JPH08330401A - ウエハチャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウエハのパーティクル付着、うねりをなく
し、ウエハ清浄度及びウエハ精度の向上を図る。 【構成】 上面が吸着面３１となる円盤状のチャック本
体２１と、このチャック本体２１と同心円で吸着面に形
成される真空排気用溝２５と、縁部２１ａを除く吸着面
３１に形成され吸着面３１を粗すことによりウエハの裏
面を支持する多数の点状凸部が形成された粗面３３とを
具備してウエハチャック３９を構成する。また、ウエハ
チャックは、真空排気用溝２５に代えて、チャック本体
２１と同心円の円周上に等間隔で穿設された複数の真空
排気用孔を具備するものであってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置におい
て、ウエハの裏面を吸着してウエハの保持を行うウエハ
チャックに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ウエハを吸着保持するウエハチャックに
は、ウエハを真空吸着するもの、或いは、ウエハとの間
に電圧を印加し、両者の間に発生したクーロン力によっ
てウエハを吸着するものなどがある。例えば、真空吸着
を行うウエハチャックでは、図５に示すように、円盤状
に形成されたチャック本体１の上面３に真空用溝５や真
空用孔が形成され、これらは真空排気口９へと連通され
る。従って、上面３にウエハ１１が載置され、真空排気
口９よりウエハ１１との間の空気が吸引されることによ
り、ウエハ１１は上面３の吸着面に吸着保持されること
になる。従来、このような吸着固定では、ウエハ１１の
平坦度を高めるため、チャック上面は、できる限り平坦
で滑らかな面にするために接触面を小さくする必要があ
った。一方、このような吸着固定では、後工程への悪影
響を防止するため、吸着面を介してのウエハ１１へのパ
ーティクル付着を最小限に抑える必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示したような真空用溝が多く形成されたウエハチャック
は、接触面積を小さくするために、溝ピッチを小さくす
る必要がある。しかしピッチが小さいと、強度や加工の
問題でチャック材質に制限がある。金属は前記の問題点
を解決できるがメタル汚染の問題がある。また、吸着面
が滑らかな面に形成された従来のウエハチャックでは、
図６に示すように、吸着面１５にパーティクル１３が付
着した場合、ウエハ裏面と吸着面１５との間にパーティ
クル１３が挟まれた状態となり、ウエハの平坦度が低下
する問題があった。そして、このような場合には、図７
に示すように、ウエハ裏面のチャック接触部分にパーテ
ィクル１３が転写され増大することとなった。一方、真
空用溝５などの形成されたウエハチャックが研磨工程や
研削工程で使用された場合、研磨圧力により、図８、図
９に示すように、溝５や孔の形状イメージが球状の凸部
１５としてウエハ１１に写り、加工後においてもこれら
が残ることから、平坦度が低下する問題があった。この
ような問題を解消するために、図１０に示すような多孔
質セラミック１７を用いたポーラスセラミックチャック
１９が用いられ、多数の孔を通してウエハ１１を吸着す
る方法も提案されたが、このような構造では、チャック
材質の純度向上が困難なことから、パーティクル付着や
メタル汚染が増加する問題があった。本発明は上記状況
に鑑みてなされたもので、パーティクル付着を低減でき
るとともに、真空用溝などのイメージが研磨むらとなら
ないウエハチャックを提供し、ウエハ清浄度及びウエハ
精度の向上を図ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るウエハチャックの構成は、上面が吸着面
となる円盤状のチャック本体と、該チャック本体と同心
円で前記吸着面に形成される真空排気用溝と、縁部を除
く前記吸着面に形成され該吸着面を粗すことによりウエ
ハの裏面を支持する多数の点状凸部が形成された粗面と
を具備することを特徴とするものである。

【０００５】

【作用】ウエハ裏面との接触が粗面に形成された点状凸
部となり、接触面積が従来に比べて小さいものとなる。
点状凸部の周囲が凹部となるため、パーティクルが凹部
に入り、ウエハ裏面へのパーティクル付着及びメタル汚
染がなくなる。また、パーティクルが凹部に入ることか
ら、パーティクルが接触面とウエハとの間で挟まれるこ
とがなくなり、ウエハにうねりが生じなくなる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明に係るウエハチャックの好適な
実施例を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明
ウエハチャックの平面図、図２は本発明ウエハチャック
の吸着面と垂直方向の断面図である。円盤状のチャック
本体２１の中心には真空排気口２３が穿設され、真空排
気口２３は図示しないバキューム手段と接続される。チ
ャック本体２１の上面には真空排気用溝２５が同心円状
に形成され、真空排気用溝２５は直径方向の真空排気用
溝２７によって真空排気口２３へと接続されている。真
空排気用溝２５、２７は、０．１ミリ〜３ミリの溝幅で
形成されるが、チャックが研磨又は研削に使用される場
合では、１ミリ以下の溝幅とし、研磨圧力による凹みな
どの影響が回避できるようにする。

