JPH07231033A

JPH07231033A - 基板保持装置

Info

Publication number: JPH07231033A
Application number: JP1905594A
Authority: JP
Inventors: Katsuaki Ishimaru; 勝昭石丸
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-02-16
Filing date: 1994-02-16
Publication date: 1995-08-29

Abstract

(57)【要約】【目的】大きさの異なる複数の基板の各々を、常に基
板のそりやうねりを矯正した状態で保持することのでき
る基板保持装置を提供する。【構成】基板を載置する載置面の中央部に第１の凹部
（８ａ〜８ｄ）が設けられ、その載置面の周辺部に第１
の凹部と連通されている第２の凹部（８ｅ、８ｆ）が設
けられる。また、第１の凹部（８ａ〜８ｄ）は該第１の
凹部内を減圧するための減圧手段と連通されている。そ
して、第１の凹部を減圧して載置面上に載置された基板
を吸着保持する際、開閉部材（２）により、載置された
基板の大きさに応じて第１の凹部（８ａ〜８ｄ）と第２
の凹部（８ｅ、８ｆ）とが連通されいてる通路を開閉す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、板状の基板を保持する
装置に関するもので、特に、半導体チップや液晶表示素
子等を製造する投影露光装置内に設けられ、半導体ウェ
ハやセラミックスプレート等の基板を保持する基板保持
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体チップや液晶表示素子等
を製造する際に用いられる投影露光装置においては、感
光基板のそりやうねりを矯正して、所定の平面内にほぼ
平坦に保持するための基板保持装置（以下、「ウェハホ
ルダー」と記す）が使用されている。

【０００３】図４は従来のこの種のウェハホルダーを示
す上面図であり、図５は図４に示すウェハホルダーのＢ
−Ｂ’矢視断面図である。図４に示すように、ウェハホ
ルダーの載置面には、ホルダーの中心から放射方向に輪
帯状の複数の凹部（溝）が形成されている。そして、各
凹部の間の複数の環状の凸部の上端面によって規定され
る面上にウェハ６が配置される。これらの複数の溝内に
は夫々１つの吸気孔が設けられており、この吸気孔は載
置面の中心から放射方向に並んで配置されている。そし
て、図５に示すようにこれらの吸気孔は夫々ウェハホル
ダーの側壁に貫通して設けられた通気孔７と連通されて
おり、この通気孔７は不図示の真空減圧源につながれて
いる。そして、ウェハ６が載置面上に載置された後、真
空減圧源によってこれらの溝内を減圧することにより、
ウェハ６の裏面がほぼ全面に渡って載置面上に真空吸着
される。このことによってウェハ６はそりやうねりが矯
正された状態でウェハホルダー上に保持される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来のウェハホルダーにおいては、ウェハの裏面を
真空吸着する範囲が予め決まっているため、載置するウ
ェハの大きさは１つの種類（適応サイズ）に対応したも
のであった。従って、この適応サイズのウェハよりも大
きなサイズのウェハを保持した場合、そのウェハの周縁
部分のそりやうねりが矯正されずに保持されてしまい、
この周縁部におけるウェハの平面度が著しく低下してし
まう。従って、露光装置において半導体素子等を製造す
る際、ウェハの周縁部は焦点外れを起こし、所望の線幅
のパターンが露光できない、あるいは重ね合せの精度が
上がらないと言った不都合が生じる。さらに、適応サイ
ズのウェハよりも小さなウェハを載置した場合、図５に
示した複数の吸気孔のうちの載置面の中心からもっとも
離れた位置にある溝部はウェハの外周縁からはみ出して
しまうため、真空減圧源によって凹部内全体を減圧する
とリークが生じてしまい、全体としてのウェハの吸着力
が著しく低下してしまう。

【０００５】従来、ウェハホルダー上に載置するウェハ
のサイズが変わった際には、ウェハホルダー自体をその
サイズに適応したウェハホルダーに交換することによっ
て対応していた。しかしながら、ウェハホルダーの交換
には多大な労力と時間を費やしてしまう。本発明は上述
の問題点に鑑み、大きさの異なる複数の基板の各々にお
いて、常に基板のそりやうねりを矯正した状態で保持す
ることのできる基板保持装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる問題点を解決する
ため本発明においては、基板を載置する載置面と、載置
面に設けられた複数の凹部と、基板を載置したときに凹
部内を減圧する減圧手段とを有し、大きさの異なる複数
の基板の各々を載置面上に吸着保持する基板保持装置に
おいて、載置面の中央部に設けられ、減圧手段と連通さ
れている第１の凹部（８ａ〜８ｄ）と、載置面の周辺部
に設けられた第２の凹部（８ｅ、８ｆ）と、第１の凹部
（８ａ〜８ｄ）と第２の凹部とを連通する通路（４ｂ、
４ｃ、４ｄ）と、減圧手段によって第１の凹部（８ａ〜
８ｄ）を減圧する際、載置面上に載置される基板の大き
さに応じて、前記通路（４ｂ、４ｃ、４ｄ）を開閉する
開閉部材（２）とを有することとする。

