JP6711661B2 - Holding apparatus, holding method, lithographic apparatus, and article manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、保持装置、保持方法、リソグラフィ装置、および物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a holding device, a holding method, a lithographic apparatus, and a method for manufacturing an article.
半導体デバイス等を製造するリソグラフィ装置に用いられる基板の保持に際し、反りや変形が大きい基板を良好な平坦度で保持する技術が要求されている。基板を保持する方法として、基板の裏面を真空吸着する方法がある。この方法では、基板の反り等により吸着エアが漏れ、十分に吸着できない場合がある。この問題に対し、吸着領域を分割して、分割した吸着領域による吸着タイミングを調整する技術がある(特許文献1および2)。 When holding a substrate used in a lithographic apparatus for manufacturing a semiconductor device or the like, there is a demand for a technique for holding a substrate that is largely warped or deformed with good flatness. As a method of holding the substrate, there is a method of vacuum suctioning the back surface of the substrate. In this method, the suction air may leak due to the warp of the substrate or the like and the suction may not be sufficiently performed. To solve this problem, there is a technique of dividing the suction area and adjusting the suction timing by the divided suction areas (Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、特許文献1の技術では、基板の平坦度を計測しながら吸着タイミングを調整しており、特許文献2の技術では、基板中央から外へ放射状に吸着している。前者は、平坦度を計測する追加的な構成が必要となり、後者は、複雑な反りを有する基板への対応が困難となりうる。 However, in the technique of Patent Document 1, the suction timing is adjusted while measuring the flatness of the substrate, and in the technique of Patent Document 2, the substrate is radially attracted from the center. The former requires an additional configuration for measuring flatness, and the latter may be difficult to deal with a substrate having a complicated warp.
本発明は、例えば、良好な平坦度で基板を保持するために有利な保持装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a holding device that is advantageous for holding a substrate with good flatness, for example.
上記課題を解決するために、本発明は、基板を真空吸着して保持する保持装置であって、複数の吸着領域を有する第1吸着部と、複数の吸着領域を有する第2吸着部と、基板を第1吸着部により吸着させたときの圧力に基づいて、第2吸着部における複数の吸着領域による基板の吸着を開始する順序を決定し、順序に従い第2吸着部における複数の吸着領域の吸着を開始して、基板を第2吸着部により吸着させる制御部と、を有する、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is a holding device for holding a substrate by vacuum suction, the first suction unit having a plurality of suction regions, the second suction unit having a plurality of suction regions , based on the pressure when adsorbed by the first adsorbing portion board, the second to determine the order in which to start the suction of the substrate by a plurality of retaining regions in the adsorption unit, the second adsorption unit follow the order in start the plurality of adsorption of the adsorption region, to have a, and a control unit for adsorbing the substrate by the second adsorption unit, characterized in that.
本発明によれば、例えば、良好な平坦度で基板を保持するために有利な保持装置を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide a holding device that is advantageous for holding a substrate with good flatness.
