(57)【要約】【課題】基板から保持部への熱の伝達に有利な保持装置を提供する。【解決手段】基板の裏面を支持する凸部と、液体を収容する凹部とを表面に含む基台を有し、前記凸部及び前記液体を介して前記基板を保持する保持装置であって、前記基板から伝達される熱を吸収する潜熱蓄熱材を含み、前記凹部に配置された蓄熱構造体と、前記基台から前記基板に向かう第１方向の力を前記蓄熱構造体に及ぼす部材と、を有することを特徴とする保持装置を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の裏面を支持する凸部と、液体を収容する凹部とを表面に含む基台を有し、前記凸部及び前記液体を介して前記基板を保持する保持装置であって、
前記基板から伝達される熱を吸収する潜熱蓄熱材を含み、前記凹部に配置された蓄熱構造体と、
前記基台から前記基板に向かう第１方向の力を前記蓄熱構造体に及ぼす部材と、
を有することを特徴とする保持装置。
【請求項２】
前記蓄熱構造体は、前記部材により前記裏面に接触する突起を含み、
前記突起は、前記裏面に接触した場合、前記蓄熱構造体と前記裏面との間に、前記液体が満たされる間隙を形成する、ことを特徴とする請求項１に記載の保持装置。
【請求項３】
前記部材により前記蓄熱構造体を介して前記第１方向において前記基板に及ぼされる力は、前記液体により前記第１方向とは逆の第２方向において前記基板に及ぼされる力より小さい、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の保持装置。
【請求項４】
前記部材は、一方の端部が前記凹部に接続され、他方の端部が前記蓄熱構造体に接続されたコイルばねを含む、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の保持装置。
【請求項５】
前記部材は、前記蓄熱構造体に結合され、前記液体中で前記蓄熱構造体及び前記部材に及ぼされる浮力は、前記蓄熱構造体及び前記部材に及ぼされる重力より大きい、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の保持装置。
【請求項６】
前記蓄熱構造体は、前記潜熱蓄熱材を内包して前記潜熱蓄熱材に熱を伝導する熱伝導材を含む、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の保持装置。
【請求項７】
パターンを基板に形成するリソグラフィ装置であって、
前記基板を保持する請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の保持装置
を有することを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項８】
荷電粒子光学系を有し、該荷電粒子光学系を介して荷電粒子線で前記基板に描画を行って前記パターンを前記基板に形成する、ことを特徴とする請求項７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
投影光学系を有し、該投影光学系を介して前記基板を露光して前記パターンを前記基板に形成する、ことを特徴とする請求項７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
請求項７乃至９のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
前記工程で前記パターンを形成された前記基板を処理する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持装置、リソグラフィ装置及び物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代半導体製造装置として開発が進められている極端紫外線（ＥＵＶ）露光装置や荷電粒子線（電子線）を用いた描画装置では、基板の露光が真空雰囲気で行われる。真空雰囲気では、対流による熱伝達が行われないため、熱が物体に蓄積されやすい。このため、ＥＵＶ露光装置や描画装置では、熱対策（物体の冷却）が重要な開発要素の１つとなっている。
【０００３】
ＥＵＶ露光装置や描画装置の処理対象である基板を冷却する場合、例えば、基板と基板を保持する保持部（チャックなど）との間に気体を封入して、基板から保持部への熱伝達を促進する技術が用いられている。また、近年では、解像力やオーバーレイ精度の改善のために更なる熱伝達の促進が求められており、基板と保持部との間に液体を封入して基板を保持する保持装置が提案されている（特許文献１参照）。かかる保持装置は、真空雰囲気に対して液体の層が負圧になることを利用して基板を保持部で保持している。
【０００４】
また、保持部は、その温度変化を低減するために、熱容量を増加させることが好ましいが、保持部の体積を増加させること（大型化）は好ましくない。そこで、相変化する潜熱蓄熱材を利用した保持装置が提案されている（特許文献２参照）。かかる保持装置は、高熱伝導材と潜熱蓄熱材とを複合した蓄熱構造体によって、基板から潜熱蓄熱材へ伝達される熱量（熱伝達量）を改善している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００９／０１１５７４号
