JPH0547906A - 板状物保持手段およびそれを用いた装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体ウェハなどの板状物を清浄かつ高純度
な状態で保持し、精度良く姿勢制御できる板状物保持手
段およびそれを用いた装置を提供する。 【構成】 半導体ウェハのホトエッチング工程に用いら
れるホトレジストベーキング処理装置であって、半導体
ウェハ１は、単結晶サファイア製ピンプレート２を介し
てヒータ埋込み型のヒータブロック３に設置されてい
る。そして、半導体ウェハ１上には、この半導体ウェハ
１の表面に半導体素子回路パターンをパターンニングす
るホトレジスト膜４が塗布されている。また、半導体ウ
ェハ１を支持するウェハ支持突起部５は、0.１ｍｍ×0.
１ｍｍの正方形形状をし、0.１ｍｍの高さに形成され、
この接触面の面粗さがＲａ値0.１μｍ以下に精密加工さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、板状物のハンドリング
技術および保持技術に関し、特に半導体製造業、液晶基
板製造業、磁気ディスク製造業をはじめ、多層配線基板
製造業などにおける半導体ウェハ、液晶基板、磁気ディ
スク、多層配線基板などの板状物のハンドリングおよび
保持において、半導体ウェハなどの板状物を清浄かつ高
純度な状態でハンドリングまたは保持し、精度良く姿勢
制御することができる板状物保持手段およびそれを用い
た装置に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体製造業をはじめ、液晶基板
製造業、磁気ディスク製造業、多層配線基板製造業で
は、半導体ウェハ、液晶基板、磁気ディスク、多層配線
基板など、種々の板状物をハンドリングまたは保持し、
姿勢制御する技術が多用されている。

【０００３】半導体製造業についてみると、半導体製品
の集積度は年々高まり、設計ルール0.５μｍプロセスの
１６ＭｂｉｔＤＲＡＭ（DynamicRandom Access Memor
y）ＬＳＩが開発されている。この0.５μｍプロセスＬ
ＳＩ製品を品質良く製造するには、最小パターンサイズ
の１／１０に相当する0.０５μｍサイズのウェハへの付
着異物管理を行なわなければならない。

【０００４】例えば、半導体ウェハ上に半導体素子をパ
ターンニングするホトレジスト処理工程についてみる
と、ウェハ表面の付着異物の問題と共に、ウェハ裏面へ
の付着異物の問題が重要な課題となっている。

【０００５】前者のウェハ表面への付着異物の問題は、
ウェハ表面に付着した異物が、直接半導体素子パターン
の外観不良（配線ショート、断線不良）に結び付くとい
う問題である。

【０００６】一方、後者のウェハ裏面の付着異物に関し
ては、下記の問題点が明らかになっている。

【０００７】(1).半導体ウェハ上に塗布したホトレジス
ト膜に半導体素子パターンを光転写する縮小投影露光装
置において、ウェハ裏面に異物が付着した状態で露光ス
テージのウェハホルダ上に半導体ウェハを真空吸着する
と、ウェハ裏面への付着異物部分でウェハが局所変形
し、露光処理時にこのウェハ変形部位が焦点結像面ズレ
を起こし解像不良を生じる。

【０００８】(2).バッチ式ウェット処理装置であるホト
レジスト除去処理装置や各種洗浄処理装置では、ウェハ
裏面に付着した異物が処理液を介してウェハ表面に転写
付着し、半導体素子パターンの外観不良や金属汚染の問
題が生じる。

【０００９】なお、このウェハ裏面への付着異物低減対
策の公知例としては、特開昭６３−１０７１１７号公報
に示されるように、ベーク装置のヒータ本体に分離可能
なプレートを取り付け、そのプレートを定期的に取外し
洗浄する技術がある。これにより、常に清浄な状態に保
ったプレート上に半導体ウェハを真空吸着しベーク処理
することができる。

