JP2014116433A - 基板保持部材 - Google Patents

Abstract

【課題】パーティクルの発生を抑制できる基板保持部材を提供する。
【解決手段】基板保持部材１０は、保持部材本体１１の上面に、第１の環状凸部１２と、第１の環状凸部１２内側の第２の環状凸部１３ａ，１３ｂと、第１の環状凸部１２の内側の領域に所定間隔で配置され、かつ第２の環状凸部の上端と比較して高く突出した複数のピン１４とを備える。保持部材本体１１は、第２の環状凸部１３ｂ内側の内殻領域１５及び隣り合う２つの環状凸部内側の外殻領域１７ａ，１７ｂに夫々吸引口を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板を保持する基板保持部材に関する。

基板保持部材は、半導体集積回路の製造に用いられるシリコンウエハ等の基板を真空吸着保持する部材として用いられている。また、基板保持部材として、基板との接触面積が少なく基板への損傷が少ないピンチャック式の基板保持部材が比較的多く用いられている。

例えば、保持部材本体の上面に形成された同心状の複数の環状凸部と、最も内側の環状凸部の内側に少なくとも１つの吸引口とを備え、基板を支持するピンの先端を内側の環状凸部の上端より高くすることにより、環状凸部上端と基板との間の隙間を介して基板保持部材と基板との間の空間の負圧状態を広げ、基板を吸着するピンチャック式の基板保持部材が提案されている（特許文献１）。

特開２００７−２７３６９３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された基板保持部材では、複雑な形状のうねりや反りを有する基板を保持する場合、そのうねりや反りにより、環状凸部上端と基板との間の隙間が一部又は大部分塞がれる場合がある。この場合、隙間を介して、最も内側の環状凸部に囲まれた空間から当該空間に隣接する外側の空間に等方的に負圧を発現させることが困難な場合がある。

この場合、局所的な隙間を介して隣接空間の空気が吸引されると、ベンチュリー効果により、基板に対して吸引力が局所的に強く作用する部分が生じて、基板に作用する吸引力に偏りが生じ、平面度を確保した基板の保持が困難な場合があり、また基板の当該部分に当接する複数のピンに圧力が一時的とはいえ集中することによりパーティクルが発生しやすくなる。

そこで、本発明は、基板が基板保持部材に当接することにより生じるパーティクルの発生頻度を抑制できる基板保持部材を提供することを目的とする。

本発明の基板保持部材は、基板を保持する基板保持部材であって、保持部材本体と、前記保持部材本体の上面に形成された第１の環状凸部と、前記保持部材本体の上面に前記第１の環状凸部の内側に形成された少なくとも１つの第２の環状凸部と、前記保持部材本体の上面の少なくとも前記第１の環状凸部の内側の領域に所定間隔で配置され、かつ前記第２の環状凸部の上端と比較して高く突出した前記基板を支持する複数のピンとを備え、前記保持部材本体は、最も内側の前記第２の環状凸部の内側の内殻領域に形成された少なくとも１つの第１の吸引口と、前記第１の環状凸部及び前記第２の環状凸部の中から隣り合う２つの環状凸部の内側の外殻領域毎に形成された少なくとも１つの第２の吸引口と、前記第１の吸引口及び前記第２の吸引口を介して、前記基板を前記基板保持部材に吸引するための吸引経路とを備えることを特徴とする。

本発明の基板保持部材によれば、基板の吸着保持に際して、基板のうねりや反りにより、複数のピンにより支持された基板と第２の環状凸部との間の隙間が少なくとも部分的に塞がれた場合でも、当該隙間のみならず、各領域に形成された吸引口を介して、当該領域の空気が吸引されることにより、基板と基板保持部材との間の空間における負圧発現の偏りを緩和することができる。

従って、局所的な隙間を介して隣接する空間の空気が吸引された場合でも、各領域に形成された吸引口と隙間とを介して、吸着された基板の領域に対して作用する吸引力が均一化され、基板に当接する複数のピンの一部に集中することを回避できるので、基板とピンとの当接状態によるパーティクルの発生頻度を抑制することができる。

