JP6706182B2 - 基板保持装置 - Google Patents

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Description

本発明による実施形態は、基板保持装置に関する。
フォトリソグラフィ工程等のような半導体製造工程において、ステージと基板との間にパーティクルが挟まれると、局所的なデフォーカス等の不具合が発生する。このような不具合を抑制するために、ピンコンタクト方式の真空チャックが用いられている。ピンコンタクト方式の真空チャックは、ステージ表面に設けられた多数の突起によって基板を支持し、ステージと基板との接触面積を減少させることによって、ステージ上にパーティクルがあっても基板を平面状に吸着可能とする。
しかし、歪みのある基板をステージ上に吸着して平面状に矯正する場合、ピンコンタクト方式の真空チャックは、歪みの形状に依っては基板を平面状に矯正して吸着することができないという問題があった。
特開２０１１−１１４２３８号公報
歪みの形状に依らず、基板を平面状に矯正して吸着することができる基板保持装置を提供する。
本実施形態による基板保持装置は、基板を支持可能な複数の凸部を有する載置部を備える。載置部は、基板の中心部に対向する第１領域と該基板の外周部に対向する第２領域とを有する。第１減圧部は、基板と第１領域との間を減圧する。第２減圧部は、基板と第２領域との間を減圧する。記憶部は、基板の形状情報を格納する。制御部は、形状情報に基づいて第１および第２減圧部をそれぞれ個別に制御可能である。
第１実施形態による基板保持装置１の構成例を示す図。 ステージ１０の構成例を示す平面図。 凸型歪みを有する基板Ｗの歪み計測結果を示すグラフ、および、凹型歪みを有する基板Ｗの歪み計測結果を示すグラフ。 第１実施形態による基板保持方法の一例を示すフロー図。 第１実施形態による基板保持方法の一例を示す断面図。 第１実施形態による基板保持方法の一例を示す断面図。 鞍型歪みを有する基板Ｗの歪み計測結果を示すグラフ。 第２実施形態による基板保持装置２の構成例を示す図。 第２実施形態によるステージ１０の構成例を示す平面図。 第２実施形態による基板保持方法の一例を示すフロー図。
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態による基板保持装置１の構成例を示す図である。基板保持装置１は、例えば、フォトリソグラフィ工程における露光装置等に設けられ、露光の際に基板Ｗを保持する装置である。基板保持装置１は、例えば、ピンコンタクト方式のチャックであり、基板Ｗとステージ１０との間を真空引きすることによって基板をステージ１０上に吸着して保持する。尚、基板保持装置１は、露光装置以外の半導体製造装置や半導体製造装置以外の装置にも適用することができる。
基板保持装置１は、ステージ１０と、バルブ機構２０と、真空ポンプ３０と、データベース４０と、コントローラ５０と、排気管ＰＬ１〜ＰＬ４とを備えている。
載置部としてのステージ１０は、支持部１１と、凸部Ｐ１、Ｐ２と、隔壁部１２とを備えている。ステージ１０は、第１領域Ｒ１と、第２領域Ｒ２とを有する。第１領域Ｒ１は、ステージ１０の中心部にあり、凸部Ｐ１、Ｐ２上に載置された基板Ｗの中心部に対向する領域である。第２領域Ｒ２は、ステージ１０の外周部にあり、凸部Ｐ１、Ｐ２上に載置された基板Ｗの外周部に対向する領域である。図２に示すように、ステージ１０は、基板Ｗとほぼ同じ形状（例えば、円形）を有し、基板Ｗより幾分大きい。ステージ１０には、例えば、セラミック等の材料を用いている。尚、図２の１−１線に沿った断面が、図１のステージ１０として示されている。ステージ１０の平面レイアウトについては、図２を参照して後で説明する。
支持部１１は、ステージ１０の本体として底部に位置する。第１領域Ｒ１における支持部１１の厚みは、第２領域Ｒ２における支持部１１の厚みよりも薄い。一方、ステージ１０の底面（第２面Ｆ２）は、ほぼ面一となっている。第２面Ｆ２は、支持部１１の第１面Ｆ１の反対側の面である。これにより、第１領域Ｒ１における支持部１１は、支持部１１の第１面Ｆ１に対して垂直方向において、第２領域Ｒ２におけるそれよりも深く（低く）なっている。即ち、基板Ｗと対向する方向Ｄ１において、第２領域Ｒ２の第１面Ｆ１は、第１領域Ｒ１のそれよりも高くなっており、第２領域Ｒ２の第１面Ｆ１は、第２凸部Ｐ２の先端に近い。第１面Ｆ１は、基板Ｗを載置する側の面であり、基板Ｗが載置されたときに基板Ｗと対向する面である。第１面Ｆ１は、第１領域Ｒ１において、基板Ｗの中心部に対向し、第２領域Ｒ２において基板Ｗの外周部に対向する。
