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JP2024089339A - Substrate chuck, lithography device, and article manufacturing method - Google Patents

Substrate chuck, lithography device, and article manufacturing method Download PDF

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JP2024089339A
JP2024089339A JP2022204635A JP2022204635A JP2024089339A JP 2024089339 A JP2024089339 A JP 2024089339A JP 2022204635 A JP2022204635 A JP 2022204635A JP 2022204635 A JP2022204635 A JP 2022204635A JP 2024089339 A JP2024089339 A JP 2024089339A
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JP
Japan
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substrate
pressure space
pressure
substrate chuck
chuck
Prior art date
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Pending
Application number
JP2022204635A
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Japanese (ja)
Inventor
浩平 井本
Kohei Imoto
仁志 皆川
Hitoshi Minagawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract

To provide a technique advantageous for improving the accuracy of correcting the shape of a substrate.SOLUTION: A substrate chuck is provided which adsorbs a substrate on a substrate holding surface to hold the substrate. A first pressure space and a second pressure space partitioned by a partition wall from the first pressure space and adjacent to the first pressure space are formed below a top plate that constitutes the substrate holding surface. A negative pressure or a positive pressure is applied individually to the first pressure space and the second pressure space, and thereby an area of the substrate holding surface above the first pressure space and the second pressure space is displaced. The first pressure space is formed below a portion of the substrate holding surface for supporting a substrate end.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、基板チャック、リソグラフィ装置、および物品製造方法に関する。 The present invention relates to a substrate chuck, a lithography apparatus, and a method for manufacturing an article.

半導体デバイスやMEMSなどの物品を製造する方法として、フォトリソグラフィ技術が知られている。フォトリソグラフィ技術では、型に形成されたパターンを基板上の領域(ショット領域)に転写する。この転写において、パターンとショット領域の位置および形状を合わせることが重要である。引用文献1には、特に歪みが大きい傾向にある基板の外周部付近において、基板チャックの基板保持面上に隔壁を構成し、隔壁によって仕切られた空間の圧力を個別に制御することにより基板の歪み形状の補正を行うことが開示されている。 Photolithography is a known method for manufacturing articles such as semiconductor devices and MEMS. In photolithography, a pattern formed on a mold is transferred to a region (shot region) on a substrate. In this transfer, it is important to match the position and shape of the pattern and the shot region. Cited Document 1 discloses that near the outer periphery of the substrate, where distortion tends to be particularly large, partitions are formed on the substrate holding surface of a substrate chuck, and the pressure in the spaces partitioned by the partitions is individually controlled to correct the distorted shape of the substrate.

特開2020-92178号公報JP 2020-92178 A

半導体デバイスの高集積化に伴い、回路パターンの多層化が進んでいる。多層化された基板では、成膜時に発生した膜歪み等の蓄積により多様な形状の反りが生じうる。特許文献1に開示された技術によれば、基板の外周部付近での急峻な歪み形状の補正を行うことは可能である。しかし、特許文献1に開示された技術は、緩やかな歪み形状を補正することには適していない。 As semiconductor devices become more highly integrated, circuit patterns are becoming more multi-layered. In multi-layered substrates, the accumulation of film distortions that occur during film formation can cause warping of various shapes. The technology disclosed in Patent Document 1 makes it possible to correct steeply distorted shapes near the outer periphery of the substrate. However, the technology disclosed in Patent Document 1 is not suitable for correcting gradual distorted shapes.

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、基板の形状補正の高精度化に有利な技術を提供する。 The present invention was made in consideration of these problems with the conventional technology, and provides a technology that is advantageous for achieving high-precision correction of substrate shape.

本発明の一側面によれば、基板を基板保持面に吸着して保持する基板チャックであって、前記基板保持面を構成する天板の下には、第1圧力空間と、前記第1圧力空間とは隔壁によって仕切られた、前記第1圧力空間と隣り合う第2圧力空間と、が形成されており、前記第1圧力空間および前記第2圧力空間に負圧または正圧が別々に印加されることにより、前記基板保持面のうちの前記第1圧力空間および前記第2圧力空間の上の領域を変位させるように構成され、前記第1圧力空間は、前記基板保持面における、基板端を支える部分の下に形成されている、ことを特徴とする基板チャックが提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a substrate chuck that holds a substrate by suction on a substrate holding surface, characterized in that a first pressure space and a second pressure space adjacent to the first pressure space, separated from the first pressure space by a partition, are formed below a top plate that constitutes the substrate holding surface, and the substrate chuck is configured to displace regions of the substrate holding surface above the first pressure space and the second pressure space by applying negative pressure or positive pressure separately to the first pressure space and the second pressure space, and the first pressure space is formed below a portion of the substrate holding surface that supports an edge of the substrate.

本発明によれば、基板の形状補正の高精度化に有利な技術を提供することができる。 The present invention provides a technology that is advantageous for achieving high-precision correction of substrate shape.

インプリント装置の構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an imprint apparatus. 基板チャックの構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a substrate chuck. 基板の外周部付近における基板チャックの断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of the substrate chuck in the vicinity of the outer periphery of the substrate. 基板外周部の形状補正を説明するための図。5A and 5B are diagrams for explaining shape correction of the outer periphery of a substrate. 基板外周部の形状補正を説明するための図。5A and 5B are diagrams for explaining shape correction of the outer periphery of a substrate. 圧力空間の変形例を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a modified example of the pressure space. 第1実施形態における基板外周部の形状補正を説明するための図。5A to 5C are diagrams for explaining shape correction of the outer periphery of a substrate in the first embodiment. 第2実施形態における基板外周部の形状補正を説明するための図。13A to 13C are diagrams for explaining shape correction of the outer periphery of a substrate in the second embodiment. 第3実施形態における基板外周部の形状補正を説明するための図。13A to 13C are diagrams for explaining shape correction of the outer periphery of a substrate in the third embodiment.

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 The following embodiments are described in detail with reference to the attached drawings. Note that the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Although the embodiments describe multiple features, not all of these multiple features are necessarily essential to the invention, and multiple features may be combined in any manner. Furthermore, in the attached drawings, the same reference numbers are used for the same or similar configurations, and duplicate explanations are omitted.

<第1実施形態>
本開示は、基板にパターンまたは膜を形成するリソグラフィ装置に関するものである。リソグラフィ装置には、インプリント装置、膜形成装置(平坦化装置)、露光装置等がある。インプリント装置は、基板の上に供給されたインプリント材に型(原版)を接触させた状態でインプリント材を硬化させることによって基板の上にパターン形成を行う装置である。膜形成装置は、基板の上に供給された硬化性組成物に平坦テンプレートを接触させた状態で硬化性組成物を硬化させることによって基板の上に平坦な膜を形成する装置である。露光装置は、原版のパターンを、投影光学系を介して基板に転写する装置である。例えば、露光装置は、基板の上に塗布されたフォトレジストを露光マスクである原版(レチクル)を介して露光することによって該フォトレジストに原版のパターンに対応する潜像を形成する。以下では、具体例を提供するため、リソグラフィ装置がインプリント装置として構成される例を説明する。
First Embodiment
The present disclosure relates to a lithography apparatus for forming a pattern or a film on a substrate. Lithography apparatuses include imprint apparatuses, film forming apparatuses (flattening apparatuses), exposure apparatuses, and the like. The imprint apparatus is an apparatus for forming a pattern on a substrate by curing an imprint material supplied on the substrate while a mold (original) is in contact with the imprint material. The film forming apparatus is an apparatus for forming a flat film on a substrate by curing a curable composition supplied on the substrate while a flat template is in contact with the curable composition. The exposure apparatus is an apparatus for transferring a pattern of an original onto a substrate via a projection optical system. For example, the exposure apparatus exposes a photoresist applied on a substrate through an original (reticle) which is an exposure mask, thereby forming a latent image corresponding to the pattern of the original in the photoresist. In the following, in order to provide a concrete example, an example in which the lithography apparatus is configured as an imprint apparatus will be described.

