JP2021012981A

JP2021012981A - 基板保持装置

Info

Publication number: JP2021012981A
Application number: JP2019127371A
Authority: JP
Inventors: 八代村上; Yatsuyo Murakami; 北林　徹夫; Tetsuo Kitabayashi; 徹夫北林
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2021-02-04
Anticipated expiration: 2039-07-09
Also published as: JP7329996B2

Abstract

【課題】変形を有する基板を簡易に平坦に吸着保持することを図り得る基板保持装置を提供する。【解決手段】基板保持装置１００は、基板Ｗが載置される載置面１１ａ〜１４ａをそれぞれ有する載置部材１１〜１４と、載置部材１１〜１４に設けられた静電吸着電極Ｗとを備える。連結部材５１〜５３を介して配置された載置部材１１〜１４はそれぞれ載置面１１ａ〜１４ａと垂直な方向に移動可能であって、載置部材１１が載置面１１ａと垂直な方向に移動した場合、当該移動に付随して、載置部材１２の載置面１２ａ載置部材１１の載置面１１ａの高さ位置に向って、載置面１２ａと垂直な方向に移動する。【選択図】図２

Description

本発明は、基板保持装置に関する。

半導体製造装置において、基材に静電吸着用電極が埋設され、半導体ウエハなどの基板に対して測定、運搬、加工などの各種処理を行うために、基板を静電吸着して保持する基板保持装置が知られている。このような基板保持装置においては、撓みや反りなどの変形がある基板を、変形を解消して平坦に保持する必要がある。

なお、特許文献１には、３本の昇降支柱にそれぞれ支持された正六角形型の静電チャックが蜂の巣状に配置された分割静電チャック構造が開示されている。各昇降支柱の伸縮に応じてそれぞれの静電チャックが傾動又は昇降する。

特開２００６−１３５０６２号公報

しかしながら、基材の表面から離れている箇所においては、静電力によって基板を吸着することができないので、変形が大きな基板を平坦に吸着保持することが困難であった。

また、上記特許文献１に開示されている分割静電チャック構造においては、各静電チャックをそれぞれ支持する昇降支柱の伸縮制御を独立して行わなければならず、制御が困難であった。さらに、Ｘ−Ｙ平面上に設けたレーザ変位計によって静電チャックの吸着面の配列の距離や傾斜状態を計測することにより、吸着面の高精度な平坦性を実現している。しかし、これでは、静電チャックの吸着面とこれに載置された基板との隙間を計測することは不可能であり、変形した基板を平坦に吸着するように制御することは想定されていない。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、変形を有する基板を簡易に平坦に吸着保持することを図り得る基板保持装置を提供することを目的とする。

本発明は、基板が載置される載置面をそれぞれ有する複数の載置部材と、前記複数の載置部材のうち少なくとも１つの載置部材に設けられた前記基板を静電吸着するための静電吸着電極と、を備える基板保持装置であって、前記複数の載置部材のうち少なくとも前記静電吸着電極が設けられた第１の載置部材及び前記第１の載置部材との間に介在部材を介して配置された第２の載置部材がそれぞれ前記載置面と垂直な方向に移動可能であって、前記第１の載置部材が前記載置面と垂直な方向に移動した場合、当該移動に付随して、前記第２の載置部材の載置面が前記第１の載置部材の載置面の高さ位置に向って、前記載置面と垂直な方向に移動することを特徴とする。

本発明によれば、第１の載置部材が載置面と垂直な方向に移動した場合、当該移動に付随して、第２の載置部材の載置面が第１の載置部材の載置面の高さ位置に向って、載置面と垂直な方向に移動するので、第１の載置部材を移動させるだけで、第２の載置部材もこれらの載置面の高さの差を小さくするように移動する。そのため、第１の載置部材の載置面を基板に接触又は近接するように移動させれば、これに付随して第２の載置部材も載置面が基板に接触又は近接するように移動する。よって、上記特許文献１に記載されたように多数の伸縮制御を行うことなく、基板の変形を解消した平坦な保持を図ることが可能となる。

