JP6130703B2 - ホルダ、ステージ装置、リソグラフィ装置及び物品の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ホルダ、ステージ装置、リソグラフィ装置及び物品の製造方法に関する。
半導体デバイスの高密度化及び微細化に伴い、その製造に用いられる露光装置では、投影光学系の高ＮＡ化が進んでいる。投影光学系の高ＮＡ化によって、露光装置の解像力は向上するものの、有効な焦点深度は減少してしまう。従って、露光装置では、高い平坦度で基板を保持することが求められており、それに関する技術も提案されている（特許文献１参照）。
また、高い生産性を目的として露光装置の高スループット化が進められており、例えば、基板を保持するステージの高加速度化が望まれている。ステージの高加速度化を実現するための１つの方法としてステージの軽量化があり、基板を吸着保持するホルダ（チャック）の軽量化が図られている。
特開２００４−１４００７１号公報
しかしながら、ステージの軽量化のためにホルダの薄型化を進めるにつれて、ホルダ自体の剛性が低減するため、ホルダ自体の撓みが基板の平面矯正性能に影響を与えてしまう。
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、高い平坦度で基板を保持するのに有利なホルダを提供することを例示的目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのホルダは、基板を保持するホルダであって、前記基板側の表面と、前記表面とは反対側の裏面と、貫通孔とを含む基台と、前記裏面に形成され、前記貫通孔を囲むように配置され、天板に接する第１支持部と、前記裏面に形成され、前記第１支持部を囲むように配置され、前記天板に接する、連続的な周状形状を備える第２支持部と、前記第２支持部と前記基台の外縁との間の前記裏面の領域に形成され、前記天板に接する複数の裏面側ピンと、を有することを特徴とする。
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
本発明によれば、例えば、高い平坦度で基板を保持するのに有利なホルダを提供することができる。
本発明の一側面としてのリソグラフィ装置の構成を示す概略図である。 第１の実施形態における基板ステージの構成を示す図である。 第１の実施形態における基板ステージの構成を示す図である。 第２の実施形態における基板ステージの構成を示す図である。 第２の実施形態における基板ステージの構成を示す図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、本発明の一側面としてのリソグラフィ装置１の構成を示す概略図である。リソグラフィ装置１は、基板の上にパターンを形成（転写）する装置であって、本実施形態では、投影光学系を介して基板を露光してパターンを基板に形成する露光装置として具現化される。但し、リソグラフィ装置１は、露光装置に限定されるものではない。例えば、リソグラフィ装置１は、荷電粒子光学系を介して荷電粒子線（電子線やイオンビームなど）で基板に描画を行ってパターンを基板に形成する描画装置であってもよい。また、リソグラフィ装置１は、基板の上のインプリント材（樹脂など）を型（モールド）により成形（成型）してパターンを基板に形成するインプリント装置であってもよい。
リソグラフィ装置１は、図１に示すように、照明光学系１０２と、レチクル１０４を保持するレチクルステージ（不図示）と、投影光学系１０６と、基板１０８を保持する基板ステージ１１０とを有する。
リソグラフィ装置１において、光源（不図示）からの光は、照明光学系１０２を介して、レチクルステージに保持されたレチクル１０４を照明する。レチクル１０４を通過した光は、投影光学系１０６を介して、基板１０８に照射される（即ち、レチクル１０４のパターンの像が基板１０８に結像する）。基板ステージ１１０は、基板１０８を保持して移動可能な保持装置であって、ホルダ（チャック）１１２と、ホルダ１１２を載置するステージ天板（天板）１１４とを含む。以下、各実施形態において、基板ステージ１１０の具体的な構成を説明する。
＜第１の実施形態＞
図２及び図３は、本発明の第１の実施形態における基板ステージ１１０の構成を示す図であって、図２は、基板ステージ１１０の断面図を示し、図３は、基板ステージ１１０のホルダ１１２の裏面の平面図を示している。
ホルダ１１２は、熱伝導性に優れた材料、例えば、ＳｉＣセラミックスで構成され、基板側の表面２０２ａ及び表面２０２ａとは反対側の裏面２０２ｂを含む基台２０２を有する。基台２０２には、基台２０２を貫通する貫通孔として、１つ又は複数の基板バキューム孔３０２が形成されている。また、ステージ天板１１４には、基板バキューム孔３０２と連通する基板バキューム用孔が形成され、真空源（排気機構）（不図示）と接続されている。更に、ステージ天板１１４には、ホルダ１１２をステージ天板１１４に吸着するためのホルダバキューム用孔も形成され、真空源（不図示）と接続されている。
基板１０８をホルダ１１２に搬送する際や基板１０８をホルダ１１２から回収する際には、基板１０８の受け渡しのためのリフトピン（基板１０８を吸着してステージ天板１１４にたいして相対的に上下移動するピン）が必要となる。従って、基台２０２には、基台２０２を貫通する貫通孔として、リフトピンの径よりも大きな径を有するリフトピン孔３０４も形成されている。
