JP6519724B1

JP6519724B1 - ウエハ保持台

Info

Publication number: JP6519724B1
Application number: JP2019507869A
Authority: JP
Inventors: 成伸先田; 晃三雲
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2018-02-21
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2038-11-07
Also published as: JPWO2019163214A1

Abstract

ウエハの載置面を上面に有し、前記ウエハを真空吸着するためのウエハ保持台であって、前記載置面には、前記ウエハの直径の９０％以上１００％未満の直径を有する環状のシール溝と、前記シール溝よりも内周側に配置される吸気口とを有し、前記シール溝に嵌め込まれるシール部材を備え、前記シール部材は、周方向の熱膨張を吸収する１つ又は複数の切れ目を有し、前記シール部材の上部が前記載置面から突出する状態と前記載置面と面一になる状態との間で弾性変形する性質を有する、ウエハ保持台。

Description

本開示は、ウエハ保持台に関する。
本出願は、２０１８年２月２１日付の日本国出願の特願２０１８−０２９０８２号に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

特許文献１は、ウエハを吸引することにより保持する吸着台を備える真空吸着装置を開示する。特許文献１に記載の吸着台の表面には、ウエハを自己の弾性力によって昇降させるリフト部と、ウエハの全周にわたり当接する環状の弾性素材からなるシール部材と、ウエハと吸着台とシール部材とで囲まれる空間を真空吸引する吸引経路が設けられている。

特開２０１７−２２０４８４号公報

本開示のウエハ保持台は、ウエハの載置面を上面に有し、前記ウエハを真空吸着するためのウエハ保持台であって、前記載置面には、前記ウエハの直径の９０％以上１００％未満の直径を有する環状のシール溝と、前記シール溝よりも内周側に配置される吸気口とを有し、前記シール溝に嵌め込まれるシール部材を備え、前記シール部材は、周方向の熱膨張を吸収する１つ又は複数の切れ目を有し、前記シール部材の上部が前記載置面から突出する状態と前記載置面と面一になる状態との間で弾性変形する性質を有する。

図１は、実施形態１に係るウエハ保持台の概略分解斜視図である。図２は、実施形態１に係るウエハ保持台の概略縦断面図である。図３は、実施形態１に係るウエハ保持台のウエハ吸着状態を示す概略縦断面図である。図４は、実施形態１に係るウエハ保持台におけるシール部材の上部近傍を拡大して示す概略部分断面図である。図５は、シール溝の断面形状の別の一例を示す概略部分断面図である。図６は、実施形態１に係るウエハ保持台の載置面の一例を示す概略上面図である。図７は、実施形態１に係るウエハ保持台の載置面の別の一例を示す概略上面図である。図８は、実施形態２に係るウエハ保持台が備えるシール部材を示す概略上面図である。図９は、実施形態２に係るウエハ保持台の概略縦断面図である。図１０は、実施形態２に係るウエハ保持台のウエハ吸着状態を示す概略縦断面図である。

［本開示が解決しようとする課題］
半導体メモリ（例、フラッシュメモリ）、ＩＣ（集積回路）、ＬＳＩ（大規模集積回路）などの半導体素子の製造に、シリコンなどの半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と呼ぶ）を載置するウエハ保持台を備える半導体製造装置が使用されている。

半導体素子の製造工程には、ウエハ上にＣＶＤなどで成膜する工程、ウエハ上にフォトレジスト（感光剤）を塗布し現像する工程、ウエハ上に形成された回路をプローバにより検査する工程などがある。各工程では、ウエハ保持台に載置したウエハをヒータで加熱しながら行う場合がある。ウエハを加熱する場合、ウエハ保持台とシール部材との熱膨張差により、場合によってはシール部材がウエハ保持台に形成されたシール溝から外れる可能性がある。

また、近年、半導体素子を高集積化、大容量化する技術の１つとして、３次元ＮＡＮＤ型フラッシュメモリのように、ウエハ上に回路を多層に積層する３次元化技術が注目されている。このような半導体素子の材料となるウエハは、ウエハ上に多層に成膜する過程で、中心側から外周側にかけて椀状に反る場合がある。ウエハに反りがある場合であっても、ウエハ全体を載置面に密着させて平坦にした状態でウエハ保持台に吸着することが望まれる。