図1は、実施形態におけるインプリント装置1の概略図である。本明細書および図面においては、水平面をXY平面とするXYZ座標系において方向が示される。一般には、被露光基板である基板5はその表面が水平面(XY平面)と平行になるように基板ステージ6の上に置かれる。よって以下では、基板5の表面に沿う平面内で互いに直交する方向をX軸およびY軸とし、X軸およびY軸に垂直な方向をZ軸とする。また、以下では、XYZ座標系におけるX軸、Y軸、Z軸にそれぞれ平行な方向をX方向、Y方向、Z方向といい、X軸まわりの回転方向、Y軸まわりの回転方向、Z軸まわりの回転方向をそれぞれθX方向、θY方向、θZ方向という。 Figure 1 is a schematic diagram of an imprinting apparatus 1 in an embodiment. In this specification and the drawings, directions are shown in an XYZ coordinate system with the horizontal plane as the XY plane. In general, the substrate 5 to be exposed is placed on a substrate stage 6 so that its surface is parallel to the horizontal plane (XY plane). Therefore, in the following, the directions perpendicular to each other in a plane along the surface of the substrate 5 are referred to as the X-axis and Y-axis, and the direction perpendicular to the X-axis and Y-axis is referred to as the Z-axis. In the following, the directions parallel to the X-axis, Y-axis, and Z-axis in the XYZ coordinate system are referred to as the X-direction, Y-direction, and Z-direction, respectively, and the rotation direction around the X-axis, the rotation direction around the Y-axis, and the rotation direction around the Z-axis are referred to as the θX-direction, θY-direction, and θZ-direction, respectively.

まず、実施形態に係るインプリント装置の概要について説明する。インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材を型と接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、型の凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する装置である。 First, an overview of the imprinting device according to the embodiment will be described. The imprinting device is a device that brings an imprinting material supplied onto a substrate into contact with a mold and applies energy for curing to the imprinting material to form a pattern in a cured material in which the concave and convex pattern of the mold is transferred.

インプリント材としては、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物(未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある)が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱等が用いられうる。電磁波は、例えば、その波長が10nm以上1mm以下の範囲から選択される光、例えば、赤外線、可視光線、紫外線などでありうる。硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物でありうる。これらのうち、光の照射により硬化する光硬化性組成物は、少なくとも重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を更に含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。インプリント材は、インプリント材供給装置(図1の供給部8)により、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板上に配置されうる。インプリント材の粘度(25℃における粘度)は、例えば、1mPa・s以上100mPa・s以下でありうる。基板の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板の表面に、基板とは別の材料からなる部材が設けられてもよい。基板は、例えば、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスである。 As the imprint material, a curable composition (sometimes called an uncured resin) that is cured by applying energy for curing is used. As the energy for curing, electromagnetic waves, heat, etc. can be used. The electromagnetic waves can be, for example, light having a wavelength selected from the range of 10 nm to 1 mm, such as infrared rays, visible light, and ultraviolet rays. The curable composition can be a composition that is cured by irradiation with light or by heating. Of these, the photocurable composition that is cured by irradiation with light contains at least a polymerizable compound and a photopolymerization initiator, and may further contain a non-polymerizable compound or a solvent as necessary. The non-polymerizable compound is at least one selected from the group consisting of a sensitizer, a hydrogen donor, an internal mold release agent, a surfactant, an antioxidant, and a polymer component. The imprint material can be arranged on the substrate in the form of droplets, or in the form of islands or films formed by connecting a plurality of droplets, by an imprint material supply device (supply unit 8 in FIG. 1). The viscosity of the imprint material (at 25°C) may be, for example, 1 mPa·s or more and 100 mPa·s or less. Examples of materials that may be used for the substrate include glass, ceramics, metals, semiconductors, and resins. If necessary, a member made of a material different from the substrate may be provided on the surface of the substrate. The substrate may be, for example, a silicon wafer, a compound semiconductor wafer, or quartz glass.

インプリント装置1は、光を照射する照射部2と、モールド3を保持するモールド保持部4と、基板5を保持する基板チャック7と、基板チャック7を搭載して移動する基板ステージ6とを備えうる。インプリント装置1は更に、インプリント材を供給する供給部8と、アライメント光学系9と、制御部14を備えうる。 The imprinting apparatus 1 may include an irradiation unit 2 that irradiates light, a mold holding unit 4 that holds a mold 3, a substrate chuck 7 that holds a substrate 5, and a substrate stage 6 that moves while carrying the substrate chuck 7. The imprinting apparatus 1 may further include a supply unit 8 that supplies an imprinting material, an alignment optical system 9, and a control unit 14.

照射部2から射出された光は、光学部品10で反射され、モールド3を透過して、基板5上のインプリント材に到達する。光学部品10は、照射部2から射出された光をインプリント処理に適切な光に調整するための光学素子を含みうる。 The light emitted from the irradiation unit 2 is reflected by the optical component 10, passes through the mold 3, and reaches the imprint material on the substrate 5. The optical component 10 may include an optical element for adjusting the light emitted from the irradiation unit 2 to light suitable for the imprint process.

モールド3は、外周形状が矩形でありうる。モールド3は、基板5に対向する面に3次元状に形成されたパターン部3aを有する。モールド3の材質は、石英ガラス等の紫外線を透過させることが可能な材料である。 The mold 3 may have a rectangular outer periphery. The mold 3 has a pattern portion 3a formed three-dimensionally on the surface facing the substrate 5. The mold 3 is made of a material that is capable of transmitting ultraviolet light, such as quartz glass.

モールド保持部4は、ベース定盤11により支柱12を介して支持されたブリッジ定盤13に固定されている。基板ステージ6は、ベース定盤11に固定されている。モールド保持部4は、真空吸着または静電力によってモールド3を保持するモールド保持機構41と、モールド保持機構41をZ方向に移動させるモールド移動機構42とを含みうる。モールド保持機構41及びモールド移動機構42は、照射部2からの光が基板5上のインプリント材に照射されるように、中心部(内側)に開口を有する。モールド移動機構42は、例えば、ボイスコイルモータ、エアシリンダ等のアクチュエータを含みうる。モールド移動機構42は、基板上のインプリント材にモールド3を接触させたり、基板上のインプリント材からモールド3を引き離したりするために、モールド保持機構41(モールド3)をZ方向に移動させる。モールド移動機構42は、Z方向だけではなく、X方向やY方向にモールド保持機構41の位置を調整する機能を有するように構成されていてもよい。更に、モールド移動機構42は、モールド保持機構41のθZ方向の位置を調整する機能やモールド保持機構41の傾き(すなわち、θXおよびθY方向の位置)を調整するためのチルト機能を有するように構成されていてもよい。 The mold holding unit 4 is fixed to a bridge base plate 13 supported by a base plate 11 via a support 12. The substrate stage 6 is fixed to the base plate 11. The mold holding unit 4 may include a mold holding mechanism 41 that holds the mold 3 by vacuum suction or electrostatic force, and a mold moving mechanism 42 that moves the mold holding mechanism 41 in the Z direction. The mold holding mechanism 41 and the mold moving mechanism 42 have an opening in the center (inside) so that the light from the irradiation unit 2 is irradiated onto the imprint material on the substrate 5. The mold moving mechanism 42 may include an actuator such as a voice coil motor or an air cylinder. The mold moving mechanism 42 moves the mold holding mechanism 41 (mold 3) in the Z direction to bring the mold 3 into contact with the imprint material on the substrate or to separate the mold 3 from the imprint material on the substrate. The mold moving mechanism 42 may be configured to have a function of adjusting the position of the mold holding mechanism 41 not only in the Z direction but also in the X direction or Y direction. Furthermore, the mold moving mechanism 42 may be configured to have a function for adjusting the position of the mold holding mechanism 41 in the θZ direction and a tilt function for adjusting the inclination of the mold holding mechanism 41 (i.e., the position in the θX and θY directions).