本発明において、前記介在部材は弾性体からなる連結部材であり、前記第１の載置部材と前記第２の載置部材とは前記連結部材によって連結されていることが好ましい。

また、本発明において、前記第１の載置部材及び前記第２の載置部材は前記載置面と垂直な方向に重なり合う部分を有し、前記第１の載置部材及び前記第２の載置部材の前記重なり合う部分の間に弾性体からなる前記介在部材が配置されていることも好ましい。

これらの場合、第２の載置部材が介在部材を介して配置された第１の載置部材に付随して移動する構成を簡易に実現することが可能となる。

本発明において、前記複数の載置部材の隣接する載置部材間の全ての隙間が気密に封止されていることが好ましい。

この場合、載置面より基板が載置される側の空間と、載置面よりこれと反対側の空間とに圧力差を設けることが可能となり、この圧力差によって第１の載置部材を移動させることが可能となり得る。

本発明の第１の実施形態に係る基板保持装置を示す模式上面図。図１のII−II線における模式断面図。載置部材が上昇する途中の状態を示す模式断面図。全ての載置部材が上昇した状態を示す模式断面図。全ての載置部材が下降した状態を示す模式断面図。本発明の第１の実施形態の変形に係る基板保持装置を示す模式断面図。載置部材が上昇する途中の状態を示す模式断面図。全ての載置部材が上昇した状態を示す模式断面図。本発明の第１の実施形態の他の変形に係る基板保持装置を示す模式上面図。本発明の第１の実施形態の別の変形に係る基板保持装置を示す部分拡大模式断面図。本発明の第２の実施形態に係る基板保持装置を示す模式断面図。本発明の第３の実施形態に係る基板保持装置を示す模式断面図。

本発明の第１の実施形態に係る基板保持装置１００について図面を参照して説明する。なお、図面においては、基板保持装置１００及びその構成要素などを明確化するためにデフォルメされており、実際の比率を表すものではなく、上下などの方向も単なる例示である。

図１及び図２を参照して、基板保持装置１００は、基台１０と、装置本体１０に支持され、基板Ｗが載置される載置面１１ａ〜１４ａをそれぞれ有する複数の載置部材１１〜１４とを備えている。これら載置部材１１〜１４は、基台１０に対して、載置面１１ａ〜１４ａと垂直な方向（図１における上下方向、以下、上下方向という）に移動可能に構成されている。ただし、上下方向以外の方向、すなわち、基台１０に対して載置面１１ａ〜１４ａと水平な方向（図１における左右方向、以下、水平方向という）にも移動可能、さらには載置面１１ａ〜１４ａが傾動可能であってもよい。

ここでは、載置面１１ａは円形状であり、載置面１２ａ〜１４ａは載置面１１ａ〜１３ａをそれぞれ順に取り囲む円環形状である。ただし、各載置面１１ａ〜１４ａの間にはそれぞれ隙間が設けられている。そして、載置部材１１は、載置面１１ａを上面とする大略円柱状であり、載置部材１２〜１４は、それぞれ載置面１２ａ〜１４ａを上面とする大略円環柱状である。なお、本実施形態において、載置部材１１は本発明の第１の載置部材に相当し、載置部材１２は本発明の第２の載置部材に相当する。

各載置面１１ａ〜１４ａは、広い平面状の面であっても、複数の凸部の面一な先端面の群からなるものであってもよい。複数の凸部の面一な先端面の群は、例えば、多数のピン（凸部）の面一な先端面の群、又は、環状などの複数のリブ（凸部）の先端面であってもよい。

なお、各載置面１１ａ〜１４ａを多数のピンの面一な先端面の群として、載置面１４ａが、これらのピンの先端面の群を取り囲む環状のリブの先端面を有するものであってもよい。このとき、リブの先端面はピンの先端面より低くてもよい。

そして、基台１０には、載置部材１４の外周面に倣った周面を有する凹部１０ａが形成されている。これにより、基台１０の凹部１０ａ内に、載置部材１１〜１４が収容されている。

