(57)【要約】【課題】ウエハ裏面に異物が付着していていても、ウエハがステージ上に載置されたとき、水平度を正確に保て、ウエハ上のパターンがデフォーカスとなってしまうことのないチャック装置、露光装置、及び半導体装置の製造方法を提供すること。【解決手段】ステージ１２上にウエハ１１を吸着固定するチャック装置において、ステージ１２の全面に所定のピッチで、先端部分が丸い形状、例えば球状表面を有し一定の高さのピン１２１を複数形成したことを特徴とする。ピン１２１を球面化することにより、ウエハ１１との接触面積が小さくなり、異物との接触する可能性が低くなる。また、回転可能な球形ピンを配設している場合には、球状のピンが回転することにより、ウエハ１１をスライドさせ異物をピンからずらすことができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージ上にウエハを吸着固定するチャック装置において、
前記ステージ上の全面に所定のピッチで一定の高さを有するピンを複数形成する際に、ピンの先端部分を丸い形状としたことを特徴とするチャック装置。
【請求項２】
前記ピンの先端部分の形状は、所定の径を有する半球状であることを特徴とする請求項１記載のチャック装置。
【請求項３】
ステージ上にウエハを吸着固定するチャック装置において、
前記ステージ上の全面に所定のピッチで一定の高さを有するピンを複数形成する際に、ピンを所定の径を有する球体で構成し、ステージ上に回転可能に配設したことを特徴とするチャック装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のチャック装置を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項５】
フォトレジストを塗布したウエハを、請求項１〜３のいずれか１つに記載のチャック装置のステージ上に位置決めした状態で露光を行ってパターンニングする工程を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【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（以下、ウエハ）をステージ上に固定するチャック装置、固定したウエハ上にパターンを露光する露光装置、並びに、ウエハに対してパターンニングする工程を含んだ半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶装置を含む半導体装置では、成膜したウエハを設計通りの形状、寸法に加工するパターンニングが行われる。パターンニング工程は、ウエハに紫外線で感光する材料であるフォトレジストを塗布し、マスク或いはレティクルに形成したパターンをフォトレジスト上に露光し、現像，エッチングをした後、フォトレジストを除去する。
【０００３】
半導体製造に使われている露光装置で、パターンをウエハ上の正確な位置に露光するためには、露光中のウエハはステージ上に正確に位置決めされた上で固定されている必要がある。
【０００４】
従来の露光装置、例えば特許文献１の装置では、試料台（ステージ）には上下動可能な押し上げピンが備えられていて、ウエハの搬入に先立って押し上げピンを持ち上げておく。そして、ウエハを搬入し押し上げピン上に載置する。載置後、押し上げピンを押し下げ、ウエハを試料台上に載せる。その後、高圧電源より静電チャック電極に高電圧を印加してウエハを試料台に吸着し、その状態で電子線露光を行うことが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１２６７３９号公報（第１−２頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の露光装置では、ウエハ裏面に異物が付着していると、ウエハがステージ上に載置固定されたとき、載置状態に凹凸ができ、ウエハ上にパターンニングするときに、デフォーカスとなり、パターンが歪んでしまうという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、ウエハ裏面に異物が付着していていても、ウエハがステージ上に載置されたとき、水平度を正確に保て、ウエハ上のパターンがデフォーカスとなってしまうことが低減されるチャック装置、露光装置、及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるチャック装置は、ステージ上にウエハを吸着固定するチャック装置において、前記ステージ上の全面に所定のピッチで一定の高さを有するピンを複数形成する際に、ピンの先端部分を丸い形状としたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明のこのような構成によれば、先端部分が丸い表面を有するピンをステージ上に多数形成することにより、ウエハに付着した塵部分はピンの丸い先端部分を滑り、ピンとピンの間に位置するようになり、ステージに対してウエハの水平度を保ち、ウエハの変形を起こしにくくすることができる。