モールド保持部4は、モールド変形機構43を更に備えうる。モールド変形機構43は、モールド3の側面に外力または変位を与えることによりモールド3(パターン部3a)の形状を補正する。モールド変形機構43は、例えば、複数のアクチュエータを含み、モールド3の各側面の複数箇所を加圧するように構成される。 The mold holding unit 4 may further include a mold deformation mechanism 43. The mold deformation mechanism 43 corrects the shape of the mold 3 (pattern portion 3a) by applying an external force or displacement to the side of the mold 3. The mold deformation mechanism 43 includes, for example, multiple actuators and is configured to apply pressure to multiple points on each side of the mold 3.

基板ステージ6は、基板チャック7と、基板チャック7を駆動するステージ駆動部61と、基板チャック7およびステージ駆動部61を搭載する定盤62とを含みうる。モールド3と基板5上のインプリント材とを接触させる際の基板5とモールド3との位置合わせは、基板ステージ6により、基板5をX方向およびY方向に移動させることにより行われうる。基板チャック7は、例えば、真空吸着あるいは静電作用によって基板5を基板保持面に吸着して保持する。ステージ駆動部61は、基板チャック7を機械的に保持して、基板チャック7をX方向およびY方向に駆動する。ステージ駆動部61には、例えばリニアモータが用いられうる。ステージ駆動部61は、粗動駆動系および微動駆動系を含む複数の駆動系によって構成されてもよい。ステージ駆動部61は、基板5をZ方向に駆動する駆動機能、基板5のθZ方向の位置を調整する位置調整機能、および、基板5の傾き(すなわち、θXおよびθY方向の位置)を調整するチルト機能を有していてもよい。 The substrate stage 6 may include a substrate chuck 7, a stage driver 61 for driving the substrate chuck 7, and a base plate 62 on which the substrate chuck 7 and the stage driver 61 are mounted. The substrate 5 and the mold 3 may be aligned when the mold 3 and the imprint material on the substrate 5 are brought into contact with each other by moving the substrate 5 in the X and Y directions using the substrate stage 6. The substrate chuck 7 holds the substrate 5 on the substrate holding surface by, for example, vacuum suction or electrostatic action. The stage driver 61 mechanically holds the substrate chuck 7 and drives the substrate chuck 7 in the X and Y directions. For example, a linear motor may be used for the stage driver 61. The stage driver 61 may be composed of a plurality of drive systems including a coarse drive system and a fine drive system. The stage driving unit 61 may have a driving function for driving the substrate 5 in the Z direction, a position adjustment function for adjusting the position of the substrate 5 in the θZ direction, and a tilt function for adjusting the inclination of the substrate 5 (i.e., the position in the θX and θY directions).

基板ステージ6の位置の計測には、例えば、基板ステージ6に設けられたスケールと、ステージ駆動部61に設けられたヘッド(光学機器)とを含むエンコーダシステムが用いられうるが、それに限定されない。例えば、基板ステージ6の位置の計測には、レーザ干渉計と、ステージ駆動部61に設けられた反射鏡とを含む干渉計システムが用いられてもよい。 To measure the position of the substrate stage 6, for example, an encoder system including a scale provided on the substrate stage 6 and a head (optical device) provided on the stage driving unit 61 can be used, but is not limited to this. For example, to measure the position of the substrate stage 6, an interferometer system including a laser interferometer and a reflecting mirror provided on the stage driving unit 61 can be used.

供給部8は、基板5上にインプリント材を供給する。供給部8から基板5上に供給されるインプリント材は、半導体デバイスの製造工程における各種条件によって適宜選択されうる。また、供給部8の吐出口から吐出されるインプリント材の位置や量は、基板上のインプリント材に形成されるパターンの厚さやパターンの密度などを考慮して適宜決定されうる。基板上に供給されたインプリント材を、モールド3に形成されたパターンに十分に充填させるために、モールド3とインプリント材とを接触させた状態で一定の時間を経過させてもよい。 The supply unit 8 supplies the imprint material onto the substrate 5. The imprint material supplied from the supply unit 8 onto the substrate 5 can be appropriately selected depending on various conditions in the manufacturing process of the semiconductor device. The position and amount of the imprint material discharged from the discharge port of the supply unit 8 can be appropriately determined taking into consideration the thickness and density of the pattern formed in the imprint material on the substrate. In order to allow the imprint material supplied onto the substrate to sufficiently fill the pattern formed in the mold 3, a certain period of time may be allowed to pass while the mold 3 and the imprint material are in contact with each other.

アライメント光学系9は、基板5に形成されたアライメントマークとモールド3に形成されたアライメントマークとのXおよびY方向の位置ずれを計測する。計測された位置ずれに基づいて、基板ステージ6の位置が調整されうる。 The alignment optical system 9 measures the positional deviation in the X and Y directions between the alignment mark formed on the substrate 5 and the alignment mark formed on the mold 3. Based on the measured positional deviation, the position of the substrate stage 6 can be adjusted.

インプリント装置1は、基板5の上面までの距離を計測する高さ計測装置(不図示)を更に備えていてもよい。高さ計測装置は、インプリント装置1の外部装置であってもよい。その場合、高さ計測装置で計測されたデータがインプリント装置1に伝送され、制御部14のメモリに記憶されうる。 The imprint apparatus 1 may further include a height measuring device (not shown) that measures the distance to the top surface of the substrate 5. The height measuring device may be an external device to the imprint apparatus 1. In that case, data measured by the height measuring device may be transmitted to the imprint apparatus 1 and stored in the memory of the control unit 14.

制御部14は、例えば、CPUやメモリ等を含むコンピュータによって構成される。制御部14は、メモリに格納されたプログラムに従ってインプリント装置1の動作を統括的に制御する。 The control unit 14 is configured, for example, by a computer including a CPU, memory, etc. The control unit 14 comprehensively controls the operation of the imprinting device 1 according to a program stored in the memory.

図2を参照して、第1実施形態における基板チャック7の構成を説明する。図2(a)は、基板チャック7の基板保持面を示す平面図、図2(b)は、基板チャック7の側面図、図2(c)は、図2(b)に示されたα-α’線に沿う断面図である。 The configuration of the substrate chuck 7 in the first embodiment will be described with reference to Figure 2. Figure 2(a) is a plan view showing the substrate holding surface of the substrate chuck 7, Figure 2(b) is a side view of the substrate chuck 7, and Figure 2(c) is a cross-sectional view taken along the line α-α' shown in Figure 2(b).

図2(a)に示すように、基板チャック7の基板保持面には、基板を支持するための複数の基板保持ピン7aが配置されている。基板チャック7の基板保持面の、基板5の最外周部に対応する位置には、基板5と基板チャック7との間に真空吸着領域を画定する隔壁7bが形成されている。実施形態において、隔壁7bの上面は、基板端(の下面)を支える部分となる。 As shown in FIG. 2(a), a plurality of substrate holding pins 7a for supporting a substrate are arranged on the substrate holding surface of the substrate chuck 7. A partition wall 7b is formed on the substrate holding surface of the substrate chuck 7 at a position corresponding to the outermost periphery of the substrate 5, defining a vacuum suction region between the substrate 5 and the substrate chuck 7. In an embodiment, the upper surface of the partition wall 7b serves as a portion that supports the substrate end (the lower surface).

図2(c)に示すように、基板チャック7の内部には、リング状の圧力空間7cが構成されている。また、流路7dが、圧力空間7cに連通するように接続されている。圧力空間7cの幅は、外径7gと内径7eとの差によって規定される。 As shown in FIG. 2(c), a ring-shaped pressure space 7c is formed inside the substrate chuck 7. A flow path 7d is connected to the pressure space 7c. The width of the pressure space 7c is determined by the difference between the outer diameter 7g and the inner diameter 7e.

