JP7581146B2 - Chuck, substrate holding device, substrate processing device, and method for manufacturing article - Google Patents

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Description

本発明は、チャック、基板保持装置、基板処理装置、及び物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a chuck, a substrate holding device, a substrate processing device, and a method for manufacturing an article.

近年、半導体素子製造等に用いられる露光装置(縮小投影露光装置)は、素子の微細化に対応するための高NA化が進んでいる。高NA化によって解像力は向上するが、有効な焦点深度は減少してしまう。そこで、解像力は維持しかつ十分な実用深度を確保するために、投影光学系の像面湾曲の軽減や、ウエハ(基板)の厚みムラやウエハを吸着保持するためのチャックの平面精度の向上などウエハフラットネス(基板表面の平面度)の改善が図られてきた。 In recent years, exposure devices (reduction projection exposure devices) used in semiconductor device manufacturing, etc., have been increasing in NA to accommodate the miniaturization of devices. Increasing the NA improves resolution, but reduces the effective depth of focus. Therefore, in order to maintain resolution and ensure sufficient practical depth, efforts have been made to improve wafer flatness (flatness of the substrate surface) by reducing the field curvature of the projection optical system, improving unevenness in the thickness of the wafer (substrate), and improving the flatness accuracy of the chuck that adsorbs and holds the wafer.

基板表面の平面度を低下させる原因として、チャックと基板との間の異物挟み込みがある。異物を挟み込むと挟み込んだ部分の基板は盛り上がるように変形して、基板に形成するパターンの形成不良を生じて歩留まりが低下する場合がある。このような異物による歩留まりの低下を確率的に回避するため、チャックと基板との接触率を大幅に減少させた、いわゆるピン(凸部)を使用したピンコンタクトチャック(ピンチャック)が用いられている。 One of the causes of the reduction in the flatness of the substrate surface is the inclusion of foreign matter between the chuck and the substrate. When a foreign matter is trapped, the substrate in the trapped area is deformed and rises, which can cause defects in the formation of the pattern on the substrate and reduce yield. In order to probabilistically avoid such a reduction in yield due to foreign matter, a pin contact chuck (pin chuck) is used, which uses so-called pins (protruding parts) that greatly reduce the contact rate between the chuck and the substrate.

このピンチャックを使用した場合、基板が凸部間で真空吸引力により変形してたわむ(歪む)ことで基板が変形して、基板表面の平面度が低下する場合もあり、これを改善するための種々の提案がなされている。例えば、特許文献1においては、複数の凸部を囲うような環状の隔壁(土手)をピンチャックに設けるようにしており、この隔壁を外周側の凸部と外周側の凸部と隣り合う凸部である内周側の凸部の間に配置している。そして、この隔壁の配置位置として可能な限り外周部側の凸部に近づけるように配置している。 When this pin chuck is used, the vacuum suction force between the protrusions can cause the substrate to deform and bend (warp), resulting in a decrease in the flatness of the substrate surface, and various proposals have been made to improve this. For example, in Patent Document 1, a ring-shaped partition (bank) that surrounds multiple protrusions is provided on the pin chuck, and this partition is disposed between the outer circumferential protrusion and the inner circumferential protrusion that is adjacent to the outer circumferential protrusion. The partition is disposed as close as possible to the outer circumferential protrusion.

また、特許文献2では、隔壁を最も外周側に配置された凸部より外側の位置、または最も外周側の凸部と最も外周側の凸部と隣り合う内周側の凸部との間に配置している。この隔壁の配置位置として、隔壁を最も外周側の凸部と、最も外周側の凸部と隣り合う内周側の凸部における距離の中心から外周方向の所定の範囲内の位置に配置している。 In addition, in Patent Document 2, the partition wall is disposed at a position outside the outermost convex portion, or between the outermost convex portion and the convex portion on the inner periphery adjacent to the outermost convex portion. The partition wall is disposed at a position within a predetermined range in the outer periphery direction from the center of the distance between the outermost convex portion and the convex portion on the inner periphery adjacent to the outermost convex portion.

特許4298078号公報Patent No. 4298078 特開2001-185607号公報JP 2001-185607 A

基板を真空吸着すると隔壁の内側はほぼ真空圧に保たれ吸着力が発生するが、隔壁の外側が大気圧になり吸着力がほぼ発生しない。特許文献1及び2では、吸着力をできるだけ基板の外側まで作用させるために隔壁を外周側凸部に近い位置に配置している。しかし、基板の外側まで吸着力が作用するため、基板表面の平面度が低下してしまい、基板の歪み(ディストーション)は大きくなってしまう問題がある。 When the substrate is vacuum-adsorbed, the inside of the partition is kept at a vacuum pressure and an adsorption force is generated, but the outside of the partition is at atmospheric pressure and almost no adsorption force is generated. In Patent Documents 1 and 2, the partition is positioned close to the outer peripheral convex portion in order to allow the adsorption force to act as far as possible on the outside of the substrate. However, because the adsorption force acts on the outside of the substrate, the flatness of the substrate surface decreases, resulting in a problem of increased distortion of the substrate.

そこで本発明は、例えば、隔壁と凸部の配置位置を所定の関係とすることで、基板の歪みを減少させることが可能なチャックを提供することを目的とするものである。 The present invention therefore aims to provide a chuck that can reduce distortion of the substrate, for example by arranging the partition and the protrusion in a predetermined relationship.

上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのチャックは、吸着保持された基板の裏面に当接する複数の凸部と、環状の隔壁と、複数の凸部と隔壁が配置された底部と、を含み、複数の凸部は、隔壁の外側に配置された第1凸部、及び隔壁の内側であって隔壁を挟んで第1凸部と隣り合う位置に配置された第2凸部を1つのグループとする複数のグループから構成され、複数のグループのそれぞれに含まれる第1凸部と第2凸部の間の距離をL、当該第2凸部と隔壁の間の距離をsとするとき、s/L<0.5を満たすことを特徴とする。 To achieve the above object, a chuck according to one aspect of the present invention includes a plurality of protrusions that contact the back surface of a substrate held by suction, an annular partition wall, and a bottom on which the plurality of protrusions and the partition wall are arranged, the plurality of protrusions being composed of a plurality of groups, each group being a first protrusion arranged on the outside of the partition wall and a second protrusion arranged on the inside of the partition wall adjacent to the first protrusion with the partition wall in between, and is characterized in that, where L is the distance between the first protrusion and the second protrusion in each of the plurality of groups, and s is the distance between the second protrusion and the partition wall, s/L<0.5 is satisfied.

本発明によれば、例えば、隔壁と凸部の配置位置を所定の関係とすることで、基板の歪みを減少させることが可能なチャックを提供する。 The present invention provides a chuck that can reduce distortion of a substrate, for example, by arranging the partition and the protrusion in a predetermined relationship.

実施例1の露光装置の構成を例示した概略図である。1 is a schematic diagram illustrating the configuration of an exposure apparatus according to a first embodiment. 等分布荷重を受ける片側固定で片側自由の梁の材料力学モデルを例示した図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a material mechanics model of a beam with one side fixed and one side free that is subjected to a uniformly distributed load. 実施例1の基板保持装置を例示した図である。1 is a diagram illustrating a substrate holding device according to a first embodiment; 実施例1の材料力学モデルを例示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a material mechanics model of the first embodiment. 実施例1の隔壁位置とディストーションの関係を例示した図である。1 is a diagram illustrating the relationship between the partition position and distortion in Example 1. FIG. 実施例2の基板保持装置を例示した図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a substrate holding device according to a second embodiment. 実施例3の基板保持装置を例示した図である。13 is a diagram illustrating a substrate holding device according to a third embodiment. 片持ち梁における材料力学モデルを例示している図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a material mechanics model for a cantilever beam. 実施例3のチャックの断面図を例示している図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of a chuck according to a third embodiment. 実施例5の基板保持装置を例示した図である。13 is a diagram illustrating a substrate holding device according to a fifth embodiment. デバイスの製造プロセスを例示するフローチャートである。1 is a flow chart illustrating a manufacturing process for a device. ウエハプロセスを例示するフローチャートである。1 is a flow chart illustrating a wafer process. 一般的な基板保持装置で使用するピンチャックを例示した図である。1 is a diagram illustrating a pin chuck used in a typical substrate holding device.

以下に、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実施例や図を用いて説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略ないし簡略化する。 Below, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each drawing, the same reference numbers are used for the same members or elements, and duplicate descriptions will be omitted or simplified.

<実施例1>
図1は、本実施例の露光装置100の構成を概略的に例示する構成図である。露光装置100は、光源から照射された光(露光光)をレジストに対し照射して硬化させ、レチクル104に形成されたパターンが転写された硬化物のパターンを形成することができる装置である。
Example 1
1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an exposure apparatus 100 according to the present embodiment. The exposure apparatus 100 is an apparatus that can irradiate light (exposure light) emitted from a light source onto a resist to harden it, thereby forming a hardened pattern into which a pattern formed on a reticle 104 is transferred.

また、以下では、基板110上のレジストに対して照射する光の光軸に平行な方向をZ軸方向とし、Z軸方向に垂直な平面内で互いに直交する2方向をX軸方向及びY軸方向とする。本実施例の露光装置100は、複数のパターン形成領域(露光領域)に順次フォーカス駆動を行う装置及び順次露光を行う装置(投影露光装置、基板処理装置)等に適用可能である。以下、本実施例の露光装置100を、図1を参照して説明する。なお、本実施例の露光装置100は、ステップアンドリピート方式の露光装置として説明する。 In the following description, the direction parallel to the optical axis of the light irradiated onto the resist on the substrate 110 is defined as the Z-axis direction, and the two directions perpendicular to each other in a plane perpendicular to the Z-axis direction are defined as the X-axis direction and the Y-axis direction. The exposure apparatus 100 of this embodiment is applicable to an apparatus that performs sequential focus driving on multiple pattern formation regions (exposure regions) and an apparatus that performs sequential exposure (projection exposure apparatus, substrate processing apparatus), etc. The exposure apparatus 100 of this embodiment will be described below with reference to FIG. 1. Note that the exposure apparatus 100 of this embodiment will be described as a step-and-repeat type exposure apparatus.

基板(ウエハ)110は、表面に露光光によって化学反応を効果的に起こす感光剤(レジスト)が塗布されている被処理基板である。基板110は、ガラス、セラミックス、金属、シリコン、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板110とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。また基板110は、ガリ砒素ウエハ、複合接着ウエハ、石英を材料に含むガラスウエハ、液晶パネル基板、レクチルなど各種基板でもよい。また、外形形状も円形だけでなく方形などでもよく、その場合、後述するチャック1の外形も基板外形に合わせた形状にすればよい。 The substrate (wafer) 110 is a substrate to be processed, the surface of which is coated with a photosensitive agent (resist) that effectively causes a chemical reaction when exposed to light. The substrate 110 may be made of glass, ceramics, metal, silicon, resin, etc., and if necessary, a member made of a material other than the substrate 110 may be formed on the surface. The substrate 110 may also be a variety of substrates, such as a gallium arsenide wafer, a composite adhesive wafer, a glass wafer containing quartz, a liquid crystal panel substrate, or a reticle. The outer shape may also be not only circular but also rectangular, and in that case, the outer shape of the chuck 1, which will be described later, may be shaped to match the outer shape of the substrate.

レチクル(原版)104は、投影光学系106の光軸に直交する平面内及びこの光軸方向に移動可能な構成となっているレチクルステージ103上に載置されている。レチクル104は、矩形の外周形状を有し、基板110に対向する面(パターン面)に3次元状に形成されたパターン(回路パターンなどの基板に転写すべき凹凸パターン)を備えたパターン部を有する。レチクル104は、光を透過させることが可能な材料、例えば、石英で構成される。 The reticle (original) 104 is placed on a reticle stage 103 that is configured to be movable in a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system 106 and in the direction of this optical axis. The reticle 104 has a rectangular outer periphery and has a pattern portion with a three-dimensional pattern (a concave-convex pattern to be transferred to the substrate, such as a circuit pattern) on the surface (pattern surface) facing the substrate 110. The reticle 104 is made of a material that can transmit light, such as quartz.

本実施例の露光装置100は基板処理装置としても機能し、基板保持装置101と、基板ステージ102と、レチクルステージ103と、照明光学系105と、投影光学系106と、オフアクシススコープ107と、計測部108と、制御部109とを含みうる。 The exposure apparatus 100 of this embodiment also functions as a substrate processing apparatus, and may include a substrate holding device 101, a substrate stage 102, a reticle stage 103, an illumination optical system 105, a projection optical system 106, an off-axis scope 107, a measurement unit 108, and a control unit 109.

基板保持装置101は、基板110を吸着保持するためのチャック1と、基板110の裏面とチャック1との間の空間を吸引(排気)する真空源である不図示の吸引部と、吸引部を制御する不図示の制御部とを含みうる。本実施例における基板保持装置101の詳細は後述する。 The substrate holding device 101 may include a chuck 1 for suction-holding the substrate 110, a suction unit (not shown) that is a vacuum source for sucking (exhausting) the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1, and a control unit (not shown) that controls the suction unit. Details of the substrate holding device 101 in this embodiment will be described later.

基板ステージ102は、基板保持装置101を介して基板110を保持するθZチルトステージと、θZチルトステージを支持する不図示のXYステージと、XYステージを支持する不図示のベースとを備えている。基板ステージ102はリニアモータ等の駆動装置(不図示)により駆動される。駆動装置はX、Y、Z、θX、θY、θZの6軸方向に駆動可能であり、後述する制御部109により制御される。なお、駆動装置は、6軸方向に駆動可能としたが、1軸方向から6軸方向のいずれかで駆動可能としてもよい。 The substrate stage 102 comprises a θZ tilt stage that holds the substrate 110 via the substrate holding device 101, an XY stage (not shown) that supports the θZ tilt stage, and a base (not shown) that supports the XY stage. The substrate stage 102 is driven by a driving device (not shown) such as a linear motor. The driving device can be driven in six axial directions, namely X, Y, Z, θX, θY, and θZ, and is controlled by a control unit 109, which will be described later. Note that although the driving device is capable of driving in six axial directions, it may be capable of driving in any one of one to six axial directions.

