(57)【要約】【課題】ウェハホルダにおいて、ピンのウェハ支持面にパーティクルが付着していた場合であっても、露光エラーの原因になるウェハの吸着歪みを低減する。【解決手段】このウェハホルダ１は、ウェハ支持面６ａに溝６ｂが設けられている。これにより、溝６ｂの投影面積の分だけ、ウェハ支持部材６とウェハとの接触面積が減少する。その結果、ウェハホルダ１でウェハを吸着保持する際に、両者間にパーティクルを挟み込む事態の発生頻度を減らすことができる。【選択図】図３
2012009720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダ基板にウェハ支持部材が設けられ、このウェハ支持部材のウェハ支持面にウェハを載置することにより、当該ウェハおよび前記ホルダ基板に包囲された密閉空間を形成するとともに、この密閉空間を負圧にすることにより、前記ウェハ支持部材に前記ウェハを吸着保持しうるウェハホルダであって、
前記ウェハ支持面に溝が設けられていることを特徴とするウェハホルダ。
【請求項２】
前記溝は、前記密閉空間に開口していることを特徴とする請求項１に記載のウェハホルダ。
【請求項３】
前記ウェハ支持部材は、複数の突起を含み、前記各突起の頂部には、それぞれ前記ウェハ支持面が平坦に形成され、これらのウェハ支持面に前記ウェハが接触することにより、当該ウェハが支持されることを特徴とする請求項１または２に記載のウェハホルダ。
【請求項４】
前記ホルダ基板には、前記密閉空間内の気体を排気して当該密閉空間を負圧にするための通気手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のウェハホルダ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のウェハホルダを有することを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、ガラス、セラミックスなどの材料からなるウェハを吸着保持するためのウェハホルダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のウェハホルダは、半導体回路などの製造に用いられる露光装置に装備されている（例えば、特許文献１参照）。このウェハホルダとしては、ホルダ基板に多数（例えば、３万〜５万本）の微小なピンが所定の間隔で立設され、各ピンの頂部にそれぞれウェハ支持面が形成されたものが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１７７９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなウェハホルダでは、ピンの本数が多いことから、露光装置による露光に至るまでの過程において、ピンのウェハ支持面にパーティクル（ごみ等の微粒子）が付着する場合がある。こういう場合を想定して、ウェハホルダでウェハを吸着保持したときに、ウェハホルダとウェハとの間にパーティクルを挟み込んで露光エラーを引き起こす事態の発生をできるだけ回避すべく、露光エラーの原因になるウェハの吸着歪みを極力なくすことが望まれている。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑み、ピンのウェハ支持面にパーティクルが付着していた場合であっても、露光エラーの原因になるウェハの吸着歪みを低減することが可能なウェハホルダおよび露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る第１のウェハホルダは、ホルダ基板（２）にウェハ支持部材（３、４、６）が設けられ、このウェハ支持部材のウェハ支持面（３ａ、４ａ、６ａ）にウェハ（Ｗ）を載置することにより、当該ウェハおよび前記ホルダ基板に包囲された密閉空間（Ｓ）を形成するとともに、この密閉空間を負圧にすることにより、前記ウェハ支持部材に前記ウェハを吸着保持しうるウェハホルダ（１）であって、前記ウェハ支持面に溝（６ｂ）が設けられているウェハホルダとしたことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る露光装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載のウェハホルダ（１）を有する露光装置（３０）としたことを特徴とする。