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係る保持装置を備えた露光装置の概略図である。当該保持装置は、他のリソグラフィ装置(例えばインプリント装置)へ適用することもできるが本実施形態では露光装置への適用を例に説明する。本実施形態に係る保持装置を備えた露光装置は、光源110と、照明光学系120と、投影光学系130と、ステージ140と、制御部150と、を含む。また、本実施形態に係る保持装置は、吸着部160と、吸着制御部170と、を含む。なお、投影光学系130の光軸をZ軸とし、それに垂直な平面をXY平面とする。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic view of an exposure apparatus including a holding device according to the first embodiment of the present invention. The holding apparatus can be applied to other lithographic apparatus (for example, imprint apparatus), but in the present embodiment, application to an exposure apparatus will be described as an example. The exposure apparatus including the holding device according to this embodiment includes a
光源110は、複数の波長帯域の光を露光光として出力する。照明光学系120は、遮光板121と、ハーフミラー122と、フォトセンサ123と、ミラー124と、不図示の整形光学系と、不図示のオプティカルインテグレータと、を含む。光源110より射出した光は、照明光学系120の整形光学系を介して所定のビーム形状に整形され、整形されたビームはオプティカルインテグレータに入射する。オプティカルインテグレータは、レチクル(原版)Rを均一な照度分布で照明する多数の2次光源を形成する。レチクルRは、マスクとも呼ばれ、その表面には焼き付けを行う半導体デバイスの回路パターンが形成されている。遮光板121は、照明光学系120の光路上に配置され、レチクルR上に任意の照明域を形成する。ハーフミラー122は、照明光学系120の光路上に配置され、レチクルRを照明する露光光の一部を反射して取り出す。フォトセンサ123は、ハーフミラー122の反射光の光路上に配置され、露光光の強度(露光エネルギー)に対応した信号を照明光学系制御部151に出力する。照明光学系制御部151は、当該出力に基づいて遮光板121等を制御する。
The
投影光学系130は、屈折式またはカタディオプトリック式などであり、レチクルRの回路パターンを倍率β(例えばβ=1/2)で縮小し、フォトレジストが塗布された基板(ウエハ)W上のショット領域に結像投影する。投影光学系130は、光学素子131と、開口絞り132と、を含む。光学素子131は、駆動部101により投影光学系130の光軸上を移動する。これにより、投影光学系130の諸収差の増大を抑制しつつ、投影倍率を良好にさせ歪曲誤差を減らすことができる。開口絞り132は、投影光学系130の瞳面(レチクルRに対するフーリエ変換面)上に配置される。その形状は、開口部がほぼ円形であり、駆動部102により直径が制御される。駆動部101および102は、投影光学系制御部153により制御される。
The projection
ステージ140は、駆動部103により、6自由度に関して制御され、基板Wの位置決めを行いうる。ここで、6自由度は、XYZ座標系の各軸に沿った並進自由度と、各軸の周りの回転自由度とを含む。ステージ140のXY平面内での位置は、ステージ140に固定された移動鏡141までの距離をレーザ干渉計142で計測することで計測される。ステージ140と基板Wとの位置関係は、アライメント計測系104により計測される。基板Wのフォーカスずれは、投光光学系105および検出光学系106を含むフォーカス面検出部により計測される。投光光学系105は、基板W上のフォトレジストを感光させない非露光光から成る複数個の光束を投光し、その光束は基板W上に各々集光されて反射される。基板W上で反射された光束は、検出光学系106に入射する。検出光学系106内には各反射光束に対応させて複数個の位置検出用の受光素子が配置されている。各受光素子の受光面と基板W上での各光束の反射点が結像光学系によりほぼ共役となるように構成されている。フォーカスずれは、検出光学系106内の受光素子上の入射光束の位置ずれとして計測される。駆動部103は、各計測結果をもとにステージ制御部154により制御される。駆動部101〜103は、モーター等の駆動手段である。
The
吸着部160は、吸着制御部170による制御のもと、基板Wをステージ140に真空吸着保持する。制御部150は、照明光学系制御部151、投影光学系制御部153、ステージ制御部154および吸着制御部170を統括的に制御する。
The
図2(A)および(B)は、2種類の吸着部160をそれぞれ上方から見た図である。図2(A)は、上反りまたは下反りの基板を吸着するのに適する。ここで、上反りの基板とは、基板表面において、XY平面内のどの方向からみても光軸方向(Z方向)の座標が最大となる点がある基板である。また、下反りの基板とは、前記座標が最小となる点がある基板である。図2(B)は、鞍反りの基板を吸着するのに適する。ここで、鞍反りの基板とは、基板表面において、XY平面内のある方向からみると光軸方向(Z方向)の座標が最大となり、他の方向からみると光軸方向(Z方向)の座標が最小となる、所謂鞍点がある基板である。図2(A)に示す吸着部160は、境界21〜23で区分された真空吸着領域11〜13と、真空吸着領域11〜13で吸入したエアを排出する排出口31〜33と、ウエハ受け渡しピン昇降口41〜43を備える。真空吸着領域は、同心円状に分割されている。図2(B)に示す吸着部160は、境界24で区分された真空吸着領域11〜16と、真空吸着領域11〜16で吸入したエアを排出する排出口31〜36と、ウエハ受け渡しピン昇降口41〜43を備える。真空吸着領域は放射状に分割されている。ウエハ受け渡しピン昇降口41〜43は、不図示の基板搬送ハンドと基板Wの受け渡しをするときに図3で示すウエハ受け渡しピン107を昇降するための開口部である。基板搬送ハンドは、ウエハ受け渡しピン昇降口41〜43から上昇したウエハ受け渡しピン107の上に基板Wを置く。基板搬送ハンドが退避した後、ウエハ受け渡しピン107が下降することで基板Wが吸着部160上に載置される。
