JP5606254B2

JP5606254B2 - 吸着用部材およびこれを用いた吸着装置、並びに光照射装置および荷電粒子線装置

Info

Publication number: JP5606254B2
Application number: JP2010220892A
Authority: JP
Inventors: 徹彌井上
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: JP2011097043A

Description

本発明は、吸着用部材およびこれを用いた吸着装置、並びに光照射装置および荷電粒子線装置に関する。

半導体素子の製造工程において、シリコンからなる半導体ウェハなどの試料（対象物）は、半導体製造装置および半導体検査装置の吸着台上に吸着しながら保持される。対象物を吸着台上に保持する工程には、例えば、対象物を鏡面に研磨する工程、対象物上に形成されたレジストと呼ばれる感光材を光や電子線により部分的に感光させる工程、感光されたレジストを取り除く工程、対象物を検査する工程等がある。また、対象物を保持する吸着台の周囲は、大気、窒素、又は酸素などの気体が存在する。この気体の圧力は、大気圧である1×１０^５Ｐａ程度から高真空と呼ばれる１×１０^−７Ｐａ程度までの範囲である
。例えば、特許文献１には、対象物を複数の微小な突起で支持しながら吸着台上に吸着して保持する構成が記載されている。

半導体ウェハは、配線の微細化が進む一方で、広面積化している。近年は外径が２００ｍｍ及び３００ｍｍの大きなサイズのウェハが主に用いられている。

一方、近年、半導体レーザを用いた光ディスク若しくはＬＥＤなどの用途に用いられる基板を製造する際にも、半導体素子を製造する際と同様の製造装置が用いられる。この基板を製造するためのウェハの材質は、ＧａＮ若しくはＩｎＧａＮ等の化合物半導体、サファイア、又はＳｉＣ等が選択される。この用途のウェハの外径は、１００ｍｍ程度以下と半導体ウェハに比較して小さい場合がある。

特開平９−２８３６０５号公報

半導体素子を製造する場合と、光ディスク若しくはＬＥＤなどの用途に用いられる基板を製造する場合とで、例えば露光工程等を含む多くの製造工程は共通している。したがって、高面積化した半導体ウェハと、光ディスク若しくはＬＥＤなどの用途に用いられる比較的小さいウェハに対して、同一の半導体製造装置を用いることができれば、用途に応じた異なる半導体製造装置の導入、または半導体製造装置の改造は不要となるため、製造コストが低減できると考えられる。このため、大きさの異なる対象物を保持できる吸着台が求められる。

しかしながら、吸着台には、吸着が想定される対象物のサイズに応じて、複数の吸引孔が設けられており（このように吸着台において吸引孔が設けられている領域を「吸引孔形成領域」ともいう。）、想定されたサイズよりも小さいサイズの対象物が載置されると、その吸引孔の一部が対象物によって覆われずに露出する。すると、吸着の際に、露出した吸引孔により外気が吸引されてしまうという不具合が生じる。この場合には、対象物を安定して吸着し、保持することが困難であった。

よって、吸着台の吸引孔形成領域よりも小さいサイズの対象物を安定して保持すること
が求められている。

本発明の一態様による吸着用部材は、複数の吸引孔が設けられた吸着台上に載置され、前記吸引孔による気体の吸引によって対象物を吸着する吸着用部材であって、前記吸着台上に着脱可能に載置される基板を有し、該基板は、前記対象物が載置され、前記吸引孔による吸引を可能にして前記対象物を吸着する吸着領域を含む凹状部位と、該吸着領域の外周に設けられ、前記複数の吸引孔の一部を覆う吸着遮断領域と、前記吸着領域の外側に設けられ、前記対象物が前記吸着領域に載置されると該対象物が当接する、矩形状の第１当接部および円柱状の第２当接部と、前記対象物を前記第１当接部の側面および前記第２当接部に押し当てることにより、前記第１当接部および前記第２当接部との間で前記対象物を保持する保持部材とを有し、前記保持部材は、前記対象物に接触する接触部と、前記対象物を前記第１当接部および前記第２当接部に押し当てる方向に直交する方向において前記接触部の両側の位置で前記基板に固定される複数の固定部と、前記接触部と前記複数の固定部とをそれぞれ接続し、前記対象物を前記第１当接部および前記第２当接部に押し当てる方向に伸縮可能な複数の伸縮部とを有し、前記基板を平面視した場合、前記凹状部位の外縁の一部は、所定の円の円周に沿っており、前記第１当接部と前記対象物の外周面とが当接する部位を第１接触部位とし、前記第２当接部と前記対象物の外周面とが接触する部位を第２当接部としたとき、前記所定の円の中心点と前記第１接触部位を結ぶ第１仮想線と、前記中心点と前記第２接触部位を結ぶ第２仮想線とは直角をなしており、前記接触部が前記対象物に接触する接触部位と前記中心点とを結ぶ線と、前記第１接触部位と前記中心点とを結ぶ線とのなす角度は、接触部位と前記中心点とを結ぶ線と、前記第２接触部位と前記中心点とを結ぶ線とのなす角度よりも大きい。

本発明の一態様による吸着装置は、前記吸着用部材と、前記吸着用部材を載置する吸着台とを有する。

本発明の一態様による荷電粒子線装置は、前記吸着装置と、該吸着装置上に載置されて吸着された対象物に荷電粒子線を照射する荷電粒子線源とを有する。

本発明の一態様による光照射装置は、前記吸着装置と、該吸着装置上に載置されて吸着された対象物に光を照射する光源とを有する。

本発明の一態様による吸着用部材および吸着装置によれば、吸着台の吸引孔形成領域よりも小さいサイズの対象物を安定して保持することができる。

本発明の一態様による荷電粒子線装置および光照射装置によれば、吸着台の吸引孔形成領域よりも小さいサイズの対象物に対して精度よく荷電粒子線又は光を照射することができる。