【０００７】従って、真空排気用溝２５、２７が形成さ
れた以外のチャック本体２１の上面は、ウエハ２９に接
触する吸着面３１となる。この吸着面３１には微小な凹
凸部を有した粗面（以下、「サンブラ面」という）３３
が、チャック縁部２１ａを除いた吸着面全体に形成され
ている。サンブラ面３３は、その面に垂直な平面で切断
した際、図２に示すように、その切り口に表面の輪郭を
示す曲線が表れる。サンブラ面３３では、この断面曲線
において、接触点となる点状凸部３５の周りに、０．２
ミクロンから２ミリの凹部３７が形成されている。つま
り、サンブラ面３３に吸着されたウエハ２９は、点状凸
部３５の先端で支持されることになる。

【０００８】このように構成されるウエハチャック３９
を製造するには、先ず、従来同様技術によりチャック本
体２１を形成する。チャック本体２１の材質は、目的に
より、セラミック、ＳｉＣ、ＳｉＮ、又は非金属でコー
ティングされた金属などから選択する。次に、チャック
表面の周辺から１〜５ミリ幅の縁部２１ａを除き、全面
を０．２ミクロンから２ミリの凹凸が形成されるように
表面処理を行い、サンブラ面３３を形成する。

【０００９】この凹凸面の形成には、例えば、研磨材混
合水溶液を高圧噴射により吹き付け、吸着面に所望の凹
凸部を形成する液体ホーミングや、微小粒子を高圧空気
によりノズルから噴射し、吸着面に衝突させるサンドブ
ラストなどの表面処理方法及びエッチング処理により凸
状の周囲を凹状にし凹状部分が、真空排気に通ずるよう
にする。

【００１０】次いで、真空排気用溝２５、２７、真空排
気口２３を形成する。最後に、サンブラ面３３の点状凸
部３５の高さを一定にするため、縁部２１ａを含めてチ
ャック上面を所定の平坦度（例えば、１ミクロン以下）
で表面加工する。これにより、吸着面３１がサンブラ面
３３となったウエハチャック３９を得ることができる。

【００１１】このウエハチャック３９では、ウエハ２９
と接触する接触面積が従来に比べて小さくなる。また、
点状凸部３５の周りは、０．２ミクロンから２ミリの凹
部３７となるため、パーティクル４１が凹部３７に入
り、ウエハ裏面へのパーティクル付着及びメタル汚染、
或いは、パーティクル４１が接触面とウエハ２９との間
に挟まれることによるウエハ２９のうねりが生じなくな
る。

【００１２】このように、上述のウエハチャック３９に
よれば、チャック吸着面３１を無数の点状凸部３５が存
在するサンブラ面３３で形成したので、パーティクル４
１の付着及びメタル汚染が防止できるとともに、ウエハ
２９のうねりも防止することができる。この結果、ＳＯ
Ｉ張り合わせ工程では、うねりによる気泡の発生を防止
することができる。また、吸着面３１に微小な凹凸部が
形成されることにより、真空排気用溝２５、２７周辺の
空気が吸着でき、ウエハ２９の吸着作用が向上すること
から、真空排気用溝２５、２７の溝幅を狭くすることも
可能となる。これにより、研磨、研削の際に作用する押
圧力により、溝のイメージがウエハ２９に残らなくな
り、平坦な研磨、切削が可能となる。更に、ウエハチャ
ック３９によれば、チャック材質の選定が容易となるの
で、低純度なチャック材質を使用することによるパーテ
ィクル付着やメタル汚染も回避することができる。

【００１３】次に、本発明によるウエハチャックの他の
実施例を説明する。図３は他の実施例のウエハチャック
の平面図、図４は他の実施例のウエハチャックの吸着面
と垂直方向の断面図である。この実施例によるウエハチ
ャック５１は、真空排気用溝２５、２７の代わりに、複
数の真空排気用孔５３が形成されていることが、上述の
実施例と異なる。即ち、チャック本体５５の上面には縁
部５５ａを除きサンブラ面３３が形成され、サンブラ面
３３には同心円状の複数円周上に所定間隔で真空排気用
孔５３が穿設されている。真空排気用孔５３は、チャッ
ク本体下面の排気溝５７に統合接続され、排気溝５７は
真空排気口５９から排気が行われるようになっている。

