JP2014241357A - 基板保持装置、及び光学装置、及び基板保持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サイズの異なる基板を保持可能な基板保持装置、及び光学装置を提供する。【解決手段】本発明の一態様にかかる基板保持装置は、排気口１８、１９が設けられたステージ台１０と、排気口１９よりも外側においてステージ台１０から突出した凸部によって設けられ、第１のサイズのウェハ５の外周縁近傍に連続的に形成された第１のシール部１１と、第１のシール部１１よりも内側においてステージ台１０から突出した凸部によって設けられ、小さいサイズの第２のサイズのウェハ５の外周縁近傍に連続的に形成された第２のシール部１２と、ウェハ５を支持するようシール部１１、１２よりも高く設けられた支持ピン１５と、頂面１１ａ、１２ａから突出して設けられ、頂面が支持ピンの頂面とほぼ同じ高さとなる複数のシールピン１３、１４と、を備えたものである。【選択図】図１

Description

本発明は、基板保持装置、光学装置、及び基板保持方法に関する。

半導体ウェハ等を吸着固定するウェハチャックは、ウェハを保持するだけでなく、変形したウェハを平面に矯正して、プロセスや検査に適した状態にする重要な部品である。ウェハチャックは、ウェハ裏面に転着するパーティクルが金属元素などの厳密な管理が求められるため、裏面の接触面積を極力抑えるなど、ウェハのパーティクル付着防止対策を施す必要がある。

特許文献１には、ウェハを吸着する吸着治具が開示されている。特許文献１の吸着治具は、プレート本体から突出した複数のピンと、ウェハの周縁部付近に複数のピンを包囲するように突出されたシール部とを備えている。ピン高さと、シール部の高さを同一にして、ピン、及びシール部の上端面にウェハの裏面を当接させた状態で、ウェハを保持している。

特開２００６−５４３７９号公報

特許文献１の吸着治具では、シール部によってウェハの直下の空間を密閉空間として、真空状態にしている。このような真空チャック方式では、吸着真空圧が高いうえ、ウェハの吸着解放時に真空引きを止めてもすぐには大気圧に回復しない。よって、吸着解放時に一瞬静圧空気を送り込むことで、真空破壊する方法を取る必要がある。しかしながら、吸着解放時に気流が、吸着治具に付着したパーティクルや金属元素を巻き上げてしまい、ウェハが汚染されてしまうという恐れがある。

さらに、サイズの異なるウェハを支持する場合、ウェハサイズに合わせたリング状のシール部を複数設ける必要がある。この場合、サイズの大きいウェハとシール部の接触面積が、ピン接触の場合と比べて大きくなってしまう。接触面積の増大によって、ウェハ裏面に付着するパーティクル等が増加してしまうおそれがある。

本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、サイズの異なる基板を保持可能な板保持装置、光学装置、基板保持方法を提供することを目的とするものである。

本発明の一態様に係る基板保持装置は、サイズの異なる基板を吸着して、保持可能な基板保持装置であって、排気口が設けられた台座と、前記排気口より外周側において前記台座から突出した凸部によって設けられ、第１の基板の外周縁近傍に連続的に形成された第１のシール部と、前記第１のシール部よりも内側において前記台座から突出した凸部によって設けられ、前記第１の基板よりも小さいサイズの第２の基板の外周縁近傍に連続的に形成された第２のシール部と、前記第２のシール部よりも内側の領域、及び前記第１のシール部と前記第２のシール部との間の領域に配列され、前記基板を支持するよう前記第１及び第２のシール部よりも高く設けられた複数の支持ピンと、前記第１及び第２のシール部の頂面から突出して設けられ、頂面が前記支持ピンの頂面とほぼ同じ高さとなる複数のシールピンと、を備えたものである。この構成によって、サイズの異なる基板を保持することができる。

上記の基板保持装置において、前記第１のシール部の頂面と、前記第２のシール部の頂面とが、ほぼ同じ高さとなっているようにしてもよい。これにより、サイズの異なる基板を確実に保持することができる。

上記の基板保持装置において、排気口が、前記第１のシール部と前記２のシール部との間の領域に設けられた第１の排気口と、前記第２のシール部よりも内側の領域に設けられた第２の排気口と、を備え、前記第１の基板を吸着する場合は、前記第１の排気口及び前記２の排気口から気体を吸引し、前記第２の基板を吸着する場合は、前記第２の排気口から気体を吸引するようにしてもよい。これにより、サイズの異なる基板を確実に保持することができる。

