JP2007214336A - 保持装置、保持方法、ステージ装置、露光装置、デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】板状部材に反り等が発生している場合であっても、この反り等を抑えつつ保持面に載置することができる保持装置、保持方法等を提案する。
【解決手段】板状部材Ｗの第一面Ｗｂと対向して該板状部材Ｗを保持する保持面２を有する保持部材１と、板状部材Ｗを支持して該板状部材Ｗを保持面２と交差する方向に移動させて保持面２上に戴置する可動部材７７と、可動部材７７に支持された板状部材Ｗと保持面２との間に気体Ａを供給する気体供給部１０とを備えた保持装置ＷＨであって、板状部材Ｗが保持面２上に保持される前に、気体供給部１０から供給される気体Ａを用いて可動部材７７に支持された板状部材Ｗを平坦化する。
【選択図】図４

Description

本発明は、保持装置、保持方法、ステージ装置、露光装置、デバイスの製造方法に関する。

半導体素子等を製造するリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニングステッパ）などの逐次移動型の投影露光装置が主流となっている。このような投影露光装置においては、２次元面内を移動可能な基板ステージが設けられており、この基板ステージ上に固定された基板ホルダにより、感光基板が真空吸着或いは静電吸着等により保持されている。

また、露光装置においては、半導体メモリの大容量化やＣＰＵプロセッサの高速化・大集積化の進展とともに感光基板上に形成されるパターンの微細化の要求が高まっており、高い露光精度が要求されている。
このため、基板ホルダとしては、感光基板との間に異物の挟み込みが生じると感光基板表面に凹凸が生じ、露光の際の焦点ずれ、ひいては露光精度の劣化が発生してしまうので、例えば特許文献１などに開示されるように、多数のピン状の支持部により感光基板を支持するピンチャック式の基板ホルダが提案されている。
特開平１−１２９４３８号公報

基板ホルダ上に載置される感光基板は、例えばシリコン等からなり、直径が８インチ（２００ｍｍ）や１２インチ（３００ｍｍ）で、厚みが０．５ｍｍから１．０ｍｍ程度の薄形円板である。このため、感光基板自体が反ったり、波打ったりしている場合が少なくない。
このように反ったり、波打ったりした感光基板を基板ホルダで吸着保持すると、感光基板が基板ホルダ上で強制的に引き伸ばされて保持される。ところが、感光基板の引き伸ばされ方は均一でないため、感光基板が局所的に変形するという問題がある。更に、感光基板の引き伸ばされ方に再現性は殆どないため、例えば感光基板が基板ホルダ上に吸着保持される度に、感光基板上に形成したアライメントマークが位置ずれしてしまうという問題がある。このため、パターンの重ね合わせを高精度に行うことが困難となっている。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、板状部材に反り等が発生している場合であっても、この反り等を抑えつつ保持面に載置することができる保持装置、保持方法、ステージ装置、露光装置、デバイスの製造方法を提案することを目的とする。

本発明に係る保持装置、保持方法、ステージ装置、露光装置、デバイスの製造方法では、上記課題を解決するために、実施の形態に示す各図に対応付けした以下の手段を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。

第一の発明は、板状部材（Ｗ）の第一面（Ｗｂ）と対向して該板状部材を保持する保持面（２）を有する保持部材（１）と、前記板状部材を支持して該板状部材を前記保持面と交差する方向に移動させて前記保持面上に戴置する可動部材（７７）と、前記可動部材に支持された前記板状部材と前記保持面との間に気体（Ａ）を供給する気体供給部（１０）とを備えた保持装置（ＷＨ）であって、前記板状部材が前記保持面上に保持される前に、前記気体供給部から供給される気体を用いて前記可動部材に支持された前記板状部材を平坦化するようにした。

また、保持装置（ＷＨ）は、板状部材（Ｗ）の第一面（Ｗｂ）と対向して該板状部材を保持する保持面（２）を有する保持部材（１）と、前記板状部材を支持して該板状部材を前記保持面と交差する方向に移動させて前記保持面上に戴置する可動部材（７７）と、前記可動部材に支持された前記板状部材における前記第一面と前記保持面との間に気体（Ａ）を供給する第一気体供給部（１０）と、前記板状部材の前記第一面とは反対側の第二面（Ｗａ）と対向する対向面（２０ｂ）を有し、該対向面と前記板状部材との間に気体（Ａ）を供給する第二気体供給部（２６）と、前記第一気体供給部及び前記第二気体供給部の少なくとも一方における前記気体の供給状態を調整する調整部（ＣＯＮＴ）と、を含むようにした。

また、保持装置（ＷＨ２）は、板状部材（Ｗ）を保持する保持面（３２）を有する保持部材（３１）と、前記板状部材を支持して該板状部材を前記保持面と交差する方向に移動させて前記保持面上に載置する可動部材（７７）と、前記可動部材に支持された前記板状部材と前記保持面との間に気体（Ａ）を供給する気体供給部（４６）と、前記可動部材に支持された前記板状部材と前記保持面との間の気体を吸引する気体吸引部（４０）と、前記気体供給部と前記気体吸引部を同時に稼働させた状態で、前記気体供給部における気体供給状態と前記気体吸引部における気体吸引状態とを調整する調整部（ＣＯＮＴ）と、を含むようにした。