図3は、基板5の外周部付近における基板チャック7の断面図である。基板チャック7は、基板ステージ駆動部61に真空吸着により固定される。真空吸着により固定するため、基板チャック7の下面には吸着空間7jが形成されている。基板ステージ61内には、吸着空間7jと連通する流路61aが配置されている。流路61a、後述する流路61bおよび流路7dは、圧力制御部16に接続される。基板チャック7と基板ステージ61との真空吸着による固定は、流路61aを通して排気を実施して吸着空間7jに負圧を印可することにより実現される。 Figure 3 is a cross-sectional view of the substrate chuck 7 near the outer periphery of the substrate 5. The substrate chuck 7 is fixed to the substrate stage drive unit 61 by vacuum suction. To achieve fixation by vacuum suction, an suction space 7j is formed on the underside of the substrate chuck 7. A flow path 61a that communicates with the suction space 7j is disposed within the substrate stage 61. The flow path 61a, and flow paths 61b and 7d described below are connected to the pressure control unit 16. Fixation of the substrate chuck 7 and the substrate stage 61 by vacuum suction is achieved by evacuating air through the flow path 61a and applying negative pressure to the suction space 7j.

一例において、基板チャック7は真空吸着方式により基板5を保持する。基板5が基板チャック7上に載置されると、基板5は複数の基板保持ピン7aによって支えられ、基板保持面と基板5と隔壁7bとによる閉空間である吸着空間7iが形成される。吸着空間7iと連通する流路61bを通して排気を実施すると、吸着空間7iが負圧になる。これにより基板5は基板チャック7によって保持される。なお、基板チャック7は、このような真空吸着方式ではなく、静電作用を用いて基板5を保持する静電チャックであってもよい。 In one example, the substrate chuck 7 holds the substrate 5 by a vacuum suction method. When the substrate 5 is placed on the substrate chuck 7, the substrate 5 is supported by a plurality of substrate holding pins 7a, and a suction space 7i is formed, which is a closed space formed by the substrate holding surface, the substrate 5, and the partition wall 7b. When exhaust is performed through the flow path 61b that communicates with the suction space 7i, the suction space 7i becomes negative pressure. As a result, the substrate 5 is held by the substrate chuck 7. Note that the substrate chuck 7 may be an electrostatic chuck that holds the substrate 5 by electrostatic action instead of using such a vacuum suction method.

図4および図5を参照して、第1実施形態における基板外周部の形状補正について説明する。図4および図5は、図3と同様の、基板5の外周部付近における基板チャック7の断面図である。流路7dを通してリング状の圧力空間7cに負圧または正圧を印可すると、圧力空間7cの上の基板保持面が変形する。図4には、圧力空間7cに流路7dを通して負圧が印可されて圧力空間7cの上の基板保持面が凹状に変形した状態が示されている。図5には、流路7dを通して圧力空間7cに正圧が印可されて圧力空間7cの上の基板保持面が凸状に変形した状態が示されている。基板チャック7によって保持されている基板5は基板保持面の形状に倣うため、基板5も基板保持面の変形に応じて変形する。これにより、基板5の外周部の歪みを補正することができる。圧力空間7cに印加する圧力の値は、アライメント光学系9、高さ計測装置、または外部計測器を用いて計測された基板5の歪み量に基づいて決定されうる。 With reference to Figures 4 and 5, the shape correction of the outer periphery of the substrate in the first embodiment will be described. Figures 4 and 5 are cross-sectional views of the substrate chuck 7 near the outer periphery of the substrate 5, similar to Figure 3. When negative pressure or positive pressure is applied to the ring-shaped pressure space 7c through the flow path 7d, the substrate holding surface above the pressure space 7c is deformed. Figure 4 shows a state in which negative pressure is applied to the pressure space 7c through the flow path 7d and the substrate holding surface above the pressure space 7c is deformed into a concave shape. Figure 5 shows a state in which positive pressure is applied to the pressure space 7c through the flow path 7d and the substrate holding surface above the pressure space 7c is deformed into a convex shape. Since the substrate 5 held by the substrate chuck 7 follows the shape of the substrate holding surface, the substrate 5 also deforms according to the deformation of the substrate holding surface. This makes it possible to correct the distortion of the outer periphery of the substrate 5. The value of the pressure applied to the pressure space 7c can be determined based on the amount of distortion of the substrate 5 measured using the alignment optical system 9, a height measuring device, or an external measuring device.

圧力空間7cは、基板保持面における、基板端を支える部分(すなわち、隔壁7b)の下に形成されている。圧力空間7cの構造的特徴について説明する。一例において、圧力空間7cは、隔壁7bより基板チャック中央側に配置された内周壁7c1と、隔壁7bより基板チャック外周側に配置された外周壁7c2とによって画定されている。この場合、圧力空間7cの内径7e、外径7g、および基板5の半径5aの関係は、以下の式を満たす必要がある。 The pressure space 7c is formed below the portion of the substrate holding surface that supports the substrate edge (i.e., partition wall 7b). The structural features of the pressure space 7c will be described. In one example, the pressure space 7c is defined by an inner peripheral wall 7c1 located closer to the center of the substrate chuck than partition wall 7b, and an outer peripheral wall 7c2 located closer to the outer periphery of the substrate chuck than partition wall 7b. In this case, the relationship between the inner diameter 7e and outer diameter 7g of the pressure space 7c, and the radius 5a of the substrate 5 must satisfy the following formula.

内径7e<半径5a<外径7g ・・・(式1)
式1の関係を満たさない場合、例えば、内径7e>半径5aである場合、圧力空間7cの上の基板保持面を変形させても基板5の外周部を変形させることはできない。内径7e=半径5aである場合も、圧力空間7cの上の基板保持面を変形させても基板5の端部5bの変形量は0である。一般的に、基板は、中央から端部に向かうほど歪み量は大きくなる傾向にある。したがって、基板5の端部5bは変形可能である必要がある。そのためには、式1の関係性が成り立つ必要がある。
Inner diameter 7e < radius 5a < outer diameter 7g ... (Equation 1)
If the relationship of formula 1 is not satisfied, for example, if the inner diameter 7e>radius 5a, the outer periphery of the substrate 5 cannot be deformed even if the substrate holding surface above the pressure space 7c is deformed. Even if the inner diameter 7e=radius 5a, the deformation amount of the end 5b of the substrate 5 is 0 even if the substrate holding surface above the pressure space 7c is deformed. In general, the amount of distortion of a substrate tends to increase from the center to the end. Therefore, the end 5b of the substrate 5 needs to be deformable. To achieve this, the relationship of formula 1 needs to be satisfied.

さらに、圧力空間7cの内径7e、外径7g、および基板5の半径5aの関係は、次に示す式2、式3が成り立つ関係であることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the relationship between the inner diameter 7e and outer diameter 7g of the pressure space 7c and the radius 5a of the substrate 5 satisfies the following formulas 2 and 3.

内径7e≦半径5a-(基板厚さ5c×1.5) ・・・式2
外径7g≧半径5a+(基板厚さ5c×1.5) ・・・式3
これは、必要とする基板5の歪み補正量に基づいたものである。基板5の外周部の歪み量は数nm~数μm程度である場合が多く、最低でも1nm以上の変形を持たせたい場合がほとんどである。一例において、基板5は真空吸着により保持されているため、基板5の吸着圧力が基板5を基板チャック7に倣わせる力(基板5を変形させる力)となる。ここで、基板チャック7を1nm以上変形させることが可能であっても基板5が吸着圧力で1nm以上の変形が不可能であれば、基板チャック7に基板5を倣わせることは不可能である。
Inner diameter 7e≦radius 5a−(substrate thickness 5c×1.5) Equation 2
Outer diameter 7g ≧ radius 5a + (substrate thickness 5c × 1.5) ... Equation 3
This is based on the required amount of distortion correction of the substrate 5. The amount of distortion of the outer periphery of the substrate 5 is often on the order of several nm to several μm, and in most cases, it is desired to cause a deformation of at least 1 nm or more. In one example, since the substrate 5 is held by vacuum suction, the suction pressure of the substrate 5 becomes a force that makes the substrate 5 conform to the substrate chuck 7 (a force that deforms the substrate 5). Here, even if the substrate chuck 7 can be deformed by 1 nm or more, if the substrate 5 cannot be deformed by 1 nm or more due to the suction pressure, it is impossible to make the substrate 5 conform to the substrate chuck 7.