上記の基板保持装置において、平面視において、前記シールピンと前記支持ピンとが、一定の間隔で配列されているようにしてもよい。これにより、基板の平坦度を高くすることができる。

上記の基板保持装置において、前記第１のシール部と前記第２のシール部が同心円の円環状に形成されているようにしてもよい。これにより、ウェハなどの円形基板を保持することができる。

上記の基板保持装置において、前記第１のシール部、及び前記第２のシール部の幅が、２〜２０ｍｍであるようにしてもよい。これにより、十分な負圧を発生させることができ、かつ高い平坦度を得ることができる。

本発明の一形態にかかる光学装置は、上記の基板保持装置を備えたステージと、前記ステージに保持された基板を照明する光源と、前記基板からの光を検出する検出器とを有する光学系を備えたものである。これにより、基板が確実に保持された状態で、基板を観察することができる。

本発明の一態様にかかる基板保持方法は、上記の基板保持装置を用いた基板保持方法であって、前記排気口が、前記第１のシール部と前記２のシール部との間の領域に設けられた第１の排気口と、前記第２のシール部よりも内側の領域に設けられた第２の排気口と、を備え、前記第１の基板を吸着する場合は、前記第１の排気口及び前記２の排気口から気体を吸引し、前記第２の基板を吸着する場合は、前記第２の排気口から気体を吸引するものである。この構成によって、サイズの異なる基板を保持することができる。

上記の基板保持方法において、前記第１の基板を取り外す場合、前記第１の排気口及び前記２の排気口からの気体の吸引を停止し、前記第２の基板を取り外す場合、前記２の排気口からの気体の吸引を停止するようにしてもよい。これにより、基板を取り外す際に、パーティクルなどが付着するのを防ぐことができる。

本発明によれば、サイズの異なる基板を保持可能な基板保持装置、光学装置、基板保持方法を提供することができる。

本実施の形態にかかる基板保持装置の構成を示す平面図である。 本実施の形態にかかる基板保持装置の構成を示す断面図である。 本実施の形態にかかる基板保持装置の構成を示す断面図である。 本実施の形態にかかる基板保持装置のウェハ端部の構成を模式的に示す斜視図である。 本実施の形態にかかる基板保持装置を有する光学装置の全体構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。また、以下、説明の明確化のため、ＸＹＺ直交座標系を用いて説明する。

図１〜図４を用いて、本実施の形態にかかる基板保持装置について、説明する。図１は、ウェハ５を保持する基板保持装置１の構成を示す上面図であり、図２、図３は、基板保持装置１の構成を示す断面図である。図４は、ウェハの端部での構成を模式的に示す斜視図である。

基板保持装置１は、１枚のウェハ５を真空吸着して、保持する。さらに、基板保持装置１は、サイズの異なるウェハ５を吸着して保持することができる。ここでは、８インチ（直径２００ｍｍ）のウェハ５と１２インチ（直径３００ｍｍ）のウェハ５を基板保持装置１が保持できるものとして説明する。図１は、ウェハ５が保持されていない状態を示している。図２は、１２インチのウェハ５が保持されている状態を示している。一方、図３は、８インチのウェハ５が保持されている状態を示している。図４は、１２インチのウェハ５が保持されている状態を模式的に示す斜視図である。例えば、ウェハ５は、シリコン基板、又はＳｉＣ基板である。

基板保持装置１は、ステージ台１０、第１のシール部１１、第２のシール部１２、第１のシールピン１３、第２のシールピン１４、支持ピン１５、第１の吸着空間１６、第１の吸着空間１６、第１の排気口１８、第２の排気口１９を備えている。なお、以下の説明において、ウェハ５と垂直な方向をＺ方向とし、Ｚ方向と垂直なウェハ５の平面をＸＹ平面とする。

ステージ台１０は、円盤状の台座であり、１２インチのウェハ５よりも大きい外形を有している。ステージ台１０には、ウェハ５を吸着固定するための第１の排気口１８、及び第２の排気口１９が設けられている。第１の排気口１８、及び第２の排気口１９は、ステージ台１０を貫通する吸着穴となっている。第１の排気口１８、及び第２の排気口１９は図示しない真空ポンプなどに接続されている。第１の排気口１８の排気と第２の排気口１９の排気は、独立して制御される。

