TWI770414B - 基板保持裝置、曝光裝置及物品之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種基板保持裝置、曝光裝置以及物品之製造方法。基板保持裝置能夠抑制基板的保持平坦度的降低。在包含保持基板(G)的基板保持構材(9)、支承基板保持構材(9)的基座構材(10)和使基板保持構材(9)在基板保持構材(9)保持基板(G)的保持面內旋轉的致動器的基板保持裝置中,在基板保持構材(9)與基座構材(10)之間,設置與基板保持構材(9)一體地旋轉的旋轉構材(39)和透過彈性構材而與旋轉構材(39)連結並引導旋轉構材(39)的旋轉的引導構材。

Description

基板保持裝置、曝光裝置及物品之製造方法
本發明涉及基板保持裝置、曝光裝置以及物品之製造方法。
在使用光刻技術製造半導體元件、液晶顯示元件等裝置時,使用透過投影光學系統將遮罩的圖案投影到基板而轉印圖案的曝光裝置。
在曝光裝置中,一邊透過驅動搭載有基板的基板載置台使基板移動,一邊依次就基板上的多個照射(shot)區域進行曝光。為了提高裝置的生產率,基板載置台的驅動速度變得非常高速,伴隨著基板載置台的高速化,振動容易被傳導到基板、將基板進行保持的基板保持構材。
此外,在將基板載置於基板保持構材時,有時基板保持構材會偏離規定的位置。為了校正這樣的位置偏離,一般在曝光裝置設置有使基板保持構材旋轉的旋轉機構。
作為用於減少往基板、基板保持構材的振動的手段,日本特開2001-230173號公報公開了在基板保持構材與基板載置台的基座構材之間配置L字型的板簧來減少往基板保持構材、基板的振動的傳遞的結構。
在日本特開2001-230173號公報的基板載置台中,透過上述L字型的板簧連結基板保持構材和基板載置台的頂板。有時伴隨著基板載置台的移動,上述L字型的板簧會變形,從而在鉛直方向上對基板保持構材、基板施加力。這樣的力成為使基板的平坦度部分地變化的主要原因。當基板的平坦度降低時,會導致當將遮罩的圖案燒印於基板上時的聚焦精度的降低,有可能引起圖案的形成精度的降低。
本發明的基板保持裝置包含保持基板的基板保持構材、支承所述基板保持構材的基座構材和使前述基板保持構材在前述基板保持構材保持前述基板的保持面內旋轉的致動器,在前述基板保持構材與前述基座構材之間設置有與前述基板保持構材一體地旋轉的旋轉構材和引導該旋轉構材的旋轉的引導構材,該基板保持裝置包含將前述旋轉構材與前述引導構材連結的彈性構材。 透過以下(參照附圖)對示例性實施例的描述,本發明的其他特徵將變得明確。
以下,參照圖式對本發明的優選的實施方式進行說明。本發明的基板保持裝置適用於在透過曝光裝置在基板上進行圖案的燒印時將基板進行保持。
圖1是示出作為本實施方式的一個方案的曝光裝置的結構的概略圖。本實施方式中的曝光裝置是一邊在掃描方向上將遮罩M和基板G彼此同步掃描一邊將遮罩M的圖案轉印到基板G的掃描型曝光裝置(掃描儀)。在以下,將鉛直方向設為Z軸方向,將與Z軸方向垂直的平面內的基板G的掃描方向設為Y軸方向,將作為與Z軸方向以及Y軸方向垂直的方向的非掃描方向設為X軸方向。
曝光裝置包含光源裝置2、照明光學系統3和遮罩載置台4,該光源裝置2包含光源1,該照明光學系統3對遮罩M進行照明,該遮罩載置台4保持遮罩M。遮罩載置台4具備遮罩載置台基盤6和XYθ載置台5。XYθ載置台能夠在X方向、Y方向以及XY面內的旋轉方向上移動。再者,曝光裝置包含投影光學系統7,該投影光學系統7將遮罩M的圖案的像投影到在基板載置台8(基板保持裝置)上保持的基板G。
作為光源1,可以使用高壓水銀燈、準分子雷射等。另外,作為一般的曝光光,可以使用g射線(波長約436nm)、波長區域為100nm~400nm的近紫外光。例如,可以使用超高壓水銀燈的g射線、i射線(波長約365nm)、KrF準分子雷射(波長約248nm)、ArF準分子雷射(波長約193nm)、F2 雷射(波長約157nm)等。
從光源1照射的光經由照明光學系統3被導向遮罩M。投影光學系統7將遮罩M的圖案以規定的投影倍率投影到基板G。在基板G塗覆有對特定的波長的光具有感度的感光材料(抗蝕劑),當遮罩M的圖案的像被投影到抗蝕劑時,在抗蝕劑形成潛像圖案。