そこで、本開示は、熱膨張によるシール部材の脱離を抑制できながら、ウエハに反りがある場合であってもウエハを平坦化して吸着できるウエハ保持台を提供することを目的の１つとする。

［本開示の効果］
本開示のウエハ保持台は、熱膨張によるシール部材の脱離を抑制できながら、ウエハに反りがある場合であってもウエハを平坦化して吸着できる。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

（１）本開示のウエハ保持台は、ウエハの載置面を上面に有し、前記ウエハを真空吸着するためのウエハ保持台であって、前記載置面には、前記ウエハの直径の９０％以上１００％未満の直径を有する環状のシール溝と、前記シール溝よりも内周側に配置される吸気口とを有し、前記シール溝に嵌め込まれるシール部材を備え、前記シール部材は、周方向の熱膨張を吸収する１つ又は複数の切れ目を有し、前記シール部材の上部が前記載置面から突出する状態と前記載置面と面一になる状態との間で弾性変形する性質を有する。

本開示のウエハ保持台によれば、シール部材がその周方向の熱膨張を吸収する切れ目を有することで、ウエハの加熱時にシール部材が熱膨張しても、切れ目によって熱膨張を吸収することが可能である。よって、熱膨張に起因するシール部材の径の増大を抑制でき、シール部材がシール溝から外れることを抑制できる。

ここでいう「周方向の熱膨張を吸収する切れ目」とは、常温時（２０℃±１５℃（５℃〜３５℃））からウエハ加熱時（例、１００℃〜２００℃）の温度変化によって生じる周方向の熱膨張量を吸収できるように形成された切れ目のことをいう。このような切れ目の形態としては、例えば次のようなもの挙げられる。
・シール部材の周方向に対して斜め方向に切れ目が形成され、その端面同士が一部で斜めに重なり合って接する形態（斜めカット形態）
・シール部材を周方向に分断するように切れ目が形成され、その端面間に隙間を形成する形態（分割カット形態）
・シール部材にスパイラル状の切れ目が形成され、スパイラル状に隙間を形成する形態（スパイラルカット形態）

上記斜めカット形態では、シール部材が熱膨張したとき、端面同士が斜めにずれることで熱膨張による周方向の伸びを吸収できる。この場合、端面同士のずれ可能量が熱膨張量以上となるように切れ目を形成する。一方、上記分割カット形態やスパイラルカット形態では、シール部材が熱膨張したとき、隙間が狭くなることで熱膨張による周方向の伸びを吸収できる。この場合、シール部材の全隙間量（周方向の全隙間の間隔の合計長）が熱膨張量以上となるように設定する。いずれの形態であっても、熱膨張によるシール部材の周方向の伸びを吸収して、シール部材の径が大きくなることを抑制できる。

また、本開示のウエハ保持台では、シール溝がウエハの直径の９０％以上１００％未満の直径を有すると共に、このシール溝に、シール部材の上部が載置面から突出するようにシール部材が嵌め込まれている。これにより、ウエハの外周側が載置面から離れる方向に反っている場合であっても、シール部材の上端をウエハに接触又は近接させることができる。よって、シール部材で囲まれるウエハと載置面との間の内側空間をほぼ密閉状態にして吸気口から真空引きすることが可能であり、ウエハを載置面に吸着させることができる。更に、シール部材は、その上部が載置面から突出する状態と載置面と面一になる状態との間で弾性変形する性質（以下、「弾性変形性」と呼ぶ場合がある）を有する。そのため、ウエハ吸着時にウエハの外周側が載置面に吸い寄せられることに伴い、ウエハによってシール部材の上部が押圧されて載置面と面一になる。よって、ウエハに反りがある場合であっても、ウエハ全体を載置面に密着させて平坦にした状態で吸着することが可能である。「シール部材の上部が載置面から突出する状態」とは、シール部材がシール溝に嵌め込まれた状態において、シール部材に、シール部材の延在する方向（周方向）に直交する断面方向（載置面に対して直交する方向）への荷重が負荷されていない自然状態のことをいう。「載置面と面一になる状態」とは、ウエハによってシール部材の上部が押圧されて、ウエハがシール溝に蓋をするように載置面に密着する結果、シール部材の最上部が載置面と同一面上に位置する状態をいう。