第二の発明は、保持面（２）上で板状部材（Ｗ）を保持する保持方法であって、前記保持面と交差する方向に移動可能な可動部材（７７）によって前記板状部材を支持する工程と、前記可動部材によって前記板状部材を前記保持面に向けて移動させる工程と、前記可動部材に支持された前記板状部材と前記保持面との間に気体（Ａ）を供給することで前記可動部材に支持された前記板状部材を平坦化する工程と、平坦化された前記板状部材を前記保持面上に載置する工程と、を含むようにした。

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また、保持面（２）上で板状部材（Ｗ）を保持する保持方法であって、前記保持面と交差する方向に移動可能な可動部材（７７）によって前記板状部材の第一面（Ｗｂ）を前記保持面と対向させた状態で支持する工程と、前記板状部材の前記第一面とは反対側の第二面（Ｗａ）と対向する対向面（２０ｂ）を有する部材（２０）を配置して前記対向面と前記板状部材との間に気体（Ａ）を供給すると共に、前記可動部材に支持された前記板状部材の前記第一面と前記保持面との間に気体を供給することで、前記可能部材に支持された前記板状部材を平坦化する工程と、平坦化された前記板状部材を前記保持面上に載置する工程と、を含むようにした。

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また、保持面（３２）上で板状部材（Ｗ）を保持する方法であって、前記保持面と交差する方向に移動可能な可動部材（７７）によって前記板状部材を支持する工程と、前記可動部材に支持された前記板状部材の第一面（Ｗｂ）と前記保持面との間の空間で気体（Ａ）の供給と気体の吸引とを行うことで前記可動部材に支持された前記板状部材を平坦化する工程と、平坦化された前記板状部材を前記保持面上に載置する工程と、を含むようにした。

第三の発明は、板状部材（Ｗ）を保持して移動可能なステージ装置（ＷＳＴ）が、第一の発明に係る保持装置（ＷＨ，ＷＨ２）を備えるようにした。

第四の発明は、基板ステージ（ＷＳＴ）上に保持された基板（Ｗ）上に所定の像を形成する露光装置（ＥＸ）であって、前記基板ステージに第三の発明に係るステージ装置（ＷＳＴ）を用いるようにした。

第五の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程において第四の発明に係る露光装置（ＥＸ）を用いるようにした。

本発明によれば以下の効果を得ることができる。
基板を保持面に載置するに先立って、基板に発生している反り等を矯正することができるので、基板に変形等を残すことなく保持面上に吸着保持することができる。これにより、基板をステージ装置により正確に位置決めすることができるので、微細なパターンを高精度に露光することが可能となる。したがって、高品質、高性能なデバイスを効率よく得ることが可能となる。

以下、本発明に係る保持装置、保持方法、ステージ装置、露光装置、デバイスの製造方法の実施形態について、図を参照して説明する。
〔第一実施形態〕
図１は、本実施形態の露光装置ＥＸの概略構成を示す図である。
露光装置ＥＸは、レチクルＲとウエハＷとを一次元方向に同期移動しつつ、レチクルＲに形成されたパターンＰＡを投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の各ショット領域に転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、すなわち、いわゆるスキャニング・ステッパである。
露光装置ＥＸは、露光光ＥＬによりレチクルＲを照明する照明光学系ＩＬ、レチクルＲを保持して移動可能なレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲから射出される露光光ＥＬをウエハＷ上に投射する投影光学系ＰＬ、ウエハＷをウエハホルダＷＨを介して支持する保持しつつ移動可能なウエハステージＷＳＴ、露光装置ＥＸを統括的に制御する制御装置ＣＯＮＴ等を備える。
なお、以下の説明において、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと一致する方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な平面内でレチクルＲとウエハＷとの同期移動方向（走査方向）をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に垂直な方向（非走査方向）をＹ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ及びθＺ方向とする。

照明光学系ＩＬは、レチクルステージＲＳＴに支持されているレチクルＲを露光光ＥＬで照明するものであり、露光光ＥＬを射出する露光用光源、露光用光源から射出された露光光ＥＬの照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ＥＬを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、露光光ＥＬによるレチクルＲ上の照明領域をスリット状に設定する可変視野絞り等（いずれも不図示）を備える。そして、レチクルＲ上の所定の照明領域は、照明光学系ＩＬにより均一な照度分布の露光光ＥＬで照明される。

照明光学系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。

レチクルステージＲＳＴは、レチクルＲを保持して移動可能であって、例えばレチクルＲを真空吸着（又は静電吸着）により固定している。レチクルステージＲＳＴは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわち、ＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微小回転可能である。
レチクルステージＲＳＴは、リニアモータ等のレチクルステージ駆動部ＲＳＴＤにより駆動される。そして、レチクルステージ駆動部ＲＳＴＤは、制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

レチクルステージＲＳＴ上には、移動鏡５１が設けられている。また、移動鏡５１に対向する位置には、レーザ干渉計５２が設けられている。これにより、レチクルステージＲＳＴ上のレチクルＲの２次元方向（ＸＹ方向）の位置及びθＺ方向の回転角（場合によってはθＸ、θＹ方向の回転角も含む）は、レーザ干渉計５２によりリアルタイムで計測される。そして、レーザ干渉計５２の計測結果は、制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計５２の計測結果に基づいてレチクルステージ駆動部ＲＳＴＤを駆動することでレチクルステージＲＳＴに支持されているレチクルＲの位置を制御する。

