(57)【要約】【課題】基板の自重や端子の接触圧力による基板の歪み・撓みの影響をより低減した状態で基板を保持することを目的とする。【解決手段】基板下部に接触可能に設けられている可動接触部１０３を介して基板１５を支持する。また、各可動接触部１０３は、共通の流体によって移動若しくは変形することで、基板１５の自重を支える力は可動接触部１０３間で同一になる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の裏面に接触して当該基板を保持する複数の接触部を備え、前記各接触部は、基板に対し離間接近する方向に移動可能または変形可能となっていることを特徴とする基板保持装置。
【請求項２】
供給される流体によって前記各接触部を移動又は変形する機構を有し、各接触部を移動又は変形する機構に対して同一圧の流体を供給する給排手段を備えることを特徴とする請求項１に記載した基板保持装置。
【請求項３】
前記複数の接触部が前記基板の裏面に対しそれぞれ同一の接触圧で接触するように、当該複数の接触部を移動又は変形することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板保持装置。
【請求項４】
供給される流体によって前記各接触部を移動又は変形し、供給される流体の圧を、基板が配置された雰囲気内の圧力に応じて、調整することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の基板保持装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の基板保持装置と、基板に接触し導通を取る端子と、を備えた基板加工装置において、
前記端子は、基板の表面に接触する第１の端子と、基板の裏面に接触する第２の端子とを備え、その第１の端子と第２の端子は、前記基板を挟んで相対する位置で基板に接触し、第１の端子及び第２の端子の少なくとも一方が基板に導通する導通端子となることを特徴とする基板加工装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の基板保持装置と、基板に接触し導通を取る端子と、を備えた基板加工装置において、
端子から基板に負荷される荷重を低減する端子保持機構を備えることを特徴とする基板加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体用の基板などの各種基板を支持するための基板保持装置、及びその基板保持装置を備える基板加工装置に関する。特に、基板の自重ならびに導通端子の接触圧力による当該基板の歪み・撓みの影響をより低減可能な状態で当該基板を保持するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に半導体デバイスの製造プロセスなど微細加工が要求されるパターンの形成には、レチクルと呼ばれる原版を用い、スキャナーやステッパーと呼ばれる縮小投影露光装置（以下、露光装置と表記）によりウェハにパターンを転写するいわゆるフォトリソグラフィ法が使われている。（レチクルとは、半導体デバイスの製作工程でウェハ上に高集積な電気回路パターンを露光するために使用されるフォトマスクを指す。）
近年、半導体回路の集積度が急激に高まっており、最近はダブル・パターニングと呼ばれる１つの回路パターンを密集度の低い２つのパターンに分割し露光する技術が採用され始めている。具体的には分割されたパターンを使い、２枚のレチクルで１つのウェハ上で２回に分けて露光を行うことで、最終的に密集度が高いパターンを形成することが可能となる。
【０００３】
ダブル・パターニングの場合、最初の露光で形成されたパターンの間に新たなパターンを形成していくため、露光装置でのアラインメントだけでなく、回路原版であるフォトマスク（レチクル）に極めて高いパターン寸法・位置精度が求められる。
レチクル上の回路パターンは、導電性を有する遮光膜が形成されたレチクル原版（マスクブランクス）に感光性樹脂（レジスト）を塗布し、一般にフォトマスク描画装置と呼ばれる電子線、レーザー等を光源としたパターニング装置を用いて形成される。
【０００４】
