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TWI648815B - 夾具、基板保持裝置、圖案形成裝置、及物品之製造方法 - Google Patents

夾具、基板保持裝置、圖案形成裝置、及物品之製造方法 Download PDF

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Publication number
TWI648815B
TWI648815B TW106118127A TW106118127A TWI648815B TW I648815 B TWI648815 B TW I648815B TW 106118127 A TW106118127 A TW 106118127A TW 106118127 A TW106118127 A TW 106118127A TW I648815 B TWI648815 B TW I648815B
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TW
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jig
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support portion
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TW106118127A
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English (en)
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TW201743405A (zh
Inventor
Toru Matsumoto
松本徹
Original Assignee
Canon Kabushiki Kaisha
佳能股份有限公司
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Publication date
Application filed by Canon Kabushiki Kaisha, 佳能股份有限公司 filed Critical Canon Kabushiki Kaisha
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    • H10P72/7604—
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/707—Chucks, e.g. chucking or un-chucking operations or structural details
    • G—PHYSICS
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Abstract

本發明的實施形態相關的夾具，係具備分別在基部上具有凸部(11)與凹部(13)的反復構造的第1及第2支撐部(10)，凸部(11)與基板抵接，以凹部(13)相對於第1支撐部(10)及前述第2支撐部(10)之間的空間成為負壓的方式就凹部(13)進行排氣從而保持基板，第1支撐部(10)及第2支撐部(10)之中至少一個支撐部，係具有至少4個凸部(11)與3個凹部(13)。

Description

夾具、基板保持裝置、圖案形成裝置、及物品之製造方法
本發明，係有關夾具、基板保持裝置、圖案形成裝置及物品之製造方法。
在搭載於光刻裝置等的基板保持裝置方面，為了精度佳地對準曝光光的聚焦位置，需要良好地維持基板的平面度。
