JPH1116819A - 露光方法および基板ホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平坦度が管理された基板に処理を行うことを
可能にし、かつその処理能力の向上を図る。 【解決手段】 照明光４を発する光源３と、回路パタン
２ａが形成された投影原版２と、光源３から発せられる
照明光４を投影原版２に入射させる照明光学系５と、回
路パタン２ａの像を半導体基板１に投影する投影光学系
６と、半導体基板１を真空吸着によって支持しかつ上下
水平方向に移動可能な基板ホルダ７とから構成され、半
導体基板１の主面１ａの複数箇所において結像光学系光
軸方向８の高さを検出することにより、半導体基板１の
平坦度を計測し、この平坦度が予め設定された許容範囲
内か否かを判定して前記平坦度が許容範囲内の際には半
導体基板１に露光処理を行い、かつ許容範囲外の際には
前記平坦度が許容範囲内に収まるように基板ホルダ７を
調整して半導体基板１に露光処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板などの
基板の平坦度管理技術に関し、特に、平坦度が管理され
た基板に処理を行うことが可能な露光方法および基板ホ
ルダに関する。

【０００２】

【従来の技術】以下に説明する技術は、本発明を研究、
完成するに際し、本発明者によって検討されたものであ
り、その概要は次のとおりである。

【０００３】半導体基板（基板）に露光処理を行う露光
装置の一例として、ステップ式の投影露光装置が挙げら
れる。

【０００４】なお、ステップ式の投影露光装置には、例
えば、オートフォーカス機能、チップレベリング機能お
よび基板ホルダ平坦度計測機能などが設けられている。

【０００５】オートフォーカス機能は、半導体基板を水
平または垂直方向に移動させて、半導体基板の表面の結
像光学系光軸方向位置（高さ）を計測する機能である。

【０００６】また、チップレベリング機能は、露光領域
（露光区画）内の複数箇所もしくは連続した領域の結像
光学系光軸方向位置を計測するとともに、基板ホルダに
よって半導体基板の傾斜を調整して、基板表面と結像光
学系の最良像面とを略一致させる機能である。

【０００７】さらに、基板ホルダ平坦度計測機能は、前
記オートフォーカス機能を用いて、基板表面の平坦度を
計測する機能であり、この平坦度のデータはディジタル
データとして収集・取り扱いができる。

【０００８】また、投影露光装置のステージである基板
ホルダ（ウェハチャックともいう）には、半導体基板を
搬送する搬送アーム（搬送部材）と基板ホルダとの間で
半導体基板を受け渡す際に半導体基板を支持する上下動
ピンが設けられている。

【０００９】この上下動ピンは、基板ホルダにおいて、
半導体基板の回路形成有効領域に対応した箇所に設置さ
れ、これにより、上下動ピンが半導体基板を支持する際
には、半導体基板の回路形成有効領域の裏面側を支持す
る。

【００１０】ここで、投影露光装置における基板ホルダ
の平坦度の管理方法について、その一例を説明する。

【００１１】まず、平坦な半導体基板にレジスト膜を塗
布し、一定の回折格子に類似したパタンを有する原版を
用い、さらに、前記オートフォーカス機能と前記チップ
レベリング機能とを利用して前記半導体基板に露光処理
を行う。

【００１２】続いて、現像を行い、その後、この半導体
基板を目視検査する。

【００１３】なお、基板ホルダの平坦度が劣化してその
許容範囲を超えている場合には、露光処理においても焦
点深度外となった箇所のレジスト膜に転写されたパタン
の繰り返し性は劣化している。

【００１４】したがって、このレジスト膜に転写された
パタンの繰り返し性を巨視的な目視検査によって確認す
ることにより、基板ホルダの平坦度を管理している。そ
の際、基板ホルダの平坦度の調整回数の頻度は、一例と
して、１回／日〜１回／週程度である。

【００１５】なお、半導体基板を支持するウェハチャッ
ク（基板ホルダ）については、例えば、特開平２−３０
３０４７号公報に開示されている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した技
術において、例えば、露光処理の際の半導体基板の平坦
度については、基板ホルダ自体の平坦度の問題、露光装
置機能の問題、あるいは、平坦度の管理方法の問題が挙
げられる。

【００１７】まず、基板ホルダに関しては、半導体基板
の受け渡しの際に、上下動ピンが半導体基板の裏面に接
触するため、これにより、半導体基板の裏面に付着する
異物（パーティクル）の数が増加する。

【００１８】この異物は、後続の処理で必ず除去される
とは限らず、後続の露光工程においても付着したままの
状態で残存している場合がある。この後続の露光工程で
別号機もしくは別機種の露光装置を用いる際には、半導
体基板の裏面の異物付着部が基板ホルダの凸状支持部と
重複し、この異物に起因して半導体基板の表面の平坦度
が劣化する。

【００１９】これにより、この重複箇所において露光時
に焦点深度外となり、その結果、パタンニング不良が発
生するという問題が起こる。

【００２０】なお、基板ホルダにおいて、その支持面に
おける上下動ピン配置箇所の凸状支持部は、他の凸状支
持部よりその面積が広い分、研磨時の加工性が悪いた
め、基板ホルダの上下動ピン配置箇所の凸状支持部の平
坦度が他の箇所の凸状支持部より劣るという問題があ
る。

【００２１】また、露光装置では、これに設置されたオ
ートフォーカス機能などを用いて半導体基板の平坦度を
計測することは可能であるが、実際の露光処理時に用い
られるチップレベリング機能と連動していない。

【００２２】つまり、ディジタルデータとして収集する
ことは可能であるが、露光区画に対応させて個々のデー
タをグルーピングし、このデータ上でチップレベリング
機能によるデータ補正を行う機能は不足していることが
問題とされる。

【００２３】さらに、露光処理する際に、露光区画ごと
にチップレベリング機能を動作させた後、その露光区画
内の平坦度を計測する機能は設置されていないことが問
題とされる。

【００２４】また、基板ホルダの平坦度の管理方法につ
いては、作業者の目視検査によって平坦度の判定を行っ
ているため、その判定にパーソナルエラー（作業者の判
定ミスや作業者間の判定のバラツキなど）が生じること
が問題とされる。

【００２５】さらに、目視検査による管理のため、その
結果の保存が面倒かつ困難であり、これにより、トレー
サビリティ（保存および管理能力）が欠けることが問題
とされる。

【００２６】本発明の目的は、平坦度が管理された基板
に処理を行うことを可能にし、かつその処理能力の向上
を図る露光方法および基板ホルダを提供することにあ
る。

【００２７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００２９】すなわち、本発明の露光方法は、基板ホル
ダによって支持された平坦な基板に光を照射してその反
射光を受光することにより、前記基板表面の結像光学系
光軸方向の高さを検出する工程と、前記基板表面の複数
箇所において前記結像光学系光軸方向の高さを検出する
ことにより、前記基板の平坦度を計測する工程と、前記
平坦度が予め設定された許容範囲内か否かを判定する工
程とを有し、前記平坦度が許容範囲内の際には前記基板
に露光処理を行い、かつ許容範囲外の際には前記平坦度
が許容範囲内に収まるように前記基板ホルダを調整して
前記基板に露光処理を行うものである。

【００３０】これにより、容易でかつ確かな基板ホルダ
の管理を行うことができるとともに、表面の平坦度が保
証（管理）された状態で基板に露光処理を行うことがで
きる。