FIGS. 2A and 2B are views of the two types of
図3は図2(A)の吸着部160を含む保持装置の全体を示す図である。真空吸着領域11〜13は、真空吸着時に基板Wを支える多数の小突起で埋められている。排出口31〜33は配管経由で電磁弁SV1〜SV3に接続されている。電磁弁SV1〜SV3は配管分岐用のマニホールド171を経由して真空ポンプ173に接続される。排出口31〜33のそれぞれに接続する配管には、圧力センサP1〜P3が設けられている。圧力センサP1〜P3は、真空吸着領域11〜13の圧力を計測する。真空ポンプ173の元圧は、元圧センサ172により計測される。吸着制御部170は、圧力センサP1〜P3の値に基づいて電磁弁SV1〜SV3を制御して、吸着部160に基板Wを真空吸着させる。なお、各真空吸着領域の圧力を計測するための圧力センサは、排出口全系統でなく必要最小限の系統に配置しても良い。
FIG. 3 is a diagram showing the entire holding device including the
図4は、下反りの基板Wが吸着部160に搬入された状態を示す図である。図4の状態で、吸着制御部170は、電磁弁SV1〜SV3を全て開放し、真空吸着領域11〜13を真空吸引して基板Wを吸着する。この時、基板Wとの距離が離れている真空吸着領域は、基板Wをうまく吸着することができず、図中の矢印で示すように周囲のエアを吸引してしまう(空吸い)。空吸いをしている真空吸着領域の圧力は、基板Wをうまく吸着している真空吸着領域の圧力よりも高くなる。また、基板‐吸着部間の距離が離れるほど空吸いの量は増加する(=計測される圧力が高くなる)。
FIG. 4 is a diagram showing a state where the warped substrate W is carried into the
基板Wは、下反り形状をしており、基板Wと吸着部160との距離は、基板中心から外周へ向かうほど大きくなる。すなわち、圧力センサP1〜P3が示す値は、順に高くなる。この場合、吸着制御部170は、電磁弁SV1〜SV3を順に開放するように制御を行う。これにより、吸着部160は、良好な平坦度で基板Wを吸着保持することができる。図5は、上反りの基板Wが吸着部160に搬入された状態を示す図である。この場合は、図4で示した下反りの基板Wの場合と、逆の吸着順序となる。開放順序(吸着順序)は、吸着制御部170から制御部150へ送られた圧力センサP1〜P3の圧力値をもとに、圧力値が小さい順になるように制御部150が決定し、記憶部152に記憶させる。記憶された吸着順序は、吸着保持を行う時に制御部150が、記憶部152から読み出し、吸着制御部170に出力する。吸着制御部170は、制御部150から送られた吸着順序に基づいて真空吸着を実行する。なお、吸着順序は、ひとつずつ順番でなくとも、圧力値が所定の範囲内で近い複数の電磁弁を同時に開放する(吸着を開始する)ように設定してもよい。
The substrate W has a warp shape, and the distance between the substrate W and the
図6は、本実施形態に係る保持装置による真空吸着方法のフローチャートである。工程S101では、まず、制御部150が不図示の基板搬送ハンドを制御し、吸着順序決定に用いるテスト用基板(第1の基板)を吸着部160上に載置する。制御部150は、吸着制御部170を制御して、電磁弁SV1〜SV3を全て開放し、真空吸着領域11〜13を真空吸引してテスト用基板を吸着する。工程S102では、吸着制御部170が制御部150へ圧力センサP1〜P3が計測した圧力データを送る。工程S103では、制御部150が、圧力データをもとに(例えば、小さい順に)吸着順序(開放順序)を設定する。工程S104では、制御部150が、設定した吸着順序を記憶部152に記憶させる。工程S105では、制御部150が、記憶部152から吸着順序を読み出し、吸着制御部170を制御し、読み出した吸着順序によりデバイス製造用の基板の吸着を行う。
FIG. 6 is a flowchart of the vacuum suction method by the holding device according to the present embodiment. In step S101, first, the
テスト用基板とデバイス製造用基板とは反りを含む形状が同一となるように準備する。テスト用基板は、デバイス製造用基板とは別に準備してもよく、また、2つの基板を同一のロットから選択してもよい。すなわち、同一ロット内の先頭の基板をテスト用基板として、2枚目の基板をデバイス製造用基板として使用してもよい。工程S104では、基板の形状を紐付けて吸着順序が記憶される。同一ロット内の基板の形状を同一とみなせる場合は、ロットと紐付けて吸着順序が記憶される。 The test substrate and the device manufacturing substrate are prepared so that they have the same shape including warpage. The test substrate may be prepared separately from the device manufacturing substrate, or the two substrates may be selected from the same lot. That is, the first substrate in the same lot may be used as the test substrate and the second substrate may be used as the device manufacturing substrate. In step S104, the suction order is stored by associating the shapes of the substrates. If the shapes of substrates in the same lot can be regarded as the same, the suction order is stored in association with the lot.
