JPH04208551A

JPH04208551A - 露光装置

Info

Publication number: JPH04208551A
Application number: JP2340982A
Authority: JP
Inventors: Yuji Imai; 裕二今井
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-30
Anticipated expiration: 2015-11-06
Also published as: JP3106499B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ＬＳｌ、ＶＬＳＩ等の半導体素子を製造する
ための半導体ウエノ・いもしくは液晶素子を製造するた
めのガラスプレート等の基板を平坦に吸着保持する装置
に関するものである。

［従来の技術］集積回路やプリント配線板を製造する際に用いられる半
導体基板や、液晶素子を製造するためのカラスプレート
等の基板を露光１−る露光装置においては、カセットに
収納された半導体ウェハもしくはカラスプレート等の基
板を所定箇所まで順次移送し、ここで基板はステージに
受は渡されてステージ上に吸着保持される。次に、所定
の駆動信号に従ってステージを８動し、所定の露光位置
に基板上の極小領域を位置決めした後、その領域にマス
クに形成されたハターンを露光する。このような露光装
置では、極小領域の位置決め等に数／１０ｕ、ｍ以下の
高い精度か要求されるようになっている。

また、上記基板は真空吸着ホルダを介してステージ上に
載置されるか、この際基板の反りや捻れを矯正して基板
表面をほぼ水平に保持する必要がある。この種の基板吸
着装置としては、例えばＵＳ　Ｐ　　４，２．１３．．
６！１８に開示された装置かある。

［発明が解決しようとする課題］上記の如き従来の技術においては、真空吸着ホルダ上に
載置された基板に露光エネルギーが照射されると、その
一部か熱として基板に蓄積されるとともに、この熱が真
空吸着ホルダ、さらにはステージまで伝導する。これよ
り、上記熱の吸収による真空吸着ホルダの膨張によって
基板が膨張（変形）するとともに、真空吸着ホルダとス
テージとの間にも同様の現象か生し、これを要因として
も基板が変形し得る。この結果、マスクパターンを基板
上の回路パターンに正確に重ね合わせて露光することが
できないと言う問題点かあった。

また上記、ホルダ等を熱膨張率の低い材料（セラミック
、インバー等）で構成しても、基板交換を行って新たに
露光を行う際に、前の基板の露光時にホルダ等に蓄積さ
れた熱によって基板が変形してしまい、同様に重ね合わ
せ精度か低下すると言う問題点もあった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、露光エネ
ルギーの照射による基板の熱膨張、及び真空吸着ホルダ
やステージの熱吸収を防止てき、基板及び真空吸着ホル
ダの温度を安定化して基板の変形を防止てきる基板吸着
装置を得ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］本発明に係る基板吸着装置では、平坦化矯正すべき基板
を保持する載置面と、該載置面には前屈基板の一部と接
触する複数の凸部か形成され、該凸部で囲まれた第１の
凹部に連通した減圧手段とを有し、前記基板と第１の凹
部とて形成される第１の隔室を減圧して、前記基板の裏
面を前記複数の凸部の上端面で規定される基準面になら
わせて吸着固定する装置において、前記載置面には前記凸部で囲まれた前記第１の凹部と異
なる第２の凹部か設けられ。

該第２の凹部と前記基板とで形成される第２の隔室に、
所定の温度に制御された流体を供給する流体供給手段を
備えたものである。

・［作　用］本発明においては、載置面には凸部で囲まれた第１の凹
部と異なる第２の凹部が設けられ、該第２の凹部と前記
基板とて形成される第２の隔室に、所定の温度に制御さ
れた流体を供給する流体供給手段を備えたものであるた
め、第２の隔室、即ち基板と基板吸着装置の載置面間の
空間の一部か温調部として機能する構成となっている。

このため、基板で発生した熱は基板吸着装置本体に伝導
することなく所定の温度に制御された流体（以下、温調
流体と記す）により吸収でき、かつ、基板吸着装置の温
度を前記温調流体の温度として保持することか可能とな
り、基板吸着装置上に基板を載置した時に、基板を熱膨
張させることなく保持できる。