投影光学系ＰＬは、レチクルＲのパターンを所定の投影倍率βでウエハＷに投影露光するものである。投影光学系ＰＬは、ウエハＷ側の先端部に設けられた光学素子を含む複数の光学素子で構成されており、これら光学素子は鏡筒ＰＫで支持されている。投影光学系ＰＬは、投影倍率βが、例えば１／４、１／５、あるいは１／８の縮小系である。
なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬの先端部の光学素子は鏡筒ＰＫに対して着脱（交換）可能に設けられる。

ウエハステージＷＳＴは、ウエハＷを支持しつつ移動するものであって、ウエハＷをウエハホルダＷＨを介して保持して、Ｚ軸方向、θＸ方向及びθＹ方向の３自由度方向に微小駆動するＺテーブル６１、Ｚテーブル６１を支持しつつ、Ｙ軸方向に連続移動及びＸ軸方向にステップ移動するＸＹテーブル６２、ＸＹテーブル６２をＸＹ平面内で移動可能に支持するウエハ定盤６３等を備えている。
ウエハステージＷＳＴは、リニアモータ等のウエハステージ駆動部ＷＳＴＤにより駆動される。ウエハステージ駆動部ＷＳＴＤは、制御装置ＣＯＮＴにより制御される。そして、Ｚテーブル６１を駆動することにより、Ｚテーブル６１上のウエハホルダＷＨに保持されているウエハＷのＺ軸方向における位置（フォーカス位置）等が制御される。また、ＸＹテーブル６２を駆動することにより、ウエハＷのＸＹ方向における位置（投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行な方向の位置）が制御される。
なお、ウエハホルダＷＨの詳細な構成については、後述する。

ウエハステージＷＳＴ（Ｚテーブル６１）上には、移動鏡５３が設けられている。また、移動鏡５３に対向する位置には、レーザ干渉計５４が設けられている。これにより、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの２次元方向の位置及び回転角はレーザ干渉計５４によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。そして、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計５４の計測結果に基づいてウエハステージ駆動部ＷＳＴＤを介してウエハステージＷＳＴを駆動することで、ウエハステージＷＳＴに支持されているウエハＷのＸ軸、Ｙ軸方向及びθＺ方向の位置決めを行う。

また、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの像面に対するウエハＷ表面の位置（フォーカス位置）を検出するフォーカス検出系５６を備えている。フォーカス検出系５６は、ウエハＷ表面に対して斜め方向より検出光を投射する投光部５６Ａと、ウエハＷ表面で反射した検出光（反射光）を受光する受光部５６Ｂとを備えている。
受光部５６Ｂの受光結果は、制御装置ＣＯＮＴに出力される。そして、制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス検出系５６の検出結果に基づいてウエハステージ駆動部ＷＳＴＤを介してウエハステージＷＳＴ（Ｚテーブル６１）を駆動することで、ウエハＷ表面の位置を投影光学系ＰＬの焦点深度内に収める。すなわち、Ｚテーブル６１は、ウエハＷのフォーカス位置及び傾斜角を制御してウエハＷの表面をオートフォーカス方式及びオートレベリング方式で投影光学系ＰＬの像面に合わせ込む。

次に、ウエハホルダＷＨの詳細な構成について説明する。
図２はウエハホルダＷＨの側断面図、図３はホルダ板１を上方から見た平面図である。
ウエハホルダＷＨは、所定形状を有するホルダ板１と給排気装置１０等とを備えている。ホルダ板１はウエハＷに応じた形状を有しており、例えば、平面視略円形状に形成されている。
ホルダ板１の上面２には、外周部近傍に所定幅を有する環状（無端状）に形成された凸状のシール部７と、シール部７の内側領域に所定間隔で複数に設けられた突起状のピン部８とが設けられる。そして、シール部７と複数のピン部８により、ウエハＷの下面を複数箇所で支持するようになっている。
ホルダ板１の下面３は、平坦に形成されており、不図示の吸着機構によりＺテーブル６１上に装着される領域である。Ｚテーブル６１上も平坦に形成されるので、ウエハホルダＷＨをＺテーブル６１上に装着しても、上面２が殆ど変形しないようになっている。
なお、ホルダ板１は、セラミック、例えば炭化珪素セラミックス（ＳｉＣ：シリコンカーバイド）により形成される。炭化珪素セラミックスは、熱伝導性が高く、線膨張係数が低いので、熱変形することなく、温度を伝えることができる。また、加工性が良好であるため、上面２及び下面３を高い平坦度に形成することができる。

ホルダ板１の上面２に設けられた複数のピン部８の上端面及びシール部７の上端面は、それぞれ平坦かつ同一平面上に位置するように形成される。つまり、複数のピン部８とシール部７とにより、ウエハＷを保持する保持面（上面２）が形成されている。このようにして、ウエハＷは、ピン部８及びシール部７の上端に、平坦に保持可能となっている。
なお、シール部７は、この上に載置されるウエハＷの外径より僅かに小さい外径を有するように形成される。

