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JPH04293225A - 基板吸着保持方法 - Google Patents

基板吸着保持方法

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JPH04293225A
JPH04293225A JP3081140A JP8114091A JPH04293225A JP H04293225 A JPH04293225 A JP H04293225A JP 3081140 A JP3081140 A JP 3081140A JP 8114091 A JP8114091 A JP 8114091A JP H04293225 A JPH04293225 A JP H04293225A
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wafer
suction
substrate
temperature
holding
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光陽 雨宮
Shunichi Uzawa
鵜澤　俊一
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は基板吸着保持方法に関し
、特にプロキシミティ方式の露光装置に最適な基板吸着
保持方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体メモリの大容量化に伴ない、半導
体製造装置における微細化技術の向上が叫ばれている。 しかし、半導体製造装置の微細化技術を向上させるため
には、光源の高解像度化とともに、ウエハとマスクとの
位置合せ誤差の低減化が要求される。
【０００３】光源の高解像度化を達成するためには、従
来の露光装置で使用されている遠紫外光などの代わりに
、シンクロトロン放射光を光源として使用することが考
えられる（たとえば、特開平２ー１００３１１号公報）
。一方、位置合せ誤差の低減化を達成するためには、ウ
エハとマスクとの位置合せを行うアライメント系の精度
の向上により位置検出誤差を低減させるほか、イオンミ
ーリングやエッチングなどによるプロセス歪を補償する
必要がある。
【０００４】以上の点に鑑みて、半導体製造装置の微細
化技術の向上を図ったウエハ吸着保持方法として、以下
に示すものが提案されている。
【０００５】（イ）ウエハおよびマスクをそれぞれ独立
に温度コントロールして伸縮させて倍率補正を行うこと
により、プロセス歪を補償する（たとえば、特開昭５３
ー９８７８２号公報）。
【０００６】（ロ）ウエハとマスクとの間にエアーを流
してエアーカーテンをつくり、ウエハおよびマスクの少
なくとも一方を温度コントロールして伸縮させて倍率補
正を行うことにより、プロセス歪を補償する（たとえば
、特開昭５５ー１２３１３１号公報）。
【０００７】（ハ）ウエハチャックにウエハを吸着保持
したのち該吸着保持を一旦解除して、ウエハとウエハチ
ャックとの温度を等しくする（たとえば、特公平１ー１
４７０３号公報，特公平１ー５２８９８号公報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た各ウエハ吸着保持方法を、プロキシミティ方式の露光
装置の一つである、前記シンクロトロン放射光を光源と
するＸ線露光装置に用いる場合には、次に示すような問
題点がある。
【０００９】（イ）特開昭５３ー９８７８２号公報に記
載されているものでは、前記Ｘ線露光装置のようにウエ
ハとマスクとが非常に狭いプロキシミティギャップ（通
常１０〜１００μｍ）をもって配置されている場合には
、ウエハの温度を変えるとマスクの温度も変わってしま
うため、両者の温度を独立に変化させることが困難であ
る。
【００１０】（ロ）特開昭５５ー１２３１３１号公報に
記載されているものでは、前記Ｘ線露光装置においては
プロキシミティギャップが非常に狭いため、ウエハとマ
スクとの間にエアーカーテンを作るのが困難であるとと
もに、マスクが撓む可能性がある。
【００１１】（ハ）特公平１ー１４７０３号公報または
特公平１ー５２８９８号公報に記載されているものでは
、ウエハの熱歪はとることができるが、倍率補正を行う
ことができないため、プロセス歪を補償することができ
ない。
【００１２】本発明の目的は、プロセス歪を精度よく補
償することができる基板吸着保持方法を提供することに
ある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の基板吸着保持方
法は、温度制御された基板吸着保持装置に基板を吸着保
