JP6418743B2

JP6418743B2 - ウエハチャックおよびウエハチャック補助具

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Publication number: JP6418743B2
Application number: JP2014009161A
Authority: JP
Inventors: 知浩田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-01-22
Filing date: 2014-01-22
Publication date: 2018-11-07
Anticipated expiration: 2034-01-22
Also published as: JP2015138859A

Description

本発明はウエハチャックに関するものである。

半導体製造プロセスの写真製版プロセスに代表されるレジスト塗布工程および現像工程では、半導体ウエハをウエハチャックの吸着面で真空吸着した状態で、半導体ウエハ表面上に薬液を吐出し、半導体ウエハを高速回転させる。

高速回転させると薬液は遠心力で半導体ウエハ表面から飛ばされる。そして、半導体ウエハから飛び散った薬液は、処理を行う半導体ウエハおよびウエハチャックを囲んで配置されているカバーの側壁に当たった衝撃等で、微小なミストとなり浮遊する。

特に半導体ウエハの裏面は、装置構造上排気がされにくく、ミストが滞留する。よって、半導体ウエハの裏面にはミストが付着する場合がある。

ウエハチャックに設けられた洗浄機構を用いて、半導体ウエハを回転させながら半導体ウエハの裏面に洗浄液を当てることにより、付着したミストの大部分は除去される。

現像工程としてはパドル現像法が主流となっている。パドル現像法では、半導体ウエハを低速回転させながら半導体ウエハ表面上に現像液を吐出し、半導体ウエハ全面に現像液が行き亘った段階で半導体ウエハの回転を静止させる。そして、半導体ウエハ表面全面に現像液の「水溜り」を形成させ、現像処理を行う。

半導体ウエハ表面全面にムラなく現像液の「水溜り」を形成させるために、半導体ウエハ表面上に現像液の表面張力で保持される液量より多い量の現像液を供給（吐出）する。しかし、表面張力で保持される液量より多いため、その一部は半導体ウエハ表面上から零れる。半導体ウエハ表面上から零れる現像液は、一部は零れ落ち、一部は現像液の表面張力によって半導体ウエハのエッジ部を伝って、半導体ウエハの裏面側へ廻り込む。半導体ウエハの裏面側へ廻り込んだ現像液は、廻り込み防止機構によってウエハチャックの吸着面へ到達することを阻止される。

特開２００１−３３２４８６号公報

従来のウエハチャックでは、洗浄液がウエハチャックの吸着面に接触したり、現像液が半導体ウエハの裏面に廻り込んでウエハチャックの吸着面に接触したりすると、ウエハチャックの吸着面に吸着されることによって固定されている半導体ウエハとウエハチャックの吸着面との微小な隙間に洗浄液または現像液等が入り込んでしまう（毛細管現象）。

洗浄液または現像液等が当該隙間に入り込んだ場合、半導体ウエハを回収する際に半導体ウエハとウエハチャックの吸着面とが過剰に密着し、ウエハチャックの吸着面から半導体ウエハが外れなくなってしまう場合がある。このような場合、搬送エラーとなったり、半導体ウエハが破損したりする。

そのため洗浄機構は、ウエハチャックの吸着面と洗浄液とが接触しない程度の間隔を空けて設置しなければならない。そうすると、本来は除去したいミストを除去できない領域（ミストが付着しているにも関わらず洗浄できない領域）が生じてしまい、付着したミストが製品の品質に悪影響を与える等の問題があった。

また、廻り込む現像液との接触を避けるため、ウエハチャック径をウエハ径に対して小さくすると、やはり問題が生じる。半導体パワーデバイス等で使用される、厚さが１００μｍ程度の薄い半導体ウエハでは、その薄さのために半導体ウエハの強度が低下する。そのため、特にそのような薄い半導体ウエハを用いる場合には、ウエハ径に対してウエハチャック径が小さいと、ウエハチャックで保持していない領域が半導体ウエハの自重等で垂れ下がってしまい、半導体ウエハ全体を水平に支えきれない。この状態で半導体ウエハを高速回転させると、保持していない領域の回転が安定せず、構成部品に接触して傷がつく等の製品における欠陥が発生するという問題があった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、毛細管現象による過剰な密着を抑制し、かつ、ウエハ径に対するウエハチャック径を小さくする必要がないウエハチャックを提供することを目的とする。

本発明の一態様に関するウエハチャックは、半導体ウエハを吸着する吸着面と、前記吸着面の外縁に沿って全周に形成された溝部とを備え、前記溝部は、上端および下端が前記吸着面よりも前記半導体ウエハから離れる方向に位置して形成された、前記吸着面の径方向内側に内壁を有する側壁部を備え、前記側壁部の前記内壁が、前記吸着面の径方向内側へ下る下り斜面である。