【０００７】

【作用】本発明においては、例えば図１に示すように載
置面上に設けられた全ての凹部８ａ〜８ｆを覆う大きさ
の基板（ウェハ）３ａが載置されたとき、開閉手段２は
減圧装置と連通されている第１の凹部８ａ〜８ｄと、第
２の凹部８ｅ、８ｆとを通気孔１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ
を介して連通させ、凹部８ａ〜８ｆをウェハ３ａの裏面
の吸着範囲とする。同様に、凹部８ａ〜８ｅを覆う大き
さのウェハ３ｂが載置されたとき、開閉部材２は第１の
凹部８ａ〜８ｄと第２の凹部８ｅとを通気孔１０ｅ、１
０ｆを介して連通させ、第１の凹部８ａ〜８ｄと第２の
凹部８ｆとが連通されている通路を閉じる。そして凹部
８ａ〜８ｅをウェハ３ｂの裏面の吸着範囲とする。ま
た、第１の凹部８ａ〜８ｄしか覆わない大きさのウェハ
３ｃが載置されたとき、開閉部材２は通気孔１０ｆ及び
１０ｇと通気孔１０ｅとを連通する通路を閉じて、凹部
８ａ〜８ｄをウェハ３ｃの裏面の吸着範囲とする。ま
た、第１の凹部８ａ〜８ｄはウェハ３ｃの大きさに対応
してウェハホルダー１に設けられており、第２の凹部８
ｅ、８ｆもウェハ３ｂ、３ａの大きさに対応してウェハ
ホルダー１に設けられている。

【０００８】このように、開閉部材２は載置されるウェ
ハの大きさに応じて第１の凹部（８ａ〜８ｄ）と第２の
凹部（８ｅ、８ｆ）とが連通されている通路を開閉し、
ウェハ裏面の吸着範囲を切り換えるので、各ウェハサイ
ズに最適な吸着範囲が得られる。従って大きさの異なる
複数のウェハの各々において、ウェハのそりやうねりを
矯正し、ほぼ平坦に保持することができる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の実施例における基板保持装置
（ウェハホルダー）の概略的な構成を示す図であり、図
２は図１におけるＡ−Ａ’矢視断面図である。以下、本
発明の一実施例について図１、図２を用いて説明する。
本実施例におけるウェハホルダーは、例えば図１の２点
鎖線で示すように、直径が４インチのウェハ３ｃ、５イ
ンチのウェハ３ｂ、６インチのウェハ３ａの３種類の大
きさのウェハを夫々保持することのできる。そして、ウ
ェハホルダー１の載置面には、ホルダーの中心から放射
方向に輪帯状の複数の凹部（溝部）８ａ、８ｂ、８ｃ、
８ｄ、８ｅ、８ｆが形成されている。そして、各凹部の
間の複数の環状の凸部の上端面によって規定される面上
にウェハが配置される。また、このウェハホルダーの外
周部８ｇも先の溝部８ａ〜８ｆと同様に凹部となってい
る。ウェハが載置面上に載置されたとき、これらの溝部
８ａ〜８ｆは夫々閉じた空隙になる。ここで、溝部８ｄ
の外周縁の直径は、ウェハ３ｃの外周縁の直径より若干
小さく、ウェハ３ｃが載置されたときのウェハ３ｃにほ
ぼ対応して載置面上に形成されている。同様に溝部８ｅ
はウェハ３ｂの外周部にほぼ対応して載置面上に形成さ
れており、溝部８ｅはウェハ３ａの外周部にほぼ対応し
て載置面上に形成されている。

【００１０】また、溝部８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ内には
真空吸着のための複数の吸気孔１０ａ、１０ｂ、１０
ｃ、１０ｄが夫々設けられている。これらの吸気孔１０
ａ〜１０ｄは、ウェハホルダー１の載置面の中心から放
射方向に並んで配置されている。そして、図２に示すよ
うにこれらの吸気孔（１０ａ〜１０ｄ）はウェハホルダ
ー１の側壁に貫通するように設けられた通気孔４ａによ
って互いに連通されている。この通気孔４ａは不図示の
真空減圧源につながれており、ウェハを真空吸着する
際、真空減圧源はこの通気孔４ａを介して溝部８ａ〜８
ｄ内を減圧する。