図３に示すように、ホルダ板１の上面２における複数の所定位置には、給排気孔５が形成されている。例えば、給排気孔５は、上面２の中心部から放射方向に全部で１２箇所に形成されている。給排気孔５は、ホルダ板１を上下方向に貫く孔であり、ホルダ板１が載置されるＺテーブル６１に形成された流路１２を介して給排気装置１０に連結されている。例えば、排気孔５は、上面２の中心部から放射方向に１２箇所に形成されている。
このような構成により、給排気装置１０が排気動作（吸引動作）を行うことにより、給排気孔５から流路１２を介して、ウエハＷとホルダ板１の上面２との間の空気Ａが吸引されるようになっている。これにより、ウエハＷ及びシール部７で囲まれた空間が負圧になり、ウエハＷがホルダ板１の上面２に対して吸着されるようになっている。
一方、給排気装置１０が給気動作（吹出動作）を行うことにより、ウエハＷとホルダ板１の上面２との間に、給排気孔５から空気Ａが供給されるようになっている。

また、ホルダ板１には、ウエハＷを保持して昇降可能なリフトピン７７が配置されるリフトピン用穴９ａが形成されている。リフトピン７７及びこれに対応するリフトピン用穴９ａは、上面２の中央部近傍において、正三角形の頂点に対応する位置にそれぞれ設けられている。なお、リフトピン用穴９ａの周囲にも、環状（無端状）に形成され、ピン部８とほぼ同じ高さを有するシール部９が設けられている。
３本のリフトピン７７は、上下方向（Ｚ軸方向）に同時に同一量だけ昇降自在となっている。ウエハホルダＷＨに対するウエハＷのロード及びアンロード時において、リフトピン７７が駆動機構７０により昇降することで、ウエハＷを下方から支持したり、ウエハＷを下方から支持した状態で上下動したりすることができるようになっている。
なお、各リフトピン７７には、先端上面に開口する吸引路７７ａが形成されており、各吸引路７７ａは、不図示の真空吸引源に接続されている。これにより、３本のリフトピン７７上にウエハＷを載置した際に、吸引路７７ａを介して吸引（排気）することで、ウエハＷが吸着保持されて位置ずれしないようになっている。

図２に戻り、ＸＹテーブル６２とＺテーブル６１との間には、投影光学系ＰＬの結像面に対するＺテーブル６１（ウエハＷ）の位置を調整するアクチュエータ８０と、ウエハＷをＺ方向に昇降させる駆動機構７０とが設けられている。
アクチュエータ８０は、ボイスコイルモータで構成されており、ＸＹテーブル６２に設けられた固定子８０Ａと、Ｚテーブル６１に設けられてＺ方向に移動可能な可動子８０Ｂとからなる。アクチュエータ８０は、三箇所に設けられ、各アクチュエータ８０をそれぞれ駆動することにより、Ｚテーブル６１がＺ軸方向、θＸ方向及びθＹ方向の３自由度方向に微小駆動するようになっている。

駆動機構７０は、矩形ブロック状のベース部７１、ベース部７１をＺ方向に移動自在にガイドするガイド装置７２、ベース部７１の一側面に設けられたＺ方向に複数のギア７３ａが直線的に並ぶラック７３、ラック７３のギア７３ａと互いに噛合すると共に紙面と直交する軸周りに回転するピニオン７４、ベース部７１の近傍に設けられて制御装置ＣＯＮＴの制御下でピニオン７４を回転駆動する回転モータ７５、ベース部７１のＺ軸方向の位置を検出し制御装置ＣＯＮＴに出力するリニアスケール７６と、を主体に構成されている。
そして、矩形ブロック状のベース部７１の上面に、Ｚ軸に沿って３つのリフトピン７７が配置される。

また、ウエハホルダＷＨの上方には、ホルダ板１と略同一形状の板状部材２０が対向配置される（図１，図４参照）。
板状部材２０の下面２０ｂは、平坦に形成されており、更にこの下面２０ｂにおける複数の所定位置には、給気孔２２が形成されている。例えば、１２個の給気孔２２が、ホルダ板１の上面２に形成された給排気孔５のそれぞれと対向する位置に形成される。また、各給気孔２２は、板状部材２０を上下方向に貫く孔であって、流路２４を介して給気装置２６に連結されている。
このような構成により、給気装置２６が給気動作（吹出動作）を行うことにより、ウエハＷと板状部材２０の下面２０ｂとの間に、給気孔２２から空気Ａが供給されるようになっている。
なお、板状部材２０は、ウエハステージＷＳＴの可動範囲のうちのウエハロード／アンロード位置に設けられている。また、板状部材２０は、モータ等の上下駆動部８１により、Ｚ方向に移動可能となっている。

次に、ウエハホルダＷＨ（ホルダ板１）上にウエハＷを載置する際の動作について説明する。
図４は、ウエハＷをウエハホルダＷＨ（ホルダ板１）上に載置する際の動作を示す図である。
まず、ウエハステージＷＳＴ（Ｚテーブル６１及びＸＹテーブル６２）が、ウエハＷをロードするために、ウエハロード／アンロード位置に移動する。そして、駆動機構７０を駆動して、３本のリフトピン７７を上昇させ、ホルダ板１の上面２から突出させる。
次に、さらにリフトピン７７を上昇させ、ＸＹ平面方向に移動可能なウエハ搬送アーム８２によってウエハホルダＷＨ（ホルダ板１）の上方に搬送されたウエハＷを、リフトピン７７上に載置し、リフトピン７７に形成された吸引路７７ａを介してウエハＷを吸引、保持する。