また、本発明において、前記吸引経路は前記基板保持部材の外部に真空排気するための共通の排気口を備え、前記排気口から前記第１の吸引口までの前記吸引経路を介した流体抵抗が、前記排気口から前記第２の吸引口までの前記吸引経路を介した流体抵抗と異なることが好ましい。

基板がうねりや反りを有する場合、第１及び第２の吸引口を通じた負圧発現のタイミングを異ならせず、同時に基板全体を基板保持部材に吸引すると、反り等が基板に残留した状態で基板保持部材に吸着される可能性がある。そのため、基板加工精度を向上させる観点だけでなく、ピンの先端が基板に当接することにより発生するパーティクルを抑制する観点からも、基板の平面度を確保した状態での基板の保持が重要となる。ここで、「平面度」とは、平面形体を幾何学的に平行二平面で挟んだときに、平行二平面の間隔が最小となる場合の二平面の間隔で表される大きさをいい、ＪＩＳＢ０６２１に規定されている。

本発明の基板保持部材によれば、共通の排気口を介して真空排気した場合、吸引口を通じた負圧発現のタイミング、ひいては吸着される基板の領域の吸引タイミングを異ならせることができる。ここで、「流体抵抗」とは、流体の動きやすさを示すものであり、吸引経路の断面積の逆数とその長さの積により定義される。

従って、同時に基板全体を基板保持部材に吸引させた場合と比較して、基板保持部材に吸着させる基板の領域を順々に広げるので、吸着していない他の基板の領域にうねりや反りの影響を吸収させながら、基板を基板保持部材に吸着保持させ、基板の平面度を確保した状態で基板を保持できる。

さらに、平面度を確保した状態で基板を保持できるので、基板に当接した複数のピンの先端にかかる力も均一化され、基板に当接する複数のピンの一部に集中することが緩和されるので、基板とピンとの当接によるパーティクルの発生頻度を抑制することができる。

尚、吸引口を通じた負圧発現のタイミングは、内殻領域及び各外殻領域それぞれに応じて定まる面積、すなわち、負圧発現のために吸引すべき空気量を異ならせることによっても、異ならせることができる。

また、本発明において、前記排気口から各吸引口までの流体抵抗は、前記内殻領域を基準として最も外側の第２の吸引口から前記第１の吸引口まで中心方向に次第に小さくなるように、前記第１の吸引口と、前記第２の吸引口と、前記排気口と、前記吸引経路とが構成されていることが好ましい。

本発明の基板保持部材によれば、各吸引口を通じた負圧発現タイミングは内殻領域を基準にして最も外側の第２の吸引口から第１の吸引口へ中心方向に早くなる。

従って、中央部が凸状の反り形状を有する基板の場合だけでなく、例えば中央部が凹状の反り形状を有する基板の場合でも、内殻領域を有する空間から最も外側の外殻領域を有する空間に向かって順々に負圧発現タイミングを遅らせ、基板保持部材に吸着させる基板の領域を広げるので、保持する基板の平面度を確保し、基板とピンとの当接状態によるパーティクルの発生頻度を抑制することができる。

尚、本発明において、前記排気口から前記第１の吸引口までの前記吸引経路に沿った距離は、前記排気口から前記第２の吸引口までの前記吸引経路に沿った距離よりも短いことが好ましい。

また、本発明において、前記第１の吸引口及び前記第２の吸引口は、一本の吸引経路で連通するように形成されていることが好ましい。

複数の吸引経路の場合と比較して、吸引経路における内表面積の低下を図り、吸引経路の内壁と流体との摩擦によるパーティクルの発生頻度を抑制することができる。

さらに、第１及び第２の吸引口が一本の吸引経路で連通するので、第１及び第２の吸引口と第２の環状凸部上の基板との隙間とを介し、基板を基板保持部材に吸引する制御を簡素化でき、また、基板を基板保持部材に吸引する構成も簡素化できる。

本発明の実施形態の基板保持部材を示す概要図。 図１の基板保持部材を用いた基板の保持方法を説明する図。 本発明の他の実施形態の基板保持部材を一部省略して示す概要図。 本発明のさらなる他の実施形態の基板保持部材を一部省略して示す概要図。