本発明の上記態様によれば、毛細管現象による過剰な密着を抑制できる。また、ウエハ径に対するウエハチャック径を小さくする必要がない。

実施形態に関するウエハチャックを示す外観図である。図１に示されたウエハチャックのＡ−Ａ’断面図である。前提技術に関するウエハチャックを示す外観図である。図３に示されたウエハチャックのＢ−Ｂ’断面図である。実施形態に関する、ウエハチャックが半導体ウエハを保持した状態を示すウエハチャックの断面図である。前提技術に関する、ウエハチャックが半導体ウエハを保持した状態を示すウエハチャックの断面図である。実施形態に関する、ウエハチャックが半導体ウエハを保持した状態を示すウエハチャックの断面図である。実施形態に関する、ウエハチャックが半導体ウエハを保持した状態を示すウエハチャックの断面図である。実施形態に関するウエハチャックを示す外観図である。実施形態に関するウエハチャックの上面図である。図１０に示されたウエハチャックのＣ−Ｃ’断面図である。前提技術に関するウエハチャックを示す外観図である。前提技術に関するウエハチャックの上面図である。図１３に示されたウエハチャックのＤ−Ｄ’断面図である。吸着面および溝部が回転軸を中心に回転した場合に生じる、空気の流れを示した図である。実施形態に関する、ウエハチャックが半導体ウエハを保持した状態を示すウエハチャックの断面図である。実施形態に関するウエハチャックの第１変形例を示す図である。実施形態に関するウエハチャックの第２変形例を示す図である。実施形態に関するウエハチャック補助具を示す上面図である。図１９に示されたウエハチャック補助具のＥ−Ｅ’断面図である。実施形態に関する、溝部にウエハチャックが取り付けられた状態を示す断面図である。実施形態に関する、溝部にウエハチャックが取り付けられた状態を示す断面図である。実施形態に関する、スペーサーの形状を示す斜視図である。実施形態に関するウエハチャック補助具の変形例を示す図である。スピン塗布を行う際のウエハチャックの断面構造図である。洗浄機構による半導体ウエハの裏面洗浄時のウエハチャックを示した図である。現像処理を行う際のウエハチャックの断面構造図である。ウエハ径に対してウエハチャック径が小さい場合の、ウエハチャックの断面構造図である。実施形態に関する、ウエハチャックの断面図である。実施形態に関する、ウエハチャック補助具の断面図である。

以下、添付の図面を参照しながら実施形態について説明する。

なお、本実施形態において、表面、裏面または底面等の用語が用いられるが、これらの用語は、各面を便宜上区別するために用いられているものであり、実際の上下左右の方向とは関係しない。

まず、本発明の前提技術について説明する。

図２５は、一般的なスピン塗布を行う際のウエハチャックの断面構造図であり、スピン塗布時を表現した図である。

半導体製造プロセスの写真製版プロセスに代表されるレジスト塗布工程および現像工程では、半導体ウエハ１をウエハチャック２０の吸着面２００で真空吸着した状態で、半導体ウエハ１表面上に薬液を吐出し、半導体ウエハ１を高速回転させる。そして、薬液によってレジスト膜４等を半導体ウエハ１表面に均一に形成（スピン塗布）する、または、薬液を遠心力で飛ばして乾燥させる（スピン乾燥）。

高速回転させると薬液は遠心力で半導体ウエハ１表面から飛ばされる。そして、半導体ウエハ１から飛び散った薬液５は、処理を行う半導体ウエハ１およびウエハチャック２０を囲んで配置されているカバーの側壁６に当たった衝撃等で、微小なミスト７となり浮遊する。

発生したミスト７は、ウエハチャック２０に設けられた排気機構の気流８によって大半は除去されるが、構造物の凹凸、または、半導体ウエハ１の高速回転により生じる乱気流９の影響で、一部のミスト７は排気されにくい領域で滞留してしまう。

特に半導体ウエハ１裏面は、装置構造上排気がされにくく、ミスト７が滞留する。よって、半導体ウエハ１裏面にはミスト７が付着する場合がある。

図２６は、洗浄機構による半導体ウエハの裏面洗浄時の状態を示した図である。

ウエハチャック２０に設けられた洗浄機構１０を用いて、半導体ウエハ１を回転させながら半導体ウエハ１裏面に洗浄液１１を当てることにより、付着したミスト７の大部分は除去される。洗浄処理を行っている状態では、半導体ウエハ１およびウエハチャック２０は高速回転しているため、洗浄機構１０から吐出される洗浄液１１は回転による遠心力で外側へ流されながら、ミスト７を除去していくことになる。しかし、この洗浄液１１とウエハチャック２０の吸着面２００とが接触すると、ウエハチャック２０の吸着面２００に吸着されることによって固定されている半導体ウエハ１とウエハチャック２０の吸着面２００との微小な隙間に洗浄液１１が入り込んでしまう（毛細管現象）。よって、この現象を防ぐため、半導体ウエハ１の径方向におけるウエハチャック２０の吸着面２００の端部と洗浄機構１０との間の距離は、洗浄液１１がウエハチャック２０の吸着面２００に接触しない程度に離す必要がある。その結果、半導体ウエハ１裏面において、ミスト７が付着しているにも関わらず洗浄できない領域１２が生じる。