複数の凸部Ｐ１、Ｐ２は、支持部１１の第１面Ｆ１上に設けられている。第１凸部Ｐ１は、第１面Ｆ１のうち第１領域Ｒ１に設けられており、第２凸部Ｐ２は、第１面Ｆ１のうち第２領域Ｒ２に設けられている。第１凸部Ｐ１は、Ｄ１方向において、第２凸部Ｐ２よりも長い。第１凸部Ｐ１と第２凸部Ｐ２との長さの差は、第１領域Ｒ１における第１面Ｆ１と第２領域Ｒ２における第１面Ｆ１との深さ（高さ）の差にほぼ等しい。従って、第１および第２凸部Ｐ１、Ｐ２の先端は、Ｄ１方向に対して直交するＤ２方向において、ほぼ同一平面（例えば、水平面）内にあり、基板Ｗの底面に接触し該基板Ｗをほぼ同一平面（例えば、水平面）上に支持することができる。即ち、第１および第２凸部Ｐ１、Ｐ２の先端を繋いだ平面が基板Ｗの載置面となる。凸部Ｐ１、Ｐ２のＤ２方向の径は、例えば、約０．１ｍｍ〜約１ｍｍでよい。凸部Ｐ１、Ｐ２のＤ１方向の高さは、互いに相違するが、例えば、約数１０〜数１００μｍでよい。凸部Ｐ１、Ｐ２のＤ２方向の断面形状は、例えば、円形、四角形、三角形等でよい。凸部Ｐ１、Ｐ２のＤ１方向の断面形状は、例えば、逆Ｔ字型、長方形、三角形等でよい。また、凸部Ｐ１、Ｐ２は、第１面Ｆ１上において、例えば、約１ｍｍ〜約３ｍｍの間隔で二次元配置され得る。
隔壁部１２は、支持部１１の外縁に設けられており、支持部１１の第１面Ｆ１から突出している。隔壁部１２の長さは、第２凸部Ｐ２の長さとほぼ同じでよい。隔壁部１２の先端は、第１および第２凸部Ｐ１、Ｐ２の先端とほぼ同一平面（例えば、水平面）内にあり、基板Ｗの底面の外縁部に接触する。隔壁部１２は、第１および第２凸部Ｐ１、Ｐ２とともに、該基板Ｗをほぼ同一平面（例えば、水平面）上に支持することができる。即ち、隔壁部１２の先端も、第１および第２凸部Ｐ１、Ｐ２の先端とともに基板Ｗの載置面内にある。隔壁部１２は、基板Ｗと支持部１１との間の空間をその外部から隔離し、基板Ｗと支持部１１との間の空間の真空引きを可能とする。尚、支持部１１、凸部Ｐ１、Ｐ２および隔壁部１２は、ステージ１０として一体形成されており、上述の通り、例えば、セラミック製である。
排気管ＰＬ１〜ＰＬ４は、支持部１１の第１面Ｆ１から第１面Ｆ１の反対側の第２面Ｆ２へ引き出され、バルブ機構２０に接続されている。排気管ＰＬ１〜ＰＬ４は、基板Ｗと支持部１１との間の第１および第２空間ＳＰ１、ＳＰ２をバルブ機構２０に接続している。これにより、真空ポンプ３０は、バルブ機構２０および排気管ＰＬ１〜ＰＬ４を介して第１および第２空間ＳＰ１、ＳＰ２を真空引きし、減圧することができる。第１空間ＳＰ１は、基板Ｗと第１領域Ｒ１のステージ１０のとの間の空間である。第２空間ＳＰ２は、基板Ｗと第２領域Ｒ２のステージ１０との間の空間である。
排気管ＰＬ１は、第１空間ＳＰ１とバルブＶ１との間に接続されており、排気管ＰＬ２は、第１空間ＳＰ１とバルブＶ２との間に接続されている。排気管ＰＬ３は、第２空間ＳＰ２と第３バルブＶ３との間に接続されており、排気管ＰＬ４は、第２空間ＳＰ２とバルブＶ４との間に接続されている。
排気管ＰＬ１は、第１面Ｆ１上において、排気管ＰＬ１〜ＰＬ４の中でステージ１０の中心部に最も近い位置に連通している。排気管ＰＬ２は、第１面Ｆ１上において、排気管ＰＬ１の周囲に設けられており、排気管ＰＬ１〜ＰＬ４の中でステージ１０の中心部に２番目に近い位置に連通している。排気管ＰＬ３、ＰＬ４は、第１面Ｆ１上において、排気管ＰＬ１、ＰＬ２の周囲に設けられている。排気管ＰＬ３は、第１面Ｆ１上において、排気管ＰＬ１〜ＰＬ４の中でステージ１０の中心部に３番目に近い位置に連通している。排気管ＰＬ４は、第１面Ｆ１上において、排気管ＰＬ１〜ＰＬ４の中でステージ１０の中心部から最も遠く、ステージ１０の外縁に近い位置に連通している。
バルブ機構２０は、バルブＶ１〜Ｖ４を備えている。バルブＶ１は、排気管ＰＬ１と真空ポンプ３０との間に設けられ、排気管ＰＬ１と真空ポンプ３０との間を接続または遮蔽する（開き／閉じる）ことができる。バルブＶ１が開いているときに、第１空間ＳＰ１は排気管ＰＬ１を介して真空引きされる。バルブＶ１が閉じているときに、第１空間ＳＰ１は排気管ＰＬ１からは真空引きされない。バルブＶ２は、排気管ＰＬ２と真空ポンプ３０との間に設けられ、排気管ＰＬ２と真空ポンプ３０との間を接続または遮蔽する（開き／閉じる）ことができる。バルブＶ２が開いているときに、第１空間ＳＰ１は排気管ＰＬ２を介して真空引きされる。バルブＶ２が閉じているときに、第１空間ＳＰ１は排気管ＰＬ２からは真空引きされない。バルブＶ３は、排気管ＰＬ３と真空ポンプ３０との間に設けられ、排気管ＰＬ３と真空ポンプ３０との間を接続または遮蔽する（開き／閉じる）ことができる。バルブＶ３が開いているときに、第２空間ＳＰ２は排気管ＰＬ３を介して真空引きされる。バルブＶ３が閉じているときに、第２空間ＳＰ２は排気管ＰＬ３からは真空引きされない。バルブＶ４は、排気管ＰＬ４と真空ポンプ３０との間に設けられ、排気管ＰＬ４と真空ポンプ３０との間を接続または遮蔽する（開き／閉じる）ことができる。バルブＶ４が開いているときに、第２空間ＳＰ２は排気管ＰＬ４を介して真空引きされる。バルブＶ２が閉じているときに、空間ＳＰ１は排気管ＰＬ４からは真空引きされない。
