处理装置以及物品的制造方法与流程

本发明涉及处理装置以及物品的制造方法。

背景技术：

半导体设备的制造中使用的曝光装置具有基板载置台和相对于基板载置台进行基板的供给以及回收的搬运机械手。基板载置台经基板卡具真空吸附并保持基板。

伴随着半导体设备的高集成化，配线的细微化、多层化发展。若配线层多层化，则随着进入半导体设备的制造工序的后续工序，会发现由于成膜中的膜应变积累而在基板整体产生翘曲的现象。例如，在成为半导体芯片的层叠技术的tsv(throughsiliconvia)工序中，由于在作为贯通电极的金属(例如，铜)和其周围的硅之间的热膨胀系数的差异，在贯通电极和硅之间产生应变。对于这样的产生了翘曲的基板，不能进行由真空吸附进行的保持。

因此，针对基板的保持，日本特开2001-284434号公报、日本特开2006-54388号公报提出了用于校正基板的翘曲的技术。例如，日本特开2001-284434号公报公开了具有校正基板的翘曲的外周按压部件的移载装置。另外，日本特开2006-54388号公报公开了通过从基板的上面喷射空气来校正基板的翘曲的搬运装置。

近年来，由于在基板的翘曲量变大的倾向的基础上，基板的厚度也增加，所以，要求对弯曲刚性高的基板进行处理。为了校正这样的基板的翘曲，增大校正力必不可少。因此，在日本特开2001-284434号公报公开的技术中，需要增大将外周按压部件向基板推压时的推力，且增大用于抵抗该推力的基板载置台的上推力。然而，为了实现这种情况，必须增大基板载置台的重量，因此，导致占用空间的扩大、载置台精度的降低等。这样的问题在日本特开2006-54388号公报公开的技术中也同样产生。

技术实现要素：

本发明提供一种有利于校正基板的翘曲并保持基板的处理装置。

为了实现上述目的，作为本发明的第1方面的处理装置，是对基板进行处理的处理装置，其特征在于，具有卡具、校正部件、第1减压部和控制部，所述卡具吸附所述基板的背面并保持基板；所述校正部件包括相向面和凸部，所述相向面与被所述卡具保持的所述基板的表面相向，所述凸部与所述基板的包括外缘在内的所述表面的外周区域相向地被设置在所述相向面并从所述相向面朝所述表面侧突出，所述凸部与所述外周区域相接，在所述相向面和所述表面的比所述外周区域靠内侧的中央区域之间限定出第1空间；所述第1减压部经由与所述第1空间连通的被形成在所述校正部件的连通路对所述第1空间进行减压；所述控制部进行以下处理：在将所述校正部件推压在所述基板上的状态下，通过由所述第1减压部对所述第1空间减压来使所述基板仿形于所述卡具。

作为本发明的第2方面的处理装置，是对基板进行处理的处理装置，其特征在于，具有卡具、载置台、校正部件、弹性部件、减压部和控制部，所述卡具吸附所述基板的背面并保持所述基板；所述载置台载置并保持所述卡具；所述校正部件包括相向面和多个凸部，所述相向面与被所述卡具保持的所述基板的表面相向，所述多个凸部与所述基板的包括外缘在内的所述表面的外周区域内的相互不同的多个部分的每一个相向地被设置在所述相向面并从所述相向面朝所述表面侧突出；所述弹性部件被配置在所述校正部件的侧面，以便将所述卡具包围，在所述多个凸部的每一个与所述多个部分的每一个相接的状态下，所述弹性部件与所述载置台相接，在所述相向面和所述载置台之间限定出第1空间；所述减压部经由与位于配置了对所述基板进行支承的多个销的所述卡具的面和所述背面之间的第2空间连通的被形成在所述卡具上的连通路，对所述第2空间进行减压；所述控制部进行以下处理：在将所述校正部件推压在所述基板上的状态下，通过由所述减压部对所述第2空间进行减压，对因被所述卡具保持的所述基板的所述外周区域的翘曲而连通的所述第1空间进行减压，使所述基板仿形于所述卡具。

作为本发明的第3方面的物品的制造方法，其特征在于，具有：使用处理装置对基板曝光的工序；以及对曝光了的所述基板进行显影的工序，所述处理装置具有卡具、校正部件、第1减压部和控制部，所述卡具吸附所述基板的背面并保持基板；所述校正部件包括相向面和凸部，所述相向面与被所述卡具保持的所述基板的表面相向，所述凸部与所述基板的包括外缘在内的所述表面的外周区域相向地被设置在所述相向面并从所述相向面朝所述表面侧突出，所述凸部与所述外周区域相接，在所述相向面和所述表面的比所述外周区域靠内侧的中央区域之间限定出第1空间；所述第1减压部经由与所述第1空间连通的被形成在所述校正部件上的连通路对所述第1空间进行减压；所述控制部进行以下处理：在将所述校正部件推压在所述基板上的状态下，通过由所述第1减压部对所述第1空间进行减压，使所述基板仿形于所述卡具。

