JP4985392B2 - 基板保持装置、露光装置およびデバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板保持装置、露光装置およびデバイスの製造方法に関する。より詳細には、ウエハ、レチクル等の基板を保持する基板保持装置と、当該基板保持装置を備えた露光装置と、当該基板保持装置または露光装置を用いて、半導体デバイスあるいは電子デバイスを製造するデバイスの製造方法とに関する。

リソグラフィ技術においては、解像度向上に対する不断の要求がある。変形照明、位相シフトマスク、光学近接効果補正、液浸露光等の技術の開発により、４５ｎｍルールの光リソグラフィ技術が既に実用化されている。さらに、３２ｎｍルールおよびそれ以細のリソグラフィに関しては、露光波長が１０〜１４ｎｍとなる極端紫外線リソグラフィ技術に期待が寄せられている。

極端紫外線の領域では、光が透過する有力な硝材が存在しない。そこで、極端紫外線により露光する露光装置では反射型の光学系が用いられる。また、レチクルまたはマスクも反射型となる。

下記の特許文献１には、反射光学系に用い得る反射器にアクチュエータを設けることが記載されている。これにより、反射器の波面収差を補償できる。

下記の特許文献２には、投影光学系で形成された縮小転写像を検出する受光センサを含む空間像検出機構を設けることが記載されている。これにより、極端紫外線を用いた露光装置における投影光学系を精度よく評価することができる。

下記の特許文献３には、光センサを有して、レチクルに換えてレチクルステージに搭載できる照明光強度分布測定装置が記載されている。これにより、照明光学系を簡便に精度よく評価できる。
特開２００５−００４１４６号公報 特開２００６−０４９５９６号公報 特開２００６−３３２３６３号公報

上記のように、極端紫外線の露光光を用いた露光装置の光学系は、日増しに精度を向上させている。しかしながら、極端紫外線による露光技術で期待されている高い解像度においては、露光装置に装着されるレチクル表面の微小な不整に起因する投影パターンの歪み、あるいは、露光されるウエハ表面の不整による転写パターンの歪みも無視し得ぬものとなる。また、レチクル自体あるいはウエハ自体の精度が当初は十分に高い場合でも、露光光の照射による温度変化あるいは応力変化等により変形が生じる場合もある。

上記課題を解決すべく、本発明の第１の形態として、ベース部と、ベース部よりも弾性変形の度合いが大きく、基板の一方の面を支持する弾性支持部と、基板の一方の面内の異なる領域に対して、互いに異なる引き付け力を生成し、互いに異なる引き付け力でベース部に基板の一方の面を引き付ける駆動部と、駆動部により生成される引き付け力のそれぞれを制御する制御部とを備える基板保持装置が提供される。

また、本発明の第２の形態として、第１の基板上に形成されたパターンを第２の基板に形成する露光装置において、第１の基板を保持する第１の基板保持装置と、第２の基板を保持する第２の基板保持装置とを備え、第１の基板保持装置及び第２の基板保持装置の少なくとも一方を上記の基板保持装置で構成することを特徴とする露光装置が提供される。

更に、本発明の第３の形態として、パターンが形成されたマスク基板を用意する段階と、請求項１から請求項７に記載の基板保持装置にマスク基板を載置する段階と、基板保持装置の制御部により、ベース部に対する基板の引き付け力をマスク基板の一方の面内の異なる領域ごとに制御する段階と、マスク基板に光を照射すると共に、マスク基板を介した光を感光材料が塗布された感光基板に照射する段階と、を備えたデバイスの製造方法が提供される。

上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となり得る。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。しかしながら、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、露光装置１００全体の構造を模式的に示す図である。露光装置１００は、光源部１１０、照明光学系１２０、レチクルステージ１３０、投影光学系１４０およびウエハステージ１５０と、それを収容したチャンバ１６０を有する。なお、以下の説明においては、図面の表示に従って上、下等と記載する場合がある。しかしながら、露光装置１００の内部のレイアウトがその方向に限られるわけではない。

チャンバ１６０は、側面に開口を有して、当該開口は封止窓１６２により気密に封止される。更に、チャンバ１６０の底面には排気孔１６４が設けられ、図示していない排気装置に連結される。これにより、チャンバ１６０の内部を排気して、外部雰囲気の影響を受けることなく露光処理を実行できる真空雰囲気が画成される。