レチクルステージ103は、例えば、後述する投影光学系106の光軸に垂直な平面内、すなわちXY平面内で移動可能及びθZ方向に回転可能に構成される。レチクルステージ103はリニアモータ等の駆動装置(不図示)により駆動され、駆動装置はX、Y、θZの3軸方向に駆動可能であり、後述の制御部109により制御される。なお、駆動装置は、3軸方向に駆動可能としたが、1軸方向から6軸方向のいずれかで駆動可能としてもよい。 The reticle stage 103 is configured to be movable within a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system 106 described below, i.e., within the XY plane, and to be rotatable in the θZ direction. The reticle stage 103 is driven by a driving device (not shown) such as a linear motor, which is capable of driving in three axial directions, X, Y, and θZ, and is controlled by a control unit 109 described below. Note that although the driving device is capable of driving in three axial directions, it may also be capable of driving in any one of one to six axial directions.

照明光学系105は、不図示の光源を備え、転写用の回路パターン(レチクルパターン)が形成されたレチクル104を照明する。光源に含まれる光源としては、例えば、レーザを使用する。使用可能なレーザは、波長約193nmのArFエキシマレーザ、波長約248nmのKrFエキシマレーザ、波長約157nmのF2エキシマレーザ等である。なお、レーザの種類は、エキシマレーザに限定されず、例えば、YAGレーザを使用してもよいし、レーザの個数も限定されない。また、光源部にレーザが使用される場合、レーザ光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザをインコヒーレント化するインコヒーレント光学系を使用することが好ましい。更に、使用可能な光源は、レーザに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプ等のランプも使用可能である。 The illumination optical system 105 includes a light source (not shown) and illuminates the reticle 104 on which a circuit pattern (reticle pattern) for transfer is formed. For example, a laser is used as the light source included in the light source. Usable lasers include an ArF excimer laser with a wavelength of about 193 nm, a KrF excimer laser with a wavelength of about 248 nm, and an F2 excimer laser with a wavelength of about 157 nm. The type of laser is not limited to an excimer laser, and for example, a YAG laser may be used, and the number of lasers is not limited. In addition, when a laser is used in the light source section, it is preferable to use a light beam shaping optical system that shapes a parallel light beam from a laser light source into a desired beam shape, and an incoherent optical system that makes a coherent laser incoherent. Furthermore, the light source that can be used is not limited to a laser, and one or more lamps such as a mercury lamp or a xenon lamp can also be used.

また、照明光学系105は、不図示であるが、レンズ、ミラー、ライトインテグレーター、及び絞り等を含む。一般に、内部の光学系は、コンデンサーレンズ、ハエの目、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する。この場合、ライトインテグレーターは、ハエの目レンズや2組のシリンドリカルレンズアレイ板を重ねることによって構成されるインテグレーター等を含む。 The illumination optical system 105 also includes lenses, mirrors, a light integrator, and an aperture, which are not shown. In general, the internal optical system is arranged in the following order: a condenser lens, a fly's eye, an aperture stop, a condenser lens, a slit, and an imaging optical system. In this case, the light integrator includes a fly's eye lens and an integrator formed by stacking two sets of cylindrical lens array plates.

投影光学系106は、照明光学系105からの露光光で照明されたレチクル104上のパターンの回折光を所定倍率(例えば、1/2、1/4、若しくは1/5)で基板110上に結像、干渉させる。基板110上に形成された干渉像は、レチクルパターンとほぼ同じ像を形成する。この干渉像は一般的に光学像と呼び、光学像の形状が基板110上に形成される線幅を決める。投影光学系106は、複数の光学要素のみから構成される光学系や、複数の光学要素と少なくとも一枚の凹面鏡とから構成される光学系(カタディオプトリック光学系)が採用可能である。若しくは、投影光学系106として、複数の光学要素と少なくとも一枚のキノフォーム等の回折光学要素とから構成される光学系や、全ミラー型の光学系等も採用可能である。 The projection optical system 106 forms an image of the diffracted light of the pattern on the reticle 104 illuminated by the exposure light from the illumination optical system 105 on the substrate 110 at a predetermined magnification (e.g., 1/2, 1/4, or 1/5). The interference image formed on the substrate 110 forms an image that is almost the same as the reticle pattern. This interference image is generally called an optical image, and the shape of the optical image determines the line width formed on the substrate 110. The projection optical system 106 can be an optical system consisting of only multiple optical elements, or an optical system consisting of multiple optical elements and at least one concave mirror (catadioptric optical system). Alternatively, the projection optical system 106 can be an optical system consisting of multiple optical elements and at least one diffractive optical element such as a kinoform, or an all-mirror type optical system.

オフアクシススコープ107は、基板110の位置決め、及び基板110の複数のパターン形成領域の位置を検出するために使用される。基板ステージ102に配置された基準マークと、基板ステージ102に搭載されている基板110に形成されたマークとの相対位置を検出し計測することができる。計測部(面位置計測手段)108は、投影光学系106の焦点を基板110の露光対象領域に合わせることのできる計測装置であって、投影光学系106の焦点を基板表面に合わせる合焦装置を構成している。 The off-axis scope 107 is used to position the substrate 110 and detect the positions of multiple pattern formation regions on the substrate 110. It can detect and measure the relative position between a reference mark placed on the substrate stage 102 and a mark formed on the substrate 110 mounted on the substrate stage 102. The measurement unit (surface position measurement means) 108 is a measurement device that can adjust the focus of the projection optical system 106 to the exposure target region of the substrate 110, and constitutes a focusing device that adjusts the focus of the projection optical system 106 to the substrate surface.

制御部109は、CPUやメモリ(記憶部)などを含み、少なくとも1つのコンピュータで構成され、露光装置100の各構成要素に回線を介して接続される。また、制御部109は、メモリに格納されたプログラムに従って、露光装置100全体の各構成要素の動作及び調整などを統括的に制御する。また、制御部109は、露光装置100の他の部分と一体で(共通の筐体内に)構成してもよいし、露光装置100の他の部分とは別体で(別の筐体内に)構成してもよいし、露光装置100とは別の場所に設置し遠隔で制御してもよい。 The control unit 109 is composed of at least one computer including a CPU and memory (storage unit), and is connected to each component of the exposure apparatus 100 via a line. The control unit 109 also performs overall control of the operation and adjustment of each component of the entire exposure apparatus 100 according to a program stored in the memory. The control unit 109 may be configured integrally with the other parts of the exposure apparatus 100 (in a common housing), or may be configured separately from the other parts of the exposure apparatus 100 (in a different housing), or may be installed in a location separate from the exposure apparatus 100 and controlled remotely.

ここで、露光装置100の露光シーケンスを以下に説明する。なお、当該露光シーケンスで示す各動作(処理)は、制御部109がコンピュータプログラムを実行することによって制御される。露光シーケンスを開始するに際し、基板110が露光装置100に自動的にあるいは作業者の手によってセッティングされた状態から、露光開始指令により露光装置100の動作が開始される。 The exposure sequence of the exposure apparatus 100 will now be described. Each operation (process) shown in the exposure sequence is controlled by the control unit 109 executing a computer program. When the exposure sequence is started, the substrate 110 is set in the exposure apparatus 100 automatically or manually by the operator, and then the operation of the exposure apparatus 100 is started in response to an exposure start command.

まず、最初に露光する1枚目の基板110が不図示の搬送機構によって露光装置100内の基板キャリアに搬入される(搬入工程)。次に、基板110は、搬送機構によって基板ステージ102上に搭載されたチャック1上に送り込まれ、基板保持装置101によって吸着保持される(基板保持工程)。 First, the first substrate 110 to be exposed is loaded into the substrate carrier in the exposure apparatus 100 by a transport mechanism (not shown) (loading process). Next, the substrate 110 is sent by the transport mechanism onto the chuck 1 mounted on the substrate stage 102, and is adsorbed and held by the substrate holding device 101 (substrate holding process).

次に、露光装置100に搭載されたオフアクシススコープ107によって基板110上に形成されたマークを複数個検出して基板110の倍率、回転、X軸及びY軸方向のずれ量を確定し、位置補正を行なう(位置合わせ工程)。 Next, multiple marks formed on the substrate 110 are detected by the off-axis scope 107 mounted on the exposure apparatus 100 to determine the magnification, rotation, and misalignment in the X-axis and Y-axis directions of the substrate 110, and position correction is performed (alignment process).

次に、基板ステージ102は、搭載した基板110の最初に露光を行う所定のパターン形成領域が露光装置100の露光位置に合うように基板110を移動する。次に、計測部108により合焦後、光源から光を照射し、所定のパターン形成領域内に塗布されているレジストに対し所定の時間露光を行なう(露光工程)。なお、露光時間は例えば、約0.2秒程度である。 Next, the substrate stage 102 moves the substrate 110 so that the predetermined pattern formation area of the substrate 110 that is to be exposed first is aligned with the exposure position of the exposure device 100. Next, after focusing by the measurement unit 108, light is irradiated from the light source, and the resist applied within the predetermined pattern formation area is exposed for a predetermined time (exposure process). The exposure time is, for example, about 0.2 seconds.

次に、基板ステージ102は、基板110上で次のパターン形成領域に基板110を移動(ステップ移動)して上記と同様に露光する。露光をする全てのパターン形成領域で露光が完了するまで、同様のパターン形成処理を順次繰り返す。これにより1枚の基板110上にレチクル104に形成されたパターンを形成することができる。そして、チャック1上から不図示の回収搬送ハンドに受け渡された基板110は露光装置100内の基板キャリアに戻される(搬出工程)。なお、基板110の搬出処理後は、当該基板110に対し、例えばエッチング等の処理を行い、基板110を加工し(加工工程)、当該加工された基板110から不要な硬化物等を除去することにより物品を製造することができる。 Next, the substrate stage 102 moves (steps) the substrate 110 to the next pattern formation area on the substrate 110 and exposes it in the same manner as above. The same pattern formation process is repeated in sequence until exposure is completed in all pattern formation areas to be exposed. This allows the pattern formed on the reticle 104 to be formed on one substrate 110. The substrate 110 is then transferred from the chuck 1 to a recovery transport hand (not shown) and returned to the substrate carrier in the exposure device 100 (unloading process). After the unloading process of the substrate 110, the substrate 110 is processed by, for example, etching or other processes (processing process), and an article can be manufactured by removing unnecessary cured material from the processed substrate 110.

本実施例では上記したようにステップアンドリピート方式の露光装置を想定しているが、これに限らず、走査型露光装置に適用することも可能である。走査型露光装置に適用する場合はレチクルと基板110は露光倍率に基づいて同期してスキャンされ、スキャン中に露光が行われる。 As described above, this embodiment assumes a step-and-repeat type exposure apparatus, but is not limited to this and can also be applied to a scanning type exposure apparatus. When applied to a scanning type exposure apparatus, the reticle and substrate 110 are scanned synchronously based on the exposure magnification, and exposure is performed during the scan.

なお、本実施例の基板保持装置101は、露光装置100における使用に限定されるものではない。例えば、インプリント装置(リソグラフィ装置)等を含む基板処理装置、液晶基板製造装置、磁気ヘッド製造装置、半導体検査装置、液晶基板検査装置、磁気ヘッド検査装置、及びマイクロマシンの製造等においても用いることができる。 The substrate holding device 101 of this embodiment is not limited to use in the exposure device 100. For example, it can also be used in substrate processing devices including imprint devices (lithography devices), liquid crystal substrate manufacturing devices, magnetic head manufacturing devices, semiconductor inspection devices, liquid crystal substrate inspection devices, magnetic head inspection devices, and in the manufacture of micromachines.

ここで、チャック1に基板110を吸着保持させる際に、基板110とチャック1との間に異物を挟み込むことがある。例えば、数μm程の異物であっても、当該異物を挟み込むと、挟み込んだ部分の基板110は変形し、一部が盛り上がって、パターン成形不良を生じる場合もある。一例としては、有効な焦点深度が1μm以下である場合等に起こり得る。 Here, when the substrate 110 is attracted and held by the chuck 1, a foreign object may be trapped between the substrate 110 and the chuck 1. For example, even if the foreign object is only a few μm in size, if the foreign object is trapped, the substrate 110 at the trapped portion may deform and partly rise, resulting in defective pattern formation. As an example, this may occur when the effective depth of focus is 1 μm or less.

このような異物による挟み込みを回避するため、基板110の裏面に当接させる箇所をピン状の凸部として形成したいわゆるピンコンタクトチャック(以下、チャック)を使用して、基板110との接触面積を大幅に減少させている。以下に、従来用いられている一般的な基板保持装置で使用するチャックについて図13を参照して説明する。 To prevent such pinching by foreign objects, a so-called pin contact chuck (hereinafter, chuck) is used, in which the portion that contacts the back surface of the substrate 110 is formed as a pin-shaped protrusion, thereby greatly reducing the contact area with the substrate 110. Below, a chuck used in a conventional general substrate holding device is described with reference to FIG. 13.

図13は、一般的な基板保持装置で使用するチャック200を例示した図である。図13(A)はチャック200を+Z方向から見た場合の平面図である。図13(B)は、図13(A)で示したチャック200の部分断面図である。図13に例示している基板保持装置は、チャック200、凸部201、隔壁(第1の隔壁)204、吸引口205により構成されうる。 Figure 13 illustrates an example of a chuck 200 used in a typical substrate holding device. Figure 13(A) is a plan view of the chuck 200 as viewed from the +Z direction. Figure 13(B) is a partial cross-sectional view of the chuck 200 shown in Figure 13(A). The substrate holding device illustrated in Figure 13 can be composed of a chuck 200, a protrusion 201, a partition (first partition) 204, and a suction port 205.