現像工程としてはパドル現像法が主流となっている。パドル現像法では、半導体ウエハ１を低速回転させながら半導体ウエハ１表面上に現像液１３を吐出し、半導体ウエハ１全面に現像液１３が行き亘った段階で半導体ウエハ１の回転を静止させる。現像液１３としては、例えば水酸化テトラメチルアンモニウム（［（ＣＨ_３）４Ｎ］＋ＯＨ−）水溶液（濃度２．３８％程度）を用いる。当該水溶液の、濃度２０％から２５％における密度は１．０１５ｇ／ｃｍ^３程度である（水（Ｈ_２Ｏ）の４℃における密度は９９９．９７２ｋｇ・ｍ^−３）。そして、半導体ウエハ１表面全面に現像液１３の「水溜り」を形成させ、現像処理を行う。

図２７は、一般的な現像処理を行うウエハチャックの断面構造図であり、パドル現像処理時を表現した図である。

半導体ウエハ１表面全面にムラなく現像液１３の「水溜り」を形成させるために、半導体ウエハ１表面上に現像液１３の表面張力で保持される液量より多い量の現像液１３を供給（吐出）する。しかし、表面張力で保持される液量より多いため、その一部は半導体ウエハ１表面上から零れる。半導体ウエハ１表面上から零れる現像液１３は、一部は零れ落ち、一部は現像液１３の表面張力によって半導体ウエハ１のエッジ部を伝って、半導体ウエハ１裏面側へ廻り込む。半導体ウエハ１裏面側へ廻り込んだ現像液１３は、廻り込み防止機構１４によってウエハチャック２０の吸着面２００へ到達することを阻止される。

従来のウエハチャックでは、洗浄液１１がウエハチャック２０の吸着面２００に接触したり、現像液１３が半導体ウエハ１裏面に廻り込んでウエハチャック２０の吸着面２００に接触したりすると、ウエハチャック２０の吸着面２００に吸着されることによって固定されている半導体ウエハ１とウエハチャック２０の吸着面２００との微小な隙間に洗浄液１１または現像液１３等が入り込んでしまう（毛細管現象）。

洗浄液１１または現像液１３等が当該隙間に入り込んだ場合、半導体ウエハ１を回収する際に半導体ウエハ１とウエハチャック２０の吸着面２００とが過剰に密着し、ウエハチャック２０から半導体ウエハ１が外れなくなってしまう場合がある。このような場合、搬送エラーとなったり、半導体ウエハ１が破損したりする。

そのため洗浄機構１０は、ウエハチャック２０の吸着面２００と洗浄液１１とが接触しない程度の間隔を空けて設置しなければならない。そうすると、本来は除去したいミスト７を除去できない領域１２（ミストが付着しているにも関わらず洗浄できない領域）が生じてしまい、付着したミスト７が製品の品質に悪影響を与える等の問題があった。

また、廻り込む現像液１３との接触を避けるため、ウエハチャック径をウエハ径に対して小さくすると、やはり問題が生じる。半導体パワーデバイス等で使用される、厚さが１００μｍ程度の薄い半導体ウエハ１では、その薄さのために半導体ウエハ１の強度が低下する。そのため、特にそのような薄い半導体ウエハ１を用いる場合には、ウエハ径に対してウエハチャック径が小さいと、ウエハチャック２０で保持していない領域が半導体ウエハ１の自重等で垂れ下がってしまい、半導体ウエハ１全体を水平に支えきれない（図２８参照）。この状態で半導体ウエハ１を高速回転させると、保持していない領域の回転が安定せず、構成部品に接触して傷がつく等の製品における欠陥が発生するという問題があった。

以下に説明する実施形態は、上記のような問題を解決するウエハチャックおよびウエハチャック補助具に関するものである。

＜第１実施形態＞
＜構成＞
図１は、本実施形態に関するウエハチャックを示す外観図である。図２は、図１に示されたウエハチャックのＡ−Ａ’断面図である。

図１に示されるようにウエハチャック２は、半導体ウエハを吸着することによって固定する吸着面２００と、吸着面２００の外縁に沿って全周に形成された溝部１００と、吸着面２００および溝部１００を回転させる回転軸３とを備えている。