【００１０】さらに、縮小投影露光装置については、特
公昭６０−１５５１４７号公報および特開平１−１２９
４３８号公報に示されるように、露光ステージウェハホ
ルダの真空吸着構造として、真空吸着した半導体ウェハ
を±0.５μｍ以下の平坦度で吸引固定し、ウェハ裏面の
付着異物などの介在による平坦度の低下防止を狙った真
空吸着固定台が開示されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のよう
な従来技術においては、半導体ウェハにおける付着異物
の低減対策としては十分なものとは言えず、そこで本発
明者は、半導体製造業におけるホトレジスト処理工程で
用いられるホトレジスト処理装置について、半導体ウェ
ハ裏面の付着異物発生要因を明らかにする目的から、半
導体ウェハ裏面への付着異物発生要因分析を行なった。

【００１２】この結果、半導体ウェハとの接触面積の大
きい順にウェハ裏面への付着異物数が多いことが明らか
になった。例えば、ホトレジスト処理装置についてみる
と、各種ベーク処理部のヒータ面から転写付着したウ
ェハ裏面の付着異物数（約８０％）、塗布処理部のス
ピンチャック面から転写付着したウェハ裏面の付着異物
数（約１５％）、ウェハ搬送部のウェハ支持ピン面か
ら転写付着したウェハ裏面の付着異物数（約５％）の順
に多くなっている。さらに、半導体ウェハ面の欠陥検査
装置によるウェハ裏面の付着異物マップ図と半導体ウェ
ハ支持部の形状が一致していることが明らかになった。

【００１３】この評価したホトレジスト処理装置は、そ
の各種ベーク処理部のヒータ面に取外し可能な石英プレ
ートを設け、その石英プレート上に半導体ウェハを吸着
して加熱する方式である。さらに、塗布部の半導体ウェ
ハ吸着スピンチャックは、取外し可能な高純度のポリエ
ーテル・エーテルケトン（Poly-ether Ether Ketone）
材で構成し、また半導体ウェハ搬送部は取外し可能な石
英ピンで構成したものである。

【００１４】この場合に、それらのベーク処理部の石英
プレート、塗布部のスピンチャック、半導体ウェハ搬送
部の石英ピンは定期的に取外し洗浄している。このよう
に、各種半導体ウェハの保持部材を定期的に洗浄してい
るが、石英材、ポリエーテル・エーテルケトン材などの
材料を用いている制約から洗浄に用いられる薬液が限定
され、かつプラズマクリーニングなどができないため
に、異物の種類によっては完全に除去することができ
ず、清浄な状態が得られないという問題がある。

【００１５】この結果、前述したように、ウェハハンド
リング過程で半導体ウェハへの接触面積に比例して、ウ
ェハ保持部材から半導体ウェハ裏面に異物が転写付着す
る。

【００１６】これは、処理している半導体ウェハ自体に
より持ち込まれた異物が、半導体ウェハの保持部材に付
着し、次にハンドリングされる半導体ウェハの裏面接触
部に転写付着されることが明らかになった。

【００１７】さらに、本発明者は縮小投影露光装置につ
いて、ウェハ裏面への付着異物による解像不良の発生度
合いについて分析した。

【００１８】たとえば、公知の特開平１−１２９４３８
号公報で示されている露光ステージウェハホルダの真空
吸着構造では、短期間的にはウェハ裏面への付着異物介
在による真空吸着時の半導体ウェハの平坦度低下は防止
できるものの、半導体ウェハと真空吸着部との接触面積
を低減した分、半導体ウェハ吸着時の半導体ウェハと真
空吸着部との接触面圧が高くなる。そのために、長時間
使用した場合、部分的にウェハホルダの真空吸着部が摩
耗して真空吸着時の半導体ウェハの平坦度が低下する。
この結果、露光処理時に焦点結像面ズレを起こし、解像
不良を生じる問題が明らかになった。

【００１９】また、新たな問題として、半導体ウェハの
保持部材を石英材やポリエーテル・エーテルケトン材な
どの絶縁物で構成すると、半導体ウェハのハンドリング
時にウェハ保持部材に静電気が生じて蓄積される。この
蓄積された静電気により、ミクロな塵埃がウェハ保持部
材に吸着され、蓄積されることが明らかになった。

