TW202236496A - 吸盤、基板保持裝置、基板處理裝置、及物品的製造方法 - Google Patents

吸盤、基板保持裝置、基板處理裝置、及物品的製造方法 Download PDF

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Abstract

[課題] 提供藉由使內周側的凸部與外周側的凸部的高度成為預定的關係，能夠減少基板的扭曲的吸盤。 [解決手段] 本發明之吸盤是用於吸附保持基板的吸盤，其特徵在於：包括：複數個凸部，與被吸附保持的基板的背面抵接；環狀的間隔壁；以及底部，配置有複數個凸部和間隔壁，複數個凸部由將配置在間隔壁的外側的第一凸部、和配置在間隔壁的內側且隔著間隔壁而與第一凸部相鄰的位置的第二凸部形成為一個群組的複數個群組所構成，在將複數個群組各自所包含的第一凸部的高度設為ho、將複數個群組各自所包含的第二凸部的高度設為hi時，滿足hi＞ho。

Description

吸盤、基板保持裝置、基板處理裝置、及物品的製造方法
本發明關於吸盤、基板保持裝置、基板處理裝置及物品的製造方法。
近年來，用於製造半導體元件等的縮小投影曝光裝置為了對應於元件的微細化而進行高NA化。藉由高NA化，解析度提高，但有效的焦點深度減少。因此，為了維持解析度且確保充分的實用深度，謀求投影光學系統的像場彎曲的減輕、或晶圓(基板)的厚度不均或用於吸附保持晶圓的吸盤的平面精度的提高等晶圓平坦度(wafer flatness)(基板表面的平面度)的改善。
作為使基板表面的平面度降低的原因，有在吸盤與基板之間夾入異物的情況。若夾入異物，有所夾入的部分的基板以隆起的方式變形，產生形成於基板的圖案的形成不良，成品率降低的情況。為了概率性地避免如上所示之因異物所引起的成品率的降低，使用了使吸盤與基板的接觸率大幅減少之使用所謂的銷(凸部)的銷接觸吸盤(銷式吸盤(pin chuck))。
在使用了該銷式吸盤的情況下，基板在凸部間由於真空吸引力而變形並撓曲(扭曲)，由此基板變形，也有基板表面的平面度降低的情況，為了改善該情況，提出了各種方案。
例如，在日本專利4298078號公報中，在銷式吸盤設置圍繞複數個凸部的環狀的間隔壁(阻隔件)，將該間隔壁配置在外周側的凸部與和外周側的凸部相鄰的凸部亦即內周側的凸部之間。而且，作為該間隔壁的配置位置，配置成盡可能接近外周部側的凸部。
此外，在日本特開2001-185607號公報中，將間隔壁配置在比配置在最為外周側的凸部更為外側的位置、或最為外周側的凸部與和最為外周側的凸部相鄰的內周側的凸部之間。作為該間隔壁的配置位置，將間隔壁配置在從最為外周側的凸部與和最為外周側的凸部相鄰的內周側的凸部的距離的中心起外周方向的預定範圍內的位置。
在對基板進行真空吸附時，間隔壁的內側大致保持在真空壓力，並且產生吸附力，但是間隔壁的外側成為大氣壓力，大致不會產生吸附力。在日本專利4298078號公報以及日本特開2001-185607號公報中，為了使吸附力盡可能作用到基板的外側，將間隔壁配置在接近外周側凸部的位置。然而，由於吸附力作用到基板的外側，因此，有基板表面的平面度降低、基板的扭曲(變形(distortion))變大的問題。
在本發明中，目的在提供例如能夠藉由使內周側的凸部和外周側的凸部的高度形成為預定的關係來使基板的扭曲減少的吸盤。
作為本發明的一面向的吸盤的特徵在於：包括：複數個凸部，與被吸附保持的基板的背面抵接；環狀的間隔壁；以及底部，配置有複數個凸部和間隔壁，複數個凸部由將配置在間隔壁的外側的第一凸部、和配置在間隔壁的內側且隔著間隔壁而與第一凸部相鄰的位置的第二凸部形成為一個群組的複數個群組所構成，在將複數個群組的各個所包含的第一凸部的高度設為ho、將複數個群組的各個所包含的第二凸部的高度設為hi時，滿足hi＞ho。
本發明的進一步特徵藉由以下參照圖式對例示性實施例的描述而更為明顯。
以下參照附圖，使用實施例或圖式，對本發明的較佳實施形態進行說明。其中，在各圖中，對相同的構件或要素標註相同的元件符號，且省略或簡化重複的說明。
(實施例1) 圖1是概略地例示實施例1的曝光裝置100的結構的結構圖。曝光裝置100是能夠對阻劑照射從光源被照射出的光(曝光光線)使其固化，並形成轉印有形成於光柵(reticle)104的圖案的固化物的圖案的裝置。
另外，以下係將與對基板110上的阻劑照射的光的光軸呈平行的方向設為Z軸方向，將在與Z軸方向呈垂直的平面內相互正交的2個方向設為X軸方向及Y軸方向。實施例1的曝光裝置100能夠應用於對複數個圖案形成區域(曝光區域)依次進行驅動聚焦的裝置以及依次進行曝光的裝置(投影曝光裝置、基板處理裝置)等。以下，參照圖1說明實施例1的曝光裝置100。另外，實施例1的曝光裝置100作為分步重複(step and repeat)方式的曝光裝置進行說明。