したがって、本開示のウエハ保持台は、熱膨張によるシール部材の脱離を抑制できながら、ウエハに反りがある場合であってもウエハを平坦化して吸着できる。

（２）本開示のウエハ保持台の一形態として、前記シール部材を前記載置面の上方から平面視したとき、前記切れ目によって前記シール部材に複数の隙間が周方向に間隔をあけて設けられていることが挙げられる。

シール部材に複数の隙間が設けられていることで、隙間を細分化することができる。これにより、シール部材の熱膨張量を吸収できる全隙間量を確保しつつ、個々の隙間を小さくすることが可能である。個々の隙間を小さくすることで、吸気口からシール部材で囲まれる内側空間を真空引きする際に、それぞれの隙間から空気が侵入することを低減できる。よって、上記形態によれば、シール部材で囲まれる内側空間の密閉性を高めることが可能であり、ウエハの吸着性を向上できる。

（３）本開示のウエハ保持台の一形態として、前記シール部材が、その周方向の少なくとも一部にスパイラル状の前記切れ目を有するスパイラルチューブであることが挙げられる。

シール部材がスパイラルチューブである場合、スパイラル状の切れ目によって隙間が形成される。そのため、平面視において、複数の隙間を周方向に間隔をあけて設けることができる。よって、上記形態によれば、シール部材の熱膨張量を吸収できる全隙間量を確保しつつ、個々の隙間を小さくすることが可能である。また、スパイラルチューブの場合、シール部材が切れ目によって周方向に分断（分割）されずに一連につながっている。そのため、シール部材を周方向に複数に分割したものに比較して、シール部材を取り扱い易く、シール溝への取り付けも容易である。

（４）本開示のウエハ保持台の一形態として、前記載置面から突出する前記シール部材の上部の突出高さが、前記シール部材の高さの２０％以下であることが挙げられる。

シール部材の上部の突出高さが、シール部材の高さの２０％以下であることで、ウエハの吸着に伴うシール部材の弾性変形により蓄積されるひずみが小さくなる。よって、上記形態によれば、シール部材の弾性変形性の低下を抑制でき、長期の使用にわたって弾性変形性を維持し易い。上記突出高さは、自然状態（無負荷時）での高さを指す。

（５）本開示のウエハ保持台の一形態として、前記シール部材の周方向に対して斜め方向の前記切れ目を有し、前記切れ目を構成する一対の端面同士が一部で斜めに重なり合って接していることが挙げられる。

上記形態では、常温時において、シール部材の切れ目を構成する一対の端面同士が一部で斜めに重なり合って接している。上記形態によれば、シール部材が熱膨張したとき、端面同士が重なり合うように斜めにずれることで、熱膨張によるシール部材の周方向の伸びを吸収して、シール部材の径の増大を抑制することが可能である。また、シール部材がシール溝に嵌め込まれた状態において、端面同士が一部で斜めに重なり合って接していることで、シール部材で囲まれる内側空間の密閉性を高めることが可能であり、ウエハの吸着性を向上できる。

（６）本開示のウエハ保持台は、ウエハの載置面を上面に有し、前記ウエハを真空吸着するためのウエハ保持台であって、前記載置面には、前記ウエハの直径の９０％以上１００％未満の直径を有する環状のシール溝と、前記シール溝よりも内周側に配置される吸気口とを有し、前記シール溝に嵌め込まれるシール部材を備え、前記シール部材は、その周方向の少なくとも一部にスパイラル状の切れ目を有するスパイラルチューブであり、前記シール部材の上部が前記載置面から突出する状態と前記載置面と面一になる状態との間で弾性変形する性質を有し、前記載置面から突出する前記シール部材の上部の突出高さが、前記シール部材の高さの２０％以下である。

上記ウエハ保持台は、上述した（１）に記載のウエハ保持台の構成を全て含むことから、熱膨張によるシール部材の脱離を抑制できながら、ウエハに反りがある場合であってもウエハを平坦化して吸着できる。