【００３１】また、この基板ホルダの管理を定期的に行
うことにより、露光処理における解像不良やパタンニン
グ不良を低減して露光の処理能力の向上を図ることがで
き、かつ、基板の歩留りの向上を図れる。

【００３２】さらに、本発明の露光方法は、基板ホルダ
によって支持された平坦な基板の傾斜成分を計測しかつ
この計測結果に基づいて前記基板の傾斜を調整するチッ
プレベリングを行う工程と、前記チップレベリングを行
った後、前記基板に光を照射してその反射光を受光する
ことにより、前記基板表面の複数箇所の結像光学系光軸
方向の高さを検出して前記基板の平坦度を計測する工程
と、前記平坦度が予め設定された許容範囲内か否かを判
定する工程とを有し、前記平坦度が許容範囲内の際には
前記基板に露光処理を行い、かつ許容範囲外の際には前
記平坦度が許容範囲内に収まるように前記基板ホルダを
調整して前記基板に露光処理を行うものである。

【００３３】また、本発明の基板ホルダは、所望の処理
が行われる際に前記基板を支持する支持面が設けられた
ホルダ本体と、前記基板を支持して搬送する搬送部材
と、前記搬送部材と前記ホルダ本体との間で前記基板の
受け渡しを行う際に前記基板を支持するとともに、前記
ホルダ本体の前記支持面から突出自在に設けられた可動
部材とを有し、前記可動部材が、前記基板の非有効領域
に対応した前記ホルダ本体の前記支持面の外周部から突
出して前記基板の主面と反対側の面の外周部を支持する
ように設けられているものである。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００３５】（実施の形態１）図１は本発明の露光方法
に用いる露光装置の構造の実施の形態の一例を一部断面
にして示す構成概略図、図２は図１に示す露光装置に設
けられた基板ホルダの構造の一例を示す図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、図３は本発明の露光
方法によって露光処理される半導体基板の構造の一例を
示す平面図、図４は本発明の露光方法によって露光処理
される際の半導体基板の受け渡し状態の一例を示す図で
あり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、図５は本発明
の露光方法における半導体基板搭載時の基板ホルダの構
造の一例を示す断面図、図６は図５に示す基板ホルダに
対する比較例の基板ホルダの構造を示す断面図、図７は
本発明の露光方法における基板表面の結像光学系光軸方
向の高さの計測方法の一例を示す原理図、図８は本発明
の露光方法のチップレベリング機能の一例を示す原理
図、図９は図８に示すチップレベリング機能を用いて平
坦度の計測を行う露光区画の構造とチップレベリング用
センサの配置を示す平面図、図１０は本発明の露光方法
を用いて計測した平坦な半導体基板の平坦度の一例を示
す計測結果図、図１１は本発明の露光方法を用いて計測
した平坦な半導体基板の平坦度の一例を示す計測結果
図、図１２は本発明の露光方法による回路パタンの露光
状態の一例を一部断面にして示す斜視図である。

【００３６】本実施の形態１の露光方法に用いられる露
光装置は、投影原版２に形成されたパタンを半導体基板
１（基板）の主面１ａ（表面）に形成された感光性材料
層に、潜像またはレリーフ像として微細パタンを転写す
るものであり、その一例として、透明支持体２ｃ（レチ
クルともいう）上に形成された回路パタン２ａを半導体
基板１に縮小して投影露光するステップ＆リピート方式
の縮小投影露光装置を取り上げて説明する。

【００３７】図１に示す前記縮小投影露光装置は、照明
光４を発する光源３と、所望の回路パタン２ａが形成さ
れた投影原版２（露光マスクともいう）と、光源３から
発せられる照明光４を投影原版２に入射させる照明光学
系５と、投影原版２を介して取り込んだ照明光４によっ
て形成される回路パタン２ａの像を半導体基板１に投影
する投影光学系６（結像光学系ともいう）と、半導体基
板１を真空吸着によって支持しかつ上下水平方向に移動
可能なステージである基板ホルダ７（ウェハチャックと
もいう）とから構成され、半導体基板１の主面１ａ（表
面）の複数箇所において結像光学系光軸方向８の高さ
（半導体基板１の主面１ａの上下方向の位置）を検出す
ることにより、半導体基板１の平坦度を計測し、さら
に、この平坦度が予め設定された許容範囲内か否かを判
定して前記平坦度が許容範囲内の際には半導体基板１に
露光処理を行い、かつ許容範囲外の際には前記平坦度が
許容範囲内に収まるように基板ホルダ７を調整して半導
体基板１に露光処理を行うものである。

【００３８】ここで、本実施の形態１における基板ホル
ダ７（図２、図４参照）は、上下および水平方向に細か
なステップ駆動が可能なものであり、その構造について
説明すると、露光処理（所望の処理）が行われる際に半
導体基板１を支持する支持面７ｄが設けられたホルダ本
体７ａと、半導体基板１を支持して搬送する搬送部材で
ある搬送アーム７ｂ（ツイザーともいう）と、搬送アー
ム７ｂとホルダ本体７ａとの間で半導体基板１の受け渡
しを行う際に半導体基板１を支持するとともに、ホルダ
本体７ａの支持面７ｄから突出自在に設けられた可動部
材である上下動ピン７ｃとからなり、４本の上下動ピン
７ｃが、半導体基板１の非有効領域１ｅに対応したホル
ダ本体７ａの支持面７ｄの外周部７ｅから突出して半導
体基板１の主面１ａと反対側の面（以降、裏面１ｂとい
う）の外周部１ｃを支持するように設けられている。

【００３９】さらに、前記基板ホルダ７においては、搬
送アーム７ｂの基板支持部７ｆが、半導体基板１の裏面
１ｂにおける上下動ピン７ｃの支持箇所と異なった外周
部１ｃを支持するように搬送アーム７ｂに設けられてい
る。

【００４０】なお、搬送アーム７ｂの基板支持部７ｆお
よび上下動ピン７ｃは、ほぼ円形の半導体基板１の内接
正方形外に対応した領域、または、裏面１ｂの外周端部
から１０ｍｍ以内の外周部１ｃに対応した領域に配置さ
れていることが好ましい。

【００４１】ここで、図３および図４に示すように、本
実施の形態１の半導体基板１には、その結晶方向を示す
Ｖ字形のノッチ１ｇが形成され、これを基に、円形の半
導体基板１には、複数の方形の半導体チップ１ｆが形成
される。

【００４２】したがって、半導体基板１の主面１ａにお
いては、半導体チップ１ｆの形成領域である回路形成有
効領域１ｄとその外方周囲の領域である非有効領域１ｅ
とが形成される。

【００４３】そこで、半導体基板１の回路形成有効領域
１ｄの裏面７ｇ側には搬送アーム７ｂの基板支持部７ｆ
や上下動ピン７ｃを接触させたくないため、半導体基板
１の非有効領域１ｅに対応した裏面１ｂの外周部１ｃに
搬送アーム７ｂの基板支持部７ｆと上下動ピン７ｃとが
接触するように基板支持部７ｆと上下動ピン７ｃとを配
置させる。

【００４４】なお、本実施の形態１の基板ホルダ７は、
露光処理時に半導体基板１を真空吸着によって支持する
ものであるため、図２に示すように、基板ホルダ７には
複数の貫通孔７ｈが設けられ、この貫通孔７ｈを介して
基板ホルダ７の裏面７ｇ側から真空吸着を行って半導体
基板１を吸着支持する。