基板(晶圓)110是在表面塗敷有藉由曝光光線有效地引起化學反應的感光劑(阻劑)的被處理基板。基板110使用玻璃、陶瓷、金屬、矽、樹脂等，也可以根據需要，在其表面形成有由有別於基板110的材料所構成的構件。此外，基板110也可以是砷化鎵晶圓、複合接著晶圓、材料中包含石英的玻璃晶圓、液晶面板基板、光柵等各種基板，另外，外形形狀也不僅是圓形，也可以是方形等，在該情況下，吸盤的外形也可以是與基板外形相匹配的形狀。
光柵(原版)104載置在光柵載置台103上，該光柵載置台103構成為能夠在與投影光學系統106的光軸呈正交的平面內及該光軸方向移動。光柵104具有矩形的外周形狀，具有在與基板110相對向的面(圖案面)具備以三維狀形成的圖案(電路圖案等應轉印到基板的凹凸圖案)的圖案部。光柵104由能夠使光透過的材料，例如石英所構成。
實施例1的曝光裝置100還作為基板處理裝置發揮功能，包括：基板保持裝置101、基板載置台102、光柵載置台103、照明光學系統105、投影光學系統106、離軸鏡(off-axis scope)107、測量部108、和控制部109。
基板保持裝置101包括：用於吸附保持基板110的吸盤1；作為對基板110的背面與吸盤1之間的空間進行吸引(排氣)的真空源的未圖示的吸引部；以及控制吸引部的未圖示的控制部。實施例1中的基板保持裝置101的詳細內容將在後面敘述。
基板載置台102具備：透過基板保持裝置101保持基板110的θZ傾斜載置台；支承θZ傾斜載置台的未圖示的XY載置台；以及支承XY載置台的未圖示的基座。基板載置台102藉由線性馬達等驅動裝置(未圖示)予以驅動。驅動裝置能夠朝X、Y、Z、θX、θY、θZ等6軸方向驅動，藉由後述的控制部109予以控制。其中，驅動裝置設為能夠朝6軸方向驅動，但也可以能夠朝1軸方向至6軸方向的任意軸方向驅動。
光柵載置台103例如能夠在與後述的投影光學系統106的光軸呈垂直的平面內，亦即XY平面內移動，並且能夠朝θZ方向旋轉。光柵載置台103藉由線性馬達等驅動裝置(未圖示)予以驅動，驅動裝置能夠朝X、Y、θZ等3軸方向驅動，藉由後述的控制部109予以控制。其中，驅動裝置設為能夠朝3軸方向驅動，但也可以能夠朝1軸方向至6軸方向的任意軸方向驅動。
照明光學系統105具備未圖示的光源，對形成有轉印用的電路圖案(光柵圖案)的光柵104進行照明。作為光源中所包含的光源，例如使用雷射。能夠使用的雷射是波長約193nm的ArF準分子雷射、波長約248nm的KrF準分子雷射、波長約157nm的F2準分子雷射等。其中，雷射的種類不限定於準分子雷射，例如也可以使用YAG雷射，雷射的個數也不受限定。另外，在光源部使用雷射的情況下，較佳為使用將來自雷射光源的平行光束整形為所希望的射束形狀的光束整形光學系統、使同調(coherent)的雷射器非同調化的非同調光學系統。而且，能夠使用的光源並不限定於雷射，也能夠使用一個或複數個水銀燈、氙氣燈等燈。
此外，雖然未圖示，照明光學系統105包括透鏡、反射鏡、光積分器、和光圈等。一般而言，內部的光學系統按聚光透鏡、複眼透鏡、孔徑光闌、聚光透鏡、狹縫、成像光學系統的順序排列。在這種情況下，光積分器包括藉由將複眼透鏡或兩組柱面透鏡陣列板重疊而構成的積分器等。
投影光學系統106以預定倍率(例如1/2、1/4或1/5)使以來自照明光學系統105的曝光光線被照明到的光柵104上的圖案的衍射光在基板110上成像，使其發生干涉。在基板110上形成的干涉像形成與光柵圖案大致相同的像。該干涉像一般稱為光學像，光學像的形狀決定形成於基板110的線寬。投影光學系統106能夠採用僅由複數個光學要素所構成的光學系統、或由複數個光學要素和至少一個凹面鏡所構成的光學系統(反射折射光學系統)。或者，作為投影光學系統106，也能夠採用由複數個光學要素和至少一個相息圖(Kinoform)等衍射光學要素所構成的光學系統、或全反射鏡型的光學系統等。
離軸鏡107被使用在用以定位基板110以及檢測基板110的複數個圖案形成區域的位置。能夠檢測並測量配置在基板載置台102上的基準標記、與形成在搭載於基板載置台102的基板110的標記的相對位置。測量部(面位置測量手段)108是能夠使投影光學系統106的焦點與基板110的曝光對象區域對合的測量裝置，構成使投影光學系統106的焦點與基板表面對合的對焦裝置。
控制部109包括CPU、或記憶體(記憶部)等，由至少一個電腦所構成，透過回線與曝光裝置100的各構成要素連接。此外，控制部109按照儲存在記憶體的程式，統一控制曝光裝置100整體的各構成要素的動作以及調整等。此外，控制部109既可以與曝光裝置100的其他部分一體地(在共同的殼體內)構成，也可以與曝光裝置100的其他部分以不同個體地(在不同的殼體內)構成，還可以設置在與曝光裝置100不同的場所並遠端控制。