（ａ）は、本発明の一実施形態に係る吸着用部材を吸着台上に載置し、対象物を吸着用部材に吸着した状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＢ−ＩＢ線部における断面図、（ｃ）は（ｂ）の破線で囲まれた領域ＩＣの部分拡大図である。吸着台、対象物、および本発明の一実施形態に係る吸着用部材をそれぞれ離間させた状態で示した斜視図である。（ａ）は本発明の一実施形態に係る吸着用部材の正面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線位置における断面図、（ｃ）は（ａ）吸着用部材の背面図である。（ａ）は本発明の一実施形態に係る吸着用部材を構成する吸着用部材に取り付けられる保持部材の平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印ＩＶＢ方向からみたときの側面図（下側面図）、（ｃ）は（ａ）の矢印ＩＶＣ方向からみたときの側面図（右側面図）である。（ａ）は保持部材の他の構成例を示す平面図、（ｂ）は下側面図、（ｃ）は右側面図である。（ａ）は保持部材の他の構成例を示す平面図、（ｂ）は下側面図、（ｃ）は右側面図である。（ａ），（ｂ）は保持部材の詳細な構成を説明するための平面図である。（ａ），（ｂ）は対象物の端部と保持部材の対象物との接触面との位置関係を示す断面図である。保持部材の他の構成例を示す平面図である。（ａ）は本発明の一実施形態に係る吸着用部材の正面図、（ｂ）は（ａ）のＸＢ−ＸＢ線位置における断面図、（ｃ）は（ａ）の吸着用部材の背面図である。当接部と保持部材の位置関係を説明するための図である。本発明の一実施形態に係る光照射装置および荷電粒子線装置の構成を模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係る吸着用部材を用いて、対象物を露光する方法の一例を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
吸着用部材１Ａは、半導体ウェハなどの対象物Ｔを吸着する際に用いられ、吸着台２上で対象物Ｔを吸着して保持する。吸着用部材１Ａは、吸着台２に着脱可能に載置される基板４を有する。基板４は対象物Ｔが載置される吸着領域６を有する。

吸着台２は、気体を吸引するための複数の吸引孔２ａを有する。これらの吸引孔２ａは、吸着台２上に吸着用部材１Ａを用いずに吸着されることが想定される対象物のサイズに応じて設けられている。このように吸着台２において複数の吸引孔２ａが設けられている領域を「吸引孔形成領域」ともいう。

また、基板４は、吸引孔２ａによる吸引を可能にして対象物Ｔを吸着する吸着領域６と、該吸着領域６の外周に設けられた吸着遮断領域８を有する。吸着遮断領域８は、複数の吸引孔２ａのうち一部の吸引孔２ａ、すなわち吸引孔形成領域の一部を覆っている。この吸着遮断領域８は、吸引孔２ａによる吸引を遮断する。

一方、基板４は、その表面が凹状である部位（以下、「第１部位」ともいう。）９と、それ以外の部位（以下、「第２部位」ともいう。）とを有する。第１部位９は、中央の円形状部位と後述する保持部材２８が配置される部位とを有する。なお、吸着領域６は、第１部位９に設けられ、吸着遮断領域８は、第１部位９および第２部位に渡って存在している。

図１（ｃ）および図２に示すように、基板４は、吸着領域６において貫通孔１０を有する。対象物Ｔは、貫通孔１０を通して気体を吸引することによって生じる吸引力により吸着領域６を介して吸着台２上に吸着される。

なお、基板４の貫通孔１０を通して気体を吸引すると、吸着領域６上に対象物Ｔが位置した状態で、吸着用部材１Ａと対象物Ｔとを同時に吸着することができる。

図３に示すように、吸着領域６には、複数の突起１２が設けられている。複数の突起１２の高さは同じである。各突起１２は、基板４において表面が凹状でないその他の部位（第２の部位）の表面と同じ高さになるように設けられる。対象物Ｔは、突起１２の頂部に接触した状態で吸着される。突起１２の高さと、後述する環状封止部３４の高さは同一または略同一であるので、対象物Ｔは、突起１２および環状封止部３４に当接した状態で吸着される。

また、基板４は、吸着領域６の外側に当接部１５を有する。この当接部１５は、対象物Ｔが吸着領域６に載置された場合に対象物Ｔが当接する部分である。この当接部１５は、具体的には、基板４の表面から上方に突出した凸状部材である。

凸状部材からなる当接部１５は、吸着領域６の外側に設けられる。そして、当接部１５は、対象物Ｔが吸着領域６に配置された場合に対象物Ｔの側面が当接されるように設けられている。当接部１５の個数及び形状は限定されないが、本実施の形態による吸着用部材１Ａでは、円柱状の凸状部材からなる当接部１５ａおよび矩形状の凸状部材（当て板）か
らなる当接部１５ｂが１つずつ設けられている（特に区別しないときは、単に「当接部１５」という。）。また、当接部１５ｂを矩形状とし、その平坦な側面に対象物Ｔを当接させるようにしたことから、対象物Ｔをより正確に、かつより安定的に基板４に固定することができる。当接部１５は、吸着用部材１Ａに固定されていることが好ましく、吸着用部材１Ａと一体的に形成されていることがより好ましい。

