DE69130434T2

DE69130434T2 - Platte zum Arbeiten unter Vakuum

Info

Publication number: DE69130434T2
Application number: DE69130434T
Authority: DE
Inventors: Yuji C/O Canon Kabushiki Kaisha Tokyo Chiba; Kazunori C/O Canon Kabushiki Kaish Tokyo Iwamoto; Kazuyuki C/O Canon Kabushiki Kaish Tokyo Kasumi; Mitsuji C/O Canon Kabushiki Kaisha Tokyo Marumo; Tetsuzo C/O Canon Kabushiki Kaisha Tokyo Mori
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1999-04-29
Anticipated expiration: 2011-06-26
Also published as: EP0463853B1; EP0463853A1; DE69130434D1; US5191218A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND ZUGEHÖRIGER STAND DER TECHNIK

Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Substrathaltevorrichtung einer Unterdruckanzugsbauart zum Halten eines Substrates durch ein Anziehen mittels eines Unterdruckes, der an der Unterseite des Substrates aufgebracht wird. Genauer gesagt betrifft die Erfindung eine derartige Substrathaltevorrichtung der Unterdruckanzugsbauart, die bei einem Halbleitervorrichtungsherstellgerät beispielsweise als eine Unterdruckeinspannvorrichtung verwendbar ist. In einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Belichtungsverfahren und ein Belichtungsgerät bei dem eine derartige Haltevorrichtung der Unterdruckanzugsbauart zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen verwendet wird.
Bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen wird eine Substrathaltevorrichtung zum Halten eines Substrates, wie beispielsweise eines Halbleiterwafers, auf das ein Muster zum Vorbereiten von Halbleitervorrichtungen lithographisch zu übertragen ist, verwendet. Ein Beispiel ist eine Waferhaltevorrichtung der Unterdruckanzugsbauart (Unterdruckeinspannvorrichtung), bei der ein Wafer durch ein Anziehen mittels eines Unterdruckes gehalten wird, der an der Bodenseite von ihm aufgebracht wird (siehe die Patentanmeldungen JP-A-1 14 703 oder EP-A-0 357 424).
Was ein Belichtungsgerät betrifft, das bei einer derartigen Substrathaltevorrichtung verwendet werden kann, so gibt es viele Arten von Belichtungsgeräten. Beispiele dafür sind: Belichtungsgeräte, die ein tiefultraviolettes Licht als eine Belichtungslichtquelle verwenden, und Röntgenstrahlungsbelichtungsgeräte, die Röntgenstrahlen verwenden, die in einer Synchrotronumlaufbahnstrahlung enthalten sind (siehe die Patentanmeldung Nr. JP-A-2 100 311).
Die Druckschrift EP-A-0 408 350, die am 16. Januar 1991 veröffentlicht wurde und auch zum Stand der Technik gemäß Artikel 54 (3) EPÜ gehörig ist, offenbart eine Unterdruckanzugsvorrichtung zum Halten eines Wafers bei einem Belichtungsgerät. Bei dieser Vorrichtung hat eine Druckmeßeinrichtung zum Messen des Druckes zwischen dem Wafer und dem Tisch ihren eigenen Kanal getrennt von dem Unterdruckkanal.
Für eine lithographische Übertragung eines ultrafeinen Musters auf einen Wafer ist die Verwendung einer hochgenauen Waferhaltevorrichtung notwendig. Des weiteren wird bei einigen Belichtungsgeräten, wie beispielsweise bei Röntgenstrahlungsbelichtungsgeräten, bei denen eine Maske und ein Wafer mit einem dazwischen aufrechterhaltenen sehr kleinen Spalt (einem berührungsfreien Spalt) einander gegenüberstehend angeordnet werden, durch die Anwendung der Belichtungsenergie, die für die lithographische Übertragung eines Maskenmusters verwendet wird, Wärme erzeugt. Somit ist es wünschenswert, daß eine verwendete Waferhaltevorrichtung einen Aufbau hat, durch den die Wärme von dem Wafer wirkungsvoll entfernt wird, da, wenn dies nicht geschieht, ein möglicher Temperaturanstieg in dem Wafer oder eine mögliche thermische Verformung des Wafers die Musterübertragungsgenauigkeit beeinträchtigt.
Es ist demgemäß eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Substrathaltevorrichtung der Unterdruckanzugsbauart zu schaffen, durch die ein Substrat mit einer sehr hohen Genauigkeit gehalten werden kann.
Gemäß der Erfindung wird eine
Unterdruckanzugshaltevorrichtung geschaffen, die folgende Bauteile aufweist:
einen Haltesockel mit einer Anzugsfläche zum Halten eines Substrates an dieser,
einen ersten Kanal, der in dem Haltesockel ausgebildet ist, um einen Unterdruck zu dem Haltesockel zuzuführen, um zu bewirken, daß das Substrat zu der Anzugsfläche angezogen wird, und
einen Drucksensor,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein zweiter Kanal innerhalb des Haltesockels separat von dem ersten Kanal ausgebildet ist, wobei der zweite Kanal zu der Anzugsfläche derart offen ist, daß der zweite Kanal dazu dient, daß der Drucksensor mit der Anzugsfläche in Verbindung steht, und daß der Drucksensor innerhalb des Haltesockels vorgesehen ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Druck zum Halten eines Substrates mit einer sehr hohen Genauigkeit gesteuert werden. Somit wird, wenn eine derartige Haltevorrichtung in ein