凸部201は、基板110の裏面に当接させる当接面(基板を載置した後、支持する支持面)として機能する。複数のピン状の凸部201は、複数のピン状の凸部(外周側凸部)202、複数のピン状の凸部(内周側凸部)203、及び外周側凸部202と内周側凸部203とは異なる複数のピン状の凸部とを含みうる。 The protrusions 201 function as a contact surface (a support surface that supports the substrate after it is placed) that contacts the rear surface of the substrate 110. The multiple pin-shaped protrusions 201 can include multiple pin-shaped protrusions (outer peripheral protrusions) 202, multiple pin-shaped protrusions (inner peripheral protrusions) 203, and multiple pin-shaped protrusions different from the outer peripheral protrusions 202 and the inner peripheral protrusions 203.

隔壁204は、外周側凸部202より内側となるようにチャック200の底部に環状に設けられている。隔壁204の高さは、外周側凸部202の上面に対して1~2μm程度低く形成されている。吸引口205は、チャック200の底部に形成される貫通穴であり、不図示の真空源(吸引部)から連通する配管等で形成される流路と接続される。 The partition wall 204 is provided in an annular shape on the bottom of the chuck 200 so as to be inside the outer peripheral convex portion 202. The height of the partition wall 204 is formed to be about 1 to 2 μm lower than the upper surface of the outer peripheral convex portion 202. The suction port 205 is a through hole formed in the bottom of the chuck 200, and is connected to a flow path formed by a pipe or the like that communicates with a vacuum source (suction portion) not shown.

外周側凸部202は、基板110の外周方向の裏面に当接させるべく、隔壁204より外側に配置される。外周側凸部202は、基板110と同じ半径の外周上に複数配置されている。図13に例示している外周側凸部202は、チャック200の最も外周側(最外周)に配置されている凸部である。内周側凸部203は、基板110の内周方向の裏面に当接させるべく、隔壁204より内側に配置される。内周側凸部203は、基板110と同じ半径の内周上に複数配置されている。図13に例示している内周側凸部203は、最も外周側の底部に配置される外周側凸部202から隔壁204を挟んで隣に配置されている。また、チャック200における複数のピン状の凸部201は、所定の距離(間隔、周期、幅)で格子状に配置されうる。また、隔壁204の外側に配置された外周側凸部202、及び隔壁204の内側であって隔壁204を挟んで外周側凸部202と隣り合う位置に配置された内周側凸部203を1つのグループとしてそれぞれ構成する。そして、外周側凸部202と内周側凸部203で構成される複数の凸部を、それぞれのグループを含む複数のグループから構成されるようにする。 The outer circumferential side protrusion 202 is arranged outside the partition wall 204 so as to abut against the back surface of the substrate 110 in the outer circumferential direction. The outer circumferential side protrusion 202 is arranged on the outer periphery with the same radius as the substrate 110. The outer circumferential side protrusion 202 illustrated in FIG. 13 is a protrusion arranged on the outermost side (outermost circumference) of the chuck 200. The inner circumferential side protrusion 203 is arranged inside the partition wall 204 so as to abut against the back surface of the substrate 110 in the inner circumferential direction. The inner circumferential side protrusion 203 illustrated in FIG. 13 is arranged next to the outer circumferential side protrusion 202 arranged at the bottom on the outermost side, with the partition wall 204 in between. In addition, the multiple pin-shaped protrusions 201 in the chuck 200 can be arranged in a lattice pattern at a predetermined distance (spacing, period, width). In addition, the outer circumferential side convex portion 202 arranged on the outside of the partition wall 204, and the inner circumferential side convex portion 203 arranged on the inside of the partition wall 204 and adjacent to the outer circumferential side convex portion 202 with the partition wall 204 in between, are each configured as one group. Then, the multiple convex portions formed by the outer circumferential side convex portion 202 and the inner circumferential side convex portion 203 are configured as multiple groups including each group.

上記のように構成されたチャック200で基板110を吸着する方法を以下に説明する。まず、基板110をチャック200の凸部201上に載置する。これにより複数の凸部201上に基板110の裏面が当接する。次に、不図示の真空源の作動により吸引口205を介して基板110が真空吸引されることにより、基板110は、チャック200の凸部201に支持されて吸着保持される。このとき、基板110は凸部201間で真空吸着力により変形し、たわんでしまう。基板110がたわむことにより、基板110の平面度が低下し、いわゆるウエハディストーション(以下、ディストーション)が発生する。 The method of adsorbing the substrate 110 with the chuck 200 configured as described above will be described below. First, the substrate 110 is placed on the convex portions 201 of the chuck 200. This causes the back surface of the substrate 110 to abut on the multiple convex portions 201. Next, the substrate 110 is vacuum-sucked through the suction port 205 by operating a vacuum source (not shown), so that the substrate 110 is supported and adsorbed by the convex portions 201 of the chuck 200. At this time, the substrate 110 is deformed and warped by the vacuum suction force between the convex portions 201. The warping of the substrate 110 reduces the flatness of the substrate 110, causing so-called wafer distortion (hereinafter, distortion).

図13(B)に例示している、隔壁204の配置位置を一例として、外周側凸部202における基板110の平面度及びディストーションの発生量を材料力学上のモデルから図2を参照して以下に説明する。図2は、等分布荷重を受ける片側固定であって片側自由の梁の材料力学モデルを例示した図である。そして、チャック200の外周領域(外周部)における基板110のたわみの状態の材料力学上のモデルは、図2に例示するモデルに当てはまる。なお、図13(B)で例示しているように隔壁204は、内周側凸部203より外周側凸部202に近い位置に配置されている。 The flatness and distortion of the substrate 110 at the outer circumferential convex portion 202 will be described below from a material mechanics model with reference to FIG. 2, taking the arrangement position of the partition wall 204 illustrated in FIG. 13(B) as an example. FIG. 2 illustrates a material mechanics model of a beam that is fixed on one side and free on the other side and receives a uniformly distributed load. The material mechanics model of the deflection state of the substrate 110 in the outer circumferential region (outer periphery) of the chuck 200 corresponds to the model illustrated in FIG. 2. As illustrated in FIG. 13(B), the partition wall 204 is arranged closer to the outer circumferential convex portion 202 than the inner circumferential convex portion 203.

基板110のヤング率をE、基板110の厚さをh、とする。次に、前述した複数のグループ(以下、複数のグループ)のそれぞれに含まれる外周側凸部202と内周側凸部203の間の距離をLとする。さらに、単位長さあたり作用力をw、たわみをy、内周側凸部203基準の径方向位置をxとする。このとき、傾斜(θ)dy/dxは以下の式(1)で表される。なお、距離Lは、複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部202と内周側凸部203の間の距離を平均値としたものを用いてもよい。 Let E be the Young's modulus of the substrate 110, and h be the thickness of the substrate 110. Next, let L be the distance between the outer circumferential side convex portion 202 and the inner circumferential side convex portion 203 included in each of the aforementioned multiple groups (hereinafter, multiple groups). Furthermore, let w be the acting force per unit length, y be the deflection, and x be the radial position of the inner circumferential side convex portion 203 as a reference. In this case, the inclination (θ)dy/dx is expressed by the following formula (1). Note that the distance L may be the average value of the distances between the outer circumferential side convex portion 202 and the inner circumferential side convex portion 203 included in each of the multiple groups.

Figure 0007581146000001
上記式(1)における傾斜dy/dxは、x=Lで最大となり以下の式(2)で表される。
Figure 0007581146000001
The slope dy/dx in the above formula (1) is maximum when x=L and is expressed by the following formula (2).

Figure 0007581146000002
ここで、上記式(2)における、マイナス表記は傾斜dy/dxが反時計回り(CCW)の回転方向であることを示している。また、真空源による吸引圧を吸引圧力Pvとして、奥行寸法をbとすると、単位長さあたりの作用力wは、以下の式(3)で表される。
Figure 0007581146000002
Here, in the above formula (2), the minus sign indicates that the slope dy/dx is in the counterclockwise (CCW) direction. In addition, if the suction pressure by the vacuum source is the suction pressure Pv and the depth dimension is b, the acting force w per unit length is expressed by the following formula (3).

Figure 0007581146000003
ここで、片側自由の梁における断面二次モーメントE=1/12bhとして、上記式(3)を上記式(2)に代入すると、以下の式(4)が得られる。
Figure 0007581146000003
Here, assuming that the second moment of area E of a beam with one side free is 1/ 12bh3 , by substituting the above formula (3) into the above formula (2), the following formula (4) is obtained.

Figure 0007581146000004
そして、ディストーションdxは以下の式(5)で表される。
Figure 0007581146000004
The distortion dx is expressed by the following equation (5).

Figure 0007581146000005
なお、厳密には、外周側凸部202は、吸引等により基板110に荷重が掛かった際に基板110の変形により、当該外周側凸部202の中心部(外周側凸部の中心軸上における支持面)ではなく、中心部からずれた角部で基板110を支持することになる。そのため、この場合の上記距離L(mm)は、厳密には当該外周側凸部202の基板110の中心方向に対して外周側凸部202の角部から隔壁204を挟んで当該外周側凸部の隣に配置される内周側凸部203の中心軸までの距離となる。上記ディストーションを算出する上では、距離Lにおける距離が長い方がディストーションは大きくなるため、安全側で計算すべくディストーションの算出には上記の距離Lを採用している。
Figure 0007581146000005
Strictly speaking, when a load is applied to the substrate 110 by suction or the like, the outer peripheral convex portion 202 supports the substrate 110 not at the center (the support surface on the central axis of the outer peripheral convex portion) of the outer peripheral convex portion 202 but at a corner portion offset from the center due to deformation of the substrate 110. Therefore, the distance L (mm) in this case is strictly the distance from the corner of the outer peripheral convex portion 202 to the central axis of the inner peripheral convex portion 203 disposed next to the outer peripheral convex portion across the partition wall 204 in the direction of the center of the substrate 110. In calculating the distortion, the longer the distance L is, the larger the distortion is, so the distance L is adopted for calculating the distortion to be on the safe side.

ここで、一例として一般的なチャックの設計値で、E=160GPa、Pv=0.1MPa、L=2mm、h=0.7mmを上記式(5)に代入すると、dx=1.29nmが得られる。例えば、理想的な水平の基準に対するオーバーレイの誤差の許容量が1.5nmを例にすると、当該許容量が0.29nmしか残らないことになる。さらに、例えば、理想的な水平の基準に対するオーバーレイの誤差の許容量が例えば3nmや5nm等であっても、1.29nmのディストーションは基板110にパターンを形成する処理を実施する上では影響が大きい。そのため基板110を吸着保持後、パターン形成等の処理を実施していくには、ディストーションを減少させた状態で基板110を吸着保持する必要がある。 As an example, when the design values of a typical chuck, E = 160 GPa, Pv = 0.1 MPa, L = 2 mm, and h = 0.7 mm, are substituted into the above formula (5), dx = 1.29 nm is obtained. For example, if the tolerance of the overlay error with respect to the ideal horizontal reference is 1.5 nm, the tolerance remains at only 0.29 nm. Furthermore, even if the tolerance of the overlay error with respect to the ideal horizontal reference is, for example, 3 nm or 5 nm, a distortion of 1.29 nm has a large effect on the process of forming a pattern on the substrate 110. Therefore, in order to perform a process such as pattern formation after the substrate 110 is held by suction, the substrate 110 needs to be held by suction in a state where the distortion is reduced.

そこで、本実施例では、後述する凸部2に対して隔壁5の配置位置を所定の関係とすることで、ディストーションを減少させることが可能なチャックを提供することができる。以下に、本実施例の基板保持装置101について図3~図5を参照して詳細に説明する。 In this embodiment, therefore, a chuck capable of reducing distortion can be provided by positioning the partition wall 5 in a predetermined relationship with the protrusion 2 described below. The substrate holding device 101 of this embodiment will be described in detail below with reference to Figures 3 to 5.

図3は、本実施例の基板保持装置101を例示する図である。図3(A)は基板保持装置101を+Z方向からみた平面図である。図3(B)は図3(A)の基板保持装置101の部分断面図である。以下、図3を参照して本実施例の基板保持装置101を詳細に説明する。本実施例の基板保持装置101はチャック1と不図示の吸引部、及び制御部を含みうる。 Figure 3 is a diagram illustrating the substrate holding device 101 of this embodiment. Figure 3(A) is a plan view of the substrate holding device 101 as viewed from the +Z direction. Figure 3(B) is a partial cross-sectional view of the substrate holding device 101 of Figure 3(A). Below, the substrate holding device 101 of this embodiment will be described in detail with reference to Figure 3. The substrate holding device 101 of this embodiment can include a chuck 1, a suction unit (not shown), and a control unit.

チャック1は、基板110より小さい径で円形状に構成され、複数のピン状の凸部2と、隔壁(第1の隔壁)5と、吸引口(第1の吸引口)6とを含みうる。また、チャック1は基板ステージ102上に配置される。 The chuck 1 is circular and has a smaller diameter than the substrate 110, and may include a plurality of pin-shaped protrusions 2, a partition (first partition) 5, and a suction port (first suction port) 6. The chuck 1 is placed on the substrate stage 102.