また、基台２０２の表面２０２ａには、基板１０８を吸着（保持）するために、リフトピン孔３０４を全周的に取り囲むような周状の第１保持部（不図示）と、かかる第１保持部を取り囲むような周状の第２保持部（第３支持部）２０４とが形成されている。第２保持部２０４は、基台２０２の表面２０２ａと基板１０８との間の空間を封止する。第１保持部及び第２保持部２０４のそれぞれは、基板１０８と接し、基板１０８を保持する基板保持面を規定する。第２保持部２０４は、基台２０２の裏面２０２ｂに形成され第２支持部２０８を基台２０２の表面２０２ａに投影した投影領域と基台２０２の外縁との間の表面２０２ａの領域に形成されている。換言すれば、第２保持部２０４は、第２支持部２０８の上の表面２０２ａの領域と基台２０２の外縁との間に形成されている。また、第２保持部２０４は、本実施形態では、基台２０２の表面２０２ａに形成されている基板１０８に接する部材のうち最も外側に形成されている部材である。更に、第２保持部２０４は、基板１０８の径よりも小さな径となるように形成されている。第２保持部２０４で囲まれた表面２０２ａの領域、詳細には、第２保持部２０４と第１保持部との間の表面２０２ａの領域には、基板１０８と接する複数のピン（ピン状の突起）２０６が形成されている。複数のピン２０６も、第１保持部や第２保持部２０４とともに、基板１０８を保持する基板保持面を規定する。このように、第１保持部、第２保持部２０４及びピン２０６が基板保持面を規定することによって、基板１０８を真空吸着する際に、高い平坦度を維持しながら基板１０８を保持することができる。
基台２０２の裏面２０２ｂには、基板１０８を吸着（保持）するために、リフトピン孔３０４を全周的に取り囲むような周状の支持部３０６と、基板バキューム孔３０２を全周的に取り囲むような周状の支持部３０８とが形成されている。支持部３０６及び支持部３０８は、基台２０２を貫通する貫通孔を全周的に取り囲む第１支持部を構成する。また、基台２０２の裏面２０２ｂには、第１支持部としての支持部３０６及び支持部３０８を取り囲むように周状の第２支持部２０８も形成されている。支持部３０６、支持部３０８及び第２支持部２０８のそれぞれは、ステージ天板１１４と接する。また、第２支持部２０８で囲まれた裏面２０２ｂの領域、詳細には、第２支持部２０８と支持部３０６及び３０８（第１支持部）との間の裏面２０２ｂの領域には、ステージ天板１１４と接する複数のピン（ピン状の突起）２１０が形成されている。このように、支持部３０６、３０８及び第２支持部２０８がステージ天板１１４と接することによって、基板１０８やホルダ１１２を真空吸着する際に、ホルダ１１２の平坦度を維持することができる。
更に、第２支持部２０８の外側、即ち、第２支持部２０８と基台２０２の外縁との間の裏面２０２ｂの領域には、ステージ天板１１４と接する複数の裏面側ピン２１２が形成されている。これにより、ホルダ１１２の薄型化によって顕著となるホルダ１１２の外縁部（外周部）の自重による撓みを抑え、ホルダ１１２の変形を低減することができる。従って、ホルダ１１２を薄型化したとしても、ホルダ１１２の平坦度（基板１０８の平面矯正性能）の低下を抑えることが可能となるため、高い平坦度を維持しながら基板１０８を保持することができる。
＜第２の実施形態＞
図４及び図５は、本発明の第２の実施形態における基板ステージ１１０の構成を示す図であって、図４は、基板ステージ１１０の断面図を示し、図５は、基板ステージ１１０のホルダ１１２の裏面の平面図を示している。
本実施形態のホルダ１１２においては、第１の実施形態で説明した特徴に加えて、第２保持部２０４の外側、即ち、第２保持部２０４と基台２０２の外縁との間の表面２０２ａの領域に、基板１０８と接する複数の表面側ピン２１４が形成されている。
また、本実施形態では、第２支持部２０８を基台２０２の裏面側から表面側に投影した投影領域に対し、第２保持部２０４が重なるようにしている。換言すれば、第２保持部２０４は、その少なくとも一部が第２支持部２０８の上において第２所持部２０８に重なるように形成されている。特に、図４では、第２保持部２０４は、その全部が第２支持部２０８の上において第２支持部２０８に収まるように（第２支持部２０８からはみださないように）形成されている。従って、第２保持部２０４の幅は、第２支持部２０８の幅よりも小さくなっている。
また、本実施形態では、裏面側ピン２１２を基台２０２の裏面側から表面側に投影した投影領域に対し、表面側ピン２１４が重なるようにしている。換言すれば、表面側ピン２１４のそれぞれは、その少なくとも一部が裏面側ピン２１２のうちの対応する１つの裏面側ピンの上において、かかる１つの裏面側ピンに重なるように形成されている。特に、図４では、表面側ピン２１４のそれぞれは、その全部が裏面側ピン２１２のうちの対応する１つの裏面側ピンの上において、かかる１つの裏面側ピンに収まるように（１つの裏面側ピンからはみださないように）形成されている。従って、表面側ピン２１４の幅は、裏面側ピン２１２の幅よりも小さくなっている。
このような構成によって、本実施形態では、基台２０２の裏面２０２ａにおいて、第２支持部２０８を第１の実施形態よりも外側に形成することができる。従って、ホルダ１１２の薄型化によるホルダ１１２の外縁部の撓みを抑え、ホルダ１１２の変形を更に低減することができる。
また、上述したように、本実施形態では、第２支持部２０８の外側に形成された裏面側ピン２１２がステージ天板１１４と接することに加えて、基板１０８と接する表面側ピン２１４が裏面側ピン２１２の同軸上に形成されている。これにより、ホルダ１１２の薄型化によって顕著となるホルダ１１２の外縁部の自重による撓みに起因するホルダ１１２の変形と、基板１０８の外周部の自重による撓み及び基板１０８の外周部の面だれとを矯正することができる。従って、高い平坦度を維持しながら基板１０８を保持することができる。