作为本发明的第4方面的物品的制造方法，其特征在于，具有：使用处理装置对基板进行曝光的工序；以及对曝光了的所述基板进行显影的工序，所述处理装置具有卡具、载置台、校正部件、弹性部件、减压部和控制部，所述卡具吸附所述基板的背面并保持所述基板；所述载置台载置并保持所述卡具；所述校正部件包括相向面和多个凸部，所述相向面与被所述卡具保持的所述基板的表面相向，所述多个凸部与所述基板的包括外缘在内的所述表面的外周区域内的相互不同的多个部分的每一个相向地被设置在所述相向面并从所述相向面朝所述表面侧突出；所述弹性部件被配置在所述校正部件的侧面，以便将所述卡具包围，在所述多个凸部的每一个与所述多个部分的每一个相接的状态下，所述弹性部件与所述载置台相接，在所述相向面和所述载置台之间限定出第1空间；所述减压部经由与位于配置了对所述基板进行支承的多个销的所述卡具的面和所述背面之间的第2空间连通的被形成在所述卡具上的连通路，对所述第2空间进行减压；所述控制部进行以下处理：在将所述校正部件推压在所述基板上的状态下，通过由所述减压部对所述第2空间进行减压，对因被所述卡具保持的所述基板的所述外周区域的翘曲而连通的所述第1空间进行减压，使所述基板仿形于所述卡具。

本发明的进一步的目的或者其它方面应该因下面参照附图说明的优选实施方式而变得明确。

附图说明

图1是表示作为本发明的一方面的曝光装置的结构的示意图。

图2a至图2c是将基板的翘曲和由卡具产生的校正力模型化来表示的图。

图3a以及图3b是表示本实施方式中的卡具、基板载置台以及校正部件的结构的示意图。

图4是详细地表示图3a以及图3b所示的卡具的结构的图。

图5是详细地表示图3a以及图3b所示的校正部件的结构的图。

图6a至图6d是用于说明本实施方式中的校正基板的翘曲的处理的图。

图7是表示在图1所示的曝光装置中被配置在搬运机械手上的校正部件的图。

图8是表示本实施方式中的卡具、基板载置台以及校正部件的结构的示意图。

图9a至图9c是详细地表示图3a以及图3b所示的校正部件的变形例的结构的图。

图10a至图10e是用于说明本实施方式中的校正基板的翘曲的处理的图。

图11a以及图11b是表示载置校正部件的支承部件的结构的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。另外，在各图中，对相同的部件标注相同的附图标记，省略重复的说明。

图1是表示作为本发明的一方面的曝光装置1的结构的示意图。曝光装置1是对基板进行曝光并形成图案的光刻装置。曝光装置1如图1所示，具有照明光学系统11、保持光罩(掩膜)12的光罩载置台13、光罩测量部14、投影光学系统15和吸附基板19的背面并保持基板19的卡具16。另外，曝光装置1具有载置并保持卡具16的基板载置台17、基板测量部18、焦点测量部20和控制部21。

照明光学系统11包括透镜、反射镜、光学积分器、相位板、衍射光学元件、光圈等，由来自光源的光对光罩12进行照明。在光罩12形成应向基板19转印的图案(电路图案)。光罩载置台13是可保持并移动光罩12的载置台。光罩测量部14例如包括激光干涉仪等，测量被光罩载置台13保持的光罩12的位置。卡具16例如包括z驱动机构，被构成为可在z轴方向移动基板19。基板载置台17是在xy平面内可在x轴方向以及y轴方向这两个方向移动的载置台。基板测量部18例如包括激光干涉仪等，测量基板载置台17的位置。焦点测量部20测量在基板载置台上被卡具16保持的基板19的高度方向(z轴方向)的位置。控制部21包括cpu、存储器等，控制曝光装置1的整体(动作)。

这里，对假设在基板19产生翘曲并由被载置在基板载置台17上的卡具16吸附并保持该基板19的情况进行说明。例如，在外缘下垂那样的翘曲在基板19上产生的情况下，若将由卡具16产生的校正力(用于校正基板19的翘曲的力)模型化，则如图2a所示，能够利用外缘支承的分布载荷模型来表示。因此，若由两端支承基板19，则校正力的合力重心和支承点离开，所以，可轻易地使基板19变形，校正翘曲。