現在の先端レチクルのパターニングには、寸法１００ｎｍ及びそれ以下のパターン形成を要求されるため、その解像性の高さから電子線描画装置が用いられる。ただし、電子線を露光源とした場合、装置を真空に近い減圧条件下にする必要があり、また帯電効果によるビームの軌道ズレを起こさないようにするため、基板上の遮光膜にアースを接続して帯電した電子を放電させる機構が必要となるなどの制約がある。
【０００５】
レチクル上のパターン位置精度は、主に電子線描画装置の精度によって決定される。一方で、加工対象であるマスクブランクス自身の形状歪みの影響が無視できなくなっている。その具体的原因は、ブランク自体の歪みや真空チャンバー搬送中の温度変化による膨張伸縮、描画装置内部での外力による歪みおよびブランク自体の自重撓みなどである。
ブランクスの膨張伸縮、基板自体の歪みに関しては、真空チャンバー搬入後の基板放置時間延長、低熱膨張、高精度研磨材料の採用などである程度まで回避可能である。
【０００６】
しかし、現状描画時の外力ならびに自重起因のブランク歪みに関しては改善がなされていない。電子線描画装置は精密ステージによって基板１５を水平方向に移動させ、上方から電子線が照射される構造であるため、基板１５の被描画面を上にして、その反対側を平面が一義的に決まる３箇所の載置部で支持する構造が標準である（図参照）。そのため、水平方向に設置する影響で自重による撓みが生じてしまう。
【０００７】
さらに、この状態でアース端子１８をレジスト下層の遮光膜に接続する圧力により、遮光膜面に歪みが生じることになる。以上述べた基板撓み、遮光膜歪みの影響により、マスク描画時に位置精度が悪化する問題がある。しかし、遮光膜歪みを抑制する為にアース端子の接触圧力を低下させると、載置部の接触点数の少なさから、ステージが移動する際に、ステージ上のブランクスがスリップを起こす事例も報告されている。
【０００８】
ブランクスの自重による撓み防止、ステージ移動の際の摩擦力保持のため、単純に載置部を増やす方法も考えられるが、個々の載置部を数十ｎｍオーダーで高さを揃えることは容易ではない。また、基板底面も上面と同様平面度に分布があり、基板底面部と載置部の高さ分布が同一でないと、描画中のガタツキ、載置部に起因するブランク撓みが生じてしまうことになる。
【０００９】
図２は基板の自重による撓みの影響を避けるために基板を縦置き、つまり側面を縦方向にした平面度測定結果であり、図３は、電子線描画装置内で保持された状態での基板平面度測定結果である。図２，３のように、描画時には基板の平坦度が全く異なっていることが確認できる。
過去、レチクルに限らず基板に類似する平坦な物体を高精度に保持する方法に関して、多くの発明がなされてきている（特許文献１及び２参照）。しかし、これらは基板を所望の形状に変形もしくは一義的に固定し、自重撓み等を外力により矯正するものである。この方法では、基板上に形成されるパターンの位置精度は、加工前後で必ず変化してしまうことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−１６４２８３号参照
【特許文献２】特開２００３−４５９４４号参照
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、以上の問題に鑑み、移動ステージ上で、被描画基板であるブランクス歪みを最小限な状態で摩擦力により保持し、かつ接地を行ない、レチクルパターニング位置精度を向上させることが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、基板の裏面に接触して当該基板を保持する複数の接触部を備え、前記各接触部は、基板に対し離間接近する方向に移動可能または変形可能となっていることを特徴とする基板保持装置を提供するものである。
次に、請求項２に記載した発明は、供給される流体によって前記各接触部を移動又は変形する機構を有し、各接触部を移動又は変形する機構に対して同一圧の流体を供給する給排手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
次に、請求項３に記載した発明は、前記複数の接触部が前記基板の裏面に対しそれぞれ同一の接触圧で接触するように、当該複数の接触部を移動又は変形することを特徴とする。
次に、請求項４に記載した発明は、供給される流体によって前記各接触部を移動又は変形し、供給される流体の圧を、基板が配置された雰囲気内の圧力に応じて、調整することを特徴とする。
