JP3254467B2 - ウエハ保持機構 - Google Patents

ウエハ保持機構

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JP3254467B2 JP30592292A JP30592292A JP3254467B2 JP 3254467 B2 JP3254467 B2 JP 3254467B2 JP 30592292 A JP30592292 A JP 30592292A JP 30592292 A JP30592292 A JP 30592292A JP 3254467 B2 JP3254467 B2 JP 3254467B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、ウエハを変形するこ
となく保持し、かつ移動ステージに適用できるウエハ保
持機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在の半導体製造プロセスの大部分は、
真空または低圧下で行われている。真空または低圧下で
は真空チャックを用いることができないので、ウエハの
保持には主に静電チャックが使用されている。
【0003】静電チャックでは、吸着力によりウエハが
静電チャック表面に押しつけられることによって鉛直方
向に対して拘束され、また、ウエハが静電チャック表面
に押しつけられることによって発生する摩擦力によって
ウエハがウエハと同一面内において拘束される。したが
って図3(a)に断面図に示すようにウエハ1が自由状
態で反っているときは図3(b)に示すように静電チャ
ック2に吸着されることによってウエハ1の反りが矯正
される方向に変形保持される。なお、2aは静電チャッ
ク2を構成する絶縁膜、2bは静電チャック2を構成す
る静電チャック用電極、3は高圧用直流電源である。
【0004】一般の半導体製造プロセスにおいては、静
電チャックのように自由状態で反りがあるウエハが矯正
されるように変形保持されること(以下、平坦化保持と
いう)が望ましいが、X線露光用マスク作製などの一部
のプロセスにおいては、ウエハを変形させないで自由状
態のままで保持すること(以下、無変形保持という)が
重ね合わせ誤差や膜内応力を低減するために必要であ
る。
【0005】従来では、図4(a)に上から見た平面
図,図4(b)にその正面から見た正面図にそれぞれ示
すようにステージ4に設置した支持突起5上にウエハ1
を静置したり、また、図5(a)に上から見た平面図,
図5(b)にそのA−A′線の断面図にそれぞれ示すよ
うにステージ4に凹部4aを設けるとともにこのステー
ジ4の凹部4a上に機械的にウエハ1をクランプ6によ
り保持することにより対応していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述したウエハ保持機
構において、ウエハ1を3本の支持突起5上に静置する
三点支持構造は、ウエハ1の自重による変形が最小にな
るように支持突起5の位置を最適化すれば無変形保持構
造としては最適である。しかしながら、ウエハ1を、ウ
エハ1と同一面内において拘束する力は、3本の支持突
起5がウエハ1の裏面に接触する時の摩擦力およびヘル
ツの応力のみで極めて小さい。このため、ウエハ保持機
構がXYステージなどの移動ステージに搭載されてウエ
ハに加速度が作用すると、ウエハと保持機構、すなわち
ウエハ1と支持突起5との間に滑りが生じ、位置決めに
支障を来すという問題があった。また、機械的にウエハ
をクランプする構造は、ウエハ1を同一面内において拘
束する力は強く、滑りは生じ難いが、クランプする方
法,位置,力などによりウエハ1が大きく変形してしま
うという問題があり、実際にこの構造で無変形保持を実
現するのは困難である。
【0007】したがって本発明は、前述した従来の課題
を解決するためになされたものであり、その目的は、ウ
エハを無変形保持し、かつウエハと保持機構との間に滑
りが生じないウエハ保持機構を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、ステージ上に配置されウエハの裏面
を支える支持突起と、絶縁膜と薄膜状の電極とを接着し
て構成した静電チャックとを有し、特に、静電チャック
は弾性変形可能であり、静電チャックの一端は絶縁体か
らなるスペーサを介してステージ上に固定され、静電チ
ャックの他端は自由にされ、静電チャックは絶縁膜を上
にして支持突起の頂点よりステージに近く配置され、電
極は直流電源に接続されていることを特徴とする。具体
的には、ウエハを3本の支持突起上に静置する三点支持
構造は無変形支持構造としては最良であるが、この構造
ではウエハをウエハと同一面内で拘束する力が小さいた