在此，以下說明曝光裝置100的曝光順序。另外，以該曝光順序所示的各動作(處理)藉由控制部109執行電腦程式來控制。在開始曝光順序時，從基板110自動地或藉由作業者的手被設定在曝光裝置100的狀態起，藉由曝光開始指令，開始曝光裝置100的動作。
首先，藉由未圖示的搬送機構，最初曝光的第一張基板110被搬入到曝光裝置100內的基板載體(搬入工序)。接著，基板110被搬送機構送入到搭載在基板載置台102上的吸盤1上，並被基板保持裝置101吸附保持(基板保持工序)。
接著，藉由搭載於曝光裝置100的離軸鏡107，檢測形成在基板110上的複數個標記，確定基板110的倍率、旋轉、X軸和Y軸方向的偏移量，並且進行位置校正(位置對合工序)。
接著，基板載置台102使基板110移動，以使所搭載的基板110的最初進行曝光的預定的圖案形成區域與曝光裝置100的曝光位置對合。接著，在利用測量部108進行對焦之後，從光源照射光，經由照明光學系統105和光柵(圖案形成部)104，藉由投影光學系統106以預定的倍率縮小之後，對基板110上所塗敷的阻劑進行照射。對在預定的圖案形成區域內塗敷的阻劑進行預定時間的曝光(曝光工序)。其中，曝光時間例如為約0.2秒左右。
接著，基板載置台102將基板110移動(分步移動)到下一個圖案形成區域，在基板110上與上述同樣地進行曝光。依次重複同樣的圖案形成處理，直到在進行曝光的所有圖案形成區域中曝光結束為止。由此，能夠在1張基板110上形成出形成於光柵104的圖案。然後，從吸盤1上交接到未圖示的回收搬送手的基板110被送回到曝光裝置100內的基板載體(搬出工序)。此外，基板110搬出處理後，能夠對該基板110進行例如蝕刻等處理，對基板110進行加工(加工工序)，從該加工後的基板110去除不需要的固化物等，由此製造物品。
在實施例1中，如上所述，設想了分步重複方式的曝光裝置，但不限於此，也能夠應用於掃描型曝光裝置。在應用於掃描型曝光裝置的情況下，光柵104和基板110根據曝光倍率而同步地被掃描，在掃描中被進行曝光。
其中，實施例1的基板保持裝置101不限定於在曝光裝置100中使用。例如，也能夠用於製造包括壓印裝置(微影裝置)等的基板處理裝置、液晶基板製造裝置、磁頭製造裝置、半導體檢查裝置、液晶基板檢查裝置、磁頭檢查裝置以及微型機器等。
在此，在使吸盤1吸附保持基板110時，有時會在基板110與吸盤1之間夾入異物。例如，即使是幾μm左右的異物，若夾入該異物，有所夾入的部分的基板110變形而一部分隆起，產生圖案成形不良的情況。作為一例，在有效的焦點深度為1μm以下的情況等可能發生。
為了避免如上所示的基於異物的夾入，使用將抵接於基板110的背面的部位形成為銷狀的凸部的所謂的銷接觸吸盤(以下為吸盤)，使與基板110的接觸面積大幅減少。以下參照圖9，對在以往使用的一般的基板保持裝置中使用的吸盤進行說明。
圖9是例示在一般的基板保持裝置中使用的吸盤200的圖。圖9A是從+Z方向觀看吸盤200時的俯視圖。圖9B是圖9A所示的吸盤200的局部剖視圖。圖9所例示的基板保持裝置由吸盤200、凸部201、間隔壁204、吸引口205所構成。
凸部201作為與基板110的背面抵接的抵接面(在載置基板之後進行支承的支承面)發揮功能。複數個銷狀的凸部201包括：銷狀的凸部(外周側凸部)202、銷狀的凸部(內周側凸部)203、以及與外周側凸部202和內周側凸部203不同的複數個銷狀的凸部。
間隔壁204以成為比外周側凸部202更為內側的方式呈環狀地設置在吸盤200的底部。間隔壁204的高度形成為相對外周側凸部202的上表面低1~2μm左右。吸引口205是形成在吸盤200的底部的貫穿孔，與由從未圖示的真空源(吸引部)連通的配管等所形成的流路連接。
外周側凸部202為了與基板110的外周方向的背面抵接而配置在比間隔壁204更為外側的位置。外周側凸部202在與基板110相同半徑的外周上配置有複數個。圖9所例示的外周側凸部202是配置在吸盤200的最為外周側(最外周)的凸部。內周側凸部203為了與基板110的內周方向的背面抵接而配置在比間隔壁204更為內側的位置。內周側凸部203在與基板110相同半徑的內周上配置有複數個。圖9所例示的內周側凸部203與配置在最為外周側的底部的外周側凸部202夾著間隔壁204相鄰配置。另外，吸盤200的複數個銷狀的凸部201以預定的距離(間隔、週期、寬度)配置成格子狀。另外，將配置於間隔壁204的外側的外周側凸部202、以及配置於間隔壁204的內側且隔著間隔壁204與外周側凸部202相鄰的位置的內周側凸部203作為一個群組而分別構成。而且，由外周側凸部202和內周側凸部203所構成的複數個凸部由包括各個群組的複數個群組所構成。
