JP2006269989A - 基板保持具 - Google Patents

Abstract

【課題】保持する基板裏面の面粗さや不可避的な基板反り量のばらつきに影響されることなく、安定して被吸着物である基板の平坦度を高めることが可能な基板保持具を提供する。
【解決手段】基板を保持するための複数の突起２と、外周を囲む第１隔壁３と、基板脱着用のリフトピン７が上下移動可能な複数の貫通孔６それぞれの周囲を囲む第２隔壁５とを、具備する基板保持具１であって、第１隔壁３の上面が突起２の上面と実質的に同一平面上に位置し、かつ、第２隔壁５の上面が突起２の上面より4〜50μm低い位置にあり、かつ、第1隔壁３の上面の表面粗さ（Ra）が0.2μm以下である。
【選択図】図２

Description

本発明は、シリコンウエハに代表される半導体基板などの処理工程で基板固定のために使用される保持具に関し、特に、露光工程など基板上面の平坦度が厳密に求められる工程で使用される基板保持具に関する。

シリコンウエハに代表される半導体基板の処理工程で基板を吸着固定する方法として、被吸着物の下面側を真空引きして大気圧により密着させるいわゆる真空吸着法が一般的に採用されている。

真空吸着法に供する一般的な基板保持具は、その外周を囲む第１隔壁の内側に、基板保持して支持する複数の突起と、基板脱着用のリフトピンが上下移動可能な複数の貫通孔と、該貫通孔それぞれの周囲を囲む第２隔壁と、真空排気のための吸引孔とを、具備した構造を持つ。ここで、吸引孔から真空排気することで、載置された基板を吸着固定することができる。また、吸着された基板は突起、外周の第１隔壁および貫通孔周囲の第２隔壁の上面に密着して支持される。

このような方式の基板保持具は、突起、外周の第１隔壁および貫通孔周囲の第２隔壁の上面の平坦度を高めることで、基板を平坦な状態に保持しようとするものであるが、外周の第１隔壁の外側および貫通孔周囲の第２隔壁の内側では吸引力の働かないため基板に反りが発生し十分な平坦度が得られず、回路パターンの微細化、高集積化が進む今日の半導体ウエハ処理工程等では歩留まり低下の原因になってきている。

このような状況のなかで、被吸着基板の平坦度を改善するために、外周の真空隔壁上面を支持突起上面より低くし、基板裏面と外周隔壁との間に間隙を設けることで外部から気体を基板裏面に沿って吸引領域に流入させベンチュリー効果により基板の反りを防止する方法が提唱されてきている。（たとえば、特許文献１参照。）
特開平８−３７２７７号公報

ところが、外周隔壁と基板裏面の間隙からの気体流入を利用した基板保持具は、基板裏面と隔壁との間隙を極めて厳密に制御することで、気体流入量を制御し、基板の平坦度を高めようとするものであるが、気体流入量は、保持具自体の精度だけでは決定されず、基板裏面の粗さおよび基板の反り量により変化するという問題がある。

一方、シリコンウエハ等の基板の状態はその使用目的や規格に応じて決められるため、裏面の面粗さは画一のものではなく、反り量も不可避的個体差を有している。また、同一の基板であっても、処理プロセスを経る中で、裏面状態や反りの程度が変化するのが一般的である。

このように画一的でない基板を、外周隔壁と基板裏面の間隙から気体流入させる基板保持具で吸着保持した場合、必然的に基板平坦度にばらつきが生じ、安定して高い平坦度を得るには至らないという課題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、保持する基板裏面の面粗さや不可避的な基板反り量のばらつきに影響されることなく、安定して被吸着物である基板の平坦度を高めることが可能な基板保持具を提供することを目的とする。

本発明による基板保持具は、基板を保持するための複数の突起と、外周を囲む第１隔壁と、基板脱着用のリフトピンが上下移動可能な複数の貫通孔それぞれの周囲を囲む第２隔壁とを、具備する基板保持具であって、前記第１隔壁の上面が前記突起の上面と実質的に同一平面上に位置し、かつ、前記第２隔壁の上面が前記突起の上面より4〜50μm低い位置にあり、かつ、前記第1隔壁の上面の表面粗さ（Ra）が0.2μm以下であることを特徴とするものである。

以下に詳細に説明するように、本発明によれば、被吸着物としての基板の裏面の面粗さや基板反り量に影響されることなく、安定して被吸着物である基板の平坦度を高めることが可能な基板保持具を得ることができる。