さらに、各載置部材１１〜１４には、それぞれ単一又は一組の電極１１ｂ〜１４ｂが内蔵されている。これら電極１１ｂ〜１４ｂは、電力が供給されることにより基板Ｗとの間に静電力が発生し、基板Ｗを載置面１１ａ〜１４ａに静電吸着する静電吸着用の電極である。このような電極１１ｂ〜１４ｂを備えることにより、基板保持蔵置１００は静電チャックとして機能する。

そして、各電極１１ｂ〜１４ｂには、載置部材１１〜１４の載置面１１ａ〜１４ａとは反対側の面（下面）側にて端部が露出する給電部１１ｃ〜１４ｃが設けられている。

さらに、基台１０には、外部電源２０にそれぞれ電気的に接続された給電部３１〜３４が内蔵されており、これらの端部は基台１０の凹部１０ａの底面１０ｂにてそれぞれ露出している。そして、給電部１１ｃ〜１４ｃの上記端部と給電部３１〜３４の上記端部とが接続部材４１〜４４によってそれぞれ電気的に接続されている。

接続部材４１〜４４は、例えば導電性材料からなるばねなどの弾性体からなることが好ましい。また、接続部材４４〜４４は、導電性材料からなり可撓性を有する紐状などとして構成されるものであってもよい。これにより、載置部材１１〜１４が基台１０に対して上下方向などに移動した場合も、電極１１ｂ〜１４ｂと外部電源２０との電気的な接続状態が維持される。

なお、図２においては、接続部材４１〜４４が、基台１０の凹部１０ａの底面１０ｂに形成された各窪み部１０ｃ内に収容されている。このように構成することにより、接続部材４１〜４４は、ある程度の長さを有すること、ひいては伸縮変化量が確保される。

さらに、載置部材１１と載置部材１２との間には連結部材５１が、載置部材１２と載置部材１３との間には連結部材５２が、載置部材１３と載置部材１４との間には連結部材５３がそれぞれ設けられている。なお、連結部材５１〜５３は本発明の介在部材に相当する。

各連結部材５１〜５３は、それぞれ１個又は複数個であり、好ましくは載置部材１１〜１４間に対称に配置されている。また、連結部材５１〜５３は、載置部材１１〜１４との隙間全体に亘るものであってもよい。そして、連結部材５１〜５３は、シリコン、天然ゴム、合成ゴム、各種ばねなどの弾性体からなることが好ましい。これにより、載置部材１１〜１４間の隙間の距離変動が許容される。

このように構成されているので、載置部材１２は載置部材１１の上下方向の移動（昇降）に付随して、連結部材５１を介して、載置面１２ａの高さ位置が載置面１１ａの高さ位置となる方向に向って移動するように構成されている。ただし、このとき、載置部材１２は、上下方向にだけ移動するものに限定されず、水平方向の移動や傾動を伴うものであってもよい。

なお、載置部材１２は、載置部材１１の上下方向の移動に付随して、載置面１２ａが載置面１１ａと面一になるまで移動することが好ましい。ただし、載置面１２ａと載置面１１ａと高さ位置に多少の差があってもよく、また、載置面１２ａと載置面１１ａとが平行でなく多少の傾きの差があってもよい。このような載置面１１ａと載置面１２ａとの関係は、他の隣接する載置面１２ａ〜１４ａ間の関係にも当てはまる。

基板保持装置１００には、さらに、基台１０に対して載置部材１１を昇降させる昇降機構２１を備えている。この昇降機構２１は、例えば、ピエゾ素子、リニアモータ、エアシリンダなどである。昇降機構２１には、昇降機構２１による載置部材１１の昇降動作を制御するための制御機構２２が接続されている。

次に、基板保持装置１００を用いて基板Ｗを静電吸着する方法について説明する。本基板保持装置１００は、特に、図２に示すように基板Ｗの中央部が上方に凸となるように撓んでいる場合に、基板Ｗを平坦に矯正して吸着するに適したものである。