このように、バルブ機構２０は、バルブＶ１〜Ｖ４の制御によって、基板Ｗとステージ１０との間の空間（ＳＰ１、ＳＰ２）を局所的に異なるタイミングで真空引きすることができる。尚、空間ＳＰ１、ＳＰ２は互いに連通しているので、基板Ｗの外縁部が隔壁部１２と接触して、空間ＳＰ１、ＳＰ２がほぼ密閉されている場合には、空間ＳＰ１またはＳＰ２のいずれか一方を真空引きすれば、空間ＳＰ１およびＳＰ２の全体が減圧される。一方、基板Ｗが歪んでおり、空間ＳＰ１、ＳＰ２が密閉されていない場合、バルブ機構２０は、空間ＳＰ１およびＳＰ２の全体を充分に減圧できないものの、バルブＶ１〜Ｖ４の制御によって、基板Ｗの一部分をステージ１０へ引き付けることはできる。
真空ポンプ３０は、バルブ機構２０および排気管ＰＬ１〜ＰＬ４を介して空間ＳＰ１、ＳＰ２を真空引きする。真空ポンプ３０は、バルブ機構２０および排気管ＰＬ１〜ＰＬ４に対して共通に設けられており、バルブＶ１〜Ｖ４の制御によって排気管ＰＬ１〜ＰＬ４を選択的に真空引きすることができる。尚、バルブＶ１〜Ｖ４を省略して、真空ポンプを排気管ＰＬ１〜ＰＬ４のそれぞれに設けてもよい。この場合、コントローラ５０は、排気管ＰＬ１〜ＰＬ４のそれぞれに対応する真空ポンプを個別に制御すればよい。このようにしても、排気管ＰＬ１〜ＰＬ４を選択的に真空引きすることができる。
図２は、ステージ１０の構成例を示す平面図である。排気管ＰＬ１に連通する排気穴Ｈ１は、破線円Ｃ１上に配置されている。排気管ＰＬ２に連通する排気穴Ｈ２は、破線円Ｃ２上に配置されている。排気管ＰＬ３に連通する排気穴Ｈ３は、破線円Ｃ３上に配置されている。排気管ＰＬ４に連通する排気穴Ｈ４は、破線円Ｃ４上に配置されている。破線円Ｃ１〜Ｃ４は、ステージ１０の中心を中心とする仮想的な同心円である。このように、排気管ＰＬ１〜ＰＬ４は、ステージ１０の中心から同心円状に配列された排気穴Ｈ１〜Ｈ４にそれぞれ接続される。尚、排気穴Ｈ１〜Ｈ４の各個数は、特に限定しない。しかし、排気穴Ｈ１〜Ｈ４は、破線円Ｃ１〜Ｃ４上においてそれぞれほぼ均等に配置されることが好ましい。
ここで、本実施形態において、第１減圧部ＶＳ１は、第１空間ＳＰ１を減圧する排気系統であり、排気管ＰＬ１、バルブＶ１および真空ポンプ３０の排気系統（第１系統）、または、排気管ＰＬ２、バルブＶ２および真空ポンプ３０の排気系統（第２系統）のいずれか一方、あるいは、それらの両方である。従って、第１および第２系統のいずれか一方または両方が真空引きを行っているときに、第１減圧部ＶＳ１は減圧を行っていることになる。第１および第２系統の両方が真空引きを停止しているときに、第１減圧部ＶＳ１は減圧を停止していることになる。また、第２減圧部ＶＳ２は、第２空間ＳＰ２を減圧する排気系統であり、排気管ＰＬ３、バルブＶ３および真空ポンプ３０の排気系統（第３系統）、または、排気管ＰＬ４、バルブＶ４および真空ポンプ３０の排気系統（第４系統）のいずれか一方で、あるいは、それらの両方である。従って、第３および第４系統のいずれか一方または両方が真空引きを行っているときに、第２減圧部ＶＳ２は減圧を行っていることになる。第３および第４系統の両方が真空引きを停止しているときに、第２減圧部ＶＳ２は減圧を停止していることになる。
尚、減圧部の数や排気系統（排気管およびバルブ）数は、２以上であればよく、特に限定しない。減圧部と同様に、支持部１１の第１面Ｆ１の領域数も、２以上であればよく、特に限定しない。
記憶部としてのデータベース４０は、基板Ｗの形状情報を格納する。基板Ｗの形状情報は、例えば、歪み測定装置を用いて計測された基板Ｗの歪み測定値に基づいて得られる。例えば、三次元型メモリ等のように多数のメモリ層を基板Ｗ上に積層する場合、基板Ｗは、その多数のメモリ層の応力によって歪み易い。基板Ｗの歪みは、代表的には、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように凸型（傘型）歪みと凹型（椀型）歪みとに分類することができる。図３（Ａ）は、凸型（傘型）歪みを有する基板Ｗの歪み計測結果を示すグラフである。図３（Ｂ）は、凹型（椀型）歪みを有する基板Ｗの歪み計測結果を示すグラフである。尚、図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、歪みを理解し易くするために誇張して示されており、実際の基板Ｗの歪みとは異なる場合がある。
凸型歪みは、基板Ｗの中心部が基板Ｗの端部よりもステージ１０から離れる方向に突出している。凹型歪みは、基板Ｗの中心部が基板Ｗの端部よりもステージ１０へ近付く方向に突出している（窪んでいる）。基板Ｗの形状情報は、例えば、歪み測定値に基づいて、凸型歪みまたは凹型歪みを示すビットデータでよい。尚、歪み測定装置は、基板保持装置１とは別に設けられていてもよく、基板保持装置１内に組み込まれていてもよい。