なお、吸着面２００には溝１０１が形成されていてもよい（図２参照）。

溝部１００は、吸着面２００の外縁から吸着面２００の径方向外側に一定距離で形成され、かつ吸着面２００よりも凹んで形成された底部１０２と、底部１０２の外側に形成された側壁部１０３とを備えている（図２参照）。側壁部１０３は、底部１０２よりも盛り上がって形成されている。

側壁部１０３の内壁、すなわち、吸着面２００の径方向内側における面は、吸着面２００の径方向内側へ下る斜面である。換言すれば、当該斜面と半導体ウエハとの間の距離は、吸着面２００の径方向内側であるほど大きくなる。

また、側壁部１０３の半導体ウエハに対向する側の端部は、半導体ウエハには接触しない。すなわち、側壁部１０３の半導体ウエハに対向する側の端部は、ウエハチャック２の吸着面２００よりも下方に位置している。

回転軸３は、モーター等の動力によって回転する軸である。

図３は、本発明の前提技術に関するウエハチャックを示す外観図である。図４は、図３に示されたウエハチャックのＢ−Ｂ’断面図である。

図３に示されるようにウエハチャック２０は、半導体ウエハを吸着することによって固定する吸着面２００と、吸着面２００を回転させる回転軸３とを備えている。

ウエハチャック２０は、半導体ウエハを吸着する吸着面２００において溝１０１が形成されていてもよい（図４参照）。

＜動作＞
図５は、ウエハチャックが半導体ウエハを保持した状態を示すウエハチャックの断面図であり、半導体ウエハの裏面にミストが浮遊している状態を示している。

図５に示されるように、本実施形態に関するウエハチャックでは、半導体ウエハ１の裏面と側壁部１０３の上端との間に隙間Ｘが生じている。隙間Ｘは、例えば０．１ｍｍから２ｍｍ程度である。この隙間Ｘが十分に狭いことにより、半導体ウエハ１とウエハチャック２の吸着面２００との接触部周辺にミスト７が付着することを抑制することができる。また、斜面である側壁部１０３の内壁と半導体ウエハ１の裏面との距離が、吸着面２００の径方向内側であるほど大きくなるため、毛細管現象によって液体が半導体ウエハ１の裏面と吸着面２００との接触部周辺へ到達することを防ぐことができる。

図６は、本発明の前提技術に関するウエハチャックが半導体ウエハを保持した状態を示すウエハチャックの断面図であり、半導体ウエハの裏面にミストが浮遊している状態を示している。

図６に示されるように、本発明の前提技術に関するウエハチャックでは、半導体ウエハ１とウエハチャック２０の吸着面２００との接触部周辺にミスト７が付着してしまい、当該箇所における毛細管現象が生じてしまう。この場合、半導体ウエハ１とウエハチャック２０の吸着面２００とが過剰に密着し、ウエハチャック２０の吸着面２００から半導体ウエハ１が外れなくなってしまう場合がある。

図７は、ウエハチャックが半導体ウエハを保持した状態を示すウエハチャックの断面図であり、半導体ウエハの裏面に、ミストを除去するための洗浄液が当てられている状態を示している。

図７に示されるように、本実施形態に関するウエハチャックでは、半導体ウエハ１の裏面と側壁部１０３の上端との間に隙間Ｘが生じている。隙間Ｘは、例えば０．１ｍｍから２ｍｍ程度である。また、斜面である側壁部１０３の内壁と半導体ウエハ１の裏面との距離が、吸着面２００の径方向内側であるほど大きくなるため、毛細管現象によって洗浄液１１が半導体ウエハ１の裏面と吸着面２００との接触部周辺へ到達することを防ぐことができる。

図８は、ウエハチャックが半導体ウエハを保持した状態を示すウエハチャックの断面図であり、半導体ウエハの裏面に、現像液が廻り込んでいる状態を示している。

図８に示されるように、本実施形態に関するウエハチャックでは、半導体ウエハ１の裏面と側壁部１０３の上端との間に隙間Ｘが生じている。隙間Ｘは、例えば０．１ｍｍから２ｍｍ程度である。また、斜面である側壁部１０３の内壁と半導体ウエハ１の裏面との距離が、吸着面２００の径方向内側であるほど大きくなるため、毛細管現象によって現像液１３が半導体ウエハ１の裏面と吸着面２００との接触部周辺へ到達することを防ぐことができる。

＜効果＞
本実施形態によれば、ウエハチャックが、半導体ウエハ１を吸着する吸着面２００と、吸着面２００の外縁に沿って全周に形成された溝部１００とを備える。溝部１００は、底部１０２と、側壁部１０３とを備える。

底部１０２は、吸着面２００よりも凹み、かつ、側壁部１０３よりも吸着面２００の径方向内側において側壁部１０３の下端と連続して形成されている。

側壁部１０３は、上端および下端が吸着面２００よりも半導体ウエハ１から離れる方向に位置して形成されている。そして、側壁部１０３は、吸着面２００の径方向内側に内壁を有している。側壁部１０３の内壁は、下り斜面である。