光源部１１０は、ターゲットノズル１１２、凹面反射鏡１１４、レーザ光源１７０および集光レンズ１７２を含む。ターゲットノズル１１２は、ターゲット材料を吐出する先端をチャンバ１６０の内部に有する。凹面反射鏡１１４は、ターゲットノズル１１２の先端付近を包囲する。レーザ光源１７０は、チャンバ１６０の外部に配置され、封止窓１６２を介して、チャンバ１６０内部に向かってレーザ光を照射する。

光源部１１０において、ターゲットノズル１１２は、気体または液体のターゲット材料を間欠的に吐出する。レーザ光源１７０から出射されたレーザ光は、集光レンズ１７２により収束されて、ターゲット材料に対して高い密度で照射される。これにより、プラズマ化したターゲット材料からパルス状の極端紫外線の光（以下、露光光）が放射される。放射された露光光は、凹面反射鏡１１４により一定方向に誘導され、照明光学系１２０に導かれる。

照明光学系１２０は、チャンバ１６０の内部に配置された、凹面反射鏡１２１、１２６、フライアイ反射鏡１２２、１２３、凸面反射鏡１２５および平面反射鏡１２７を含む。凹面反射鏡１１４から照明光学系１２０に入射した露光光は、照明光学系１２０の入射端に配置された凹面反射鏡１２１に反射されてコリメート化される。コリメート化された露光光は、オプティカルインテグレータ１２４を形成する一対のフライアイ反射鏡１２２、１２３に順次反射される。これにより、出射側フライアイ反射鏡１２３の近傍に、仮想的な面光源が形成される。

フライアイ反射鏡１２３から出射された露光光は、凸面反射鏡１２５および凹面反射鏡１２６により順次反射された後、平面反射鏡１２７により偏向される。偏向された露光光は、可動遮光羽根１２８および固定遮光羽根１２９の開口を通じて、レチクルステージ１３０に保持されたレチクル１８０の下面に、Ｘ方向に延びる細長い円弧状の照明領域を形成する。

レチクル１８０は、反射型のパターン形成基板と、ガラス基板の表面に積層され、極端紫外線の光を反射する反射面を形成する反射層と、所定の回路パターンに対応して反射面上に部分的に形成された吸収層とを有する。吸収層は、照射された露光光を吸収して出射させない。一方、反射面が露出した領域では、照射された露光光が投影光学系１４０に向かって出射される。

投影光学系１４０は、複数の凹面反射鏡１４１、１４４と、複数の凸面反射鏡１４２、１４３とを含み、全体として、レチクル１８０の反射光を収束させる縮小光学系を形成する。なお、凹面反射鏡１４１、１４４および凸面反射鏡１４２は、投影光学系１４０における各反射光の伝播を妨げないように、一部を切り欠いた形状を有してもよい。また、投影光学系１４０は、結像特性、波面収差等を補正する不図示の光学特性補正部を備える。

レチクル１８０で反射した露光光は、凹面反射鏡１４１、凸面反射鏡１４２、１４３および凹面反射鏡１４４により順次反射される。これにより、ウエハステージ１５０の上面に保持されたウエハ１９０表面には、レチクル１８０の吸収層の形状を反映したパターンの像が投影される。

レチクルステージ１３０は、ステージ部１３２と、ステージ部１３２の下側に支持されたチャック部１３４とを有する。更に、ステージ部１３２は、不図示の支持台に支持された基部１３１と、チャック部１３４を支持する支持部１３５とを有する。チャック部１３４は、レチクル１８０を吸着して保持する。

ステージ部１３２は、不図示の支持台に対して、図中に矢印Ｘ、ＹおよびＺで示す各方向に移動させることができる。一方、基部１３１および支持部１３５の間には、複数のアクチュエータ１３７が設けられており、このアクチュエータ１３７の伸縮により、基部１３１に対して支持部１３５を図中で矢印Ｔにより示すように上下方向に伸縮する。

従って、アクチュエータ１３７を伸縮動作させることにより、チャック部１３４を支持部１３５と共に揺動させることができる。これにより、レチクル１８０の水平面に対する角度を任意に変化させることができる。なお、以降の説明では、アクチュエータ１３７によるレチクル１８０の揺動を「チルト」と記載する。

同様に、ウエハステージ１５０も、図中に矢印Ｘ、ＹおよびＺで示す方向に移動させることができるステージ部１５２と、ステージ部１５２に支持され、ウエハ１９０を支持するチャック部１５４とを有する。なお、図示は省略したが、ウエハステージ１５０に、ウエハ１９０をチルトさせる機能をもたせてもよい。