［実施例］第１図は本発明の第１実施例による装置の構成を示す正
面図、第２図は第１図のＡＡ’矢視断面図、第３図は第
１図のＢＢ’矢視断面図である。

尚、基板Ｗは受渡手段（１５）が上下動することによっ
て搬送手段（図示せす）と基板吸着装置（１）との間で
受渡しか行われる。第１図〜第３図において、基板（半
導体ウェハ）Ｗを載置する基板吸着装置（１）の載置面
は、基板Ｗの直径よりもわずかに小さい径の円板である
。この載置面には同心円状に複数（第１図ては８つ）の
環状凸部（１６）か所定のピッチでリム状に形成されて
おり、環状凸部（１６）の上端面によって規定される面
か基板Ｗの平坦化の基準面となっている。環状凸部（１
６）で囲まれた複数（７つ）の環状凹部（講）は載置面
に載置される基板Ｗを天蓋として各々の隔室（２）〜（
８）を形成する。各々の隔室（２）〜（８）のうち、吸
引隔室（第１の隔室）（２）〜（５）の環状凹部の各々
には、真空吸着のための吸引孔（９）が半径方向に並べ
て形成され、各吸引孔（９）は別途の吸引ポンプ（真空
源）に、装置内部に半径方向に延びたスリーブ状の吸引
配管（ｌＯ）を介して連通している。また、各々の隔室
のうち温調隔室（第２の隔室）（６）〜（８）の各々に
は、各温調隔室（６）〜（８）に流体供給手段（図示せ
ず）によって所定温度に制御された流体（例えは、空気
、窒素等てあして以下、温調流体と記す）を供給する供
給配管（１１）に連通した供給孔（１２）か形成されて
いる。また、載置面の中心を挟んでその対向位置に形成
された排出孔（１３）は排出配管（１４）に連ｊｍされ
ており、温調流体はこれらを介して装置（１）外へ排出
される。

吸引隔室（２）〜（５）は第２図に示したように吸引孔
（９）及び吸引配管（ｌＯ）を通して、減圧手段とし５
ての吸引ポンプ（図示せず）へ連通し、この吸引孔（９
）を介して吸引（減圧）することにより吸引隔室（２）
〜（５）か負圧となって、載置面上に載置された基板Ｗ
は環状凸部（１６）の上端面にならって平坦化矯正され
て載置面上に吸着固定される。

また、温調隔室（６）〜（８）は第３区に示したように
温度コントロールされた温調流体を供給配管（１１）及
び供給孔（１２）から供給し、各温調隔室（６）〜（８
）へ導く。各温調隔室（６）〜（８）へ導かれた温調流
体は、基板Ｗの裏面に沿って流れ、排出孔（１３）及び
排出配管（１４）を通して基板吸着装置（１）の外へ排
出される。

以上のように、各温調隔室（６）〜（８）へ導かれた温
調流体は、基板Ｗの裏面に沿って流れるため、基板Ｗて
発生した熱を基板吸着装置（１）本体に伝導することな
く吸収でき、基板吸着装置（１）の温度を一定に保持す
ることか可能なのて、基板吸着装置（１）上に基板Ｗを
載置した時に、基板Ｗを熱膨張させることなく保持てき
、高い精度を糺持てきるものである。

また、温調流体か基板Ｗの裏面や環状凸部（１６）にほ
ぼ沿って流れながら排出口（１３）へ導かねることによ
り、基板裏面に付着したゴミや装晋内のゴミ等が吸引さ
れる作用もあり、微細なコミ等を極力嫌う露光装置にお
いて、作業環境か高まる効果も有する。

第４図は本発明の第２の実施例による装置の構成を示す
正面図である。

図において、基板Ｗを載置する基板吸着装置（４１）の
載置面は、基板Ｗの直径よりもわずかに小さい径の円形
である。この載置面には渦巻状の凸部（基板支持部）　
（４９）か形成されており、基板Ｗは凸部（４４）の上
端面にならって平坦化矯正されて載置面上に吸着固定さ
れる。凸部（４４）で囲まれた２つの渦巻状凹部（講）
は、載置面に載置される基板Ｗを天蓋として２種類の隔
室（４２）と（４６）（，１９）とを形成する。隔室の
うち吸引隔室（第１の隔室）　（４２）の渦巻状凹部に
は、吸引配管（４５）を介して別途の吸引ポンプ（図示
せず）に連通し・た吸引孔（４３）か形成されている。