Halbleitervorrichtungsherstellbelichtungsgerät eingebaut wird, eine genaue Übertragung eines ultrafeinen Musters auf ein Substrat, wie beispielsweise ein Wafer, sichergestellt und daher werden ein gesteigerter Ausstoß und eine höhere Produktivität gesichert.
Es ist ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Substrathaltevorrichtung der Unterdruckanzugsbauart zu schaffen, durch die der Druck in einem Zwischenraum zwischen dem Substrat und dem Haltesockel genau gesteuert werden kann, um zwischen ihnen einen geringen Kontaktwärmewiderstand zu halten, der nicht größer als eine vorbestimmte Höhe ist.
Bei einer Unterdruckanzugssubstrathaltevorrichtung der vorliegenden Erfindung ist ein Drucksensor in einem Haltesockel vorhanden, um den Druck in einem geschlossenen Raum oder in einem Saugkanal zu erfassen. Dies ermöglicht ein Erfassen des Druckes an der Unterseite des Substrates in einer genauen Weise ohne durch die Umgebung, in der die Haltevorrichtung angeordnet ist, oder durch den Zustand der Bodenseite des Substrates beeinträchtigt zu werden.
Der Drucksensor kann einen Differenzdruck zwischen dem Innendruck in dem geschlossenen Raum oder in dem Saugkanal und dem Außendruck (Umgebungsdruck) erfassen, der durch einen Einleitungskanal eingeleitet wird, der in dem Haltesockel ausgebildet ist. In diesem Fall ist es im Vergleich zu einer direkten Erfassung des Innendruckes in dem geschlossenen Raum oder in dem Saugkanal möglich, den Druckunterschied zwischen der Oberseite und der Bodenseite des Substrates zu erfassen, selbst wenn der Außendruck der Haltevorrichtung sich verändert.
Die Substrathaltevorrichtung ist mit einem Meßkanal für eine Verbindung einer Unterdruckmeßeinrichtung und einer Einspannfläche eines Haltesockels versehen. Fast das gesamte Gas in dem Meßkanal kann mit dem Ausführen einer Entleerung bis zu einem bestimmten Maß nach außen herausgelassen werden. Somit ist die Höhe des Druckes, der durch die Druckmeßeinrichtung gemessen wird, dem Druck in einem kleinen Zwischenraum gleich, der zwischen der Einspannfläche des Haltesockels und der Bodenseite des Substrates definiert ist. Durch ein derartiges Steuern einer geeigneten Einrichtung auf der Grundlage eines Ausgabesignales von der Unterdruckmeßeinrichtung, daß der Druck in dem kleinen Zwischenraum bei einer vorbestimmten Höhe gehalten wird, ist es möglich, die erwünschte Höhe des Druckes in dem kleinen Zwischenraum genau zu halten.
Eine Ventileinrichtung, die durch eine Steuereinrichtung gesteuert wird, kann zwischen dem Meßkanal und einem Entleerungskanal zwischengeordnet sein. Die Ventileinrichtung kann derart gesteuert werden, daß, nachdem sie durch die Steuereinrichtung geöffnet wurde, das Unterdruckanziehen beginnt. Dadurch wird ein schnelles Herauslassen des Gases in dem Meßkanal durch die Ventileinrichtung derart sichergestellt, daß eine erwünschte Höhe des Druckes in dem kleinen Zwischenraum genau und schnell erzielt werden kann.
Ein Belichtungsverfahren und ein Belichtungsgerät gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die vorstehend beschriebenen Substrathaltevorrichtungen verwenden und wegen des Erzielens einer hohen Genauigkeit bei dem Messen und / oder Steuern des Druckes in dem kleinen Zwischenraum kann eine hohe Musterübertragungsgenauigkeit sichergestellt werden.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Fig. 1A und 1B zeigen jeweils eine Draufsicht und eine Schnittansicht von einer Waferhaltevorrichtung ohne die Vorliegende Erfindung.
Die Fig. 2A und 2B zeigen jeweils eine Draufsicht und eine Schnittansicht einer Waferhaltevorrichtung, die nur zu- Bezugszwecken umfaßt ist.
Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Entleerungszeit und dem Differenzdruck.
Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm des Steuervorganges bei der Vorrichtung der Fig. 2A und 2B.
Die Fig. 5A und 5B zeigen jeweils eine Draufsicht und eine Schnittansicht von einer Waferhaltevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen ausschnittartige perspektivische Ansichten von jeweils abgewandelten Formen von Waferspannflächen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Bevor die Einzelheiten der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, wird ein der vorliegenden Erfindung zugrundeliegendes Problem zunächst erläutert.
Die Fig. 1A und 1B zeigen ein Beispiel einer Waferhaltevorrichtung der Unterdruckanzugsbauart ohne die vorliegende Erfindung.
