JPH0697674B2 - ボ−ル接触型ウエハチヤツク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、半導体製造装置においてウエハを保持するウ
エハチャックに関し、特にウエハを複数点で支持して真
空吸着するポイントコンタクトチャックのウエハ支持部
の改良に関する。

［発明の背景］ 半導体製造プロセスのフォトリソグラフィ工程におい
て、パターンを形成したマスクを介してウエハを露光
し、ウエハ上のレジスト層にパターンを焼付けてパター
ン転写を行っている。このようなパターン転写を行うた
めの露光装置において、ウエハはウエハチャック上に固
定保持されアライナ部でマスクと相互に位置合せされて
露光焼付けが行われる。この場合、ウエハチャック上の
ウエハが不必要に変形していると転写パターンが歪みあ
るいはアライメントのずれが生じ、パターン精度が低下
する。特に近年のパターン密度の向上、パターンの微細
化に伴い、ウエハとウエハチャック間に挟まれたミクロ
ン単位の塵埃粒子によるウエハの変形が問題となる。ま
た、ウエハとマスクとを密着させて露光を行うコンタク
ト露光方式においては、パターン精度不良、解像度の低
下の原因となるエアートラップ（マスクとウエハ間への
エアー封入現象）の防止が要求される。

前記塵埃粒子によるウエハ変形の問題等に対処するた
め、ウエハとウエハチャックとの接触面積をできるだけ
小さくして塵埃の影響を最小限に抑えることを目的とし
て、ウエハの下面を複数の支持部材を用いて複数点で支
持して真空吸着を行ういわゆるポイントコンタクト式ウ
エハチャックが用いられている。

［従来の技術］ 従来のこの種のウエハチャックは、複数のウエハ支持部
に対応してチャック基板材料を放電加工等により複数点
でくり抜いていた。従って製造時に放電加工機等の特殊
加工機を必要とし生産コストを増加させていた。また、
このような従来のウエハチャックの製造方法では、ウエ
ハとウエハチャックとの接触面積は0.5φが限度であり
それ以上小さくすることはできなかった。

別のコンタクトポイント式ウエハチャックの例が特公昭
60-15147号公報に記載されている。この公知のウエハチ
ャックにおいてはテーパー状の先端をもった複数の円筒
状ピンによりウエハを保持している。この公知例におい
ては、ウエハ支持面を平面化するため、ウエハチャック
組立後にピン先端にラッピング加工が施され、ウエハと
ウエハチャックとの接触面積の低減に限度があった。ま
た、この公知例では、ウエハ支持用ピンの高さは一定に
保たれ、例えばエアートラップ防止等のために必要に応
じてウエハを所望の形状に変形させることはできなかっ
た。

［発明の目的］ 本発明は、前記従来技術の欠点に鑑みなされたものであ
って、放電加工機等の特殊加工機を用いずに製造組立を
可能として生産性の向上を図り、またウエハとの接触面
積を充分小さくして接触面への塵埃の付着によるウエハ
の不要な変形を防止し、さらにウエハとの接触点の位置
および数を変形可能として必要に応じウエハを所望形状
に変形可能とするポイントコンタクト式のウエハチャッ
クの提供を目的とする。

［発明の構成］ この目的を達成するため本発明は、チャック本体上にウ
エハを搭載し、該ウエハ下面の前記チャック本体に真空
室を形成して該ウエハをチャック本体上に真空吸着し、
該ウエハ下面を支持する複数の支持部材を前記真空室内
に設けたウエハチャックにおいて、前記支持部材のそれ
ぞれを鋼球により構成し、前記鋼球のそれぞれを複数の
鋼球挿入用の孔を有する鋼球保持枠により前記真空室内
で保持したことを特徴とする。

［実施例］ 第１図は本発明に係るウエハチャックの上面図（ａ図）
および断面図（ｂ図）である。チャック本体５は底板部
5aとこの底板部上に設けた円環状周壁5bとにより構成さ
れている。周壁5bの内側に凹所８が形成される。この凹
所８内に複数のボール（鋼球）挿入用の丸孔９を有する
鋼球保持枠３が装着され、各丸孔９内に鋼球４が保持さ
れる。この凹所８は真空通路６を介して図示しない真空
源と連通する。チャック本体５の周壁5bの上面にはシー
ルリング２が設けられる。ウエハ１はシールリング２を
介して周壁5b上に搭載される。ウエハ１を搭載すること
により密封された凹所８が真空室を構成する。複数の鋼
球４の外径はすべて同一としかつチャック本体５の底板
部5aの上面は完全に平坦面に形成しておく。