制御部としてのコントローラ５０は、データベース４０に格納された基板Ｗの形状情報に基づいて予め設定された制御シーケンスでバルブ機構２０を制御する。コントローラ５０は、形状情報に応じてバルブＶ１〜Ｖ４の減圧動作の順番を変更する。即ち、コントローラ５０は、基板Ｗが凸型歪みを有するかあるいは凹型歪みを有するかによって、バルブＶ１〜Ｖ４の開閉シーケンスを変更する。バルブＶ１〜Ｖ４の開閉シーケンスは、プログラムとして構成されデータベース４０に予め格納してもよい。この場合、コントローラ５０は、汎用ＣＰＵ（Central Processing Unit）でよい。あるいは、バルブＶ１〜Ｖ４の開閉シーケンスは、コントローラ５０においてロジック回路として構成されてもよい。このようなプログラムまたはロジック回路によって、コントローラ５０は、上記第１および第２減圧部をそれぞれ個別に（独立に）制御することができる。
次に、基板保持装置１を用いた基板保持方法について説明する。
図４は、第１実施形態による基板保持方法の一例を示すフロー図である。図５（Ａ）〜図６（Ｃ）は、第１実施形態による基板保持方法の一例を示す断面図である。図４および図５（Ａ）〜図６（Ｃ）を参照して、基板Ｗの歪みを矯正して該基板Ｗを平面状に保持する制御シーケンスを説明する。
（凸型歪み）
まず、基板Ｗをステージ１０上に載置する（Ｓ１０）。次に、コントローラ５０は、データベース４０に格納された基板Ｗの形状情報を得る（Ｓ２０）。コントローラ５０は、基板Ｗの形状が凸型歪みであるか凹型歪みであるかを判定する（Ｓ３０）。形状情報が図３（Ａ）に示す凸型歪みを示す場合、基板Ｗをステージ１０上に載置すると、図５（Ａ）に示すように、第２領域Ｒ２における基板Ｗの端部が第１領域Ｒ１における基板Ｗの中心部よりもステージ１０に近い。従って、基板Ｗの端部はステージ１０に接触するものの、基板Ｗの中心部はステージ１０から離間している。このとき、コントローラ５０は、以下のように凸型歪みに対応する制御シーケンスを実行する。
初期状態において、バルブＶ１〜Ｖ４は閉じているものとする。
コントローラ５０は、基板Ｗと凸部Ｐ１、Ｐ２との距離が近い領域から該距離が遠い領域へ順番に減圧するようにバルブＶ１〜Ｖ４を制御する。例えば、コントローラ５０は、バルブＶ４、Ｖ３、Ｖ２、Ｖ１をこの順番で開く（Ｓ４０）。即ち、コントローラ５０は、第２減圧部ＶＳ２で第２空間ＳＰ２を減圧してから、第１減圧部ＶＳ１で第１空間ＳＰ１を減圧する。これにより、図５（Ｂ）に示すように、基板Ｗの端部から基板Ｗの中心へ向かって徐々に基板Ｗをステージ１０へ吸着していく。この場合、バルブＶ１〜Ｖ４を全て開いたときに、図５（Ｃ）に示すように、基板Ｗには、歪みが残る場合がある。
そこで、次に、コントローラ５０は、基板Ｗの中心部のバルブＶ１を開いたまま、バルブＶ２〜Ｖ４を閉じる（Ｓ５０）。即ち、コントローラ５０は、第１減圧部ＶＳ１（例えば、ここでは、ＰＬ１、Ｖ１）による第１空間ＳＰ１の減圧動作を維持しながら、排気管ＰＬ２およびバルブＶ２による第１空間ＳＰ１の減圧動作および第２減圧部ＶＳ２による第２空間ＳＰ２の減圧動作を停止する。これにより、基板Ｗの中心部をステージ１０へ吸着させつつ、基板Ｗの端部を開放し、基板Ｗに残っていた歪みを取り除くことができる。尚、このとき、バルブＶ２も閉じるが、基板Ｗの凸型歪みの度合いが大きい場合には、バルブＶ２は、バルブＶ１とともに開いていてもよい。これにより、基板Ｗの中心部をステージ１０へ確実に吸着させることができる。
次に、コントローラ５０は、基板Ｗの中心部に近いバルブから順番に開く。本実施形態では、バルブＶ２、Ｖ３、Ｖ４をこの順番で開く（Ｓ６０）。即ち、コントローラ５０は、排気管ＰＬ２およびバルブＶ２による第１空間ＳＰ１の減圧動作およいｂ第２減圧部ＶＳ２による第２空間ＳＰ２の減圧動作を再度実行する。これにより、図５（Ｄ）に示すように、基板Ｗは、基板Ｗの中心部から端部へ向かって徐々にステージ１０へ歪みを残さずに吸着される。尚、ステップＳ４０において、バルブＶ２がバルブＶ１とともに開いている場合、コントローラ５０は、バルブＶ３、Ｖ４をこの順番で開けばよい。
次に、コントローラ５０は、基板Ｗの端部に対応するバルブＶ４を開いたまま、バルブＶ１〜Ｖ３を閉じる（Ｓ９０）。即ち、コントローラ５０は、第２減圧部ＶＳ２（例えば、ここでは、ＰＬ４、Ｖ４）による第２空間ＳＰ２の減圧動作を維持しながら、第１減圧部ＶＳ１による第１空間ＳＰ１の減圧を停止する。バルブＶ４が開いているので、第２領域Ｒ２において基板Ｗをステージ１０へ吸着させて基板Ｗの端部を隔壁部１２に密着させることができる。従って、バルブＶ１〜Ｖ３を閉じても、基板Ｗの端部を隔壁部１２に密着させたまま、第１および第２空間ＳＰ１、ＳＰ２の減圧状態を維持することができる。一方、バルブＶ１〜Ｖ３を閉じることによって、基板Ｗに印加される力が抑制され、ステージ１０への吸着による歪みを低減させることができる。尚、このとき、バルブＶ３も閉じるが、基板Ｗの凸型歪みの度合いが大きい場合には、バルブＶ３は、バルブＶ４とともに開いていてもよい。これにより、基板Ｗの端部を隔壁部１２に確実に密着させ、第１および第２空間ＳＰ１、ＳＰ２の減圧状態をより確実に維持することができる。
（凹型歪み）