また、第２の隔室としての温調隔室（４６）　（４９）
の各々は、一端か大気へ開放されているとともに、他端
には大気を装置（４１）外へ排出する排土孔（４７）か
形成され、各排出孔（４７）は排出配管（４８）に連通
されている。尚、図示していないか、排出配管（４８）
には気体供給手段として吸引ポンプが接続されており、
この吸引ポンプによって温調隔室（４６）　（４９）の
吸引を行うことにより、大気に開放されている吸入孔か
ら大気が流入し、温調隔室（４６）　（４９）内を基板
Ｗの裏面に沿って流れた後、排出孔（４７）及び排出配
管（４８）を介して装置（４１）外へ排出される。

温調隔室（４６）　（４９）は、基板吸着装置（４１）
の周辺の大気温度か安定である様ｆｌ環境下（例えは、
露光装置か恒温チャンバー内に収納されている場合等）
では、上記の如く大気か温調流体として排出孔（４７）
に流れ込み、基板Ｗの裏面に沿って流れることによって
、基板Ｗて発生した熱を基板吸着装置ｔ　（４１）本体
に伝導することなく吸収てぎる。この結果、基板吸着装
置（４１）の温度を一定に保持することか可能なので、
基板吸着装置（ｎ）−ｈに基板Ｗを載置した時に、基板
Ｗを熱膨張させることなく保持てき、高い精度を維持で
きる。また、上記構成の装置（第４図）において温調隔
室（’１６）　（４９）内での流体の流れる方向を逆に
し、第１実施例と全く同様に温度コントロールされた空
気を、排出孔（４７）　（供給孔）を通して温調隔室（
４６）　（４９）に導き、基板吸着装置（４１）及び基
板Ｗを温謂後、空気を温調隔室（４６）　（４９）の外
へ放出するようにしても良い。

第５図は本発明の第３実施例による装置の構成を示す正
面図、第６図は第５図の断面図である。

第５図、第６図において、基板吸着装置（５１）の載置
面は、基板Ｗの直径よりもわずかに小さい径の円板であ
り、その最も外側と内側とには輪帯状の凸部（５３）　
（５４）か形成されている。さらに凸部（５３）　（５
４）て囲まれた領域には、複数のビン状の凸部（基板支
持部）　（５２）か輪帯状凸部（５３）　（５４）とほ
ぼ同し高さで形成されており、基板Ｗは輪帯状凸部（５
３）　（５４）及びビン状凸部（５２）の上端面になら
って平坦化矯正される。ビン状凸部（５２）の内部には
円形または四角形（第５図ては円形）の吸引孔か設けら
れており、この吸引孔（円柱状の凹部）は基板Ｗを天蓋
として第１の隔室である吸引隔室（５５）を形成してい
る。吸引隔室（５５）は、装置内部に設けられた吸引配
管（５７）に連通しており、吸引配管（５７）を図示し
ていない吸引ポンプ（真空源）につなげて減圧すること
により、吸引隔室（５５）か負圧となって基板Ｗが載置
面に吸着固定される。

また、輪帯状凸部（５３）　（５４）及びビン状凸部（
５２）で囲まれた凹部（溝）は、基板Ｗを天蓋として第
２の隔室である温調隔室（５６）を形成している。第６
図に示すように温調隔室（５６）には、流体供給手段（
図示せず）からの温調流体を隔室に供給する供給配管（
６１）に連通した供給孔（６３）が形成されている。更
に戴置面の中心を挟んでその対向位置には、温調流体を
温調隔室（５６）から排出するための排出孔（６２）も
形成されており、温調流体は排出孔（６２）か連通した
排出配管（６４）を介して装置（５１）外へ排出される
。尚、図面の都合上第６図では温調流体か装置内部で排
出されるように図示しているか、実際には排出配管（６
４）か装置（５１）の端部まて延ひており、温調流体は
装置外へ排出される。