【００２０】そこで、本発明の目的は、板状物を保持す
る保持部材として、機械的強度に優れ、かつ化学的に極
めて安定で、耐酸性、耐アルカリ性、耐プラズマ性に優
れた単結晶サファイア材料を用い、板状物を清浄かつ高
純度な状態でハンドリングおよび保持することができる
板状物保持手段およびそれを用いた装置を提供すること
にある。

【００２１】また、本発明の他の目的は、保持部材の表
面に電気伝導性膜を形成し、静電気の発生を防止するこ
とができる板状物保持手段およびそれを用いた装置を提
供することにある。

【００２２】さらに、本発明の他の目的は、板状物と保
持部材との接触面積を低減し、保持部材から板状物への
転写異物を低減することができる板状物保持手段および
それを用いた装置を提供することにある。

【００２３】また、本発明のさらに他の目的は、板状物
吸着面の平坦度を高精度に加工し、精度良く姿勢制御す
ることができる板状物保持手段およびそれを用いた装置
を提供することにある。

【００２４】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００２６】すなわち、本発明の板状物保持手段は、単
結晶サファイア材料で構成した保持部材を介して、板状
物を保持するものである。

【００２７】また、本発明の他の板状物保持手段は、単
結晶サファイア材料で構成した部材に、エピタキシャル
シリコン膜成長をさせた保持部材を介して、板状物を保
持するものである。

【００２８】この場合に、前記保持部材の板状物との接
触面形状を、点接触面形状、線接触面形状、またはそれ
らの組合せ形状とするようにしたものである。

【００２９】また、前記保持部材の接触面を、0.５μｍ
以下の平坦度、かつＲａ値0.１μｍ以下の面粗さに加工
するようにしたものである。

【００３０】さらに、本発明の装置は、前記板状物保持
手段を用い、前記板状物の取扱いまたは処理を行うもの
である。

【００３１】

【作用】前記した板状物保持手段によれば、保持部材が
単結晶サファイア材料で構成されることにより、板状物
を清浄かつ高純度な状態でハンドリングし、精度良く姿
勢制御して保持することができる。

【００３２】すなわち、単結晶サファイアは機械的強度
に優れ、硬さが半導体シリコンウェハの約７倍あり、耐
摩耗性に優れている。例えば、半導体ウェハ製造装置の
半導体ウェハのハンドリング部材やウェハ保持部材とし
て、主に用いられている石英、アルミナセラミックスと
本発明で用いている単結晶サファイアについて比較する
と下記の通りである。

【００３３】

【表１】

【００３４】特に、単結晶サファイアは硬く、曲げ強度
が強いことから、精密研削加工、精密研磨加工、精密ラ
ッピング加工によりμｍオーダの形状加工が可能であ
り、0.５μｍ以下の平坦度が得られ、その上加工面粗さ
もＲａ値で0.１μｍ以下が可能である。これにより、板
状物と保持部材との接触面の面粗さを0.１μｍ以下に加
工し、接触面の凹凸を小さくして凹凸部への異物の蓄積
を防止することができるので、板状物をハンドリングま
たは保持する際に、保持部材から板状物に転写付着する
異物を低減することができる。

【００３５】また、この場合に保持部材の接触面形状が
点接触面形状、線接触面形状、またはそれらの組合せ形
状とされることにより、板状物への接触面積を低減する
ことができる。これにより、保持部材に付着している異
物が板状物に転写付着する異物数を低減することができ
る。

【００３６】一方、単結晶サファイアはＡｌ₂ Ｏ₃ を主
成分とした単結晶であり、化学的に極めて安定で、耐酸
性、耐アルカリ性、耐プラズマ性に優れている。これに
より、保持部材を酸性薬液、アルカリ性薬液による洗浄
処理、またはプラズマ処理によるクリーニングなど、種
々の方法で洗浄することができるので、板状物と保持部
材との接触面に付着した異物の完全除去が可能である。
特に、前述したように接触面の面粗さが0.１μｍ以下に
形成されていることから、接触面の凹凸が小さく接触面
に付着した異物が除去され易い相乗効果が期待できる。