以下、添付図を参照して、本発明に係わる基板保持具の構造について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る基板保持具の概略構成を示す平面図であり、図２はその断面図である。
基板保持具１はその外周を囲む第１隔壁３の内側に、基板を支持する複数の突起２と、基板脱着用のリフトピンが上下移動可能な複数の貫通孔６と、該貫通孔それぞれの周囲を囲む第２隔壁５を具備した構造を持ち、吸引孔４から真空排気することで、外周の第１隔壁３と貫通孔周囲の第２隔壁５に囲まれる領域が負圧となることから、載置された基板（図示せず。）を吸着固定することができる。

ここで、本発明において、外周を囲む第１隔壁３を、その上面が突起２の上面と実質的に同一平面上に位置し、かつ、そのその上面の表面粗さ（Ra）が0.2μm以下になるように構成する理由は、以下のとおりである。
基板を保持する突起２の上面に比し、外周を囲む第１隔壁３の上面位置が上または下にある場合には基板外周部がそれぞれ上または下に反るという問題点がある。さらに、外周を囲む第１隔壁３の上面が基板を保持する突起２の上面に比し極端に下に位置する場合は、外周部から吸引部に気体が流入し、基板平坦度が不安定になるという問題点がある。
また、外周を囲む第１隔壁３の上面の表面粗さ（Ra）が0.2μmを超える場合は、基板裏面状態あるいは反り量によって密着気密性が変化し被吸着基板の平坦度が安定しないという問題点がある。

また、本発明において、リフトピンが上下移動可能な複数の貫通孔それぞれの周囲の第２隔壁５について、その上面が、突起２の上面より4〜50μm低い位置にあるように構成する理由は、以下のとおりである。
すなわち、第２隔壁５の上面が、突起２の上面より50μmを超えて下に位置する場合は被吸着基板の種類や状態に係らず平坦度が悪化して好ましくなく、4μm未満の位置とした場合には、貫通孔６に対応する部分で被吸着基板が上に凸形状になり平坦度を悪化させるばかりでなく、基板の裏面状態や反り量によって、平坦度が不安定になるので好ましくない。

なお、本発明は上記構造形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、基板支持突起２の大きさ、高さ、数、および配置は限定されるものではなく任意に選択されて良い。また図１および図２では、吸引孔４は１箇所のみ示しているが、これも数、場所ともに限定されるものではない。さらには、保持具の外形も円形に限定されるもではなく被吸着基板の形状に応じて選択されて良い。

以下、本発明の実施例と比較例により本発明をさらに詳細に説明する。
図１および図２に示した基本構造を有し、基板を保持する突起２の上面位置に対する外周の第１隔壁３の上面位置および貫通孔周囲の第２隔壁５の上面位置を本発明に従って調整した外径300mmの円形の基板保持具を作製し、300mm径のシリコンウエハからなる基板を吸着し、シリコンウエハ上面の平坦度を評価した。なお、平坦度の測定にはレーザー干渉計を使用した。
被吸着物としてのシリコンウエとしては、（ａ）裏面が鏡面で反り0.5μm以下のもの、（ｂ）裏面が鏡面で反り5μmのもの、および（ｃ）裏面が研削面で反り1μmの３種類を供した。平坦度の安定性の指標としては、これら状態の異なる３種類のシリコンウエハを吸着して測定したシリコンウエハ上面平坦度の中で最も大きい値を用いた。
比較として、本発明の範囲外の構成からなる構造の基板保持具についても同様の試験を行った。評価結果を基板保持具の調整条件とともに表１にまとめて示した。

表１に示したように本発明の要件を満たした実施例１〜４では被吸着物であるシリコンウエハ基板の状態に係らず、０．１μm以下という安定して高い平坦度が得られることが確認された。
これに対して本発明の要件を満たさない比較例では、被吸着物であるシリコンウエハ基板の状態の影響を受けて、安定して良好な平坦度を得ることはできなかった。

本発明に係る基板保持具の概略構成を示す平面図である。 本発明に係る基板保持具の概略構成を示す断面図である。

符号の説明

１；基板保持具
２；基板支持突起
３；外周の第１隔壁
４；吸引孔
５；貫通孔周囲の第２隔壁
６；リフトピンが上下できる貫通孔
７;リフトピン

Claims (1)

1. 基板を保持するための複数の突起と、外周を囲む第１隔壁と、基板脱着用のリフトピンが上下移動可能な複数の貫通孔それぞれの周囲を囲む第２隔壁とを、具備する基板保持具であって、前記第１隔壁の上面が前記突起の上面と実質的に同一平面上に位置し、かつ、前記第２隔壁の上面が前記突起の上面より4〜50μm低い位置にあり、かつ、前記第1隔壁の上面の表面粗さ（Ra）が0.2μm以下であることを特徴とする基板保持具。

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