基板G由構成基板載置台8的基板保持構材9保持。基板保持構材9透過使用未圖示的吸附墊的真空吸附、靜電吸附等來保持基板G。基板載置台8包含X載置台11、Y載置台12,該X載置台11使基板G以及基板保持構材9在X軸方向以及XY面內的旋轉方向上驅動,該Y載置台12使基板G在Y軸方向上驅動。此外,基板載置台8設置於曝光裝置所包含的主體基座13上。
透過雷射干涉儀20測量遮罩載置台4以及基板載置台8的位置以及姿勢。雷射干涉儀20包含雷射裝置21、設置於遮罩載置台基盤6的反射鏡22、設置於基座構材10的反射鏡23、干涉鏡24、干涉鏡25。將來自雷射裝置21的雷射經由干涉鏡25、24導向至反射鏡22,並觀測在反射鏡22處被反射的雷射,從而測量遮罩載置台4的位置以及姿勢。同樣地,將來自雷射裝置21的雷射經由干涉鏡25導向至反射鏡23,並觀測在反射鏡23處被反射的雷射,從而測量基座構材10的位置以及姿勢。
接下來,使用圖2對本發明中的基板載置台8的詳細結構進行說明。基板G由基板保持構材9保持。基板保持構材9經由氣墊(支承構材)31而支承於基座構材10。作為致動器的旋轉馬達32經由固定於基板保持構材9的連結臂33而使基板保持構材9在XY面內旋轉驅動。
為了校正將基板G載置於基板保持構材9時的位置偏離而進行使用旋轉馬達32的基板保持構材9的旋轉驅動。另一方面,為了在進行曝光動作之前的基板G的位置的微調整等而進行使用上述X載置台11的基板保持構材9的旋轉驅動。例如透過使用脈衝馬達作為旋轉馬達32,能夠容易地控制基板保持構材9的旋轉量。此外,使用旋轉馬達進行基板保持構材9的旋轉驅動,從而不需要用於檢測基板保持構材9的位置的干涉儀等。由此,能夠得到不再需要確保配置干涉儀的空間等優點。
此外,當使用干涉儀時,能夠使基板保持構材9僅在能夠透過干涉儀檢測基板保持構材9的位置的範圍中旋轉。另一方面,透過使用旋轉馬達32以及連結臂33,能夠不受到這樣的旋轉範圍的限制,而使基板保持構材9旋轉。
氣墊31構成為能夠使保持基板G的基板保持構材9在Z軸方向上上浮。此外,為了將基板保持構材9盡可能地保持水平,而將多個氣墊31設置於基座構材10的周邊。
在本發明中,在基板保持構材9與基座構材10之間且在氣墊31的內側的區域設置有引導基板保持構材9的旋轉驅動的引導機構。作為引導機構,使用作為引導構材的滾動軸承。滾動軸承包含內圈35和外圈36。內圈35固定於中繼構材37,中繼構材37經由作為彈性構材的圓形彈簧38而固定於旋轉構材39。旋轉構材39安裝於基板保持構材9,與基板保持構材9的旋轉一體地被旋轉驅動。
當透過旋轉馬達32使基板保持構材9旋轉時,旋轉構材39與基板保持構材9一體地旋轉。內圈35與旋轉構材39的旋轉軸一起旋轉,與此相伴,設置於內圈35與外圈36之間的未圖示的轉動體進行旋轉驅動,從而引導基板保持構材9的旋轉驅動。外圈36被引導固定部34固定於基座構材10。
設置經由安裝於基板保持構材9的旋轉構材39來引導基板保持構材9在保持面內的旋轉驅動的引導機構,從而能夠使伴隨著基板載置台8的驅動的XY平面內的振動不易傳導到基板保持構材9。由此,能夠提高基板G的保持平坦度,作為結果,能夠進行使用曝光裝置的高精度的圖案形成。
接下來,使用圖3對透過圓形彈簧38使旋轉構材39和引導機構連結的結構進行說明。結合圓形彈簧38的數量,在Z軸方向上重疊配置多個間隔物39a。多個間隔物39a的各個間隔物以夾入到旋轉構材39的旋轉軸的方式固定。間隔物39a的形狀優選設為圓筒狀。
此外,配合圓形彈簧38的數量,在Z軸方向上重疊配置有多個間隔物37a。多個間隔物37a的各個間隔物以夾入到圓形彈簧38的外周部的方式固定,由此間隔物37a和圓形彈簧38被固定。間隔物37a的形狀優選設為圓筒狀。
圖4是示出圓形彈簧38的形狀的圖。在圓形彈簧38的中心區域設置有孔38a,該孔38a供用於固定間隔物39a和圓形彈簧38的螺栓通過。孔38a的位置、數量能夠配合間隔物39a的形狀等而適當地變更。此外,在圓形彈簧38的周邊區域設置有孔38b,該孔38b供用於固定間隔物37a和圓形彈簧38的螺栓通過。孔38b的位置、數量能夠配合間隔物37a的形狀等而適當地變更。
接下來,使用圖5對用於檢測基板G的姿勢的結構進行說明。在從未圖示的基板供給部對基板保持構材9供給基板G的定時等,有時基板G的配置位置會偏離理想的位置。在該狀態下,當使用曝光裝置在基板上進行圖案形成時,圖案會發生位置偏離。圖5示出了在XY平面內發生旋轉偏離的例子。