上記ウエハ保持台によれば、シール部材がスパイラルチューブであることで、スパイラル状の切れ目によってシール部材に隙間が形成されている。そのため、ウエハの加熱時にシール部材が熱膨張しても、隙間によってシール部材の周方向の熱膨張を吸収することが可能である。具体的には、シール部材が熱膨張したとき、隙間が狭くなることで熱膨張による周方向の伸びを吸収できる。よって、熱膨張に起因するシール部材の径の増大を抑制でき、シール部材がシール溝から外れることを抑制できる。

また、スパイラルチューブであれば、スパイラル状に隙間が形成され、複数の隙間が周方向に間隔をあけて設けられている。そのため、シール部材の熱膨張量を吸収できる全隙間量を確保しつつ、個々の隙間を小さくすることが可能である。個々の隙間を小さくすることで、吸気口からシール部材で囲まれる内側空間を真空引きする際に、それぞれの隙間から空気が侵入することを低減できる。よって、シール部材で囲まれる内側空間の密閉性を高めることが可能であり、ウエハの吸着性を向上できる。

更に、シール部材の上部の突出高さが、シール部材の高さの２０％以下であることで、ウエハの吸着に伴うシール部材の弾性変形により蓄積されるひずみが小さくなる。よって、シール部材の弾性変形性の低下を抑制でき、長期の使用にわたって弾性変形性を維持し易い。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係るウエハ保持台の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は、同一名称物を示す。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

［実施形態１］
〈ウエハ保持台の概要〉
図１〜図４を参照して、実施形態１に係るウエハ保持台１を説明する。ウエハ保持台１は、その上面にウエハＷを載置する載置面１０を有し、ウエハＷを真空吸着して保持するためのものである（図２、図３参照）。ウエハ保持台１は、通常、略水平に配置され、載置面１０を上に向けて配置される。実施形態１のウエハ保持台１は、図１に示すように、環状のシール溝３と、シール溝３よりも内周側に配置される吸気口４とを載置面１０に有し、シール溝３に嵌め込まれるシール部材２Ａを備える。ウエハ保持台１の特徴の１つは、シール部材２Ａが少なくとも１つの切れ目２１を有する点にある（図１参照）。ウエハ保持台１のもう１つの特徴は、シール部材２Ａが、シール部材２Ａの上部２５が載置面１０から突出する状態と載置面１０と面一になる状態との間で弾性変形する性質を有する点にある（図２、図３参照）。以下、ウエハ保持台１の構成について詳しく説明する。

以下の説明では、載置面１０が向く方向を「上」とし、その反対方向を「下」とする。図２、図３は、ウエハ保持台１を上下方向（縦方向）に切断した縦断面を示している。シール部材２Ａ及びシール溝３を周方向に直交する方向に切断したそれぞれの断面において、上下方向（載置面１０に直交する方向）に沿った最大寸法をシール部材２Ａの高さ及びシール溝３の深さとする。また、上下方向と直交する水平方向（横方向）に沿った最大寸法をシール部材２Ａ及びシール溝３の幅とする。

（ウエハ保持台）
図１に示すウエハ保持台１は、例えばセラミックスや金属で形成された円盤状の部材である。ウエハＷ（図２）が載置される載置面１０は平らになっている。このウエハ保持台１には、ヒータ（図示せず）が内蔵されており、ウエハＷを加熱することができる。その他、ウエハ保持台１には、ウエハＷを持ち上げるリフトピン（図示せず）を備えていてもよい。載置面１０には、図１に示すように、シール部材２Ａを嵌め込むシール溝３や真空引きするための吸気口４（吸気路４１）が設けられている。本例では、ウエハＷの平面形状が円形状であり、ウエハＷが椀状に反っている場合を例示している。図２や図４では、説明の便宜上、ウエハＷの反りを誇張して示している。載置面１０の直径は、ウエハＷの直径と同等又は若干大きい程度である。