吸着用部材１Ａは、第１の部位９、かつ吸着遮断領域８において吸着領域６の外周に環状封止部３４を有している。ここで、環状封止部３４とは、環状壁である。そして、環状封止部３４の高さは、好ましくは、吸着領域６に設けられた突起１２の高さと同じである。図１（ｃ）に示すように、環状封止部３４は、突起１２とともに、対象物Ｔを支持する。環状封止部３４は、対象物Ｔの一方主面（基板４に対向する表面）の外周部と当接する。この構成により、対象物Ｔの一方主面、吸着領域６の表面（対象物Ｔに対向する表面）、および環状封止部３４で囲まれる領域を閉ざされた空間にすることができる。よって、貫通孔１０を通して空間内に存在する気体を排気（吸引）して吸引力を発生させ、その吸引力を効果的に対象物Ｔへ伝えることができる。なお、図１（ａ）のＩＢ−ＩＢ線における断面において、本来貫通孔１０は存在しないが、吸着用部材１Ａを平面透視したときに、環状封止部３４の内側に貫通孔１０が存在することを示すために、図１（ｃ）に貫通孔１０を点線で示している。

また、吸着用部材１Ａは、対象物Ｔを当接部１５に押し当てることにより、当接部１５との間で対象物Ｔを保持する保持部材２８を有する。保持部材２８は、凹状の第１部位９に設けられており、その凹状部位の内側にはめ込むように配置されている。保持部材２８の構成については、後に詳細に説明する。保持部材２８は、対象物Ｔを当接部１５に押し当て、吸着領域６上に対象物Ｔを固定する。保持部材２８および当接部１５を用いることにより、この対象物Ｔの固定は比較的簡単に行うことができるため、基板４に対して対象物Ｔの着脱を繰り返す場合であっても、煩雑さが低減される。

保持部材２８は、対象物Ｔを損傷しないように、対象物Ｔよりも硬度の低い材質からなることが好ましい。硬度は、例えば、ビッカース硬度である。ビッカース硬度は、ＪＩＳ
（日本工業規格）Z 2244:2009に基づいて測定される。

また、保持部材２８の材質は、半導体材料であってよく、樹脂または酸化ジルコニウムセラミックスであってもよい。保持部材２８の材質が半導体材料であると、この保持部材２８によって静電気を逃がすことができる。これは、保持部材２８を露光装置内に搬送する可能性がある場合に、特に有用である。また、保持部材２８の材質が樹脂または酸化ジルコニウムセラミックスであると、対象物Ｔがシリコンウェハの場合、保持部材２８が対象物Ｔに接触して摩耗したとしても、その磨耗屑は金属ではないため、対象物Ｔに悪影響が及ぶことを抑制できる。特に、酸化ジルコニウムセラミックスは摩耗しにくいため、対象物Ｔに摩耗屑が付着することを抑制することができる。さらに、保持部材２８は、熱伝導率がよい材質からなることが好ましい。

対象物Ｔがシリコンウェハの場合に、上記条件を満たす材質は、例えば、対象物Ｔがシリコンウェハの場合、ポリカーボネイト樹脂等がある。

保持部材２８には、種々の形状が考えられるが、以下にその例を説明する。図４から図７および図９に示した保持部材２８Ａ，２８Ａ’，２８Ｂ，２８Ｂ’（保持部材２８Ａ，２８Ａ’，２８Ｂ，２８Ｂ’を区別しない場合は、単に「保持部材２８」と表記する。）は、対象物Ｔに接触する接触部２８ａと、対象物Ｔを当接部１５に押し当てる方向（以下、「押し当て方向」ともいい、図７，図８におけるＹ方向をいう。）に直交する方向（図７，図８におけるＸ方向）において接触部２８ａの両側に位置する複数の固定部２８ｂと
、接触部２８ａと複数の固定部２８ｂとをそれぞれ接続し、押し当て方向に伸縮可能な複数の伸縮部２８ｃとを有する。

なお、図５の保持部材２８Ａ’は、図４の保持部材２８Ａと比較して、対象物Ｔがより確実に接触部２８ａに接触するように、対象物Ｔが接触部２８ａに接触可能な領域、すなわち接触部２８ａをＶＢ方向からみたときの側面（図５（ｂ）参照）の面積をより大きくした場合を示している。

また、図４および図５に示した保持部材２８Ａ，２８Ａ’は、引っ張り部２８ｄ（後述する）がＹ方向において固定部２８ｂよりも外側に位置しているのに対し、図６に示した保持部材２８Ｂは、引っ張り部２８ｄがＹ方向において固定部２８ｂと同じ位置又は固定部２８ｂよりも内側に位置している。

以下に、図７を用いて、図６に示した保持部材２８Ｂの構成を詳細に説明する。なお、説明は、保持部材２８Ｂについて行うが、同様の説明が図４および図５に示した保持部材２８Ａおよび保持部材２８Ａ’についても当てはまる。

図７に示すように、保持部材２８Ｂは、接触部２８ａが、Ｘ方向が長手方向となる矩形状であり、その接触部２８ａが２つの固定部２８ｂから等しい距離にある。伸縮部２８ｃは、接触部２８ａの長手方向における端部と固定部２８ｂとを接続する。伸縮部２８ｃは、固定部２８ｂと接触部２８ａとの間で折り曲げられた部位を有し、押し当て方向（Ｙ方向）に沿って伸縮可能である。具体的に、伸縮部２８ｃは、固定部２８ｂに接続された端部（以下、「第１端部」ともいう。）から押し当て方向に直交する方向（Ｘ方向）に沿って延在し、Ｕ字状に折り曲げられ、再びＸ方向に沿って延在する。これをＵ字状部位とすると、Ｕ字状部位は、固定部２８ｂに接続される端部とは異なる端部（以下、「第２端部」ともいう。）が、Ｙ方向に沿って延在する部位（以下、「接続部」）を介して、接触部２８ａの端部に接続される。これにより、伸縮部２８ｃは、Ｙ方向に伸縮するばねのように作用する。なお、以下では、第１端部から折り曲げられる部位までＸ方向に延在する部位を「第１延在部」、折り曲げられた部位から第２端部までＸ方向に延在する部位を「第２延在部」ともいう。