上記のような構造を有する露光装置１００を用いてレチクル１８０に形成されたパターンをウエハ１９０上に転写する場合、円弧状の照明領域に対して、レチクル１８０およびウエハ１９０を同時に、例えば共にＹ方向に同期移動させる即ち、レチクル１８０の表面の一部に、円弧状の照明領域を照射した状態で、レチクル１８０及びウエハ１９０を投影光学系１４０の縮小率に応じた比率で相対的に走査移動することによって、ウエハレチクル１８０に形成されたウエハパターン全体をウエハ１９０のショット領域に転写することができる。

また、ウエハ１９０は、ウエハプロセスの過程において、加工面の平坦性が低下している場合がある。このような場合には、例えば、レチクル１８０とウエハ１９０との相対的な走査移動の際、ウエハ１９０の平坦性を監視しつつ、レチクルステージ１３０においてレチクル１８０を適宜チルトさせることにより、転写パターンの歪みを補償できる。ただし、チルトにより補償できる歪みは、レチクル１８０およびウエハ１９０の移動方向（本実施形態の場合はＹ方向）に分布する歪みであり、例えばＸ方向に分布する歪みは補償できない。

なお、本実施形態では、固定遮光羽根１２９がＸ方向の照射範囲を、可動遮光羽根１２８がＹ方向の照射範囲を規定するものとするが、露光装置１００の構造がこれに限定されないことはいうまでもない。また、本実施形態では、可動遮光羽根１２８および固定遮光羽根１２９が、レチクル１８０に入射する露光光を遮光しているものとする。しかしながら、露光装置１００の構造はこのような構造に限定されるものではなく、レチクル１８０により反射された反射光を遮光する構造としてもよい。更に、レチクル１８０に対する入射光と出射光の両方を遮光する構造としてもよい。

図２は、基板保持装置２００の構造を示す断面図である。当該基板保持装置２００において、基板２０２は、露光工程によってパターンが形成される被加工基板、または、被加工基板に形成するためのパターンを備える反射型のパターン形成基板であってもよい。即ち、基板保持装置２００は、露光装置１００において、レチクルステージ１３０のチャック部１３４またはウエハステージ１５０のチャック部１５４としていずれにも使用し得る構造を有する。

また、以下の説明における基板２０２は、レチクル１８０およびウエハ１９０を包括的に意味する。更に、以下の説明においては、図面の表示に従って上または下と記載する場合があるが、基板保持装置２００の使用がこの方向に限られるわけではない。

基板保持装置２００は、ベース部２１０と、ベース部２１０の上面に配置されて基板２０２の一方の面を支持し、ベース部２１０より弾性変形の度合いが大きい弾性支持部２２０と、基板２０２の一方の面内の異なる領域に対して、互いに異なる引き付け力を生成し、互いに異なる引き付け力でベース部２１０に基板２０２の一方の面を引き付ける駆動部２３０と、駆動部２３０により生成される引き付け力のそれぞれを制御する制御部３１０とを備える。

ベース部２１０は、ステージ部１５２により下面を支持された平坦な板材であり、それ自体は略変形しない高い剛性を有する。一方、弾性支持部２２０は、下面をベース部２１０により支持され、ベース部２１０から上方に突出した形状を有する。基板２０２は、弾性支持部２２０の上面において支持される。

ここで、弾性支持部２２０は、ベース部２１０よりも弾性変形の度合いが大きい。「弾性変形の度合いが大きい」とは、上記引き付け力による応力が、基板保持装置２００に保持された基板２０２から弾性支持部２２０およびベース部２１０に及ぼされた場合に、弾性支持部２２０の変形量が、ベース部２１０の変形量よりも大きいことを意味する。

このような構造は、例えば、弾性支持部２２０全体を、ベース部２１０よりも弾性率の小さい材料で形成することにより実現できる。また、弾性支持部２２０の厚さ方向の一部を、弾性率の小さい材料で形成してもよい。あるいは、弾性支持部２２０を形成する材料の弾性率がベース部２１０の材料の弾性率よりも大きい場合であっても、弾性支持部２２０の形状をベース部２１０より変形しやすい形状にすることによっても実現できる。