凸部2は、チャック1の底部に複数配置されるピン状の凸部(ピン)であって、基板110をチャック1上に載置した際には、凸部2の上面に基板110の裏面が当接される。凸部2は、チャック1の底部に所定の距離L(mm)で格子状に底部に配置される。凸部2の径はチャック1の仕様に応じ様々であるが、一般的な径はφ0.2mm程度である。また、凸部2の配列としては格子状の配列以外にも、同心円状に配列することもでき、角度をつけた配列、例えば60度の千鳥で格子状配列するようにしてもよい。また、ランダム配列とすることもでき、あるいはそれらを組み合わせた配列であってもよい。 The protrusions 2 are pin-shaped protrusions (pins) arranged in multiple numbers on the bottom of the chuck 1, and when the substrate 110 is placed on the chuck 1, the back surface of the substrate 110 abuts against the upper surface of the protrusions 2. The protrusions 2 are arranged in a lattice pattern at a predetermined distance L (mm) on the bottom of the chuck 1. The diameter of the protrusions 2 varies depending on the specifications of the chuck 1, but a typical diameter is about φ0.2 mm. In addition to the lattice pattern, the protrusions 2 can also be arranged concentrically or at an angle, for example, in a lattice pattern with a 60-degree staggered pattern. They can also be arranged randomly, or a combination of these.

凸部2は、複数のピン状の凸部(外周側凸部、第1凸部)3及び複数のピン状の凸部(内周側凸部、第2凸部)4、及び外周側凸部3と内周側凸部4とは異なる複数のピン状の凸部(第3凸部)を含みうる。外周側凸部3は、基板110の外周方向の裏面に当接させるべく、隔壁5より外側に配置される。外周側凸部3は、基板110と同じ半径の外周上に複数配置されている凸部である。図3に例示している外周側凸部3は、チャック1の最も外周側(最外周)に配置されている。内周側凸部4は、基板110の内周方向の裏面に当接させるべく、隔壁5より内側に配置される。内周側凸部4は、基板110と同じ半径の内周上に複数配置されている。図3に例示している内周側凸部4は、最も外周側の底部に配置される外周側凸部3から隔壁5を挟んで隣に配置されている。本実施例では、第3凸部を除いた複数の凸部2を、隔壁5の外側に配置された外周側凸部3、及び隔壁5の内側であって隔壁5を挟んで外周側凸部3と隣り合う位置に配置された内周側凸部4を1つのグループとする複数のグループから構成されるようにする。 The convex portion 2 may include a plurality of pin-shaped convex portions (outer peripheral convex portion, first convex portion) 3, a plurality of pin-shaped convex portions (inner peripheral convex portion, second convex portion) 4, and a plurality of pin-shaped convex portions (third convex portion) different from the outer peripheral convex portion 3 and the inner peripheral convex portion 4. The outer peripheral convex portion 3 is arranged outside the partition wall 5 so as to abut against the back surface in the outer peripheral direction of the substrate 110. The outer peripheral convex portion 3 is a convex portion arranged in multiple on the outer circumference with the same radius as the substrate 110. The outer peripheral convex portion 3 illustrated in FIG. 3 is arranged on the outermost side (outermost circumference) of the chuck 1. The inner peripheral convex portion 4 is arranged inside the partition wall 5 so as to abut against the back surface in the inner peripheral direction of the substrate 110. The inner peripheral convex portion 4 is arranged in multiple on the inner circumference with the same radius as the substrate 110. The inner peripheral convex portion 4 illustrated in FIG. 3 is arranged adjacent to the outer peripheral convex portion 3 arranged at the bottom on the outermost side, sandwiching the partition wall 5. In this embodiment, the multiple protrusions 2, excluding the third protrusion, are configured into multiple groups, each group consisting of an outer circumferential side protrusion 3 arranged on the outside of the partition wall 5, and an inner circumferential side protrusion 4 arranged on the inside of the partition wall 5, adjacent to the outer circumferential side protrusion 3 with the partition wall 5 in between.

隔壁5は、複数の凸部2の一部を囲うように円環状にチャック1の底部に少なくとも1つ配置される。本実施例の隔壁5は、隔壁5を挟んで外周側凸部3と隣り合う内周側凸部4に近い位置に配置される。隔壁5は、複数の内周側凸部4よりも低く形成される。複数の内周側凸部4の高さとは、例えば平均の高さである。また、隔壁5の高さを特定の内周側凸部4の高さ、例えば、複数の内周側凸部4のうち最も高さが低い内周側凸部4より低くしてもよい。また、隔壁5の高さを、複数の凸部2の上面から1~2μm程度低く形成してもよい。1~2μm程度低く形成したとしても、1~2μm程度の隙間では、後述する吸引部による基板110の裏面とチャック1との空間(領域)を吸引して基板110を吸着保持する際の真空圧の低下は僅かであって問題とならない。また、1~2μm程度の差よりも小さい径のゴミやパーティクル等の異物が隔壁5に付着しても、付着した異物が基板110の裏面に接触する確率は非常に低いため、隔壁5の高さを複数の複数の凸部2の上面から1~2μm程度低く形成としても問題とならない。 At least one partition wall 5 is arranged on the bottom of the chuck 1 in an annular shape so as to surround a part of the multiple protrusions 2. In this embodiment, the partition wall 5 is arranged in a position close to the inner circumferential side protrusion 4 adjacent to the outer circumferential side protrusion 3 across the partition wall 5. The partition wall 5 is formed lower than the multiple inner circumferential side protrusions 4. The height of the multiple inner circumferential side protrusions 4 is, for example, the average height. The height of the partition wall 5 may also be lower than the height of a specific inner circumferential side protrusion 4, for example, the inner circumferential side protrusion 4 with the lowest height among the multiple inner circumferential side protrusions 4. The height of the partition wall 5 may also be formed about 1 to 2 μm lower than the upper surface of the multiple protrusions 2. Even if the partition wall 5 is formed about 1 to 2 μm lower, with a gap of about 1 to 2 μm, the decrease in vacuum pressure when the suction part described later sucks the space (area) between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1 to suction and hold the substrate 110 is slight and does not cause a problem. Furthermore, even if foreign matter such as dust or particles with a diameter smaller than the difference of about 1 to 2 μm adheres to the partition 5, the probability that the adhered foreign matter will come into contact with the back surface of the substrate 110 is very low, so there is no problem even if the height of the partition 5 is formed to be about 1 to 2 μm lower than the upper surfaces of the multiple protrusions 2.

吸引口6は、チャック1に形成された貫通穴であって、本実施例では、後述する吸引部が基板110の裏面とチャック1との間の空間を吸引(排気)する際の吸引口として機能する。なお、吸引口6は、図3では1つしか設けられていないが、これに限らず1つ以上の吸引口6をチャック1に形成するようにしてもよい。 The suction port 6 is a through hole formed in the chuck 1, and in this embodiment, it functions as a suction port when the suction unit described later sucks (exhausts) the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1. Note that while only one suction port 6 is provided in FIG. 3, this is not limiting and one or more suction ports 6 may be formed in the chuck 1.

吸引部は、基板110の裏面とチャック1との間の空間を真空吸引等で吸引可能に構成される不図示の真空源である。吸引部は制御部109からの信号によって動作を開始し、吸引部に接続されている配管等の流路と吸引口6を介して、基板110の裏面とチャック1との間の空間を吸引し、基板110をチャック1に対し吸着させることができる。なお、吸引部は基板保持装置101に配置されることに限らず、基板保持装置101の外部または露光装置100の外部に配置されていてもよい。 The suction unit is a vacuum source (not shown) configured to be able to suck the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1 by vacuum suction or the like. The suction unit starts operating in response to a signal from the control unit 109, and can suck the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1 through a flow path such as a pipe connected to the suction unit and the suction port 6, thereby adsorbing the substrate 110 to the chuck 1. Note that the suction unit is not limited to being disposed in the substrate holding device 101, and may be disposed outside the substrate holding device 101 or outside the exposure device 100.

図4は、本実施例の隔壁5の配置位置における材料力学モデルを例示した図である。図4(A)は、本実施例の基板保持装置101の部分断面図である。図4(B)は、図4(A)の部分断面図における材料力学モデルを例示した図である。 Figure 4 is a diagram illustrating a material mechanics model at the placement position of the partition wall 5 in this embodiment. Figure 4(A) is a partial cross-sectional view of the substrate holding device 101 in this embodiment. Figure 4(B) is a diagram illustrating a material mechanics model in the partial cross-sectional view of Figure 4(A).

図4(B)では、内周側凸部4で傾斜dy/dxが0(零)なのでここを固定端で近似したものである。また、図4(B)では、内周側凸部4から隔壁5の位置までの間に真空圧Pによる力が等分布荷重として作用し、隔壁5を挟んで内周側凸部4と隣り合う外周側凸部3までは力が作用しない。そのため、外周側凸部3では傾斜dy/dxが自由となるので、ここを自由端で近似したものである。これは、図2と同様にいわゆる不静定はりであり、力のつりあい、モーメントのつり合いに加えて外周側凸部3における変位=0の条件を与えることにより固定端反力Rfと自由端反力Rpと、固定端におけるモーメントMfを計算することができる。以下に図4(B)における材料力学モデルを使用した、本実施例の基板保持装置101におけるディストーションの算出について説明する。 In FIG. 4B, the inclination dy/dx is 0 (zero) at the inner circumferential side convex portion 4, so this is approximated by a fixed end. Also, in FIG. 4B, the force of the vacuum pressure P acts as a uniformly distributed load between the inner circumferential side convex portion 4 and the partition wall 5, and the force does not act on the outer circumferential side convex portion 3 adjacent to the inner circumferential side convex portion 4 across the partition wall 5. Therefore, the inclination dy/dx is free at the outer circumferential side convex portion 3, so this is approximated by a free end. This is a so-called statically indeterminate beam, as in FIG. 2, and by providing the condition of displacement = 0 at the outer circumferential side convex portion 3 in addition to the balance of forces and moments, the fixed end reaction force Rf, the free end reaction force Rp, and the moment Mf at the fixed end can be calculated. Below, the calculation of distortion in the substrate holding device 101 of this embodiment using the material mechanics model in FIG. 4B will be described.

たわみをyとし、隔壁5を挟んで複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3と隣り合う内周側凸部4のうち当該外周側凸部3と最も直線距離で近い位置に配置されている内周側凸部4から隔壁5までの距離を、距離sとする。次に、複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3と内周側凸部4の間の距離を、距離Lとする。なお、距離Lは、複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3と内周側凸部4の間の距離を平均値としたものを用いてもよい。このとき、たわみの方程式は上記したRf、Rp、Mfを用いて、0<x≦sとした場合において、以下の式(6)で表すことができる。 Let the deflection be y, and let the distance from the inner circumferential projection 4 that is located closest in linear distance to the outer circumferential projection 3 among the inner circumferential projections 4 adjacent to the outer circumferential projection 3 included in each of the multiple groups across the partition 5 be distance s, to the partition 5. Next, let the distance between the outer circumferential projection 3 and the inner circumferential projection 4 included in each of the multiple groups be distance L. Note that distance L may be the average value of the distances between the outer circumferential projection 3 and the inner circumferential projection 4 included in each of the multiple groups. In this case, the equation for deflection can be expressed by the following formula (6) using the above-mentioned Rf, Rp, and Mf, assuming 0<x≦s.

Figure 0007581146000006
そして、s<x≦Lとした場合では、以下の式(7)で表すことができる。
Figure 0007581146000007
Figure 0007581146000006
In addition, when s<x≦L, it can be expressed by the following equation (7).
Figure 0007581146000007

次に、上記式(7)を積分して、固定端でdy/dx=0の条件を入れることで、以下の式(8)が得られる。 Next, by integrating the above equation (7) and inserting the condition dy/dx = 0 at the fixed end, we obtain the following equation (8).

Figure 0007581146000008
次に、上記式(7)を積分して、隔壁5の配置位置での傾斜dy/dxが連続という条件を入れることで、以下の式(9)が得られる。
Figure 0007581146000008
Next, by integrating the above formula (7) and inserting the condition that the gradient dy/dx at the arrangement position of the partition 5 is continuous, the following formula (9) is obtained.

Figure 0007581146000009
Figure 0007581146000009

また、Rf、Mfを前述の変位つりあい、力つり合い、及びモーメントつりあいから計算するとu=s/Lをパラメータとして、以下の式(10)と式(11)が得られる。 Furthermore, when Rf and Mf are calculated from the aforementioned displacement balance, force balance, and moment balance, the following equations (10) and (11) are obtained with u = s/L as a parameter.

Figure 0007581146000010
Figure 0007581146000010

そして、x=Lとして、上記式(3)と断面二次モーメントE=1/12bhを上記式(9)に代入すると、以下の式(12)が得られる。 Then, when x=L and the above formula (3) and the second moment of area E=1/ 12bh3 are substituted into the above formula (9), the following formula (12) is obtained.

Figure 0007581146000011
ここで、上記式(12)における傾斜dy/dxは時計回り(CW)を+(プラス)表記としている。なお、予め反時計回り(CCW)を+と定義しているなら-1を掛ければ同様となる。また、傾斜dy/dxに厚さh/2を掛けるとディストーションdxが以下の式(13)によって得られる。
Figure 0007581146000011
Here, in the above formula (12), the tilt dy/dx is expressed as + (plus) in the clockwise (CW) direction. If the counterclockwise (CCW) direction is previously defined as +, multiplying by -1 will result in the same result. Furthermore, multiplying the tilt dy/dx by the thickness h/2 gives the distortion dx according to the following formula (13).

Figure 0007581146000012
Figure 0007581146000012

次に、上記式(13)で得られるディストーションdxに基づいて、以下に示す式(14)を満たすように、uを決定する。 Next, u is determined based on the distortion dx obtained by the above formula (13) so as to satisfy the following formula (14).