リフトピン７７上に載置されたウエハＷは、例えばシリコン等からなり、直径が３００ｍｍ、厚みが１．０ｍｍ以下の薄形円板である。このため、ウエハＷ自体が反ったり、波打ったりしている場合が少なくない。このように反ったり、波打ったりしたウエハＷを、このままウエハホルダＷＨ（ホルダ板１）上に載置して吸着すると、ウエハＷがホルダ板１上で強制的に引き伸ばされて（ホルダ板１の一部のピン部８とウエハＷとの間で滑りが発生して）保持される。
ところが、ウエハＷの引き伸ばされ方は均一ではなく、しかも再現性が殆どない。このため、ウエハＷをホルダ板１上に吸着保持する度にウエハＷが局所的に変形してしまう。これにより、露光精度が悪化してしまう虞がある。

そこで、ウエハＷをリフトピン７７上に載置した状態で、ウエハＷに発生している反り等を矯正する。具体的には、リフトピン７７上にウエハＷを吸引保持した状態で、ウエハＷの上面Ｗａ及び下面Ｗｂに空気Ａを均等に吹き付け、その圧力（形成される空気層の剛性）により、ウエハＷに発生している反り等を矯正する。
まず、駆動機構７０を駆動して３本のリフトピン７７を下降させて、ウエハＷをホルダ板１に近接させて、ホルダ板１の上面２とウエハＷの下面Ｗｂとの距離が１ｍｍ以下、好ましくは数μｍ程度となるようにする。３本のリフトピン７７を下降させる場合に代えて、アクチュエータ８０を駆動してＺテーブル６１（ホルダ板１）を上昇させることで、ホルダ板１の上面２とウエハＷの下面Ｗｂとの距離が上述した程度となるようにしてもよい。
また、ウエハＷとホルダ板１とを近接させると同時に、板状部材２０をウエハＷに近接させる。そして、板状部材２０の下面２０ｂとウエハＷの上面Ｗａとの距離が１ｍｍ以下、好ましくは数μｍ程度となるようにする。つまり、ホルダ板１の上面２とウエハＷの下面Ｗｂとの距離と、板状部材２０の下面２０ｂとウエハＷの上面Ｗａとの距離を同一にする。

次いで、給排気装置１０及び給気装置２６を作動させ、ホルダ板１の給排気孔５及び板状部材２０の給気孔２２から、空気ＡをウエハＷに向けて吹き付ける。この際、給排気孔５及び給気孔２２からウエハＷに向けて吹き付ける空気Ａの状態（主に圧力及び流量）は、略均一とする。これにより、図４に示すように、ホルダ板１の上面２とウエハＷの下面Ｗｂとの間に形成される空気層ＡＢ１と、板状部材２０の下面２０ｂとウエハＷの上面Ｗａとの間に形成される空気層ＡＢ２とが、同一の剛性を有するように形成される。
そして、ウエハＷの上面Ｗａと下面Ｗｂに均一な力が加えられることで、空気層ＡＢ１，ＡＢ２よりも剛性の低いウエハＷに発生した反り等が矯正されて、ウエハＷが平坦化する。

次に、ウエハＷを平坦化した状態で、ホルダ板１に向けて移動させる。ウエハＷの移動は、駆動機構７０を駆動してウエハＷを吸着保持したリフトピン７７を下降させることで行ってもよいし、アクチュエータ８０を駆動してＺテーブル６１（ホルダ板１）を上昇させることで行ってもよい。いずれの場合であっても、ウエハＷがホルダ板１に近接するに従って、ホルダ板１の給排気孔５から吹き出る空気Ａの状態（流量或いは圧力）を変化（流量或いは圧力の低下）させる。ホルダ板１の上面２とウエハＷの下面Ｗｂとの距離に応じて、給排気孔５から吹き出る空気Ａの状態（圧力及び流量）を変化させることで、ホルダ板１の上面２とウエハＷの下面Ｗｂとの間に形成される空気層ＡＢ１の剛性が一定に維持される。
ウエハＷホルダ板１に向けて移動させる際には、板状部材２０とウエハＷとの距離、及び板状部材２０の給気孔２２からウエハＷに向けて吹き付ける空気Ａの状態を常に一定の維持する。これにより、板状部材２０の下面２０ｂとウエハＷの上面Ｗａとの間に形成される空気層ＡＢ２の剛性も一定に維持される。
このようにして、ウエハＷをホルダ板１に向けて移動させた場合であっても、ウエハＷを平坦化した状態が維持される。