固定部２８ｂは、基板４、具体的には凹状の第１部位９の内壁に固定される。接触部２８ａは、押し当て方向に変位可能である。

また、保持部材２８Ｂは、接触部２８ａをＹ方向に移動させるために、接触部２８ａに接続された引っ張り部２８ｄを有する。引っ張り部２８ｄは、Ｘ方向における２つの固定部２８ｂの間において、接触部２８ａに接続される。ここで、図４および図５に示した保持部材２８Ａは、引っ張り部２８ｄが、Ｙ方向において固定部２８ｂよりも外側に位置している。この場合、引っ張り部２８ｄをＹ方向に沿って容易に引っ張ることができる。一方、保持部材２８Ｂは、引っ張り部２８ｄが、Ｙ方向において固定部２８ｂと同じ位置又は固定部２８ｂよりも内側にあり、固定部２８ｂよりも外側に突出しているわけではない。この場合は、保持部材２８をより小型にすることができる。なお、引っ張り部２８ｄが、Ｙ方向において固定部２８ｂよりも外側に位置しているとは、Ｙ方向において引っ張り部２８ｄの外縁が、固定部２８ｂの外縁よりも外側にあることをいう。また、引っ張り部２８ｄが、Ｙ方向において固定部２８ｂと同じ位置又は固定部２８ｂよりも内側にあるとは、Ｙ方向において引っ張り部２８ｄの外縁が、固定部２８ｂの外縁と同じ位置にある、又は固定部２８ｂの外縁よりも内側にあることをいう。

また、保持部材２８Ｂの引っ張り部２８ｄは、孔部２９を有する。この孔部２９に、例えばピン状の引っ掛け部材の先端を挿入して引っ張り部２８ｄをＹ方向に引っ張ると、接
触部２８ａを吸着領域６から離れるようにＹ方向に沿って外側に変位させることができる。また、引っ張り部２８ｄに加えていた力を減少若しくは除去すると、引っ張り部２８ｄおよび接触部２８ａを、吸着領域６に近づくようにＹ方向に沿って内側に変位させることができる。なお、引っ張り部２８ｄは、Ｙ方向において、固定部２８ｂと同じ位置又は固定部２８ｂよりも内側に位置することがより好ましい。この場合、保持部材２８をより小型化することができる。また、保持部材２８Ａは、引っ張り部２８ｄがＹ方向において固定部２８ｂよりも外側に位置しているため、引っ張り部２８ｄの先端を屈曲させるなどして、引っ掛け部材が引っかかるように容易に構成することができる。よって、孔部２９を必ずしも設ける必要はない。

次に、保持部材２８の作用について説明する。まず、力を加えて引っ張り部２８ｄを吸着領域６から離れるようにＹ方向に沿って外側に変位させ、吸着領域６内に対象物Ｔを位置する。その後、引っ張り部２８ｄに加えていた力を減少若しくは除去し、引っ張り部２８ｄおよび接触部２８ａを、吸着領域６に近づくようにＹ方向に沿って内側に変位させる。これにより、伸縮部２８ｃが元の位置に戻ろうとする力を利用して対象物Ｔを当接部１５ａ，１５ｂに押し当てる。すなわち、保持部材２８は、Ｙ方向に伸縮するばねのように作用する。なお、保持部材２８は、Ｘ方向において変位可能なヒンジ形状にするのが好ましい。

孔部２９は、その中心が、Ｙ方向に沿って、上記第２延在部の第１延在部側の外縁と同じ位置又は外縁から接触部２８ａ側に位置することが好ましい。孔部２９をそのような位置に設けると、孔部２９に引っ掛け部材の先端を挿入してＹ方向外側に接触部２８ａを引っ張った場合に、接触部２８ａが浮いてしまうこと、すなわちＸ方向およびＹ方向に垂直な方向（Ｚ方向）に移動することを効果的に抑制することができる。より好ましくは、孔部２９は、接触部２８ａに設けるか、若しくは引っ張り部２８ｄにおいてＹ方向に沿って接触部２８ａにより近い位置に設けるとよい。そのような位置に設けると、孔部２９に引っ掛け部材の先端を挿入してＹ方向外側に接触部２８ａを引っ張った場合に、接触部２８ａが浮いてしまうことをより効果的に抑制することができる。しかし、接触部２８ａは、対象物Ｔに接触する部位であるため、剛性等の問題から、Ｙ方向の距離（幅）を小さくする場合も考えられる。その場合は、接触部２８ａに孔部２９を設けること自体が困難であるため、引っ張り部２８ｄに設けても差し支えない。また、引っ張り部２８ｄも、上述の剛性等の問題から、接触部２８ａに近い部位は、Ｘ方向における幅を小さくしなければならない場合がある。その場合は、引っ張り部２８ｄにおいて、孔部２９を設けても保持部材２８の動作に問題ない部位に設ければよい。

さらに、保持部材２８Ｂは、図７（ｂ）に示すように、接触部２８ａの長さをＬ、接触部のＹ方向における距離（幅）をＷとすると、例えば、Ｗ／Ｌが０．０５以上０．０７以下であることが好ましい。この関係にあると、引っ張り部２８ｄに対してＹ方向に力を加えたときに、接触部２８ａが引っ張り部２８ｄに追従してＹ方向に変位しやすくなる。