持する基板吸着保持方法において、前記基板を前記基板
吸着保持装置に吸着保持する第１の吸着保持工程と、該
吸着保持された基板のプロセス歪を測定するプロセス歪
測定工程と、該プロセス歪の測定値が許容値以内である
か否かを検出する検出工程と、前記プロセス歪の測定値
が前記許容値よりも大きいときに、前記吸着保持された
基板の前記基板吸着保持装置への吸着保持を解除する吸
着保持解除工程と、該吸着保持が解除された基板の温度
を前記プロセス歪の測定値に応じて設定する温度設定工
程と、該温度設定された基板を前記基板吸着保持装置に
吸着保持する第２の吸着保持工程とを具備する。
【００１４】
【作用】本発明の基板吸着保持方法では、基板のプロセ
ス歪を測定するため、第１の吸着保持工程において、基
板吸着保持装置に前記基板を吸着保持したのち、プロセ
ス歪測定工程において、前記プロセス歪を測定するとと
もに、検出工程において、該測定されたプロセス歪が許
容値以内であるか否かを検出する。ここで、該測定され
たプロセス歪が許容値よりも大きいときには、前記基板
の温度を該プロセス歪に応じて設定して該基板を膨張ま
たは収縮させることにより、倍率補正を行って該プロセ
ス歪を補償するため、以下に示す各工程が行われる。
【００１５】吸着保持解除工程において、前記吸着保持
された基板の前記基板吸着保持装置への吸着保持を一旦
解除したのち、温度設定工程において、該吸着保持が解
除された基板の温度を前記測定されたプロセス歪に応じ
て設定し、該基板を膨張または収縮させる。その後、第
２の吸着保持工程において、膨張または収縮させた状態
を維持したまま、前記温度設定された基板を前記基板吸
着保持装置に吸着保持する。
【００１６】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【００１７】図２は、本発明の基板吸着保持方法の一実
施例を示すＸ線露光装置の概略構成図である。
【００１８】このＸ線露光装置は、たとえば特開平２ー
１００３１１号公報に記載されているようなシンクロト
ロン放射光を光源とするＸ線露光装置であり、ウエハ１
およびマスク１２を縦にしたまま露光を行うものである
。
【００１９】このＸ線露光装置は、図示左側に配設され
た、複数枚のウエハ（基板）が収納されたウエハカセッ
ト（不図示）と、該ウエハカセットから一枚のウエハ１
を取出して、図３に示すようにウエハ１の外周を吸着保
持して搬送するハンド４と、ステージ６に載置された、
ハンド４から図２に実線で示す受渡し位置においてウエ
ハ１を受取ってウエハ１の裏面を吸着保持する、温度制
御された基板吸着保持装置であるウエハチャック５と、
前記ウエハカセットとウエハチャック５との間に設けら
れた、ハンド４が図示矢印方向に摺動自在に取付けられ
たガイド３と、図示破線で示す露光位置に移動させられ
たウエハチャック５に吸着保持されたウエハ１とマスク
１２との位置合せをウエハ１の露光前に行うアライメン
ト装置１１とを具備する点については、従来のＸ線露光
装置と同じである。ここで、ウエハチャック５に設けら
れた排気管７は、ウエハチャック５のチャック面（ウエ
ハ１が吸着される面）と真空発生源（不図示）とを接続
するものであり、ウエハチャック５の内部で複数本に分
岐されたのち前記チャック面で開口されている。また、
ウエハチャック５の内部には、ウエハチャック５の温度
を一定に保つため、温調水循環装置９より供給される温
調水（温度調節された水）が循環される水路８が配管さ
れている。また、アライメント装置１１は、ウエハ１お
よびマスク１２に予めそれぞれ設けられた各アライメン
トマークにレーザ光を照射して、その反射光により両者
の位置ずれを検出するものである（たとえば、特開平２
ー１００３１１号公報）。
【００２０】しかし、このＸ線露光装置は、前記受渡し
位置近傍に配設された、ウエハ１の温度を調節する温度
調節板１０を具備する点と、アライメント装置１１およ
び温度調節板１０が第１および第２のインターフェース
１３１　，１３２　を介してそれぞれ電気的に接続され
たマイクロコンピュータ（以下、「ＣＰＵ」と称する。 ）１４を具備する点とが、従来のＸ線露光装置と異なる
。
【００２１】ここで、図４に示すように、温度調節板１
０は、温度調節時にウエハ１の裏面が密着される密着基
板２１と、密着基板２１内部に密着面（ウエハ１が密着
される面）と互いに平行に埋設された、ペルチェ素子ま
たは熱抵抗体などからなる加熱冷却素子２２と、密着基
板２１内部に前記密着面近傍に埋設されたサーミスタな
どからなる温度センサ２３と、加熱冷却素子２２，温度
センサ２３およびＣＰＵ１４と電気的に接続された、Ｃ
ＰＵ１４からのウエハ設定温度ＴＷ　と温度センサ２３
で検出された温度Ｔとの差ＴＷ　ーＴに応じて加熱冷却