次に、ウエハＷが移動してホルダ板１の上面２に密着したら、ホルダ板１の給排気孔５からの空気Ａの吹き出しを止めて、給排気装置１０を吸引（排気）動作に切り換える。同時に、給気装置２６を停止して、板状部材２０の給気孔２２からの空気Ａの吹き付けを止める。
これにより、ウエハＷに発生していた反り等が矯正された状態で、ウエハＷがホルダ板１上に吸着保持される。
次いで、リフトピン７７によるウエハＷの吸着を停止すると共に、リフトピン７７を下降させる。また、板状部材２０を不図示の上下駆動部により上昇、退避させることで、ウエハＷのロード作業が終了する。そして、ウエハＷに対する露光処理が開始される。

以上のように、本実施形態によれば、ウエハＷをウエハホルダＷＨ（ホルダ板１）の上面２に載置するに先立って、ウエハＷの上面Ｗａ側と下面Ｗｂ側に同一な剛性を有する空気層ＡＢ１，ＡＢ２を形成することで、ウエハＷの上面Ｗａと下面Ｗｂに均一な力が加わる。これにより、剛性の低いウエハＷに発生した反り等が矯正されて、ウエハＷが平坦化される。
そして、平坦化したウエハＷをウエハホルダＷＨ上に吸着保持するので、微細なパターンをウエハＷ上に高精度に露光することが可能となる。

〔第二実施形態〕
図５はウエハホルダＷＨ２の側断面図、図６はホルダ板３１を上方から見た平面図である。以下の説明では、主に第一実施形態とは異なる部分について説明し、同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
ウエハホルダＷＨ２は、ホルダ板３１、排気装置４０、給気装置４６等とを備えている。ホルダ板３１は、環状に形成された凸状のシール部３７と、所定間隔で複数に設けられた突起状のピン部３８とが形成され、複数のピン部３８とシール部３７とにより、ウエハＷを保持する保持面（上面３２）が形成されている。また、ホルダ板３１には、リフトピン用穴３９ａ、凸状のシール部３９が形成されている。

図６に示すように、ホルダ板３１の上面３２における複数の所定位置には、排気孔３５及び給気孔３６が形成されている。例えば、排気孔３５及び給気孔３６は、上面３２の中心部から放射方向に、それぞれ１２箇所に形成されている。排気孔３５は、ホルダ板３１を上下方向に貫く孔であり、ホルダ板３１が載置されるＺテーブル６１に形成された流路４２を介して排気装置４０に連結されている。同様に、給気孔３６もＺテーブル６１に形成された流路４８を介して給気装置４６に連結されている。
このような構成により、排気装置４０が排気動作（吸引動作）を行うことにより、排気孔３５から流路４２を介して、ウエハＷとホルダ板３１の上面３２との間の空気Ａが吸引されるようになっている。一方、給気装置４６が給気動作（吹出動作）を行うことにより、ウエハＷとホルダ板３１の上面３２との間に、給気孔３６から空気Ａが供給されるようになっている。
なお、排気孔３５と給気孔３６は同数である必要はない。ウエハＷとホルダ板３１の上面３２との間に、給気孔３６から空気Ａを供給すると共に排気孔３５から空気Ａを吸引した場合に、ウエハＷとホルダ板３１との間に形成される空気層ＡＢ３が略均一な状態（圧力分布が発生しない状態）となるように、排気孔３５と給気孔３６の数、大きさ、配置が決定される。

次に、ウエハホルダＷＨ上にウエハＷを載置する際の動作について説明する。
図７は、ウエハＷをウエハホルダＷＨ上に載置する際の動作を示す図である。
まず、ウエハステージＷＳＴ（Ｚテーブル６１及びＸＹテーブル６２）が、ウエハＷをロードするために、ウエハロード／アンロード位置に移動する。そして、駆動機構７０を駆動して、３本のリフトピン７７を上昇させ、ホルダ板３１の上面３２から突出させる。
次に、不図示のウエハ搬送アームにより、ウエハＷをリフトピン７７上に載置し、更にリフトピン７７に形成された吸引路７７ａを介してウエハＷを吸引、保持する。
次いで、駆動機構７０を駆動して３本のリフトピン７７を下降させて（或いはアクチュエータ８０を駆動してＺテーブル６１（ホルダ板１）を上昇させて）、ウエハＷをホルダ板３１に近接させる。そして、ホルダ板３１の上面３２とウエハＷの下面Ｗｂとの距離が１ｍｍ以下、好ましくは数μｍ程度となるようにする。

次いで、排気装置４０を作動させ、ホルダ板３１の排気孔３５から空気ＡをウエハＷに向けて吹き付ける。同時に給気装置４６を作動させて、ホルダ板３１の給気孔３６からウエハＷとの間の空間から空気Ａを吸引する。
この際、排気孔３５から吹き付ける空気Ａ、給気孔３６から吸引される空気Ａの状態（主に圧力及び流量）を調整することで、ホルダ板３１とウエハＷとの間に形成される空気層ＡＢ３の剛性を任意に設定することができる。これにより、図７に示すように、空気層ＡＢ３の剛性を調整することで、ウエハＷに発生した反り等を矯正し、ウエハＷを平坦化することが可能となる。