【００４５】さらに、搬送アーム７ｂにおいて、半導体
基板１を搬送する際にも、基板支持部７ｆを介して真空
吸着によって半導体基板１を支持する。

【００４６】また、基板ホルダ７のホルダ本体７ａに
は、上下動ピン７ｃの昇降移動を案内する案内孔７ｉが
設けられ、この案内孔７ｉに案内されながら上下動ピン
７ｃは移動する。

【００４７】さらに、ホルダ本体７ａの支持面７ｄは、
縦横に配置された複数の小形角柱の凸状支持部７ｊと、
前記案内孔７ｉを形成する４つの小形円筒形の凸状支持
部７ｊと、最外周の円形枠状の凸状支持部７ｊとからな
る。

【００４８】この３種類の形状からなる凸状支持部７ｊ
は、ホルダ本体７ａの支持面７ｄと半導体基板１の裏面
１ｂとの接触面積を減らすために、支持面７ｄを細分化
したものであるが、小形円筒形の凸状支持部７ｊの支持
面７ｄの平坦度は、小形角柱の凸状支持部７ｊの支持面
７ｄの平坦度よりも悪い。

【００４９】これは、支持面７ｄの研磨加工時に、それ
ぞれの凸状支持部７ｊの支持面７ｄの研磨加工性がそれ
ぞれの面積の広さに起因するためである。

【００５０】また、本実施の形態１の基板ホルダ７にお
いては、貫通孔７ｈを介して真空吸着する真空吸着系と
案内孔７ｉとは連通しておらず別々の系となっている。
したがって、真空吸着時には、案内孔７ｉは半導体基板
１によって閉じられた系となり、真空吸着時に案内孔７
ｉ内が真空排気されることはない。

【００５１】これにより、上下動ピン７ｃは大気雰囲気
内で移動する。

【００５２】ただし、貫通孔７ｈを介して真空吸着する
真空吸着系と案内孔７ｉとを連通させて設けておくこと
により、案内孔７ｉを介して半導体基板１を真空吸着す
るとともに、案内孔７ｉ内に真空雰囲気を形成して上下
動ピン７ｃを真空雰囲気で動作させてもよい。

【００５３】ここで、露光マスクである投影原版２を形
成する透明支持体２ｃ（レチクルともいう）は、例え
ば、石英などのガラス基板からなり、その表面には、半
導体基板１上に露光すべき回路パタン２ａである遮光膜
がクロムなどによって形成されている。

【００５４】すなわち、透明支持体２ｃの表面には、照
明光４に対する透過率がほぼ１００％である透過部２ｂ
と、前記透過率がほぼ０％である遮光膜すなわち回路パ
タン２ａとが形成されている。

【００５５】また、光源３は、例えば、ＫｒＦエキシマ
レーザやＡｒＦエキシマレーザなどであるが、半導体基
板１上に形成された感光性材料からなるレジスト膜を感
光可能な波長の照明光４を発するものであれば、水銀ラ
ンプなどであってもよい。

【００５６】さらに、照明光学系５は、多数の集光レン
ズや可変開口絞りなどを備えている。

【００５７】また、投影光学系６は、複数（例えば、３
０枚程度）のレンズを備えたレンズ群であり、各々のレ
ンズが所定の間隔を有した状態でかつ対向して配置され
ている。

【００５８】なお、本実施の形態１の投影露光装置は、
露光処理を行う際に利用する機能として、オートフォー
カス機能、チップレベリング機能および基板ホルダ平坦
度計測機能を備えている。

【００５９】ここで、それぞれの機能についてその概略
を説明すると、前記オートフォーカス機能は、図７に示
すように、計測点ごとに半導体基板１を水平または垂直
方向に移動させて、レーザなどのオートフォーカス用光
源１０から半導体基板１の主面１ａ（表面）にオートフ
ォーカス用照射光１０ａ（光）を照射し、その主面１ａ
からのオートフォーカス用反射光１０ｂをオートフォー
カス用センサ１０ｃに取り込み、これにより、半導体基
板１の主面１ａ（表面）の結像光学系光軸方向８（図１
参照）の位置（高さ）を計測する機能である。

【００６０】また、前記チップレベリング機能は、図８
に示すように、それぞれの露光区画９（図９参照）にお
いて、レーザなどの複数のチップレベリング用光源１１
から半導体基板１の主面１ａ（表面）にチップレベリン
グ用照射光１１ａ（光）を照射し、その主面１ａからの
チップレベリング用反射光１１ｂをチップレベリング用
センサ１１ｃに取り込み、これにより、半導体基板１の
主面１ａ（表面）における複数箇所もしくは連続した領
域の結像光学系光軸方向８の位置（高さ）を計測すると
ともに、基板ホルダ７によって半導体基板１の傾斜を調
整して、半導体基板１の主面１ａと結像光学系である投
影光学系６の最良像面とを略一致させる機能である。

【００６１】さらに、前記基板ホルダ平坦度計測機能
は、前記オートフォーカス機能を用いて、半導体基板１
全面の平坦度を計測する機能であり、この平坦度のデー
タを、例えば、ディジタルデータとして収集・取り扱い
を行う機能である。

【００６２】図１〜図１２を用いて、本実施の形態１の
露光方法について説明する。

【００６３】前記露光方法は、ステップ＆リピート方式
の縮小投影露光装置を用いたものであり、図１に示す縮
小投影露光装置が有するチップレベリング機能は動作さ
せずに、オートフォーカス機能を使用して平坦な半導体
基板１の主面１ａ（表面）の平坦度を計測し、これによ
り、ディジタルの平坦度データを取得し、さらに、この
平坦度データからホルダ本体７ａの傾斜成分を除去した
平坦度データを取得し、この平坦度データが許容範囲内
に収まるように基板ホルダ７を調整して半導体基板１に
露光処理を行うものである。

【００６４】まず、図３に示す露光処理が行われる平坦
な半導体基板１を準備する。

【００６５】なお、本実施の形態１における半導体基板
１は、その結晶方向を示すＶ字形のノッチ１ｇが形成さ
れた円形のものであり、半導体基板１の主面１ａには、
露光処理により所望の配線パタンなどがパタンニングさ
れる複数の方形の半導体チップ１ｆの領域が形成されて
いる。

【００６６】その後、図４（ｂ）に示す搬送アーム７ｂ
によって半導体基板１を真空吸着保持し、前記縮小投影
露光装置の基板ホルダ７上に半導体基板１を搬送するこ
とにより、基板ホルダ７上に半導体基板１を配置させ
る。

【００６７】その際、搬送アーム７ｂの４箇所の基板支
持部７ｆによって、半導体基板１の裏面１ｂにおける上
下動ピン７ｃの支持箇所と異なった外周部１ｃの所定箇
所を支持する。

【００６８】その後、基板ホルダ７上において、半導体
基板１の非有効領域１ｅに対応したホルダ本体７ａの支
持面７ｄの外周部７ｅから４本の上下動ピン７ｃを突出
させ、半導体基板１の裏面１ｂに到達する位置（所定の
位置）まで上下動ピン７ｃを上昇させる。