駆動部２３０は、ベース部２１０の表面に設けられた複数の電極２３２と、電極２３２の各々に個別に接続された駆動線２３４とを含む。駆動線２３４の他端は、制御部３１０に接続される。

制御部３１０は、駆動線２３４に個別に駆動電圧を印加して、電極２３２の電位を個別に変化させる。電位が変化した電極２３２は、対向する基板２０２の面内領域を、電位に応じた静電力により個別に引き付ける。このように、基板保持装置２００において、ベース部２１０に設けられ、基板２０２の一方の面内の異なる領域に対応して配置される複数の電極２３２を有し、制御部３１０は、電極２３２の各々に個別の駆動電圧を印加することにより、電極２３２毎の静電力に応じて引き付け力を個別に制御できる。

図３は、基板保持装置２００の外観を示す斜視図である。同図において、図２と共通の構成要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。

弾性支持部２２０は、異なる方向に繰り返す構造を有する。即ち、この実施形態では、Ｘ方向に繰り返される線状の部分と、Ｙ方向に繰り返される線状の部分とを両方含む、格子状の形状を有する。格子状の弾性支持部２２０において、格子の各々の内側には、それぞれ電極２３２が配置される。このような形状により、基板２０２は、全体に略均一に支持される。また、電極２３２は基板２０２の各面内領域に対して均等に分布する。なお、弾性支持部２２０が形成する格子の大きさは、調整する対象となるレチクル１８０のパターン面の形状に応じて小さくしてもよい。

図４は、露光装置１００の制御系３００を模式的に示すブロック図である。同図において、図１と共通の構成要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。

露光装置１００は、照明光学系１２０、レチクル１８０を含むレチクルステージ１３０、投影光学系１４０、ウエハ１９０を含むウエハステージ１５０に加えて制御部３１０を備える。制御系３００は、レチクル表面測定部３２０およびウエハ表面測定部３３０を含む。

レチクル表面測定部３２０は、レチクル１８０のパターン面に対して、所定の角度で斜めから測定ビームを照射し、パターン面で反射した測定ビームを受光することによって、レチクル１８０の高さを測定する。

また、ウエハ表面測定部３３０は、投影光学系１４０に固定され、ウエハ１９０に対し斜め方向から測定ビームを照射する照射系３３０ａと、同じく投影光学系１４０に固定され、ウエハ１９０で反射された測定ビームを受光系３３０ｂとを備える。ウエハウエハこれにより、レチクル１８０またはウエハ１９０の表面の高さ（起伏も含む）を検出することができる。

なお、レチクル表面測定部３２０及びウエハ表面測定部３３０は、円弧状の照明領域内におけるレチクル１８０またはウエハ１９０の表面の高さを測定してもよいし、走査方向に関して円弧状の照明領域の手前側におけるレチクル１８０またはウエハ１９０の表面の高さを測定してもよい。

露光装置１００において、レチクル１８０のパターンをウエハ１９０に転写する場合、制御部３１０は、レチクル表面測定部３２０およびウエハ表面測定部３３０の測定結果を参照しながら、レチクルステージ１３０およびウエハステージ１５０のチルト動作を制御する。この制御には、投影光学系１４０における縮小率に応じてレチクル１８０およびウエハ１９０を同期して移動させる制御の他に、アクチュエータ１３７を動作させてレチクル１８０の傾きを変化させる制御も担う。

これにより、円弧状の照明領域内におけるレチクル１８０のパターン面とウエハ１９０の被露光面とを、投影光学系１４０における特定の物面に一致させることができる。
また、円弧状の照明領域内のウエハレチクル１８０およびウエハ１９０の移動方向と交差する方向（非スキャン方向）において、レチクル１８０またはウエハ１９０に歪みがあった場合、ウエハ制御部３１０は、更に、基板保持装置２００の電極２３２に個別に駆動電圧を印加する制御も担う。これにより、円弧状の照明領域内の非スキャン方向におけるレチクル１８０又はウエハ１９０の歪みも補償できる。

図５は、非スキャン方向内の歪み補正する場合の、制御系３００による基板２０２の操作を説明する図である。基板保持装置２００において、電極２３２の各々は、デマルチプレクサ３１２を介して電圧源Ｖに結合されている。デマルチプレクサ３１２は、制御部３１０により制御され、任意の電極２３２を電圧源Ｖに導通させることができる。