【００３７】さらに、前記した他の板状物保持手段によ
れば、保持部材にエピタキシャルシリコン膜が成長され
ることにより、保持部材の静電気発生を防止することが
できる。これにより、板状物をハンドリングまたは保持
する際に、保持部材に生じる静電気によるミクロな塵埃
が保持部材の接触面に付着することを防止し、塵埃付着
による異物蓄積の防止が可能である。

【００３８】また、前記した板状物保持手段を用いた装
置によれば、板状物の平坦度を0.５μｍ以下に姿勢制御
することができるので、平坦度が要因となる処理不良を
防止することができる。

【００３９】さらに、保持部材への付着異物、さらに保
持部材から板状物に転写する付着異物数を低減すること
ができるので、異物に影響されないクリーンな処理を行
うことができる。

【００４０】

【実施例１】図１は本発明の板状物保持手段およびそれ
を用いた装置の一実施例であるホトレジストベーキング
処理装置の要部を示す概略断面図である。

【００４１】まず、図１により本実施例のホトレジスト
ベーキング処理装置の要部構成を説明する。

【００４２】本実施例のホトレジストベーキング処理装
置は、たとえば半導体ウェハ製造装置におけるホトエッ
チング工程に用いられ、半導体ウェハ（板状物）１は、
機械的加工精度および化学的特性に優れた単結晶サファ
イア材料で構成された単結晶サファイア製ピンプレート
（保持部材）２を介して、ヒータ埋込み型のヒータブロ
ック３に設置されている。そして、半導体ウェハ１上に
は、この半導体ウェハ１の表面に半導体素子回路パター
ンをパターンニングするホトレジスト膜４が塗布されて
いる。

【００４３】一方、単結晶サファイア製ピンプレート２
には、半導体ウェハ１を支持するウェハ支持突起部５が
設けられている。このウェハ支持突起部５は、図示して
いないが同心円上等間隔に３箇所に設けられている。そ
して、このウェハ支持突起部５は、半導体ウェハ１を支
持する接触面形状として、たとえば0.１ｍｍ×0.１ｍｍ
の正方形形状をし、0.１ｍｍの高さに形成されている。

【００４４】この寸法の狙いは、単結晶サファイア製ピ
ンプレート２と半導体ウェハ１との接触面積の低減を狙
い0.１ｍｍ×0.１ｍｍの正方形形状とし、ヒータブロッ
ク３から単結晶サファイア製ピンプレート２を介して半
導体ウェハ１への熱伝達効率を高める目的で、ウェハ支
持突起部５の高さを0.１ｍｍの寸法に形成したものであ
る。

【００４５】さらに、半導体ウェハ１とウェハ支持突起
部５との接触面の凹凸を小さくする目的から、ウェハ支
持突起部５の接触面の面粗さはＲａ値0.１μｍ以下に精
密加工されている。

【００４６】ヒータブロック３には、単結晶サファイア
製ピンプレート２を真空吸着するための真空吸着穴６が
設けられている。この単結晶サファイア製ピンプレート
２を真空吸着する方式は、単結晶サファイア製ピンプレ
ート２の脱着を容易に可能とし、単結晶サファイア製ピ
ンプレート２の洗浄性向上を図ることを狙ったものであ
る。

【００４７】次に、本実施例の作用について、半導体ウ
ェハ１上のホトレジスト膜４をベーキングする方法につ
いて説明する。

【００４８】まず、ヒータブロック３上に単結晶サファ
イア製ピンプレート２を真空吸着穴６により真空排気
し、真空吸着する。この状態で、半導体ウェハ１上に塗
布されたホトレジスト膜４をベーキング処理する所定温
度、例えば９０℃の温度に加熱する。

【００４９】そして、ヒータブロック３の温度が所定の
ベーキング処理温度に到達すると、ウェハハンドラ（図
示せず）により、ホトレジスト膜４が塗布された半導体
ウェハ１をハンドリングし、単結晶サファイア製ピンプ
レート２上にセットする。この状態で、所定時間、例え
ば２４０ｓｅｃの時間処理すると、ホトレジスト膜４の
ベーキングが終了し、ウェハハンドラによって別の処理
モジュールにハンドリングされる。