第１の排気口１８は、第２の排気口１９よりも外側に配置されている。４つの第１の排気口１８が、円周方向において、９０°毎の間隔で配列されている。同様に、４つの第２の排気口１９は、円周方向において、９０°毎の間隔で配列されている。なお、第１の排気口１８、第２の排気口１９の配置、及び個数は特に限定されるものではない。第１の排気口１８がステージ台１０の上側の第１の吸着空間１６に連通される。第２の排気口１９がステージ台１０の上側の第２の吸着空間１７に連通される。第１の排気口１８は、第１の吸着空間１６を排気する。第２の排気口１９は、第２の吸着空間１７を排気する。

ステージ台１０上には、第１のシール部１１と第２のシール部１２とが設けられている。第１のシール部１１と第２のシール部１２は、ステージ台１０の表面から上方に突出した凸部によって形成されている。第１のシール部１１は、１２インチのウェハ５の外周縁近傍に連続的に形成されている。すなわち、第１のシール部１１は、１２インチのウェハ５の外周縁に沿って円環状に形成されている。第２のシール部１２は、８インチのウェハ５の外周縁近傍に連続的に形成されている。すなわち、第２のシール部１２は、８インチのウェハ５の外周縁に沿って円環状に形成されている。円環状の第１のシール部１１、及び第２のシール部１２は、同心円状に形成されている。第２のシール部１２が、第１のシール部１１よりも内側に配置されている。

第２のシール部１２と第１のシール部１１がほぼ一定の幅で形成されている。第２のシール部１２と第１のシール部１１の幅は、２ｍｍ〜２０ｍｍ程度とすることが好ましく、具体的な一例では、第２のシール部１２と第１のシール部１１の幅を１０ｍｍとしている。なお、第１のシール部１１の幅と第２のシール部１２の幅は同じでもよく、異なっていてもよい。また、第２のシール部１２と第１のシール部１１の高さは、１００μｍ〜数百μｍとなっている。

ステージ台１０上において、第２のシール部１２よりも内側の空間が、第２の吸着空間１７となっている。ステージ台１０上において、第１のシール部１１と第２のシール部１２との間の空間が、第１の吸着空間１６となっている。第２のシール部１２が、第１の吸着空間１６と第２の吸着空間１７とを区画する外周壁となる。さらに、第１のシール部１１が第２の吸着空間１７と、外部空間（第２の吸着空間よりも外側の空間）を区画する外周壁となる。第２の吸着空間１７は円形になっている。第１の吸着空間１６は、円環状に形成されている。このように、第２のシール部１２が、ＸＹ平面視において閉じた領域である第２の吸着空間１７を形成する。第１のシール部１１、及び第２のシール部１２が、ＸＹ平面視において閉じた領域である第１の吸着空間１６を形成する。

第２の吸着空間１７、第２のシール部１２、第１の吸着空間１６、及び第１のシール部１１が、中心側から順に同心円状に配置されている。第１の吸着空間１６には、第１の排気口１８が設けられており、第２の吸着空間１７には第２の排気口１９が設けられている。第１のシール部１１は、第１の排気口１８、第２の排気口１９よりも外周側に配置される。第２のシール部１２は、第２の排気口１９よりも外周側であって、第１の排気口１８よりも内周側に配置される。

第１の吸着空間１６、第２の吸着空間１７には、複数の支持ピン１５が設けられている。支持ピン１５は、ステージ台１０の表面から上方に突出している。ＸＹ平面視において、複数の支持ピン１５は、ほぼ一定の間隔で、ステージ台１０上に配列されている。すなわち、隣接する支持ピン１５の間隔がほぼ一定になっている。複数の支持ピン１５は、ほぼ同じ高さ、及びほぼ同じ径で設けられている。例えば、支持ピン１５は、直径２００μｍ〜３００μｍの円柱状となっている。支持ピン１５の高さは、数百μｍとなっている。なお、支持ピン１５は、第１のシール部１１、第２のシール部１２、第１の排気口１８、及び第２の排気口１９を除いて形成される。