【００１４】
次に、請求項５に記載した発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の基板保持装置と、基板に接触し導通を取る端子と、を備えた基板加工装置において、
前記端子は、基板の表面に接触する第１の端子と、基板の裏面に接触する第２の端子とを備え、その第１の端子と第２の端子は、前記基板を挟んで相対する位置で基板に接触し、第１の端子及び第２の端子の少なくとも一方が基板に導通する導通端子となることを特徴とする。
次に、請求項６に記載した発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の基板保持装置と、基板に接触し導通を取る端子と、を備えた基板加工装置において、
端子から基板に負荷される荷重を低減する端子保持機構を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基板の平面度のばらつきを、複数の接触部が離間接近する方向にそれぞれ変形または移動することで吸収する。
また、前記接触部が基板に与える力を均一にすることで、基板が自重により変形することなく、また例えば移動ステージ上においても、多数接触部の摩擦力により保持することが可能となる。
【００１６】
さらに、例えば基板上の導電性遮光膜へ接地する際も、端子の自重が外力として基板に働きかけない程度に低減可能な機構を有することで、基板の変形を極限にまで抑えることができ、例えばレチクル上パターン位置精度を向上させることが可能となる。
また請求項４に係る発明によれば、大気圧下に限定されず、加圧、減圧条件下においても上記効果を奏するようにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の基板保持方法の一例を示す図である。
【図２】基板の平面度測定結果を示す図である。
【図３】従来の加工装置内での基板の平面度測定結果を示す図である。
【図４】本発明に基づく実施形態に係る加工装置の構成を示す図である。
【図５】本発明に基づく実施形態に係る基板保持装置の説明図である。
【図６】本発明に基づく実施形態に係る基板保持装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図４は、本発明を基板加工装置としてのレチクル作成用電子線描画装置に適用した場合の構成図である。図５は、基板保持装置の基板支持部分を拡大した図である。
図中、１は鏡筒部、２は電子銃、３はウェーネルト電極、４は加速電極、５はブランキング電極、６は第１レンズ、７は第１成形スリット、８は成形偏向器、９は第２レンズ、１０は第２成形スリット、１１は縮小レンズ、１２は位置決め偏向器、１３は対物レンズ、１４は真空試料室、１５は基板、１６は基板保持ユニット、１７は移動ステージ、１８は端子、１９は錘、２０はアースピン、２１は配管、２２は圧力センサ、２３はバルブ、２４は圧力制御部、２５は気体や液体などの流体を収容したタンク、２６は給排手段、１００はレジスト、１０１は遮光膜、１０２は基板、１０３は可動接触部、１０４はピストン、１０５は開口部、１０６は可動部である。
【００１９】
そして、非図示の真空排気機構により真空に維持された鏡筒部１内部に電子光学系が格納され、基板保持ユニット１６ならびに移動ステージ１７が、真空試料室１４に格納されている。前記基板保持ユニット１６ならびに移動ステージ１７は、基板保持装置を構成する。
また、加工対象である基板１５が基板保持ユニット１６上に設置される。真空試料室１４も鏡筒部１と同様、真空排気機構により真空条件下に維持される。
【００２０】
図５は、基板保持装置における基板支持部分を拡大したものである。図５に示すように、本実施形態では、複数の可動接触部１０３によって基板１５を支持する。可動接触部１０３は、供給される流体の給排制御により膨張伸縮または変形する。可動接触部１０３は基板下部に接触可能に設けられている。
すなわち、各可動接触部１０３は、以下に説明する給排手段２６により制御される。給排手段２６は、可動接触部１０３へ流体の給排を行なうものである。