【０００８】
なお、ここでは、本発明をわかりやすく説明するため、実施の形態を表す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施の形態に限定されるものでないことは言及するまでもない。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ウェハホルダのウェハ支持面に溝が設けられているため、溝の投影面積の分だけ、ウェハ支持部材とウェハとの接触面積が減少する。その結果、ウェハ支持面にパーティクルが付着していた場合であっても、ウェハホルダでウェハを吸着保持する際に、両者間にパーティクルを挟み込む事態の発生頻度を減らすことができる。したがって、露光エラーの原因になるウェハの吸着歪みを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る露光装置の基本構成を示す構成図である。
【図２】図１に示す露光装置のウェハホルダ近傍を示す正面図であって、（ａ）はウェハがセンターアップ上に保持された状態図、（ｂ）はウェハがウェハホルダ上に保持された状態図である。
【図３】同実施の形態１に係るウェハホルダを示す図であって、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその拡大縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るウェハホルダのピンを示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係るウェハホルダのピンを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］
【００１２】
この実施の形態１では、ウェハ支持部材としてピン６および輪帯シール３、４を用い、突起としてピン６を用い、通気手段として真空引き孔７を用いている。
【００１３】
図１乃至図３は、本発明の実施の形態１に係る図である。なお、図２および図３においては、わかりやすさを重視して図示しているため、各構成要素の寸法比率は必ずしも正確ではない。
【００１４】
この実施の形態１に係る露光装置３０は、図１に示すように、照明光学系３２を有しており、照明光学系３２にはアライメント光学系３６が含まれている。照明光学系３２の近傍（図１左方）には光源３３が、紫外線などの露光光を照明光学系３２に供給しうるように配置されている。
【００１５】
また、照明光学系３２の下方には、図１に示すように、マスクＲを載置するためのマスクステージ３７が水平方向（図１上下方向に直角な方向）に移動自在に設置されている。マスクステージ３７の近傍（図１左方）にはマスク交換系３８が配置されており、このマスク交換系３８により、マスクステージ３７を水平方向に移動させることができる。
【００１６】
また、マスクステージ３７の下方には、図１に示すように、ウェハステージ３１が水平方向に移動自在に設置されており、ウェハステージ３１上には、表面に感光剤を塗布したウェハＷを載置することができる。ウェハステージ３１の近傍（図１左方）にはステージ制御系３５が配置されており、このステージ制御系３５により、ウェハステージ３１を水平方向に移動させることができる。
【００１７】
また、マスクステージ３７とウェハステージ３１との間には、図１に示すように、マスクステージ３７上のマスクＲのパターンをウェハステージ３１上のウェハＷに投影するための投影光学系３４が設置されている。
【００１８】
さらに、露光装置３０は、図１に示すように、主制御部３９を有しており、主制御部３９は、上述したアライメント光学系３６、光源３３、マスク交換系３８およびステージ制御系３５に接続されている。
【００１９】