（シール溝）
シール溝３は、図１に示すように、載置面１０に円環状に形成されている。シール溝３には、シール部材２Ａが嵌め込まれる。本例のシール溝３は、ウエハＷの直径の９０％以上１００％未満の直径を有する。更に、図２に示すように、シール部材２Ａの上部２５が載置面１０から突出するように、シール溝３の深さがシール部材２Ａの高さよりも小さくなっている。シール溝３の直径とは、載置面１０の上方から平面視したときのシール溝３の中心径（［内径＋外径］／２）を意味する。シール溝３の直径は、ウエハＷの直径よりも小さい。本例では、ウエハＷと載置面１０の直径が３００ｍｍ程度であり、シール溝３の直径が２８０ｍｍ（ウエハＷの直径の約９３％）である。また、本例では、シール溝３の断面形状（周方向に直交する断面の形状）が矩形状（Ｕ字状）に形成されている。シール溝３の断面形状はこれに限定されるものではなく、例えば、三角形状（Ｖ字状）や台形状などであってもよい。なお、「矩形状」、「三角形状」及び「台形状」とは、幾何学的に厳密な意味での矩形、三角形及び台形でなくてもよく、完全な矩形、三角形及び台形に限らず、実質的に矩形、三角形及び台形とみなされる範囲を含む。

シール溝３は、図５に示すように、シール溝３の載置面１０側の開口幅がシール溝３内の幅よりも狭い“あり溝”状であってもよい。図５に例示するシール溝３は、シール部材２Ａの幅（断面径）よりも開口幅が狭く、底部の幅が広い。このようなあり溝状のシール溝であれば、シール部材２Ａがシール溝３から外れることを抑制できる。

（吸気口）
吸気口４は、図１、図２に示すように、載置面１０のシール溝３よりも内周側に開口している。吸気口４は、載置面１０にウエハＷが載置された状態で、シール部材２Ａで囲まれるウエハＷと載置面１０との間の内側空間を真空引きするための開口である。本例の吸気口４は、載置面１０の中心に配置されている。ウエハ保持台１には、吸気口４につながる貫通孔が吸気路４１として形成されている。吸気路４１は、真空ポンプ（図示せず）につながっており、吸気路４１を通して吸気口４から上記内側空間を真空引きすることができる。吸気口４（吸気路４１）から上記内側空間を真空引きして負圧にすることにより、ウエハＷが載置面１０に吸引される。これにより、図３に示すように、ウエハＷを載置面１０に吸着させることができる。本例では、吸気口４の数は１つであって、吸気口４が載置面１０の中心に形成されているが、これに限られるものではない。吸気口４の数は複数であってもよいし、吸気口４は、シール溝３よりも内周側であれば載置面１０の中心以外の箇所に設けてもよい。

（シール部材）
図１に示すシール部材２Ａは、円環状の弾性体からなる。シール部材２Ａは、シール溝３に嵌め込まれる。

また、図２に示すように、シール部材２Ａの上部２５が載置面１０から突出する。そのため、ウエハＷの外周側が載置面１０から離れる方向に反っている場合であっても、シール部材２Ａの上部２５をウエハＷの下面の全周にわたり接触又は近接させることができる。これにより、シール部材２Ａで囲まれる内側空間をほぼ密閉状態にして吸気口４から真空引きすることができる。ここでの「近接」とは、シール部材２Ａの上部２５とウエハＷの下面とがわずかな隙間をあけて位置する状態であり、具体的には、この隙間の間隔が１ｍｍ以下である場合をいう。図４に示すように、仮にシール部材２Ａの上部２５がウエハＷに対して接触していなくても、近接していれば、ウエハＷの吸着時に上記内側空間を真空引きした際に、上記隙間を通る気流（図中の点線矢印で示す流れ）によってシール部材２Ａの上部２５とウエハＷの下面とが引っ付く方向の力（ベルヌーイ効果）が作用する。この力の作用によって、シール部材２Ａの上部２５がウエハＷに対して接触することになる。上記隙間が狭いほど、隙間を通る気流が速くなり、作用する力が大きくなることから、この隙間の間隔は０．５ｍｍ以下が好ましく、更に０．２ｍｍ以下であることが好ましい。

本例のシール部材２Ａは、周方向に直交する断面が円形状の中空体である。具体的には、図１に示すように、その周方向の少なくとも一部にスパイラル状の切れ目２１を有するスパイラルチューブである。本例では、シール部材２Ａの全長にわたり等ピッチでスパイラル状の切れ目２１が形成されている。シール部材２Ａには、この切れ目２１によってスパイラル状に隙間２２が形成され、平面視で複数の隙間２２が周方向に等間隔で設けられている。スパイラルチューブの場合、切れ目２１のピッチを変更することによって、隙間２２の数を変えることができる。シール部材２Ａの無負荷時の断面形状は、円形状に限定されず、例えば、三角形や四角形などの多角形状や楕円形状などであってもよい。なお、「円形状」、「多角形状」及び「楕円形状」とは、幾何学的に厳密な意味での円形、多角形及び楕円形でなくてもよく、完全な円形、多角形及び楕円形に限らず、実質的に円形、多角形及び楕円形とみなされる範囲を含む。また、本例では、シール部材２Ａの周方向の全長にわたってスパイラル状の切れ目２１が形成されているが、これに限らず、シール部材２Ａの周方向の一部にのみスパイラル状の切れ目２１が形成されていてもよい。

