JP2748127B2 - ウエハ保持方法 - Google Patents

ウエハ保持方法

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体製造装置に関し、特にマスクパター
ンをウエハに露光転写する際、ウエハを保持するための
ウエハ保持方法に関するものである。
［従来の技術］ 従来のウエハ保持装置として、真空吸引力を利用した
真空吸着手段からなるもの及び静電力を利用した静電吸
着手段からなるものが公知である。
従来の真空吸着手段からなるウエハ保持装置を第２
（ａ）図及び第２（ｂ）図に示す。（ａ）図は上面図、
（ｂ）図は断面図である。本体２の上面に真空吸着溝４
が形成され、真空配管14及び真空吸着口15を介して図示
しない真空源に接続されている。ウエハ１は本体２の上
面の接触面上に搭載され真空吸着溝４を介して真空吸引
され雰囲気圧力により吸着される。
従来の静電吸着手段からなるウエハ保持装置を第３
（ａ）図及び第３（ｂ）図に示す。（ａ）図は上面図、
（ｂ）図は断面図である。本体２の上面に電極８が配設
されその上面は絶縁層３で覆われる。ウエハ１は本体２
の絶縁層３の上面（接触面）上に搭載され電極８に電圧
を印加することにより静電力により接触面上に吸着され
る。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記従来の真空吸着手段からなるウエ
ハ保持装置においては、ウエハと接触面との間に真空層
ができるため接触熱抵抗が著しく大きくなる。例えば、
常温常圧の空気雰囲気中で真空吸着と静電吸着とを比較
した場合、ウエハとウエハ搭載面との間の接触熱抵抗
は、真空吸着の場合10-2［Ｋ・m2/W］、静電吸着の場合
10-4［Ｋ・m2/W］となり、真空吸着の方が２桁程接触熱
抵抗が大きくなる。従って、マスクパターンをウエハに
露光転写する際、露光エネルギーの吸収によりマスク及
びウエハに発生した熱が保持装置側に逃げることが出来
ず、マスク及びウエハの温度上昇が起こりマスクパター
ンの熱歪を生ずるという欠点があった。
また、前記静電吸着手段からなるウエハ保持装置にお
いては、ウエハを吸着接触面上に搭載した後電極に電圧
を印加した際、ウエハと吸着面との間のギャップが小さ
い部分では吸着力が大きく、ギャップが大きい部分では
吸着力が小さいため、ウエハの凹凸（うねり）によりウ
エハ面内で吸着力の差が生じ、ウエハの凹凸を吸着面に
倣って矯正出来ない場合があり、ウエハが脱落する場合
があった。
本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであ
って、ウエハの接触熱抵抗を低下させて熱歪の発生を防
止し、ウエハを確実に搭載面上に固定保持可能なウエハ
保持方法の提供を目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明に係わるウエハ保持方法は、ウエハを固定保持
するために、真空吸着工程と静電吸着工程の２つの保持
工程を有すると共に、ウエハと搭載面との間にガスを導
入する工程を有し、露光時にはガスが導入された状態で
静電力でウエハを保持している。
［作 用］ ウエハは真空吸引力及び静電力の両方により搭載面上
に吸着され、静電吸着力によりウエハを保持した状態で
雰囲気ガスを導入し接触熱抵抗を小さくする。
［実施例］ 第１（ａ）図は本発明の方法に用いられるウエハ保持
装置の上面図、第１（ｂ）図は第１（ａ）図のＡ−Ａ′
断面図、第１（ｃ）図は第１（ａ）図のＢ−Ｂ′断面図
である。１はウエハ、２は装置本体、３は絶縁層であ
る。装置本体２は、Al2O3,SiC等のセラミクスやSUS,Al
等の金属からなる。絶縁層３は、Al2O3等の誘電率の高
い材料からなり、厚さは50〜400μｍ程度である。絶縁
層が薄いと静電吸着力は大きくなるが、高電圧を印加し
た際絶縁不良を起こし易く、厚いと静電吸着力が小さく
なる。この実施例ではAl2O3を溶射形成した後研磨し100
μｍの厚さにしている。この絶縁層３上にウエハ１が搭
載されウエハとの接触面を構成する。この接触面には真
空吸着溝４が形成されている。真空吸着溝４は真空配管
14及び真空吸着口５を介して図示しない真空源に接続さ
れる。ウエハ保持装置本体２の近傍の真空配管14上には
管内圧力を検知するための圧力センサー６が設けられ
る。圧力センサー６と真空吸着口５の間の真空配管14上
には三方弁７が設けられ、圧力センサー側の管内に雰囲
気ガスを導入する。
絶縁層３の下側には電極８が設けられる。電極８はス
イッチ９を介して高電圧源10に接続される。スイッチ９
を閉じることにより電極８に高電圧が印加されウエハ１
との間に静電吸着力が発生しウエハ１は絶縁層３上に吸