上記ステップＳ３０において、形状情報が図３（Ｂ）に示す凹型歪みを示す場合、基板Ｗをステージ１０上に載置すると、図６（Ａ）に示すように、第１領域Ｒ１における基板Ｗの中心部が第２領域Ｒ２における基板Ｗの端部よりもステージ１０に近い。従って、基板Ｗの中心部はステージ１０に接触するものの、基板Ｗの端部はステージ１０から離間している。このとき、コントローラ５０は、以下のように凹型歪みに対応する制御シーケンスを実行する。
コントローラ５０は、基板Ｗと凸部Ｐ１、Ｐ２との距離が近い領域から該距離が遠い領域へ順番に減圧するようにバルブＶ１〜Ｖ４を制御する。例えば、コントローラ５０は、バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４をこの順番で開く（Ｓ８０）。即ち、コントローラ５０は、第１減圧部ＶＳ１で第１空間ＳＰ１を減圧してから、第２減圧部ＶＳ２で第２空間ＳＰ２を減圧する。これにより、図６（Ｂ）に示すように、基板Ｗの中心部から基板Ｗの端部へ向かって徐々に基板Ｗをステージ１０へ吸着していく。この場合、バルブＶ１〜Ｖ４を全て開いたときに、図６（Ｃ）に示すように、基板Ｗは、基板Ｗの中心部から端部へ向かって徐々にステージ１０へ歪みを残さずに吸着される。
次に、コントローラ５０は、基板Ｗの端部に対応するバルブＶ４を開いたまま、バルブＶ１〜Ｖ３を閉じる（Ｓ９０）。即ち、コントローラ５０は、第２減圧部ＶＳ２（例えば、ここでは、ＰＬ４、Ｖ４）による第２空間ＳＰ２の減圧動作を維持しながら、第１減圧部ＶＳ１による第１空間ＳＰ１の減圧を停止する。ステップＳ９０の動作は、基板Ｗが凸型歪みを有する場合の動作と同様でよい。これにより、基板Ｗの端部を隔壁部１２に密着させたまま、第１および第２空間ＳＰ１、ＳＰ２の減圧状態を維持することができる。
以上のように、本実施形態による基板保持装置１は、バルブＶ１〜Ｖ４をそれぞれ個別に（独立に）制御し、基板Ｗの形状に基づいてバルブＶ１〜Ｖ４の減圧動作の順番を変更する。本実施形態によれば、基板保持装置１は、基板Ｗとステージ１０との距離が近い領域から該距離が遠い領域へ順番に減圧するようにバルブＶ１〜Ｖ４を制御する。これにより、基板Ｗの歪みの形状に依らず、基板Ｗをステージ１０上に吸着することができる。また、基板Ｗをステージ１０上に吸着しても、基板Ｗに歪みが残る場合には、基板Ｗの中心部をステージ１０へ吸着させたまま、基板Ｗの端部を一旦開放し、基板Ｗの中心近傍に残っていた歪みを取り除く。その後、再度、基板保持装置１は、基板Ｗと載置部との距離が近い基板Ｗの中心部から該距離が遠い基板Ｗの端部へ順番に減圧するようにバルブＶ１〜Ｖ４を制御する。これにより、ステージ１０は、基板Ｗの中心部から端部へ向かって徐々に歪みを残さずに吸着することができる。従って、本実施形態による基板保持装置１は、基板Ｗの歪みの形状に依らず、基板Ｗを平面状に矯正してステージ１０上に吸着することができる。
また、本実施形態によれば、第２領域Ｒ２における第１面Ｆ１は、Ｄ１方向において、第１領域Ｒ１におけるそれよりも高く、ステージ１０上に吸着された基板Ｗに近い。従って、ステージ１０は、基板Ｗの端部をより強く吸着することができ、基板Ｗの端部を隔壁部１２へ良好に密着させることができる。その結果、基板保持装置１は、基板Ｗの吸着後、バルブＶ１〜Ｖ４のうちバルブＶ１〜Ｖ３を閉じ、基板Ｗの外縁に最も近いバルブＶ４のみを開くことによって、基板Ｗをステージ１０に吸着させることができる。
上記のとおり、減圧部の数や排気系統の数は２以上であればよく、特に限定しない。支持部１１の第１面Ｆ１の領域数も２以上であればよく、特に限定しない。例えば、ステージ１０の第１面Ｆ１は、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との間において、同心円状に第３〜第ｎ領域（ｎは、３以上の整数）にさらに分割されてもよい。即ち、第１面Ｆ１は、第１〜第ｎ領域Ｒ１〜Ｒｎ（図示せず）に同心円状に分割されてもよい。Ｄ１方向における、第１〜第ｎ領域Ｒ１〜Ｒｎの高さも互いに相違させてよい。さらに、基板保持装置１は、基板Ｗと第３〜第ｎ領域Ｒ３〜Ｒｎとの間をそれぞれ減圧する第３〜第ｎ減圧部をさらに備えてもよい。コントローラ５０は、第１〜第ｎ減圧部をそれぞれ個別に制御可能とする。これにより、基板保持装置１は、より多数の段階を経て基板Ｗを平面状に矯正してステージ１０に吸着することができる。例えば、ｎ＝４とすれば、第１〜第４減圧部はバルブＶ１〜Ｖ４に対応するよう設定することもできる。尚、減圧部は、それぞれ複数のバルブに対して設定されてもよい。数に依らず設定可能である。従って、上記実施形態のように、第１および第２系統（ＰＬ１、Ｖ１、ＰＬ２、Ｖ２）を第１減圧部ＶＳ１とし、第３および第４系統（ＰＬ３、Ｖ３、ＰＬ４、Ｖ４）を第２減圧部ＶＳ２と設定してもよい。
（第２実施形態）
基板Ｗは、凸型および凹型の他に、図７に示すように、鞍型に歪む場合がある。例えば、図７は、鞍型歪みを有する基板Ｗの歪み計測結果を示すグラフである。尚、理解し易いように、図７の座標軸は、便宜的に、図３（Ａ）および図３（Ｂ）の座標軸と相違させている。