そして、ウェハステージ３１は、図２に示すように、ウェハベース２１、Ｙステージ２２、Ｘステージ２３、Ｚチルト駆動部２４、試料台２５、ウェハホルダ１、伸縮機構２７およびセンターアップ２６から構成されており、センターアップ２６は、３本の円柱状のスピンドル部２６ａ、２６ｂ、２６ｃを有している。ここで、ウェハベース２１の上側にはＹステージ２２がＹ方向（図２紙面に直角な方向）に移動自在に搭載されており、Ｙステージ２２の上側にはＸステージ２３がＸ方向（図２左右方向）に移動自在に搭載されている。Ｘステージ２３の上側には、Ｚチルト駆動部２４を介して試料台２５が支持されており、試料台２５の上側にはアルミナ製のウェハホルダ１が固着されている。また、Ｘステージ２３の上側には、伸縮機構２７を介してセンターアップ２６が昇降自在に支持されており、センターアップ２６の各スピンドル部２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、試料台２５およびウェハホルダ１に遊嵌された状態となっている。
【００２０】
したがって、このウェハステージ３１においては、伸縮機構２７を伸張させてセンターアップ２６を上昇させることにより、図２（ａ）に示すように、ウェハＷをセンターアップ２６上に保持することができるとともに、伸縮機構２７を収縮させてセンターアップ２６を下降させることにより、図２（ｂ）に示すように、ウェハＷをウェハホルダ１上に保持することができる。
【００２１】
また、ウェハホルダ１は、図３に示すように、円盤状のホルダ基板２を有している。ホルダ基板２の表面２ａには、その周縁部に台形断面状の輪帯シール３が、円環状に配置された形でホルダ基板２と一体に形成されている。また、ホルダ基板２には、その中心部の近傍に３つの円形のセンターアップピン孔５が、円周上に等角度間隔（つまり、１２０°間隔）で配置された形で、ホルダ基板２の表面２ａから裏面２ｂまでホルダ基板２の厚さ方向に貫通して形成されている。これらのセンターアップピン孔５には、上述したセンターアップ２６のスピンドル部２６ａ、２６ｂ、２６ｃが遊嵌されている。これらのセンターアップピン孔５の周囲には、それぞれ円筒状の輪帯シール４が形成されている。また、ホルダ基板２の表面２ａには、３万〜５万本の円錐台状の微小なピン６がほぼ均等に配置された形でホルダ基板２と一体に形成されている。さらに、ホルダ基板２には、６つの円形の真空引き孔７がホルダ基板２の放射方向に沿って一直線上に等角度間隔で配置された形で、それぞれホルダ基板２の表面２ａから裏面２ｂまでホルダ基板２の厚さ方向に貫通して形成されている。
【００２２】
また、輪帯シール３、４の頂部にはそれぞれ、図３（ｂ）に示すように、ウェハ支持面３ａ、４ａが平坦に形成されている。一方、各ピン６にはそれぞれ、図３に示すように、その頂部にウェハ支持面６ａが平坦に形成されている。ウェハ支持面６ａには溝６ｂが一直線状に形成されており、溝６ｂの両端部は、後述する密閉空間Ｓに開口している。このピン６の溝６ｂの形成方法としては、エキシマレーザやＣＯ2 レーザなどのレーザ光を使用して微細加工を行うレーザ加工が、加工歪みが残らない点で好ましい。そして、ウェハホルダ１には、これらのウェハ支持面３ａ、４ａ、６ａを結ぶ形でウェハ吸着面Ｐが仮想的に形成されている。
【００２３】
なお、ウェハホルダ１のウェハ吸着面ＰにウェハＷが載置されると、このウェハＷが輪帯シール３、４のウェハ支持面３ａ、４ａおよび各ピン６のウェハ支持面６ａに同時に接触した状態となり、図３（ｂ）に示すように、ウェハＷおよびホルダ基板２に包囲された形で密閉空間Ｓが形成される。この状態で、密閉空間Ｓ内の気体を真空引き孔７から外部へ排気して密閉空間Ｓを負圧にする動作、つまり真空引き動作を行うことにより、ウェハＷが輪帯シール３、４のウェハ支持面３ａ、４ａおよび各ピン６のウェハ支持面６ａに接触した状態のまま、このウェハＷをウェハホルダ１で吸着保持することができる。
【００２４】