このような構成によれば、毛細管現象による過剰な密着を抑制できる。また、ウエハ径に対するウエハチャック径を小さくする必要がない。

すなわち、半導体ウエハ１の裏面と吸着面２００との接触部周辺は、底部１０２および側壁部１０３によってミストの浸入が抑制されている。現像液１３についても同様に、底部１０２および側壁部１０３によって、半導体ウエハ１の裏面と吸着面２００との接触部周辺への到達が抑制されている。そのため、これらが半導体ウエハ１の裏面と吸着面２００との接触部の隙間に入り込むことにより毛細管現象が生じることが抑制される。また、半導体ウエハ１の裏面に付着したミストを洗浄する際にも、半導体ウエハ１の裏面と吸着面２００との接触部周辺を除く領域における洗浄で十分であるため、洗浄液１１が半導体ウエハ１の裏面と吸着面２００との接触部の隙間に入り込むことにより毛細管現象が生じることが抑制される。

また、洗浄機構１０によって適切にミストを除去することができ、ミストが付着しているにも関わらず洗浄できない領域は生じない。よって、半導体ウエハ１の裏面にミスト等が付着することを抑制できる。

また、半導体ウエハ１の裏面に廻り込む現像液１３との接触を避けるためにウエハチャック径をウエハ径に対して小さくする必要がなく、厚さの薄い半導体ウエハ１を使用する場合であっても、半導体ウエハ１全体を水平に支え、安定して回転等の処理を行うことができる。

また、側壁部１０３の斜面と半導体ウエハ１との間の距離が、吸着面２００の径方向内側であるほど大きくなることで、毛細管現象によって液体が半導体ウエハ１の裏面と吸着面２００との接触部周辺へ到達することを防ぐことができる。

＜第２実施形態＞
＜構成＞
以下では、上記実施形態で説明した構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略する。

図９は、本実施形態に関するウエハチャックを示す外観図である。図１０は、図９に示されたウエハチャックの上面図である。図１１は、図１０に示されたウエハチャックのＣ−Ｃ’断面図である。

図９に示されるようにウエハチャック２Ａは、半導体ウエハを吸着することによって固定する吸着面２０１と、ウエハチャック２Ａの外縁に形成された溝部１００Ａと、吸着面２０１および溝部１００Ａを回転させる回転軸３とを備えている。

溝部１００Ａは、吸着面２０１の外縁から吸着面２０１の径方向外側に一定距離で形成された底部１０２Ａと、底部１０２Ａの外側に形成された側壁部１０３Ａとを備えている（図１０および図１１参照）。

底部１０２Ａは、少なくともウエハチャック２Ａの吸着面２０１よりも下方に位置していればよい。また底部１０２Ａは、吸着面２０１の周方向に断続的に形成され、回転軸３を中心に回転するプロペラの羽の形状である。底部１０２Ａの形状により、回転軸３を中心に吸着面２０１および溝部１００Ａが回転すると、回転軸３に平行な方向に空気の流れが生じる。

側壁部１０３Ａの内壁、すなわち、吸着面２０１の径方向内側における面は、吸着面２０１の径方向内側へ下る斜面である。換言すれば、当該斜面と半導体ウエハとの間の距離は、吸着面２０１の径方向内側であるほど大きくなる。

また、側壁部１０３Ａの半導体ウエハに対向する側の端部は、半導体ウエハには接触しない。すなわち、側壁部１０３Ａの半導体ウエハに対向する側の端部は、ウエハチャック２Ａの吸着面２０１よりも下方に位置している。

図１２は、本発明の前提技術に関するウエハチャックを示す外観図である。図１３は、図１２に示されたウエハチャックの上面図である。図１４は、図１３に示されたウエハチャックのＤ−Ｄ’断面図である。詳細な説明は、図３および図４における場合と同様であるので省略する。

＜動作＞
図１５は、吸着面２０１および溝部１００Ａが回転軸３を中心に回転した場合に生じる、空気の流れを示した図である。当該空気の流れは、溝部１００Ａの底部１０２Ａがプロペラの羽の形状であることに起因して生じている。なお、回転軸３を中心とする回転方向を逆にすれば、逆方向の空気の流れを実現することもできる。

図１６は、ウエハチャックが半導体ウエハを保持した状態を示すウエハチャックの断面図である。

図１６に示されるように、本実施形態に関するウエハチャックでは、半導体ウエハ１の裏面と側壁部１０３Ａの上端との間に隙間Ｘが生じている。空気の流れは図１５で示されたとおりであるので、底部１０２Ａが形成されない部分から空気が流入し、隙間Ｘから空気が流出する。

