定部分領域とその他の部分領域の吸着開始のタイミングをずらし、特定部分領域の吸引をその他の部分の吸引に先立って行うことができるのであれば、その構成については任意で良い。
【００８３】
なお、上記実施形態においては、吸着機構として、真空吸着機構を採用するものとしたが、これに限らず、例えば静電チャックによる吸着機構を採用しても良い。この場合、リム部を設ける必要がなく、また、電極等の配置の工夫により、上記実施形態と同様、ウエハの一部とその他の部分との吸着開始のタイミングをずらすことが可能である。
【００８４】
なお、吸着のタイミングをずらす必要のある複数の領域を、例えばピン部よりも僅かに低い壁で仕切ることとしても良い。
【００８５】
また、上記実施形態では３本の上下動ピン（センタアップ）を用いるものとしたが、例えば特開２０００−１００８９５号公報（対応米国特許第６，１８４，９７２号）に開示されている１本の上下動ピンを採用しても良い。更に、上記実施形態では上下動ピン（センタアップ）を駆動してウエハのロード及びアンロードを行うものとしたが、センタアップを駆動する代わりに、例えばホルダ本体部７０を駆動してセンタアップとの位置関係を調整してウエハのロード及びアンロードを行っても良い。
【００８６】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を、図７に基づいて説明する。ここで前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分には、同一の符号を用いるとともにその説明を簡略し若しくは省略するものとする。
【００８７】
図７には、本第２の実施形態の露光装置が備える基板保持装置を構成するホルダ本体７０’の平面図が示されている。この図７に示されるように、ホルダ本体７０’には、前述のセンタアップが設けられてない代わりに、ホルダ本体７０’の周縁部には、ウエハのロード及びアンロードを行うウエハ搬出入アーム１３６の爪部（図６の爪部１３６ａ〜１３６ｃ参照）が、ホルダ本体の上方から下方に移動する際に機械的な干渉を回避するための切り欠き（以下、「アーム回避用切り欠き」という）７３ａ’〜７３ｃ’が形成されている。
【００８８】
更に、アーム回避用切り欠き７３ａ’〜７３ｃ’の他に、ホルダ本体７０’の周縁部においては、リム部２８’がアーム回避用切り欠き７３ａ’〜７３ｃ’の部分と同様に、内側に凹状変形した部分（７４1〜７４n）を有している。これら凹状変形部分（７４1〜７４n）は、ウエハを吸着しない非吸着部分となっている。
【００８９】
また、ホルダ本体７０’においては、給排気口３６は、本体部２６’上面の中心部近傍から放射方向（ほぼ１２０°の中心角の間隔を有する３本の半径の方向）に沿って形成されている。これら給排気口３６は、給排気路３８Ａ’〜３８Ｃ’を介して不図示の給排気管の一端に接続されている。この給排気管の他端は、第１の実施形態と同様に、給排気機構８０（図２参照）に接続されている。
【００９０】
その他の部分の構成等は、前述した第１の実施形態の露光装置１００と同様になっている。
【００９１】
本第２の実施形態のホルダ本体７０’において、上記のような構成が採用されていることから、ウエハを吸着する際に、ウエハの反り等に起因して発生する皺が、数箇所の切り欠きに対応する部分に集中せず、多数の非吸着部分に分散することとなる。
【００９２】
以上説明したように本第２の実施形態に係る基板保持装置によると、ホルダ本体７０’の周縁部に、ウエハを搬送するウエハ搬出入アーム１３６が有する爪部１３６ａ〜１３６ｃに対応して、該爪部１３６ａ〜１３６ｃがホルダ本体７０’に機械的に干渉しないようにするためのアーム回避用切り欠き（干渉回避部）７３ａ’〜７３ｃ’が形成されている。更に、ホルダ本体７０の周縁部には、アーム回避用切り欠き７３ａ’〜７３ｃ’とは別の、ウエハを吸着しない非吸着領域としての凹状変形部（７４1〜７４n）が形成されている。
【００９３】
従って、アーム回避用切り欠き７３ａ’〜７３ｃ’はウエハＷを吸着することができない非吸着部分となるが、この非吸着部分に集中することが予想されるウエハＷの反りなどに起因する皺が、ホルダ本体７０’の周縁部に形成されたその他の非吸着領域としての凹状変形部分（７４1〜７４n）に分散されるので、非吸着部分又は非吸着領域での局所的な皺の集中発生を効果的に抑制することができる。これにより、ウエハをその平坦度（フラットネス）をほぼ全面に渡ってほぼ同程度に良好に維持した状態で保持することが可能となる。
【００９４】
また、本第２の実施形態に係る露光装置によると、基板保持装置によって、ウエハＷは、局所的な平坦度（フラットネス）の悪化が抑制され、平坦度が全体的に同程度に良好に維持された状態で保持されていることから、前述の第１の実施形態と同様に、ウエハＷの全面に渡る露光精度の向上を図ることが可能となる。また、本実施形態の露光装置１００によると、前述の第１の実施形態と同様に、デフォーカスに起因するパターン像の転写精度劣化が抑制された、高精度な露光が可能となる。
【００９５】
なお、上記第２の実施形態では、ホルダ本体のうちのリム部２８’のみを凹状に変形させることとしたが、アーム回避用切り欠き７３ａ’〜７３ｃ’と同様に、ホルダ本体７０’の周縁部に複数の切り欠きを設けることとしても良い。
【００９６】
また、切り欠きや凹状変形部分を設ける場合に限らず、ホルダ本体７０’周縁部に非吸着部分が形成されるのであれば、種々の構成を採用することができる。
【００９７】
さらに、上記第２の実施形態においても、切り欠き７３ａ’〜７３ｃ’及び凹状変形部７４1〜７４nの近傍の吸着をその他の部分の吸着に先立って開始するような構成（給排気口の配置等）を採用することとしても良い。
【００９８】
なお、上記第２の実施形態においても、ウエハを吸着する機構として真空吸着機構のみならず静電吸着機構（静電チャック）を採用することができる。
【００９９】
また、上記各実施形態では、ホルダ本体のリム部はその外径がウエハＷの外径よりも僅かに小さいものとしたが、リム部の外径をウエハＷの外径と同程度以上としても良い。また、ホルダ本体のリム部の上端面を、多数のピン３２によって規定される平面とほぼ同一の高さとしても良いし、あるいは多数のピン３２によって規定される平面よりも僅かに低くしても良い。さらに、リム部の上端面に、多数のピン３２によって規定される平面と上端面がほぼ一致する複数の突起部（ピン）を設けても良い。このとき、リム部２８（又は２８’）の上端面に設けられる複数の突起部によって規定される平面を、多数のピン３２によって規定される平面より僅かに低くしても良い。
【０１００】
また、上記各実施形態では、ホルダ本体を、例えば真空吸着にてウエハステージＷＳＴに固定するものとしたが、ホルダ本体をウエハステージＷＳＴの少なくとも一部と同一部材で構成する、すなわちウエハステージＷＳＴの少なくとも一部を加工して前述したピン３２やリム部２８（又は２８’）などを形成しても良い。また、上記各実施形態では、ウエハのアンロード時に気体の吹き付けを必ずしも行わなくても良い。
【０１０１】
また、上記各実施形態では、ホルダ本体の中心部近傍から放射方向に沿って配列される複数の給排気口３６をほぼ１２０°間隔で設けるものとしたが、例えば複数の給排気口３６を井桁状に配列しても良い。
【０１０２】
また、上記各実施形態では、本発明の基板保持装置が、ウエハホルダに採用された場合について説明したが、本発明の基板保持装置はこれに限られるものではなく、例えば反射型レチクルではその裏面側をレチクルホルダにて保持するので、このようなレチクルホルダに対して本発明を適用することとしても良い。
【０１０３】
なお、上記各実施形態では、光源として、ＫｒＦエキシマレーザ光源（出力波長２４８ｎｍ）などの紫外光源、Ｆ2レーザ、ＡｒＦエキシマレーザ等の真空紫外域のパルスレーザ光源、あるいは水銀ランプなどを用いるものとしたが、これに限らず、Ａｒ2レーザ光源（出力波長１２６ｎｍ）などの他の真空紫外光源を用いても良い。また、例えば、真空紫外光として上記各光源から出力されるレーザ光に限らず、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）の両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。さらに、照明光ＩＬとして紫外光などだけでなく、Ｘ線（ＥＵＶ光を含む）又は電子線やイオンビームなどの荷電粒子線などを用いても良い。
【０１０４】
なお、上記各実施形態では、投影光学系に対する負担をあまり重くすることなく、より大面積のパターンを高精度にウエハ上に転写可能であるという走査露光方式の利点に着目し、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置にも本発明は好適に適用でき、同様に、デフォーカスのない高精度な露光が可能となる。
【０１０５】
なお、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記各実施形態の露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０１０６】
なお、上記各実施形態では、本発明が半導体製造用の露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子、有機ＥＬ、マイクロマシン、ＤＮＡチップなどを製造するための露光装置などにも本発明は広く適用できる。
【０１０７】
また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。
【０１０８】
なお、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号などに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体が満たされる液浸露光装置に本発明を適用しても良い。
【０１０９】
さらに、上記実施形態では、本発明の基板保持装置が露光装置に適用された場合について説明したが、基板を保持しその基板の平坦度を全面に渡って同程度に良好に維持して保持する必要があるのであれば、露光装置以外の検査装置、加工装置などの装置であっても、本発明の基板保持装置は、好適に適用できるものである。
【０１１０】
《デバイス製造方法》
次に上述した露光装置をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
【０１１１】
図８には、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）の製造例のフローチャートが示されている。図８に示されるように、まず、ステップ２０１（設計ステップ）において、デバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップ２０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ２０３（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【０１１２】
次に、ステップ２０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップ２０１〜ステップ２０３で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ２０５（デバイス組立てステップ）において、ステップ２０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立てを行う。このステップ２０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。
【０１１３】
最後に、ステップ２０６（検査ステップ）において、ステップ２０５で作成されたデバイスの動作確認テスト、耐久テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
【０１１４】
図９には、半導体デバイスにおける、上記ステップ２０４の詳細なフロー例が示されている。図９において、ステップ２１１（酸化ステップ）においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ２１２（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ２１３（電極形成ステップ）においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ２１４（イオン打ち込みステップ）においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップ２１１〜ステップ２１４それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【０１１５】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ２１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ２１６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップ２１７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップ２１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップ２１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
【０１１６】
これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【０１１７】
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップ２１６）において上記実施形態の露光装置が用いられるので、ウエハの全体にわたって、精度良くレチクルのパターンをウエハ上に転写することができる。この結果、高集積度のデバイスの生産性（歩留まりを含む）を向上させることが可能になる。
【０１１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る基板保持装置によれば、基板表面の局所的な平坦度悪化を抑制し、基板を全体的にフラットな状態で保持することができるという効果がある。