Figure 0007581146000013
上記式(14)における補正係数とは実質的な距離Lを考慮した係数であって、凸部2の配置位置により異なるが、1に近い数字である。
Figure 0007581146000013
The correction coefficient in the above formula (14) is a coefficient taking into consideration the substantial distance L, and is a number close to 1, although it differs depending on the arrangement position of the convex portion 2.

また平坦度仕様をdzとして、基板110の最も外周側に配置されている外周側凸部3よりも外周方向(外側方向)に突出している部分の長さ、いわゆるオーバーハングする長さをohとするとき、以下の式(15)を満たすように、uを決定してもよい。

Figure 0007581146000014
Furthermore, when the flatness specification is dz and the length of the portion that protrudes in the peripheral direction (outward direction) beyond the outer peripheral side convex portion 3 located on the outermost side of the substrate 110 is oh, that is, the so-called overhanging length, u may be determined so as to satisfy the following formula (15).
Figure 0007581146000014

図5は、本実施例の隔壁5の配置位置に対するディストーションの関係を例示した図である。図5におけるグラフは、補正係数×(h/2)×PvL/4Eh(3u-4u)に、例えば一般的なチャック1の設計値である、E=160GPa、Pv=0.1MPa、L=2mm、h=0.7mmを代入して算出した値を縦軸としている。また、uを変数として横軸としている。 Fig. 5 is a diagram illustrating the relationship of distortion to the arrangement position of the partition 5 in this embodiment. The vertical axis of the graph in Fig. 5 is a value calculated by substituting, for example, E = 160 GPa , Pv = 0.1 MPa, L = 2 mm, and h = 0.7 mm, which are design values of a typical chuck 1, into the correction coefficient × (h/2) × PvL / 4Eh (3u - 4u). The horizontal axis also shows u as a variable.

図5によれば、u<0.5とすれば最大でもディストーションdxは0.4nmとすることができ、基板110を吸着保持して基板110にパターンを形成する処理等を実施する上での影響を大幅に少なくすることができる。 According to FIG. 5, if u<0.5, the maximum distortion dx can be 0.4 nm, which can significantly reduce the impact on processes such as holding the substrate 110 by suction and forming a pattern on the substrate 110.

また、実際には複数の凸部2は2次元配置されており実際の凸部2間の距離Lは前述の凸部の角部当たりによる減少も含めると、上記で定義した距離Lより実質的に小さく(距離が短い)なる。そのため、上記ディストーションの算出で使用した距離Lであれば、実際の配置よりも大きい(距離が長い)ため、ディストーションは大きくなる。本実施例では、安全側で計算すべくディストーションの算出には上記の距離Lを採用している。 In reality, multiple protrusions 2 are arranged two-dimensionally, and the actual distance L between protrusions 2, including the reduction due to hitting the corners of the protrusions, is substantially smaller (shorter) than the distance L defined above. Therefore, if the distance L used in the above distortion calculation is larger (longer) than the actual arrangement, the distortion will be large. In this embodiment, the above distance L is used to calculate the distortion in order to be on the safe side.

以上、本実施例では、u<0.5を満たすように、隔壁5の配置位置を調整する(凸部2に対して隔壁5の配置位置を所定の関係とする)ことで、ディストーションを減少させることができる。これにより、パターン形成等の処理を実施して行く上で、最適な状態で基板110を吸着保持することが可能なチャックを提供することができる。 As described above, in this embodiment, distortion can be reduced by adjusting the position of the partition 5 (setting the position of the partition 5 in a predetermined relationship with respect to the protrusion 2) so as to satisfy u<0.5. This makes it possible to provide a chuck that can adsorb and hold the substrate 110 in an optimal state when performing processes such as pattern formation.

<実施例2>
本実施例の基板保持装置101は、実施例1のチャック1における隔壁(第1の隔壁)5とは異なる隔壁として補助隔壁(第2の隔壁)7と、吸引口6とは異なる吸引口である吸引口(第2の吸引口)8をさらに設けた基板保持装置である。即ち、実施例2の基板保持装置101では第1の隔壁は隣り合う2重の隔壁から構成されるように構成している。なお、本実施例においてはこの2重の隔壁の内の外側の隔壁を補助隔壁(第2の隔壁)と呼ぶ。以下に、図6を参照して本実施例の基板保持装置101を説明する。図6は、本実施例の基板保持装置101を例示する図である。図6(A)は基板保持装置101を+Z方向から見た平面図である。図6(B)は図6(A)の基板保持装置101の部分断面図である。なお、本実施例の基板保持装置101の構成は、実施例1の基板保持装置101と同様の構成であるため重複する箇所については説明を省略する。
Example 2
The substrate holding device 101 of this embodiment is a substrate holding device further provided with an auxiliary partition (second partition) 7 as a partition different from the partition (first partition) 5 in the chuck 1 of the first embodiment, and a suction port (second suction port) 8 which is a suction port different from the suction port 6. That is, in the substrate holding device 101 of the second embodiment, the first partition is configured to be composed of two adjacent partitions. In this embodiment, the outer partition of the two partitions is called the auxiliary partition (second partition). The substrate holding device 101 of this embodiment will be described below with reference to FIG. 6. FIG. 6 is a diagram illustrating the substrate holding device 101 of this embodiment. FIG. 6(A) is a plan view of the substrate holding device 101 as viewed from the +Z direction. FIG. 6(B) is a partial cross-sectional view of the substrate holding device 101 of FIG. 6(A). The configuration of the substrate holding device 101 of this embodiment is similar to that of the substrate holding device 101 of the first embodiment, and therefore the description of the overlapping parts will be omitted.

本実施例のチャック1は、実施例1と同様に複数のピン状の凸部2、隔壁5、吸引口6を含み、さらに補助隔壁7及び吸引口8を含みうる。 The chuck 1 of this embodiment includes multiple pin-shaped protrusions 2, a partition wall 5, and a suction port 6, similar to the first embodiment, and may further include an auxiliary partition wall 7 and a suction port 8.

補助隔壁7は、隔壁5と、隔壁5の外周側の隣に配置された外周側凸部3の間に配置される。即ち、内周側凸部4よりも外周側凸部3に近い位置に配置される。なお、この際の補助隔壁7の配置位置は実施例1で示した複数のグループ(以下、複数のグループ)に含まれる凸部2の位置の平均値同士を比較した上で配置される。また、補助隔壁7は、距離Lの中心位置より隔壁5の外周側の隣に配置された外周側凸部3に可能な限り近い位置に配置することが好ましい。本実施例においては、u≒1となるように補助隔壁7を配置する。なお、隔壁5の配置位置としては、u<0.5を満たすように配置することは実施例1と同様である。また、補助隔壁7の高さは、複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3の高さよりも低く形成される。複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3の高さとは、例えば平均の高さである。また、補助隔壁7の高さを特定の外周側凸部3の高さ、例えば、複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3のうち最も高さが低い外周側凸部3より低くしてもよい。 The auxiliary partition 7 is disposed between the partition 5 and the outer peripheral side convex portion 3 disposed adjacent to the partition 5 on the outer peripheral side. That is, it is disposed at a position closer to the outer peripheral side convex portion 3 than the inner peripheral side convex portion 4. The position of the auxiliary partition 7 is determined by comparing the average values of the positions of the convex portions 2 contained in the multiple groups (hereinafter, multiple groups) shown in Example 1. It is preferable to dispose the auxiliary partition 7 as close as possible to the outer peripheral side convex portion 3 disposed adjacent to the partition 5 on the outer peripheral side from the center position of the distance L. In this embodiment, the auxiliary partition 7 is disposed so that u≒1. The position of the partition 5 is disposed so as to satisfy u<0.5, as in Example 1. The height of the auxiliary partition 7 is formed lower than the height of the outer peripheral side convex portion 3 contained in each of the multiple groups. The height of the outer peripheral side convex portion 3 contained in each of the multiple groups is, for example, an average height. The height of the auxiliary partition 7 may also be lower than the height of a specific outer peripheral side convex portion 3, for example, the outer peripheral side convex portion 3 having the lowest height among the outer peripheral side convex portions 3 contained in each of the multiple groups.

吸引口8は、実施例1の吸引口6と同様の機能を有し、隔壁5と補助隔壁7の間に形成される。吸引口8は、実施例1の吸引口6と同様に配管等の流路によって吸引部と接続されている。さらに本実施例の基板保持装置101における吸引部は、吸引のための流路の開閉をする不図示のバルブ(切替弁)を、吸引口6及び吸引口8と吸引部とを接続する流路にそれぞれ備えうる。本実施例では、吸引口6と吸引部との間に配置されるバルブを第1のバルブ、吸引口8と吸引部との間に配置されるバルブを第2のバルブとする。 The suction port 8 has the same function as the suction port 6 in Example 1, and is formed between the partition 5 and the auxiliary partition 7. The suction port 8 is connected to the suction unit by a flow path such as a pipe, similar to the suction port 6 in Example 1. Furthermore, the suction unit in the substrate holding device 101 in this example may have valves (switching valves) (not shown) that open and close the flow path for suction, in the flow paths connecting the suction port 6 and the suction port 8 to the suction unit. In this example, the valve arranged between the suction port 6 and the suction unit is referred to as the first valve, and the valve arranged between the suction port 8 and the suction unit is referred to as the second valve.

本実施例では、基板110をチャック1に吸着保持させる際に、吸引口6及び吸引口8を介して吸引する。以下に、本実施例における基板110の吸引処理について説明する。なお、吸引処理は基板保持装置101の不図示の制御部がコンピュータプログラムを実行することによって制御される。 In this embodiment, when the substrate 110 is held by suction on the chuck 1, it is sucked through the suction ports 6 and 8. The suction process of the substrate 110 in this embodiment is described below. The suction process is controlled by a control unit (not shown) of the substrate holding device 101 executing a computer program.

まず、不図示の制御部は、吸引部に対し動作指令を送信して吸引(排気)を開始させる。吸引部が吸引を開始することで、吸引口6及び吸引口8を介して、基板110の裏面とチャック1との空間を吸引する。これにより、補助隔壁7より基板110の内側の面積が吸引面積となり、より大きな吸引力を発生させ、反りの大きな基板であっても反りの矯正することが可能になる。なお、基板110の反りが矯正されて吸引が完了した時点でディストーションが発生している。 First, the control unit (not shown) sends an operation command to the suction unit to start suction (exhaust). When the suction unit starts suction, it sucks the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1 via suction ports 6 and 8. As a result, the area inside the auxiliary partition 7 of the substrate 110 becomes the suction area, generating a larger suction force and making it possible to correct the warp even in a substrate with a large warp. Note that distortion occurs when the warp of the substrate 110 is corrected and suction is completed.

次に、不図示の制御部は、第2のバルブを制御し、吸引口8を介した領域の吸引を停止する。これにより吸引口8から隔壁5と補助隔壁7との間の空間が大気開放され、吸引されている領域が、吸引口6を介した領域である隔壁5より基板110の内側の領域に遷移し、ディストーションが低減する。なお、これらの吸引処理における各種制御は制御部109によって行われてもよい。 Next, the control unit (not shown) controls the second valve to stop suction of the area through the suction port 8. This opens the space between the partition 5 and the auxiliary partition 7 to the atmosphere from the suction port 8, and the area being sucked transitions from the partition 5, which is the area through the suction port 6, to an area inside the substrate 110, thereby reducing distortion. Note that various controls in these suction processes may be performed by the control unit 109.

一度矯正された基板110は、基板110の外周側(外周部)の吸引を停止または吸引力を減じたとても、元に戻ってしまう確率は低い。よって、ディストーションは小さいままに保たれる。 Once the substrate 110 has been corrected, there is a low probability that it will return to its original state even if the suction force on the outer periphery (outer periphery) of the substrate 110 is stopped or reduced. Therefore, distortion is kept small.

以上、本実施例では、実施例1と同様にディストーションの減少に加え、基板110の反りを減少させることができる。これにより、パターン形成等の処理を実施して行く上で、最適な状態で基板110を吸着保持することが可能なチャックを提供することができる。 As described above, in this embodiment, in addition to reducing distortion as in the first embodiment, it is possible to reduce warping of the substrate 110. This makes it possible to provide a chuck that can adsorb and hold the substrate 110 in an optimal state when performing processes such as pattern formation.

また、一部の反りの大きな基板110では吸引口8を大気解放したときに反りが戻る場合も少なからずある。この場合は、基板110の反りの状況により吸引口8を介してα×マイナス1気圧(αは1より小さい整数)程度の負圧を吸引部によって付加するようにすればよい。あるいは、吸引部により基板110の裏面とチャック1との空間を吸引する前に吸引口8からの圧力をマイナス1気圧程度の負圧とし、吸引口8からの圧力をα×マイナス1気圧(αは1より小さい整数)の負圧とする。これにより、基板110の矯正前後の切り替えをする必要はなくなり、反りが戻ることはなくなる。 In addition, in some substrates 110 with large warpage, the warpage may return when the suction port 8 is opened to the atmosphere. In this case, a negative pressure of about α × minus 1 atmosphere (α is an integer smaller than 1) may be applied by the suction unit through the suction port 8 depending on the state of the warpage of the substrate 110. Alternatively, before the suction unit sucks the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1, the pressure from the suction port 8 is set to a negative pressure of about minus 1 atmosphere, and the pressure from the suction port 8 is set to a negative pressure of α × minus 1 atmosphere (α is an integer smaller than 1). This eliminates the need to switch between before and after the correction of the substrate 110, and the warpage will not return.

<実施例3>
本実施例では、後述する内周側凸部4と外周側凸部3の高さを所定の関係とすることで、ディストーションを減少させることが可能なチャックを提供することができる。以下に、本実施例の基板保持装置101について図7~図9を参照して詳細に説明する。
Example 3
In this embodiment, a chuck capable of reducing distortion can be provided by setting the heights of the inner peripheral side convex portion 4 and the outer peripheral side convex portion 3, which will be described later, in a predetermined relationship. The substrate holding device 101 of this embodiment will be described in detail below with reference to FIGS.