【００５０】従って、本実施例のホトレジストベーキン
グ処理装置によれば、半導体ウェハ１の保持部材が単結
晶サファイア材料で構成されることにより、単結晶サフ
ァイアの機械的加工精度および化学的特性によって半導
体ウェハ１を清浄かつ高純度な状態で保持することがで
きる。

【００５１】また、ウェハ支持突起部５の接触面形状
が、0.１ｍｍ×0.１ｍｍの正方形形状とされることによ
り、半導体ウェハ１との接触面積を低減し、単結晶サフ
ァイア製ピンプレート２から半導体ウェハ１に転写する
異物を低減することができる。

【００５２】特に、接触面の面粗さが0.１μｍ以下に精
密加工されるので、接触面の凹凸を小さくして異物の蓄
積を防止し、より一層転写付着する異物の低減が可能と
なる。

【００５３】さらに、ウェハ支持突起部５の接触面積の
低減に加えて、高さが0.１ｍｍの寸法に形成されること
により、半導体ウェハ１に対するヒータブロック３から
の熱伝達効率を高めることができるので、ベーキング処
理の加熱効率が良く、その上接触面積の低減によって転
写付着異物数の少ないクリーンな加熱処理が可能とな
る。

【００５４】

【実施例２】図２は本発明の板状物保持手段およびそれ
を用いた装置の他の実施例である縮小投影露光装置の単
結晶サファイア製ウェハホルダを示す概略断面図、図３
および図４は本実施例におけるウェハホルダを示す平面
図および正面図である。

【００５５】本実施例の縮小投影露光装置は、たとえば
半導体ウェハ製造装置におけるホトエッチング工程にお
いて、実施例１のベーキング後の露光処理に用いられ、
未露光なホトレジスト膜４ａが塗布された半導体ウェハ
（板状物）１ａが、単結晶サファイア材料で構成された
単結晶サファイア製ウェハホルダ（保持部材）７上に真
空吸着されている。そして、単結晶サファイア製ウェハ
ホルダ７は、露光ステージ８上にワンタッチで固定さ
れ、この露光ステージ８は露光ステージ駆動部９によ
り、３次元に位置・姿勢制御される。

【００５６】一方、露光ステージ８の上方には、図示し
ないＵＶ光光源よりＵＶ光１０が照射される構造になっ
ている。このＵＶ光１０は、レチクル支持台１１にセッ
トされたレチクル１２を透過し、さらにレチクル１２上
に描写された半導体素子回路パターンを縮小投影レンズ
１３により縮小し、単結晶サファイア製ウェハホルダ７
に吸着した半導体ウェハ１ａ上のホトレジスト膜４ａに
結像し、このホトレジスト膜４ａが露光される。

【００５７】露光ステージ８には、上下動する半導体ウ
ェハ１ａのウェハ受渡しピン駆動部１４が内蔵され、ウ
ェハ受渡しピン１５により、半導体ウェハ１ａの受渡し
が行われている。

【００５８】さらに、単結晶サファイア製ウェハホルダ
７について、図３および図４により説明する単結晶サフ
ァイア製ウェハホルダ７には、半導体ウェハ１ａを真空
吸着するためのウェハ真空吸着口１６が設けられてい
る。また、半導体ウェハ１ａを所定の真空力で吸着する
目的で、半導体ウェハ１ａの外周裏面部を接触させ、真
空リーク防止を図る0.１ｍｍ幅の外周リング１７が設け
られている。

【００５９】一方、半導体ウェハ１ａを受渡しするウェ
ハ受渡しピン駆動部１４のウェハ受渡しピン１５の逃げ
穴であるウェハ受渡しピン逃げ穴１８が設けられてい
る。このウェハ受渡しピン逃げ穴１８の外周には、半導
体ウェハ１ａを真空吸着した際の真空リーク防止を目的
とする0.１ｍｍ幅のウェハ受渡しピン逃げ穴リング１９
が設けられている。