鞍型歪みを有する基板Ｗは、例えば、第１および第３象限Ｑ１、Ｑ３において基板Ｗの中心部Ｃｗが該基板Ｗの下端部Ｅｂよりもステージ１０から離れる方向（＋Ｚ方向）に突出している。即ち、第１および第３象限Ｑ１、Ｑ３において基板Ｗの下端部Ｅｂが−Ｚ方向へ向かって落ち込んでいる。一方、第２および第４象限Ｑ２、Ｑ４において基板Ｗの中心部Ｃｗは、基板Ｗの上端部Ｅｔよりもステージ１０へ近付く方向（−Ｚ方向）に突出している。即ち、第２および第４象限Ｑ２、Ｑ４において基板Ｗの上端部Ｅｔが＋Ｚ方向へ向かって上昇している。ここでは、このような歪みを鞍型歪みと呼ぶ。第２実施形態による基板保持装置２は、鞍型歪みを有する基板Ｗを平面状に矯正して吸着する。
図８（Ａ）および図８（Ｂ）は、第２実施形態による基板保持装置２の構成例を示す図である。図９は、第２実施形態によるステージ１０の構成例を示す平面図である。図９のＡ−Ａ線に沿った断面が図８（Ａ）のステージ１０に対応する。図９のＢ−Ｂ線に沿った断面が図８（Ｂ）のステージ１０に対応する。
ステージ１０の形状は、第１実施形態のステージ１０の形状と基本的に同じでよい。従って、ステージ１０は、第１表面Ｆ１の第１領域Ｒ１上に第１凸部Ｐ１を有し、第２領域Ｒ２上に第２凸部Ｐ２を有する。また、排気穴Ｈ１〜Ｈ４は、それぞれステージ１０の第１面Ｆ１上の仮想的な破線円Ｃ１〜Ｃ４上に配置されている。凸部Ｐ１、Ｐ２のそれぞれの数および排気穴Ｈ１〜Ｈ４のそれぞれの数は特に限定しない。
一方、第２実施形態では、鞍型歪みを有する基板Ｗを平面状に矯正するために、図９に示すように、ステージ１０の第１面Ｆ１を、平面座標の第１象限Ｑ１〜第４象限Ｑ４に４分割している。この平面座標は、第１面Ｆ１の中心を原点とする平面座標である。
第１象限Ｑ１および第３象限Ｑ３にある排気穴Ｈ１ｑ１、Ｈ１ｑ３は、図８（Ａ）に示す排気管ＰＬ１およびバルブＶ１（第１系統）に接続されている。第１象限Ｑ１および第３象限Ｑ３にある排気穴Ｈ２ｑ１、Ｈ２ｑ３は、図８（Ａ）に示す排気管ＰＬ２およびバルブＶ２（第２系統）に接続されている。第１象限Ｑ１および第３象限Ｑ３にある排気穴Ｈ３ｑ１、Ｈ３ｑ３は、図８（Ａ）に示す排気管ＰＬ３およびバルブＶ３（第３系統）に接続されている。第１象限Ｑ１および第３象限Ｑ３にある排気穴Ｈ４ｑ１、Ｈ４ｑ３は、図８（Ａ）に示す排気管ＰＬ４およびバルブＶ４（第４系統）に接続されている。
第２象限Ｑ２および第４象限Ｑ４にある排気穴Ｈ１ｑ２、Ｈ１ｑ４は、図８（Ｂ）に示す排気管ＰＬ５およびバルブＶ５（第５系統）に共通に接続されている。第２象限Ｑ２および第４象限Ｑ４にある排気穴Ｈ２ｑ２、Ｈ２ｑ４は、図８（Ｂ）に示す排気管ＰＬ６およびバルブＶ６（第６系統）に共通に接続されている。第２象限Ｑ２および第４象限Ｑ４にある排気穴Ｈ３ｑ２、Ｈ３ｑ４は、図８（Ｂ）に示す排気管ＰＬ７およびバルブＶ７（第７系統）に共通に接続されている。第２象限Ｑ２および第４象限Ｑ４にある排気穴Ｈ４ｑ２、Ｈ４ｑ４は、図８（Ｂ）に示す排気管ＰＬ８およびバルブＶ８（第８系統）に共通に接続されている。
図８（Ａ）に示す排気管ＰＬ１〜ＰＬ４およびバルブＶ１〜Ｖ４は、ステージ１０の第１および第３象限Ｑ１、Ｑ３に接続され、第２および第４象限Ｑ２、Ｑ４に接続されていない点で第１実施形態のそれらと異なる。しかし、排気管ＰＬ１〜ＰＬ４およびバルブＶ１〜Ｖ４の構成は、第１実施形態のそれらと基本的に同様でよい。
図８（Ｂ）に示す排気管ＰＬ５〜ＰＬ８およびバルブＶ５〜Ｖ８は、ステージ１０の第２および第４象限Ｑ２、Ｑ４に接続され、第１および第３象限Ｑ１、Ｑ３に接続されていない点で第１実施形態の排気管ＰＬ１〜ＰＬ４およびバルブＶ１〜Ｖ４と異なる。しかし、排気管ＰＬ５〜ＰＬ８およびバルブＶ５〜Ｖ８の構成は、それぞれ排気管ＰＬ１〜ＰＬ４およびバルブＶ１〜Ｖ４と基本的に同様でよい。
真空ポンプ３０、データベース４０およびコントローラ５０は、バルブＶ１〜Ｖ４とバルブＶ５〜Ｖ８とのそれぞれに対して別々に設けてもよいが、基板保持装置２を小型化し、コストを低減させるために共通化することが好ましい。
第２実施形態では、排気管ＰＬ１、バルブＶ１および真空ポンプ３０の排気系統を第１系統とし、排気管ＰＬ２、バルブＶ２および真空ポンプ３０の排気系統を第２系統とし、排気管ＰＬ３、バルブＶ３および真空ポンプ３０の排気系統を第３系統とし、排気管ＰＬ４、バルブＶ４および真空ポンプ３０の排気系統を第４系統とする。排気管ＰＬ５、バルブＶ５および真空ポンプ３０の排気系統を第５系統とし、排気管ＰＬ６、バルブＶ６および真空ポンプ３０の排気系統を第６系統とし、排気管ＰＬ７、バルブＶ７および真空ポンプ３０の排気系統を第７系統とし、排気管ＰＬ８、バルブＶ８および真空ポンプ３０の排気系統を第８系統とする。