第１のシール部１１の頂面１１ａには、複数のシールピン１３が設けられている。第１のシールピン１３は、第１のシール部１１の頂面１１ａから上方に突出している。ＸＹ平面視において、複数の第１のシールピン１３は、ほぼ一定の間隔で第１のシール部１１上に配列されている。すなわち、隣接する第１のシールピン１３の間隔がほぼ一定になっている。複数の第１のシールピン１３は、ほぼ同じ高さ、及びほぼ同じ径で設けられている。例えば、第１のシールピン１３は、直径２００μｍ〜３００μｍの円柱状となっている。第１のシールピン１３の高さは、数μｍ〜数十μｍとすることが好ましく、さらに２０〜４０μｍとすることがより好ましい。

第２のシール部１２の頂面１２ａには、複数の第２のシールピン１４が設けられている。第２のシールピン１４は、第２のシール部１２の頂面１２ａから上方に突出している。ＸＹ平面視において、複数の第２のシールピン１４は、ほぼ一定の間隔で第２のシール部１２上に配列されている。すなわち、隣接する第２のシールピン１４の間隔がほぼ一定になっている。第２のシールピン１４は、ほぼ同じ高さ、及びほぼ同じ径で設けられている。例えば、第２のシールピン１４は、直径２００μｍ〜３００μｍの円柱状となっている。第２のシールピン１４の高さは、数μｍ〜数十μｍとすることが好ましく、さらに２０〜４０μｍとすることがより好ましい。第１のシールピン１３、及び第２のシールピン１４は、ほぼ同じ大きさで、同じ形状になっている。

図１に示すように、ＸＹ平面視において、ステージ台１０には、第１のシールピン１３、第２のシールピン１４、支持ピン１５からなるピンが、ほぼ一定の間隔で配列されている。例えば、隣接する支持ピン１５の間隔は、隣接する第１のシールピン１３と支持ピン１５の間隔と略同じになっている。さらに、隣接する第１のシールピン１３と支持ピン１５との間隔は、隣接する支持ピン１５の間隔と、ほぼ同じになっている。隣接する支持ピン１５の間隔は、隣接する第２のシールピン１４の間隔とほぼ同じになっている。さらに、隣接する第１のシールピン１３と支持ピン１５との間隔は、隣接する支持ピン１５の間隔とほぼ同じになっている。支持ピン１５と第２のシールピン１４の間隔は、支持ピン１５の間隔とほぼ同じになっている。このように、ステージ台１０には、複数のピンがほぼ一定の間隔で配列されている。また、第１のシールピン１３、第２のシールピン１４、支持ピン１５は、第１のシール部１１のエッジや第２のシール部１２のエッジを除いて形成されてもよい。

第１のシール部１１、及び第２のシール部１２の上には、それぞれ第１のシールピン１３、及び第２のシールピン１４が点在している。さらに、第１のシール部１１及び第２のシール部１２以外の部分では、ステージ台１０の上に支持ピン１５が点在している。第１のシール部１１の高さと、第２のシール部１２の高さはほぼ同じになっている。さらに、第１のシールピン１３の頂面、及び第２のシールピン１４の頂面の高さは、支持ピン１５の頂面の高さとほぼ同じになっている。すなわち、第１のシール部１１と第１のシールピン１３の合計高さが、支持ピン１５の高さと一致している。また、第２のシール部１２と第２のシールピン１４の合計高さが、支持ピン１５の高さと一致している。具体的な一例として、支持ピン１５の高さを２００μｍとし、第２のシール部１２、及び第１のシール部１１の高さが１７０μｍとし、第１のシールピン１３、及び第２のシールピン１４の高さを３０μｍとしている。

１２インチのウェハ５を保持する場合、図２に示すように、第１のシールピン１３、第２のシールピン１４、支持ピン１５の上に、ウェハ５を載置する。第１のシールピン１３の頂面、第２のシールピン１４の頂面、及び支持ピン１５の頂面が１２インチのウェハ５の裏面と当接する。これにより、第１のシールピン１３、第２のシールピン１４、支持ピン１５が１２インチのウェハ５を支持する。このように、頂面の高さが同じピンを均一な間隔で配置しているため、ウェハ５が撓むのを防ぎ、ウェハ５を平坦な状態で保持することができる。