【００６９】到達後、さらに、僅かに上下動ピン７ｃを
上昇させることにより、搬送アーム７ｂから上下動ピン
７ｃに半導体基板１を受け渡す。

【００７０】すなわち、４本の上下動ピン７ｃによって
半導体基板１を支持する。

【００７１】その際、ホルダ本体７ａの上下動ピン７ｃ
によって、半導体基板１の非有効領域１ｅに対応した裏
面１ｂ側の外周部１ｃを支持する。

【００７２】続いて、上下動ピン７ｃを所定位置まで降
下させ、これにより、図５に示すように、ホルダ本体７
ａの案内孔７ｉ内に上下動ピン７ｃを収める。

【００７３】なお、基板ホルダ７において、貫通孔７ｈ
を介してホルダ本体７ａの裏面７ｇ側から真空吸着を開
始しておく。

【００７４】その結果、図５に示すように、半導体基板
１を上下動ピン７ｃからホルダ本体７ａの支持面７ｄに
載置するとともに、基板ホルダ７の支持面７ｄにおいて
半導体基板１を真空吸着支持する。

【００７５】その後、前記縮小投影露光装置が備えるオ
ートフォーカス機能を用いて半導体基板１の主面１ａの
平坦度を計測する。

【００７６】その際、図７に示すように、まず、基板ホ
ルダ７によって支持された平坦な半導体基板１に、その
斜方からレーザ光線などのオートフォーカス用光源１０
を用いてオートフォーカス用照射光１０ａ（光）を照射
する。

【００７７】さらに、半導体基板１の主面１ａから反射
したオートフォーカス用反射光１０ｂ（反射光）をオー
トフォーカス用センサ１０ｃによって受光する。

【００７８】これにより、反射面の位置、すなわち、半
導体基板１の主面１ａ（表面）における所定箇所の結像
光学系光軸方向８（図１参照）の高さを検出する。

【００７９】その際、半導体基板１の回路形成有効領域
１ｄ（図３参照）の全体に渡って複数箇所の結像光学系
光軸方向８の高さを検出して半導体基板１の主面１ａの
平坦度を計測する。

【００８０】なお、複数箇所の結像光学系光軸方向８の
検出は、基板ホルダ７におけるホルダ本体７ａの水平方
向の移動を繰り返すことにより、半導体基板１を小刻み
に水平方向に移動させて行う。

【００８１】その結果、半導体基板１の複数箇所におけ
る結像光学系光軸方向８の高さを検出でき、これによ
り、図１０に示すようなディジタルの平坦度データを取
得できる。

【００８２】ここで、図１０に示す平坦度データは、図
３に示す回路形成有効領域１ｄを複数の区画に分割して
形成した露光区画９ごとの平坦度データであり、さら
に、各々の露光区画９内における複数の計測点（本実施
の形態１では、１つの露光区画９で２５箇所）の平坦度
データを示したものである。

【００８３】その後、図示しない他の計算装置を用い、
前記露光区画９ごとの前記平坦度のデータに基づいて半
導体基板１の傾斜成分を除去するデータ処理を行う。

【００８４】これにより、図１１に示す露光区画９ごと
の傾斜成分を除去した平坦度データを得ることができ
る。

【００８５】なお、傾斜成分を除去するデータ処理は、
必ずしも前記他の計算装置を用いることに限らず、本実
施の形態１における縮小投影露光装置がこの計算機能お
よびデータ処理機能を備えていてもよい。

【００８６】続いて、このデータ処理によって得られた
結果が、予め設定された許容範囲内か否かを判定して露
光処理を行う。

【００８７】本実施の形態１においては、各々の露光区
画９における平坦度データの許容範囲の設定、および、
全露光区画９中の良区画数の許容範囲の設定を行うに際
し、予め、半導体基板１の主面１ａ上で良好な焦点を結
べる深さである焦点深度との相関を持たせて決定してお
く。

【００８８】これにより、前記平坦度データが前記許容
範囲内の際には半導体基板１に露光処理を行い、かつ許
容範囲外の際には前記平坦度データが許容範囲内に収ま
るように基板ホルダ７の高さ（傾きも含む）などを調整
して半導体基板１に露光処理を行う。

【００８９】ここで、図１１に示す露光区画９ごとの平
坦度データの意味合いについて説明する。

【００９０】例えば、0.５μｍ程度の微細加工プロセス
の場合、露光時に半導体基板１の主面１ａの結像光学系
光軸方向８の位置（高さ）が、0.５μｍ程度最良像面か
らずれると、解像不良が発生することが判明しており、
縮小投影露光装置の最良像面位置の変動やフォーカス計
測の変動ならびに半導体基板１自体の平坦度の変動を考
慮すれば、基板ホルダ７の露光区画９内の平坦度の許容
範囲は、大きめに設定したとしても±0.４μｍ未満とせ
ざるを得ない。

【００９１】したがって、図１１に示した平坦度データ
において、全区画中の２区画（右上角と右下角の露光区
画９における平坦度データ“４”の計測点）で解像不良
が発生する可能性が高いことが判明した。

【００９２】しかし、この縮小投影露光装置を立ち上げ
た時点、もしくは、前回の基板ホルダ７の平坦度保証時
点では、前記図１１に示す平坦度の劣化は認められなか
ったはずである。

【００９３】ここで、図６に示す比較例を用いて、前記
平坦度が劣化した理由について考察する。なお、図６に
示す基板は、その裏面２１ｂにパーティクル１２が付着
したことにより段差部２１ｃが形成された段差基板２１
である。

【００９４】例えば、図３に示すような平坦な半導体基
板１の主面１ａに付着しているパーティクル１２（図６
参照）の数は、比較的少ないのに対し、半導体基板１の
裏面１ｂには、半導体基板１のハンドリング時に搬送ア
ーム７ｂの基板支持部７ｆが接触するとともに、他の半
導体製造装置においても、半導体基板１のハンドリング
が半導体基板１の裏面１ｂ側の接触で行われる。

【００９５】その結果、半導体基板１の裏面１ｂには多
数のパーティクル１２が付着している場合が多い。な
お、本実施の形態１の縮小投影露光装置では、基板ホル
ダ７に半導体基板１が真空吸着保持されるが、基板ホル
ダ７の支持面７ｄと接触する部分の半導体基板１の裏面
１ｂにパーティクル１２が付着している場合には、図６
に示すように、段差基板２１の主面２１ａが凸形状とな
り、この段差部２１ｃが、投影光学系６の最良像面から
大きく外れる。これにより、この段差部２１ｃが焦点深
度外となって、解像不良が発生する場合がある。

【００９６】さらに、段差基板２１の裏面２１ｂに付着
して持ち込まれたパーティクル１２が、基板ホルダ７に
転移・強固に付着し、後続の半導体基板１においても解
像不良を引き起こすことが考えられる。

【００９７】したがって、図１１に示したように、基板
ホルダ７に平坦度の劣化が認められる場合には、歩留り
の低下を招く可能性が高い。

【００９８】これにより、本実施の形態１では、図１１
に示す全ての平坦度データが、許容範囲内（本実施の形
態１では±0.４μｍ未満）になるまで基板ホルダ７の高
さや傾斜を調整する。

【００９９】なお、図１１に示す平坦度データの取得
（結像光学系光軸方向８の高さの計測とそのデータ処
理）およびこの平坦度データに基づいた基板ホルダ７の
平坦度調整は、定期的または間欠的に実施することが好
ましい。