【０１１９】
また、本発明に係る露光装置によれば、ウエハ全体における露光精度の向上を図ることができるという効果がある。
【０１２０】
さらに、本発明に係るデバイス製造方法によれば、最終製品であるデバイスの歩留まりを向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１のホルダ本体及び給排気機構を示す平面図である。
【図３】図３（Ａ）は、ホルダ本体における給排気口の配置を説明するための斜視図であり、図３（Ｂ）は、ホルダ本体内の給排気管路の構成を説明するための斜視図である。
【図４】第１の実施形態における吸着動作を説明するための図である。
【図５】第１の実施形態に係る変形例を示す図である。
【図６】変形例に係るプリアライメント機構及びウエハステージを示す斜視図である。
【図７】第２の実施形態に係るホルダ本体の平面図である。
【図８】本発明に係るデバイス製造方法の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図９】図８のステップ２０４の詳細を示すフローチャートである。
【図１０】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
２０…主制御装置（面位置調整装置の一部）、２４…ウエハ駆動部（上下動機構、面位置調整装置の一部）、２８…リム部（第１支持部）、３２…ピン部（第２支持部）、３４ａ〜３４ｃ…センタアップ（支持部材）、３６…給排気口（吸引口）、３８Ａ〜３８Ｃ…給排気路（吸着機構の一部）、４０…給排気管（吸着機構の一部）、４６Ａ…第１真空ポンプ（吸着機構の一部）、７０…ホルダ本体（保持装置本体、基板保持装置の一部）、７３ａ〜７３ｃ…切り欠き（凹状変形した部分、干渉回避部）、８０…給排気機構（基板保持装置の一部）、８８…分岐路（吸着機構の一部）、１３６…ウエハ搬出入アーム（基板搬送機構）、１３６ａ〜１３６ｃ…爪部（支持部）、ＩＬ…照明光（エネルギビーム）、Ｖ１…電磁弁（吸着機構の一部）、Ｗ…ウエハ（基板、感光物体）、ＷＳＴ…ウエハステージ（可動体）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate holding apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method. More specifically, the present invention relates to a substrate holding apparatus suitable for supporting a substrate, an exposure apparatus including the substrate holding apparatus, and a device using the exposure apparatus. It relates to a manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
In a lithography process for manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element, etc., a wafer or glass plate in which a resist or the like is applied via a projection optical system to a pattern formed on a mask or a reticle (hereinafter collectively referred to as “reticle”) A projection exposure apparatus that transfers onto a substrate such as a wafer (hereinafter collectively referred to as a “wafer”), for example, a step-and-repeat reduction projection exposure apparatus (so-called stepper), or a step-and- Sequentially moving projection exposure apparatuses such as a scanning type scanning exposure apparatus (so-called scanning stepper) are used relatively frequently.
[0003]
In the projection exposure apparatus, a wafer stage that can move in a two-dimensional plane is provided, and the wafer is held by vacuum chucking or electrostatic chucking by a wafer holder fixed on the wafer stage. There are various types of wafer holders, but in recent years, pin chuck type wafer holders have been used relatively frequently (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
On the other hand, along with the higher integration of semiconductor elements, the projection exposure apparatus is required to further improve the resolution. For this reason, the exposure wavelength is shortened and the numerical aperture (NA) of the projection optical system is increased. Efforts are being made in various places to achieve the increase (so-called large NA).
[0005]
As a state-of-the-art projection exposure apparatus, a scanning stepper (also called a scanner) using an ArF excimer laser as an exposure light source is practically used, and the exposure wavelength of such a projection exposure apparatus is 193 nm. However, it is certain that the exposure wavelength will be further shortened in the future.2The laser is said to be a strong candidate for the light source of the next generation projection exposure apparatus.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-1-129438
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Shortening of exposure wavelength and large N.I. A. This leads to a reduction in the depth of focus of the projection optical system. For this reason, if the exposure wavelength is shortened and the large N.P. A. In the case of achieving the desired level, there is a high possibility that the depth of focus becomes too shallow and the transfer accuracy of the pattern due to defocusing is deteriorated due to the unevenness of the wafer surface. That is, F2In order to realize a next-generation exposure device that realizes high-precision exposure using a laser or a light source with a shorter wavelength than that, the emergence of a new technology that can suppress the unevenness of the wafer surface during exposure within a desired range. Indispensable.
[0008]
However, in the current wafer holder, it is confirmed that the flatness of the wafer surface is deteriorated by this influence when a non-adsorption portion exists in a part when the wafer is adsorbed almost entirely by vacuum or the like. Also, in order to avoid mechanical interference with the arm that carries the wafer into the wafer holder, a notch is formed on the upper surface, or a vertical movement mechanism that supports the wafer from below is arranged. In this case, there is a non-adsorption portion that cannot be adsorbed even if the wafer is adsorbed on almost the entire surface, and the influence of the warp of the wafer already generated due to the process or the like is concentrated on the non-adsorption portion. Will be.
[0009]
Specifically, as shown in FIG. 10A, when the wafer W that has been warped is attracted to the entire surface by the wafer holder 25, the area S where the wafer W is attracted1And area S of the upper surface of the wafer holder for adsorbing the wafer W2Is compared with the area S by the amount of warpage of the wafer W.1Is the area S2You can see that it is bigger. For this reason, when the wafer W is sucked as it is, the area difference (S1-S2) Appears on the surface of the wafer W. In particular, as shown in FIG. 10B, when the non-adsorption portion NVA exists in the wafer holder 25, the 皺 cr is inevitably concentrated on the non-adsorption portion NVA. Even if the exposure is performed, high-precision exposure cannot be performed due to defocusing or the like, and the productivity of the device as the final product is lowered.
[0010]
The present invention has been made under such circumstances, and a first object of the present invention is to provide a substrate holding apparatus capable of holding a substrate in a state in which the flatness of the substrate is maintained in substantially the same level over almost the entire surface. Is to provide.
[0011]
A second object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of improving the exposure accuracy over the entire surface of the object to be exposed.