図7は、本実施例の基板保持装置101を例示する図である。図7(A)は基板保持装置101を+Z方向からみた平面図である。図7(B)は図7(A)の基板保持装置101の部分断面図である。以下、図7を参照して本実施例の基板保持装置101を詳細に説明する。本実施例の基板保持装置101はチャック1と不図示の吸引部、及び制御部を含みうる。 Figure 7 is a diagram illustrating the substrate holding device 101 of this embodiment. Figure 7(A) is a plan view of the substrate holding device 101 as viewed from the +Z direction. Figure 7(B) is a partial cross-sectional view of the substrate holding device 101 of Figure 7(A). Below, the substrate holding device 101 of this embodiment will be described in detail with reference to Figure 7. The substrate holding device 101 of this embodiment can include a chuck 1, a suction unit (not shown), and a control unit.

チャック1は、基板110より小さい径で円形状に構成され、複数のピン状の凸部2と、隔壁(第1の隔壁)5と、吸引口(第1の吸引口)6とを含みうる。また、チャック1は基板ステージ102上に配置される。 The chuck 1 is circular and has a smaller diameter than the substrate 110, and may include a plurality of pin-shaped protrusions 2, a partition (first partition) 5, and a suction port (first suction port) 6. The chuck 1 is placed on the substrate stage 102.

凸部2は、チャック1の底部に複数配置されるピン状の凸部であって、基板110をチャック1上に載置した際には、凸部2の上面に基板110の裏面が当接される。凸部2は、チャック1の底部に所定の距離L(mm)で格子状に底部に配置される。凸部2の径はチャック1の仕様に応じ様々であるが、一般的な径はφ0.2mm程度である。また、凸部2の配列としては格子状の配列以外にも、同心円状に配列することもでき、角度をつけた配列、例えば60度の千鳥で格子状配列するようにしてもよい。また、ランダム配列とすることもでき、あるいはそれらを組み合わせた配列であってもよい。 The protrusions 2 are pin-shaped protrusions arranged in multiple numbers on the bottom of the chuck 1, and when the substrate 110 is placed on the chuck 1, the back surface of the substrate 110 abuts against the upper surface of the protrusions 2. The protrusions 2 are arranged in a lattice pattern at a predetermined distance L (mm) on the bottom of the chuck 1. The diameter of the protrusions 2 varies depending on the specifications of the chuck 1, but a typical diameter is about φ0.2 mm. In addition to the lattice pattern, the protrusions 2 can also be arranged concentrically or at an angle, for example, in a lattice pattern with a 60-degree staggered pattern. They can also be arranged randomly, or a combination of these.

凸部2は、複数のピン状の凸部(外周側凸部、第1凸部)3及び複数のピン状の凸部(内周側凸部、第2凸部)4、及び外周側凸部3と内周側凸部4とは異なる複数のピン状の凸部(第3凸部)を含みうる。外周側凸部3は、基板110の外周方向の裏面に当接させるべく、隔壁5より外側に配置される。外周側凸部3は、基板110と同じ半径の外周上に複数配置されている凸部である。図7に例示している外周側凸部3は、チャック1の最も外周側(最外周)に配置されている。内周側凸部4は、基板110の内周方向の裏面に当接させるべく、隔壁5より内側に配置される。内周側凸部4は、基板110と同じ半径の内周上に複数配置されている。図7に例示している内周側凸部4は、最も外周側の底部に配置される外周側凸部3から隔壁5を挟んで隣に配置されている。本実施例では、第3凸部を除いた複数の凸部2を、隔壁5の外側に配置された外周側凸部3、及び隔壁5の内側であって隔壁5を挟んで外周側凸部3と隣り合う位置に配置された内周側凸部4を1つのグループとする複数のグループから構成されるようにする。後述するが、当該複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3は内周側凸部4より低い高さとする。 The convex portion 2 may include a plurality of pin-shaped convex portions (outer peripheral convex portion, first convex portion) 3, a plurality of pin-shaped convex portions (inner peripheral convex portion, second convex portion) 4, and a plurality of pin-shaped convex portions (third convex portion) different from the outer peripheral convex portion 3 and the inner peripheral convex portion 4. The outer peripheral convex portion 3 is arranged outside the partition wall 5 so as to abut against the back surface in the outer peripheral direction of the substrate 110. The outer peripheral convex portion 3 is a convex portion arranged in multiple on the outer circumference with the same radius as the substrate 110. The outer peripheral convex portion 3 illustrated in FIG. 7 is arranged on the outermost side (outermost circumference) of the chuck 1. The inner peripheral convex portion 4 is arranged inside the partition wall 5 so as to abut against the back surface in the inner peripheral direction of the substrate 110. The inner peripheral convex portion 4 is arranged in multiple on the inner circumference with the same radius as the substrate 110. The inner peripheral convex portion 4 illustrated in FIG. 7 is arranged next to the outer peripheral convex portion 3 arranged at the bottom on the outermost side, sandwiching the partition wall 5. In this embodiment, the multiple protrusions 2, excluding the third protrusion, are configured to be composed of multiple groups, each group being made up of an outer circumferential side protrusion 3 arranged on the outside of the partition wall 5 and an inner circumferential side protrusion 4 arranged on the inside of the partition wall 5, adjacent to the outer circumferential side protrusion 3 with the partition wall 5 in between. As will be described later, the outer circumferential side protrusions 3 included in each of the multiple groups are made to have a lower height than the inner circumferential side protrusions 4.

隔壁5は、複数の凸部2の一部を囲うように円環状にチャック1の底部に少なくとも1つ配置される。吸引口6は、チャック1に形成された貫通穴であって、本実施例では、後述する吸引部が基板110の裏面とチャック1との間の空間を吸引(排気)する際の吸引口として機能する。なお、吸引口6は、図7では1つしか設けられていないが、これに限らず1つ以上の吸引口6をチャック1に形成するようにしてもよい。 At least one partition 5 is arranged in a circular ring shape on the bottom of the chuck 1 so as to surround a portion of the multiple protrusions 2. The suction port 6 is a through hole formed in the chuck 1, and in this embodiment, it functions as a suction port when the suction unit described later sucks (exhausts) the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1. Note that while only one suction port 6 is provided in FIG. 7, this is not limiting and one or more suction ports 6 may be formed in the chuck 1.

吸引部は、基板110の裏面とチャック1との間の空間を真空吸引等で吸引可能に構成される不図示の真空源である。吸引部は制御部109からの信号によって動作を開始し、吸引部に接続されている配管等の流路と吸引口6を介して、基板110の裏面とチャック1との間の空間を吸引し、基板110をチャック1に対し吸着させることができる。なお、吸引部は基板保持装置101に配置されることに限らず、基板保持装置101の外部または露光装置100の外部に配置されていてもよい。 The suction unit is a vacuum source (not shown) configured to be able to suck the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1 by vacuum suction or the like. The suction unit starts operating in response to a signal from the control unit 109, and can suck the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1 through a flow path such as a pipe connected to the suction unit and the suction port 6, thereby adsorbing the substrate 110 to the chuck 1. Note that the suction unit is not limited to being disposed in the substrate holding device 101, and may be disposed outside the substrate holding device 101 or outside the exposure device 100.

次に、前述した複数のグループ(以下、複数のグループ)のそれぞれに含まれる外周側凸部3の高さをhoとする。そして、複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4の高さをhiとして、望ましいhoの値について図8及び図9を参照して以下に説明する。なお、本実施例では、hoは複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3の平均の高さとし、hiは複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4の平均の高さとする。図8は、本実施例の外周側凸部3を無くした場合の片持ち梁における材料力学モデルを例示している図である。図8に示すモデルは片持ち梁となっている。図9は、本実施例のチャック1の断面図を例示している図である。 Next, the height of the outer circumferential projection 3 included in each of the aforementioned multiple groups (hereinafter, multiple groups) is ho. The height of the inner circumferential projection 4 included in each of the multiple groups is hi, and the desirable value of ho will be described below with reference to Figures 8 and 9. In this embodiment, ho is the average height of the outer circumferential projection 3 included in each of the multiple groups, and hi is the average height of the inner circumferential projection 4 included in each of the multiple groups. Figure 8 is a diagram illustrating a material mechanics model of a cantilever beam in the case where the outer circumferential projection 3 of this embodiment is eliminated. The model shown in Figure 8 is a cantilever beam. Figure 9 is a diagram illustrating a cross-sectional view of the chuck 1 of this embodiment.

図9では、図8に示しているような外周側凸部3を無くした場合の基板110のたわみのモデル2minと、ho=hiの際の基板110のたわみモデル2jを示している。 Figure 9 shows a model 2min of the deflection of the substrate 110 when the outer peripheral convex portion 3 as shown in Figure 8 is eliminated, and a model 2j of the deflection of the substrate 110 when ho = hi.

ここで、図9に例示しているたわみモデルの傾斜をdy/dx、たわみをy、内周側凸部4基準の径方向位置をx、複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3と内周側凸部4の間の距離をLとする。これにより、u=x/Lに対しての傾斜dy/dxを以下の式(16)、たわみyを以下の式(17)で表すことができる。

Figure 0007581146000015
9, the inclination of the deflection model is dy/dx, the deflection is y, the radial position of the inner circumference side convex portion 4 as a reference is x, and the distance between the outer circumference side convex portion 3 and the inner circumference side convex portion 4 included in each of the multiple groups is L. As a result, the inclination dy/dx with respect to u=x/L can be expressed by the following formula (16), and the deflection y can be expressed by the following formula (17).
Figure 0007581146000015

そして、u=1のとしたとき、ymaxは、以下の式(18)で表すことができる。

Figure 0007581146000016
上記式(18)は、hoをhi-(PvL)/(Eh)よりも小さくすると、基板110の裏面が外周側凸部3の支持面に触れなくなることを示している。そのため、以下の式(19)を満たすことで、hi=hoとしたときよりも傾斜dy/dxを低減することができ、ディストーションを低減することができる。
Figure 0007581146000017
When u=1, y max can be expressed by the following equation (18).
Figure 0007581146000016
The above formula (18) indicates that when ho is made smaller than hi-( PvL4 )/( Eh3 ), the back surface of the substrate 110 does not come into contact with the supporting surface of the outer circumferential convex portion 3. Therefore, by satisfying the following formula (19), the slope dy/dx can be reduced more than when hi=ho, and distortion can be reduced.
Figure 0007581146000017

また、隔壁5の高さは、複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4よりは低くして、且つ複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3以下の高さとする。隔壁5を複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3より高くしてしまうと、隔壁5が複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3と同様の機能を果たしてしまうためである。なお、隔壁5は、複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4よりも複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3に近い位置に配置される。この際の隔壁5の配置位置は複数のグループのそれぞれに含まれる凸部の位置の平均値同士を比較した上で配置される。また、隔壁5は複数のグループに含まれる外周側凸部3に可能な限り近い位置に配置することが好ましく、本実施例においては、u≒1となるように隔壁5を配置する。 The height of the partition 5 is lower than the inner circumferential side protrusion 4 included in each of the multiple groups, and is equal to or lower than the outer circumferential side protrusion 3 included in each of the multiple groups. If the partition 5 is made higher than the outer circumferential side protrusion 3 included in each of the multiple groups, the partition 5 will perform the same function as the outer circumferential side protrusion 3 included in each of the multiple groups. The partition 5 is placed at a position closer to the outer circumferential side protrusion 3 included in each of the multiple groups than the inner circumferential side protrusion 4 included in each of the multiple groups. The placement position of the partition 5 in this case is determined by comparing the average positions of the protrusions included in each of the multiple groups. It is preferable to place the partition 5 as close as possible to the outer circumferential side protrusion 3 included in each of the multiple groups, and in this embodiment, the partition 5 is placed so that u ≒ 1.

以上、本実施例では、hi-ho<(PvL)/(Eh)を満たすように、hoに対してhiの高さを設定することで、ディストーションを減少させることができる。これにより、パターン形成等の処理を実施して行く上で、最適な状態で基板110を吸着保持することが可能なチャックを提供することができる。 As described above, in this embodiment, distortion can be reduced by setting the height of hi relative to ho so as to satisfy hi-ho<(PvL 4 )/(Eh 3 ). This makes it possible to provide a chuck capable of suction-holding the substrate 110 in an optimal state when performing processes such as pattern formation.

なお、例えば、上記式(18)に、Pv=0.1013MPa、L=2mm、E=160GPaを代入すると、h=0.7mmの時、ymax=44.3nmとなる。この場合は、hi-hoは例えば、45nm程度より小さく設計することでディストーションを減少させることができる。 For example, if Pv = 0.1013 MPa, L = 2 mm, and E = 160 GPa are substituted into the above formula (18), then when h = 0.7 mm, ymax = 44.3 nm. In this case, distortion can be reduced by designing hi-ho to be smaller than about 45 nm, for example.

<実施例4>
本実施例の基板保持装置101は、実施例3で示した複数のグループ(以下、複数のグループ)のそれぞれに含まれる外周側凸部3の断面積を、複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4の断面積より小さくした基板保持装置である。なお、基板保持装置101の構成は、実施例3の基板保持装置101と同様の構成であるため重複する箇所については説明を省略する。
Example 4
The substrate holding device 101 of this embodiment is a substrate holding device in which the cross-sectional area of the outer circumferential side convex portion 3 included in each of the plurality of groups (hereinafter, the plurality of groups) shown in the embodiment 3 is made smaller than the cross-sectional area of the inner circumferential side convex portion 4 included in each of the plurality of groups. Note that the configuration of the substrate holding device 101 is similar to that of the substrate holding device 101 of the embodiment 3, and therefore a description of the overlapping parts will be omitted.