また、ホルダ基板２のサイズは、直径１５０〜４５０ｍｍ、厚さ８〜１９ｍｍである。輪帯シール３のサイズは、幅１５０〜３００μｍ、高さ３０〜５００μｍである。各輪帯シール４のサイズは、幅１５０〜３００μｍ、高さ３０〜５００μｍである。センターアップピン孔５のサイズは、直径８ｍｍである。各ピン６のサイズは、先端直径１５０〜３００μｍ、高さ３０〜５００μｍである。ピン６同士の間隔は、１．６〜２．２ｍｍである。各ピン６の溝６ｂのサイズは、幅５０〜７０μｍ、深さ５〜３０μｍである。各真空引き孔７のサイズは、直径０．５〜３ｍｍ程度である。
【００２５】
そして、この露光装置３０を用いて、半導体デバイス等のデバイスを製造する際には、次の手順による。
【００２６】
まず、マスクステージ３７上にマスクＲを載置する。また、ウェハステージ３１のウェハホルダ１上にウェハＷを載置した後、上述した真空引き動作を行うことにより、ウェハホルダ１でウェハＷを吸着保持する。
【００２７】
この状態で、主制御部３９からの指令に基づき、光源３３から露光光が照明光学系３２に照射され、マスクＲのパターンがウェハＷに投影されて転写される。
【００２８】
その後、真空引き動作を解除することにより、ウェハＷをウェハホルダ１から分離する。
【００２９】
最後に、このウェハＷに各種の後処理を施せば、デバイスが完成する。
【００３０】
このようなデバイスの製造過程においては、ウェハホルダ１の各ピン６のウェハ支持面６ａにそれぞれ溝６ｂが設けられているため、これらの溝６ｂの投影面積の分だけ、ピン６とウェハＷとの接触面積が減少する。その結果、たとえピン６のウェハ支持面６ａにパーティクルが付着していた場合であっても、ウェハホルダ１でウェハＷを吸着保持する際に、両者間にパーティクルを挟み込む事態の発生頻度を減らすことができる。したがって、露光エラーの原因になるウェハＷの吸着歪みを低減することが可能となる。
【００３１】
しかも、これらの溝６ｂは密閉空間Ｓに開口しているので、ウェハＷの吸着保持時に溝６ｂ内が負圧となる。そのため、ピン６のウェハ支持面６ａにパーティクルが付着していた場合であっても、このパーティクルを溝６ｂ経由で排出することができる。したがって、露光エラーの原因になるウェハＷの吸着歪みをますます低減することが可能となる。
【００３２】
また、ウェハホルダ１の各ピン６のウェハ支持面６ａにそれぞれ溝６ｂが設けられており、しかも、これらの溝６ｂが密閉空間Ｓに開口しているので、真空引き動作を解除すると、すべての溝６ｂに空気が急速に流れ込む。したがって、真空引き動作の解除と同時にウェハＷをウェハホルダ１から分離することができ、リンキング（つまり、真空引き動作を解除してもウェハＷがウェハホルダ１に吸い付いたまま離れない現象）の発生を回避することができる。その結果、ウェハＷの処理枚数（スループット）を増やすことが可能となる。
［発明の実施の形態２］
【００３３】
図４は、本発明の実施の形態２に係る図である。
【００３４】
この実施の形態２に係るウェハホルダ１では、図４に示すように、ピン６のウェハ支持面６ａに形成された溝６ｂが一直線状ではなく十文字状である点を除き、上述した実施の形態１と同じ構成を有している。なお、この十文字状の溝６ｂは、その４箇所の端部が密閉空間Ｓに開口している。
【００３５】
したがって、この実施の形態２では、上述した実施の形態１と同じ作用効果を奏する。
［発明の実施の形態３］
【００３６】
図５は、本発明の実施の形態３に係る図である。
【００３７】
この実施の形態３に係るウェハホルダ１では、図５に示すように、溝６ｂが密閉空間Ｓに開口していない点を除き、上述した実施の形態１と同じ構成を有している。
【００３８】
したがって、この実施の形態２では、ウェハホルダ１の各ピン６のウェハ支持面６ａにそれぞれ溝６ｂが設けられているため、これらの溝６ｂの投影面積の分だけ、ピン６とウェハＷとの接触面積が減少する。その結果、露光装置３０を用いたデバイスの製造過程においては、たとえピン６のウェハ支持面６ａにパーティクルが付着していた場合であっても、ウェハホルダ１でウェハＷを吸着保持する際に、両者間にパーティクルを挟み込む事態の発生頻度を減らすことができる。したがって、露光エラーの原因になるウェハＷの吸着歪みを低減することが可能となる。
［発明のその他の実施の形態］
【００３９】