以上のように、本実施形態の保持装置は、吸着圧の計測に基づいて空吸いを抑える最適な吸着順序を設定するため、基板の平坦度計測のための追加構成や、空吸いによる吸着量減少を補うための追加構成は不要である。また、多様な形状の基板の吸着にも対応できる。本実施形態によれば、良好な平坦度で基板を保持するために有利な保持装置を提供することができる。 As described above, the holding device according to the present embodiment sets the optimum suction sequence for suppressing the suction based on the measurement of the suction pressure, and therefore, the additional configuration for measuring the flatness of the substrate and the suction amount by the suction are set. No additional configuration is needed to make up for the reduction. Further, it is also possible to support adsorption of substrates having various shapes. According to the present embodiment, it is possible to provide a holding device that is advantageous for holding the substrate with good flatness.
(第2実施形態)
本実施形態は、基板Wの反り形状の情報が実測などにより分かっている場合の真空吸着方法である。基板Wの反り形状が予め分かっている場合は、工程S103では、制御部150が基板Wと吸着部160との間の距離に基づいて(例えば、距離が近い順に)吸着順序を設定する。したがって、工程S101および工程S102は不要となる。本実施形態によっても第1実施形態と同様の効果が得られる。
(Second embodiment)
This embodiment is a vacuum suction method when the information on the warp shape of the substrate W is known by actual measurement or the like. When the warp shape of the substrate W is known in advance, in step S103, the
(第3実施形態)
本実施形態は、第1実施形態の工程S101および工程S102を省略する真空吸着方法である。本実施形態では、吸着部160(第2保持部)に基板Wを載置する前の工程にて、吸着部160による吸着保持と同様の保持をする部材(第1保持部)により、工程S101および工程S102に相当する工程を行う。工程S103では、制御部150が圧力データに基づいて吸着順序を設定する。本実施形態によっても第1実施形態と同様の効果が得られる。当該部材としては、温調プレート等がある。
(Third Embodiment)
The present embodiment is a vacuum suction method in which steps S101 and S102 of the first embodiment are omitted. In the present embodiment, in front of the step of placing the substrate W to the suction unit 160 (second holding portion), by members (first holding portion) for the same retention and suction holding by the
(物品製造方法に係る実施形態)
本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、上記保持装置により保持された基板に対し、上記露光装置を用いてパターンを基板に形成する(露光する)工程と、かかる工程でパターンを形成された基板を加工(現像)する工程とを含む。リソグラフィ装置がインプリント装置である場合は、現像する工程の代わりに、例えば残膜を除去する工程を含む。更に、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、パッケージング等)を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
(Embodiment of the article manufacturing method)
The method for manufacturing an article in the embodiment of the present invention is suitable for manufacturing an article such as a microdevice such as a semiconductor device or an element having a fine structure. The method for manufacturing an article according to the present embodiment includes a step of forming (exposing) a pattern on a substrate held by the holding device using the exposure device, and a substrate formed with the pattern in the step. Processing (developing). When the lithographic apparatus is an imprint apparatus, it includes, for example, a step of removing a residual film instead of the step of developing. Further, the manufacturing method includes other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, etc.). The article manufacturing method of the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内において様々な変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist thereof.