ウエハ１をチャック本体５上に搭載後真空通路６を介し
て凹所８内を減圧する。これにより凹所８が真空室を構
成しウエハ１はチャック本体５側に吸着される。このと
きウエハ１の下面は複数の鋼球４により複数点で支持さ
れる。この場合、各鋼球４とウエハ１との接触はほぼ点
接触であり、接触面積をほぼ零に近接させることができ
る。

第２図は本発明の別の実施例の断面図である。この実施
例においては、露光装置光学系の光学特性あるいは真空
吸着時のウエハの変形特性等に応じてウエハ１を所望の
形状に変形させるように各鋼球４の外径を相異させたも
のである。図の例ではウエハ上面を凹面に変形させた場
合を示しているが、例えばコンタクト式露光装置におい
てエアートラップを防止するためにウエハ上面を凸面に
変形させることもできる。その他の構成、作用、効果は
第１図の実施例と同様である。

第４図は本発明のさらに別の実施例の断面図である。こ
の実施例は、露光装置光学系の光学特性あるいは真空吸
着時のウエハの変形特性等に応じてウエハ１を所望の形
状に変形させるようチャック本体５の底板部5aの形状を
変形させたものである。図の例ではウエハ上面を凸面に
変形させた場合を示す。鋼球４の径は同一寸法にしてあ
る。ウエハの粗変形を底板部5aの形状で、微変形を鋼球
４で行なうようにし、そのために鋼球４の径を求める形
状に合わせて微妙に相違させるようにすることもでき
る。その他の構成、作用、効果は第３図の実施例と同様
である。

なお、各実施例において、各鋼球４を径の異る別の鋼球
と交換可能として、鋼球４を変換することによりウエハ
支持点の高さを変えるようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係るウエハチャックにお
いては、ウエハを複数のボール（鋼球）により支持して
いる。従って、ウエハ支持点の接触面積をほぼ零に近づ
けることができウエハとウエハチャック間に塵埃等の異
物が挟着される確率が大幅に低下し塵埃等によるウエハ
の変形が防止され高精度のパターン露光が可能となる。
また、ウエハとの接触点の位置および数を任意に変更す
ることも可能である。また、各鋼球の径を異らせてウエ
ハ支持点の高さを変えることにより、真空吸着時のウエ
ハ表面の形状を任意に変形させることができる。これに
よりアライナを用いたフォトリソグラフィ工程で問題と
なるウエハのディストーション量（変形量）の調整が可
能になる。また、コンタクト式露光装置において、ウエ
ハを凸面形状に変形させれば、ウエハとマスク間のエア
ートラップを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す上面図および断面図、
第２〜３図は本発明の別の実施例の断面図である。 1:ウエハ、 3:鋼球保持枠、 4:鋼球、 5:チャック本体、 6:真空通路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チャック本体上にウエハを搭載し、該ウエ
   ハ下面の前記チャック本体に真空室を形成して該ウエハ
   をチャック本体上に真空吸着し、該ウエハ下面を支持す
   る複数の支持部材を前記真空室内に設けたウエハチャッ
   クにおいて、前記支持部材のそれぞれを鋼球により構成
   し、前記鋼球のそれぞれを複数の鋼球挿入用の孔を有す
   る鋼球保持枠により前記真空室内で保持したことを特徴
   とするボール接触型ウエハチャック。
2. 【請求項２】前記複数の鋼球はすべて外径が同一である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のボール接
   触型ウエハチャック。
3. 【請求項３】前記複数の鋼球は外径の異なる複数種類の
   鋼球を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のボール接触型ウエハチャック。
4. 【請求項４】前記各鋼球は外径の異なる別の鋼球と交換
   可能であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のボール接触型ウエハチャック。
5. 【請求項５】前記チャック本体は、底板部と該底板部上
   に設けた実質上円環状の周壁からなり、該周壁の上縁に
   シール手段を介してウエハを搭載し、該周壁内部に前記
   真空室を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項から第４項までのいずれか１項記載のボール接触型ウ
   エハチャック。