[0012]
Furthermore, a third object of the present invention is to provide a device manufacturing method capable of improving the yield of devices as final products.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  The invention according to claim 1 is a substrate holding device that holds the substrate (W) by suction, the holding device main body (70) on which the substrate is placed; and the substrate is sucked to the holding device main body.SuckA wearing mechanism (38A to 38D, 40, 46A, V1);The upper surface of the holding device main body is formed along the outer shape of the substrate, and is surrounded by an annular first support portion (28) that supports an outer edge portion of the substrate, and the annular first support portion. A plurality of projecting second support portions (32) disposed in the region and having the tip portions located on the same plane as the tip portion of the first support portion, and surrounded by the annular first support portion A cylindrical portion that is disposed in the region and has an upper surface located on the same plane as the tip of the first support portion and forms a region that does not adsorb the substrate; and in a region surrounded by the first support portion A plurality of suction ports for sucking air in a space inside the first support portion formed by the substrate and the holding device body in a state where the substrate is supported by the holding device body; And the suction mechanism is more cylindrical than the first support portion. It is vacuum suction mechanism for starting suction from near the suction portA substrate holding device.
[0014]
  According to this, the substrate is placed on the holding device body, and is sucked to the holding device body by the suction mechanism. During this adsorption, the adsorption mechanism isSuction is started from a suction port closer to the cylindrical portion than the first support portion.As a result, even if there is a warp of the substrate, the substrate caused by the difference between the area of the attracted area of the substrate and the area of the attracting area of the holding device body is different from the case where the entire attracted area of the substrate is attracted simultaneously. It is possible to avoid the phenomenon that the soot is concentrated on the non-adsorbing portion. As a result, the excess area portion of the substrate corresponding to the area difference is dispersed throughout the attracted region. Therefore, the substrate can be held in a state in which the flatness is maintained almost as good as the entire surface.
[0015]
  In this case, as in the substrate holding device according to claim 2, the substrate has support members (34 a to 34 c) capable of supporting the substrate from below at the upper end portion thereof, and the holding device body and the support member are The upper end of the support member is driven relativelyThrough the tubular partAnd a drive mechanism (24) that moves in and out of the upper surface of the holding device body.To prepareIt can be.
[0017]
  According to a third aspect of the present invention, there is provided a substrate holding device for sucking and holding a substrate, comprising: a holding device main body on which the substrate is placed; and a suction mechanism for sucking the substrate against the holding device main body. The upper surface of the holding device main body supports an outer edge portion of the substrate along the outer shape of the substrate, and at least partly faces the central portion of the substrate.Concave deformation in the directionDeformationHas part (73a-73c)An annular first support portion, and a plurality of protrusion-like protrusions disposed in a region surrounded by the annular first support portion, the distal end portion of which is located on the same plane as the distal end portion of the first support portion. Air in a space inside the first support portion, which is formed by the substrate and the holding device main body in a state where the second supporting portion and the substrate are supported by the holding device main body are disposed in the region. A plurality of suction ports for suctioning the substrate, and the suction mechanism is a substrate holding device that is a vacuum suction mechanism that starts suction from the suction port closer to the deforming portion than the central portion of the substrate.
[0018]
  In this case, the claim4Like the substrate holding device described inThe deformed portion is formed corresponding to the support points of the substrate transport mechanism that supports the lower surface of the substrate at a plurality of support points and delivers the substrate onto the first support portion and the second support portion. WhatIt can be.
[0020]
  In this case, the claim5As described above, the suction mechanism ispluralin frontWritingAt the start of suction operationTo the prescribedIt is possible to have an aperture mechanism that provides a time difference.
[0021]
  Claims6As described above, the suction mechanism ispluralin frontWritingOutletSo that a predetermined time difference occurs at the start of the suction operationFlow resistanceSet upCan be determined.
[0022]
Here, the “flow resistance” includes all factors in the flow path that hinder the flow of gas, for example, the roughness of the surface of the flow path, a sharp bend, reduction, expansion, and the like.
[0026]
  Claim73. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the photosensitive object (W) is exposed by an energy beam (IL) to form a predetermined pattern on the photosensitive object, and the photosensitive object is held as the substrate. ~6An exposure apparatus comprising: the substrate holding device according to claim 1; and a movable body (WST) on which the substrate holding device is mounted.
[0027]
  According to this, claims 1 to6By the substrate holding device according to any one of the above, the photosensitive object is held in a state in which the deterioration of local flatness (flatness) is suppressed and the flatness is maintained as good as the whole. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the partial pattern formation accuracy on the photosensitive object due to the deterioration of the local flatness of the photosensitive object as the object to be exposed. It is possible to improve the exposure accuracy.
[0028]
  In this case, the claim8A projection optical system that projects the pattern on the mask irradiated by the energy beam onto the photosensitive object when the original pattern of the pattern is formed on the mask, as in the exposure apparatus described in the above item; A detection system for detecting positional information on the optical axis direction of the projection optical system of the projection optical system at at least one point in the irradiation region of the energy beam onto which the image is projected; and the irradiation based on a detection result of the detection system A surface position adjusting device that matches the surface of the photosensitive object in the region with the image plane of the projection optical system. In such a case, position information regarding the optical axis direction of the projection optical system on the surface of the photosensitive object is detected at least at one point in the irradiation region of the energy beam on which the pattern is projected by the detection system, and the detection result of the detection system Based on this, the surface position adjusting device matches the surface of the photosensitive object in the irradiation area with the image plane of the projection optical system. As a result, high-accuracy exposure is possible in which deterioration of the transfer accuracy of the pattern image due to defocusing is suppressed.
[0029]
  Claim9According to another aspect of the invention, there is provided a device manufacturing method including a lithography process, wherein the lithography process includes:7Or8A device manufacturing method, wherein exposure is performed using the exposure apparatus described in 1. above.
[0030]
  According to this, in the lithography process, the claim7Or8Since the exposure is performed using the exposure apparatus described in (1), the yield rate (yield) can be improved and the productivity of highly accurate devices can be improved.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<< First Embodiment >>
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0032]
FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 100 according to the first embodiment. The exposure apparatus 100 is a step-and-scan projection exposure apparatus (so-called scanning stepper). The exposure apparatus 100 includes an illumination system 10, a reticle stage RST that holds a reticle R as a mask, a projection optical system PL, a stage device 50 on which a wafer W as a substrate (and a photosensitive object) is mounted, and a control system thereof. Etc.
[0033]
The illumination system 10 includes a light source and an illumination optical system, and illumination light as an energy beam in a rectangular or arcuate illumination region defined by a field stop (also referred to as a masking blade or a reticle blind) disposed therein. IL is irradiated, and the reticle R on which the circuit pattern is formed is illuminated with uniform illuminance. An illumination system similar to the illumination system 10 is disclosed, for example, in JP-A-6-349701. Here, as the illumination light IL, far ultraviolet light such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), or F2Vacuum ultraviolet light such as laser light (wavelength 157 nm) is used. As the illumination light IL, it is also possible to use an ultraviolet bright line (g-line, i-line, etc.) from an ultra-high pressure mercury lamp.
[0034]
On reticle stage RST, reticle R is fixed by, for example, vacuum suction or electrostatic suction. Reticle stage RST is in the XY plane perpendicular to the optical axis of illumination system 10 (corresponding to optical axis AX of projection optical system PL described later) by a reticle stage driving unit (not shown) including, for example, a linear motor and a voice coil motor. And can be driven at a scanning speed specified in a predetermined scanning direction (here, the Y-axis direction).
[0035]
A position in the XY plane of reticle stage RST (including θz rotation) is a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as a “reticle interferometer”) that irradiates a laser beam onto a reflection surface that is formed on a part of the XY plane. 16 is always detected with a resolution of about 0.5 to 1 nm, for example.
[0036]
Position information of reticle stage RST from reticle interferometer 16 is supplied to main controller 20. Main controller 20 drives and controls reticle stage RST via a reticle stage drive unit (not shown) based on position information of reticle stage RST.
[0037]
The projection optical system PL is disposed below the reticle stage RST in FIG. 1, and the direction of the optical axis AX is the Z-axis direction. As projection optical system PL, for example, a birefringent optical system having a predetermined reduction magnification (for example, 1/5 or 1/4) is used. Therefore, when the reticle R is illuminated by the illumination light IL from the illumination system 10, the illumination light IL that has passed through the reticle R reduces the circuit pattern of the reticle R in the illumination region via the projection optical system PL. An image (partial inverted image) is formed in an irradiation region (exposure region) of illumination light IL conjugate to the illumination region on the wafer W having a resist (photosensitive agent) coated on the surface thereof.
[0038]
The stage device 50 includes a wafer stage WST as a movable body, a wafer drive unit 24 that drives the wafer stage WST, and the like. Wafer stage WST is disposed below projection optical system PL in FIG. 1 and above a base (not shown), and is freely driven in the XY plane (including θz rotation) by wafer drive unit 24 including a linear motor and the like. Is done. Wafer stage WST is tilted relative to the Z-axis direction and the XY plane (rotation direction around the X axis (θx direction) and rotation direction around the Y axis (θy direction)) by an actuator that constitutes wafer drive unit 24. It is driven minutely. Wafer drive unit 24 may include an actuator that finely drives wafer stage WST in the XY plane in addition to the Z-axis direction and the tilt direction with respect to the XY plane.