本実施例では、複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3の断面積をSo、複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4の断面積をSiとした場合、Si>Soとなるように外周側凸部3と内周側凸部4を設計し、加工を行う。これにより、加工時に外周側凸部3の加工抵抗が減少し、凸部の加工が容易になる。なお、本実施例では、Soは複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3の断面積の平均値とし、Siは複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4の断面積の平均値とする。 In this embodiment, if the cross-sectional area of the outer circumferential convex portion 3 included in each of the multiple groups is So, and the cross-sectional area of the inner circumferential convex portion 4 included in each of the multiple groups is Si, the outer circumferential convex portion 3 and the inner circumferential convex portion 4 are designed and processed so that Si>So. This reduces the processing resistance of the outer circumferential convex portion 3 during processing, making it easier to process the convex portions. In this embodiment, So is the average value of the cross-sectional areas of the outer circumferential convex portions 3 included in each of the multiple groups, and Si is the average value of the cross-sectional areas of the inner circumferential convex portions 4 included in each of the multiple groups.

さらに、加工抵抗が減少することで、複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3の除去量が多くなり、結果として、hi>hoに寄与する。さらに複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3の鉛直方向の剛性が複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4のそれよりも小さくなる。これにより、吸引部で吸引した際に基板110の鉛直方向の圧縮量が増えて、結果としてhi>hoに寄与する。なお、凸部2の加工としては例えばラップ加工による加工が考えられるが、これに限らず、Si>Soとなるような加工を行える方法であれば他の方法を用いて加工してもよい。 Furthermore, the reduction in processing resistance increases the amount of outer peripheral convex portion 3 that is included in each of the multiple groups that is removed, which contributes to hi>ho. Furthermore, the vertical rigidity of the outer peripheral convex portion 3 that is included in each of the multiple groups is smaller than that of the inner peripheral convex portion 4 that is included in each of the multiple groups. This increases the amount of vertical compression of the substrate 110 when sucked by the suction portion, which contributes to hi>ho. Note that, although lapping may be considered as an example of processing the convex portion 2, other methods may be used as long as they can be used to process the convex portion 2 so that Si>So.

以上、本実施例では、Si>Soとなるように複数のグループのそれぞれに含まれる外周側凸部3と複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4の加工を行う。これにより、加工精度の向上や加工時間の短縮が図れる。さらに、実施例3と同様にディストーションを減少させることができ、パターン形成等の処理を実施して行く上で、最適な状態で基板110を吸着保持することが可能なチャックを提供することができる。 As described above, in this embodiment, the outer circumferential convex portion 3 included in each of the multiple groups and the inner circumferential convex portion 4 included in each of the multiple groups are processed so that Si>So. This improves the processing accuracy and shortens the processing time. Furthermore, as in the third embodiment, distortion can be reduced, and a chuck can be provided that can adsorb and hold the substrate 110 in an optimal state when performing processing such as pattern formation.

<実施例5>
本実施例の基板保持装置101は、実施例3のチャック1における隔壁(第1の隔壁)5とは異なる隔壁として補助隔壁(第2の隔壁)7と、吸引口6とは異なる吸引口である吸引口(第2の吸引口)8をさらに設けた基板保持装置である。即ち、実施例5の基板保持装置101では第1の隔壁は隣り合う2重の隔壁から構成されるように構成している。なお、本実施例においてはこの2重の隔壁の内の外側の隔壁を補助隔壁(第2の隔壁)と呼ぶ。以下に、図10を参照して本実施例の基板保持装置101を説明する。図10は、本実施例の基板保持装置101を例示する図である。図10(A)は基板保持装置101を+Z方向から見た平面図である。図10(B)は図10(A)の基板保持装置101の部分断面図である。なお、本実施例の基板保持装置101の構成は、実施例3の基板保持装置101と同様の構成であるため重複する箇所については説明を省略する。
Example 5
The substrate holding device 101 of this embodiment is a substrate holding device further provided with an auxiliary partition (second partition) 7 as a partition different from the partition (first partition) 5 in the chuck 1 of the third embodiment, and a suction port (second suction port) 8 which is a suction port different from the suction port 6. That is, in the substrate holding device 101 of the fifth embodiment, the first partition is configured to be composed of two adjacent partitions. In this embodiment, the outer partition of the two partitions is called the auxiliary partition (second partition). The substrate holding device 101 of this embodiment will be described below with reference to FIG. 10. FIG. 10 is a diagram illustrating the substrate holding device 101 of this embodiment. FIG. 10(A) is a plan view of the substrate holding device 101 as viewed from the +Z direction. FIG. 10(B) is a partial cross-sectional view of the substrate holding device 101 of FIG. 10(A). The configuration of the substrate holding device 101 of this embodiment is similar to that of the substrate holding device 101 of the third embodiment, and therefore the description of the overlapping parts will be omitted.

本実施例のチャック1は、実施例3と同様に複数のピン状の凸部2、隔壁5、吸引口6を含み、さらに補助隔壁7及び吸引口8を含みうる。 The chuck 1 of this embodiment includes multiple pin-shaped protrusions 2, a partition 5, and a suction port 6, similar to the third embodiment, and may further include an auxiliary partition 7 and a suction port 8.

補助隔壁7は、隔壁5と、隔壁5の内周側の隣に配置された内周側凸部4の間に配置される。補助隔壁7は、距離Lの中心位置より隔壁5の内周側の隣に配置された内周側凸部4に近い位置に配置することが好ましい。例えば、u<0.5を満たすように配置する。なお、隔壁5の配置位置としては、u≒1となるように配置することは実施例3と同様である。 The auxiliary partition 7 is disposed between the partition 5 and the inner circumferential protrusion 4 disposed adjacent to the partition 5 on its inner circumferential side. The auxiliary partition 7 is preferably disposed closer to the inner circumferential protrusion 4 disposed adjacent to the partition 5 on its inner circumferential side than the center position of the distance L. For example, it is disposed so that u<0.5 is satisfied. Note that the partition 5 is disposed so that u≈1, as in Example 3.

補助隔壁7の高さは、複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4の高さよりも低く形成される。複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4の高さとは、例えば平均の高さである。また、補助隔壁7の高さを特定の内周側凸部4の高さ、例えば、複数のグループのそれぞれに含まれる内周側凸部4のうち最も高さが低い内周側凸部4より低くしてもよい。また、補助隔壁7の高さを、複数の凸部2の上面から1~2μm程度低く形成してもよい。1~2μm程度低く形成したとしても、1~2μm程度の隙間では、吸引部による基板110の裏面とチャック1との空間(領域)を吸引して基板110を吸着保持する際の真空圧の低下は僅かであって問題とならない。また、1~2μm程度の差よりも小さい径のゴミやパーティクル等の異物が補助隔壁7に付着しても、付着した異物が基板110の裏面に接触する確率は非常に低い。そのため、補助隔壁7の高さを複数の複数の凸部2の上面から1~2μm程度低く形成としても問題とならない。 The height of the auxiliary partition 7 is formed lower than the height of the inner circumferential side protrusions 4 included in each of the multiple groups. The height of the inner circumferential side protrusions 4 included in each of the multiple groups is, for example, an average height. The height of the auxiliary partition 7 may also be lower than the height of a specific inner circumferential side protrusion 4, for example, the inner circumferential side protrusion 4 with the lowest height among the inner circumferential side protrusions 4 included in each of the multiple groups. The height of the auxiliary partition 7 may also be formed about 1 to 2 μm lower than the upper surface of the multiple protrusions 2. Even if it is formed about 1 to 2 μm lower, with a gap of about 1 to 2 μm, the decrease in vacuum pressure when the suction part sucks the space (area) between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1 to suction and hold the substrate 110 is slight and does not cause a problem. Also, even if foreign matter such as dust or particles with a diameter smaller than the difference of about 1 to 2 μm adheres to the auxiliary partition 7, the probability that the adhered foreign matter will come into contact with the back surface of the substrate 110 is very low. Therefore, there is no problem if the height of the auxiliary partition 7 is formed about 1 to 2 μm lower than the upper surfaces of the multiple protrusions 2.

吸引口8は、実施例3の吸引口6と同様の機能を有し、隔壁5と補助隔壁7の間に形成される。吸引口8は、実施例3の吸引口6と同様に配管等の流路によって吸引部と接続されている。さらに本実施例の基板保持装置101における吸引部は、吸引のための流路の開閉をする不図示のバルブ(切替弁)を、吸引口6及び吸引口8と吸引部とを接続する流路にそれぞれ備えうる。本実施例では、吸引口6と吸引部との間に配置されるバルブを第1のバルブ、吸引口8と吸引部との間に配置されるバルブを第2のバルブとする。 The suction port 8 has the same function as the suction port 6 in Example 3, and is formed between the partition 5 and the auxiliary partition 7. The suction port 8 is connected to the suction unit by a flow path such as a pipe, similar to the suction port 6 in Example 3. Furthermore, the suction unit in the substrate holding device 101 in this example may have valves (switching valves) (not shown) that open and close the flow path for suction, in the flow paths connecting the suction port 6 and the suction port 8 to the suction unit. In this example, the valve arranged between the suction port 6 and the suction unit is referred to as the first valve, and the valve arranged between the suction port 8 and the suction unit is referred to as the second valve.

本実施例では、基板110をチャック1に吸着保持させる際に、吸引口6及び吸引口8を介して吸引する。以下に、本実施例における基板110の吸引処理について説明する。なお、吸引処理は基板保持装置101の不図示の制御部がコンピュータプログラムを実行することによって制御される。 In this embodiment, when the substrate 110 is held by suction on the chuck 1, it is sucked through the suction ports 6 and 8. The suction process of the substrate 110 in this embodiment is described below. The suction process is controlled by a control unit (not shown) of the substrate holding device 101 executing a computer program.

まず、不図示の制御部は、吸引部に対し動作指令を送信して吸引(排気)を開始させる。吸引部が吸引を開始することで、吸引口6及び吸引口8を介して、基板110の裏面とチャック1との空間を吸引する。これにより、隔壁5より基板110の内側の面積が吸引面積となり、より大きな吸引力を発生させ、反りの大きな基板であっても反りの矯正することが可能になる。なお、基板110の反りが矯正されて吸引が完了した時点でディストーションが発生している。 First, the control unit (not shown) sends an operation command to the suction unit to start suction (exhaust). When the suction unit starts suction, it sucks the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1 via suction ports 6 and 8. As a result, the area inside the partition wall 5 on the substrate 110 becomes the suction area, generating a larger suction force and making it possible to correct the warp even in a substrate with a large warp. Note that distortion occurs when the warp of the substrate 110 is corrected and suction is completed.

次に、不図示の制御部は、第2のバルブを制御し、吸引口8を介した領域の吸引を停止する。これにより吸引口8から隔壁5と補助隔壁7との間の空間が大気開放され、吸引されている領域が、吸引口6を介した領域である補助隔壁7より基板110の内側の領域に遷移し、ディストーションが低減する。なお、これらの吸引処理における各種制御は制御部109によって行われてもよい。 Next, the control unit (not shown) controls the second valve to stop suction of the area through the suction port 8. This opens the space between the partition 5 and the auxiliary partition 7 to the atmosphere from the suction port 8, and the area being sucked transitions from the auxiliary partition 7, which is the area through the suction port 6, to an area inside the substrate 110, thereby reducing distortion. Note that various controls in these suction processes may be performed by the control unit 109.

一度矯正された基板110は、基板110の外周側(外周部)の吸引を停止または吸引力を減じたとても、元に戻ってしまう確率は低い。よって、ディストーションは小さいままに保たれる。 Once the substrate 110 has been corrected, there is a low probability that it will return to its original state even if the suction force on the outer periphery (outer periphery) of the substrate 110 is stopped or reduced. Therefore, distortion is kept small.

以上、本実施例では、実施例3と同様に、ディストーションの減少に加え、基板110の反りを現減少させることができる。これにより、パターン形成等の処理を実施して行く上で、最適な状態で基板110を吸着保持することが可能なチャックを提供することができる。 As described above, in this embodiment, in the same way as in the third embodiment, in addition to reducing distortion, it is possible to reduce warping of the substrate 110. This makes it possible to provide a chuck that can adsorb and hold the substrate 110 in an optimal state when performing processes such as pattern formation.

また、一部の反りの大きな基板110では吸引口8を大気解放したときに反りが戻る場合も少なからずある。この場合は、基板110の反りの状況により吸引口8を介してα×マイナス1気圧(αは1より小さい整数)程度の負圧を吸引部によって付加するようにすればよい。あるいは、吸引部により基板110の裏面とチャック1との空間を吸引する前に吸引口8からの圧力をマイナス1気圧程度の負圧とし、吸引口8からの圧力をα×マイナス1気圧(αは1より小さい整数)の負圧とする。これにより、基板110の矯正前後の切り替えをする必要はなくなり、反りが戻ることはなくなる。 In addition, in some substrates 110 with large warpage, the warpage may return when the suction port 8 is opened to the atmosphere. In this case, a negative pressure of about α × minus 1 atmosphere (α is an integer smaller than 1) may be applied by the suction unit through the suction port 8 depending on the state of the warpage of the substrate 110. Alternatively, before the suction unit sucks the space between the back surface of the substrate 110 and the chuck 1, the pressure from the suction port 8 is set to a negative pressure of about minus 1 atmosphere, and the pressure from the suction port 8 is set to a negative pressure of α × minus 1 atmosphere (α is an integer smaller than 1). This eliminates the need to switch between before and after the correction of the substrate 110, and the warpage will not return.