【０１００】その後、基板ホルダ７の平坦度が調整され
た状態で、所望のパタンを半導体基板１上に露光する。

【０１０１】なお、本実施の形態１においては、図１２
に示すように、透明支持体２ｃに形成された半導体集積
回路の回路パタン２ａを、半導体基板１に形成されたタ
ングステンなどの金属膜１ｈの上層のレジスト膜１ｉに
パタンニングする場合を説明する。

【０１０２】まず、投影原版２の種類、露光性能、露光
条件および感光性材料層（例えば、レジスト膜１ｉ）な
どの諸条件を決める。

【０１０３】続いて、基板ホルダ７の平坦度が許容範囲
内に調整された状態、つまり、基板ホルダ７上の半導体
基板１の主面１ａの平坦度が保証された状態で、図１２
に示すように、透明支持体２ｃに形成された遮光膜から
なる回路パタン２ａをレジスト膜１ｉ上に露光する。

【０１０４】その後、現像およびエッチングを行い、こ
れにより、所望の形状の回路パタン２ａを半導体基板１
の主面１ａに形成できる。

【０１０５】本実施の形態１の露光方法および基板ホル
ダによれば、以下のような作用効果が得られる。

【０１０６】すなわち、半導体基板１の複数箇所におい
て結像光学系光軸方向８の高さを検出して半導体基板１
の平坦度を計測し、この平坦度が予め設定された許容範
囲内に収まるように基板ホルダ７を調整して半導体基板
１に露光処理を行うことにより、主面１ａの平坦度が保
証（管理）された状態で半導体基板１に露光処理を行う
ことができる。

【０１０７】この際、平坦度の適正な許容範囲を設定す
るとともに、許容範囲外と判定した際の基板ホルダ７の
平坦度の調整方法を確立することにより、容易でかつ確
かな基板ホルダ７の平坦度の管理を行うことができる。

【０１０８】さらに、この基板ホルダ７の平坦度の管理
を定期的に行うことにより、露光処理における解像不良
やパタンニング不良を低減して露光の処理能力の向上を
図ることができるとともに、半導体基板１の歩留りの向
上を図れる。

【０１０９】また、基板ホルダ７における平坦度の確か
な管理を実施することにより、長期的に基板ホルダ７の
平坦度のバラツキを低減できるとともに、実使用状態で
の平坦度のバラツキも低減できる。

【０１１０】これにより、焦点深度の浅いリソグラフィ
ープロセスにおいても、半導体基板１の量産に対応する
ことが可能になる。つまり、微細リソグラフィープロセ
スや安価なリソグラフィープロセスにおいても、半導体
基板１の量産に対応することが可能になる。

【０１１１】また、基板ホルダ７において、これに設け
られた上下動ピン７ｃ（可動部材）が、半導体基板１の
非有効領域１ｅに対応したホルダ本体７ａの支持面７ｄ
の外周部７ｅから突出して半導体基板１の裏面１ｂの外
周部１ｃを支持するように設けられていることにより、
上下動ピン７ｃによって半導体基板１を支持した際のパ
ーティクル１２（異物）の付着箇所を半導体基板１の裏
面１ｂの非有効領域１ｅに対応した箇所にすることがで
きる。

【０１１２】これにより、実質的に基板ホルダ７の平坦
度を向上させることができる。

【０１１３】さらに、基板ホルダ７において、上下動ピ
ン７ｃが、非有効領域１ｅに対応したホルダ本体７ａの
支持面７ｄの外周部７ｅから突出して半導体基板１の裏
面１ｂの外周部１ｃを支持するように設けられているこ
とにより、基板ホルダ７の支持面７ｄに形成される凸状
支持部７ｊをこの支持面７ｄの外周部７ｅに配置でき
る。

【０１１４】すなわち、平坦度が悪い凸状支持部７ｊを
基板ホルダ７の支持面７ｄの外周部７ｅに配置できるた
め、基板ホルダ７の支持面７ｄの回路形成有効領域１ｄ
対応箇所の平坦度を向上できる。

【０１１５】その結果、半導体基板１の裏面１ｂに付着
したパーティクル１２に起因する解像不良やパタンニン
グ不良を低減することができ、これにより、露光の処理
能力の向上を図ることができるとともに、半導体基板１
の歩留りの向上を図れる。

【０１１６】さらに、前記同様、焦点深度の浅いリソグ
ラフィープロセスにおいても、半導体基板１の量産に対
応することができる。つまり、微細リソグラフィープロ
セスや安価なリソグラフィープロセスにおいても、半導
体基板１の量産に対応することができる。

【０１１７】（実施の形態２）図１３は本発明の他の実
施の形態である露光方法によって計測した段差部を有す
る半導体基板の平坦度を示す計測結果図、図１４は図１
３に示す平坦度のデータの補正例を示す計算結果図、図
１５は図１４に示す平坦度のデータに対して傾斜成分除
去補正を行った傾斜成分除去データの一例を示す計算結
果図である。

【０１１８】本実施の形態２における基板ホルダ７およ
びこれを有した縮小投影露光装置は、実施の形態１で説
明したものと同様であるため、その構造や機能について
の重複説明は省略する。

【０１１９】本実施の形態２による露光方法について説
明する。

【０１２０】本実施の形態２の露光方法は、実施の形態
１で説明した縮小投影露光装置と同様の装置を用いるも
のであるが、実施の形態１との相違点は、平坦な半導体
基板１ではなく、図６に示すような段差部２１ｃを有し
た段差基板２１の平坦度を保証（管理）して露光処理を
行うものである。

【０１２１】まず、実施の形態１で説明した方法と同様
の方法によって、半導体基板１を搬送アーム７ｂから基
板ホルダ７に受け渡し、これにより、基板ホルダ７上に
半導体基板１を載置する。

【０１２２】ところが、基板ホルダ７上に半導体基板１
を載置した際に、半導体基板１の裏面１ｂにパーティク
ル１２が付着していると、半導体基板１は、図６に示す
ように、段差部２１ｃを有した段差基板２１となる。

【０１２３】この状態で、実施の形態１で説明した方法
と同様に、縮小投影露光装置が備えるオートフォーカス
機能を用いて段差基板２１の主面２１ａの平坦度を計測
する。

【０１２４】まず、段差基板２１の主面２１ａにおける
所定箇所の結像光学系光軸方向８の高さを検出する。

【０１２５】その際、段差基板２１の回路形成有効領域
２１ｄの全体に渡って複数箇所の結像光学系光軸方向８
の高さを検出して段差基板２１の主面２１ａの平坦度を
計測する。

【０１２６】その結果、図１３に示すように、段差基板
２１に関してのディジタルの平坦度データを取得でき
る。

【０１２７】なお、図１３に示す平坦度データは、回路
形成有効領域２１ｄを複数の区画に分割して形成した露
光区画９ごとの平坦度データであり、さらに、各々の露
光区画９内における２５箇所の計測点の平坦度データを
示したものである。

【０１２８】ここで、図１３に示す平坦度データにおい
て円（丸）によって囲まれた数値は、予め、結像光学系
光軸方向８の高さが0.３μｍ高いことが判明している数
値である。

【０１２９】この0.３μｍという値は、露光処理の前工
程の段階で判明した補正値であり、全露光区画９に対し
て共通の補正値として予め準備されたものである。

【０１３０】これにより、図１３に示す平坦度データに
対してこの0.３μｍの減算補正を行い、その結果、図１
４に示す補正後の平坦度データを取得する。なお、段差
に関する補正を行ったことにより、図１４に示す段差基
板２１の平坦度データは、図１０に示す平坦な半導体基
板１の平坦度データと同種のものと見なすことができ
る。