この場合、第１減圧部ＶＳ１は、第１および第２系統（ＰＬ１、Ｖ１）、（ＰＬ２、Ｖ２）のいずれか一方または両方である。第１減圧部ＶＳ１は、第１および第３象限Ｑ１、Ｑ３において、基板Ｗと第１領域（Ｒ１ｑ１、Ｒ１ｑ３）との間を減圧する。第２減圧部ＶＳ２は、第３および第４系統（ＰＬ３、Ｖ３）、（ＰＬ４、Ｖ４）のいずれか一方または両方である。第２減圧部ＶＳ２は、第１および第３象限Ｑ１、Ｑ３において、基板Ｗと第２領域（Ｒ２ｑ１、Ｒ２ｑ３）との間を減圧する。第３減圧部ＶＳ３は、第５および第６系統（ＰＬ５、Ｖ５）、（ＰＬ６、Ｖ６）のいずれか一方または両方である。第３減圧部ＶＳ３は、第２および第４象限Ｑ２、Ｑ４において、基板Ｗと第１領域（Ｒ１ｑ２、Ｒ１ｑ４）との間を減圧する。第４減圧部ＶＳ４は、第７および第８系統（ＰＬ７、Ｖ７）、（ＰＬ８、Ｖ８）のいずれか一方または両方である。第４減圧部ＶＳ４は、第２および第４象限Ｑ２、Ｑ４において、基板Ｗと第２領域（Ｒ２ｑ２、Ｒ２ｑ４）との間を減圧する。
コントローラ５０は、データベース４０からの基板Ｗの形状情報に基づいて、第１〜第８系統をそれぞれ個別（独立）に制御することができる。これにより、コントローラ５０は、第１〜第４減圧部ＶＳ１〜ＶＳ４をそれぞれ個別に制御することができる。
次に、基板保持装置２を用いた基板保持方法について説明する。
図１０は、第２実施形態による基板保持方法の一例を示すフロー図である。まず、基板Ｗをステージ１０上に配置する（Ｓ１０）。次に、コントローラ５０は、データベース４０に格納された基板Ｗの形状情報を得る（Ｓ２０）。コントローラ５０は、基板Ｗの形状を判定する（Ｓ３１）。
形状情報が図７に示す鞍型歪みを示す場合（Ｓ３１のＹＥＳ）、基板Ｗをステージ１０上に載置すると、第１および第３象限Ｑ１、Ｑ３において、図７の基板Ｗの下端部Ｅｂが基板Ｗの中心部Ｃｗよりもステージ１０に近い。従って、基板Ｗの下端部Ｅｂはステージ１０に接触するものの、基板Ｗの中心部Ｃｗはステージ１０から離間している。このとき、コントローラ５０は、第１実施形態の凸型歪みに対応する制御シーケンスを実行する。即ち、第１および第３象限Ｑ１、Ｑ３において、コントローラ５０は、図５（Ａ）〜図５（Ｄ）を参照して説明したように、図８（Ａ）に示す第１および第２減圧部ＶＳ１、ＶＳ２を動作させる。
より詳細には、コントローラ５０は、第１および第３象限Ｑ１、Ｑ３において、第２減圧部ＶＳ２で基板Ｗと第２領域（Ｒ２ｑ１、Ｒ２ｑ３）との間を減圧し、次に、第１減圧部ＶＳ１で基板Ｗと第１領域（Ｒ１ｑ１、Ｒ１ｑ３）との間を減圧する。例えば、コントローラ５０は、バルブＶ４、Ｖ３、Ｖ２、Ｖ１をこの順番で開く（Ｓ４１）。これにより、基板Ｗの下端部Ｅｂから基板Ｗの中心部Ｃｗへ向かって徐々に基板Ｗをステージ１０へ吸着していく。
次に、コントローラ５０は、第１および第３象限Ｑ１、Ｑ３において、第１減圧部ＶＳ１の少なくとも一部の減圧動作を維持したまま、第２減圧部ＶＳ２による減圧を停止する。例えば、コントローラ５０は、バルブＶ１を開いたまま、バルブＶ２〜Ｖ４を閉じる。（Ｓ５１）。これにより、基板Ｗの中心部Ｃｗをステージ１０へ吸着させたまま、基板Ｗの下端部Ｅｂを開放し、基板Ｗに残留する歪みを取り除く。
このとき、第２および第４象限Ｑ２、Ｑ４においては、図７の基板Ｗの上端部Ｅｔが基板Ｗの中心部Ｃｗよりもステージ１０から離れる方向へ上昇している。従って、基板Ｗの中心部Ｃｗはステージ１０に吸着しているものの、基板Ｗの上端部Ｅｔはステージ１０から離間している。そこで、コントローラ５０は、第１実施形態の凹型歪みに対応する制御シーケンスを実行する。即ち、コントローラ５０は、第２および第４象限Ｑ２、Ｑ４において、図８（Ｂ）に示す第３および第４減圧部ＶＳ３、ＶＳ４を動作させる。これにより、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）を参照して説明したように、基板Ｗの上端部Ｅｔがステージ１０に吸着される。
より詳細には、コントローラ５０は、第２および第４象限Ｑ２、Ｑ４において、第３減圧部ＶＳ３で基板Ｗと第１領域（Ｒ１ｑ２、Ｒ１ｑ４）との間を減圧し、次に、第４減圧部ＶＳ４で基板Ｗと第２領域（Ｒ２ｑ２、Ｒ２ｑ４）との間を減圧する。例えば、コントローラ５０は、バルブＶ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８をこの順番で開く（Ｓ８１）。これにより、基板Ｗの中心部Ｃｗから基板Ｗの上端部Ｅｔへ向かって徐々に基板Ｗをステージ１０へ吸着していく。
次に、コントローラ５０は、第１および第３象限Ｑ１、Ｑ３において、第２減圧部ＶＳ２で基板Ｗと第２領域（Ｒ２ｑ１、Ｒ２ｑ３）との間を再度減圧する。例えば、コントローラ５０は、バルブＶ２、Ｖ３、Ｖ４をこの順番で開く（Ｓ９１）。この段階で、バルブＶ１〜Ｖ８の全てが開いており、第１〜第４減圧部ＶＳ１〜ＶＳ４の全てが減圧動作を実行する。ステージ１０は、基板Ｗの全体を平面状に矯正して吸着する。