また、第１の実施形態及び第２の実施形態において、裏面側ピン２１２及び表面側ピン２１４は、様々な形状や形態を有していてもよい。例えば、裏面側ピン２１２及び表面側ピン２１４は、円形、正方形、長方形、三角形、楕円などの形状であってもよいし、円錐や円柱などの形態であってもよい。
このように、リソグラフィ装置１は、ホルダ１１２を薄型化してもホルダ１１２の自重による撓みを抑えることが可能であり、基板保持性能及び平面矯正性能を低下させないため、高スループット化及びオーバーレイ性能の向上を両立させることができる。従って、リソグラフィ装置１は、高いスループットで経済性よく高品位なデバイスななどの物品を提供することができる。
本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、半導体デバイスなどのマイクロデバイスや微細構造を有する素子などの物品を製造するのに好適である。かかる製造方法は、リソグラフィ装置１を用いて、感光剤が塗布された基板にパターンを形成する工程と、パターンを形成された基板を処理（例えば、現像）する工程を含む。また、上記形成工程につづけて、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージングなど）を含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明は、リソグラフィ装置に限らず、ホルダとステージ天板とを含む他の装置（測定装置など）にも適用可能である。

Claims (11)

  1. 基板を保持するホルダであって、
    前記基板側の表面と、前記表面とは反対側の裏面と、貫通孔とを含む基台と、
    前記裏面に形成され、前記貫通孔を囲むように配置され、天板に接する第１支持部と、
    前記裏面に形成され、前記第１支持部を囲むように配置され、前記天板に接する、連続的な周状形状を備える第２支持部と、
    前記第２支持部と前記基台の外縁との間の前記裏面の領域に形成され、前記天板に接する複数の裏面側ピンと、
    を有することを特徴とするホルダ。
  2. 前記表面に形成され、前記基板を支持可能な連続的な周状形状を備える第３支持部を更に有し、
    前記第３支持部は、前記第３支持部の少なくとも一部が前記第２支持部の上方において前記第２支持部に重なるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のホルダ。
  3. 前記第３支持部は、前記第３支持部の全部が前記第２支持部の上方において前記第２支持部に重なるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載のホルダ。
  4. 前記第３支持部と前記基台の外縁との間の前記表面に形成され、前記基板と接する複数の表面側ピンを更に有し、
    前記複数の表面側ピンのうち少なくとも１つの表面側ピンは、前記複数の裏面側ピンのうち前記少なくとも１つの表面側ピンに対応する１つの裏面側ピンの上方において該１つの裏面側ピンに重なるように形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のホルダ。
  5. 前記複数の表面側ピンのそれぞれは、前記複数の裏面側ピンのうちの前記それぞれの表面側ピンに対応する１つの裏面側ピンの上方において該１つの裏面側ピンに重なるように形成されていることを特徴とする請求項４に記載のホルダ。
  6. 前記表面に形成され、前記基板を支持可能な連続的な周状形状を備える第３支持部を更に有し、
    前記第３支持部は、前記第２支持部の上方の前記表面の領域と前記基台の外縁との間の前記表面の領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のホルダ。
  7. 前記第３支持部は、前記表面に形成されている前記基板に接する部材のうち最も前記基台の外縁側に形成されている部材であることを特徴とする請求項６に記載のホルダ。
  8. 基板を保持して移動可能な天板を備えたステージ装置であって、
    前記天板に載置された請求項２乃至７のうちいずれか１項に記載のホルダと、
    前記第３支持部と前記基板が接触している状態で、前記基板と前記表面との間の空間を排気する排気機構と、
    を備えたことを特徴とするステージ装置。
  9. パターンを基板に形成するリソグラフィ装置であって、
    前記基板を保持する請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のホルダを有することを特徴とするリソグラフィ装置。
  10. 投影光学系を有し、前記投影光学系を介して前記基板を露光して前記パターンを前記基板に形成する、ことを特徴とする請求項９に記載のリソグラフィ装置。
  11. 請求項９又は１０に記載のリソグラフィ装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
    前記工程で前記パターンを形成された前記基板を処理する工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。
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