[0039]
Position and rotation of wafer stage WST in the XY plane (yawing (θz rotation that is rotation about the Z axis)), pitching (θx rotation that is rotation about the X axis), rolling (θy that is rotation about the Y axis) Rotation)) is always detected by the wafer laser interferometer system 18 with a resolution of, for example, about 0.5 to 1 nm through a reflection surface formed in a part of the rotation. This wafer laser interferometer system can be configured to include a plurality of multi-axis interferometers each having a plurality of length measurement axes in the X-axis direction and the Y-axis direction, one of which is inclined 45 ° to the wafer stage WST. A laser beam is applied to the reflecting surface installed on a gantry (not shown) on which the projection optical system PL is placed through the installed reflecting surface, and the optical axis direction (Z-axis direction) of the projection optical system PL is related to it. The relative position information may be detected.
[0040]
Position information (or speed information) of wafer stage WST is supplied to main controller 20. Main controller 20 controls wafer stage WST via wafer drive unit 24 based on the position information (or speed information) of wafer stage WST.
[0041]
A holder body 70 as a holding device body is provided on the wafer stage WST, and the wafer W is sucked and held on the holder body 70.
[0042]
The holder body 70 is made of a material having a low coefficient of thermal expansion, such as ceramics (for example, Schott Zerodur (trade name), Al2OThreeOr TiC) or the like. As shown in the plan view of FIG. 2, the holder main body 70 has a circular plate-like main body portion 26 whose outer appearance is a predetermined thickness, and the outer periphery of the upper surface of the main body portion 26 (the front surface in FIG. 2). Pin portions 32, 32,... As a plurality of projecting second support portions provided at predetermined intervals in a region of a predetermined area in the central portion excluding an annular region having a predetermined width near the portion. An annular convex portion (hereinafter referred to as “rim portion”) 28 is provided as a first support portion provided in the vicinity of the outer peripheral edge so as to surround the region where 32 is disposed.
[0043]
The outer diameter of the rim portion 28 is set to be slightly smaller than the outer diameter of the wafer W, for example, about 1 to 2 mm. The upper surface of the rim portion 28 is the same as the back surface of the wafer W when the wafer W is placed. These are processed horizontally and flatly so that no gap is generated between them. The height dimension of the rim portion 28 from the upper surface of the main body portion 26 is about 0.01 to 0.3 mm.
[0044]
The pin portion 32 has a projecting shape in which each tip portion is positioned on substantially the same plane as the rim portion 28. These pin portions 32 are arranged at a constant interval L (L is 3 mm, for example) along the biaxial direction forming ± 30 ° with respect to the Y axial direction. That is, the pin portions 32 are arranged such that three adjacent pins 32 are respectively located at the vertices of the regular triangle. In this case, the arrangement interval L of the pin portions is set so that the deformation amount of the wafer W when being vacuum-sucked is within an allowable range.
[0045]
Near the center of the main body 26, three through holes in the vertical direction (the direction orthogonal to the plane of the drawing) are formed at the positions of the apexes of the equilateral triangle, and on the upper surface of the main body 26 corresponding to these through holes. Are formed with cylindrical portions 82 a to 82 c having substantially the same height as the pin portion 32 and the rim portion 28. In these cylindrical portions 82a to 82c (and through holes), vertical movement pins (center up) 34a, 34b, and 34c as support members having a columnar shape are respectively inserted, and these three center ups 34a to 34c are It is possible to move up and down by the same amount in the vertical direction (Z-axis direction) simultaneously via the vertical movement mechanism (drive mechanism) constituting the wafer drive unit 24. As described above, the wafer drive unit 24 includes the linear motor and other actuators that drive the wafer stage WST as well as the vertical movement mechanism of the center-ups 34a to 34c as described above. In FIG. Are shown as a single block. Therefore, hereinafter, it is assumed that not only wafer stage WST but also center-ups 34a to 34c are driven by wafer drive unit 24.
[0046]
For example, at the time of wafer loading and wafer unloading, which will be described later, the center ups 34a to 34c are driven by the wafer drive unit (vertical movement mechanism) 24 so that the wafer W is supported from below by the three center ups 34a to 34c. Or can be moved up and down while the wafer W is supported.
[0047]
In the main body portion 26 configured as described above, the pin portion 32, the cylindrical portions 82a to 82c, and the rim portion 28 are integrally formed in the manufacturing stage, and finally become a contact surface with the wafer W. The upper end surfaces of the plurality of pin portions 28, the upper surfaces of the cylindrical portions 82a to 82c, and the upper surface of the rim portion 28 are polished using a polishing apparatus, abrasive grains, or the like. As a result, the upper end surfaces of the plurality of pin portions 28, the upper surfaces of the cylindrical portions 82a to 82c, and the upper surface of the rim portion 28 are located on substantially the same plane.
[0048]
Further, as shown in FIG. 2, a plurality of air supply / exhaust ports 36 are formed on the upper surface of the main body portion 26. Specifically, as can be seen from FIG. 3A in which the pin portion 32 and the rim portion 28 are omitted and the main body portion 26 is shown in a perspective view, the air supply / exhaust port 36 is formed from the vicinity of the center of the upper surface of the main body portion 26. It is formed along the radial direction (the direction of three radii having a central angle interval of approximately 120 °), and is formed at a predetermined interval on the circumference of a predetermined radius in the vicinity of the central portion of the main body 26. . These air supply / exhaust ports 36 are formed at positions that do not mechanically interfere with the pin portion 32.
[0049]
As shown in FIG. 2, these air supply / exhaust ports 36 are connected to the main air supply / exhaust mains via linear air supply / exhaust passages 38A, 38B, 38C and an annular air supply / exhaust passage 38D formed inside the main body 26. 40d is in a communication state.
[0050]
As shown in FIG. 3B, the straight air supply / exhaust passages 38 </ b> A to 38 </ b> C are connected to the main body portion of the air supply / exhaust conduit 71 formed from the outer peripheral side surface of the main body portion 26 to the vicinity of the center portion of the main body portion 26. 26 is formed so as to be in a communication state in the vicinity of the center portion. The annular air supply / exhaust passage 38 </ b> D is formed in a state where the linear air supply / exhaust passages 38 </ b> A to 38 </ b> C are connected to each other at a predetermined distance from the center of the main body portion 26. A plurality of branch paths 72 are formed in each of these air supply / exhaust paths 38A to 38D in a state of branching in the + Z direction. In this case, the opening end at the upper end of each branch path 72 is the air supply / exhaust port 36 described above.
[0051]
Since the air supply / exhaust port 36 is arranged as described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the air supply / exhaust port 36 is provided around the center-up 34a to 34c and the cylindrical portions 82a to 82c. A relatively large number is arranged.
[0052]
Returning to FIG. 2, the holder body 70 is mounted on the holder body 70, and a wafer W supported from below by the plurality of pin portions 32, the cylindrical portions 82 a to 82 c and the rim portion 28 is transferred to the plurality of pins. An air supply / exhaust mechanism 80 including a vacuum suction mechanism as a suction mechanism for sucking and holding the upper end surface of each portion 32 and the upper surface of the rim portion 28 is connected.
[0053]
The supply / exhaust mechanism 80 includes a first vacuum pump 46A, a vacuum chamber 46Ba and a second vacuum pump 46Bb, and an air supply device 46C, and the first vacuum pump 46A, the vacuum chamber 46Ba and the second vacuum pump 46Bb, and a supply And an air supply / exhaust pipe 40 connecting the air device 46C to the air supply / exhaust pipe 71.
[0054]
The supply / exhaust pipe 40 includes a supply / exhaust main pipe 40d, and a first exhaust branch pipe 40e, a second exhaust branch pipe 40f, and an supply branch pipe 40g that are branched into three from one end of the supply / exhaust main pipe 40d. Has been.
[0055]
A first vacuum pump 46A is connected to an end of the first exhaust branch pipe 40e opposite to the supply / exhaust main pipe 40d via an electromagnetic valve (electromagnetic valve) V1, and the second exhaust branch pipe One end of the vacuum chamber 46Ba is connected to the end opposite to the 40f supply / exhaust main pipe 40d via an electromagnetic valve V2. A second vacuum pump 46Bb is connected to the other side of the vacuum chamber 46Ba. Further, an air supply device 46C is connected to the end of the air supply branch pipe 40g opposite to the air supply / exhaust main pipe 40d via an electromagnetic valve V3.