露光装置１００において、レチクル表面測定部３２０またはウエハ表面測定部３３０により、基板２０２の一部に隆起部２０５が生じていることが検知された場合、基板２０２の当該面内領域に対応した位置の電極２３２に高い駆動電圧を印加する。図示の例では、△印を付したＡおよびＤの２つの電極２３２に高い駆動電圧が印加される。なお、基板保持装置２００は、歪の補正以前に、基板２０２を保持する機能も担っているので、歪みの補正に関与しない他の電極２３２にも一定の駆動電圧は印加される。

これにより、当該電極２３２による静電吸着力が高くなり、隆起部２０５は、ベース部２１０に向かって強く引き付けられる。その結果、基板２０２を平坦にすることができる。基板保持装置２００を用いて基板２０２の歪みを補正するタイミングは、レチクルステージ１３０およびウエハステージ１５０が露光のために移動を開始する前であっても、移動を開始した後であってもよい。更に、移動開始前に一旦補正を実行し、更に、露光処理の進行と共に補正を加えてもよい。

なお、図示の例は、露光装置１００におけるＸ方向の歪みを補正する場合を示すが、基板保持装置２００を用いることにより、Ｙ方向についても基板の平坦性を改善することができる。また、図示の例では基板２０２が平坦になるように補正したが、基板２０２が一定の曲率で曲がるように、あるいは、任意の曲面を形成するように補正しても、同様の効果が得られる。この場合、基板２０２の曲率に倣ってレチクルステージ１３０をチルトさせながら露光することにより、正確なパターンを転写できる。

上記の基板保持装置２００では、レチクル１８０あるいはウエハ１９０を平坦に保持するための構成について説明したが、この構成に限定されるものではない。例えば、投影光学系１４０の光学特性に基づいて、レチクル１８０あるいはウエハ１９０の高さを任意に変更してもよい。

この場合、投影光学系１４０の光学特性をウエハステージ１５０に設けられた計測器１５５で計測する。この計測器１５５は、投影光学系１４０の光学特性として、ディストーションを計測する。この計測器１５５でディストーションを計測するには、ウエハステージ１５０及びレチクルステージ１３０の位置を制御して、レチクル１８０のパターン領域の周囲に形成された不図示のアライメントマークを露光光で照射するとともに、投影光学系１４０によるアライメントマークの投影像を計測器１５５で検出することにより、アライメントマーク像の投影位置を求める。そして、各アライメントマーク像の位置と、それぞれの設計位置との比較（差）によって、ディストーションを計測する。

このようにして計測したディストーションに基づき、レチクルＲにおける補正すべき部分とその補正量を決定する。そして、その補正量に応じて、制御部３１０は、各電極２３２の各々に個別の駆動電圧を印加し、レチクル１８０において補正すべき一部分のみを変形させる。

なお、計測したディストーションに基づいて、レチクルＲにおける補正すべき量と、投影光学系１４０が備える光学特性補正部が補正すべき量とに振り分けてもよい。

また、レチクル表面測定部３２０を使用して、レチクル１８０の表面が所定量だけ変位したかどうかの検証を行い、フィードバック制御を行ってもよい。また、上記実施の形態において、投影光学系１４０のディストーションの代わりに、投影光学系のほかの収差（たとえば、倍率収差）や、波面収差を計測して、その計測結果に基づいて、レチクル１８０の一部分を変形させてもよい。

このような基板保持装置２００は、ある基板２０２上に形成されたパターンを他の基板２０２に形成する露光装置１００において、いずれの基板２０２を保持する場合にも用いることができる。即ち、基板保持装置２００を、レチクル１８０を保持するチャック部１３４およびウエハ１９０を保持するチャック部１５４の少なくとも一方として使用することにより、パターンが形成されたマスク基板を用意する段階と、基板保持装置２００にマスク基板を載置する段階と、基板保持装置２００の制御部３１０により、ベース部２１０に対する基板２０２の引き付け力をマスク基板の一方の面内の異なる領域ごとに制御する段階と、マスク基板に光を照射すると共に、マスク基板を介した光を感光材料が塗布された感光基板に照射する段階とを含むデバイスの製造方法が実行できる。

図６は、基板保持装置２００における基板２０２の保持領域を示す図である。例えば、基板２０２がレチクル１８０である場合、レチクル基板２０２に対して、パターンが形成されたパターン領域２０３は狭い。ここで、レチクル１８０において歪みを補正するのはパターン領域２０３内であるが、パターン領域２０３の歪みを補正する場合には、パターン領域２０３よりも広い領域に対して吸引力を作用させることが好ましい。