Diese Waferhaltevorrichtung umfaßt einen Haltesockel 401 zum Halten eines (nicht gezeigten) Wafers durch ein Anziehen mittels eines Unterdruckes, der auf die Bodenseite des Wafers aufgebracht wird, eine Entleerungspumpe 406 zum Aufbringen des Unterdruckes zum Anziehen auf den Wafer, ein Rohrelement 404 für eine Verbindung der Entleerungspumpe 406 mit einem Saugkanal 408 (der nachstehend beschrieben wird) und ein Ventil 407, das an einem Abschnitt des Rohrelementes 404 zwischen der Entleerungspumpe 406 und dem Haltesockel 401 vorgesehen ist. Sie umfaßt des weiteren einen Drucksensor 405, der an einem Abschnitt des Rohrelementes 404 zwischen dem Ventil 407 und dem Haltesockel 401 für ein Erfassen eines Differenzdruckes zwischen dem Innendruck des Rohrelementes 404 und einem Umgebungsdruck (Außendruck), der von einem Einleitungskanal 411 eingeleitet wird, vorgesehen ist. Sie umfaßt des weiteren eine Steuerschaltung 410, die auf ein Ausgabesignal des Drucksensors 405 anspricht, um ein Befehlssignal zum Starten eines nachfolgenden Schrittes (beispielsweise ein Signal, das den Start der Bewegung der Waferhaltevorrichtung zu einer Waferbelichtungsstation bezeichnet) zu erzeugen, wenn der durch das Ausgabesignal des Drucksensors dargestellte Differenzdruck über eine vorbestimmte Höhe steigt.
Der Haltesockel hat eine Anzugsfläche 402, zwei konzentrische ringartige Nuten 409&sub1; und 409&sub2;, die in der Anzugsfläche ausgebildet sind, Saugöffnungen 403 und eine Saugleitung 408 für eine Verbindung der Saugöffnungen 403 mit dem Rohrelement 404. Die Anzugsfläche wurde so endbearbeitet, daß eine erwünschte Ebenheit des Wafers erhalten wurde, da dieser zu dieser Fläche durch ein Unterdruckanziehen angezogen wird. Eine der Saugöffnungen 403 ist an der Mitte der Anzugsfläche 402 ausgebildet, vier von ihnen sind in einer der Nuten 409&sub1; und 409&sub2; ausgebildet und die verbleibenden vier Saugöffnungen sind in der anderen Nut ausgebildet. Das Ventil 407 bewirkt, wenn es geschlossen ist, daß das Innere des Rohrelementes 404 mit dem Außenraum in Verbindung steht, und, wenn es geöffnet ist, bewirkt es, daß das Innere des Rohrelementes mit der Entleerungspumpe 406 in Verbindung steht.
Bei dieser Waferhaltevorrichtung wird ein durch ein Unterdruckanziehen zu haltender Wafer mittels eines (nicht gezeigten) Fördergreifers einer bekannten Bauart zu einer Position befördert, an der er mit der Anzugsfläche 402 des Haltesockels 401 in Bontakt steht. Danach wird das Ventil 407 geöffnet und das in einem Raum (einem geschlossenen Raum), der durch den beförderten Wafer, die Anzugsfläche 402 und die zwei konzentrischen Nuten 409&sub1; und 409&sub2;, die in der Anzugsfläche 402 ausgebildet sind, definiert wird, enthaltene Gas wird mittels der Entleerungspumpe 406 durch die Saugöffnungen 403, die Saugleitung 408 und das Rohrelement 404 herausgelassen. Dadurch wird die Bodenseite des Wafers mittels Unterdruck angezogen. Hierbei erfaßt der Drucksensor 405 den Differenzdruck zwischen dem Innendruck des Rohrelementes 404 und dem Außendruck und erzeugt ein Signal, das diesen Differenzdruck anzeigt, und er liefert dieses Signal zu der Steuerschaltung 410. Da durch diese Steuerschaltung 410 unterschieden wird, daß der Differenzdruck, der durch das Signal des Drucksensors 405 dargestellt wird, größer als eine vorbestimmte Höhe wird, erzeugt die Steuerschaltung 410 ein Befehlssignal, wie dies vorstehend beschrieben ist.
Zum Lösen des Unterdruckanziehens des Wafers wird andererseits das Ventil 407 geschlossen und ein externes Gas wird in das Rohrelement 404 hinein geliefert.
Bei dieser Waferhaltevorrichtung ist der Drucksensor 405 an einem Abschnitt des Rohrelementes 404 angeordnet, der sich zwischen dem Ventil und dem Haltesockel 401 befindet, und somit erfaßt genau genommen der Drucksensor 405 den Druck in jenem Abschnitt des Rohrelementes 404. Da der Aufbau des Rohrelementes 404 und des Saugkanals 408 kompliziert ist, besteht die Möglichkeit, daß der erfaßte Druck sich von dem Druck an der Waferanzugsfläche unterscheidet.
Die Fig. 2A und 2B zeigen eine Substrathaltevorrichtung der Unterdruckanzugsbauart gemäß einem Ausführungsbeispiel, das nur aus Bezugszwecken umfaßt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel dient eine Waferhaltevorrichtung dem Halten eines Halbleiterwafers durch ein Unterdruckanziehen, wobei auf den Wafer ein Muster zum Vorbereiten von Halbleitervorrichtungen lithographisch zu übertragen ist. Diese Waferhaltevorrichtung kann in ein Tiefultraviolettstrahlungsbelichtungsgerät oder Röntgenstrahlungsbelichtungsgerät eingebaut sein.