ここで、基板外周部を1nm変形させるために必要な条件を概算する。基板外周部の変形は、圧力空間7cの変形に倣う。圧力空間7cは、流路7dを通して印加される負圧によって変形する。そのため、圧力空間7cの上の基板保持面は、固定端AおよびA’に対し負圧による等分布荷重が加えられている梁に単純化することができる(図4参照)。そうすると、基板5も、吸着圧力によって等分布荷重が加えられている両端固定梁に単純化することが可能である。よって、基板外周部を1nm変形させるために必要な条件は、吸着圧力によって生じさせることが可能な最大たわみ量が1nm以上となるような条件として決めればよい。なお、基板5の変形量の概算は、梁の長さに相当する圧力空間幅7hについて着目して行われうる。基板5の材質をシリコン、基板5の直径を300mm(12インチ)とする。また、パラメータを以下のように定義する。 Here, the conditions required to deform the outer periphery of the substrate by 1 nm are estimated. The deformation of the outer periphery of the substrate follows the deformation of the pressure space 7c. The pressure space 7c is deformed by the negative pressure applied through the flow path 7d. Therefore, the substrate holding surface above the pressure space 7c can be simplified to a beam to which a uniformly distributed load due to negative pressure is applied to the fixed ends A and A' (see FIG. 4). Then, the substrate 5 can also be simplified to a beam fixed at both ends to which a uniformly distributed load is applied by the suction pressure. Therefore, the conditions required to deform the outer periphery of the substrate by 1 nm can be determined as conditions under which the maximum deflection amount that can be caused by the suction pressure is 1 nm or more. The deformation amount of the substrate 5 can be estimated by focusing on the pressure space width 7h, which corresponds to the length of the beam. The material of the substrate 5 is silicon, and the diameter of the substrate 5 is 300 mm (12 inches). The parameters are defined as follows.

基板5の吸着圧力による等分布荷重:w[N/mm2]、
梁の長さ:l[mm]、
ヤング率(縦弾性係数)E[N/mm2]、
断面2次モーメント:I[mm4]
このとき、最大変形量(最大たわみ)σは次式により表される。
Uniformly distributed load due to chucking pressure of substrate 5: w [N/mm 2 ]
Beam length: l [mm],
Young's modulus (modulus of longitudinal elasticity) E [N/mm 2 ],
Moment of inertia: I [mm 4 ]
At this time, the maximum deformation (maximum deflection) σ is expressed by the following formula.

σ=wl4/(384EI) ・・・式4
例えば、基板5の吸着圧力を-100kPa=-100N/mm2(ゲージ圧)、基板5の厚さ5cを、SEMI規格より0.775mm、基板5のヤング率を、190GPa=190000Nmm2とする。また、長方形断面の断面2次モーメントIに関して、長辺bを基板5の円周(2×基板半径5a×円周率π)、短辺hを基板5の厚さ5cとすると、断面2次モーメントIは、I=bh3/12=36.6mm4となる。梁の長さに相当する圧力空間7cの幅7hを基板厚さ5cの3倍とするとき、最大たわみσは、式4より次のようになる。
σ = wl 4 / (384EI) ... Equation 4
For example, let the suction pressure of the substrate 5 be -100 kPa = -100 N/ mm2 (gauge pressure), the thickness 5c of the substrate 5 be 0.775 mm according to the SEMI standard, and the Young's modulus of the substrate 5 be 190 GPa = 190,000 Nmm2. Furthermore, with regard to the second moment of area I of the rectangular cross section, if the long side b is the circumference of the substrate 5 (2 x substrate radius 5a x pi π) and the short side h is the thickness 5c of the substrate 5, then the second moment of area I is I = bh3 /12 = 36.6 mm4 . If the width 7h of the pressure space 7c equivalent to the length of the beam is three times the substrate thickness 5c, then the maximum deflection σ is given by Equation 4 as follows:

σ≒1.10nm ・・・式5
このとき、基板5の端部5bの変形量が最も大きくなるのは、基板5の端部5bが圧力空間7cの幅7hの中央の位置(幅7h÷2の位置)にある場合である。したがって、圧力空間cの幅7hが基板5の厚さ5cの3倍以上であれば、基板外周部を1nm以上変形させることができる。言い換えると、圧力空間7cの内径7eが基板5の半径5cの1.5倍以上小さく、圧力空間7cの外径7gが基板5の半径5cの1.5倍以上大きい場合に、基板外周部を1nm以上変形させることができる。ゆえに、本実施形態においては、前述の式2および式3を満たすことが好ましい。
σ≒1.10 nm ...Equation 5
At this time, the deformation amount of the end 5b of the substrate 5 is the largest when the end 5b of the substrate 5 is at the center position of the width 7h of the pressure space 7c (position of width 7h÷2). Therefore, if the width 7h of the pressure space c is three times or more the thickness 5c of the substrate 5, the outer periphery of the substrate can be deformed by 1 nm or more. In other words, if the inner diameter 7e of the pressure space 7c is 1.5 times or more smaller than the radius 5c of the substrate 5 and the outer diameter 7g of the pressure space 7c is 1.5 times or more larger than the radius 5c of the substrate 5, the outer periphery of the substrate can be deformed by 1 nm or more. Therefore, in this embodiment, it is preferable to satisfy the above-mentioned formulas 2 and 3.

図6には、圧力空間7cの変形例が示されている。図6に示すように、圧力空間7cの基板保持面側の壁面7kの断面積は、基板半径方向に沿って変化していてもよい。この構成により、圧力空間7cに圧力を印可した際の基板保持面の変形に局所的な変化をつけることが可能になる。例えば、図6に示すように、基板保持面側の壁面7kの断面積が一部増加することにより、断面積が増加した部分の変形量を小さくすることができる。逆に、基板保持面側の壁面7kの断面積を一部減少させることにより、断面積が減少した部分にの変形量を大きくすることができる。 Figure 6 shows a modified example of the pressure space 7c. As shown in Figure 6, the cross-sectional area of the wall surface 7k on the substrate holding surface side of the pressure space 7c may vary along the substrate radial direction. This configuration makes it possible to locally vary the deformation of the substrate holding surface when pressure is applied to the pressure space 7c. For example, as shown in Figure 6, by partially increasing the cross-sectional area of the wall surface 7k on the substrate holding surface side, the amount of deformation in the portion where the cross-sectional area has increased can be reduced. Conversely, by partially decreasing the cross-sectional area of the wall surface 7k on the substrate holding surface side, the amount of deformation in the portion where the cross-sectional area has decreased can be increased.

なお、上述の例では、圧力空間7cに対する給排気によって圧力空間7cを変形させたが、この限りではない。気体以外の流体を使用して圧力空間7cを変形させてもよい。 In the above example, the pressure space 7c is deformed by supplying and discharging air to and from the pressure space 7c, but this is not the only option. The pressure space 7c may be deformed using a fluid other than gas.

以上の例では、1つの圧力空間が、基板保持面における、基板端を支える部分(すなわち、隔壁7b)の下に形成された例を示した。以下では、圧力空間が複数形成される例について説明する。 In the above example, one pressure space is formed under the portion of the substrate holding surface that supports the substrate edge (i.e., partition wall 7b). Below, an example in which multiple pressure spaces are formed is described.