160 吸着部
170 吸着制御部
W 基板
160
Claims (10)
複数の吸着領域を有する第1吸着部と、
前記複数の吸着領域を有する第2吸着部と、
前記基板を前記第1吸着部により吸着させたときの圧力に基づいて、前記第2吸着部における前記複数の吸着領域による前記基板の吸着を開始する順序を決定し、
前記順序に従い前記第2吸着部における前記複数の吸着領域の吸着を開始して、前記基板を前記第2吸着部により吸着させる制御部と、を有する、
ことを特徴とする保持装置。 A holding device for holding a substrate by vacuum suction.
A first suction portion having a plurality of suction regions;
A second suction part having the plurality of suction regions ;
Based on the pressure at which adsorbed the substrate by the first adsorption unit, determines the order in which to start the suction of the substrate by the plurality of suction areas in the second adsorption unit,
Start the adsorption of said plurality of adsorption regions in the follow the order the second adsorption unit, to have a, and a control unit for adsorbing the previous SL second adsorption unit the substrate,
A holding device characterized by the above.
真空ポンプと前記第1吸着部における前記複数の吸着領域のそれぞれとを接続する複数の配管に設けられた複数の弁と、を有し、A plurality of valves provided in a plurality of pipes that connect the vacuum pump and each of the plurality of adsorption regions in the first adsorption unit,
前記制御部は、前記基板を前記第1吸着部に載置して前記複数の弁のすべてを開放した状態で前記複数のセンサにより前記第1吸着部における前記複数の吸着領域のそれぞれの圧力を計測することを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載の保持装置。The control unit controls the pressure of each of the plurality of adsorption regions in the first adsorption unit by the plurality of sensors in a state where the substrate is placed on the first adsorption unit and all of the plurality of valves are opened. The holding device according to claim 1, wherein the holding device measures.
複数の吸着領域を有する第1吸着部により前記基板を吸着する第1吸着工程と、
前記第1吸着工程において前記基板を吸着したときの圧力に基づいて、前記複数の吸着領域を有する第2吸着部による前記基板の吸着を開始する順序を決定する決定工程と、
前記順序に従い前記第2吸着部における前記複数の吸着領域の吸着を開始して、前記第2吸着部により前記基板を吸着する第2吸着工程と、を有する、
ことを特徴とする保持方法。 The board A holding method for holding by vacuum suction,
A first adsorption step of adsorbing the substrate by a first adsorption part having a plurality of adsorption regions;
A determination step of, based on the pressure at the time of adsorbing the substrate in the first adsorption step, to determine the order in which to start the suction of the substrate by the second adsorption unit having a plurality of retaining regions,
Start the adsorption of said plurality of retaining regions in the second adsorption unit follow the order, having a second adsorption step of adsorbing pre Symbol substrate Ri by the second adsorption unit,
A holding method characterized by the above.
前記基板を真空吸着して保持する請求項1乃至7のうちいずれか1項に記載の保持装置を備えることを特徴とするリソグラフィ装置。 A lithographic apparatus for forming a pattern on a substrate, comprising:
Lithographic apparatus comprising: a holding device according to any one of claims 1 to 7 for holding the substrate by vacuum suction.
前記工程でパターンを形成された前記基板を加工する工程と、を有し、
加工された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。 Forming a pattern on a substrate using the lithographic apparatus according to claim 9 ;
A step of processing the substrate having a pattern formed in the step ,
An article manufacturing method comprising: manufacturing an article from the processed substrate .
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