め、滑りが生じる。したがってこの保持機構にウエハを
ウエハと同一面内のみ拘束し、ウエハを面に垂直な鉛直
方向に拘束しない機構を付加するものである。
【0009】
【作用】本発明におけるウエハ保持機構の作用について
図2を用いて説明する。図2(a)はウエハ保持機構を
上から見た平面図,図2(b)は正面から見た正面図,
図2(c)は静電チャックの詳細な構造を示す断面図で
ある。同図において、2′は薄型の静電チャックであ
り、この薄型静電チャック2′は薄膜状の絶縁膜2a
と薄膜状の静電チャック用電極2bとから構成され、
図2(c)に示すように矢印B−B′方向には動き易
く、矢印C−C′方向には動き難い構造となっている。
また、3Aは静電チャック2′の電極2bと導体から
なるステージ4Aとの間に接続された高圧直流電源、5
Aは導体からなる支持突起、7は薄型静電チャック2′
の電極2bと導体からなるステージ4Aとを電気的に
絶縁する絶縁体からなるスペーサである。なお、図2
(b)において静電チャック2′は実線が吸着時を示
し、破線が非吸着時をそれぞれ示している。このような
構成において、ウエハ1の裏面に弾性変形可能な薄型静
電チャック2′を吸着させたとき、ウエハ1の裏面に作
用するZ方向の力は、重力と支持突起5Aによる反力と
を除けば、静電チャック2′をクリアランスd(ウエハ
1と静電チャック2′との間の間隔)だけ変形させるの
に必要な弾性力が−Z方向に作用するのみである。この
弾性力はクリアランスdを十分に小さくすれば無視でき
るので、静電チャック2′がウエハ1に吸着することに
よりウエハ1の鉛直方向の拘束は三点支持構造に比べて
ほとんど変化しない。一方、ウエハ1がウエハ1と同一
面内、すなわちXY面内で作用しようとすると、静電チ
ャック2′を引っ張る,圧縮するまたは捩ることになる
ので、大きな反力を発生し、ウエハ1が動かないように
拘束する。したがって三点支持機構に弾性変形可能な薄
型静電チャック2′を付加し、クリアランスdを十分小
さくすることによって三点支持構造と同等の無変形保持
特性のまま、ウエハ1をウエハ1と同一面内で拘束する
力を大きくすることができる。すなわちウエハ1を無変
形でかつ滑りなしに保持することが可能となる。
【0010】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。図1は、本発明によるウエハ保持機構の一実
施例による構成を示す図であり、図1(a)は上から見
た平面図,図1(b)は正面から見た正面図である。な
お、この実施例では、薄型静電チャックを2本使用して
双極型として構成した場合の例を示している。同図にお
いて、1はウエハ、2A,2Bは薄型静電チャックであ
り、この薄型静電チャック2A,2Bは図2に示すよう
に薄膜状の絶縁膜2a′と薄膜状の静電チャック用電極
2b′とが接着されて形成されている。また、3は薄型
静電チャック2A,2Bのそれぞれの静電チャック用電
極2b′に所定の直流電圧を供給する高圧直流電源、4
は導体または絶縁体からなるステージ、5はステージ4
上に設置された導体または絶縁体からなる支持突起、7
はステージ4上に設置された絶縁体からなるスペーサ、
8はゴムパッドであり、このゴムパッド8は非吸着時に
静電チャック2A,2Bが自重で下がってウエハ1との
間の距離が開きすぎ、電圧を印加しても吸着しなくなる
ことを防止している。
【0011】このように構成されたウエハ保持機構にお
いて、まず、ウエハ1を3本の支持突起5上に静置す
る。これによりウエハ1は三点支持される。ただし、支
持突起5の位置はウエハ1の自重による変形が最小にな
るように予め最適化する。静電チャック2A,2Bにそ
れぞれ高圧直流電源3から電圧+E,−Eを印加する
と、ウエハ1に対して静電チャック2A,2Bが双極型
静電チャックを構成するので、静電チャック2A,2B
は弾性変形してウエハ1の裏面に吸着する。これにより
ウエハ1はこのウエハ1と同一面内で拘束されるが、ウ
エハ1と薄型静電チャック2A,2Bとの間のクリアラ
ンスdは十分に小さいので、鉛直方向の拘束は三点支持
のみの時と同じである。
【0012】なお、この実施例では、静電チャック2
A,2Bを厚さ20μmの薄膜状の金属と厚さ50μm
の有機絶縁体とを接着して構成した。しかしながら、本
発明はこれに限定されるものではなく、薄膜状の金属に
絶縁物質を溶着したり、逆に薄膜状の絶縁体に金属を蒸
着またはメッキすることにより静電チャック2A,2B
を構成しても良いことは勿論可能である。
【0013】このように構成されたウエハ保持機構にお
いて、ウエハ1として直径3インチのウエハ(重さ21
g)を保持したとき、静電チャック2A,2Bを使用せ
ずに支持突起5のみで三点支持した場合、X軸方向,Y