【０１３１】その後、実施の形態１と同様に、図示しな
い他の計算装置を用い、図１４に示す平坦度データにお
ける前記露光区画９ごとのデータに基づいて段差基板２
１の傾斜成分を除去するデータ処理を行う。

【０１３２】これにより、図１５に示す露光区画９ごと
の傾斜成分を除去した平坦度データを得ることができ
る。

【０１３３】なお、実施の形態１と同様に、傾斜成分を
除去するデータ処理は、必ずしも前記他の計算装置を用
いることに限らず、本実施の形態２における縮小投影露
光装置がこの計算機能およびデータ処理機能を備えてい
てもよい。

【０１３４】続いて、このデータ処理によって得られた
結果が、予め設定された許容範囲内か否かを露光区画９
ごとに判定して露光処理を行う。

【０１３５】ここで、基板ホルダ７の平坦度が保証（管
理）された状態での前記露光処理は、実施の形態１で説
明したものと同様であるため、その重複説明は省略す
る。

【０１３６】本実施の形態２の露光方法によれば、図６
に示すような、段差部２１ｃを有した段差基板２１にお
いても、その主面２１ａ（表面）の平坦度を保証（管
理）することができ、これにより、平坦度が保証された
状態の段差基板２１に露光処理を行うことができる。

【０１３７】なお、本実施の形態２によって得られるそ
の他の作用効果については、実施の形態１で説明したも
のと同様であるため、その重複説明は省略する。

【０１３８】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言う
までもない。

【０１３９】例えば、前記実施の形態１および２では、
チップレベリング機能は動作させずに、オートフォーカ
ス機能を使用して平坦な半導体基板１もしくは段差基板
２１の平坦度を計測し、これによって得られた平坦度デ
ータをデータ上で処理して、基板ホルダ７の平坦度が保
証・管理された状態での露光方法を実現させる場合を説
明したが、前記実施の形態１および２の露光方法におい
て、縮小投影露光装置が有するチップレベリング機能を
動作させた後に、半導体基板１もしくは段差基板２１の
平坦度を計測し、この計測結果に、直接、露光区画９ご
とに許容範囲内外の判定を行って基板ホルダ７の平坦度
の保証（管理）を実施してもよい。

【０１４０】このチップレベリング機能動作後に平坦度
を計測する他の実施の形態の露光方法を平坦な半導体基
板１（基板）を用いた場合について説明する。

【０１４１】ただし、前記他の実施の形態の露光方法
は、段差基板２１に対しても適用可能であることは言う
までもない。

【０１４２】まず、基板ホルダ７によって支持された平
坦な半導体基板１の傾斜成分を計測し、かつこの計測結
果に基づいて半導体基板１の傾斜を調整するチップレベ
リングを行う。

【０１４３】すなわち、図８に示すチップレベリング機
能を用いて半導体基板１の主面１ａの露光区画９（図９
参照）における複数箇所の結像光学系光軸方向８の位置
を計測する。

【０１４４】続いて、ホルダ本体７ａの傾斜を調整して
半導体基板１の主面１ａの位置（高さ）と最良像面の位
置とをほぼ一致させる。

【０１４５】その後、図７に示すオートフォーカス機能
を用いて、半導体基板１の主面１ａの平坦度を計測す
る。

【０１４６】すなわち、半導体基板１にレーザ光線など
のオートフォーカス用光源１０を用いてオートフォーカ
ス用照射光１０ａ（光）を照射し、これの反射光である
オートフォーカス用反射光１０ｂをオートフォーカス用
センサ１０ｃによって受光する。

【０１４７】これにより、半導体基板１の主面１ａにお
ける所定箇所の結像光学系光軸方向８の高さを検出す
る。その際、半導体基板１の回路形成有効領域１ｄ（図
３参照）の全体に渡って複数箇所の結像光学系光軸方向
８の高さを検出して半導体基板１の主面１ａの平坦度を
計測する。

【０１４８】なお、複数箇所の結像光学系光軸方向８の
検出は、基板ホルダ７におけるホルダ本体７ａの水平方
向の移動を繰り返すことにより、半導体基板１を小刻み
に水平方向に移動させて行う。

【０１４９】その結果、半導体基板１の複数箇所におけ
る結像光学系光軸方向８の高さを検出でき、これによ
り、ディジタルの平坦度データを取得できる。

【０１５０】ここで、前記平坦度データは、図３に示す
回路形成有効領域１ｄを複数の区画に分割して形成した
露光区画９ごとのデータであり、さらに、各々の露光区
画９内における複数の計測点のデータを示したものであ
る。

【０１５１】その後、図示しない他の計算装置を用い、
前記露光区画９ごとの前記平坦度のデータに基づいて半
導体基板１の傾斜成分を除去するデータ処理を行う。

【０１５２】これにより、傾斜成分を除去した平坦度デ
ータを得ることができ、さらに、このデータ処理によっ
て得られた結果が、予め設定された許容範囲内か否かを
判定して露光処理を行う。

【０１５３】なお、段差基板２１に対して、前記他の実
施の形態の露光方法を行う際には、チップレベリング機
能を動作させた後に平坦度計測を行って平坦度データを
取得し、さらに、この平坦度データに前記実施の形態２
で説明した減算補正のデータ処理を行い、このデータ処
理によって得られた結果が、予め設定された許容範囲内
か否かを判定して露光処理を行う。

【０１５４】前記他の実施の形態の露光方法によれば、
実際の露光処理の際に、基板ホルダ７の平坦度を制御し
て半導体基板１の主面１ａもしくは段差基板２１の主面
２１ａの平坦度を調整してから露光処理を行うことがで
きる。

【０１５５】したがって、実際の露光処理の場面で基板
ホルダ７の平坦度を調整するため、定期的な平坦度の計
測や基板ホルダ７の平坦度のデータ管理を行わずに済
む。

【０１５６】その結果、平坦度が保証された基板ホルダ
７上で製品の基板（半導体基板１または段差基板２１）
を露光処理できるため、前記基板の歩留りを向上でき
る。

【０１５７】また、前記実施の形態１および２における
露光方法、さらに、チップレベリング機能動作後に平坦
度を計測する他の実施の形態の露光方法では、何れもオ
ートフォーカス機能を用いた平坦度計測の場合について
説明したが、図８に示すチップレベリング用センサ１１
ｃを用いて平坦度を計測することも可能である。

【０１５８】すなわち、図９に示す露光区画９の複数の
計測点（ここでは、２５個）に対応したチップレベリン
グ用光源１１と帯状に配列されたチップレベリング用セ
ンサ１１ｃとを縮小投影露光装置に設けておく。これに
より、１つの露光区画９において基板ホルダ７を繰り返
して移動させなくてもその露光区画９の複数箇所の平坦
度を計測できる。

【０１５９】したがって、一度に１つの露光区画９の複
数箇所（例えば、２５箇所）の平坦度を計測でき、基板
ホルダ７の移動を、露光区画９から他の露光区画９への
移動だけとすることができる。

【０１６０】これにより、半導体基板１または段差基板
２１の平坦度の計測時間を短縮させることができ、平坦
度計測の効率化を図ることができる。

【０１６１】なお、図８および図９に示したチップレベ
リング機能は、図７に示すオートフォーカス機能を兼ね
備えていてもよく、これによっても、半導体基板１もし
くは段差基板２１の平坦度を計測することができる。