即ち、パターン領域２０３よりも広い領域に対して吸引力を作用させることにより、パターン領域２０３の隅々まで漏れなく歪みを補正することができる。従って、弾性支持部２２０は、パターン領域２０３よりも広い領域で基板２０２を支持すると共に、駆動部２３０も、パターン領域２０３よりも広い領域に分布させることが有利になる。

同様に、基板２０２がウエハ１９０である場合も、弾性支持部２２０は、ウエハ１９０の非露光領域よりも広い領域でウエハ１９０を支持することが好ましい。また、駆動部２３０も、非露光領域よりも広い領域に分布させることが好ましい。

図７は、基板保持装置２００の他の構造を示す斜視図である。同図において、他の実施形態と共通の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省く。

基板保持装置２００は、弾性支持部２２０の構造に特徴がある。即ち、弾性支持部２２０は、ベース部２１０の上面において、Ｙ方向に連続する長辺を有するストライプ状の凸部をなす。弾性支持部２２０の間隙には、駆動部２３０の電極２３２が配置される。なお、Ｙ方向は、露光装置１００において露光処理が実行される場合に、レチクル１８０およびウエハ１９０が移動する方向に相当する。

図８は、図７に示した基板保持装置２００の構造を示す断面図である。弾性支持部２２０の間隙の各々において、電極２３２はＹ方向に連続して形成される。従って、電極２３２に個別に駆動電圧を印加することにより、移動方向Ｙに対して直交するＸ方向について、基板２０２に対する吸引力の分布を形成できる。

一方、図１を参照して既に説明した通り、レチクルステージ１３０においては、アクチュエータ１３７を動作させることによりレチクル１８０全体をチルトさせて、レチクル１８０またはウエハ１９０の、Ｙ方向の歪みを補償できる。従って、駆動部２３０の動作によるＸ方向の補正と、アクチュエータ１３７によるＹ方向の補償とを組み合わせることにより、レチクル１８０およびウエハ１９０の表面の歪みを２次元的に補償できる。

このような構造により、ベース部２１０に配置する電極２３２の数と、それに対する駆動線２３４の数を削減して、基板保持装置２００の製造コストを低減することができる。また、制御対象の数が減るので、制御部３１０の規模も縮小できると共に、制御に係る処理も簡素化できる。

図９は、基板保持装置２００の更に他の構造を示す断面図である。同図において、他の実施形態と共通の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省く。

基板保持装置２００は、弾性支持部２２０の構造に特徴がある。即ち、基板保持装置２００において、弾性支持部２２０は、マトリックス状に配列されたピン状の複数の凸部を含む。複数の凸部は互いに独立しているので、基板２０２におけるある面内領域の変形の影響が、隣接する面内領域に及ぶことが防止される。また、弾性支持部２２０の間隙は水平方向に連通するので、例えば、基板２０２がレチクル１８０である場合に、冷却ガス等を流通させることもできる。

図１０は、また他の構造を有する基板保持装置２００の構造を示す断面図である。同図において、他の実施形態と共通の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省く。

基板保持装置２００は、弾性支持部２２０の構造に特徴がある。即ち、弾性支持部２２０は、基板２０２に接触する接触部２２４と、ベース部２１０に対して接触部２２４を支持する支持台２２６とを備える。接触部２２４は、ベース部２１０よりも弾性変形の度合いが大きい材料で形成される。

このような構造により、接触部２２４の材料を最適化しやすくなる。従って、例えば、基板２０２の下面を傷つけない柔軟な材料を選択すると共に、駆動部２３０による引き付け力を正確に反映して基板２０２を変位させる。

なお、上述した各実施形態において、複数の電極２３２は、ベース部２１０の表面に設ける構成について説明したが、複数の電極２３２をベース部２１０の内部に埋め込んでもよい。

図１１は、基板保持装置２００のまた他の構造を示す断面図である。同図において、他の実施形態と共通の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省く。

基板保持装置２００は、駆動部２３０の構造に固有の特徴がある。即ち、基板保持装置２００において、弾性支持部２２０は、基板２０２の一方の面を支持した場合に、基板２０２の下面とベース部２１０の表面との間に、複数の隔離空間２２２を形成する隔離壁をなす。隔離空間２２２の各々は、個別の連通管２３６および制御弁２３８を介して負圧源に結合される。