（本実施形態の基板保持部材の構成）
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１Ａは本発明の実施形態の基板保持部材の概略構成を示す平面図であり、図１Ｂは図１ＡのII−II線断面図を示す。本発明の実施形態の基板保持部材１０は、低熱膨張率の材料、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＣ、Ｂ_４Ｃ等のセラミックスによって構成されている。尚、符号２１で示された図１Ｂの一点鎖線は、基板保持部材１０の中心線を示す。

図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、基板保持部材１０は、円形板状の保持部材本体１１と、保持部材本体１１の上面に形成された円環状の環状凸部１２（第１の環状凸部）と、保持部材本体１１の上面に環状凸部１２の内側に形成された２つの環状凸部１３ａ，１３ｂ（第２の環状凸部）と、保持部材本体１１の上面の環状凸部１２の内側の領域に配置された複数のピン１４とを備える。

尚、本明細書において、基板が基板保持部材１０に接して固定される側の保持部材本体１１の面を上面とし、同様に基板保持部材１０の面を上面として説明する。そして、基板保持部材１０の上面が基板の裏面（底面）に接して固定するものとして説明する。

保持部材本体１１は、最も内側の環状凸部１３ｂの内側の内殻領域１５に形成された円形の３つの吸引口１６ｌ，１６ｃ，１６ｒ（第１の吸引口）と、環状凸部１２及び環状凸部１３ａ，１３ｂの中から隣り合う２つの環状凸部の内側の外殻領域１７ａ，１７ｂ毎に形成された円形の吸引口１８ａ，１８ｂ（第２の吸引口）とを備える。吸引口１６ｌ，１６ｃ，１６ｒ，１８ａ，１８ｂの直径は一定の大きさに形成されている（例えば、１ｍｍ〜１０ｍｍ）。

また、保持部材本体１１は、吸引口１６ｌ，１６ｃ，１６ｒ及び吸引口１８ａ，１８ｂを介して、基板を基板保持部材１０に吸引するための吸引経路１９を内部に備え、図示しない真空ポンプ等の真空排気機構を用いて排気口２０から真空排気することにより、吸引口１６ｌ，１６ｃ，１６ｒを介して基板を基板保持部材１０に吸引する。

環状凸部１２は保持部材本体１１の上面の外周縁近傍に設けられた円環状の凸部であり、環状凸部１３ａ及び１３ｂは環状凸部１２に囲まれた保持部材本体１１の上面に環状凸部１２と同心状に設けられた円環状の凸部である。環状凸部１２，１３ａ，１３ｂの幅は所定幅（例えば０．１〜０．３ｍｍ）になるように形成されている。環状凸部は環状の凸部であればよく、例えば四角形等の多角形や、内殻領域１５と外殻領域１７ａ，１７ｂの中心の少なくとも１つが保持部材本体１１の中心とずれた形状の凸部等とすることも可能である。

本実施形態では、最も外側の環状凸部１２の内側に２つの環状凸部１３ａ，１３ｂを設けたが、１又は３つ以上の環状凸部を設けることも可能である。環状凸部１２内側の環状凸部１３ａ，１３ｂの半径は、環状凸部１２の半径の１／１０〜１／２の範囲の大きさに形成される。

基板が固定される側の環状凸部１２の上端は、環状凸部１３ａ，１３ｂの上端よりも高く突出し、例えば５〜１０μｍ高く突出するように形成されている。また、環状凸部１２の上端は研削・研磨等の公知の手法を用いたラウンド加工が施されており、環状凸部１３ａ，１３ｂの上端は断面が矩形状に形成されている。尚、環状凸部１３ａ，１３ｂの上端は、ラウンド加工が施されてもよい。

複数のピン１４は、一定間隔でほぼ均一に保持部材本体１１上面の内殻領域１５及び外殻領域１７ａ，１７ｂに配置され、例えば近接する３本のピン１４が正三角形になるように配置されている。保持部材本体１１上面からのピン１４の高さは一定の高さ（例えば、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ）に、ピン径は一定の大きさ（０．１０ｍｍ〜１．０ｍｍ）に形成されている。

また、保持部材本体１１に載置された基板を支持するピン１４の先端は、環状凸部１３ａ，１３ｂの上端と比較して高く突出し、環状凸部１２の上端と同じ高さに位置するように形成されている。また、ピン１４の先端は環状凸部１２と同様、ラウンド加工が施されている。