中央部が上方に凸となるように撓んでいる基板Ｗを載置面１１ａ〜１４ａの上に載置した場合、基板Ｗは周縁部に位置する載置面１４ａに接触しているが、他の載置面１１ａ〜１３ａには接触していない。そして、この状態で、外部電源２０から各電極１１ｂ〜１４ｂに電力を供給しても、静電吸着力によっては基板Ｗを載置面１１ａ〜１３ａ、特に載置面１１ａに吸着させることはできない。

そこで、外部電源２０から各電極１１ｂ〜１４ｂに電力を供給しながら、図３Ａを参照して、制御機構２２によって載置部材１１が上方向に移動するように昇降機構２１を制御して、載置面１１ａを基板Ｗに接触させる。このとき、載置面１１ａに接触した基板Ｗが持ち上がって、載置面１４ａと基板Ｗとが離れてもよい。また、静電吸着力によっては基板Ｗを載置面１１ａに吸着することができる程度の隙間が載置面１１ａと基板Ｗとの間にあってもよい。なお、図３Ａ以降においては、電極１１ｂ〜１１ｄ及びこれらに給電する機構などは図示を省略している。

載置部材１１が上方向に移動することに付随して、載置部材１１と連結部材５１を介して接続されている載置部材１２も上方向に移動する。ただし、連結部材５１が弾性体などからなるので、載置部材１２は載置部材１１よりも遅れて移動する。同様に、載置部材１３は載置部材１２よりも遅れて、載置部材１４は載置部材１３よりも遅れて、それぞれ上方向に移動する。

これにより、載置面１１ａ、載置面１２ａ、載置面１３ａ、載置面１４ａの順に高さ位置が高くなる。そして、この高さ位置の態様は基板Ｗの撓みの態様と同様であるので、基板Ｗと各載置面１１ａ〜１４ａとの距離が短くなる。そのため、各載置面１１ａ〜１４ａに基板Ｗを静電吸着することが可能となる。

弾性体などからなる連結部材５１〜５３が当初の形態に戻るように変形するので、その後、図３Ｂに示すように、載置面１１ａ〜１４ａの高さ位置の差は解消される。これにより、基板Ｗは載置面１１ａ〜１４ａ上に平坦に吸着保持される。ただし、載置面１１ａ〜１４ａの高さ位置の差がなく面一となることが好ましいが、許容範囲内であれば高さ位置の差や傾斜が載置面１１ａ〜１４ａ間に存在してもよい。

その後、制御機構２２によって載置部材１１が下方向に移動するように昇降機構２１を制御する。このとき、載置部材１１〜１４はそれぞれ連結部材５１〜５３によって接続されている他に、これらの載置面１１ａ〜１４ａに吸着保持された基板Ｗによっても接続されていることになる。ここで、基板Ｗは弾性体でないので、載置部材１１に移動に伴って載置部材１２〜１４は、載置部材１１とほぼ一緒に、すなわち載置面１１ａ〜１４ａの高さ位置の差がほぼ変わることなく移動する。

これにより、図３Ｃに示すように、載置部材１１〜１４が下方に移動した状態で、載置面１１ａ〜１４ａに基板Ｗが平坦に吸着保持された状態となる。

なお、上述した方法では、外部電源２０から各電極１１ｂ〜１４ｂに電力を供給しながら、載置部材１１の上方向への移動を開始したが、これに限定されない。例えば、載置部材１１の上方向への移動をまず開始し、載置面１１ａが基板Ｗに接触した瞬間又はその直後、あるいは静電吸着が可能な程度に載置面１１ａが基板Ｗに近接したときに、外部電源２０から各電極１１ｂ〜１４ｂへの電力の供給を開始してもよい。

次に、図４Ａを参照して、基板保持装置１００の変形である基板保持装置１１０について説明する。基板保持装置１００では昇降機構２１が載置部材１１を昇降するものであったが、基板保持装置１１０は昇降機構２１が載置部材１４を昇降する点において相違する。なお、本実施形態において、載置部材１４は本発明の第１の載置部材に相当し、載置部材１３は本発明の第２の載置部材に相当する。