図１６に示される場合であれば、隙間Ｘによって形成される空気が排出される開口の面積が、底部１０２Ａが形成されていない部分（空気が流入する部分）の面積よりも小さいことにより、半導体ウエハ１およびウエハチャックが回転軸３を中心に高速回転した場合に、溝部１００Ａと半導体ウエハ１の裏面とで形成される空間内の圧力が十分に上昇する（陽圧）。

溝部１００Ａと半導体ウエハ１の裏面とで形成される空間内の圧力がその外部の圧力より高いため、溝部１００Ａ内部から外部へ向かう気流が生じ、ミスト７および洗浄液１１、さらには現像液１３が半導体ウエハ１とウエハチャック２Ａの吸着面２０１との接触部周辺に到達することが抑制される。また、ミスト７および洗浄液１１、さらには現像液１３が、半導体ウエハ１の裏面と側壁部１０３Ａの上端との間に留まることも抑制される。

＜第１変形例＞
図１７は、図１１に示されたウエハチャックの第１変形例を示す図である。

図１７に示されるようにウエハチャックは、半導体ウエハを吸着することによって固定する吸着面２０１と、吸着面２０１の裏面側に沿って形成され、吸着面２０１の外縁までの領域に亘って形成された溝部１００Ｂと、吸着面２０１および溝部１００Ｂを回転させる回転軸３とを備えている。

溝部１００Ｂは、吸着面２０１の裏面側の、回転軸３に隣接する位置の底面が、吸着面２０１の周方向に断続的に形成され、回転軸３を中心に回転するプロペラの羽の形状である。図１７に示された溝部１００Ｂの場合は、回転軸３に固定されており、吸着面２０１の裏面側に沿う底面、および、吸着面２０１の外縁に沿う側壁部は、吸着面２０１とは接触していない。

そして、溝部１００Ｂの底面は吸着面２０１の裏面との間、および、吸着面２０１の外縁との間に空気を通す空間を設けて形成されており、上記プロペラの羽の形状の底面から吸着面２０１の外縁へと空気が流れる。

＜第２変形例＞
図１８は、図１１に示されたウエハチャックの第２変形例を示す図である。

図１８に示されるようにウエハチャックは、半導体ウエハを吸着することによって固定する吸着面２０１と、吸着面２０１の外縁に形成された溝部１００Ａと、吸着面２０１および溝部１００Ａを回転させる回転軸３と、溝部１００Ａの下方（底部１０２Ａよりも半導体ウエハから離れた位置）から高い清浄度の空気を送り込む送風機構１０４とを備えている。

送風機構１０４から溝部１００Ａと半導体ウエハの裏面とで形成される空間内に送り込まれる空気の清浄度が高いことで、製品の品質への信頼度がより高まる。送り込まれる空気としては、例えば、ＨＥＰＡ（ＨｉｇｈＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＡｉｒＦｉｌｔｅｒ）フィルターによって異物を除去された空気（クラス１０００以下。１フィート立方中に０．５ミクロン以上の微粒子が１０００個以下）が考えられる。

＜効果＞
本実施形態によれば、底部１０２Ａが、吸着面２０１の周方向において断続的に形成され、かつ、吸着面２０１の平面視においてプロペラの羽の形状である。

このような構成によれば、半導体ウエハ１およびウエハチャックが回転軸３を中心に回転した場合に、底部１０２Ａが形成されない部分から空気が流入し、隙間Ｘから空気が流出する。よって、隙間Ｘからミスト等が浸入することを効果的に抑制することができる。

さらに、溝部１００Ａと半導体ウエハ１の裏面とで形成される空間内の圧力が十分に上昇する（陽圧）ことによって、隙間Ｘからミスト等が浸入することを効果的に抑制することができる。

また、本実施形態によれば、ウエハチャックが、底部１０２Ａよりも半導体ウエハ１から離れる方向に配置された、送風機構１０４を備える。

このような構成によれば、底部１０２Ａが形成されない部分から隙間Ｘに至る空気の流れを効果的に作り出すことができるため、隙間Ｘからミスト等が浸入することを効果的に抑制することができる。また、送風機構１０４によって清浄度の高い空気を送り込むことによって、製品の品質への信頼度をより高めることができる。

＜第３実施形態＞
＜構成＞
以下では、上記実施形態で説明した構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略する。

図１９は、本実施形態に関するウエハチャック補助具を示す上面図である。図２０は、図１９に示されたウエハチャック補助具のＥ−Ｅ’断面図である。

図１９に示されるようにウエハチャック補助具２１は、ウエハチャックが取り付けられる部分を中空として確保し、ウエハチャックが取り付けられる部分の外縁に形成された輪形状の溝部１００Ｃを備えている。