Die Waferhaltevorrichtung von diesem Ausführungsbeispiel umfaßt einen Haltesockel 1 zum Halten eines (nicht gezeigten) Wafers durch ein Anziehen mittels eines Unterdruckes, der auf die Bodenseite des Wafers aufgebracht wird, eine Entleerungspumpe 6 zum Aufbringen des Unterdruckes zum Anziehen auf den Wafer, ein Rohrelement 4 zum Verbinden der Entleerungspumpe 6 mit einem Saugkanal 8 (der später beschrieben wird), und ein Ventil 7, das an einem Abschnitt des Rohrelementes 4 zwischen der Entleerungspumpe 6 und dem Haltesockel 1 vorgesehen ist. Der Haltesockel hat eine Anzugsfläche 2, zwei konzentrische ringartige Nuten 9&sub1; und 9&sub2;, die in der Anzugsfläche ausgebildet sind, Saugöffnungen 3 und einen Saugkanal 8 zum Verbinden der Saugöffnungen 3 mit dem Rohrelement 4. Die Anzugsfläche wurde so endbearbeitet, daß eine erwünschte Ebenheit eines Wafers erzielt wurde, da dieser zu dieser Fläche durch ein Unterdruckanziehen angezogen wird. Eine der Saugöffnungen 3 ist an der Mitte der Anzugsfläche 2 ausgebildet, vier von ihnen sind in einer der Nuten 9&sub1; und 9&sub2; ausgebildet und die restlichen vier Saugöffnungen sind in der anderen Nut ausgebildet. Der vorstehend beschriebene Aufbau ist der gleiche, wie der in den Fig. 1A und 1B gezeigte Aufbau.
Die Unterschiede aus den Fig. 2B und 1B liegen in folgendem: Der Drucksensor 5 ist innerhalb des Haltesockels 1 vorgesehen und er erfaßt einen Differenzdruck zwischen dem Innendruck des Saugkanals 8 und einem Umgebungsdruck (Außendruck), der durch einen Einleitungskanal 11 eingeleitet wird, über den der Drucksensor 5 mit dem Außenraum in Verbindung steht. Ein Zeitglied 12 ist vorgesehen, um die Entleerungszeit zu messen. Eine Steuerschaltung 10 umfaßt eine Unterscheidungseinrichtung 10&sub1; zum Unterscheiden, ob die Entleerungszeit, die durch das Zeitglied 12 angezeigt wird, wenn der Innendruck des Saugkanals 8, der durch ein Abgabesignal des Drucksensors 5 dargestellt wird, niedriger als eine vorbestimmte Höhe wird, länger oder nicht länger als eine vorbestimmte Zeitspanne ist.
Wie bei dem Beispiel der Fig. 1A und 1B bewirkt das Ventil 7, wenn es geschlossen ist, daß das Innere des Rohrelementes 4 mit dem Außenraum in Verbindung steht, und, wenn es geöffnet ist, bewirkt es, daß das Innere des Rohrelementes mit der Entleerungspumpe 6 in Verbindung steht.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 wird der Betrieb der Waferhaltevorrichtung von diesem Ausführungsbeispiel erläutert.
Ein durch ein Unterdruckanziehen zu haltender Wafer wird mittels eines (nicht gezeigten) Fördergreifers einer bekannten Bauart zu einer Position befördert, an der er mit der Anzugsfläche 2 des Haltesockels 1 in Kontakt steht. Danach wird das Ventil 7 geöffnet und das Gas, das in einem Raum (in einem geschlossenen Raum) enthalten ist, der durch den beförderten Wafer, die Anzugsfläche 2 und die beiden konzentrischen Nuten 9&sub1; und 9&sub2;, die in der Anzugsfläche 2 ausgebildet sind, definiert ist, wird mittels der Entleerungspumpe 6 durch die Saugöffnungen 3, den Saugkanal 8 und das Rohrelement 4 herausgelassen. Dadurch wird die Bodenseite des Wafers durch einen Unterdruck angezogen. Hierbei erfaßt der Drucksensor 5 den Differenzdruck P zwischen dem Innendruck des Saugkanals 8 und dem Außendruck und erzeugt ein Signal, das diesen Differenzdruck P darstellt, und liefert dieses Signal zu der Steuerschaltung 10.
Hierbei ist die Beziehung zwischen der Entleerungszeit t vom Beginn des Unterdruckanziehens und dem Differenzdruck P, der durch das Ausgabesignal des Drucksensors 5 dargestellt wird, in einem Fall, bei dem kein externes Gas in den geschlossenen Raum eintritt, derart, wie dies durch eine durchgezogene Linie in Fig. 3 abgebildet ist.
Genauer gesagt wird vor dem Beginn des Unterdruckanziehens des Wafers (Entleerungszeit t = 0), da das Ventil 7 einmal geschlossen ist und das Innere des Rohrelementes 4 mit dem Außenraum in Verbindung steht, der Innendruck des Saugkanals 8 dem Außendruck gleich. Somit beträgt der Differenzdruck P = 0 (Torr). Danach nimmt, da das Unterdruckanziehen des Wafers beginnt, der Innendruck des Saugkanals mit dem Fortschreiten der Entleerung ab. Als ein Ergebnis nimmt der Differenzdruck P zu und bei einer Entleerungszeit von t = t&sub1; (Punkt A) 5 beträgt der Differenzdruck P = PX1, bei einer Entleerungszeit von t = t&sub2; (Punkt C) beträgt der Differenzdruck P = PX2 und bei einer Entleerungszeit von t = t&sub3; (Punkt E) beträgt der Differenzdruck P = PX3.