次に、ウエハＷを平坦化した状態で、ホルダ板３１に向けて移動させる。ウエハＷの移動は、駆動機構７０を駆動してウエハＷを吸着保持したリフトピン７７を下降させることで行ってもよいし、アクチュエータ８０を駆動してＺテーブル６１（ホルダ板３１）を上昇させることで行ってもよい。いずれの場合であっても、ウエハＷがホルダ板３１に近接するに従って、排気孔３５から吹き付ける空気Ａ、給気孔３６から吸引される空気Ａの状態（流量或いは圧力）を変化（流量或いは圧力の低下）させる。これにより、ホルダ板３１の上面３２とウエハＷの下面Ｗｂとの間に形成される空気層ＡＢ３の剛性が一定に維持されるので、ウエハＷに発生した反り等を矯正（平坦化）しつつ、ウエハＷを移動させることが可能となる。なお、ウエハＷを移動させる際には、駆動機構７０（回転モータ７５）或いはアクチュエータ８０のサーボ剛性を低下させておくことが好ましい。空気層ＡＢ３の剛性に応じてウエハＷとホルダ板３１との距離を柔軟に調整可能となるからである。
次いで、ウエハＷが移動してホルダ板３１の上面３２に密着したら、給気装置４６を停止して、ホルダ板３１の給気孔３６からの空気Ａの吹き出しを止める。一方、排気孔３５を介した排気装置４０の吸引動作を継続することで、ウエハＷに発生していた反り等が矯正された状態で、ウエハＷがホルダ板３１上に吸着保持される。
次いで、リフトピン７７によるウエハＷの吸着を停止すると共に、リフトピン７７を下降させることで、ウエハＷのロード作業が終了する。そして、ウエハＷに対する露光処理が開始される。

以上のように、本実施形態によれば、ウエハＷをウエハホルダＷＨ（ホルダ板３１）の上面３２に載置するに先立って、ウエハＷの下面Ｗｂ側に任意の剛性を有する空気層ＡＢ３を形成することで、ウエハＷに発生した反り等が矯正されて、ウエハＷが平坦化される。
そして、平坦化したウエハＷをウエハホルダＷＨ上に吸着保持するので、微細なパターンをウエハＷ上に高精度に露光することが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。
本発明は、例えば以下のような変更をも含むものとする。

上記実施形態では、ウエハホルダＷＨ，ＷＨ２がウエハＷを吸着保持する場合について説明したが、これに限らず、ウエハＷを静電吸着する場合であっても構わない。この場合においても、ウエハＷをウエハホルダＷＨ，ＷＨ２のホルダ板１，３１上にウエハＷを載置するまでは、上述した手順に従い、ウエハＷの吸着だけを静電吸着とすればよい。

また、上記実施形態では、本発明に係る基板保持装置が、ウエハＷを保持するウエハホルダＷＨに適用された例について説明したが、例えば反射型レチクルではその裏面側をレチクルホルダ（マスクホルダ）で保持するので、このようなレチクルホルダに対して本発明を適用することもできる。

また、ホルダ板１に搬送アーム８２が入り込む切り欠き部を設け、搬送アーム８２を上下動することにより、ウエハＷをホルダ板１上に載置するようにしてもよい。この場合、搬送アーム８２にウエハＷを吸引保持した状態で、上記実施形態と同様に、下面Ｗｂのみに空気Ａを吹き付けるようにしてもよい。

上記実施形態の露光装置ＥＸとしては、レチクルＲとウエハＷとを同期移動してレチクルＲのパターンを露光する走査型の露光装置にも適用することができるし、レチクルＲとウエハＷとを静止した状態でレチクルＲのパターンを露光し、ウエハＷを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート型の露光装置にも適用することができる。
また、露光装置ＥＸとしては、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間に液体を配置しつつ、この液体を解してウエハＷの露光を行う液浸型露光装置であってもよい。

露光装置ＥＸの用途としては、半導体製造用の露光装置や、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置に限定されることなく、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。

本実施形態の露光装置ＥＸは、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。
各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。
なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

そして、半導体デバイスは、図８に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板（ウエハ、ガラスプレート）を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりレチクルＲのパターンをウエハＷに露光する基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

本発明の実施形態に係る露光装置ＥＸの概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るウエハホルダＷＨの側断面図である。 ホルダ板１を上方から見た平面図である。 ウエハＷをウエハホルダＷＨ上に載置する際の動作を示す図である。 本発明の実施形態に係るウエハホルダＷＨ２の側断面図である。 ホルダ板３１を上方から見た平面図である。 ウエハＷをウエハホルダＷＨ上に載置する際の動作を示す図である。 本発明の実施形態に係るマイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。

符号の説明

１…ホルダ板（保持部材）
２…上面（保持面）
５…給排気孔
１０…給排気装置（気体供給部）
２０…板状部材（部材）
２０ｂ…下面（対向面）
２２…給気孔
２６…給気装置（第二気体供給部）
３１…ホルダ板（保持部材）
３２…上面（保持面）
３５…排気孔
３６…給気孔
４０…排気装置（気体吸引部）
４６…給気装置（気体供給部）
７７…リフトピン（可動部材）
ＥＸ…露光装置
ＣＯＮＴ…制御装置（調整部）
ＷＳＴ…ウエハステージ（ステージ装置、基板ステージ）
ＷＨ，ＷＨ２…ウエハホルダ（基板保持装置）
Ｗ…ウエハ（板状部材、基板）
Ａ…空気（気体）
ＡＢ１，ＡＢ２，ＡＢ３…空気層