その後、コントローラ５０は、第１〜第４象限において、第２および第４減圧部ＶＳ２、ＶＳ４の減圧動作を維持したまま、第１および第３減圧部ＶＳ１、ＶＳ３を停止させる。例えば、コントローラ５０は、ステージ１０の端部に繋がるバルブＶ４、Ｖ８を開いたまま、バルブＶ１〜Ｖ３、Ｖ５〜Ｖ７を閉じる（Ｓ１０１）。これにより、基板Ｗの端部Ｅｂ、Ｅｔを隔壁部１２に密着させ、基板Ｗとステージ１０との間を減圧状態に維持しつつ、ステージ１０への吸着による歪みを低減させることができる。
尚、ステップＳ３１において、基板Ｗが鞍型歪みを有しない場合（Ｓ３１のＮＯ）、図４のステップＳ３０へ移行してもよく、あるいは、基板保持動作を終了してもよい。
第２実施形態による基板保持装置２は、鞍型歪みを有する基板Ｗであっても、ステージ１０上に平面状に吸着させることができる。さらに、第２実施形態は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。基板保持装置２は、第１〜第４象限Ｑ１〜Ｑ４の区別無く、第１および第３減圧部ＶＳ１、ＶＳ３を同一動作させ、第２および第４減圧部ＶＳ２、ＶＳ４を同一動作さることもできる。この場合、基板保持装置２は、第１実施形態の制御シーケンスも実行することができる。
第２実施形態では、基板Ｗの第１面Ｆ１を、該第１面Ｆ１の中心から放射状に４分割している。しかし、第１面Ｆ１の分割数は、特に限定しない。第１面Ｆ１を放射状にｍ分割した場合（ｍは、２以上の整数）、基板保持装置２は、ｍ本の排気管ＰＬ１〜ＰＬｍと、ｍ個のバルブＶ１〜Ｖｍとを備えればよい。コントローラ５０は、ｍ個のバルブＶ１〜Ｖｍをそれぞれ個別に制御可能とすればよい。これにより、基板保持装置２は、より多数の段階を経て基板Ｗを平面状に矯正してステージ１０に吸着することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１・・・基板保持装置、１０・・・ステージ、２０・・・バルブ機構、３０・・・真空ポンプ、４０・・・データベース、５０・・・コントローラ、１１・・・支持部、１２・・・隔壁部、Ｐ１、Ｐ２・・・凸部、Ｖ１〜Ｖ４・・・バルブ、ＰＬ１〜ＰＬ４・・・排気管

Claims (5)

  1. 基板を支持可能な複数の凸部を有する載置部であって、前記基板の中心部に対向する第１領域と該基板の外周部に対向する第２領域とを有する載置部と、
    前記基板と前記第１領域との間を減圧する第１減圧部と、
    前記基板と前記第２領域との間を減圧する第２減圧部と、
    前記基板の形状情報を格納する記憶部と、
    前記形状情報に基づいて前記第１および第２減圧部をそれぞれ個別に制御可能な制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記基板が凸型に歪んでいる場合には、前記第２領域から前記第１領域へ順番に減圧するように前記第１および第２減圧部を制御し、前記第１領域の減圧部の減圧動作を維持しながら、前記第２領域の減圧部の減圧動作を停止させ、次に、前記第１領域から前記第２領域へ順番に減圧するように前記第１および第２減圧部を制御し、前記第２領域の減圧部の減圧動作を維持しながら、前記第１領域の減圧部の減圧動作を停止させ、
    前記基板が凹型に歪んでいる場合には、前記第１領域から前記第２領域へ順番に減圧するように前記第１および第２減圧部を制御し、前記第２領域の減圧部の減圧動作を維持しながら、前記第１領域の減圧部の減圧動作を停止させる、基板保持装置。
  2. 前記基板と対向する方向において、前記第２領域は前記第１領域よりも高い位置にある、請求項１に記載の基板保持装置。
  3. 前記制御部は、前記形状情報に応じて前記第１および第２減圧部の減圧動作の順番を変更する、請求項１または請求項２に記載の基板保持装置。
  4. 前記第１減圧部は、前記載置部の表面の中心を原点とする平面座標の第１および第３象限において前記基板と前記第１領域との間を減圧し、
    前記第２減圧部は、前記平面座標の第１および第３象限において前記基板と前記第２領域との間を減圧し、
    前記平面座標の第２および第４象限において前記基板と前記第１領域との間を減圧する第３減圧部と、
    前記平面座標の第２および第４象限において前記基板と前記第２領域との間を減圧する第４減圧部と、をさらに備え、
    前記制御部は、前記形状情報に基づいて前記第１〜第４減圧部をそれぞれ個別に制御可能である、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. 前記載置部の表面は、前記第１領域と前記第２領域との間に同心円状に分割された第３〜第ｎ領域（ｎは、３以上の整数）を有し、
    前記基板と前記第３〜第ｎ領域との間をそれぞれ減圧する第３〜第ｎ減圧部をさらに備え、
    前記制御部は、前記形状情報に基づいて前記第１〜第ｎ減圧部をそれぞれ個別に制御可能とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の基板保持装置。
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