於專利文獻1已記載一種構成，該構成係將夾具上表面透過具備2個凸部與其等之間的凹部的支撐部而分隔為複數個矩形劃區。並且已記載一種方案，該方案係一面就凹部進行排氣而保持基板，一面依所保持的基板的平面度的計測結果而控制朝各矩形劃區內的氣體的供排氣量，從而矯正該基板的平面度。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平6-196381
使用厚度薄的基板的情形比以往日益增加。透過排氣而保持基板時，取決於與基板的背面抵接的部分的夾具的構造，存在夾具與基板的抵接導致使基板的表面的平面度不良化之虞。
所以，本發明係目的在於提供一種夾具、基板保持裝置、光刻裝置，可提升在將基板進行保持的狀態下的該基板的平面度。
本發明的一實施形態相關的夾具，係具備在基部上分別具有凸部與凹部的反復構造的第1及第2支撐部，前述凸部與基板抵接，以前述凹部相對於前述第1支撐部及前述第2支撐部之間的空間成為負壓的方式就前述凹部進行排氣從而保持前述基板，前述第1支撐部及前述第2支撐部之中至少一個支撐部，係具有至少4個前述凸部與3個凹部。
1‧‧‧夾具
2‧‧‧面
10‧‧‧支撐部
11‧‧‧抵接部
12‧‧‧開口
13‧‧‧凹部
14‧‧‧基部
20‧‧‧區域
22‧‧‧開口
30‧‧‧排氣部
31‧‧‧配管
31a‧‧‧配管
31b‧‧‧配管
32a‧‧‧壓力計
32b‧‧‧壓力計
33a‧‧‧電磁閥
33b‧‧‧電磁閥
34a‧‧‧調整部
34b‧‧‧調整部
35‧‧‧控制部
40‧‧‧區域
90‧‧‧支撐部
91‧‧‧凸部
93‧‧‧凹部
95‧‧‧夾具
100‧‧‧保持裝置
300‧‧‧保持裝置
600‧‧‧曝光裝置
601‧‧‧照明光學系統
602‧‧‧光罩
603‧‧‧照明光
604‧‧‧投影光學系統
605‧‧‧基板
606‧‧‧台
607‧‧‧台
608‧‧‧干涉計
609‧‧‧反射鏡
610‧‧‧干涉計
611‧‧‧反射鏡
612‧‧‧檢測系統
613‧‧‧銷
614‧‧‧頂板
615‧‧‧控制部
P0‧‧‧中心位置
[圖1]就第1實施形態相關的夾具從+Z方向視看時的圖。
[圖2]就第1實施形態相關的保持裝置的構成進行繪示的圖。
[圖3]夾具的剖面圖的放大圖。
[圖4]就比較例相關的夾具的構成進行繪示的圖。
[圖5A]就使用比較例相關的夾具的情況下的模擬結果進行繪示的圖。
[圖5B]就使用第1實施形態相關的夾具的情況下的模擬結果進行繪示的圖。
[圖6]第2實施形態相關的夾具的剖面的放大圖。
[圖7]就以第2實施形態相關的夾具進行保持的基板的背面的位置進行繪示的圖。
[圖8]就第3實施形態相關的保持裝置的構成進行繪示的圖。
[圖9]就以第3實施形態相關的夾具進行保持的基板的背面的位置進行繪示的圖。
[圖10]就第4實施形態相關的夾具從+Z方向視看時的圖。
[圖11]繪示曝光裝置的構成的圖。
[圖12]繪示夾具的其他構成的圖。
[第1實施形態]
利用圖1、圖2、圖3說明第1實施形態相關的夾具1及保持基板的保持裝置(基板保持裝置)100的構成。使與沿著被夾具1所保持的基板的表面的方向垂直的方向的軸為Z軸，使在垂直於該Z軸的平面內中彼此正交的方向為X軸及Y軸。圖1係就夾具1從+Z方向視看時的 圖，圖2係繪示保持裝置100的構成的圖，包含夾具1的A-A剖面圖。圖3係圖2的區域40的放大圖。
保持裝置100係具有夾具1、排氣部30及配管31。透過排氣部30在夾具1上的支撐部10進行排氣，而使夾具1就所載置的基板進行吸附保持。
在夾具1的將基板進行保持之側的面2，係形成3個開口25。開口25，係供用於：在朝保持裝置100的基板的搬入及搬出時，使供於暫時支撐基板用的支撐銷(未圖示)從具有面2的基部14突出。
於夾具1，係從面2突出的支撐部10和區域20被同心圓狀地交替設置。個別的支撐部10，係具有可與基板抵接的4個凸部(抵接部)11與3個凹部13，以相鄰的2個凸部11之間為凹部13的方式構成支撐部。以支撐部10具有在從夾具1之中心朝夾具1的外周的方向(一方向)上排列4個凸部11與3個凹部13的構造的方式，在從夾具1之中心朝夾具1的外周的方向上三重連接凹部13(不經由區域20下連續形成)。