【０１６２】また、前記実施の形態１，２および他の実
施の形態の基板ホルダ７においては、４本の上下動ピン
７ｃがホルダ本体７ａの支持面７ｄの外周部７ｅから突
出して半導体基板１の裏面１ｂの外周部１ｃを支持する
ように設けられるとともに、搬送アーム７ｂの基板支持
部７ｆが、半導体基板１の裏面１ｂにおける上下動ピン
７ｃの支持箇所と異なった外周部１ｃを支持するように
搬送アーム７ｂに設けられている場合を説明したが、図
１６に示す他の実施の形態の基板ホルダ７のように、４
本（４本以外でもよい）の上下動ピン７ｃが、ホルダ本
体７ａの支持面７ｄの外周部７ｅから突出して半導体基
板１の裏面１ｂの外周部１ｃを支持するように設けられ
ていれば、図４（ｂ）に示す搬送アーム７ｂの基板支持
部７ｆは、必ずしも、半導体基板１の裏面１ｂにおける
外周部１ｃを支持するように設けられていなくてもよ
く、例えば、基板支持部７ｆは、半導体基板１の裏面１
ｂの内方を支持するように搬送アーム７ｂに設けられて
いてもよい。

【０１６３】ここで、前記実施の形態１，２および他の
実施の形態の露光方法における平坦度の計測頻度につい
て説明する。

【０１６４】前記実施の形態１，２および他の実施の形
態の露光方法においては、必ずしも全ての基板（半導体
基板１と段差基板２１の両者）の露光処理時にその基板
に対して平坦度計測を行う必要はない。

【０１６５】例えば、ロットの先頭基板とロットの最終
基板とにおいて計測を行えば充分と思われる。また、ロ
ットの最終基板の代わりとして、次ロットの先頭基板を
用いて平坦度の計測を行ってもよい。

【０１６６】さらに、前記平坦度の計測やその判定の頻
度は、２回／日、１回／日などの定期的もしくは間欠的
なものであってもよく、その際には、平坦度保証の精度
は多少劣化するものの、基板の歩留りを向上させること
は可能である。

【０１６７】また、前記実施の形態１，２および他の実
施の形態の露光方法においては、露光装置が縮小投影露
光装置であり、かつステップ＆リピート方式の場合につ
いて説明したが、前記露光装置はステップ＆スキャン方
式のものであってもよい。

【０１６８】すなわち、ステップ＆スキャン方式の露光
装置においても、オートフォーカス用センサ１０ｃもし
くはチップレベリング用センサ１１ｃを用いて基板の平
坦度を計測することにより、前記実施の形態１，２およ
び他の実施の形態の露光方法と同様の露光方法を行うこ
とが可能である。

【０１６９】その際、ステップ＆リピート方式の露光装
置では、方形（正方形または長方形）の露光区画９を１
区画として平坦度の許容範囲内外の判定を行ったのに対
し、ステップ＆スキャン方式の露光装置の場合、帯状の
露光区画９を１区画として判定すればよい。

【０１７０】また、前記実施の形態１，２および他の実
施の形態においては、基板ホルダ７が露光装置に設置さ
れている場合について説明したが、前記基板ホルダ７
は、露光装置以外のドライエッチング装置やイオン打込
み装置に設置されていてもよい。

【０１７１】さらに、基板に形成された結晶方向を示す
Ｖ字形のノッチ１ｇは、その代わりとして、オリエンテ
ーションフラットであってもよい。

【０１７２】また、前記基板は、半導体製造工程で用い
られる平坦な半導体基板１や段差部２１ｃを有した段差
基板２１に限定されるものではなく、例えば、半導体以
外の分野で取り扱われる液晶基板などの基板であっても
よい。

【０１７３】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【０１７４】（１）．基板表面の複数箇所において結像
光学系光軸方向の高さを検出して基板の平坦度を計測
し、この平坦度が予め設定された許容範囲内に収まるよ
うに基板ホルダを調整して基板に露光処理を行うことに
より、表面の平坦度が保証（管理）された状態で基板に
露光処理を行うことができる。これにより、容易でかつ
確かな基板ホルダの管理を行うことができる。

【０１７５】（２）．基板ホルダの管理を定期的に行う
ことにより、露光処理における解像不良やパタンニング
不良を低減して露光の処理能力の向上を図ることができ
るとともに、基板の歩留りの向上を図れる。

【０１７６】（３）．基板ホルダの確かな管理を実施す
ることにより、長期的に基板ホルダの平坦度のバラツキ
を低減できるとともに、実使用状態での平坦度のバラツ
キも低減できる。これにより、焦点深度の浅いリソグラ
フィープロセスにおいても、基板の量産に対応すること
が可能になる。

【０１７７】（４）．基板ホルダにおいて、可動部材
が、基板の非有効領域に対応したホルダ本体の支持面の
外周部から突出して基板の裏面の外周部を支持するよう
に設けられていることにより、可動部材によって基板を
支持した際の異物の付着箇所を基板の裏面の前記非有効
領域に対応した箇所にすることができる。これにより、
実質的に基板ホルダの平坦度を向上させることができ
る。

【０１７８】（５）．基板ホルダにおいて、可動部材
が、非有効領域に対応したホルダ本体の支持面の外周部
から突出して基板の前記裏面の外周部を支持するように
設けられていることにより、基板ホルダの支持面に形成
される凸状支持部をこの支持面の外周部に配置できる。
その結果、基板の裏面に付着した異物に起因する解像不
良やパタンニング不良を低減することができ、これによ
り、露光の処理能力の向上を図ることができるととも
に、基板の歩留りの向上を図れる。

【０１７９】（６）．基板に露光処理を行う際に、チッ
プレベリングを行った後、基板の平坦度を計測し、その
後、平坦度が予め設定された許容範囲内に収まるように
基板ホルダを調整して基板に露光処理を行うことによ
り、実際の露光処理の際に、基板ホルダの平坦度を制御
して基板の表面の平坦度を調整してから露光処理を行う
ことができる。これにより、平坦度が保証された基板ホ
ルダ上で製品の基板を露光処理できるため、基板の歩留
りを向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の露光方法に用いる露光装置の構造の実
施の形態の一例を一部断面にして示す構成概略図であ
る。

【図２】（ａ),（ｂ）は図１に示す露光装置に設けられ
た基板ホルダの構造の一例を示す図であり、（ａ）は平
面図、（ｂ）は断面図である。

【図３】本発明の露光方法によって露光処理される半導
体基板の構造の一例を示す平面図である。

【図４】（ａ),（ｂ）は本発明の露光方法によって露光
処理される際の半導体基板の受け渡し状態の一例を示す
図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