[0056]
Although not shown, a barometer for measuring the pressure inside the supply / exhaust pipe 40 is connected to a part of the supply / exhaust main pipe 40d. Measurement values obtained by the barometer are supplied to the main controller 20 shown in FIG. 1. The main controller 20 controls each of the solenoid valves V1 to V3 based on the measurement values obtained by the barometer and the load / unload control information of the wafer. And the operation of the vacuum pumps 46A and 46Bb and the air supply device 46C are controlled. These operations will be described in detail later.
[0057]
As shown in FIG. 1, the exposure apparatus 100 of the present embodiment has a light source that is controlled to be turned on and off by the main controller 20, and has a large number of pinholes or slits toward the image plane of the projection optical system PL. Detection comprising an irradiation system 60a for irradiating an imaging light beam for forming an image from an oblique direction with respect to the optical axis AX, and a light receiving system 60b for receiving a reflected light beam on the surface of the wafer W. A focal position detection system comprising an oblique incidence type multi-point focal position detection system as a system is provided. The detailed configuration of the multipoint focal position detection system similar to the focal position detection system (60a, 60b) of the present embodiment is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-283403. The detection point (irradiation point of the imaging light beam) of the focal position detection system may be only inside the exposure area described above, or may be inside the exposure area and on both sides in the scanning direction. Further, the imaging light beam is not limited to a pinhole image and a slit image, and may form an image of a predetermined shape (for example, a parallelogram) having a certain area.
[0058]
The main controller 20 passes the wafer via the wafer drive unit 24 so that the focus shift becomes zero based on a defocus signal (defocus signal) from the light receiving system 60b, for example, an S curve signal, during scanning exposure or the like. By controlling the movement of the stage WST (holder body 70) in the Z-axis direction and the two-dimensional tilt (that is, rotation in the θx and θy directions), the scanning of the illumination light IL is performed during the scanning exposure of each shot area. The imaging plane of the projection optical system PL and the surface of the wafer W (shot area) are matched as much as possible within the irradiation area (exposure area having an imaging relationship with the illumination area) (in other words, within the exposure area, The surface is set within the depth of focus of the projection optical system PL) and autofocus (autofocus) and autoleveling are executed. As described above, in the present embodiment, the wafer position adjustment device is configured by the wafer drive unit 24 and the main control device 20 that controls the wafer drive unit 24.
[0059]
Next, operations when loading and unloading the wafer W on the holder main body 70 in the exposure apparatus of the present embodiment will be described.
[0060]
When loading the wafer W, all the solenoid valves V1 to V3 in FIG. 2 are closed, and the air supply operation and the exhaust operation by the air supply / exhaust mechanism 80 are turned off.
[0061]
When the wafer W is transferred above the holder main body 70 by a wafer loader (not shown), the main controller 20 moves up the center-ups 34a to 34c via the wafer drive unit 24 (vertical movement mechanism). Here, when the rising amount of the center ups 34a to 34c reaches a predetermined amount beyond the upper surfaces of the cylindrical portions 82a to 82c, the wafer W on the wafer loader is transferred to the center ups 34a to 34c, and the wafer loader is moved above the holder main body 70. Evacuate from. Thereafter, the main controller 20 moves down the center-ups 34 a to 34 c, so that the wafer W is placed on the holder main body 70.
[0062]
When the wafer W is placed on the holder main body 70 as described above, the main controller 20 opens the electromagnetic valve V2 leading to the vacuum chamber 46Ba for high-speed exhaust in FIG. 28, the gas in the space surrounded by the cylindrical portions 82a to 82c and the wafer W is sucked (exhausted) at high speed. At this time, in the present embodiment, in order to improve the throughput, the suction pressure is set to be as high as about −800 hPa (to a high vacuum state) by using the vacuum chamber 46Ba.
[0063]
During this suction operation, the air supply / exhaust pipe 71 is in communication with the center of the main body 26, so that suction is performed from the vicinity of the center to the vicinity of the outer edge via the air supply / exhaust paths 38A to 38D. Done. Since more air supply / exhaust ports 36 are arranged around the center-ups 34a to 34c than other parts, as shown in FIG. 4, the suction of the specific partial area AR1 in the vicinity of the center-up is performed in other areas. It is to be performed prior to AR2. Thereafter, the entire surface of the wafer W is sucked at a high speed.
[0064]
In this way, the wafer loading is completed by sucking and holding the wafer W at a high speed. Thereafter, main controller 20 closes electromagnetic valve V2 in FIG. 2 and opens electromagnetic valve V1 leading to first vacuum pump 46A used in normal operation. Thereafter, the wafer W is sucked and held by the suction force of the first vacuum pump 46A.
[0065]
Here, during the period from when the wafer W is sucked and held on the holder main body 70 to when the wafer W is taken out, the suction is such that the wafer W is laterally displaced due to the movement of the wafer stage WST and the alignment accuracy is not adversely affected. In this embodiment, the suction pressure by the normally used first vacuum pump 46A is, for example, −266.5 hPa to −− so as to minimize deformation of the wafer W due to vacuum suction. It is set as low as about 333.2 hPa (in a low vacuum state). In addition, the time required for wafer loading can be shortened by making the suction pressure different between when the wafer W is placed on the holder body 70 and when other operations are performed.
[0066]
On the other hand, when unloading the wafer W, the main controller 20 first closes the electromagnetic valve V1 in FIG. 2 and turns off the suction operation. Next, main controller 20 raises center ups 34 a to 34 c by a predetermined amount, opens air supply valve V 3, and blows gas toward the bottom surface of wafer W. Thereby, the above-described vacuum state is immediately released.
[0067]
When the center ups 34a to 34c are raised by a predetermined amount, the wafers W supported by the pin portions 32, the cylindrical portions 82a to 82c, and the rim portion 28 are transferred to the center ups 34a to 34c. As the unloader enters the lower side of the wafer W and the center ups 34a to 34c are lowered, the wafer W is delivered from the center ups 34a to 34c to the wafer unloader. Then, when the wafer unloader is retracted from the holder body 70, the wafer unloading is completed.
[0068]
Thus, when the wafer W is unloaded from the holder body 70, the gas unloading time is shortened by blowing the gas onto the bottom surface of the wafer.
[0069]
When vacuum ultraviolet light or the like is used as the illumination light IL, the gas on the optical path of the illumination light is replaced with a gas that is highly permeable to illumination light such as helium. The gas blown onto the bottom surface of the wafer is also preferably a gas that is highly permeable to illumination light (for example, the same gas). Further, it is desirable that the amount of gas blown to the bottom surface of the wafer is a minute amount so that the wafer does not float up.
[0070]
As is clear from the above description, the holder body 70 and the air supply / exhaust mechanism 80 constitute a substrate holding device. The first vacuum pump 46A, the electromagnetic valve V1, the air supply / exhaust pipe 40, the air supply / exhaust passages 38A to 38D, and the vacuum suction mechanism as the suction mechanism are configured.
[0071]
According to the exposure apparatus 100 of the present embodiment, similar to a normal scanning stepper, predetermined preparations such as reticle alignment, baseline measurement of an alignment system (not shown), and wafer alignment such as EGA (Enhanced Global Alignment). After the work, a step-and-scan exposure operation is performed, and the circuit pattern of the reticle R is transferred to a plurality of shot areas on the wafer W.
[0072]
Here, during the scanning exposure for each shot area on the wafer W, the exposure needs to be performed in a state where the illumination area (exposure area) on the wafer W substantially coincides with the imaging plane of the projection optical system PL. For this reason, the main controller 20 performs autofocus and autoleveling based on the output of the focus position detection system (60a, 60b) described above.
[0073]
As described above, according to the substrate holding device (70, 80) according to the present embodiment, the wafer W is placed on the holder body 70 and is sucked to the holder body 70 by the above-described suction mechanism. During this suction, the suction mechanism causes a specific partial region near the non-suction portion where the wafer W is not sucked to the holder body 70 (specifically, a region on the back surface of the wafer W corresponding to a region near the center-up 34a to 34c). The adsorption of AR1 is performed prior to the adsorption of the other part AR2. For this reason, even if the wafer W is warped, the difference between the area of the attracted area of the wafer W and the area of the attracted area of the holder body 70 is different from the case where the entire attracted area of the wafer W is attracted simultaneously. It is possible to avoid the phenomenon that wrinkles of the wafer W caused by the above are concentrated on the non-adsorption portion. As a result, the excess area portion of the wafer W corresponding to the area difference is dispersed throughout the attracted region. Therefore, the wafer W can be held in a state in which the flatness (flatness) of the wafer W is maintained substantially as good over almost the entire surface.