另一方面，在外缘弹起那样的翘曲在基板19上产生的情况下，若将由卡具16产生的校正力模型化，则如图2b所示，能够利用中心支承的分布载荷模型来表示。若由卡具16保持这样的基板19，则如图2c所示，从基板19的中心部起校正翘曲。此时，由于在基板19的外缘，校正部分和校正力的合力重心接近，所以，若校正所需的弯曲力矩恒定，则所需的校正力会增大。再有，对于这样的基板19，由于随着源自外缘的漏气，真空度不会变高，所以，由卡具16产生的校正力变弱。

因此，在本实施方式中，提出了不像以往技术那样使将按压部件等向基板推压时的推力或基板载置台的重量增大地校正基板的翘曲并由卡具保持基板的技术。

图3a以及图3b是表示本实施方式中的卡具16、基板载置台17以及校正部件30的结构的示意图。另外，在图3a以及图3b中，省略了用于支承以及驱动它们的框架以及执行器、传感器、配管等的图示。另外，这里，设想了外缘弹起那样的翘曲产生在基板19上的情况，但是并没有限定基板19的翘曲量、形状。

如上所述，基板载置台17载置并保持卡具16，卡具16吸附基板19的背面，保持基板19。校正部件30被构成为可在x轴方向、y轴方向以及z轴方向移动，被推压在被卡具16保持的基板19上，校正基板19的翘曲。

图4是详细地表示卡具16的结构的图。卡具16包括基台161、被配置在基台161并支承基板19的多个销162、被整周地配置在基台161上以便将多个销162包围的缘堤部163。缘堤部163具有支承基板19且将空间sp2与大气环境(外部)隔断的功能。另外，在卡具16上，在经多个销162以及缘堤部163支承了基板19的状态下，形成与被配置在多个销162上的基台161(卡具16的面)和基板19的背面之间的空间(第2空间)sp2连通的连通路164。在连通路164连接着包括真空源等的第2减压部62。第2减压部62经连通路164对空间sp2减压，据此，能够一面吸附多个销162以及缘堤部163之上的基板19，一面由多个销162以及缘堤部163确保基板19的平坦度。

图5是详细地表示校正部件30的结构的图。校正部件30作为基座部件301包括：与被卡具16保持的基板19的表面相向的相向面302；从相向面302向基板19的表面侧突出的凸部303。凸部303与基板19的包括外缘在内的表面的外周区域相向地被整周设置在相向面302上。校正部件30在凸部303与基板19的外周区域相接，即被推压在被卡具16保持的基板19的状态下，在相向面302和基板19的表面的比外周区域靠内侧的中央区域之间，限定出空间(第1空间)sp1。凸部303具有将空间sp1和大气环境(外部)隔断的功能。另外，在校正部件30形成与空间sp1连通的连通路304，在连通路304连接着第1减压部61。第1减压部61包括真空源等，经连通路304对空间sp1进行减压。

参照图6a至图6d，对校正基板19的翘曲的处理、在本实施方式中是使基板19仿形于卡具16的处理进行说明。该处理通过由控制部21总体控制曝光装置1的各部分来进行。如图6a所示，在外缘弹起那样的翘曲产生在基板19上的情况下，即使由第2减压部62对空间sp2进行减压，由于源自基板19的外缘的漏气，也不能充分吸附基板19，不能校正基板19的翘曲。

首先，在本实施方式中，如图6a所示，在校正部件30和基板19分离的状态下，开始第2减压部62对空间sp2进行的减压，且开始校正部件30在校正部件30和卡具16相对地靠近的方向的移动。另外，也可以不是使校正部件30移动，而是使卡具16移动，还可以是使校正部件30以及卡具16的至少一方移动。

接着，如图6b所示，若校正部件30的凸部303与基板19的表面的外周区域相接，则一面使校正部件30的移动继续，一面开始第1减压部61对空间sp1进行的减压。由于校正部件30的相向面302和基板19的表面的中央区域之间的空间sp1被减压，所以，在校正部件30产生朝下方(基板19)被推压的力，且在卡具16(基板19)产生朝上方被推压的力。据此，基板19的翘曲得到校正。