Wenn hierbei der Unterschied zwischen den Drücken an der Oberseite und an der Bodenseite des Wafers, die zum Erhalten des Waferhaltens durch ein Unterdruckanziehen erforderlich ist (ein derartiger Unterschied wird als "spezifischer Differenzdruck" bezeichnet) dem Differenzdruck PX1 an dem Punkt A in Fig. 3 gleich ist, da der Differenzdruck zwischen dem Innendruck des Saugkanals 8 und dem Außendruck, der durch den Drucksensor 5 erfaßt wird, dem Unterschied zwischen den Drücken an der oberen Seite und der Bodenseite des durch einen Unterdruck angezogenen Wafers mit einer hohen Genauigkeit entspricht, kann die Steuerschaltung 10 ein Befehlssignal zum Beginnen eines nachfolgenden Schrittes (beispielsweise ein Signal, das den Beginn der Bewegung der Haltevorrichtung zu einer Waferbelichtungsstation darstellt) erzeugen, wenn unterschieden wird, daß der Differenzdruck P, der durch das Abgabesignal des Drucksensors 5 dargestellt wird, höher als der spezifische Differenzdruck P&sub0;(= Px1) geworden ist, das heißt, daß der Innendruck des Saugkanals 8 geringer als die vorbestimmte Höhe geworden ist. Dadurch ist es möglich, das Unterdruckanziehen des Wafers mit einer Anzugskraft, die so gering wie nötig ist, und in einer Entleerungszeit, die so kurz wie nötig ist, auszuführen.
Die vorstehend dargelegte Beschreibung wurde unter der Annahme ausgeführt, daß kein externes Gas in den geschlossenen Raum eintritt. Jedoch tritt tatsächlich aufgrund der Verformung des Wafers oder aufgrund des Haftens von Fremdteilchen an dem Wafer oder wegen der Positionsbeziehung zwischen dem Wafer und der Anzugsfläche 2, wenn der Wafer auf der Letztgenannten angeordnet ist, ein externes Gas in den geschlossenen Raum ein. Die Beziehung zwischen der Entleerungszeit t vom Beginn des Unterdruckanziehens und dem Differenzdruck P, der durch das Abgabesignal des Drucksensors 5 in diesem Fall dargestellt wird, ist derart, wie dies durch eine gestrichelte Linie in Fig. 3 abgebildet ist. Es ist ersichtlich, daß bei der gleichen Entleerungszeit t der Differenzdruck P kleiner als bei dem Fall ist, bei dem kein externes Gas in den geschlossenen Raum eintritt. Das heißt, bei der Entleerungszeit t = t&sub1; (Punkt B) beträgt der Differenzdruck P = PY1 (PY1 < Px1) und bei der Entleerungszeit t = t&sub2; (Punkt D) beträgt der Differenzdruck P = PY2 (PY2 < PX2).
Da jedoch bei der Waferhaltevorrichtung von dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Differenzdruck P, der durch das Abgabesignal des Drucksensors 5 dargestellt wird, dem Unterschied zwischen den Drücken an der oberen Seite und der Bodenseite des durch einen Unterdruck angezogenen Wafers in hohem Maße entspricht, kann die Steuerschaltung 10 ein derartiges Befehlssignal erzeugen, wie dies vorstehend beschrieben ist, wenn unterschieden wird, daß der Differenzdruck P größer als der spezifische Differenzdruck Po (= PX1) ist (das heißt bei einer Entleerungszeit von t = t&sub2; in Fig. 3). Dadurch ist es unabhängig von einem Eintreten von externem Gas in den geschlossenen Raum möglich, das Unterdruckanziehen des Wafers mit einer kleinstmöglichen Anzugskraft und einer Entleerungszeit, die so kurz wie möglich ist, auszuführen.
Des weiteren kann die Beziehung zwischen der Entleerungszeit t und dem Differenzdruck P, wenn ein maximal zu ermöglichendes Eintreten von externem Gas in den geschlossenen Raum auftritt, zuvor erfaßt werden und in diesem Fall kann eine derartige Entleerungszeit t, bei der der Differenzdruck P mit dem spezifischen Differenzdruck Po (= PX1) gleich ist, das heißt die Entleerungszeit t = t&sub3; (Punkt F) in dem Fall der gestrichelten Linie in Fig. 3, zuvor erfaßt werden. Wenn in diesem Fall der Differenzdruck P, der durch das Abgabesignal des Drucksensors 5 dargestellt wird, nicht größer als der spezifische Differenzdruck P&sub0;(= PX1) wird, selbst nachdem die Entleerungszeit t von dem Beginn des Unterdruckanziehens des Wafers, die durch das Zeitglied 12 gemessen wird, länger als eine vorbestimmte Entleerungszeit T&sub0;(= t&sub2;) wird, kann die Steuerschaltung 10 ein Befehlssignal, das eine Unterbrechung des Vakuumunterdruckanziehens darstellt, oder ein Signal, das einen anormalen Zustand aufzeigt, erzeugen.
Wenn somit die Steuerschaltung 10 und die Unterscheidungseinrichtung 10&sub1; gemäß dem Flußdiagramm in Fig. 4 betrieben werden, können sowohl der Ausstoß als auch der Durchsatz des Belichtungsgerätes gesteigert werden.