図7は、基板5の外周部付近における基板チャック7の断面図である。図7では、基板チャック7の基板保持面を構成する天板Tの下に、互いに隣り合う複数の圧力空間が形成される。上記したように、圧力空間7c(以下では、「第1圧力空間」という。)は式1を満たす位置に形成される。更に、第1圧力空間7cの内周側に、リング状の第2圧力空間7c’が形成されている。第1圧力空間7cと第2圧力空間7c’とは内周壁7c1を構成する隔壁によって仕切られている。基板チャック7内には、第2圧力空間7c’と連通する流路7d’が配置されている。流路7d’は、圧力制御部16に接続される。流路7d’は流路7dとは別系統である。したがって、第1圧力空間7cと第2圧力空間7c’は独立に圧力制御されうる。圧力制御部16は、制御部14による指令を受けて、各圧力空間の圧力を制御しうる。制御部14および圧力制御部16は別体の構成でありうる。ただし、制御部14と圧力制御部16とは一体の構成として理解されてもかまわない。制御部14は、基板の形状情報に基づいて、圧力制御部16を介して、基板チャックの各圧力空間の内部の圧力を制御する。これにより、基板ステージ上の基板チャックによって固定された基板の外周部を変形させることができる。 7 is a cross-sectional view of the substrate chuck 7 near the outer periphery of the substrate 5. In FIG. 7, a plurality of adjacent pressure spaces are formed under the top plate T that constitutes the substrate holding surface of the substrate chuck 7. As described above, the pressure space 7c (hereinafter referred to as the "first pressure space") is formed at a position that satisfies formula 1. Furthermore, a ring-shaped second pressure space 7c' is formed on the inner periphery of the first pressure space 7c. The first pressure space 7c and the second pressure space 7c' are separated by a partition that constitutes the inner periphery wall 7c1. A flow path 7d' that communicates with the second pressure space 7c' is arranged in the substrate chuck 7. The flow path 7d' is connected to the pressure control unit 16. The flow path 7d' is a system separate from the flow path 7d. Therefore, the first pressure space 7c and the second pressure space 7c' can be independently pressure-controlled. The pressure control unit 16 can control the pressure of each pressure space upon receiving a command from the control unit 14. The control unit 14 and the pressure control unit 16 can be configured separately. However, the control unit 14 and the pressure control unit 16 may be understood as an integrated configuration. The control unit 14 controls the pressure inside each pressure space of the substrate chuck via the pressure control unit 16 based on the shape information of the substrate. This makes it possible to deform the outer periphery of the substrate fixed by the substrate chuck on the substrate stage.

基板チャック7は、第1圧力空間7cおよび第2圧力空間7c’に負圧または正圧が別々に印加されることにより、基板保持面のうちの第1圧力空間7cおよび第2圧力空間7c’の上の領域を変位させるように構成される。この構成により、より複雑な歪みを補正することが可能になる。例えば、第1圧力空間7cに負圧を印可し第2圧力空間7c’に正圧を印可することにより、凹凸形状の歪み補正が可能になる。また、さまざまな凹凸形状に対応するために、第1圧力空間7cに正圧を印可し第2圧力空間7c’に負圧を印可すること、第1圧力空間7cおよび第2圧力空間7c’の両方に負圧または正圧を印加することも可能である。 The substrate chuck 7 is configured to displace the regions above the first pressure space 7c and the second pressure space 7c' of the substrate holding surface by applying negative or positive pressure to the first pressure space 7c and the second pressure space 7c' separately. This configuration makes it possible to correct more complex distortions. For example, applying negative pressure to the first pressure space 7c and positive pressure to the second pressure space 7c' makes it possible to correct distortions of uneven shapes. In addition, in order to accommodate various uneven shapes, it is also possible to apply positive pressure to the first pressure space 7c and negative pressure to the second pressure space 7c', or to apply negative or positive pressure to both the first pressure space 7c and the second pressure space 7c'.

図7の例では、互いに独立な圧力空間が2つ形成されているが、より複雑な歪みを補正するために、さらなる圧力空間が形成されてもよい。また、図6で示した態様が、図7の第2圧力空間7c’に適用されてもよい。 In the example of FIG. 7, two pressure spaces independent of each other are formed, but additional pressure spaces may be formed to correct more complex distortions. Also, the embodiment shown in FIG. 6 may be applied to the second pressure space 7c' in FIG. 7.

<第2実施形態>
図8は、第2実施形態における、基板5の外周部付近における基板チャック7の断面図である。第1実施形態(図7)と同様、第1圧力空間7cは式1を満たすように構成される。第2実施形態では、リング状の第2圧力空間7c’が、第1圧力空間7cの下方に形成されている。一例において、第2圧力空間7c’の内周壁は、第1圧力空間7cの内周壁よりも基板チャック中央側に形成されている。例えば、図8において、第2圧力空間7c’の内径7e’は、第1圧力空間7cの内径7eよりも小さい。
Second Embodiment
8 is a cross-sectional view of the substrate chuck 7 near the outer periphery of the substrate 5 in the second embodiment. As in the first embodiment (FIG. 7), the first pressure space 7c is configured to satisfy formula 1. In the second embodiment, a ring-shaped second pressure space 7c' is formed below the first pressure space 7c. In one example, the inner peripheral wall of the second pressure space 7c' is formed closer to the center of the substrate chuck than the inner peripheral wall of the first pressure space 7c. For example, in FIG. 8, the inner diameter 7e' of the second pressure space 7c' is smaller than the inner diameter 7e of the first pressure space 7c.

基板チャック7内には、第2圧力空間7c’と連通する流路7d”が配置されている。流路7d”は、圧力制御部16に接続される。流路7d”は流路7dとは別系統である。したがって、第1圧力空間7cと第2圧力空間7c’は独立に圧力制御されうる。図8の例では、第1圧力空間7cおよび第2圧力空間7c’が同時に変形されているが、必要とする歪み補正量に応じて、どちらか片方ずつ変形させてもよい。 A flow path 7d" that communicates with the second pressure space 7c' is arranged within the substrate chuck 7. The flow path 7d" is connected to the pressure control unit 16. The flow path 7d" is a separate system from the flow path 7d. Therefore, the pressures of the first pressure space 7c and the second pressure space 7c' can be controlled independently. In the example of FIG. 8, the first pressure space 7c and the second pressure space 7c' are deformed simultaneously, but one of them may be deformed at a time depending on the amount of distortion correction required.

この構成によれば、例えば、基板外周部の歪み形状の起点が第1圧力空間7cで補正可能な領域より内側から生じている場合に、第2圧力空間7c’を変形させることにより、第1圧力空間7cのみでは補正困難であった領域も補正することが可能になる。したがって、本実施形態によれば歪み補正効果をさらに高めることができる。 According to this configuration, for example, if the origin of the distorted shape of the outer periphery of the substrate occurs inside the area that can be corrected by the first pressure space 7c, by deforming the second pressure space 7c', it becomes possible to correct the area that is difficult to correct using only the first pressure space 7c. Therefore, according to this embodiment, the distortion correction effect can be further improved.

図8の例では、互いに独立な圧力空間が2つ形成されているが、より複雑な歪を補正するために、さらなる圧力空間が形成されてもよい。また、第2実施形態の構成が、前述した第1実施形態の構成と組み合わされてもよい。 In the example of FIG. 8, two pressure spaces independent of each other are formed, but additional pressure spaces may be formed to correct more complex distortions. Also, the configuration of the second embodiment may be combined with the configuration of the first embodiment described above.

<第3実施形態>
前述の第1実施形態(図7)の構成によれば、基板中心側から外周部にかけて、凹変形と凸変形の組み合わせ、凸変形と凹変形の組み合わせ、凸変形と凸変形の組み合わせ、および、凹変形と凹変形の組み合わせが可能である。しかし、第1実施形態の構成では、1つの連続した凸部を作ることができない。
Third Embodiment
According to the configuration of the first embodiment (FIG. 7) described above, it is possible to form combinations of concave and convex deformations, convex and concave deformations, convex and convex deformations, and concave and concave deformations from the center to the outer periphery of the substrate. However, the configuration of the first embodiment does not allow the creation of a single continuous convex portion.