【特許文献２】特表２００９−５４５１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術では、近年要求されている解像力やオーバーレイ精度に対して、必ずしも十分な熱伝達量が得られているとは限らない。特に、ＥＵＶ露光装置や描画装置では、高いエネルギーを有するＥＵＶ光や荷電粒子線が基板に照射されるため、基板に蓄積される熱量が多くなり、熱伝達量の問題が顕著となる。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、基板から保持部への熱の伝達に有利な保持装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての保持装置は、基板の裏面を支持する凸部と、液体を収容する凹部とを表面に含む基台を有し、前記凸部及び前記液体を介して前記基板を保持する保持装置であって、前記基板から伝達される熱を吸収する潜熱蓄熱材を含み、前記凹部に配置された蓄熱構造体と、前記基台から前記基板に向かう第１方向の力を前記蓄熱構造体に及ぼす部材と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、例えば、基板から保持部への熱の伝達に有利な保持装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一側面としてのリソグラフィ装置の構成を示す概略図である。
【図２】図１に示すリソグラフィ装置における保持装置の構成を示す概略図である。
【図３】図１に示すリソグラフィ装置における保持装置の蓄熱構造体の別の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、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説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は、本発明の一側面としてのリソグラフィ装置１０の構成を示す概略図である。リソグラフィ装置１０は、基板の上にパターンを形成（転写）する装置であって、本実施形態では、荷電粒子光学系を有し、かかる荷電粒子光学系を介して荷電粒子線で基板に描画を行ってパターンを基板に形成する描画装置として具現化される。ここで、荷電粒子線は、電子線やイオンビームなどを含む。また、リソグラフィ装置１０は、描画装置に限定されるものではなく、ＥＵＶ露光装置などの露光装置であってもよい。露光装置は、投影光学系を有し、かかる投影光学系を介して基板を露光してパターンを基板に形成する。また、リソグラフィ装置１０は、基板の上のインプリント材（樹脂等）を型により成形（成型）してパターンを基板に形成するインプリント装置であってもよい。
【００１４】
リソグラフィ装置１０は、図１に示すように、荷電粒子光学系３と、ステージ装置４と、真空チャンバ５とを有する。リソグラフィ装置１０では、荷電粒子線によるパターンの描画を真空雰囲気で行うために、荷電粒子光学系３及びステージ装置４が真空チャンバ５に収納されている。
【００１５】
荷電粒子光学系３は、例えば、静電レンズ、コリメータレンズ、アパーチャアレイ、ブランカーアレイ、ストッピングアパーチャアレイ、偏向器などを含む。荷電粒子光学系３は、荷電粒子源（不図示）からの荷電粒子線を基板２に導いて、基板２の上にパターンを描画する。
【００１６】
ステージ装置４は、荷電粒子光学系３に対して基板２を位置決めするために移動可能に構成され、基板２を保持する保持装置１を含む。図２は、保持装置１の構成を示す概略図であって、図２（ａ）は、保持装置１の上面図、図２（ｂ）は、保持装置１の断面図である。保持装置１は、基板２の裏面を支持する凸部１３と、液体１２を収容する凹部１５とを表面に含む基台１１を有し、凸部１３及び液体１２を介して基板２を保持する。
【００１７】
凹部１５には、基板２や基台１１の濡れ性（親液性）、熱伝導率、使用環境への影響などを考慮して選択された液体１２（例えば、水）が供給され、かかる液体１２で凹部１５は満たされている。液体１２の基板側の面（液面）には、液体１２の内側に向かう表面張力（毛細管圧力）が作用しているため、基板２は、液体１２の周囲の気圧と液体１２の圧力との差に相当する圧力（差圧）で凸部１３（基台１１）に押し付けられる。この際、毛細管圧力による押し付け力と、基板２と凸部１３との間に作用する反力とがつり合い、基板２と凸部１３との間に摩擦力が生じるため、基板２は、横ずれすることなく、凸部１３の上に保持される。但し、液体１２は、基板２を保持する力の発生に寄与するだけではなく、その熱伝導率を利用して、荷電粒子線の照射（即ち、描画）によって基板２に加わる熱を基台１１に伝達して基板２の熱変形を低減することにも寄与する。
【００１８】
蓄熱構造体１４は、液体１２に覆われるように、凹部１５に配置される。蓄熱構造体１４は、基板２から（液体１２を介して）伝達される熱を吸収する潜熱蓄熱材１４ａと、潜熱蓄熱材１４ａを内包して潜熱蓄熱材１４ａに熱を伝導する熱伝導材１４ｂとを含む構造体（複合材）である。基板２から液体１２に伝達された熱は、蓄熱構造体１４の潜熱蓄熱材１４ａに吸収されるため、基板２の温度変化が低減される（即ち、基板２の熱変形が低減される）。
【００１９】
潜熱蓄熱材１４ａは、熱を吸収すると固体から液体に相変化し、熱を吸収しても温度が変化せず、単位体積当たりの熱吸収量が大きい材料、例えば、塩化カルシウム水和物、硫酸ナトリウム水和物、パラフィンなどで構成される。但し、潜熱蓄熱材１４ａの材料は、相変化する材料であればよく、上述した材料に限定されるものではない。また、熱伝導材１４ｂは、金属、セラミックス、炭素繊維、樹脂などで構成される。
【００２０】