なお、上述した実施の形態１、３では、ピン６のウェハ支持面６ａに形成された溝６ｂが一直線状である場合について説明し、上述した実施の形態２では、ピン６のウェハ支持面６ａに形成された溝６ｂが十文字状である場合について説明した。しかし、この溝６ｂの形状は、これらに限るわけではなく、例えば、「二」の字形、「三」の字形、井桁状、＊形、星形、同心円状、渦巻き形であっても構わない。
【００４０】
また、上述した実施の形態１では、ピン６に形成された一直線状の溝６ｂの両端部が密閉空間Ｓに開口している場合について説明し、上述した実施の形態２では、ピン６に形成された十文字状の溝６ｂの４箇所の端部が密閉空間Ｓに開口している場合について説明した。しかし、実施の形態１、２で述べた効果を奏するためには、溝６ｂの少なくとも１箇所が開口していれば十分である。
【００４１】
また、上述した実施の形態１〜３では、ピン６にウェハ支持面６ａに溝６ｂが形成されているウェハホルダ１について説明した。しかし、上述した真空引き動作に支障を来さなければ、ピン６の溝６ｂに代えて、或いはピン６の溝６ｂに加えて、輪帯シール３、４のウェハ支持面３ａ、４ａに同様の溝を形成することも可能である。
【００４２】
また、上述した実施の形態１〜３では、突起がピン６である場合について説明したが、ピン６以外の突起（例えば、三角柱や四角柱などの多角柱形状、三角錐や四角錐などの多角錐形状その他）を有するウェハホルダ１に本発明を同様に適用することもできる。
【００４３】
また、上述した実施の形態１〜３では、アルミナ製のウェハホルダ１について説明した。しかし、アルミナ以外の材質（例えば、アルティック（アルミナ＋ＴｉＣ系セラミックス）、ＳｉＣ、ＳｉＣ−ＣＶＤＳｉＣ（ＳｉＣ基材の表面に、ＣＶＤ（化学蒸着法）によりＳｉＣをコーティングしたもの）、ＡｌＮ、低熱膨張セラミックスなど）からなるウェハホルダ１に本発明を同様に適用することも可能である。
【００４４】
また、上述した実施の形態１〜３では、直径０．５〜３ｍｍ程度の円形の真空引き孔７が６つ、ホルダ基板２に一直線上に等角度間隔で配置されたウェハホルダ１について説明した。しかし、ウェハホルダ１のウェハ吸着面ＰにウェハＷを吸着保持する際に真空引き機能を果たす限り、真空引き孔７のサイズ、形状、個数、配置方法を任意に設定することができる。
【００４５】
また、上述した実施の形態１〜３では、通気手段が真空引き孔７である場合について説明したが、真空引き孔７以外の通気手段（例えば、通気溝など）を代用または併用することもできる。
【００４６】
さらに、上述した実施の形態１〜３では、レーザ加工によってピン６の溝６ｂを形成する場合について説明したが、このピン６の溝６ｂの形成方法はレーザ加工に限らない。例えば、サンドブラスト、ドライエッチング、湿式エッチングなどにより、ピン６の溝６ｂを形成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、特に、平坦度の精度が要求されている露光装置に有益となる。
【符号の説明】
【００４８】
１……ウェハホルダ
２……ホルダ基板
２ａ……表面
２ｂ……裏面
３、４……輪帯シール（ウェハ支持部材）
３ａ、４ａ……ウェハ支持面
５……センターアップピン孔
６……ピン（突起、ウェハ支持部材）
６ａ……ウェハ支持面
６ｂ……溝
７……真空引き孔（通気手段）
２１……ウェハベース
２２……Ｙステージ
２３……Ｘステージ
２４……Ｚチルト駆動部
２５……試料台
２６……センターアップ
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ……スピンドル部
２７……伸縮機構
３０……露光装置
３１……ウェハステージ
３２……照明光学系
３３……光源
３４……投影光学系
３５……ステージ制御系
３６……アライメント光学系
３７……マスクステージ
３８……マスク交換系
３９……主制御部
Ｐ……ウェハ吸着面
Ｒ……マスク
Ｓ……密閉空間
Ｗ……ウェハ
【図１】
2012009720.tif 000003
【図２】
2012009720.tif 000004
【図３】
2012009720.tif 000005
【図４】
2012009720.tif 000006
【図５】
2012009720.tif 000007