【００６０】さらに、単結晶サファイア製ウェハホルダ
７には、半導体ウェハ１ａを真空吸着した際に、半導体
ウェハ１ａの平坦度を0.５μｍ以下に制御する目的か
ら、外周リング１７、ウェハ受渡しピン逃げ穴リング１
９の間のスペースに、0.１ｍｍ×0.１ｍｍの正方形接触
面をしたウェハ支持突起部２０が複数配列されている。

【００６１】以上のように、前述した外周リング１７、
ウェハ受渡しピン逃げ穴リング１９、ウェハ支持突起部
２０で構成された図４に示すウェハ吸着面２１は、平坦
度0.５μｍ以下に精密加工されると共に、接触面の面粗
さはＲａ値0.１μｍ以下に精密加工されている。

【００６２】次に、本実施例の作用について、半導体ウ
ェハ１ａ上のホトレジスト膜４ａにレチクル１２上に描
写された半導体素子回路パターンを露光処理する方法に
ついて説明する。

【００６３】まず、ウェハハンドラ（図示せず）によ
り、未露光の半導体ウェハ１ａを露光ステージ８上にハ
ンドリングすると、半導体ウェハ１ａのウェハ受渡しピ
ン駆動部１４が上昇し、半導体ウェハ１ａをウェハ受渡
しピン１５により受け取る。

【００６４】そして、ウェハ受渡しピン１５を下降し、
単結晶サファイア製ウェハホルダ７上に受け渡す。その
後、単結晶サファイア製ウェハホルダ７のウェハ真空吸
着口１６より真空排気し、所定の吸着力で半導体ウェハ
１ａを真空吸着する。

【００６５】さらに、単結晶サファイア製ウェハホルダ
７のウェハ吸着面２１に半導体ウェハ１ａを完全密着さ
せ、ウェハ吸着面２１の平坦度に倣い姿勢制御する。こ
の状態で、露光ステージ駆動部９により露光ステージ８
を３次元に位置制御すると共に、ＵＶ光１０を照射し、
単結晶サファイア製ウェハホルダ７に真空吸着された半
導体ウェハ１ａ上のホトレジスト膜４ａに、レチクル１
２上に描写された半導体素子回路パターンを露光する。

【００６６】従って、本実施例の縮小投影露光装置によ
れば、半導体ウェハ１ａの保持部材が単結晶サファイア
材料で構成され、かつウェハ支持突起部２０が0.１ｍｍ
×0.１ｍｍの正方形接触面、この接触面粗さが0.１μｍ
以下に精密加工されることにより、実施例１と同様に半
導体ウェハ１を清浄かつ高純度な状態で保持することが
でき、半導体ウェハ１に転写する異物を低減することが
可能となる。

【００６７】さらに、ウェハ支持突起部２０が複数配列
され、ウェハ吸着面２１が0.５μｍ以下の平坦度に精密
加工されるので、半導体ウェハ１ａの平坦度が0.５μｍ
以下に姿勢制御され、平坦度不良によるパターン転写の
解像不良発生を防止することができる。

【００６８】

【実施例３】図５は本発明の板状物保持手段およびそれ
を用いた装置のさらに他の実施例であるホトレジスト塗
布処理装置の単結晶サファイア製スピンチャックの要部
を示す概略断面図である。

【００６９】本実施例のホトレジスト塗布処理装置は、
たとえば半導体ウェハ製造装置におけるホトエッチング
工程において、実施例１および２のベーキングおよび露
光前の塗布処理に用いられ、半導体ウェハ（板状物）１
ｂ上に、滴下ノズル２２よりホトレジスト液２３が滴下
され、回転塗布される。そして、単結晶サファイア材料
で構成された単結晶サファイア製スピンチャック（保持
部材）２４上に、半導体ウェハ１ｂが真空吸着されてい
る。

【００７０】半導体ウェハ１ｂを真空吸着しているウェ
ハ吸着面２５は、実施例２の図３に示す単結晶サファイ
ア製ウェハホルダ７のウェハ吸着面２１と同様に、0.１
ｍｍ幅の外周リングと0.１ｍｍ×0.１ｍｍの正方形の接
触面形状をしたウェハ支持突起部が複数配列され、0.５
μｍ以下の平坦度、かつＲａ値0.１μｍ以下の面粗さに
精密加工された半導体ウェハ吸着面形状に形成されてい
る。