[0074]
Further, according to the exposure apparatus 100 of the present embodiment, the substrate holding device (70, 80) suppresses the deterioration of local flatness (flatness) of the wafer W, and the flatness is generally the same. Since it is held in a well-maintained state, it is possible to suppress deterioration in the accuracy of partial pattern formation on the wafer W due to local flatness deterioration of the wafer W as an object to be exposed. As a result, the exposure accuracy over the entire surface of the wafer W can be improved.
[0075]
In addition, according to the exposure apparatus 100 of the present embodiment, during the scanning exposure of each shot area, a plurality of illumination light IL irradiation areas (exposure areas) in which patterns are projected by the focus position detection system (60a, 60b) are provided. At this point, position information about the optical axis direction (Z-axis direction) of the projection optical system PL on the surface of the wafer W is detected, and based on the detection result, the exposure of the wafer W held on the wafer stage WST (and the holder body 70). Within the region, auto focus and auto leveling for matching the imaging plane of the projection optical system PL and the surface of the wafer W (shot region) as much as possible are executed by the main controller 20 via the wafer drive unit 24. As a result, high-accuracy exposure is possible in which deterioration of the transfer accuracy of the pattern image due to defocusing is suppressed.
[0076]
The specific partial area in the vicinity of the non-adsorption area is not limited to the area in the vicinity of the center-up described above. For example, as shown in FIG. 5, as an interference avoiding portion formed on the outer edge of the holder main body 70. The areas AR3 and AR3 ′ in the vicinity of the notches 73a to 73c may be specified partial areas.
[0077]
As shown in FIG. 6, the notches 73a to 73c serve as support portions that constitute a wafer carry-in / out arm 136 as a substrate carrying mechanism that constitutes a pre-alignment mechanism 90 provided at a wafer loading position with respect to wafer stage WST. The claw portions 136a, 136b, and 136c are formed. In FIG. 6, for convenience of drawing, the rim portion, the pin portion, the air supply / exhaust port, and the like of the holder main body 70 are not shown.
[0078]
That is, in the pre-alignment mechanism 90, after the wafer W is transferred to the wafer carry-in / out arm 136 by a robot arm (wafer transfer arm) (not shown), the three CCD cameras 140a arranged in the vicinity of the wafer carry-in / out arm 136 are used. The outer edge including the notch N of the wafer W is imaged by ~ 140c, and based on the imaging result, the main controller 20 drives the wafer carry-in / out arm 136 to rotate through a drive mechanism (not shown), and the rotation direction of the wafer Perform position correction.
[0079]
After completion of the correction, the wafer carry-in / out arm 136 holds a wafer W and moves a drive mechanism (not shown) so as to approach the wafer stage WST waiting under the wafer carry-in / out arm 136. Is driven downward. During this downward driving, the wafer carry-in / out arms 136a to 136c move from the upper surface side to the lower surface side of the holder main body 70 through the notches 73a to 73c formed in the holder main body 70. That is, the wafer W is transferred (mounted) from the wafer transfer arm to the holder body 70 during this movement.
[0080]
Thereafter, the wafer is adsorbed in the same manner as in the above embodiment. In this case, by changing the arrangement of the air supply / exhaust ports and the like, the adsorption of the areas AR3 and AR3 ′ near the notches 73a to 73c is performed. By starting the process prior to the adsorption of the part, the wafer part corresponding to the notches 73a to 73c that are non-adsorptive parts that do not adsorb the wafer is caused by the warpage of the wafer, as in the above embodiment. There is no longer a concentration of moths
[0081]
After wafer adsorption, wafer stage WST is driven in the -Y direction, and wafer carry-in / out arm 136 is retracted from wafer stage WST along a pair of grooves 131a and 131b formed on wafer stage WST. Thereafter, the same exposure operation as described above is performed.
[0082]
In the above-described embodiment, the case of shifting the suction start timing of a part of the wafer and the other part by devising the arrangement of the air supply / exhaust port 36 has been described, but the present invention is not limited to this. Absent. For example, a supply / exhaust port mainly for adsorbing a specific part area and a supply / exhaust port mainly for adsorbing other parts are set to communicate with different supply / exhaust paths, and It is good also as implement | achieving the start timing of the suction via differing timing of opening and closing of a valve etc. Further, a fixed throttle may be provided in the middle of the air supply / exhaust passage where the suction start timing should be shifted. In addition, the flow resistance of the air supply / exhaust passage mainly used for adsorption of a specific partial region and the air supply / exhaust passage mainly used for adsorption of other portions (for example, the roughness of the surface of the flow path, abrupt The suction start timing may be shifted by providing a difference in bending, reduction, enlargement, and the like. In short, if the suction timing of the specific partial area on the backside of the wafer and the other partial areas are shifted and suction of the specific partial area can be performed prior to suction of the other parts, the configuration thereof is arbitrary. good.
[0083]
In the above-described embodiment, the vacuum suction mechanism is employed as the suction mechanism. However, the present invention is not limited thereto, and for example, a suction mechanism using an electrostatic chuck may be employed. In this case, there is no need to provide a rim portion, and it is possible to shift the suction start timing between a part of the wafer and the other part by devising the arrangement of electrodes and the like as in the above embodiment.
[0084]
In addition, it is good also as partitioning the some area | region which needs to shift the timing of adsorption | suction with the wall slightly lower than a pin part, for example.
[0085]
In the above embodiment, three vertical movement pins (center-up) are used. For example, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-100955 (corresponding US Pat. No. 6,184,972). The vertical movement pin may be used. Further, in the above embodiment, the wafer is loaded and unloaded by driving the vertical movement pin (center up). However, instead of driving the center up, for example, the holder main body 70 is driven to perform the center up. The wafer may be loaded and unloaded by adjusting the positional relationship.
[0086]
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, the same reference numerals are used for the same or equivalent components as in the first embodiment described above, and the description thereof is simplified or omitted.
[0087]
FIG. 7 shows a plan view of a holder main body 70 ′ constituting a substrate holding device provided in the exposure apparatus of the second embodiment. As shown in FIG. 7, the holder main body 70 ′ is not provided with the above-described center-up, but a wafer loading / unloading arm for loading and unloading wafers is provided on the peripheral edge of the holder main body 70 ′. A notch for avoiding mechanical interference when the claw portion 136 (refer to the claw portions 136a to 136c in FIG. 6) moves downward from above the holder body (hereinafter referred to as “arm avoiding notch”). ) 73a ′ to 73c ′ are formed.
[0088]
Further, in addition to the arm avoiding cutouts 73a ′ to 73c ′, the rim portion 28 ′ is recessed inwardly at the periphery of the holder main body 70 ′ in the same manner as the arm avoiding cutouts 73a ′ to 73c ′. Deformed part (741~ 74n)have. These concave deformation parts (741~ 74n) Is a non-adsorption portion that does not adsorb the wafer.
[0089]
Further, in the holder main body 70 ′, the air supply / exhaust port 36 is formed along the radial direction (the direction of three radii having a central angle interval of approximately 120 °) from the vicinity of the center of the upper surface of the main body 26 ′. ing. These air supply / exhaust ports 36 are connected to one end of an air supply / exhaust pipe (not shown) via air supply / exhaust passages 38A 'to 38C'. The other end of the air supply / exhaust pipe is connected to the air supply / exhaust mechanism 80 (see FIG. 2), as in the first embodiment.
[0090]
The structure of other parts is the same as that of the exposure apparatus 100 of the first embodiment described above.
[0091]
In the holder main body 70 ′ of the second embodiment, since the above-described configuration is adopted, when the wafer is sucked, wrinkles generated due to the warpage of the wafer are cut in several places. Instead of concentrating on the part corresponding to the notch, it is dispersed in a large number of non-adsorbing parts.
[0092]
As described above, according to the substrate holding apparatus according to the second embodiment, the claw portions 136a to 136c of the wafer carry-in / out arm 136 that conveys the wafer are provided on the peripheral portion of the holder main body 70 ′. Arm avoidance cutouts (interference avoidance portions) 73a ′ to 73c ′ for preventing the claw portions 136a to 136c from mechanically interfering with the holder main body 70 ′ are formed. Further, a concave deformed portion (74) as a non-adsorption region that does not adsorb the wafer is provided at the peripheral portion of the holder main body 70, which is different from the arm avoiding cutouts 73a 'to 73c'.1~ 74n) Is formed.
[0093]
Accordingly, the arm avoiding cutouts 73a ′ to 73c ′ become non-adsorbing portions where the wafer W cannot be adsorbed, but wrinkles due to warpage of the wafer W that is expected to concentrate on the non-adsorbing portions. , A concave deformation portion (74 as another non-adsorption region formed in the peripheral portion of the holder body 70 '.1~ 74n), It is possible to effectively suppress local concentration of wrinkles in the non-adsorption portion or non-adsorption region. As a result, it becomes possible to hold the wafer in a state in which the flatness (flatness) of the wafer is maintained almost as good as substantially over the entire surface.