図9は、第3実施形態における、基板5の外周部付近における基板チャック7の断面図である。第1実施形態と同様、第1圧力空間7cは式1を満たすように構成される。第3実施形態では、更に、第1圧力空間7cの内周側に、リング状の第2圧力空間7c’が形成されている。基板チャック7内には、第2圧力空間7c’と連通する流路7d’が配置されている。流路7d’は、圧力制御部16に接続される。第3実施形態では、第1圧力空間7cと第2圧力空間7c’とにまたがる領域の下方に、第1圧力空間7cおよび第2圧力空間7c’とは隔てられたリング状の第3圧力空間7c”が形成されている。 Figure 9 is a cross-sectional view of the substrate chuck 7 near the outer periphery of the substrate 5 in the third embodiment. As in the first embodiment, the first pressure space 7c is configured to satisfy formula 1. In the third embodiment, a ring-shaped second pressure space 7c' is further formed on the inner periphery side of the first pressure space 7c. A flow path 7d' communicating with the second pressure space 7c' is arranged in the substrate chuck 7. The flow path 7d' is connected to the pressure control unit 16. In the third embodiment, a ring-shaped third pressure space 7c" separated from the first pressure space 7c and the second pressure space 7c' is formed below the region spanning the first pressure space 7c and the second pressure space 7c'.

図9に示すように、第3圧力空間7c”の内周壁は、第2圧力空間7c’の内周壁よりも基板チャック外周側に形成され、第3圧力空間7c”の外周壁は、第1圧力空間7cの外周壁よりも基板チャック中央側に形成されている。したがって、本実施形態において、第3圧力空間7c”の外径は、第1圧力空間7cの外径7gよりも小さく、第3圧力空間7c”の内径は、第2圧力空間7c’の内径7eよりも大きい。 As shown in FIG. 9, the inner wall of the third pressure space 7c" is formed closer to the outer periphery of the substrate chuck than the inner wall of the second pressure space 7c', and the outer wall of the third pressure space 7c" is formed closer to the center of the substrate chuck than the outer wall of the first pressure space 7c. Therefore, in this embodiment, the outer diameter of the third pressure space 7c" is smaller than the outer diameter 7g of the first pressure space 7c, and the inner diameter of the third pressure space 7c" is larger than the inner diameter 7e of the second pressure space 7c'.

基板チャック7内には、第3圧力空間7c”と連通する流路7d”が配置されている。流路7d”は、圧力制御部16に接続される。流路7d、流路7d’、および流路7d”は別系統である。したがって、第1圧力空間7cと第2圧力空間7c’と第3圧力空間7c”は独立に圧力制御されうる。 A flow path 7d" that communicates with the third pressure space 7c" is disposed within the substrate chuck 7. The flow path 7d" is connected to the pressure control unit 16. The flow paths 7d, 7d', and 7d" are separate systems. Therefore, the pressures of the first pressure space 7c, the second pressure space 7c', and the third pressure space 7c" can be controlled independently.

この構成によれば、第1実施形態および第2実施形態で得られる効果に加えて次のような効果を得ることができる。すなわち、第3圧力空間7c”のみを加圧することで、第2実施形態の構成では作り出すことができなかった単一の凸部を作ることができる。また、独立制御が可能な圧力空間が3つに増えることで、形成できる凹凸形状の自由度が高くなる。その結果、歪み補正の自由度が向上する。 This configuration provides the following effects in addition to those provided by the first and second embodiments. That is, by pressurizing only the third pressure space 7c", it is possible to create a single convex portion that could not be created by the configuration of the second embodiment. Furthermore, by increasing the number of pressure spaces that can be independently controlled to three, the degree of freedom in the uneven shape that can be formed is increased. As a result, the degree of freedom in distortion correction is improved.

<物品製造方法の実施形態>
本発明の実施形態における物品製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品製造方法は、上記のリソグラフィ装置(露光装置やインプリント装置、描画装置など)を用いて基板に原版のパターンを転写する工程と、かかる工程でパターンが転写された基板を加工する工程とを含む。更に、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、パッケージング等)を含む。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
<Embodiment of an article manufacturing method>
The article manufacturing method according to the embodiment of the present invention is suitable for manufacturing articles such as microdevices such as semiconductor devices and elements having fine structures. The article manufacturing method according to the present embodiment includes a step of transferring a pattern of an original to a substrate using the above-mentioned lithography apparatus (exposure apparatus, imprint apparatus, drawing apparatus, etc.) and a step of processing the substrate to which the pattern has been transferred in the above step. Furthermore, the manufacturing method includes other well-known steps (oxidation, film formation, deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, etc.). The article manufacturing method according to the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article compared to conventional methods.

本明細書の開示は、少なくとも以下の基板チャック、リソグラフィ装置、および物品製造方法を含む。
(項目1)
基板を基板保持面に吸着して保持する基板チャックであって、
前記基板保持面を構成する天板の下には、
第1圧力空間と、
前記第1圧力空間とは隔壁によって仕切られた、前記第1圧力空間と隣り合う第2圧力空間と、
が形成されており、
前記第1圧力空間および前記第2圧力空間に負圧または正圧が別々に印加されることにより、前記基板保持面のうちの前記第1圧力空間および前記第2圧力空間の上の領域を変位させるように構成され、
前記第1圧力空間は、前記基板保持面における、基板端を支える部分の下に形成されている、
ことを特徴とする基板チャック。
(項目2)
前記第1圧力空間は、前記部分より基板チャック中央側に配置された内周壁と、前記部分より基板チャック外周側に配置された外周壁とによって画定されている、ことを特徴とする項目1に記載の基板チャック。
(項目3)
前記第2圧力空間は、前記第1圧力空間の内周側に形成されている、ことを特徴とする項目1または2に記載の基板チャック。
(項目4)
前記第2圧力空間は、前記第1圧力空間の下方に形成されている、ことを特徴とする項目1または2に記載の基板チャック。
(項目5)
前記第2圧力空間の内周壁は、前記第1圧力空間の前記内周壁よりも基板チャック中央側に形成されている、ことを特徴とする項目4に記載の基板チャック。
(項目6)
前記第1圧力空間と前記第2圧力空間との下方に、前記第1圧力空間および前記第2圧力空間とは隔てられた第3圧力空間が更に形成されている、ことを特徴とする項目3に記載の基板チャック。
(項目7)
前記第3圧力空間の内周壁は、前記第2圧力空間の内周壁よりも基板チャック外周側に形成され、前記第3圧力空間の外周壁は、前記第1圧力空間の外周壁よりも基板チャック中央側に形成されている、ことを特徴とする項目6に記載の基板チャック。
(項目8)
項目1から7のいずれか1項目に記載の基板チャックと、
前記基板チャックを搭載して移動する基板ステージと、
基板の形状情報に基づいて前記基板チャックの各圧力空間の内部の圧力を制御することにより、前記基板ステージ上の前記基板チャックによって固定された基板の外周部を変形させる制御部と、
を備え、前記制御部により形状が制御された前記基板に原版のパターンを転写する、ことを特徴とするリソグラフィ装置。
(項目9)
前記リソグラフィ装置は、前記原版である型を用いて基板の上のインプリント材にパターン形成を行うインプリント装置として構成されていることを特徴とする項目8に記載のリソグラフィ装置。
(項目10)
前記リソグラフィ装置は、前記原版のパターンを、投影光学系を介して前記基板に転写する露光装置として構成されていることを特徴とする項目8に記載のリソグラフィ装置。
(項目11)
項目8から10のいずれか1項目に記載のリソグラフィ装置を用いて基板にパターンを形成する工程と、
前記パターンが形成された基板を加工する工程と、
を有し、前記加工された基板から物品を製造する、ことを特徴とする物品製造方法。
The disclosure herein includes at least the following substrate chuck, lithographic apparatus, and method of manufacturing an article.
(Item 1)
A substrate chuck that adsorbs and holds a substrate on a substrate holding surface,
Under the top plate constituting the substrate holding surface,
A first pressure space;
a second pressure space adjacent to the first pressure space, the second pressure space being separated from the first pressure space by a partition wall;
is formed,
a negative pressure or a positive pressure is separately applied to the first pressure space and the second pressure space to displace regions of the substrate holding surface above the first pressure space and the second pressure space;
the first pressure space is formed below a portion of the substrate holding surface that supports an edge of the substrate;
A substrate chuck comprising:
(Item 2)
The substrate chuck described in item 1, characterized in that the first pressure space is defined by an inner wall arranged closer to the center of the substrate chuck than the portion, and an outer wall arranged closer to the outer periphery of the substrate chuck than the portion.
(Item 3)
3. The substrate chuck according to claim 1, wherein the second pressure space is formed on the inner periphery side of the first pressure space.
(Item 4)
3. The substrate chuck according to claim 1, wherein the second pressure space is formed below the first pressure space.
(Item 5)
5. The substrate chuck according to item 4, wherein an inner peripheral wall of the second pressure space is formed closer to the center of the substrate chuck than the inner peripheral wall of the first pressure space.
(Item 6)
4. The substrate chuck according to item 3, further comprising a third pressure space separated from the first pressure space and the second pressure space and formed below the first pressure space and the second pressure space.
(Item 7)
The substrate chuck described in item 6, characterized in that an inner wall of the third pressure space is formed closer to the outer periphery of the substrate chuck than an inner wall of the second pressure space, and an outer periphery wall of the third pressure space is formed closer to the center of the substrate chuck than an outer periphery wall of the first pressure space.
(Item 8)
A substrate chuck according to any one of items 1 to 7;
a substrate stage that carries the substrate chuck and moves;
a control unit that controls a pressure inside each pressure space of the substrate chuck based on shape information of the substrate, thereby deforming an outer periphery of the substrate fixed by the substrate chuck on the substrate stage;
a control unit for controlling a shape of the substrate and a control section for controlling a shape of the substrate;
(Item 9)
9. The lithography apparatus according to item 8, wherein the lithography apparatus is configured as an imprint apparatus that forms a pattern in an imprint material on a substrate using a mold that is the original.
(Item 10)
9. The lithography apparatus according to item 8, wherein the lithography apparatus is configured as an exposure apparatus that transfers a pattern of the original onto the substrate via a projection optical system.
(Item 11)
forming a pattern on a substrate using a lithographic apparatus according to any one of items 8 to 10;
processing the substrate on which the pattern is formed;
and producing an article from the processed substrate.