3個凹部13的寬度雖可任意設定，惟優選上如示於圖3，中央的凹部13的寬度b比兩端的凹部13(其他凹部)的寬度a、c寬。藉此，可限制在從該兩端的凹部13分離的位置上的朝基板的面外方向的變形。
個別的凹部13係具有至少1個開口12，至少1個支撐部10所含的3個凹部12連接於共通的排氣部30。亦即，開口12為對於3個凹部13共通的開口。在本 實施形態，係全部的開口12連接於共通的排氣部30。具有經由開口12及配管31而就凹部13進行排氣的排氣部30。排氣部30，係例如真空泵浦。藉此，凸部11抵接於基板的狀態下，基板被吸附保持於支撐部10。凸部11之上表面與基板抵接，故優選上該上表面係加工為高的平面度。
區域20係支撐部10與支撐部10之間的區域，在個別的區域20設置至少1個開口22。開口22，係配置夾具1的環境中的氣體(大氣等)可出入的開口。藉此，凹部13的壓力相對於作為支撐部10之側部空間的區域20之上方的空間(第1支撐部與第2支撐部之間的空間)成為負壓的狀態。
只要凹部13的壓力相對於支撐部10之側部空間成為負壓的狀態，則可為開口22連接於供應既定的氣體的氣體供應部，亦可供應壓力經調整的氣體。
作成如此，即使排氣部30就凹部13進行排氣的情況下，仍防止與區域20相向的基板的一部分接觸於區域20。藉此，比起就區域20之上方的空間進行排氣的情況，使基板的平面度提升，且可減低朝基板的顆粒的附著。此外，可作成由於夾具1過於強力吸附基板而可能產生的吸附痕不會形成於基板。
保持裝置100係透過以上的構成而保持所搬出的基板。支撐部10具備4個凸部11與設於個別的凸部11之間的凹部13排列於一方向的構造，使得可提升將基 板進行保持的狀態下的該基板的平面度。尤其，即使基板薄的情況下，仍可一面維持高的平面度一面保持基板。夾具1，係適合於就如掘削成中央部的厚度成為外周部的1/10程度的特殊的基板進行保持。
(實施例1)
利用比較例說明有關以夾具1保持基板的情況下的實施例。
圖4係夾具95的剖面圖，與夾具1不同點在於配置為等間隔的支撐部90分別具有2個凸部91與其等之間的1個凹部93。支撐部90係就夾具95從+Z方向視看的情況下，如同夾具1配置為同心圓狀。
圖5A係就比較例相關的利用夾具95將基板進行保持的情況下的基板的平面度的模擬結果進行繪示的圖。圖5B係就利用夾具1將基板進行保持的情況下的基板的平面度的模擬結果進行繪示的圖。圖5A、圖5B，係縱軸表示以個別的夾具所保持的基板的背面的高度方向的位置，橫軸表示夾具的徑向的位置。橫軸的左端點係夾具1之中心位置，橫軸的右端點係外周位置。
另外，在模擬方面，係使用使在凹部的吸附壓為75kPa、基板的厚度係75μm如此的條件。基板的厚度係採取相同。夾具1及夾具95的尺寸係相同，個別的夾具係具有8個支撐部10或支撐部90。
利用夾具95將基板進行吸附保持的情況下， 於比最接近夾具95之中心的支撐部90靠內側的部分、和比最接近夾具95的外周的支撐部90靠外側的部分，與其他部分相較下基板的背面的位置大幅隆起。亦即，基板之中心側的部分與基板的外周側的部分，與其他部分相較下大幅變形。此外，在支撐部90與支撐部90之間，亦基板的背面的位置局部隆起。
另一方面，利用夾具1將基板進行保持的情況下，未發生如實施例般的局部的基板的背面的位置的隆起。此外，在支撐部10與支撐部10之間，亦幾乎未發生變形。
比較夾具1的情況與夾具95的情況時，夾具1的情況係與夾具95的情況相較下能以1/10以下的平面度保持基板。亦即，可證實支撐部10由於具備4個凸部11與設於個別的凸部11之間的凹部13排列於一方向的構造，而使得可提升保持基板的狀態下的該基板的平面度。
[第2實施形態]
圖6，係第2實施形態相關的夾具1的剖面的放大圖。與第1實施形態相同的構材係附加相同的符號，詳細說明係省略。