３つの吸引口１６ｌ，１６ｃ，１６ｒは環状凸部１３ｂ内側の内殻領域１５に形成された吸引口であり、吸引口１８ａは環状凸部１３ａと環状凸部１３ｂに挟まれた外殻領域１７ａに形成された吸引口であり、吸引口１８ｂは環状凸部１３ａと環状凸部１２に挟まれた外殻領域１７ｂに形成された吸引口である。吸引口１８ａは２つの環状凸部１３ａ，１３ｂの間の中央位置に、吸引口１８ｂは環状凸部１３ａと環状凸部１２の間の中央位置に形成されている。

吸引口１６ｌ，１６ｃ，１６ｒ，１８ａ，１８ｂの数はこれに限定されず、内殻領域１５及び外殻領域１７ａ，１７ｂ毎に少なくとも１つ形成されていればよく、内殻領域１５の吸引口の数をさらに多く形成してもよい。

本実施形態では、３つの吸引口１６ｌ，１６ｃ，１６ｒと吸引口１８ａ，１８ｂが保持部材本体１１の中心を通る吸引経路１９上に並ぶように形成され、吸引口１６ｃが保持部材本体１１の中心に位置するように形成されている。吸引口１６ｌ，１６ｃ，１６ｒ，１８ａ，１８ｂは同じ開口面積に形成されている。尚、吸引口のうち内殻領域１５を基準として最も外側の吸引口１８ｂから当該中心に位置する吸引口１６ｃまで中心方向に、次第に開口面積が大きくなるように、すなわち、吸引口１６ｃの開口面積が最大になるように形成してもよい。吸引口の直径は１ｍｍ〜１０ｍｍになるように形成される。

吸引経路１９は、板状の保持部材本体１１と平行で、一方の経路は吸引口１６ｌ，１６ｃ，１６ｒ，１８ａ，１８ｂが接続する直線経路と、吸引口１６ｃの位置でその直線経路から所定角度、例えば９０°、１２０°等をなす方向に分岐して直線状に延びて排気口２０に接続する直線経路とから構成される、（保持部材本体１１の径方向と垂直な）断面積が同じである２本の直線経路により構成された１本の経路である。

尚、吸引経路は、必ずしも１本の経路である必要はない。吸引経路は、単一又は複数の排気口と、複数の制御弁とを備える複数経路として構成し、排気口から各吸引口までの流体抵抗が同じである場合でも、制御弁の開閉タイミングを異ならせることで、吸引口１６ｌ，１６ｃ，１６ｒ，１８ａ，１８ｂを通じた基板を吸引するタイミングを異ならせることができる。また、吸引経路の断面積が一定であるので、吸引口の開口面積を異ならせることによっても、各吸引口を通じた基板を吸引するタイミングを異ならせることができる。

また、吸引経路１９は、排気口２０から各吸引口までの吸引経路１９に沿った距離に関して、排気口２０から吸引口１６ｃまでの距離が最短で、排気口２０から吸引口１６ｃまの距離が排気口２０から吸引口１８ａ，１８ｂまでの距離よりも短くなるように形成されている。そして、吸引経路１９の断面積が、吸引口１６ｌ，１６ｃ，１６ｒ及び吸引口１８ａ，１８ｂの開口面積よりも大きくなるように設けられている。

尚、吸引経路１９と保持部材本体１１上面との間の肉厚は２ｍｍ以上とすることが好ましい。肉厚が２ｍｍ未満の場合、基板を基板保持部材に吸引した際、吸引経路１９と保持部材本体１１上面との間の保持部材本体１１の撓みにより、基板の平面度を維持した状態で基板を吸着保持することが困難になる場合がある。

（基板保持部材の製造方法）
図１に示されている構成の基板保持部材は、以下の手順にしたがって製造される。

略円盤状の緻密質セラミックス焼結体の基体が作製又は準備される。緻密質セラミックスとしては、気孔率が０．１％以下の焼結体が用いられ、真空チャックが軽量かつ高剛性であることが要求される場合、ＳｉＣまたはＢ_４Ｃが用いられることが好ましい。