基板保持装置１１０は、特に、基板Ｗの中央部が下方に凸となるように撓んでいる場合に、基板Ｗを平坦に矯正して吸着するに適したものである。

このように撓んだ基板Ｗを基板保持装置１１０を用いて静電吸着する場合、まず、外部電源２０から各電極１１ｂ〜１４ｂに電力を供給しながら、制御機構２２によって載置部材１４が上方向に移動するように昇降機構２１を制御して、載置面１４ａを基板Ｗに接触させる。

載置部材１４が上方向に移動することに付随して、載置部材１３、載置部材１２、載置部材１１がこの順に遅れて上方向に移動する。これにより、図４Ｂに示すように、載置面１４ａ、載置面１３ａ、載置面１２ａ、載置面１１ａの順に高さ位置が高くなる。そして、この高さ位置の態様は基板Ｗの撓みの態様と同様であるので、基板Ｗと各載置面１１ａ〜１４ａとの距離が短くなる。そのため、各載置面１１ａ〜１４ａに基板Ｗを静電吸着することが可能となる。

その後、弾性体などからなる連結部材５１〜５３が当初の形態に戻るように変形するので、図４Ｃに示すように、載置面１１ａ〜１４ａの高さ位置の差は解消される。これにより、基板Ｗは載置面１１ａ〜１４ａ上に平坦に吸着保持される。

その後、制御機構２２によって載置部材１４が下方向に移動するように昇降機構２１を制御する。この載置部材１４に移動に伴って載置部材１１〜１３は、載置部材１４とほぼ一緒に移動する。

これにより、載置部材１１〜１４が下方に移動した状態で、載置面１１ａ〜１４ａに基板Ｗが平坦に吸着保持された状態となる。

なお、上述した第１の実施形態及びその変形において、昇降機構２１が１つの載置部材１１又は１４のみを昇降させるものについて説明した。しかし、これに限定されず、例えば、載置部材１１，１４をそれぞれ独立して昇降させる２つの昇降機構を有するものであってもよい。これにより、中央部が上下の何れに凸になるように撓んでいる基板Ｗも平坦に吸着することが可能となる。さらに、吸着した基板Ｗを下降させるときに、２つの昇降機構を同時に作動させることにより、下降時に基板Ｗに撓みなどが発生することをより確実に抑制することが可能となる。

また、載置面１１ａ〜１４ａが中央の円形状のものとこれを順に取り囲む３つの円環形状のものなるものについて説明した。しかし、載置面１１ａ〜１４ａの形状や個数などはこれに限定されない。

例えば、図５に示すように、円形状の載置面６１ａの周囲に４つの載置面６２ａ〜６５ａが全体として円環状であり、さらにその外側に４つの載置面６６ａ〜６９ａが全体として円環状となっているものであってもよい。この場合、各載置面６１ａ〜６９ａの隣接するもの同士が介在部材７０によって接続されている。この場合、昇降機構２１は図示しないが、中央部が上方に凸になるように撓んでいる基板Ｗを吸着する場合は、載置面６１ａを有する載置部材６１を昇降可能とし、中央部が下方に凸になるように撓んでいる基板Ｗを吸着する場合は、載置面６６ａ〜６９ａを有する載置部材６６〜６９を全て又はこれらのうち何れか少なくとも１つを昇降可能とすればよい。

その他、昇降機構によって昇降可能に構成されている１の載置部材（本発明の第１の載置部材に相当）と、昇降機構によって直接的に昇降するものではない他の載置部材（本発明の第２の載置部材に相当）とを備えるものであれば、本発明の範囲に含まれる。例えば、図示しないが、上記特許文献１を参照して複数の正六角形状の載置面が蜂の巣状に配置され、これらの載置面を有する載置部材が介在部材を介して配置され、そのうち少なくとも何れかの載置部材が昇降機構によって昇降可能に構成されていればよい。

そして、載置面の形状、配置、個数、及び昇降機構によって昇降可能な載置部材の個数、選択などは、吸着すべき基板Ｗの変形の態様に応じて定めればよい。また、載置部材のうち他の載置部材とは独立に昇降可能に構成されていてもよく、例えば、全ての載置部材が介在部材によって他の載置部材と接続されていなくともよい。