〈切れ目〉
シール部材２Ａは切れ目２１を有する。この切れ目２１は、シール部材２Ａの周方向の熱膨張を吸収するものであり、具体的には、常温時からウエハ加熱時の温度変化によって生じるシール部材２Ａの周方向の熱膨張量を吸収できるように形成されている。本例の場合、シール部材２Ａに切れ目２１によって隙間２２が形成されている。そして、シール部材２Ａが熱膨張したとき、隙間２２が狭くなることで熱膨張によるシール部材２Ａの周方向の伸びを吸収して、シール部材２Ａの径の増大を抑制することが可能である。本例では、シール部材２Ａの全隙間量（周方向における全ての隙間２２の間隔の合計長）が熱膨張量以上となるように設定されている。例えば、シール部材２Ａの直径が２８０ｍｍで、シール部材２Ａが熱膨張で２０ｍｍ伸びる場合、全隙間量が２０ｍｍ以上に設定されている。

また、本例の場合、シール部材２Ａを載置面１０の上方から平面視したとき、シール部材２Ａに複数の隙間２２が周方向に間隔をあけて設けられている。そのため、シール部材２Ａの全隙間量を確保しつつ、個々の隙間２２の間隔を小さくすることが可能である。個々の隙間２２の間隔を小さくすることで、吸気口４からシール部材２Ａで囲まれる内側空間を真空引きする際に、それぞれの隙間２２から空気が侵入することを低減できる。よって、シール部材２Ａで囲まれる内側空間の密閉性を高めることができる。各隙間２２の間隔は、例えば１ｍｍ以下が好ましく、更に０．５ｍｍ以下、より更には０．２ｍｍ以下であることが好ましい。隙間２２の間隔の下限は、設ける隙間２２の数にもよるが、例えば０．１ｍｍ以上である。

〈弾性変形性〉
シール部材２Ａは、荷重が負荷されていない自然状態でその上部２５が載置面１０から突出しており、上部２５が載置面１０から突出する状態（図２）と載置面１０と面一になる状態（図３）との間で弾性変形する。これにより、ウエハＷの吸着時にウエハＷの外周側が載置面１０に吸い寄せられることに伴い、ウエハＷによってシール部材２Ａの上部２５が押圧されてシール溝３内に押し込まれると、図３に示すように、上部２５が載置面１０と面一になる。そのため、ウエハＷに反りがある場合であっても、図３に示すように、ウエハＷを全体的に載置面１０に密着させて平坦にした状態で吸着させることができる。また、吸気口４からの真空引きを停止してウエハＷの吸着を解除し、載置面１０からウエハＷを取り外すと、復元力によりシール部材２Ａが元の状態（自然状態）に戻り、上部２５が載置面１０から突出する状態（図２）に復帰する。

自然状態（無負荷時）における載置面１０から突出するシール部材２Ａの上部２５の突出高さは、例えば、シール部材２Ａの高さの２０％以下であることが挙げられる。これにより、弾性変形によりシール部材２Ａに蓄積されるひずみを小さくすることができる。そのため、シール部材２Ａの弾性変形性の低下を抑制でき、長期の使用にわたって弾性変形性を維持し易い。シール部材２Ａの上部２５の突出高さとは、自然状態（無負荷時）での、載置面１０からシール部材２Ａの上端までの載置面１０に垂直な方向の距離を意味する。