基体の上面が平面加工された上で、さらにブラスト加工、マシニング加工またはエッチング加工等が施されることにより、リブ及び複数のピンが形成される。基体にドリル加工が施されることにより吸引口、吸引経路、排気口が形成される。尚、セラミックス成形体に吸引口、吸引経路、排気口を形成した上で、当該成形体を焼成することにより、あらかじめ形成されたセラミックス焼結体が基体として作製されてもよい。

また、吸引経路に関して、ドリル加工が困難な長さ及び経路径の場合は、基体下部に吸引経路となる溝を形成し、リブ及び複数のピンが形成される基体上部をガラスやシリコン金属などの接合材を介して接合してもよい。

（本実施形態の基板保持部材１０を用いた基板の保持方法）
次に、基板の裏面中央を中心に凸状に湾曲した反りを有する基板３０を例に、本実施形態の基板保持部材１０を用いた基板の保持方法について、図２を用いて説明する。図２Ａは、基板３０を基板保持部材１０に載置した状態を示す図であり、図２Ｂは、基板３０を基板保持部材１０に吸引して保持した状態を示す図である。

まず、図示しない基板搬送用のローダにより、基板３０が基板保持部材１０上方に搬送され載置される。図２Ａに示すように、基板３０の裏面は凸状に湾曲した反りを有するので、基板３０が基板保持部材１０上に載置されると、基板３０は、保持部材本体１１の内殻領域１５を囲む環状凸部１３ｂと、内殻領域１５のピン１４とに当接する。

尚、基板３０が基板保持部材１０上に載置されたとき、基板３０の裏面は、凸状に湾曲した反りを有するので、環状凸部１３ｂより径方向外側に存在するピン１４及び環状凸部１２，１３ａとは接触しない。

次に、図示しない真空排気機構を用いて吸引口１６ｌ，１６ｃ，１６ｒ，１８ａ，１８ｂを介して保持部材本体１１上面上を真空排気する。環状凸部１３ｂ内側の内殻領域１５と、環状凸部１３ｂと、吸引口１６ｌ，１６ｃ，１６ｒを有する保持部材本体１１の基板３０とにより囲まれた空間は、環状凸部１３ｂ外側の空間と比較して、低い負圧状態に減圧される。このため、負圧状態の空間を形成した基板３０の領域が選択的に基板保持部材１０に吸着される。

ここで、ピン１４の先端は、環状凸部１３ｂの上端と比較して高く突出するように形成されていることから、ピン１４に吸着載置された基板３０と環状凸部１３ｂとの間には、隙間を有する。

引き続き、真空排気機構を用いて吸引口１６ｌ，１６ｃ，１６ｒ，１８ａ，１８ｂを介して保持部材本体１１上面上を真空排気すると、仮に基板のうねりや反りにより、環状凸部１３ｂ上端上の隙間が一部又は大部分塞がれた場合でも、最初に形成された負圧状態の空間が有する吸引口１６ｌ，１６ｃ，１６ｒ以外の吸引口１８ａと、当該隙間とを介して、等方的に負圧状態の空間が広がる。すなわち、環状凸部１３ｂにより囲まれた空間に続いて、環状凸部１３ａ，１３ｂと、吸引口１８ａを有する外殻領域１７ａと、基板３０とにより囲まれた空間も、第２の環状凸部１３ａの外側と比較して、低い負圧状態に減圧される。

このため、基板保持部材１０に吸着された内殻領域１５上の基板３０の領域と、外殻領域１７ａ上の基板３０の領域とが、基板保持部材１０に吸着される。

さらに、保持部材本体１１上面上を真空排気すると、環状凸部１３ａ上端上の隙間及び吸引口１８ｂを介して等方的に負圧状態の空間が広がる。すなわち、第２の環状凸部１３ａにより囲まれた負圧状態の空間に続いて、環状凸部１２及び環状凸部１３ａと、吸引口１８ｂを有する外殻領域１７ｂと、基板３０とにより囲まれた空間も、環状凸部１２の外側と比較して、低い負圧状態に減圧される。