以下對利用如上所述所構成的吸盤200吸附基板110的方法進行說明。首先，將基板110載置在吸盤200的凸部201上。由此，基板110的背面抵接在複數個凸部201上。接著，藉由未圖示的真空源的動作，經由吸引口205對基板110進行真空吸引，由此，基板110被吸盤200的凸部201支承並被吸附保持。此時，基板110在凸部201之間因真空吸附力而變形、撓曲。由於基板110撓曲，基板110的平面度降低，發生所謂的晶圓變形(以下稱為變形(distortion))。由此，基板110的平面度降低。
以下根據材料力學上的模型，參照圖2，將圖9B所例示的間隔壁204的配置位置作為一例，說明基板110在外周側凸部202的平面度和變形的發生量。圖2是例示承受均勻分布荷重的單側固定而單側自由的樑的材料力學模型的圖。而且，吸盤200的外周區域(外周部)的基板110的撓曲狀態的材料力學上的模型適用於圖2所例示的模型。另外，如圖9B所例示，間隔壁204配置在比內周側凸部203較接近外周側凸部202的位置。
將基板110的楊氏模量設為E，將基板110的厚度設為h。接著，將上述的複數個群組所包含的外周側凸部202與內周側凸部203之間的距離設為L。而且，將平均單位長度的作用力設為w、將撓曲量設為y、將內周側凸部203基準的徑向位置設為x。此外，距離L也可以使用將複數個群組所包含的各個群組的外周側凸部202與內周側凸部203之間的距離作為平均值的值。
Figure 02_image001
上述式(1)中的傾斜度dy/dx在x= L時為最大，用以下的式(2)表示。
Figure 02_image003
在此，上述式(2)中的負(-)標記表示傾斜度dy/dx為繞逆時針(CCW)的旋轉方向。若將藉由真空源所致的吸引壓設為吸引壓力Pv，將縱深尺寸設為b，則每單位長度的作用力w由以下式(3)表示。
Figure 02_image005
在此，形成為單側自由的樑的截面二次軸矩E=1/12bh 3，如果將上述式(3)代入上述式(2)，則得到以下式(4)。
Figure 02_image007
而且，變形dx以下式(5)表示。
Figure 02_image009
其中，嚴格來說，外周側凸部202在因吸引等而對基板110施加荷重時因基板110變形，並非在該外周側凸部202的中心部(外周側凸部的中心軸上的支承面)而是在偏離中心部的角部支承基板110。因此，嚴格地說，該情況下的上述距離L(mm)成為相對於該外周側凸部202的基板110的中心方向，從外周側凸部202的角部到隔著間隔壁204而配置在該外周側凸部的相鄰位置的內周側凸部203的中心軸的距離。在計算上述變形方面，由於距離L中的距離越長，變形越大，因此在變形的計算中採用上述距離L。
在此，作為一例，在一般的吸盤的設計值中，若將E=160GPa、Pv=0.1MPa、L=2mm、h=0.7mm代入上述式(5)，得到dx=1.29nm。例如，如果以重疊(overlay)相對理想水準的基準的誤差的容許量是1.5nm為例，則該容許量僅剩餘0.29nm。而且，例如，即使重疊相對理想水準的基準的誤差的容許量例如為3nm、或5nm等，1.29nm的變形也對實施在基板上形成圖案的處理有較大影響。因此，在對基板110進行吸附保持之後，為了實施圖案形成等處理，需要在使變形減少的狀態下對基板110進行吸附保持。
因此，在實施例1中，能夠提供一種藉由將後述的內周側凸部4和外周側凸部3的高度設定為預定的關係而能夠使變形減少的吸盤。下面，參照圖3、圖4和圖5，詳細說明實施例1的基板保持裝置101。
圖3是例示實施例1的基板保持裝置101的圖。圖3A是從+Z方向觀看基板保持裝置101的俯視圖。圖3B是圖3A的基板保持裝置101的局部剖視圖。以下，參照圖3，詳細說明實施例1的基板保持裝置101。實施例1的基板保持裝置101包括：吸盤1、和未圖示的吸引部、以及控制部。
吸盤1以小於基板110的直徑構成為圓形，包括複數個銷狀的凸部2、間隔壁(第一間隔壁)5、和吸引口(第一吸引口)6。另外，吸盤1配置在基板載置台102上。
凸部2是在吸盤1的底部配置有複數個的銷狀的凸部，在將基板110載置於吸盤1上時，基板110的背面抵接於凸部2的上表面。凸部2在吸盤1的底部以預定的距離L(mm)呈格子狀地配置在底部。凸部2的直徑依吸盤1的規格而為各種各樣，一般的直徑為ϕ0.2mm左右。另外，作為凸部2的排列，除了格子狀的排列以外，也可以排列成同心圓狀，也可以形成為帶有角度的排列，例如以60度的交錯排列成格子狀。另外，也能夠是隨機排列，或者也可以是將該等組合而成的排列。