着されて固定保持される。装置本体の材質が導体の場合
には電極８の下側にも絶縁層を設ける。
装置本体２の内部には温調水（温度調整用冷却水）の
循環領域11が設けられる。所望の温度に調整された冷却
水が流路の入口12から供給され、循環領域11を流れ装置
本体２及びウエハ１から熱を奪い温度上昇を防止して装
置本体２及びウエハ１を所定温度に保ち、出口13より排
出される。
上記ウエハ保持装置におけるウエハの吸着手順は以下
の通りである。
１）ウエハ１を装置本体２の絶縁層３上の搭載する。
２）ウエハ１と装置本体２との間を真空吸着口５を介し
て真空吸引しウエハ１を絶縁層３上に真空吸着する。こ
のとき圧力センサー６により管内圧力を監視しウエハが
吸着されたことを確認する。
３）ウエハ１の真空吸着を確認後、スイッチ９を閉じ電
極８に高電圧を印加する。これによりウエハ１は真空吸
着力と静電吸着力の両方の力で装置本体に固定保持され
る。
４）次に、三方弁７を開き装置本体側の真空配管14内に
雰囲気ガスが導入する。これによりウエハ１と装置本体
２の絶縁層３の接触面との間に雰囲気ガスが導入され両
者間の接触熱抵抗が低下する。雰囲気ガスとしては、熱
伝導率の高いHeガス等が適当である。このときウエハ１
は静電吸着力のみによって保持されている。
上記実施例では、ウエハを静電吸着した後、真空管内
に雰囲気ガスを導入したが、別の構成として、真空配管
にガス導入経路を設けてもよい。これにより、雰囲気ガ
スが空気や窒素等の比較的熱伝導率の低いガスであって
も、別のガス導入経路から真空配管内にHe等の熱伝導率
の高いガスを導入することが出来、ウエハと装置本体の
接触面との間の接触熱抵抗を小さくすることが出来る。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては、ウエハ保持
手段として、真空吸着工程及び静電吸着工程の両方を有
すると共に、ウエハと搭載面との間にガスを導入する工
程を有し、露光時にはガスが導入された状態で静電力で
ウエハを保持することにより、ウエハを搭載面上に確実
に固定保持し、ウエハの凹凸（うねり）を装置本体の吸
着面に倣って矯正することが出来、またマスクパターン
をウエハに露光転写する際、ウエハの温度上昇を低く抑
えることが出来る。従って、マスク及びウエハの熱を効
率良く外部に逃がすことが出来、マスクパターンの熱歪
を小さくすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第１（ａ）図は本発明の方法に用いられるウエハ保持装
置の上面図、第１（ｂ）図は第１（ａ）図のＡ−Ａ′断
面図、第１（ｃ）図は第１（ａ）図のＢ−Ｂ′断面図、
第２（ａ）図及び第２（ｂ）図は各々従来の真空吸着手
段からなるウエハ保持装置の上面図及び断面図、第３
（ａ）図及び第３（ｂ）図は各々従来の静電吸着手段か
らなるウエハ保持装置の上面図及び断面図である。 １……ウエハ、２……装置本体、３……絶縁層、４……
真空吸着溝、８……電極、14……真空配管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鵜澤 俊一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−89337（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−277234（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−99538（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−13740（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】真空吸引力によりウエハを搭載面に保持す
    る工程と、静電力によりウエハを該搭載面に保持する工
    程と、該ウエハと該搭載面との間にガスを導入する工程
    とを有し、露光時には該ガスが導入された状態で該静電
    力によってウエハを保持することを特徴とするウエハ保
    持方法。
  2. 【請求項２】前記ガスは、ウエハに前記真空吸引力を与
    える経路から導入することを特徴とする請求項１記載の
    ウエハ保持方法。
  3. 【請求項３】前記ガスはHeガスであることを特徴とする
    請求項１記載のウエハ保持方法。
  4. 【請求項４】前記搭載面の下に温度調整用媒体を循環さ
    せて搭載面の温度調整を行うことを特徴とする請求項１
    記載のウエハ保持方法。
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