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the following claims are appended to disclose the scope of the invention.

1:インプリント装置、2:照射部、3:モールド、4:モールド保持部、5:基板、6:基板ステージ、7:基板チャック、7a:基板保持ピン、7b:隔壁、7c:圧力空間、16:圧力制御部 1: Imprint device, 2: Irradiation unit, 3: Mold, 4: Mold holding unit, 5: Substrate, 6: Substrate stage, 7: Substrate chuck, 7a: Substrate holding pin, 7b: Partition wall, 7c: Pressure space, 16: Pressure control unit

Claims (11)

基板を基板保持面に吸着して保持する基板チャックであって、
前記基板保持面を構成する天板の下には、
第1圧力空間と、
前記第1圧力空間とは隔壁によって仕切られた、前記第1圧力空間と隣り合う第2圧力空間と、
が形成されており、
前記第1圧力空間および前記第2圧力空間に負圧または正圧が別々に印加されることにより、前記基板保持面のうちの前記第1圧力空間および前記第2圧力空間の上の領域を変位させるように構成され、
前記第1圧力空間は、前記基板保持面における、基板端を支える部分の下に形成されている、
ことを特徴とする基板チャック。
A substrate chuck that adsorbs and holds a substrate on a substrate holding surface,
Under the top plate constituting the substrate holding surface,
A first pressure space;
a second pressure space adjacent to the first pressure space, the second pressure space being separated from the first pressure space by a partition wall;
is formed,
a negative pressure or a positive pressure is separately applied to the first pressure space and the second pressure space to displace regions of the substrate holding surface above the first pressure space and the second pressure space;
the first pressure space is formed below a portion of the substrate holding surface that supports an edge of the substrate;
A substrate chuck comprising:
前記第1圧力空間は、前記部分より基板チャック中央側に配置された内周壁と、前記部分より基板チャック外周側に配置された外周壁とによって画定されている、ことを特徴とする請求項1に記載の基板チャック。 The substrate chuck according to claim 1, characterized in that the first pressure space is defined by an inner wall disposed closer to the center of the substrate chuck than the portion, and an outer wall disposed closer to the outer periphery of the substrate chuck than the portion. 前記第2圧力空間は、前記第1圧力空間の内周側に形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載の基板チャック。 The substrate chuck according to claim 1, characterized in that the second pressure space is formed on the inner peripheral side of the first pressure space. 前記第2圧力空間は、前記第1圧力空間の下方に形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載の基板チャック。 The substrate chuck according to claim 1, characterized in that the second pressure space is formed below the first pressure space. 前記第2圧力空間の内周壁は、前記第1圧力空間の前記内周壁よりも基板チャック中央側に形成されている、ことを特徴とする請求項4に記載の基板チャック。 The substrate chuck according to claim 4, characterized in that the inner peripheral wall of the second pressure space is formed closer to the center of the substrate chuck than the inner peripheral wall of the first pressure space. 前記第1圧力空間と前記第2圧力空間との下方に、前記第1圧力空間および前記第2圧力空間とは隔てられた第3圧力空間が更に形成されている、ことを特徴とする請求項3に記載の基板チャック。 The substrate chuck according to claim 3, characterized in that a third pressure space is further formed below the first pressure space and the second pressure space and separated from the first pressure space and the second pressure space. 前記第3圧力空間の内周壁は、前記第2圧力空間の内周壁よりも基板チャック外周側に形成され、前記第3圧力空間の外周壁は、前記第1圧力空間の外周壁よりも基板チャック中央側に形成されている、ことを特徴とする請求項6に記載の基板チャック。 The substrate chuck according to claim 6, characterized in that the inner peripheral wall of the third pressure space is formed closer to the outer periphery of the substrate chuck than the inner peripheral wall of the second pressure space, and the outer peripheral wall of the third pressure space is formed closer to the center of the substrate chuck than the outer peripheral wall of the first pressure space. 請求項1に記載の基板チャックと、
前記基板チャックを搭載して移動する基板ステージと、
基板の形状情報に基づいて前記基板チャックの各圧力空間の内部の圧力を制御することにより、前記基板ステージ上の前記基板チャックによって固定された基板の外周部を変形させる制御部と、
を備え、前記制御部により形状が制御された前記基板に原版のパターンを転写する、ことを特徴とするリソグラフィ装置。
A substrate chuck according to claim 1;
a substrate stage that carries the substrate chuck and moves;
a control unit that controls a pressure inside each pressure space of the substrate chuck based on shape information of the substrate, thereby deforming an outer periphery of the substrate fixed by the substrate chuck on the substrate stage;
a control unit for controlling a shape of the substrate and a control section for controlling a shape of the substrate;
前記リソグラフィ装置は、前記原版である型を用いて基板の上のインプリント材にパターン形成を行うインプリント装置として構成されていることを特徴とする請求項8に記載のリソグラフィ装置。 The lithography apparatus according to claim 8, characterized in that the lithography apparatus is configured as an imprint apparatus that forms a pattern in an imprint material on a substrate using the original mold. 前記リソグラフィ装置は、前記原版のパターンを、投影光学系を介して前記基板に転写する露光装置として構成されていることを特徴とする請求項8に記載のリソグラフィ装置。 The lithography apparatus according to claim 8, characterized in that the lithography apparatus is configured as an exposure apparatus that transfers the pattern of the original onto the substrate via a projection optical system. 請求項8から10のいずれか1項に記載のリソグラフィ装置を用いて基板にパターンを形成する工程と、
前記パターンが形成された基板を加工する工程と、
を有し、前記加工された基板から物品を製造する、ことを特徴とする物品製造方法。
Forming a pattern on a substrate using a lithographic apparatus according to any one of claims 8 to 10;
processing the substrate on which the pattern is formed;
and producing an article from the processed substrate.
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