【００７１】さらに、この単結晶サファイア製スピンチ
ャック２４の表面層部には、静電気発生を防止する目的
から、電気伝導性シリコン膜２６がエピタキシャル成長
されている。

【００７２】次に、本実施例の処理方法について説明す
ると、単結晶サファイア製スピンチャック２４に半導体
ウェハ１ｂを真空吸着して、所定の回転数、例えば１０
００ｒｐｍの回転数に回転させながら、滴下ノズル２２
からホトレジスト液２３を所定量滴下し、半導体ウェハ
１ｂ上にホトレジスト膜４ｂを形成する。

【００７３】従って、本実施例のホトレジスト塗布処理
装置によれば、半導体ウェハ１ｂの保持部材が単結晶サ
ファイア材料で構成され、かつ0.１ｍｍ×0.１ｍｍの正
方形形状で、面粗さが0.１μｍ以下に接触面に精密加工
されることにより、実施例１および２と同様に半導体ウ
ェハ１ｂを清浄かつ高純度な状態で保持し、半導体ウェ
ハ１ｂへの転写異物数を低減することが可能となり、そ
の上半導体ウェハ１ｂを0.５μｍ以下の平坦度に姿勢制
御して塗布処理を行うことができる。

【００７４】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例１〜３に基づき具体的に説明したが、本発明は前記
各実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００７５】たとえば、前記各実施例においては、半導
体ウェハ製造装置におけるホトレジスト処理装置と縮小
投影露光装置について説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、真空中で処理するドライエ
ッチング処理装置、プラズマＣＶＤ処理装置、光ＣＶＤ
処理装置、イオン打込み処理装置など、種々の処理にお
ける半導体ウェハのハンドリングおよび保持手段として
広く適用可能である。

【００７６】また、保持手段も真空力による保持手段に
限定されることなく、メカニカル的な保持手段をはじ
め、静電気力、磁気力などの電気的保持手段など、種々
な変形が可能である。

【００７７】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその利用分野である半導体ウェハ製造
装置に適用した場合について説明したが、これに限定さ
れるものではなく、他の板状物を扱う液晶基板製造業、
磁気ディスク製造業をはじめ、多層配線基板製造業など
における装置についても広く適用可能である。

【００７８】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００７９】(1).単結晶サファイア材料で構成した保持
部材を介して板状物を保持することにより、単結晶サフ
ァイアの化学的な安定性、耐酸性、耐アルカリ性、耐プ
ラズマ性などの特性を利用し、板状物を清浄かつ高純度
な状態でハンドリングまたは保持することが可能とな
る。

【００８０】(2).前記(1) により、単結晶サファイア材
料の化学的特性により、酸性薬液、アルカリ性薬液によ
る洗浄処理、またはプラズマ処理によるクリーニングと
それらの組合せ処理が可能となるので、保持部材の接触
面に付着した異物を完全に除去することができる。特
に、面粗さ効果を併用することにより、異物の除去効率
を高めることができるので、より一層クリーンなハンド
リングまたは保持が可能となる。

【００８１】(3).単結晶サファイア材料で構成した部材
に、エピタキシャルシリコン膜成長をさせた保持部材を
介して板状物を保持することにより、エピタキシャルシ
リコン膜の電気伝導性によって静電気の発生を防止する
ことができるので、板状物をハンドリングまたは保持す
る際に、保持部材に生じる静電気によるミクロな塵埃付
着における異物蓄積の防止が可能となる。

【００８２】(4).保持部材の板状物との接触面形状を、
点接触面形状、線接触面形状、またはそれらの組合せ形
状とすることにより、板状物への接触面積を低減するこ
とができるので、ミクロな接触面積によって板状物に転
写付着する異物数の低減が可能となる。

【００８３】(5).保持部材の板状物との接触面を、0.５
μｍ以下の平坦度、かつＲａ値0.１μｍ以下の面粗さに
加工することにより、接触面の凹凸を小さくして異物の
蓄積を防止することができるので、板状物をハンドリン
グまたは保持する際に、保持部材から板状物に転写付着
する異物の低減が可能となる。