付与部材１６は、凹部１５に収納された蓄熱構造体１４に基台１１から基板２に向かう上方向（第１方向）に力を付与し、凹部１５に配置された蓄熱構造体１４を、基板２（の裏面）に近接させる。換言すれば、付与部材１６は、基台１１から基板２に向かう方向の力を蓄熱構造体１４に及ぼす。付与部材１６は、蓄熱構造体１４に結合され、液体中で蓄熱構造体１４及び付与部材１６に及ぼされる浮力は、蓄熱構造体１４及び付与部材１６に及ぼされる重力よりも大きい。付与部材１６は、例えば、一方の端部（下端）が凹部１５に接続され、他方の端部（上端）が蓄熱構造体１４に接続されたコイルばね（弾性部材）を含む。付与部材１６としてのコイルばねは、その自然長が基板２を保持した状態における下端から上端までの距離（即ち、凹部１５の深さ）よりも長くなるように構成されている。これにより、基板２を保持した場合に、コイルばねの自然長と基板２を保持した状態におけるコイルばねの下端から上端までの距離との差に比例した力が蓄熱構造体１４に上向きに作用し、蓄熱構造体１４が基板２に近接される。従って、基板２と蓄熱構造体１４との間隔が狭くなり、基板２から蓄熱構造体１４に伝わる熱量が多くなるため、基板２と蓄熱構造体１４との間で十分な熱伝達量が確保され、基板２の熱変形を低減することができる。なお、付与部材１６は、蓄熱構造体１４を基板２に近接させることができれば、コイルばねに限定されるものではない。例えば、付与部材１６は、浮力や磁力を利用して蓄熱構造体１４を基板２に近接させる構造を含んでもよい。
【００２１】
また、基板２の横ずれを防止するために、付与部材１６が蓄熱構造体１４に付与する力は、液体１２が発生する基板２を保持する力（毛細管圧力による押し付け力）よりも十分に小さくするとよい。例えば、付与部材１６により蓄熱構造体１４を介して上方向において基板２に及ぼされる力が、液体１２により下方向（第１方向とは逆の第２方向）において基板２に及ぼされる力よりも小さくなるように、付与部材１６を構成するとよい。基板２と凸部１３との間に生じる摩擦力は、毛細管圧力による押し付け力から付与部材１６が蓄熱構造体１４に付与する力を減算した力に比例する。従って、付与部材１６が蓄熱構造体１４に付与する力が大きいと、基板２と凸部１３との間に生じる摩擦力が減少して基板２が横ずれしやすくなる。
【００２２】
また、蓄熱構造体１４は、図３に示すように、基板２の裏面に接触する突起１４ｃを基板側の面に含んでいてもよい。図３は、蓄熱構造体１４の別の構成を示す概略図である。付与部材１６が蓄熱構造体１４に力を付与すると、突起１４ｃは、基板２の裏面に当接し、蓄熱構造体１４の基板側の面の突起１４ｃを除く領域Ｒ１と基板２の裏面との間に、液体１２が満たされる間隙Ｇを形成する。蓄熱構造体１４の基板側の面の領域Ｒ１と基板２の裏面との間の間隙Ｇ（即ち、間隙Ｇに満たされる液体１２の厚さ）は、突起１４ｃの高さによって決定される。
【００２３】
ここで、基板２を凸部１３に押し付ける力を得るためには、液体１２は基板２の裏面に接触している必要があり、且つ、その液体１２は毛細管圧力を発生するメニスカス部から連続している必要がある。そこで、本実施形態では、蓄熱構造体１４の基板側の面に突起１４ｃを設けることによって、基板２と液体１２との接触面積を大きくし、十分な押し付け力を確保している。また、間隙Ｇに満たされる液体１２は、突起１４ｃによって、その連続性を維持することができるため、十分な押し付け力を確保することができる。更に、突起１４ｃの高さを適切に決定することで、基板２と蓄熱構造体１４との間隔を狭くすることが可能であるため、上述したように、基板２と蓄熱構造体１４との間で十分な熱伝達量を確保し、基板２の熱変形を低減することができる。
【００２４】
蓄熱構造体１４の基板側の面に設ける突起１４ｃの数は、１つ以上であればよい。また、突起１４ｃは、蓄熱構造体１４の基板側の面を加工した際の表面粗さ（凸凹）であってもよいし、その一部が基板２の裏面に接触することができれば多数の溝（で規定される面）を含む構造であってもよい。
【００２５】
このように、保持装置１によれば、蓄熱構造体１４を基板２に近接させることが可能であり、基板２から伝達される熱を十分に吸収して、基板２の熱変形を低減させることができる。従って、リソグラフィ装置１０は、優れた解像力やオーバーレイ精度を実現し、高いスループットで経済性よく高品位なデバイス（半導体デバイス、液晶表示デバイス）などの物品を提供することができる。
【００２６】
本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、半導体デバイスなどのマイクロデバイスや微細構造を有する素子などの物品を製造するのに好適である。かかる製造方法は、リソグラフィ装置１０を用いて、感光剤が塗布された基板にパターンを形成する工程（基板に描画を行う工程）を含む。更に、かかる工程でパターンを形成された基板を現像する工程を含みうる。また、上記形成工程につづけて、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージングなど）を含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【００２７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明は、リソグラフィ装置だけではなく、真空雰囲気に配置される基板に対して描画や露光以外の処理を行う装置に適用することができる。また、本発明は、真空雰囲気以外の雰囲気（例えば、大気雰囲気）に配置される基板に対して処理を行う装置に適用することも可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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