素子２２に制御電流を出力する電源２４とを有する。
【００２２】次に、このＸ線露光装置の動作について、
図１を参照して説明する。
【００２３】（イ）第１の吸着保持工程露光動作が開始
されると、ウエハ１が、ハンド４によって前記ウエハカ
セットから取出されたのち、前記受渡し位置まで搬送さ
れる（ステップ４０）。該受渡し位置において、ウエハ
１はウエハチャック５に受取られて、裏面が吸着保持さ
れる（ステップ４１）。このとき、ウエハチャック５は
前記温調水により温度が一定に保たれているため、ウエ
ハ１も該温度に保たれる。
【００２４】（ロ）プロセス歪測定工程ステージ６が駆
動装置（不図示）により前記露光位置まで移動させられ
ることにより、ウエハチャック５に吸着保持されたウエ
ハ１が前記露光位置まで移動させられる（ステップ４２
）。その後、アライメント装置１１で、ウエハ１および
マスク１２に予め設けられた前記各アライメントマーク
を用いて、ウエハ１とマスク１２との位置合わせが行わ
れる。このとき、ウエハ１が歪んでいる場合には、ウエ
ハ１に設けられた前記アライメントマークの間隔とマス
ク１２に設けられた前記アライメントマークの間隔とが
一致しないため、前記位置合わせを正確に行うことがで
きない。したがって、この場合には、プロセス歪ΔＬを
測定するために、ウエハ１に設けられた前記アライメン
トマークの間隔Ｌ１　をアライメント装置１１で測定し
、該測定した間隔Ｌ１　と正規の間隔Ｌ０　とを用いて
、プロセス歪ΔＬ＝（Ｌ１　ーＬ０　）／Ｌ０　をＣＰ
Ｕ１４で演算する（ステップ４３）。 （ハ）検出工程 前記プロセス歪測定工程において測定したプロセス歪Δ
Ｌが、許容値以内であるか否かをＣＰＵ１４で検出し（
ステップ４４）、プロセス歪ΔＬが前記許容値以内であ
る場合には、ウエハ１への露光が開始される（ステップ
４９）。一方、プロセス歪ΔＬが前記許容値よりも大き
い場合には、次に示す吸着保持解除工程および温度設定
工程が行われる。
【００２５】（ニ）吸着保持解除工程および温度設定工
程 ＣＰＵ１４において、ウエハ設定温度ＴＷ　が次のよう
にして算出される（ステップ４５）。ウエハ設定温度Ｔ
Ｗ　は、ウエハ１の線膨張係数をαとし、露光雰囲気温
度をＴＲ　とすると、 ＴＷ　＝ＴＲ　＋ΔＬ／α　　　　　　　　　　　　　
　　　（１）より求まる。すなわち、たとえば、プロセ
ス歪ΔＬ＝１０ー６，線膨張係数α＝２．４×１０ー６
（１／℃）および露光雰囲気温度ＴＲ　＝２３．０（℃
）とすると、（１）式よりウエハ設定温度ＴＷ　＝２３
．４２（℃）が求まる。ウエハ設定温度ＴＷ　が求まる
と、ウエハ設定温度ＴＷ　と温度センサ２３で検出され
た温度Ｔとの差ＴＷ　ーＴに応じた制御電流が、図４に
示した電源２４から加熱冷却素子２２に出力されること
により、温度調節板１０の温度が設定される（ステップ
４６）。また、ステージ６が前記駆動装置で前記受渡し
位置まで移動させられることにより、ウエハチャック５
に吸着保持されたウエハ１が前記受渡し位置まで移動さ
せられる（ステップ４７）。その後、ウエハ１のウエハ
チャック５への吸着保持が解除されたのち（吸着保持解
除工程）、ウエハ１はハンド４に受渡され、ハンド４に
より温度調節板１０の前記密着面まで移動させられて、
裏面が該密着面に密着させられる（ステップ４８）。ウ
エハ１の裏面が前記密着面に密着させられると、ウエハ
１の温度がウエハ設定温度ＴＷ　（＝２３．４２℃）に
なり、ウエハ１は所定量だけ膨張するため、倍率補正が
行える（温度設定工程）。
【００２６】（ホ）第２の吸着保持工程ウエハ１の温度
がウエハ設定温度ＴＷ　に設定されると、ウエハ１はハ
ンド４により前記受渡し位置に移動させられたのち、ウ
エハチャック５に受渡されて、裏面が吸着保持される（
ステップ４１）。このとき、ウエハチャック５は前記温
調水により温度が露光雰囲気温度ＴＲ　（＝２３．０℃
）に保たれているため、ウエハ１は収縮しようとするが
、それよりも強い力でウエハチャック５により吸着保持
されるので、収縮することはない。以後、前述したステ
ップ４２からステップ４４の動作が行われ、ステップ４
４においてプロセス歪ΔＬが前記許容値以内になってい
ることが確認されると、露光が開始される（ステップ４
９）。
【００２７】以上の説明において、温度調節板１０の温
度設定を行うために、ペルチェ素子または熱抵抗体など
からなる加熱冷却素子２２を用いたが、加熱冷却素子２
２を用いる代わりに、ウエハチャック５と同様に、温度
制御された温調水を密着基板２１の内部に循環させても
よい。
【００２８】また、ウエハチャック５が温度調節板１０
を兼ねるようにしてもよい。ただし、この場合には、ウ
エハチャック５としては、線膨張係数αＣがウエハ１の