１２インチのウェハ５を保持する場合、第１の排気口１８、第２の排気口１９から排気を行う。これにより、第１の吸着空間１６、及び第２の吸着空間１７が負圧状態となる。ここで、第１のシール部１１の頂面からは第１のシールピン１３が突出している。したがって、ウェハ５の裏面と第１のシール部１１の頂面１１ａとの間には、微小な隙間が生じる。すなわち、第１のシールピン１３の高さだけ、ウェハ５と第１のシール部１１との間に隙間が生じることになる。同様に、第２のシールピン１４の高さだけ、第２のシール部１２の頂面１２ａとウェハ５の裏面との間に、隙間が生じる。したがって、第２の吸着空間１７、及び第１の吸着空間１６は、外部空間と、微小な隙間を介して連通している。

例えば、図４に示すように、１２インチのウェハ５の外周縁周辺は、第１のシール部１１の真上に位置する。１２インチのウェハ５の外周縁の直下には、第１のシール部１１が存在している。第１のシール部１１の上には、微小な静圧ギャップが生じる。同様に、第２のシール部１２の上にも、微小な静圧ギャップが生じる。したがって、ウェハ５を載置した場合でも、第１の吸着空間１６、及び第２の吸着空間１７は完全には密閉された空間とはならない。第１のシール部１１の上の隙間を介して、外部空間からの空気が第２の吸着空間１７、第１の吸着空間１６に流入する（図２の横方向の矢印参照）。しかしながら、微小な静圧ギャップによって、第１の吸着空間１６、第２の吸着空間１７には、外部空間との間に圧力差が生じる。例えば、第１のシールピン１３、第２のシールピン１４の高さを数μｍ〜数十μｍとすることで、第１の吸着空間１６及び第２の吸着空間１７を十分な負圧にすることができる。静圧シールによって、ウェハ５を吸着して保持することができる。

例えば、１８０μｍの反りがあるウェハ５を平面矯正して、吸着するために必要な負圧は、−１５ｋＰａ程度であるという実績がある。１１個の基板保持装置１で、負圧力を評価したところ、−６５ｋＰａ程度となり、製作ばらつきを考慮しても、−６０ｋＰａ程度の真空到達圧を得ることが可能である。よって、平面矯正及び吸着に十分な負圧を得ることができる。第１の吸着空間１６、及び第２の吸着空間１７に生じる負圧によって、ウェハ５が確実に固定されて吸着される。

８インチのウェハ５を保持する場合、図３に示すように、第２のシールピン１４、支持ピン１５の上に、ウェハ５を載置する。第２のシールピン１４の頂面、及び支持ピン１５の頂面が、８インチのウェハ５の裏面と当接する。すなわち、第２のシールピン１４、及び支持ピン１５が８インチのウェハを支持する。

８インチのウェハ５を保持する場合、第２の排気口１９から排気を行う。これにより、第２の吸着空間１７が負圧状態となる。なお、８インチのウェハ５を吸着して保持する場合、第１の排気口１８からの排気を行わない。第１の排気口１８は排気されていないため、第２のシール部１２が、第２の吸着空間１７と外部空間との間に配置される外周壁となる。

ここで、第２のシール部１２の頂面１２ａからは第２のシールピン１４が突出している。したがって、ウェハ５の裏面と第２のシール部１２の頂面１２ａとの間には、微小な隙間が生じる。すなわち、第２のシールピン１４の高さだけ、ウェハ５と第２のシール部１２との間に隙間が生じることになる。

例えば、８インチのウェハ５の外周縁周辺は、第２のシール部１２の真上に位置する。８インチのウェハ５の外周縁の直下には、第２のシール部１２が存在している。第２のシール部１２の上には、微小な静圧ギャップが生じる。ウェハ５を載置した場合でも、第２の吸着空間１７は完全には密閉された空間とはならない。第２のシール部１２の上の隙間を介して、外部空間からの空気が第２の吸着空間１７に流入する（図３の横方向の矢印参照）。しかしながら、微小な静圧ギャップによって、第２の吸着空間１７には、外部空間との間に圧力差が生じる。例えば、第２のシールピン１４の高さを数μｍ〜数十μｍとすることで、第２の吸着空間１７を十分な負圧にすることができる。第２の吸着空間１７は、１２インチのウェハ５の場合と同様に、−６０ｋＰａ程度の負圧となる。よって、ウェハ５を吸着して保持することができる。