接着，如图6c所示，在基板19仿形于卡具16之后，停止第1减压部61对空间sp1进行的减压。但是，维持第2减压部62对空间sp2进行的减压。若基板19的与表面外周区域对应的背面的区域跟卡具16相接，即基板19被卡具16完全吸附，则基板19的背面的压力差消失，所以，基板19以被校正了的状态被卡具16保持。另外，基板19的与表面外周区域对应的背面的区域是否已跟卡具16相接，可通过测量由第1减压部61减压了的空间sp1(连通路164)的压力、校正部件30、基板19的位置来进行判定。校正部件30可以是被固定在支承部件的结构，也可以像图11a以及图11b所示那样，被载置在可相互相对移动的支承部件307以及308上。支承部件307与校正部件30一体地构成。在图11a中，支承部件308支承着支承部件307。在校正部件30按压着基板19的表面的状态下，如图11b所示，成为支承部件308和支承部件307离开而不使朝上的力向支承部件308传递的结构。

在从图6b所示的状态向图6c所示的状态转换的期间，控制第1减压部61以及第2减压部62，以便使空间sp1的压力与空间sp2的压力相等或比它小。换言之，控制第1减压部61以及第2减压部62，以便使因由第1减压部61减压而在空间sp1产生的力与因由第2减压部62减压而在空间sp2产生的力相等，或比它小。据此，能够防止基板19被从卡具16拉开而被吸附在校正部件30上的情况。

接着，如图6d所示，若基板19的翘曲得到校正，基板19被卡具16保持，则将空间sp1经连通路304向大气环境释放，且开始校正部件30向校正部件30和卡具16相对地离开的方向的移动。

这样，在本实施方式中，在将校正部件30推压在基板19的状态下，通过由第1减压部61对空间sp1进行减压，能够校正基板19的翘曲，使基板19仿形于卡具16。此时，无需增大将校正部件30向基板19推压时的推力及基板载置台17的重量。

另外，在本实施方式中，将校正部件30配置在卡具16、基板载置台17的近旁，构成为可在x轴方向、y轴方向以及z轴方向移动，但是并非限定于此。一般来说，由于曝光装置1具有搬运基板19的搬运机械手70，所以，也可以像图7所示那样，将校正部件30配置在搬运机械手70。搬运机械手70在校正部件30的凸部303与基板19的表面的外周区域相接的状态下，通过由第1减压部61对空间sp1进行减压，由校正部件30保持并搬运基板19。

在将校正部件30配置在搬运机械手70的情况下，最好将测量相向面302和基板19的表面的中央区域之间的距离的距离测量部72配置在例如相向面302。而且，在搬运机械手70保持基板19的情况下，根据距离测量部72的测量结果，控制第1减压部61，以便使相向面302和基板19不接触(即，以便维持由距离测量部72测量的距离为恒定的距离)。

另外，在将校正部件30配置在搬运机械手70的情况下，也可以将测量空间sp1的压力的压力测量部74配置在例如连通路304。而且，在搬运机械手70保持基板19的情况下，根据压力测量部74的测量结果，控制第1减压部61，以便使相向面302和基板19不接触(即，以便维持由压力测量部74测量的压力为恒定的值)。再有，也可以配置距离测量部72以及压力测量部74这两者，根据距离测量部72以及压力测量部74的测量结果，控制第1减压部61，以便使相向面302和基板19不接触。

在外缘的一部分弹起那样的翘曲产生在基板19的情况下，校正部件30的凸部303不能与基板19的表面的外周区域的整个面相接，存在难以对空间sp1进行减压(成为负压)的可能性。因此，如图8所示，最好在校正部件30的凸部303的基板侧的面(基板19的表面的外周区域侧的面)配置弹性部件306。据此，即使在外缘的一部分弹起那样的翘曲产生在基板19上的情况下，校正部件30的凸部303也可以经弹性部件306与基板19的表面的外周区域的整个面相接，因此，能够限定空间sp1。因此，通过由第1减压部61对空间sp1进行减压，也能够相对于产生了外缘的一部分弹起那样的翘曲的基板19发挥校正力。在图8中，弹性部件306具有在与相向面302垂直的截面中包括折曲部分的形状，但是并非限定于此，例如也可以具有矩形的形状。

下面，参照图9a、图9b以及图9c，对作为校正部件30的变形例的校正部件30a进行说明。校正部件30a作为基座部件301a包括：与被卡具16保持的基板19的表面相向的相向面302a；从相向面302a向基板19的表面侧突出的多个凸部303a。多个凸部303a与基板19的包括外缘在内的表面的外周区域内的相互不同的多个部分的每一个相向地被设置在相向面302a(即，被局部地设置在相向面302a)。