また、Ｗ／Ｌが小さすぎると、接触部２８ａによって対象物Ｔに働く押圧力が小さくなって対象物Ｔを精度よく保持することが困難になり、Ｗ／Ｌが大きすぎると、接触部２８ａによって対象物Ｔに働く押圧力が大きくなり、対象物Ｔの変形又は破損を招く場合がある。よって、Ｗ／Ｌは、０．０５以上０．０７以下であることが好ましい。

また、伸縮部２８ｃの接続部の幅をＢとすると、Ｗ／Ｂは、０．５以上２以下であることが好ましい。Ｗ／Ｂが小さすぎると、接触部２８ａの変位量が小さくなり、接触部２８ａによって対象物Ｔに働く押圧力が小さくなるため、対象物Ｔを精度良く保持することが困難となる。また、Ｗ／Ｂが大きすぎると、伸縮部２８ｃの変形が大きくなりすぎて、伸縮部２８ｃがＹ方向以外の方向にぶれてしまい、対象物ＴにＹ方向に沿って押圧力を加え
ることが困難になる。その結果、対象物Ｔを精度良く保持することが困難となる。よって、Ｗ／Ｂは、０．５以上２以下であることが好ましい。

また、接触部２８ａは、対象物Ｔに接触する接触面Ｓを有する。接触面Ｓは、図６（ｂ）に示すように、接触部２８ａをＹ方向に沿って下側からみたときの表面である。この接触面Ｓは、対象物Ｔと接触する部位において、例えば図８（ａ）に示すように、押し当て方向（Ｙ方向）に対して垂直である。

また、接触面Ｓは、押し当て方向（Ｙ方向）および該押し当て方向に直交する方向（Ｘ方向）のいずれにも垂直な方向（Ｚ方向）に沿って傾斜していてもよい。例えば、図８（ｂ）に示した接触面Ｓは、押し当て方向（Ｙ方向）および該押し当て方向に直交するＸ方向のいずれにも垂直な方向（Ｚ方向）において、吸着台２の表面から離れるにつれて対象物Ｔ側に突出するように傾斜している。接触面Ｓがこのように傾斜していると、接触面Ｓが対象物Ｔの端部に覆いかぶさるように位置することから、対象物Ｔが吸着台２から離れて浮いてしまうことを抑制し、対象物Ｔを精度良く位置決めすることができる。また、対象物Ｔが基板４から外れてしまうことを抑制することができる。一方、接触面Ｓの傾斜角度が大きくなりすぎると、接触面Ｓから対象物Ｔに対してＹ方向の押圧力が伝わりにくくなるため、この傾斜角度Ｍは、０度よりも大きく３０度以下であるとより好ましい。

また、図９に示した保持部材２８Ｂ’のように、接触面Ｓを対象物Ｔの外周面の形状に沿って曲面にすれば、面全体で対象物Ｔを押圧することができ、より精度良く、より確実に対象物Ｔを保持することができる。

以上のように保持部材２８と当接部１５とを用いた上記構成によれば、対象物Ｔの径方向の寸法がばらついていても、対象物Ｔは、保持部材２８および当接部１５によって安定的に固定され、吸着領域６内で回転することが抑制される。よって、上記構成によれば、対象物Ｔを吸着領域６内に高い位置精度で位置することができる。

また、上記保持部材２８によれば、保持部材２８の接触部２８ａをＹ方向に移動させるだけで、対象物Ｔを保持したり、取り外したりすることが可能であるため、対象物Ｔの設置作業が比較的簡単となる。

また、図１０に示した保持部材２８Ｃは、板バネである。この保持部材２８Ｃは、一端が基板４、具体的には凹状の第１部位９の内壁に固定され、他端が開放されている。この構成では、他端が変位可能であり、吸着領域６に対象物Ｔを配置して固定するときは、その他端を対象物Ｔに近づけて当接させ、吸着領域６に対象物Ｔをはめ込むとき、および基板４から対象物Ｔを外すときには、その他端を対象物Ｔから離すことができる。保持部材２８Ｃは、上記保持部材２８Ａ，２８Ａ’，２８Ｂ，２８Ｂ’と動作は少し異なるが、端部の位置を移動させることにより、対象物Ｔを保持したり、取り外したりすることが可能であるため、対象物Ｔの設置作業が比較的簡単である点で、保持部材２８Ａ，２８Ａ’，２８Ｂ，２８Ｂ’と同様の効果が得られる。ただし、対象物Ｔの回転を抑制し、より安定して固定できるという点では、保持部材２８Ａ，２８Ａ’，２８Ｂ，２８Ｂ’の方がより効果的であると考えられる。なお、図１０では、矩形状の当接部１５ｂの代わりに、２つの円柱状の当接部を用いた例を示している。

本実施の形態による吸着用部材１Ａによれば、吸着領域６上に対象物Ｔが載置されたとき、その対象物Ｔを安定して吸着し、保持できる。ここで、吸着領域６は、吸着台２の吸引孔形成領域よりもサイズが小さい。よって、吸着用部材１Ａによれば、吸着台２の吸引孔形成領域よりもサイズの小さい対象物Ｔを安定して吸着し、保持することができる。また、吸着用部材１Ａを外して、吸着台２に設けられた全ての吸引孔２ａを覆うように対象
物Ｔを配置して、それを吸着し、保持することも可能である。よって、本実施の形態による吸着用部材１Ａを用いることにより、サイズの異なる対象物Ｔをそれぞれ安定して吸着し、保持することができる。