【００１０】
また、本発明において、前記ピンの先端部分の形状は、所定の径を有する半球状であることが好ましい。
【００１１】
このような構成によれば、球状表面を有するピンをステージ上に多数形成することにより、ウエハに付着した塵部分はピンの球状の先端部分を滑り、ピンとピンの間に位置するようになり、ステージに対してウエハの水平度を保ち、ウエハの変形を起こしにくくすることが可能となる。
【００１２】
本発明によるチャック装置は、ステージ上にウエハを吸着固定するチャック装置において、前記ステージ上の全面に所定のピッチで一定の高さを有するピンを複数形成する際に、ピンを所定の径を有する球体で構成し、ステージ上に回転可能に配設したことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明のこのような構成によれば、球形ピンをステージ上に回転可能に多数配設することにより、ウエハ裏面の異物がピン上に来ても、球形ピンが回転し、ウエハを若干スライドさせ、異物の位置をピンの先端部分からずらすことができる。その結果、異物がウエハの裏面と接触することがなくなり、ウエハの変形を防ぐことができる。
【００１４】
また、本発明による露光装置は、上述のチャック装置を具備したものである。
【００１５】
本発明のこのような構成によれば、デフォーカスを低減した露光装置を実現することができる。
【００１６】
さらに、本発明による半導体装置の製造方法は、フォトレジストを塗布したウエハを、上述のチャック装置のステージ上に位置決めした状態で露光を行ってパターンニングする工程を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
このような半導体装置の製造方法によれば、露光でのデフォーカスを低減し、正確にパターンニングした半導体装置を製造することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１及び図２は本発明の一実施の形態のチャック装置を示している。図１は平面図、図２は図１のＡ１−Ａ２−Ａ３線断面図である。また、図３は本発明のチャック装置を適用した縮小投影露光装置の主要部の構成を説明する図である。
【００１９】
まず、図３の露光装置について説明する。
【００２０】
図３において、１１は上面にフォトレジストが成膜されたウエハ、１２はウエハ１１を吸着載置するステージ、１３は光源となる照明系、１４は所定のパターンが描かれているレティクル、１５は投影レンズである。
【００２１】
次に動作について説明する。先ず、ステージ１２上に図示しない真空機構によりウエハ１１を真空吸着（チャック）する。そして、照明系１３からの露光光１６を回路パターンが描画されたレティクル１４をマスクとして透過し、さらに投影レンズ１５を通して上記ウエハ１１上面のフォトレジストに投影露光することにより、該レティクル１４に描画された回路パターンを投影レンズ１５を通して縮小投影してウエハ１１上面のフォトレジストに転写し、転写パターンを得ている。
【００２２】
次に、図１，図２を参照して本発明に係るチャック装置の要部を説明する。
【００２３】
図１に示すチャック装置においては、ステージ１２の表面には、ウエハとの接触面積を低減させ、かつウエハの水平度を保つために、所定の高さの突起（以下、ピンという）１２１が多数、所定の間隔（ピッチ）で形成されている。そして、本実施の形態では、ピン１２１の先端部分は丸い形状、例えば、球状表面を有している。
【００２４】
また、ステージ１２には、ウエハ１１を図示しない真空機構により真空吸引するための真空吸引口１２２が複数（図では３つ）、ステージ１２を貫通して、かつピン１２１と同じ高さで設けられている。
【００２５】
ステージ１２上には、図２に示すように多数のピン１２１の先端部にウエハ１１の裏面が接触するようにして、ウエハ１１が吸着固定される。つまり、ステージ１２上にウエハ１１が位置決めされる。
【００２６】
上記のような構成では、ピン１２１の先端部分が丸い形状とされているために、従来の平面的な先端部分を有する円柱状のピンに比して、ウエハ１１との接触面積がより小さくなり、ウエハ１１の裏面に異物が付着していても、異物と接触する可能性が低くなると共に、ウエハ１１とピン１２１の先端部分との間に異物が挾まる状態であっても、異物がピン１２１先端部分を滑りピン先端部分とピン先端部分の間に位置するようになりウエハ１１が変形を起こしにくくなる。
【００２７】
図４は、上記ステージ１２上に配設されるピンの形状の例を示すものである。ステージ１２の表面には、先端部分が半球状に形成された円柱状のピン１２１ａが複数突設されている。例えば、ピン１２１ａは、先端部分の球面の径が約０．４ｍｍ、ステージ表面から先端部分の先端位置までの高さ約０．３ｍｍで、約２ｍｍピッチにてステージ１２の全面に多数突設されている。