また、例えば、上記各実施例の基板保持装置101のうち少なくとも2つを組わせるようにしてもよい。つまり、図3、図6、図7、及び図10に図示されたチャック1のうち少なくとも2つを組み合わせたチャックを用いた基板保持装置101としてもよい。 Also, for example, at least two of the substrate holding devices 101 of the above embodiments may be combined. In other words, the substrate holding device 101 may use a chuck that combines at least two of the chucks 1 illustrated in Figures 3, 6, 7, and 10.

なお、上記各実施例においては、凸部2は、チャック1の底部に所定の距離で格子状に底部に配置されているが、これに限らない。例えば、基板110の内周側と外周側それぞれにおいて凸部2間の距離を任意に設定してもよい。さらに、均一の距離ではなく、不均一な距離としてしてもよい。 In the above embodiments, the protrusions 2 are arranged in a grid pattern at a predetermined distance from the bottom of the chuck 1, but this is not limited to the above. For example, the distance between the protrusions 2 on the inner and outer circumferential sides of the substrate 110 may be set arbitrarily. Furthermore, the distance may not be uniform, but may be non-uniform.

また、上記各実施例におけるチャック1は、真空吸着方式のものとしているが、これに限らず、例えば、静電チャック方式のものでもよいし、真空吸着方式と静電チャック方式など他の方式を併用するものでもよい。それらの場合、本実施例の真空圧Pは、他の方式の吸着力、あるいはそれに真空圧を足したものに置き換えればよい。 In addition, the chuck 1 in each of the above embodiments is of a vacuum suction type, but is not limited to this. For example, it may be of an electrostatic chuck type, or may be of a combination of a vacuum suction type and an electrostatic chuck type. In such cases, the vacuum pressure P in this embodiment may be replaced with the suction force of the other type, or with the vacuum pressure added thereto.

また、上記各実施例におけるチャック1は、ピンチャックを用いているが、これに限らず、その他の形状でもよい。例えば、吸着溝である同心円状の環状凹部と基板支持面となる同心円状の環状凸部が交互に構成された、いわゆるリング状チャックであってもよい。また、隔壁は、隔壁5と補助隔壁7のみに限らず、隔壁5と補助隔壁7以外の隔壁をチャック1に配置するようにしてよい。 In addition, the chuck 1 in each of the above embodiments is a pin chuck, but it is not limited to this and may have other shapes. For example, it may be a so-called ring-shaped chuck in which concentric annular recesses that are suction grooves and concentric annular protrusions that are substrate support surfaces are alternately arranged. In addition, the partitions are not limited to only the partition 5 and auxiliary partition 7, and partitions other than the partition 5 and auxiliary partition 7 may be arranged in the chuck 1.

<物品製造方法に係る実施例>
次に、上述した各実施例の露光装置100を利用したデバイスの製造方法の実施形態を説明する。図11は、微小デバイス(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)の製造のフローを示す。ステップ1(回路設計)ではデバイスのパターン設計を行なう。
<Example of article manufacturing method>
Next, an embodiment of a device manufacturing method using the exposure apparatus 100 of each of the above-mentioned embodiments will be described. Fig. 11 shows a manufacturing flow of a microdevice (semiconductor chips such as ICs and LSIs, liquid crystal panels, CCDs, thin-film magnetic heads, micromachines, etc.). In step 1 (circuit design), a pattern for the device is designed.

ステップ2(マスク製作)では設計したパターンを形成したマスク(モールド、型)を製作する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハ(基板)を製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。 In step 2 (mask production), a mask (mold, model) is produced on which the designed pattern is formed. Meanwhile, in step 3 (wafer production), a wafer (substrate) is manufactured using materials such as silicon and glass. Step 4 (wafer processing) is called the front-end process, in which the mask and wafer prepared above are used to form the actual circuit on the wafer using lithography technology.

次のステップ5(組立)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷(ステップ7)される。 The next step, 5 (assembly), is called the post-process, in which the wafers produced in step 4 are used to create semiconductor chips, and includes processes such as assembly (dicing, bonding) and packaging (chip encapsulation). In step 6 (inspection), the semiconductor devices produced in step 5 are subjected to tests to confirm their operation and durability. After going through these processes, the semiconductor devices are completed and are then shipped (step 7).

図12は、上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)ではウエハにレジストを塗布する。ステップ16(露光)では上述した投影露光装置によってマスクの回路パターンをウエハの複数のパターン形成領域に並べて焼き付け露光する。ステップ17(現像)では露光したウエハを現像する。ステップ18(エッチング)では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。 Figure 12 shows a detailed flow of the above wafer process. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 13 (electrode formation), electrodes are formed on the wafer by deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step 15 (resist processing), resist is applied to the wafer. In step 16 (exposure), the circuit pattern of the mask is aligned in multiple pattern formation areas on the wafer and exposed by exposure using the projection exposure apparatus described above. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), the parts other than the developed resist image are scraped off. In step 19 (resist stripping), the resist that is no longer needed after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

このように、本実施例のチャック1を用いたデバイスの製造方法によれば、基板の歪みや反りが抑制されるので、デバイスの精度や歩留まり等が向上する。これにより、従来は製造が困難であった高集積度のデバイスを安定的に低コストで製造することができる。 In this way, the device manufacturing method using the chuck 1 of this embodiment suppresses distortion and warping of the substrate, improving the precision and yield of the device. This makes it possible to stably manufacture highly integrated devices that were previously difficult to manufacture at low cost.

<その他の実施例>
以上、本発明をその好適な実施例に基づいて詳述してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
<Other Examples>
The present invention has been described in detail above based on its preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible based on the gist of the present invention, and these modifications are not excluded from the scope of the present invention.

また、上記実施例における制御の一部または全部を上述した実施例の機能を実現するコンピュータプログラムをネットワーク又は各種記憶媒体を介して基板保持装置101や基板処理装置等に供給するようにしてもよい。そしてその基板保持装置101や基板処理装置等におけるコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。その場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。 In addition, a computer program that realizes part or all of the functions of the above-mentioned embodiments of the control may be supplied to the substrate holding device 101, substrate processing apparatus, etc. via a network or various storage media. Then, a computer (or a CPU, MPU, etc.) in the substrate holding device 101, substrate processing apparatus, etc. may read and execute the program. In this case, the program and the storage medium on which the program is stored constitute the present invention.

101 基板保持装置
1 チャック
2 凸部
3 凸部(外周側凸部)
4 凸部(内周側凸部)
5 隔壁
6 吸引口

101 Substrate holding device 1 Chuck 2 Convex portion 3 Convex portion (outer peripheral convex portion)
4. Convex portion (inner peripheral convex portion)
5 Partition wall 6 Suction port

Claims (20)

基板を吸着保持するためのチャックであって、
吸着保持された前記基板の裏面に当接する複数の凸部と、
環状の隔壁と、
前記複数の凸部と前記隔壁が配置された底部と、を含み、
前記複数の凸部は、前記隔壁の外側に配置された第1凸部、及び前記隔壁の内側であって前記隔壁を挟んで前記第1凸部と隣り合う位置に配置された第2凸部を1つのグループとする複数のグループから構成され、
前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第1凸部と前記第2凸部の間の距離をL、当該第2凸部と前記隔壁の間の距離をsとするとき、
s/L<0.5
を満たすことを特徴とするチャック。
A chuck for suction-holding a substrate,
a plurality of protrusions that come into contact with the rear surface of the substrate that is held by suction;
An annular partition;
a bottom portion on which the plurality of protrusions and the partition wall are disposed,
the plurality of convex portions are constituted by a plurality of groups, each group being a first convex portion disposed on an outer side of the partition wall and a second convex portion disposed on an inner side of the partition wall and adjacent to the first convex portion with the partition wall interposed therebetween;
When the distance between the first convex portion and the second convex portion included in each of the plurality of groups is L and the distance between the second convex portion and the partition wall is s,
s/L<0.5
A chuck characterized by satisfying the above.
前記隔壁は、前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第2凸部よりも低い高さであることを特徴とする請求項1に記載のチャック。 The chuck according to claim 1, characterized in that the partition has a height lower than the second protrusions included in each of the plurality of groups. 前記隔壁は隣り合う2重の隔壁から構成されることを特徴とする請求項1または2に記載のチャック。 The chuck according to claim 1 or 2, characterized in that the partition is composed of two adjacent partitions. 前記2重の隔壁の内の外側の隔壁は、前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第1凸部よりも低い高さであることを特徴とする請求項3に記載のチャック。 The chuck according to claim 3, characterized in that the outer partition of the double partition has a height lower than the first protrusions included in each of the plurality of groups. 前記隔壁の内周側を吸引するための第1の吸引口を前記底部に備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のチャック。 The chuck according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the bottom portion is provided with a first suction port for sucking the inner periphery side of the partition. 前記2重の隔壁の間を吸引するための第2の吸引口を前記底部に備えることを特徴とする請求項3または4に記載のチャック。 The chuck according to claim 3 or 4, characterized in that the bottom portion is provided with a second suction port for sucking between the double partition walls. 前記隔壁は前記基板の径より小さい径であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のチャック。 The chuck according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the partition has a diameter smaller than the diameter of the substrate. 前記複数の凸部とは異なる凸部である第3凸部を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のチャック。 The chuck according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it has a third protrusion that is different from the plurality of protrusions. 前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第1凸部の高さをho、前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第2凸部の高さをhi、とするとき、
hi>ho
を満たすことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のチャック。
When the height of the first convex portion included in each of the plurality of groups is ho and the height of the second convex portion included in each of the plurality of groups is hi,
hi>ho
9. The chuck according to claim 1, wherein the following is satisfied:
前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第1凸部は、前記底部に配置された前記複数の凸部の内の最も外周側に配置される凸部であることを特徴とする請求項9に記載のチャック。 The chuck according to claim 9, characterized in that the first protrusions included in each of the plurality of groups are the protrusions arranged on the outermost side of the plurality of protrusions arranged on the bottom. 前記隔壁の高さは、前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第2凸部の高さ以下であることを特徴とする請求項9または10に記載のチャック。 The chuck according to claim 9 or 10, characterized in that the height of the partition is equal to or less than the height of the second protrusions included in each of the plurality of groups. 前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第1凸部の断面積をSo、前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第2凸部の断面積をSi、とするとき、
Si>So
を満たすことを特徴とする請求項9乃至11のいずれか1項に記載のチャック。
When a cross-sectional area of the first convex portion included in each of the plurality of groups is So and a cross-sectional area of the second convex portion included in each of the plurality of groups is Si,
Si>So
12. The chuck according to claim 9, wherein the following is satisfied:
前記隔壁は、前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第2凸部よりも前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第1凸部に近い位置に配置されることを特徴とする請求項9乃至12のいずれか1項に記載のチャック。 The chuck according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the partition is disposed at a position closer to the first convex portion included in each of the plurality of groups than the second convex portion included in each of the plurality of groups. 前記隔壁は隣り合う2重の隔壁から構成されることを特徴とする請求項9乃至13のいずれか1項に記載のチャック。 The chuck according to any one of claims 9 to 13, characterized in that the partition is composed of two adjacent partitions. 前記2重の隔壁の内の外側の隔壁は、前記複数のグループのそれぞれに含まれる前記第2凸部よりも低い高さであることを特徴とする請求項14に記載のチャック。 The chuck according to claim 14, characterized in that the outer partition of the double partition has a height lower than the second protrusions included in each of the plurality of groups. 請求項1に記載の前記チャックを有する前記基板を吸着保持するための基板保持装置であって、
前記基板の歪みを示すディストーションをdx、前記基板のヤング率をE、前記基板の厚さをh、前記基板に対する吸引圧力をPvとするとき、
前記隔壁の配置位置が、
dx<補正係数×(h/2)×PvL/4Eh(3u-4u
を満たすことを特徴とする基板保持装置。
2. A substrate holding device for suction-holding a substrate, comprising the chuck according to claim 1,
When the distortion indicating the distortion of the substrate is dx, the Young's modulus of the substrate is E, the thickness of the substrate is h, and the suction pressure on the substrate is Pv,
The arrangement position of the partition wall is
dx < correction coefficient × (h/2) × PvL 3 / 4Eh 3 (3u 4 − 4u 3 )
A substrate holding device comprising:
前記基板の平面度をdz、最外周に配置された前記第1凸部より外側方向に突出した前記基板の寸法をoh、とするとき、
前記隔壁の配置位置が、
dz<補正係数×oh×PvL/4Eh(3u-4u
を満たすことを特徴とする請求項16に記載の基板保持装置。
When the flatness of the substrate is dz and the dimension of the substrate protruding outward from the first convex portion arranged at the outermost periphery is oh,
The arrangement position of the partition wall is
dz < correction coefficient × oh × PvL 3 / 4Eh 3 (3u 4 - 4u 3 )
17. The substrate holding device according to claim 16, wherein the above-mentioned condition is satisfied.
前記隔壁の内周側を吸引するための流路の開閉をするバルブと、前記バルブを制御する制御部を備えることを特徴とする請求項16または17に記載の基板保持装置。 The substrate holding device according to claim 16 or 17, characterized in that it is provided with a valve that opens and closes a flow path for sucking the inner circumference side of the partition wall, and a control unit that controls the valve. 請求項16乃至18のいずれか1項に記載の前記基板保持装置によって吸着保持された前記基板をパターン形成処理することを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus that performs a pattern forming process on the substrate held by suction using the substrate holding device according to any one of claims 16 to 18. 請求項19に記載の前記基板処理装置を用いて基板にパターンを形成するパターン形成工程と、
前記パターン形成工程で前記パターンが形成された前記基板を加工する加工工程と、
前記加工工程で加工された前記基板から物品を製造する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。

A pattern forming process for forming a pattern on a substrate by using the substrate processing apparatus according to claim 19;
a processing step of processing the substrate on which the pattern has been formed in the pattern forming step;
manufacturing an article from the substrate processed in the processing step;
A method for producing an article, comprising:

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