[0094]
Further, according to the exposure apparatus of the second embodiment, the substrate holding device suppresses the deterioration of the local flatness (flatness), and the flatness is as good as the whole. Since it is held in a maintained state, it is possible to improve the exposure accuracy over the entire surface of the wafer W as in the first embodiment. Further, according to the exposure apparatus 100 of the present embodiment, similarly to the first embodiment described above, high-accuracy exposure is possible in which deterioration of the transfer accuracy of the pattern image due to defocusing is suppressed.
[0095]
In the second embodiment, only the rim portion 28 ′ of the holder main body is deformed into a concave shape, but the peripheral edge of the holder main body 70 ′ is similar to the arm avoiding cutouts 73a ′ to 73c ′. It is good also as providing a some notch in a part.
[0096]
In addition, the present invention is not limited to the case where the notch or the concave deformed portion is provided, and various configurations can be adopted as long as the non-adsorbing portion is formed on the peripheral edge portion of the holder main body 70 ′.
[0097]
Further, also in the second embodiment, the notches 73a 'to 73c' and the concave deformed portion 74 are provided.1~ 74nIt is also possible to adopt a configuration (such as the arrangement of air supply / exhaust ports) that starts the adsorption in the vicinity of, prior to the adsorption of other parts.
[0098]
In the second embodiment, not only a vacuum suction mechanism but also an electrostatic suction mechanism (electrostatic chuck) can be adopted as a mechanism for sucking a wafer.
[0099]
In each of the above embodiments, the outer diameter of the rim portion of the holder body is slightly smaller than the outer diameter of the wafer W. However, the outer diameter of the rim portion may be equal to or greater than the outer diameter of the wafer W. good. Further, the upper end surface of the rim portion of the holder body may be substantially the same height as the plane defined by the large number of pins 32, or may be slightly lower than the plane defined by the large number of pins 32. good. Furthermore, a plurality of protrusions (pins) whose upper end surfaces substantially coincide with the plane defined by the numerous pins 32 may be provided on the upper end surface of the rim portion. At this time, the plane defined by the plurality of protrusions provided on the upper end surface of the rim portion 28 (or 28 ′) may be slightly lower than the plane defined by the numerous pins 32.
[0100]
In each of the above embodiments, the holder main body is fixed to wafer stage WST, for example, by vacuum suction. However, the holder main body is formed of the same member as at least a part of wafer stage WST. The pins 32 and the rim portion 28 (or 28 ') described above may be formed by processing at least a part. Further, in each of the above embodiments, the gas does not necessarily have to be blown when the wafer is unloaded.
[0101]
In each of the above embodiments, the plurality of air supply / exhaust ports 36 arranged in the radial direction from the vicinity of the center of the holder body are provided at intervals of approximately 120 °. You may arrange in a shape.
[0102]
In each of the above embodiments, the case where the substrate holding device of the present invention is adopted as a wafer holder has been described. However, the substrate holding device of the present invention is not limited to this. Is held by the reticle holder, the present invention may be applied to such a reticle holder.
[0103]
In each of the above embodiments, the light source is an ultraviolet light source such as a KrF excimer laser light source (output wavelength 248 nm), F2A pulsed laser light source in the vacuum ultraviolet region such as a laser or an ArF excimer laser, or a mercury lamp is used.2You may use other vacuum ultraviolet light sources, such as a laser light source (output wavelength 126nm). Further, for example, not only laser light output from each of the above light sources as vacuum ultraviolet light, but also single wavelength laser light in the infrared region or visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser, for example, erbium (Er) A harmonic that is amplified by a fiber amplifier doped with erbium and ytterbium (Yb) and wavelength-converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used. Furthermore, as the illumination light IL, not only ultraviolet light but also X-rays (including EUV light) or charged particle beams such as electron beams and ion beams may be used.
[0104]
In each of the above embodiments, paying attention to the advantage of the scanning exposure method that a pattern with a larger area can be transferred onto the wafer with high accuracy without increasing the burden on the projection optical system, step-and-step Although the case where the present invention is applied to a scanning exposure apparatus such as a scanning method has been described, it goes without saying that the scope of the present invention is not limited to this. That is, the present invention can be suitably applied to a step-and-repeat reduction projection exposure apparatus, and similarly, high-precision exposure without defocusing is possible.
[0105]
An illumination optical system and projection optical system composed of a plurality of lenses are incorporated into the exposure apparatus body for optical adjustment, and a reticle stage and wafer stage made up of a number of mechanical parts are attached to the exposure apparatus body to provide wiring and piping. , And further performing general adjustment (electrical adjustment, operation check, etc.), the exposure apparatus of each of the above embodiments can be manufactured. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
[0106]
In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, for liquid crystals for transferring a liquid crystal display element pattern to a square glass plate. The present invention can be widely applied to an exposure apparatus, an exposure apparatus for manufacturing a thin film magnetic head, an image sensor, an organic EL, a micromachine, a DNA chip, and the like.
[0107]
Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, and electron beam exposure apparatuses, glass substrates, silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern. Here, in an exposure apparatus using DUV (far ultraviolet) light, VUV (vacuum ultraviolet) light, or the like, a transmission type reticle is generally used. As a reticle substrate, quartz glass, fluorine-doped quartz glass, meteorite, Magnesium fluoride or quartz is used.
[0108]
For example, the present invention may be applied to an immersion exposure apparatus disclosed in International Publication No. WO99 / 49504 or the like in which a liquid is filled between the projection optical system PL and the wafer.
[0109]
Further, in the above-described embodiment, the case where the substrate holding apparatus of the present invention is applied to an exposure apparatus has been described. However, the substrate is held and the flatness of the substrate is maintained and maintained equally well over the entire surface. If necessary, the substrate holding apparatus of the present invention can be suitably applied to apparatuses such as inspection apparatuses and processing apparatuses other than the exposure apparatus.
[0110]
<Device manufacturing method>
Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus in a lithography process will be described.
[0111]
FIG. 8 shows a flowchart of a manufacturing example of a device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, etc.). As shown in FIG. 8, first, in step 201 (design step), device function / performance design (for example, circuit design of a semiconductor device) is performed, and pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step 202 (mask manufacturing step), a mask on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step 203 (wafer manufacturing step), a wafer is manufactured using a material such as silicon.
[0112]
Next, in step 204 (wafer processing step), using the mask and wafer prepared in steps 201 to 203, an actual circuit or the like is formed on the wafer by lithography or the like as will be described later. Next, in step 205 (device assembly step), device assembly is performed using the wafer processed in step 204. Step 205 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip encapsulation) as necessary.
[0113]
Finally, in step 206 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and durability test of the device created in step 205 are performed. After these steps, the device is completed and shipped.
[0114]
FIG. 9 shows a detailed flow example of step 204 in the semiconductor device. In FIG. 9, in step 211 (oxidation step), the surface of the wafer is oxidized. In step 212 (CVD step), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 213 (electrode formation step), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step 214 (ion implantation step), ions are implanted into the wafer. Each of the above-described steps 211 to 214 constitutes a pre-processing process at each stage of wafer processing, and is selected and executed according to a necessary process at each stage.
[0115]
At each stage of the wafer process, when the above pre-process is completed, the post-process is executed as follows. In this post-processing process, first, in step 215 (resist formation step), a photosensitive agent is applied to the wafer. Subsequently, in step 216 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred to the wafer by the lithography system (exposure apparatus) and exposure method described above. Next, in step 217 (development step), the exposed wafer is developed, and in step 218 (etching step), the exposed members other than the portion where the resist remains are removed by etching. In step 219 (resist removal step), the resist that has become unnecessary after the etching is removed.
[0116]
By repeatedly performing these pre-processing steps and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
[0117]
If the device manufacturing method of the present embodiment described above is used, the exposure apparatus of the above-described embodiment is used in the exposure step (step 216). Therefore, the reticle pattern can be accurately transferred onto the wafer over the entire wafer. it can. As a result, it becomes possible to improve the productivity (including yield) of highly integrated devices.
[0118]
【The invention's effect】
As described above, according to the substrate holding apparatus of the present invention, there is an effect that the local flatness deterioration of the substrate surface can be suppressed and the substrate can be held in a flat state as a whole.
[0119]
Further, according to the exposure apparatus of the present invention, there is an effect that the exposure accuracy of the entire wafer can be improved.
[0120]
Furthermore, according to the device manufacturing method of the present invention, there is an effect that the yield of the device which is the final product can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing the holder main body and the air supply / exhaust mechanism of FIG. 1. FIG.
FIG. 3A is a perspective view for explaining the arrangement of air supply / exhaust ports in the holder body, and FIG. 3B is a view for explaining the configuration of the air supply / exhaust pipes in the holder body. FIG.