溝部１００Ｃは、輪内部にウエハチャックを嵌め込んで固定可能である。

溝部１００Ｃは、ウエハチャックの径方向外側に一定距離で形成され、かつ、吸着面よりも半導体ウエハから離れる方向に位置する底部１０２と、底部１０２の外側に形成された側壁部１０３とを備えている（図２０参照）。側壁部１０３は、吸着面よりも半導体ウエハから離れる方向にその上端が位置し、かつ、底部１０２よりも盛り上がって形成されている。

図２０に示されるように、側壁部１０３の内壁、すなわち、吸着面の径方向内側における面は、吸着面の径方向内側へ下る斜面である。換言すれば、当該斜面と半導体ウエハとの間の距離は、吸着面の径方向内側であるほど大きくなる。

また、溝部１００Ｃは、取り付けられるウエハチャックの裏面の外縁部分に対応する位置に、突起部１０５を備えている。

溝部１００Ｃの中空である領域の径方向の距離は、半導体ウエハの外径に合わせて複数種用意しておくことが望ましい。半導体ウエハと溝部１００Ｃとは、溝部１００Ｃの内側面、および、突起部１０５の上面で接触しているが、回転軸３を中心とする回転動作時に外れず、かつ、人力によって取り外しが可能な程度の摩擦力を有していることが望ましい。溝部１００Ｃの材質としては、例えば、耐薬品性を有し、かつ、加工が容易である樹脂系、または、金属系材料が望ましい。

図２１は、溝部にウエハチャックが取り付けられた状態を示す断面図である。図２１に示されるようにこの状態では、吸着面２００の外縁と溝部１００Ｃの内側面とが接触し、また、吸着面２００の裏面と突起部１０５とが接触している。

図２２は、溝部にウエハチャックが取り付けられた状態を示す断面図である。ただし、図２１に示された場合とは異なり、吸着面２００の裏面と突起部１０５との間に、スペーサー１０６が備えられている。

図２３は、上記のスペーサー１０６の形状を示す斜視図である。スペーサー１０６の厚さは、複数のパターンを用意しておくことができる。

このように、厚さの異なるスペーサー１０６を複数種用意しておくことで、半導体ウエハの裏面と側壁部１０３の上端との間の隙間Ｘを調整することができ、異なる厚さを有する半導体ウエハに対しても、同様にウエハチャック補助具２１を取り付けて本発明の効果を発揮させることができる。

＜変形例＞
図２４は、図１９に示されたウエハチャック補助具の変形例を示す図である。

図２４に示されるようにウエハチャック補助具２１Ａは、ウエハチャックが取り付けられる部分を中空として確保し、ウエハチャックが取り付けられる部分の外縁に形成された溝部１００Ｄを備えている。

溝部１００Ｄは、ウエハチャックの径方向外側に一定距離で形成された底部１０２Ａと、底部１０２Ａの外側に形成された側壁部１０３Ａとを備えている。

また溝部１００Ｄは、取り付けられるウエハチャックの裏面の外縁部分に対応する位置に、突起部１０５を備えている。

底部１０２Ａは、少なくともウエハチャックの吸着面よりも下方に位置していればよい。また底部１０２Ａは、吸着面の周方向に断続的に形成され、回転軸３を中心に回転するプロペラの羽の形状である。底部１０２Ａの形状により、回転軸３を中心に吸着面および溝部１００Ｄが回転すると、回転軸３に平行な方向に空気の流れが生じる。

なお、図１８に示されたような送風機構１０４がウエハチャック補助具に備えられていてもよい。

＜効果＞
本実施形態によれば、ウエハチャック補助具が、輪形状の溝部１００Ｃを備える。

溝部１００Ｃは、輪内にウエハチャックを嵌め込んで固定可能である。ウエハチャックは、半導体ウエハ１を吸着する吸着面２００を備える。溝部１００Ｃは、底部１０２と、側壁部１０３とを備える。

底部１０２は、吸着面２００よりも半導体ウエハ１から離れる方向に位置し、かつ、側壁部１０３よりも吸着面２００の径方向内側において側壁部１０３の下端と連続して形成されている。

このような構成によれば、従来のウエハチャックを流用しつつ、半導体ウエハ１の裏面にミスト等が付着することを抑制できる。また、ウエハ径に対するウエハチャック径を小さくする必要がない。

従来のウエハチャックを流用できるため、導入が容易であり、製造コストも抑えることができる。また、加工が容易であるため、半導体ウエハの形状または厚さ等に応じて適宜設計を変更することも可能である。

また、本実施形態によれば、溝部１００Ｃが、嵌め込まれるウエハチャックの裏面の外縁部分に対応して形成された突起部１０５を備える。

そして、ウエハチャック補助具は、ウエハチャックの裏面の外縁部分と突起部１０５との間に挿入されるスペーサー１０６を備える。

このような構成によれば、嵌め込まれるウエハチャックの厚さに応じてスペーサー１０６を適宜挿入することで、半導体ウエハ１と側壁部１０３の上端との間の間隔を調整することができる。すなわち、厚さの異なるウエハチャックに対して適用可能である。