上記構成の装置では、温調流体か隔室（５６）内を基板
Ｗの裏面、更には輪帯状凸部（５３）　（５４）及びビ
ン状凸部（５２）にほぼ沿って流れることになる。この
結果、露光エネルギーの！！枦射により基板Ｗて発生し
た熱は、基板吸着装着（５１）本体に伝導することなく
温調流体に吸収されることになり、基板吸着装置（５１
）、更には基板Ｗの温度までも一定に維持することが可
能となる。従って、基板吸着装置（５１）には上記熱か
蓄積されることかないので、基板Ｗを載置面上に吸着し
た時に熱膨張させることなく保持することか可能となり
、特に上記装置を露光装置に通用した場合には重ね合わ
せ精度の低下を防止できるといった効果も得られる。

次に、第７図を参照して本発明による基板吸着装置を露
光装置に適用した場合について述−８る。

第７図は本発明による装置（ウェハホルタ）を備えた露
光装置の概略的な構成を示す平面図であって、所定波長
域の露光光ＩＬの明射によりマスク（図示せず）に形成
されたパターンは、投影光学系（２０）の最良結像面内
に配置された基板（ウェハ）Ｗに転写される。ウェハＷ
は、本発明による基板吸着装置（以下、ウェハホルダＷ
Ｈと記す）に真空吸着され、更にウェハホルダＷＨはモ
ータ（２１）により水平面内で２次元移動可能なウェハ
ステージ（２２）上に配置さねている。ウェハステージ
（２２）の端部には、レーザ光波干渉測長器（干渉計）
　（２３）からのレーザビームを反射する移動鏡（２４
）が設けられている。ウェハステージ（２２）の位置は
一干渉計（２４）によって、例えは０．０１μｍ程度の
分解能で字時検出される。

また、ウェハＷは搬送手段（２８）によって所定位置ま
で搬退された後、例えは第１図中に示した受渡手段（１
５）か上下動してウェハボルタｗＨに受は渡される。上
記の各実施例で述・Ｘた如く真空源（２９）か第２の隔
室（吸引隔室）を減圧することによって、ウェハＷは凸
部（基板支持部）の上端面で規定される基準面４ｚなら
って載置直上に吸着固定される。流体供給手段（２５）
は、所定の温度に制御した流体（例えば空気、窒素等の
凱容量か大きい気体）を、チューブ（２６）を介してウ
ェハホルタＷＨに供給するものである。尚、上記の各実
施例では第２の隔室に供給された温調流体を排出配管等
を介して装置外へ排出する構成としたか、この排出され
た流体をチューブ等を用いて流体供給手段（２７）に導
き循環させる構成としてもよい。コントローラ（２７）
は、流体供給手段（２５）及び真空源（２９）を始めと
して露光装置全体を統括制御する。

次に、上記構成の装置の動作について簡単に説明する。

コントローラ（２７）は、まず搬送手段（２８）によっ
て搬入されたウェハＷを真空ｉ　（２９）によりウェハ
ホルダＷＨに吸着固定した後、露光動作に先立って所定
の指令信号を流体供給手段（２５）に与え、ウェハｗ及
びウェハホルタＷ　Ｈの温度制御を開始する。つまり、
流体供給手段（２５）は上記信号に従って、所定温度（
例えは２３℃）に制御された流体をウェハホルタＷＨへ
供給する。しかる後、ハターン露光を開始するか、コン
トローラ（２７）はウェハホルタＷＨに設けられた温度
センサー（図示せす）からの出力を常時モニターしてお
き、露光エネルギーのり射による温度上昇に対応して流
体供給手段（２５）からの温調流体の温度を制御する。

この結果、ウェハ全面の露光を行ってもウェハホルタＷ
Ｈに熱か蓄積されることかないのて、ウェハホルダＷＨ
の温度をほぼ一足に維持てきるとともに、次のウェハを
ウェハホルタＷＨに載置しても当該ウェハか熱膨張する
ことはない。