このようにサイズの異なるウェハ５を保持するために、第１のシール部１１の内周側に第２のシール部１２に設ける。すなわち、大きいサイズのウェハ５に対応する第１のシール部１１と、小さいサイズのウェハ５に対応する第２のシール部１２をそれぞれ設ける。そして、第１のシール部１１、及び第２のシール部１２の頂面に、第１のシールピン１３、第２のシールピン１４をそれぞれ形成する。

サイズの大きいウェハ５を保持する場合、第１の排気口１８、及び第２の排気口１９から気体を吸引する。一方、サイズの小さいウェハ５を保持する場合、第２の排気口１９から気体を吸引する。よって、サイズの異なるウェハ５を確実に保持することができる。サイズの大きいウェハ５を取り外す際は、第１の排気口１８、及び第２の排気口１９からの吸引を停止して、第２の吸着空間１７、第１の吸着空間１６を大気圧に戻す。これにより、サイズの大きいウェハ５を速やかに取り外すことができる。一方、サイズの小さいウェハ５を取り外す際は、第２の排気口１９からの吸引を停止して、第１の排気口１８を大気圧に戻す。これにより、サイズの小さいウェハ５を速やかに取り外すことができる。

さらに、第１のシール部１１、第２のシール部１２の上には、第１のシールピン１３、第２のシールピン１４が設けられている。したがって、第２の吸着空間１７、及び第１の吸着空間１６が閉じた空間とならず、第１のシール部１１又は第２のシール部１２上の微小な隙間を介して、外部空間と連通している。よって、吸着解放時に、短時間で大気圧に復帰することができる。真空破壊の必要性がなく、気流が装置に付着したパーティクルを巻き上げて、ウェハ５に付着するのを防ぐことができる。よって、パーティクルなどにより汚染をより低減することができる。

上記の構成では、円環状の第１のシール部１１の頂面１１ａ、及び第２のシール部１２の頂面１２ａがウェハ５と接触しなくなる。例えば、１２インチのウェハ５を保持している状態であっても、第２のシール部１２の頂面がウェハ５と接触しない。すなわち、ウェハ５は、ピンのみと接触する。したがって、ウェハ５の裏面との接触面積を小さくすることができる。これにより、パーティクルや金属元素等による汚染を防ぐことができる。

なお、上記の説明において、８インチと１２インチのウェハ５を排他的に保持するために、２つのシール部１１、１２を設けたが、さらに異なるサイズのウェハ５を保持するようにすることも可能である。例えば、４インチ、６インチ等のウェハ５を保持する場合、それぞれのウェハ５に対応する位置に、シール部、及びシールピンを設ければよい。３つ以上のサイズのウェハ５を保持する場合、保持可能なサイズに応じて、シール部の数を増やせばよい。すなわち、３つのサイズのウェハ５を保持可能にする場合、円環状の３つのシール部を同心円状に配置すればよい。そして、３つのシール部の上に頂面の高さが同じシールピンをそれぞれ配置すればよい。このように、様々なサイズのウェハ５を１つの基板保持装置１で兼用することができる。例えば、基板保持装置１が６インチ、８インチ、及び１２インチのウェハ５を保持するようにしてもよい。あるいは、基板保持装置１が４インチ、６インチ、及び８インチのウェハ５を保持するようにしてもよい。もちろん、基板保持装置１が、４つ以上のサイズのウェハ５を保持するようにしてもよい。

また、ウェハ５の全面が、ピンによって支持されている。そして、第１のシールピン１３、第２のシールピン１４、支持ピン１５の頂面が同じ高さとなっている。これにより、ウェハ５の平坦度を高くすることができ、ウェハ５の平面矯正機能を損なうことなく、ウェハ５を吸着保持することができる。さらに、ウェハ５の外周縁の直下にシール部が設けられているとともに、ウェハ５の外周縁周辺にもピンが設けられている。このため、ウェハ５の端部における、ウェハ５の局所的な反りを低減することができ、平坦度を高くすることができる。