本實施形態相關的夾具1，係1個支撐部10為具備3個凹部13的支撐部10，其他支撐部90係具有一個凹部93的支撐部。如此，支撐基板的全部的支撐部 不如支撐部10般具有3個凹部13，而只要複數個支撐部之中至少1個支撐部具有3個凹部13即可。本實施形態的情況下，亦具有與第1實施形態同樣的效果。
(實施例2)
尤其，優選上如示於圖6般最接近夾具1之中心位置P0的支撐部為支撐部10。
圖7，係就以第2實施形態相關的夾具1所保持的基板的背面的位置進行繪示的模擬結果。除了改變夾具1的構成以外，模擬的各種條件、軸的構成等係如同前述，故詳細說明係省略。
如此，僅在最接近夾具1之中心的位置配置支撐部10，仍可大幅減低在前述的比較例所顯現的在基板之中心側的部分的基板的變形。能以良好的平面度保持基板。
或者，亦可替代最接近夾具1之中心的支撐部，而使最接近夾具1的外周的支撐部為支撐部10。或者，透過使最接近夾具1之中心的支撐部與最接近夾具1的外周的支撐部為支撐部10，而使得可提升將基板進行保持的狀態下的該基板的平面度。
[第3實施形態]
圖8，係就第3實施形態相關的保持裝置300的構成進行繪示的圖，包含夾具1的剖面圖。與第1實施形態相 同的構材係附加相同的符號，詳細說明係省略。保持裝置300，係透過控制部35而控制排氣手段，個別就在最接近夾具1之中心位置P0的支撐部10(一部分的支撐部)予以產生的吸附壓、和在其他支撐部10予以產生的基板的吸附壓進行控制。
保持裝置300係作為排氣手段，而具有排氣部30、配管31a、31b、壓力計32a、32b、電磁閥33a、33b、調整部34a、34b。
壓力計32a係就配管31a內的壓力進行計測，壓力計32b係就配管31b內的壓力進行計測。電磁閥33a係切換配管31a的排氣的ON或OFF，電磁閥33b係切換配管31b的排氣的ON或OFF。調整部34a係調整配管31a內的壓力，調整部34b係調整配管31a內的壓力。控制部35，係控制電磁閥33a、33b、調整部34a、34b。
為了使說明簡易化，說明有關如下情況：控制部35係以將配管31b內保持為既定的壓力的方式控制調整部34b，且僅可變地控制配管31a內的壓力。
圖9，係就以第3實施形態相關的夾具1所保持的基板的背面的位置進行繪示的模擬結果。除了改變夾具1的構成以外，模擬的各種條件、軸的構成等，係如同前述，故詳細說明係省略。
控制部35，係基於在基板之中心部的平面度資訊，而控制配管31a內的壓力。實線，係表示於全部的支撐部10以75kPa的吸附壓保持基板的情況下的基板的 背面的高度方向的位置。另一方面，虛線，係表示使在最接近夾具1之中心位置P0的支撐部10予以產生的吸附壓減低至40kPa的情況下的基板的背面的高度方向的位置。
如示於圖9，獲悉：使吸附壓變化，而使得基板中心部的背面的位置的高度改變。
例如，將中央部的厚度比外周部薄、表面的高度方向的位置容易下降的基板進行保持的情況下，優選上預先使在第1支撐部的吸附力為75kPa。背面的位置可預先升至比外周部高，可提高基板的表面的平面度。
保持裝置300亦具有與第1實施形態同樣的效果。再者，透過配管31a的壓力控制而控制基板的背面的位置，使得可補償因基板的厚度分布而引起的平面度的不良化。
控制部35，係可基於在搬入保持裝置300前利用其他計測器進行厚度計測的結果而取得平面度資訊，亦可在搬入保持裝置300後利用超音波、光等就基板的表面的位置進行計測從而取得平面度資訊。或者，亦可取得從使用者所輸入的資訊作為基板的平面度資訊。
透過控制部35的吸附壓的控制，係作成亦包含透過電磁閥的33a、33b的控制下的排氣的ON/OFF。此外，配管31b亦可連續控制吸附壓。
[第4實施形態]
圖10係就第4實施形態相關的夾具1從+Z方向視看 的情況下的放大圖，圖示包含1個支撐部10的部分。與第1實施形態相同的構材係附加相同的符號，詳細說明係省略。再者，亦可透過一個開口12，而進行3個凹部13的排氣。