さらに、図２に示すように、連結部材５１〜５３は、載置部材１１〜１４の側面の上下方向全体に亘って設けられていることが好ましい。これにより、連結部材５１〜５３の強度の向上を図ることが可能となると共に、載置部材１１〜１４の付随した上下方向の移動の安定性を図ることが可能となる。ただし、図示しないが、連結部材５１〜５３は、載置部材１１〜１４の側面の上下方向の一部にのみ設けられていてもよく、又、載置部材１１〜１４の下面を接続するように設けられていてもよい。

さらに、載置面１１ａ〜１４ａの高さ位置が異なる場合、載置面１１ａ〜１４ａの角部と基板Ｗの裏面とが接触して、基板Ｗが載置面１１ａ〜１４ａに対して浮き上がるおそれが生じる。そこで、図６に示すように、載置部材１１〜１４の上端角部にＣ面取り又はＲ面取りなどのように面取り加工を行うことが好ましい。これにより、基板Ｗの浮き上がりの防止を図ることが可能となる。

さらに、各載置部材１１〜１４に埋設されている電極１１ｂ〜１４ｂに対して、それぞれ独立して基台１０側に配置された給電部３１〜３４から電力を供給される場合について説明した。しかし、これに限定されず、電極１１ｂ〜１４ｂに対して、図示しないが、これらが埋設されている載置部材１１〜１４に隣接する載置部材１１〜１４に配置された給電部を介したうえで基台１０側に配置された給電部から電力が供給されてもよい。

次に、図７を参照して、本発明の第２の実施形態に係る基板保持装置２００について説明する。この基板保持装置２００は、上述した基板保持装置１００と載置面１１ａ〜１４ａ及び昇降機構２１などの形状、個数、機構、配置、並びに、電極１１ｂ〜１４ｂの形状、個数、機構、配置、さらにはこれら電極１１ｂ〜１４ｂに対する給電機構は同じである。よって、これらに関する説明、及び給電機構に関する図示は省略する。

基板保持装置２００においては、隣接する載置面１１ａ〜１４ａを有する載置部材７１〜７４が、載置面１１ａ〜１４ａと垂直な方向、すなわち上下方向に重なり合う部分を有し、これら重なり合う部分の間に介在部材８１〜８３が配置されている。なお、本実施形態において、載置部材７１は本発明の第１の載置部材に相当し、載置部材７２は本発明の第２の載置部材に相当する。

ここでは、具体的には、載置部材７１〜７３の下部に外側に向って突出するように円環状の突出部７１ａ〜７３ａが形成されており、載置部材７２〜７４の上部に中心側に向って突出するように円環状の突出部７２ｂ〜７４ｂが形成されている。そして、突出部７１ａ〜７３ａと突出部７２ｂ〜７４ｂとは上下方向に重なる部分を有するように構成されており、この重なり合う部分の間に、介在部材８１〜８３がそれぞれ配置されている。

介在部材８１〜８３は、ここではシリコンゴムからあるＯリングであるが、他の弾性体からなる部材、例えば、他のゴムからなる円環状のもの、円環状のばねなどであってもよい。このように円環状であれば、突出部７１ａ〜７３ａと突出部７２ｂ〜７４ｂとの間に安定的に保持されるので好ましい。

ただし、介在部材８１〜８３は、円環状に限定されず、一部の切り欠きを有する円環状、さらには、複数の部材からなるものであってもよい。介在部材８１〜８３が複数の部材からなる場合、これらが突出部７１ａ〜７３ａと突出部７２ｂ〜７４ｂとの間から外れないように、突出部７１ａ〜７３ａ又は突出部７２ｂ〜７４ｂの少なくとも一方にこれらの外れを防止するためのガイドなどを設けることが好ましい。