凸部2包括：複數個銷狀的凸部(外周側凸部、第一凸部)3、複數個銷狀的凸部(內周側凸部、第二凸部)4、以及與外周側凸部3和內周側凸部4不同的複數個銷狀的凸部(第三凸部)。外周側凸部3為了與基板110的外周方向的背面抵接，配置在比間隔壁5更為外側。外周側凸部3是在與基板110相同半徑的外周上配置有複數個的凸部。圖3所例示的外周側凸部3配置在吸盤1的最為外周側(最外周)。內周側凸部4為了與基板110的內周方向的背面抵接，配置在比間隔壁5更為內側。內周側凸部4在與基板110相同半徑的內周上配置有複數個。另外，內周側凸部4從配置在最為外周側的底部的外周側凸部3隔著間隔壁5相鄰配置。在實施例1中，將除了第三凸部以外的複數個凸部2，形成為由將配置在間隔壁5的外側的外周側凸部3、及配置在間隔壁5的內側且隔著間隔壁5與外周側凸部3相鄰的位置的內周側凸部4作為一個群組的複數個組所構成。如後所述，該複數個群組中的各個群組所包含的外周側凸部3形成為比內周側凸部4低的高度。
間隔壁5以圍繞複數個凸部2的一部分的方式呈圓環狀地至少配置一個在吸盤1的底部。吸引口6是形成在吸盤1的貫穿孔，在實施例1中，後述的吸引部作為對基板110的背面與吸盤1之間的空間進行吸引(排氣)時的吸引口而發揮功能。其中，吸引口6在圖3中只設置了一個，但不限於此，也可以在吸盤1形成一個以上的吸引口6。
吸引部是構成為能夠藉由真空吸引等來吸引基板110的背面與吸盤1之間的空間的未圖示的真空源。吸引部根據來自控制部109的信號開始動作，經由與吸引部連接的配管等流路和吸引口6，對基板110的背面與吸盤1之間的空間進行吸引，能夠使基板110吸附到吸盤1。其中，吸引部不限於配置在基板保持裝置101，也可以配置在基板保持裝置101的外部或曝光裝置100的外部。
接著，將上述複數個群組(以下為複數個群組)各自所包含的外周側凸部3的高度設為ho。並且，將複數個群組各自所包含的內周側凸部4的高度設為hi，以下參照圖4及圖5對希望的ho的值進行說明。此外，在實施例1中，ho是複數個群組各自所包含的外周側凸部3的平均高度，hi是複數個群組各自所包含的內周側凸部4的平均高度。圖4是例示了沒有實施例1的外周側凸部3的情況下的懸臂樑的材料力學模型的圖。圖5是例示了實施例1的吸盤1的剖視圖的圖。
在圖5中，表示了沒有如圖4所示的外周側凸部3的情況下的基板110的撓曲模型2min和ho=hi時的基板110的撓曲模型2j。
在此，將圖5所例示的撓曲模型的傾斜度設為dy/dx，將撓曲度設為y，將內周側凸部4基準的徑向位置設為x，將複數個群組各自所包含的外周側凸部3與內周側凸部4之間的距離設為L。由此，相對於u=x/L的傾斜度dy/dx能夠由以下式(6)表示，撓曲度y能夠由以下式(7)表示。
Figure 02_image011
而且，在設為u=1時，y max能夠由以下式(8)表示。
Figure 02_image013
上述式(8)表示若使ho小於hi-(PvL 4)/(Eh 3)，則基板110的背面不會接觸外周側凸部3的支承面。因此，藉由滿足以下式(9)，相較於形成為hi= ho時，能夠降低傾斜度dy/dx，且能夠降低變形。
Figure 02_image015
另外，間隔壁5的高度比複數個群組各自所包含的內周側凸部4低，且形成為複數個群組各自所包含的外周側凸部3以下的高度。這是因為如果使間隔壁5比複數個群組各自所包含的外周側凸部3高，則間隔壁5會發揮與複數個群組各自所包含的外周側凸部3同樣的功能之故。其中，間隔壁5配置在相較於複數個群組各自所包含的內周側凸部4為較接近複數個群組各自所包含的外周側凸部3的位置。此時的間隔壁5的配置位置是在比較了複數個群組各自所包含的凸部的位置的平均值彼此之後作配置。另外，間隔壁5較佳為配置在盡可能接近複數個群組所包含的外周側凸部3的位置，在實施例1中，以成為u≒1的方式配置間隔壁5。
以上，在實施例1中，藉由以滿足hi-ho＜(PvL 4)/(Eh 3)的方式相對於ho設定hi的高度，能夠減少變形。由此，能夠提供在實施圖案形成等處理時，能夠以最適的狀態吸附保持基板110的吸盤。
其中，例如，若將Pv=0.1013MPa、L=2mm、E=160GPa代入上述式(8)，則在h=0.7mm時，成為ymax=44.3nm。在這種情況下，藉由將hi-ho設計得例如比45nm左右小，能夠減少變形。
(實施例2) 實施例2的基板保持裝置101是使實施例1所示的複數個群組(以下稱為複數個群組)各自所包含的外周側凸部3的截面積比複數個群組各自所包含的內周側凸部4的截面積小的基板保持裝置。其中，基板保持裝置101的結構與實施例1的基板保持裝置101的結構相同，因此省略重複部分的說明。