於是,使用位置檢測感測器(檢測部)50檢測基板G的姿勢,檢測基板G的位置偏離。基於該檢測結果,以消除位置偏離的方式,使用圖2中的旋轉馬達32使基板保持構材9旋轉,從而能夠減少上述的基板G的位置偏離。透過設置多個檢測感測器50,不僅能夠檢測基板G的旋轉方向上的位置偏離,還能夠將X軸方向、Y軸方向上的位置偏離分離而檢測。X軸方向、Y軸方向上的位置偏離能夠透過適當地驅動X載置台11或者Y載置台12來消除。
(其他變形例) 在上述實施例中,對將本發明的基板保持裝置應用於作為曝光裝置的掃描儀的例子進行了說明。除此之外,例如也能夠對將遮罩M固定而將遮罩M的圖案投影到基板G的步進式光刻機(stepper)應用本發明的基板保持裝置。
(物品之製造方法) 接下來,對使用所述曝光裝置的物品(半導體積體電路元件、液晶顯示元件等)的製造方法進行說明。作為物品之製造方法,進行如下程序:對使用本發明的基板保持裝置保持的基板照射曝光光而形成圖案;以及對形成有圖案的基板進行加工(顯影、蝕刻等)。透過使用本發明的基板保持裝置,能夠提高基板的保持平坦度,作為結果,能夠提高基板上的圖案形成精度。
本物品之製造方法與以往的方法相比,在物品的性能、質量、生產率以及生產成本中的至少一個方面是有利的。或者,所述曝光裝置能夠提供高品質的裝置(半導體積體電路元件、液晶顯示元件等)等物品。
以上對本發明的優選的實施方式進行了說明,但是本發明不限於這些實施方式不言而喻,在其主旨的範圍內能夠進行各種變形以及變更。
9:基板保持構材 10:基座構材 32:旋轉馬達(致動器) 39:旋轉構材
圖1是曝光裝置的概略圖。 圖2是基板保持裝置的概略圖。 圖3是示出旋轉構材和引導機構連結而成的結構的圖。 圖4是示出圓形彈簧的形狀的圖。 圖5是示出用於檢測基板的姿勢的結構的圖。
9:基板保持構材
10:基座構材
31:氣墊
32:旋轉馬達(致動器)
33:連結臂
34:固定部
35:內圈
36:外圈
37:中繼構材
38:圓形彈簧
39:旋轉構材
G:基板

Claims (9)

  1. 一種基板保持裝置,其包含:基板保持構材,其保持基板;基座構材,其支承前述基板保持構材;以及致動器,其使前述基板保持構材在前述基板保持構材保持前述基板的保持面內旋轉;在前述基板保持構材與前述基座構材之間設置有與前述基板保持構材一體地旋轉的旋轉構材和引導該旋轉構材的旋轉的引導構材,該基板保持裝置包含將前述旋轉構材與前述引導構材連結的彈性構材,前述引導構材是滾動軸承,包含內圈和外圈。
  2. 如申請專利範圍第1項的基板保持裝置,其還包含引導固定部,前述引導固定部將前述引導構材相對於前述基座構材固定。
  3. 如申請專利範圍第1項的基板保持裝置,其還包含檢測部,前述檢測部檢測被前述基板保持構材保持的基板的姿勢,前述致動器基於前述檢測部的檢測結果使前述基板保持構材旋轉。
  4. 如申請專利範圍第1項的基板保持裝置,其還具有支 承構材,該支承構材與前述基座構材連結並支承前述基板保持構材,前述引導構材配置在前述支承構材的內側的區域。
  5. 一種基板保持裝置,其包含:基板保持構材,其保持基板;基座構材,其支承前述基板保持構材;以及致動器,其使前述基板保持構材在前述基板保持構材保持前述基板的保持面內旋轉;在前述基板保持構材與前述基座構材之間設置有與前述基板保持構材一體地旋轉的旋轉構材和引導該旋轉構材的旋轉的引導構材,該基板保持裝置包含將前述旋轉構材與前述引導構材連結的彈性構材,前述基板保持裝置還包含引導固定部,前述引導固定部將前述引導構材相對於前述基座構材固定。
  6. 如申請專利範圍第5項的基板保持裝置,其還包含檢測部,前述檢測部檢測被前述基板保持構材保持的基板的姿勢,前述致動器基於前述檢測部的檢測結果使前述基板保持構材旋轉。
  7. 如申請專利範圍第5項的基板保持裝置,其還具有支承構材,該支承構材與前述基座構材連結並支承前述基板 保持構材,前述引導構材配置在前述支承構材的內側的區域。
  8. 一種曝光裝置,其為使用曝光光將遮罩的圖案轉印到基板者,在透過如申請專利範圍第1至7項中的任一項的基板保持裝置保持基板的狀態下,對前述基板轉印前述遮罩的圖案。
  9. 一種物品之製造方法,其包含以下程序:使用如申請專利範圍第8項的曝光裝置將基板曝光;以及將在前述程序中曝光的前述基板顯影。
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