即使為如此的夾具1，仍可獲得與第1實施形態同樣的效果。適應於由於凹部13的寬度a、b、c窄因而難以設置與個別的凹部13相應的開口12的情況。
[第5實施形態]
替代支撐部10具有4個凸部11與3個凹部13排列於一方向的構造，亦可具有3個凸部11與2個凹部13排列於一方向的構造。
優選上一個以上的支撐部10具有3個凸部11與2個凹部13排列於一方向的構造。夾具1具有3個以上的支撐部的情況下，支撐部10可為除了最接近夾具1之中心的支撐部、和最接近夾具1之外周的支撐部以外的至少1個為支撐部10。更優選上最接近夾具1之中心的支撐部、最接近夾具1之外周的支撐部、再另一個以上的支撐部為具有3個凸部11與2個凹部13排列於一方向的構造的支撐部10。
本實施形態的夾具1下，亦比起如夾具95的情況，可使將基板進行保持的狀態下的該基板的平面度更加提升。
[第6實施形態]
說明有關搭載第1實施形態相關的保持裝置100下的光刻裝置(圖案形成裝置)的實施形態。圖11，係就作為該光刻裝置的曝光裝置600的構成進行繪示的圖。使平行於投影光學系統604的光軸(本實施形態下係鉛直方向)的軸為Z軸。使在垂直於Z軸的平面內中彼此正交的方向為X軸及Y軸。
曝光裝置600，係經由照明光學系統601將照明光603照明於光罩(原版)602，將形成於所照明的光罩602的圖案的影像經由投影光學系統604而投影於基板605。台606係保持光罩602而予以掃描於X軸方向。台607，係透過線性馬達等的驅動機構(未圖示)，而使夾具1與保持於夾具1的基板605移動。
曝光裝置600，係一面透過台606、607將光罩602及基板605加以相對掃描，一面在賦予於基板605的抗蝕層形成潛像圖案。干涉計608係對於反射鏡609照射雷射光，干涉計610係對於反射鏡611照射雷射光，透過接收該反射光從而就光罩602、基板605等的位置進行檢測。檢測系統612係就形成於基板605的對準標示(未圖示)、設於台607等上的基準標示(未圖示)進行檢測。
保持裝置100，係除了前述的構材以外，具有頂板614和升降機構(未圖示)，該頂板614係內建在基板605的搬入及搬出時就基板605進行支撐的銷613，該 升降機構係使夾具1及頂板614相對於銷613而升降。
控制部615，係與台606、607、檢測系統612、干涉計608、610及保持裝置100連接，就此等總體進行控制。例如，在曝光處理時，係基於檢測系統612的檢測結果而決定圖案的形成位置，基於從干涉計608、610所得之位置資訊而控制台606、607。控制部615，係在基板605的搬入及搬出時，控制保持裝置100的升降機構、台607等的移動。控制部615，係可構成於收容控制部615以外的構材的框體內，亦可構成於與該框體係別的框體內。
依保持裝置100時，與以使用不具有3個凹部13的支撐構材下的保持裝置進行保持的情況相較下，可較為提升基板605的平面度。為此，變得容易一面使基板605的表面的位置對準於曝光光616的聚焦位置一面進行曝光。藉此，可減低基板605的平面度差的情況下可能發生的形成於基板605上的圖案的解析線寬的劣化。
於曝光裝置600，係亦可搭載第2~第5的實施形態相關的夾具1、保持裝置100、300等。
曝光裝置600對於基板605所照射的光，非限定於i線(波長365nm)，亦可為KrF光(波長248nm)、ArF光(波長193nm)等的遠紫外光區的光、g線(波長436nm)等的可見光區的光。本發明的實施形態相關的光刻裝置可為透過壓印法在基板上形成抗蝕層(壓印材)的圖案的裝置，亦可為將雷射光、帶電粒子束等照 射於基板而在晶圓上描繪潛像圖案的裝置。
[其他實施形態]
夾具1的支撐部10的形狀，係不必為連在一起的圓形(圓環狀)。亦可為連在一起的矩形(矩形環狀)。圖1雖圖示支撐部10為同心圓狀亦即複數個環狀的支撐部10在沿著被夾具1所保持的基板的方向上多層地配置的情況，惟亦可不為如此的配置。