Genauer gesagt liest, wenn das Waferunterdruckanziehen beginnt, die Steuerschaltung 10 ein Abgabesignal von dem Drucksensor 5 und ein Abgabesignal von dem Zeitglied 12 (bei Schritt 71) Die Unterscheidungseinrichtung 10&sub1; unterscheidet, ob die Entleerungszeit t, die durch das Abgabesignal von dem Zeitglied 12 dargestellt wird, länger oder nicht länger als die vorbestimmte Entleerungszeit T&sub0; ist (bei Schritt 72). Wenn die Erstgenannte länger als die Letztgenannte ist, erzeugt die Steuerschaltung 10 ein Signal, das beispielsweise einen anormalen Zustand anzeigt (bei Schritt 73). Wenn andererseits die Erstgenannte nicht länger als die Letztgenannte ist, wird unterschieden, ob der Differenzdruck P, der durch das Abgabesignal des Drucksensors dargestellt wird, größer oder nicht größer als der spezifische Differenzdruck P&sub0; ist (bei Schritt 74). Wenn die Erstgenannte nicht größer als die Letztgenannte ist, geht die Abfolge zu Schritt 71 zurück. Wenn die Erstgenannte größer als die Letztgenannte ist, erzeugt die Steuerschaltung 10 ein derartiges Befehlssignal, wie dies vorstehend beschrieben ist (bei Schritt 75).
Zum Lösen des Unterdruckanziehens des Wafers wird das Ventil 7 geschlossen und ein externes Gas wird in das Rohrelement 4 eingeleitet.
Bei der Waferhaltevorrichtung der vorliegenden Erfindung kann der Drucksensor in einem Bodenabschnitt des Haltesockels 1 vorgesehen sein und ein Gas in der Saugleitung 8 kann von einer Position benachbart zu dem Boden des Haltesockels 1 eingeleitet werden. Somit ist es, wenn es erwünscht ist, eine Kühlwasserrohreinrichtung in dem Haltesockel 1 zum Kühlen eines Wafers während seiner Belichtung vorzusehen, möglich, den Innenraum für den Drucksensor 5 zu sichern.
Die Fig. 5A und 5B zeigen eine Waferhaltevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die beispielsweise bei einem Röntgenstrahlungsbelichtungsgerät anwendbar ist.
Die Waferhaltevorrichtung von diesem Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den Fig. 2A und 2B gezeigten Ausführungsbeispiel in folgendem: wie dies in Fig. 5B gezeigt ist, dient der in einem Haltesockel 31 vorgesehene Drucksensor 35 dem Erfassen eines Differenzdruckes zwischen (i) einem Innendruck eines geschlossenen Raumes, der von einer Einleitungsöffnung 46 (die in der äußeren (39&sub2;) der beiden konzentrischen ringartigen Nuten ausgebildet ist, die in einer Anzugsfläche 32 des Haltesockels und an einer Position, wie dies in Fig. 5B dargestellt ist, definiert ist) und durch einen zweiten Einleitungskanal 45 hindurch, der von dem Kanal 38 separat ist, zu dem der Saugdruck aufgebracht wird, und (ii) einem Umgebungsdruck (Außendruck), der durch einen ersten Einleitungskanal 41 eingeleitet wird.
Bei der Haltevorrichtung der Erfindung ist es, da der Drucksensor 35 den Differenzdruck unter Verwendung des Druckes in dem geschlossenen Raum erfaßt, möglich, den Druck an der Bodenseite des durch einen Unterdruck angezogenen Wafers mit einer im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 höheren Genauigkeit zu erfassen.
Die Steuerschaltung 40 dient nur dem Erzeugen eines Befehlssignals, das den Beginn eines nachfolgenden Schrittes darstellt, wenn unterschieden wird, daß der Druck in dem geschlossenen Raum, der durch das Abgabesignal des Drucksensors 35 dargestellt wird, niedriger als ein vorbestimmter Druck geworden ist.
Somit ist es, wenn es erwünscht ist, eine Kühlwasserrohreinrichtung in dem Haltesockel 31 zum Kühlen eines Wafers während seiner Belichtung vorzusehen, möglich, den Innenraum für den Drucksensor 35 zu sichern.
Die Vorrichtung der Erfindung kann mit einem Zeitglied zum Messen der Entleerungszeit ausgerüstet sein und die Steuerschaltung 40 kann mit einer Unterscheidungseinrichtung, wie beispielsweise bei 10&sub1; in Fig. 2B, versehen sein. In diesem Fall kann die Steuerschaltung 40 ein Befehlssignal zum Beginnen eines nachfolgenden Schrittes (beispielsweise ein Signal, das den Beginn der Bewegung der Haltevorrichtung zu einer Waferbelichtungsstation bei dem Röntgenstrahlungsbelichtungsgerät darstellt) erzeugen, nachdem unterschieden worden ist, daß innerhalb einer vorbestimmten Entleerungszeit der Differenzdruck, der durch das Abgabesignal des Drucksensors 35 dargestellt wird, größer als ein spezifischer Differenzdruck geworden ist, das heißt, daß der Innendruck des geschlossenen Raumes geringer als ein vorbestimmter Druck geworden ist.
Bei der vorstehend erörterten Beschreibung erfassen jeweils der in Fig. 2B gezeigte Sensor 5 und der in Fig. 5 gezeigte Drucksensor 35 einen Differenzdruck zwischen dem Innendruck des Saugkanals 8 (oder des geschlossenen Raumes) und dem Außendruck. Jedoch kann einer von ihnen daran angepaßt sein, daß er den Innendruck des Saugkanals 8 (oder des geschlossenen Raumes) direkt erfaßt. Insbesondere wenn der Außendruck auf eine konstante Höhe gesteuert wird, besteht keine bestimmte Notwendigkeit an einem Erfassen des Differenzdruckes. Da es in diesem Fall nicht notwendig ist, das externe Gas zu dem Drucksensor 5 oder 35 einzuleiten, ist das Vorsehen des Einleitungskanals 11 oder des ersten Einleitungskanals 41 nicht notwendig.