以上のように構成された基板保持装置２００においては、載置部材７１が上方向に移動することに付随して、載置部材７１と介在部材８１を介して接続されている載置部材７２も上方向に移動する。ただし、介在部材８１が弾性体からなるので、載置部材７２は載置部材１１よりも遅れて移動する。同様に、載置部材７３は載置部材７２よりも遅れて、載置部材７４は載置部材７３よりも遅れて、それぞれ上方向に移動する。

このように、基板保持装置２００は、基板保持装置１００と同じように動作するので、基板保持装置１００と中央部が凸状に突出するように撓んだ基板Ｗを平坦に支持することが可能となる。

次に、図８を参照して、本発明の第３の実施形態に係る基板保持装置３００について説明する。この基板保持装置３００は、上述した基板保持装置１００と載置面１１ａ〜１４ａ、載置部材１１〜１４などの形状、個数、機構、配置、並びに、電極１１ｂ〜１４ｂの形状、個数、機構、配置、さらにはこれら電極１１ｂ〜１４ｂに対する給電機構は同じである。よって、これらに関する説明、及び給電機構に関する図示は省略する。

基板保持装置３００においては、基板保持装置１００とは異なり、昇降機構２１及びこれを制御する制御機構２２を備えていない。その代りに、基板保持装置３００は、基台１０の凹部１０ａと載置部材１１〜１４との隙間からなる空間Ｓ１に連通するように接続され、空間Ｓ１の圧力を変更することが可能な内部圧力調整機構９１を備えている。

また、基板保持装置３００全体は、真空チャンバ９２によって取り囲まれている。そして、この真空チャンバ９２の内、詳しくは、基板保持装置３００の外方の空間Ｓ２に連通するように接続され、空間Ｓ２の圧力を変更することが可能な内部圧力調整機構９３を備えている。内部圧力調整機構９１，９３は、例えば、それぞれ真空ポンプなどのポンプ及びポンプを制御する制御機構などとから構成されている。

さらに、連結部材５１〜５３は、隣接する載置部材１１〜１４間の全ての隙間が気密に封止されるように構成されている。例えば、連結部材５１は、シリコンゴムなどからなる接着剤が載置部材１１，１２の間の円環状の隙間を気密に充填している。また、上述した第２の実施形態に係るように、載置部材７１〜７４の上下方向に重なり合う部分の間に配置されたＯリングからなどからなるものであってもよい。

また、載置部材１４の外周面と基台１０の凹部１０ａの内周面とは気密となっている。また、これらの間にパッキンやＯリングなどによって気密になるように構成されていてもよい。

さらに、連結部材５１は連結部材５２よりも変形し易く，連結部材５２は連結部材５３よりも変形し易いように構成されている。

次に、基板保持装置３００を用いて基板Ｗを静電吸着する方法について説明する。本基板保持装置３００は、特に、基板Ｗの中央部が上方に凸となるように撓んでいる場合に、基板Ｗを平坦に矯正して吸着するに適したものである。

まず、外部電源２０から各電極１１ｂ〜１１ｄに電力を供給しながら、内部圧力調整機構９１，９３の少なくとも一方を制御することによって、空間Ｓ１の内部圧力Ｐ１を空間Ｓ２の内部圧力Ｐ２よりも大きくさせる。これにより、空間Ｓ１の体積が増加するように、載置部材１１〜１４が上方向に移動する。

このとき、連結部材５１〜５３の材質、高さ（厚さ）及び幅などを異ならせることにより、連結部材５１，５２，５３の順に変形し易くなる。これにより、載置部材１２は載置部材１１よりも遅れて、載置部材１３は載置部材１２よりも遅れて、載置部材１４は載置部材１３よりも遅れて、それぞれ上方向に移動する。これにより、載置面１１ａ、載置面１２ａ、載置面１３ａ、載置面１４ａの順に高さ位置が高くなる。そして、この高さ位置の態様は基板Ｗの撓みの態様と同様であるので、基板Ｗと各載置面１１ａ〜１４ａとの距離が短くなる。そのため、各載置面１１ａ〜１４ａに基板Ｗを静電吸着することが可能となる。