【００１１】また、溝部８ｄ内には先の吸気孔１０ｄと
は異なる位置に吸気孔１０ｅが設けられており、溝部８
ｅ、８ｆ内にも吸気孔１０ｆ、１０ｇが夫々設けられて
いる。これらの吸気孔１０ｅ、１０ｆ、１０ｇは夫々ウ
ェハホルダー１の内部に設けられた通気孔４ｅ、４ｆ、
４ｇと連通されており、これらの通気孔４ｅ、４ｆ、４
ｇは互いに連通されていない。これら３つの通気孔はウ
ェハホルダー１の側面に設けられた切り換え装置２内に
通じている。この切り換え装置２は通気孔４ｅ、通気孔
４ｆ、及び通気孔４ｇの夫々を連通する通路を閉じる第
１状態（各通気孔が互いに連通しない状態）と、通気孔
４ｅと通気孔４ｆとを連通させ、通気孔４ｅと通気孔４
ｇとを連通する通路を閉じる第２状態と、通気孔４ｅと
通気孔４ｆ及び４ｇとを連通させる第３状態との切り換
えを、切り換えレバー２ｂを回転させることによって行
うことができる。

【００１２】ここで、この切り換え装置２について図３
（ａ）、図３（ｂ）を用いて詳細に説明する。図３
（ａ）は回転部材の概略的な構成を示す斜視部であり、
図３（ｂ）は切り換え装置２の断面図である。図３
（ａ）及び図３（ｂ）は先の第２状態のときの様子を示
す。各通気孔（４ｂ〜４ｄ）は切り換え装置２内の円筒
状の回転部材２ａに通じている。そして、この円筒状の
回転部材２ａの側面には通気孔４ｅと通気孔４ｆを連通
させることができる溝１２ａ、及び通気孔４ｅ、４ｆ、
４ｇの全てを連通させることができる溝１２ｂが夫々設
けられている。溝１２ａ、１２ｂは夫々回転部材２ａの
筒状の長手方向に伸びた溝であり、図３（ｂ）に示すよ
うに、回転部材２ａの回転軸を中心に９０°離れた位置
に夫々独立して設けられている。そして、オペレーター
は図１に示す切り換えレバー２ｂを回転させることによ
って回転部材２ａを回転させ、溝１２ａ、溝１２ｂ、又
は溝の設けられていない部分を通気孔４ｂ〜４ｄ側に配
置することによって、先の第１〜第３状態を切り換える
ことが可能となる。

【００１３】以上の構成からなるウェハホルダーによ
り、例えば図１に示すウェハ３ｃを保持するとき、オペ
レーターは切り換え装置２によって先の第１の状態にす
る。そして、真空減圧源は気穴４ａを介して溝部８ａ〜
８ｄを減圧してウェハ３ｃの裏面のほぼ全面を載置面上
に吸着させる。同様に、ウェハ３ｂを保持する際、オペ
レーターは切り換え装置２によって先の第２の状態にす
る。そして真空減圧源は気穴４ａを介して溝部８ａ〜８
ｄを減圧するとともに、通気孔４ｂ及び４ｃを介して溝
部８ｄを減圧して、ウェハ３ｂの裏面のほぼ全面を載置
面上に吸着させる。そして、ウェハ３ａを保持する際、
オペレーターは切り換え装置２によって先の第３の状態
にする。そして真空減圧源は通気孔４ａ、４ｂ、４ｃ、
４ｄを介して溝部８ａ〜８ｅを減圧し、ウェハ３ｂの裏
面のほぼ全面を載置面上に吸着させる。

【００１４】このように、載置されるウェハの大きさ
（サイズ）に応じてそのウェハを吸着する範囲を切り換
えることが可能となるので、各ウェハサイズに最適な吸
着範囲が得られる。また、ウェハを載置面に吸着固定す
る際にリークが生じないので、ウェハ裏面をほぼ均一の
吸着力で、ウェハのそりやうねりを矯正した状態で当該
ウェハをほぼ平坦に保持することができる。また、切り
換え装置２は、溝部（８ａ〜８ｄ）と溝部８ｅ及び溝部
８ｆとの連通及び遮断を通気孔４ｂ〜４ｃを介しておこ
な行うだけであるので、簡単に構成することができる。

【００１５】また、本実施例においては載置可能なウェ
ハの大きさ、即ち、切り換え装置２によって切り換え可
能な吸着範囲は３種類であるが、載置面上に設ける溝部
の数をさらに増やすとともに、切り換え装置２と連通さ
せる溝部の数を増やすことにより、吸着可能なウェハの
種類（サイズ）をさらに増やすことが可能となる。ま
た、本実施例では切り換え装置２はウェハホルダー１と
一体となっているが、投影露光装置内の所定の場所に設
置しても構わない。このとき、穴４ｂ〜４ｄを配管を介
して切り換え装置２に接続することにより、切り換え装
置２を所望の場所に設けることができる。このことによ
り、ウェハホルダー１の構成を簡素化することができ
る。さらに、溝部８ａ〜８ｄと真空減圧源とを連通する
通気孔４ａと、溝部８ｄと溝部８ｅ及び８ｆとを連通す
る通気孔４ｂ、４ｃ、４ｄとを独立して設けることによ
り、切り換え手段の構成を簡素化することができ、切り
換え装置２を投影露光装置内の所望の位置に配置するこ
とができる。