なお、第１のシールピン１３、第２のシールピン１４の高さよりも大きい異物が、第１のシール部１１、第２のシール部１２の頂面に付着した場合、局所的にウェハ５がピンから浮いてしまう。そのため、ウェハ５の平面を矯正できない場所が発生できないおそれがある。この観点から、第１のシール部１１、第２のシール部１２は、ウェハ５の外周縁部分に限定して、その他の部分は、ピン高さを確保できる支持ピン１５でウェハ５を支持することが好ましい。また、ウェハ５のオリフラやノッチに位置によらず、第１のシール部１１、及び第２のシール部１２がウェハ５の外周縁の直下に位置するようことが好ましい。

なお、吸着保持に必要な負圧力は、第１のシールピン１３の高さ、第２のシールピン１４の高さ、第２のシール部１２の幅、第１のシール部１１の幅によって調整することができる。よって、必要な負圧力を確保できる程度に、第２のシール部１２の幅、第１のシール部１１の幅を狭くすることが好ましい。なお、上記の説明では、第２のシールピン１４、及び第１のシールピン１３を同じ高さ、及び大きさとしたが、異なる高さ、及び大きさとしてもよい。

ステージ台１０、第１のシール部１１、第２のシール部１２、第１のシールピン１３、第２のシールピン１４、及び支持ピン１５については、一体的に形成することができる。例えば、円盤状のセラミック基板、石英基板などを用意する。そして、セラミック基板等の表面を研磨して、平坦にする。次に、第１のシール部１１、第２のシール部１２、第１のシールピン１３、第２のシールピン１４、及び支持ピン１５を形成する位置に第１のレジストを形成する。そして、第１のレジストを第１のマスクとして、セラミック基板等の研磨面を加工する。ここでは、第１のシール部１１、第２のシール部１２の高さに対応する深さだけ、セラミック基板を掘り込んでいく。そして、第１のレジストを除去する。

次に、第１のシールピン１３、第２のシールピン１４、支持ピン１５となる位置に第２のレジストを形成する。そして、第２のレジストを第２のマスクとして、セラミック基板等を加工する。ここでは、第１のシールピン１３、第２のシールピン１４の高さに対応する深さだけ、セラミック基板等を掘り込んでいく。そして、第２のレジストを除去する。これにより、各ピンの頂面が平坦になるように、加工することができる。ウェハ５の平坦度を高くすることができる。なお、このように加工した場合、各ピンやシール部がテーパ状になっていてもよい。セラミック基板等の加工には、ＳｉＣのショットブラストやエッチング等の公知の加工方法を用いることができる。なお、第１のシールピン１３、第２のシールピン１４を同じ高さとすることで、製造工程を簡素化することができる。

なお、第２のシール部１２と第１のシール部１１は、２ｍｍ〜２０ｍｍ程度とすることが好ましい。こうすることで、平面矯正に十分な負圧を形成することができる。さらに、第２のシール部１２と第１のシール部１１の面積を小さくすることができるため、異物等による局所的な凹凸の発生を防ぐことができる。もちろん、第２のシール部１２と第１のシール部１１の幅は、同じであっても、異なっていてもよい。さらに、第２のシール部１２の幅、及び第１のシール部１１の幅はそれぞれ一定の幅であってもよく、部分的に幅が変化していてもよい。また、第１のシール部１１の高さと、第２のシール部１２の高さは、同じであってもよく、異なっていてもよい。第１のシール部１１と第２のシール部１２の高さが異なる場合、第１のシールピン１３と第２のシールピン１４の高さを異なるものとすれば、全てのピン高さを揃えることができる。

上記の説明では、基板保持装置１に保持される基板が、円形の半導体ウェハとしたが、保持される基板の形状や材料は特に限定されるものではない。例えば、液晶表示装置製造用のフォトマスクやガラス基板などの矩形基板を保持するようにしてもよい。その場合、第１のシール部１１、第２のシール部１２を基板形状に合わせて矩形枠状にする。

次に、本実施の形態に係る基板保持装置１をウェハチャックとして用いた光学装置１００について、図５を参照して説明する。図５は、光学装置１００の全体構成を示す図である。ここでは、光学装置１００が、ウェハを光学的に検査する検査装置であるとして説明する。

光学装置１００は、光学系２と、基板保持装置１と、ステージ３と、を備えている。ステージ３の上には、ネジなどによって、基板保持装置１が固定されている。ステージ３は、ＸＹ方向に移動可能なステージである。したがって、基板保持装置１に保持されているウェハ５をＸＹ方向に移動させることができる。