その後、弾性体からなる連結部材５１〜５３が当初の形態に戻るように変形するので、載置面１１ａ〜１４ａの高さ位置の差は解消される。これにより、基板Ｗは載置面１１ａ〜１４ａ上に平坦に吸着保持される。ただし、載置面１１ａ〜１４ａの高さ位置の差が全くなく面一となることが好ましいが、許容範囲内であれば高さ位置の差や傾斜が載置面１１ａ〜１４ａに存在してもよい。

その後、内部圧力調整機構９１，９３の少なくとも一方を制御することによって、空間Ｓ１の内部圧力Ｐ１を空間Ｓ２の内部圧力Ｐ２よりも小さくさせる。これにより、空間Ｓ１の体積が減少するように、載置部材１１〜１４が下方向に移動する。これにより、載置部材１１〜１４はほぼ一緒に、すなわち載置面１１ａ〜１４ａの高さ位置の差がほぼ変わることなく移動する。これにより、載置面１１ａ〜１４ａに基板Ｗが平坦に吸着保持された状態となる。

なお、連結部材５１は連結部材５２よりも変形し難く、連結部材５２は連結部材５３よりも変形し難いように構成すれば、載置部材１４は載置部材１３よりも遅れて、載置部材１３は載置部材１２よりも遅れて、載置部材１２は載置部材１１よりも遅れて、それぞれ上方向に移動する。これにより、中央部が下方に凸状に撓んでいる基板Ｗを平坦に吸着保持することが可能となる。

載置部材１１〜１４の各載置面１１ａ〜１４ａは、必ずしも互いに平行を維持した状態で上下方向に移動するものだけに限られない。載置部材１１〜１４の各載置面１１ａ〜１４ａが半径方向又は周方向において互いに異なる向きに傾斜し、載置面１１ａ〜１４ａの全体が略凹凸形状となる状態で移動するものであってもよい。

１０…基台、１０ａ…凹部、１１…載置部材（第１の載置部材）、１２…載置部材（第２の載置部材）、１３…載置部材（第２の載置部材）、１４…載置部材（第１の載置部材）、１１ａ〜１４ａ，６１ａ〜６９ａ…載置面、１１ｂ〜１４ｂ…電極（静電吸着電極）、１１ｃ〜１４ｃ…給電部、２０…外部電源、２１…昇降機構、２２…制御機構、３１〜３４…給電部、４１〜４４…接続部材、５１〜５３…連結部材（介在部材）、６１〜６９…載置部材、７０…連結部材（介在部材）、７１…載置部材（第１の載置部材）、７２…載置部材（第２の載置部材）、７３，７４…載置部材、７１ａ〜７３ａ…突出部、７２ｂ〜７４ｂ…突出部、８１〜８３…介在部材、９１，９３…内部圧力調整機構、９２…真空チャンバ、１００，１１０，２００，３００…基板保持装置、Ｓ１，Ｓ２…空間、Ｗ…基板。

Claims

基板が載置される載置面をそれぞれ有する複数の載置部材と、前記複数の載置部材のうち少なくとも１つの載置部材に設けられた前記基板を静電吸着するための静電吸着電極と、を備える基板保持装置であって、
前記複数の載置部材のうち少なくとも前記静電吸着電極が設けられた第１の載置部材及び前記第１の載置部材との間に介在部材を介して配置された第２の載置部材がそれぞれ前記載置面と垂直な方向に移動可能であって、
前記第１の載置部材が前記載置面と垂直な方向に移動した場合、当該移動に付随して、前記第２の載置部材の載置面が前記第１の載置部材の載置面の高さ位置に向って、前記載置面と垂直な方向に移動することを特徴とする基板保持装置。
前記介在部材は弾性体からなる連結部材であり、
前記第１の載置部材と前記第２の載置部材とは前記連結部材によって連結されていることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
前記第１の載置部材及び前記第２の載置部材は前記載置面と垂直な方向に重なり合う部分を有し、前記第１の載置部材及び前記第２の載置部材の前記重なり合う部分の間に弾性体からなる前記介在部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
前記複数の載置部材の隣接する載置部材間の全ての隙間が気密に封止されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の基板保持装置。