制御部３１０の制御の下に制御弁２３８が開いた場合、当該制御弁２３８に対応する隔離空間２２２は、連通管２３６を介して負圧源に連通して内部を減圧される。これにより、当該隔離空間２２２に対応した基板２０２の面内領域では、隔離空間２２２の収縮に応じて、ベース部２１０側に引き付けられる。これにより、当該面内領域における基板２０２の歪みが補正される。

なお、基板保持装置２００が基板２０２を保持するために、隔離空間２２２の外側にはある程度の圧力を有する雰囲気を要する。当該雰囲気は、基板２０２に対して化学的に安定な不活性ガスであることが好ましい。また、隔離空間２２２の内部も、例えば希ガス等の不活性ガスで満たされることが好ましい。これにより、基板２０２に対する化学的安定性を担保したまま、基板２０２の歪みを修正できる。

以上詳細に説明したように、基板保持装置２００およびそれを備えた露光装置１００を用いることにより、レチクル１８０およびウエハ１９０を含む基板２０２の微細な起伏を補正して、極端紫外線の短波長を活かした高い解像度で露光処理を実行できる。従って、半導体デバイスの製造の他、マイクロマシンの製造など、リソグラフィ技術を利用する分野で広く使用できる。

実施形態において、露光装置１００は、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などであってもよい。

実施形態の露光装置１００は、上述したように、マスクとウエハととが相対移動した状態でマスクのパターンをウエハへ転写し、さらにウエハを順次ステップ移動させる走査型露光装置だけでなく、マスクとウエハとが静止した状態でマスクのパターンをウエハへ転写し、ウエハを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式のステッパを問わず適用することができる。

実施形態において、光源部１１０として、極端紫外線の露光光を射出する構成について説明したが、例えばｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）、Ｋｒ_２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ_２レーザ（１２６ｎｍ）等を出力可能な光源部であってもよい。

次に、本発明の実施形態の露光装置１００によるデバイスの製造方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。

図１２は、マイクロデバイス（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を示す図である。
まず、ステップＳ１０１（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・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Ｓ１０２（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（レチクル１９０など）を製作する。一方、ステップＳ１０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラス、セラミックス等の材料を用いて基板（シリコン材料を用いた場合にはウエハＷとなる。）を製造する。

次に、ステップＳ１０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１０４で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１０５には、ダイシング工程、ボンティング工程、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。最後に、ステップＳ１０６（検査ステップ）において、ステップＳ１０５で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。

図１３は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１０４の詳細工程の一例を示す図である。

ステップＳ１１１（酸化ステップ）おいては、基板の表面を酸化させる。ステップＳ１１２（ＣＶＤステップ）においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１１３（電極形成ステップ）においては、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１１４（イオン打込みステップ）においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップＳ１１１〜ステップＳ１１４のそれぞれは、基板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。

基板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Ｓ１１５（レジスト形成ステップ）において、基板に感光性材料を塗布する。引き続き、ステップＳ１１６（露光ステップ）において、上述したリソグラフィシステム（露光装置１００）によってマスクの回路パターンを基板に転写する。

次に、ステップＳ１１７（現像ステップ）において、ステップＳ１１６にて露光された基板を現像して、基板の表面に回路パターンを含むマスク層を形成する。さらに続いて、ステップＳ１１８（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Ｓ１１９（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感光性材料を取り除く。すなわち、ステップＳ１１８及びステップＳ１１９において、マスク層を介して基板の表面を加工する。

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、基板上に多重に回路パターンが形成される。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。また、上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。更に、変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。