【図５】本発明の露光方法における半導体基板搭載時の
基板ホルダの構造の一例を示す断面図である。

【図６】図５に示す基板ホルダに対する比較例の基板ホ
ルダの構造を示す断面図である。

【図７】本発明の露光方法における基板表面の結像光学
系光軸方向の高さの計測方法の一例を示す原理図であ
る。

【図８】本発明の露光方法のチップレベリング機能の一
例を示す原理図である。

【図９】図８に示すチップレベリング機能を用いて平坦
度の計測を行う露光区画の構造とチップレベリング用セ
ンサの配置を示す平面図である。

【図１０】本発明の露光方法を用いて計測した平坦な半
導体基板の平坦度の一例を示す計測結果図である。

【図１１】本発明の露光方法を用いて計測した平坦な半
導体基板の平坦度の一例を示す計測結果図である。

【図１２】本発明の露光方法による回路パタンの露光状
態の一例を一部断面にして示す斜視図である。

【図１３】本発明の他の実施の形態である露光方法によ
って計測した段差部を有する半導体基板の平坦度を示す
計測結果図である。

【図１４】図１３に示す平坦度のデータの補正例を示す
計算結果図である。

【図１５】図１４に示す平坦度のデータに対して傾斜成
分除去補正を行った傾斜成分除去データの一例を示す計
算結果図である。

【図１６】本発明の他の実施の形態の露光方法によって
露光処理される半導体基板および上下動ピンの配列を示
す平面図である。

【符号の説明】

１ 半導体基板（基板） １ａ 主面（表面） １ｂ 裏面（反対側の面） １ｃ 外周部 １ｄ 回路形成有効領域 １ｅ 非有効領域 １ｆ 半導体チップ １ｇ ノッチ １ｈ 金属膜 １ｉ レジスト膜 ２ 投影原版 ２ａ 回路パタン ２ｂ 透過部 ２ｃ 透明支持体 ３ 光源 ４ 照明光 ５ 照明光学系 ６ 投影光学系 ７ 基板ホルダ ７ａ ホルダ本体 ７ｂ 搬送アーム（搬送部材） ７ｃ 上下動ピン（可動部材） ７ｄ 支持面 ７ｅ 外周部 ７ｆ 基板支持部 ７ｇ 裏面 ７ｈ 貫通孔 ７ｉ 案内孔 ７ｊ 凸状支持部 ８ 結像光学系光軸方向 ９ 露光区画 １０ オートフォーカス用光源 １０ａ オートフォーカス用照射光（光） １０ｂ オートフォーカス用反射光（反射光） １０ｃ オートフォーカス用センサ １１ チップレベリング用光源 １１ａ チップレベリング用照射光（光） １１ｂ チップレベリング用反射光（反射光） １１ｃ チップレベリング用センサ １２ パーティクル ２１ 段差基板（基板） ２１ａ 主面（表面） ２１ｂ 裏面 ２１ｃ 段差部 ２１ｄ 回路形成有効領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 修平 東京都青梅市藤橋３丁目３番地２ 日立東 京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 米沢 志郎 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 森内 昇 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投影光学系を用いた露光方法であって、 基板ホルダによって支持された平坦な基板に光を照射し
   てその反射光を受光することにより、前記基板表面の結
   像光学系光軸方向の高さを検出する工程と、 前記基板表面の複数箇所において前記結像光学系光軸方
   向の高さを検出することにより、前記基板の平坦度を計
   測する工程と、 前記平坦度が予め設定された許容範囲内か否かを判定す
   る工程とを有し、 前記平坦度が許容範囲内の際には前記基板に露光処理を
   行い、かつ許容範囲外の際には前記平坦度が許容範囲内
   に収まるように前記基板ホルダを調整して前記基板に露
   光処理を行うことを特徴とする露光方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の露光方法であって、前記
   基板の平坦度を計測する際に、前記基板の回路形成有効
   領域の全体に渡って複数箇所の前記結像光学系光軸方向
   の高さを検出して前記平坦度を計測し、前記平坦度の計
   測後、前記回路形成有効領域を複数の区画に分割して形
   成した露光区画ごとに前記平坦度のデータに基づいて前
   記基板の傾斜成分を除去するデータ処理を行い、このデ
   ータ処理によって得られた結果が前記予め設定された許
   容範囲内か否かを判定して露光処理を行うことを特徴と
   する露光方法。
3. 【請求項３】 投影光学系を用いた露光方法であって、 基板ホルダによって支持された平坦な基板の傾斜成分を
   計測し、かつこの計測結果に基づいて前記基板の傾斜を
   調整するチップレベリングを行う工程と、 前記チップレベリングを行った後、前記基板に光を照射
   してその反射光を受光することにより、前記基板表面の
   複数箇所の結像光学系光軸方向の高さを検出して前記基
   板の平坦度を計測する工程と、 前記平坦度が予め設定された許容範囲内か否かを判定す
   る工程とを有し、 前記平坦度が許容範囲内の際には前記基板に露光処理を
   行い、かつ許容範囲外の際には前記平坦度が許容範囲内
   に収まるように前記基板ホルダを調整して前記基板に露
   光処理を行うことを特徴とする露光方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の露光方法であって、前記
   チップレベリング後に前記基板の平坦度を計測する際
   に、前記基板の回路形成有効領域の全体に渡って複数箇
   所の前記平坦度を計測し、前記平坦度の計測後、前記回
   路形成有効領域を複数の区画に分割して形成した露光区
   画ごとに前記平坦度のデータが予め設定された許容範囲
   内か否かを判定して露光処理を行うことを特徴とする露
   光方法。
5. 【請求項５】 請求項１，２，３または４記載の露光方
   法であって、前記基板としてその表面に段差部を有する
   段差基板を用い、前記段差基板の回路形成有効領域の全
   体に渡って複数箇所の前記平坦度を計測し、前記回路形
   成有効領域を複数に分割して形成した各々の露光区画に
   おいて、予め準備された全露光区画共通の補正値によっ
   て前記平坦度のデータを補正し、この補正後の平坦度の
   データが予め設定された許容範囲内か否かを前記露光区
   画ごとに判定して露光処理を行うことを特徴とする露光
   方法。
6. 【請求項６】 請求項１，２，３，４または５記載の露
   光方法であって、前記基板ホルダによって支持された基
   板の回路形成有効領域を複数に分割して形成した各々の
   露光区画における平坦度のデータの許容範囲の設定、ま
   たは、全露光区画中の良区画数の許容範囲の設定を、前
   記基板表面上で良好な焦点を結べる深さである焦点深度
   との相関を持たせて決定することを特徴とする露光方
   法。
7. 【請求項７】 請求項１，２，３，４，５または６記載
   の露光方法であって、前記基板ホルダによって支持され
   た基板の傾斜成分を計測して前記基板の傾斜を調整する
   チップレベリングを行う際には、露光装置に設けられた
   チップレベリング機能を用いて行うとともに、前記基板
   表面の結像光学系光軸方向の高さを検出する際には、露
   光装置に設けられたオートフォーカス機能を用いて検出
   することを特徴とする露光方法。
8. 【請求項８】 基板を支持する基板ホルダであって、 所望の処理が行われる際に前記基板を支持する支持面が
   設けられたホルダ本体と、 前記基板を支持して搬送する搬送部材と、 前記搬送部材と前記ホルダ本体との間で前記基板の受け
   渡しを行う際に前記基板を支持するとともに、前記ホル
   ダ本体の前記支持面から突出自在に設けられた可動部材
   とを有し、 前記可動部材が、前記基板の非有効領域に対応した前記
   ホルダ本体の前記支持面の外周部から突出して前記基板
   の主面と反対側の面の外周部を支持するように設けられ
   ていることを特徴とする基板ホルダ。
9. 【請求項９】 請求項８記載の基板ホルダであって、前
   記搬送部材の基板支持部が、前記基板の前記反対側の面
   における前記可動部材の支持箇所と異なった外周部を支
   持するように前記搬送部材に設けられていることを特徴
   とする基板ホルダ。