また、本実施の形態による吸着用部材１Ａによれば、サイズの異なる対象物Ｔをそれぞれ高い位置決め精度で吸着台２上に吸着させることができる。また、吸着用部材１Ａによれば、吸着用部材１Ａを吸着台２に吸着させるだけで、吸着台２よりも小さい対象物Ｔを簡単に着脱することができる。

さらに、当接部１５ａ，１５ｂおよび保持部材２８の位置関係が以下のようであると好ましい。図１から図３に示すように、基板４を平面視したとき、凹状部位９の外縁の一部は、所定の円の円周に沿っているものとする。そして、保持部材２８の接触部２８ａを伸縮部２８ｂの伸縮方向に沿って仮想的に開口部４５に向かって直線的に延長してできる領域を仮想直線領域とすると、仮想直線領域と所定の円との交差部は、当接部材１５ａと当接部材１５ｂとの間に位置している。この場合、接触部２８ａによって対象物Ｔを押圧したとき、対象物Ｔが当接部材１５ａおよび当接部材１５ｂに押圧され、対象物Ｔを凹状部位９内により安定して配置することができる。

また、次のような構成であってもよい。まず、図１から図３に示すように、基板４を平面視したとき、凹状部位９の外縁の一部は、所定の円の円周に沿っているものとする。そして、対象物Ｔは円板状であるため、円柱状の当接部１５ａおよび矩形状の当接部１５ｂとは、基板４を平面視したときに、それぞれ一点で接触するとみなすことができる。この場合に、基板４を平面視したとき、図１１に示すように、上記所定の円の中心点Ｃ０と当接部１５ｂが対象物Ｔと接触する部位Ｃ１とを結ぶ線と、所定の円の中心点Ｃ０と当接部材１５ａが対象物Ｔと接触する部位Ｃ２とを結ぶ線とは直角をなしていることが好ましい。

また、対象物Ｔが円板状であることから、保持部材２８の接触部２８ａの接触面と対象物Ｔの外周面とは、平面視したときに、一点で接触する。よって、基板４を平面視したときに、保持部材２８の接触部２８ａが対象物Ｔに接触する接触部位は、一点とみなすことができる。よって、当接部１５ｂが対象物Ｔと接触する部位Ｃ１と所定の円の中心点Ｃ０とを結ぶ線と、所定の円の中心点Ｃ０と保持部材２８の接触部２８ａが対象物Ｔに接触する接触部位Ｃ３とを結ぶ線とのなす角度は、当接部１５ａが対象物Ｔと接触する部位Ｃ２と所定の円の中心点Ｃ０とを結ぶ線と、所定の円の中心点Ｃ０と保持部材２８の接触部位Ｃ３とを結ぶ線とのなす角度よりも大きいことが好ましい。これにより、円柱状の当接部１５ａよりも矩形状の当接部１５ｂにかかる力が大きくなり、当接部１５ａの曲面からなる外周面よりも当接部１５ｂの平坦な側面に対象物Ｔをより強く押し当てることなるため、保持部材２８と当接部１５ａ，１５ｂとを用いて対象物Ｔをより安定して固定することができる。その結果、保持部材２８を用いて対象物Ｔを当接部１５ａ，１５ｂに対して繰り返し当接しても、対象物Ｔと基板４との相対的な位置が変化しにくい。

なお、図９の保持部材２８Ｂ’を用いた場合、円板状の対象物Ｔの外周面と保持部材２８の接触部２８ａの接触面とが接触する部位は、平面視したときに曲線になる。この場合は、その曲線の中心点を、保持部材２８が対象物Ｔに接触する接触部位とすればよい。

なお、上述した吸着用部材１Ａと、吸着用部材１Ａを載置するための吸着台２は、吸着装置を構成する。吸着装置は、さらに吸着台２の吸引孔２ａ内を減圧するための真空ポンプ（不図示）を有していてもよい。

なお、本実施の形態による吸着用部材１Ａでは、対象物Ｔの形状は円形であるため、吸
着領域６も円形状である。ただし、図２に示すように、対象物Ｔが例えばシリコンウェハの場合、その向きを示すオリエンテーションフラット（以下、「オリフラ」と略す）が存在する。この場合は、吸着領域６の外周にもオリフラに対応する直線部分が存在してもよい。

吸着台２に設けられた貫通孔２ｂは、基板３又は対象物Ｔを載置する際に、突き上げピンが出てくる孔である。例えば、吸着台２上に基板４を載置する場合、貫通孔２ｂから突出した突き上げピンに基板４を一旦載せる。その後、突き上げピンを自動的に又は制御して下に移動させて貫通孔２ｂ内に収める。これにより、基板４が吸着台２上に載置される。

吸着台２は、通常、半導体装置内に設置されている。この吸着台２に基板４等を載置する場合、自動で動くアーム等の搬送用治具により基板４が吸着台２まで運ばれる。このアームによって何ら損傷を与えることなく基板４を直接吸着台２に載置することは困難であるため、一旦基板４を突き上げピンに載せてから、その突き上げピンを沈めることにより、基板４を吸着台２上に載置する。

また、吸着台２の外周部に設けられた環状壁２ｃは、吸着台２上に基板４を載置して吸着を行う際に外部に気体が漏れることを抑制する。本実施の形態では、この環状壁２ｃと吸着台２と基板４の表面（吸着台２に対向する表面）とによって囲まれた閉ざされた空間を形成することができる。この空間内に存在する気体を、吸着台２に設けられた吸引孔２ａおよび貫通孔１０により吸引することにより、基板４および対象物Ｔを吸着台２上に吸着することができる。