在實施例2中，在將複數個組各自所包含的外周側凸部3的截面積設為So、將複數個群組各自所包含的內周側凸部4的截面積設為Si的情況下，以成為Si＞So的方式設計外周側凸部3和內周側凸部4並進行加工。由此，在加工時，外周側凸部3的加工阻力減少，凸部的加工變得容易。其中，在實施例2中，So為複數個組各自所包含的外周側凸部3的截面積的平均值，Si為複數個群組各自所包含的內周側凸部4的截面積的平均值。
而且，因加工阻力減少，複數個群組各自所包含的外周側凸部3的去除量變多，結果有助於hi＞ho。而且，複數個群組各自所包含的外周側凸部3的鉛垂方向的剛性比複數個群組各自所包含的內周側凸部4的鉛垂方向的剛性小。由此，在以吸引部進行吸引時，基板110的鉛垂方向的壓縮量增加，結果有助於hi＞ho。其中，作為凸部2的加工，例如考慮了基於研磨加工的加工，但不限於此，只要是能夠進行成為Si＞So的加工的方法，也可以使用其他方法進行加工。
以上，在實施例2中，以成為Si＞So的方式進行複數個群組各自所包含的外周側凸部3和複數個群組各自所包含的內周側凸部4的加工。由此，能夠實現加工精度的提高和加工時間的縮短。而且，與實施例1同樣地，能夠減少變形。由此，能夠提供在實施圖案形成等處理時，能夠以最適的狀態吸附保持基板110的吸盤。
(實施例3) 實施例3的基板保持裝置101是進一步設置有：作為與實施例1的吸盤1中的間隔壁5不同的間隔壁的輔助間隔壁(第二間隔壁)7、和作為與吸引口6不同的吸引口的吸引口(第二吸引口)8的基板保持裝置。亦即，在實施例3中，第一間隔壁構成為由相鄰的雙層間隔壁所構成，在此將雙層間隔壁內的外側的間隔壁稱為輔助間隔壁(第二間隔壁)。以下參照圖6，說明實施例3的基板保持裝置101。圖6是例示實施例3的基板保持裝置101的圖。圖6A是從+Z方向觀看基板保持裝置101的俯視圖。圖6B是圖6A的基板保持裝置101的局部剖視圖。其中，實施例3的基板保持裝置101的結構與實施例1的基板保持裝置101的結構相同，因此省略對重複部分的說明。
實施例3的吸盤1與實施例1同樣地包括：複數個銷狀的凸部2、間隔壁5、吸引口6，還包括：輔助間隔壁7、和吸引口8。
輔助間隔壁7配置在間隔壁5與配置在間隔壁5的內周側的相鄰位置的內周側凸部4之間。輔助間隔壁7較佳為配置在比距離L的中心位置較接近配置在間隔壁5的內周側的相鄰位置的內周側凸部4的位置。例如，配置成滿足u＜0.5。其中，作為間隔壁5的配置位置，以成為u≒1的方式進行配置，這與實施例1相同。
輔助間隔壁7的高度形成為比複數個群組各自所包含的內周側凸部4的高度低。複數個群組各自所包含的內周側凸部4的高度例如是平均的高度。另外，也可以比特定的內周側凸部4的高度，例如複數個群組各自所包含的內周側凸部4中高度最低的外周側凸部3低。另外，輔助間隔壁7的高度也可以形成為比複數個凸部2的上表面低1~2μm左右。即使形成為低1~2μm左右，在1~2μm左右的間隙中，藉由吸引部吸引基板110的背面與吸盤1之間的空間(區域)來吸附保持基板110時的真空壓力的降低些微，並不會成為問題。另外，即使直徑小於1~2μm左右的差的無用物或微粒等異物附著在輔助間隔壁7，所附著的異物與基板110的背面接觸的概率也非常低。因此，即使將輔助間隔壁7的高度形成為比複數個凸部2的上表面低1~ 2μm左右，也不會成為問題。
吸引口8具有與實施例1的吸引口6相同的功能，形成在間隔壁5與輔助間隔壁7之間。吸引口8與實施例1的吸引口6同樣地，藉由配管等流路與吸引部連接。此外，實施例3的基板保持裝置101中的吸引部在連接吸引口6及吸引口8與吸引部的流路分別具備對用於吸引的流路進行開閉的未圖示的閥(切換閥)。在實施例3中，將配置於吸引口6與吸引部之間的閥設為第一閥，將配置於吸引口8與吸引部之間的閥設為第二閥。
在實施例3中，在使基板110吸附保持於吸盤1時，經由吸引口6和吸引口8進行吸引。以下，對實施例3中的基板110的吸引處理進行說明。另外，吸引處理藉由基板保持裝置101的未圖示的控制部執行電腦程式來控制。
首先，未圖示的控制部對吸引部發送動作指令而開始吸引(排氣)。藉由吸引部開始吸引，經由吸引口6和吸引口8來吸引基板110的背面與吸盤1的空間。由此，相較於間隔壁5，基板110的內側的面積成為吸引面積，產生更大的吸引力，即使是翹曲大的基板也能夠矯正翹曲。其中，在基板110的翹曲被矯正且吸引完成的時點，產生了變形。
接著，未圖示的控制部控制第二閥，且停止經由吸引口8的區域的吸引。由此，間隔壁5和輔助間隔壁7之間的空間從吸引口8作大氣開放，被吸引的區域移到相較於作為經由吸引口6的區域的輔助間隔壁7為基板110的內側的區域，變形減少。其中，這些吸引處理中的各種控制也可以藉由控制部109進行。