シール部材２Ａには、上記弾性変形が可能であれば、樹脂、ゴム、金属などの材料で形成されたものを用いることができる。シール部材２Ａの材料には、耐熱性が高いことが望まれる。そのため、樹脂であれば、例えばフッ素樹脂（例、ＰＴＦＥ）やポリイミド樹脂などが好適に利用できる。或いは、ゴムであれば、例えばフッ素ゴムやシリコーンゴムなどが好適に利用できる。また、シール部材２Ａを金属で形成する場合、ウエハＷへの金属汚染を抑制するため、例えばニッケル又はニッケルめっきされた金属を用いることが好ましい。本例のシール部材２Ａはフッ素樹脂で形成されている。

シール部材２Ａは、シール部材２Ａの上部２５に力を加えて上部２５が載置面１０と面一になるように変形した状態から、力を除くと元の状態に戻る弾性変形性を有する。シール部材２Ａの弾性変形性は、シール部材２Ａの材料自体のヤング率や、シール部材２Ａの断面の外径、肉厚、全隙間量などによって調節できる。シール部材２Ａの断面の外径は、例えば５ｍｍ以上１５ｍｍ以下、肉厚は、例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定することが挙げられる。

スパイラルチューブで構成されるシール部材２Ａは、例えば、樹脂などの適宜な材料で形成されたチューブにスパイラル状に切れ目２１を形成した後、チューブの両端を接合して円環状にすることで作製できる。そして、円環状にしたスパイラルチューブを拡径して隙間２２を設けた状態で、シール溝３に嵌め込むことで、シール部材２Ａをウエハ保持台１に取り付ける。

（その他の構成）
載置面１０には、図６、図７に示すように、吸気溝４２や凸部４５が形成されていてもよい。図６、図７では、説明の便宜上、シール部材を省略して示す。

図６に示す載置面１０には、吸気溝４２を備える。吸気溝４２は、同心円状に形成された溝（同心円溝）と、載置面１０の中心から放射状に形成された溝（放射状溝）とを有する。そして、同心円溝と放射状溝とが連通し、放射状溝を介して同心円溝が吸気口４につながっている。載置面１０に吸気溝４２が形成されていることで、シール部材２Ａ（図１）で囲まれる内側空間を効率よく真空引きすることができる。

図７に示す載置面１０には、複数の凸部４５を有する。載置面１０に凸部４５が形成されていることで、載置面１０とウエハＷとの接触面積を減らし、接触によるウエハＷの汚染を抑制できる。凸部４５の形状や大きさ、数、配置などは、特に限定されるものではなく、適宜決めればよい。

〈効果〉
実施形態１のウエハ保持台１は、次の効果を奏する。
シール部材２Ａは、切れ目２１によって隙間２２が形成されている。これにより、ウエハＷの加熱時にシール部材２Ａが熱膨張しても、隙間２２によって周方向の熱膨張を吸収することが可能である。よって、熱膨張に起因するシール部材２Ａの径の増大を抑制でき、シール部材２Ａがシール溝３から外れることを抑制できる。

シール溝３がウエハＷの直径の９０％以上１００％未満の直径を有すると共に、シール部材２Ａの上部２５が載置面１０から突出するようにシール部材２Ａがシール溝３に嵌め込まれている。更に、シール部材２Ａは、その上部２５が載置面１０から突出する状態と載置面１０と面一になる状態との間で弾性変形する。これにより、ウエハＷに反りがある場合であっても、ウエハＷを平坦にした状態で吸着することが可能である。

本実施形態では、シール部材２Ａがスパイラルチューブで構成されており、シール部材２Ａには、スパイラル状の切れ目２１によって複数の隙間２２が周方向に間隔をあけて設けられている。これにより、シール部材２Ａの全隙間量を確保しつつ、個々の隙間２２の間隔を小さくできる。よって、シール部材２Ａで囲まれる内側空間の密閉性を高めることができる。また、スパイラルチューブであれば、シール部材２Ａが周方向に分断（分割）されずに一連につながっている。そのため、シール部材２Ａを周方向に複数に分割したものに比較して、シール部材２Ａを取り扱い易く、シール溝３への取り付けも容易である。

［実施形態２］
図８〜図１０を参照して、実施形態２に係るウエハ保持台１について説明する。実施形態２では、ウエハ保持台１が備えるシール部材２Ｂの構成が上述した実施形態１のシール部材２Ａと相違する。以下では、実施形態１との相違点を中心に説明し、同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。