なお、基板４は、吸着台２上に載置される側の被載置面が凹状に反っていることが好ましい。この場合は、突き上げピンを下降させて基板４を吸着台２に載置しようとするとき、基板４が平坦な場合よりも基板４の外周部を吸着台２の環状壁２ｃにより早く接触させることができる。これにより、環状壁２ｃと吸着台２と基板４の表面（吸着台２に対向する表面）とによって囲まれた空間内の気体の吸引をより早く開始することができるため、吸着台２に対する吸着用部材１Ａの載置、吸着、取り外しのサイクルにかかる時間を短縮することができる。その結果、多数の基板４を取り替えて露光等の処理を行う際の処理のスループットを上げることができる。なお、上記凹状の反りは、例えば２０μｍ〜１００μｍであることが好ましい。反り量があまり大きいと、吸着用部材１Ａの吸着自体に時間がかかってしまうため、吸着を早く開始したメリットが減少する。反り量が１００μｍ以下であれば、処理のスループットを高く維持することができる。このように反りを形成するためには、対象物Ｔが載置される載置面をブラスト加工する一方、吸着台２上に載置される側の被載置面を鏡面加工するなどして、載置面と被載置面とに内在される応力に差を生じさせればよい。これにより、被載置面に内在される応力を載置面に内在される応力よりも高くすれば、基板４は、被載置面が凹状に反った形状となる。

ところで、本実施の形態による吸着用部材１Ａの基板４を形成する材質としては、セラミックスであることが好ましく、さらに、アルミナ質焼結体や炭化珪素質焼結体で形成することが好ましい。

アルミナ質焼結体は、高剛性でかつ高強度、高硬度の部品とすることができる。即ち、基板４のヤング率として２８０〜４００ＧＰａ、３点曲げ強度として２５０〜５００ＭＰａ、ビッカース硬度（Ｈｖ１）として、１２〜１８ＧＰａの値をそれぞれ得ることができるので、基板４を、歪みが小さく、且つ傷の付きにくいものとすることができる。

また、基板４を、炭化珪素質焼結体を用いて形成した場合でも、アルミナ質焼結体を用
いて形成した場合のように、基板４を高剛性かつ高強度とすることができ、さらに高硬度および高熱伝導率とすることができる。よって、基板４を、歪みが小さく、且つ傷の付きにくいものとすることができ、さらに放熱効果も高いことから、さらに歪みや変形を低減することが可能となる。そして、基板４のヤング率として３５０〜５００ＧＰａ、３点曲げ強度として４５０〜６００ＭＰａ、ビッカース硬度（Ｈｖ１）として２０〜２３ＧＰａ、熱伝導率として６０〜２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）をそれぞれ得ることができる。

特に、基板４を炭化珪素質焼結体を用いて形成し、室温における熱伝導率を１８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とすることができるものでは、対象物Ｔに局所的に熱が加わった場合でも放熱性が優れ、熱膨張に伴う対象物Ｔの歪みが生じにくく、半導体製造工程において露光の発熱による精度の悪化を低減することができる。

次いで、上述の基板４がセラミックスからなる場合に、基板４の製造方法について説明する。

（１）セラミック原料粉末の成形、焼成
基板４がアルミナからなる場合は、主成分であるアルミナ粉体に、所望の焼結助剤を添加して湿式混合し、噴霧乾燥してアルミナ粉体を得る。このアルミナ粉体を７８ＭＰａ〜１２０ＭＰａの成形圧でＣＩＰ、金型を用いた粉末プレス成形などの公知の成形方法にて成形する。得られた成形体を基板４に近似した所望の形状に切削加工する。この成形体を大気雰囲気中にて１５００〜１７００℃で焼成する。

基板４が炭化珪素からなる場合は、主成分である炭化珪素の粉末に、添加剤として少なくともホウ素の化合物及び炭素の化合物の粉末を添加した原料粉末を得る。この原料粉末を公知の成形方法を用いて成形して成形体を得る。成形体をＡｒ等の不活性雰囲気中で焼成を行う。前記のようにして得られた成形体を真空中またはＡｒ等の不活性雰囲気中で１９００〜２１００℃で焼結し、さらにボイドを低減する目的で、ＨＩＰ処理することができる。

（２）焼結体の加工
上記のようにして作製した焼結体を加工する。基板４の厚み方向を研削して、所定の厚さにする。基板４の外径側の端面を加工する。また、端面が加工された焼結体に貫通孔１０を形成する穴加工を施す。

次に、突起１２、環状封止部３４および凹状部位（第１部位９）を形成すべき面をブラスト加工して、複数の突起１２、環状封止部３４および第１部位９を形成する。ブラスト加工の前に、突起１２および環状封止部３４となるべき部分並びに凹部を形成しない部分には、予めブラスト加工を防止するためのマスク（非加工領域）を設けておく。

通常は、複数の突起１２および環状封止部３４の高さが不揃いになるので、ブラスト加工後に、複数の突起１２の高さと環状封止部３４の高さとを同一にするためのラップ加工を行う。

（３）凸状部材、保持部材の接合
次に、当接部１５ａ，１５ｂとなる凸状部材，保持部材２８を基板４に接合する。これらは、上記（１）、（２）で基板４を作製した後、その基板４に接合してもよいし、上記（１）、（２）の工程を通じて、基板４とともに、基板４と一体的に形成してもよい。

（第３の実施の形態）
本発明の一実施形態に係る荷電粒子線装置は、図１２に示すように、上記第１の実施形態
に係る吸着用部材を用いた吸着装置３９と、吸着装置３９上に載置されて吸着された対象物Ｔに荷電粒子線４０を照射するための荷電粒子線源４１とを有する。荷電粒子線４０としては、電子ビーム、又はイオンビームなどを選択できる。荷電粒子線装置が例えば露光装置であるとき、荷電粒子線４０は、電子ビームである。