Claims (17)

1. 板状部材の第一面と対向して該板状部材を保持する保持面を有する保持部材と、
   前記板状部材を支持して該板状部材を前記保持面と交差する方向に移動させて前記保持面上に戴置する可動部材と、
   前記可動部材に支持された前記板状部材と前記保持面との間に気体を供給する気体供給部とを備えた保持装置であって、
   前記板状部材が前記保持面上に保持される前に、前記気体供給部から供給される気体を用いて前記可動部材に支持された前記板状部材を平坦化することを特徴とする保持装置。
2. 板状部材の第一面と対向して該板状部材を保持する保持面を有する保持部材と、
   前記板状部材を支持して該板状部材を前記保持面と交差する方向に移動させて前記保持面上に戴置する可動部材と、
   前記可動部材に支持された前記板状部材における前記第一面と前記保持面との間に気体を供給する第一気体供給部と、
   前記板状部材の前記第一面とは反対側の第二面と対向する対向面を有し、該対向面と前記板状部材との間に気体を供給する第二気体供給部と、
   前記第一気体供給部及び前記第二気体供給部の少なくとも一方における前記気体の供給状態を調整する調整部と、
   を含むことを特徴とする保持装置。
3. 前記調整部は、前記板状部材と前記保持面との距離に応じて前記第一気体供給部における前記気体の供給状態を調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の保持装置。
4. 前記調整部は、前記可動部材に支持された前記板状部材が前記保持面に向かって移動する際に、前記気体の供給状態を調整することを特徴とする請求項３に記載の保持装置。
5. 前記第二気体供給部は、前記対向面と前記板状部材との間の距離を一定に維持するように前記対向面を移動させることができることを特徴とする請求項２から請求項４のうちいずれか一項に記載の保持装置。
6. 前記板状部材を前記保持面で吸着保持するための吸着部をさらに含むことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の保持装置。
7. 前記第一気体供給部における前記気体が供給される流路と、前記吸着部が前記板状部材を吸着する際に気体が吸引される流路の少なくとも一部が共有され、気体の供給と吸引とが互いに切り換え可能であることを特徴とする請求項６に記載の保持装置。
8. 板状部材を保持する保持面を有する保持部材と、
   前記板状部材を支持して該板状部材を前記保持面と交差する方向に移動させて前記保持面上に載置する可動部材と、
   前記可動部材に支持された前記板状部材と前記保持面との間に気体を供給する気体供給部と、
   前記可動部材に支持された前記板状部材と前記保持面との間の気体を吸引する気体吸引部と、
   前記気体供給部と前記気体吸引部を同時に稼働させた状態で、前記気体供給部における気体供給状態と前記気体吸引部における気体吸引状態とを調整する調整部と、
   を含むことを特徴とする保持装置。
9. 前記調整部は、前記板状部材と前記保持面との間の距離に応じて前記気体供給部における前記気体の供給状態を調整することを特徴とする請求項８に記載の保持装置。
10. 前記調整部は、前記板状部材と前記保持面との間の距離に応じて前記気体吸引部における前記気体の吸引状態を調整することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の保持装置。
11. 前記保持面が前記板状部材を静電吸着することを特徴とする請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載の保持装置。
12. 保持面上で板状部材を保持する保持方法であって、
    前記保持面と交差する方向に移動可能な可動部材によって前記板状部材を支持する工程と、
    前記可動部材によって前記板状部材を前記保持面に向けて移動させる工程と、
    前記可動部材に支持された前記板状部材と前記保持面との間に気体を供給することで前記可動部材に支持された前記板状部材を平坦化する工程と、
    平坦化された前記板状部材を前記保持面上に載置する工程と、
    を含むことを特徴とする保持方法。
13. 保持面上で板状部材を保持する保持方法であって、
    前記保持面と交差する方向に移動可能な可動部材によって前記板状部材の第一面を前記保持面と対向させた状態で支持する工程と、
    前記板状部材の前記第一面とは反対側の第二面と対向する対向面を有する部材を配置して前記対向面と前記板状部材との間に気体を供給すると共に、前記可動部材に支持された前記板状部材の前記第一面と前記保持面との間に気体を供給することで、前記可能部材に支持された前記板状部材を平坦化する工程と、
    平坦化された前記板状部材を前記保持面上に載置する工程と、
    を含むことを特徴とする保持方法。
14. 保持面上で板状部材を保持する方法であって、
    前記保持面と交差する方向に移動可能な可動部材によって前記板状部材を支持する工程と、
    前記可動部材に支持された前記板状部材の第一面と前記保持面との間の空間で気体の供給と気体の吸引とを行うことで前記可動部材に支持された前記板状部材を平坦化する工程と、
    平坦化された前記板状部材を前記保持面上に載置する工程と、
    を含むことを特徴とする保持方法。
15. 板状部材を保持して移動可能なステージ装置であって、
    請求項１から請求項１１のうちいずれか一項に記載の保持装置を備えることを特徴とするステージ装置。
16. 基板ステージ上に保持された基板上に所定の像を形成する露光装置であって、
    前記基板ステージに請求項１５に記載されたステージ装置を用いることを特徴とする露光装置。
17. リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程において請求項１６に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。

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