図８に示すシール部材２Ｂは、弾性体であり、シール溝３に嵌め込まれて円環状に形成される。本例では、図９に示すように、シール部材２Ｂの無負荷時の断面形状が略矩形状の中実体である。本例のシール部材２Ｂの上部２５には、上端に向かうに従って径方向外方に傾斜する傾斜面が形成されている。この傾斜面は上方に向かうに従って内径が広がっている。シール部材２Ｂは、フッ素ゴムなどの弾性材料で形成されている。

シール部材２Ｂは、図８に示すように、周方向に対して斜め方向の１つの切れ目２１を有し、常温時において、切れ目２１を構成する一対の端面同士が一部で斜めに重なり合って接している。これにより、シール部材２Ｂが熱膨張したとき、端面同士が斜めにずれることで熱膨張によるシール部材２Ｂの周方向の伸びを吸収して、シール部材２Ｂの径の増大を抑制することが可能である。したがって、熱膨張によってシール部材２Ｂがシール溝３から脱離することを抑制できる。この場合、端面同士のずれ可能量が熱膨張量以上となるように設定すればよい。ずれ可能量は、例えば端面同士が重なる長さ、換言すればシール部材２Ｂの周方向に対する切れ目２１の傾きによって調整できる。

また、本例では、シール溝３の開口幅が径方向外方に向かって広がっており、開口側に受け溝部３２が設けられている。この受け溝部３２は、シール部材２Ｂの上部２５が載置面１０と面一になる状態（図１０）のとき、上部２５を収納する。

シール部材２Ａは、自然状態でその上部２５が載置面１０から突出する（図９）。そして、ウエハＷの吸着時にウエハＷによってシール部材２Ｂの上部２５が押圧されて屈曲し、上部２５が受け溝部３２に押し込まれることにより載置面１０と面一になる（図１０）。したがって、ウエハＷに反りがある場合であってもウエハＷを平坦化して吸着できる。

〈用途〉
本開示の実施形態に係るウエハ保持台１は、半導体製造装置に好適に利用できる。

１ウエハ保持台
１０載置面
２Ａ、２Ｂシール部材
２１切れ目２２隙間
２５上部
３シール溝
３２受け溝部
４吸気口
４１吸気路４２吸気溝４５凸部
Ｗウエハ

Claims

ウエハの載置面を上面に有し、前記ウエハを真空吸着するためのウエハ保持台であって、
前記載置面には、
前記ウエハの直径の９０％以上１００％未満の直径を有する環状のシール溝と、
前記シール溝よりも内周側に配置される吸気口とを有し、
前記シール溝に嵌め込まれるシール部材を備え、
前記シール部材は、
周方向の熱膨張を吸収する１つ又は複数の切れ目を有し、
前記シール部材の上部が前記載置面から突出する状態と前記載置面と面一になる状態との間で弾性変形する性質を有する、
ウエハ保持台。
前記シール部材を前記載置面の上方から平面視したとき、前記切れ目によって前記シール部材に複数の隙間が周方向に間隔をあけて設けられている請求項１に記載のウエハ保持台。
前記シール部材が、その周方向の少なくとも一部にスパイラル状の前記切れ目を有するスパイラルチューブである請求項１又は請求項２に記載のウエハ保持台。
前記載置面から突出する前記シール部材の上部の突出高さが、前記シール部材の高さの２０％以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のウエハ保持台。
前記シール部材の周方向に対して斜め方向の前記切れ目を有し、前記切れ目を構成する一対の端面同士が一部で斜めに重なり合って接している請求項１に記載のウエハ保持台。
ウエハの載置面を上面に有し、前記ウエハを真空吸着するためのウエハ保持台であって、
前記載置面には、
前記ウエハの直径の９０％以上１００％未満の直径を有する環状のシール溝と、
前記シール溝よりも内周側に配置される吸気口とを有し、
前記シール溝に嵌め込まれるシール部材を備え、
前記シール部材は、
その周方向の少なくとも一部にスパイラル状の切れ目を有するスパイラルチューブであり、
前記シール部材の上部が前記載置面から突出する状態と前記載置面と面一になる状態との間で弾性変形する性質を有し、
前記載置面から突出する前記シール部材の上部の突出高さが、前記シール部材の高さの２０％以下である、
ウエハ保持台。