光学系２は、光源６、ハーフミラー７、対物レンズ８、検出器９を備えている。光源６は、照明光を出射する。光源６からの照明光の半分は、ハーフミラー７で反射して、対物レンズ８に入射する。対物レンズ８は、照明光を集光して、ウェハ５に入射させる。これにより、ウェハ５を照明することができる。

ウェハ５で反射した反射光は、対物レンズ８、及びハーフミラー７を介して、検出器９に入射する。検出器９は、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳイメージセンサなどの光検出器である。よって、検出器９は照明光で照明された領域におけるウェハ５を撮像する。そして、検出器９での検出結果に基づいて、ウェハ５の欠陥検査などを行う。ステージ３をＸＹ方向に駆動することで、ウェハ５の全面を検査することができる。

この構成では、ウェハ５が平面矯正されて、平坦になっているため、精度よく検査することができる。さらに、第１のシールピン１３、又は第２のシールピン１４によって、ウェハ５の端部においても平坦になっているため、ウェハ５の外周縁近傍においても検査を精度よく行うことができる。これにより、欠陥検査を精度よく行うことができる。さらに、サイズの異なる基板を観察する場合でも、基板が確実に保持された状態で、基板を観察することができる。

１ 基板保持装置
２ 光学系
３ ステージ
５ ウェハ
１０ ステージ台
１１ 第１のシール部
１２ 第２のシール部
１３ 第１のシールピン
１４ 第２のシールピン
１５ 支持ピン
１６ 第１の吸着空間
１７ 第２の吸着空間
１８ 第１の排気口
１９ 第２の排気口
１００ 光学装置

Claims (9)

1. サイズの異なる基板を吸着して、保持可能な基板保持装置であって、
   排気口が設けられた台座と、
   前記排気口より外周側において前記台座から突出した凸部によって設けられ、第１の基板の外周縁近傍に連続的に形成された第１のシール部と、
   前記第１のシール部よりも内側において前記台座から突出した凸部によって設けられ、前記第１の基板よりも小さいサイズの第２の基板の外周縁近傍に連続的に形成された第２のシール部と、
   前記第２のシール部よりも内側の領域、及び前記第１のシール部と前記第２のシール部との間の領域に配列され、前記基板を支持するよう前記第１及び第２のシール部よりも高く設けられた複数の支持ピンと、
   前記第１及び第２のシール部の頂面から突出して設けられ、頂面が前記支持ピンの頂面とほぼ同じ高さとなる複数のシールピンと、を備えた基板保持装置。
2. 前記第１のシール部の頂面と、前記第２のシール部の頂面とが、ほぼ同じ高さとなっている請求項１に記載の基板保持装置。
3. 排気口が、
   前記第１のシール部と前記２のシール部との間の領域に設けられた第１の排気口と
   前記第２のシール部よりも内側の領域に設けられた第２の排気口と、を備え、
   前記第１の基板を吸着する場合は、前記第１の排気口及び前記２の排気口から気体を吸引し、
   前記第２の基板を吸着する場合は、前記第２の排気口から気体を吸引する請求項１、又は２に記載の基板保持装置。
4. 平面視において、前記シールピンと前記支持ピンとが、一定の間隔で配列されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板保持装置。
5. 前記第１のシール部と前記第２のシール部が同心円の円環状に形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板保持装置。
6. 前記第１のシール部、及び前記第２のシール部の幅が、２〜２０ｍｍである請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板保持装置
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の基板保持装置を備えた基板ステージと、
   前記基板ステージに保持された基板を照明する光源と、前記基板からの光を検出する検出器とを有する光学系を備えた光学装置。
8. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板保持装置を用いた基板保持方法であって、
   前記排気口が、
   前記第１のシール部と前記２のシール部との間の領域に設けられた第１の排気口と、
   前記第２のシール部よりも内側の領域に設けられた第２の排気口と、を備え、
   前記第１の基板を吸着する場合は、前記第１の排気口及び前記２の排気口から気体を吸引し、
   前記第２の基板を吸着する場合は、前記第２の排気口から気体を吸引する基板保持方法。
9. 前記第１の基板を取り外す場合、前記第１の排気口及び前記２の排気口からの気体の吸引を停止し、
   前記第２の基板を取り外す場合、前記２の排気口からの気体の吸引を停止する請求項８に記載の基板保持方法。

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