従って、最初に基板保持部材１０に吸着した基板３０の領域を基点として、基板保持部材１０に吸着させる基板の領域をタイムラグを持たせながら広げ、図２Ｂに示すように、最終的に基板３０を基板保持部材１０に完全に吸着保持する。

尚、基板の裏面中央を中心に凸状に湾曲した反りを有する基板３０を例に、本実施形態の基板保持部材１０を用いた基板の保持方法について説明したが、本実施形態の基板保持部材１０は異なる反り形状を有する基板、例えば基板の裏面中央を中心に凹状の反り形状を有する基板についても適用できる。

具体的には、真空排気機構を用いて吸引口１６ｌ，１６ｃ，１６ｒ，１８ａ，１８ｂを介して保持部材本体１１上面上を真空排気すると、載置された基板に接触するピン１４を有する保持部材本体１１の領域を外側から囲む環状凸部１２，１３ａ，１３ｂのいずれかと、基板と、保持部材本体１１とによって囲まれた空間が負圧状態になる。

そして、引き続き真空排気を行うと、負圧状態の空間を形成した基板の領域を基点として、基点から離れる方向に基板保持部材に吸着させる基板の領域をタイムラグを持たせながら順々に広げ、最終的に基板を基板保持部材１０に完全に吸着保持する。

（実験結果）
実施例として、直径３１０ｍｍで厚さ１２ｍｍの円形板状の保持部材本体の上面に同心状に形成された、保持部材本体に半径１４８ｍｍで保持部材本体上面からの高さ０．１ｍｍ、幅０．２ｍｍの円環状の第１の環状凸部と、第１の環状凸部内側に形成された２つの第２の環状凸部（半径１００ｍｍで保持部材本体上面からの高さ０．０９ｍｍの環状凸部と、半径５０ｍｍで保持部材本体上面からの高さ０．０９ｍｍの環状凸部）とを有する基板保持部材を形成した。

また、実施例の基板保持部材は、ＳｉＣで形成され、保持部材本体上面の第２の環状凸部内側の領域に所定間隔（５ｍｍ）で配置された約２８００個の高さ０．１ｍｍで直径０．２５ｍｍのピンを備える。ピンの先端と第１の環状凸部の上端は、曲率半径５μｍになるようにラウンド加工を行った。

保持部材本体の内殻領域には直径２ｍｍの３つの吸引口を、２つの外殻領域にはそれぞれ直径２ｍｍの吸引口を１つずつ形成し、各吸引口が断面積１９．６ｍｍ^２の吸引経路と接続するように形成した。

吸引経路は、保持部材本体と平行で、内殻領域及び外殻領域に形成された５つの吸引口が直線経路により接続され、保持部材本体の中心位置でその直線経路から分岐して直線状に延びて排気口に直線経路により接続されるように形成した。尚、吸引経路は、保持部材本体上面との間の肉厚を５ｍｍとした。

内殻領域の吸引口の１つは保持部材本体の中心位置に、そして、内殻領域の他の２つの吸引口は前記中心位置を中心とする直径４０ｍｍの円周上の対向する位置で、各吸引口の直下に吸引経路が存する位置になるように形成した。

また、第２の環状凸部に囲まれた内側の外殻領域の吸引口は前記中心位置の吸引口からの距離が７５ｍｍとなる位置に、第１の環状凸部と第２の環状凸部に囲まれた外側の外殻領域の吸引口は前記中心位置の吸引口からの距離が１２５ｍｍとなる位置に、各吸引口の直下に吸引経路が存する位置になるように形成した。尚、排気口は、前記中心位置の吸引口から１２５ｍｍとなる位置に形成した。

比較例として、保持部材本体の内殻領域に直径２ｍｍの３つの吸引口のみを形成した基板保持部材を用いた。外殻領域に吸引口を形成しない以外は、実施例の基板保持部材と同じように構成した。

基板として、直径３００ｍｍの裏面中央を中心に凸状に湾曲した平面度０．４ｍｍのシリコンウエハを用いた。基板の表面粗さＲａは、０．０２μｍに加工した。

各実施例及び各比較例の基板保持部材に１２インチのシリコンウエハがピンと当接するように載置し、排気口に接続された真空吸引装置（真空ポンプ）を作動させて−９５ｋＰａの真空を発生させ、ウエハを基板保持部材に吸着させた。このときのウエハが全面吸着するまでの到達時間を吸着保持状態までの到達時間として計測した。また、全面吸着後のウエハ表面の平面度を、レーザー干渉式形状測定機（Zygo社製MARK-GPI-XPS）を用いて測定した。