【００２８】
図５は、ステージ１２の表面に、半球形状に形成されたピン１２１ｂが複数突設された例を示している。
【００２９】
図４及び図５の例によれば、球状表面を有するピンをステージ１２上に多数形成することにより、ウエハ１１に付着した塵部分はピンの球状の先端部分を滑り、ピンとピンの間に位置するようになり、ステージ１２に対してウエハ１１の水平度を保ち、ウエハ１１の変形を起こしにくくする効果がある。
【００３０】
図６の例は、ステージ１２の表面に、球体で構成される球形ピン１２１ｃが複数回転可能に嵌め込まれている例を示している。ステージ１２には、球形ピン１２１ｃの半分を越える部分を嵌入し、複数の球形ピン１２１ｃを回転可能に収容する複数の凹部１２ｈが形成されている。これらの球形ピン１２１ｃの上にウエハ１１を載せてステージ１２上を凹凸なく水平度が得られる適切な位置にスライドさせた後、ステージ１２の真空吸引口１２２より真空引きすることにより、ステージ１１上にウエハ１１を吸着固定して位置決めすることができる。
【００３１】
図７の例は、ステージ１２の表面には、複数の円柱状の凸部１２３が設けられており、これらの凸部１２３には、球形ピン１２１ｃの半分を越える部分を嵌入し、複数の球形ピン１２１ｃを回転可能に収容する複数の凹部１２ｊが形成されている。図６と同様な作用効果を得ることができる。
【００３２】
図６及び図７の例によれば、球形ピン１２１ｃをステージ１２上に回転可能に多数配設することにより、ウエハ１１裏面の異物がピン上に来ても、球形ピン１２１ｃが回転し、ウエハ１１を若干スライドさせ、異物の位置をピンの先端部分からずらすことができる。その結果、異物がウエハ１１の裏面と接触することがなくなり、ウエハ１１の変形を防ぐことができる。
【００３３】
なお、図６，図７では、球体をステージ上に回転可能に配設する構成を示しているが、本発明の他の実施の形態として、所定の径を有する球体を複数、ステージ上の全面に所定のピッチで貼着固定することにより配設してもよい。
【００３４】
以上の述べたように本発明によれば、少なくとも先端部分に丸い形状例えば球形の表面を有するピンをステージに設けることにより、ウエハ１１との接触面積が小さくなり、異物との接触する可能性が低くなる。露光装置のステージのピン上にウエハ１１裏面に付着している異物があってもピンの球状部分を滑り、ウエハの水平度を保つことができ、露光時のデフォーカスを低減できる。また、回転可能な球形ピンを配設している場合には、もし異物がピン上にきたときでも、球状のピンが回転することにより、ウエハ１１をスライドさせ異物をピンからずらし、デフォーカスによる欠陥を低減させることができる。
【００３５】
さらに、本発明に係る上述のチャック装置を半導体装置の製造に利用することが可能である。すなわち、半導体装置の製造方法が、フォトレジストを塗布したウエハを、チャック装置のステージ上に位置決めし、その状態で露光を行ってパターンニングする工程を備えたものであれば、上述の図１及び図２、図４〜図７で述べた球状ピンを有したチャック装置を有効に利用することができる。
【００３６】
このような半導体装置の製造方法によれば、露光でのデフォーカスを低減し、正確にパターンニングすることが可能な半導体装置を製造することができる。
【００３７】
本発明によれば、ウエハ裏面に異物が付着していていても、ウエハがステージ上に載置されたとき、水平度を正確に保て、ウエハ上のパターンがデフォーカスとなってしまうことが低減されるチャック装置、露光装置、及び半導体装置の製造方法を実現することが可能となる。
【００３８】
本発明は、以上述べた実施の形態に限るものではなく、本発明の要旨を変えない範囲で各実施の形態を適宜変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のチャック装置の平面図。
【図２】図１のＡ１−Ａ２−Ａ３線断面図。
【図３】本発明のチャック装置を適用した縮小投影露光装置の主要部の構成を説明する図。
【図４】ステージ上に配設されるピンの構成例を示す部分拡大した側面図。
【図５】ステージ上に配設されるピンの構成例を示す部分拡大した側面図。
【図６】ステージ上に配設されるピンの構成例を示す部分拡大した断面図。
【図７】ステージ上に配設されるピンの構成例を示す部分拡大した断面図。
【符号の説明】
１１…ウエハ、１２…ステージ、１２１，１２１ａ，１２１ｂ…球状表面を有する突起（ピン）、１２１ｃ…回転可能な球形ピン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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