給排手段２６は、図４に示すように媒体が収容されたタンク２５、タンク２５に接続するバルブ２３、圧力センサ２２、圧力制御部２４、そしてこれらと各可動接触部１０３とを接続する配管２１を備える。
【００２１】
そして、圧力センサ２２により、基板１５ならびに基板保持ユニット１６が設置されている真空試料室１４（基板が配置された雰囲気）と配管２１との差圧を検出し、配管２１内が真空試料室１４に比べ常に一定の陽圧になるように、圧力制御部２４は、圧力センサ２２の検出値に基づきバルブ２３を制御する。これによって、大気圧下に限定されず、加圧、減圧条件下においても、基板１５を支持可能とする。
【００２２】
具体的には、配管２１内と真空試料室１４の差圧が予め設定した差圧値よりも陽圧となる場合は、圧力制御部２４がバルブ２３を開放し、配管２１内の気体を真空試料室１４内に逃がす。逆に陰圧となる場合は、圧力制御部２４がタンク２５より流体を導入し、配管２１内を陽圧にする。流体は真空試料室１４内に放出しても影響がない、乾燥空気や窒素等の不活性ガスが望ましい。
【００２３】
各可動接触部１０３を可動する機構は、ピストン１０４を流体によって昇降させるシリンダ機構からなり、各ピストン１０４に作用する流体圧が同一となるように、各シリンダ部内を配管２１に連通する。これによって、各ピストン１０４に接触する流体は共通であるので、パスカルの原理により各可動接触部１０３が基板１５に与える圧力（接触圧）、すなわち基板１５の自重を支える力は可動接触部１０３間で同一となるように自動調整される。このように、可動接触部１０３は基板１５に対してそれぞれ均一の力が作用するように構成され、かつ、底面の平面度のばらつきに追従して膨張伸縮または変形可能である。
この結果、各可動接触部１０３から基板１５の軸方向の一方の端部に対してそれぞれ均一の力が作用することが可能となり、基板１５が自重により変形することがなくなる。
【００２４】
また、図５に示すように端子１８がレジスト１００を介して、導電性を有する遮光膜１０１に接触しているが、その接触面の相対する裏面にも端子が接触している。これによって、基板１５に対する接触力が相殺若しくは低減可能となるため、基板１５を変形させないかその変形は小さい。このアースピン２０は可動部１０６を有しており、また、端子１８の重さと同じ錘１９が接続している為、端子１８の自重が基板１５に外力を与え、歪ませることがないようになっている。すなわち、端子１８に対してカウンタバランスとしての錘１９を設けることで、端子１８が基板に負荷する力を低減若しくはゼロに近づけることが可能となる。
【００２５】
図６にアースピン２０を省略した基板保持ユニット１６の平面図を示す。可動接触部１０３の個数および配置位置は特に限定しないが、図６のように保持中に基板１５の傾きならびに位置が変動せず、かつ基板１５が自重の撓みにより変形しないように、配置の重心が偏りなく複数個配置し、測定物に接触させることが望ましい。
なお、本発明は、前記に例示される半導体用ブランクス用途の基板に限定されるものではなく、圧力（真空、常圧、高圧）や導通の有無に依存せず、被対象物を変形させずに水平方向に保持、搬送することが出来るため、あらゆる基板に対して応用することが出来る。
以上、述べた効果により、平面度をはじめとする正確な基板情報の測定が可能となる。
【符号の説明】
【００２６】
１・・・鏡筒部
２・・・電子銃
３・・・ウェーネルト電極
４・・・加速電極
５・・・ブランキング電極
６・・・第１レンズ
７・・・第１成形スリット
８・・・成形偏向器
９・・・第２レンズ
１０・・・第２成形スリット
１１・・・縮小レンズ
１２・・・位置決め偏向器
１３・・・対物レンズ
１４・・・真空試料室
１５・・・基板
１６・・・基板保持ユニット
１７・・・移動ステージ
１８・・・端子
１９・・・錘
２０・・・アースピン
２１・・・配管
２２・・・圧力センサ
２３・・・バルブ
２４・・・圧力制御部
２５・・・タンク
２６・・・給排手段
１００・・・レジスト
１０１・・・遮光膜
１０２・・・基板
１０３・・・可動接触部
１０４・・・ピストン
１０５・・・開口部
１０６・・・可動部
【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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