また、本実施形態によれば、底部１０２Ａが、吸着面の周方向において断続的に形成され、かつ、吸着面の平面視においてプロペラの羽の形状である。

＜第４実施形態＞
＜構成＞
以下では、上記実施形態で説明した構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略する。

図２９は、本実施形態に関するウエハチャックの断面図である。図２に示されたウエハチャックと異なる点は、ウエハチャックの吸着面２００の外縁に沿って全周に形成された溝部１００Ｅが、側壁部１０３を備えており、底部１０２を備えていない点である。

側壁部１０３の内壁の、吸着面２００の外縁に接触する箇所（斜面の下端）は、図２９においては吸着面２００の裏面側に位置しているが、当該箇所が吸着面２００の表面側に位置していてもよい。すなわち、側壁部１０３の斜面の傾斜角度が、図示されているものよりも浅くてもよい。また、側壁部１０３の斜面は、図２９において示されている一定の傾斜角のものである必要はなく、傾斜角が変化するものであってもよい。

側壁部１０３の斜面の傾斜角度、および、当該斜面の形状については、上述のいずれの実施形態においても同様である。

＜効果＞
本実施形態によれば、ウエハチャックが、半導体ウエハ１を吸着する吸着面２００と、吸着面２００の外縁に沿って全周に形成された溝部１００Ｅとを備える。溝部１００Ｅは、側壁部１０３を備える。

このような構成によれば、側壁部１０３の斜面と半導体ウエハ１との間の距離が、吸着面２００の径方向内側であるほど大きくなるため、毛細管現象によって液体が半導体ウエハ１の裏面と吸着面２００との接触部周辺へ到達することを防ぐことができる。

＜第５実施形態＞
以下では、上記実施形態で説明した構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略する。

図３０は、本実施形態に関するウエハチャック補助具の断面図である。図２０に示されたウエハチャック補助具と異なる点は、ウエハチャックが取り付けられる部分の外縁に形成された輪形状の溝部１００Ｆが、側壁部１０３を備えており、底部１０２を備えていない点である。

側壁部１０３の内壁の、ウエハチャックが取り付けられる部分の外縁に接触する箇所（斜面の下端）は、図３０においては、取り付けられる吸着面２００の裏面側に位置しているが、当該箇所が吸着面２００の表面側に位置していてもよい。すなわち、側壁部１０３の斜面の傾斜角度が、図示されているものよりも浅くてもよい。また、側壁部１０３の斜面は、図３０において示されている一定の傾斜角のものである必要はなく、傾斜角が変化するものであってもよい。

＜効果＞
本実施形態によれば、ウエハチャック補助具が、輪形状の溝部１００Ｆを備える。

溝部１００Ｆは、輪内にウエハチャックを嵌め込んで固定可能である。ウエハチャックは、半導体ウエハ１を吸着する吸着面２００を備える。溝部１００Ｆは、側壁部１０３を備える。

上記実施形態では、各構成要素の材質、材料または実施の条件等についても記載しているが、これらは例示であって記載したものに限られるものではない。よって、例示されていない無数の変形例（任意の構成要素の変形または省略、さらには、異なる実施形態間の自由な組み合わせを含む）が、本発明の範囲内において想定され得る。

１半導体ウエハ、２，２Ａ，２０ウエハチャック、３回転軸、４レジスト膜、５薬液、６側壁、７ミスト、８気流、９乱気流、１０洗浄機構、１１洗浄液、１２領域、１３現像液、１４廻り込み防止機構、２１，２１Ａウエハチャック補助具、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ溝部、１０１溝、１０２，１０２Ａ底部、１０３，１０３Ａ側壁部、１０４送風機構、１０５突起部、１０６スペーサー、２００，２０１吸着面。

Claims

半導体ウエハを吸着する吸着面と、
前記吸着面の外縁に沿って全周に形成された溝部とを備え、
前記溝部は、
上端および下端が前記吸着面よりも前記半導体ウエハから離れる方向に位置して形成された、前記吸着面の径方向内側に内壁を有する側壁部を備え、
前記側壁部の前記内壁が、前記吸着面の径方向内側へ下る下り斜面である、
ウエハチャック。
前記溝部が、前記吸着面よりも凹み、かつ、前記側壁部よりも前記吸着面の径方向内側において前記側壁部の前記下端と連続して形成された底部をさらに備える、
請求項１に記載のウエハチャック。
前記底部が、前記吸着面の周方向において断続的に形成され、かつ、前記吸着面の平面視においてプロペラの羽の形状である、
請求項２に記載のウエハチャック。
前記底部よりも前記半導体ウエハから離れる方向に配置された、送風機構をさらに備える、
請求項３に記載のウエハチャック。