【００１６】また、本実施例において切り換え装置２に
よる切り換えはマニュアル操作であるが、例えば切り換
えレバー２ｂの回転を駆動する駆動制御装置を投影露光
装置内に設け、処理すべきウェハのサイズの情報に基づ
いて通気孔４ｂと通気孔４ｃ及び４ｄとの連通及び遮断
の切り換えを自動的に行うようにしてもよい。また、切
り換え装置の機構は上述の実施例に限らず、例えば電磁
弁等により各通気孔４ｂと４ｃ及び４ｄとの連通、及び
遮断を切り換えるような機構であってもよい。

【００１７】また、本発明の実施例としては上述のよう
な構成のものに限らず、例えば図１に示す通気孔４ｂが
溝部８ｄではなく、通気孔４ａに通じているような構成
であってもよい。その他の構成は図１と全く同様であ
る。そして、切り換え装置２はウェハ３ｂが載置された
とき溝部８ｅと通気孔４ａとを連通させ、ウェハ３ｃが
載置されたとき溝部８ｅ及び８ｆと通気孔４ａとを連通
させることにより、上述の実施例と同様の効果が得るこ
とができる。さらに、切り換え装置２に通気孔４ａ、通
気孔４ｃ、及び通気孔４ｄを通じさせ、さらにこの切り
換え装置２と真空減圧源とを通じさせるような構成でも
よい。このときも同様に、ウェハ３ｃが載置されたとき
は溝部８ａ〜８ｄと真空減圧源とを連通させ、ウェハ３
ｂが載置されたときは溝部８ａ〜８ｄ、及び８ｆを真空
減圧源に連通させ、ウェハ３ａが載置されたときは溝部
８ａ〜８ｄ、８ｅ、及び８ｆを真空減圧源に連通させる
ことにより、上述の実施例と同様の効果が得ることがで
きる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、基板のサ
イズ（大きさ）によって基板の裏面を吸着する範囲を簡
単に切り換えることができるため、基板の大きさに係わ
らず、常に基板のそりやうねりを矯正した状態で載置面
上にほぼ平坦に当該基板を保持することができる。その
ため、露光装置等に組み込んで半導体素子等を製造する
際、基板のそりやうねりによる解像不良や重ね合わせ精
度の低下等を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における基板保持装置（ウェハ
ホルダー）の概略的な構成を示す図である。

【図２】図１に示すウェハホルダーの断面構造を示す断
面図である。

【図３】図３（ａ）は回転部材２ａの概略的な構成を示
す斜視図であり、図３（ｂ）は切り換え装置２の断面図
である。

【図４】従来のウェハホルダーの概略的な構成を示す図
である。

【図５】図４に示すウェハホルダーの断面構造を示す断
面図である。

【符号の説明】

１、５・・・ウェハホルダー２・・・切り換え装置２ａ・・・回転部材３ａ〜３ｃ、６・・・ウェハ４ａ〜４ｄ、７・・・通気孔８ａ〜８ｆ・・・溝部１０ａ〜１０ｇ・・・吸気孔１２ａ、１２ｂ・・・溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を載置する載置面と、前記載置面に
設けられた複数の凹部と、前記基板を前記載置面上に載
置したときに前記凹部内を減圧する減圧手段とを有し、
大きさの異なる複数の基板の各々を前記載置面上に吸着
保持する基板保持装置において、前記載置面の中央部に設けられ、前記減圧手段と連通さ
れている第１の凹部と、前記載置面の周辺部に設けられた第２の凹部と、前記第１の凹部と前記第２の凹部とを連通する通路と、前記減圧手段によって前記第１の凹部を減圧する際、前
記載置面上に載置される基板の大きさに応じて、前記通
路を開閉する開閉部材とを有することを特徴とする基板
保持装置。
【請求項２】前記第１の凹部は、前記複数の基板のう
ち最小の基板が載置されたときに、該基板によって覆わ
れる前記載置面上の領域のほぼ全体に設けられ、前記第
２の凹部は、前記最小の基板とは異なる基板が載置され
たときに、該基板によって覆われる前記載置面上の前記
第１の凹部の外側の領域のほぼ全体に設けられることを
特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】前記第１の凹部と前記第２の凹部とを連
通させる通路は、前記第１の凹部と前記減圧手段とを連
通させる通路と独立して設けられることを特徴とする請
求項２に記載の装置。