その後、真空吸引装置の作動を停止させて、大気圧に戻してウエハを離脱させた。そして、レーザー散乱方式のウエハ表面検査装置を用いて、ウエハの基板保持部材に吸着した裏面に付着した１［μｍ］以上のパーティクルの数をパーティクル発生数として計測した。

表１の実施例から、円形板状の保持部材本体の上面に同心状に形成された、第１の環状凸部及び第１の環状凸部内側の２つの第２の環状凸部と、内殻領域及び外殻領域毎に設けられた吸引口と、第２の環状凸部の上端と比較して高く突出した複数のピンとを備える基板保持部材により、基準範囲１μｍ内の平面度０．２８５μｍで、凸状に湾曲したウエハが基板保持部材に吸着保持されたことがわかる。さらに、吸着保持状態までの到達時間は４３２μｓで、湾曲が基板に残留した状態で基板保持部材に吸着されることを回避するために、基板全体が同時に基板保持部材に吸引されていないことがわかる。

比較例は、吸引口が内殻領域のみに形成されているので、基板と第２の環状凸部との間の隙間を介して、内殻領域と最も内側の第２の環状凸部に囲まれた空間から当該空間に隣接する外側の空間に等方的に負圧が発現されない。その結果、基板に対して吸引力が局所的に強く作用する部分が生じて、基板に対する吸引力の偏りが生じ、基板吸着保持状態までの到達時間が実施例よりも長い１７２４μｓであったにも関わらず、平面度が５μｍ以上となり、測定できなかった。

さらに、基板に対して吸引力が局所的に強く作用する部分が生じたことにより、基板の当該部分に当接するピンに圧力が一時的に集中する。この結果、比較例は、実施例が２６５個のパーティクルを発生したのに対して、１３９６個のパーティクルが発生した。

（他の実施形態の基板保持部材）
次に、本発明の他の実施形態を図３に従って説明する。図３は、他の実施形態の基板保持部材からピン１４を省略して示す概要図である。図１Ａに示される実施形態の基板保持部材１０では吸引口１６ｃが排気口２０から最短距離に設けられているのに対して、図３に示される他の実施形態の基板保持部材３０は外殻領域１７ａの吸引口３８ａが排気口４０から最短距離になるように設けられている。

また、保持部材本体３１は、環状凸部１３ｂ内側の内殻領域１５に１つの吸引口３６（３６c）と、環状凸部１３ａと環状凸部１３ｂに挟まれた外殻領域１７ａに吸引口３８ａと、環状凸部１３ａと環状凸部１２に挟まれた外殻領域１７ｂに吸引口３８ｂとを備える。吸引口３８ａは、吸引口３６及び吸引口３８ｂより大きな開口面積を有する。従って、排気口からの流体抵抗が吸引口３８ａと吸引口３８ｂとで略同じである場合、開口面積の差異により、吸引口３８ａを有する環状凸部１３ａと環状凸部１３ｂで囲まれる空間で、環状凸部１２と環状凸部１３ａとで囲まれる空間よりも先に負圧が発現する。

また、吸引口３６，３８ａ，３８ｂの開口面積が同じである場合、吸引経路の断面積及び長さにより決定される流体抵抗の差異により、環状凸部１３ａと環状凸部１３ｂで囲まれる空間が他の環状凸部で囲まれる空間と比較して先に負圧が発現する。

尚、吸引口を通じた負圧発現のタイミングは、排気口から各吸引口までの吸引経路を介した流体抵抗だけでなく、環状凸部１２と環状凸部１３ａで囲まれる空間体積、環状凸部１３ａ，１３ｂで囲まれる空間体積、及び内殻領域１５を囲む環状凸部１２で囲まれる空間体積を異ならせることによっても異ならせることができる。