軸方向ともに約10gの拘束力であったのに対し、クリ
アランスd=0.5mmで静電チャック2A,2BにE
=±500Vの電圧を印加した場合は、X軸方向に約6
0g,Y軸方向に約30gの拘束力であった。半導体製
造プロセスに使用される移動ステージの最大加速度は
0.5〜1Gであり、重さ20gのウエハの滑りが生じ
ないためには10〜20g以上の拘束力が必要である。
したがってウエハ1を支持突起5のみで三点支持した場
合は滑りを生じるが、静電チャック2A,2Bを併用し
たときは滑りを生じない。このとき、静電チャック2
A,2Bを吸着させる前後でのウエハ1の変形量の差は
0.32μm以下であり、静電チャック2A,2Bの吸
着による影響は観察されなかった。
【0014】なお、静電チャック2A,2Bの使用時に
X軸方向とY軸方向とで拘束力が異なるのは、X軸,Y
軸それぞれから見た静電チャックの位置が違うためであ
る。したがって各軸から見た位置が同じになるように2
組以上の静電チャックを配置するかまたは各軸から見た
静電チャックの形状が同じになるようにすればX軸方向
とY軸方向との拘束力は等しくなる。このような構成に
より、滑りを生じさせないウエハを無変形保持すること
ができる。
【0015】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
ウエハを変形することなく、かつ移動ステージに使用で
きるウエハ保持機構を実現することができる。したがっ
て半導体製造プロセスにおいて重ね合わせ誤差や膜内応
力の低減に寄与することができるなどの極めて優れた効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるウエハ保持機構の一実施例による
構成を示す図である。
【図2】本発明によるウエハ保持機構の動作原理を説明
する図である。
【図3】静電チャックによるウエハの保持を説明する図
である。
【図4】従来のウエハ保持機構の一例による構成を示す
図である。
【図5】従来のウエハ保持機構の他の例による構成を示
す図である。
【符号の説明】
1 ウエハ 2A 静電チャック 2B 静電チャック 3 高圧直流電源 4 ステージ 5 支持突起 7 絶縁体からなるスペーサ 8 ゴムパッド
フロントページの続き (72)発明者 宇根 篤暢 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−56843(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/68 B23Q 3/15 H01L 21/027

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステージ上に配置されウエハの裏面を支
    える支持突起と、絶縁膜と薄膜状の電極とを接着して構成した 静電チャッ
    クと、 を備えたウエハ保持機構であって、 前記静電チャックは、弾性変形可能であり、 前記静電チャックの一端は、絶縁体からなるスペーサを
    介して前記ステージ上に固定され、 前記静電チャックの他端は、自由にされ、 前記静電チャックは、前記絶縁膜を上にして前記支持突
    起の頂点より前記ステージに近く配置され、 前記電極は、直流電源に接続されている ことを特徴とす
    るウエハ保持機構。
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JP2008085290A (ja) * 2006-08-31 2008-04-10 Hitachi High-Technologies Corp 静電吸着機構、及び荷電粒子線装置
JP2008226887A (ja) * 2007-03-08 2008-09-25 Nikon Corp 保持装置、露光装置、及びデバイス製造方法
NL2006536A (en) * 2010-05-13 2011-11-15 Asml Netherlands Bv A substrate table, a lithographic apparatus, a method of flattening an edge of a substrate and a device manufacturing method.
JP2012054360A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Nuflare Technology Inc 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法

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