即使停止基板110的外周側(外周部)的吸引或減少吸引力，一度被矯正了的基板110恢復到原始狀態的概率也是低的。因此，變形保持得較小。
如上所述，在實施例3中，與實施例1同樣地，除了減少變形之外，還能夠減少基板110的翹曲。由此，能夠提供在實施圖案形成等處理時，能夠以最適的狀態吸附保持基板110的吸盤。
另外，在一部分翹曲較大的基板110中，在將吸引口8作大氣開放時，翹曲恢復的情況也不少。在這種情況下，根據基板110的翹曲狀況，經由吸引口8藉由吸引部附加α×負1氣壓(α是小於1的整數)左右的負壓即可。或者，在藉由吸引部吸引基板110的背面與吸盤1的空間之前，使來自吸引口8的壓力為負1氣壓左右的負壓，使來自吸引口8的壓力為α×負1氣壓(α是小於1的整數)的負壓。因此，變得不需要在基板110矯正前後進行切換，且翹曲變得不會恢復。
此外，例如，也可以將實施例3與實施例2的基板保持裝置101組合，也可以將實施例2與實施例3的基板保持裝置101組合。
另外，在上述各實施例中，凸部2在吸盤1的底部以預定的距離呈格子狀地配置在底部，但不限於此。例如，也可以在基板110的內周側和外周側分別任意設定凸部2間的距離。而且，凸部2的距離不需要是均勻的距離，也可以是不均勻的距離。
另外，上述各實施例中的吸盤1形成為真空吸附方式者，但不限於此，例如也可以是靜電吸盤方式者，還可以是併用真空吸附方式和靜電吸盤方式等其他方式者。在這些情況下，各實施例的真空壓力P只要置換為其他方式的吸附力、或在此加上真空壓者即可。
另外，上述各實施例中的吸盤1使用了銷式吸盤，但不限於此，也可以是其他形狀。例如，也可以是作為吸附槽的同心圓狀的環狀凹部和成為基板支承面的同心圓狀的環狀凸部交替構成的所謂的環狀吸盤。另外，間隔壁並不僅限於間隔壁5和輔助間隔壁7，也可以將間隔壁5和輔助間隔壁7以外的間隔壁配置在吸盤1。
(物品的製造方法的實施例) 接著，說明利用上述各實施例的曝光裝置100的元件的製造方法的實施例。圖7表示微元件(IC或LSI等半導體晶片、液晶面板、CCD、薄膜磁頭、微型機器等)的製造流程。在步驟1(電路設計)中進行元件的圖案設計。
在步驟2(遮罩製作)中，製作形成有所設計的圖案的遮罩(模具、模)。另一方面，在步驟3(晶圓製造)中，使用矽或玻璃等材料製造晶圓(基板)。步驟4(晶圓製程)稱為前工序，使用上述準備的遮罩和晶圓，藉由微影技術在晶圓上形成實際的電路。
接下來的步驟5(組裝)稱為後工序，是使用藉由步驟4所製作的晶圓進行半導體晶片化的工序，包括組裝工序(切割(dicing)、接合(bonding))、封裝工序(晶片封入)等工序。在步驟6(檢查)中，進行在步驟5中所製作的半導體元件的動作確認測試、耐久性測試等檢查。經過這樣的工序，半導體元件完成，且將其出貨(步驟7)。
圖8表示上述晶圓製程的詳細流程。在步驟11(氧化)中，使晶圓的表面氧化。在步驟12(CVD)中，在晶圓表面形成絕緣膜。在步驟13(電極形成)中，藉由蒸鍍在晶圓上形成電極。在步驟14(離子注入)中，向晶圓注入離子。在步驟15(阻劑處理)中，在晶圓上塗敷阻劑。在步驟16(曝光)中，藉由上述投影曝光裝置，將遮罩的電路圖案排列在晶圓的複數個圖案形成區域來進行照射曝光。在步驟17(顯影)中，對曝光後的晶圓進行顯影。在步驟18(蝕刻)中，將顯影了的阻劑像以外的部分削除。在步驟19(阻劑剝離)中，去除蝕刻完畢而成為不需要的阻劑。藉由重複進行這些步驟，在晶圓上形成多層電路圖案。
如上所示，根據使用本實施例的吸盤1的元件的製造方法，由於基板的扭曲或翹曲受到抑制，所以元件的精度或成品率等提高，因此能夠穩定地以低成本製造以往難以製造的高集積度的元件。
以上，基於本發明的較適實施例對本發明進行了詳細說明，但本發明並不限定於上述實施例，基於本發明的主旨可以進行各種變形，這些變形並不排除在本發明的範圍之外。
另外，也可以將上述實施例中的控制的一部分或全部，將實現上述實施例的功能的電腦程式經由網路或各種記憶媒體而供給到基板保持裝置101或基板處理裝置等。而且，也可以由該基板保持裝置101或基板處理裝置等中的電腦(或者CPU或MPU等)讀出程式來執行。在這種情況下，該程式和記憶有該程式的記憶媒體構成本發明。
以上參照示例性實施例描述了本發明，但是應理解本發明並非侷限於所揭露的示例性實施例。所附請求項的範圍應被給予最廣泛的解釋，以涵蓋所有這樣的修改和等效結構和功能。
本申請案主張2021年3月2日申請的日本專利申請2021-032667號的優先權，該專利申請的全部內容藉由引用結合於此。