FIG. 4 is a view for explaining an adsorption operation in the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a modification according to the first embodiment.
FIG. 6 is a perspective view showing a pre-alignment mechanism and a wafer stage according to a modification.
FIG. 7 is a plan view of a holder body according to a second embodiment.
FIG. 8 is a flowchart for explaining an embodiment of a device manufacturing method according to the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing details of step 204 in FIG. 8;
FIG. 10 is a diagram for explaining a conventional technique.
[Explanation of symbols]
20 ... main control device (part of surface position adjustment device), 24 ... wafer drive part (vertical movement mechanism, part of surface position adjustment device), 28 ... rim part (first support part), 32 ... pin part ( 2nd support part), 34a-34c ... Center-up (support member), 36 ... Supply / exhaust port (suction port), 38A-38C ... Supply / exhaust passage (part of the adsorption mechanism), 40 ... Supply / exhaust pipe (adsorption mechanism) ), 46A ... first vacuum pump (part of the suction mechanism), 70 ... holder body (holding device body, part of substrate holding device), 73a to 73c ... notches (concave deformed portion, interference avoidance) Part), 80 ... supply / exhaust mechanism (part of substrate holding device), 88 ... branch path (part of adsorption mechanism), 136 ... wafer carry-in / out arm (substrate transfer mechanism), 136a to 136c ... claw part (support part) ), IL ... illumination light (energy beam), V1 ... electromagnetic valve (part of the adsorption mechanism , W ... wafer (substrate, photosensitive object), WST ... wafer stage (movable member).

Claims (9)

基板を吸着保持する基板保持装置であって、
基板が載置される保持装置本体と；
前記保持装置本体に対して前記基板を吸着する吸着機構と；を備え、
前記保持装置本体の上面には、前記基板の外形に沿って形成され、前記基板の外縁部を支持する環状の第１支持部と、該環状の第１支持部により囲まれた領域内に配置され、前記第１支持部の先端部と同一面上にその先端部が位置する複数の突起状の第２支持部と、前記環状の第１支持部により囲まれた領域内に配置され、前記第１支持部の先端部と同一面上にその上面が位置するとともに前記基板を吸着しない領域を形成する筒状部と、前記第１支持部により囲まれた領域内に配置され、前記基板が前記保持装置本体に支持された状態で前記基板と前記保持装置本体とによって形成される前記第１支持部の内側の空間内の空気を吸引する複数の吸引口と、が設けられ、
前記吸着機構は、前記第１支持部よりも前記筒状部に近い前記吸引口から吸引を開始する真空吸着機構である基板保持装置。A substrate holding device for sucking and holding a substrate,
A holding device body on which the substrate is placed;
Comprising a; and intake Chakukiko you adsorbing the substrate to the holding device body
An upper surface of the holding device main body is formed along the outer shape of the substrate, and is arranged in an annular first support portion that supports an outer edge portion of the substrate, and an area surrounded by the annular first support portion. Is disposed in a region surrounded by a plurality of projecting second support portions whose tip portions are located on the same plane as the tip portion of the first support portion, and the annular first support portion, A cylindrical portion that forms a region that does not adsorb the substrate and has an upper surface located on the same plane as the tip portion of the first support portion; and a region surrounded by the first support portion; A plurality of suction ports for sucking air in the space inside the first support portion formed by the substrate and the holding device body in a state of being supported by the holding device body;
The substrate holding device , wherein the suction mechanism is a vacuum suction mechanism that starts suction from the suction port closer to the cylindrical portion than the first support portion . 前記基板をその上端部にて下方から支持可能な支持部材を有し、前記保持装置本体と前記支持部材とを相対的に駆動して前記支持部材の上端部を前記筒状部を通して前記保持装置本体の上面の外部に出没させる駆動機構を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。A holding member capable of supporting the substrate from below at the upper end thereof; and the holding device main body and the supporting member are driven relatively so that the upper end of the supporting member passes through the tubular portion and the holding device. substrate holding apparatus according to claim 1, further comprising a driving mechanism for infested outside of the upper surface of the main body. 基板を吸着保持する基板保持装置であって、
基板が載置される保持装置本体と；
前記保持装置本体に対して前記基板を吸着する吸着機構と；を備え、
前記保持装置本体の上面には、前記基板の外形に沿って前記基板の外縁部を支持し、少なくとも一部に前記基板の中央部に向かう方向に凹状変形した変形部分を有する環状の第１支持部と、該環状の第１支持部により囲まれた領域内に配置され、前記第１支持部の先端部と同一面上にその先端部が位置する複数の突起状の第２支持部と、前記第１支持部により囲まれた領域内に配置され、前記基板が前記保持装置本体に支持された状態で前記基板と前記保持装置本体とによって形成される前記第１支持部の内側の空間内の空気を吸引する複数の吸引口と、が設けられ、
前記吸着機構は、前記基板の前記中央部よりも前記変形部分に近い前記吸引口から吸引を開始する真空吸着機構である基板保持装置。 A substrate holding device for sucking and holding a substrate,
A holding device body on which the substrate is placed;
An adsorption mechanism for adsorbing the substrate to the holding device main body,
Wherein the upper surface of the holding device main body, along the outer shape of the substrate supporting the outer edge portion of the substrate, first annular to have a deformed portion that is concavely deformed in the direction toward the central portion of the substrate to at least a portion A plurality of projecting second support portions disposed in a region surrounded by the support portion and the annular first support portion, the tip portions of which are located on the same plane as the tip portion of the first support portion; , A space inside the first support part, which is disposed in a region surrounded by the first support part, and is formed by the substrate and the holding apparatus body in a state where the substrate is supported by the holding apparatus body. A plurality of suction ports for sucking the air inside,
The substrate holding device, wherein the suction mechanism is a vacuum suction mechanism that starts suction from the suction port closer to the deformed portion than the central portion of the substrate. 前記変形部分は、
前記基板の下面を複数の支持点にて支持するとともに、前記基板を前記第１支持部及び第２支持部上に受け渡す基板搬送機構の前記支持点に対応して形成されていることを特徴とする請求項３に記載の基板保持装置。The deformed portion is
The lower surface of the substrate is supported by a plurality of support points, and formed so as to correspond to the support points of the substrate transport mechanism that delivers the substrate onto the first support portion and the second support portion. The substrate holding apparatus according to claim 3 . 前記吸着機構は、複数の前記吸引口の吸引動作開始時に所定の時間差を設ける絞り機構を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板保持装置。The suction mechanism, the substrate holding apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a diaphragm mechanism providing a predetermined time difference to the suction operation at the start of a plurality of pre Ki吸引口. 前記吸着機構は、複数の前記吸引口の吸引動作開始時に所定の時間差を生じるように流動抵抗が設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板保持装置。The suction mechanism, according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the flow resistance to produce the predetermined time difference at the suction start of operation of a plurality of pre Ki吸引口is set Substrate holding device. エネルギビームにより感光物体を露光して前記感光物体上に所定のパターンを形成する露光装置であって、
前記基板として前記感光物体を保持する請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板保持装置と；
該基板保持装置が搭載された可動体と；を備える露光装置。An exposure apparatus that exposes a photosensitive object with an energy beam to form a predetermined pattern on the photosensitive object,
A substrate holding apparatus according to any one of claim 1 to 6 for holding the photosensitive object as said substrate;
An exposure apparatus comprising: a movable body on which the substrate holding device is mounted. 前記パターンの原版パターンがマスクに形成され、
前記エネルギビームにより照射された前記マスク上のパターンを、前記感光物体上に投影する投影光学系と；
前記パターンが投影される前記エネルギビームの照射領域内における少なくとも１点で前記感光物体表面の前記投影光学系の光軸方向に関する位置情報を検出する検出系と；
前記検出系の検出結果に基づいて前記照射領域内の前記感光物体表面を前記投影光学系の像面に合致させる面位置調整装置と；を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の露光装置。An original pattern of the pattern is formed on the mask,
A projection optical system for projecting the pattern on the mask irradiated with the energy beam onto the photosensitive object;
A detection system for detecting position information regarding the optical axis direction of the projection optical system on the surface of the photosensitive object at at least one point in the irradiation region of the energy beam on which the pattern is projected;
The exposure apparatus according to claim 7 , further comprising: a surface position adjusting device that matches a surface of the photosensitive object in the irradiation area with an image plane of the projection optical system based on a detection result of the detection system. apparatus. リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィ工程では、請求項７又は８に記載の露光装置を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法。A device manufacturing method including a lithography process,
9. A device manufacturing method, wherein exposure is performed using the exposure apparatus according to claim 7 or 8 in the lithography process.
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