在校正部件30a的侧面配置着弹性部件309a，以便将卡具16包围。弹性部件309a具有比卡具16(基板19)的外径大的内径，可以与基板载置台17接触地被构成。弹性部件309a在多个凸部303a与基板19的外周区域相接，即校正部件30a被推压在基板19的状态下，与基板载置台17相接，在相向面302a和基板载置台17之间限定空间(第1空间)sp3。校正部件30a的相向面302a和基板载置台17之间的空间sp3因被卡具16保持的基板19的外周区域的翘曲，而与在校正部件30a的相向面302a和基板19的中央区域之间被限定出来的空间sp1连通。

在校正部件30a形成将空间sp1和大气环境(外部)连通的连通路304a。对于校正部件30a，无需在连通路304a连接第1减压部61，而是像后述那样设置可将连通路304a开闭的阀308a。

参照图10a至图10e，对使用校正部件30a来校正基板19的翘曲的处理(使基板19仿形于卡具16的处理)进行说明。该处理通过由控制部21总体控制曝光装置1的各部分来进行。如图10a所示，在外缘弹起那样的翘曲产生在基板19上的情况下，即使由第2减压部62对空间sp2进行减压，由于源自基板19的外缘的漏气，也不能充分吸附基板19，不能校正基板19的翘曲。

首先，如图10a所示，在校正部件30a和基板19分离的状态下，关闭阀308a，将形成在校正部件30a上的连通路304a隔断(隔断与大气环境(外部)的连接)。随后，开始第2减压部62对空间sp2进行的减压，且开始校正部件30a在校正部件30a和卡具16相对地靠近的方向的移动。另外，也可以不使校正部件30a移动，而是使卡具16移动，还可以使校正部件30a以及卡具16的至少一方移动。另外，为了缩短空间sp1的减压时间，连通路304a也可以与大气环境或者真空源连通。

图10b是表示校正部件30a的多个凸部303a的每一个与基板19的表面的外周区域内的相互不同的多个部分相接的状态。图10c是表示基板19的与表面外周区域对应的背面的区域跟卡具16相接的状态。在从图10b所示的状态到图10c所示的状态为止，保持将阀308a关闭的状态，使第2减压部62对空间sp2进行的减压继续。在此期间，由于空间sp2和空间sp3因基板19的外周区域的翘曲而连通，所以，因空间sp2被减压，空间sp3也被减压。据此，由于在校正部件30a产生向下方(基板19)被推压的力，且在卡具16(基板19)产生向上方被推压的力，所以，基板19的翘曲得到校正。

接着，在基板19的与表面外周区域对应的背面的区域与卡具16相接后，如图10d所示，一面使第2减压部62对空间sp2进行的减压继续，一面将阀308a打开。据此，连通路304a向大气环境释放(大气释放)，大气流入校正部件30a的相向面302a和基板19的表面的中央区域之间的空间sp1。但是，由于空间sp2被校正了翘曲的基板19封闭，所以，基板19以被校正了的状态被卡具16保持。

接着，如图10e所示，若基板19的翘曲得到校正，基板19被卡具16保持，则开始校正部件30a在校正部件30a和卡具16相对离开的方向的移动。此时，阀308a维持着打开的状态。

这样，在将校正部件30a推压在基板19的状态下，通过由第2减压部62对空间sp2减压，能够对因基板19的外周区域的翘曲而连通的空间sp3进行减压，使基板19仿形于卡具16。校正部件30a与校正部件30相比，可减少与基板19相接的面积。另外，由于校正部件30a没有必要在连通路304a连接第1减压部61，所以，可削减其配管。

根据本实施方式的曝光装置1，例如，即使在外缘弹起那样的翘曲产生在基板19上的情况下，也能够校正该翘曲，由卡具16保持基板19。因此，曝光装置1能够高精度地将光罩12的图案向被卡具16保持的基板19转印。

本发明的实施方式中的物品的制造方法适合于制造例如设备(半导体元件、磁存储介质、液晶显示元件等)等物品。该制造方法包括使用曝光装置1对涂敷了感光剂的基板进行曝光的工序和对被曝光的基板进行显影的工序。另外，该制造方法能够包括其它公知的工序(氧化、成膜、蒸镀、掺杂、平坦化、蚀刻、抗蚀剂剥离、划片、粘合、封装等)。本实施方式中的物品的制造方法与以往相比，在物品的性能、品质、生产性以及生产成本的至少一个方面有利。

上面对本发明的优选实施方式进行了说明，但是，本发明当然并非限定于这些实施方式，可在其主旨的范围内进行各种变形以及变更。例如，在本实施方式中，作为对基板进行处理的处理装置的一例说明了曝光装置，但是，本发明也可以适用于对由被载置在载置台上的卡具吸附(保持)的基板进行处理的处理装置。该处理装置包括例如对基板进行研磨的研磨装置、在基板上形成膜的镀膜机等。