ここて、ウェハホルダＷＨにおいて温調流体はウェハＷ
の裏面に沿って流れるため、露光エネルギーの吸収によ
るウニ八自身の温度上昇を大幅に低減でき、ウェハＷの
温度もほぼ一足に維持することか可能となっている。尚
、ここではウェハホルタＷＨの温度変化に応して流体温
度を微調整していたか、予め流体温度を低く設定（例え
は２１℃程度）しておき、常時一定温度の流体を供給す
るようにしておけは、特に温度センサーを設りて温度調
製する必要かなくなる。また、上記実施例ではウェハＷ
とウェハホルタＷＨとの間ての払の移動について説明し
た。しかしなから、実際には上言己熱かウエハホルりＶ
／　Ｈを介してウェハステージ（２２）まで伝導し、こ
のウェハステージ（２２）に蓄積される熱によっても同
様にウェハＷか膨張し得るか、上記実施例てはこの置版
まても防止てきることは言うまでもない。更にウェハス
テージ（２２）の８　勅ニ伴フてそのその駆動機構（送
りネジ等）か発熱し、ここで発生した熱かウェハホルタ
ＷＨまで伝”Ｊ＝　Ｌ／　１％るが、上記実施例ではこ
の熱にょるウェハホルダＷＨの置版及びウェハホルダＷ
Ｈに蓄積された熱等を要因としたウェハＷの置版までも
防止できることは明らかである。

［発明の効果］以上のように本発明によれは、載置面には凸部で囲まれ
！、：第１の凹部と異なる第２の凹部か設けられ、該が
２の凹部と前記基板とて形成される第２の隔室ユニ、所
定の温度に制音さねた流体を供給する流体供給手段を備
えたものであるため、第２の隔室（温調隔室）、即ち基
板と基板吸着装置の載置面間の空間の一部か温調部とし
て機能する構成となっている。このため、基板で発生し
た熱は基板吸着装置本体に伝導することなく温調流体に
より吸収でき、かつ、該基板吸着装置の温度を温調流体
の温度として保持することか可能となり、該基板吸着装
置上に該基板を載置した時に、該基板を熱膨張させるこ
となく保持てきる。

更に、本発明によれは前記基板裏面上を流体が流れるの
で、基板裏面に付着したゴミを取り除く等の効果もある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による装置の構成を示す正
面図、第２図は第１図のＡＡ’矢視断面図、第３図は第
１図のＢＢ’矢視断面図、第４図は本発明の第２の実施
例による装置の構成を示す正面図、第５図は本発明の第
３実施例による装置の構成を示す正面図、第６図は第５
図の断面図、第７図は本発明による装置を備えた露光装
置の概略的な構成を示す平面図である。［主要部分の符号の説明］（１）　（４１）　（５１）・・・基板吸着装置（２）
　（３）　（４）　（５）　（４２’）　（５２）・・
・吸引隔室（５）　（７）　（８）　（４６）　（４９
）　（５６）・・・温調隔室（９）　（４３）　（５９
）・・・吸引孔（１０）　（６０）・・・吸引配管（１１）（δ１）・・・供給配管（１２）　（５３）・・・供給孔（１３）　（４７）　（６２）・−・排出孔（１４）　
（４８）　（６４）・・・排出配管（５３）・・・外縁（５４）−・・内縁代理人　弁理士　佐　藤　正　年第２図第４図第５図第　　６１図

Claims

【特許請求の範囲】平坦化矯正すべき基板を保持する載置面と、該載置面に
は前記基板の一部と接触する複数の凸部が形成され、該
凸部で囲まれた第１の凹部に連通した減圧手段とを有し
、前記基板と第１の凹部とで形成される第１の隔室を減
圧して、前記基板の裏面を前記複数の凸部の上端面で規
定される基準面にならわせて吸着固定する装置において
、前記載置面には前記凸部で囲まれた前記第１の凹部と
異なる第２の凹部が設けられ該第２の凹部と前記基板とで形成される第２の隔室に、
所定の温度に制御された流体を供給する流体供給手段を
備えたことを特徴とする基板吸着装置。