1:吸盤 2:凸部 3:凸部(外周側凸部、第一凸部) 4:凸部(內周側凸部、第二凸部) 5:間隔壁(第一間隔壁) 6:吸引口(第一吸引口) 7:輔助間隔壁(第二間隔壁) 8:吸引口(第二吸引口) 100:曝光裝置 101:基板保持裝置 102:基板載置台 103:光柵載置台 104:光柵(原版) 105:照明光學系統 106:投影光學系統 107:離軸鏡 108:測量部 109:控制部 110:基板 200:吸盤 201:凸部 202:外周側凸部 203:內周側凸部 204:間隔壁 205:吸引口 L:距離 2j,2min:撓曲模型 hi,ho:高度
[圖1]是例示實施例1的曝光裝置的結構的概略圖。
[圖2]是例示承受均勻分布荷重的單側固定且單側自由的樑的材料力學模型的圖。
[圖3A]和[圖3B]是例示實施例1的基板保持裝置的圖。
[圖4]是例示懸臂樑的材料力學模型的圖。
[圖5]是例示實施例1的吸盤的剖視圖的圖。
[圖6A]和[圖6B]是例示實施例3的基板保持裝置的圖。
[圖7]是例示元件的製造製程的流程圖。
[圖8]是例示晶圓製程的流程圖。
[圖9A]和[圖9B]是例示在一般的基板保持裝置中使用的銷式吸盤的圖。
1:吸盤
2:凸部
3:凸部(外周側凸部、第一凸部)
4:凸部(內周側凸部、第二凸部)
5:間隔壁(第一間隔壁)
6:吸引口(第一吸引口)
101:基板保持裝置
110:基板
hi,ho:高度

Claims (17)

  1. 一種吸盤，其係用於吸附保持基板的吸盤，其特徵在於： 包括： 複數個凸部，與被吸附保持的前述基板的背面抵接； 環狀的間隔壁；以及 底部，配置有前述複數個凸部和前述間隔壁， 前述複數個凸部由將配置在前述間隔壁的外側的第一凸部、和配置在前述間隔壁的內側且隔著前述間隔壁而與前述第一凸部相鄰的位置的第二凸部形成為一個群組的複數個群組所構成， 在將前述複數個群組各自所包含的前述第一凸部的高度設為ho、將前述複數個群組各自所包含的前述第二凸部的高度設為hi時， 滿足hi＞ho。
  2. 如請求項1之吸盤，其中， 前述複數個群組各自所包含的前述第一凸部是配置在前述底部的前述複數個凸部之中配置在最為外周側的凸部。
  3. 如請求項1之吸盤，其中， 前述間隔壁的高度比前述複數個群組各自所包含的前述第二凸部的高度低。
  4. 如請求項1之吸盤，其中， 前述間隔壁的高度為前述複數個群組各自所包含的前述第二凸部的高度以下。
  5. 如請求項1之吸盤，其中， 在將前述複數個群組各自所包含的前述第一凸部的截面積設為So、將前述複數個群組各自所包含的前述第二凸部的截面積設為Si時， 滿足Si＞So。
  6. 如請求項1之吸盤，其中， 前述間隔壁配置在相較於前述複數個群組各自所包含的前述第二凸部，更接近前述複數個群組各自所包含的前述第一凸部的位置。
  7. 如請求項1之吸盤，其中， 前述間隔壁由相鄰的雙層間隔壁所構成。
  8. 如請求項7之吸盤，其中， 前述雙層間隔壁之中的外側的間隔壁的高度比前述複數個群組各自所包含的前述第二凸部的高度更低。
  9. 如請求項4之吸盤，其中， 在前述底部具備用於吸引前述間隔壁的內周側的第一吸引口。
  10. 如請求項7之吸盤，其中， 在前述底部具備用於吸引前述雙層間隔壁之間的區域的第二吸引口。
  11. 如請求項1之吸盤，其中， 前述間隔壁的直徑比前述基板的直徑小。
  12. 如請求項1之吸盤，其中， 具有：作為與前述複數個凸部不同的凸部的第三凸部。
  13. 一種基板保持裝置，其特徵在於： 具有如請求項1之前述吸盤，使用前述吸盤來吸引前述間隔壁的內周的區域，藉此吸附保持前述基板。
  14. 如請求項13之基板保持裝置，其中， 具備：閥，進行用於吸引前述間隔壁的內周的區域的流路的開閉；以及控制部，控制前述閥。
  15. 如請求項11之基板保持裝置，其中， 當將前述複數個群組各自所包含的前述第一凸部的高度設為ho，將前述複數個群組各自所包含的前述第二凸部的高度設為hi，將前述基板的楊氏模量設為E，將前述基板的厚度設為h，將對前述基板的吸引壓力設為Pv，將前述複數個群組各自所包含的前述第一凸部與前述第二凸部之間的距離設為L時， 滿足hi-ho＜(PvL 4)/(Eh 3)。
  16. 一種基板處理裝置，其特徵在於： 具有：圖案形成部，該圖案形成部在藉由如請求項13之基板保持裝置所吸附保持的前述基板形成圖案。
  17. 一種物品的製造方法，其特徵在於： 包括： 圖案形成工序，藉由使用如請求項16之基板處理裝置對前述基板進行處理而在前述基板形成圖案； 加工工序，在藉由前述圖案形成工序形成了前述圖案之後，對前述基板進行加工；以及 從藉由前述加工工序加工後的前述基板製造物品的工序。
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