【００１４】この実施例によるウエハチャック５１にお
いても、上述のウエハチャック３９と同様の作用によ
り、ウエハ２９が点状凸部３５によって支持され、ウエ
ハ２９の接触面積は、小さいものとなるとともに、パー
ティクル４１が凹部３７に入り、ウエハ裏面へのパーテ
ィクル付着及びメタル汚染がなくなる。また、従来のよ
うに、接触面とウエハ２９との間に挟まれたパーティク
ル４１によって、吸着時において、ウエハ２９にうねり
が生じることもなくなる。

【００１５】更に、本実施例によるウエハチャック５１
では、複数の真空排気用孔５３が同心円状に分散されて
配設されるため、ウエハ２９への吸着保持が均一且つ確
実に行えるようになる。また、この場合においても、真
空排気用孔５３の周囲に微小な凹凸部が形成されること
から、真空排気用孔５３周辺の空気が吸引でき、ウエハ
２９の吸着作用が向上し、真空排気用孔５３の大きさを
小さくすることが可能となり、研磨、研削の際に作用す
る押圧力により、孔のイメージがウエハ２９に残らなく
なる。

【００１６】なお、上述の実施例では、真空排気用溝２
５、２７又は、真空排気用孔５３が形成される真空吸着
タイプのウエハチャックを例に説明したが、本発明のウ
エハチャックは、静電チャックにサンブラ面３３を形成
するものでもよい。この場合においても、ウエハが点状
凸部３５によって支持されるとともに、パーティクル４
１が凹部３７に入り、ウエハ裏面へのパーティクル付着
及びメタル汚染をなくすことができる。また、接触面と
ウエハ２９との間に挟まれたパーティクル４１によって
生じるウエハ２９のうねりも防止することができる。

【００１７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るウエハチャックによれば、ウエハを支持する多数の点
状凸部が形成された粗面を吸着面に形成したので、ウエ
ハ裏面との接触が点状凸部となり、パーティクルが点状
凸部周囲の凹部に入るため、ウエハ裏面へのパーティク
ル付着及びメタル汚染をなくすことができる。また、パ
ーティクルが凹部に入り、パーティクルが接触面とウエ
ハとの間で挟まれることがなくなるので、ウエハにうね
りが生じなくなる。この結果、ウエハ清浄度及びウエハ
精度を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ウエハチャックの平面図である。

【図２】本発明ウエハチャックの吸着面と垂直方向の断
面図である。

【図３】他の実施例のウエハチャックの平面図である。

【図４】他の実施例のウエハチャックの吸着面と垂直方
向の断面図である。

【図５】従来のウエハチャックの吸着面と垂直方向の断
面図である。

【図６】従来チャックによるウエハのうねりを説明する
図である。

【図７】従来チャックによるパーティクル付着状況を説
明する図である。

【図８】従来チャックによりウエハに残る溝形状イメー
ジを説明する図である。

【図９】従来チャックによりウエハに残る孔形状イメー
ジを説明する図である。

【図１０】従来のポーラスセラミックチャックの断面図
である。

【符号の説明】

２１ チャック本体 ２１ａ 縁部 ２５、２７ 真空排気用溝 ３１ 吸着面 ３３ サンブラ面（粗面） ３５ 点状凸部 ３９ ウエハチャック ５３ 真空排気用孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面が吸着面となる円盤状のチャック本
   体と、 該チャック本体と同心円で前記吸着面に形成される真空
   排気用溝と、 縁部を除く前記吸着面に形成され該吸着面を粗すことに
   よりウエハの裏面を支持する多数の点状凸部が形成され
   た粗面とを具備することを特徴とするウエハチャック。
2. 【請求項２】 請求項１記載のウエハチャックにおい
   て、 前記真空排気用溝に代えて前記チャック本体と同心円の
   円周上に等間隔で穿設された複数の真空排気用孔を具備
   したことを特徴とするウエハチャック。
3. 【請求項３】 上面が静電吸着面となる円盤状のチャッ
   ク本体と、 縁部を除く吸着面に形成され該吸着面を粗すことにより
   ウエハの裏面を支持する多数の点状凸部が形成された粗
   面とを具備することを特徴とするウエハチャック。