【００８４】(6).前記(5) により、板状物の平坦度を0.
５μｍ以下に姿勢制御することができるので、平坦度が
要因となる処理不良の防止が可能となる。

【００８５】(7).前記保持手段を用い、板状物の取扱い
または処理、たとえば半導体ウェハの縮小投影露光装置
に適用すると、露光ステージのウェハホルダに吸着され
た半導体ウェハの平坦度を0.５μｍ以下に姿勢制御する
ことができるので、平坦度不良によるパターン転写の解
像不良発生を防止することができる。特に、面粗さ効果
を併用することにより、異物による半導体ウェハの平坦
度不良防止効果により、パターン転写の解像不良防止効
果をより一層拡大することができる。

【００８６】(8).半導体ウェハのホトレジスト処理装置
に適用した場合には、ミクロな接触面形状で、ミクロな
高さのウェハ支持突起部の保持部材を加熱処理装置のヒ
ータブロック上に適用することにより、ベーキング処理
の加熱効率が良くなり、その上ヒータ面からの転写付着
異物数の少ないクリーンな加熱処理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の板状物保持手段およびそれを用いた装
置の実施例１であるホトレジストベーキング処理装置の
要部を示す概略断面図である。

【図２】本発明の板状物保持手段およびそれを用いた装
置の実施例２である縮小投影露光装置の単結晶サファイ
ア製ウェハホルダを示す概略断面図である。

【図３】実施例２における縮小投影露光装置の単結晶サ
ファイア製ウェハホルダを示す平面図である。

【図４】実施例２における縮小投影露光装置の単結晶サ
ファイア製ウェハホルダを示す正面図である。

【図５】本発明の板状物保持手段およびそれを用いた装
置の実施例３であるホトレジスト塗布処理装置の単結晶
サファイア製スピンチャックの要部を示す概略断面図で
ある。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ 半導体ウェハ（板状物） ２ 単結晶サファイア製ピンプレート（保持部材） ３ ヒータブロック ４，４ａ，４ｂ ホトレジスト膜 ５ ウェハ支持突起部 ６ 真空吸着穴 ７ 単結晶サファイア製ウェハホルダ（保持部材） ８ 露光ステ−ジ ９ 露光ステ−ジ駆動部 １０ ＵＶ光 １１ レチクル支持台 １２ レチクル １３ 縮小投影レンズ １４ ウェハ受渡しピン駆動部 １５ ウェハ受渡しピン １６ ウェハ真空吸着口 １７ 外周リング １８ ウェハ受渡しピン逃げ穴 １９ ウェハ受渡しピン逃げ穴リング ２０ ウェハ支持突起部 ２１ ウェハ吸着面 ２２ 滴下ノズル ２３ ホトレジスト液 ２４ 単結晶サファイア製スピンチャック（保持部材） ２５ ウェハ吸着面 ２６ 電気伝導性シリコン膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０１Ｌ 21/22 Ｍ 9278−4Ｍ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単結晶サファイア材料で構成した保持部
   材を介して、板状物を保持することを特徴とする板状物
   保持手段。
2. 【請求項２】 単結晶サファイア材料で構成した部材
   に、エピタキシャルシリコン膜成長をさせた保持部材を
   介して、板状物を保持することを特徴とする板状物保持
   手段。
3. 【請求項３】 前記保持部材の前記板状物との接触面形
   状を、点接触面形状、線接触面形状、またはそれらの組
   合せ形状とすることを特徴とする請求項１または２記載
   の板状物保持手段。
4. 【請求項４】 前記保持部材の前記板状物との接触面
   を、0.５μｍ以下の平坦度、かつＲａ値0.１μｍ以下の
   面粗さに加工することを特徴とする請求項１または２記
   載の板状物保持手段。
5. 【請求項５】 前記請求項１、２、３または４記載の板
   状物保持手段を用い、前記板状物の取扱いまたは処理を
   行うことを特徴とする装置。