Wenn der Innendruck des Saugkanales 8 oder des geschlossenen Raumes direkt zu erfassen ist, kann ein Drucksensor, der eine Kraftmeßdose aufweist, an einer erwünschten Position in dem Saugkanal oder in dem geschlossenen Raum angeordnet sein.
Der Aufbau der Anzugsfläche des Haltesockels ist nicht auf die offenbarte Form begrenzt und eine Zapfeneinspannvorrichtungsbauart, bei der eine Vielzahl an säulenartigen Vorsprüngen an einer Fläche des Haltesockels vorgesehen ist, die der Bodenseite eines Wafers gegenüberstehen, kann verwendet werden.
Nachstehend werden verschiedene Formen der Spannfläche der Waferspannvorrichtung erläutert.
Wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, hat die Waferspannvorrichtung 206 sowohl zwei konzentrische ringartige Nuten 206&sub2;, die in der Spannfläche 206&sub1; ausgebildet sind, als auch eine andere Nut (eine Vertiefung) 206&sub2;, die in einem mittleren Abschnitt der Spannfläche 206&sub1; ausgebildet ist. Der Entleerungskanal 211 ist verzweigt, so daß er zu den ringartigen Nuten 206&sub2; und der mittleren Vertiefung 206&sub2; geöffnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Meßkanal 230 zu einem Abschnitt der Spannfläche 206&sub1; offen, der sich zwischen der mittleren Vertiefung 206&sub2; und der inneren der beiden ringartigen Nuten 206&sub2; befindet.
Fig. 7 zeigt eine andere Form der Spannfläche einer Waferspannvorrichtung.
Bei der Waferspannvorrichtung 226 von diesem Ausführungsbeispiel ist eine konzentrische ringartige Nut 226&sub2; an einem Außenumfangsabschnitt der Spannfläche 226&sub1; ausgebildet. Verzweigte Enden eines Entleerungskanals 211 sind zu einem oberen und einem unteren Abschnitt und einem rechten und einem linken Abschnitt (unter Betrachtung der Zeichnung) von der Nut 226&sub2; geöffnet (das obere und das untere verzweigte Ende des Entleerungskanals 211 sind nicht gezeigt). Ein Meßkanal 230 ist zu einem mittleren Abschnitt der Spannfläche 226&sub1; geöffnet. Dieser Abschnitt des vorstehend beschriebenen Aufbaus unterscheidet sich von der Waferspannvorrichtung 206 von Fig. 6.
Die Waferspannvorrichtung 226 von diesem Beispiel bewirkt, daß eine größere Kontaktfläche zwischen einem Wafer 205 und der Spannfläche 226&sub1; erhalten wird, und aus diesem Grunde ist es möglich, den Wärmekontaktwiderstand im Vergleich zu der Waferspannvorrichtung 206 von dem Ausführungsbeispiel von Fig. 6 zu verringern.
Fig. 8 zeigt eine andere Form der Spannfläche einer Waferspannvorrichtung.
Wie bei der in Fig. 7 gezeigten Waferspannvorrichtung 226 ist bei der Waferspannvorrichtung 236 von diesem Ausführungsbeispiel eine konzentrische ringartige Nut 236&sub2; an einem Außenumfangsabschnitt der Spannfläche 236&sub1; ausgebildet. Die verzweigten Enden von einem Entleerungskanal 211 sind an einem oberen und einem unteren Abschnitt und an einem rechten und an einem linken Abschnitt (unter Betrachtung der Zeichnung) von der Nut 236&sub2; geöffnet (das obere und das untere verzweigte Ende des Entleerungskanals 211 sind nicht gezeigt). Ein Meßkanal 230 ist an einem mittleren Abschnitt der Spannfläche geöffnet. Außerdem sind drei enge Nuten 236&sub3; gleichwinklig derart ausgebildet, daß sie das offene Ende des Meßkanals 230 mit der konzentrischen Nut 236&sub2; in Verbindung bringen.
Diese Waferspannvorrichtung 236 hat einen Vorteil dahingehend, daß die drei engen Nuten 236&sub3; als Entleerungskanäle dienen können und aus diesem Grund kann ein gesteigerter Wirkungsgrad beim Entleeren von Heliumgas in dem Meßkanal 230 erzielt werden.
Bei den Ausführungsbeispielen der Waferspannvorrichtung (206, 226, 236), die in den Fig. 6 bis 8 gezeigt sind, ist der Entleerungskanal 211 zu der Nut an vier Stellen geöffnet. Jedoch ist unter der Voraussetzung, daß die Öffnungen eine geeignete Symmetrie aufweisen, die Anzahl nicht auf "vier" begrenzt.
Während vorstehend die Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele eines Röntgenstrahlungsbelichtungsgerätes beschrieben worden ist, ist die Erfindung auf eine beliebige andere Bauart eines Belichtungsgerätes anwendbar, wie beispielsweise auf ein Gerät, das Licht verwendet, wobei es eine Substrathaltevorrichtung hat, durch die ein Substrat aufgrund eines Druckunterschiedes zwischen seiner oberen Seite und seiner Bodenseite gehalten wird, während das Substrat bei einer konstanten Temperatur gehalten wird.
Des weiteren ist der durch eine Substrathaltevorrichtung der vorliegenden Erfindung zu haltende Gegenstand nicht auf einen Wafer beschränkt. Dieser kann ein Substrat für eine Flüssigkeitskristallanzeige sein, auf der dünne Filmtransistoren und dergleichen auszubilden sind.