線膨張係数αと異なる材質からなるものを用い、前記温
度設定工程におけるウエハ設定温度ＴＷ　を、ＴＷ　＝
ＴＲ　＋ΔＬ／（αーαＣ　）　　　　　　　（２）に
より求め、ウエハ１をウエハ設定温度ＴＷ　にする。そ
の後、前記吸着保持解除工程において、ウエハ１のウエ
ハチャック５への吸着保持を解除して、ウエハチャック
５の温度を露光雰囲気温度ＴＲ　にしたのち、第２の吸
着保持工程において、ウエハ１を再度ウエハチャック５
へ吸着保持させる。
【００２９】さらに、図２には図示していないが、この
種のＸ線露光装置においては、前記ウエハカセットとウ
エハチャック５との間に、ウエハ１の向きを調節するた
めのオリエンテーションフラット検知台が設けられる場
合がある（たとえば特開平２ー１００３１１号公報）。 このような場合には、該オリエンテーションフラット検
知台が温度調節板１０を兼ねるようにしてもよい。また
、ハンド４が温度調節板１０を兼ねるようにしてもよい
。
【００３０】なお、上述したプロセス歪の補償動作は、
各ウエハごとに行ってもよいが、同一ロット（前記ウエ
ハカセットに収納されているウエハ全部）内でプロセス
歪に偏りがあまりない場合には、前記ウエハカセットか
ら最初に取出したウエハについてのみ、上述したプロセ
ス歪の補償動作を行わせて、２枚目以降のウエハについ
ては、前記ウエハカセットにおいて温度設定したのち、
ハンド４により取出すようにしてもよい。
【００３１】ウエハ１が非等方的に歪んでいる場合には
、温度調節板１０の温度分布をウエハ１の歪に応じて設
定してもよい。
【００３２】前記実施例では、シンクロトロン放射光を
光源とするＸ線露光装置について説明したが、紫外光を
光源とするプロキシミティ方式の露光装置に用いてもよ
い。また、プロセス歪を補償する対象としてはウエハに
限らず、たとえば薄膜トランジスタなどが形成される液
晶ディスプレイなどの基板であってもよい。
【００３３】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。
【００３４】本発明の基板吸着保持方法は、第１の吸着
保持工程，プロセス歪測定工程，検出工程，吸着保持解
除工程，温度設定工程および第２の吸着保持工程を有す
ることにより、基板とマスクとが非常に狭いプロキシミ
ティギャップをもって配置されていても、前記マスクの
温度に影響を与えることなく、前記基板の温度を該基板
のプロセス歪に応じて設定することができるため、該基
板の膨張または収縮による倍率補正を精度よく行うこと
ができるので、前記プロセス歪を精度よく補償すること
ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２に示した露光装置の動作を説明するフロー
チャートである。
【図２】本発明の基板吸着保持方法の一実施例を示すＸ
線露光装置の概略構成図である。
【図３】図２に示したハンドの構造を示す概略構成図で
ある。
【図４】図２に示した温度調節板の構造を示す概略構成
図である。
【符号の説明】
１　　　　ウエハ、 ３　　　　ガイド、 ４　　　　ハンド、 ５　　　　ウエハチャック、 ６　　　　ステージ、 ７　　　　排気管 ８　　　　水路 ９　　　　温調水循環装置 １０　　　　温度調節板 １１　　　　アライメント装置 １２　　　　マスク １３１　　　第１のインターフェース １３２　　　第２のインターフェース １４　　　　ＣＰＵ ２１　　　　密着基板 ２２　　　　加熱冷却素子 ２３　　　　温度センサ ２４　　　　電源

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　温度制御された基板吸着保持装置に基
    板を吸着保持する基板吸着保持方法において、前記基板
    を前記基板吸着保持装置に吸着保持する第１の吸着保持
    工程と、該吸着保持された基板のプロセス歪を測定する
    プロセス歪測定工程と、該プロセス歪の測定値が許容値
    以内であるか否かを検出する検出工程と、前記プロセス
    歪の測定値が前記許容値よりも大きいときに、前記吸着
    保持された基板の前記基板吸着保持装置への吸着保持を
    解除する吸着保持解除工程と、該吸着保持が解除された
    基板の温度を前記プロセス歪の測定値に応じて設定する
    温度設定工程と、該温度設定された基板を前記基板吸着
    保持装置に吸着保持する第２の吸着保持工程とを具備す
    ることを特徴とする基板吸着保持方法。
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Cited By (2)

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