また、荷電粒子線装置は、荷電粒子を出射する荷電粒子線源４１の出射口および吸着装置３９を内部に有する真空チャンバ４２を有している。

次に、吸着用部材１Ａの使用方法の一例を、図１３のフローチャートを用いて説明する。ここでは、対象物Ｔを露光装置内で露光する場合を説明する。まず、吸着用部材１Ａを準備し、基板４に設けられた吸着領域６に対象物Ｔを配置する。その際、図４に示した保持部材２８であれば、保持部材２８の引っ張り部２８ｄを引くことにより、保持部材２８の接触部２８ａが対象物ＴからＹ方向に離れて移動し、対象物Ｔを吸着領域６に配置ことができる。その後、引っ張り部２８ｄを戻すことで、対象物Ｔを当接部５となる凸部に当接させる。これにより、対象物Ｔが吸着領域６上に固定される。

対象物Ｔを載置した吸着用部材１Ａを露光装置の対象物取り込み口（不図示）に載置し、さらにこの取り込み口から吸着用部材１Ａが搬送用治具等を用いて、露光装置内の吸着台２上に載置される。吸着台２の吸引孔２ａを通して気体を吸引すると、基板４に設けた貫通孔１０から気体が吸引される。その結果、環状封止部３４に囲まれた吸着領域６内の気圧が低下し、対象物Ｔと基板４が吸着される。その後、対象物Ｔに刻印されたアライメントマーク（位置検知用の印）を検知して対象物Ｔの位置を正確に検知した後、対象物Ｔに荷電粒子線４０を照射して対象物Ｔを露光することができる。

なお、同じ露光装置でも対象物Ｔに対して紫外光等の光を照射する光照射装置の場合、荷電粒子線源４１は光源に置き換わり、対象物Ｔに電子ビームの代わりに光が照射される。

この場合、基板４は、照射光４０に対する反射率が小さいことが好ましい。反射率が小さければ、対象物Ｔがサファイア基板などのように光透過性を有している場合でも、照射光４０が対象物Ｔを通ってさらに基板４の表面で反射することを抑制できる。このため、ベース部材３の表面で反射した光が対象物Ｔの裏面（対象物Ｔのベース部材３側の面）に再び照射され、その結果、対象物Ｔの裏面が加工されることを抑制することができる。例えば、荷電粒子線４０の波長が紫外光である場合、基体４は、明度の値が６０以下の黒色アルミナからなる。

Ｔ：対象物
１Ａ：吸着用部材
２：吸着台
２ａ：吸引孔
２ｃ：環状壁
４：基板
６：吸着領域
８：吸着遮断領域
９：凹状部位
１０：貫通孔（吸引用）
１２：突起
１５ａ，１５ｂ：当接部
２８Ａ，２８Ａ’，２８Ｂ，２８Ｂ’，２８Ｃ：保持部材
２８ａ：接触部
２８ｂ：固定部
２８ｃ：伸縮部
２８ｄ：引っ張り部
３４：環状封止部

Claims

複数の吸引孔が設けられた吸着台上に載置され、前記吸引孔による気体の吸引によって対象物を吸着する吸着用部材であって、
前記吸着台上に着脱可能に載置される基板を有し、
該基板は、前記対象物が載置され、前記吸引孔による吸引を可能にして前記対象物を吸着する吸着領域を含む凹状部位と、該吸着領域の外周に設けられ、前記複数の吸引孔の一部を覆う吸着遮断領域と、
前記吸着領域の外側に設けられ、前記対象物が前記吸着領域に載置されると該対象物が当接する、矩形状の第１当接部および円柱状の第２当接部と、
前記対象物を前記第１当接部の側面および前記第２当接部に押し当てることにより、前記第１当接部および前記第２当接部との間で前記対象物を保持する保持部材とを有し、
前記保持部材は、前記対象物に接触する接触部と、前記対象物を前記第１当接部および前記第２当接部に押し当てる方向に直交する方向において前記接触部の両側の位置で前記基板に固定される複数の固定部と、前記接触部と前記複数の固定部とをそれぞれ接続し、前記対象物を前記第１当接部および前記第２当接部に押し当てる方向に伸縮可能な複数の伸縮部とを有し、
前記基板を平面視した場合、前記凹状部位の外縁の一部は、所定の円の円周に沿っており、前記第１当接部と前記対象物の外周面とが当接する部位を第１接触部位とし、前記第２当接部と前記対象物の外周面とが接触する部位を第２当接部としたとき、
前記所定の円の中心点と前記第１接触部位を結ぶ第１仮想線と、前記中心点と前記第２接触部位を結ぶ第２仮想線とは直角をなしており、
前記接触部が前記対象物に接触する接触部位と前記中心点とを結ぶ線と、前記第１接触部位と前記中心点とを結ぶ線とのなす角度は、接触部位と前記中心点とを結ぶ線と、前記第２接触部位と前記中心点とを結ぶ線とのなす角度よりも大きい吸着用部材。
前記基板は、前記吸着台上に載置される側の被載置面が凹状に反っている請求項１に記載の吸着用部材。
複数の吸引孔が設けられた吸着台と、
請求項１または２に記載の吸着用部材とを有する吸着装置。
請求項３に記載の吸着装置と、該吸着装置上に載置されて吸着された対象物に光を照射する光源とを有する光照射装置。
請求項３に記載の吸着装置と、該吸着装置上に載置されて吸着された対象物に荷電粒子線を照射する荷電粒子線源とを有する荷電粒子線装置。