支撐部10的形狀，係如示於圖12，亦可為如將面2分隔為複數個矩形區域的直線狀的支撐部10、直線狀的支撐部10的組合等。亦可為直線狀的支撐部10與環狀的支撐部10的組合。另外，於圖12中省略在支撐部10所包含的凹部13及開口12的圖示。
支撐部10係如以實施形態所示般可為複數個，亦可連在一起的支撐部10被配置為沿著被夾具1所保持的基板的表面呈多層。
支撐部10係可作成與構成面2的基部14一體成型，亦可為與基部14係個別地設置者。凹部13的底部的高度，係可為與面2相同的高度亦可為比面2高的位置。
第3實施形態係亦可酌情與以其他實施形態所示的夾具1組合而實施。以第4實施形態所示的開口12的配置，係亦可酌情組合於以其他實施形態所示的夾具1而實施。
[物品的製造方法]
利用光刻裝置(圖案形成裝置)而形成於基板上的圖案，係暫時使用於製造各種物品時。物品，係電路元件、光學元件、MEMS、記錄元件、感測器、或模具等。電路元件方面，係列舉如DRAM、SRAM、快閃記憶體、MRAM的揮發性或非揮發性的半導體記憶體、如LSI、CCD、影像感測器、FPGA的半導體元件等。模具方面，係列舉壓印用的模具等。
利用光刻裝置而形成的圖案，係於基板的處理程序進行蝕刻或離子注入等後，除去用作為遮罩的抗蝕層。光刻裝置方面使用曝光裝置、描繪裝置等的情況下，係在前述的處理程序前對抗蝕層進行顯影。使用壓印裝置作為光刻裝置而形成的抗蝕層的固化圖案，係亦可直接用作為上述物品的至少一部分的構材。
以上，雖說明有關本發明之優選實施形態，惟本發明當然不限定於此等實施形態，在其要旨之範圍內，可進行各種的變化及變更。
本案，係以2016年6月1日提出的日本專利特願2016-109651作為基礎而主張優先權者，於此援用其記載內容的全部。

Claims (11)

  1. 一種夾具，具備分別在基部上具有凸部與凹部的反復構造的第1及第2支撐部，前述凸部與基板抵接，以前述凹部相對於前述第1支撐部及前述第2支撐部之間的空間成為負壓的方式就前述凹部進行排氣從而保持前述基板，前述第1支撐部及前述第2支撐部之中至少一個支撐部，係具有至少4個前述凸部與3個凹部，前述4個凸部與前述3個凹部係排列於從前述夾具之中心朝前述夾具的外周的方向。
  2. 如申請專利範圍第1項之夾具，其中，前述3個凹部之中的中央的凹部，係前述方向上的寬度寬於前述3個凹部之中的其餘2個凹部。
  3. 如申請專利範圍第1項之夾具，其中，在前述基部上，具有分別具有前述反復構造的複數個支撐部，前述至少一個支撐部，係配置於比前述複數個支撐部靠前述夾具的中心側。
  4. 如申請專利範圍第1項之夾具，其中，前述第1及前述第2支撐部係環狀，在前述基部上多層地配置。
  5. 如申請專利範圍第1項之夾具，其中，供於就前述3個凹部進行排氣用的開口係共通的開口。
  6. 如申請專利範圍第1項之夾具，其中，前述基部與前述第1及前述第2支撐部，係成型為一體。
  7. 一種基板保持裝置，將基板進行保持，具有：如申請專利範圍第1至6項中任1項之夾具；和為了保持前述基板，而就前述夾具的前述凹部進行排氣的排氣部。
  8. 如申請專利範圍第7項之基板保持裝置，其中，前述排氣部，係就前述第1支撐部的前述凹部的壓力與前述第2支撐部的前述凹部，基於與前述基板的平面度相關的資訊，而調整為不同的壓力。
  9. 如申請專利範圍第7項之基板保持裝置，其中，前述資訊，係前述基板的厚度分布。
  10. 一種圖案形成裝置，利用原版而在基板上形成圖案，具有：如申請專利範圍第1至6項中任1項之夾具；和為了保持前述基板，而就前述夾具的前述凹部進行排氣的排氣部。
  11. 一種物品之製造方法，具有：利用如申請專利範圍第10項的圖案形成裝置而將圖案形成於基板的程序；和為了製造前述物品，而就前述形成圖案的基板進行處理的程序。
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