吸引口を通じた負圧発現のタイミングは、内殻領域１５及び外殻領域１７ａ，１７ｂそれぞれに応じて定まる面積、すなわち、負圧発現のために吸引すべき空気量を異ならせることによっても、異ならせることができる。

さらに、本発明のさらなる他の実施形態について説明する。図４は、さらなる他の実施形態の基板保持部材からピン１４を省略して示す概要図である。図１Ａに示される基板保持部材１０は、外殻領域１７ａに１つの吸引口１８ａと、外殻領域１７ｂに１つの吸引口１８ｂとを備え、保持部材本体１１の中心に位置する吸引口１６ｃ、吸引口１８ａ、吸引口１８ｂの順に径方向に同一直線上に並ぶように形成されている。

これに対して、図４に示されるさらなる他の実施形態の基板保持部材５０は、外殻領域１７ａに２つの吸引口１８ａ，１８ａ’と、外殻領域１７ｂに２つの吸引口１８ｂ，１８ｂ’とを備える。基板保持部材５０では、吸引口１８ｂ’、吸引口１８ａ’、３つの吸引口１６ｌ，１６ｃ，１６ｒ、吸引口１８ａ、吸引口１８ｂの順に保持部材本体１１の中心を通る同一直線上に、かつ保持部材本体１１の中心に位置する吸引口１６を中心に対称に並ぶように形成されている。

尚、吸着される基板に偏りを生じさせないために外殻領域に吸引口を多く設けた方がよいが、吸引経路の断面積及び長さに起因するパーティクルの発生を考慮して、吸引口の数及び吸引経路が設計されることが好ましい。

１０，３０，５０…基板保持部材、１１，３１，５１…保持部材本体、１２…第１の環状凸部、１３ａ，１３ｂ…第２の環状凸部、１４…ピン、１５…内殻領域、１６ｌ，１６ｃ，１６ｒ…第１の吸引口、１７ａ，１７ｂ…外殻領域、１８ａ，１８ａ’，１８ｂ，１８ｂ…第２の吸引口、１９，３９，５９…吸引経路、２０，４０，６０…排気口、３０…基板。

Claims (5)

1. 基板を保持する基板保持部材であって、
   保持部材本体と、
   前記保持部材本体の上面に形成された第１の環状凸部と、
   前記保持部材本体の上面に前記第１の環状凸部の内側に形成された少なくとも１つの第２の環状凸部と、
   前記保持部材本体の上面の少なくとも前記第１の環状凸部の内側の領域に所定間隔で配置され、かつ前記第２の環状凸部の上端と比較して高く突出した前記基板を支持する複数のピンとを備え、
   前記保持部材本体は、
   最も内側の前記第２の環状凸部の内側の内殻領域に形成された少なくとも１つの第１の吸引口と、
   前記第１の環状凸部及び前記第２の環状凸部の中から隣り合う２つの環状凸部により挟まれる外殻領域毎に形成された少なくとも１つの第２の吸引口と、
   前記第１の吸引口及び前記第２の吸引口を介して、前記基板を前記基板保持部材に吸引するための吸引経路とを備える基板保持部材。
2. 請求項１記載の基板保持部材であって、
   前記吸引経路は前記基板保持部材の外部に真空排気するための共通の排気口を備え、
   前記排気口から前記第１の吸引口までの前記吸引経路を介した流体抵抗が、前記排気口から前記第２の吸引口までの前記吸引経路を介した流体抵抗と異なることを特徴とする基板保持部材。
3. 請求項２記載の基板保持部材であって、
   前記排気口から各吸引口までの流体抵抗は、前記内殻領域を基準として最も外側の第２の吸引口から前記第１の吸引口まで中心方向に次第に小さくなるように、前記第１の吸引口と、前記第２の吸引口と、前記排気口と、前記吸引経路とが構成されていることを特徴とする基板保持部材。
4. 請求項３記載の基板保持部材であって、
   前記排気口から前記第１の吸引口までの前記吸引経路に沿った距離は、前記排気口から前記第２の吸引口までの前記吸引経路に沿った距離よりも短いことを特徴とする基板保持部材。
5. 請求項４記載の基板保持部材であって、
   前記第１の吸引口及び前記第２の吸引口は、一本の吸引経路で連通するように形成されていることを特徴とする基板保持部材。