Claims

1. Unterdruckanzugshaltevorrichtung mit:

einem Haltesockel (31) mit einer Anzugsfläche (32) zum Halten eines Substrates an dieser,

einem ersten Kanal (38), der in dem Haltesockel ausgebildet ist, um einen Unterdruck zu dem Haltesockel zuzuführen, um zu bewirken, daß das Substrat zu der Anzugsfläche angezogen wird, und

einem Drucksensor (35),

dadurch gekennzeichnet, daß

ein zweiter Kanal (45) innerhalb des Haltesockels (31) separat von dem ersten Kanal ausgebildet ist, wobei der zweite Kanal (45) zu der Anzugsfläche derart offen ist, daß der zweite Kanal dazu dient, daß der Drucksensor (35) mit der Anzugsfläche (32) in Verbindung steht, und daß der Drucksensor (35) innerhalb des Haltesockels (31) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß sie einen dritten Kanal (41) aufweist, der innerhalb des Haltesockels (31) ausgebildet ist und zu dem Umgebungsdruck offen ist, der den Haltesockel umgibt, wobei der dritte Kanal dazu dient, daß der Drucksensor mit dem Umgebungsdruck in Verbindung steht, wobei der Drucksensor einen Unterschied zwischen dem Druck in dem zweiten Kanal und dem Druck der den Haltesockel umgebenden Umgebung erfaßt.

3. Belichtungsgerät, daß eine

Unterdruckanzugshaltevorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2 umfaßt, wobei das Gerät folgendes aufweist:

eine Belichtungseinrichtung zum Belichten eines Substrates, das an dem Haltesockel gehalten wird, mit einer Strahlung, und

eine Steuereinrichtung (40), die dem Erzeugen eines Prozeßbefehlssignales dient, falls bestimmt wird, daß der Druck in dem zweiten Kanal, der zu der Anzugsfläche offen ist, geringer als ein vorbestimmter Druck ist.

4. Belichtungsgerät gemäß Anspruch 3, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum Bewegen der Haltevorrichtung zu einer Waferbelichtungsposition beim Erzeugen des Prozeßbefehlssignales vorgesehen sind.

5. Gerät gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die Steuereinrichtung die zumindest eine Haltevorrichtung und die Belichtungseinrichtung steuert, wenn ein Druck mit einer vorbestimmten Höhe zwischen dem Substrat und der Anzugsfläche erhalten wird.

6. Gerät gemäß Anspruch 3 oder 4, das des weiteren einen Verbindungskanal (34) aufweist, damit der erste Kanal (38) mit einer Entleerungspumpe (36) und einem Ventil (37) zum Öffnen und Schließen des Verbindungskanals in Verbindung steht.

7. Halbleiterwaferherstellverfahren zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen, wobei dieses Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Vorsehen eines Waferhaltesockels (31), der mit einem Drucksensor innerhalb des Sockels, einer Waferanzugsfläche (32), einem ersten Kanal (38) innerhalb des Körpers des Sockels und einem zweiten Kanal (45) ausgebildet ist, der innerhalb des Körpers des Sockels separat von dem ersten Kanal ausgebildet ist und zu der Anzugsfläche offen ist, so daß der zweite Kanal dazu dient, daß der Drucksensor mit der Anzugsfläche in Verbindung steht,

Anordnen eines Halbleiterwafers (205) auf dem Haltesockel,

Zuführen eines Unterdruckes zu dem Haltesockel durch den ersten Kanal (38), um zu bewirken, daß der Wafer zu der Anzugsfläche durch ein Unterdruckanziehen angezogen wird,

Erfassen des sich auf das Unterdruckanziehen beziehenden Druckes durch den zweiten Kanal, und

Belichten des Wafers, der durch den Haltesockel gehalten wird, mit einer Strahlung,

wobei zumindest entweder der Waferhaltevorgang durch den Haltesockel oder der Waferbelichtungsvorgang auf der Grundlage des Druckes gesteuert wird, der durch den zweiten Kanal hindurch erfaßt wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, das des weiteren den folgenden Schritt aufweist:

Vorsehen einer Maske mit einem Schaltungsmuster, wobei das Schaltungsmuster der Maske zu dem Wafer durch den Waferbelichtungsvorgang übertragen wird.