露光装置１００の構造を模式的に示す図である。 基板保持装置２００の構造を示す断面図である。 基板保持装置２００の形状を示す斜視図である。 制御系３００を模式的に示すブロック図である。 基板保持装置２００による基板２０２の操作を示す図である。 基板保持装置２００による基板２０２の保持領域を示す図である。 基板保持装置２００の他の構造を示す斜視図である。 図７に示す基板保持装置２００の構造を示す断面図である。 基板保持装置２００の更に他の構造を示す斜視図である。 基板保持装置２００のまた更に他の構造を示す断面図である。 基板保持装置２００のまた他の構造を示す断面図である。 図１２は、基板処理Ｓ１０４を含む製造工程の一例を示すフローチャートである。 半導体デバイスの場合におけるステップＳ１０４の一例を詳細に示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 露光装置
１１０ 光源部
１１２ ターゲットノズル
１１４、１２１、１２６、１４１、１４４ 凹面反射鏡
１２０ 照明光学系
１２２、１２３ フライアイ反射鏡
１２４ オプティカルインテグレータ
１２５、１４２、１４３ 凸面反射鏡
１２７ 平面反射鏡
１２８ 可動遮光羽根
１２９ 固定遮光羽根
１３０ レチクルステージ
１３１ 基部
１３２、１５２ ステージ部
１３３ ヒンジ
１３４ チャック部
１３５ 支持部
１３７ アクチュエータ
１４０ 投影光学系
１５０ ウエハステージ
１５４ チャック部
１６０ チャンバ
１６１ 本体部
１６２ 封止窓
１６３ 蓋
１６４ 排気孔
１７０ レーザ光源
１７２ 集光レンズ
１８０ レチクル
１９０ ウエハ
２００ 基板保持装置
２０１ 全体領域
２０２ 基板
２０３ パターン領域
２０５ 隆起部
２１０ ベース部
２２０ 弾性支持部
２２２ 隔離空間
２２４ 接触部
２２６ 支持台
２３０ 駆動部
２３２ 電極
２３４ 駆動線
２３６ 連通管
２３８ 制御弁
３００ 制御系
３１０ 制御部
３２０ レチクル表面測定部
３３０ ウエハ表面測定部

Claims (11)

1. ベース部と、
   基板の一方の面を支持し、前記ベースから突出した複数の突出部を有する支持部と、
   前記基板の一方の面内の異なる領域に対して、互いに異なる引き付け力を生成し、互いに異なる前記引き付け力で前記ベース部に前記基板の一方の面を引き付ける駆動部と、
   前記駆動部により生成される前記引き付け力のそれぞれを制御する制御部と、
   を備え、
   前記駆動部は、前記ベース部に設けられ、かつ前記複数の突出部が突出した領域とは異なる領域に備えられる複数の電極を有し、
   前記制御部は、前記複数の電極の各々に個別の電圧を印加することにより生成された前記電極ごとの静電力によって、前記引き付け力のそれぞれを制御する、
   基板保持装置。
2. 前記電極は、前記ベース部の内部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
3. 前記基板は、露光工程によって表面が加工される被加工基板、または、前記被加工基板に形成するためのパターンを備える反射型のパターン形成基板である請求項１または請求項２に記載の基板保持装置。
4. 前記支持部は、前記基板に接触する接触部と、前記ベース部に前記接触部を支持する支持台とを有し、
   前記接触部は、前記ベース部よりも弾性変形の度合いが大きい材質で形成される、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の基板保持装置。
5. 前記支持部は、前記ベース部より弾性変形の度合いが大きい材質で形成される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の基板保持装置。
6. 前記支持部は、マトリックス状に配列されたピン状の複数の凸部を有する、
   請求項１から請求項５の何れか一項に記載の基板保持装置。
7. 第１の基板上に形成されたパターンを第２の基板に形成する露光装置において、
   前記第１の基板を保持する第１の基板保持装置と、
   前記第２の基板を保持する第２の基板保持装置とを備え、
   前記第１の基板保持装置および前記第２の基板保持装置の少なくとも一方を請求項１から請求項６の何れか一項に記載の基板保持装置で構成する露光装置。
8. 前記第１の基板保持装置に保持された前記第１の基板と、前記第２の基板保持装置に保持された前記第２の基板とを所定方向に同期移動させる駆動装置をさらに備え、
   前記制御部は、前記所定方向と異なる方向において前記引き付け力を制御する、
   請求項７に記載の露光装置。
9. 前記支持部は、前記異なる方向に繰り返す構造で形成される、
   請求項８に記載の露光装置。
10. 前記支持部は、前記所定方向に長辺を有するストライプ状の凸部を有する、
    請求項８に記載の露光装置。
11. パターンが形成されたマスク基板を用意する段階と、
    請求項１から請求項６の何れか一項に記載の基板保持装置に前記マスク基板を載置する段階と、
    前記基板保持装置の前記制御部により、前記ベース部に対する前記基板の引き付け力を前記マスク基板の一方の面内における異なる領域ごとに制御する段階と、
    前記マスク基板に光を照射すると共に、前記マスク基板を介した前記光を感光材料が塗布された感光基板に照射する段階と、
    を備えたデバイスの製造方法。

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